(57)【要約】【課題】クリーニングブレードの先端角部を像保持体に接触させる構成と比較して、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置を得る。【解決手段】画像形成装置は、表面に無機保護層３７４を備えた感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の側の角部が切り欠かれた傾斜面３５０Ｃを備えたクリーニングブレード３５０と、クリーニングブレード３５０を支持し、傾斜面３５０Ｃを感光体ドラム３１に接触させる支持部３５２と、を有する。【選択図】図５
2016167023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に無機保護層を備えた像保持体と、
前記像保持体の側の角部が切り欠かれた傾斜面を備えたクリーニングブレードと、
前記クリーニングブレードを支持し、前記傾斜面を前記像保持体に接触させる支持部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニングブレードの前記像保持体と対向する側面の側が切り欠かれる長さをＡ、前記クリーニングブレードの端面の側が切り欠かれる長さをＢとしたとき、
Ａ≧Ｂとされている請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニングブレードは、前記傾斜面の側が前記像保持体の回転方向上流側を向く姿勢で接触する構成とされている請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記無機保護層は、酸化ガリウムで構成されている請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等においては、感光体等の像保持体の表面の残存トナー等を除去するための清掃手段として、クリーニングブレードが用いられている。
【０００３】
下記特許文献１には、クリーニングブレードの先端稜線部を鈍角とし、ブレード下面との境界で先端稜線部を形成する第１先端面と、この第１先端面とブレード上面との間に配置された第２先端面と、を備えた構造が開示されている。この構造では、第２先端面が法線よりも感光体の表面移動方向下流側に傾斜するように配置されている。
【０００４】
下記特許文献２には、クリーニングユニットに設けられた弾性体ブレードが、感光体の回転方向に対して逆方向に接触するカウンターブレードとされた構造が開示されている。この構造では、弾性体ブレードの感光体への接触部において、軸方向の切断面と感光体表面とのなす角が、感光体の回転上流側方向に対する角度として９０度から１１０度の範囲に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５９４６６号公報
【特許文献２】特開２００６−６４９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
クリーニングブレードの先端角部（エッジ）を感光体等の像保持体に接触させた場合、クリーニングブレードの先端角部の急激な摩耗により、クリーニング不良が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は、クリーニングブレードの先端角部を像保持体に接触させる構成と比較して、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明に係る画像形成装置は、表面に無機保護層を備えた像保持体と、前記像保持体の側の角部が切り欠かれた傾斜面を備えたクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードを支持し、前記傾斜面を前記像保持体に接触させる支持部と、を有する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記クリーニングブレードの前記像保持体と対向する側面の側が切り欠かれる長さをＡ、前記クリーニングブレードの端面の側が切り欠かれる長さをＢとしたとき、Ａ≧Ｂとされている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記クリーニングブレードは、前記傾斜面の側が前記像保持体の回転方向上流側を向く姿勢で接触する構成とされている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記無機保護層は、酸化ガリウムで構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比べて、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置が提供される。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、クリーニングブレードの上記長さＡ、Ｂが、Ａ＜Ｂである場合に比べて、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置が提供される。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、クリーニングブレードの先端側が像保持体の回転方向上流側を向く構成において、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置が提供される。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、無機保護層が酸化ガリウムで構成されている像保持体を有する構成において、クリーニング性の低下が抑制される画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に用いられるクリーニング装置と感光体ドラムを示す側断面図である。
【図３】図２に示すクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードを示す側面図である。
