(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基布と、該基布上に起毛された化学繊維よりなる複数のパイル糸とを備えたベロア材を使用して形成され、前記パイル糸は、その基端側が基布上から外方へ滑らかな曲線又は直線を描いて延び、先端側が基端側より曲率の小さな円弧状に延び、その先端部で相手部材に接触するように構成するとともに、基布の表面からの各パイル糸の高さの差が１ｍｍ以下であることを特徴とするブラシの製造方法であって、基布と複数のパイル糸とよりなるベロア材によってブラシ本体を構成した後、予め加熱された加熱用金型に対して該ブラシ本体を摺接させるとともに、該加熱用金型は、断面形状が円弧状又はＬ字状をなすように凹設され、かつその内側面と外側面との境界部となる端部に稜線を有するように摺接凹部を備えており、この摺接凹部の端部に前記パイル糸の先端部を摺接させることにより、パイル糸の先端部を熱変形させて湾曲させ、この後、パイル糸を前記加熱用金型よりも低温の冷却用金型に接触させて冷却し、パイル糸の先端部が湾曲した状態を維持することを特徴とするブラシの製造方法。
【請求項２】
前記加熱用金型の加熱温度は８０〜２００℃である請求項１に記載のブラシの製造方法。
【請求項３】
前記冷却用金型の冷却温度は５０℃以下である請求項１又は請求項２に記載のブラシの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば画像形成装置において、帯電部内に設けられ、感光ドラム表面を帯電するための帯電ブラシ等のようなブラシの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような帯電ブラシは、金属製の丸棒よりなる支持軸に帯状をなすベロア材を螺旋状に巻き付け、接合することによってロール状をなすように形成されている。このベロア材は織布よりなる基布と、基布上に起毛するようにパイル織りされた複数本のパイル糸とから形成され、各パイル糸の先端が感光ドラム表面に接触するようになっている。これらパイル糸は感光ドラム表面に対する摺動抵抗を軽減しつつ、それぞれの先端が均一の力で摺接できるようにするため、感光ドラムの回転方向へ延びるように斜毛加工が施されている。
【０００３】
パイル糸に斜毛加工を施す際に使用される一対の金型は矩形状をなし、それぞれの表面において対応する位置には断面半円形状をなす収納凹部が凹設されている。両収納凹部は両金型を型締めしたときに位置合わせされ、型締めされた両金型内に断面円形状をなす収納部を形成するようになっている。この収納部の直径は、斜毛する前の状態で円柱状をなす帯電ブラシの直径よりも小さくなるように設定されている。
【０００４】
パイル糸に斜毛加工を施す場合には、まず、一方の金型の収納凹部内に帯電ブラシを配置した状態で他方の金型が位置合わせされて型締めされる。すると、帯電ブラシのパイル糸は、高さ方向の中間から先端までのほぼ半分が収納部の内周面に接触される。次いで、収納部内に水蒸気を送り込むとともに、帯電ブラシを所定の回転速度で回転させつつ、金型を加熱する。この操作を所定時間続けると、パイル糸はほぼ全体が湾曲されたままの状態で熱変形し、その基端から先端にかけてほぼ一定の曲率の曲線を描いて延びるように斜毛される。そして、両金型を型開きすることにより、パイル糸に斜毛加工が施された帯電ブラシが得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記帯電ブラシは、両金型を型開きする際、両金型内では斜毛された状態であったパイル糸が元の形状に近い状態まで戻ってしまう場合がある。このような場合、斜毛状態を維持できなかったパイル糸と、斜毛状態を維持しているパイル糸との間で基布表面からの高さに差を生じ、これが原因で帯電ブラシの表面に凹凸が形成されてしまう。その結果、感光ドラム表面に対するパイル糸の接触が不均一なものとなるという問題があった。
【０００６】
さらに、パイル糸が長期間に渡って感光ドラム表面に摺接された結果、その先端のみが湾曲されたり、全体の曲率が不均一となったり等するように、経時変化に伴ってパイル糸の形状及び方向が揃わなくなる場合がある。このような場合にも、各パイル糸の間で基布表面からの高さに差を生じ、帯電ブラシの表面に凹凸が形成され、感光ドラム表面に対する接触が不均一になるという問題があった。
【０００７】
