電子写真感光体の製造装置
【課題】多くの種類の電子写真感光体を効率よく低コストで製造することができる電子写真感光体の製造装置を提供することを目的とする。また、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することができる電子写真感光体の製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】原料ガス導入手段１１１は、円筒状電極１０２の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材１１２を有する。原料ガス供給部材１１２は、原料ガス放出孔１１４を設けた複数の原料ガス供給部１１３を有する。それぞれの原料ガス供給部１１３は、反応容器１０１の長手方向に配置されている。原料ガス導入手段１１１は、それぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することにより、反応容器１０１の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段１１７を有する電子写真感光体の製造装置。
【解決手段】原料ガス導入手段１１１は、円筒状電極１０２の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材１１２を有する。原料ガス供給部材１１２は、原料ガス放出孔１１４を設けた複数の原料ガス供給部１１３を有する。それぞれの原料ガス供給部１１３は、反応容器１０１の長手方向に配置されている。原料ガス導入手段１１１は、それぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することにより、反応容器１０１の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段１１７を有する電子写真感光体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真感光体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非晶質材料で構成された半導体用の堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付されている。例えば水素およびハロゲン（例えばフッ素、塩素）の少なくとも一方で補償されたアモルファスシリコン（以下、“ａ−Ｓｉ”と略記す。）が電子写真感光体として用いられている。
この種の堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められることが多い。特に、電子写真感光体は、均一性が画像特性に大きく影響を与えるため、大面積領域に均一性の高い堆積膜を形成する技術が必要となる。
【０００３】
例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて円筒状基体の上に堆積膜を成膜する電子写真感光体の製造装置においては、円筒状基体の周方向及び長手方向に均一性の高い堆積膜を得るために原料ガスの導入方法に関してさまざまな提案がなされている。
例えば、反応容器を構成する円筒状電極の内部に原料ガス経路となる複数の管状空洞部を有し、これら管状空洞部の各々が円筒状電極の底部から頭部へ軸方向に沿って伸びて配置される堆積膜の製造装置が提案されている。（特許文献１参照）
【０００４】
本特許文献においては、管状空洞部から反応容器内に原料ガスを放出させることにより、反応容器内のガス流を安定化させることができ、円筒状基体全体にわたって均一性の高い膜質、膜厚を得ることが可能となったことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１-３２３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、プラズマＣＶＤ法を用いて機能性堆積膜を形成する場合、反応容器内に均一かつ安定なプラズマが生成されることが重要となる。
プラズマＣＶＤ法による成膜方法の中でも、高周波電力としてＲＦ帯を用いるＲＦプラズマＣＶＤ法は良好な特性の膜を容易に得られるため、ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体の製造などに用いられている。このＲＦプラズマＣＶＤ法において、前記した特許文献１に示される従来の堆積膜の製造装置により、均一性に優れた電子写真感光体を得ることが可能になった。
【０００７】
しかしながら、特に近年では、市場にて要求される電子写真装置のスペックが厳しくなってきており、さらなる高画質化、高速化、高耐久性、および高機能化に向けた製品開発が急務となっている。
こうした市場の変化に伴って、ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体に関しても、従来以上に電気特性の向上と均一性に対する要求もより強くなってきていると同時に、低価格、低ランニングコストの要求も強くなってきている。
【０００８】
更に、近年の電子写真装置の目覚しい普及により、市場における顧客のニーズは、用途やコピーボリューム、性能等において多種多様となってきている。
こうした多種多様な顧客のニーズに対応するには、例えば電子写真感光体の外径や長さ、堆積膜の厚さ、帯電特性等が異なるさまざまな種類の製品が必要となる。
こうした異なる電子写真感光体の製造においては、原料ガスや原料ガスの分解を司る電力、基板温度等の成膜条件パラメーターを製品ごとに変えていかなければならない。とりわけ、原料ガスの導入は重要なパラメーターで、堆積膜の製造装置における原料ガスの吹き出し方法や、吹き出し穴の配列等を製品ごとに最適化する必要がある。
【０００９】
また、電子写真感光体の層構成も多様化してきた結果、層ごとに原料ガスの吹き出し方法や、吹き出し穴の配列等の最適化を行う必要もでてきている。
特許文献１に示される堆積膜の製造装置において、異なる製品を製造する場合、異なる吹き出し穴配置を有する別の反応容器に交換して製造しなければならない。そのため、多種多様な反応容器を準備する必要があり、反応容器の交換にも時間が掛かるなどの課題が発生してきている。
【００１０】
また、反応容器自体の製作においても、反応容器の構造が複雑で加工コストも高く、投資コスト増となってしまう課題も有している。
さらに、反応容器の吹き出し穴の加工精度が出しにくく、電子写真感光体の特性に影響を及ぼしてしまう課題も有している。
特許文献１に示される堆積膜の製造装置において、電子写真感光体の層ごとに適切な原料ガス吹き出し分布が異なる場合は、それぞれの層で吹き出し穴配置が異なる空洞部に切り替えて堆積膜の形成を行う必要がある。しかしながら、電子写真感光体の層ごとに異なる吹き出し穴配置を有する別の空洞部を用意しなければならず、さらに反応容器のコストアップにつながってしまう。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、多くの種類の電子写真感光体を効率よく低コストで製造することができる電子写真感光体の製造装置を提供することを目的とする。
また、電子写真感光体の層ごとに適切なガス吹き出し分布とすることで、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することができる電子写真感光体の製造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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極と、
前記反応容器内に堆積膜形成用の円筒状基体を設置するための基体ホルダと、
前記反応空間内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
前記反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを前記円筒状電極を介して導入する高周波エネルギー導入手段と、
を有するプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段は、前記円筒状電極の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材を有し、前記原料ガス供給部材は原料ガス放出孔を設けた複数の原料ガス供給部を有し、それぞれの前記原料ガス供給部は前記反応容器の長手方向に配置されており、
前記原料ガス導入手段はそれぞれの前記原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子写真感光体の製造装置によれば、多くの種類の電子写真感光体を効率よく低コストで製造することができる。また、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図２】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図３】本発明に係る原料ガス導入手段を模式的に示した縦断面図。
【図４】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【図５】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図６】本発明に係る流量調整手段を模式的に示した横断面図。
【図７】（ａ）は電子写真感光体の層構成を示した模式図であり、（ｂ）は電子写真感光体の別の層構成を示した模式図。
【図８】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【図９】従来の堆積膜の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図１０】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者らは、前述したような多くの種類の電子写真感光体を低コストかつ効率的に製造することに加え、優れた帯電特性と均一性を両立させた電子写真感光体を得るための検討を行うにあたり、以下の３つの課題を検討した。
（１）製品毎もしくは層毎に異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に入れ替える作業に掛かる製造装置停止時間の削減
（２）製造装置投資コストの削減
（３）穴あけ加工の精度アップ
【００１６】
（１）の具体的な課題として、反応容器本体を、異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に付け替える作業は、反応容器自体が重量物であるために作業が大がかりになってしまうことが挙げられる。特に、真空搬送機構を設けた生産システムの場合、基体を搬送する搬送容器と堆積膜を形成する処理容器との位置決め調整作業に手間が掛かる。
このため製造装置停止時間が長くなってしまい、生産効率を低下させる要因となっている。
【００１７】
（２）の具体的課題としては、製品毎もしくは層毎に異なる吹き出し穴配置を有する反応容器を製作しなければならず、反応容器の製作コストが高くなってしまうことが挙げられる。特に、特許文献１に示す反応容器は、構造が複雑であり、製作には複雑かつ高度な加工が伴い、製作コストを増大させている。
（３）の具体的課題としては、反応容器の外側から貫通穴をあけ、外側の穴を塞ぐ加工をしなければならず、加工の手番が多くなること、穴あけ加工のストロークが長くなることと反応容器の内面にバリが出ることにより、精度が出しにくくなってしまう。
【００１８】
本発明者らは、上記３点の課題を同時に解決することができないか鋭意検討した結果、本発明に至ったものである。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、ＲＦ（Radio Frequency）プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、電子写真感光体を製造するための製造装置の一例を模式的に示した図である。
【００１９】
