電子写真感光体およびその製造方法
【課題】円筒状基体に対して微小突起なの成膜欠陥の少ない膜を形成できるようにするとともに膜剥がれが生じることを抑制し、歩留まり良く電子写真感光体を製造できるようにする。
【解決手段】円筒状基体１０の外表面１０Ａに少なくとも感光層を含む成膜層が形成された電子写真感光体において、円筒状基体１０は、端面１５と外周面１０Ａとの間に形成された面取り面１４を有しており、面取り面１４は、端面１５に対する交差角度θ３が３°以上２５°以下とされている。
【解決手段】円筒状基体１０の外表面１０Ａに少なくとも感光層を含む成膜層が形成された電子写真感光体において、円筒状基体１０は、端面１５と外周面１０Ａとの間に形成された面取り面１４を有しており、面取り面１４は、端面１５に対する交差角度θ３が３°以上２５°以下とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状基体の外表面に、少なくとも感光層を含む成膜層が形成された電子写真感光体、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体としては、種々の形態が知られているが、ドラム状の形態が一般的である。ドラム状の電子写真感光体は、円筒状基体の表面に、アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ」とする）系光導電層などの所望とする層を形成したものである。円筒状基体上にａ−Ｓｉ系光導電層を形成する方法としては、種々のものが知られている。なかでも、プラズマＣＶＤ法は、現在実用化が非常に進んでいる。このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスを直流または高周波、マイクロ波グロー放電等によって分解し、円筒状基体上に堆積膜を形成する方法である。
【０００３】
このプラズマＣＶＤ法において電子写真感光体を作製する場合には、図１１に示すようなグロー放電プラズマＣＶＤ装置９が用いられている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
同図に示したグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、円筒状の真空容器９０のほぼ中央に配置した円筒状の導電性基体９１上に、グロー放電プラズマによりａ−Ｓｉ系膜を成膜するものである。このグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、基体支持体９２に対してリング部材９３を介して支持された導電性基体９１を接地電極とするとともに、これを等距離で囲んだ中空の円筒状の金属電極９４を、高周波電力印加用の電極とするものである。金属電極９４には、成膜用の原料ガスを導入するガス導入口９５が設けられており、このガス導入口９５を介して導入された原料ガスが、金属電極９４の内周面に設けられたガス吹き出し孔９４ａから導電性基体９１に向けて吹き出すように構成されている。金属電極９４と導電性基体９１との間には、高周波電源９６により高周波電力を印加してグロー放電が起こるようになされている。基体支持体９２の内部には、ニクロム線やカートリッジヒーターなどからなる基体加熱手段９７が設けられており、導電性基体９１を所望の温度に昇温することができる。基体支持体９２および導電性基体９１は、回転用のモータ９８ａを含めた回転駆動手段９８により、一体で回転させることができる。
【０００５】
このプラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１にａ−Ｓｉ系膜の成膜を行なうに当たっては、所定の流量やガス比に設定された原料ガスが、ガス導入管９５からガス吹き出し孔９４ａを介して金属電極９４と導電性基体９１との間に導入される。その一方で、真空容器９０でのガス圧は、真空ポンプ（図示せず）により排気口９９からの排気量を調整することにより所定値に設定される。そして、高周波電源９６により金属電極９４と導電性基体９１との間に高周波電力を印加し、金属電極９４と導電性基体９１との間にグロー放電プラズマを発生させて原料ガスを分解することにより、所望の温度に設定した導電性基体９１上にａ−Ｓｉ系膜が成膜される。成膜時においては、導電性基体９１は、基体支持体９２とともに回転駆動手段９８により回転させられるため、導電性基体９１に対する周方向における膜厚や膜質の均一化が図られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００４０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１に所望の膜を形成する場合、たとえば生産性を向上させるために、図１２に示したように、複数の導電性基体９１を基体支持体９２に支持させた状態で、プラズマＣＶＤ装置９にセットし、それらの導電性基体９１に対して同時に成膜を行なうことも行われている。
【０００８】
しかしながら、隣接する導電性基体９１は、端面９１Ａが互いに接触した状態とされているため、導電性基体９１の周りに存在するガス成分は、端面９１Ａに接触しにくいものとなっている。そのため、導電性基体９１の成膜を行った場合には、導電性基体９１の外表面には形成されるものの、端面９１Ａに堆積種が適切に付着しないため、端面９１Ａに付着しなかった堆積種が粉体状となって導電性基体９１に付着して微小突起として存在する。
【０００９】
このような微小突起は、電子写真感光体を画像形成装置に組み込んで画像形成を行なった場合に、画像黒点を生じさせ、画像劣化の原因となる。したがって、微小突起の形成された電子写真感光体は、不良品として破棄せざるを得ず、これが歩留まりを悪化させる原因となるためにコスト低減が図れず、低価格化の要求に対応することができない。
【００１０】
また、端面９１Ａにおいて堆積膜が形成されない場合には、隣接する導電性基体９１の端部において膜の密着性が低くなる。そのため、成膜終了後において基体支持体９２から導電性基体９１を取り外すときに、導電性基体９１の端部において膜剥がれが生じることがある。このような端部での膜剥がれもまた、歩留りを低下させる原因となる。
【００１１】
本発明は、円筒状基体に対して微小突起などの成膜欠陥の少ない膜を形成できるようにするとともに膜剥がれが生じることを抑制し、歩留まり良く電子写真感光体を製造できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面においては、円筒状基体と、前記円筒状基体の外表面に形成された少なくとも感光層を含む成膜層と、を備えた電子写真感光体であって、前記円筒状基体は、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、前記１つの面取り面は、平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされていることを特徴とする、電子写真感光体が提供される。
【００１３】
前記面取り面と前記端面との境界は、たとえば前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定される。
【００１４】
本発明の第２の側面においては、複数の円筒状基体を基体支持体に支持させる第１工程と、前記円筒状基体の表面に堆積膜を形成する第２工程と、を含む電子写真感光体の製造方法において、前記円筒状基体として、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有し、かつ、前記１つの面取り面が平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされているものを用い、前記第１工程では、前記複数の円筒状基体を、互いに隣接する円筒状基体相互において、それらの円筒状基体の隣接する部分に前記面取り面が位置するように、前記基体支持体に支持させることを特徴とする、電子写真感光体の製造方法が提供される。
【００１５】
前記円筒状基体としては、前記面取り面と前記端面との境界が、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されているものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子写真感光体を製造するために複数の円筒状基体を基体支持体にさせたときに、隣接する円筒状基体の端部の間には隙間が形成される。すなわち、円筒状基体の外周面と端面との間に面取り面を設けた場合には、隣接する円筒状基体の面取り面どうしは互いに接触することはなく、面取り面と端面との境界よりも外方側に隙間が形成される。
【００１７】
このように、本発明では、隣接する円筒状基体の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体の外表面に堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体には、外周面から連続して面取り面に堆積膜が形成されため、円筒状基体に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となり、あるいは円筒状基体の端部において堆積膜の剥離することが抑制される。
【００１８】
また、外周面から連続して面取り面に堆積膜が形成されると、円筒状基体の端部における膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体から円筒状基体を取り外すときに、円筒状基体の端部において膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体の端部での膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下においては、本発明について図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２０】
図１に示した電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面１０Ａに、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃを順次積層形成したものである。
【００２１】
円筒状基体１０は、感光体の支持母体となるものであり、少なくとも表面に導電性を有するものとして形成されている。この円筒状基体１０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属材料、もしくは例示した金属材料を含む合金材料により、全体が導電性を有するものとして形成されている。円筒状基体１０はまた、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に例示した金属材料、あるいは酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）および二酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。例示した材料のうち、円筒状基体１０を形成するための材料としては、Ａｌ系材料を用いるのが最も好ましく、また円筒状基体１０の全体をＡｌ系材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体１を軽量かつ低コストで製造可能となり、その上、電荷注入阻止層１１Ａや光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合には、それらの層と円筒状基体１０との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。
【００２２】
円筒状基体１０の端部１０Ｂは、たとえば図２（ａ）、図２（ｂ）あるいは図２（ｃ）に示した形態とされている。
【００２３】
図２（ａ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、３つの面取り面１２，１３，１４が形成されたものである。面取り面１２は、端面１５に連続し、かつ端面１５よりも内面側に設けられたものであり、たとえば図示しないフランジの挿入容易性を高める観点から端面１５に対する交差角度θ１が３０°以上６０°以下とされている。面取り面１３，１４は、端面１５と外周面１０Ａとの間に形成されたものである。面取り面１３は外周面１０Ａに連続して設けられたものであり、たとえば端面１５に対する交差角度θ２が３０°以上６０°以下とされている。一方、面取り面１４は、面取り面１３および端面１５に連続して設けられたものであり、たとえば端面１５に対する交差角度θ３が３°以上２５°以下とされている。面取り面１４と端面１５との境界１６は、たとえば円筒状基体１０の軸方向視における外周面１０Ａからの最短距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている。また、端面１５の幅寸法（境界１６と内周面までの最短距離）０．５ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上とされる。端面１５の幅寸法が０．５ｍｍ未満の場合には、円筒状基体１０にフランジを組付けるときに、端面１５を突き当て基準面として利用することが困難になってしまい、端面１５の幅寸法が１ｍｍ未満に場合には、製造工程において円筒状基体１０の端面１５に押圧力がかかるプロセス（例えば円筒状基体を治具に立てたり、反応炉内に段積みでセットする場合）に端面１５にキズおよび圧痕が発生し易くなってしまう。
【００２４】
図２（ｂ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、先と同様な面取り面１２，１３が形成されているとともに、面取り面１４に代えて、凹部１７が形成されたものである。凹部１７の深さＤ２は、たとえば０．０２５ｍｍ以上０．６００ｍｍ以下とされている。凹部１７と端面１５との境界１８は、たとえば円筒状基体１０の軸方向視における外周面１０Ａからの最短距離Ｄ３が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている。
【００２５】
図２（ｃ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、先と同様な面取り面１２，１３が形成されているとともに、端面１５に代えて、梨地状に粗面化処理された端面１９が形成されたものである。端面１９の表面粗さは、たとえば算術平均粗さＲａにおいて２．０μｍ以上４．５μｍ以下とされている。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠して測定すればよい。
【００２６】
なお、図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示した例においては、面取り面１２，１３の一方または双方を省略してもよい。
【００２７】
図１に示した電荷注入阻止層１１Ａは、円筒状基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止するためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料により形成されている。この電荷注入阻止層１１Ａは、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとして硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させたものとして形成されており、その厚みは２μｍ以上１０μｍ以下とされている。
【００２８】
光導電層１１Ｂは、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させるためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料、あるいはＳｅ−Ｔｅ、Ａｓ２Ｓｅ3などのアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料により形成されている。ただし、電子写真特性（たとえば光導電性特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性あるいは耐久性）および表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系に材料により形成した場合における表面層１１Ｃとの整合性を考慮した場合には、光導電層１１Ｂは、ａ−Ｓｉ、もしくはａ−Ｓｉに炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）などを加えたａ−Ｓｉ系材料により形成するのが好ましい。また、光導電層１１Ｂの厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよく、ａ−Ｓｉ系材料を用いて光導電層１１Ｂを形成する場合には、光導電層１１Ｂの厚みは、たとえば５μｍ以上１００μｍ以下、好適には１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。
