(57)【要約】【課題】  被接触部材の表面に均一にブラシ毛を接触させることができ、ブラシ性能と形状安定性及び機械的強度に優れた円筒状回転ブラシ及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の円筒状回転ブラシ１は、横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内であり、仮想中心軸を中心にスパイラル状に重なることなく巻回した帯状の可撓性復元部材２と、スパイラル状に巻回している前記可撓性復元部材２が直線状に復元するのを防止する為に、当該可撓性復元部材の表面に設けられた接着剤層３と、前記接着剤層３に植毛された複数のブラシ毛４とからなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内であり、仮想中心軸を中心にスパイラル状に重なることなく巻回した帯状の可撓性復元部材と、
スパイラル状に巻回している前記可撓性復元部材が直線状に復元するのを防止する為に、当該可撓性復元部材の表面に設けられた接着剤層と、
前記接着剤層に植毛された複数のブラシ毛とからなる円筒状回転ブラシ。
【請求項２】
前記接着剤層は導電性接着剤層であり、
前記可撓性復元部材は隙間を有して前記仮想中心軸を中心にスパイラル状に巻回しており、
前記導電性接着剤層は前記隙間にも埋入して設けられている請求項１に記載の円筒状回転ブラシ。
【請求項３】
円筒状回転ブラシの製造方法であって、
離型部材が外周面に設けられた円柱状又は円筒状部材を用意し、
横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内にある帯状の可撓性復元部材を、前記円柱状又は円筒状部材の外周面にスパイラル状に重なることなく巻き付け、
スパイラル状に巻き付けられた前記可撓性復元部材の少なくとも表面に、接着剤を塗布して接着剤塗布層を形成し、
さらに前記接着剤塗布層に複数のブラシ毛を植毛し、
前記接着剤塗布層を乾燥させて、前記可撓性復元部材が直線状に復元するのを防止する為の接着剤層を形成し、
前記円柱状又は円筒状部材を前記離型部材と共に、前記可撓性復元部材から引き抜くことにより円筒状回転ブラシを製造する円筒状回転ブラシの製造方法。
【請求項４】
前記接着剤層は導電性接着剤層であり、
前記可撓性復元部材の前記円柱状又は円筒状部材への巻き付けは隙間を設けて行われ、
前記導電性接着剤層の形成は、前記隙間を埋入する様に行われる請求項３に記載の円筒状回転ブラシの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子写真方式を採用した画像形成装置やその他の各種用途に適用することが可能な円筒状回転ブラシ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用した画像形成装置に於いては、例えば、記録媒体への転写後の感光体上に残存した残存トナーをクリーニングするためのクリーニングブラシ（回転ブラシ）が設けられている。この様なクリーニングブラシとしては、ロール状の基体に繊維からなるブラシ毛を植毛して構成されるものがある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に示す回転ブラシにおいては、チューブの外周に、多数の毛を植毛した帯状のブラシ布をスパイラル状に巻き付け、当該ブラシ布が貼り付けられたチューブの内側に、軸心周りに設けられた弾性部材を差し入れて構成される回転ブラシが開示されている。そして、特許文献１によれば、この回転ブラシを、例えば感光体ドラム等のような被接触部材に押し付けると、回転ブラシの毛だけではなく、弾性部材も弾性変形するので、回転ブラシの毛が柔軟に変形して静電潜像担持体表面に均一に接触させることができるとされている。
【０００４】
また、特許文献１には、前記回転ブラシが次の通りに作製されると開示されている。すなわち、先ずチューブの内径よりも僅かに小さな外径を有する金属シャフトを差し入れ、その後チューブを加熱して熱収縮させ、当該チューブを金属シャフトに密接させて、円筒形状に保持させる。次に、チューブに導電性接着剤を塗布してから、帯状に裁断された導電性のブラシ布をスパイラル状に巻き付ける。その後、チューブを金属シャフトから抜き取り、回転ブラシが作製される。
【０００５】
しかしながら、前記のような製造方法の場合、加熱したチューブが均一に収縮するとは限らず、チューブの厚さは不均一となる。そのため、その様なチューブ上に膜厚を制御して均一な厚さの導電性接着剤層を形成することは困難になる。その結果、導電性接着剤層上にスパイラル状に巻き付けられる導電性のブラシ布においてもブラシ毛の高さが不均一となり、当該ブラシ毛を被接触部材表面に均一に接触させることが困難になり、ブラシ性能が低下するという問題点がある。
【０００６】
