JPH10333507A - 電荷移動装置ならびにこれを利用した軸受および印刷機 - Google Patents
電荷移動装置ならびにこれを利用した軸受および印刷機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性素子から回転素子に電荷を移動するた
めの装置を提供する。 【解決手段】 上記装置は、ポリマーマトリックス１０
４とともに設けられる多数の導電性ファイバ１０２を有
する引抜成形複合部材を含む本体を有する。上記複数の
導電性ファイバはポリマーマトリックス内で引抜成型複
合部材の長手方向に配向される。ファイバは各々、第１
の軸に平行であるほぼ平行な方向に延伸する。本体は第
１の接触領域を有する。上記本体はさらに、そこに開口
１０６を画成し、支持体と第１の接触領域から離れた開
口の周囲の第２の接触領域を含む。支持体は本体に固定
されてこれを支持する。第１の接触領域は導電性素子と
接するためのものであり、第２の接触領域は回転素子と
接するためのものである。フィブリル化された部分が第
１の接触領域と第２の接触領域のうちの少なくとも一方
と一致する。
めの装置を提供する。 【解決手段】 上記装置は、ポリマーマトリックス１０
４とともに設けられる多数の導電性ファイバ１０２を有
する引抜成形複合部材を含む本体を有する。上記複数の
導電性ファイバはポリマーマトリックス内で引抜成型複
合部材の長手方向に配向される。ファイバは各々、第１
の軸に平行であるほぼ平行な方向に延伸する。本体は第
１の接触領域を有する。上記本体はさらに、そこに開口
１０６を画成し、支持体と第１の接触領域から離れた開
口の周囲の第２の接触領域を含む。支持体は本体に固定
されてこれを支持する。第１の接触領域は導電性素子と
接するためのものであり、第２の接触領域は回転素子と
接するためのものである。フィブリル化された部分が第
１の接触領域と第２の接触領域のうちの少なくとも一方
と一致する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電複写式印刷機
に関し、より特定的には静電複写式印刷システム内での
電荷の移動に関する。
に関し、より特定的には静電複写式印刷システム内での
電荷の移動に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５，５３７，１８９号は、導
電部を有する外表面を備えた感光性部材を有する印刷装
置を開示している。非金属ファイバを含む導電性ブラシ
が、感光性部材の導電部と接し、この部材に導電経路を
与える。
電部を有する外表面を備えた感光性部材を有する印刷装
置を開示している。非金属ファイバを含む導電性ブラシ
が、感光性部材の導電部と接し、この部材に導電経路を
与える。
【０００３】米国特許第５，４３６，６９６号は、光導
電体を接地するためのフィブリル化された引抜成形電子
部品を開示している。この部品は光導電体と電気的に接
触するものであり、フィブリル化構造を生成するのには
レーザーが用いられる。
電体を接地するためのフィブリル化された引抜成形電子
部品を開示している。この部品は光導電体と電気的に接
触するものであり、フィブリル化構造を生成するのには
レーザーが用いられる。
【０００４】米国特許第５，４２０，４６５号は、引抜
成形された接触子を利用するスイッチおよびセンサを開
示している。スイッチは引抜成形接触子部材を含み、こ
の部材は絶縁体と、絶縁体内に配置される複数の導電性
ファイバとを有する。引抜成形接触子部材は、電気的接
点を形成するために導電性ファイバを露出するようにフ
ィブリル化される。
成形された接触子を利用するスイッチおよびセンサを開
示している。スイッチは引抜成形接触子部材を含み、こ
の部材は絶縁体と、絶縁体内に配置される複数の導電性
ファイバとを有する。引抜成形接触子部材は、電気的接
点を形成するために導電性ファイバを露出するようにフ
ィブリル化される。
【０００５】米国特許第５、４１０、５８６号は、中空
構造を有する引抜成形部材で形成される導電性接触子を
開示している。引抜成形部材は、樹脂材料に埋め込まれ
る複数の連続した導電性ストランドを含む。引抜成形部
材の一方端は、光導電ベルトと接するためにレーザーで
フィブリル化されたストランドを有する。
構造を有する引抜成形部材で形成される導電性接触子を
開示している。引抜成形部材は、樹脂材料に埋め込まれ
る複数の連続した導電性ストランドを含む。引抜成形部
材の一方端は、光導電ベルトと接するためにレーザーで
フィブリル化されたストランドを有する。
【０００６】米国特許第５，３５４，６０７号は、複数
の導電性カーボンファイバを有する非金属の引抜成形複
合材を含む静電気除去装置を開示している。ファイバ
は、熱硬化性樹脂のポリマーマトリックス内に配置され
る。カーボンファイバはこの部材の長手方向に配向さ
れ、その全体に連続的に延伸する。
の導電性カーボンファイバを有する非金属の引抜成形複
合材を含む静電気除去装置を開示している。ファイバ
は、熱硬化性樹脂のポリマーマトリックス内に配置され
る。カーボンファイバはこの部材の長手方向に配向さ
れ、その全体に連続的に延伸する。
