図1は、本発明の第1の実施形態に係る画� �形成装置X1の概略構成を表す部分断面図であ る。画像形成装置X1は、電子写真感光体10と� �帯電装置20と、露光装置30と、現像装置40と� �転写装置50と、定着装置60と、クリーニング� ��置70と、除電装置80とを備えている。本実施 形態における画像形成装置X1は、4サイクル方 式を採用している。

 図2は、画像形成装置X1における電子写真� ��光体10の全体を表す断面図およびその要部� �大図である。電子写真感光体10は、画像信号 に基づいて静電潜像を形成する機能を有して おり、図1における矢印A方向に回転するよう� ��構成されている。本実施形態における電子� ��真感光体10は、円筒状基体11と、キャリア注 入阻止層12と、光導電層13と、表面層14とを含 んで構成されている。

 円筒状基体11は、電子写真感光体10の骨格 としての機能を有している。円筒状基体11は� ��少なくとも表面に導電性を有していればよ� ��。つまり、円筒状基体11は、その全体を導� �性材料により形成したものでもよいし、絶� �性材料により形成した円筒体の表面に導電� �膜を形成したものでもよいが、アモルファ� �シリコン(a-Si)系材料によりキャリア注入阻� �層12を形成する場合の密着性の観点から、全 体をアルミニウム合金により形成するのが好 ましい。

 キャリア注入阻止層12は、キャリアが円� �状基体11から光導電層13に注入されるのを抑� ��する機能を有しており、円筒状基体11の外� �面上に形成されている。キャリア注入阻止� �12の構成材料としては、例えばa-Si系材料が� �げられる。a-Si系材料としては、例えばa-Siに 、ドーパントとして硼素(B)、窒素(N)、あるい は酸素(O)を含有させたものが挙げられる。ま た、キャリア注入阻止層12をa-Si系材料により 形成する場合は、後述する光導電層13より多� ��の第13族元素や第15族元素を含有させて導電 型を調整してもよいし、より多くの炭素(C)、 窒素(N)、酸素(O)の元素を含有させて高抵抗化 してもよい。本実施形態におけるキャリア注 入阻止層12の厚みは、2μm以上10μm以下に設定� ��れている。

 光導電層13は、光の照射によってキャリア� �発生する機能を有しており、キャリア注入� �子層12上に積層形成されている。光導電層13� ��構成材料としては、例えばa-Si系材料および アモルファスセレン(a-Se)系材料が挙げられる が、電子写真特性の観点からa-Si系材料が好� �しい。a-Si系材料としては、例えばa-Siと、a-S iCと、a-SiNと、a-SiOと、a-SiGeと、a-SiCNと、a-SiNO と、a-SiCOと、a-SiCNOとが挙げられる。a-Se系材� ��としては、a-Seと、Se-Teと、As ₂ Se ₃ とが挙げられる。本実施形態における光導電 層13の厚みは、光導電層13をa-Si系材料により� ��成する場合の好適範囲として5μm以上100μm以 下(好適には15μm以上80μm以下)に設定されてい るが、特には限られず、光導電層13の構成材� ��あるいは所望の電子写真特性に応じて適宜� ��定すればよい。

 表面層14は、光導電層13を保護する機能を 有しており、光導電層13上に積層形成されて� ��る。表面層14の構成材料としては、例えば� �モルファスシリコンカーバイト(a-SiC)および� ��化アモルファスシリコン(a-SiN)などのa-Si系� �料と、アモルファスカーボン(a-C)とが挙げら れる。本実施形態における表面層14の厚さは� ��0.2μm以上1.5μm以下に設定されている。

 帯電装置20は、電子写真感光体10を正極性 または負極性に帯電させる機能を有している 。本実施形態における帯電装置20は、電子写� ��感光体10を200V以上1000V以下に帯電させる機� �を有している。なお、電子写真感光体10にお ける帯電極性は、光導電層13の種類に応じて� ��定される。