【００２９】
表面層１１Ｃは、電子写真感光体１の表面を保護するためのものであり、画像形成装置内での摺擦による削れに耐え得るように、たとえばアモルファスシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）や窒化アモルファスシリコン（ａ−ＳｉＮ）などのａ−Ｓｉ系材料、あるいはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）などにより形成されている。この表面層１１Ｃは、電子写真感光体１に照射されるレーザ光などの光が吸収されるのを充分に抑制すべく、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有しており、また、画像形成における静電潜像を保持出来得る抵抗値（一般的には１０１１Ω・ｃｍ以上）を有している。
【００３０】
電子写真感光体１における電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃは、たとえば図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いることにより形成される。
【００３１】
プラズマＣＶＤ装置２は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転手段５、原料ガス供給手段６および排気手段７をさらに備えている。
【００３２】
支持体３は、円筒状基体１０を支持するためのものであるとともに、第１導体として機能するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されている。支持体３は、２つの円筒状基体１０を支持できる長さ寸法に形成されており、導電性支柱３１に対して着脱自在とされている。そのため、支持体３では、支持した２つの円筒状基体１０の表面に直接触れることなく、真空反応室４に対して２つの円筒状基体１０の出し入れを行なうことができる。
【００３３】
導電性支柱３１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。この直流電源３４は、制御部３５によってその動作が制御されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給させるように構成されている（図９および図１０参照）。
【００３４】
導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。セラミックパイプ３６は、絶縁性および熱伝導性を確保するためのものである。ヒータ３７は、円筒状基体１０を加熱するためのものである。ヒータ３７としては、たとえばニクロム線やカートリッジヒーターを使用することができる。
【００３５】
ここで、支持体３の温度は、たとえば支持体３あるいは導電性支柱３１に取り付けられた熱電対（図示略）によりモニタされており、この熱電対におけるモニタ結果に基づいて、ヒータ３７をオン・オフさせることにより、円筒状基体１０の温度が目的範囲、たとえば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。
【００３６】
真空反応室４は、円筒状基体１０に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極４０および一対のプレート４１，４２により規定されている。
【００３７】
円筒状電極４０は、第２導体として機能するものであり、支持体３の周囲を囲む円筒状に形成される。この円筒状電極４０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により中空に形成されており、絶縁部材４３,４４を介して一対のプレート４１，４２に接合されている。
【００３８】
円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。これは、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１０ｍｍよりも小さい場合は真空反応室４に対する円筒状基体１０の出し入れなどにおいて作業性を充分に確保できず、また円筒状基体１０と円筒状電極４０との間で安定した放電を得ることが困難となり、逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１００ｍｍよりも大きい場合は、プラズマＣＶＤ装置２が大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が悪くなるためである。
【００３９】
円筒状電極４０は、ガス導入口４５および複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されている。なお、円筒状電極４０は、必ずしも接地する必要はなく、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。円筒状電極４０を直流電源３４とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図９参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図１０参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。
【００４０】
ガス導入口４５は、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入するためのものであり、原料ガス供給手段６に接続されている。
【００４１】
複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１０に向けて吹き出すためのものであり、図の上下方向等間隔で配置されているとともに、周方向にも等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔４６は、同一形状の円形に形成されており、その孔径は、たとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。もちろん、複数のガス吹き出し孔４６の孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。
【００４２】
プレート４１は、真空反応室４が開放された状態と閉塞された状態とを選択可能とするめのものであり、プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、下面側に防着板４７が取着されている。これにより、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。この防着板４７もまた、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、防着板４７はプレート４１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板４７は、プレート４１から取り外すことにより洗浄が可能であり、繰り返し使用することができる。
【００４３】
プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものであり、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されている。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。このような絶縁部材４４は、たとえばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であれば特に限定はない。ただし、絶縁部材４４は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。たとえば、絶縁部材４４をテフロン（登録商標）のような熱膨張率３×１０−５／Ｋ以上１０×１０５／Ｋ以下の材料により形成する場合には、絶縁部材４４の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材４４の厚みを設定した場合には、絶縁部材４４と円筒状基体１０に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（円筒状基体１０の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で１ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材４４を繰り返し使用することが可能となる。
【００４４】
プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。排気口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出するためのものであり、排気手段７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングするためのものであり、公知の種々のものを使用することができる。
【００４５】
図３に示したように、回転手段５は、支持体３を回転させるためのものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。回転手段５により支持体３を回転させて成膜を行なった場合には、支持体３とともに円筒状基体１０が回転させられるために、円筒状基体１０の外周に対して均等に原料ガスの分解成分を堆積させることが可能となる。
【００４６】
回転モータ５０は、円筒状基体１０に回転力を付与するものである。この回転モータ５０は、たとえば円筒状基体１０を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下で回転させるように動作制御される。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。
【００４７】
回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１０に伝達・入力するためのものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。
【００４８】
回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達するためのものである。このような回転導入端子５２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールやメカニカルシール等の真空シール手段を用いることができる。
【００４９】
絶縁軸部材５３は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力するためのものであり、たとえば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材５３の外径は、成膜時において、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における円筒状基体１０の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材５３の外径は、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（たとえば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材５３の外径と支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。
【００５０】
絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１０へ付着するのを防止するためのものであり、上ダミー基体３８Ｂの内径より大きな外径を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径は、円筒状基体１０の直径の１．５倍以上３．０倍以下とされ、たとえば円筒状基体１０として直径が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径は５０ｍｍ程度とされる。
【００５１】
このような絶縁平板５４を設けた場合には、円筒状基体１０に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。
【００５２】
図３に示したように、原料ガス供給手段６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ、および複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄを備えたものであり、配管６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６３は、たとえばＢ２Ｈ６、Ｈ２（またはＨｅ）、ＣＨ4あるいはＳｉＨ4が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整するためのものである。もちろん、原料ガス供給手段６においては、各原料ガスタンク６０〜６３に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料タンク６０〜６３の数は、円筒状基体１０に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。
【００５３】
排気手段７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出するためのものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気手段７では、圧力計４９でのモニタリング結果に基づいて、真空反応室４を真空に維持できるとともに、真空反応室４のガス圧を目的値に設定することができる。真空反応室４の圧力は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。
【００５４】
次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、円筒状基体１０にａ−Ｓｉ膜が形成された電子写真感光体１（図１参照）を作製する場合を例にとって説明する。
【００５５】
まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成にあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持させた支持体３を、真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。
【００５６】
支持体３に対する２つの円筒状基体１０の支持に当たっては、支持体３の主要部を外套した状態で、フランジ部３０上に、下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１０、円筒状基体１０、および上ダミー基体３８Ｂが順次積み上げられる。
【００５７】
各ダミー基体３８Ａ，３８Ｂとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１０と同様な材料により円筒状に形成されたものが使用される。
【００５８】
ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１０の高さ位置を調整するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、一部が支持体３の上方に突出した状態とされる。
【００５９】