【０００７】米国特許第５，０１０，４４１号は、回転
シャフトを電気的に接地する装置を開示している。この
シャフトにブラシが除去可能に装着され、ブラシは、そ
の一部において外向きに延伸する導電性ファイバを有す
る。
シャフトを電気的に接地する装置を開示している。この
シャフトにブラシが除去可能に装着され、ブラシは、そ
の一部において外向きに延伸する導電性ファイバを有す
る。
【０００８】米国特許第５３９，４５４号は、金属コー
トされたフィラメントカーボンから成り、強化するため
にケーシング内に装着される整流子ブラシを開示してい
る。ブラシは、必要とされる厚さおよびサイズにまで層
状にまたはストリップ状に結合されて一方端では接合さ
れるが他方端では離れているフィラメントカーボンから
なる。
トされたフィラメントカーボンから成り、強化するため
にケーシング内に装着される整流子ブラシを開示してい
る。ブラシは、必要とされる厚さおよびサイズにまで層
状にまたはストリップ状に結合されて一方端では接合さ
れるが他方端では離れているフィラメントカーボンから
なる。
【０００９】
【本発明の概要】本発明の一局面によると、導電性素子
から回転素子に電荷を移動するための装置が提供され
る。上記装置は、ポリマーマトリックスとともに設けら
れる多数の導電性ファイバを有する引抜成形複合部材を
含む本体を有する。上記複数の導電性ファイバはポリマ
ーマトリックス内で引抜成形複合部材の長手方向に配向
される。ファイバは各々、第１の軸に平行であるほぼ平
行な方向に延伸する。本体は第１の接触領域を含む。上
記本体はさらに、そこに開口を画成し、支持体と第１の
接触領域から離れた開口の周囲の第２の接触領域を含
む。支持体は本体に固定されてこれを支持する。第１の
接触領域は導電性素子と接するためのものであり、第２
の接触領域は回転素子と接するためのものである。フィ
ブリル化された部分が第１の接触領域および／または第
２の接触領域と一致する。
から回転素子に電荷を移動するための装置が提供され
る。上記装置は、ポリマーマトリックスとともに設けら
れる多数の導電性ファイバを有する引抜成形複合部材を
含む本体を有する。上記複数の導電性ファイバはポリマ
ーマトリックス内で引抜成形複合部材の長手方向に配向
される。ファイバは各々、第１の軸に平行であるほぼ平
行な方向に延伸する。本体は第１の接触領域を含む。上
記本体はさらに、そこに開口を画成し、支持体と第１の
接触領域から離れた開口の周囲の第２の接触領域を含
む。支持体は本体に固定されてこれを支持する。第１の
接触領域は導電性素子と接するためのものであり、第２
の接触領域は回転素子と接するためのものである。フィ
ブリル化された部分が第１の接触領域および／または第
２の接触領域と一致する。
【００１０】本発明の別の局面によると、ハウジング内
の部材を回転可能に支持し、かつハウジングと部材との
間で電荷を移動するための軸受が提供される。軸受は、
ハウジングに固定される軸受外レースと、軸受内レース
とを含む。内レースは、外レースに回転可能に固定さ
れ、かつ上記部材に固定される。軸受はまた、ポリマー
マトリックスと共に設けられた多数の導電性ファイバを
含む引抜成形複合部材を有するシールを含む。上記複数
の導電性ファイバは、ポリマーマトリックス内で引抜成
形複合部材の長手方向に配向される。ファイバは、その
各々が、第１の軸に平行であるほぼ平行な方向に延伸す
る。上記シールは、その外周部に第１の接触領域を含
む。上記シールはさらに、そこに開口を画成し、開口の
周囲に第２の接触領域を含む。上記外レースは第１の接
触領域と共働し、上記内レースは第２の接触領域と共働
して、ハウジングと部材との間で電荷を移動する。
の部材を回転可能に支持し、かつハウジングと部材との
間で電荷を移動するための軸受が提供される。軸受は、
ハウジングに固定される軸受外レースと、軸受内レース
とを含む。内レースは、外レースに回転可能に固定さ
れ、かつ上記部材に固定される。軸受はまた、ポリマー
マトリックスと共に設けられた多数の導電性ファイバを
含む引抜成形複合部材を有するシールを含む。上記複数
の導電性ファイバは、ポリマーマトリックス内で引抜成
形複合部材の長手方向に配向される。ファイバは、その
各々が、第１の軸に平行であるほぼ平行な方向に延伸す
る。上記シールは、その外周部に第１の接触領域を含
む。上記シールはさらに、そこに開口を画成し、開口の
周囲に第２の接触領域を含む。上記外レースは第１の接
触領域と共働し、上記内レースは第２の接触領域と共働
して、ハウジングと部材との間で電荷を移動する。
【００１１】本発明のさらに別の局面によると、導電性
素子と回転素子とを含む印刷機が提供される。上記印刷
機は、導電性素子と回転素子との間で電荷を移動するた
めの装置を含む。この装置は、ポリマーマトリックスと
ともに設けられる多数の導電性ファイバを有する引抜成
形複合部材を含む本体を有する。上記複数の導電性ファ
イバは、ポリマーマトリックス内で引抜成型複合部材の
長手方向に配向される。ファイバは各々、第１の軸に平
行であるほぼ平行な方向に延伸する。本体は第１の接触
領域を有する。上記本体はさらに、そこに開口を画成
