JPH02189824A

JPH02189824A - 電気装置及びこれを用いた機械

Info

Publication number: JPH02189824A
Application number: JP29378889A
Authority: JP
Inventors: Joseph A Swift; エイスウィフトジョセフ; Stanley J Wallace; スタンリー　ジェイ　ウォーリス; John E Courtney; ジョン　イー　コートニー; Wilbur M Peck; ウィルバー　エム　ペック
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1990-07-25
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: DE68919187D1; DE68919187T2; EP0369772A3; JPH0711702B2; EP0369772B1; EP0369772A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電流を流すコネクタ、スイッチ、及びセンサ
ー等の電気装置に関する。本発明は、特に、適切に作動
するためにこの種の電気装置を必要とする色々な種類の
機械その他の用途に有益な電気装置に関する。より詳し
く言えば、該電気装置は２個の接点素子を有し、その内
の少なくとも１個は、ポリマー・マトリックス中に複数
の小直径の導電性繊維を有する「引き抜き加工された」
（ｐｕ　Ｉ　ｔｒｕｄｅｄ）複合部材であり、該繊維は
該部材の軸方向に平行な方向に配向され、該部材の一端
部から他端部まで連続して伸びている。この様な電気装
置を使用する代表的な機械は静電または複写である。

（従来技術とその問題点）現在−船釣に使われている静電印刷または複写機械にお
いては、絶縁性の光導電部材が普通は−様な電位に帯電
され、その後、複写するべき原稿の光像に露光される。

この露光により、光導電面の露光された区域又は背景区
域が放電され、原稿に含まれている光像に対応する静電
潜像が該部材に生じる。また、光ビームを変調し、これ
を使って、帯電された光導電面の一部から選択的に放電
させて、そこに所望の情報を記録することも出来る。普
通、斯かるシステムはレーザービームを使用する。その
後、光導電面上の静電潜像は、トナーと称する現像粉末
剤で該像を現像することにより目に見える様にされる。

殆どの現像システムは、帯電されたキャリヤ粒子と、該
キャリヤ粒子に摩擦電気的に付着する帯電されたトナー
粒子との両方から成る現像剤を利用する。現像時にトナ
ー粒子は光導電区域の像領域の帯電パターンによりキャ
リヤ粒子から引き付けられて、該光導電区域に粒子像を
形成する。その後、このトナー像は複写用紙等の支持面
に転写され、加熱し又は圧力を加えることにより該支持
面に永久的にイ」着させられる。

斯かる製品の商業的用途においては、電力及び／又は論
理的信号を機械内の色々な場所に分配する必要がある。

そのために、一般には、普通のワイヤ及びワイヤハーネ
スを使って、自動化された機械の色々な機能要素に電力
及び論理信号を分配している。斯かる分配システ１、に
おいては、ワイヤと素子との間に電気コネクタを設ける
必要がある。また、例えば複写用紙、原稿等の位置を感
知するためにセンサー及びスイッチを設ける必要がある
。同様に、ある機能を可能にしたり不能にしたりするた
めにインターロック等の他の電気装置も設ける。

これらの機能を行なう最も一般的な装置は、電流を一つ
の場所から他の場所へ流す伝導経路を作るために「金属
−金属」接触を作用する。この長い間行なわれて来た方
法は多くの用途において非常に効果があるが、幾つかの
難点もある。例えば、金属接点の一方又は両方が、該金
属の酸化に起因する絶縁薄膜の形成により、時間の経過
に伴って劣化することがある。他方の接点に存在する低
エネルギー（５ボルト及び１０ミリアンペア）パワによ
る普通の接触力によっても、この薄膜を貫通ずることは
出来ない。シュプリンガー書店から出版された１１ｏ１
ｍの１９６７年「電気接点」第４版第１ページに記載さ
れている、接点が無限に固くても、どの様な大きさの力
でも４箇所以」二で接触を強いることは出来ないという
事実により、事情は一層複雑となる。腐食した接点は、
機械内の敏感な回路を乱す高周波緩衝（ノイズ）を発生
させることがある。また、普通の「金属−金属」接点は
、機械の環境内の塵や、その他の破片で汚染され易い。