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、各パイル糸の高さに差を生じにくく、ブラシ表面に凹凸が形成されることを抑制することができ、相手部材に対してパイル糸の先端を均一に接触させることができるブラシの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【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に記載のブラシの製造方法の発明は、基布と、該基布上に起毛された化学繊維よりなる複数のパイル糸とを備えたベロア材を使用して形成され、前記パイル糸は、その基端側が基布上から外方へ滑らかな曲線又は直線を描いて延び、先端側が基端側より曲率の小さな円弧状に延び、その先端部で相手部材に接触するように構成するとともに、基布の表面からの各パイル糸の高さの差が１ｍｍ以下であるブラシの製造方法において、基布と複数のパイル糸とよりなるベロア材によってブラシ本体を構成した後、予め加熱された加熱用金型に対して該ブラシ本体を摺接させるとともに、該加熱用金型は、断面形状が円弧状又はＬ字状をなすように凹設され、かつその内側面と外側面との境界部となる端部に稜線を有するように摺接凹部を備えており、この摺接凹部の端部に前記パイル糸の先端部を摺接させることにより、パイル糸の先端部を熱変形させて湾曲させ、この後、パイル糸を前記加熱用金型よりも低温の冷却用金型に接触させて冷却し、パイル糸の先端部が湾曲した状態を維持することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載のブラシの製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記加熱用金型の加熱温度は８０〜２００℃であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載のブラシの製造方法の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記冷却用金型の冷却温度は５０℃以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図２に示すように、ブラシとしての帯電ブラシ２０はアルミニウム、ステンレス鋼等の金属製の丸棒よりなる支持軸２１と、この支持軸２１の表面に接合されたベロア材としての帯状をなすパイル織物３１とにより構成されている。そして、支持軸２１の表面に接着剤を塗布し、その上にパイル織物３１を螺旋状をなすように巻回することにより帯電ブラシ２０が形成されている。
【００１４】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、パイル織物３１は、タテ糸３４及びヨコ糸３５を織り上げた織布よりなる基布３３と、その基布３３のヨコ糸３５にＵ字状に絡ませるように、パイル織りにより織り込まれた複数本のパイル糸３６とから構成されている。この基布３３を形成するタテ糸３４及びヨコ糸３５には耐久性、柔軟性の高い糸が使用され、このような糸としてはフィラメント糸、紡績糸、綿糸等が挙げられる。この実施形態ではタテ糸及びヨコ糸３５には柔軟性が高く、嵩高い紡績糸が使用されている。また、基布３３の裏面には合成樹脂製のコーティング層３７が形成され、このコーティング層３７によりパイル糸３６の根元と基布３３が接合されている。
【００１５】
前記パイル糸３６は耐久性、柔軟性が高く、耐摩耗性に優れるとともに、摺動性が良好な複数本の化学繊維を撚糸加工することにより形成されている。このような化学繊維としては、ナイロン繊維、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。その他には、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が挙げられる。
【００１６】
前に挙げた合成繊維、再生繊維及び半合成繊維は、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。特には、入手が容易であるとともに、ブラシの多様な用途に対応した性能を付与しやすいことから、前に挙げられた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い。この実施形態では、耐久性、柔軟性が高く、耐摩耗性に優れるとともに、摺動性が良好で入手が容易なナイロン繊維が用いられている。
【００１７】
また、ブラシを帯電ブラシ２０として用いる場合、パイル糸３６には化学繊維の原糸段階において、例えばニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子等のような導電性物質が練り込まれることによって導電性が付与されている。この実施形態では、導電性物質として安定した導電性を有するとともに、低コストな炭素が用いられている。なお、導電性物質を含む加工液によって化学繊維の表面を被覆することにより、化学繊維に導電性を付与してもよい。