し、支持体と第１の接触領域から離れた開口の周囲の第
２の接触領域を含む。支持体は本体に固定されてこれを
支持する。第１の接触領域は導電性素子と接するための
ものであり、第２の接触領域は回転素子と接するための
ものである。フィブリル化された部分が第１の接触領域
と第２の接触領域のうちの少なくとも一方と一致する。
素子と回転素子とを含む印刷機が提供される。上記印刷
機は、導電性素子と回転素子との間で電荷を移動するた
めの装置を含む。この装置は、ポリマーマトリックスと
ともに設けられる多数の導電性ファイバを有する引抜成
形複合部材を含む本体を有する。上記複数の導電性ファ
イバは、ポリマーマトリックス内で引抜成型複合部材の
長手方向に配向される。ファイバは各々、第１の軸に平
行であるほぼ平行な方向に延伸する。本体は第１の接触
領域を有する。上記本体はさらに、そこに開口を画成
し、支持体と第１の接触領域から離れた開口の周囲の第
２の接触領域を含む。支持体は本体に固定されてこれを
支持する。第１の接触領域は導電性素子と接するための
ものであり、第２の接触領域は回転素子と接するための
ものである。フィブリル化された部分が第１の接触領域
と第２の接触領域のうちの少なくとも一方と一致する。
【００１２】
【発明の実施の形態】図９を参照すると、本発明の教示
に従って印刷ジョブの処理、印刷および仕上げを行うた
めの電子写真式コピーシステム２の例が概略で示され
る。
に従って印刷ジョブの処理、印刷および仕上げを行うた
めの電子写真式コピーシステム２の例が概略で示され
る。
【００１３】好ましくは、電気接触子は、引抜成形複合
材で形成され、その一方端で、別の部材に対する密に分
散されたフィラメント接触子となるフィブリル化された
ブラシ状の構造を有するものであってもよい。「密に分
散されたフィラメント接触子」とは、接触する部材が１
平方ミリメートル当たり１０００以上の導電性ファイバ
を有するという点で、別の接触表面との高いレベルの接
触冗長度を保証する電気接触子を意味するものである。
材で形成され、その一方端で、別の部材に対する密に分
散されたフィラメント接触子となるフィブリル化された
ブラシ状の構造を有するものであってもよい。「密に分
散されたフィラメント接触子」とは、接触する部材が１
平方ミリメートル当たり１０００以上の導電性ファイバ
を有するという点で、別の接触表面との高いレベルの接
触冗長度を保証する電気接触子を意味するものである。
【００１４】本発明の好適な実施形態によると、電気接
触子として作用する主（host)マトリックス内に設けら
れた複数の導電性ファイバを有するタイプの引抜成形品
（分散ファイバ引抜成形品とも称する）における進歩が
見られる。この特徴を用いた剛性でスライド式の接触子
は非常に低コストで製造することが可能である。分散フ
ァイバ接触子は不活性で信頼性が高いため、大気中で金
属接触子を用いることにより信頼性が低いものとなって
いた多くの新規な装置構成をこの接触子で実現すること
ができる。引抜成形されたカーボン材料を接触子部材と
しても構造材としても用いることができるため、これら
の特徴を多機能装置に組み込むことができ、それによっ
てさらに付加価値の高い装置が得られることが明らかで
ある。
触子として作用する主（host)マトリックス内に設けら
れた複数の導電性ファイバを有するタイプの引抜成形品
（分散ファイバ引抜成形品とも称する）における進歩が
見られる。この特徴を用いた剛性でスライド式の接触子
は非常に低コストで製造することが可能である。分散フ
ァイバ接触子は不活性で信頼性が高いため、大気中で金
属接触子を用いることにより信頼性が低いものとなって
いた多くの新規な装置構成をこの接触子で実現すること
ができる。引抜成形されたカーボン材料を接触子部材と
しても構造材としても用いることができるため、これら
の特徴を多機能装置に組み込むことができ、それによっ
てさらに付加価値の高い装置が得られることが明らかで
ある。
【００１５】このような接触子は、ゼログラフィーエン
ジンおよびその周辺装置内で様々な応用に用いることが
でき、これらはすべて、以下に詳細に説明するように、
もとは剛性であるがレーザー切断および加熱によって可
撓性のある導電領域を露出することができ、かつ電気接
続のために容易に接触を与える引抜成形カーボンファイ
バ、チューブ、ロッド、またはシートによって可能とな
る。
ジンおよびその周辺装置内で様々な応用に用いることが
でき、これらはすべて、以下に詳細に説明するように、
もとは剛性であるがレーザー切断および加熱によって可
撓性のある導電領域を露出することができ、かつ電気接
続のために容易に接触を与える引抜成形カーボンファイ
バ、チューブ、ロッド、またはシートによって可能とな
る。
【００１６】従って、本発明によると、その信頼性が高
められ、低コストで製造が容易な、改良された電気接触
子装置が提供される。これらの利点は、引抜成形品の少
なくとも一端のフィブリル化を伴う、一般には引抜成形
法として知られる製造プロセスを用いて実現される。本
発明を実施するのに用いることができる引抜成形合成物
の１つとしては、主ポリマを伴う抵抗性のカーボンファ
