JPS6293373A - 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
、冷却速度を所定以上に大きくならないように制御する
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−３ｉ）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の冷却
過程において冷却速度を所定以上に大きくしないように
することにより、内部応力を緩和することができ膜割れ
の生し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
の冷却過程において、膜形成時の基体表面温度から８０
〔℃〕までの間の冷却速度を、０（’Ｃ／時間〕より太
きく１５０（“Ｃ／時間〕以下の範囲となるように制御
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
」−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時間をかけて徐々に冷却さ
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
ｏｓｉｔｉｏｎ）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１１ヒータ３に装着する。ドラムヒータ３
ばドラム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のセットを終了すると、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１
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゜８　ｔｏｒｒに保たれるようにする。原料混合ガ
スは、５ｉＨｎに、Ｈ２ベースのＢ２　Ｈ６、Ｎｏ、Ｃ
Ｈ４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１３．５（ｉ　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、
冷却速度を所定以上大きくならないように制御すること
により構成される。制御を行う温度範囲は、膜形成時の
基体表面温度から８０℃に達するまでの間である。８０
℃以下の温度を長時間維持したとしてもアモルファスシ
リコン膜の内部応力の緩和を期待することはできない。

また、冷却速度は、０〔℃／時時間〕より太きく１５０
（°Ｃ／時間時間下の範囲となるように制御される。

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１０ｔｏ
ｒｒ以下の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てドラムヒーク３の温度を調
節することにより、温度変化が第２図に示すカーブを描
くように制御した。このときの冷却速度は、２３（’ｃ
／時間〕である。常温に達し冷却が終了すると、反応室
２内をＮ２て大気圧までリークした後に、トラム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１′ラム１を複写機の感光体ｌ・う１、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、」二記実施例以外の冷却速度となるように制
御した場合の冷却過程を示す。この場合は反応室２内を
Ｎ２て３００ｔｏｒｒに充している。なお、冷却過程に
おける反応室２内の雰囲気は、この他、Ｈｅ、Ａ、ｒ等
の不活性ガスで充たすようにしてもよく、これを大気圧
に充たしてもよい。■は、冷却速度を１２０〔℃／時間
〕で常温まで冷却した場合を示す。■は、冷却速度を８
０〔℃／時間〕で８０℃まで冷却し、その後反応室２か
ら取り出して自然冷却させた場合を示す。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

【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の冷却過程において、膜形成
   時の基体表面温度から８０〔℃〕までの間の冷却速度を
   、０〔℃／時間〕より大きく１５０〔℃／時間〕以下の
   範囲となるように制御したことを特徴とする光導電体の
   製造方法。