【００１８】
加えて、パイル糸３６が化学繊維より形成されていることから、前記コーティング層３７にはスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等のラテックスコーティング剤が用いられる。さらに、パイル糸３６に導電性が付与される場合には、このようなラテックスコーティング剤に前に挙げたような導電性物質が含有されることによって、コーティング層３７にも導電性が付与される。
【００１９】
図４は画像形成装置を概念的に示した図である。画像形成装置内において相手部材としての感光ドラム１１は支軸１１ａにより回転可能に支持されている。感光ドラム１１の周囲には、上方位置から回転方向に向かって順番に帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１７及び除電部１８が配設されている。前記帯電部１２は、そのハウジング１２ａ内に上記の帯電ブラシ２０を備えるとともに、この帯電ブラシ２０は感光ドラム１１表面に接触した状態で支持軸２１により回転可能に支持されている。この支持軸２１には電極２２を介して図示されない電源が接続され、電源から給電された高圧電流が帯電ブラシ２０表面で放電されることにより感光ドラム１１が帯電されるようになっている。
【００２０】
帯電された感光ドラム１１は、露光部１３により静電潜像が形成された後、現像部１４の現像ブラシ１４ｂによりトナーが供給されて、転写部１５で相手部材としての記録用紙１６に対しトナーによる可視像を転写する。この後、感光ドラム１１においては、その表面に残留するトナーがクリーニング部１７においてクリーニングブラシ１７ｂにより除去されるとともに、感光ドラム１１上に残留する電荷が除電部１８において、図示しない除電ブラシにより消去される。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、前記帯電ブラシ２０は、回転しながら感光ドラム１１表面に各パイル糸３６の先端部を摺接させるようになっている。これらパイル糸３６は、感光ドラム１１表面に対して長時間摺接された後の先端部の形状の変化が微小なものとなるように斜毛されている。つまり、各パイル糸３６は、長時間使用した後の形状を想定し、その先端部が基端側の曲率Ｒより小さい曲率ｒの円弧状に延びるように湾曲されている。そして、長時間使用した後でもパイル糸３６の先端部は感光ドラム１１に対して均一に摺接するため、帯電ムラが防止され、良好な転写画像を得ることが可能である。
【００２２】
図１（ｂ）は、各パイル糸３６が斜毛された状態で基布３３が平面状をなすように延ばしたパイル織物３１を示す概念図である。斜毛された各パイル糸３６は、若干ではあるが先端部の曲率ｒがそれぞれ異なることにより、基布３３の表面からその頂点までの高さに差が生じる。ここで、パイル糸３６の頂点とは基布３３の表面から最も高くなっている箇所を指し、基布３３の表面から最も高い位置にあるのならば、パイル糸３６の先端に限らず、円弧状をなす先端部の中間等としてもよい。
【００２３】
例えば、図１（ｂ）中の左側に示した一方のパイル糸３６の基布３３の表面からその頂点までの高さをＨとし、右側に示した他方のパイル糸３６の頂点までの高さをｈとした場合、一方のパイル糸３６の高さＨと、他方のパイル糸３６の高さｈの差は１ｍｍ以下であり、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。各パイル糸３６の高さの差が１ｍｍより大きくなると、帯電ブラシ２０は、その表面に凹凸が形成され、各パイル糸３６の先端部を感光ドラム１１に対して均一に摺接させることができず、帯電ムラ等のような転写画像の不具合を生じてしまう。また、各パイル糸３６の高さの差は、０．１〜０．５ｍｍとすることがより好ましい。各パイル糸３６の高さの差を０．１ｍｍ未満とした場合、これ以上差を小さくしても得られる転写画像に変化はなく、むしろ、各パイル糸３６の高さの差を０．１ｍｍ未満とするために帯電ブラシ２０の製造管理が難しくなる等の不具合を生じるおそれがある。
【００２４】
上記構成よりなる帯電ブラシ２０は、斜毛される前の状態でパイル糸３６が支持軸２１の半径方向に延びることによって円柱状をなすブラシ本体２０ａに対し、斜毛加工を施すことによって製造されている。ブラシ本体２０ａに斜毛加工を施すための製造装置は、パイル糸３６を加熱し、熱変形させる加熱部と、熱変形されたパイル糸３６を冷却し、その形状を維持する冷却部とを備えている。まず、製造装置の加熱部について説明する。