【図４】図２に示すクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードを感光体ドラムに接触させるときに設定される角度を示す側面図である。
【図５】図２に示すクリーニング装置に用いられるクリーニングブレードを感光体ドラムに接触させた状態を示す側面図である。
【図６】無機保護層を備えた感光体ドラムを用いた実施例の画像形成装置において、クリーニングブレードの感光体ドラムと対向する側面が切り欠かれた長さＡと、クリーニングブレードの端面が切り欠かれた長さＢとを変化させたときの画像上の線スジの状態を示すグラフである。
【図７】有機感光体を用いた第１比較例の画像形成装置において、クリーニングブレードの感光体ドラムと対向する側面が切り欠かれた長さＡと、クリーニングブレードの端面が切り欠かれた長さＢとを変化させたときの画像上の線スジの状態を示すグラフである。
【図８】第２比較例として、クリーニングブレードの傾斜面の先端を感光体ドラムに接触させた状態を模式的に示す側面図である。
【図９】第３比較例として、クリーニングブレードの傾斜面の後端を感光体ドラムに接触させた状態を模式的に示す側面図である。
【図１０】第４比較例の画像形成装置において、クリーニングブレードの先端角部を感光体ドラムに接触させたタック状態を示す側面図である。
【図１１】実施例のクリーニングブレードと、第４比較例のクリーニングブレードを用い、プリント枚数に対するクリーニングブレードの先端部の摩耗状態を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す構成図であり、いわゆるタンデム型の画像形成装置１０について示したものである。
【００１８】
図１中、２１は本体ハウジング、２２、２２ａ乃至２２ｄは作像ユニット、２３はベルトモジュール、２４は記録媒体供給カセット、２５は記録媒体搬送路、３０は各感光体ユニット、３１は感光体ドラム、３３は各現像ユニット、３４はクリーニング装置、３５、３５ａ乃至３５ｄはトナーカートリッジ、４０は露光ユニット、４１はユニットケース、４２はポリゴンミラー、５１は一次転写装置、５２は二次転写装置、５３はベルトクリーニング装置、６１は送出しロール、６２は搬送ロール、６３は位置合わせロール、６６は定着装置、６７は排出ロール、６８は排紙部、７１は手差し供給装置、７２は送出しロール、７３は両面記録用ユニット、７４は案内ロール、７６は搬送路、７７は搬送ロール、２３０は中間転写ベルト、２３１、２３２は支持ロール、５２１は二次転写ロール、５３１はクリーニング部材を表す。
【００１９】
図１に示されるように、タンデム型の画像形成装置１０は、本体ハウジング２１内に、四つの色（本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の作像ユニット２２（具体的には２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、以下「２２ａ乃至２２ｄ」という。）を配列し、その上方には各作像ユニット２２の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２３０が含まれるベルトモジュール２３を配設したものである。さらに、画像形成装置１０は、本体ハウジング２１の下部側に、用紙等の記録媒体（図示せず）が収容される記録媒体供給カセット２４を配設すると共に、この記録媒体供給カセット２４からの記録媒体の搬送路となる記録媒体搬送路２５を垂直方向に配置したものである。
【００２０】
本実施の形態において、各作像ユニット２２（２２ａ乃至２２ｄ）は、中間転写ベルト２３０の循環方向上流側から順に、例えばイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット３０と、各現像ユニット３３と、共通する一つの露光ユニット４０とを備えている。
【００２１】
ここで、感光体ユニット３０は、例えば像保持体の一例としての感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１を予め帯電する帯電装置（帯電ロール）３２と、感光体ドラム３１上の残留トナーを除去するクリーニング装置３４とを一体的にサブカートリッジ化したものである。
【００２２】
また、現像ユニット３３は、帯電された感光体ドラム３１上に露光ユニット４０にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー（本実施の形態では例えば負極性）で現像するものであり、例えば感光体ユニット３０からなるサブカートリッジと一体化されてプロセスカートリッジを構成している。
【００２３】
尚、感光体ユニット３０を現像ユニット３３から切り離して単独のプロセスカートリッジとしてもよいことは勿論である。また、本体ハウジング２１の上部側には、各現像ユニット３３に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジ３５（具体的には３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、以下「３５ａ乃至３５ｄ」という。）が設けられている（トナー補給経路は図示せず）。
【００２４】
一方、露光ユニット４０は、ユニットケース４１内に例えば四つの半導体レーザ（図示せず）、一つのポリゴンミラー４２、結像レンズ（図示せず）および各感光体ユニット３０に対応するそれぞれミラー（図示せず）を格納したものである。露光ユニット４０は、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー４２で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム３１上の露光ポイントに光像を導くよう配置されている。
【００２５】