 露光装置30は、電子写真感光体10に静電潜 像を形成する機能を有している。具体的には 、露光装置30は、画像信号に応じて露光光(例 えばレーザ光)を電子写真感光体10に照射する ことにより、帯電状態にある電子写真感光体 10の露光光照射部分の電位を減衰させて静電� ��像を形成する。

 現像装置40は、電子写真感光体10に形成さ れた静電潜像を現像剤により現像する(トナ� �像を形成する)機能を有している。本実施形� ��における現像装置40は、回転ホルダ41および 4つの現像ユニット42,43,44,45を含んで構成され ている。

 回転ホルダ41は、現像ユニット42~45を保持 する機能および使用する現像ユニット42~45を� ��択する機能を有している。また、回転ホル� ��41は、現像ユニット42~45を収容するための収 容空間41a,41b,41c,41dを有しており、図1におけ� �矢印B方向に回転するように構成されている� ��

 現像ユニット42~45は、電子写真感光体10に 形成された静電潜像を現像する(顕在化させ� �)ために、電子写真感光体10に現像剤を供給� �る機能を有している。現像ユニット42~45は、 現像剤としてのトナー42a,43a,44a,45aと、現像ス リーブ42b,43b,44b,45bとを備えている。

 トナー42a~45aは、電子写真感光体10に形成� ��れるトナー像を構成するものである。トナ� ��42a~45aとしては、例えば磁性キャリアおよび 絶縁性トナーからなる二成分系現像剤と、磁 性トナーからなる一成分系現像剤とが挙げら れる。トナー42a~45aのカラーとしては、例え� �イエローと、マゼンタと、シアンと、ブラ� �クとが挙げられるが、特には限られない。

 現像スリーブ42b~45bは、現像ユニット42~45� ��で保持したトナー42a~45aを例えば磁気ブラシ 状にして電子写真感光体10に供給するもので� ��る。

 転写装置50は、電子写真感光体10に形成さ れたトナー像を記録紙Pに転写する機能を有� �ている。転写装置50は、中間転写ベルト51と� ��1次転写ローラ52と、2次転写ローラ53と、ク� ��ーニング装置54とを備えている。

 中間転写ベルト51は、電子写真感光体10に 形成されたトナー像が転写されるものである 。中間転写ベルト51は、駆動ローラ51aと、従� ��ローラ51b,51cと、テンションローラ51dと、バ ックアップローラ51eとによって、図1の矢印� �向に周回させられる。

 1次転写ローラ52は、電子写真感光体10に� �成されたトナー像を中間転写ベルト51に転写 する機能を有しており、電子写真感光体10と� ��間において中間転写ベルト51が通過するよ� �に配置されている。1次転写ローラ52は、例� �ば直流電源によって電子写真感光体10に形成 されたトナー像を1次転写ローラ52側に引きつ けるための転写電圧を印加するように構成さ れている。一方、中間転写ベルト51は、電子� ��真感光体10と1次転写ローラ52との間を通過� �せられるため、電子写真感光体10に形成され たトナー像は、1次転写ローラ52に転写電圧を 印加することによって中間転写ベルト51に転� ��させられる。

 2次転写ローラ53は、中間転写ベルト51に� �写されたトナー像を記録紙Pに転写する機能� ��有しており、バックアップローラ51eとの間� ��おいて中間転写ベルト51を通過するように� �置されている。2次転写ローラ53は、1次転写� ��ーラ52と同様、例えば直流電源によって中� �転写ベルト51に転写されたトナー像を2次転� �ローラ53側に引きつけるための転写電圧を印 加するように構成されている。一方、記録紙 Pは、中間転写ベルト51と2次転写ローラ53との 間を通過させられるため、中間転写ベルト51� ��転写されたトナー像は、2次転写ローラ53に� ��写電圧を印加することによって記録紙Pに転 写させられる。

