プラズマ放電処理装置及びプラズマ放電処理方法
【課題】 ガスの均一供給が可能な、簡単な構造で、小型で、高品質な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供。
【解決手段】 １対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【解決手段】 １対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プラズマ放電処理装置及びプラズマ放電処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より１．３３３×１０-6ＭＰａから１．３３３×１０-3ＭＰａ程度の圧力の環境において基材表面にプラズマＣＶＤにより薄膜を製膜する方法が知られているが、この方法においては真空装置が必要となり連続性が損なわれることや、放電プラズマ密度が低いため処理効率が低く、生産性が低いという問題があり、その改良として、大気圧または大気圧近傍での放電プラズマによる処理が可能な技術が開示されている。
【０００３】
例えば、円筒形の被処理体の１例である電子写真画像形成装置の感光体（以下電子写真画像形成装置の感光体を感光体と記す）を一方の電極とし樋状の固定電極を他方の電極とし、樋状の固定電極の上で該感光体を回転させながら固定電極との間にプラズマを発生させて感光体基材上に薄膜を形成する方法が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。また、円筒形の被処理体の１例である電子写真画像形成装置の感光体（以下電子写真画像形成装置の感光体を感光体と記す）を一方の電極とし円筒状の固定電極を他方の電極とし、円筒状の固定電極の中で該感光体を回転させながら固定電極との間にプラズマを発生させて感光体基材上に薄膜を形成する方法が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２２９７９号公報
【特許文献２】特開２００４−４５８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び２に開示されたプラズマ放電処理装置では、樋状の固定電極とその中心軸に感光体とを設け、回転する感光体と樋状の固定電極の間にプラズマを発生するようにしたため、樋状の電極は少なくとも感光体１本分以上の長さを必要とすると共に、電極の長さ方向全長に亘って均一なプラズマを発生させる必要があり、このように長い固定電極全長に亘って放電を均一とするには装置が複雑となり、又装置が大型となってしまうという問題点が有り、更に感光体を回転しなければならず、感光体を回転させながら軸方向に平行にプラズマ処理を行うため回転の開始・終了部分と回転中の部分で薄膜の厚さが変化しやすく、均一とするためには装置が複雑になるという問題点を有していた。
【０００５】
また、特許文献１及び２に開示された他のプラズマ放電処理装置では、回転する感光体と円筒状の固定電極の間にプラズマを発生させ成膜するようにしたため、大型の円筒状の固定電極を必要とし、感光体の精密な回転装置を必要とし、感光体と円筒状の固定電極の間隙全面にガスをに均一に供給するガス供給装置を必要とし、これらのために、装置が複雑且つ大型になるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、ガスの均一供給が可能な、簡単な構造で、小型で、高品質な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は下記の発明により達成される。
【０００８】
（１）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【０００９】
（２）１対の対向する環状の電極の一方に第１の周波数の電源を接続し、他方に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする（１）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１０】
（３）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（１）または（２）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１１】
（４）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１２】
（５）１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする（４）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１３】
（６）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（４）または（５）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１４】
（７）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に少なくとも薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１５】
（８）１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することを特徴とする（７）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１６】
（９）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（７）または（８）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１７】
（１０）１対の環状の電極の対向領域全周でプラズマを発生させ、前記電極の環の内部を中心軸方向に移動する基材に前記プラズマを晒し、前記基材の表面に薄膜を形成することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１８】
（１１）前記基材は画像形成装置の感光体ドラムの基材であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１９】
（１２）１対の対向する環状の電極の内部を該環状の電極の中心軸と平行方向に円筒または円柱状の基材を移動させながら、前記環状の電極と前記円筒または円柱状の基材との間に発生させたプラズマに前記円筒または円柱状の基材表面を晒すことにより、該基材表面を放電処理するプラズマ放電処理方法。
【発明の効果】
【００２０】
（１）〜（３）に記載の、１対の環状電極にそれぞれ異なる周波数の高周波電圧を印加し環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２１】
（４）〜（６）に記載の、１対の環状電極と基材を保持する保持部材とにそれぞれ異なる周波数の高周波電圧を印加し環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２２】
（７）〜（１０）に記載の、１対の環状電極に高周波電圧を印加し基材を保持する保持部材をアースして環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２３】
（１１）に記載の、上述した基材を画像形成装置の感光体とすることにより、画像形成装置の感光体を製造可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２４】
（１２）に記載の、１対の環状電極と基材間にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、効率的に、均一な薄膜を形成可能なプラズマ放電処理方法の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
各図面において同一の構成・機能を有する部材等については同一の番号を付してある。
【００２６】
以下、円筒形の被処理体として、その１例である電子写真方式の画像形成装置の感光体（以下電子写真方式の画像形成装置の感光体を感光体と記す）を例に取り、感光体に薄膜を形成する大気圧プラズマ放電処理装置について説明する。
【００２７】
また、上流側、下流側とは感光体の搬送方向の上流・下流を指している。
【００２８】
なお、本発明の大気圧及び大気圧近傍とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ、好ましくは９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａを指し、大気圧プラズマ放電処理装置において、ガスの励起及び被薄膜形成体への薄膜の形成は大気圧及び大気圧近傍の環境下で行われる。
【００２９】
以下、円筒または円柱状の基材の１例として画像形成装置の感光体ドラム基材に薄膜を形成する場合について説明する。以下、円筒または円柱状の基材を感光体基材Ｆと記す。
【００３０】
図１は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概念図である。
【００３１】
図１において、放電空間の外で薄膜を形成するプラズマジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置１０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置１０と記す）は、
基材を環状の電極の環の内部に少なくとも通過させる移動手段である、保持・移動機能を兼ね備えた基材搬送部材１１と、
基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と所定の距離を離間する様に配設した１対の対向する環状の電極である環状電極１２と、環状電極１２を構成する第１の環状電極１２１と、第２の環状電極１２２と、
環状電極１２１と対向する第２の環状電極１２２との対向領域である環状の空間（以下該環状の空間を放電空間１３と記す）に、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段である、少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段（不図示）と、
第１の環状電極１２１に第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、第２の環状電極１２２に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
第１の環状電極１２１の図示下側と第２の環状電極１２２の図示上側とに、それぞれ廃ガスＧ’の排気手段（不図示）とを有している。
【００３２】
以下、各構成要素について更に説明すると、
基材搬送部材１１は、感光体基材Ｆを保持する図示しない（後述する）基材の保持部材により感光体基材Ｆを保持して矢印Ｙｕ・Ｙｄ方向、及び矢印Ｘｌ・Ｘｒ方向に移動する。
【００３３】
第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が放電空間１３を形成している、また、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の各内周面と基材搬送部材１１に保持された感光体基材Ｆ外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向面が薄膜を形成する処理空間１７を形成している。
【００３４】
そして、第１の環状電極１２１には第１フィルタ２３を介し、周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能な第１の高周波電源２１が接続され、また、第２の環状電極１２２には第２フィルタ２４を介し、周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能な第２の高周波電源２２が接続され、両電源のＯＮにより周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界が放電空間１３に発生するようになっている。
【００３５】
第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２は同じ内外径を有し、その内径は感光体基材Ｆの外径より大きな直径を有している。ｄ１は基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の内周面との間隙である。
【００３６】
ここで、間隙ｄ１は０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍになるように、感光体基材の外径に応じて第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の内径を設定してある。
【００３７】
間隙ｄ１が小さいと不要な放電が起こったり、感光体基材Ｆと第１の環状電極１２１等が接触する可能性が高くなり、大きいと安定した放電が発生し難くなってしまう。