また、本実施の形態において、ベルトモジュール２３は、例えば一対の支持ロール（一方が駆動ロール）２３１，２３２間に中間転写ベルト２３０を掛け渡したものであり、各感光体ユニット３０の感光体ドラム３１に対応した中間転写ベルト２３０の裏面には一次転写装置（本例では一次転写ロール）５１が配設されている。この一次転写装置５１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム３１上のトナー像を中間転写ベルト２３０側に静電的に転写する。更に、中間転写ベルト２３０の最下流作像ユニット２２ｄの下流側の支持ロール２３２に対応した部位には二次転写装置５２が配設されており、中間転写ベルト２３０上の一次転写像を記録媒体に二次転写（一括転写）する。
【００２６】
本実施の形態では、二次転写装置５２は、中間転写ベルト２３０のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール５２１と、中間転写ベルト２３０の裏面側に配置されて二次転写ロール５２１の対向電極をなす背面ロール（本例では支持ロール２３２を兼用）とを備えている。そして、例えば二次転写ロール５２１が接地されており、また、背面ロール（支持ロール２３２）にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
【００２７】
更にまた、中間転写ベルト２３０の最上流作像ユニット２２ａの上流側にはベルトクリーニング装置５３が配設されており、中間転写ベルト２３０上の残留トナーを除去する。
【００２８】
また、記録媒体供給カセット２４には記録媒体を送り出す送出しロール６１が設けられ、この送出しロール６１の直後には記録媒体を送出する搬送ロール６２が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録媒体搬送路２５には記録媒体を定められたタイミングで二次転写部位へ供給する位置合わせロール６３が配設されている。一方、二次転写部位の下流側に位置する記録媒体搬送路２５には定着装置６６が設けられ、この定着装置６６の下流側には記録媒体排出用の排出ロール６７が設けられており、本体ハウジング２１の上部に形成された排紙部６８に、排出された記録媒体が収容される。
【００２９】
更に、本実施の形態では、本体ハウジング２１の側方には手差し供給装置（ＭＳＩ）７１が設けられており、この手差し供給装置７１上の記録媒体は送出しロール７２および搬送ロール６２にて記録媒体搬送路２５に向かって送出される。
【００３０】
更にまた、本体ハウジング２１には両面記録用ユニット７３が付設されている。この両面記録用ユニット７３は、記録媒体の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、片面記録済みの記録媒体を排出ロール６７を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール７４にて内部に取り込み、搬送ロール７７にて内部の記録媒体戻し搬送路７６に沿って記録媒体を搬送し、再度位置合わせロール６３側へと供給するものである。
【００３１】
次に、図１に示すタンデム型の画像形成装置１０内に配置されたクリーニング装置３４について詳述する。
【００３２】
図２は、本実施形態のクリーニング装置の一例を示す側断面図であり、図１中に示すクリーニング装置３４と共にサブカートリッジ化された感光体ドラム３１、帯電ロール３２や、現像ユニット３３も示した図である。
【００３３】
図２中、３２は帯電ロール（帯電装置）、３３１はユニットケース、３３２は現像ロール、３３３はトナー搬送部材、３３４は搬送パドル、３３５はトリミング部材、３４１はクリーニングケース、３４２はクリーニング部材、３４４はフィルムシール、３４５は搬送部材を表す。
【００３４】
クリーニング装置３４は、残留トナーが収容され且つ感光体ドラム３１に対向して開口するクリーニングケース３４１を有し、このクリーニングケース３４１の開口下縁に感光体ドラム３１に接触配置されるクリーニング部材３４２をブラケット３４３を介して取り付けると共に、クリーニングケース３４１の開口上縁に感光体ドラム３１との間が気密に保たれるフィルムシール３４４を取り付けたものである。また、クリーニング装置３４には、クリーニング部材３４２の背面側（感光体ドラム３１と反対側）に、クリーニングケース３４１内に収容された廃トナーを側方の廃トナー容器に導く搬送部材３４５が設けられている。
【００３５】
本実施の形態では、各作像ユニット２２（２２ａ乃至２２ｄ）の全てのクリーニング装置３４には、後述する本実施の形態のクリーニングブレード３５０を備えたクリーニング部材３４２が設けられている。なお、クリーニングブレード３５０を備えたクリーニング部材３４２のほか、ベルトクリーニング装置５３で用いられるクリーニング部材５３１（クリーニングブレード）にも、本実施の形態のクリーニング部材（クリーニングブレード）が用いられてもよい。
【００３６】
また、本実施の形態で用いられる現像ユニット（現像装置）３３は、例えば図２に示されるように、現像剤が収容され且つ感光体ドラム３１に対向して開口するユニットケース３３１を有している。ここで、このユニットケース３３１の開口に面した箇所に現像ロール３３２が配設されると共に、ユニットケース３３１内には現像剤攪拌搬送のためのトナー搬送部材３３３が配設されている。更に、現像ロール３３２とトナー搬送部材３３３との間には搬送パドル３３４を配設してもよい。
【００３７】
現像に際しては、現像ロール３３２に現像剤を供給した後、例えばトリミング部材３３５にて現像剤を層厚規制した状態で、  現像ロール３３２の現像剤が感光体ドラム３１に対向する現像領域に搬送される。
【００３８】
本実施の形態では、現像ユニット３３としては、例えばトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を使用するが、トナーのみからなる一成分現像剤を使用するものであっても差し支えない。
【００３９】
ここで、クリーニング装置３４に用いられるクリーニング部材３４２について説明する。
【００４０】