【００２５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、製造装置の加熱部を構成する加熱用金型４１は、直方体状をなし、その一側面には摺接凹部４２が加熱用金型４１の長さ方向に延びるように凹設されている。前記摺接凹部４２は、断面形状が半円状をなし、その直径がブラシ本体２０ａの直径よりも小さくなっている。さらに、摺接凹部４２は、その内周面が加熱用金型４１の外側面に対してほぼ直角に形成されることにより、内周面と加熱用金型４１の外側面との境界部となる上部及び下部の端縁４２ａに稜線を有している。
【００２６】
前記加熱用金型４１は、摺接凹部４２を前方に向けた状態で所定位置に固定されるとともに、図示しない加熱装置により、所定温度に加熱されるようになっている。この所定温度は、パイル糸３６を形成する合成繊維のガラス転移温度よりも高くなるように、８０〜２００℃であることが好ましい。加熱温度が８０℃未満の場合、パイル糸３６の斜毛が充分に行われず、２００℃より高い場合、パイル糸３６の先端部だけでなく、基端部も曲率の小さな円弧状をなすように斜毛されやすい。
【００２７】
図中に２点鎖線で示すように、加熱用金型４１の両側部前方にはそれぞれ回転移動装置４３が配設されるとともに、両回転移動装置４３の間には、前記ブラシ本体２０ａが支持されている。この回転移動装置４３は、図示しない駆動機構が内装されており、ブラシ本体２０ａを一定方向に所定の回転速度で回転させながら、加熱用金型４１に対して接近及び離間させるように構成されている。この回転速度は５０〜５００ｒｐｍであることが好ましい。回転速度が５０ｒｐｍ未満の場合、パイル糸３６の斜毛が充分に行われず、５００ｒｐｍより速い場合、パイル糸３６全体が曲率の小さな円弧状をなすように斜毛されるおそれがある。
【００２８】
ブラシ本体２０ａを挟んで加熱用金型４１と対向する位置には、スプレー装置を構成するノズル４４がブラシ本体２０ａの軸線方向に沿って移動可能に配設されている。このノズル４４は、移動しながらその先端からブラシ本体２０ａに向かって水を噴霧することにより、パイル糸３６全体に水分を均一に含ませるようになっている。水の散布量はブラシ本体２０ａの外周面上において、１００ｍｍ2当たり０．００５〜０．２ｍｌに設定されることが好ましい。散布量が０．００５ｍｌ未満の場合、パイル糸３６の斜毛が充分に行われず、０．２ｍｌより多い場合、繊維が縮みやすく、そのような収縮等により繊維の物性が低下してしまう。
【００２９】
上記の加熱用金型４１、加熱装置、回転移動装置４３、ノズル４４等により製造装置の加熱部が構成されている。この加熱部において、ブラシ本体２０ａは、パイル糸３６に予め水分が含まれた状態で、加熱された加熱用金型４１の摺接凹部４２内に収容される。この状態で、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転されながら加熱用金型４１に接近されたブラシ本体２０ａは、そのパイル糸３６が摺接凹部４２の上部の端縁４２ａに衝突されつつ、その内側に巻き込まれるようになっている。そして、図５（ｂ）中の矢印方向に所定時間だけ回転されることによってパイル糸３６を形成する合成繊維が軟化し、熱変形されることによって斜毛される。このブラシ本体２０ａの回転時間は３０〜６０秒の範囲内に設定されることが好ましい。回転時間が３０秒未満の場合、パイル糸３６の斜毛が充分に行われず、６０秒より長い場合、パイル糸３６の基端部も曲率の小さな円弧状に湾曲されやすい。
【００３０】
また、前記摺接凹部４２の内周面上の底部には、その長さ方向全体に渡って収容溝４５が凹設されるとともに、この収容溝４５内にはパイル糸３６から飛散し、摺接凹部４２の内周面を伝って落ちてきた水が収容されるようになっている。そして、図７に示すように、パイル糸３６の毛先が収容溝４５内の水中を通過することにより、毛倒し作業が終了する前にパイル糸３６に含まれた水が蒸発してしまうことを防止することができる。なお、上記製造装置の加熱部においては、ノズル４４を省略して構成することも可能である。つまり、パイル糸３６は、水分が含まれていない状態で加熱用金型４１の摺接凹部４２に摺接させても斜毛することができる。
【００３１】
次いで、製造装置の冷却部について説明する。
図５（ｃ）に示すように、冷却用金型４６は円筒状をなし、その内径は前記摺接凹部４２の直径とほぼ同じ長さか又は小さくなっている。図中に二点鎖線で示すように、上記加熱部より送り出されたブラシ本体２０ａは、この冷却用金型４６に対して側方からその内部へと挿入されている。この状態でパイル糸３６の先端部は、冷却用金型４６の内径が摺接凹部４２の直径とほぼ同じ長さであることから、冷却用金型４６の内周面に接触されており、斜毛された状態から元の形状に戻ろうとするパイル糸３６の拡がりが規制されている。
