JP4386696B2 - ファーブラシ、ファーブラシの製造方法、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの、用紙・ＯＨＰフィルム等のシート材に画像を形成する画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置に備え、例えば像担持体などの被クリーニング回転体をクリーニングするクリーニング装置に関する。そのようなクリーニング装置に備えるファーブラシ、およびファーブラシの製造方法に関する。ならびに、そのようなクリーニング装置と、少なくとも像担持体とを備え、画像形成装置に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、例えば帯電、書込みを行って像担持体（被クリーニング回転体）に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着して現像することにより可視像化し、その可視像化することにより形成した像担持体上のトナー画像を転写して用紙に画像を形成していた。そして、その画像転写後の用紙を、定着装置を通すことにより、未定着転写画像を用紙に定着する一方、画像転写後の像担持体を、クリーニング装置でクリーニングしていた。

この種の画像形成装置で用いるクリーニング装置には、ファーブラシとクリーニングブレードとを備えるものがあった。そして、それらのファーブラシとクリーニングブレードとを像担持体に、それぞれ所定の圧力で押し当てて、画像転写後の像担持体をクリーニングしていた。そのようなファーブラシには、アクリルやナイロン製のフィラメントを複数よりあわせ、ループ状にした毛をローラの周面に複数有するものがあった。

ところで、このような画像形成装置にあっては、画像転写後の像担持体上には、残留トナー、用紙の紙粉などが付着することが避けられない。また、例えば、ロジン、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｎａなどの用紙の微量添加物やコロナ放電等で発生する放電生成物は、像担持体表面に強固にそれぞれこびりつく。特に、後者の微量添加物や放電生成物は、除去することが困難である問題があった。

そこで、従来、上述のようなクリーニング装置を備える画像形成装置においては、像担持体表面に強固にこびりつく用紙の微量添加物や放電生成物を除去するため、ファーブラシを像担持体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てるものがあった。
特許２６１９４２４号公報（第３頁、図３）

しかし、像担持体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てると、毛のコシが強くて、個々の毛が柔軟にたわむことができず、それにより、ファーブラシが像担持体表面に均一に接触できず、像担持体表面に傷をつける問題があった。

さらに、ファーブラシが像担持体に均一に接触できないと、ムラのある摩擦帯電が発生し、像担持体表面に電位ムラが発生する場合がある。そのような場合、像担持体表面の電位が強い個所で、帯電したトナーが静電的に強固に付着して像担持体表面からはがれにくくなり、クリーニングブレードが早期に劣化する問題があった。

そこで、この発明の第１の目的は、ファーブラシを被クリーニング回転体に押し当てる押圧力を維持しつつ、ファーブラシが被クリーニング回転体表面に傷をつけることを防止し、クリーニング装置が備えるクリーニングブレードが早期に劣化することを防止することにある。

ところで、従来、例えばアクリルやナイロン製などのフィラメントを複数よりあわせた毛を有するファーブラシを用いていたが、そのようなファーブラシを長期間使用していると、フィラメントのトナー離型性が低いため、毛にトナーが固着する場合があった。そして、毛にトナーが固着すると、トナーとキャリアは静電的に引き付け合うため、図１９に示すように（図１９（Ａ）において、矢印の先端個所にキャリアがある。また、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）と同様のものであるが、判りやすくするため、キャリアを白丸で表すとともに、濃淡を変えたものである。）、毛にキャリアも固着してしまう場合があった。そして、そのように、毛にトナーとキャリアが固着した状態で、ファーブラシを像担持体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てると、像担持体の表面に傷をつける問題があった。

そこで、この発明の第２の目的は、毛に、異物が容易に付着しないようにしてトナー離型性を高くし、被クリーニング回転体表面に傷をつけることを一層確実に防止することにある。

この発明の第３の目的は、ローラの周面に毛を設けることを簡単とすることにある。

この発明の第４の目的は、ファーブラシを被クリーニング回転体に押し当てる押圧力を維持しつつ、被クリーニング回転体表面に傷をつけることを一層確実に防止することにある。

この発明の第５の目的は、ファーブラシのクリーニング性を向上することにある。

この発明の第６の目的は、被クリーニング回転体に傷をつけることを一層確実に防止することができる、ファーブラシの製造方法を提供することにある。

この発明の第７の目的は、毛に樹脂が付着する長さを容易に変更できるようにして、こしの強い個所の長さと、適度にこしの弱い個所の長さとの比率を、容易に変更可能とする、ファーブラシの製造方法を提供することにある。

この発明の第８の目的は、クリーニング性を向上したファーブラシの製造方法を提供することにある。

この発明の第９の目的は、第６から８の目的を達成した、ファーブラシを提供することにある。

この発明の第１０の目的は、上述した各目的を達成したファーブラシを備えるクリーニング装置を提供することにある。

この発明の第１１の目的は、上述した目的を達成したクリーニング装置を備えるとともに、メンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することにある。

この発明の第１２の目的は、上述した目的を達成したクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することにある。

この発明の第１３の目的は、第１１の目的を達成したプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することにある。

そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
複数のフィラメントをよりあわせ、ループ状にした毛に樹脂を付着させることでフィラメントどうしを接着させ、ローラの周面に複数設けられたループ状にした毛の先端が被クリーニング回転体に接触されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、
請求項１に記載のファーブラシにおいて、
樹脂に、対水接触角が９０°以上のものを用いてなることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、
請求項１または２に記載のファーブラシにおいて、
樹脂に、静止摩擦係数が０．１以下のものを用いてなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、
請求項１ないし３のいずれか１に記載のファーブラシにおいて、
樹脂に、フッ素系樹脂を用いてなることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、
請求項１ないし４のいずれか１に記載のファーブラシにおいて、
毛を植え付けた基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、
請求項５に記載のファーブラシにおいて、
樹脂に、粘度２００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いてなることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、
請求項５または６に記載のファーブラシにおいて、
毛の先端に樹脂を付着しないで毛の基部にのみ樹脂を含浸してなることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、
請求項７に記載のファーブラシにおいて、
含浸する樹脂の量を多くした方の腰の強い毛と、含浸する樹脂の量を少なくした方の腰の弱い毛とを混在して設けることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、
ファーブラシの製造方法において、
複数のフィラメントをよりあわせ、ループ状にした毛を帯状の基布に植え付け、その基布の裏側から毛に樹脂を含浸して樹脂を付着させることでフィラメントどうしを接着させてから、基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、
請求項９に記載のファーブラシの製造方法において、
樹脂との接触角が異なる２種類以上の繊維で織った基布に毛を植え付けて後、基布の裏側から毛に樹脂を含浸してから、基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、
請求項９に記載のファーブラシの製造方法において、
樹脂との接触角が異なる複数枚の布を組み合わせた基布に毛を植え付けて後、基布の裏側から毛に樹脂を含浸してから、基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、
請求項９に記載のファーブラシの製造方法において、
樹脂との接触角が異なる複数本の毛を基布に植え付けてから、その基布の裏側から毛に樹脂を含浸して後、基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、上述した第９の目的を達成すべく、
ファーブラシにおいて、
請求項９ないし１２のいずれか１に記載の製造方法により製造してなることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、上述した第１０の目的を達成すべく、
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または１３のいずれか１に記載のファーブラシを備えてなるクリーニング装置である、ことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、上述した第１１の目的を達成すべく、
ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て、請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなるプロセスカートリッジである、ことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、上述した第１２の目的も達成すべく、
ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て、請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなる画像形成装置である、ことを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、上述した第１３の目的も達成すべく、
請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えてなる画像形成装置である、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、個々の毛に樹脂を付着し、その樹脂でフィラメントどうしを接着してなるので、細いフィラメントを用いて毛を形成することができ、個々の毛が柔軟にたわむことを可能とするから、ファーブラシを被クリーニング回転体に均一に接触することができ、クリーニング性能を向上するとともに、ファーブラシが被クリーニング回転体に傷をつけることを防止することができる。

加えて、細いフィラメントを用いて毛を形成しても、個々の毛に樹脂を付着し、その樹脂でフィラメントどうしを接着してなるので、細いフィラメントのこしをつよくして、被クリーニング回転体に、ファーブラシを押し当てる押圧力を維持することができる。

さらに加えて、ファーブラシが被クリーニング回転体に均一に接触できるので、ファーブラシによる被クリーニング回転体への摩擦帯電を一様とし、被クリーニング回転体に電位ムラが発生することを防止できるから、被クリーニング回転体表面に、局所的に電位が強い個所をなくして、帯電したトナーが静電的に強固に付着する個所をなくし、トナーが被クリーニング回転体表面から容易にはがれるようにして、クリーニング装置が備えるクリーニングブレードが早期に劣化することを防止することができる。

加えて、個々の毛に樹脂を付着し、その樹脂でフィラメントどうしを接着してなるのみであるから、構成を簡単として、安価なファーブラシを提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、樹脂に、対水接触角が９０°以上のものを用いてなるので、毛に、異物が容易に付着しないようにしてトナー離型性を高くし、毛にトナーおよびキャリアが固着することを防止できるから、被クリーニング回転体表面に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

請求項３に係る発明によれば、樹脂に、静止摩擦係数が０．１以下のものを用いてなるので、毛に、異物が容易に付着しないようにしてトナー離型性を高くし、毛にトナーおよびキャリアが固着することを防止できるから、被クリーニング回転体表面に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、樹脂に、フッ素系樹脂を用いてなるので、毛に、異物が容易に付着しないようにしてトナー離型性を高くし、毛にトナーおよびキャリアが固着することを防止できるから、被クリーニング回転体表面に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

請求項５に係る発明によれば、毛を植え付けた基布をローラに巻き付けてなるので、基布を用いてローラの周面に毛を設けることを簡単とすることができる。

請求項６に係る発明によれば、樹脂に、粘度２００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いてなるので、基布の裏側からの樹脂の含浸を良好にでき、個々の毛に付着する樹脂の量をファーブラシ全体で均一にできるから、ファーブラシが被クリーニング回転体に一層均一に接触可能とし、クリーニング性能を一層向上するとともに、被クリーニング回転体に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

請求項７に係る発明によれば、毛の先端に樹脂を付着しないで、毛の基部にのみ樹脂を含浸してなるので、毛の基部のフィラメントにのみ樹脂を付着してこしを強くし、ファーブラシを被クリーニング回転体に押し当てる押圧力を維持しつつ、毛の先端側のこしを適度に弱くして、ファーブラシが被クリーニング回転体に一層均一に接触できるから、クリーニング性能を一層向上するとともに、被クリーニング回転体に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