成る静電複写機械では、例えば、該機械内でトナー粒子
が広く空気中に分散していて、このトナー粒子が接点に
積もることがある。複写機械における他の一般的な汚染
物は、定着器のリリース剤として普通に使用されている
シリコーン油である。この汚染物も、所要の金属同士の
接触を妨げるのに充分である。従って、特に低エネルギ
ーの場合には、金属同士の直接接触の信頼性は低い。特
に低エネルギー用途について、この様な接点の信頼性を
改善するために、以前は、金、パラジウム、銀及びロジ
ウム等の希土類元素やパラジウムニッケル等の特別に開
発された合金から接点を作り、成る用途では接点を真空
中に置いたり密封したりした。また、殆どの金属は正の
熱伝導率を持っていて、接点が熱くなるに従って、その
伝導性が低下し、従って付加的電流の流通に伴ってまず
まず熱くなるので、金属接点は自己破壊的で、燃え切る
ことがある。電流密集現象が電流の伝導を支配した時に
は、最終的故障が生じる。汚染され易い結果として信頼
性が低いことに加えて、従来の金属接点、特に滑り接点
は、長い間に摩耗し易い。

ルイス氏外の米国特許第４，３４７，２８７号は分配型
引き出し形状を形成するシステムを開示しており、この
システムでは、成る長さの強化繊維に樹脂マトリックス
材料を含浸させ、固い部分に含浸されたマトリックス材
料を硬化させると共に柔軟な部分に含浸された７トリソ
クス材料を除去することにより、該繊維を、交互に位置
する固い部分と柔軟な部分とから成る連続体とする。こ
のマトリックス材料は熱硬化樹脂であり、強化繊維がガ
ラス、グラファイト、ボロン又はアラミド（ａｒａｍｉ
ｄ）繊維である。

デグチ氏の米国特許第４，５６９．７Ｅ１６号は、金属
及び炭素繊維を含む電気伝導性熱可塑性樹脂複合体を開
示している。この複合体は、射出整形又は押し出し整形
により所望の形状の製品に変えることの出来るものであ
る（第３コラ１、第３０−５２行を見よ。）（発明の概要）本発明は、電流を流す装置を提供するものであり、この
装置は２個の接触素子から成り、そのうちの少なくとも
１個は、ポリマーマトリックス中に複数の小直径導電性
繊維を有する、引き抜き加工された複合部材であり、該
繊維は該マトリックス内で該部材の軸方向にほぼ平行な
方向に配向されていて該部材の一端部から他端部まで連
続しており、斯くして該部材の各端部に複数の潜在的電
気接点を生しさゼる。

（実施例）本発明により、スイツチ、センサー、コネクタ、インタ
ーロック等の色々な電気装置の信頼性が大幅に改善され
、低コストで容易に製造可能となり、低エネルギーシス
テムで高い信頼性をもって作動することが出来る様にな
る。更に、これら電気装置は、電気的機能を行なう外、
機械的又は構造的機能を持つことが出来る。以」二の利
点は、−船釣に引き抜き加工（ｐｕ　ｌ　ｔｒｕｓ　１
ｏｎ）と称されている製造プロセスを使って達成される
。このプロセスは、概して、成る長さの繊維を、樹脂浴
又は含浸器を通して引き、次に予備成形固定具に引き入
れ、ここで当該部分を部分的に成形すると共に余分の樹
脂及び／又は空気を除去し、次に、加熱したダイス内に
該繊維を引き入れて当該部分を連続的に硬化させる工程
から成る。典型的には、このプロセスはガラス繊維強化
プラスチック引き抜き成形品を製造するために使われて
いる。引き抜き技術の詳細な議論については、最初に１
９８５年にニューヨークのチャツプマン・アンド・ホー
ル（Ｃｈａｐｍａｎ　ａｎｄ　Ｈａｌｌ）から出版され
た［引き抜き技術ハンドハックＪ　　（Ｉｌａｎｄｈｏ
ｏｋ　ｏｒ　Ｐｕ１ｔｒｕｓｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｙ）を参照されたい。本発明を実施する時には、導電性
炭素繊維をポリマー浴に浸し、適当な形状のダイス開口
部を通して高温で引いて、ダイスの寸法及び形状を持っ
た固形片を作る。この固形片は、切断し、成形し、研削
することの出来るものである。その結果、数千水の伝導
性繊維素子がポリラーマ１〜リソクス内に包含されるこ
ととなり、その端部は表面に露出して電気接点を提供す
る。この様に電気接点について非常に大きな冗長性及び
利用可能性があるので、該装置の信頼性が大いに向上し
ている。複数の小直径伝導性繊維が連続する物としてポ
リマー浴と加熱されたダイスとを通して引かれるので、
成形された部材中の繊維は該部材の一端部から他端部ま
で連続していて、該樹脂７トリノクス内で該部材の軸方
向にほぼ平行な方向に配向される。「軸方向」という用
語は、長平方向又は縦方向、或は主軸に添う方向を意味
するものとする。従って、引き抜き加工された複合体は
、連続する長さを持ったものとして形成され、これを適
当な寸法に切って、各端部において非常に多くの潜在的
電気接点を個々の繊維の端部に提供することが出来る。