図２及び図３に示されるように、クリーニング部材３４２は、感光体ドラム３１に接触するクリーニングブレード３５０と、クリーニングブレード３５０を支持する支持部３５２と、を備えている。支持部３５２は、側断面視にて略Ｌ字状に形成されており、支持部３５２の一端部にクリーニングブレード３５０の根元部３５０Ａが固定され、支持部３５２の他端部がユニットケース３３１（図２参照）の下部側に固定されている。クリーニングブレード３５０の先端部３５０Ｂ側は、支持部３５２により支持された状態で、感光体ドラム３１の回転方向上流側を向く姿勢で配置されている（図２参照）。
【００４１】
図３及び図４に示されるように、クリーニングブレード３５０は、側断面視にて略矩形状に形成されており、クリーニングブレード３５０の先端部３５０Ｂには、感光体ドラム３１側の角部が切り欠かれた傾斜面３５０Ｃが形成されている。支持部３５２は、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃを感光体ドラム３１の外周面に接触させるように支持している（図２参照）。言い替えると、クリーニングブレード３５０は、支持部３５２により、傾斜面３５０Ｃのほぼ全面が感光体ドラム３１の外周面に腹当たり状態で接触するように支持されている。クリーニング部材３４２は、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃ側が、感光体ドラム３１の回転方向上流側を向く姿勢で接触する構成とされている。本実施の形態では、支持部３５２は、板金で形成されており、クリーニングブレード３５０は、ゴム等の弾性体で形成されている。具体的には、クリーニングブレード３５０は、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、アクリロニトリルゴム、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴムあるいはこれらの複合材などで形成されている。支持部３５２でクリーニングブレード３５０が支持された状態で、クリーニングブレード３５０の先端部３５０Ｂ側が撓み変形することで生じる付勢力により、傾斜面３５０Ｃが感光体ドラム３１に接触している（図４参照）。
【００４２】
クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃは、例えば、先端部３５０Ｂの感光体ドラム３１側の角部をカットすることで形成されている。なお、クリーニングブレード３５０は、上記角部のカットでなくても、金型を用いて、先端部３５０Ｂの感光体ドラム３１側の角部がない形状に形成されていてもよい。
【００４３】
図３に示されるように、クリーニングブレード３５０は、自由状態（感光体ドラム３１と接触させない状態）で、クリーニングブレード３５０の感光体ドラム３１と対向する側面３５１Ａの側が切り欠かれる長さ（側面３５１Ａに沿った長さ）をＡ、クリーニングブレード３５０の端面３５１Ｂの側が切り欠かれる長さ（端面３５１Ｂに沿った長さ）をＢとしたとき、Ａ≧Ｂとされている。言い替えると、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃと、クリーニングブレード３５０の側面３５１Ａの傾斜面３５０Ｃ側の延長線との角度が４５度（°）以下であればよい。
【００４４】
本実施の形態では、クリーニング部材３４２は、クリーニングブレード３５０の自由長（図３中のＣ：支持部３５２の端面からクリーニングブレード３５０の端面３５１Ｂまでの長さ）が約８ｍｍ、クリーニングブレード３５０の厚さ（側面３５１Ａと略直交する方向の厚さ）が約２．０ｍｍに設定されている。また、本実施の形態では、クリーニングブレード３５０はゴム製であり、ＭＤ−１硬度計で測定した硬度が約７５度とされている。
【００４５】
また、図４に示されるように、クリーニング部材３４２は、支持部３５２におけるクリーニングブレード３５０側の側面３５２Ａに沿った線（側面３５２Ａとほぼ平行の線）Ｌ１と、感光体ドラム３１における傾斜面３５０Ｃと接触する中心部（周方向の中心部）の接線Ｌ２との角度θが、約２３度となるように配置されている。この角度θは、クリーニング部材３４２の設置角度とされている。
【００４６】
ここで、画像形成装置１０に用いられる感光体ドラム３１について説明する。
【００４７】
図５に示されるように、感光体ドラム３１は、導電性基体３７０と、導電性基体３７０上に設けられた有機感光層３７２と、有機感光層３７２上に設けられた無機保護層３７４と、を備えている。無機保護層３７４は、例えば、有機感光層３７２側から、単層で構成されていてもよいし、界面層、中間層、及び最表層がこの順で積層された積層構造としてもよい。また、有機感光層３７２は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含んで構成される電荷発生層と、電荷発生層上に積層されると共に電荷輸送有機材料と必要に応じて結着樹脂とを含んで構成される電荷輸送層と、を備えている。
【００４８】
・無機保護層の組成
無機保護層は、無機材料を含んで構成された層である。
無機材料としては、保護層としての機械的強度、透光性を有するという観点から、例えば、酸化物系、窒化物系、炭素系、珪素系の無機材料が挙げられる。
酸化物系の無機材料としては、例えば、酸化ガリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫、酸化ホウ素、酸化ケイ素等の酸化物、又はこれらの混晶が挙げられる。
窒化物系の無機材料としては、例えば、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化亜鉛、窒化チタン、窒化インジウム、窒化錫、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物、又はこれらの混晶が挙げられる。