イバフィラーの連続したストランドを含むタイプのもの
が挙げられる。このようなカーボンファイバ引抜成形品
は、高性能導電性複合プラスチックのサブカテゴリ（下
位区分）であって、バインダーポリマ内に１種類以上の
連続した導電性の強化フィラメントを含む。これらは、
導電性ファイバ単体に一般的に見られる問題を伴うこと
なく、径の小さいカーボンファイバの扱い、処理、およ
び使用を簡単にするものである。
められ、低コストで製造が容易な、改良された電気接触
子装置が提供される。これらの利点は、引抜成形品の少
なくとも一端のフィブリル化を伴う、一般には引抜成形
法として知られる製造プロセスを用いて実現される。本
発明を実施するのに用いることができる引抜成形合成物
の１つとしては、主ポリマを伴う抵抗性のカーボンファ
イバフィラーの連続したストランドを含むタイプのもの
が挙げられる。このようなカーボンファイバ引抜成形品
は、高性能導電性複合プラスチックのサブカテゴリ（下
位区分）であって、バインダーポリマ内に１種類以上の
連続した導電性の強化フィラメントを含む。これらは、
導電性ファイバ単体に一般的に見られる問題を伴うこと
なく、径の小さいカーボンファイバの扱い、処理、およ
び使用を簡単にするものである。
【００１７】引抜成形プロセスは、一般に、連続した長
いファイバをまず引っ張り、樹脂浴または含浸装置を通
し、次にプリフォーム（予備成形）取付具に入れて、結
果として得られるセクションを少なくとも部分的に形を
整え、余分な樹脂および／または空気を除去する。次に
セクションを加熱したダイへと引き入れ、連続的に硬化
させる。引抜成形技術の詳細な説明については、レイモ
ンド Ｗ．メイヤー(Raymond W. Meyer)著 "Handbook of
Pultrusion Technology"（ニューヨーク、Chapman and
Hall 社、１９８５年初版出版）を参照されたい。
いファイバをまず引っ張り、樹脂浴または含浸装置を通
し、次にプリフォーム（予備成形）取付具に入れて、結
果として得られるセクションを少なくとも部分的に形を
整え、余分な樹脂および／または空気を除去する。次に
セクションを加熱したダイへと引き入れ、連続的に硬化
させる。引抜成形技術の詳細な説明については、レイモ
ンド Ｗ．メイヤー(Raymond W. Meyer)著 "Handbook of
Pultrusion Technology"（ニューヨーク、Chapman and
Hall 社、１９８５年初版出版）を参照されたい。
【００１８】具体的には、本発明の実施に当たっては、
導電性のカーボンファイバをポリマー浴に入れ、適切な
形状のダイ開口に高温で引き込み、寸法および形状がダ
イと同じである固体片を得る。その後、この固体片を切
断、整形、または機械加工することができる。その結
果、ポリマーマトリックス内に含まれる何千という導電
性ファイバ素子を有する固体片を得ることができ、その
ファイバ素子の端部を露出させて電気接触子とすること
ができる。電気接触子の冗長度および有効性が高いた
め、かかる装置の信頼性を飛躍的に向上することができ
る。
導電性のカーボンファイバをポリマー浴に入れ、適切な
形状のダイ開口に高温で引き込み、寸法および形状がダ
イと同じである固体片を得る。その後、この固体片を切
断、整形、または機械加工することができる。その結
果、ポリマーマトリックス内に含まれる何千という導電
性ファイバ素子を有する固体片を得ることができ、その
ファイバ素子の端部を露出させて電気接触子とすること
ができる。電気接触子の冗長度および有効性が高いた
め、かかる装置の信頼性を飛躍的に向上することができ
る。
【００１９】径の小さい複数の導電性ファイバを連続し
た長い状態でポリマー浴と加熱したダイとに引き通すた
め、整形される部材は、ファイバがその部材の一方端か
ら他方端まで連続した状態で形成される。従って、引抜
成形された複合体は引抜成形プロセス中、連続した長い
状態のままであり、その後任意の適切な寸法に切断さ
れ、各端部で非常に多数の電気接点を与える。その後、
このように引抜成形された複合部材は、その一方端また
は両端がフィブリル化されて、所与の長さのファイバか
らポリマーの一部またはすべてが除去される。
た長い状態でポリマー浴と加熱したダイとに引き通すた
め、整形される部材は、ファイバがその部材の一方端か
ら他方端まで連続した状態で形成される。従って、引抜
成形された複合体は引抜成形プロセス中、連続した長い
状態のままであり、その後任意の適切な寸法に切断さ
れ、各端部で非常に多数の電気接点を与える。その後、
このように引抜成形された複合部材は、その一方端また
は両端がフィブリル化されて、所与の長さのファイバか
らポリマーの一部またはすべてが除去される。
【００２０】本発明を実施するのに、適切な抵抗を有す
るいかなる適切なファイバを用いてもよい。一般には、
導電性ファイバは非金属であって、そのＤＣ体積抵抗率
は約１×１０-5ないし約１×１０11オーム−ｃｍであ
り、好ましくは、損失を最小にし、ＲＦＩを抑えるため
に、約１×１０-5ないし約１０オーム−ｃｍである。た
とえば、アークを防いで引抜成形部材の全体の抵抗を低