図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は横断面図である。
電子写真感光体の製造装置１００は、プラズマ処理によって円筒状基体１２２に堆積膜を形成する装置である。
電子写真感光体の製造装置１００は、減圧可能な反応容器１０１と、反応容器１０１の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極１０２と、円筒状基体１２２を設置するための基体ホルダ１２４と、反応容器１０１内を減圧するための排気手段と、高周波エネルギー導入手段を有する。高周波エネルギー導入手段は、反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを、円筒状電極１０２を介して導入する。
【００２０】
円筒状電極１０２は、セラミックスからなる絶縁碍子１０６により上壁１０４から絶縁されている。また、円筒状電極１０２は、セラミックスからなる絶縁碍子１０７により底壁１０３から絶縁されている。上壁１０４は上蓋１０５を有し、上蓋１０５から反応容器１０１の中に、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を搬入・搬出する。
円筒状基体１２２は反応容器１０１内の長手方向に円筒状基体１２２の軸方向が向くように基体ホルダ１２４に設置されている。
【００２１】
反応容器１０１の下部には、基体ホルダ１２４を回転可能に保持する回転台１２５が設けられている。回転台１２５は、回転台１２５を回転させるためのモータ（不図示）に接続されている。したがって、円筒状基体１２２は、基体ホルダ１２４の上に装着された状態で、回転台１２５と共に回転させることができる。
反応容器１０１には、排気手段として排気口１１０、排気配管１０８を介して排気装置１２８が接続され、排気速度を制御することにより、反応容器１０１内を各工程に適した所定の圧力に維持することができる。排気装置１２８には、例えばロータリーポンプや、メカニカルブースターポンプを用いることができる。
【００２２】
電子写真感光体の製造装置１００は、高周波エネルギー導入手段としてマッチングボックス１１８、及び高周波電源１１９とを備える。
また、電子写真感光体の製造装置１００の反応容器１０１内には、加熱用ヒータ１２６が設けられている。
さらに、電子写真感光体の製造装置１００は、反応容器１０１の中に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段１１１を備える。原料ガス導入手段１１１は円筒状基体１２２の長手方向に、平行に設置された原料ガス供給部材１１２を有している。原料ガス供給部材１１２は円筒状電極１０２の一部として構成される。
【００２３】
さらに原料ガス供給部材１１２は原料ガス放出孔１１４を有する複数の原料ガス供給部１１３から構成され、原料ガス供給部１１３は反応容器１０１の長手方向に配置されている。
原料ガス供給部材１１２とガス供給系との接続は、原料ガス供給部材１１２が円筒状電極１０２の一部となる構成であるため、絶縁性の継ぎ手部材１１６を介して接続され、高周波電力が反応容器１０１の外部に漏れない構成となっている。
【００２４】
原料ガス供給部材１１２はそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整するための原料ガス流量調整手段１１７を少なくとも１つ以上有している。原料ガス流量調整手段１１７はミキシング装置１２１と、原料ガス流入バルブ１２０からなるガス供給系に接続される構成となっている。
少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、それぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することが可能となり、反応容器１０１の長手方向のガス流量分布が変更可能となる。
【００２５】
原料ガス供給部１１３は反応容器１０１の長手方向にいくつ配置されてもよいが、好ましくは２〜１１個、さらに好ましくは３〜７個とする。
原料ガス供給部１１３が少なすぎると反応容器１０１の長手方向のガス流量分布を調整しにくくなり、原料ガス供給部１１３が多すぎると継ぎ手部材１１６や原料ガス流量調整手段１１７のごとき付帯設備にかかる費用の増加により投資コストが高くなってしまう。
原料ガス流量調整手段１１７はそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することが可能であれば、どのようなものでも構わない。
【００２６】
例えば図１（ａ）に示すように原料ガス供給部１１３が反応容器１０１の長手方向に３つ配置された構成の場合、それぞれの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を有する構成としてもよい。また、２つの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を有し、他の１つの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を持たない構成としてもよい。
【００２７】
原料ガス流量調整手段１１７としては例えば、ニードルバルブとフローメーターの組み合わせや、スロットルバルブとフローメーターの組み合わせが挙げられる。
以上のように構成された電子写真感光体の製造装置１００を用いて堆積膜を形成する手順の一例について、以下図１を用いて説明する。
【００２８】
まず、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を、反応容器１０１内に搬入し、回転台１２５に設置して、上蓋１０５を閉める。
円筒状基体１２２の材質は、使用目的に応じたものであれば良い。円筒状基体１２２の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが、電気伝導率が良好であるため、好適である。中でも、加工性や製造コストを考慮すると、アルミニウムが最適である。この場合、円筒状基体１２２を形成するアルミニウムとしては、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００２９】
その後、排気口１１０、排気配管１０８を介して接続されている排気装置１２８により反応容器１０１の中を排気する。続いて、ミキシング装置１２１、原料ガス流入バルブ１２０及び原料ガス流量調整手段１１７を介して、反応容器１０１の中に円筒状基体１２２の加熱に必要な、例えばＡｒ、Ｈｅガスを導入する。この時、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に配置された複数の原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を所望の値に調整する。そして、反応容器１０１の中が所定の圧力になるように、真空計１２７を確認しながら真空ポンプの排気速度を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプのメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。
【００３０】
次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ１２６により円筒状基体１２２の温度を１５０［℃］〜４５０［℃］、より好ましくは２００［℃］〜３５０［℃］の所望の温度に制御する。
加熱用ヒータ１２６は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータの様な電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの様な熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体１２２の表面に堆積膜の形成を行う。
【００３１】
まず、堆積膜形成用の原料ガスとして、主原料ガスと希釈ガスおよび特性改善ガスを、ミキシング装置１２１により混合する。次に原料ガス流入バルブ１２０、原料ガス流量調整手段１１７を介して反応容器１０１の中に原料ガスを導入する。この時、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に配置された複数の原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を所望の値に調整する。また、反応容器１０１の中が１３．３［ｍＰａ］〜１３３０［Ｐａ］の所望の圧力になるように、真空計１２７を確認しながら真空ポンプの排気速度を調整する。
【００３２】
堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、六フッ化二ケイ素（Ｓｉ２Ｆ６）のごときａ−Ｓｉ形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。希釈ガスとしては、水素（Ｈ２）またはアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）のごとき不活性ガスを用いることができる。また、特性改善ガスとして、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭素原子を含むもの、またはフッ素原子を含むもの、周期表の１３族又は１５族に属する原子を含むドーピングガス、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。
【００３３】
次に、反応容器１０１の中の圧力が安定した後、高周波電源１１９を所望の電力に設定して、高周波電力を、マッチングボックス１１８を介して円筒状電極１０２に供給することで、反応容器１０１の中に高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、ＲＦ帯、特に１３．５６［ＭＨｚ］の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、反応容器１０１の中に導入された堆積膜形成用の原料ガスが励起されて活性種が生成され、すなわち分解されて、円筒状基体１２２の表面に所望のケイ素原子を主成分とする堆積膜が形成される。このとき、原料ガス供給部材１１２は円筒状電極１０２と同電位であるので、原料ガス供給部材１１２も高周波電極として機能することとなる。
【００３４】
均一性の高い堆積膜を形成するために、堆積膜を形成するのと同時に、あるいは円筒状基体１２２を加熱する段階から、円筒状基体１２２を回転させることは有効な手段となる。この回転は０．５［ｒｐｍ］〜２０［ｒｐｍ］、例えば１［ｒｐｍ］の回転速度とする。こうすることで、円筒状基体１２２の周方向に均一性の高い堆積膜が形成される。
以上のようにして円筒状基体１２２の外周面の表面に堆積膜が形成される。
【００３５】
堆積膜が形成された後には、堆積膜形成用の原料ガスおよび高周波電力の供給を停止し、反応容器１０１の中を排気する。その後、反応容器１０１および原料ガス導入手段１１１の中をパージガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性なガスを用いてパージ処理する。パージ処理完了後、反応容器１０１の中をＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性なガスを用いて、大気圧まで戻す。そして、上蓋１０５を開けて、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を、反応容器１０１の中から取り出す。
【００３６】
その後に、必要に応じて、反応容器１０１の中に堆積した堆積膜および粉状の副生成物をクリーニング処理する。