一方、円筒状基体１０としては、端部１５の形状が図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示したいずれかのものが使用される。そのため、上ダミー基体３８Ｂと下ダミー基板３８Ａとの間に２つの円筒状基体１０を隣接させて配置させた場合には、それらの円筒状基体１０の端部１０Ｂの間には隙間が形成される。
【００６０】
たとえば、図２（ａ）に示したような円筒状基体１０の外周面１０Ａと端面１５との間に面取り面１４を設けた円筒状基体１０を用いた場合には、図６（ａ）に示したように、隣接する円筒状基体１０の面取り面１４どうしは互いに接触することはなく、面取り面１４と端面１５との境界１６よりも外方側に隙間が形成される。このような隙間は、図６（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図６（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、面取り面１４を露出させるものとなる。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示したような円筒状基体１０の外周面１０Ａと端面１５との間に凹部１７を設けた円筒状基体１０を用いた場合も同様に、図７（ａ）に示したように、隣接する円筒状基体１０における凹部１７の底面１７Ａどうしは互いに接触することはなく、凹部１７と端面１５との境界１８よりも外方側に隙間が形成される。このような隙間は、図７（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図７（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、凹部１７の底面１７Ａを露出させるものとなる。
【００６２】
一方、図２（ｃ）に示したような円筒状基体１０の端面１９を梨地状に粗面化した円筒状基体１０を用いた場合には、図８（ａ）に示したように隣接する円筒状基体１０の端面１９どうしが接触するが、その接触部分においては、それぞれの円筒状基体１０の端面１９が粗面化されていることに起因して気体が流入可能な程度の微細な隙間が形成される。このような隙間は、図８（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図８（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、端面１９の間に気体が流入可能な程度のものとして形成される。
【００６３】
次いで、真空反応室４の密閉状態とし、回転手段５により支持体３を介して円筒状基体１０を回転させるとともに、円筒状基体１０を加熱し、排気手段７により真空反応室４を減圧する。
【００６４】
円筒状基体１０の加熱は、たとえばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることにより行なわれる。このようなヒータ３７の発熱により、円筒状基体１０が目的とする温度に昇温される。円筒状基体１０の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって選択されるが、たとえばａ−Ｓｉ膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定され、ヒータ３７のオン・オフすることにより略一定に維持される。
【００６５】
一方、真空反応室４の減圧は、排気手段７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出させることにより行なわれる。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９（図３参照）での真空反応室４の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１（図３参照）およびロータリーポンプ７２（図３参照）の動作を制御することにより、たとえば１０−３Ｐａ程度とされる。
【００６６】
次いで、円筒状基体１０の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった場合には、原料ガス供給手段６により真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、 円筒状電極４０と支持体３との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極４０と支持体３（円筒状基体１０）との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１０の表面に堆積される。
【００６７】
一方、排気手段７においては、圧力計４９をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２の動作を制御することにより、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。すなわち、真空反応室４の内部は、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄと排気手段７におけるポンプ７１，７２によって安定したガス圧に維持される。真空反応室４におけるガス圧は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。
【００６８】
真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６３の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管６０Ａ〜６３Ａ，６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔４６を介して円筒状基体１０に向けて吹き出される。そして、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替えることにより、円筒状基体１０の外周面１０Ａには、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面保護層１１Ｃが順次積層形成される。
【００６９】
円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧を印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより行なわれる。
【００７０】
一般に、１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域以上の高周波電力を使用した場合、空間で生成されたイオン種が電界によって加速され、正・負の極性に応じた方向に引き寄せられることになるが、高周波交流により電界が連続して反転することから、前記イオン種が円筒状基体１０あるいは放電電極に到達するより前に、空間中で再結合を繰り返し、再度ガスまたはポリシリコン粉体などのシリコン化合物となって排気される。
【００７１】
これに対して、円筒状基体１０側が正負いずれかの極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１０に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらａ−Ｓｉの成膜を行った場合には、極めて凹凸の少ない表面をもったａ−Ｓｉが得られる。本発明者らはこの現象を“イオンスパッタリング効果”と名付けた。
【００７２】
このようなプラズマＣＶＤ法において、効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、極性の連続的な反転を避けるような電力を印加することが必要であり、前記パルス状の矩形波の他には、三角波、直流電力、直流電圧が有用である。また、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電力等でも同様の効果が得られる。印加電圧の極性は、原料ガスの種類によってイオン種の密度や堆積種の極性などから決まる成膜速度などを考慮して自由に調整できる。
【００７３】
ここで、パルス状電圧により効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０との間の電位差は、たとえば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされ、成膜レートを考慮した場合、好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。
【００７４】
より具体的には、制御部３５は、円筒状電極４０が接地されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の範囲内の負のパルス状直流電位Ｖ１を供給し（図９参照）、あるいは５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内の正のパルス状直流電位Ｖ１を供給する（図１０参照）。
【００７５】
一方、円筒状電極４０が基準電極（図示略）に接続されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して供給するパルス状直流電位Ｖ１は、目的とする電位差ΔＶから基準電源により供給される電位Ｖ２を差分した値（ΔＶ−Ｖ２）とされる。基準電源により供給する電位Ｖ２は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図９参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図１０参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。
【００７６】
制御部３５はまた、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源３４を制御する。
【００７７】
なお、本発明におけるｄｕｔｙ比とは、図９および図１０に示したようにパルス状の直流電圧の１周期（Ｔ）（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生Ｔ１が占める時間割合と定義される。たとえば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生（ＯＮ）時間が１周期全体の２０％であることを言う。
【００７８】
このイオンスパッタリング効果を利用して得られたａ−Ｓｉの光導電層１１Ｂは、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面の微細凹凸が小さく平滑性がほとんど損なわれない。そのため、光導電層１１Ｂ上に表面層１１Ｃであるａ−ＳｉＣを１μｍ程度積層した場合の表面層１１Ｃの表面形状は、光導電層１１Ｂの表面形状を反映した滑らかな面とすることが可能となる。その一方で、表面層１１Ｃを積層する場合においても、イオンスパッタリグ効果を利用することにより、表面層１１Ｃを微細凹凸が小さい平滑な膜として形成することができる。
【００７９】
ここで、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃの形成に当たっては、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄおよびバルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃを制御し、目的とする組成の原料ガスが真空反応室４に供給されるのは上述の通りである。
【００８０】
たとえば、電荷注入阻止層１１Ａをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガス、Ｂ２Ｈ６などのドーパント含有ガス、および水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスの他に、窒素（Ｎ）あるいは酸素（Ｏ）含有ガスを用いることもできる。
【００８１】
光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ4（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよび水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１１Ｂにおいては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。また、原料ガスには、暗導電率や光導電率などの電気的特性及び光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）を含有させてもよく、上記諸特性を調整するために炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させてもよい。
【００８２】
第１３族元素および第１５族元素としては、それぞれホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点で望ましい。電荷注入阻止層１１Ａに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、光導電層１１Ｂに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素とともに含有させる場合、あるいは、電荷注入阻止層１１Ａおよび光導電層１１Ｂに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設けるようにしてもよい。この場合には、光導電層１１Ｂにおける第１３族元素および第１５族元素の含有量は、光導電層１１Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。
【００８３】
また、光導電層１１Ｂについては、ａ−Ｓｉ系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、このμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・光導電率を高めることができるので、光導電層２２の設計自由度が増すといった利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明した成膜方法を採用し、その成膜条件を変えることにより形成することができる。たとえば、グロー放電分解法では、円筒状基体１０の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む光導電層１１Ｂにおいても、先に説明したのと同様な元素（第１３族元素、第１５族元素、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。
【００８４】
表面層１１Ｃをａ−ＳｉＣ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ４などのＣ含有ガスの混合ガスを供給する。原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。すなわち、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１１Ｃにおける光導電層１１Ｂに近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１１Ｃを形成するようにしてもよい。たとえば、表面層１１Ｃの光導電層１１Ｂ側（界面側）においては、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ：Ｈ）におけるｘ値（炭素比率）が０を超えて０．８未満の比較的Ｓｉ構成比の高い第１のＳｉＣ層を堆積した後、ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満程度までＣ濃度を高くした第２のＳｉＣ層を堆積した２層構造であってもよい。
【００８５】
第１のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度などから決定され、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。第２のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度、寿命（耐摩耗性）等から決定され、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、好適には０．０２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．０５μｍ以上０．８μｍ以下とされる。