くしながら電流の導通を可能にしたり、個々のファイバ
が並列にされた個々の抵抗として作用するきわめてファ
イバ密度の高い特殊な応用などにおいては、抵抗の上限
１×１０11オーム−ｃｍまで用いてもよい。関連の電子
回路の入力インピーダンスが十分に高いのであれば、よ
り抵抗の高い材料を用いてもよい。しかし、応用例の大
半は、効率の良い電流の導通を可能にするために上述の
好ましい範囲内の抵抗を有するファイバを必要とするで
あろう。ここで、「非金属」という言葉は、１×１０-6
オーム−ｃｍのオーダの抵抗を有する金属導電性を示す
従来のメタルワイヤファイバと区別し、非金属であるが
金属のような特性に近いか、またはこれを与えるものの
ように扱うことのできるファイバの類を定義するものと
して用いている。しかし、カーボンファイバは、化学的
にも環境的にも不活性であり、高い強度および剛性を有
し、実質的にいかなる所望の抵抗にもすることができ、
負の熱抵抗係数を示すため、好ましいファイバとして特
に適するものである。さらに、これらは、広範囲の熱可
塑性および熱硬化性樹脂と合成して高強度引抜成形品と
することが容易である。
るいかなる適切なファイバを用いてもよい。一般には、
導電性ファイバは非金属であって、そのＤＣ体積抵抗率
は約１×１０-5ないし約１×１０11オーム−ｃｍであ
り、好ましくは、損失を最小にし、ＲＦＩを抑えるため
に、約１×１０-5ないし約１０オーム−ｃｍである。た
とえば、アークを防いで引抜成形部材の全体の抵抗を低
くしながら電流の導通を可能にしたり、個々のファイバ
が並列にされた個々の抵抗として作用するきわめてファ
イバ密度の高い特殊な応用などにおいては、抵抗の上限
１×１０11オーム−ｃｍまで用いてもよい。関連の電子
回路の入力インピーダンスが十分に高いのであれば、よ
り抵抗の高い材料を用いてもよい。しかし、応用例の大
半は、効率の良い電流の導通を可能にするために上述の
好ましい範囲内の抵抗を有するファイバを必要とするで
あろう。ここで、「非金属」という言葉は、１×１０-6
オーム−ｃｍのオーダの抵抗を有する金属導電性を示す
従来のメタルワイヤファイバと区別し、非金属であるが
金属のような特性に近いか、またはこれを与えるものの
ように扱うことのできるファイバの類を定義するものと
して用いている。しかし、カーボンファイバは、化学的
にも環境的にも不活性であり、高い強度および剛性を有
し、実質的にいかなる所望の抵抗にもすることができ、
負の熱抵抗係数を示すため、好ましいファイバとして特
に適するものである。さらに、これらは、広範囲の熱可
塑性および熱硬化性樹脂と合成して高強度引抜成形品と
することが容易である。
【００２１】さらに、個々の導電性ファイバは、その断
面が一般に約４ないし約５０マイクロメートル、好まし
くは約５マイクロメートルないし１０マイクロメートル
の直径を有する円形となるように形成してもよい。この
ことにより、小さな断面積で非常に高度のファイバ冗長
度が得られる。従って、接触子材料として、多数のファ
イバが、たとえば１平方センチメートルあたり接点が約
０．０５×１０5ないし５×１０5と、大きな接点の冗長
度を与え、これによって接触子の信頼性を非常に高くす
ることができると考えられる。さらに、異なるサイズの
ファイバを混合することもまた可能である。
面が一般に約４ないし約５０マイクロメートル、好まし
くは約５マイクロメートルないし１０マイクロメートル
の直径を有する円形となるように形成してもよい。この
ことにより、小さな断面積で非常に高度のファイバ冗長
度が得られる。従って、接触子材料として、多数のファ
イバが、たとえば１平方センチメートルあたり接点が約
０．０５×１０5ないし５×１０5と、大きな接点の冗長
度を与え、これによって接触子の信頼性を非常に高くす
ることができると考えられる。さらに、異なるサイズの
ファイバを混合することもまた可能である。
【００２２】ファイバは一般に可撓性があり、これを担
持するポリマーシステムと適合性がある。一般的なファ
イバには、カーボン、カーボン／グラファイト、金属化
されたまたは金属コートされたカーボンファイバ、金属
コートガラス、金属コートポリマーファイバ等が含まれ
る。使用できる特に好ましい類のファイバは、ポリアク
リロニトリル（ＰＡＮ）プリカーサー（前駆体）ファイ
バの完全または部分的な炭化を行うための制御された熱
処理プロセスから得られるファイバである。このような
ファイバに関しては、ある範囲内で炭化温度を慎重に制
御することによって、炭化したカーボンファイバの電気
抵抗を精確に得ることができることがわかっている。ポ
リアクリロニトリル（ＰＡＮ）プリカーサーファイバか
ら得られるカーボンファイバは、Graphil社、Amoco Per
formance Products社等から、"Tow"と称する１，０００
ないし１６０，０００のフィラメントのヤーン束で市販
されている。金属メッキされたカーボンファイバは、No
vamet Specialty社から入手できる。Tow は一般に２段
階のプロセスで炭化される。第１段階では、ＰＡＮファ
イバを酸素雰囲気中で３００℃のオーダの温度で安定化
させ、あらかじめ酸素で安定化させたＰＡＮファイバを