このような手順により、繰り返し電子写真感光体を製造することができる。本発明の電子写真感光体の製造装置１００では、電子写真感光体の外径や長さ、層構成に応じて、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７を用いる。かかる原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に複数配置されたそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を適宜最適な値に変更して製造することで、より均一性の高い良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
【００３７】
よって、前述した各製品もしくは各層の製造ごとに異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に入れ替える作業の課題を克服し、段取り換えの作業時間を削減できることとなる。
また、反応容器自体を各製品もしくは各層の製造ごとに製作する必要が無くなるため、装置の投資コストが大幅に削減できるメリットを生み出すこととなる。
本発明における原料ガス供給部１１３の原料ガス放出孔１１４の直径は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。更に、各原料ガス放出孔１１４の精度は直径の±５％以内の精度であることが好ましい。原料ガス放出孔１１４の精度によっては、電子写真感光体の長手方向（軸方向）の特性ムラのみならず、円筒状基体１２２を回転させながら堆積膜を形成する場合においても周方向ムラに影響を及ぼす場合もある。
【００３８】
原料ガス放出孔１１４を反応容器１０１に直接設けた電子写真感光体の製造装置においては、原料ガス放出孔１１４を加工する場合、反応容器内径の制約から反応容器１０１の内面から穴あけ加工することが困難となる。そのため、反応容器１０１の外側から貫通穴をあけ、外側の穴を塞ぐ加工をしなければならず、加工の手番が多くなること、穴あけ加工のストロークが長くなることと反応容器１０１の内面にバリが出ることにより、精度が出しにくくなる場合がある。
【００３９】
そのため、原料ガス供給部材１１２は、図２に示すように原料ガス供給部２１３ごとに分割されており、個別に円筒状電極２０２から脱着可能な構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、円筒状電極２０２から取り外して、原料ガス供給部２１３単体で機械加工を行なうことができるので、加工がしやすくなり、精度が出しやすくなる。また、取り外して機械加工を行うことによって、円筒状電極２０２に取り付けた際に反応容器２０１の内面となる側から加工することができるため、バリ等の影響をなくすことができる。これにより、均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となり、より好ましい。
【００４０】
図２は電子写真感光体の製造装置の一例を模式的に示した図である。図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。
反応容器２０１には、反応容器２０１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段２１１が設けられている。原料ガス導入手段２１１は、原料ガス供給部材２１２を有する。原料ガス供給部材２１２は原料ガス放出孔２１４を有する複数の原料ガス供給部２１３から構成されている。原料ガス供給部２１３は反応容器２０１の長手方向に分割されて配置されている
【００４１】
また原料ガス供給部材２１２は円筒状電極２０２の一部として構成され、複数の原料ガス供給部２１３は個別に円筒状電極２０２本体から取り外すことが可能（脱着可能）な構造となっている。
原料ガス供給部材２１２と円筒状電極２０２は同電位となるように取り付けられている。これにより、原料ガス供給部材２１２を含めた円筒状電極２０２全体が電極となり、より均一性の高いプラズマが生成されることとなる。また、電極面積も広範囲と成るため、効率よく高周波を円筒状基体に印加することができる。
【００４２】
原料ガス供給部材２１２の材質は導電性の金属であれば特に限定は無いが、加工の容易性やコスト等を考慮すれば、アルミニウムやステンレスが好ましい。
また、原料ガス供給部材２１２の取り付け方法としては円筒状電極２０２と同電位となるように取り付けられれば特に限定はない。例えば導電性のネジで固定することで、円筒状電極２０２と同電位になるように取り付けることができる。
【００４３】
原料ガス供給部材２１２の形状に関しては特に制限はないが、円筒状電極２０２に取り付けられた際に円筒状電極２０２の内面と同じ面をなす原料ガス供給部材２１２の面と円筒状電極２０２の内面との段差が極力少なくなる形状が好ましい。また、円筒状電極２０２の内面と同じ面をなす原料ガス供給部材２１２の面（ガス放出孔２１４側の面）は円筒状電極２０２の内面と同じ曲率もつ曲面とすることが好ましいが、平面でも問題ない。
【００４４】
さらに、円筒状電極２０２本体から脱着可能な原料ガス供給部材２１２の構成として、図３（ａ）に示すような背板３０２を設け、本体３０１と分解可能な構成にすることも本発明では有効である。
図３（ｂ）は背板３０２を外した状態の模式図である。本体３０１と背板３０２はＯリング３０３により気密が保持される構造になっている。図３（ｂ）に示すように、背板３０２を外すことで本体３０１が開放状態となり、原料ガス供給部内部のガス経路が清掃しやすくなる。ガス経路には成膜中の残渣やエッチング時に取りきれない残渣等が残ってしまう場合があり、こうした残渣が電子写真感光体の画像欠陥の要因となる場合があった。図３（ｂ）に示すように背板３０２を外してガス経路を直接清掃可能な構成とすることで、より画像欠陥の少ない電子写真感光体を提供することが可能になる。
【００４５】
また、原料ガス導入手段の別の実施形態として、図４に示すような構成であっても同様の効果が得られる。
図４は、電子写真感光体の製造装置の一例を模式的に示した縦断面図である。
反応容器４０１には、反応容器４０１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段４１１が設けられている。また、原料ガス導入手段４１１は原料ガス供給部材４１２を有している。
【００４６】
原料ガス供給部材４１２は仕切り板４２９を有し、仕切り板４２９により、原料ガス供給部材４１２を反応容器４０１の長手方向に仕切ることで、複数の原料ガス供給部４１３を構成している。原料ガス放出孔４１４を有する複数の原料ガス供給部４１３は反応容器４０１の長手方向に配置されている。
また原料ガス供給部材４１２は円筒状電極４０２の一部として構成され、原料ガス供給部材４１２は円筒状電極４０２本体から取り外すことが可能（脱着可能）な構造となっている。
【００４７】
次に反応容器１０１内を減圧するための排気手段について説明する。
排気手段は図５に示すように排気口５１０が反応容器５０１の側面に設けられた構成とすることが好ましい。
例えば、排気手段は、反応容器５０１の長手方向に向けて配列された複数の排気口５１０と、排気口５１０のそれぞれに接続された排気配管５０８と、各排気配管５０８に設けられた排気コンダクタンス調整手段５０９と、排気装置５２８によって構成される。排気装置５２８は排気配管５０８を介して排気口５１０に接続されている。
【００４８】
このような構成とすることで図１に示すような排気口１１０が反応容器１０１の下部に設けられた構成に比べて、反応容器５０１の長手方向のガスの流れをより均一化できる。よって、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となる。
上記のように排気口５１０が反応容器５０１の側面に設けられた構成においては、原料ガス導入手段５１１を図５（ｂ）に示すように、反応容器５０１の周方向に複数設置し、反応容器５０１の周方向の原料ガスの流量を調整できる構成としてもよい。
【００４９】
このような構成とすることで反応容器５０１の長手方向のみならず、反応容器５０１の周方向のガス流量分布も変更可能となり、好ましい。
反応容器５０１の周方向の原料ガス供給部５１３に接続された原料ガス流量調整手段５１７としては、原料ガス供給部５１３に供給する原料ガスの流量を調整できるものであれば、どのようなものでも構わない。
【００５０】
例えば、図６に示すように反応容器６０１の周方向に複数設置された原料ガス導入手段６１１が、それぞれ原料ガス流量調整手段６１７としてニードルバルブ６３０とフローメーター６３１を有する構成としてもよい。
反応容器６０１の周方向に関しても原料ガスの流量を制御することが可能となると、電子写真感光体の層ごとに、原料ガスの軸方向と周方向の分布を同時に変更させて供給することが可能である。
さらには、意図的に周方向分布をもたせて原料ガスを供給することが可能である。
【００５１】
例えば、排気口６１０が反応容器６０１の側面に設けられた構成の場合、排気口６１０に近いところほど堆積速度が遅いため、電子写真感光体の帯電能が低くなってしまう。
上記のように反応容器６０１の周方向のガス流量分布も変更可能な構成とし、排気口６１０に近いところに設置された原料ガス供給部材６１３から供給される原料ガスの流量を増やすことで、堆積速度が向上し、帯電能を改善することが可能である。
【実施例】
【００５２】
以下に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５３】
〔実施例１〕
図１に示す電子写真感光体の製造装置１００を用いて、円筒状基体１２２の表面に表１に示す条件で、図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体１とする。
円筒状基体１２２は、アルミニウムよりなる外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを用いた。
【００５４】
図７（ａ）中の７０１は円筒状基体を示し、７０２は下部阻止層、７０３は光導電層、７０５は表面保護層をそれぞれ示す。
原料ガス供給部材１１２は、図１（ａ）に示すように、反応容器１０１の長手方向に３つの原料ガス供給部１１３が配置された構成とした。それぞれの原料ガス供給部１１３は、原料ガス流量調整手段１１７として、ニードルバルブとフローメーターを有する構成とした。
【００５５】
また、原料ガス供給部材１１２は、図１（ｂ）に示すように反応容器１０１の周方向に８箇所設置した。
さらに原料ガス放出孔１１４は、１０ｍｍ間隔で均等に配置した。
反応容器１０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表３に示すようにした。
【００５６】
上記感光体１の作製終了後、表２に示す条件で図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体２とする。このとき、円筒状基体１２２のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを使用した。
図７（ｂ）中の７０１は円筒状基体を示し、７０２は下部阻止層、７０３は光導電層、７０４は上部阻止層、７０５は表面保護層をそれぞれ示す。
原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
〔実施例２〕
図８に示す電子写真感光体の製造装置８００を用いたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
具体的には反応容器８０１の長手方向に５つの原料ガス供給部８１３が配置された構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表１に示す条件にて図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体３とする。
【００６２】
反応容器８０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとし、原料ガス供給部Ａ〜Ｅに供給する原料ガスの流量分配比は表５に示すようにした。
上記感光体３の作製終了後、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体４とする。