請求項８に係る発明によれば、含浸する樹脂の量を多くした方の腰の強い毛と、含浸する樹脂の量を少なくした方の腰の弱い毛とを混在して設けるので、腰の強い毛で被クリーニング回転体表面を擦ったり掻きとったりして被クリーニング回転体表面から異物を除去し、腰の弱い毛で除去した異物を集めて搬送できるから、ファーブラシのクリーニング性を向上することができる。

請求項９に係る発明によれば、複数のフィラメントをよりあわせ、ループ状にした毛を帯状の基布に植え付け、その基布の裏側から毛に樹脂を含浸して樹脂を付着させることでフィラメントどうしを接着させてから、基布をローラに巻き付けてなるので、帯状とした状態の基布の裏側から毛に樹脂を含浸して、個々の毛に付着する樹脂の量をファーブラシ全体で均一にできるから、ファーブラシが被クリーニング回転体に一層均一に接触可能とし、クリーニング性能を一層向上するとともに、被クリーニング回転体に傷をつけることを一層確実に防止することができる、ファーブラシの製造方法を提供することができる。

請求項１０に係る発明によれば、樹脂との接触角が異なる２種類以上の繊維で織った基布に毛を植え付けて後、基布の裏側から毛に樹脂を含浸してから、基布をローラに巻き付けてなるので、基布を介して毛に含浸する樹脂の量が、毛を植え付けた個所によって異なるから、含浸する樹脂の量を多くした腰の強い毛と、含浸する樹脂の量を少なくした腰の弱い毛とを混在して設けるファーブラシを製造でき、それにより、クリーニング性を向上したファーブラシの製造方法を提供することができる。

請求項１１に係る発明によれば、樹脂との接触角が異なる複数枚の布を組み合わせた基布に毛を植え付けて後、基布の裏側から毛に樹脂を含浸してから、基布をローラに巻き付けてなるので、基布を介して毛に含浸する樹脂の量が、毛を植え付けた布によって異なるから、含浸する樹脂の量を多くした腰の強い毛と、含浸する樹脂の量を少なくした腰の弱い毛とを混在して設けるファーブラシを製造でき、それにより、クリーニング性を向上したファーブラシの製造方法を提供することができる。

請求項１２に係る発明によれば、樹脂との接触角が異なる複数本の毛を基布に植え付けてから、その基布の裏側から毛に樹脂を含浸して後、基布をローラに巻き付けてなるので、毛と樹脂との接触角によって樹脂の含浸量が毛によって異なることにより、含浸する樹脂の量を多くした腰の強い毛と、含浸する樹脂の量を少なくした腰の弱い毛とを混在して設けるファーブラシを製造でき、それにより、クリーニング性を向上したファーブラシの製造方法を提供することができる。

請求項１３に係る発明によれば、ファーブラシを、請求項９ないし１２のいずれか１に記載の製造方法により製造してなるので、上述した各効果を有するファーブラシを提供することができる。

請求項１４に係る発明によれば、クリーニング装置が、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または１３のいずれか１に記載のファーブラシを備えてなるから、上述した各効果を有するファーブラシを備えるクリーニング装置を提供することができる。

請求項１５に係る発明によれば、プロセスカートリッジが、ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て、請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなるから、上述した各効果を有するクリーニング装置を備えるとともにメンテナンス性を向上したプロセスカートリッジを提供することができる。

請求項１６に係る発明によれば、画像形成装置が、ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て、請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなるから、上述した効果を有するクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することができる。

請求項１７に係る発明によれば、画像形成装置が、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えてなるから、上述した各効果を有するプロセスカートリッジを備える画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態について説明する。
図１には、この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成を示す。

図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体である。図１から判るとおり、感光体（被クリーニング回転体）１０のまわりには、その上に設ける帯電装置１１から感光体１０の矢印Ａで示す回転方向に順に、右に現像装置１２、下に転写・搬送装置１３、左にクリーニング装置１５などを設ける。

そして、コピーを取るときは、公知のとおり、不図示のコンタクトガラス上に原稿をセットしてから、コピースイッチを押し、図示しない画像読取装置で原稿の画像を読み取ると同時に、感光体１０と転写・搬送装置１３間に例えば用紙などのシート材を送り込む。

一方、感光体１０は、例えば線速３３０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、その回転にともない、帯電位置ａで、表面を一様に帯電し、不図示の光書込み装置からレーザ光Ｌを照射して、書込位置ｂで表面に書き込みを行って、感光体１０上に、上記読み取った原稿画像の静電潜像を形成し、続いて現像位置ｃで、現像剤を付着して、静電潜像を可視像化したトナー画像を形成する。そして、形成したトナー画像を、上述したとおり感光体１０と転写・搬送装置１３間の転写位置ｄで、搬送したシート材上に転写する。

転写後、シート材は、静電的に付着する感光体１０から、分離爪１４により、機械的に分離して後、不図示の定着装置へ搬送してそこで転写画像を定着し、不図示の排紙部へと排出する。なお、分離爪１４に代えて、放電装置を設け、感光体から電気的に分離するようにしてもよい。

他方、画像転写後の感光体１０は、表面に残った残留トナーをクリーニング位置ｅで、クリーニング装置１５に備えるファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で除去して表面をクリーニングして後、除電位置ｆで、除電ランプ１８により除電して表面電位を初期化する。