【００３８】
また、前述したように、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能で、
窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、放電開始電界強度をＶＩとすると各電源の出力の関係はω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電源の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電源の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2であり、対向電極間に１Ｗ／ｃｍ2〜５０Ｗ／ｃｍ2好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2〜２０Ｗ／ｃｍ2以上の電力を供給する。
【００３９】
図２は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の混合ガスの供給に係る断面図である。
【００４０】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合してするガス混合部１４１と、薄膜形成ガスと放電ガスが混合された混合ガスＧを放電空間１３に 均一に放出するガス供給部１４３と、ガス混合部１４１の混合ガスＧをガス供給部１４３に供給するガス供給経路１４２と、を有しており、
ガス供給部１４３は、環状の筒で外側にガス供給経路１４２と接続する開口を有し、内側に混合ガスＧを放電空間１３に均一に放出する複数のガス放出口１４４を有している。
【００４１】
第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２により放電空間１３で励起された混合ガスＧ0は感光体基材Ｆに薄膜を堆積・形成する処理空間１７に放出され、感光体基材Ｆに晒されて薄膜を堆積・形成される。
【００４２】
そして、廃ガスＧ’は廃ガスの排気手段（不図示）により大気圧プラズマ放電処理装置１０外に排出される。
【００４３】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００４４】
図３は、大気圧プラズマ放電処理装置１０の動作を説明する説明図である。
【００４５】
以下に、基材の移動手段により環状の電極の環の内部を基材が少なくとも通過中に電源をＯＮとしてガス供給手段により供給された混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成する動作について説明する。
図３（ａ）において、装着ポジション４１３で基材搬送部材１１に感光体基材Ｆが装着される。
【００４６】
感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面１２１２より低い下限位置に位置している。
【００４７】
図３（ｂ）において、装着ポジション４１３から感光体基材Ｆを装着した状態でＸｒ方向に移動し、基材搬送部材１１と第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２との中心が一致した位置、即ち薄膜形成ポジション４１２で停止する。この時１ピッチ上流の装着ポジション４１３には次の基材搬送部材１１（一点鎖線）が位置し次の基材搬送部材１１に感光体基材Ｆが装着される。
【００４８】
図３（ｃ）において、基材搬送部材１１がＹｕ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面位置１２１２と一致すると、高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＮとなり、放電空間１３に前述した周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させると共にガス供給手段（不図示）により混合ガスＧが供給され始める。そして基材搬送部材１１は感光体基材ＦをＹｕ方向に一定速度で移動継続し、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２との対向領域である処理空間１７で放電空間１３で励起された混合ガスＧ0が感光体基材Ｆ表面に晒され所定の薄膜を堆積・形成する。
【００４９】
図３（ｄ）において、Ｙｕ方向の移動と薄膜の堆積・形成が継続し、感光体基材Ｆの下側先端Ｆ２が第２の環状電極１２２の上面位置１２２１と一致すると、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＦＦとなり、高周波電界の発生が停止されると共にガス供給手段（不図示）による混合ガスＧが供給停止される。
【００５０】
なお、上述した薄膜の形成は、Ｙｄ方向に移動中に行っても良く、Ｙｕ方向及びＹｄ方向の両方向の移動中に行っても良い。
【００５１】
図３（ｅ）において、薄膜の形成が完了後、基材搬送部材１１はＹｄ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆを感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面１２２１より低い下限位置まで移動させる。
【００５２】
そして、各基材搬送部材１１はＸｒ方向に１ピッチ移動し、装着ポジション４１３に位置していた一点鎖線で示していた基材搬送部材１１は薄膜形成ポジション４１２に移動し、薄膜形成ポジション４１２に位置していた基材搬送部材１１は感光体基材Ｆを回収する回収ポジション４１４に移動して、薄膜が形成された感光体Ｆ’は基材搬送部材１１から回収される。
【００５３】
なお、混合ガスの励起中或いは薄膜形成中に発生したパーティクルと廃ガスは、図示しない廃ガスの排気手段により大気圧プラズマ放電処理装置１０外に排出される。
【００５４】
図４は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【００５５】
図４において、放電空間内で薄膜を形成するダイレクト方式の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置３０と記す）は、
円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段である、未処理の感光体である感光体基材Ｆの保持・移動機能を兼ね備えた基材搬送部材１１と、
１対の対向する環状の電極である、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と所定の距離を離間する様に配列した環状電極３２とを構成する第１の環状電極３２１と、第２の環状電極３２２と、
環状の電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段である、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２と、感光体基材Ｆと、の対向領域である環状の空間（以下該環状の空間を放電処理空間３３と記す）に、少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段（不図示）と、
環状の電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源である、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、基材搬送部材１１を介して感光体基材Ｆに第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、
第１の環状電極３２１の図示下側と第２の環状電極３２２の図示上側とに、それぞれ廃ガスＧ’の排気手段（不図示）と、を有している。
【００５６】
以下、各構成要素について更に説明すると、
基材搬送部材１１、と、第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２と感光体基材Ｆとの各寸法関係、及び第１の高周波電源２１、と、第２の高周波電源２２とは、図１を参照して説明した第１の形態と同様のため説明を省略する。
【００５７】
第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が混合ガスＧの通路となっている。両電極は同電位となっているので放電は起こらない。
【００５８】
第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２の内周面と、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆ外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域がプラズマ放電により混合ガスを励起し薄膜を堆積・形成する放電処理空間３３を形成している。
【００５９】
そして、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２には第２フィルタ２４を介し、周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能な第２の高周波電源２２が接続され、
感光体基材Ｆには基材搬送部材１１及び第１フィルタ２３を介し、周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能な第１の高周波電源２１が接続され、両電源のＯＮにより周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界が放電処理空間３３に発生する。
【００６０】
図５は、本発明の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置の、混合ガスの供給を説明する断面図である。
【００６１】
大気圧プラズマ放電処理装置３０の動作については、図１を参照して説明した第１の形態と略同様な構成を有しているので、異なる部分について説明を行う。
【００６２】
ガス供給手段３４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合してするガス混合部１４１と、薄膜形成ガスと放電ガスが混合された混合ガスＧを放電処理空間３３に均一に放出するガス供給部３４３と、ガス混合部１４１の混合ガスＧをガス供給部３４３に供給するガス供給経路３４２と、を有している。
【００６３】
ガス供給部３４３は、第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２とが対向する環状の領域で外側にガス供給経路３４２と接続する開口を有し、内側に混合ガスＧを放電処理空間３３に均一に放出する複数のガス放出口３４４を有している。
【００６４】
放出された混合ガスＧは放電処理空間３３で励起され、励起した混合ガスが感光体基材Ｆに晒されて感光体基材Ｆ表面に薄膜を堆積・形成される。
【００６５】
そして、廃ガスＧ’は廃ガスの排気手段（不図示）により大気圧プラズマ放電処理装置３０外に排出される。
【００６６】
ここで、ガス供給手段３４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００６７】
また、１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することである、図４及び５において、基材搬送部材１１をアースしても良い。この場合は比較的放電開始電圧が低い放電ガスを使用する場合に好適に利用できる。
【００６８】
大気圧プラズマ放電処理装置３０の動作については、図３を参照して説明した第１の形態と略同様な動作を有しているので、異なる部分について説明を行う。
【００６９】
図５において、基材搬送部材１１がＹｕ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極３２１の下面３２１２と一致すると、高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＮとなり、放電処理空間３３に前述した周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させると共にガス供給手段３４により混合ガスＧが供給され始める。そして基材搬送部材１１は感光体基材ＦをＹｕ方向に一定速度で移動継続し、放電処理空間３３で励起された混合ガスが感光体基材Ｆ表面に晒され所定の薄膜を堆積・形成する。
【００７０】
なお、以上図１〜５で説明した周波数ω1の第１の高周波電源２１、周波数ω2の第２の高周波電源２２は下記の電源が好適に使用できる。
第１の高周波電源としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７１】
また、第２の高周波電源としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。
【００７２】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００７３】