得る。第２段階では、不活性雰囲気、たとえば窒素含有
雰囲気中で温度を上げてファイバを炭化する。結果とし
て得られるファイバのＤＣ電気抵抗は、炭化の温度およ
び時間を選択することによって制御される。たとえば、
炭化温度が約５００℃ないし約７５０℃の範囲に制御さ
れると、電気抵抗が約１０2ないし約１０6オーム−ｃｍ
のカーボンファイバが得られ、処理温度が約１８００な
いし２０００℃であるとＤＣ電気抵抗が１０-3ないし約
１０-5オーム−ｃｍのカーボンファイバが得られる。こ
れらの炭化ファイバを形成する際に利用できる処理につ
いては、Ewing らに付与された米国特許第４，７６１，
７０９号とその第８欄で引用された文献を参照された
い。典型的には、これらの炭化ファイバの引張り係数は
約３０００万ないし６０００万ｐｓｉまたは２０５ない
し４１１ＧＰａと、多くの金属よりも高く、非常に頑強
な引抜成形複合ファイバを得ることが可能になる。ポリ
アクリロニトリルファイバの最高温度での転移によっ
て、不活性で酸化に耐える約９９．９９％のエレメンタ
ルカーボンであるファイバとなる。
持するポリマーシステムと適合性がある。一般的なファ
イバには、カーボン、カーボン／グラファイト、金属化
されたまたは金属コートされたカーボンファイバ、金属
コートガラス、金属コートポリマーファイバ等が含まれ
る。使用できる特に好ましい類のファイバは、ポリアク
リロニトリル（ＰＡＮ）プリカーサー（前駆体）ファイ
バの完全または部分的な炭化を行うための制御された熱
処理プロセスから得られるファイバである。このような
ファイバに関しては、ある範囲内で炭化温度を慎重に制
御することによって、炭化したカーボンファイバの電気
抵抗を精確に得ることができることがわかっている。ポ
リアクリロニトリル（ＰＡＮ）プリカーサーファイバか
ら得られるカーボンファイバは、Graphil社、Amoco Per
formance Products社等から、"Tow"と称する１，０００
ないし１６０，０００のフィラメントのヤーン束で市販
されている。金属メッキされたカーボンファイバは、No
vamet Specialty社から入手できる。Tow は一般に２段
階のプロセスで炭化される。第１段階では、ＰＡＮファ
イバを酸素雰囲気中で３００℃のオーダの温度で安定化
させ、あらかじめ酸素で安定化させたＰＡＮファイバを
得る。第２段階では、不活性雰囲気、たとえば窒素含有
雰囲気中で温度を上げてファイバを炭化する。結果とし
て得られるファイバのＤＣ電気抵抗は、炭化の温度およ
び時間を選択することによって制御される。たとえば、
炭化温度が約５００℃ないし約７５０℃の範囲に制御さ
れると、電気抵抗が約１０2ないし約１０6オーム−ｃｍ
のカーボンファイバが得られ、処理温度が約１８００な
いし２０００℃であるとＤＣ電気抵抗が１０-3ないし約
１０-5オーム−ｃｍのカーボンファイバが得られる。こ
れらの炭化ファイバを形成する際に利用できる処理につ
いては、Ewing らに付与された米国特許第４，７６１，
７０９号とその第８欄で引用された文献を参照された
い。典型的には、これらの炭化ファイバの引張り係数は
約３０００万ないし６０００万ｐｓｉまたは２０５ない
し４１１ＧＰａと、多くの金属よりも高く、非常に頑強
な引抜成形複合ファイバを得ることが可能になる。ポリ
アクリロニトリルファイバの最高温度での転移によっ
て、不活性で酸化に耐える約９９．９９％のエレメンタ
ルカーボンであるファイバとなる。
【００２３】導電性カーボンファイバを使用する利点の
一つは、これらが負の熱伝導率を有するため、個々のフ
ァイバが、例えば、スプリアス高電流サージなどが通っ
て高温になるにつれて、伝導性が高くなる点である。こ
のことは、金属製の接触子と比較すると、金属の熱伝導
率は上述したのとまさに反対に作用するため、金属接触
子はバーンアウトするか、または自己破壊する傾向にあ
るため、これらに対する利点となる。カーボンファイバ
はさらに、その表面が本質的に粗く、多孔性であるた
め、ポリマーマトリックスに対して優れた接着性を示
す。さらに、カーボン材料は不活性であるため、接触子
の表面が、その影響を受ける金属の典型的な汚染物に対
して比較的影響を受けにくいものとなる。カーボンファ
イバは、任意の適切なポリマーマトリックス内に配置さ
れる。ポリマーマトリックスは、以下に説明するレーザ
ー処理中にレーザービームに直接露光される際に、迅速
かつ清浄に揮発する樹脂バインダー材料で形成されなく
てはならない。分子量の低いポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等
のポリマーは、特に有利に用いることができる。ポリエ
ステル、エポキシ、ビニルエステル、ＰＥＥＫ(polyeth
eretherketone)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルス
ルホン、およびナイロンは、一般に適切な材料であり、
架橋可能なポリエステルおよびビニルエステルは、硬化
時間が短く、比較的化学的に不活性で、レーザー処理に
適しているために、好ましい。