 クリーニング装置54は、記録紙Pへの転写� ��において中間転写ベルト51に残存するトナ� �42a~45aを除去する機能を有しており、ブレー� ��54aを備えている。具体的に、クリーニング� ��置54では、中間転写ベルト51に残存するトナ ー42a~45aをブレード54aで掻き取ることにより� �中間転写ベルト51に残存するトナー42a~45aが� �去される。また、クリーニング装置54は、図 1における矢印CD方向に往復移動可能に構成さ れてため、中間転写ベルト51からトナーを掻� ��取る必要のない場合、ブレード54aを中間転� ��ベルト51から退避させることができる。

 定着装置60は、記録紙Pに転写されたトナ� ��像を定着させる機能を有しており、一対の� ��着ローラ61,62を備えている。定着装置60では 、一対の定着ローラ61,62の間に記録紙Pを通過 させることにより、記録紙Pに熱および圧力� �どを作用させてトナー像を定着させる。

 クリーニング装置70は、中間転写ベルト51 への転写後において電子写真感光体10に残存� ��るトナー42a~45aを除去する機能を有しており 、ブレード71を備えている。具体的に、クリ� ��ニング装置70では、電子写真感光体10に残存 するトナー42a~45aをブレード71で掻き取ること により、中間転写ベルト51に残存するトナー4 2a~45aが除去される。この除去されたトナー42a ~45aは、回収して、必要に応じて現像装置5へ� ��サイクルされる。

 除電装置80は、電子写真感光体10の帯電電 荷を除去する機能を有している。具体的には 、除電装置80は、除電光を電子写真感光体10� �照射することにより、静電潜像が残存する� �子写真感光体10の除電光照射部分の電位を減 衰させて実質的に静電潜像を消去する。

 次に、画像形成装置X1の動作について説� �する。

 画像形成装置X1は、4サイクル方式を採用� ��ているため、中間転写ベルト51に対して、� �ナー42a~45a(例えばイエロー、マゼンタ、シア ン、およびブラック)のトナー像が予め定め� �れた転写順位で形成され、それらのトナー� �が中間転写ベルト51において重ね合わされる 。中間転写ベルト51におけるトナー像の重ね� ��わせは、例えば以下のようにして行なわれ� ��。

 まず、帯電装置20により電子写真感光体10 を正極性または負極性に帯電させる。次に、 露光装置30により帯電した電子写真感光体10� �画像信号に応じて露光し、静電潜像を形成� �る。次に、現像装置40における回転ホルダ41� ��回転させ(または予め回転させておき)、目� �とする現像ユニット42~45の現像スリーブ42b~45 bを介して電子写真感光体10にトナー42a~45aを� �給することにより、電子写真感光体10の静電 潜像を現像してトナー像を形成する。次に、 1次転写ローラ52に転写電圧を印加することに より、電子写真感光体10のトナー像を中間転� ��ベルト51に転写する。以上のような電子写� �感光体10における帯電、露光、現像、および 1次転写は、トナー42a~45aについて予め定めら� ��た順番で行なわれ、中間転写ベルト51にト� �ー42a~45aのトナー像が重ね合わされてカラー� ��ナー像が形成される。次に、カラートナー� ��は、2次転写ローラ62に転写電圧を印加する� ��とによって記録紙Pに転写され、定着装置7� �おいて記録紙Pに定着させられる。これによ� ��、記録紙Pには、カラー画像が形成される。

 ここで、電子写真感光体10と中間転写ベ� �ト51との間の接着仕事の算出、並びに、電子 写真感光体10あるいは中間転写ベルト51とト� �ー42a~45aとの間の接着仕事の算出について説� ��する。

 まず、物質1と物質2との付着の関係は、Yo ungの式より以下の式(1)のように表される。

 γ ₁ は物質1の表面自由エネルギである。γ ₂ は物質2の表面自由エネルギである。γ ₁₂ は物質1/物質2の界面自由エネルギである。θ ₁₂ は物質1/物質2の接触角である。