さて、上述した現像装置１２は、上部側に現像剤収容部２１を設け、下部側に現像剤担持部２２を設けて構成する。

現像剤収容部２１には、キャリアとトナーとよりなる乾式二成分現像剤が、トナー補給部２４から補給口２５を介して補給されて、その現像剤を収容する。また、現像剤収容部２１には、現像剤を撹拌しながら現像剤担持部２２へ搬送する搬送スクリュー２３を設ける。

一方、現像剤担持部２２には、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、例えば２つの現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂなどを設ける。

現像アジテータ２８は、搬送スクリュー２３から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、撹拌ローラ２９へ搬送する。

撹拌ローラ２９は、現像アジテータ２８から搬送された現像剤を、撹拌しつつ、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。

現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂは、それぞれ内部に磁石を有し、ローラ状をしている。上に設ける現像剤担持体３０Ａは、現像剤供給量規制部材３１によって、現像剤担持体３０Ａで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。一方、下に設ける現像剤担持体３０Ｂは、上に設ける現像剤担持体３０Ａによって、現像剤担持体３０Ｂで担持する現像剤を薄層化して、感光体１０へ現像剤を供給する。

また、クリーニング装置１５には、詳しくは図２に示すように、クリーニングケース部１５ａに、感光体１０と対向して開口１５ｂを設ける。その開口１５ｂの感光体回転方向上流側にはファーブラシ１６を、感光体回転方向下流側には、クリーニングブレード１７を設ける。そして、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７で、感光体１０上の残留トナーを除去して、画像転写後の感光体１０をクリーニングする。

そのクリーニングブレード１７は、例えば細長な矩形状をし、ウレタンゴム製で、上端をブレードホルダ３４に接着して設ける。そのブレードホルダ３４は、例えば細長で、断面Ｌ字状に設け、ブラケット３５にねじ止めする。

そのブラケット３５には、例えば細長で、断面略Ｌ字状の本体部３５ａを設ける。その本体部３５ａの両端にはそれぞれ、本体部３５ａの長さ方向に対して垂直に、略矩形状の支持部３５ｂを設ける。

それらの支持部３５ｂの先端には、それぞれ軸部３５ｃを突き立てて、それらの軸部３５ｃを外向きに設ける。それらの軸部３５ｃは、複写機本体が備える側板Ｆに設けた不図示の孔にそれぞれ通して、クリーニングブレード１７を軸部３５ｃ中心に、図中矢印の方向に回動自在とする。

さて、ブラケット３５の本体部３５ａのほぼ中央には、舌片Ｊを設けて、その舌片Ｊには、バネ４３の一端を取り付ける。一方、バネ４３の他端は、複写機本体内の固定ブラケット４４に取り付けて、クリーニングブレード１７を感光体１０に所定の圧力で押し当てる。

一方、クリーニング装置１５のファーブラシ１６は、感光体１０に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てる。このとき、ファーブラシ１６に設ける毛の先端が、所定の長さ感光体１０に食い込むようにする。

また、クリーニング装置１５には、クリーニングケース部１５ａ内に、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで除去した残留トナーを、感光体１０の幅方向に搬送するコイル状のトナー搬送部材３２を備える。

さらに、この複写機には、クリーニング装置１５で回収した残留トナーを、パイプ等で形成した搬送通路を通して、スクリュ・コイル・ベルト等の搬送部材を用いたり重力を利用したりして現像装置１２の現像剤収容部２１へと戻す不図示のトナーリサイクル装置を備える。

そして、コピー時、図１に示す現像装置１２では、不図示の駆動モータを駆動し、その駆動を伝達して、搬送スクリュー２３、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂをそれぞれ回転する。

それにより、現像剤収容部２１内に収納する現像剤を撹拌し、トナーとキャリアを摩擦帯電しながら、現像剤担持部２２へと搬送する。その後、現像剤担持部２２内の現像剤を、同様に撹拌しながら、現像アジテータ２８、撹拌ローラ２９を介して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂへ搬送する。

一方、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂには、所定バイアスを印加して、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂ上に現像剤を付着する。そして、現像剤担持体３０Ａ・３０Ｂの回転とともに、それらで担持する現像剤をそれぞれ薄層化してから、その薄層化後の現像剤中のトナーを、感光体１０上に形成した静電潜像に静電的に付着し、感光体１０上に可視像化したトナー画像を形成する。

また、クリーニング装置１５では、感光体１０の矢印Ａで示す時計まわりの回転とともに、ファーブラシ１６を反時計まわりに回転し、ファーブラシ１６とクリーニングブレード１７とで、残留トナーを除去する。このとき、ファーブラシ１６は、感光体１０と接触する位置で、同方向に回転するので、クリーニングケース部１５ａ内から残留トナーが漏れることを防止しつつ、残留トナーを、保持部１５ｃ内に溜める。

その保持部１５ｃ内の残留トナーは、トナー搬送部材３２の時計まわりの回転駆動によりただちに搬送して、クリーニングケース部１５ａ内の手前側に集め、トナーリサイクル装置で現像装置１２に戻す。

なお、このような複写機において、例えば感光体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１５とをカートリッジケース内に備えて一体化し、プロセスカートリッジ４５を形成してもよい。そして、そのプロセスカートリッジ４５を、複写機装置本体１００に対して例えば正面側から出し入れして一括して着脱自在とする。

