(57)【要約】【課題】所望とする箇所のみを接着することができ、ブラシ糸の毛抜けの発生を抑制することができる電子写真装置用のブラシ材を提供する。【解決手段】ブラシ材は、並列に配置された複数本のブラシ糸１２と、同ブラシ糸１２と直交する方向に延びる３本の保持糸１３とで構成された略帯状をなす編布より形成されている。該ブラシ糸１２及び保持糸１３は、それぞれが複数の化学繊維を撚糸加工して束ねることにより製糸されており、ブラシ糸１２の屈曲部を根元部として、同根元部を各保持糸１３で順次編み上げることにより、ブラシ糸１２の根元部が綴じられている。そして、ブラシ糸１２の根元部及び各保持糸１３は、超音波を使用することによって互いに溶融され、熱溶着されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学繊維よりなる複数本のブラシ糸を並列に配置し、同ブラシ糸の延びる方向と交差する方向に延びる化学繊維製の保持糸で当該ブラシ糸の根元部を保持し、毛先を起毛させることによって形成され、電子写真装置内で該ブラシ糸の毛先を相手部材に接触させるようにして使用されるとともに、前記ブラシ糸と保持糸とを、超音波又は高周波を照射することにより、互いに溶融させて熱溶着したことを特徴とする電子写真装置用のブラシ材。
【請求項２】
超音波又は高周波を照射する部位は、前記ブラシ糸と保持糸の交差部分であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置用のブラシ材。
【請求項３】
前記ブラシ糸と保持糸とをそれぞれ同種の化学繊維で形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子写真装置用のブラシ材。
【請求項４】
前記ブラシ糸を屈曲させ、その屈曲部を根元部とし、同根元部を保持糸で編み上げ、綴じることによって得られた帯状をなす編布より形成され、保持糸の延びる方向において、ブラシ糸の密度が１００〜５００００本／インチ（ｉｎ）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子写真装置用のブラシ材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置内において、ブラシ糸の毛先を相手部材に接触させることにより、トナー、塵埃等の微細粉粒体のシール又はクリーニング、相手部材の帯電又は除電等を行うための電子写真装置用のブラシ材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような電子写真装置用のブラシ材として、記録用紙に帯電された静電気を除去するために電子写真装置の排紙口に設けられる除電ブラシが挙げられる。この除電ブラシは、支持体としての長板状をなす金属製の基板と、同基板の表面に接着剤を用いて貼着されたブラシ体とにより構成されている。このブラシ体は、Ｕ字状に屈曲され、複数列に配設されたブラシ糸の屈曲部を、ブラシ糸と直交する方向に延びる複数本の保持糸で編み上げ、綴じることによって得られた帯状の編布より形成されている。前記ブラシ糸は、複数本の導電性繊維を撚糸加工して製糸されたものであり、保持糸は、熱可塑性樹脂を材料として得られる熱融着糸として製糸されている。そして、ブラシ糸を保持糸で綴じた後、同保持糸に加熱処理を施すことにより、保持糸が熱溶融し、各ブラシ糸の基端部同士が熱溶着されて一体化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の除電ブラシにおいて、より多くの導電性繊維を撚糸加工することによってブラシ糸を太くしたり、ブラシ糸の密度を高めたり等した場合、高い確率でブラシ糸の毛抜けが発生するという問題があった。これは、保持糸が熱溶融することによって流動性を得た熱可塑性樹脂が、ブラシ糸を形成する導繊維同士の間、特にブラシ糸の内奥へ十分に浸透することができず、各ブラシ糸同士の熱溶着が不十分となったためである。この他にも、ブラシ糸及び保持糸に接着剤を塗布し、各糸を形成する繊維同士の間に浸透させることにより、ブラシ糸同士及びブラシ糸と保持糸を接着する方法もある。この場合、各糸を形成する繊維同士の間に接着剤が浸透しやすいように、同接着剤には浸透性の高いものが使用される。しかし、浸透性の高い接着剤を使用すると、ブラシ糸の毛先にまで接着剤が染み出し、毛先が接着されてしまうという問題があった。
【０００４】