また、回転ブラシの作成後は金属シャフトが抜き取られるが、その後の回転ブラシは機械的強度が弱く形状安定性に欠ける。そのため、特許文献１の回転ブラシは容易に撓み、取り扱い性に劣るという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、被接触部材の表面に均一にブラシ毛を接触させることができ、ブラシ性能と形状安定性及び機械的強度に優れた円筒状回転ブラシ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る円筒状回転ブラシは、前記課題を解決するために、横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内であり、仮想中心軸を中心にスパイラル状に重なることなく巻回した帯状の可撓性復元部材と、スパイラル状に巻回している前記可撓性復元部材が直線状に復元するのを防止する為に、当該可撓性復元部材の表面に設けられた接着剤層と、前記接着剤層に植毛された複数のブラシ毛とからなることを特徴とする。
【００１０】
前記の構成によれば、前記可撓性復元部材は仮想中心軸を中心にしてスパイラル状に巻回し、円筒形状を形成している。また、前記接着剤層は可撓性復元部材上に設けられており、可撓性復元部材が仮想中心軸を中心に円筒形状の状態を保持する様に固定している。ここで、可撓性復元部材には、その横弾性係数が３×１０２ＭＰａ以上であるので、初期の状態である直線状に復元しようとする復元力が働いている。そのため、可撓性復元部材により形成される円筒形状に繋ぎ目が存在する場合、復元力は円筒形状全体としては均等に作用せず、当該繋ぎ目部分において最も復元力が働く。その結果、円筒形状の形に歪みが生じ、長手方向に対し垂直となる方向の断面は真円度の低い円形状となる。
【００１１】
しかしながら、前記の構成においては、可撓性復元部材がスパイラル状に巻回しているため、繋ぎ目が存在せず、当該復元力は円筒形状全体としては均等に作用している。その結果、可撓性復元部材が形成する円筒形状は真円度の高い円形状となる。そして、可撓性復元部材が形成する円筒形状が真円度の高いものであると、当該可撓性復元部材上に設けられる接着剤層の厚さも均一にすることができ、さらに当該接着剤層に植毛されるブラシ毛も均一な高さにすることができる。その結果、本発明の円筒状回転ブラシを画像形成装置等に適用した場合には、被接触部材に対しブラシ毛を均一に接触させることが可能になり、ブラシ性能の向上が図れる。
【００１２】
また、前述の通り、可撓性復元部材はスパイラル状に巻回しており、形成される円筒形状においては繋ぎ目が存在しない。そのため、繋ぎ目が存在する円筒形状の場合と比較して千切れ難くなり、機械的強度に優れている。さらに、可撓性復元部材の横弾性係数を３×１０２ＭＰａ以上にするので、円筒状回転ブラシにシャフトを挿入しない状態でも撓むことがなく、形状安定性にも優れている。尚、可撓性復元部材の横弾性係数は５×１０３ＭＰａ以下としているので、スパイラル状に巻回させることが可能となっている。
【００１３】
さらに、可撓性復元部材は重なること無くスパイラル状に巻回して円筒形状を形成しているので、可撓性復元部材が一部重なり合わせながら巻回させた場合と比較して、その表面に段差が生じることがない。その結果、接着剤層の表面に凹凸が生じるのを防止し、接着剤層に植毛されるブラシ毛の高さも均一にすることが可能になる。その結果、ブラシ性能を一層向上させることができる。
【００１４】
前記構成に於いて、前記接着剤層は導電性接着剤層であり、前記可撓性復元部材は隙間を有して前記仮想中心軸を中心にスパイラル状に巻回しており、前記導電性接着剤層は前記隙間にも埋入して設けられていることが好ましい。導電性接着剤層は、スパイラル状に巻回している可撓性復元部材の隙間にも埋入しているので、円筒状回転ブラシの内部において当該導電性接着剤層が表出した状態となっている。そのため、前記の構成では円筒状回転ブラシの内部と電気的な導通性を確保することができる。
【００１５】
また、本発明に係る円筒状回転ブラシの製造方法は、前記の課題を解決する為に、円筒状回転ブラシの製造方法であって、離型部材が外周面に設けられた円柱状又は円筒状部材を用意し、横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内にある帯状の可撓性復元部材を、前記円柱状又は円筒状部材の外周面にスパイラル状に重なることなく巻き付け、スパイラル状に巻き付けられた前記可撓性復元部材の少なくとも表面に、接着剤を塗布して接着剤塗布層を形成し、さらに前記接着剤塗布層に複数のブラシ毛を植毛し、前記接着剤塗布層を乾燥させて、前記可撓性復元部材が直線状に復元するのを防止する為の接着剤層を形成し、前記円柱状又は円筒状部材を前記離型部材と共に、前記可撓性復元部材から引き抜くことにより円筒状回転ブラシを製造することを特徴とする。
【００１６】