図３には、そのプロセスカートリッジ４５を複写機装置本体１００に取り付ける状態を示す。

プロセスカートリッジ４５は、図示するように、上部取手４６と手前取手４７とを持って、装置本体１００正面側から図中矢示する方向に挿入する。このプロセスカートリッジ４５の手前上部には、不図示のバネにより上方に付勢してボタン状のストッパ４８を設ける。そして、装置本体１００内にプロセスカートリッジ４５を完全に挿入したとき、そのストッパ４８を装置本体１００の前側板４９に引っ掛けて、掛け止めセットされるようにする。

図４には、プロセスカートリッジ４５を、複写機装置本体１００から取り出す状態を示す。

この図４から判るとおり、プロセスカートリッジ４５を取り出すときは、ストッパ４８に指を当ててそれを押し込み、前側板４９に対する引っ掛けを解除して後、装置本体１００から図中矢示する手前側に引き出す。

そのような複写機が備えるファーブラシ１６において、図５には、ファーブラシ１６を軸方向の一端側から見た構成を、図６には、ファーブラシ１６の周面の一部を拡大したものを、図７には、ファーブラシ１６の表面をさらに拡大したものを、図８には、ファーブラシ１６が有する毛１９を、図９には、その毛１９の１本を拡大したものを、それぞれ示す。

ファーブラシ１６は、例えば円柱状のローラ５２の両端に回転軸１６ａを設け、ローラ５２の表面には基布５３を巻き付ける。その基布５３には、例えばポリエステル、ポリプロピレン製などの毛１９を植え付ける。

また、毛１９は、図９に示すように、複数のフィラメント５４をよりあわせてループ状にし、例えば図８（Ａ）に示すようにしても良いし、図８（Ａ）のようにして後、毛１９をそれぞれ例えば２回よじって、図８（Ｂ）に示すようにしても良い。よって、ローラ５２の周面には、ループ状にした毛１９を複数設ける。

そして、このようなファーブラシ１６には、例えば、スチレンブタジエンラテックスなどの樹脂を例えばスプレーすることによって、個々の毛１９に樹脂５５を付着し、その樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着して、図１０（Ａ）、または図１０（Ｂ）に示すようにする。

よって、個々の毛１９に樹脂５５を付着し、その樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着して、毛１９のこしを強くするので、毛１９のフィラメント５４を細くすることができる。例えば１５Ｄ（デニール）のフィラメント５４を用いていたものを、例えば１０Ｄのフィラメント５４を用いることができる。したがって、そのようにフィラメント５４を細くすれば、個々の毛１９が柔軟にたわむことを可能とするから、ファーブラシ１６が感光体１０に均一に接触することができ、クリーニング性能を向上するとともに、ファーブラシ１６が感光体１０に傷をつけることを防止することができる。

なお、樹脂５５をスプレーする代りに、ファーブラシ１６を樹脂５５にどぶ漬けして、個々の毛１９に樹脂５５を付着し、その樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着しても良いし、ファーブラシ１６を樹脂５５にどぶ漬けしてから毛１９をしごいて、個々の毛１９に樹脂５５を付着し、その樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着してもよい。

また、樹脂５５に、対水接触角が９０°以上のものを用いたり、静止摩擦係数が０．１以下のものを用いたり、フッ素系のものを用いたりすれば、毛１９に異物が容易に付着しないようにしてトナー離型性を高くし、毛１９にトナーおよびキャリアが固着することを防止できるから、感光体１０表面に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

次に、ファーブラシ１６の別の例を説明する。準備として、基布５３に帯状のものを用意してから、その基布５３に、ナイロン製のものを導電化した毛１９を複数植え付ける。

その後、毛管現象を利用して、基布５３の裏側から毛１９に樹脂５５を含浸する。その樹脂５５には、フッ素系樹脂である例えば四フッ化フッ素系樹脂塗料（商品名：デュフロン４Ｆフレッシュ（日本ペイント株式会社製））を溶剤（商品名：デュフロンシンナー（日本ペイント株式会社製））で希釈したものを用いる。そのようにした樹脂５５は、例えば対水接触角が１１０°、静止摩擦係数が０．０５である。

また、基布５３の裏側から樹脂５５を含浸するとき、例えば毛１９の基部にのみ樹脂５５を含浸し、毛１９の先端に樹脂５５を付着しないようにして、図１１のようにする。そのようにした毛１９の基部を、図１２に示す。図１２より判るとおり、フィラメント５４とフィラメント５４の間隙には、樹脂５５が充填され、その樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着している。

その後、図１３に示すように、帯状の基布５３をローラ５２に巻き付けてから、図１で示したものと同様に、クリーニング装置１５のクリーニングケース部１５ａに取り付けて、ファーブラシ１６を感光体１０に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てる。

そのときのファーブラシ１６は、図１４に示すように、樹脂５５を含浸した毛１９の基部に、感光体１０が接触しないようにし、樹脂５５を付着しない毛１９の先端が、感光体１０に接触するようにする。

このようにして、毛１９を帯状の基布５３に植え付け、その基布５３の裏側から毛１９に樹脂５５を含浸してから、基布５３をローラ５２に巻き付けてなるので、個々の毛１９に付着する樹脂の量をファーブラシ１６全体で均一にできるから、ファーブラシ１６が感光体１０に一層均一に接触可能とし、クリーニング性能を一層向上するとともに、ファーブラシ１６が感光体１０に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