【００８６】
表面層１１Ｃは、上述のようにａ−Ｃ層として形成することもできる。この場合、原料ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレンガス）あるいはＣＨ４（メタンガス）などのＣ含有ガスが用いられる。また、表面層１１Ｃは、その膜厚が、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。
【００８７】
表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合のほうが結合エネルギが小さいため、表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１１Ｃの表面が酸化することをより確実に抑制できる。そのため、表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどによって、表面層１１Ｃの表面が酸化されることが適切に抑制されるため、高温高湿環境下などでの画像流れの発生を抑制することができる。
【００８８】
円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、支持体３から円筒状基体１０を抜き取ることにより、図１に示した電子写真感光体１を得ることができる。そして、成膜後は、成膜残渣を取り除くため、真空反応室４内の各部材を分解し、酸、アルカリ、ブラスト等の洗浄を行い、次回成膜時に欠陥不良となる発塵が無いようウエットエッチングを行う。ウエットエッチングに代えて、ハロゲン系（ＣｌＦ3、ＣＦ4、Ｏ２、NF3、ＳｉＦ6またはこれらの混合ガス）のガスを用いてガスエッチングを行うことも有効である。
【００８９】
上述のように、隣接する円筒状基体１０の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体１０の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体１０の外周面１０Ａに堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体１０の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体１０には、外周面１０Ａから連続して、面取り面１３，１４、凹部１７の底面１７Ａ、あるいは梨地状の端面１９に堆積膜が形成される。その結果、円筒状基体１０に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体１０の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となることもなく、また円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて堆積膜の剥離することが抑制される。また、外周面１０Ａから連続して、面取り面１３，１４、凹部１７の底面１７Ａ、あるいは梨地状の端面１９に堆積膜が形成されると、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおける膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体３から円筒状基体１０を取り外すときに、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体１０に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体１０の端部１０Ｂでの膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体１を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。
【実施例１】
【００９０】
本実施例では、図２（ａ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面１５に対する面取り面１４の交差角度θ3が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【００９１】
円筒状基体１０の外周面１０Ａに対する堆積膜の形成は、図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて、円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧（図９参照）を印加することにより行なった。円筒状基体１０としては、Ａ５０５２アルミニウム合金製の抽伸管（外径：３０ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さ：３４０ｍｍ）の両端部に対して旋盤により所定の切削加工を施したうえで、脱脂洗浄を行ったもの用いた。本実施例では、支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ，３８Ｂを用いて円筒状基体１０を２段積み重ねてセットした。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表１に示した通りとした。なお、成膜時における円筒状基体１０の回転速度は１０ｒｐｍとした。
【００９２】
【表１】
【００９３】
円筒状基体１０の交差角度θ３を変化させて、微小突起の発生状況を目視により確認した。微小突起の発生状況については、下記表２に示した。なお、Ｄ１＝１．０ｍｍとし、面取り面１２はＣ０．５（交差角度θ１＝４５°、距離＝０．５ｍｍ）、面取り面１３はＣ０．２（交差角度θ２＝４５°、距離＝０．２ｍｍ）として各々一定とした。
【００９４】
【表２】
【００９５】
表２から分かるように、面取り面１４を形成しない場合（θ３＝０°）および面取り面１４の交差角度θ３が３０°の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。面取り面１４の交差角度θ３が２５°の場合には、実用上問題ないものの、多少の微小突起が発生した。一方、面取り面１４の交差角度θ３が３°以上２０°以下の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、面取り面１４の交差角度θ３は、３°以上２５°以下に設定するのが好ましい。
【実施例２】
【００９６】
本実施例では、図２（ａ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、軸方向視における境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【００９７】
円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、下記表３に示した。なお、本実施例において面取り面１２および面取り面１３は形成されていない。
【００９８】
【表３】
【００９９】
表３から分かるように、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。一方、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１は、０．５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【実施例３】
【０１００】
本実施例では、図２（ｂ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面と外周面の間に形成された凹部の深さＤ２が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０１】
円筒状基体１０については、円筒状基体１０の端部の切削加工により図２（ｂ）に示した形態に作製した。凹部１７と端面１５との境界１８から外周面１０Ａまでの最短距離Ｄ３＝１．０ｍｍ、内表面側の面取り面１２はＣ０．５、外表面側の面取り面１３はＣ０．２として各々一定とした。円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、円筒状基体１０の対する堆積膜の成膜条件は実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、下記表４に示した。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
表４から分かるように、円筒状基体１０の端面と外周面との間に凹部を形成しない場合（Ｄ２＝０）には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。また、凹部の深さＤ２＝１ｍｍにおいても、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。凹部の深さＤ２＝０．６ｍｍの場合には、実用上問題ないものの、多少の微小突起が発生した。一方、凹部の深さＤ２が０．０２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、端面と外周面の間に形成する凹部の深さＤ２は０．０２５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【実施例４】
【０１０４】
本実施例では、図２（ｂ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、軸方向視における境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０５】
円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例３と同様とし、端面と外周面の間に形成する凹部の深さＤ２＝０．１ｍｍとし、内表面側の面取り面１２および外表面側の面取り面１３はともに省略した。微小突起の発生状況については、下記表５に示した。
【０１０６】
【表５】
【０１０７】
表５から分かるように、境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。一方、境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が０．５ｍｍ以上の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。またＤ３が２．２ｍｍでは微小突起の発生はないが、端面１５の面積が少ないことにより、フランジ組付けの際に面振れが生じることがあった。微小突起の発生を回避する観点より境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３は、０．５ｍｍ以上が好ましく、また、画像形成装置搭載時のフランジ組付けの観点より、端面の距離は０．５ｍｍ以上残すことが好ましい。（今回の場合は円筒状基体１０の肉厚が２．５ｍｍであることからＤ１＝２．０ｍｍ以下となる。）
【実施例５】
【０１０８】
本実施例では、図２（ｃ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面を梨地状に粗面化することによる微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０９】
円筒状基体１０については、円筒状基体１０の端部の切削加工を行なった後に端面１９に対してショットブラスト処理を行うことにより図２（ｃ）に示した形態に作製した。内表面側の面取り面１２はＣ０．５、外表面側の面取り面１３はＣ０．２とした。円筒状基体１０の端面１９の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に基づく）は、下記表６に示した範囲で変化させ。微小突起の発生状況を目視により確認した。微小突起の発生状況については、下記表６に示した。
【０１１０】
【表６】
【０１１１】
表６に示す円筒状基体１０の端面粗さＲａ＝０．５μｍは端面１９に梨地処理を施していない場合であるが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。また、端面粗さＲａ＝１．０μmは端面１９に梨地処理を施しているが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。端面粗さＲａ＝２．０μｍ以上４．５μmはいずれも梨地処理を施しており、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。端面粗さＲａ＝５．５μｍは端面１９に梨地処理を施しており微小突起の発生はないが、端面１９の粗さが大きいことにより、フランジ組付けの際に面振れが生じることがあった。したがって、微小突起の発生を回避する観点より端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて２．０μm以上が好ましく、また、画像形成装置搭載時のフランジ組付けの観点より、端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて４．５μm以下が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る電子写真感光体の一例を示す断面図およびその要部拡大図である。
【図２】図１に示した電子写真感光体における端部の断面図である。
【図３】本発明に係る電子写真感光体の製造方法において用いる堆積膜形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図４】図３に示した堆積膜形成装置の横断面図である。
【図５】図３および図４に示した堆積膜形成装置の基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。
【図６】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図７】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図８】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図９】図３および図４に示した堆積膜形成装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図１０】図３および図４に示した堆積膜形成装置における他の電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図１１】従来の堆積膜形成方法の一例を、プラズマＣＶＤ法を例にとって説明するための断面図である。
【図１２】図１１に示したＣＶＤ装置における基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 電子写真感光体
１０ 円筒状基体
１０Ａ （円筒状基体の）外周面
１１Ａ 電荷注入阻止層（成膜層）
１１Ｂ 光導電層（成膜層）
１１Ｃ 表面層（成膜層）
１３ （円筒状基体の）面取り面
１４ （円筒状基体の）面取り面
１５，１９ （円筒状基体の）端面
１６，１８ 境界
１７ （円筒状基体の）凹部
１７Ａ （凹部の）底面
３ 基体支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状基体の外表面に、少なくとも感光層を含む成膜層が形成された電子写真感光体、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体としては、種々の形態が知られているが、ドラム状の形態が一般的である。ドラム状の電子写真感光体は、円筒状基体の表面に、アモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ」とする）系光導電層などの所望とする層を形成したものである。円筒状基体上にａ−Ｓｉ系光導電層を形成する方法としては、種々のものが知られている。なかでも、プラズマＣＶＤ法は、現在実用化が非常に進んでいる。このプラズマＣＶＤ法は、原料ガスを直流または高周波、マイクロ波グロー放電等によって分解し、円筒状基体上に堆積膜を形成する方法である。
【０００３】
このプラズマＣＶＤ法において電子写真感光体を作製する場合には、図１１に示すようなグロー放電プラズマＣＶＤ装置９が用いられている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