炭素系及び珪素系の無機材料としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）、水素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）、水素・フッ素化アモルファスカーボン（ａ−Ｃ：Ｈ）、アモルファスシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ）、水素化アモルファスシリコンカーバイト（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）等が挙げられる。
なお、無機材料は、酸化物系及び窒化物系の無機材料の混晶であってもよい。
【００４９】
これらの中でも、無機材料としては、金属酸化物は、機械的強度、透光性に優れ、特にｎ型導電性を有し、その導電制御性に優れるという観点から、金属酸化物、特に、第１３族元素の酸化物（望ましくは酸化ガリウム）が望ましい。
つまり、無機保護層は、少なくとも第１３族元素（特にガリウム）及び酸素を含んで構成されることがよく、必要応じて、水素を含んで構成されていてもよい。水素を含むことで、少なくとも第１３族元素（特にガリウム）及び酸素を含んで構成された無機保護層の諸物性が容易に制御され易くなる。例えば、ガリウム、酸素、及び水素を含む無機保護層（水素を含む酸化ガリウムで構成された無機保護層）において、組成比［Ｏ］／［Ｇａ］を１．０から１．５と変化させることで、１０９Ω・ｃｍ以上１０１４Ω・ｃｍの範囲で体積抵抗率の制御が実現され易くなる。
【００５０】
無機保護層には、上記無機材料の他、導電型の制御のために、例えば、ｎ型の場合、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選ばれる１つ以上の元素を含んでいてもよい。また、例えば、ｐ型の場合、Ｎ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる１つ以上の元素を含んでいてもよい。
【００５１】
無機保護層が、ガリウムと酸素と必要に応じて水素とを含んで構成された場合、機械的強度、透光性、柔軟性に優れ、その導電制御性に優れるという観点から、好適な元素構成比率は以下の通りである。
ガリウムの元素構成比率は、例えば、無機保護層の全構成元素に対して、１５原子％以上５０原子％以下であることがよく、望ましくは２０原子％以上４０原子％以下、より望ましくは２０原子％以上３０原子％以下である。
酸素の元素構成比率は、例えば、無機保護層の全構成元素に対して、３０原子％以上７０原子％以下であることがよく、望ましくは４０原子％以上６０原子％以下、より望ましくは４５原子％以上５５原子％以下である。
水素の元素構成比率は、例えば、無機保護層の全構成元素に対して、５原子％以上４０原子％以下であることがよく、望ましくは１５原子％以上３５原子％以下、より望ましくは２０原子％以上３０原子％以下である。
一方で、原子数比〔酸素／ガリウム〕は、１．０を超え２.０以下であることがよく、望ましくは１.１以上１.５以下である。
【００５２】
ここで、無機保護層における各元素の元素構成比率、原子数比等は、厚み方向の分布も含めてラザフォードバックスキャタリング（以下、「ＲＢＳ」と称する）により求められる。
なお、ＲＢＳでは、加速器としてＮＥＣ社  ３ＳＤＨ  Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーションとしてＣＥ＆Ａ社  ＲＢＳ−４００、システムとして３Ｓ−Ｒ１０を用いる。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラム等を用いる。
なお、ＲＢＳの測定条件は、Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギーは２．２７５ｅＶ、検出角度１６０°、入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ  Ａｎｇｌｅは約１０９°とする。
【００５３】
ＲＢＳ測定は、具体的には以下のように行う。
まず、Ｈｅ＋＋イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビームに対して、１６０°にセットし、後方散乱されたＨｅのシグナルを測定する。検出したＨｅのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。組成比及び膜厚を求める精度を向上させるために二つの検出角度でスペクトルを測定してもよい。深さ方向分解能や後方散乱力学の異なる二つの検出角度で測定しクロスチェックすることにより精度が向上する。
ターゲット原子によって後方散乱されるＨｅ原子の数は、１）ターゲット原子の原子番号、２）散乱前のＨｅ原子のエネルギー、３）散乱角度の３つの要素のみにより決まる。  測定された組成から密度を計算によって仮定して、これを用いて厚みを算出する。密度の誤差は２０％以内である。
【００５４】
なお、水素の元素構成比率は、ハイドロジェンフォワードスキャタリング（以下、「ＨＦＳ」と称する）により求められる。
ＨＦＳ測定では、加速器としてＮＥＣ社  ３ＳＤＨ  Ｐｅｌｌｅｔｒｏｎ、エンドステーションとしてＣＥ＆Ａ社  ＲＢＳ−４００を用い、システムとして３Ｓ−Ｒ１０を用いる。解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラムを用いる。そして、ＨＦＳの測定条件は、以下の通りである。
・Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギー：２．２７５ｅＶ
・検出角度：１６０°入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇ  Ａｎｇｌｅ３０°
【００５５】
ＨＦＳ測定は、Ｈｅ＋＋イオンビームに対して検出器が３０°に、試料が法線から７５°になるようにセットすることにより、試料の前方に散乱する水素のシグナルを拾う。この時検出器をアルミ箔で覆い、水素とともに散乱するＨｅ原子を取り除くことがよい。定量は参照用試料と被測定試料との水素のカウントを阻止能で規格化した後に比較することによって行う。参照用試料としてＳｉ中にＨをイオン注入した試料と白雲母を使用する。