この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、所望とする箇所のみを接着することができ、ブラシ糸の毛抜けの発生を抑制することができる電子写真装置用のブラシ材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の電子写真装置用のブラシ材の発明は、化学繊維よりなる複数本のブラシ糸を並列に配置し、同ブラシ糸の延びる方向と交差する方向に延びる化学繊維製の保持糸で当該ブラシ糸の根元部を保持し、毛先を起毛させることによって形成され、電子写真装置内で該ブラシ糸の毛先を相手部材に接触させるようにして使用されるとともに、前記ブラシ糸と保持糸とを、超音波又は高周波を照射することにより、互いに溶融させて熱溶着したことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の電子写真装置用のブラシ材の発明は、請求項１に記載の発明において、超音波又は高周波を照射する部位は、前記ブラシ糸と保持糸の交差部分であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の電子写真装置用のブラシ材の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ブラシ糸と保持糸とをそれぞれ同種の化学繊維で形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の電子写真装置用のブラシ材の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記ブラシ糸を屈曲させ、その屈曲部を根元部とし、同根元部を保持糸で編み上げ、綴じることによって得られた帯状をなす編布より形成され、保持糸の延びる方向において、ブラシ糸の密度が１００〜５００００本／インチであることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、ブラシ材１１は、並列に配置された複数本のブラシ糸１２と、同ブラシ糸１２と直交する方向に延びる３本の保持糸１３とで構成された略帯状をなす編布より形成されている。該ブラシ糸１２は、複数の化学繊維を撚糸加工して束ねることにより製糸され、それぞれが二つ折りされ、Ｕ字状をなすように屈曲されている。各保持糸１３は、それぞれが複数の化学繊維を撚糸加工して束ねることにより製糸されており、ブラシ糸１２の屈曲部（基端部）を根元部として、同根元部を各保持糸１３で順次編み上げることにより、ブラシ糸１２の根元部が綴じられている。３本の保持糸１３によって根元部が綴じられた状態のブラシ糸１２は、その先端で化学繊維が開繊されることにより、毛先が起毛されている。そして、ブラシ材１１は、電子写真装置内で該ブラシ糸１２の毛先を相手部材に接触させるようにして取り付けられ、相手部材に付着したトナー、塵埃等の微細粉粒体のシール又はクリーニング、相手部材の帯電又は除電等をするために使用される。
【００１０】
前記ブラシ糸１２の根元部及び各保持糸１３は、超音波を使用することによって互いに溶融され、熱溶着されている。従って、ブラシ糸１２及び保持糸１３に使用される化学繊維には、超音波によって溶融されやすいものが用いられている。さらに、電子写真装置内で相手部材に接触された状態とされることから、耐久性、柔軟性の高い化学繊維を用いることが好ましい。このような化学繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリスチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等のポリアミド系繊維、アクリル繊維等のような合成繊維、レーヨン繊維等の再生繊維等が挙げられる。これらの中でも、ポリオレフィン系繊維及びポリアミド系繊維は、入手が容易で超音波によって溶融されやすく、耐久性及び柔軟性も高いため好ましい。
【００１１】
この実施形態で、ブラシ糸１２には、ポリプロピレン繊維からなり、繊度が３８０デシテックス／６０フィラメントの糸を合計で６本合糸したものが使用されている。また、保持糸１３には、ナイロン繊維からなり、繊度が７８デシテックス／１７フィラメントの糸を合計で４本合糸したものが使用されている。さらに、同保持糸１３には、繊度が３３０デシテックス／２４フィラメントの低融点ナイロン製の熱融着糸が合糸されている。同保持糸１３の熱融着糸は、超音波の照射時にブラシ糸１２に対して保持糸１３が位置ずれすることを抑制するとともに、ブラシ糸１２に保持糸１３を強く溶着させるために合糸される。
【００１２】
加えて、ブラシ糸１２及び保持糸１３には、化学繊維に導電性を付与して得られた導電性繊維を用いることが好ましい。これは、ブラシ材１１を微細粉粒体のシール又はクリーニングに使用する場合、電子写真装置内で前に挙げた微細粉粒体は高い割合で静電気が帯電しており、これを効率よくシール又はクリーニングするには、同微細粉粒体から静電気を除電する必要があるためである。また、相手部材を帯電又は除電する場合にも、導電性を付与したブラシ材１１を使用することが好ましい。化学繊維に導電性を付与する方法としては、原糸段階において導電性物質を練り込む方法と、紡糸後に導電性物質を含む加工液によって繊維表面を被覆する方法とがある。この導電性物質としては、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子が挙げられる。