【００３２】
前記冷却用金型４６は、その内面が所定温度に保たれている。この内面の温度は、パイル糸３６を形成する合成繊維のガラス転移温度以下となるように、前記加熱用金型４１の温度よりも低い温度である５０℃以下が好ましく、０〜５０℃がより好ましい。加えて、冷却用金型４６の内面の温度は、５〜３０℃であることがさらに好ましく、１０〜２０℃であることが最も好ましい。内面が５０℃より高い場合、パイル糸３６の冷却が充分に行われなくなるおそれがある。また、内面が０℃未満の場合、急激な冷却により、パイル糸３６の耐久性が低下するおそれがある。さらに、加熱部から冷却部へのブラシ本体２０ａの移動時間は３０分以内であることが好ましく、１０分以内であることがより好ましい。移動時間が３０分より長くなると、パイル糸３６が斜毛された状態から元の形状に戻りながら自然冷却され、各パイル糸３６の高さに大きな差が生じるおそれがある。
【００３３】
次に、帯電ブラシ２０の製造方法について以下に記載する。
さて、パイル糸３６を斜毛するときには、まず加熱部において、図５（ａ）に示すように、ブラシ本体２０ａが一対の回転移動装置４３の間に支持されるとともに、回転移動装置４３内の駆動装置が作動することによって、矢印方向に回転される。次いで、回転されるブラシ本体２０ａに対してノズル４４から水が噴霧され、パイル糸３６に水分が含ませられるとともに、この間に加熱装置によって加熱用金型４１が予め加熱される。そして、図５（ｂ）に示すように、両回転移動装置４３により、ブラシ本体２０ａが回転されながら加熱用金型４１に接近され、摺接凹部４２の内周面にブラシ本体２０ａのパイル糸３６を密接させる。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、摺接凹部４２の内周面の上端部に摺接されたパイル糸３６において、その基端部はブラシ本体２０ａの回転に伴い、何の障害もなくそのまま内側へと入り込む。これに対し、パイル糸３６の先端部には、摺接凹部４２の端縁４２ａに衝突してその場所に押し止められる力と、基端部に引っ張られ、摺接凹部４２内に引き込まれる力との２種類の力が加わるエッジ効果によって、特に強い力が加えられる。このエッジ効果の作用により、パイル糸３６の先端部は、クランク状に変形されるとともに、このまま摺接凹部４２の内周面に摺接され、変形されながら移動される。その後、パイル糸３６は、摺接凹部４２の内周面の底部まで移動され、図７に示すように、その先端部を収容溝４５内の水中を通過し、湿潤した状態に維持された後、摺接凹部４２内から出て、再び摺接凹部４２の内周面の上端部まで移動される。
【００３５】
上記のようにして変形されたパイル糸３６は、図６（ｂ）に示すように、摺接凹部４２の外部を移動している間にその弾性力によって元の形状に戻ろうとする。しかし、エッジ効果によりパイル糸３６の先端部には特に強い力が加わえられたことと、加熱用金型４１からの加熱により、変化された形状がある程度保持され、基端部と比較して僅かに曲がった状態とされる。このままブラシ本体２０ａを回転させ続けることにより、パイル糸３６の先端部が摺接凹部４２の端縁４２ａに複数回衝突され、ここに集中してエッジ効果による曲げ応力が加えられる。すると、図６（ｃ）に示すように、パイル糸３６は、基端側が曲率Ｒの大きい緩やかな曲線を描いて延び、その先端側が曲率ｒの小さい円弧状に延びるように変形されて、加熱部におけるブラシ本体２０ａの斜毛作業が完了する。
【００３６】
上記のように加熱部での斜毛作業が完了したブラシ本体２０ａは、このまま冷却部へと移送される。さて、移送されたブラシ本体２０ａは、まず、図５（ｃ）に示すように、冷却用金型４６の内部に側方から挿入され、パイル糸３６の先端部が冷却用金型４６の内周面に接触される。この状態で、パイル糸３６は、その弾性力によって元の形状に戻り、拡がろうとすることを防止されており、ブラシ本体２０ａは、冷却用金型４６の内部で静止された状態のまま冷却される。
【００３７】
そして、合成繊維のガラス転移温度以下となったとき、パイル糸３６は、その基端側が曲率Ｒの大きい緩やかな曲線を描いて延び、その先端側が曲率ｒの小さい円弧状に延びるように斜毛された状態で維持される。その後、冷却用金型４６の内部からブラシ本体２０ａを取り出すことにより、帯電ブラシ２０が形成される。この冷却過程の間、パイル糸３６はその先端部を冷却用金型４６の内周面に常時接触させていることから、基布３３の表面から斜毛されたパイル糸３６の頂点までの高さがほぼ均一に保たれており、これにより、各パイル糸の高さの差が１ｍｍ以下とされる。