高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第２の環状電極側（第２の高周波電界）は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００７４】
また、図１〜３の、第１の環状電極１２１と第１の高周波電源２１との間、及び図４、５の基材搬送部材１１と第１の高周波電源２１との間には第１フィルタ２３が設置されており、第１フィルタ２３により第１の高周波電源２１から第１の環状電極１２１及び第１の高周波電源２１から基材搬送部材１１への電流を通過しやすくし、第２の高周波電源２２からの電流をアースして第２の高周波電源２２から第１の高周波電源２１への電流が通過しにくくなるようになっている。
【００７５】
また、第２の環状電極１２２と第２の高周波電源２２との間、及び、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２と第２の高周波電源２２との間には第２フィルタ２４が設置されており、第２フィルタ２４により第２の高周波電源２２から、第２の環状電極１２２、及び第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２への電流を通過しやすくし、第１の高周波電源２１からの電流をアースして第１の高周波電源２１から第２の高周波電源２２への電流が通過しにくくなるようになっている。
【００７６】
以上の説明において、電源を２種用いてプラズマを発生させる方法について説明してきたが、これは例えば放電ガスに窒素等の放電開始電圧が高いガスを使用した場合に好適に用いられる。放電開始電圧が低いガスを使用する場合は第１の高周波電源を使用せず、第１の環状電極或いは基材搬送部材１１をアースに接続しても良い。
【００７７】
次に大気圧プラズマ放電処理装置１０及び３０で混合ガスＧとして供給する薄膜材料等について、電子写真方式の感光体に使用する薄膜材料を例に取り説明する。
【００７８】
薄膜形成を実施するにあたり、使用する反応ガスは、感光体基材面上に設けたい中間層の種類によって異なるが、基本的に、希ガスまたは窒素ガスと中間層を形成する成分の反応性ガスを混合した反応ガスである。中間層の膜厚としては、０．１〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。
【００７９】
上記希ガスとは、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【００８０】
本発明の電子写真感光体の中間層を形成する成分を有する有用な反応性ガスは、金属化合物または有機金属化合物のガスまたは気化器でガス化したものであり、これらの金属としては、例えば、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｗを挙げることが出来る。これらのうち中間層としてより緻密な被膜を形成することが出来るものとしてＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｓｎを好ましく挙げることが出来、特に好ましくはＴｉである。Ｔｉから得られる金属酸化物は高い抵抗を有する一方で、効果的に電子を移動出来るｎ型半導体の性質を有しており、良好なブロッキング性を有するだけでなく、電子の蓄積が起こらないので、繰り返し使用いても特性が劣化しない。従って物性的には高抵抗で電子輸送性を有する化合物が特に好適に用いられる。上記より好ましい金属に他の金属を混合させてもよく、更に緻密な中間層を得ることが出来るので好ましい。
【００８１】
有機金属化合物は金属アルコキシド、アルキル化金属、β−ケトン金属錯体であることが好ましく、これらの基の混合した例えば、アルキルアルコキシ金属、アルキル金属β−ケトン錯体、アルコキシ金属β−ケトン錯体も好ましい。
【００８２】
上記金属のうち、代表例としてＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属について、金属化合物または有機金属化合物について例示すると、トリイソプロポキシアルミニウム、ジイソプロポキシアルミニウムアセトアセトナート、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、トリイソプロポキシシランアセトアセトナート、シラントリフルオロアセトナート、テトラ（トリフルオロエトキシ）チタン、トリエトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジクロロエチルジクロロシラン、テトラクロロシラン、トリイソプロポキシチタン、メチルトリプロポキシチタン、テトラエトキシチタン、トリエトキシチタンアセトアセトナート、ジエトキシチタンジアセトアセトナート、トリクロロチタン等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。これらのうち、特に有機チタン化合物またはチタン金属化合物が好ましい。
【００８３】
上記のごとき金属化合物または有機金属化合物を放電空間に導入するには、常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入出来るが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の気化手段により気化させて使用することが好ましい。常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属化合物または有機金属化合物の場合には、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用出来る。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、感光体基材上への中間層の形成、中間層の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。金属化合物または有機金属化合物を有機溶媒に溶解させて溶液とした後、加熱して、反応ガスに使用する希ガス、例えばアルゴンを有機金属化合物溶液にバブリングして気化させることが出来る。気化には市販のものを使用することが出来、例えば、リンテック社製気化器を挙げることが出来る。
【００８４】
また、上記記載の反応ガス中に反応性ガスの補助ガスとして水素ガスを酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜１０体積％含有させることにより、反応が促進され、且つ、緻密で良質な著しく硬度の高い中間層を形成することが出来る。
【００８５】
また、有機フッ素化合物を補助ガスとして用いることが出来る。有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、四フッ化炭素、六フッ化炭素、具体的には、四フッ化メタン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、八フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記のフッ化炭化水素ガスとしては、二フッ化メタン、四フッ化エタン、四フッ化プロピレン、三フッ化プロピレン等を挙げることが出来る。
【００８６】
更に、一塩化三フッ化メタン、一塩化二フッ化メタン、二塩化四フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来るがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化合物は単独でも混合して用いても良い。
【００８７】
上記記載の金属化合物または有機金属化合物及び補助ガスを合わせた反応性ガスの反応ガス中の含有率は、０．０１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００８８】
上記の反応ガスをプラズマ状態にして形成された中間層は、金属酸化物を主成分として形成され、金属酸化物が主成分の５０質量％以上含有していることであり、好ましくは６０質量％、より好ましくは８０質量％、特に好ましくは９０質量％である。使用するガスによっては金属窒化物、金属炭化物や塩化ホウ素化合物も得られ、本発明において何れも好ましい中間層を得ることが出来る。特に本発明においては中間層の硬度、湿気の遮断等に優れていることから金属酸化物が好ましく、中間層中のほとんどが金属酸化物であることが望ましい。このことにより金属酸化物が高密度で緻密に中間層を形成することが出来る。
【００８９】
本発明に係る大気圧プラズマ放電処理により中間層を形成することにより、中間層内に炭素を少量含有し、このことが膜の強度にも関係し、硬度を上げる効果を有すると考えられる。中間層内の炭素含有量は０．２〜５質量％が好ましく、０．３〜３質量％がより好ましい。炭素含有量が５質量％を超えるとむしろ硬度が低下し、また０．２未満でも膜の脆さが増してくる。他の方法、例えば真空蒸着のような方法で作製した中間層には炭素がほとんど含有されておらず、脆弱な膜しか形成されない。
【００９０】
有機光導電層とは電子写真感光体の構成には必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質または有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て包含する。
【００９１】
使用する電子写真感光体の有機光導電層に用いられる有機光導電性化合物としては、例えば、特開２０００−３０５２９１に記載されている化合物を挙げることが出来、何れも本発明において有用である。
【００９２】
電子写真感光体の感光体基材の上に中間層を介して形成された有機光導電層には、電荷発生機能を有する有機光導電性化合物と電荷輸送機能を有する有機光導電性化合物を１層の中に混合物の層とする場合と、性質の異なる有機光導電層を別々に電荷発生層と電荷輸送層に分けた積層とする場合とがある。本発明においては、何れの場合にも有機光導電層を、電荷発生層と電荷輸送層を分けずに単に有機光導電層という言葉で表現している。
【００９３】
有機光導電層の電荷発生層は電荷発生剤をバインダー樹脂とともに有機溶媒に溶解または分散させて電荷発生層塗布液を調製し、円筒型の感光体基材の場合には、浸漬塗布法により塗工する。
【００９４】
また必要に応じて有機光導電層を塗工する前に、中間層の上に下引層をもうけてもよい。
【００９５】
図６は、電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００９６】
図６は上述した、第１の環状電極１２１及び３２１と第２の環状電極１２２及び３２２の概念を示したもので、導電性の金属質母材４１に対し、誘電体４２が被覆されたものである。
【００９７】
そして、金属質母材４１に接続されたケーブル（不図示）により高周波電源（不図示）に接続されている。
【００９８】
なお、上記電極の内、高周波電界を発生する対となった電極の内少なくとも一方に誘電体４２が被覆されている。
【００９９】
導電性の金属質母材４１としては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【０１００】
また、金属質母材４１の表面に被覆した誘電体４２は、誘電体としてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。
【０１０１】
誘電体４２は片肉で１ｍｍ程度被覆されていればよく、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【０１０２】
誘電体を被覆する電極においては、金属質母材と誘電体との間に線熱膨張係数の差が少ない組み合わせのものが好ましく、例えば金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜が特に好ましく、他に、金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。
【０１０３】
このような組み合わせにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが出来る。
【０１０４】
図７は、基材搬送部材の断面図である。
【０１０５】
図７（ａ）は側面から見た断面図で、図７（ｂ）はＱ−Ｒから見た断面図である。
【０１０６】
基材搬送部材１１は基材搬送部材１１全体の位置出しを行う基材基部１１１と、基材基部１１１が位置決めされた時に基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の軸方向中央に位置するような位置に、基材基部１１１からＹｕ方向に突出した感光体基材Ｆを保持する感光体保持部１１２とを有している。
【０１０７】
感光体保持部１１２の内部には感光体Ｆの直径方向の位置出しを行うエアチャック１１３と、感光体Ｆの軸方向の位置出しを行う感光体保持部１１２の外周に突き出た凸部１１４とを有している。
【０１０８】