原料ガス供給部Ａ〜Ｅに供給する原料ガスの流量分配比は表６に示すようにした。
【００６３】
【表５】
【００６４】
【表６】
【００６５】
〔比較例１〕
図９に示す電子写真感光体の製造装置９００を用いて、実施例１と同様にアルミニウムよりなる外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体９２２の表面に表１に示す条件で、図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体５とする。
このとき、反応容器９０１の原料ガス放出孔９１４の配置は感光体５に最適化したものを用いた。
【００６６】
上記感光体５の作製終了後、実施例１と同様に表２に示す条件で図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体６とする。
このとき、円筒状基体のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを使用した。
実施例１、２及び比較例１で得られた電子写真感光体（感光体１〜６）を以下の方法で評価した。
【００６７】
表１の条件にて製造した電子写真感光体（感光体１，３，５）を、キヤノン製複写機ｉＲＣ５８７０を実験用に改造した改造機に設置し、電子写真感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの電子写真特性について評価を行った。
また、表２の条件にて製造した電子写真感光体（感光体２，４，６）は、キヤノン社製ｉＲＣ６８００をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、同様に電子写真感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの電子写真特性について評価を行った。
【００６８】
（軸方向帯電ムラ）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器に電流を印加してコロナ帯電を行った。そして、電子写真感光体の中央位置の暗部表面電位が４５０Ｖになるように帯電電流を調整した。次に、この帯電電流を保ったまま電子写真感光体の軸方向に表面電位計を移動させ、軸方向の暗部表面電位を測定した。暗部表面電位は周方向の平均値とする。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行った。そして、得られた各位置の暗部表面電位の最大値と最小値の電位差を軸方向帯電ムラとする。
そして感光体５の軸方向帯電ムラを１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００６９】
【表７】
結果を表９に示す。
【００７０】
（周方向帯電ムラ）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器に電流を印加してコロナ帯電を行った。そして、電子写真感光体の中央位置の暗部表面電位が４５０Ｖになるように帯電電流を調整した。次に、この帯電電流を保ったまま電子写真感光体の軸方向に表面電位計を移動させ、周方向の暗部表面電位を測定した。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行った。各位置の周方向３６点の測定を行い、得られた周方向の暗部表面電位の最大値と最小値の電位差を算出した。
各位置で算出した値の中から最大値を周方向帯電ムラとする。
そして比較例１の表１の条件にて作製した感光体５の周方向帯電ムラを１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００７１】
【表８】
結果を表９に示す。
【００７２】
【表９】
【００７３】
本発明の電子写真感光体の製造装置においては、原料ガス流量調整手段により、反応容器の長手方向に配置された原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整した。このように調整することで、表９に示すように、異なる種類の電子写真感光体においても特性を損なうことなく製造できることが判明した。
また、原料ガス供給部が反応容器の長手方向に３つ配置された場合（実施例１）と５つ配置された場合（実施例２）では同様の効果が得られることが判明した。
【００７４】
比較例１においては、感光体５に最適化された反応容器で感光体５を製造する場合は、良好な帯電ムラの電子写真感光体が得られるが、感光体６での帯電ムラは悪化する。
異なる種類の電子写真感光体においても特性を損なうことなく製造するためには、異なる吹き出し穴配置を有する反応容器を用意し、入れ替える作業が必須となることが分かる。
【００７５】
〔実施例３〕
図２に示す電子写真感光体の製造装置２００を用いたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
具体的には原料ガス供給部材２１２が原料ガス供給部２１３ごとに分割されており、個別に円筒状電極２０２から脱着可能な構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体７とする。
【００７６】
反応容器２０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体７は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１０に示す。表１０には比較のため、実施例１の結果も合わせて示す。
【００７７】
〔実施例４〕
図４に示す電子写真感光体の製造装置４００を用いたこと以外は実施例１と同様にした。
具体的には原料ガス供給部材４１２を円筒状電極４０２から脱着可能な構成とし、且つ原料ガス供給部材４１２が反応容器４０１の長手方向に複数の原料ガス供給部４１３に仕切るための仕切り板４２９を有する構成とした。
【００７８】
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体８とする。
反応容器４０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体８は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１０に示す。表１０には比較のため、実施例１の結果も合わせて示す。
【００７９】
【表１０】
【００８０】
表１０に示すように、原料ガス供給部材を円筒状電極から脱着可能な構成とし、原料ガス放出孔の加工精度を向上することで、電子写真感光体の帯電ムラをより改善できることが判明した。
【００８１】
〔実施例５〕
図１０に示す電子写真感光体の製造装置１０００を用いたこと以外は実施例１と同様にした。
具体的には反応容器１００１の側面に排気口１０１０が設けられた構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体９とする。
反応容器１００１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体９は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１１に示す。表１１には比較のため、実施例４の結果も合わせて示す。
【００８２】
【表１１】
【００８３】
表１１に示すように反応容器の側面に排気口を設けた構成とすることで、反応容器の長手方向のガスの流れをより均一化でき、電子写真感光体の軸方向帯電ムラを改善できることが判明した。
【００８４】
〔実施例６〕
図１０に示す電子写真感光体の製造装置１０００を用いて、原料ガス導入手段を図６に示すように反応容器６０１の周方向に７箇所設置した。そして、反応容器６０１の周方向の原料ガス供給部６１３が、それぞれ原料ガス流量調整手段６１７としてニードルバルブ６３０とフローメーター６３１を有する構成としたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
【００８５】
原料ガス供給部６１３は反応容器６０１の排気側から時計まわりに原料ガス供給部ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇとする。
上記電子写真感光体の製造装置１０００を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体１０する。
原料ガス供給部ａ〜ｇに供給する原料ガスの流量分配比は表１３に示すようにした。
作製した感光体１０は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
【００８６】
また、反応容器１００１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
更に別の評価として、キヤノン社製ｉＲＣ６８００をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、帯電能について評価を行った。
【００８７】
（帯電能）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器の電流値を−１０００μＡの条件にして、電子写真感光体の暗部表面電位を測定した。暗部表面電位は周方向の平均値とする。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行い、得られた各位置の暗部表面電位の平均値を帯電能とする。
そして実施例５で作製した感光体９の帯電能を１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００８８】
【表１２】
結果を表１４に示す。表１４には比較のため、実施例５の結果も合わせて示す。
【００８９】
【表１３】
【００９０】
【表１４】
【００９１】
表１４に示すように、反応容器の周方向の原料ガス供給部材に供給する原料ガスの流量を調整できる構成とし、排気口に近いところに設置された原料ガス供給部材から供給される原料ガスの流量を増やすことで帯電能が改善されることが判明した。
【符号の説明】
【００９２】
１００ 電子写真感光体の製造装置
１０１ 反応容器
１０２ 円筒状電極
１０３ 底壁
１０４ 上壁
１０５ 上蓋
１０６ 絶縁碍子
１０７ 絶縁碍子
１０８ 排気配管
１１０ 排気口
１１１ 原料ガス導入手段
１１２ 原料ガス供給部材
１１３ 原料ガス供給部
１１４ 原料ガス放出孔
１１６ 継ぎ手部材
１１７ 原料ガス流量調整手段
１１８ マッチングボックス
１１９ 高周波電源
１２０ 原料ガス流入バルブ
１２１ ミキシング装置
１２２ 円筒状基体
１２３ キャップ
１２４ 基体ホルダ
１２５ 回転台
１２６ 加熱用ヒータ
１２７ 真空計
１２８ 排気装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真感光体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非晶質材料で構成された半導体用の堆積膜が提案され、その中のいくつかは実用に付されている。例えば水素およびハロゲン（例えばフッ素、塩素）の少なくとも一方で補償されたアモルファスシリコン（以下、“ａ−Ｓｉ”と略記す。）が電子写真感光体として用いられている。
この種の堆積膜を形成する際には、堆積膜の膜厚、膜特性の均一化が求められることが多い。特に、電子写真感光体は、均一性が画像特性に大きく影響を与えるため、大面積領域に均一性の高い堆積膜を形成する技術が必要となる。
【０００３】
例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて円筒状基体の上に堆積膜を成膜する電子写真感光体の製造装置においては、円筒状基体の周方向及び長手方向に均一性の高い堆積膜を得るために原料ガスの導入方法に関してさまざまな提案がなされている。
例えば、反応容器を構成する円筒状電極の内部に原料ガス経路となる複数の管状空洞部を有し、これら管状空洞部の各々が円筒状電極の底部から頭部へ軸方向に沿って伸びて配置される堆積膜の製造装置が提案されている。（特許文献１参照）
