JPS6293372A - 光導電体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 この発明は、複写機等のように電子写真法を用いる装置
や原稿読取装置において使用される光導電体の製造方法
に関する。

〈発明の概要〉 この発明の光導電体の製造方法は、要約すれば、基体上
に形成したアモルファスシリコン膜の冷却過程において
、一定時間所定温度に保持することにより内部応力を緩
和してアモルファスシリコン膜の膜割れを防止しようと
するものである。

〈従来技術とその欠点〉 複写機等のように電子写真法を用いる装置や原稿読取装
置等では、画像を形成する光導電層を構成するために種
々の光導電体を用いている。このような光導電体として
従来から使用されるものに、Ｓｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の
無機光導電材料やＴＶＫ、ＴＮＦに代表される有機光導
電材料がある。ところが、これらの従来からの光導電材
料は、光感度１分光感度、ＳＮ比（明抵抗／暗抵抗）あ
るいは耐久性や人体への安全性等の光導電体として要求
される性質が必ずしも十分満足されるものではなく、あ
る程度の妥協のもとに個々のケースに応じて選択して使
用されているのが現状であった。一方、アモルファスシ
リコン（ａ−Ｓ＋）からなる光導電体は、高い光感度、
高耐久性および無公害等の優れた特徴を有し、優秀な光
導電材料として実用化が期待されている。

ところが、このようなアモルファスシリコンも膜厚を厚
くした場合や高速成膜を行った場合に膜内に発生ずる内
部応力のために、形成されたアモルファスシリコン膜に
膜割れが生じる場合があり、この膜割れによる画像品質
の低下がアモルファスシリコンを光導電体の材料として
実用化するための障害となっていた。

〈発明の目的〉 この発明は、このような実情に鑑みなされたものであっ
て、基体上に形成されたアモルファスシリコン膜を冷却
過程において所定温度に一定時間保持することにより、
内部応力を緩和し、膜割れの生じない光導電体の製造方
法を提供することを目的とする。

〈発明の構成および効果〉 この発明の光導電体の製造方法は、ＣＶＤ法またはＰＶ
Ｄ法によって基体上に形成したアモルファスシリコン膜
を、膜形成後の冷却過程において、８０℃以上であり、
かつ、膜形成時の基体表面温度が３００℃以上の場合に
は３００℃以下、膜形成時の基体表面温度が３００℃よ
りも低い場合にはその膜形成時の基体表面温度以下の温
度範囲内に、３０分以上、６時間以下の時間範囲内保持
したことを特徴とする。

この発明の光導電体の製造方法を上記のように構成する
と、基体上に形成されたアモルファスシリコン膜がある
程度の高温に保持される間に内部応力が緩和され、膜割
れの発生を事前に防止することができる。このため、画
像の品質低下のおそれがなくなるので、従来からの材料
に代えて基本的な特性の優れたアモルファスシリコンを
光導電体の材料として実用化することが可能となる。

′〈実施例〉 基体上にアモルファスシリコン膜を形成する方法として
はＣＶ　Ｄ　（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐ
ｏｓｉＬｉｏｎ）法まはたスパッタリング等によるＰ　
Ｖ　Ｄ　（ｐｈｙｓｉ−ｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ）法がある。このうちＣＶＤ法による形成
方法を第１図に基づいて説明するアモルファスシリコン
膜を形成する基体としてはアルミニウムの管状のドラム
１を使用する。このドラム１は、フロン超音波洗浄槽お
よび蒸気洗浄槽において十分に表面を洗浄した後、反応
室２内のドラムヒータ３に装着する。ドラムヒータ３は
ドラム１の内径に密着して嵌まり込み、表面を均一に加
熱することができるヒータであり、その温度は熱電対素
子４からの信号によって温度調節器５でヒータ電流を調
節することにより制御される。また、このドラムヒータ
３は、反応室２外の駆動装置６と連結することによりド
ラム１を適宜回転させることができる。このようにして
ドラム１のセントを終了すると、排気バルブ７を開き真
空ポンプ８によって反応室２内の排気を行う。また、こ
のとき同時にドラムヒータ３の電源を入れ、ドラムＩの
表面を２５０℃まで上昇させ以降この温度を保つように
温度調節器５で制御する。次に、補助バルブ９を全開に
し、マスフローコントローラ１０によって所定の混合比
に調整された原料混合ガスを反応室２内に流入させる。