エアチャック１１３は、感光体保持部１１２の円周方向に等配に３箇所設けられたチャック１１３１と、空圧により拡張しチャック１１３１を直径方向に付勢するゴム袋１１３２とを有している。チャック１１３１はゴム等よりなる弾性袋１１３２の拡張により直径方向に一様に付勢され、装着された感光体Ｆの中心軸を感光体保持部１１２の中心軸、即ち第１の環状電極１２１及び３２１と第２の環状電極１２２及び３２２の中心軸とに合わせるように位置出しする。
【０１０９】
感光体Ｆの軸方向の位置出しは感光体Ｆの下面Ｆ２が凸部１１４の上面に当接することにより行われる。
【０１１０】
また、弾性袋１１３２は基材基部１１１の下面に開口し、開口部が圧縮空気を送気する送気口１１１１を構成し、その周囲に圧縮空気充填時に圧縮空気の漏れを防止するパッキング１１１２が配設されている。
【０１１１】
図８は、基材搬送手段の１例を説明する概念図である。
【０１１２】
図８及び図７において、基材搬送手段４０は基材搬送部材１１をＸｒ方向に移動する水平移動部４１と、Ｙｕ／Ｙｄ方向に移動する垂直移動部４２と、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の中央に位置するように基材搬送部材１１の位置出しを行う位置決め部４３とを有している。
【０１１３】
そして、水平移動部４１は基材搬送部材１１を水平方向に移動させるベルトコンベア４１１と、薄膜の形成を行う薄膜形成ポジション４１２と、その前工程であり基材搬送部材１１に感光体基材Ｆを装着する装着ポジション４１３と、後工程であり基材搬送部材１１から薄膜形成済みの感光体Ｆ’を回収する回収ポジション４１４とを有している。
【０１１４】
各ポジション間は同一の距離（１ピッチ）で、ベルトコンベア４１１は１ピッチずつ間歇移動を行い、装着ポジション４１３には基材搬送部材１１のＸｒ方向の位置決めを行うストッパ４１５を有している。また、ベルトコンベア４１１は紙面上下方向に２分割されており、中央基材基部１１１の下面の両端部を支持し、ベルトコンベア４１１の中央部に位置している垂直移動部４２等の動作の妨げとならない様になっている。
【０１１５】
垂直移動部４２は感光体基材ＦをＹｕ方向に押し上げる空圧シリンダ、等よりなる押し上げ部４２１と、基材搬送部材１１内部の前述したエアチャック１１３を付勢する弾性袋１１３２に圧縮空気を送りエアチャック１１３のＯＮ／ＯＦＦを行うポンプ等よりなるエアチャック駆動部４２２とを有している。
【０１１６】
位置決め部４３は、基材搬送部材１１が垂直移動部４２により押し上げられる時、基材基部１１１が嵌入し、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の中央に位置するように、基材搬送部材１１の位置出しを行なう移動方向の直角方向に分割可能な位置決めガイド４３１を有している。
【０１１７】
以下に図７及び図８を参照して基材搬送手段の動作について説明する。
【０１１８】
装着ポジション４１３で基材搬送部材１１の感光体保持部１１２に感光体基材Ｆが装着される。
【０１１９】
基材搬送部材１１は感光体基材Ｆを保持しながらベルトコンベア４１１により薄膜形成ポジション４１２に移動する。
【０１２０】
この時位置決めガイド４３１は感光体保持部１１２が薄膜形成ポジション４１２に移動可能とするため移動方向の直角方向に開いている。
【０１２１】
基材基部１１１がストッパ４１５に当接して薄膜形成ポジション４１２に着くとベルトコンベア４１１は停止し、開いていた位置決めガイド４３１は閉じて一体となる。
【０１２２】
押し上げ部４２１が作動して基材搬送部材１１を押し上げ始めると、押し上げ部４２１の上面４２１１と基材基部１１１下面のパッキング１１１２が密着し、エアチャック駆動部４２２が作動して圧縮空気を送気口１１１１を介して弾性袋１１３２に送り込む。
【０１２３】
基材搬送部材１１の上昇により基材基部１１１は位置決めガイド４３１に嵌入し、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの中心軸が環状電極１２或いは環状電極３２の中心軸と一致するように位置出しを行なわれる。
【０１２４】
そして、感光体基材Ｆ上面が環状電極１２或いは環状電極３２下面に到達すると図１、図４を参照して説明した様に、環状電極１２或いは環状電極３２に高周波電圧が印加され、また、ガス供給手段１４から混合ガスＧが供給され、混合ガスが励起され、Ｙｕ方向に移動する感光体基材Ｆ表面に薄膜が堆積・形成される。
【０１２５】
そして、感光体基材Ｆ下面が環状電極１２或いは環状電極３２上面に到達すると高周波電圧の印加及び混合ガスの供給が停止される。
【０１２６】
高周波電圧の印加及び混合ガスの供給が停止後、押し上げ部４２１が下降して基材搬送部材１１を下降させる。
【０１２７】
下降後、基材搬送部材１１は薄膜形成済みの感光体を保持しながらベルトコンベア４１１により回収ポジション４１４に移動される。
【０１２８】
回収ポジション４１４に着くとベルトコンベア４１１は停止し、薄膜形成済みの感光体Ｆ’が回収される。
【０１２９】
なお、薄膜形成ポジション４１２では感光体基材Ｆの上昇中に１層の薄膜を形成する場合について説明したが、下降中に再び同じ層を形成する様にしても良く、更に、下降中に異なる混合ガス及び異なる高周波電圧を印加して異なる層を形成する様にしても良い。
【０１３０】
また、同じ条件の薄膜形成ポジションを複数設けて所定の膜厚になるまで次々に同じ薄膜を積み重ねる様にてしても良く、更に異なる条件の薄膜形成ポジションを複数設けて所定の層構成とするように次々に異なる薄膜を形成する様にしても良い。
【０１３１】
また、感光体保持部１１２を長くして複数の感光体基材Ｆを装着しＹｕ・Ｙｄ方向の移動を大きくすれば複数の感光体を処理することも可能となる。
【０１３２】
図９は、基材搬送手段の他の１例を説明する概念図である。
【０１３３】
５０は上面がＶ字型にへこんだ凹部５１を有し、凹部５１に複数の感光体基材Ｆを載置する基材載置台で、図示右端に図１、図４を参照して説明した環状電極１２或いは環状電極３２が配設されている。
【０１３４】
６０は感光体基材Ｆの直径方向の位置決めをし、位置決めした状態で感光体基材ＦをＸｌ／Ｘｒ方向に移動させる、位置決め移動手段である。
【０１３５】
位置決め移動手段６０には、図７を参照して説明したエアチャック１１３を複数内装し複数の感光体基材Ｆを保持する基材保持部材６２を有する基材支持部材６１が手段で固定してある。
【０１３６】
基材保持部材６２が複数の感光体基材Ｆを保持した時、各感光体基材Ｆは各エアチャック１１３によりそれぞれ同じ中心軸位置となる様に位置決めされる。
【０１３７】
位置決め移動手段６０は通常図示した様に基材保持部材６２の先端６３が環状電極１２或いは環状電極３２より離間した位置に位置している。この時エアチャック１１３はＯＦＦの状態になっている。
【０１３８】
位置決め移動手段６０の基材載置台５０に向けての移動により、基材保持部材６２が基材載置台５０上に載置された複数の感光体基材Ｆに嵌入される。
【０１３９】
嵌入後各エアチャック１１３は各感光体基材Ｆの中心が第１及び第２の環状電極１２、３２の中心と同じ位置に来る様に位置決めを行う。
【０１４０】
位置決め後、位置決め移動手段６０は位置決めされた複数の感光体基材Ｆを環状電極１２或いは環状電極３２から引き抜く方向に移動を開始する。
【０１４１】
移動の開始により環状電極１２或いは環状電極３２に高周波電圧が印加され、また、ガス供給手段（不図示）から混合ガスが供給され、混合ガスが励起され、移動する複数の各感光体基材Ｆ表面に薄膜が堆積・形成される。
【０１４２】
以上。被処理体が円筒状の場合について説明してきたが、環状電極の形状を被処理体の外形に応じて変えることにより筒状で有れば多角形の筒でも良い。更に、外周をハンドリングすることにより同様に円柱、多角形の柱にも対応可能である。
【０１４３】
図１０は、ガス供給部１４３、ガス供給部３４３の他の構造の概念図である。
【０１４４】
図１０（ａ）は枝分かれ方式の説明図、図１０（ｂ）は邪魔板方式の説明図である。
【０１４５】
図１０（ａ）においてガス供給部１４３はガス供給経路１４２に接続された混合ガスＧの供給経路１４２１を有し、供給経路１４２１は枝分かれして第２の供給経路１４２２となり、第２の供給経路１４２２は更に枝分かれして第３の供給経路１４２３となり、第３の供給経路１４２３は更に枝分かれして第４の供給経路１４２４となり、第４の供給経路１４２４の先端部が混合ガスＧを放出するガス放出口１４４となっている。
【０１４６】
このような枝分かれ構造により混合ガスの成分が均一化されると共に各ガス放出口１４４からの放出流量が均一化される。
【０１４７】
円周方向に均一な放出流量を得るためには以上説明した様な枝分かれ構造を有していることが好ましいが、順次枝分かれせず供給経路１４２１が直接第４の供給経路１４２４に接続されている様な構成（不図示）にしても良い。
図１０（ｂ）においてガス供給部１４３はガス供給部１４３内部に複数の邪魔板１４９９を有し、混合ガスＧが異なる同心円上に交互に並んだ複数層の邪魔板１４９９の間を次々に通過することにより混合ガスの成分が均一化されるとともに、各ガス放出口１４４からの放出流量が均一化される。
【０１４８】
図５で説明したガス供給部３４３を上述した枝分かれ構造或いは邪魔板方式としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概念図である。
【図２】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の混合ガスの供給に係る断面図である。
【図３】大気圧プラズマ放電処理装置１０の動作を説明する説明図である。
【図４】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置の、混合ガスの供給を説明する断面図である。
【図６】電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図７】基材搬送部材の断面図である。
【図８】基材搬送手段の１例を説明する概念図である。
【図９】基材搬送手段の他の１例を説明する概念図である。
【図１０】ガス供給部１４３、ガス供給部３４３の他の構造の概念図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、３０ 大気圧プラズマ放電処理装置
１１ 基材搬送手段
１２、３２ 環状電極
１３ 放電空間
１４、３４ ガス供給手段
１７ 処理空間
２１ 第１の高周波電源
２２ 第２の高周波電源
４０ 基材搬送手段
６０ 基材保持手段
１１１ 基材基部
１１２ 感光体保持部
１１３ エアチャック
１２１、３２１ 第１の環状電極
１２２、３２２ 第２の環状電極
Ｆ 感光体基材
Ｇ 混合ガス
【技術分野】
【０００１】
プラズマ放電処理装置及びプラズマ放電処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より１．３３３×１０-6ＭＰａから１．３３３×１０-3ＭＰａ程度の圧力の環境において基材表面にプラズマＣＶＤにより薄膜を製膜する方法が知られているが、この方法においては真空装置が必要となり連続性が損なわれることや、放電プラズマ密度が低いため処理効率が低く、生産性が低いという問題があり、その改良として、大気圧または大気圧近傍での放電プラズマによる処理が可能な技術が開示されている。
【０００３】
例えば、円筒形の被処理体の１例である電子写真画像形成装置の感光体（以下電子写真画像形成装置の感光体を感光体と記す）を一方の電極とし樋状の固定電極を他方の電極とし、樋状の固定電極の上で該感光体を回転させながら固定電極との間にプラズマを発生させて感光体基材上に薄膜を形成する方法が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。また、円筒形の被処理体の１例である電子写真画像形成装置の感光体（以下電子写真画像形成装置の感光体を感光体と記す）を一方の電極とし円筒状の固定電極を他方の電極とし、円筒状の固定電極の中で該感光体を回転させながら固定電極との間にプラズマを発生させて感光体基材上に薄膜を形成する方法が知られている（例えば特許文献１及び２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２２９７９号公報
【特許文献２】特開２００４−４５８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１及び２に開示されたプラズマ放電処理装置では、樋状の固定電極とその中心軸に感光体とを設け、回転する感光体と樋状の固定電極の間にプラズマを発生するようにしたため、樋状の電極は少なくとも感光体１本分以上の長さを必要とすると共に、電極の長さ方向全長に亘って均一なプラズマを発生させる必要があり、このように長い固定電極全長に亘って放電を均一とするには装置が複雑となり、又装置が大型となってしまうという問題点が有り、更に感光体を回転しなければならず、感光体を回転させながら軸方向に平行にプラズマ処理を行うため回転の開始・終了部分と回転中の部分で薄膜の厚さが変化しやすく、均一とするためには装置が複雑になるという問題点を有していた。
【０００５】