 次に、物質1と物質2との間の接着仕事は� �Dupreの式より以下の式(2)のように表される。

 W ₁₂ は物質1/物質2の接着仕事である。

 上記式(1)と上記式(2)より、接着仕事W ₁₂ は、以下の式(3)で表される。

 上記式(3)では、物質1を電子写真感光体10� ��るいは中間転写ベルト51とし、物質2をトナ� ��42a~45aとすればよい。

 一方、物質1と物質2とがともに固体である� �合は、物質1/物質2の接触角θ ₁₂ を測定することができない。このような場合 における接着仕事は、拡張Forkes理論(日本接� �協会紙8(3)、131~141(1972)参照)により算出され� �。

 画像形成装置X1における電子写真感光体10 と中間転写ベルト51との間の接着仕事は、上� ��の算出方法を用いて算出した結果が48.7mN/m� �下となるように構成されている。このよう� �範囲内に調整する方法としては、例えば表� �層14がa-Si系材料により形成されている電子� �真感光体10の表面層14にフッ素(F)をドーピン� ��する方法と、電子写真感光体10の表面層14を 少なくとも一部が酸化されたa-Si系材料を含� �で形成する方法と、電子写真感光体10の表面 粗さを変化させる方法とが挙げられる。

 本実施形態に係る画像形成装置X1では、� �間転写ベルト51と電子写真感光体10との間の� ��着仕事が48.7mN/m以下に設定されているため� �電子写真感光体10から中間転写ベルト51への� ��写性が充分に高く、電子写真感光体10に残� �するトナー42a~45aを充分に低減することがで� ��る。つまり、画像形成装置X1では、中間転� �ベルト51への転写後に電子写真感光体10に残� ��するトナー42a~45aに起因する画像欠陥の発生 を抑制することができる。

 また、画像形成装置X1では、中間転写ベ� �ト51と電子写真感光体10との間の接着仕事が� ��分に小さいので、電子写真感光体10から中� �転写ベルト51に作用する負荷を充分に小さく することができる。つまり、画像形成装置X1� ��は、上記負荷に起因する中間転写ベルト51� �移動速度の変化を抑制することができ、結� �として色ズレの発生を抑制することができ� �。

 図3は、本発明の第2の実施形態に係る画� �形成装置X2の概略構成を表す部分断面図であ る。画像形成装置X2は、4サイクル方式に代え て4連タンデム方式を採用する点において、� �像形成装置X1と異なる。なお、図3では、画� �形成装置X1と同様の構成要素について同一の 符号を付して表す。

 画像形成装置X2は、4つの電子写真感光体1 0A,10B,10C,10Dとともに、電子写真感光体10A~10Dに 対応して個別に露光装置30A,30B,30C,30Dと、現像 ユニット42A,43A,44A,45Aと、1次転写ローラ52A,52B, 52C,52Dとを備えている。また、画像形成装置X2 は、図3においては省略されているが、電子� �真感光体10A~10Dに対応して個別に帯電装置と� ��除電装置と、クリーニング装置とを備えて� ��る。

 露光装置30A~30Dは、電子写真感光体10A~10D� �静電潜像を形成する機能を有している。具� �的には、露光装置30A~30Dは、画像信号に応じ� ��露光光(例えばレーザ光)を電子写真感光体10 A~10Dに照射することにより、帯電状態にある� ��子写真感光体10A~10Dの露光光照射部分の電位 を減衰させて静電潜像を形成する。

 現像ユニット42A~45Aは、各々、所定のトナ ー42Aa,43Aa,44Aa,45Aaを備えている。現像ユニッ� �42A~45Aでは、電子写真感光体10A~10Dに対して個 別にトナー像が形成され、それらは中間転写 ベルト51で重ね合わされる。