前記の構成によれば、可撓性復元部材として横弾性係数が５×１０３ＭＰａ以下の可撓性を有するものを用いるので、前記円柱状又は円筒状部材に巻き付けることを可能にしている。また、可撓性復元部材は横弾性係数が３×１０２ＭＰａ以上の復元性を有しているため、円柱状部材等に巻き付けられても直線状に復元しようとする復元力が働く。しかし、可撓性復元部材は円柱状部材等にスパイラル状に巻き付けられるため、繋ぎ目が存在せず、当該復元力を円筒形状全体に均等に作用させることができる。その結果、より真円度の高い円筒形状を可撓性復元部材に形成させることができる。これにより、可撓性復元部材上に設けられる接着剤層の厚さを均一にし、さらに当該接着剤層に植毛されるブラシ毛も均一な高さにできるので、被接触部材に対しブラシ毛を均一に接触させることができ、ブラシ性能に優れた円筒状回転ブラシを製造することができる。
【００１７】
また、前述の通り、可撓性復元部材はスパイラル状に巻回しており、形成される円筒形状においては繋ぎ目が存在しない。そのため、繋ぎ目が存在する円筒形状の場合と比較して千切れ難くなり、機械的強度に優れた円筒状回転ブラシを製造することができる。さらに、横弾性係数３×１０２ＭＰａ以上の可撓性復元部材を用いているので、円柱状部材等を引き抜いた後においても撓むことがなく、形状安定性に優れている。尚、円柱状部材等の外周面には前記離型部材が設けられているので、可撓性復元部材から容易に引き抜くことを可能にしている。
【００１８】
さらに、可撓性復元部材の円柱状部材等への巻き付けは、当該可撓性復元部材が重なること無く行われるので、段差のない円筒形状を形成することができる。そのため、その後に形成する接着剤層の表面に凹凸が生じたり、当該接着剤層に植毛されるブラシ毛の高さが不均一になるのを防止することができる。これにより、ブラシ性能を一層向上させた円筒状回転ブラシを得ることができる。
【００１９】
また、前記の構成によれば、可撓性復元部材としては横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内のものであれば特に限定されないため、材料等に関し選択の自由度が高い。そのため、製造コストの抑制も図れる。
【００２０】
前記の構成に於いて、前記接着剤層は導電性接着剤層であり、前記可撓性復元部材の前記円柱状又は円筒状部材への巻き付けは隙間を設けて行われ、前記導電性接着剤層の形成は、前記隙間を埋入する様に行われることが好ましい。導電性接着剤層は、スパイラル状に巻回している可撓性復元部材の隙間にも埋入する様に形成されるので、内部においては導電性接着剤層が表出した状態の円筒状回転ブラシが得られる。すなわち、前記の構成においては、内部と電気的に導通可能な円筒状回転ブラシを製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、前記に説明した構成により、以下に述べるような効果を奏する。
すなわち、本発明の円筒状回転ブラシは、仮想中心軸を中心にしてスパイラル状に巻回した帯状の可撓性復元部材上に接着剤層が設けられ、さらに接着剤層にブラシ毛が植毛された構成となっており、ブラシ毛、及びブラシ毛が植毛された接着剤層は、繋ぎ目なく形成された可撓性復元部材の円筒形状により支持されている。そのため、繋ぎ目のある円筒形状により支持された回転ブラシと比較して、機械的強度に優れている。
【００２２】
また、可撓性復元部材においては、横弾性係数が３×１０２ＭＰａ以上の復元性を有するものを用いているが、前述の通り、可撓性復元部材はスパイラル状に巻き付けられているため、これにより形成される円筒形状においては繋ぎ目が存在しない。従って、繋ぎ目が存在する場合と比較して、真円度の高い円筒形状を形成させることができる。その結果、被接触部材に対しブラシ毛を均一に接触させることが可能なブラシ性能に優れた円筒状回転ブラシを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る円筒状回転ブラシを模式的に表す説明図であって、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ’線矢視拡大斜視図である。
【図２】前記円筒状回転ブラシを模式的に表す説明図であって、同図（ａ）は長手方向に対し垂直となる方向の断面図であり、同図（ｂ）はＢ−Ｂ’線矢視拡大断面図である。
【図３】前記円筒状回転ブラシの製造方法を説明するための説明図であって、同図（ａ）は離型部材が外周面に設けられた円柱状部材を表し、同図（ｂ）は円柱状部材にフィルムを巻き付ける様子を表し、同図（ｃ）は円柱状部材にフィルムがスパイラル状に巻き付けられた状態を表し、同図（ｄ）はフィルム上に接着剤層が設けられた様子を表し、同図（ｅ）は接着剤層にブラシ毛が植毛された様子を表し、同図（ｆ）は円柱状部材が離型部材と共に円筒状回転ブラシから引き抜かれる様子を表す。
【図４】前記円筒状回転ブラシを備えた電子写真方式の画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。
【図５】前記円筒状回転ブラシに、当該円筒状回転ブラシの内径よりも直径の小さいシャフトを挿入した様子を表す拡大斜視図である。
【図６】前記円筒状回転ブラシを帯電ブラシとして用いた場合の帯電時の様子を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（円筒状回転ブラシ）