また、特許文献１及び２に開示された他のプラズマ放電処理装置では、回転する感光体と円筒状の固定電極の間にプラズマを発生させ成膜するようにしたため、大型の円筒状の固定電極を必要とし、感光体の精密な回転装置を必要とし、感光体と円筒状の固定電極の間隙全面にガスをに均一に供給するガス供給装置を必要とし、これらのために、装置が複雑且つ大型になるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、ガスの均一供給が可能な、簡単な構造で、小型で、高品質な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は下記の発明により達成される。
【０００８】
（１）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【０００９】
（２）１対の対向する環状の電極の一方に第１の周波数の電源を接続し、他方に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする（１）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１０】
（３）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（１）または（２）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１１】
（４）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１２】
（５）１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする（４）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１３】
（６）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（４）または（５）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１４】
（７）１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に少なくとも薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１５】
（８）１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することを特徴とする（７）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１６】
（９）前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする（７）または（８）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１７】
（１０）１対の環状の電極の対向領域全周でプラズマを発生させ、前記電極の環の内部を中心軸方向に移動する基材に前記プラズマを晒し、前記基材の表面に薄膜を形成することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１８】
（１１）前記基材は画像形成装置の感光体ドラムの基材であることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１９】
（１２）１対の対向する環状の電極の内部を該環状の電極の中心軸と平行方向に円筒または円柱状の基材を移動させながら、前記環状の電極と前記円筒または円柱状の基材との間に発生させたプラズマに前記円筒または円柱状の基材表面を晒すことにより、該基材表面を放電処理するプラズマ放電処理方法。
【発明の効果】
【００２０】
（１）〜（３）に記載の、１対の環状電極にそれぞれ異なる周波数の高周波電圧を印加し環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２１】
（４）〜（６）に記載の、１対の環状電極と基材を保持する保持部材とにそれぞれ異なる周波数の高周波電圧を印加し環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２２】
（７）〜（１０）に記載の、１対の環状電極に高周波電圧を印加し基材を保持する保持部材をアースして環状電極部にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、簡単な構造で、小型で、均一な薄膜を形成可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２３】
（１１）に記載の、上述した基材を画像形成装置の感光体とすることにより、画像形成装置の感光体を製造可能な大気圧プラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００２４】
（１２）に記載の、１対の環状電極と基材間にプラズマを発生させ、１対の環状電極の環の内部に基材を通過させることにより、効率的に、均一な薄膜を形成可能なプラズマ放電処理方法の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
各図面において同一の構成・機能を有する部材等については同一の番号を付してある。
【００２６】
以下、円筒形の被処理体として、その１例である電子写真方式の画像形成装置の感光体（以下電子写真方式の画像形成装置の感光体を感光体と記す）を例に取り、感光体に薄膜を形成する大気圧プラズマ放電処理装置について説明する。
【００２７】
また、上流側、下流側とは感光体の搬送方向の上流・下流を指している。
【００２８】
なお、本発明の大気圧及び大気圧近傍とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ、好ましくは９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａを指し、大気圧プラズマ放電処理装置において、ガスの励起及び被薄膜形成体への薄膜の形成は大気圧及び大気圧近傍の環境下で行われる。
【００２９】
以下、円筒または円柱状の基材の１例として画像形成装置の感光体ドラム基材に薄膜を形成する場合について説明する。以下、円筒または円柱状の基材を感光体基材Ｆと記す。
【００３０】
図１は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概念図である。
【００３１】
図１において、放電空間の外で薄膜を形成するプラズマジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置１０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置１０と記す）は、
基材を環状の電極の環の内部に少なくとも通過させる移動手段である、保持・移動機能を兼ね備えた基材搬送部材１１と、
基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と所定の距離を離間する様に配設した１対の対向する環状の電極である環状電極１２と、環状電極１２を構成する第１の環状電極１２１と、第２の環状電極１２２と、
環状電極１２１と対向する第２の環状電極１２２との対向領域である環状の空間（以下該環状の空間を放電空間１３と記す）に、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段である、少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段（不図示）と、
第１の環状電極１２１に第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、第２の環状電極１２２に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
第１の環状電極１２１の図示下側と第２の環状電極１２２の図示上側とに、それぞれ廃ガスＧ’の排気手段（不図示）とを有している。
【００３２】
以下、各構成要素について更に説明すると、
基材搬送部材１１は、感光体基材Ｆを保持する図示しない（後述する）基材の保持部材により感光体基材Ｆを保持して矢印Ｙｕ・Ｙｄ方向、及び矢印Ｘｌ・Ｘｒ方向に移動する。
【００３３】
第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が放電空間１３を形成している、また、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の各内周面と基材搬送部材１１に保持された感光体基材Ｆ外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向面が薄膜を形成する処理空間１７を形成している。
【００３４】
そして、第１の環状電極１２１には第１フィルタ２３を介し、周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能な第１の高周波電源２１が接続され、また、第２の環状電極１２２には第２フィルタ２４を介し、周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能な第２の高周波電源２２が接続され、両電源のＯＮにより周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界が放電空間１３に発生するようになっている。
【００３５】
第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２は同じ内外径を有し、その内径は感光体基材Ｆの外径より大きな直径を有している。ｄ１は基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の内周面との間隙である。
【００３６】
ここで、間隙ｄ１は０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍになるように、感光体基材の外径に応じて第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２の内径を設定してある。
【００３７】
間隙ｄ１が小さいと不要な放電が起こったり、感光体基材Ｆと第１の環状電極１２１等が接触する可能性が高くなり、大きいと安定した放電が発生し難くなってしまう。
【００３８】
また、前述したように、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能で、
窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、放電開始電界強度をＶＩとすると各電源の出力の関係はω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電源の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電源の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2であり、対向電極間に１Ｗ／ｃｍ2〜５０Ｗ／ｃｍ2好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2〜２０Ｗ／ｃｍ2以上の電力を供給する。
【００３９】
図２は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の混合ガスの供給に係る断面図である。
【００４０】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合してするガス混合部１４１と、薄膜形成ガスと放電ガスが混合された混合ガスＧを放電空間１３に 均一に放出するガス供給部１４３と、ガス混合部１４１の混合ガスＧをガス供給部１４３に供給するガス供給経路１４２と、を有しており、
ガス供給部１４３は、環状の筒で外側にガス供給経路１４２と接続する開口を有し、内側に混合ガスＧを放電空間１３に均一に放出する複数のガス放出口１４４を有している。
【００４１】
第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２により放電空間１３で励起された混合ガスＧ0は感光体基材Ｆに薄膜を堆積・形成する処理空間１７に放出され、感光体基材Ｆに晒されて薄膜を堆積・形成される。
【００４２】
そして、廃ガスＧ’は廃ガスの排気手段（不図示）により大気圧プラズマ放電処理装置１０外に排出される。
【００４３】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００４４】
図３は、大気圧プラズマ放電処理装置１０の動作を説明する説明図である。
【００４５】
以下に、基材の移動手段により環状の電極の環の内部を基材が少なくとも通過中に電源をＯＮとしてガス供給手段により供給された混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成する動作について説明する。
図３（ａ）において、装着ポジション４１３で基材搬送部材１１に感光体基材Ｆが装着される。
【００４６】
感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面１２１２より低い下限位置に位置している。