同図に示したグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、円筒状の真空容器９０のほぼ中央に配置した円筒状の導電性基体９１上に、グロー放電プラズマによりａ−Ｓｉ系膜を成膜するものである。このグロー放電プラズマＣＶＤ装置９は、基体支持体９２に対してリング部材９３を介して支持された導電性基体９１を接地電極とするとともに、これを等距離で囲んだ中空の円筒状の金属電極９４を、高周波電力印加用の電極とするものである。金属電極９４には、成膜用の原料ガスを導入するガス導入口９５が設けられており、このガス導入口９５を介して導入された原料ガスが、金属電極９４の内周面に設けられたガス吹き出し孔９４ａから導電性基体９１に向けて吹き出すように構成されている。金属電極９４と導電性基体９１との間には、高周波電源９６により高周波電力を印加してグロー放電が起こるようになされている。基体支持体９２の内部には、ニクロム線やカートリッジヒーターなどからなる基体加熱手段９７が設けられており、導電性基体９１を所望の温度に昇温することができる。基体支持体９２および導電性基体９１は、回転用のモータ９８ａを含めた回転駆動手段９８により、一体で回転させることができる。
【０００５】
このプラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１にａ−Ｓｉ系膜の成膜を行なうに当たっては、所定の流量やガス比に設定された原料ガスが、ガス導入管９５からガス吹き出し孔９４ａを介して金属電極９４と導電性基体９１との間に導入される。その一方で、真空容器９０でのガス圧は、真空ポンプ（図示せず）により排気口９９からの排気量を調整することにより所定値に設定される。そして、高周波電源９６により金属電極９４と導電性基体９１との間に高周波電力を印加し、金属電極９４と導電性基体９１との間にグロー放電プラズマを発生させて原料ガスを分解することにより、所望の温度に設定した導電性基体９１上にａ−Ｓｉ系膜が成膜される。成膜時においては、導電性基体９１は、基体支持体９２とともに回転駆動手段９８により回転させられるため、導電性基体９１に対する周方向における膜厚や膜質の均一化が図られている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００４０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラズマＣＶＤ装置９を用いて導電性基体９１に所望の膜を形成する場合、たとえば生産性を向上させるために、図１２に示したように、複数の導電性基体９１を基体支持体９２に支持させた状態で、プラズマＣＶＤ装置９にセットし、それらの導電性基体９１に対して同時に成膜を行なうことも行われている。
【０００８】
しかしながら、隣接する導電性基体９１は、端面９１Ａが互いに接触した状態とされているため、導電性基体９１の周りに存在するガス成分は、端面９１Ａに接触しにくいものとなっている。そのため、導電性基体９１の成膜を行った場合には、導電性基体９１の外表面には形成されるものの、端面９１Ａに堆積種が適切に付着しないため、端面９１Ａに付着しなかった堆積種が粉体状となって導電性基体９１に付着して微小突起として存在する。
【０００９】
このような微小突起は、電子写真感光体を画像形成装置に組み込んで画像形成を行なった場合に、画像黒点を生じさせ、画像劣化の原因となる。したがって、微小突起の形成された電子写真感光体は、不良品として破棄せざるを得ず、これが歩留まりを悪化させる原因となるためにコスト低減が図れず、低価格化の要求に対応することができない。
【００１０】
また、端面９１Ａにおいて堆積膜が形成されない場合には、隣接する導電性基体９１の端部において膜の密着性が低くなる。そのため、成膜終了後において基体支持体９２から導電性基体９１を取り外すときに、導電性基体９１の端部において膜剥がれが生じることがある。このような端部での膜剥がれもまた、歩留りを低下させる原因となる。
【００１１】
本発明は、円筒状基体に対して微小突起などの成膜欠陥の少ない膜を形成できるようにするとともに膜剥がれが生じることを抑制し、歩留まり良く電子写真感光体を製造できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の側面においては、円筒状基体と、前記円筒状基体の外表面に形成された少なくとも感光層を含む成膜層と、を備えた電子写真感光体であって、前記円筒状基体は、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、前記１つの面取り面は、平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされていることを特徴とする、電子写真感光体が提供される。
【００１３】
前記面取り面と前記端面との境界は、たとえば前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定される。
【００１４】
本発明の第２の側面においては、複数の円筒状基体を基体支持体に支持させる第１工程と、前記円筒状基体の表面に堆積膜を形成する第２工程と、を含む電子写真感光体の製造方法において、前記円筒状基体として、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有し、かつ、前記１つの面取り面が平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされているものを用い、前記第１工程では、前記複数の円筒状基体を、互いに隣接する円筒状基体相互において、それらの円筒状基体の隣接する部分に前記面取り面が位置するように、前記基体支持体に支持させることを特徴とする、電子写真感光体の製造方法が提供される。
【００１５】
前記円筒状基体としては、前記面取り面と前記端面との境界が、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されているものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子写真感光体を製造するために複数の円筒状基体を基体支持体にさせたときに、隣接する円筒状基体の端部の間には隙間が形成される。すなわち、円筒状基体の外周面と端面との間に面取り面を設けた場合には、隣接する円筒状基体の面取り面どうしは互いに接触することはなく、面取り面と端面との境界よりも外方側に隙間が形成される。
【００１７】
このように、本発明では、隣接する円筒状基体の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体の外表面に堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体には、外周面から連続して面取り面に堆積膜が形成されため、円筒状基体に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となり、あるいは円筒状基体の端部において堆積膜の剥離することが抑制される。
【００１８】
また、外周面から連続して面取り面に堆積膜が形成されると、円筒状基体の端部における膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体から円筒状基体を取り外すときに、円筒状基体の端部において膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体の端部での膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下においては、本発明について図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２０】
図１に示した電子写真感光体１は、円筒状基体１０の外周面１０Ａに、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃを順次積層形成したものである。
【００２１】
円筒状基体１０は、感光体の支持母体となるものであり、少なくとも表面に導電性を有するものとして形成されている。この円筒状基体１０は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）、ステンレス（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）などの金属材料、もしくは例示した金属材料を含む合金材料により、全体が導電性を有するものとして形成されている。円筒状基体１０はまた、樹脂、ガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に例示した金属材料、あるいは酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide、ＩＴＯ）および二酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。例示した材料のうち、円筒状基体１０を形成するための材料としては、Ａｌ系材料を用いるのが最も好ましく、また円筒状基体１０の全体をＡｌ系材料により形成するのが好ましい。そうすれば、電子写真感光体１を軽量かつ低コストで製造可能となり、その上、電荷注入阻止層１１Ａや光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合には、それらの層と円筒状基体１０との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。
【００２２】
円筒状基体１０の端部１０Ｂは、たとえば図２（ａ）、図２（ｂ）あるいは図２（ｃ）に示した形態とされている。
【００２３】
図２（ａ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、３つの面取り面１２，１３，１４が形成されたものである。面取り面１２は、端面１５に連続し、かつ端面１５よりも内面側に設けられたものであり、たとえば図示しないフランジの挿入容易性を高める観点から端面１５に対する交差角度θ１が３０°以上６０°以下とされている。面取り面１３，１４は、端面１５と外周面１０Ａとの間に形成されたものである。面取り面１３は外周面１０Ａに連続して設けられたものであり、たとえば端面１５に対する交差角度θ２が３０°以上６０°以下とされている。一方、面取り面１４は、面取り面１３および端面１５に連続して設けられたものであり、たとえば端面１５に対する交差角度θ３が３°以上２５°以下とされている。面取り面１４と端面１５との境界１６は、たとえば円筒状基体１０の軸方向視における外周面１０Ａからの最短距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている。また、端面１５の幅寸法（境界１６と内周面までの最短距離）０．５ｍｍ以上、好ましくは１．０ｍｍ以上とされる。端面１５の幅寸法が０．５ｍｍ未満の場合には、円筒状基体１０にフランジを組付けるときに、端面１５を突き当て基準面として利用することが困難になってしまい、端面１５の幅寸法が１ｍｍ未満に場合には、製造工程において円筒状基体１０の端面１５に押圧力がかかるプロセス（例えば円筒状基体を治具に立てたり、反応炉内に段積みでセットする場合）に端面１５にキズおよび圧痕が発生し易くなってしまう。
【００２４】
図２（ｂ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、先と同様な面取り面１２，１３が形成されているとともに、面取り面１４に代えて、凹部１７が形成されたものである。凹部１７の深さＤ２は、たとえば０．０２５ｍｍ以上０．６００ｍｍ以下とされている。凹部１７と端面１５との境界１８は、たとえば円筒状基体１０の軸方向視における外周面１０Ａからの最短距離Ｄ３が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている。
【００２５】
図２（ｃ）に示した例は、端部１０Ｂにおいて、先と同様な面取り面１２，１３が形成されているとともに、端面１５に代えて、梨地状に粗面化処理された端面１９が形成されたものである。端面１９の表面粗さは、たとえば算術平均粗さＲａにおいて２．０μｍ以上４．５μｍ以下とされている。なお、算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠して測定すればよい。
【００２６】
なお、図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示した例においては、面取り面１２，１３の一方または双方を省略してもよい。
【００２７】
図１に示した電荷注入阻止層１１Ａは、円筒状基体１０からのキャリア（電子）の注入を阻止するためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料により形成されている。この電荷注入阻止層１１Ａは、たとえばａ−Ｓｉに、ドーパントとして硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させたものとして形成されており、その厚みは２μｍ以上１０μｍ以下とされている。
【００２８】
光導電層１１Ｂは、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させるためのものであり、たとえばａ−Ｓｉ系材料、あるいはＳｅ−Ｔｅ、Ａｓ２Ｓｅ3などのアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料により形成されている。ただし、電子写真特性（たとえば光導電性特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性あるいは耐久性）および表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系に材料により形成した場合における表面層１１Ｃとの整合性を考慮した場合には、光導電層１１Ｂは、ａ−Ｓｉ、もしくはａ−Ｓｉに炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）などを加えたａ−Ｓｉ系材料により形成するのが好ましい。また、光導電層１１Ｂの厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよく、ａ−Ｓｉ系材料を用いて光導電層１１Ｂを形成する場合には、光導電層１１Ｂの厚みは、たとえば５μｍ以上１００μｍ以下、好適には１０μｍ以上８０μｍ以下とされる。
【００２９】
表面層１１Ｃは、電子写真感光体１の表面を保護するためのものであり、画像形成装置内での摺擦による削れに耐え得るように、たとえばアモルファスシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）や窒化アモルファスシリコン（ａ−ＳｉＮ）などのａ−Ｓｉ系材料、あるいはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）などにより形成されている。この表面層１１Ｃは、電子写真感光体１に照射されるレーザ光などの光が吸収されるのを充分に抑制すべく、照射される光に対して充分広い光学バンドギャップを有しており、また、画像形成における静電潜像を保持出来得る抵抗値（一般的には１０１１Ω・ｃｍ以上）を有している。
【００３０】
電子写真感光体１における電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃは、たとえば図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いることにより形成される。
【００３１】
プラズマＣＶＤ装置２は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転手段５、原料ガス供給手段６および排気手段７をさらに備えている。
【００３２】
支持体３は、円筒状基体１０を支持するためのものであるとともに、第１導体として機能するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されている。支持体３は、２つの円筒状基体１０を支持できる長さ寸法に形成されており、導電性支柱３１に対して着脱自在とされている。そのため、支持体３では、支持した２つの円筒状基体１０の表面に直接触れることなく、真空反応室４に対して２つの円筒状基体１０の出し入れを行なうことができる。