本実施の形態に係る円筒状回転ブラシ１について、図１及び図２を参照しながら、以下に説明する。図１は、本実施の形態に係る円筒状回転ブラシ１を模式的に表す説明図であって、同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）はＡ−Ａ’線矢視拡大斜視図である。また、図２は前記円筒状回転ブラシ１を模式的に表す説明図であって、同図（ａ）は長手方向に対し垂直となる方向の断面図であり、同図（ｂ）はＢ−Ｂ’線矢視拡大断面図である。
【００２５】
図１（ａ）及び１（ｂ）に示すように、本実施の形態の円筒状回転ブラシ１は、仮想中心軸を中心にスパイラル状に巻回した帯状の可撓性復元部材２と、前記可撓性復元部材２が直線状に復元するのを防止する為に、当該可撓性復元部材２の表面に設けられた接着剤層３と、前記接着剤層３に植毛された複数のブラシ毛４とを少なくとも備える。
【００２６】
前記可撓性復元部材２は初期状態においては一定の幅を有した直線状であり、仮想中心軸を中心にスパイラル状に巻回して円筒形状を形成している。仮想中心軸とは、円筒状回転ブラシ１の長手方向における中心軸を意味し、当該円筒状回転ブラシ１の内部に密着したシャフトを挿入して使用する場合には、回動動作の中心となる。
【００２７】
可撓性復元部材２はスパイラル状に巻回して円筒形状を形成する程度の可撓性を有しており、かつ、当該円筒形状を保持する様に固定されないときには直線状に復元しようとする復元力を備えている。具体的には、可撓性復元部材２は横弾性係数が３×１０２ＭＰａ〜５×１０３ＭＰａの範囲内の物性を有しており、当該横弾性係数は好ましくは３．５×１０２ＭＰａ〜４×１０３ＭＰａ、より好ましくは４×１０２ＭＰａ〜３．５×１０３ＭＰａである。横弾性係数を３×１０２ＭＰａ以上にすることにより、可撓性復元部材２に対して、初期状態である直線状に復元しようとする復元力と、形状を維持しようとする剛性を付与している。この復元力は、例えば、帯状の可撓性復元部材２の対となる長辺同士を繋ぎ合わせ、又は重ね合わせて円筒形状を形成した場合、均等に働かず、繋ぎ目部分で最も大きくなる。そのため、真円度の高い円筒形状を形成するのは困難となる。しかし、本実施の形態に於いては、可撓性復元部材２をスパイラル状に巻回させて円筒形状を形成させるので、繋ぎ目を有しておらず、復元力の作用が不均一となるのを防止することができる。その結果、真円度の高い円筒形状にすることができる。また、可撓性復元部材２は剛性を有しているので、撓み等の発生も防止することができ、形状安定性にも優れている。一方、横弾性係数を５×１０３ＭＰａ以下にすることにより、前記のように可撓性復元部材２に対し、これをスパイラル状に巻回させて円筒形状を形成する程度の可撓性を付与することができる。
【００２８】
尚、横弾性係数の値は次の方法で算出した値である。すなわち、可撓性復元部材２について、室温（２５℃）下で、引張強度試験機（商品名：ＡＧ−５００Ｎ、株式会社島津製作所製）を用いて、引張荷重を変動させた時の引張応力の変化量（Ｎ／ｍ２）、及び引張荷重を変動させた時の引張ひずみの変化量を測定した。測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２（Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting）規格で規定されている引張試験に準じて行った。測定後、下記式（１）を用いてヤング率を算出した。
ヤング率＝（引張荷重を変動させた時の引張応力の変化量）/（引張荷重を変動させた時の引張ひずみの変化量）      （１）
さらに、可撓性復元部材１の構成材料に固有のポアソン比を用いて、下記式（２）により横弾性係数を算出した。
横弾性係数（せん断弾性率）＝ヤング率／（２×（１＋ポアソン比））      （２）
【００２９】
また、可撓性復元部材２は、隙間なくスパイラル状に巻回させてもよく、あるいは任意の距離で隙間を設けて巻回させてもよい。但し、可撓性復元部材２自身が重なる様にスパイラル状に巻回させるのは好ましくない。可撓性復元部材２を重なり合わせながら巻回させると、その表面に段差が生じ、ブラシ毛４の高さを均一にするのが困難になるからである。隙間を設けて可撓性復元部材２を巻回した場合、当該隙間には接着剤層３が埋入されるので、円筒形状を形成している可撓性復元部材２をより強固に保持することができる。また、後述する通り、接着剤層３として導電性接着剤層を用いた場合には、隙間部分を埋入する接着剤層が円筒状回転ブラシ１の内壁面において表出した状態となるので、円筒状回転ブラシ１の内部との電気的な導通を図ることも可能になる。
【００３０】