後に明らかとなる様に、この引き抜き加工された複合部
材は、電流を流す装置の接点素子のいずれか一方又は両
方に使用することの出来るものである。

本発明を実施する際には、随意の適当な繊維を使用する
ことが出来る。典型的には、抵抗損を最小限にするため
に、導電性繊維は約１×１０−’ないし約１×１０１０
Ωｃｍ、好ましくは約Ｌ　Ｘ　１０−’ないし約１０Ω
ｃｍのＤＣ体積抵抗率を有する。しかし、電子装置の入
力レベルが充分に高ければ、もっとも高い抵抗率を持っ
た材料を使ってもよい。

また、個々の伝導性繊維は一般には円形の断面を有し、
その直径は約４ないし約５０ミクロン、好ましくは約７
ないし９ミクロンであり、これは小さな軸方向区域に非
常に高い冗長性を与える。該繊維は一般には柔軟であり
、ポリマーシステムと両立し得る。典型的繊維としは、
炭素繊維、炭素／グラファイト繊維、金属化された、即
ち金属で被覆された炭素繊維、及び金属で被覆されたガ
ラス繊維がある。

使用することの出来る特に好ましい繊維は、ポリアクリ
ロニトリル（ＰＡＮ）前駆物質繊維を部分的に炭化させ
る、調整された熱処理から得られる繊維である。斯かる
繊維について、炭化の温度を成る範囲内に慎重に保つこ
とにより、炭化された炭素繊維の電気抵抗率を正確に達
成することが出来るということが分かっている。ポリア
クリロニトリル前駆物質繊維は、１，０００ないし１６
０，０００フィラメントのヤーン・ハンドルでスタック
ボール社（Ｓｔａｃｋｐｏｌｅ　ｃｏｍｐａｎい、ＢＡ
ＳＦの一部門であるセリオン・カーボン・ファイバー社
（ＣｅｌｉｏｎＣａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒｓ、Ｉｎｃ、
、ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢＡＳＦ）により商業的に
製造されている。ヤーホ束は、３００°Ｃ程度の温度で
酸素雰囲気中でＰＡＮ繊維は安定化させて「プレオソク
スー安定化ＰＡＮ繊維」（ｐｒｅｏｘ−ｓｔａｂｉｌｉ
ｚｅｄ　ＰＡＮ　ｆｉｂｅｒｓ）を製造し、次にもっと
高い温度で不活性（窒素）雰囲気中で炭化を行なう２段
階プロセスで部分的に炭化される。

その結果として得られる繊維のＤＣ電気抵抗率は、炭化
の温度を選択することにより制御される。例えば、炭化
温度を約５００°Ｃないし７５０℃の範囲内に調節すれ
ば、約１０２ないし約１０６Ωｃｍの電気抵抗率を持っ
た炭素繊維が得られる。炭化された繊維を、製造するの
に使用することの出来るプロセスについては、Ｅｗｉｎ
ｇ氏外の前記の米国特許第４，７６１，７０９号と、そ
の第８コラムにおいて引用されている文献とを参照され
たい。一般に、これらの炭素繊維は約３千万ないし６千
万ｐｓ＋又は２０５−４１１ＧＰａの計数を有し、これ
は殆どの鋼より大きいので、非常に強い引き抜き加工複
合部材の製造が可能となる。ポリアクリロニトリル繊維
を高温変換する結果として、約９９．９９％の炭素から
成る繊維が得られるが、これは不活性で、酸化時に高エ
ネルギー用途に使用された時には一酸化炭素又は二酸化
炭素のみを発生させるが、これは繊維端の接点を汚染し
ないガスである。

導電性炭素繊維を使用することの一つの利点は、該繊維
が負の熱伝導率をもっているので、熱くなるに従ってま
すまず導電性が良くなるという点にある金属繊維はまさ
に正反対に作動し、従って自己破壊作用が焼は切れてし
まうので、この点で炭素繊維は金属繊維に勝る。１０５
（９ｃｍ）−’程度の非常に高い導電率が望ましい場合
には、ニッケル、銀又は金等の金属で繊維を金属化又は
メツキすることが出来る。炭素繊維には、その表面がも
ともと粗いのでポリマーマトリックスに良く付着すると
いう利点もある。

本発明を実施する際には、随意の適当なポリママトリッ
クスを使用することが出来る。ポリマーは、絶縁性でも
導電性でもよい。引き抜き加工品のエツジの電気的接続
が最適であることが望ましい場合には、導電性ポリマー
を使用することが出来る。逆に、引き抜き加工品のエツ
ジが絶縁性であることが望ましい場合には、絶縁性ポリ
マーを使用することが出来る。