【０００４】
本特許文献においては、管状空洞部から反応容器内に原料ガスを放出させることにより、反応容器内のガス流を安定化させることができ、円筒状基体全体にわたって均一性の高い膜質、膜厚を得ることが可能となったことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１-３２３３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、プラズマＣＶＤ法を用いて機能性堆積膜を形成する場合、反応容器内に均一かつ安定なプラズマが生成されることが重要となる。
プラズマＣＶＤ法による成膜方法の中でも、高周波電力としてＲＦ帯を用いるＲＦプラズマＣＶＤ法は良好な特性の膜を容易に得られるため、ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体の製造などに用いられている。このＲＦプラズマＣＶＤ法において、前記した特許文献１に示される従来の堆積膜の製造装置により、均一性に優れた電子写真感光体を得ることが可能になった。
【０００７】
しかしながら、特に近年では、市場にて要求される電子写真装置のスペックが厳しくなってきており、さらなる高画質化、高速化、高耐久性、および高機能化に向けた製品開発が急務となっている。
こうした市場の変化に伴って、ａ−Ｓｉを用いた電子写真感光体に関しても、従来以上に電気特性の向上と均一性に対する要求もより強くなってきていると同時に、低価格、低ランニングコストの要求も強くなってきている。
【０００８】
更に、近年の電子写真装置の目覚しい普及により、市場における顧客のニーズは、用途やコピーボリューム、性能等において多種多様となってきている。
こうした多種多様な顧客のニーズに対応するには、例えば電子写真感光体の外径や長さ、堆積膜の厚さ、帯電特性等が異なるさまざまな種類の製品が必要となる。
こうした異なる電子写真感光体の製造においては、原料ガスや原料ガスの分解を司る電力、基板温度等の成膜条件パラメーターを製品ごとに変えていかなければならない。とりわけ、原料ガスの導入は重要なパラメーターで、堆積膜の製造装置における原料ガスの吹き出し方法や、吹き出し穴の配列等を製品ごとに最適化する必要がある。
【０００９】
また、電子写真感光体の層構成も多様化してきた結果、層ごとに原料ガスの吹き出し方法や、吹き出し穴の配列等の最適化を行う必要もでてきている。
特許文献１に示される堆積膜の製造装置において、異なる製品を製造する場合、異なる吹き出し穴配置を有する別の反応容器に交換して製造しなければならない。そのため、多種多様な反応容器を準備する必要があり、反応容器の交換にも時間が掛かるなどの課題が発生してきている。
【００１０】
また、反応容器自体の製作においても、反応容器の構造が複雑で加工コストも高く、投資コスト増となってしまう課題も有している。
さらに、反応容器の吹き出し穴の加工精度が出しにくく、電子写真感光体の特性に影響を及ぼしてしまう課題も有している。
特許文献１に示される堆積膜の製造装置において、電子写真感光体の層ごとに適切な原料ガス吹き出し分布が異なる場合は、それぞれの層で吹き出し穴配置が異なる空洞部に切り替えて堆積膜の形成を行う必要がある。しかしながら、電子写真感光体の層ごとに異なる吹き出し穴配置を有する別の空洞部を用意しなければならず、さらに反応容器のコストアップにつながってしまう。
【００１１】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであり、多くの種類の電子写真感光体を効率よく低コストで製造することができる電子写真感光体の製造装置を提供することを目的とする。
また、電子写真感光体の層ごとに適切なガス吹き出し分布とすることで、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することができる電子写真感光体の製造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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極と、
前記反応容器内に堆積膜形成用の円筒状基体を設置するための基体ホルダと、
前記反応空間内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
前記反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを前記円筒状電極を介して導入する高周波エネルギー導入手段と、
を有するプラズマＣＶＤ法による電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段は、前記円筒状電極の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材を有し、前記原料ガス供給部材は原料ガス放出孔を設けた複数の原料ガス供給部を有し、それぞれの前記原料ガス供給部は前記反応容器の長手方向に配置されており、
前記原料ガス導入手段はそれぞれの前記原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子写真感光体の製造装置によれば、多くの種類の電子写真感光体を効率よく低コストで製造することができる。また、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図２】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図３】本発明に係る原料ガス導入手段を模式的に示した縦断面図。
【図４】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【図５】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図６】本発明に係る流量調整手段を模式的に示した横断面図。
【図７】（ａ）は電子写真感光体の層構成を示した模式図であり、（ｂ）は電子写真感光体の別の層構成を示した模式図。
【図８】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【図９】従来の堆積膜の製造装置を模式的に示した図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図１０】本発明の別の電子写真感光体の製造装置を模式的に示した縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者らは、前述したような多くの種類の電子写真感光体を低コストかつ効率的に製造することに加え、優れた帯電特性と均一性を両立させた電子写真感光体を得るための検討を行うにあたり、以下の３つの課題を検討した。
（１）製品毎もしくは層毎に異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に入れ替える作業に掛かる製造装置停止時間の削減
（２）製造装置投資コストの削減
（３）穴あけ加工の精度アップ
【００１６】
（１）の具体的な課題として、反応容器本体を、異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に付け替える作業は、反応容器自体が重量物であるために作業が大がかりになってしまうことが挙げられる。特に、真空搬送機構を設けた生産システムの場合、基体を搬送する搬送容器と堆積膜を形成する処理容器との位置決め調整作業に手間が掛かる。
このため製造装置停止時間が長くなってしまい、生産効率を低下させる要因となっている。
【００１７】
（２）の具体的課題としては、製品毎もしくは層毎に異なる吹き出し穴配置を有する反応容器を製作しなければならず、反応容器の製作コストが高くなってしまうことが挙げられる。特に、特許文献１に示す反応容器は、構造が複雑であり、製作には複雑かつ高度な加工が伴い、製作コストを増大させている。
（３）の具体的課題としては、反応容器の外側から貫通穴をあけ、外側の穴を塞ぐ加工をしなければならず、加工の手番が多くなること、穴あけ加工のストロークが長くなることと反応容器の内面にバリが出ることにより、精度が出しにくくなってしまう。
【００１８】
本発明者らは、上記３点の課題を同時に解決することができないか鋭意検討した結果、本発明に至ったものである。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、ＲＦ（Radio Frequency）プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、電子写真感光体を製造するための製造装置の一例を模式的に示した図である。
【００１９】
図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は横断面図である。
電子写真感光体の製造装置１００は、プラズマ処理によって円筒状基体１２２に堆積膜を形成する装置である。
電子写真感光体の製造装置１００は、減圧可能な反応容器１０１と、反応容器１０１の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極１０２と、円筒状基体１２２を設置するための基体ホルダ１２４と、反応容器１０１内を減圧するための排気手段と、高周波エネルギー導入手段を有する。高周波エネルギー導入手段は、反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを、円筒状電極１０２を介して導入する。
【００２０】
円筒状電極１０２は、セラミックスからなる絶縁碍子１０６により上壁１０４から絶縁されている。また、円筒状電極１０２は、セラミックスからなる絶縁碍子１０７により底壁１０３から絶縁されている。上壁１０４は上蓋１０５を有し、上蓋１０５から反応容器１０１の中に、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を搬入・搬出する。
円筒状基体１２２は反応容器１０１内の長手方向に円筒状基体１２２の軸方向が向くように基体ホルダ１２４に設置されている。
【００２１】
反応容器１０１の下部には、基体ホルダ１２４を回転可能に保持する回転台１２５が設けられている。回転台１２５は、回転台１２５を回転させるためのモータ（不図示）に接続されている。したがって、円筒状基体１２２は、基体ホルダ１２４の上に装着された状態で、回転台１２５と共に回転させることができる。
反応容器１０１には、排気手段として排気口１１０、排気配管１０８を介して排気装置１２８が接続され、排気速度を制御することにより、反応容器１０１内を各工程に適した所定の圧力に維持することができる。排気装置１２８には、例えばロータリーポンプや、メカニカルブースターポンプを用いることができる。
【００２２】
電子写真感光体の製造装置１００は、高周波エネルギー導入手段としてマッチングボックス１１８、及び高周波電源１１９とを備える。
また、電子写真感光体の製造装置１００の反応容器１０１内には、加熱用ヒータ１２６が設けられている。
さらに、電子写真感光体の製造装置１００は、反応容器１０１の中に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段１１１を備える。原料ガス導入手段１１１は円筒状基体１２２の長手方向に、平行に設置された原料ガス供給部材１１２を有している。原料ガス供給部材１１２は円筒状電極１０２の一部として構成される。
【００２３】
さらに原料ガス供給部材１１２は原料ガス放出孔１１４を有する複数の原料ガス供給部１１３から構成され、原料ガス供給部１１３は反応容器１０１の長手方向に配置されている。
原料ガス供給部材１１２とガス供給系との接続は、原料ガス供給部材１１２が円筒状電極１０２の一部となる構成であるため、絶縁性の継ぎ手部材１１６を介して接続され、高周波電力が反応容器１０１の外部に漏れない構成となっている。
【００２４】