白雲母は水素濃度が６．５原子％であることが知られている。
最表面に吸着しているＨは、例えば、清浄なＳｉ表面に吸着しているＨ量を差し引くことによって補正を行う。
【００５６】
・無機保護層の特性
無機保護層は、目的に応じて、厚み方向に組成比に分布を有していてもよいし、多層構成からなるものであってもよい。
【００５７】
無機保護層は、微結晶膜、多結晶膜、非晶質膜などの非単結晶膜であることが望ましい。これらの中でも、非晶質は表面の平滑性で特に望ましいが、微結晶膜は硬度の点でより望ましい。
無機保護層の成長断面は、柱状構造をとっていてもよいが、滑り性の観点からは平坦性の高い構造が望ましく、非晶質が望ましい。
なお、結晶性、非晶質性は、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）測定により得られた回折像の点や線の有無により判別される。
【００５８】
無機保護層の体積抵抗率は、１０６Ω・ｃｍ以上であることがよく、望ましくは１０８Ω・ｃｍ以上である。
この体積抵抗率を上記範囲とすると、電荷が面内方向に流れることが抑制され、良好な静電潜像形成が実現され易くなる。
この体積抵抗率は、ｎＦ社製ＬＣＲメーターＺＭ２３７１を用いて、周波数１ｋＨｚ、電圧1Ｖの条件にて測定した抵抗値から、電極面積、試料厚みに基づき算出して求められる。
なお、測定試料は、測定対象となる無機保護層の成膜時の同条件でアルミ基材上に成膜し、その成膜物上に真空蒸着により金電極を形成し得られた試料であってもよいし、又は作製後の電子写真感光体から無機保護層を剥離し、一部エッチングして、これを一対の電極で挟み込んだ試料であってもよい。
【００５９】
無機保護層の弾性率は、３０ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下であることがよく、望ましくは４０ＧＰａ以上６５ＧＰａ以下である。
この弾性率を上記範囲とすると、無機保護層の凹部（打痕状の傷）の発生、剥れや割れが抑制され易くなる。
この弾性率は、ＭＴＳシステムズ社製  Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ  ＳＡ２を用いて、連続剛性法（ＣＳＭ）（米国特許４８４８１４１）により深さプロファイルを得て、その押込み深さ３０ｎｍから１００ｎｍの測定値から得た平均値を用いる。下記は測定条件である。
・測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
・使用圧子：ダイヤモンド製正三角錐圧子（Ｂｅｒｋｏｖｉｃ圧子）三角錐圧子
・試験モード：ＣＳＭモード
なお、測定試料は、測定対象となる無機保護層の成膜時の同条件で基材上に成膜した試料であってもよいし、又は作製後の電子写真感光体から無機保護層を剥離し、一部エッチングした試料であってもよい。
【００６０】
無機保護層の膜厚は、例えば、０．２μｍ以上１０．０μｍ以下であることがよく、望ましくは０．４μｍ以上５．０μｍ以下である。
この膜厚を上記範囲とすると、無機保護層の凹部（打痕状の傷）の発生、剥れや割れが抑制され易くなる。
【００６１】
・無機保護層の形成
無機保護層の形成（無機保護層が多層構造の場合は、各層の形成）には、例えば、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、有機金属気相成長法、分子線エキタピシー法、蒸着、スパッタリング等の公知の気相成膜法が利用される。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用及び効果について説明する。
【００６３】
先ず、画像形成装置１０の動作を説明する。各作像ユニット２２（２２ａ乃至２２ｄ）が各色に対応した単色トナー像を形成すると、各色の単色トナー像は中間転写ベルト２３０表面に、元の原稿情報と一致するよう順次重ね合わせて一次転写される。続いて、中間転写ベルト２３０表面に転写されたカラートナー像は、二次転写装置５２にて記録媒体表面に転写され、カラートナー像が転写された記録媒体は定着装置６６による定着処理を経た後、排紙部６８へと排出される。
【００６４】
一方、各作像ユニット２２（２２ａ乃至２２ｄ）において、感光体ドラム３１上の残留トナーはクリーニング装置３４のクリーニング部材３４２にて除去され、また、中間転写ベルト２３０上の残留トナーはベルトクリーニング装置５３のクリーニング部材５３１にて除去される。
【００６５】
このような画像形成装置１０では、上記した通り、感光体ドラム３１は、有機感光層３７２の表面に無機保護層３７４を備えている。本実施の形態では、無機保護層３７４は、例えば、水素を含む非晶質の酸化ガリウム（水素化非晶質酸化ガリウム）などで構成されている。無機保護層３７４を備えた感光体ドラム３１は、無機保護層を有しない有機感光体よりもトナーに対する表面の摩擦係数が小さく、トナーや外添剤の付着力が小さい。無機保護層３７４のトナーに対する摩擦係数は、例えば、０．１５〜０．３５に設定されており、有機感光体のトナーに対する摩擦係数（例えば、０．４〜０．６）よりも小さい。摩擦係数は、荷重変動型摩擦摩耗試験システム ＴＹＰＥ：ＨＨＳ２０００（新東科学製）を用い、サファイア針：Ｒ０．２ｍｍ、移動測定度：１０ｍｍ／ｓｅｃ、荷重：２０ｇの測定条件により測定して得た数値である。
無機保護層３７４の材料としては、酸化ガリウムが摩擦係数に対して支配的である。
【００６６】