典型的には、該ポリマーは構造用熱可塑性樹脂及び構造
用熱硬化性樹脂のグループから選択される。ポリエステ
ル、エポキシ及びビニルエステルは一般に適当な材料で
あり、ポリエステルは、その硬化時間が短くて割合に化
学的活性度が低いので好ましい。エラストマーマトリッ
クスが望ましい場合には、シリコーン、フルオロシリコ
ーン、又はポリウレタンエラストマーでポリマーマトリ
ックスを構成することが出来る。代表的材料としては、
オシュランドオイル社（Ｏｓｈｌａｎｄ　Ｏｉｌ、Ｔｎ
ｃ、）から市販されている１ｌｅｔｒｏｎ　６１３、Ａ
ｒｐｏｌ　７０３０及び７６３２、コツバース社（Ｋｏ
ｐｐｅｒｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ。

Ｉｎｃ、）から市販されているＤｉｏｎ　ｌ５ｏ７３１
５、ヴエストロン社（Ｖｅｓｔｒｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａ
ｔｉｏｎ）から市販されているＳｉｌｍａｒ　Ｓ−７９
５６がある。適当な樹脂に関するこれ以上の情報につい
ては、Ｍｅｙｅｒの上記ハンドブックの第４章を参照さ
れたい。希望に応じて他の材料をポリマー浴に加えて、
例えば耐腐食性や耐火炎性等の他の性質を持たせること
も出来る。また、ポリマー浴に炭酸カルシウム、アルミ
ナ、シリカ又は顔料を加えて着色したり潤滑剤を加えて
、例えば、スライド接点の摩擦を減少させることが出来
る。粘性や表面張力を変え、或は引き抜き加工品と他の
材料との接着を助ける他の添加剤を加えることも出来る
。当然に、のり剤が繊維に付けられていれば、それと矛
盾しないポリマーを選択するべきである。例えば、エポ
キシ樹脂が使用されていれば、エポキシのり剤を繊維に
加えて接着を促進する。

ポリマーマトリックスへの繊維の装入は、希望されてい
る導電率と断面積とに依存する。一般には、樹脂の比重
は約１．１ないし約１．５であり、繊維の比重は約１．
７ないし約２．５である。前述のレベルの伝導率を得る
ために、一般には、引き抜き加工複合体は、その重量の
５０％以上、好ましくは８０或は９０％以上、は繊維で
あり、繊維装入量が多い程、接点のための繊維が多く、
体積抵抗率が低い。マトリックスの伝導率を高めるため
に、繊維を追加することが出来る。

引き抜き加工複合体は、例えばｒｌｌａｎｄｂｏｏｋ　
ｏｆＰｕｌｔｒｕｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｊに
記載されているＭｅｙｅｒの引き抜き加工技術に従って
調製することが出来る。概して、この技術は、予備リン
ス浴で導電性炭素繊維の連続的な多いフィラメント・ス
トランドを予備ずすぎし、次に溶融した又は液状のポリ
マーを通してその連続的ストランドを引き、次にそれを
加熱されたダイス（樹脂の硬化温度にすることが出来る
）を通して（若し必要ならば）オーブンドライヤーへ入
れ、切断位置又は取り出し位置まで引くステップを含む
。このプロセスの更に詳しい内容についてはＭｅｙｅｒ
を参照されたい。引き抜き加工複合部材の所望の最終的
形状はダイスで与えられる形状であるが、普通のカーハ
イド工具で研削して所望の形状を得ることも出来る。普
通の研削技術により、穴、スロット、突起、溝、凸形又
は凹形の接触区域、ねじ山等を引き抜き加工複合部材に
形成することが出来る。対応する弓き抜き加工断面形状
を作るのに使用することの出来る色々なダイス形状が第
７図に示されている。

個々の繊維を表わす個々の点は整然としたパターンで描
かれているが、一般には無秩序に見えるものであること
が理解されるであろう。

典型的には、繊維は１ヤーン当り例えば１．３．６．１
２或は１６万本のフィラメントを有する連続的フィラメ
ント・ヤーンとして供給され、形成された引き抜き加工
部材にｌ　ｃｔ当り約１．Ｘ１０５ないし約２．５Ｘ１
０５個の接点を提供する。

この様にして形成された引き抜き加工部材を使って、電
流を流す装置に少なくとも１個の接点素子を設けること
が出来る。これに加えて、又はこれに代えて、両方の接
点を似ている或は似ていない引き抜き加工複合部材から
作ることが出来る。

更に、接点の一方又は両方が機械的又は構造的機能を持
つことが出来る。例えば、コネクタの電流伝導部材とし
て作用するだけでなく、引き抜き加工部材はガイドピン
としても機能することが出来る。引き抜き加工部材は、
スキャンニングヘソドの乗るレールとして役立つだけで
なく、グランド復帰経路を提供することが出来る。