【００１３】
さらに、当該ブラシ材１１は、保持糸１３が溶融してブラシ糸１２の根元部を溶着するものとは異なり、ブラシ糸１２の根元部及び各保持糸１３が互いに溶融して強固に溶着されているため、ブラシ糸１２の密度を高めることが可能である。当該ブラシ材１１におけるブラシ糸１２の密度は、好ましくは保持糸１３の延びる方向で１インチ（ｉｎ）当たり１００〜５００００本、つまり１００〜５００００本／ｉｎである。同ブラシ糸１２は、密度が低いものほどその根元部を保持糸１３で強固に溶着することが可能である。しかし、ブラシ糸１２の密度が過剰に低いと、ブラシ糸１２の毛先が相手部材に十分に接触せず、ブラシ材１１はクリーニング、シール、帯電、除電等のような所望とされる機能を十分に発揮することができなくなるおそれがある。また、ブラシ糸１２の密度が１００本／ｉｎ未満の場合、超音波の照射によらずとも、従来の熱融着糸又は接着剤による接着でブラシ糸１２の根元部を十分に接合することが可能である。従って、ブラシ材１１の機能を十分に発揮させるため、ブラシ糸１２の密度の下限は、好ましくは１００本／ｉｎであり、より好ましくは５００本／ｉｎであり、さらに好ましくは１５００本／ｉｎである。
【００１４】
一方、ブラシ糸１２の密度が高ければ高いほど、ブラシ材１１はクリーニング、シール、帯電、除電等のような機能をより効果的に発揮することができ、また超音波の照射による溶着の効果も顕著にあらわれるようになる。しかし、密度が高すぎるとブラシ糸１２の根元部を保持糸１３で綴じにくくなり、ブラシ材１１の製造が困難になるとともに、ブラシ材１１が柔軟性に劣るものとなりやすくなる。従って、ブラシ材１１の機能を十分に発揮させつつ、製造を容易なものとするため、ブラシ糸１２の密度の上限は、好ましくは５００００本／ｉｎであり、より好ましくは２００００本／ｉｎであり、さらに好ましくは１００００本／ｉｎである。
【００１５】
次に、ブラシ材１１の製造方法について以下に記載する。
さて、当該ブラシ材１１は、ブラシ糸１２を波状に屈曲させ、その両側の屈曲部をそれぞれ３本の保持糸１３で順次編み上げた後、ブラシ糸１２の中間部分を切断することにより、１工程当たり２枚が製造される。このブラシ糸１２の中間部分を切断するとき、同切断箇所でブラシ糸１２を形成する繊維が開繊されることにより、各ブラシ糸１２の毛先が起毛される。その後、ブラシ糸１２と保持糸１３とが互いに溶融されて熱溶着される。
【００１６】
この熱溶着には、ホーンを介して対象箇所に周波数が２０〜４０ｋＨｚの超音波を照射する超音波ウェルダーが使用される。そして、図２（ａ），（ｂ）中に示すブラシ糸１２と保持糸１３との交差部分１４にホーンを当て、同交差部分１４を略中心として保持糸１３に超音波が照射されることにより、ブラシ糸１２と保持糸１３とが熱溶着される。
【００１７】
すなわち、同交差部分１４に超音波を照射した場合、保持糸１３を形成する各化学繊維が超音波の照射によって振動し、互いに擦れ合うことにより、それぞれの化学繊維同士の間で摩擦熱が発生する。保持糸１３は、摩擦熱によって化学繊維が加熱溶融され、互いに溶着されて一体化されることにより、繊維のほつれ、切断、毛羽立ち等のような不具合の発生を抑制される。また、保持糸１３を形成する化学繊維のうち、ブラシ糸１２に接触する、あるいは近傍に位置する一部は、溶融状態でブラシ糸１２内でこれを形成する各化学繊維間に浸透される。
【００１８】
一方、ブラシ糸１２において、同ブラシ糸１２の根元部には保持糸１３を介して超音波による振動が伝播される。このため、保持糸１３と同様に同ブラシ糸１２の根元部を形成する化学繊維が振動され、互いに擦れ合うことにより、それぞれの化学繊維同士の間で摩擦熱が発生する。そして、ブラシ糸１２の根元部は、摩擦熱によって化学繊維が加熱溶融され、互いに溶着されて一体化される。このため、ブラシ材１１を所望する大きさに切断した際、その切り口の部分でブラシ糸１２がほつれたり、切屑が抜け落ちたり、毛羽立ちが発生したり等のような不具合の発生を抑制される。
【００１９】
さらに、ブラシ糸１２の根元部を形成していた溶融状態の化学繊維は、溶融状態でブラシ糸１２内に浸透された保持糸１３の化学繊維と混じり合う。このように、ブラシ糸１２の根元部及び保持糸１３は、それぞれを形成する化学繊維が互いに混じり合った状態で固化されることにより、一体化されて熱溶着される。また、ブラシ糸１２の毛先は保持糸１３が存在しない分、根元部と比べて厚みが薄くなっている。このため、超音波ウェルダーのホーンは、ブラシ糸１２と保持糸１３との交差部分１４に当てられることから、ブラシ糸１２の毛先には接触せず、同毛先は超音波によって影響されることなく起毛状態を維持する。従って、所望とする箇所であるブラシ糸１２の根元部及び保持糸１３のみが接着されるとともに、ブラシ糸１２の根元部が保持糸１３によって綴じられた状態を保持されることにより、ブラシ糸１２の毛抜けの発生が抑制される。