【００４７】
図３（ｂ）において、装着ポジション４１３から感光体基材Ｆを装着した状態でＸｒ方向に移動し、基材搬送部材１１と第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２との中心が一致した位置、即ち薄膜形成ポジション４１２で停止する。この時１ピッチ上流の装着ポジション４１３には次の基材搬送部材１１（一点鎖線）が位置し次の基材搬送部材１１に感光体基材Ｆが装着される。
【００４８】
図３（ｃ）において、基材搬送部材１１がＹｕ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面位置１２１２と一致すると、高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＮとなり、放電空間１３に前述した周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させると共にガス供給手段（不図示）により混合ガスＧが供給され始める。そして基材搬送部材１１は感光体基材ＦをＹｕ方向に一定速度で移動継続し、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２との対向領域である処理空間１７で放電空間１３で励起された混合ガスＧ0が感光体基材Ｆ表面に晒され所定の薄膜を堆積・形成する。
【００４９】
図３（ｄ）において、Ｙｕ方向の移動と薄膜の堆積・形成が継続し、感光体基材Ｆの下側先端Ｆ２が第２の環状電極１２２の上面位置１２２１と一致すると、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＦＦとなり、高周波電界の発生が停止されると共にガス供給手段（不図示）による混合ガスＧが供給停止される。
【００５０】
なお、上述した薄膜の形成は、Ｙｄ方向に移動中に行っても良く、Ｙｕ方向及びＹｄ方向の両方向の移動中に行っても良い。
【００５１】
図３（ｅ）において、薄膜の形成が完了後、基材搬送部材１１はＹｄ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆを感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極１２１の下面１２２１より低い下限位置まで移動させる。
【００５２】
そして、各基材搬送部材１１はＸｒ方向に１ピッチ移動し、装着ポジション４１３に位置していた一点鎖線で示していた基材搬送部材１１は薄膜形成ポジション４１２に移動し、薄膜形成ポジション４１２に位置していた基材搬送部材１１は感光体基材Ｆを回収する回収ポジション４１４に移動して、薄膜が形成された感光体Ｆ’は基材搬送部材１１から回収される。
【００５３】
なお、混合ガスの励起中或いは薄膜形成中に発生したパーティクルと廃ガスは、図示しない廃ガスの排気手段により大気圧プラズマ放電処理装置１０外に排出される。
【００５４】
図４は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【００５５】
図４において、放電空間内で薄膜を形成するダイレクト方式の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置３０と記す）は、
円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段である、未処理の感光体である感光体基材Ｆの保持・移動機能を兼ね備えた基材搬送部材１１と、
１対の対向する環状の電極である、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの外周面と所定の距離を離間する様に配列した環状電極３２とを構成する第１の環状電極３２１と、第２の環状電極３２２と、
環状の電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段である、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２と、感光体基材Ｆと、の対向領域である環状の空間（以下該環状の空間を放電処理空間３３と記す）に、少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段（不図示）と、
環状の電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源である、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、基材搬送部材１１を介して感光体基材Ｆに第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、
第１の環状電極３２１の図示下側と第２の環状電極３２２の図示上側とに、それぞれ廃ガスＧ’の排気手段（不図示）と、を有している。
【００５６】
以下、各構成要素について更に説明すると、
基材搬送部材１１、と、第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２と感光体基材Ｆとの各寸法関係、及び第１の高周波電源２１、と、第２の高周波電源２２とは、図１を参照して説明した第１の形態と同様のため説明を省略する。
【００５７】
第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が混合ガスＧの通路となっている。両電極は同電位となっているので放電は起こらない。
【００５８】
第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２の内周面と、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆ外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域がプラズマ放電により混合ガスを励起し薄膜を堆積・形成する放電処理空間３３を形成している。
【００５９】
そして、第１の環状電極３２１及び第２の環状電極３２２には第２フィルタ２４を介し、周波数ω2、電界強度Ｖ2、電流Ｉ2を出力可能な第２の高周波電源２２が接続され、
感光体基材Ｆには基材搬送部材１１及び第１フィルタ２３を介し、周波数ω1、電界強度Ｖ1、電流Ｉ1を出力可能な第１の高周波電源２１が接続され、両電源のＯＮにより周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界が放電処理空間３３に発生する。
【００６０】
図５は、本発明の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置の、混合ガスの供給を説明する断面図である。
【００６１】
大気圧プラズマ放電処理装置３０の動作については、図１を参照して説明した第１の形態と略同様な構成を有しているので、異なる部分について説明を行う。
【００６２】
ガス供給手段３４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合してするガス混合部１４１と、薄膜形成ガスと放電ガスが混合された混合ガスＧを放電処理空間３３に均一に放出するガス供給部３４３と、ガス混合部１４１の混合ガスＧをガス供給部３４３に供給するガス供給経路３４２と、を有している。
【００６３】
ガス供給部３４３は、第１の環状電極３２１と第２の環状電極３２２とが対向する環状の領域で外側にガス供給経路３４２と接続する開口を有し、内側に混合ガスＧを放電処理空間３３に均一に放出する複数のガス放出口３４４を有している。
【００６４】
放出された混合ガスＧは放電処理空間３３で励起され、励起した混合ガスが感光体基材Ｆに晒されて感光体基材Ｆ表面に薄膜を堆積・形成される。
【００６５】
そして、廃ガスＧ’は廃ガスの排気手段（不図示）により大気圧プラズマ放電処理装置３０外に排出される。
【００６６】
ここで、ガス供給手段３４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００６７】
また、１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することである、図４及び５において、基材搬送部材１１をアースしても良い。この場合は比較的放電開始電圧が低い放電ガスを使用する場合に好適に利用できる。
【００６８】
大気圧プラズマ放電処理装置３０の動作については、図３を参照して説明した第１の形態と略同様な動作を有しているので、異なる部分について説明を行う。
【００６９】
図５において、基材搬送部材１１がＹｕ方向に移動を開始し、感光体基材Ｆの上側先端Ｆ１が第１の環状電極３２１の下面３２１２と一致すると、高周波電源２１と第２の高周波電源２２とがＯＮとなり、放電処理空間３３に前述した周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させると共にガス供給手段３４により混合ガスＧが供給され始める。そして基材搬送部材１１は感光体基材ＦをＹｕ方向に一定速度で移動継続し、放電処理空間３３で励起された混合ガスが感光体基材Ｆ表面に晒され所定の薄膜を堆積・形成する。
【００７０】
なお、以上図１〜５で説明した周波数ω1の第１の高周波電源２１、周波数ω2の第２の高周波電源２２は下記の電源が好適に使用できる。
第１の高周波電源としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７１】
また、第２の高周波電源としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。
【００７２】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００７３】
高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第２の環状電極側（第２の高周波電界）は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００７４】
また、図１〜３の、第１の環状電極１２１と第１の高周波電源２１との間、及び図４、５の基材搬送部材１１と第１の高周波電源２１との間には第１フィルタ２３が設置されており、第１フィルタ２３により第１の高周波電源２１から第１の環状電極１２１及び第１の高周波電源２１から基材搬送部材１１への電流を通過しやすくし、第２の高周波電源２２からの電流をアースして第２の高周波電源２２から第１の高周波電源２１への電流が通過しにくくなるようになっている。
【００７５】
また、第２の環状電極１２２と第２の高周波電源２２との間、及び、第１の環状電極１２１及び第２の環状電極１２２と第２の高周波電源２２との間には第２フィルタ２４が設置されており、第２フィルタ２４により第２の高周波電源２２から、第２の環状電極１２２、及び第１の環状電極１２１と第２の環状電極１２２への電流を通過しやすくし、第１の高周波電源２１からの電流をアースして第１の高周波電源２１から第２の高周波電源２２への電流が通過しにくくなるようになっている。
【００７６】
以上の説明において、電源を２種用いてプラズマを発生させる方法について説明してきたが、これは例えば放電ガスに窒素等の放電開始電圧が高いガスを使用した場合に好適に用いられる。放電開始電圧が低いガスを使用する場合は第１の高周波電源を使用せず、第１の環状電極或いは基材搬送部材１１をアースに接続しても良い。
【００７７】
次に大気圧プラズマ放電処理装置１０及び３０で混合ガスＧとして供給する薄膜材料等について、電子写真方式の感光体に使用する薄膜材料を例に取り説明する。
【００７８】
薄膜形成を実施するにあたり、使用する反応ガスは、感光体基材面上に設けたい中間層の種類によって異なるが、基本的に、希ガスまたは窒素ガスと中間層を形成する成分の反応性ガスを混合した反応ガスである。中間層の膜厚としては、０．１〜１０００ｎｍの範囲が好ましい。
【００７９】
上記希ガスとは、周期表の第１８属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本発明に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【００８０】
本発明の電子写真感光体の中間層を形成する成分を有する有用な反応性ガスは、金属化合物または有機金属化合物のガスまたは気化器でガス化したものであり、これらの金属としては、例えば、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｖ、Ｗを挙げることが出来る。これらのうち中間層としてより緻密な被膜を形成することが出来るものとしてＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｓｎを好ましく挙げることが出来、特に好ましくはＴｉである。Ｔｉから得られる金属酸化物は高い抵抗を有する一方で、効果的に電子を移動出来るｎ型半導体の性質を有しており、良好なブロッキング性を有するだけでなく、電子の蓄積が起こらないので、繰り返し使用いても特性が劣化しない。従って物性的には高抵抗で電子輸送性を有する化合物が特に好適に用いられる。上記より好ましい金属に他の金属を混合させてもよく、更に緻密な中間層を得ることが出来るので好ましい。