可撓性復元部材２の幅は特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。また、可撓性復元部材２の長さも特に限定されず、各種用途に応じて適宜設定することができる。可撓性復元部材２の巻き数は特に限定されず、当該可撓性復元部材２の幅や長さ等に応じて設定され得る。また、可撓性復元部材２の厚さは特に限定されないが、通常は２０μｍ〜２００μｍの範囲内であり、好ましくは５０μｍ〜１５０μｍ、より好ましくは８０μｍ〜１２０μｍである。可撓性復元部材の厚さを５０μｍ以上にすることにより、円筒形状を維持することができる。その一方、２００μｍ以下にすることにより、スパイラル状態に巻くことができる。
【００３１】
可撓性復元部材２としては横弾性係数が前記数値範囲内のものであれば特に限定されないため、材料等に関し選択の自由度が高い。そのため、製造コストの抑制が図れる。通常は、例えば、高分子樹脂フィルムや硬質紙材等を用いることができるが、本実施の形態はこれらに限定されるものではない。前記高分子樹脂フィルムとしては特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステルフィルムや、ナイロン等のポリアミドフィルム等が挙げられる。
【００３２】
前記接着剤層３は可撓性復元部材２上に設けられており、当該可撓性復元部材２がスパイラル状に巻回して形成している円筒形状が保持されるのを固定する機能を果たす。また、接着剤層３にブラシ毛４を植毛するための固定層としての機能も果たす。
【００３３】
接着剤層３の構成材料としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ポリウレタン、合成ゴムおよび天然ゴム等を主成分とする接着剤等により構成される。
【００３４】
また、前記接着剤層３には、これに導電性を付与するために任意の導電性材料を含有させて導電性接着剤層としてもよい。前記導電性材料としては特に限定されず、例えば、金属、カーボン（炭素）等の導電性粉末が挙げられる。さらに、前記金属の導電性粉末としては特に限定されず、例えば、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等の貴金属の粉末や、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｏ等の金属若しくはこれらの合金、又は酸化物の粉末が挙げられる。また、カーボンの導電性粉末としては特に限定されず、例えば、カーボンブラックや炭素繊維、グラファイト粒子等が挙げられる。これらの導電性材料は１種単独で、又は２種以上を併用してもよい。尚、接着剤層３に導電性材料を添加する場合の添加量としては特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。
【００３５】
前記接着剤層３の厚さとしては特に限定されず、通常は５０μｍ〜６００μｍの範囲内であり、好ましくは１００μｍ〜５００μｍ、より好ましくは１５０μｍ〜３００μｍである。接着剤層３の厚さを５０μｍ以上にすることにより、可撓性復元部材２が直線状に復元するのを防止し、良好な形状安定性が図れる。また、接着剤層３の厚さを６００μｍ以下にすることにより、ブラシ毛４を植毛した際に、いわゆる接着剤の染み上がりを防止することができる。接着剤層３の厚さが大き過ぎるとブラシ毛４を接着剤層３に植毛した際に、植毛された部分の接着剤が毛細管現象により上昇し、植毛された部分の周辺領域では接着剤層の厚みが薄くなることがある。しかしながら、接着剤層３の厚さを６００μｍ以下にすることにより、植毛されたブラシ毛４に対する染み上がりを防止することができ、塗布された接着剤の乾燥後において、接着剤層が形成されていない部分が発生するのを防止することができる。尚、ここでいう接着剤層３の厚さとは可撓性復元部材２上に設けられている部分の厚さを意味する。可撓性復元部材２が隙間を設けてスパイラル状に巻回している場合、当該隙間に接着剤層３が埋入している部分の厚さを意味するものではない。
【００３６】
前記ブラシ毛４は、直立状態で接着剤層３に植毛されている。ブラシ毛４が、いわゆる毛倒れした状態で接着剤層３に植毛されているのは好ましくない。毛倒れしていると、被接触部材に対し均一にブラシ毛４を接触させることが困難になり、ブラシ性能が低下する場合がある。
【００３７】
前記ブラシ毛４としては、特に限定されず、例えば、ナイロン（登録商標）繊維、アラミド繊維等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維、ポリアクリロニトリル繊維等のアクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維等のフッ素繊維等といった合成繊維が挙げられる。また、レーヨン繊維、キュプラ繊維等といった再生繊維、アセテート繊維、トリアセテート繊維等の酢酸セルロース繊維等といった半合成繊維等も含む。更に、麻、綿、羊毛等の天然繊維も挙げられる。更に、ブラシ毛４は、前記に例示した合成繊維、再生繊維、半合成繊維又は天然繊維のうち、それぞれ１種のみを単独で、又は少なくとも２種以上を混繊して用いてもよい。入手の容易性や、多様な用途に対応した性能を付与しやすいとの観点からは、前記合成繊維から選ばれる少なくとも１種を用いることが好ましく、具体的には、ナイロン（登録商標）樹脂等が挙げられる。