原料ガス供給部材１１２はそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整するための原料ガス流量調整手段１１７を少なくとも１つ以上有している。原料ガス流量調整手段１１７はミキシング装置１２１と、原料ガス流入バルブ１２０からなるガス供給系に接続される構成となっている。
少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、それぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することが可能となり、反応容器１０１の長手方向のガス流量分布が変更可能となる。
【００２５】
原料ガス供給部１１３は反応容器１０１の長手方向にいくつ配置されてもよいが、好ましくは２〜１１個、さらに好ましくは３〜７個とする。
原料ガス供給部１１３が少なすぎると反応容器１０１の長手方向のガス流量分布を調整しにくくなり、原料ガス供給部１１３が多すぎると継ぎ手部材１１６や原料ガス流量調整手段１１７のごとき付帯設備にかかる費用の増加により投資コストが高くなってしまう。
原料ガス流量調整手段１１７はそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を調整することが可能であれば、どのようなものでも構わない。
【００２６】
例えば図１（ａ）に示すように原料ガス供給部１１３が反応容器１０１の長手方向に３つ配置された構成の場合、それぞれの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を有する構成としてもよい。また、２つの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を有し、他の１つの原料ガス供給部１１３が原料ガス流量調整手段１１７を持たない構成としてもよい。
【００２７】
原料ガス流量調整手段１１７としては例えば、ニードルバルブとフローメーターの組み合わせや、スロットルバルブとフローメーターの組み合わせが挙げられる。
以上のように構成された電子写真感光体の製造装置１００を用いて堆積膜を形成する手順の一例について、以下図１を用いて説明する。
【００２８】
まず、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を、反応容器１０１内に搬入し、回転台１２５に設置して、上蓋１０５を閉める。
円筒状基体１２２の材質は、使用目的に応じたものであれば良い。円筒状基体１２２の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、鉛、ニッケル、コバルト、鉄、クロム、モリブデン、チタン、ステンレスが、電気伝導率が良好であるため、好適である。中でも、加工性や製造コストを考慮すると、アルミニウムが最適である。この場合、円筒状基体１２２を形成するアルミニウムとしては、例えばＡｌ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金のいずれかを用いることが好ましい。
【００２９】
その後、排気口１１０、排気配管１０８を介して接続されている排気装置１２８により反応容器１０１の中を排気する。続いて、ミキシング装置１２１、原料ガス流入バルブ１２０及び原料ガス流量調整手段１１７を介して、反応容器１０１の中に円筒状基体１２２の加熱に必要な、例えばＡｒ、Ｈｅガスを導入する。この時、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に配置された複数の原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を所望の値に調整する。そして、反応容器１０１の中が所定の圧力になるように、真空計１２７を確認しながら真空ポンプの排気速度を調整する。この調整は、例えば、真空ポンプのメカニカルブースターポンプの回転周波数を調整することによって行うことができる。
【００３０】
次に、所定の圧力になった後、加熱用ヒータ１２６により円筒状基体１２２の温度を１５０［℃］〜４５０［℃］、より好ましくは２００［℃］〜３５０［℃］の所望の温度に制御する。
加熱用ヒータ１２６は、真空中で使用可能なものであればどのようなものを用いてもよい。具体的には、シース状ヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ、カーボンヒータの様な電気抵抗発熱体や、ハロゲンランプ、赤外線ランプの様な熱放射ランプや、液体、気体を熱媒とした熱交換手段が対象として挙げられる。
以上の手順によって堆積膜を形成する準備が完了した後、円筒状基体１２２の表面に堆積膜の形成を行う。
【００３１】
まず、堆積膜形成用の原料ガスとして、主原料ガスと希釈ガスおよび特性改善ガスを、ミキシング装置１２１により混合する。次に原料ガス流入バルブ１２０、原料ガス流量調整手段１１７を介して反応容器１０１の中に原料ガスを導入する。この時、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に配置された複数の原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を所望の値に調整する。また、反応容器１０１の中が１３．３［ｍＰａ］〜１３３０［Ｐａ］の所望の圧力になるように、真空計１２７を確認しながら真空ポンプの排気速度を調整する。
【００３２】
堆積膜形成時に使用する主原料ガスとしては、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、六フッ化二ケイ素（Ｓｉ２Ｆ６）のごときａ−Ｓｉ形成用の原料ガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。希釈ガスとしては、水素（Ｈ２）またはアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）のごとき不活性ガスを用いることができる。また、特性改善ガスとして、窒素原子を含むもの、酸素原子を含むもの、炭素原子を含むもの、またはフッ素原子を含むもの、周期表の１３族又は１５族に属する原子を含むドーピングガス、あるいはこれらの混合ガスを併用してもよい。
【００３３】
次に、反応容器１０１の中の圧力が安定した後、高周波電源１１９を所望の電力に設定して、高周波電力を、マッチングボックス１１８を介して円筒状電極１０２に供給することで、反応容器１０１の中に高周波グロー放電を生起させる。供給電力は、例えば、ＲＦ帯、特に１３．５６［ＭＨｚ］の周波数とすることができる。この放電エネルギーによって、反応容器１０１の中に導入された堆積膜形成用の原料ガスが励起されて活性種が生成され、すなわち分解されて、円筒状基体１２２の表面に所望のケイ素原子を主成分とする堆積膜が形成される。このとき、原料ガス供給部材１１２は円筒状電極１０２と同電位であるので、原料ガス供給部材１１２も高周波電極として機能することとなる。
【００３４】
均一性の高い堆積膜を形成するために、堆積膜を形成するのと同時に、あるいは円筒状基体１２２を加熱する段階から、円筒状基体１２２を回転させることは有効な手段となる。この回転は０．５［ｒｐｍ］〜２０［ｒｐｍ］、例えば１［ｒｐｍ］の回転速度とする。こうすることで、円筒状基体１２２の周方向に均一性の高い堆積膜が形成される。
以上のようにして円筒状基体１２２の外周面の表面に堆積膜が形成される。
【００３５】
堆積膜が形成された後には、堆積膜形成用の原料ガスおよび高周波電力の供給を停止し、反応容器１０１の中を排気する。その後、反応容器１０１および原料ガス導入手段１１１の中をパージガス、例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性なガスを用いてパージ処理する。パージ処理完了後、反応容器１０１の中をＡｒ、Ｈｅ、Ｎ２等の不活性なガスを用いて、大気圧まで戻す。そして、上蓋１０５を開けて、円筒状基体１２２およびキャップ１２３を装着した基体ホルダ１２４を、反応容器１０１の中から取り出す。
【００３６】
その後に、必要に応じて、反応容器１０１の中に堆積した堆積膜および粉状の副生成物をクリーニング処理する。
このような手順により、繰り返し電子写真感光体を製造することができる。本発明の電子写真感光体の製造装置１００では、電子写真感光体の外径や長さ、層構成に応じて、少なくとも１つ以上の原料ガス流量調整手段１１７を用いる。かかる原料ガス流量調整手段１１７により、反応容器１０１の長手方向に複数配置されたそれぞれの原料ガス供給部１１３に供給する原料ガスの流量を適宜最適な値に変更して製造することで、より均一性の高い良好な特性の電子写真感光体を得ることができる。
【００３７】
よって、前述した各製品もしくは各層の製造ごとに異なる吹き出し穴配置を有する反応容器に入れ替える作業の課題を克服し、段取り換えの作業時間を削減できることとなる。
また、反応容器自体を各製品もしくは各層の製造ごとに製作する必要が無くなるため、装置の投資コストが大幅に削減できるメリットを生み出すこととなる。
本発明における原料ガス供給部１１３の原料ガス放出孔１１４の直径は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。更に、各原料ガス放出孔１１４の精度は直径の±５％以内の精度であることが好ましい。原料ガス放出孔１１４の精度によっては、電子写真感光体の長手方向（軸方向）の特性ムラのみならず、円筒状基体１２２を回転させながら堆積膜を形成する場合においても周方向ムラに影響を及ぼす場合もある。
【００３８】
原料ガス放出孔１１４を反応容器１０１に直接設けた電子写真感光体の製造装置においては、原料ガス放出孔１１４を加工する場合、反応容器内径の制約から反応容器１０１の内面から穴あけ加工することが困難となる。そのため、反応容器１０１の外側から貫通穴をあけ、外側の穴を塞ぐ加工をしなければならず、加工の手番が多くなること、穴あけ加工のストロークが長くなることと反応容器１０１の内面にバリが出ることにより、精度が出しにくくなる場合がある。
【００３９】
そのため、原料ガス供給部材１１２は、図２に示すように原料ガス供給部２１３ごとに分割されており、個別に円筒状電極２０２から脱着可能な構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、円筒状電極２０２から取り外して、原料ガス供給部２１３単体で機械加工を行なうことができるので、加工がしやすくなり、精度が出しやすくなる。また、取り外して機械加工を行うことによって、円筒状電極２０２に取り付けた際に反応容器２０１の内面となる側から加工することができるため、バリ等の影響をなくすことができる。これにより、均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となり、より好ましい。
【００４０】
図２は電子写真感光体の製造装置の一例を模式的に示した図である。図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は横断面図である。
反応容器２０１には、反応容器２０１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段２１１が設けられている。原料ガス導入手段２１１は、原料ガス供給部材２１２を有する。原料ガス供給部材２１２は原料ガス放出孔２１４を有する複数の原料ガス供給部２１３から構成されている。原料ガス供給部２１３は反応容器２０１の長手方向に分割されて配置されている
【００４１】
また原料ガス供給部材２１２は円筒状電極２０２の一部として構成され、複数の原料ガス供給部２１３は個別に円筒状電極２０２本体から取り外すことが可能（脱着可能）な構造となっている。
原料ガス供給部材２１２と円筒状電極２０２は同電位となるように取り付けられている。これにより、原料ガス供給部材２１２を含めた円筒状電極２０２全体が電極となり、より均一性の高いプラズマが生成されることとなる。また、電極面積も広範囲と成るため、効率よく高周波を円筒状基体に印加することができる。
【００４２】
原料ガス供給部材２１２の材質は導電性の金属であれば特に限定は無いが、加工の容易性やコスト等を考慮すれば、アルミニウムやステンレスが好ましい。