【００３８】
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。
・  実施形態の帯電ブラシ２０は、各パイル糸３６の基布３３の表面から頂点までのそれぞれの高さの差が１ｍｍ以下となるように予め形成されている。さらに、帯電ブラシ２０を長時間使用した後の形状を想定してそのパイル糸３６の先端部が基端部と比較して曲率の小さな円弧状をなすように斜毛されることにより、長時間使用後でもパイル糸３６の先端部の形状の変化がほぼ抑制されている。このため、各パイル糸３６の高さに大きな差が生じにくく、帯電ブラシ２０の表面に凹凸が形成されることを抑制され、感光ドラム１１に対してパイル糸３６の先端部を均一に摺接させることができ、帯電ムラが防止され、良好な転写画像を得ることができる。
【００３９】
・  また、パイル糸３６をポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、フッ素繊維等の合成繊維で形成することにより、加熱時には熱変形させやすく、冷時にはその剛性により斜毛された状態を良好に維持することができる。
【００４０】
・  帯電ブラシ２０の斜毛加工において、パイル糸３６の熱変形による湾曲は、ブラシ本体２０ａを加熱用金型４１の外周面に凹設された断面半円形状をなす摺接凹部４２内に配置し、回転させることにより行われる。また、湾曲された状態のパイル糸３６の形状の維持は、円筒状をなす冷却用金型４６内にブラシ本体２０ａを挿入することにより行われる。このため、パイル糸３６を熱変形させるときには、従来例のような金型の型締め及び型開き作業を省略することができるとともに、摺接凹部４２の端縁４２ａにおけるエッジ効果によって、パイル糸３６の先端部に曲げ応力を集中して短時間で変形させることができる。また、変形されたパイル糸３６の形状を維持するときには、ブラシ本体２０ａを冷却用金型４６内に挿入するといった簡易な作業で行うことができる。このため、パイル糸３６の高さに大きな差が生ずることを抑制された帯電ブラシ２０の製造を容易かつ迅速に行うことができる。
【００４１】
・  さらに、加熱用金型４１の加熱温度を、パイル糸３６を形成する合成繊維のガラス転移温度以上の温度である８０〜２００℃に設定したことにより、パイル糸３６を効率よく湾曲させることができる。
【００４２】
・  加えて、冷却用金型４６の温度は、パイル糸３６を形成する合成繊維のガラス転移温度より低い温度である０〜５０℃に設定したことにより、熱変形されたパイル糸３６を効率よく硬化させることができる。
【００４３】
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。
・  実施形態において、冷却用金型４６内に挿入されたブラシ本体２０ａを、図示しない回転機構により、図５（ｃ）中の矢印方向、つまりは加熱部における回転方向と同じ方向に回転させてもよい。この際、回転されるブラシ本体２０ａは、パイル糸３６の先端部を冷却用金型４６の内周面に摺接させるようになっている。この状態でパイル糸３６の基端側が遠心力により引き延ばされるとともに、先端側が冷却用金型４６の内周面に摺接されることによって湾曲された状態のまま冷却される。そして、各パイル糸３６は、ほぼ均一な高さを維持したまま、その熱を冷却用金型４６に伝達させ、冷却されることにより、これを形成する合成繊維が軟化された状態から元の剛性に戻り、加熱部で斜毛された状態を維持することができる。
【００４４】
・  また、上記のようにブラシ本体２０ａを回転させる場合、冷却用金型４６の形状は、円筒状に限定されるものではなく、例えば図８に示すように半円筒状とし、その内側に断面形状が半円状をなす摺接凹部４７を設けてもよい。このように構成した場合、冷却用金型４６の摺接凹部４７の端縁４７ａにおけるエッジ効果により、パイル糸３６の先端部をより効率よく湾曲させることができる。又は、断面円弧状とし、その内側に断面形状が円弧状をなす摺接凹部を設けてもよい。あるいは、端縁に稜線を有する平板状等としてこの稜線にパイル糸３６が接触するように構成してもよい。
【００４５】
・  実施形態の加熱用金型４１又は上記のような冷却用金型４６において、摺接凹部４２，４７の端縁４２ａ，４７ａは必ずしも加熱用金型４１又は冷却用金型４６の外側面に対して直角に形成する必要はなく、摺接凹部４２，４７の内周面と加熱用金型４１又は冷却用金型４６の外側面との間に稜線を有し、パイル糸３６が衝突されたとき、その毛先に曲げ応力を集中できるものであれば、例えば３０゜、４５゜、６０゜等の鋭角、９５゜、１００゜等の鈍角に形成してもよい。
【００４６】