 1次転写ローラ52A~52Dは、電子写真感光体10 A~10Dに形成されたトナー像を中間転写ベルト5 1に転写する機能を有しており、電子写真感� �体10との間において中間転写ベルト51が通過� ��るように配置されている。1次転写ローラ52A ~52Dは、例えば直流電源によって電子写真感� �体10に形成されたトナー像を1次転写ローラ52 側に引きつけるための転写電圧を印加するよ うに構成されている。一方、中間転写ベルト 51は、電子写真感光体10A~10Dと1次転写ローラ52 A~52Dとの間を通過させられるため、電子写真� ��光体10A~10Dに形成されたトナー像は、1次転� �ローラ52A~52Dに転写電圧を印加することによ� ��て中間転写ベルト51に転写させられる。

 以上のような構成の4連タンデム式を採用 した画像形成装置X2においても、画像形成装� ��X1と同様の効果を奏する。

 上述の第1の実施形態および第2の実施形� �では、電子写真感光体10,10A~10Dのトナー像を� ��間転写ベルト51に転写するように構成され� �画像形成装置X1,X2について説明したが、記録 紙Pに対してトナー像を直接転写するように� �成された画像形成装置についても本発明の� �術を適用することができる。

 電子写真感光体10,10A~10Dとしては、キャリ ア注入阻止層12に代えて、長波長光吸収層を� ��けた構成のものを採用してもよい。長波長� ��収層は、長波長光である露光光が円筒状基� ��11の表面で反射するのに起因して記録画像� �干渉縞が発生するのを抑制する機能を有し� �いる。また、電子写真感光体10,10A~10Dとして� ��、光感度を高める観点から、光導電層13と� �面層14との間にキャリア励起層を更に設けた 構成のものを採用してもよい。

 [実施例1]
(電子写真感光体の作製)
 電子写真感光体は、図2に示すように、円筒 状基体の外周面上にキャリア注入素子層と、 光導電層と、表面層とを積層形成して6種類(� ��光体A~F)作製した。感光体A,B,D,Fの円筒状基� �としては、アルミニウム合金からなる引き� �き管(外径:30mm、長さ:254mm)の外周面を鏡面加� ��(Rz:0.1μm)したうえで洗浄したものを採用し� �。また、感光体C,Eの円筒状基体としては、� �ルミニウム合金からなる引き抜き管(外径:30m m、長さ:254mm)の外周面に、周方向の沿った溝( ピッチ:60μm、Rz:3μm)を形成したうえで洗浄し� ��ものを採用した。上述の各層は、円筒状基� ��をプラズマCVD装置にセットして、下記表1に 示す成膜条件により形成した。プラズマCVD装 置は、感光体Aの成膜については電源として� �流電源を採用し、感光体B~Fの成膜について� �電源として高周波発振器を採用した。なお� �表1におけるNOおよびB ₂ H ₆ のガス流量は、いずれもSiH ₄ 比で表している。

 (中間転写ベルト)
 中間転写ベルトとしては、下記表2に示した 画像形成装置に搭載されているものを使用し た。

 (トナー)
 トナーとしては、下記表3に示したものを使 用した。

 (電子写真感光体と中間転写ベルトとの間の 接着仕事Aの測定)
 感光体A~Fと中間転写ベルトA,Bとの間の接着� ��事Aは、接触角計(型番:CX-ロール型、協和界� ��科学株式会社製)および表面自由エネルギ解 析ソフトウェア(型番:EG-11型、協和界面科学� �式会社製)を用いて測定した。具体的には、� ��ず、上記接触角計(環境温度:20~24℃)を使用� �、液体(分散成分と双極子成分と水素結合成� ��の各表面自由エネルギの値が既知の水、エ� ��レングリコール、およびヨウ化メチレン)を 用いて接触角を測定した。次に、上記表面自 由エネルギ解析ソフトウェアを使用し、得ら れた接触角の測定結果に基づき、各感光体A~F および各中間転写ベルトA,Bの表面自由エネル ギを解析した。次に、各感光体A~Fおよび各中 間転写ベルトA,Bの表面自由エネルギの解析結 果に基づき、上述の拡張Fowkes理論により接着 仕事を算出した。各感光体A~Fおよび各中間転 写ベルトA,Bの表面自由エネルギの解析結果と 、感光体A~Fと中間転写ベルトA,Bとの間の接着 仕事Aの算出結果は、下記表4に示した。