また、原料ガス供給部材２１２の取り付け方法としては円筒状電極２０２と同電位となるように取り付けられれば特に限定はない。例えば導電性のネジで固定することで、円筒状電極２０２と同電位になるように取り付けることができる。
【００４３】
原料ガス供給部材２１２の形状に関しては特に制限はないが、円筒状電極２０２に取り付けられた際に円筒状電極２０２の内面と同じ面をなす原料ガス供給部材２１２の面と円筒状電極２０２の内面との段差が極力少なくなる形状が好ましい。また、円筒状電極２０２の内面と同じ面をなす原料ガス供給部材２１２の面（ガス放出孔２１４側の面）は円筒状電極２０２の内面と同じ曲率もつ曲面とすることが好ましいが、平面でも問題ない。
【００４４】
さらに、円筒状電極２０２本体から脱着可能な原料ガス供給部材２１２の構成として、図３（ａ）に示すような背板３０２を設け、本体３０１と分解可能な構成にすることも本発明では有効である。
図３（ｂ）は背板３０２を外した状態の模式図である。本体３０１と背板３０２はＯリング３０３により気密が保持される構造になっている。図３（ｂ）に示すように、背板３０２を外すことで本体３０１が開放状態となり、原料ガス供給部内部のガス経路が清掃しやすくなる。ガス経路には成膜中の残渣やエッチング時に取りきれない残渣等が残ってしまう場合があり、こうした残渣が電子写真感光体の画像欠陥の要因となる場合があった。図３（ｂ）に示すように背板３０２を外してガス経路を直接清掃可能な構成とすることで、より画像欠陥の少ない電子写真感光体を提供することが可能になる。
【００４５】
また、原料ガス導入手段の別の実施形態として、図４に示すような構成であっても同様の効果が得られる。
図４は、電子写真感光体の製造装置の一例を模式的に示した縦断面図である。
反応容器４０１には、反応容器４０１内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段４１１が設けられている。また、原料ガス導入手段４１１は原料ガス供給部材４１２を有している。
【００４６】
原料ガス供給部材４１２は仕切り板４２９を有し、仕切り板４２９により、原料ガス供給部材４１２を反応容器４０１の長手方向に仕切ることで、複数の原料ガス供給部４１３を構成している。原料ガス放出孔４１４を有する複数の原料ガス供給部４１３は反応容器４０１の長手方向に配置されている。
また原料ガス供給部材４１２は円筒状電極４０２の一部として構成され、原料ガス供給部材４１２は円筒状電極４０２本体から取り外すことが可能（脱着可能）な構造となっている。
【００４７】
次に反応容器１０１内を減圧するための排気手段について説明する。
排気手段は図５に示すように排気口５１０が反応容器５０１の側面に設けられた構成とすることが好ましい。
例えば、排気手段は、反応容器５０１の長手方向に向けて配列された複数の排気口５１０と、排気口５１０のそれぞれに接続された排気配管５０８と、各排気配管５０８に設けられた排気コンダクタンス調整手段５０９と、排気装置５２８によって構成される。排気装置５２８は排気配管５０８を介して排気口５１０に接続されている。
【００４８】
このような構成とすることで図１に示すような排気口１１０が反応容器１０１の下部に設けられた構成に比べて、反応容器５０１の長手方向のガスの流れをより均一化できる。よって、より均一性の優れた電子写真感光体を製造することが可能となる。
上記のように排気口５１０が反応容器５０１の側面に設けられた構成においては、原料ガス導入手段５１１を図５（ｂ）に示すように、反応容器５０１の周方向に複数設置し、反応容器５０１の周方向の原料ガスの流量を調整できる構成としてもよい。
【００４９】
このような構成とすることで反応容器５０１の長手方向のみならず、反応容器５０１の周方向のガス流量分布も変更可能となり、好ましい。
反応容器５０１の周方向の原料ガス供給部５１３に接続された原料ガス流量調整手段５１７としては、原料ガス供給部５１３に供給する原料ガスの流量を調整できるものであれば、どのようなものでも構わない。
【００５０】
例えば、図６に示すように反応容器６０１の周方向に複数設置された原料ガス導入手段６１１が、それぞれ原料ガス流量調整手段６１７としてニードルバルブ６３０とフローメーター６３１を有する構成としてもよい。
反応容器６０１の周方向に関しても原料ガスの流量を制御することが可能となると、電子写真感光体の層ごとに、原料ガスの軸方向と周方向の分布を同時に変更させて供給することが可能である。
さらには、意図的に周方向分布をもたせて原料ガスを供給することが可能である。
【００５１】
例えば、排気口６１０が反応容器６０１の側面に設けられた構成の場合、排気口６１０に近いところほど堆積速度が遅いため、電子写真感光体の帯電能が低くなってしまう。
上記のように反応容器６０１の周方向のガス流量分布も変更可能な構成とし、排気口６１０に近いところに設置された原料ガス供給部材６１３から供給される原料ガスの流量を増やすことで、堆積速度が向上し、帯電能を改善することが可能である。
【実施例】
【００５２】
以下に、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５３】
〔実施例１〕
図１に示す電子写真感光体の製造装置１００を用いて、円筒状基体１２２の表面に表１に示す条件で、図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体１とする。
円筒状基体１２２は、アルミニウムよりなる外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを用いた。
【００５４】
図７（ａ）中の７０１は円筒状基体を示し、７０２は下部阻止層、７０３は光導電層、７０５は表面保護層をそれぞれ示す。
原料ガス供給部材１１２は、図１（ａ）に示すように、反応容器１０１の長手方向に３つの原料ガス供給部１１３が配置された構成とした。それぞれの原料ガス供給部１１３は、原料ガス流量調整手段１１７として、ニードルバルブとフローメーターを有する構成とした。
【００５５】
また、原料ガス供給部材１１２は、図１（ｂ）に示すように反応容器１０１の周方向に８箇所設置した。
さらに原料ガス放出孔１１４は、１０ｍｍ間隔で均等に配置した。
反応容器１０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表３に示すようにした。
【００５６】
上記感光体１の作製終了後、表２に示す条件で図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体２とする。このとき、円筒状基体１２２のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを使用した。
図７（ｂ）中の７０１は円筒状基体を示し、７０２は下部阻止層、７０３は光導電層、７０４は上部阻止層、７０５は表面保護層をそれぞれ示す。
原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】
〔実施例２〕
図８に示す電子写真感光体の製造装置８００を用いたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
具体的には反応容器８０１の長手方向に５つの原料ガス供給部８１３が配置された構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表１に示す条件にて図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体３とする。
【００６２】
反応容器８０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとし、原料ガス供給部Ａ〜Ｅに供給する原料ガスの流量分配比は表５に示すようにした。
上記感光体３の作製終了後、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体４とする。
原料ガス供給部Ａ〜Ｅに供給する原料ガスの流量分配比は表６に示すようにした。
【００６３】
【表５】
【００６４】
【表６】
【００６５】
〔比較例１〕
図９に示す電子写真感光体の製造装置９００を用いて、実施例１と同様にアルミニウムよりなる外径８０ｍｍ、長さ３５８ｍｍ、肉厚３ｍｍの円筒状基体９２２の表面に表１に示す条件で、図７（ａ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体５とする。
このとき、反応容器９０１の原料ガス放出孔９１４の配置は感光体５に最適化したものを用いた。
【００６６】
上記感光体５の作製終了後、実施例１と同様に表２に示す条件で図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体６とする。
このとき、円筒状基体のサイズを変更し、アルミニウムよりなる外径８４ｍｍ、長さ３８１ｍｍ、肉厚３ｍｍのものを使用した。
実施例１、２及び比較例１で得られた電子写真感光体（感光体１〜６）を以下の方法で評価した。
【００６７】
表１の条件にて製造した電子写真感光体（感光体１，３，５）を、キヤノン製複写機ｉＲＣ５８７０を実験用に改造した改造機に設置し、電子写真感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの電子写真特性について評価を行った。
また、表２の条件にて製造した電子写真感光体（感光体２，４，６）は、キヤノン社製ｉＲＣ６８００をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、同様に電子写真感光体の軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの電子写真特性について評価を行った。
【００６８】
（軸方向帯電ムラ）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器に電流を印加してコロナ帯電を行った。そして、電子写真感光体の中央位置の暗部表面電位が４５０Ｖになるように帯電電流を調整した。次に、この帯電電流を保ったまま電子写真感光体の軸方向に表面電位計を移動させ、軸方向の暗部表面電位を測定した。暗部表面電位は周方向の平均値とする。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行った。そして、得られた各位置の暗部表面電位の最大値と最小値の電位差を軸方向帯電ムラとする。
そして感光体５の軸方向帯電ムラを１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００６９】
【表７】
結果を表９に示す。
【００７０】
（周方向帯電ムラ）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器に電流を印加してコロナ帯電を行った。そして、電子写真感光体の中央位置の暗部表面電位が４５０Ｖになるように帯電電流を調整した。次に、この帯電電流を保ったまま電子写真感光体の軸方向に表面電位計を移動させ、周方向の暗部表面電位を測定した。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行った。各位置の周方向３６点の測定を行い、得られた周方向の暗部表面電位の最大値と最小値の電位差を算出した。
各位置で算出した値の中から最大値を周方向帯電ムラとする。
そして比較例１の表１の条件にて作製した感光体５の周方向帯電ムラを１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００７１】
【表８】
結果を表９に示す。
【００７２】
【表９】
【００７３】
本発明の電子写真感光体の製造装置においては、原料ガス流量調整手段により、反応容器の長手方向に配置された原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整した。このように調整することで、表９に示すように、異なる種類の電子写真感光体においても特性を損なうことなく製造できることが判明した。