・  ブラシは帯電ブラシ２０のみに限定されるものではなく、例えば画像形成装置内の現像ブラシ１４ｂ、クリーニングブラシ１７ｂ、除電ブラシ、転写ブラシ等の全部としたり、又はこれらのうち少なくとも一部を組み合わせたものとしたりしてもよい。そして、ブラシが転写ブラシの場合には、転写部１５内に設けられた転写ベルト等に転写ブラシを接触させるように構成してもよい。
【００４７】
また、画像形成装置内に設けられるブラシに限らず、例えば掃除機のノズル内に設けられ、床、カーペット等に摺接されてゴミ、塵、埃等の掻き取るためのブラシ等としてもよい。なお、上記のクリーニングブラシ１７ｂ、掃除機のブラシ等のように、導電性が必ずしも必要でないブラシの場合には、パイル糸３６に導電性を付与せず、絶縁性のまま使用してもよい。パイル糸３６を絶縁性のまま使用する場合、製造コストの低減を図ることができる。
【００４８】
・  さらには、図９に示すように、パイル織物３１を支持軸２１に巻き付けることなく、そのまま帯状をなすブラシ３１ａとして構成してもよい。このような帯状をなすブラシは、例えば画像形成装置内において、現像部１４及び感光ドラム１１の間、クリーニング部１７及び感光ドラム１１の間等に形成される隙間に設けられ、このような隙間からトナー等が飛散し、漏れることを防止するシール材、サッシ等の隙間を埋め、気密性を保持するためのシール材等といった用途で使用される。
【００４９】
帯状をなすブラシ３１ａに斜毛加工を施す場合、図９に示すように、加熱用金型４１には断面横Ｌ字状をなす摺接凹部４２が凹設されたものが使用される。つまり、ブラシ３１ａは、予め加熱された加熱用金型４１に対して側方からそのパイル糸３６の先端部が摺接凹部４２の内部に収容されるように摺接される。このとき、摺接凹部４２の下部の端縁４２ａにおけるエッジ効果によって、パイル糸３６の先端部に曲げ応力が集中し、パイル糸３６は短時間で変形される。そして、パイル糸３６を熱変形させた後、この加熱用金型４１と同一形状の冷却用金型に対し、パイル糸３６を同様に摺接させることにより、パイル糸３６が湾曲された状態が維持される。
【００５０】
又は、上記加熱用金型４１及び冷却用金型を平板状に形成し、その端縁におけるエッジ効果によってパイル糸３６を熱変形させてもよい。あるいは、円筒状をなす支持体の外周面上に帯状をなすブラシ３１ａを支持体の軸線方向に延びるように固定し、実施形態と同様の製造装置を用いて斜毛加工を施してもよい。
【００５１】
さらには、上記加熱用金型４１において、摺接凹部４２の内部にパイル糸３６の全体が収容されるように構成し、摺接凹部４２の内面にパイル糸３６が接触した状態でブラシ３１ａを静止させてもよい。このようにパイル糸３６の全体が摺接凹部４２の内面に接触された状態で、ブラシ３１ａを静止した状態を維持することにより、パイル糸３６が基布３３に対して直立するように熱変形させることもできる。また、このパイル糸３６が基布３３に対して直立するように熱変形された状態を維持する場合には、加熱用金型４１と同一形状の冷却用金型を用い、上記と同様にパイル糸３６の全体が摺接凹部４２の内面に接触された状態で、ブラシ３１ａを静止した状態を維持すればよい。
【００５２】
・  加熱用金型４１に形成される摺接凹部４２の断面形状は半円形状に限定されるものではなく、中心角が１２０゜、１５０゜、２１０゜、２４０゜等の円弧状としてもよい。このように構成した場合においても、パイル糸３６の斜毛を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５３】
・  例えば、長方形状をなす金属板を幅方向の中央で湾曲させることによって断面円弧状をなす加熱用金型を形成し、その内周面を摺接凹部としてもよい。そして、このような加熱用金型を少なくとも一対形成し、ブラシ本体の周囲を取り囲むように所定間隔おきに配設するとともに、各摺接凹部内にブラシ本体を収納させ、回転させることによって斜毛加工を施してもよい。このように、加熱用金型を複数個用いた場合、ブラシ本体が一回転する間にパイル糸の先端部が各加熱用金型の摺接凹部の端縁に複数回衝突することにより、毛先に対してエッジ効果を複数回作用させることができる。加えて、加熱用金型を複数個用いた場合には、各加熱用金型の間からパイル糸に含まれる余分な水分が蒸発するため、繊維の収縮等といったパイル糸の物性の低下を抑制することができる。
【００５４】
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。