【００３３】
導電性支柱３１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。この直流電源３４は、制御部３５によってその動作が制御されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給させるように構成されている（図９および図１０参照）。
【００３４】
導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。セラミックパイプ３６は、絶縁性および熱伝導性を確保するためのものである。ヒータ３７は、円筒状基体１０を加熱するためのものである。ヒータ３７としては、たとえばニクロム線やカートリッジヒーターを使用することができる。
【００３５】
ここで、支持体３の温度は、たとえば支持体３あるいは導電性支柱３１に取り付けられた熱電対（図示略）によりモニタされており、この熱電対におけるモニタ結果に基づいて、ヒータ３７をオン・オフさせることにより、円筒状基体１０の温度が目的範囲、たとえば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。
【００３６】
真空反応室４は、円筒状基体１０に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極４０および一対のプレート４１，４２により規定されている。
【００３７】
円筒状電極４０は、第２導体として機能するものであり、支持体３の周囲を囲む円筒状に形成される。この円筒状電極４０は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により中空に形成されており、絶縁部材４３,４４を介して一対のプレート４１，４２に接合されている。
【００３８】
円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。これは、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１０ｍｍよりも小さい場合は真空反応室４に対する円筒状基体１０の出し入れなどにおいて作業性を充分に確保できず、また円筒状基体１０と円筒状電極４０との間で安定した放電を得ることが困難となり、逆に、円筒状基体１０と円筒状電極４０との距離Ｄ４が１００ｍｍよりも大きい場合は、プラズマＣＶＤ装置２が大きくなってしまい単位設置面積当たりの生産性が悪くなるためである。
【００３９】
円筒状電極４０は、ガス導入口４５および複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されている。なお、円筒状電極４０は、必ずしも接地する必要はなく、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。円筒状電極４０を直流電源３４とは別の基準電源に接続する場合、基準電源における基準電圧は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図９参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図１０参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。
【００４０】
ガス導入口４５は、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入するためのものであり、原料ガス供給手段６に接続されている。
【００４１】
複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１０に向けて吹き出すためのものであり、図の上下方向等間隔で配置されているとともに、周方向にも等間隔で配置されている。複数のガス吹き出し孔４６は、同一形状の円形に形成されており、その孔径は、たとえば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。もちろん、複数のガス吹き出し孔４６の孔径、形状および配置については、適宜変更可能である。
【００４２】
プレート４１は、真空反応室４が開放された状態と閉塞された状態とを選択可能とするめのものであり、プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、下面側に防着板４７が取着されている。これにより、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのが防止されている。この防着板４７もまた、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されているが、防着板４７はプレート４１に対して着脱自在とされている。そのため、防着板４７は、プレート４１から取り外すことにより洗浄が可能であり、繰り返し使用することができる。
【００４３】
プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものであり、円筒状基体１０と同様な導電性材料により形成されている。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。このような絶縁部材４４は、たとえばガラス材料（ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、耐熱ガラスなど）、無機絶縁材料（セラミックス、石英、サファイヤなど）、あるいは合成樹脂絶縁材料（テフロン（登録商標）などのフッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ビニロン、エポキシ、マイラー、ＰＥＥＫ材など）により形成することができるが、絶縁性を有し、使用温度で充分な耐熱性があり、真空中でガスの放出が小さい材料であれば特に限定はない。ただし、絶縁部材４４は、成膜体の内部応力および成膜時の温度上昇に伴って生じるバイメタル効果に起因する応力により反りが発生して使用できなくなるのを防止するために、一定以上の厚みを有するものとして形成されている。たとえば、絶縁部材４４をテフロン（登録商標）のような熱膨張率３×１０−５／Ｋ以上１０×１０５／Ｋ以下の材料により形成する場合には、絶縁部材４４の厚みは１０ｍｍ以上に設定される。このような範囲に絶縁部材４４の厚みを設定した場合には、絶縁部材４４と円筒状基体１０に成膜される１０μｍ以上３０μｍ以下のａ−Ｓｉ膜との界面に発生する応力に起因するそり量が、水平方向（円筒状基体１０の軸方向に略直交する半径方向）の長さ２００ｍｍに対して、水平方向における端部と中央部との軸方向における高さの差で１ｍｍ以下とすることができ、絶縁部材４４を繰り返し使用することが可能となる。
【００４４】
プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。排気口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出するためのものであり、排気手段７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングするためのものであり、公知の種々のものを使用することができる。
【００４５】
図３に示したように、回転手段５は、支持体３を回転させるためのものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。回転手段５により支持体３を回転させて成膜を行なった場合には、支持体３とともに円筒状基体１０が回転させられるために、円筒状基体１０の外周に対して均等に原料ガスの分解成分を堆積させることが可能となる。
【００４６】
回転モータ５０は、円筒状基体１０に回転力を付与するものである。この回転モータ５０は、たとえば円筒状基体１０を１ｒｐｍ以上１０ｒｐｍ以下で回転させるように動作制御される。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。
【００４７】
回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１０に伝達・入力するためのものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。
【００４８】
回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達するためのものである。このような回転導入端子５２としては、回転軸を二重もしくは三重構造としてオイルシールやメカニカルシール等の真空シール手段を用いることができる。
【００４９】
絶縁軸部材５３は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力するためのものであり、たとえば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料により形成されている。ここで、絶縁軸部材５３の外径は、成膜時において、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、成膜時における円筒状基体１０の温度が２００℃以上４００℃以下に設定される場合、絶縁軸部材５３の外径は、支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）よりも０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、好適には３ｍｍ程度大きくなるように設定される。この条件を満たすために、非成膜時（常温環境下（たとえば１０℃以上４０℃以下））においては、絶縁軸部材５３の外径と支持体３の外径（後述する上ダミー基体３８Ｂの内径）との差は、０．６ｍｍ以上５．５ｍｍ以下に設定される。
【００５０】
絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１０へ付着するのを防止するためのものであり、上ダミー基体３８Ｂの内径より大きな外径を有する円板状に形成されている。絶縁平板５４の直径は、円筒状基体１０の直径の１．５倍以上３．０倍以下とされ、たとえば円筒状基体１０として直径が３０ｍｍのものを用いる場合には、絶縁平板５４の直径は５０ｍｍ程度とされる。
【００５１】
このような絶縁平板５４を設けた場合には、円筒状基体１０に付着した異物に起因する異常放電を抑制することができるため、成膜欠陥の発生を抑制することができる。これにより、電子写真感光体１を形成する際の歩留まりを向上させ、また電子写真感光体１を用いて画像形成する場合における画像不良の発生を抑制することができる。
【００５２】
図３に示したように、原料ガス供給手段６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ、および複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄを備えたものであり、配管６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０に接続されている。各原料ガスタンク６０〜６３は、たとえばＢ２Ｈ６、Ｈ２（またはＨｅ）、ＣＨ4あるいはＳｉＨ4が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整するためのものである。もちろん、原料ガス供給手段６においては、各原料ガスタンク６０〜６３に充填すべきガスの種類、あるいは複数の原料タンク６０〜６３の数は、円筒状基体１０に形成すべき膜の種類あるいは組成に応じて適宜選択すればよい。
【００５３】
排気手段７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出するためのものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果により動作制御されるものである。すなわち、排気手段７では、圧力計４９でのモニタリング結果に基づいて、真空反応室４を真空に維持できるとともに、真空反応室４のガス圧を目的値に設定することができる。真空反応室４の圧力は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。
【００５４】
次に、プラズマＣＶＤ装置２を用いた堆積膜の形成方法について、円筒状基体１０にａ−Ｓｉ膜が形成された電子写真感光体１（図１参照）を作製する場合を例にとって説明する。
【００５５】
まず、円筒状基体１０に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成にあたっては、プラズマＣＶＤ装置２のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１０（図面上は２つ）を支持させた支持体３を、真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。
【００５６】
支持体３に対する２つの円筒状基体１０の支持に当たっては、支持体３の主要部を外套した状態で、フランジ部３０上に、下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１０、円筒状基体１０、および上ダミー基体３８Ｂが順次積み上げられる。
【００５７】
各ダミー基体３８Ａ，３８Ｂとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１０と同様な材料により円筒状に形成されたものが使用される。
【００５８】
ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１０の高さ位置を調整するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制するためのものである。上ダミー基体３８Ｂは、一部が支持体３の上方に突出した状態とされる。
【００５９】
一方、円筒状基体１０としては、端部１５の形状が図２（ａ）ないし図２（ｃ）に示したいずれかのものが使用される。そのため、上ダミー基体３８Ｂと下ダミー基板３８Ａとの間に２つの円筒状基体１０を隣接させて配置させた場合には、それらの円筒状基体１０の端部１０Ｂの間には隙間が形成される。
【００６０】
たとえば、図２（ａ）に示したような円筒状基体１０の外周面１０Ａと端面１５との間に面取り面１４を設けた円筒状基体１０を用いた場合には、図６（ａ）に示したように、隣接する円筒状基体１０の面取り面１４どうしは互いに接触することはなく、面取り面１４と端面１５との境界１６よりも外方側に隙間が形成される。このような隙間は、図６（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図６（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、面取り面１４を露出させるものとなる。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示したような円筒状基体１０の外周面１０Ａと端面１５との間に凹部１７を設けた円筒状基体１０を用いた場合も同様に、図７（ａ）に示したように、隣接する円筒状基体１０における凹部１７の底面１７Ａどうしは互いに接触することはなく、凹部１７と端面１５との境界１８よりも外方側に隙間が形成される。このような隙間は、図７（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図７（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、凹部１７の底面１７Ａを露出させるものとなる。
【００６２】
一方、図２（ｃ）に示したような円筒状基体１０の端面１９を梨地状に粗面化した円筒状基体１０を用いた場合には、図８（ａ）に示したように隣接する円筒状基体１０の端面１９どうしが接触するが、その接触部分においては、それぞれの円筒状基体１０の端面１９が粗面化されていることに起因して気体が流入可能な程度の微細な隙間が形成される。このような隙間は、図８（ｂ）に示したように、隣接する円筒状基体１０が位置ズレすることなく隣接する場合であっても、図８（ｃ）に示したように隣接する円筒状基体１０が位置ズレして隣接する場合であっても、端面１９の間に気体が流入可能な程度のものとして形成される。
【００６３】
次いで、真空反応室４の密閉状態とし、回転手段５により支持体３を介して円筒状基体１０を回転させるとともに、円筒状基体１０を加熱し、排気手段７により真空反応室４を減圧する。