一つは、これらが負の熱伝導率を有するため、個々のフ
ァイバが、例えば、スプリアス高電流サージなどが通っ
て高温になるにつれて、伝導性が高くなる点である。こ
のことは、金属製の接触子と比較すると、金属の熱伝導
率は上述したのとまさに反対に作用するため、金属接触
子はバーンアウトするか、または自己破壊する傾向にあ
るため、これらに対する利点となる。カーボンファイバ
はさらに、その表面が本質的に粗く、多孔性であるた
め、ポリマーマトリックスに対して優れた接着性を示
す。さらに、カーボン材料は不活性であるため、接触子
の表面が、その影響を受ける金属の典型的な汚染物に対
して比較的影響を受けにくいものとなる。カーボンファ
イバは、任意の適切なポリマーマトリックス内に配置さ
れる。ポリマーマトリックスは、以下に説明するレーザ
ー処理中にレーザービームに直接露光される際に、迅速
かつ清浄に揮発する樹脂バインダー材料で形成されなく
てはならない。分子量の低いポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等
のポリマーは、特に有利に用いることができる。ポリエ
ステル、エポキシ、ビニルエステル、ＰＥＥＫ(polyeth
eretherketone)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルス
ルホン、およびナイロンは、一般に適切な材料であり、
架橋可能なポリエステルおよびビニルエステルは、硬化
時間が短く、比較的化学的に不活性で、レーザー処理に
適しているために、好ましい。
【００２４】個々の部材を切断し、電気接触子として用
いるためにレーザー（図示せず）を用いてもよい。例え
ば、フォーカスされたＣＯ2５００ワット連続波レーザ
ーを用いて、引抜成形品を切断し、同時に、切断から十
分な距離をおいて制御した態様でバインダー樹脂を揮発
させ、１ステップで分散フィラメント接触子を生成して
もよい。露光されるカーボンファイバの長さは、レーザ
ーの出力、焦点位置、および切断速度によって制御する
ことができる。レーザー入射角を変えることによって、
様々な切断エッジの形状を得ることができる。
いるためにレーザー（図示せず）を用いてもよい。例え
ば、フォーカスされたＣＯ2５００ワット連続波レーザ
ーを用いて、引抜成形品を切断し、同時に、切断から十
分な距離をおいて制御した態様でバインダー樹脂を揮発
させ、１ステップで分散フィラメント接触子を生成して
もよい。露光されるカーボンファイバの長さは、レーザ
ーの出力、焦点位置、および切断速度によって制御する
ことができる。レーザー入射角を変えることによって、
様々な切断エッジの形状を得ることができる。
【００２５】このように、レーザー技術によって適切な
引抜成形品を切断して、長い引抜成形品から所望の長さ
の接触子を形成することができ、切断された両端部をフ
ィブリル化して、下流では電力投入、バイアス、接地、
または切替を受ける電気回路と接触する冗長度の高いフ
ァイバ接触子部材を実現し、上流では電源、接地電位、
スイッチ、またはセンサ接触プレートと接触する冗長度
の高いファイバ接触子を実現することができる。主ポリ
マーが揮発するように、そのエネルギが主ポリマのマト
リックスによって吸収されるいかなる適切なレーザーを
用いてもよい。使用できるレーザーは具体的には、炭酸
ガスレーザー、一酸化炭素レーザー、ＹＡＧレーザー、
またはエキシマレーザーを含む。ここで挙げた炭酸ガス
レーザーは、信頼性が高く、ポリマーマトリックス吸収
に特に適しており、製造環境において非常に経済的であ
るため、この応用には特に適している。
引抜成形品を切断して、長い引抜成形品から所望の長さ
の接触子を形成することができ、切断された両端部をフ
ィブリル化して、下流では電力投入、バイアス、接地、
または切替を受ける電気回路と接触する冗長度の高いフ
ァイバ接触子部材を実現し、上流では電源、接地電位、
スイッチ、またはセンサ接触プレートと接触する冗長度
の高いファイバ接触子を実現することができる。主ポリ
マーが揮発するように、そのエネルギが主ポリマのマト
リックスによって吸収されるいかなる適切なレーザーを
用いてもよい。使用できるレーザーは具体的には、炭酸
ガスレーザー、一酸化炭素レーザー、ＹＡＧレーザー、
またはエキシマレーザーを含む。ここで挙げた炭酸ガス
レーザーは、信頼性が高く、ポリマーマトリックス吸収
に特に適しており、製造環境において非常に経済的であ
るため、この応用には特に適している。
【００２６】本発明に従えば、図６を参照して、ブラン
ク１５０から切断される座金の形態であるカーボンファ
イバ電気接触子１００が図示される。先により詳細に説
明したように、電気接触子１００は引抜成形複合部材か
ら形成され、ボアすなわち内径１２４上にフィブリル化
されたブラシ状の構造を有する。ブラシ状の構造によ
り、シャフトまたは他のこれとかみ合う部材に対する密
に分散されたフィラメント接触子を実現する。複合部材
は、主マトリックス１０４内に担持される複数の導電性
ファイバ１０２を含む。主マトリックス１０４は、導電
性ファイバ１０２とあわせて、分散ファイバ引抜成形品