例えば、有機感光体からなる感光体ドラム（無機保護層がない感光体ドラム）では、図１０に示す略矩形状のクリーニングブレード４００の先端角部４００Ａをニップ部４０２Ｔによりタック状態で感光体ドラムに接触させることで、線圧を上げ、トナーや外添剤のクリーニングを行っている。その際、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａが摩耗し、クリーニングブレード４００をタック状態で感光体ドラムに接触させることができなくなると、クリーニング不良が発生する。また、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａが部分的に欠落すると、クリーニング不良が発生し、画像上の線スジが発生する。画像形成装置（プロセスカートリッジを含む）の長寿命化のためには、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａが欠落しない耐摩耗性能が要求される。
【００６７】
これに対し、本実施形態のクリーニング部材３４２は、支持部３５２によって、クリーニングブレード３５０の感光体ドラム３１側の角部が切り欠かれた傾斜面３５０Ｃが感光体ドラム３１に接触するように支持されている。無機保護層３７４を備えた感光体ドラム３１は、上記のようにトナーに対する表面の摩擦係数が小さく、トナーや外添剤の付着力が小さいため、トナーや外添剤のクリーニングが容易である。このため、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃを感光体ドラム３１に接触させても、傾斜面３５０Ｃの低い接触圧だけで感光体ドラム３１がクリーニングされる。また、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃを感光体ドラム３１に面接触させることで、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａを接触させる場合に比べて、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの摩耗が抑制されると共に、安定したクリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの摩耗形態が保たれる。このため、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａを接触させる場合に比べて、クリーニング性の低下が抑制され、長期にわたり安定したクリーニング性を維持する画像形成装置１０が提供される。
【００６８】
また、クリーニング部材３４２では、クリーニングブレード３５０の感光体ドラム３１と対向する側面３５１Ａの側が切り欠かれる長さＡと、クリーニングブレード３５０の端面３５１Ｂの側が切り欠かれる長さＢとが、Ａ≧Ｂとされている（図３参照）。これにより、傾斜面３５０Ｃと感光体ドラム３１との接触がより安定化し、クリーニング不良の発生が抑制される。一方、上記Ａと上記Ｂとが、Ａ＜Ｂとされている場合は、傾斜面３５０Ｃが感光体ドラム３１に接触する周方向の長さが短くなり、傾斜面３５０Ｃと感光体ドラム３１との接触が安定しにくくなる。
【００６９】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００７０】
例えば、画像形成装置１０に用いられる中間転写ベルト２３０の表面に上記の無機保護層３７４を設けると共に、本実施形態のクリーニング部材３４２（クリーニングブレード３５０）の傾斜面３５０Ｃを中間転写ベルト２３０に接触させる構成でもよい。また、図示を省略するが、中間転写ベルト２３０に代えてドラム等からなる中間転写体を備える画像形成装置においても、中間転写体の表面に上記の無機保護層３７４を設けると共に、本実施形態のクリーニング部材３４２（クリーニングブレード３５０）の傾斜面３５０Ｃを中間転写体に接触させる構成でもよい。
【００７１】
なお、本発明の「画像形成装置」には、例えば、画像形成装置本体に対して着脱可能に形成されたプロセスカートリッジであって、感光体ドラム３１と、クリーニングブレード３５０と、クリーニングブレード３５０の支持部３５２と、を備えたプロセスカートリッジも含まれる。
【実施例】
【００７２】
次に、本実施例の画像形成装置として、水素を含む非晶質の酸化ガリウム（水素化非晶質酸化ガリウム）で構成された無機保護層３７４を備えた感光体ドラム３１を用い、クリーニング部材３４２におけるクリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの大きさを変えて、画像状態を評価した。本実施例の画像形成装置では、Ａ４サイズの用紙を２０万枚プリントした後、画像上の線スジの程度を評価した。
【００７３】
クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの大きさは、感光体ドラム３１と対向する側面３５１Ａの側が切り欠かれる長さＡと、クリーニングブレード３５０の端面３５１Ｂの側が切り欠かれる長さＢとを変えることによって、変化させた。その際、クリーニング部材３４２の設置角度（θ）を揃え、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃを感光体ドラム３１に接触させるように配置した。画像上の線スジの評価結果を図６に示す。図６では、画像上の線スジがほとんど無く、良好な場合は「○」と記載し、画像上の線スジが発生して不良の場合は「×」と記載した。
【００７４】
図６に示されるように、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの上記長さＡ、Ｂの関係は、Ａ≧Ｂのとき、画像上の線スジがほとんど発生せず、良好であることが分かる。
【００７５】
第１比較例として、有機感光体からなる感光体ドラム（無機保護層が無い感光体ドラム）を用い、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの上記長さＡ、Ｂを変えて、Ａ４サイズの用紙を２０万枚プリントした後、画像上の線スジの程度を評価した。画像上の線スジの評価結果を図７に示す。図７では、図６と同様に、画像上の線スジがほとんど無く、良好な場合は「○」と記載し、画像上の線スジが発生して不良の場合は「×」と記載した。
【００７６】