次に、第１図ないし第６図を参照して本発明を説明する
。

第１図に、光導電面を持ったヘルド１０を使う電子写真
印刷機械又は複写機械が示されている。

ヘルド１０は矢印１２の方向に動いて、コロナ発生装置
１４を含む充電ステーションから始まる色々な処理ステ
ーションを通して光導電面を前進させる。コロナ発生装
置は、光導電面を割合に高いほぼ均一な電位まで充電す
る。

光導電面の充電された部分は結像ステーションを通して
進められる。結像ステーションで、文書取扱い装置１５
は原稿１６を、面を下向きにして、露光システム１７」
二に位置決めする。露光システム１７は、透明なプラテ
ン１８上に位置決めされた文書１６を照明するランプ２
０を含む。文書１６から反射された光線はレンズ２２を
通して伝送され、該レンズは原稿１６の光イメージをヘ
ルド１０の光導電面の帯電された部分に焦点合わせし、
電荷を選択的に散らせる。これにより、原稿に含まれて
いる情報区域に対応する静電潜像が光導電面に記録され
る。

プラテン１８は移動可能に装置され、矢印２４の方向に
動いて、複写される原稿の倍率を調整する様になってい
る。原稿１６の光イメージをヘルド１０の光導電面の帯
電された部分に焦点合わせするために、レンズはこれと
同期して動く。

文書取扱い装置１５は文書を保持トレイからプラテン１
８へ順次に送る。文書取扱い装置は、トレイに支持され
ているスタックに文書を戻す。その後、ヘルド１０ば、
光導電面に記録されている静電潜像を現像ステーション
へ進める。

現像ステーションにおいて、１対の磁気ブラシ現像剤ロ
ーラー２６．２８は現像剤を静電潜像に送る。潜像はキ
ャリヤから現像剤粒子を引き付けて、ヘルド１０の光導
電面上にトナー粉末像を形成する。

ヘルド１０の光導電面上に記録された静電潜像が現像さ
れた後、ヘルド１０とトナー粉末像を転写ステーション
へ前進させる。転写ステーションにおいて、複写用紙が
トナー粉末像と接触させられる。転写ステーションは、
複写用紙の裏面にイオンを散布するコロナ発生装置３０
を含む。これはベルト１０の光導電面から複写用紙へト
ナー粉末像を引き付ける。

複写用紙は、選択された一つの１−レイ３４．３６から
転写ステーションへ送られる。転写後、コンベヤ３２は
複写用紙を定着ステーションへ送る。

定着ステーションは、転写された粉末イメージを複写用
紙に永久的に付着させる定着組立体を含む。

好ましくは、定着組立体４０は、加熱される融解用ロー
ラー４２とバックアップローラー４４とを含み、粉末像
は融解ローラー４２と接触する。定着後、コンベヤ４６
は、インバーター・セレクターとして機能するゲート４
８へ用紙を送る。ゲト４８の位置に応じて、複写用紙は
用紙インバークー５０又はバイパス用紙インバーター５
０へ偏向され、直接第２のゲート５２へ送られる。判定
ゲート５２は、用紙を直接アウトプ・７ト・トレイ５４
へ送り、又は、用紙を反転させずに第３のゲ−１−５６
へ送る転送経路内へ用紙を送る。ゲート５６は、用紙を
直接、即ち反転させずに、複写機のアウトプット面複写用反転ローラー送り装置５８内へ送る。反転送り
装置５８は、重複されるべき用紙を裏返して重複トレイ
６０内に積め重ねる。重複トレイ６０は、片面が印刷さ
れていて、その裏面にも印刷が施されるべき用紙の中間
貯蔵場所となっている。

第２図は、ピンチローラ−６４に駆動されて文書→ノ”
イズ・センサー・アレイ６６を通してプラテン１８へ移
動する文書１６の経路を示す。文書サイズ・センサー・
アレイ６６は相対する導電性接点のアレイを含む。第３
図に詳しく示されている様に、その一対は、上側支持体
７０に担持された繊維ブラシ６８と、下側導電性支持体
７４に担持されて該繊維ブラシと電気的に接触する引き
抜き加工複合部材７２とから成る。引き抜き加工複合部
材ば、面７３を有するポリマーマトリックス７５内に複
数の導電性繊維７１を有し、該繊維の一端部をブラシ６
８と接触させることが出来、該ブラシは、用紙経路に対
して横向きに装置されて該接点間を通過する文書と接触
し、該用紙によって曲げられる。文書が存在しない時に
は、ブラシ繊維は引き抜き加］二部材７２と閉じた電気
回路を形成する。車位置センザーも使用することが出来
る。