また、原料ガス供給部が反応容器の長手方向に３つ配置された場合（実施例１）と５つ配置された場合（実施例２）では同様の効果が得られることが判明した。
【００７４】
比較例１においては、感光体５に最適化された反応容器で感光体５を製造する場合は、良好な帯電ムラの電子写真感光体が得られるが、感光体６での帯電ムラは悪化する。
異なる種類の電子写真感光体においても特性を損なうことなく製造するためには、異なる吹き出し穴配置を有する反応容器を用意し、入れ替える作業が必須となることが分かる。
【００７５】
〔実施例３〕
図２に示す電子写真感光体の製造装置２００を用いたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
具体的には原料ガス供給部材２１２が原料ガス供給部２１３ごとに分割されており、個別に円筒状電極２０２から脱着可能な構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体７とする。
【００７６】
反応容器２０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体７は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１０に示す。表１０には比較のため、実施例１の結果も合わせて示す。
【００７７】
〔実施例４〕
図４に示す電子写真感光体の製造装置４００を用いたこと以外は実施例１と同様にした。
具体的には原料ガス供給部材４１２を円筒状電極４０２から脱着可能な構成とし、且つ原料ガス供給部材４１２が反応容器４０１の長手方向に複数の原料ガス供給部４１３に仕切るための仕切り板４２９を有する構成とした。
【００７８】
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体８とする。
反応容器４０１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体８は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１０に示す。表１０には比較のため、実施例１の結果も合わせて示す。
【００７９】
【表１０】
【００８０】
表１０に示すように、原料ガス供給部材を円筒状電極から脱着可能な構成とし、原料ガス放出孔の加工精度を向上することで、電子写真感光体の帯電ムラをより改善できることが判明した。
【００８１】
〔実施例５〕
図１０に示す電子写真感光体の製造装置１０００を用いたこと以外は実施例１と同様にした。
具体的には反応容器１００１の側面に排気口１０１０が設けられた構成とした。
上記電子写真感光体の製造装置を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体９とする。
反応容器１００１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
作製した感光体９は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
結果を表１１に示す。表１１には比較のため、実施例４の結果も合わせて示す。
【００８２】
【表１１】
【００８３】
表１１に示すように反応容器の側面に排気口を設けた構成とすることで、反応容器の長手方向のガスの流れをより均一化でき、電子写真感光体の軸方向帯電ムラを改善できることが判明した。
【００８４】
〔実施例６〕
図１０に示す電子写真感光体の製造装置１０００を用いて、原料ガス導入手段を図６に示すように反応容器６０１の周方向に７箇所設置した。そして、反応容器６０１の周方向の原料ガス供給部６１３が、それぞれ原料ガス流量調整手段６１７としてニードルバルブ６３０とフローメーター６３１を有する構成としたこと以外は実施例１と同様の構成とした。
【００８５】
原料ガス供給部６１３は反応容器６０１の排気側から時計まわりに原料ガス供給部ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇとする。
上記電子写真感光体の製造装置１０００を用いて、表２に示す条件にて図７（ｂ）に示す層構成の電子写真感光体を作製した。作製した電子写真感光体を感光体１０する。
原料ガス供給部ａ〜ｇに供給する原料ガスの流量分配比は表１３に示すようにした。
作製した感光体１０は、実施例１と同様に軸方向帯電ムラ、周方向帯電ムラの評価を行った。
【００８６】
また、反応容器１００１の長手方向上から順に原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃとし、原料ガス供給部Ａ，Ｂ，Ｃに供給する原料ガスの流量分配比は表４に示すようにした。
更に別の評価として、キヤノン社製ｉＲＣ６８００をマイナス帯電方式に改造した改造機に設置し、帯電能について評価を行った。
【００８７】
（帯電能）
電子写真感光体を複写機に設置し、現像位置に表面電位計（ＴＲＥＫ社製
Ｍｏｄｅｌ３４４）を設置し、均一に帯電されるように調整された帯電器の電流値を−１０００μＡの条件にして、電子写真感光体の暗部表面電位を測定した。暗部表面電位は周方向の平均値とする。電子写真感光体の中央位置を０位置とし、両側２ｃｍ間隔（±２ｃｍ，±４ｃｍ，±６ｃｍ，±８ｃｍ，±１０ｃｍ，±１２ｃｍ，±１４ｃｍ，±１６ｃｍ）で合計１７点の測定を行い、得られた各位置の暗部表面電位の平均値を帯電能とする。
そして実施例５で作製した感光体９の帯電能を１００％とした相対評価を行い、以下のようにランク付けを行った。
【００８８】
【表１２】
結果を表１４に示す。表１４には比較のため、実施例５の結果も合わせて示す。
【００８９】
【表１３】
【００９０】
【表１４】
【００９１】
表１４に示すように、反応容器の周方向の原料ガス供給部材に供給する原料ガスの流量を調整できる構成とし、排気口に近いところに設置された原料ガス供給部材から供給される原料ガスの流量を増やすことで帯電能が改善されることが判明した。
【符号の説明】
【００９２】
１００ 電子写真感光体の製造装置
１０１ 反応容器
１０２ 円筒状電極
１０３ 底壁
１０４ 上壁
１０５ 上蓋
１０６ 絶縁碍子
１０７ 絶縁碍子
１０８ 排気配管
１１０ 排気口
１１１ 原料ガス導入手段
１１２ 原料ガス供給部材
１１３ 原料ガス供給部
１１４ 原料ガス放出孔
１１６ 継ぎ手部材
１１７ 原料ガス流量調整手段
１１８ マッチングボックス
１１９ 高周波電源
１２０ 原料ガス流入バルブ
１２１ ミキシング装置
１２２ 円筒状基体
１２３ キャップ
１２４ 基体ホルダ
１２５ 回転台
１２６ 加熱用ヒータ
１２７ 真空計
１２８ 排気装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極と、
前記反応容器内に堆積膜形成用の円筒状基体を設置するための基体ホルダと、
前記反応空間内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
前記反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを、前記円筒状電極を介して導入する高周波エネルギー導入手段と、
を有する電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段は、前記円筒状電極の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材を有し、前記原料ガス供給部材は原料ガス放出孔を設けた複数の原料ガス供給部を有し、それぞれの前記原料ガス供給部は前記反応容器の長手方向に配置されており、
前記原料ガス導入手段はそれぞれの前記原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴とする電子写真感光体の製造装置。
【請求項２】
前記原料ガス供給部材は前記円筒状電極から脱着可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項３】
前記原料ガス供給部材は前記原料ガス供給部ごとに分割されており、個別に脱着可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は前記原料ガス供給部材を長手方向に複数に仕切ることにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項５】
前記排気手段は前記反応容器の側壁に、前記反応容器の長手方向に向けて配列された複数の排気口と、排気配管と、前記排気配管に設けられた排気コンダクタンス調整手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項６】
前記原料ガス導入手段は前記反応容器の周方向に複数設置され、且つ前記原料ガス供給部材に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の周方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴する請求項５に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項１】
減圧可能な反応容器と、
前記反応容器の側壁の少なくとも一部を構成する円筒状電極と、
前記反応容器内に堆積膜形成用の円筒状基体を設置するための基体ホルダと、
前記反応空間内に原料ガスを導入するための原料ガス導入手段と、
前記反応空間を排気する排気手段と、
前記反応空間内に導入された原料ガスを励起させてグロー放電を発生させるための高周波エネルギーを、前記円筒状電極を介して導入する高周波エネルギー導入手段と、
を有する電子写真感光体の製造装置において、
前記原料ガス導入手段は、前記円筒状電極の少なくとも一部を構成する原料ガス供給部材を有し、前記原料ガス供給部材は原料ガス放出孔を設けた複数の原料ガス供給部を有し、それぞれの前記原料ガス供給部は前記反応容器の長手方向に配置されており、
前記原料ガス導入手段はそれぞれの前記原料ガス供給部に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の長手方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴とする電子写真感光体の製造装置。
【請求項２】
前記原料ガス供給部材は前記円筒状電極から脱着可能な構成であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項３】
前記原料ガス供給部材は前記原料ガス供給部ごとに分割されており、個別に脱着可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項４】
前記原料ガス供給部は前記原料ガス供給部材を長手方向に複数に仕切ることにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項５】
前記排気手段は前記反応容器の側壁に、前記反応容器の長手方向に向けて配列された複数の排気口と、排気配管と、前記排気配管に設けられた排気コンダクタンス調整手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子写真感光体の製造装置。
【請求項６】
前記原料ガス導入手段は前記反応容器の周方向に複数設置され、且つ前記原料ガス供給部材に供給する原料ガスの流量を調整することにより、前記反応容器の周方向のガス流量分布を変更可能な原料ガス流量調整手段を有することを特徴する請求項５に記載の電子写真感光体の製造装置。
【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２０１３−３３１１５（Ｐ２０１３−３３１１５Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８７８６（Ｐ２０１１−１６８７８６）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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