【００３８】
前記ブラシ毛４の長さは特に限定されず、用途や被接触部材とのニップ幅等を考慮して適宜設定することができる。ブラシ毛４の長さは、通常は接着剤層３に植毛されている根元部分から０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内が好ましく、０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲内がより好ましい。また、前記ブラシ毛４の太さ（直径、繊維径）は特に限定されず、用途等に応じて適宜設定することができる。例えば、ブラシ毛４の直径は、５μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、１０μｍ〜７０μｍがより好ましい。
【００３９】
ブラシ毛４の植毛密度は、５，０００〜３０，０００本／ｃｍ２が好ましく、７，０００〜２０，０００本／ｃｍ２がより好ましい。前記植毛密度を５，０００本／ｃｍ２以上にすることにより、本実施の形態の円筒状回転ブラシ１をクリーニングブラシに用いる場合には、クリーニング機能が低下するのを防止することができる。また、前記植毛密度を３０，０００本／ｃｍ２以下にすることにより、円筒状回転ブラシ１からトナーが排出されるのを容易にし、当該ブラシをリフレッシュさせることが簡便になる。その結果、円筒状回転ブラシ１の耐久性の向上が図れる。
【００４０】
前記ブラシ毛４の平面視における断面形状は特に限定されず、例えば、円形状、楕円形状、角部にアールが設けられた多角形状等が挙げられる。
【００４１】
ブラシ毛４は必要に応じて導電性を有するものであってもよい。これにより、除電装置（除電ブラシ）、転写装置（転写ブラシ）等の導電装置に好適に用いることができる。また、ブラシ毛４に給電することにより、帯電装置（帯電ブラシ）としても好適に用いることができる。本実施の形態の円筒状回転ブラシであれば、被接触部材に対し均一にブラシ毛４を接触させることができるので、帯電ブラシ又は除電ブラシに適用した場合には、感光体ドラム等の被帯電体を、均一に、すなわち緻密でムラなく帯電・除電することができる。
【００４２】
ブラシ毛４に導電性を付与する方法としては特に限定されず、例えば、前記合成繊維等の表面の少なくとも一部に金属メッキ層を設ける方法が挙げられる。前記金属メッキ層としては特に限定されず、例えば、銅メッキ層、ニッケルメッキ層、金メッキ層、銀メッキ層等が挙げられる。また、合成繊維等の表面に接着剤を介して導電性粒子を接着させる方法が挙げられる。この場合、導電性粒子としては特に限定されず、例えば、酸化スズ、酸化チタン、ケイ化モリブデン、炭化タングステン、カーボンブラック、炭素短繊維、グラファイト粒子等が挙げられる。前記接着剤としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、合成ゴムおよび天然ゴム等を主成分とする接着剤が挙げられる。また、前記導電性粒子が分散した高分子樹脂層を前記合成繊維等の表面に設ける方法等も挙げられる。前記高分子樹脂層としては、前記接着剤を主成分とするものが挙げられる。
【００４３】
（円筒状回転ブラシの製造方法）
次に、本実施の形態の円筒状回転ブラシ１の製造方法について、図３を参照しながら以下に説明する。図３は本実施の形態の円筒状回転ブラシの製造方法を説明するための説明図であって、同図（ａ）は離型部材が外周面に設けられた円柱状部材を表し、同図（ｂ）は円柱状部材にフィルムを巻き付ける様子を表し、同図（ｃ）は円柱状部材にフィルムがスパイラル状に巻き付けられた状態を表し、同図（ｄ）はフィルム上に接着剤層が設けられた様子を表し、同図（ｅ）は接着剤層にブラシ毛が植毛された様子を表し、同図（ｆ）は円柱状部材が離型部材と共に円筒状回転ブラシから引き抜かれる様子を表す。
【００４４】
図３（ａ）に示すように、先ず、離型部材１２が外周面に設けられた円柱状部材１１を用意する。離型部材１２を外周面に設けることにより後述の通り、円柱状部材１１を円筒状回転ブラシ１から引き抜く際に、作業を容易にすることができる。また、離型部材１２は円柱状部材１１の外周面の全面に設けるのが好ましい。これにより、接着剤層３と円柱状部材１１とが接触するのを防止し、最後に円柱状部材１１が引き抜けなくなるのを防止することができる（詳細については後述する）。前記離型部材１２としては特に限定されず、例えば、帯状の離型シートがスパイラル状に隙間なく巻回されたものが好ましい。そのような離型シートとしては特に限定されず、例えばオピュラン（三井化学東セロ株式会社製）等が挙げられる。離型シートの幅や円柱状部材１１に対する巻き数等については特に限定されず、適宜設定することができる。また、離型シートをスパイラル状に巻きつける場合、当該離型シートが一部重なった状態で円柱状部材１１に巻き付けられると、接着剤層３の表面に段差が生じる場合があるので好ましくない。
【００４５】