また、毛１９の先端に樹脂５５を付着しないで、毛１９の基部にのみ樹脂５５を含浸してなるので、毛１９の基部のフィラメント５４にのみ樹脂５５を付着して、毛１９の基部のこしを強くして、ファーブラシ１６を感光体１０に押し当てる押圧力を維持しつつ、毛１９の先端側のこしを適度に弱くして、ファーブラシ１６が感光体１０に一層均一に接触できるから、クリーニング性能を一層向上するとともに、感光体１０に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

なお、樹脂５５に、粘度２００ｍＰａ・ｓ以上のものを用いると、毛管現象を利用した基布５３の裏側からの樹脂５５の含浸が不十分となって、樹脂５５によるフィラメント５４どうしの接着が不十分となった。

そこで、樹脂５５に、粘度２００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いれば、基布５３の裏側からの樹脂５５の含浸を良好として、個々の毛１９に付着する樹脂５５の量をファーブラシ１６全体で均一にできるから、ファーブラシ１６が感光体１０に一層均一に接触可能とし、クリーニング性能を一層向上するとともに、感光体１０に傷をつけることを一層確実に防止することができる。

また、樹脂に、粘度１００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いれば、前述の効果を一層増すことができ、さらに、樹脂に、粘度２０〜５０ｍＰａ・ｓのものを用いれば、前述の効果をより一層増すことができる。

なお、上述した例では、基布５３に帯状のものを用い、その基布５３の裏側から樹脂５５を含浸して、フィラメント５４に付着し、樹脂５５でフィラメント５４どうしを接着してから、ローラ５２に巻き付けるものを説明した。しかし、この発明はそれに限られず、樹脂５５が浸透する材料で円筒状のローラを構成すれば、ローラに基布５３を巻き付けてから、円筒状のローラの内部に樹脂を入れ、そのローラを通して、基布５３の裏側から樹脂を含浸してフィラメント５４に付着し、樹脂でフィラメント５４どうしを接着してもよい。

次に、ファーブラシ１６のさらに別の例を説明する。準備として、基布５３に帯状のものを用意してから、その基布５３に、ナイロン製のものを導電化した毛１９を植え付ける。そして、樹脂５５には、水系ウレタンエラストマーと架橋剤エポキシとを混合したものを用意する。

そして、毛管現象を利用して、図１５に示すように、フィラメント５４に樹脂５５を含浸する。このとき、毛管現象により、樹脂５５が含浸する高さｈ［ｍ］は、以下の近似式になる。
ｈ＝４σ・ｃｏｓθ／｛ａ・（ρ１−ρ２）・ｄ｝

その式において、σ［Ｎ／ｍ］は、樹脂５５の表面張力を表し、θ［°］は、毛１９と樹脂５５との接触角を表し、ａ［ｍ／ｓｅｃ^２］は、そのときの樹脂５５に作用する加速度を示し、ρ１［ｋｇ／ｍ^３］は樹脂５５の密度を示し、ρ２［ｋｇ／ｍ^３］は、雰囲気の密度を示し、ｄ［ｍ］はフィラメント５４の間隔をそれぞれ示す。なお、フィラメント５４とフィラメント５４との間隙を管とみなす。

そして、例えば樹脂５５を変更して表面張力の小さい樹脂５５を用いたり、展着剤を添加したりして、樹脂５５の表面張力σを変更することにより、樹脂５５が含浸する高さを調節することができる。

また、例えばフィラメント５４をナイロン製のものからポリエチレン製のものに代えることで毛１９の表面エネルギーを変更して（ナイロンの表面エネルギーは４６×１０^−７Ｎ／ｍ、ポリエチレンの表面エネルギーは３１×１０^−７Ｎ／ｍ）、毛１９と樹脂５５との接触角θを変更（濡れ性を変更）することにより、樹脂５５が含浸する高さを調節することができる。

さらに、樹脂５５を変更して、樹脂５５の密度ρ１を変更することにより、樹脂５５が含浸する高さを調節することができる。

また、例えば１０Ｄ（デニール）のフィラメント５４を３２本用いて３２０Ｄ／３２Ｆとしていた毛１９を、５Ｄのフィラメント５４を６４本用いて３２０Ｄ／６４Ｆとして、フィラメント５４を細くしたり、毛１９の長さは同じままとして、毛１９をよじる回数を変えたりして、フィラメント５４の間隔ｄを変更することにより、樹脂５５が含浸する高さを調節することができる。

さらに、毛に樹脂を含浸するとき、雰囲気ρ２の密度を変更することにより、樹脂５５が含浸する高さを調節することができる。

また、基布５３の裏側から樹脂５５を含浸して後、その基布５３を回転部材に取り付けてから回転部材を回転して、そのときの単位時間当たりの回転数を変えたり、基布５３を板状部材に取り付けてから板状部材を鉛直方向上側、または鉛直方向下側に移動して、そのときの移動速度を変えたりして、毛１９に樹脂５５を含浸するとき、樹脂５５に作用する加速度ａを変更することにより、樹脂５５が毛１９に含浸する高さを調節することができる。

そして、それらのようにして、毛１９に含浸する樹脂５５の長さを調節し、個々の毛１９に樹脂５５を付着してから、図１３で示したものと同様に、帯状の基布５３をローラ５２に巻き付ける。その後、図１で示したものと同様に、クリーニング装置１５のクリーニングケース部１５に取り付けて、ファーブラシ１６を感光体１０に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当てる。