前記した第２図及び第３図の引き抜き加工部材を参照す
れば、該部材の繊維装入量は一般には図示の量より遥か
に多いことが分かる。

第３図に示されている装置について試験が行なわれたが
、その場合、繊維ブラシ６８はセリオンカーボンファイ
バー社（Ｃｅｌｉｏｎ　Ｃａｒｔ）ｏｎ　Ｆｉｂｅｒｓ
Ｉｎｃ、　　　　ａｄｉｖｉｓｉｏｎ　　ｏｆ　　ＢＡ
ｓＦ　　　　Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、　　ＮｏｒｔｈＣａ
ｒｏｌｉｎａ）から市販されている。１ヤーン当り６０
００本の繊維を持ったポリアクリロニトリル繊維ｒｃｅ
ｌｉｏｎ　Ｃ−６０００ｊで作った。該繊維は、０．７
重量％のポリビニルピロリドンの１のり剤」、１０−３
Ωｃｍの抵抗率を有し、その直径は７ないし１０ミクロ
ンである。ブラシは、超音波で溶接された伝導性プラス
チックボルダ−に該繊維の一端部を包み込むことにより
形成され、他方の接点７２は、約３　ｕ＋の長さに切断
された直径約６１の円形断面を持った引き抜き加エペレ
ソトであった。弓き抜き加工ベレソ１へは、ポリマーマ
トリックスにおいて約１０−１Ωｃｍの抵抗率を有する
直径マないし１０ミクロンの炭素繊維から形成されたが
、該ポリマーマドワックスの重量の３０ないし５０％は
繊維であった。該ベレットは、ダイバージファイト７７
プリケークース社（ＤｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄＦａｂｒｉ
ｃａｔｏｒｓ　、　Ｉｎｃ、　、　Ｗｉｎｏｎａ　、　
Ｍｉｎｎから市販されている。

該ペレットは銀充填導電性エポキシを使って導電性板に
取り付げられ、形成されたスイッチは、１０ミリアンペ
アが接点を流れることを許す電流感知抵抗器によりＤＣ
電源５■に接続された。試験固定具において、該センサ
ーを１億回作動させたが、故障はなかった。引き抜き加
工接点を金属接点と置き換えて同様の試験を行なった。

試験固定具に配置された時、約１０万回作動さ・已た後
、金属接点にイ」着した酸化物に起因して故障が生し、
斯かる低エネルギーレベルでは割合に小さな力では該汚
染物層を突き抜くのには不十分であった。

第３図の装置についても試験を行なったが、その場合、
引き抜き加工部材は定着器用オイルや水に浸されていた
か、又はその上にトナーが流された。各場合に、斯かる
高レベルの接点区別の下でも効果的スイッチングが達成
されることが示された。

当該種類の装置の他の実施例を示す第４図を参照する。

引き抜き加工複合部材７８は研削され、同様のブラシ接
点８６の繊維との接触を可能にする丸い溝８０が形成さ
れている。第５図において、該装置は接触境界面に２個
の引き抜き加工部材８２．８４を有し、その両方が僅か
に研削されていて、良好な接触が保証されている。一方
の部材に丸い溝８３が設けられており、他方の部材の一
端部は、該溝と嵌合する様に丸くされている（８５）。

第６図を参照すると、接点を形成する２個の引き抜き加
工複合部材を含む装置が示されている。引き抜き加工部
材８７．８８の各々は引き抜き加工部材の端部の穴を通
して電気ワイヤ９０及び９１にそれぞれ接続され、ハウ
ジング９５．９６内の成形プラスチックキャンプ９２．
９３に内蔵されている。８亥コネクタは、Ｖｅｌｃｒｏ
　（Ｖｅｌｃｒｏ　Ｃｏｍｐａｎｙの商標）又は５ｃｏ
ｔｃｈ　Ｆｌｅｘｌｏｃｋ　９７　　（３Ｍの商標）等
の柔軟なファスナー材料により保持されるオスメスの両
立装置として設計されている。当然に、引き抜き加工複
合部材は、クリンピング、引き抜き加工部材に開けられ
た穴に導線又はワイヤを通ず方法、ハンダイ＝Ｊけ、接
着剤により固着する方法など、周知の技術でワイヤと電
気的に接続することの出来るものである。

第７図は、てこの中心の付近に加えられた力で片寄せら
れて各端部１００て接点１０２．１０３と接触さ七られ
ているエラストーマー引き抜き加工部材９８を示す。

この装置はスイッチとして図示されているが、高エネル
ギー用途を含む他の目的乙こも使えるものである。例え
ば、この装置は、オーディオ及び信号レヘルの接続、非
金属ハス、コロトロン（ｃｏｒｏ　ｔｒｏｎ　）アレイ
繊維、接地エレメント又はバイアスエレメント、電源ア
ウトプット、等に利用することが出来るものである。引
き抜き加工複合部材の端部にブラシ型接点を設けたい場
合には、溶剤を使用してポリマーマトリックスを除去し
、或は焼却又はエソヂングにより結合剤を除去すること
により、これを達成することが出来る。