前記円柱状部材１１としては特に限定されず、例えば、金属シャフト等が挙げられる。また、円柱状部材１１の直径及び長さについては、円筒状回転ブラシ１のサイズに応じて適宜設定することができる。尚、本実施の形態に於いては、円柱状部材１１に代えて、円筒状部材を用いてもよい。
【００４６】
次に、図３（ｂ）に示すように、円柱状部材１１の離型部材１２上にスパイラル状に可撓性復元部材２を巻き付ける。このとき可撓性復元部材２は、その一部が重なる様にして巻き付けるのは好ましくない。同図（ｂ）に示すように、隙間１３を設けて離型部材１２上に巻き付けるのが好ましい。巻き数については、可撓性復元部材２の幅や巻き角度に応じて適宜設定することができる。尚、前記巻き角度とは、円柱状部材１１の軸芯に平行な当該円柱状部材１１の外周面上の直線と可撓性復元部材２がなす鋭角の角度をいう。
【００４７】
続いて、図３（ｃ）に示すように、可撓性復元部材２上に接着剤層３の構成材料である接着剤を塗布して、接着剤塗布層１４を形成する。このとき接着剤の塗布は、前記隙間１３が存在する場合は当該隙間を接着剤が埋入する様にして行う。これにより、表面に凹凸のない接着剤層３の形成を可能にする。
【００４８】
さらに、図３（ｄ）に示すように、接着剤の接着剤塗布層１４にブラシ毛４の植毛を行う。植毛の方法については特に限定されず、静電植毛や、歯ブラシ等に見られる機械的な植毛によるものなどが挙げられる。静電植毛の場合、例えば、平板状の一対の電極間に直流高電圧を印加し、一方の電極上にブラシ毛４をおいて帯電させる。また、円柱状部材１１は一対の電極間に接地され、かつ、電気的に接地しておく。これにより、電極間に生じた電界中でブラシ毛４を電界中の電気力線の方向に沿って飛翔させ、ブラシ毛４を接着剤塗布層１４に直立した状態で植設させる。その後、接着剤の接着剤塗布層１４を任意の乾燥条件で乾燥させて接着剤層３を形成する。
【００４９】
最後に、離型部材１２を備えた円柱状部材１１を引き抜き、本実施の形態の円筒状回転ブラシを作製する。尚、得られた円筒状回転ブラシにおいては、必要に応じてその両端を、その長手方向に対して垂直な面となる様に切断してもよい。また、ブラシ毛４の製造方法としては特に限定されず、従来公知の方法を採用することができる。具体的には、例えばノズルを用いた溶融紡糸法により作製することができる。
【００５０】
（画像形成装置）
本実施の形態に係る円筒状回転ブラシ１は、各種の用途に好適に用いることができる。例えば、円筒状回転ブラシ１は電荷制御性に優れているため、電子写真方式の画像形成装置用のクリーニングブラシとして用いることができる。また、円筒状回転ブラシ１は、帯電ブラシや除電ブラシ、転写ブラシ等の導電装置にも適用可能である。
【００５１】
本実施の形態の円筒状回転ブラシ１をクリーニングブラシとして電子写真方式の画像形成装置に適用した場合は、次の様に用いることができる。図４は、本実施の形態の円筒状回転ブラシ１を備えた画像形成装置における画像形成部の構造を模式的に示す正面図である。尚、画像形成装置は、当該画像形成装置が備えるスキャナにて読み込まれたデータや、画像形成装置に接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置）からのデータを画像として出力するものである。
【００５２】
図４に示すように、画像形成部４０は、感光体ドラム４１と、帯電装置４２と、露光装置４３と、現像装置５３と、転写ロール４４と、搬送ベルト４５と、帯電制御装置４７ととを少なくとも備えている。感光体ドラム４１の周囲には、回転方向に沿って、帯電装置４２、露光装置４３、現像装置５３、転写ロール４４、搬送ベルト４５、帯電制御装置４７がこの順序で配置された構成となっている。
【００５３】
感光体ドラム４１は、画像形成装置における静電潜像担持体および感光体となるものであり、円柱形状を有している。
【００５４】
帯電装置４２は、感光体ドラム４１と物理的に接触して、感光体ドラム４１の表面を一様に所定の電位まで帯電させるためのものである。帯電装置４２は、帯電ブラシからなり、感光体ドラム４１と互いの回転軸を平行にして隣接対向して設置されている。
【００５５】
露光装置４３は、帯電装置４２によって帯電された感光体ドラム４１の表面を、例えばパーソナルコンピュータ等の画像処理装置からのデータに基づき、レーザー光等により露光して、感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成させるためのものである。露光装置４３として、例えば半導体レーザーや発光ダイオードを用いることができる。
【００５６】
現像装置５３は、感光体ドラム４１の表面にトナーを供給し、感光体ドラム４１の表面に形成された静電潜像をトナー像として顕像化するつまり現像するためのものである。現像装置５３では、トナー供給ロール５４にて現像ロール５５にトナーが一定厚さに供給され、この現像ロール５５が感光体ドラム４１に当接することにより、感光体ドラム４１の表面にトナーが供給される。
【００５７】
搬送ベルト４５は、感光体ドラム４１の表面にトナー像が形成された後に、記録媒体４６を感光体ドラム４１に運搬する。