【００８１】
有機金属化合物は金属アルコキシド、アルキル化金属、β−ケトン金属錯体であることが好ましく、これらの基の混合した例えば、アルキルアルコキシ金属、アルキル金属β−ケトン錯体、アルコキシ金属β−ケトン錯体も好ましい。
【００８２】
上記金属のうち、代表例としてＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉの金属について、金属化合物または有機金属化合物について例示すると、トリイソプロポキシアルミニウム、ジイソプロポキシアルミニウムアセトアセトナート、テトラエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、トリイソプロポキシシランアセトアセトナート、シラントリフルオロアセトナート、テトラ（トリフルオロエトキシ）チタン、トリエトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジクロロエチルジクロロシラン、テトラクロロシラン、トリイソプロポキシチタン、メチルトリプロポキシチタン、テトラエトキシチタン、トリエトキシチタンアセトアセトナート、ジエトキシチタンジアセトアセトナート、トリクロロチタン等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。これらのうち、特に有機チタン化合物またはチタン金属化合物が好ましい。
【００８３】
上記のごとき金属化合物または有機金属化合物を放電空間に導入するには、常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入出来るが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の気化手段により気化させて使用することが好ましい。常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属化合物または有機金属化合物の場合には、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用出来る。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解される為、感光体基材上への中間層の形成、中間層の組成などに対する影響は殆ど無視することが出来る。金属化合物または有機金属化合物を有機溶媒に溶解させて溶液とした後、加熱して、反応ガスに使用する希ガス、例えばアルゴンを有機金属化合物溶液にバブリングして気化させることが出来る。気化には市販のものを使用することが出来、例えば、リンテック社製気化器を挙げることが出来る。
【００８４】
また、上記記載の反応ガス中に反応性ガスの補助ガスとして水素ガスを酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜１０体積％含有させることにより、反応が促進され、且つ、緻密で良質な著しく硬度の高い中間層を形成することが出来る。
【００８５】
また、有機フッ素化合物を補助ガスとして用いることが出来る。有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、四フッ化炭素、六フッ化炭素、具体的には、四フッ化メタン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、八フッ化シクロブタン等が挙げられる。前記のフッ化炭化水素ガスとしては、二フッ化メタン、四フッ化エタン、四フッ化プロピレン、三フッ化プロピレン等を挙げることが出来る。
【００８６】
更に、一塩化三フッ化メタン、一塩化二フッ化メタン、二塩化四フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることが出来るがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していても良い。前記の化合物は単独でも混合して用いても良い。
【００８７】
上記記載の金属化合物または有機金属化合物及び補助ガスを合わせた反応性ガスの反応ガス中の含有率は、０．０１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００８８】
上記の反応ガスをプラズマ状態にして形成された中間層は、金属酸化物を主成分として形成され、金属酸化物が主成分の５０質量％以上含有していることであり、好ましくは６０質量％、より好ましくは８０質量％、特に好ましくは９０質量％である。使用するガスによっては金属窒化物、金属炭化物や塩化ホウ素化合物も得られ、本発明において何れも好ましい中間層を得ることが出来る。特に本発明においては中間層の硬度、湿気の遮断等に優れていることから金属酸化物が好ましく、中間層中のほとんどが金属酸化物であることが望ましい。このことにより金属酸化物が高密度で緻密に中間層を形成することが出来る。
【００８９】
本発明に係る大気圧プラズマ放電処理により中間層を形成することにより、中間層内に炭素を少量含有し、このことが膜の強度にも関係し、硬度を上げる効果を有すると考えられる。中間層内の炭素含有量は０．２〜５質量％が好ましく、０．３〜３質量％がより好ましい。炭素含有量が５質量％を超えるとむしろ硬度が低下し、また０．２未満でも膜の脆さが増してくる。他の方法、例えば真空蒸着のような方法で作製した中間層には炭素がほとんど含有されておらず、脆弱な膜しか形成されない。
【００９０】
有機光導電層とは電子写真感光体の構成には必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質または有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て包含する。
【００９１】
使用する電子写真感光体の有機光導電層に用いられる有機光導電性化合物としては、例えば、特開２０００−３０５２９１に記載されている化合物を挙げることが出来、何れも本発明において有用である。
【００９２】
電子写真感光体の感光体基材の上に中間層を介して形成された有機光導電層には、電荷発生機能を有する有機光導電性化合物と電荷輸送機能を有する有機光導電性化合物を１層の中に混合物の層とする場合と、性質の異なる有機光導電層を別々に電荷発生層と電荷輸送層に分けた積層とする場合とがある。本発明においては、何れの場合にも有機光導電層を、電荷発生層と電荷輸送層を分けずに単に有機光導電層という言葉で表現している。
【００９３】
有機光導電層の電荷発生層は電荷発生剤をバインダー樹脂とともに有機溶媒に溶解または分散させて電荷発生層塗布液を調製し、円筒型の感光体基材の場合には、浸漬塗布法により塗工する。
【００９４】
また必要に応じて有機光導電層を塗工する前に、中間層の上に下引層をもうけてもよい。
【００９５】
図６は、電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【００９６】
図６は上述した、第１の環状電極１２１及び３２１と第２の環状電極１２２及び３２２の概念を示したもので、導電性の金属質母材４１に対し、誘電体４２が被覆されたものである。
【００９７】
そして、金属質母材４１に接続されたケーブル（不図示）により高周波電源（不図示）に接続されている。
【００９８】
なお、上記電極の内、高周波電界を発生する対となった電極の内少なくとも一方に誘電体４２が被覆されている。
【００９９】
導電性の金属質母材４１としては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【０１００】
また、金属質母材４１の表面に被覆した誘電体４２は、誘電体としてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。
【０１０１】
誘電体４２は片肉で１ｍｍ程度被覆されていればよく、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【０１０２】
誘電体を被覆する電極においては、金属質母材と誘電体との間に線熱膨張係数の差が少ない組み合わせのものが好ましく、例えば金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜が特に好ましく、他に、金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。
【０１０３】
このような組み合わせにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが出来る。
【０１０４】
図７は、基材搬送部材の断面図である。
【０１０５】
図７（ａ）は側面から見た断面図で、図７（ｂ）はＱ−Ｒから見た断面図である。
【０１０６】
基材搬送部材１１は基材搬送部材１１全体の位置出しを行う基材基部１１１と、基材基部１１１が位置決めされた時に基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の軸方向中央に位置するような位置に、基材基部１１１からＹｕ方向に突出した感光体基材Ｆを保持する感光体保持部１１２とを有している。
【０１０７】
感光体保持部１１２の内部には感光体Ｆの直径方向の位置出しを行うエアチャック１１３と、感光体Ｆの軸方向の位置出しを行う感光体保持部１１２の外周に突き出た凸部１１４とを有している。
【０１０８】
エアチャック１１３は、感光体保持部１１２の円周方向に等配に３箇所設けられたチャック１１３１と、空圧により拡張しチャック１１３１を直径方向に付勢するゴム袋１１３２とを有している。チャック１１３１はゴム等よりなる弾性袋１１３２の拡張により直径方向に一様に付勢され、装着された感光体Ｆの中心軸を感光体保持部１１２の中心軸、即ち第１の環状電極１２１及び３２１と第２の環状電極１２２及び３２２の中心軸とに合わせるように位置出しする。
【０１０９】
感光体Ｆの軸方向の位置出しは感光体Ｆの下面Ｆ２が凸部１１４の上面に当接することにより行われる。
【０１１０】
また、弾性袋１１３２は基材基部１１１の下面に開口し、開口部が圧縮空気を送気する送気口１１１１を構成し、その周囲に圧縮空気充填時に圧縮空気の漏れを防止するパッキング１１１２が配設されている。
【０１１１】
図８は、基材搬送手段の１例を説明する概念図である。
【０１１２】
図８及び図７において、基材搬送手段４０は基材搬送部材１１をＸｒ方向に移動する水平移動部４１と、Ｙｕ／Ｙｄ方向に移動する垂直移動部４２と、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の中央に位置するように基材搬送部材１１の位置出しを行う位置決め部４３とを有している。
【０１１３】
そして、水平移動部４１は基材搬送部材１１を水平方向に移動させるベルトコンベア４１１と、薄膜の形成を行う薄膜形成ポジション４１２と、その前工程であり基材搬送部材１１に感光体基材Ｆを装着する装着ポジション４１３と、後工程であり基材搬送部材１１から薄膜形成済みの感光体Ｆ’を回収する回収ポジション４１４とを有している。
【０１１４】
各ポジション間は同一の距離（１ピッチ）で、ベルトコンベア４１１は１ピッチずつ間歇移動を行い、装着ポジション４１３には基材搬送部材１１のＸｒ方向の位置決めを行うストッパ４１５を有している。また、ベルトコンベア４１１は紙面上下方向に２分割されており、中央基材基部１１１の下面の両端部を支持し、ベルトコンベア４１１の中央部に位置している垂直移動部４２等の動作の妨げとならない様になっている。
【０１１５】
垂直移動部４２は感光体基材ＦをＹｕ方向に押し上げる空圧シリンダ、等よりなる押し上げ部４２１と、基材搬送部材１１内部の前述したエアチャック１１３を付勢する弾性袋１１３２に圧縮空気を送りエアチャック１１３のＯＮ／ＯＦＦを行うポンプ等よりなるエアチャック駆動部４２２とを有している。
【０１１６】
位置決め部４３は、基材搬送部材１１が垂直移動部４２により押し上げられる時、基材基部１１１が嵌入し、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆが環状電極１２或いは環状電極３２の中央に位置するように、基材搬送部材１１の位置出しを行なう移動方向の直角方向に分割可能な位置決めガイド４３１を有している。
【０１１７】
以下に図７及び図８を参照して基材搬送手段の動作について説明する。
【０１１８】
装着ポジション４１３で基材搬送部材１１の感光体保持部１１２に感光体基材Ｆが装着される。
【０１１９】
基材搬送部材１１は感光体基材Ｆを保持しながらベルトコンベア４１１により薄膜形成ポジション４１２に移動する。
【０１２０】
この時位置決めガイド４３１は感光体保持部１１２が薄膜形成ポジション４１２に移動可能とするため移動方向の直角方向に開いている。
【０１２１】
基材基部１１１がストッパ４１５に当接して薄膜形成ポジション４１２に着くとベルトコンベア４１１は停止し、開いていた位置決めガイド４３１は閉じて一体となる。
【０１２２】
押し上げ部４２１が作動して基材搬送部材１１を押し上げ始めると、押し上げ部４２１の上面４２１１と基材基部１１１下面のパッキング１１１２が密着し、エアチャック駆動部４２２が作動して圧縮空気を送気口１１１１を介して弾性袋１１３２に送り込む。