（１）  前記ベロア材は帯状をなし、このベロア材を円柱状をなす支持軸の外周面に螺旋状に巻回することによりロール状に形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラシ。このように構成した場合、各パイル糸の高さに差を生じにくく、ブラシ表面に凹凸が形成されることを抑制することができ、相手部材に対してパイル糸の先端を均一に接触させることができるロール状のブラシを得ることができる。
【００５５】
（２）  基布上に複数のパイル糸を備えるベロア材によってブラシ本体を構成した後、その断面形状がブラシ本体の直径よりも小さな直径の円弧状をなす摺接凹部を有し、かつ予め加熱された加熱用金型に対し、該ブラシ本体をそのパイル糸の先端が摺接凹部に摺触するように回転させ、パイル糸の先端部を熱変形させて湾曲させるとともに、この後、パイル糸を前記金型よりも低温の冷却用金型に接触させて冷却し、パイル糸の先端部が湾曲した状態を維持することを特徴とする（１）に記載のブラシの製造方法。このように構成した場合、各パイル糸の高さに差を生じにくく、ブラシ表面に凹凸が形成されることを抑制することができ、相手部材に対してパイル糸の先端を均一に接触させることができるロール状のブラシを容易に製造することができる。
【００５６】
（３）  前記摺接凹部はその断面形状が半円形状である（２）に記載のブラシの製造方法。このように構成した場合、毛羽が摺接凹部の内周面により長い間摺接されることから、毛倒しを効率よく行うことができる。
【００５７】
（４）  前記冷却用金型を円筒状又は半円筒状に形成することを特徴とする（２）又は（３）に記載のブラシの製造方法。このように構成した場合、パイル糸が拡がることを抑制しつつ、その先端部が湾曲した状態を良好に維持することができる。
【００５８】
（５）  前記パイル糸をポリアミド繊維、ポリエステル繊維及びポリプロピレン繊維から選ばれる少なくとも１種の合成繊維で形成するとともに、これら合成繊維に導電性を付与することを特徴とする請求項２に記載のブラシ。このように構成した場合、各パイル糸に導電性を付与することができ、ブラシを、例えば画像形成装置の帯電ブラシ、除電ブラシ等のような導電性ブラシとして用いることができる。
【００５９】
（６）  前記ブラシ本体を構成した後、そのパイル糸に水分を含ませることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれかに記載のブラシの製造方法。このように構成した場合、パイル糸の斜毛をより効率よく行うことができる。
【００６０】
【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、各パイル糸の高さに差を生じにくく、ブラシ表面に凹凸が形成されることを抑制することができ、相手部材に対してパイル糸の先端を均一に接触させることができるブラシを簡易に製造することができる。
【００６２】
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、各パイル糸を湾曲させやすくすることができる。
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、各パイル糸を湾曲させた状態を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は感光ドラム表面にパイル糸の先端部が摺接する状態を示す概念図、（ｂ）は斜毛された状態のパイル糸を示す概念図。
【図２】  支持軸にパイル織物を巻き付ける状態を示す正面図。
【図３】  （ａ）はパイル織物を正面から見た状態を示す断面図、（ｂ）はパイル織物を側面から見た状態を示す断面図。
【図４】  画像形成装置を示す概念図。
【図５】  （ａ）は製造装置においてブラシ本体に水分を含ませる状態を示す斜視図、（ｂ）は加熱用金型の摺接凹部内にブラシ本体を配置して回転させる状態を示す斜視図、（ｃ）は製造装置において冷却用金型内にブラシ本体を挿入した状態を示す斜視図。
【図６】  （ａ）はパイル糸を斜毛し始めた状態を示す概念図、（ｂ）は斜毛されている状態のパイル糸を示す概念図、（ｃ）は斜毛がほぼ終了する状態のパイル糸を示す概念図。
【図７】  収容溝内にパイル糸の先端部が浸漬される状態を示す概念図。
【図８】  別形態の冷却用金型を示す斜視図。
【図９】  別形態の加熱用金型及びブラシを示す正面図。
【符号の説明】
２０…ブラシとしての帯電ブラシ、２０ａ…ブラシ本体、３１…ベロア材としてのパイル織物、３１ａ…ブラシ、３３…基布、３６…パイル糸、４１…加熱用金型、４２…摺接凹部、４６…冷却用金型。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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