本発明は、センサー、スイッチ、コネクタ、インターロ
ック等として使うことの出来る極めて信頼性の高い電気
装置を提供するものである。普通の金属同士の接触より
大きい程度の電気的冗長性が得られる様な膨大な個数の
潜在的電気接点を提供する引き抜き加工部材を使用した
結果として、この様な信頼性が達成される。更に、該接
点は、長期間に亙る酸化によって劣化することはなく、
その完全性は、たとえ汚染されても損なわれない。

該装置は、割合に低コストであり、色々な断面形状に容
易に製造することが出来、且つ構造的機能及び機械的機
能の両方を提供するものとして使うことの出来るもので
ある。該装置は割合に低コストが高い接触信頼性を提供
するものである。該装置は、低エネルギー構成で非常に
長い期間に互って機能することが出来る。例えば、ｉｌ
ｏｌｔｂｅｒｇの米国特許筒４，３６９，４２３号に記
載されている複合自動車点火ケーブルと関連して高電圧
システムで機能することも出来る。斯かるシステムにお
いては、論理回路を乱す様なノイズが発生する前に接点
の炭素ワイヤが該ワイヤ内の過渡電流を消費しようとす
るので、電磁緩衝又は高周波緩衝（ノイズ）は生じない
。また、金属同士の接点と較べると、本発明の引き抜き
加工複合部材においては、線膨張、ｉ＋Ｒが小さいので
、加熱及び冷却時の内部ストレスが小さい。

特別の実施例を参照して本発明を説明したが、色々な形
の他の実施例が実現可能であることを当業者は理解する
であろう。例えば、静電グラフ印刷装置に使われるもの
として本発明を図示したが、電気素子を持った機械のも
っと大きなアレイにも同様に適用可能であることが理解
されよう。従って、特許請求の範囲の欄の記載内容の範
囲内に属する代替物及び修正形は全て本発明に包含され
るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用することの出来る自動静電複写
機械の断面図である。第２図は、本発明を適用することの出来る第１図の文書
取扱い装置を詳しく示す図である。第３図は、本発明のセンサーを示す拡大断面図である。第４図は、引き抜き加工部材と導電性繊維ブラシとの間
の電気接続を示す図である。第５図は、両方の接点が引き抜き加工部材であり、その
一方は研削されて精密な接触場所を提供する電気接続部
を示す図である。第６図は、プラスチックキャップに内蔵され、柔軟なフ
ァスナーにより保持される２個の引き抜き加工部材の間
の電気接続部の断面図である。第７図は、引き抜き加工部材が接触関係に片寄せられた
エラストマ一部材である電気接続部を示す図である。第８図は、引き抜き加工部材が持つことの出来る色々な
代表的断面を示す。符号の説明１０−光導電ベルト　　　１５−文書取扱い装置１７−
露光システム６６−文書ザイズセンザアレイ７２−引き抜き加工複合部材ＦＩＧ、　４