【０１２３】
基材搬送部材１１の上昇により基材基部１１１は位置決めガイド４３１に嵌入し、基材搬送部材１１に装着された感光体基材Ｆの中心軸が環状電極１２或いは環状電極３２の中心軸と一致するように位置出しを行なわれる。
【０１２４】
そして、感光体基材Ｆ上面が環状電極１２或いは環状電極３２下面に到達すると図１、図４を参照して説明した様に、環状電極１２或いは環状電極３２に高周波電圧が印加され、また、ガス供給手段１４から混合ガスＧが供給され、混合ガスが励起され、Ｙｕ方向に移動する感光体基材Ｆ表面に薄膜が堆積・形成される。
【０１２５】
そして、感光体基材Ｆ下面が環状電極１２或いは環状電極３２上面に到達すると高周波電圧の印加及び混合ガスの供給が停止される。
【０１２６】
高周波電圧の印加及び混合ガスの供給が停止後、押し上げ部４２１が下降して基材搬送部材１１を下降させる。
【０１２７】
下降後、基材搬送部材１１は薄膜形成済みの感光体を保持しながらベルトコンベア４１１により回収ポジション４１４に移動される。
【０１２８】
回収ポジション４１４に着くとベルトコンベア４１１は停止し、薄膜形成済みの感光体Ｆ’が回収される。
【０１２９】
なお、薄膜形成ポジション４１２では感光体基材Ｆの上昇中に１層の薄膜を形成する場合について説明したが、下降中に再び同じ層を形成する様にしても良く、更に、下降中に異なる混合ガス及び異なる高周波電圧を印加して異なる層を形成する様にしても良い。
【０１３０】
また、同じ条件の薄膜形成ポジションを複数設けて所定の膜厚になるまで次々に同じ薄膜を積み重ねる様にてしても良く、更に異なる条件の薄膜形成ポジションを複数設けて所定の層構成とするように次々に異なる薄膜を形成する様にしても良い。
【０１３１】
また、感光体保持部１１２を長くして複数の感光体基材Ｆを装着しＹｕ・Ｙｄ方向の移動を大きくすれば複数の感光体を処理することも可能となる。
【０１３２】
図９は、基材搬送手段の他の１例を説明する概念図である。
【０１３３】
５０は上面がＶ字型にへこんだ凹部５１を有し、凹部５１に複数の感光体基材Ｆを載置する基材載置台で、図示右端に図１、図４を参照して説明した環状電極１２或いは環状電極３２が配設されている。
【０１３４】
６０は感光体基材Ｆの直径方向の位置決めをし、位置決めした状態で感光体基材ＦをＸｌ／Ｘｒ方向に移動させる、位置決め移動手段である。
【０１３５】
位置決め移動手段６０には、図７を参照して説明したエアチャック１１３を複数内装し複数の感光体基材Ｆを保持する基材保持部材６２を有する基材支持部材６１が手段で固定してある。
【０１３６】
基材保持部材６２が複数の感光体基材Ｆを保持した時、各感光体基材Ｆは各エアチャック１１３によりそれぞれ同じ中心軸位置となる様に位置決めされる。
【０１３７】
位置決め移動手段６０は通常図示した様に基材保持部材６２の先端６３が環状電極１２或いは環状電極３２より離間した位置に位置している。この時エアチャック１１３はＯＦＦの状態になっている。
【０１３８】
位置決め移動手段６０の基材載置台５０に向けての移動により、基材保持部材６２が基材載置台５０上に載置された複数の感光体基材Ｆに嵌入される。
【０１３９】
嵌入後各エアチャック１１３は各感光体基材Ｆの中心が第１及び第２の環状電極１２、３２の中心と同じ位置に来る様に位置決めを行う。
【０１４０】
位置決め後、位置決め移動手段６０は位置決めされた複数の感光体基材Ｆを環状電極１２或いは環状電極３２から引き抜く方向に移動を開始する。
【０１４１】
移動の開始により環状電極１２或いは環状電極３２に高周波電圧が印加され、また、ガス供給手段（不図示）から混合ガスが供給され、混合ガスが励起され、移動する複数の各感光体基材Ｆ表面に薄膜が堆積・形成される。
【０１４２】
以上。被処理体が円筒状の場合について説明してきたが、環状電極の形状を被処理体の外形に応じて変えることにより筒状で有れば多角形の筒でも良い。更に、外周をハンドリングすることにより同様に円柱、多角形の柱にも対応可能である。
【０１４３】
図１０は、ガス供給部１４３、ガス供給部３４３の他の構造の概念図である。
【０１４４】
図１０（ａ）は枝分かれ方式の説明図、図１０（ｂ）は邪魔板方式の説明図である。
【０１４５】
図１０（ａ）においてガス供給部１４３はガス供給経路１４２に接続された混合ガスＧの供給経路１４２１を有し、供給経路１４２１は枝分かれして第２の供給経路１４２２となり、第２の供給経路１４２２は更に枝分かれして第３の供給経路１４２３となり、第３の供給経路１４２３は更に枝分かれして第４の供給経路１４２４となり、第４の供給経路１４２４の先端部が混合ガスＧを放出するガス放出口１４４となっている。
【０１４６】
このような枝分かれ構造により混合ガスの成分が均一化されると共に各ガス放出口１４４からの放出流量が均一化される。
【０１４７】
円周方向に均一な放出流量を得るためには以上説明した様な枝分かれ構造を有していることが好ましいが、順次枝分かれせず供給経路１４２１が直接第４の供給経路１４２４に接続されている様な構成（不図示）にしても良い。
図１０（ｂ）においてガス供給部１４３はガス供給部１４３内部に複数の邪魔板１４９９を有し、混合ガスＧが異なる同心円上に交互に並んだ複数層の邪魔板１４９９の間を次々に通過することにより混合ガスの成分が均一化されるとともに、各ガス放出口１４４からの放出流量が均一化される。
【０１４８】
図５で説明したガス供給部３４３を上述した枝分かれ構造或いは邪魔板方式としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概念図である。
【図２】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の混合ガスの供給に係る断面図である。
【図３】大気圧プラズマ放電処理装置１０の動作を説明する説明図である。
【図４】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【図５】本発明の第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置の、混合ガスの供給を説明する断面図である。
【図６】電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図７】基材搬送部材の断面図である。
【図８】基材搬送手段の１例を説明する概念図である。
【図９】基材搬送手段の他の１例を説明する概念図である。
【図１０】ガス供給部１４３、ガス供給部３４３の他の構造の概念図である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０、３０ 大気圧プラズマ放電処理装置
１１ 基材搬送手段
１２、３２ 環状電極
１３ 放電空間
１４、３４ ガス供給手段
１７ 処理空間
２１ 第１の高周波電源
２２ 第２の高周波電源
４０ 基材搬送手段
６０ 基材保持手段
１１１ 基材基部
１１２ 感光体保持部
１１３ エアチャック
１２１、３２１ 第１の環状電極
１２２、３２２ 第２の環状電極
Ｆ 感光体基材
Ｇ 混合ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項２】
１対の対向する環状の電極の一方に第１の周波数の電源を接続し、他方に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項３】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項４】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項５】
１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする請求項４に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項６】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項７】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に少なくとも薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項８】
１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することを特徴とする請求項７に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項９】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項７または８に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項１０】
１対の環状の電極の対向領域全周でプラズマを発生させ、前記電極の環の内部を中心軸方向に移動する基材に前記プラズマを晒し、前記基材の表面に薄膜を形成することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項１１】
前記基材は画像形成装置の感光体ドラムの基材であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項１２】
１対の対向する環状の電極の内部を該環状の電極の中心軸と平行方向に円筒または円柱状の基材を移動させながら、前記環状の電極と前記円筒または円柱状の基材との間に発生させたプラズマに前記円筒または円柱状の基材表面を晒すことにより、該基材表面を放電処理するプラズマ放電処理方法。
【請求項１】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項２】
１対の対向する環状の電極の一方に第１の周波数の電源を接続し、他方に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項３】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項４】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源及び前記移動手段に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項５】
１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段に第２の周波数の電源を接続することを特徴とする請求項４に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項６】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項７】
１対の対向する環状の電極と、円筒または円柱状の基材を、前記電極の環の内部を少なくとも通過させる移動手段と、前記電極に接続された高周波の電圧を発生する電源と、前記電極の対向領域に少なくとも薄膜を形成する薄膜材料ガスと放電ガスの混合ガスを供給するガス供給手段と、を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項８】
１対の対向する環状の電極の両者に第１の周波数の電源を接続し、前記移動手段をアースに接続することを特徴とする請求項７に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項９】
前記移動手段により前記電極の環の内部を前記基材が少なくとも通過中に前記電源をＯＮとして前記ガス供給手段により供給された前記混合ガスを励起し、基材表面に薄膜を形成することを特徴とする請求項７または８に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項１０】
１対の環状の電極の対向領域全周でプラズマを発生させ、前記電極の環の内部を中心軸方向に移動する基材に前記プラズマを晒し、前記基材の表面に薄膜を形成することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項１１】
前記基材は画像形成装置の感光体ドラムの基材であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項１２】
１対の対向する環状の電極の内部を該環状の電極の中心軸と平行方向に円筒または円柱状の基材を移動させながら、前記環状の電極と前記円筒または円柱状の基材との間に発生させたプラズマに前記円筒または円柱状の基材表面を晒すことにより、該基材表面を放電処理するプラズマ放電処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２５７５０２（Ｐ２００６−２５７５０２Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７３３２（Ｐ２００５−７７３３２）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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