 (画像特性の評価)
 画像特性は、中間転写ベルトA,Bが搭載され� ��いる画像形成装置を用いて1万枚ランニング テストを行なった後に、白ベタ画像印刷、お よびイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラ ックの各トナーにおけるベタ画像印刷を行な うことにより評価した。画像特性の評価結果 は、下記表4に示した。評価基準は、良好な� �タ画像が得られた場合を◎、ベタ画像に点� �または筋状の画像欠陥がわずかにみとめら� �たが実用上支障がない程度の場合を○、ベ� �画像に点状あるいは筋状などの画像欠陥が� �著に生じた場合を×とした。

 (色ズレの評価)
 色ズレは、中間転写ベルトA,Bが搭載されて� ��る画像形成装置を用いて1万枚ランニングテ ストを行なった後に、イエロー、マゼンタ、 シアンおよびブラックの4色重ね合わせ画像� �よびコンポジットブラック画像(上記4色混色 でのブラック画像)印刷を行なうことにより� �価した。色ズレの評価結果は、下記表4に示� ��た。評価基準は、良好な画像が得られた場� ��を◎、画像端部において単色部分(重ね合わ せ不良)がわずかに視認できるものの実用上� �障がない程度の場合を○、画像端部におい� �単色部分(重ね合わせ不良)が明確に視認でき 、実用上支障がある場合を×とした。

 (電子写真感光体あるいは中間転写ベルトと トナーとの間の接着仕事B,Cの測定)
 感光体A~FとトナーA,Bとの間の接着仕事B、並 びに、中間転写ベルトA,BとトナーA,Bとの間の 接着仕事Cを測定するとともに、感光体A~Fと� �ナーA,Bとの間の接着仕事に対する中間転写� �ルトA,BとトナーA,Bとの間の接着仕事の比率� �ついて算出した。具体的には、まず、上記� �触角計(環境温度:20~24℃)を使用し、液体(分� �成分と双極子成分と水素結合成分の各表面� �由エネルギの値が既知の水、エチレングリ� �ール、およびヨウ化メチレン)を用いて、液� ��法にてトナーペレットの接触角を測定する� ��ともに、上記表面自由エネルギ解析ソフト� ��ェアによりトナーA,Bの表面自由エネルギを� ��析した。トナーペレットの形状は、直径5mm� ��高さ10mmの円柱状とした。次に、トナーA,Bの 表面自由エネルギの解析結果に基づき、上述 の拡張Fowkes理論により接着仕事を算出した。 各感光体A~Fあるいは各中間転写ベルトA,Bと各 トナーA,Bとの間の接着仕事B,Cの算出結果、並 びに、感光体A~FとトナーA,Bとの間の接着仕事 に対する中間転写ベルトA,BとトナーA,Bとの間 の接着仕事の比率の算出結果は、下記表5に� �した。

 (画像特性および色ズレの評価)
 画像特性および色ズレは、上述の方法と同� ��にして評価した。画像特性および色ズレの� ��価結果は、下記表5に示した。

 表4の結果からわかるように、感光体A~Fと 中間転写ベルトA,Bとの間の接着仕事Aが48.7mN/m 以下(特に、41.5mN/m以下)の場合、画像特性お� �び色ズレの両方において良好な結果が得ら� �た。また、表5の結果からわかるように、感� ��体A~FとトナーA,Bとの間の接着仕事に対する� ��間転写ベルトA,BとトナーA,Bとの間の接着仕� ��の比率が55.7%以上の場合、画像特性および� �ズレの両方において特に良好な結果が得ら� �た。