次に、ファーブラシ１６のさらにまた別の例を説明する。先ず、樹脂５５との接触角が異なる２種類の繊維、すなわち一の原料の繊維５７と、他の原料の繊維５８とを用意する。そして、基布５３の縦糸には一の原料の繊維５７のみを用い、基布５３の横糸には一の原料の繊維５７と他の原料の繊維５８とを幅３ｍｍ毎に変更して用い、帯状の基布５３を織る。

その後、その基布５３に毛１９を植え付けて後、基布５３の裏側から毛１９に樹脂５５を含浸してから、図１３に示すように基布５３をローラ５２に巻き付けて、図１６（Ａ）（Ｂ）に示すファーブラシ１６を構成しても良い。

このファーブラシ１６において、基布５３を介して毛１９に含浸する樹脂５５の量は、一の原料の繊維５７と他の原料の繊維５８とで編んだ個所は多く、一の原料の繊維５８のみで編んだ個所は少ない。よって、毛１９を植え付けた個所の繊維５７・５８により、樹脂５５の含浸量が異なるから、含浸する樹脂５５の量を多くした腰の強い毛１９ａと、含浸する樹脂５５の量を少なくした腰の弱い毛１９ｂとを混在して設ける。

図示例のファーブラシ１６では、帯状の基布５３の周方向に沿って、腰の強い毛を設ける個所５９と、腰の弱い毛を設ける個所６０とを交互に設けている。

このようなファーブラシ１６のクリーニング時、腰の強い毛１９ａで感光体１０表面を擦ったり掻きとったりして感光体１０表面から異物を除去し、腰の弱い毛１９ｂで除去した異物を集めて搬送できるから、ファーブラシ１６のクリーニング性を向上することができる。

なお、この例では、樹脂５５との接触角が異なる２種類の繊維５７・５８を用いて基布５３を織るものを説明したが、この発明はそれに限られず、２種類以上であれば、何種類用いても良い。

次に、ファーブラシ１６のまた別の例を説明する。先ず、樹脂５５との接触角が異なる２枚の細長い帯状の一の布６１と他の布６２を用意してから、それらの布６１・６２を組み合わせて、１枚の帯状の基布５３を構成する。

その後、その基布５３に毛１９を植え付けて後、基布５３の裏側から毛１９に樹脂５５を含浸してから、図１３に示すように基布５３をローラ５２に巻き付けて、図１７（Ａ）および（Ｂ）に示すファーブラシ１６を構成しても良い。

このファーブラシ１６において、基布５３を介して毛１９に含浸する樹脂５５の量は、一の布６１に植え付けた毛１９では多く、他の布６２に植え付けた毛１９では少ない。よって、毛１９を植え付けた布６１・６２により、樹脂５５の含浸量が異なるから、含浸する樹脂５５の量を多くした方の腰の強い毛１９ａと、含浸する樹脂５５の量を少なくした方の腰の弱い毛１９ｂとを混在して設ける。

図示例のファーブラシ１６では、ファーブラシ１６の周面に、腰の強い毛を設ける個所５９と、腰の弱い毛を設ける個所６０とをそれぞれ螺旋状に設けている。

このようなファーブラシ１６のクリーニング時、腰の強い毛１９ａで感光体１０表面を擦ったり掻きとったりして感光体１０表面から異物を除去し、腰の弱い毛１９ｂで除去した異物を集めて搬送できるから、ファーブラシ１６のクリーニング性を向上することができる。

なお、この例では、２枚の布６１・６２を組み合わせるものを説明したが、この発明はそれに限られず、２枚以上の複数枚であれば、何枚組み合わせても良い。

次に、ファーブラシ１６のさらにまた別の例を説明する。先ず、帯状の１枚の基布５３を用意してから、その基布５３に樹脂５５との接触角が異なる一の原料を用いて製造した毛１９と、他の原料を用いて製造した毛１９とを規則性を設けずに複数本ずつ植え付ける。その後、基布５３の裏側から毛１９に樹脂５５を含浸してから、図１３に示すように基布５３をローラ５２に巻き付けて、図１８（Ａ）および（Ｂ）に示すファーブラシ１６を構成しても良い。

このファーブラシ１６において、基布５３を介して毛１９に含浸する樹脂５５の量は、一の原料を用いて製造した毛１９では多く、他の原料を用いて製造した毛１９では少ない。よって、毛１９と樹脂５５との接触角により、樹脂５５の含浸量が異なるから、含浸する樹脂５５の量を多くした腰の強い毛１９ａと、含浸する樹脂５５の量を少なくした腰の弱い毛１９ｂとを混在して設ける。

そのようなファーブラシ１６は、図１８（Ａ）に示すように、黒く塗りつぶした個所に、含浸する樹脂５５の量を多くした腰の強い毛１９ａを設け、ハッチングを施した個所に、含浸する樹脂５５の量を少なくした腰の弱い毛１９ｂを設ける。

このようなファーブラシ１６のクリーニング時、腰の強い毛１９ａで感光体１０表面を擦ったり掻きとったりして感光体１０表面から異物を除去し、腰の弱い毛１９ｂで除去した異物を集めて搬送できるから、ファーブラシ１６のクリーニング性を向上することができる。

なお、上述した例では、像担持体としてドラム状の感光体１０で説明したが、この発明はそれに限られず、像担持体として、複数のローラに掛け回したベルト状のものを用いた場合にも適用し得る。