【００６４】
円筒状基体１０の加熱は、たとえばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることにより行なわれる。このようなヒータ３７の発熱により、円筒状基体１０が目的とする温度に昇温される。円筒状基体１０の温度は、その表面に形成すべき膜の種類および組成によって選択されるが、たとえばａ−Ｓｉ膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定され、ヒータ３７のオン・オフすることにより略一定に維持される。
【００６５】
一方、真空反応室４の減圧は、排気手段７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出させることにより行なわれる。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９（図３参照）での真空反応室４の圧力をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１（図３参照）およびロータリーポンプ７２（図３参照）の動作を制御することにより、たとえば１０−３Ｐａ程度とされる。
【００６６】
次いで、円筒状基体１０の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった場合には、原料ガス供給手段６により真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、 円筒状電極４０と支持体３との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極４０と支持体３（円筒状基体１０）との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１０の表面に堆積される。
【００６７】
一方、排気手段７においては、圧力計４９をモニタリングしつつ、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２の動作を制御することにより、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。すなわち、真空反応室４の内部は、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄと排気手段７におけるポンプ７１，７２によって安定したガス圧に維持される。真空反応室４におけるガス圧は、たとえば１．０Ｐａ以上１００Ｐａ以下とされる。
【００６８】
真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６３の原料ガスを、所望の組成および流量で、配管６０Ａ〜６３Ａ，６４およびガス導入口４５を介して円筒状電極４０の内部に導入することにより行なわれる。円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスは、複数のガス吹き出し孔４６を介して円筒状基体１０に向けて吹き出される。そして、バルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄによって原料ガスの組成を適宜切り替えることにより、円筒状基体１０の外周面１０Ａには、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面保護層１１Ｃが順次積層形成される。
【００６９】
円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧を印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することにより行なわれる。
【００７０】
一般に、１３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域以上の高周波電力を使用した場合、空間で生成されたイオン種が電界によって加速され、正・負の極性に応じた方向に引き寄せられることになるが、高周波交流により電界が連続して反転することから、前記イオン種が円筒状基体１０あるいは放電電極に到達するより前に、空間中で再結合を繰り返し、再度ガスまたはポリシリコン粉体などのシリコン化合物となって排気される。
【００７１】
これに対して、円筒状基体１０側が正負いずれかの極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１０に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらａ−Ｓｉの成膜を行った場合には、極めて凹凸の少ない表面をもったａ−Ｓｉが得られる。本発明者らはこの現象を“イオンスパッタリング効果”と名付けた。
【００７２】
このようなプラズマＣＶＤ法において、効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、極性の連続的な反転を避けるような電力を印加することが必要であり、前記パルス状の矩形波の他には、三角波、直流電力、直流電圧が有用である。また、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電力等でも同様の効果が得られる。印加電圧の極性は、原料ガスの種類によってイオン種の密度や堆積種の極性などから決まる成膜速度などを考慮して自由に調整できる。
【００７３】
ここで、パルス状電圧により効率よくイオンスパッタリング効果を得るには、支持体３（円筒状基体１０）と円筒状電極４０との間の電位差は、たとえば５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされ、成膜レートを考慮した場合、好ましくは５００Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内とされる。
【００７４】
より具体的には、制御部３５は、円筒状電極４０が接地されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して、−３０００Ｖ以上−５０Ｖ以下の範囲内の負のパルス状直流電位Ｖ１を供給し（図９参照）、あるいは５０Ｖ以上３０００Ｖ以下の範囲内の正のパルス状直流電位Ｖ１を供給する（図１０参照）。
【００７５】
一方、円筒状電極４０が基準電極（図示略）に接続されている場合には、支持体３（導電性支柱３１）に対して供給するパルス状直流電位Ｖ１は、目的とする電位差ΔＶから基準電源により供給される電位Ｖ２を差分した値（ΔＶ−Ｖ２）とされる。基準電源により供給する電位Ｖ２は、支持体３（円筒状基体１０）に対して負のパルス状電圧（図９参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされ、支持体３（円筒状基体１０）に対して正のパルス状電圧（図１０参照）を印加する場合には、−１５００Ｖ以上１５００Ｖ以下とされる。
【００７６】
制御部３５はまた、直流電圧の周波数（１／Ｔ（ｓｅｃ））が３００ｋＨｚ以下に、ｄｕｔｙ比（Ｔ１／Ｔ）が２０％以上９０％以下となるように直流電源３４を制御する。
【００７７】
なお、本発明におけるｄｕｔｙ比とは、図９および図１０に示したようにパルス状の直流電圧の１周期（Ｔ）（円筒状基体１０と円筒状電極４０との間に電位差が生じた瞬間から、次に電位差が生じた瞬間までの時間）における電位差発生Ｔ１が占める時間割合と定義される。たとえば、ｄｕｔｙ比２０％とは、パルス状の電圧を印加する際の、１周期に占める電位差発生（ＯＮ）時間が１周期全体の２０％であることを言う。
【００７８】
このイオンスパッタリング効果を利用して得られたａ−Ｓｉの光導電層１１Ｂは、その厚みが１０μｍ以上となっても、表面の微細凹凸が小さく平滑性がほとんど損なわれない。そのため、光導電層１１Ｂ上に表面層１１Ｃであるａ−ＳｉＣを１μｍ程度積層した場合の表面層１１Ｃの表面形状は、光導電層１１Ｂの表面形状を反映した滑らかな面とすることが可能となる。その一方で、表面層１１Ｃを積層する場合においても、イオンスパッタリグ効果を利用することにより、表面層１１Ｃを微細凹凸が小さい平滑な膜として形成することができる。
【００７９】
ここで、電荷注入阻止層１１Ａ、光導電層１１Ｂおよび表面層１１Ｃの形成に当たっては、原料ガス供給手段６におけるマスフローコントローラ６０Ｄ〜６３Ｄおよびバルブ６０Ｂ〜６３Ｂ，６０Ｃ〜６３Ｃを制御し、目的とする組成の原料ガスが真空反応室４に供給されるのは上述の通りである。
【００８０】
たとえば、電荷注入阻止層１１Ａをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガス、Ｂ２Ｈ６などのドーパント含有ガス、および水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスの他に、窒素（Ｎ）あるいは酸素（Ｏ）含有ガスを用いることもできる。
【００８１】
光導電層１１Ｂをａ−Ｓｉ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ4（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよび水素（Ｈ２）やヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１１Ｂにおいては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。また、原料ガスには、暗導電率や光導電率などの電気的特性及び光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、周期律表第１３族元素（以下「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下「第１５族元素」と略す）を含有させてもよく、上記諸特性を調整するために炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素を含有させてもよい。
【００８２】
第１３族元素および第１５族元素としては、それぞれホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）が共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点、および優れた光感度が得られるという点で望ましい。電荷注入阻止層１１Ａに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）などの元素とともに含有させる場合には、第１３族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下となるように調整される。また、光導電層１１Ｂに対して第１３族元素および第１５族元素を炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素とともに含有させる場合、あるいは、電荷注入阻止層１１Ａおよび光導電層１１Ｂに対して炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）等の元素を含有させない場合には、第１３族元素は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下となるように調整される。なお、原料ガスにおける第１３属元素あるいは第１５属元素の含有量を経時的に変化させることにより、これらの元素の濃度について層厚方向にわたって勾配を設けるようにしてもよい。この場合には、光導電層１１Ｂにおける第１３族元素および第１５族元素の含有量は、光導電層１１Ｂの全体における平均含有量が上記範囲内であればよい。
【００８３】
また、光導電層１１Ｂについては、ａ−Ｓｉ系材料に微結晶シリコン（μｃ−Ｓｉ）を含んでいてもよく、このμｃ−Ｓｉを含ませた場合には、暗導電率・光導電率を高めることができるので、光導電層２２の設計自由度が増すといった利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明した成膜方法を採用し、その成膜条件を変えることにより形成することができる。たとえば、グロー放電分解法では、円筒状基体１０の温度および直流パルス電力を高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む光導電層１１Ｂにおいても、先に説明したのと同様な元素（第１３族元素、第１５族元素、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）など）を添加してもよい。
【００８４】
表面層１１Ｃをａ−ＳｉＣ系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ４（シランガス）などのＳｉ含有ガスおよびＣＨ４などのＣ含有ガスの混合ガスを供給する。原料ガスにおけるＳｉとＣとの組成比については、連続的あるいは間欠的に変化させてもよい。すなわち、Ｃの比率が高くなるほど成膜速度が遅くなる傾向があるため、表面層１１Ｃにおける光導電層１１Ｂに近い部分についてはＣ比率が低くなるようにしつつ、自由表面側についてはＣ比率が高くなるように表面層１１Ｃを形成するようにしてもよい。たとえば、表面層１１Ｃの光導電層１１Ｂ側（界面側）においては、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−Ｓｉ１−ｘＣｘ：Ｈ）におけるｘ値（炭素比率）が０を超えて０．８未満の比較的Ｓｉ構成比の高い第１のＳｉＣ層を堆積した後、ｘ値（炭素比率）が０．９５以上１．０未満程度までＣ濃度を高くした第２のＳｉＣ層を堆積した２層構造であってもよい。
【００８５】
第１のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度などから決定され、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。第２のＳｉＣ層は、その膜厚が、耐圧、残留電位、膜強度、寿命（耐摩耗性）等から決定され、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、好適には０．０２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．０５μｍ以上０．８μｍ以下とされる。
【００８６】
表面層１１Ｃは、上述のようにａ−Ｃ層として形成することもできる。この場合、原料ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレンガス）あるいはＣＨ４（メタンガス）などのＣ含有ガスが用いられる。また、表面層１１Ｃは、その膜厚が、通常０．１μｍ以上２．０μｍ以下、好適には０．２μｍ以上１．０μｍ以下、最適には０．３μｍ以上０．８μｍ以下とされる。
【００８７】
表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、Ｓｉ−Ｏ結合に比べてＣ−Ｏ結合のほうが結合エネルギが小さいため、表面層１１Ｃをａ−Ｓｉ系材料により形成する場合に比べて、表面層１１Ｃの表面が酸化することをより確実に抑制できる。そのため、表面層１１Ｃをａ−Ｃ層として形成した場合には、印刷時のコロナ放電により発生するオゾンなどによって、表面層１１Ｃの表面が酸化されることが適切に抑制されるため、高温高湿環境下などでの画像流れの発生を抑制することができる。
【００８８】
円筒状基体１０に対する膜形成が終了した場合には、支持体３から円筒状基体１０を抜き取ることにより、図１に示した電子写真感光体１を得ることができる。そして、成膜後は、成膜残渣を取り除くため、真空反応室４内の各部材を分解し、酸、アルカリ、ブラスト等の洗浄を行い、次回成膜時に欠陥不良となる発塵が無いようウエットエッチングを行う。ウエットエッチングに代えて、ハロゲン系（ＣｌＦ3、ＣＦ4、Ｏ２、NF3、ＳｉＦ6またはこれらの混合ガス）のガスを用いてガスエッチングを行うことも有効である。
【００８９】