このとき、排気バルブ７を調節して反応室２内の圧力が
０゜３　ｔｏｒｒに保たれるようにする。原料混合ガス
は、ＳｉＨ４に、Ｈ２ベースのＢＺ　Ｈ６、Ｎｏ、ＣＨ
４またはＨ２のうち少なくとも一種類以上のガスを目的
に応じて所定の混合比に調整したものである。反応室２
内の雰囲気を設定した後に放電電極１１．１１間に高周
波電源１２からの１３．５６　Ｍｌｌｚの高周波電圧を
印加することにより、この放電電極１１．１１間にグロ
ー放電を起こさせ、ドラムヒータ３によって加熱された
ドラム１の表面にアモルファスシリコン膜を形成する。

この膜形成時の高周波電力は、常に３００Ｗになるよう
に調節する。

この実施例の光導電体の製造方法は、上記アモルファス
シリコン膜形成後の反応室２内での冷却過程において、
温度を一定時間ある程度の高さに保持することにより構
成される。温度を保持する時間は、３０分以上６時間以
下である。また、この実施例の場合ドラム１の表面温度
を２５０℃で膜形成するので、保持する温度範囲は８０
℃以上２５０℃以下である。反応室２内での冷却過程を
第２図に基づいて説明する。アモルファスシリコン膜形
成後、反応室２内を真空に保ったままで高周波電源１２
のスイッチをオフし、温度調節器５でドラムヒータ３の
温度を１５０℃に設定した。

すると、ドラム１の表面温度は約１時間で２５０℃から
１５０℃まで低下し、その後１５０℃の温度が維持され
た。そして、ドラム１の表面温度を１５０　’Ｃの状態
で３時間保持した後、ドラムヒータ３の電源をオフし、
そのまま自然冷却させることにより約２時間で常温まで
達した。冷却が終了すると、反応室２内をＮ２で大気圧
までリークした後に、ドラム１を取り出した。

上記のようにしてドラム１の表面にアモルファスシリコ
ン膜を膜形成した後の冷却を行うと、アモルファスシリ
コン膜の膜割れを完全に防止することができた。そして
、このドラム１を複写機の感光体ドラムとして使用した
場合、良好な画質の複写を行うことができた。

第３図は、上記実施例以外の条件で処理を行ったときの
冷却過程を示す。一点鎖線は２００℃で膜形成後、１０
０℃に２時間保持した後に常温まで冷却した場合を示す
。また、二点鎖線は２５０℃で膜形成後１５０℃に１時
間半保持した後に常温まで冷却した場合を示す。さらに
、実線は、３００℃で膜形成後一旦２００℃に２時間保
持した後に、再び１００℃に１時間保持してから常温ま
で冷却した場合を示す。これらのいずれの場合も形成し
たアモルファスシリコン膜には膜割れが生じなかった。

第４図〜第６図に実施例で用いたアモルファスシリコン
膜の膜構造を示す。１３はそれぞれ光導電層であり、第
５図および第６図における１４は表面保護層であり、第
６図における１５は下地層である。いずれの膜構造の場
合にも膜割れは発生しなかった。また、この効果は、こ
れらの膜構造に限定されるものではなく、その他にも目
的に応じて種々の膜構造のものに実施することができる
なお、冷却過程における反応室２内の雰囲気は、実施例
のように真空状態の他、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２等の不活性ガ
スで大気圧に充たすようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はアモルファスシリコン膜形成方法を説明するた
めのＣＶＤ装置の概略図、第２図はこの発明の実施例の
冷却過程の温度変化を示す図、第３図はこの発明の他の
実施例の冷却過程における温度変化を示す図、第４図〜
第６図はこれらの実施例において用いたアモルファスシ
リコン膜の膜構造を示す断面図である。 １−ドラム（基体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＶＤ法またはＰＶＤ法によって基体上に形成し
   たアモルファスシリコン膜を、膜形成後の冷却過程にお
   いて、８０℃以上であり、かつ、膜形成時の基体表面温
   度が３００℃以上の場合には３００℃以下、膜形成時の
   基体表面温度が３００℃よりも低い場合にはその膜形成
   時の基体表面温度以下の温度範囲内に、３０分以上、６
   時間以下の時間範囲内保持したことを特徴とする光導電
   体の製造方法。