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２個の接点素子から成る、電流を流す装置であっ
て、前記素子のうちの少なくとも一方は、ポリマーマト
リックス内に複数の小直径の導電性繊維を有する引き抜
き加工された複合部材であり、前記複数の繊維は、前記
マトリックス内で前記部材の軸方向にほぼ平行な方向に
配向され、前記部材の一端部から他端部まで連続的に延
在して前記部材の各端部に複数の潜在的電気接点を提供
することを特徴とする装置。
（２）導電性繊維は炭素繊維であることを特徴とする請
求項１に記載の装置。
（３）炭素繊維は、炭化されたポリアクリロニトリル繊
維であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
（４）繊維は、その断面がほぼ円形で、約４ミクロンな
いし約５０ミクロンの直径を有することを特徴とする請
求項１に記載の装置。
（５）繊維は約７ミクロンないし約１０ミクロンの直径
を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
（６）繊維は、約１×１０＾−＾５Ωｃｍないし約１×
１０＾−＾１＾０ΩｃｍのＤＣ体積抵抗率を有すること
を特徴とする請求項１に記載の装置。
（７）繊維は約１×１０＾−＾３Ωｃｍないし約１０Ω
ｃｍのＤＣ体積抵抗率を有することを特徴とする請求項
６に記載の装置。
（８）少なくとも一方の素子は少なくとも５重量％の繊
維を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
（９）少なくとも一方の素子は少なくとも５０重量％の
繊維を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
（１０）少なくとも一方の素子は約９０重量％の繊維を
有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
（１１）ポリマーマトリックスは構造用熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂である請求項１記載の装置。
（１２）樹脂はポリエステルまたはエポキシである請求
項１１に記載の装置。
（１３）　ポリマーは架橋シリコーンエラストマーであ
る請求項１に記載の装置。
（１４）　引き抜き加工された部材は電気素子であって
且つ機械素子である請求項１に記載の装置。
（１５）両素子ともに引き抜き加工された部材である請
求項１に記載の装置。
（１６）引き抜き加工された部材の少なくとも一方は電
気素子であって且つ機械素子である請求項１５に記載の
装置。
（１７）一方の引き抜き加工部材が機械部材である請求
項１５に記載の装置。
（１８）炭素繊維は金属被覆されている請求項２に記載
の装置。
（１９）引き抜き加工部材はその中に少なくとも１つの
機械的機能が組込まれている請求項１に記載の装置。
（２０）引き抜き加工部材は少なくとも１つの機械的機
能が組込まれている請求項１４に記載の装置。
（２１）ポリマーマトリックスが、個々の繊維を露出す
るように、一つの引き抜き加工部材の一端から除去され
る請求項１５に記載の装置。
（２２）両素子は可撓性固着具によって接触するように
保持されている請求項１に記載の装置。
（２３）請求項１に記載の装置によって構成した、スイ
ッチ、センサまたはコネクタ。
（２４）適正に機能するのに電流源を必要とする電気的
素子を複数個備え、更に、２個の接点素子から成る、電
流を流す装置を少なくとも１つ備えており、該電流用装
置が、前記素子のうちの少なくとも一方は、ポリマーマ
トリックス内に複数の小直径の導電性繊維を有する引き
抜き加工された複合部材であり、前記複数の繊維は、前
記マトリックス内で前記部材の軸方向にほぼ平行な方向
に配向され、前記部材の一端部から他端部まで連続的に
延在して前記部材の各端部に複数の潜在的電気接点を提
供することを特徴とする機械。
（２５）導電性繊維は炭素繊維であることを特徴とする
請求項２４に記載の機械。
（２６）炭素繊維は、炭化されたポリアクリロニトリル
繊維であることを特徴とする請求項２５に記載の機械。
（２７）繊維は、その断面がほぼ円形で、約４ミクロン
ないし約５０ミクロンの直径を有することを特徴とする
請求項２４に記載の機械。
（２８）繊維は約７ミクロンないし約１０ミクロンの直
径を有することを特徴とする請求項２７に記載の装置。
（２９）繊維は、約１×１０＾−＾５Ωｃｍないし約１
×１０＾１＾０ΩｃｍのＤＣ体積抵抗率を有することを
特徴とする請求項２４に記載の機械。
（３０）繊維は約１×１０＾−＾３Ωｃｍないし約１０
ΩｃｍのＤＣ体積抵抗率を有することを特徴とする請求
項２９に記載の機械。
（３１）少なくとも一方の素子は少なくとも５重量％の
繊維を有することを特徴とする請求項２４に記載の機械
。
（３２）少なくとも一方の素子は少なくとも５０重量％
の繊維を有することを特徴とする請求項３１に記載の機
械。
（３３）少なくとも一方の素子は約９０重量％の繊維を
有することを特徴とする請求項３２に記載の機械。
（３４）ポリマーマトリックスは構造用熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂である請求項２４記載の機械。
（３５）樹脂はポリエステルまたはエポキシである請求
項３４に記載の機械。
（３６）ポリマーは架橋シリコーンエラストマーである
請求項２４に記載の機械。
（３７）引き抜き加工された部材は電気素子であって且
つ機械素子である請求項２４に記載の機械。
（３８）両素子ともに引き抜き加工された部材である請
求項２４に記載の機械。
（３９）引き抜き加工された部材の少なくとも一方は電
気素子であって且つ機械素子である請求項３８に記載の
機械。
（４０）両方の引き抜き加工部材が機械部材である請求
項３８に記載の機械。
（４１）炭素繊維は金属被覆されている請求項２５に記
載の機械。
（４２）引き抜き加工部材はその中に少なくとも１つの
機械的機能が組込まれている請求項２４に記載の機械。
（４３）引き抜き加工部材は少なくとも１つの機械的機
能が組込まれている請求項２４に記載の機械。
（４４）ポリマーマトリックスが、個々の繊維を露出す
るように、一つの引き抜き加工部材の一端から除去され
る請求項３８に記載の機械。
（４５）両素子は可撓性固着具によって接触するように
保持されている請求項２４に記載の機械。