上述のように、隣接する円筒状基体１０の間に隙間が形成され、その隙間には円筒状基体１０の周りに存在する気体が流入可能となっている。そのため、円筒状基体１０の外周面１０Ａに堆積膜を形成するときに、原料ガスの分解成分が隣接する円筒状基体１０の間の隙間に流入し、その分解成分ガスが隙間を規定する面に堆積する。その結果、円筒状基体１０には、外周面１０Ａから連続して、面取り面１３，１４、凹部１７の底面１７Ａ、あるいは梨地状の端面１９に堆積膜が形成される。その結果、円筒状基体１０に堆積膜を形成しているときに、円筒状基体１０の端部に粉体化した堆積物が付着して微小突起となることもなく、また円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて堆積膜の剥離することが抑制される。また、外周面１０Ａから連続して、面取り面１３，１４、凹部１７の底面１７Ａ、あるいは梨地状の端面１９に堆積膜が形成されると、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおける膜の密着性が向上する。そのため、成膜終了後において基体支持体３から円筒状基体１０を取り外すときに、円筒状基体１０の端部１０Ｂにおいて膜剥がれが生じることを抑制することができる。したがって、本発明では、円筒状基体１０に微小突起が形成されることが抑制され、円筒状基体１０の端部１０Ｂでの膜剥がれや抑制されているために不良品の発生を抑制することができる。その結果、電子写真感光体１を製造する際の歩留まりを向上させることができ、製造コストの低減を図ることができるようになる。
【実施例１】
【００９０】
本実施例では、図２（ａ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面１５に対する面取り面１４の交差角度θ3が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【００９１】
円筒状基体１０の外周面１０Ａに対する堆積膜の形成は、図３および図４に示したプラズマＣＶＤ装置２を用いて、円筒状基体１０（支持体３）と円筒状電極４０と間に負のパルス状直流電圧（図９参照）を印加することにより行なった。円筒状基体１０としては、Ａ５０５２アルミニウム合金製の抽伸管（外径：３０ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さ：３４０ｍｍ）の両端部に対して旋盤により所定の切削加工を施したうえで、脱脂洗浄を行ったもの用いた。本実施例では、支持体３の軸方向にダミー基体３８Ａ，３８Ｂを用いて円筒状基体１０を２段積み重ねてセットした。また、プラズマＣＶＤ装置２においては、円筒状基体１０と円筒状電極４０との間の距離Ｄ４を２５ｍｍに設定するとともに円筒状電極４０を接地状態とした。成膜条件は、下記表１に示した通りとした。なお、成膜時における円筒状基体１０の回転速度は１０ｒｐｍとした。
【００９２】
【表１】
【００９３】
円筒状基体１０の交差角度θ３を変化させて、微小突起の発生状況を目視により確認した。微小突起の発生状況については、下記表２に示した。なお、Ｄ１＝１．０ｍｍとし、面取り面１２はＣ０．５（交差角度θ１＝４５°、距離＝０．５ｍｍ）、面取り面１３はＣ０．２（交差角度θ２＝４５°、距離＝０．２ｍｍ）として各々一定とした。
【００９４】
【表２】
【００９５】
表２から分かるように、面取り面１４を形成しない場合（θ３＝０°）および面取り面１４の交差角度θ３が３０°の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。面取り面１４の交差角度θ３が２５°の場合には、実用上問題ないものの、多少の微小突起が発生した。一方、面取り面１４の交差角度θ３が３°以上２０°以下の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、面取り面１４の交差角度θ３は、３°以上２５°以下に設定するのが好ましい。
【実施例２】
【００９６】
本実施例では、図２（ａ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、軸方向視における境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【００９７】
円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、下記表３に示した。なお、本実施例において面取り面１２および面取り面１３は形成されていない。
【００９８】
【表３】
【００９９】
表３から分かるように、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。一方、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１が０．５ｍｍ以上の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、境界１６と外周面１０Ａとの距離Ｄ１は、０．５ｍｍ以上に設定するのが好ましい。
【実施例３】
【０１００】
本実施例では、図２（ｂ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面と外周面の間に形成された凹部の深さＤ２が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０１】
円筒状基体１０については、円筒状基体１０の端部の切削加工により図２（ｂ）に示した形態に作製した。凹部１７と端面１５との境界１８から外周面１０Ａまでの最短距離Ｄ３＝１．０ｍｍ、内表面側の面取り面１２はＣ０．５、外表面側の面取り面１３はＣ０．２として各々一定とした。円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、円筒状基体１０の対する堆積膜の成膜条件は実施例１と同様とした。微小突起の発生状況については、下記表４に示した。
【０１０２】
【表４】
【０１０３】
表４から分かるように、円筒状基体１０の端面と外周面との間に凹部を形成しない場合（Ｄ２＝０）には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。また、凹部の深さＤ２＝１ｍｍにおいても、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。凹部の深さＤ２＝０．６ｍｍの場合には、実用上問題ないものの、多少の微小突起が発生した。一方、凹部の深さＤ２が０．０２５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。したがって、微小突起の発生を回避する観点からは、端面と外周面の間に形成する凹部の深さＤ２は０．０２５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【実施例４】
【０１０４】
本実施例では、図２（ｂ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、軸方向視における境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０５】
円筒状基体１０に対する堆積膜の形成および微小突起の発生状況の検討については、実施例３と同様とし、端面と外周面の間に形成する凹部の深さＤ２＝０．１ｍｍとし、内表面側の面取り面１２および外表面側の面取り面１３はともに省略した。微小突起の発生状況については、下記表５に示した。
【０１０６】
【表５】
【０１０７】
表５から分かるように、境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が０．２ｍｍ以下の場合には、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。一方、境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３が０．５ｍｍ以上の場合には、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。またＤ３が２．２ｍｍでは微小突起の発生はないが、端面１５の面積が少ないことにより、フランジ組付けの際に面振れが生じることがあった。微小突起の発生を回避する観点より境界１８と外周面１０Ａとの距離Ｄ３は、０．５ｍｍ以上が好ましく、また、画像形成装置搭載時のフランジ組付けの観点より、端面の距離は０．５ｍｍ以上残すことが好ましい。（今回の場合は円筒状基体１０の肉厚が２．５ｍｍであることからＤ１＝２．０ｍｍ以下となる。）
【実施例５】
【０１０８】
本実施例では、図２（ｃ）に示した形態の円筒状を用いて堆積膜を形成した場合に、端面を梨地状に粗面化することによる微小突起の発生に与える影響について検討した。
【０１０９】
円筒状基体１０については、円筒状基体１０の端部の切削加工を行なった後に端面１９に対してショットブラスト処理を行うことにより図２（ｃ）に示した形態に作製した。内表面側の面取り面１２はＣ０．５、外表面側の面取り面１３はＣ０．２とした。円筒状基体１０の端面１９の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に基づく）は、下記表６に示した範囲で変化させ。微小突起の発生状況を目視により確認した。微小突起の発生状況については、下記表６に示した。
【０１１０】
【表６】
【０１１１】
表６に示す円筒状基体１０の端面粗さＲａ＝０．５μｍは端面１９に梨地処理を施していない場合であるが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。また、端面粗さＲａ＝１．０μmは端面１９に梨地処理を施しているが、微小突起が多数発生し、実用上問題の生じ得るものとなった。端面粗さＲａ＝２．０μｍ以上４．５μmはいずれも梨地処理を施しており、微小突起の発生がしないか、あるいは微小突起の発生がほとんどなく、実用上問題ないものとなった。端面粗さＲａ＝５．５μｍは端面１９に梨地処理を施しており微小突起の発生はないが、端面１９の粗さが大きいことにより、フランジ組付けの際に面振れが生じることがあった。したがって、微小突起の発生を回避する観点より端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて２．０μm以上が好ましく、また、画像形成装置搭載時のフランジ組付けの観点より、端面１９の表面粗さは、算術平均粗さＲａにおいて４．５μm以下が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る電子写真感光体の一例を示す断面図およびその要部拡大図である。
【図２】図１に示した電子写真感光体における端部の断面図である。
【図３】本発明に係る電子写真感光体の製造方法において用いる堆積膜形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図４】図３に示した堆積膜形成装置の横断面図である。
【図５】図３および図４に示した堆積膜形成装置の基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。
【図６】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図７】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図８】図５に示した２つの円筒状基体の連結部分を説明するための要部を示す断面図である。
【図９】図３および図４に示した堆積膜形成装置における電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図１０】図３および図４に示した堆積膜形成装置における他の電圧印加状態を説明するためのグラフである。
【図１１】従来の堆積膜形成方法の一例を、プラズマＣＶＤ法を例にとって説明するための断面図である。
【図１２】図１１に示したＣＶＤ装置における基体支持体に２つの円筒状基体を支持させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 電子写真感光体
１０ 円筒状基体
１０Ａ （円筒状基体の）外周面
１１Ａ 電荷注入阻止層（成膜層）
１１Ｂ 光導電層（成膜層）
１１Ｃ 表面層（成膜層）
１３ （円筒状基体の）面取り面
１４ （円筒状基体の）面取り面
１５，１９ （円筒状基体の）端面
１６，１８ 境界
１７ （円筒状基体の）凹部
１７Ａ （凹部の）底面
３ 基体支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体と、
前記円筒状基体の外表面に形成された少なくとも感光層を含む成膜層と、
を備えた電子写真感光体であって、
前記円筒状基体は、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、
前記１つの面取り面は、平坦面であるとともに、前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされていることを特徴とする、電子写真感光体。
【請求項２】
前記面取り面と前記端面との境界は、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
複数の円筒状基体を基体支持体に支持させる第１工程と、
前記円筒状基体の表面に堆積膜を形成する第２工程と、
を含む電子写真感光体の製造方法において、
前記円筒状基体として、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、かつ、前記１つの面取り面が平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされているものを用い、
前記第１工程では、前記複数の円筒状基体を、互いに隣接する円筒状基体において、それらの円筒状基体の隣接する部分に前記面取り面が位置するように、前記基体支持体に支持させることを特徴とする、電子写真感光体の製造方法。
【請求項４】
前記円筒状基体として、前記面取り面と前記端面との境界が、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されているものを用いる、請求項１０に記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項１】
円筒状基体と、
前記円筒状基体の外表面に形成された少なくとも感光層を含む成膜層と、
を備えた電子写真感光体であって、
前記円筒状基体は、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、
前記１つの面取り面は、平坦面であるとともに、前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされていることを特徴とする、電子写真感光体。
【請求項２】
前記面取り面と前記端面との境界は、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されている、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
複数の円筒状基体を基体支持体に支持させる第１工程と、
前記円筒状基体の表面に堆積膜を形成する第２工程と、
を含む電子写真感光体の製造方法において、
前記円筒状基体として、端面と外周面との間に形成された１つの面取り面を有しており、かつ、前記１つの面取り面が平坦面であるとともに前記端面に対する交差角度が３°以上２５°以下とされているものを用い、
前記第１工程では、前記複数の円筒状基体を、互いに隣接する円筒状基体において、それらの円筒状基体の隣接する部分に前記面取り面が位置するように、前記基体支持体に支持させることを特徴とする、電子写真感光体の製造方法。
【請求項４】
前記円筒状基体として、前記面取り面と前記端面との境界が、前記円筒状基体の軸方向視における前記外周面からの最短距離が０．５ｍｍ以上となる位置に設定されているものを用いる、請求項１０に記載の電子写真感光体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−３４７８（Ｐ２００９−３４７８Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５８３８（Ｐ２００８−２５５８３８）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【分割の表示】特願２００６−１８２６７１（Ｐ２００６−１８２６７１）の分割
【原出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【分割の表示】特願２００６−１８２６７１（Ｐ２００６−１８２６７１）の分割
【原出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]