図７に示されるように、クリーニングブレード３５０をカットしない場合（Ａ＝０、Ｂ＝０で、傾斜面３５０Ｃを形成しない場合）のみ、画像上の線スジがほとんど発生せず、良好であることが確認された。すなわち、クリーニングブレード３５０に傾斜面３５０Ｃを形成すると、画像上の線スジが発生し、不良であった。これは、有機感光体からなる感光体ドラムは、無機保護層３７４を備えた感光体ドラム３１よりも表面の摩擦係数が大きく、トナー等の付着力が大きいため、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃを感光体ドラムに接触させると、線圧が足りず、クリーニング性が低下すると推定される。
【００７７】
図８には、第２比較例として、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの先端３５１Ｃ（端面３５１Ｂ側）を感光体ドラム３１に接触させた構成が示されている。第２比較例では、無機保護層３７４（図５参照）を備えた感光体ドラム３１が用いられている。図８に示されるように、表面の摩擦係数が小さい感光体ドラム３１をクリーニングする場合、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの先端３５１Ｃが感光体ドラム３１に接触すると、先端３５１Ｃ側（端面３５１Ｂ側）にトナーＴがせき止められる。このため、感光体ドラム３１のクリーニング性が良好になると考えられる。しかし、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの先端３５１Ｃ（端面３５１Ｂ側）を感光体ドラム３１に接触させるため、クリーニングブレード３５０の先端３５１Ｃの摩耗が発生する可能性がある。
【００７８】
図９には、第３比較例として、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの後端３５１Ｄ（側面３５１Ａ側）を感光体ドラム３１に接触させた構成が示されている。第３比較例では、無機保護層３７４（図５参照）を備えた感光体ドラム３１が用いられている。図９に示されるように、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの後端３５１Ｄが感光体ドラム３１に接触すると、クリーニングブレード３５０の側面３５１Ａと感光体ドラム３１との間に形成されるくさびにトナーＴが入り込む。くさびに入り込んだトナーＴがクリーニングブレード３５０を押し上げ、クリーニング性が低下すると考えられる。
【００７９】
図１０には、第４比較例として、自由状態（感光体ドラム３１に接触しない状態）で略矩形状のクリーニングブレード４００の先端角部４００Ａ（クリーニングブレード４００のカットなし）を、感光体ドラム３１に接触させた構成が示されている。図１０に示されるように、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａを感光体ドラム３１に接触させると、先端角部４００Ａと感光体ドラム３１との接触部の摺動により、先端角部４００Ａが感光体ドラム３１の回転方向に向かって反り返るニップ部４０２Ｔが生じる。すなわち、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａがニップ部４０２Ｔによりタック状態で感光体ドラム３１に接触している。
【００８０】
図１１には、第４比較例のクリーニングブレード４００の先端角部４００Ａ（カットなし）を感光体ドラム３１に接触させた構成（図１０参照）と、本実施例のクリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃ（カットあり）を感光体ドラム３１に接触させた構成（図５参照）とで、クリーニングブレード片の摩耗状態を比較したグラフが示されている。本実施例のクリーニングブレード３５０（カットあり）では、クリーニングブレード３５０の感光体ドラム３１と対向する側面３５１Ａの側が切り欠かれる長さＡを１ｍｍ、クリーニングブレード３５０の端面３５１Ｂの側が切り欠かれる長さＢを０．５ｍｍに設定する。
【００８１】
図１１に示されるように、第４比較例のクリーニングブレード４００の先端角部４００Ａ（カットなし）を感光体ドラム３１に接触させた構成（図１０参照）では、プリント枚数が多くなると、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａの急激な摩耗が発生する。
【００８２】
これに対し、図１１に示されるように、本実施例のクリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃ（カットあり）を感光体ドラム３１に腹当たり状態で接触させる構成（図５参照）では、プリント枚数が多くなっても、クリーニングブレード３５０の傾斜面３５０Ｃの急激な摩耗増加がみられず、ほぼ一定の割合で摩耗している。このため、本実施例のクリーニングブレード３５０では、クリーニングブレード４００の先端角部４００Ａ（カットなし）を感光体ドラム３１に接触させた構成に比べて、長期にわたり安定したクリーニング性が得られる。
【符号の説明】
【００８３】
１０   画像形成装置
３１   感光体ドラム（像保持体）
３４   クリーニング装置
３４２ クリーニング部材
３５０ クリーニングブレード
３５０Ｂ      先端部
３５０Ｃ      傾斜面
３５１Ａ      側面
３５１Ｂ      端面
３５２ 支持部
３７４ 無機保護層
【図１】
2016167023.tif 000003
【図２】
2016167023.tif 000004
【図３】
2016167023.tif 000005
【図４】
2016167023.tif 000006
【図５】
2016167023.tif 000007
【図６】
2016167023.tif 000008
【図７】
2016167023.tif 000009
【図８】
2016167023.tif 000010
【図９】
2016167023.tif 000011
【図１０】
2016167023.tif 000012
【図１１】
2016167023.tif 000013