【００２０】
次いで、電子写真装置内で前記ブラシ材１１を使用する一態様を説明する。
図３は、電子写真装置のトナー供給部を概念的に示した図である。当該トナー供給部は、図３中で下部に配設された箱状をなすシステムカートリッジ２２と、同システムカートリッジ２２の上方位置に配設された箱状をなすトナーカートリッジ２１とを備えている。該システムカートリッジ２２は、電子写真装置内に固定されており、図示しない内部には感光ドラム、現像部、クリーニング部等が内装されている。そして、システムカートリッジ２２は、感光ドラムの表面を帯電させ、同表面に現像部から供給されたトナーによって可視像を形成した後、トナーによる可視像を記録用紙に転写し、この後、感光ドラムの表面に残留するトナー及び電荷をクリーニング部で除去するように構成されている。
【００２１】
これらトナーカートリッジ２１及びシステムカートリッジ２２は、電子写真装置に対し図示しないスライド機構によって着脱可能に構成されている。システムカートリッジ２２の上面には開口を有するトナー供給部２３が設けられるとともに、同トナー供給部２３の一側部には長板状をなす係合板２６が突設されている。トナーカートリッジ２１の下面には、トナー供給部２３及び係合板２６とぞれぞれ対応する位置となるように、開口を有するトナー吐出部２５及び係合溝２４が設けられている。また、トナー供給部２３及びトナー吐出部２５は、それぞれ図示しないカバーにより、その開口を閉塞されている。
【００２２】
前記トナーカートリッジ２１及びシステムカートリッジ２２を電子写真装置に取付ける際、係合板２６及び係合溝２４を係合させることにより、トナー供給部２３及びトナー吐出部２５が位置合わせされる。そして、トナーカートリッジ２１及びシステムカートリッジ２２が電子写真装置に取付けられたとき、カバーが開放され、トナー供給部２３及びトナー吐出部２５が接続されてトナーカートリッジ２１からシステムカートリッジ２２へトナーが供給される。
【００２３】
このトナーカートリッジ２１からシステムカートリッジ２２へのトナーの供給時において、トナーは係合板２６の表面又は係合溝２４の内面を伝って外部へ漏出するおそれがある。このトナーの漏出を防止するため、トナーカートリッジ２１には前記ブラシ材１１が装着される。
【００２４】
すなわち、ブラシ材１１は、合計２枚が係合溝２４の延びる方向の両側部でブラシ糸１２の毛先を係合溝２４の内側へ向けるようにして貼り付けられている。そして、係合板２６の表面又は係合溝２４の内面を伝って漏出しようとするトナーがパイル糸１２内に捕集されることにより、漏出が防止される。また、２枚のブラシ材１１が上記のように貼り付けられているため、係合板２６及び係合溝２４の係合が阻害されることはない。さらに、同ブラシ材１１は、ブラシ糸１２の根元部が強固に溶着されているため、毛抜けを抑制されており、毛抜けしたブラシ糸１２がシステムカートリッジ２２内に入り込むことによる転写画像の不具合の発生が防止される。
【００２５】
前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・　実施形態のブラシ材１１は、Ｕ字状に屈曲されたブラシ糸１２の根元部を３本の保持糸１３で編み上げ、綴じることによって形成された帯状をなす編布より構成されている。同ブラシ糸１２の根元部は、保持糸１３を介して超音波が照射されることにより、保持糸１３とともに互いに溶融し、混じり合って熱溶着されることにより、保持糸１３と一体化されている。従って、ブラシ糸１２の根元部が保持糸１３によって綴じられた状態を保持されることにより、ブラシ糸１２の毛抜けの発生が抑制される。
【００２６】
・　また、超音波は、保持糸１３とブラシ糸１２との交差部分１４で保持糸１３にホーンを接触させることにより、照射されている。同交差部分１４は、ブラシ糸１２の毛先と比べて保持糸１３の太さ分だけ厚みが厚くなっており、ホーンはブラシ糸１２の毛先に接触せず、これに超音波を照射しないように構成されている。従って、ブラシ糸１２の毛先は、溶着されることなく起毛された状態を維持しており、所望とする箇所であるブラシ糸１２の根元部及び保持糸１３のみを接着することができる。
【００２７】
・　また、ブラシ糸１２と、保持糸１３とは、繊維が溶融することにより、それぞれが一体化されている。従って、ブラシ材１１を所望する大きさに切断した際、その切り口の部分でブラシ糸１２及び保持糸１３がほつれたり、切屑が抜け落ちたり、毛羽立ちが発生したり等のような不具合の発生を抑制することができる。
【００２８】