【００５８】
転写ロール４４は、感光体ドラム４１の表面のトナー像を、転写材である記録媒体４６に転写するためのものであり、板金の面方向と記録媒体４６の面方向とを平行にして、搬送ベルト４５を間に挟んで感光体ドラム４１と隣接対向するように設置されている。尚、記録媒体４６は、例えば用紙、ＯＨＰ等である。転写ロール４４は、例えば、ウレタンゴムロールからなっている。
【００５９】
帯電制御装置４７は、転写後の感光体ドラム４１の残存している正極性および負極性の残存トナーを例えば全てが負極性になるように帯電制御している。尚、帯電制御装置４７は省略することも可能である。
【００６０】
クリーニング装置５０は、円筒状回転ブラシ１を備えており、感光体ドラム１の表面に残留したトナーや紙粉等の付着物を除去する。クリーニング装置５０は、円筒状回転ブラシ１の他に、さらに円筒状回転ブラシ１に接触する導電ローラ５１と、この導電ローラ５１に摺察する清掃部材５２とを備えている。円筒状回転ブラシ１は、回転自在のシャフト３１の周囲に螺旋状に巻回されており、前記感光体ドラム４１の回転軸方向とシャフト３１の回転軸方向とを互いに平行にして、感光体ドラム４１に対向するように隣接して設置されている。導電ローラ５１は、例えば正極性に帯電されており、円筒状回転ブラシ１の先端にて吸着した負極性の残存トナーを吸着するものである。清掃部材５２は、導電ローラ５１に摺察することにより、導電ローラ５１に吸着された残存トナーを除去するものである。尚、このクリーニング装置５０は一例であり、例えば、導電ローラ５１及び清掃部材５２を省略することもできる。
【００６１】
ここで、前記シャフト３１としては特に限定されず、金属製のシャフトや樹脂等が挙げられる。また、中心に金属製のシャフトを有しその外周面にスポンジ等の弾性体を設けたものを用いてもよい。さらに、円筒状回転ブラシ１はシャフト３１に密着させる場合に限定されるものではなく、図５に示すように、円筒状回転ブラシ１の内径に比べて、直径が小さいシャフト３２を用いてもよい。円筒状回転ブラシ１をシャフト３１に密着させた状態で使用を続けると、円筒状回転ブラシ１に凹凸が生じる場合がある。しかし、シャフトの外周面に弾性体を設けたものや、直径が小さいシャフト３２を用いた場合には、使用を続けてもそのような凹凸が生じるのを防止することができ、ブラシ性能の低下を抑制することができる。
【００６２】
直径が小さいシャフト３２の場合、円筒状回転ブラシ１を前記帯電ブラシとして用いると、図６に示すように、帯電時に直流電源から円筒状回転ブラシ１に帯電電圧を印加することにより、円筒状回転ブラシ１は静電気力のみ、又は静電気力と自重のみで感光体ドラム４１に吸着し、撓んだ状態で感光体ドラム４１の表面に接触する。この状態で円筒状回転ブラシ１と感光体ドラム４１との接触部の隙間で近接放電が生じて感光体ドラム４１の表面を予め決められた電位に帯電させることができる。
【００６３】
前記構成の画像形成装置においては、次の様な画像形成の動作を行う。
すなわち、前記感光体ドラム４１の表面は、帯電装置４２によって均一に帯電される。表面が帯電された感光体ドラム４１は、露光装置４３によって、データに基づき露光され、感光体ドラム４１の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置５３の現像ロール５５により、感光体ドラム４１の表面にトナーが供給され、感光体ドラム４１の表面の静電潜像が、現像されて顕像化される。続いて、搬送ベルト４５によって記録媒体４６が感光体ドラム４１へ運搬され、転写ロール４４によって、感光体ドラム４１の表面のトナー像が、記録媒体４６に転写される。そして、転写後の感光体ドラム４１は、残留したトナーや紙粉等が、帯電制御装置４７により負極性又は正極性に帯電制御された後、円筒状回転ブラシ１によって除去される。このようなサイクルで画像形成は行われる。
【００６４】
尚、本実施の形態に係る円筒状回転ブラシ１は、電子写真機以外の用途にも適用可能である。具体的には、例えば、掃除機、半導体の清掃工程等のクリーニング用途においても、クリーニング対象の除去性能に優れたクリーニングブラシを提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  円筒状回転ブラシ
２  可撓性復元部材
３  接着剤層
４  ブラシ毛
１１  円柱状部材
１２  離型部材
１３  隙間
１４  接着剤塗布層
３１、３２  シャフト
４０  画像形成部
４１  感光体ドラム
４２  帯電装置
４３  露光装置
４４  転写ロール
４５  搬送ベルト
４６  記録媒体
４７  帯電制御装置
５０  クリーニング装置
５１  導電ローラ
５２  清掃部材
５３  現像装置
５４  トナー供給ロール
５５  現像ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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