さらに、上述した例では、この発明をクリーニング装置１５に適用し、被クリーニング回転体が感光体１０である場合について説明したが、この発明はそれに限られず、帯電装置１１や転写・搬送装置１３などに適用し、被クリーニング回転体を帯電装置１１の帯電ローラや転写・搬送装置１３の転写ローラなどとすることもできる。

この発明によるレーザ複写機の要部の概略構成図である。 そのレーザ複写機が備えるクリーニング装置の概略構成図である。 そのレーザ複写機が備えるプロセスカートリッジを、複写機装置本体に取り付ける状態を示す斜視図である。 そのプロセスカートリッジを複写機装置本体から取り外す状態を示す斜視図である。 そのクリーニング装置が備えるファーブラシを一端側から見た構成図である。 そのファーブラシの周面の一部の拡大図である。 その周面をさらに拡大した拡大図である。 そのファーブラシが有する毛の拡大斜視図である。 その毛の１本の拡大図である。 そのファーブラシにおいて、個々の毛に樹脂を付着し、その樹脂でフィラメントどうしを接着した後の毛の拡大斜視図である。 そのクリーニング装置が備える別のファーブラシが有する毛の斜視図である。 その毛の断面斜視図である。 帯状の基布をローラに巻き付けることを示す説明図である。 そのファーブラシを使用するときを示す説明図である。 毛に樹脂を含浸するときを示す説明図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、ファーブラシの別の例の説明図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、ファーブラシのまた別の例の説明図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、ファーブラシのさらにまた別の例の説明図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、毛にキャリアが固着することを示す説明図である。

符号の説明

１０ 感光体（被クリーニング回転体）
１５ クリーニング装置
１６ ファーブラシ
１９ 毛
１９ａ 腰の強い毛
１９ｂ 腰の弱い毛
４５ プロセスカートリッジ
５２ ローラ
５３ 基布
５４ フィラメント
５５ 樹脂
５８ 一の原料の繊維（繊維）
５９ 他の原料の繊維（繊維）
６１ 一の布（布）
６２ 他の布（布）
１００ 複写機装置本体（画像形成装置本体）
ｈ 樹脂が含浸する高さ
σ 樹脂の表面張力
θ 毛と樹脂との接触角
ａ 樹脂を含浸するときの樹脂に作用する加速度
ρ１ 樹脂の密度
ρ２ 雰囲気の密度
ｄ フィラメントの間隔

Claims (17)

1. 複数のフィラメントをよりあわせ、ループ状にした毛に樹脂を付着させることで前記フィラメントどうしを接着させ、ローラの周面に複数設けられた前記ループ状にした毛の先端が被クリーニング回転体に接触されることを特徴とする、ファーブラシ。
2. 前記樹脂に、対水接触角が９０°以上のものを用いてなることを特徴とする、請求項１に記載のファーブラシ。
3. 前記樹脂に、静止摩擦係数が０．１以下のものを用いてなることを特徴とする、請求項１または２に記載のファーブラシ。
4. 前記樹脂に、フッ素系樹脂を用いてなることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載のファーブラシ。
5. 前記毛を植え付けた基布を前記ローラに巻き付けてなることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載のファーブラシ。
6. 前記樹脂に、粘度２００ｍＰａ・ｓ以下のものを用いてなることを特徴とする、請求項５に記載のファーブラシ。
7. 前記毛の先端に前記樹脂を付着しないで、前記毛の基部にのみ前記樹脂を含浸してなることを特徴とする、請求項５または６に記載のファーブラシ。
8. 含浸する前記樹脂の量を多くした方の腰の強い前記毛と含浸する前記樹脂の量を少なくした方の腰の弱い前記毛とを混在して設けることを特徴とする、請求項７に記載のファーブラシ。
9. 複数のフィラメントをよりあわせ、ループ状にした毛を帯状の基布に植え付け、その基布の裏側から前記毛に樹脂を含浸して樹脂を付着させることで前記フィラメントどうしを接着させてから、前記基布をローラに巻き付けてなることを特徴とする、ファーブラシの製造方法。
10. 前記樹脂との接触角が異なる２種類以上の繊維で織った前記基布に前記毛を植え付けて後、前記基布の裏側から前記毛に前記樹脂を含浸してから、前記基布を前記ローラに巻き付けてなることを特徴とする、請求項９に記載のファーブラシの製造方法。
11. 前記樹脂との接触角が異なる複数枚の布を組み合わせた前記基布に前記毛を植え付けて後、前記基布の裏側から前記毛に前記樹脂を含浸してから、前記基布を前記ローラに巻き付けてなることを特徴とする、請求項９に記載のファーブラシの製造方法。
12. 前記樹脂との接触角が異なる複数本の前記毛を前記基布に植え付けてから、その基布の裏側から前記毛に樹脂を含浸して後、前記基布を前記ローラに巻き付けてなることを特徴とする、請求項９に記載のファーブラシの製造方法。
13. 請求項９ないし１２のいずれか１に記載の製造方法により製造してなることを特徴とする、ファーブラシ。
14. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、または１３のいずれか１に記載のファーブラシを備えてなることを特徴とする、クリーニング装置。
15. 前記ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
16. 前記ファーブラシを被クリーニング回転体に押圧力４．９ｋＰａ以上で押し当て、請求項１４に記載のクリーニング装置を備えてなることを特徴とする、画像形成装置。
17. 請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えてなることを特徴とする、画像形成装置。

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