・　また、前記ブラシ糸１２の密度は、保持糸の延びる方向において１００〜５００００本／ｉｎとされている。従って、ブラシ材１１の性能を維持しつつ、ブラシ糸１２及び保持糸１３を強固に溶着することができる。
【００２９】
なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・　実施形態では、ブラシ糸１２と保持糸１３との溶着に超音波を使用したが、これに代えて高周波を使用してもよい。この高周波は、周波数が１ＭＨｚ以上の電磁波であり、対象物の原子又は分子を振動させることにより、熱を発生させる。そして、このように高周波を使用した場合にも、ブラシ糸１２と保持糸１３との溶着が可能となる。
【００３０】
・　実施形態では、ブラシ材１１を編布より構成したが、これに限らずベロア材でブラシ材を形成してもよい。このベロア材とは、織布よりなる基布にパイル糸を織り込み、基布の表面に起毛させて得られるものである。そして、基布を形成するタテ糸又はヨコ糸を保持糸とし、パイル糸をブラシ糸として、基布の裏面から超音波又は高周波を照射することにより、ブラシ糸と保持糸とを互いに溶融させ、溶着するように構成してもよい。
【００３１】
・　ブラシ材１１は、トナーカートリッジ２１に貼り付けられることに限定されず、電子写真装置内で使用されるのであれば、いずれに取り付けて使用してもよい。例えば、感光ドラムとクリーニング部との間、あるいは感光ドラムと現像部との間にブラシ材１１を取り付け、これらの間から漏出しようとするトナーをシールするように構成してもよい。他に、電子写真装置内の各部に設けられたベルト、ギア等の機器、記録用紙等を相手部材とし、これらに付着したトナー等の微細粉粒体を掻き取ったり、帯電した静電気を消去したり等するように構成してもよい。さらには、感光ドラムに接触させ、同感光ドラムの表面を帯電又は除電させるように構成してもよい。
【００３２】
・　実施形態では、ブラシ糸１２と保持糸１３とには異なる化学繊維を使用したが、例えば両糸にポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維を使用する等のように、ブラシ糸１２及び保持糸１３に同種の化学繊維を使用してもよい。このように構成した場合、ブラシ糸１２及び保持糸１３の相溶性が向上し、これらをより強固に溶着することができる。
【００３３】
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・　織布を形成するタテ糸又はヨコ糸のいずれかを保持糸とし、同織布にブラシ糸をパイル織りで織り込むことによって得られたベロア材より形成され、保持糸の延びる方向において、ブラシ糸の密度が１００〜５００００本／インチであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子写真装置用のブラシ材。このように構成した場合、ブラシ材の性能を維持しつつ、ブラシ糸及び保持糸を強固に溶着することができる。
【００３４】
・　請求項４に記載の電子写真装置用ブラシ材を製造するための製造方法であって、波状に屈曲されたブラシ糸の両側の屈曲部をそれぞれ保持糸で順次編み上げ、ブラシ糸の中間部分を切断した後、ブラシ糸と保持糸との交差部分に超音波を照射し、ブラシ糸及び保持糸を熱溶着する電子写真装置用のブラシ材の製造方法。このように構成した場合、所望とする箇所のみが接着され、ブラシ糸の毛抜けの発生が抑制された電子写真装置用のブラシ材を簡易に製造することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、所望とする箇所のみを接着することができ、ブラシ糸の毛抜けの発生を抑制することができる。
【００３６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ブラシ糸の根元部のみを確実に接着することができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、ブラシ糸及び保持糸をより強固に溶着することができる。
【００３７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、ブラシ材の性能を維持しつつ、ブラシ糸及び保持糸を強固に溶着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のブラシ材を示す正面図。
【図２】（ａ）はブラシ糸と保持糸の交差部分を示す正面図、（ｂ）はブラシ糸と保持糸の交差部分を示す断面図。
【図３】電子写真装置のトナー供給部を示す概念図。
【符号の説明】
１１…ブラシ材、１２…ブラシ糸、１３…保持糸、１４…交差部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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