と称してもよい。ファイバ１０２は、炭化されたポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）ファイバであってもよい。
ク１５０から切断される座金の形態であるカーボンファ
イバ電気接触子１００が図示される。先により詳細に説
明したように、電気接触子１００は引抜成形複合部材か
ら形成され、ボアすなわち内径１２４上にフィブリル化
されたブラシ状の構造を有する。ブラシ状の構造によ
り、シャフトまたは他のこれとかみ合う部材に対する密
に分散されたフィラメント接触子を実現する。複合部材
は、主マトリックス１０４内に担持される複数の導電性
ファイバ１０２を含む。主マトリックス１０４は、導電
性ファイバ１０２とあわせて、分散ファイバ引抜成形品
と称してもよい。ファイバ１０２は、炭化されたポリア
クリロニトリル（ＰＡＮ）ファイバであってもよい。
【００２７】電気接触子１００は、いかなる適切な形状
および図示されるものに対応する特徴を有するものであ
ってもよく、シャフト（図示せず）等の回転部材との電
気接触のための開口１０６を含む。電気接触子１００は
また、その外周部１１０を含む。電気接触子はいかなる
適切な形状であってもよいが、好ましくは、接触子１０
０は、平行で間隔を開けられており開口１０６の中央軸
１１６に垂直な第１および第２の平行面１１２および１
１４を有する座金の形態である。
および図示されるものに対応する特徴を有するものであ
ってもよく、シャフト（図示せず）等の回転部材との電
気接触のための開口１０６を含む。電気接触子１００は
また、その外周部１１０を含む。電気接触子はいかなる
適切な形状であってもよいが、好ましくは、接触子１０
０は、平行で間隔を開けられており開口１０６の中央軸
１１６に垂直な第１および第２の平行面１１２および１
１４を有する座金の形態である。
【００２８】接触子１００とハウジング（図示せず）の
間でいかなる適切な態様で電気的接触を達成してもよ
い。例えば、電気接触子１００は、面１１２または面１
１４においてハウジングと接していてもよいし、外周部
１１０に沿ってハウジングと接してもよい。しかし、接
触子１００とハウジングとの間の電気的接触は、ハウジ
ングと接するファイバ１０２において生じるのが好まし
い。これに代えて、電気接触子１００に貫通することに
よって複数のファイバ１０２と接触する貫通式の接触子
（図示せず）を用いて電気的接触を達成してもよいこと
が理解されるであろう。
間でいかなる適切な態様で電気的接触を達成してもよ
い。例えば、電気接触子１００は、面１１２または面１
１４においてハウジングと接していてもよいし、外周部
１１０に沿ってハウジングと接してもよい。しかし、接
触子１００とハウジングとの間の電気的接触は、ハウジ
ングと接するファイバ１０２において生じるのが好まし
い。これに代えて、電気接触子１００に貫通することに
よって複数のファイバ１０２と接触する貫通式の接触子
（図示せず）を用いて電気的接触を達成してもよいこと
が理解されるであろう。
【００２９】ここで図１を参照して、マトリックス１０
４におけるファイバ１０２はファイバ軸１２０に沿って
平行に整列される。ファイバ１０２はマトリックス１０
４よりも分解温度が高いため、接触子１００に対して任
意の適切な位置に熱を加えて、マトリックス１０４から
ファイバ１０２を露出させることができる。これらのフ
ァイバ１０２は、外周部１１０に沿って加熱されると、
ハウジングと接し、それによってその間の電気的接触性
を高める。
４におけるファイバ１０２はファイバ軸１２０に沿って
平行に整列される。ファイバ１０２はマトリックス１０
４よりも分解温度が高いため、接触子１００に対して任
意の適切な位置に熱を加えて、マトリックス１０４から
ファイバ１０２を露出させることができる。これらのフ
ァイバ１０２は、外周部１１０に沿って加熱されると、
ハウジングと接し、それによってその間の電気的接触性
を高める。
【００３０】同様に、ファイバ１０２を開口１０６のま
わりでマトリックス１０４から露出させ、それによって
接触子１００と回転部材との間の電気的接触性を向上さ
せることができる。
わりでマトリックス１０４から露出させ、それによって
接触子１００と回転部材との間の電気的接触性を向上さ
せることができる。
【００３１】電気接触子１００は、上述のような本発明
の引抜成形カーボンファイバ電気接触子を製造すること
が可能であればいかなる適切な工程で形成されてもよ
い。しかし、好ましくは、材料は軸１２０の方向でシー
ト状に引抜成形される。シートの厚さは接触子の厚さと
等しく、例えば０．５ないし５．０ｍｍである。
の引抜成形カーボンファイバ電気接触子を製造すること
が可能であればいかなる適切な工程で形成されてもよ
い。しかし、好ましくは、材料は軸１２０の方向でシー
ト状に引抜成形される。シートの厚さは接触子の厚さと
等しく、例えば０．５ないし５．０ｍｍである。
【００３２】カーボンファイバとマトリックス材料の引
抜成形されたシートは、任意の適切な態様で、中央開口
部１０６を有する形状に切断される。好ましくは、切断
面は、それ以上処理または変形等を必要としない電気接
触子表面を含む。このように、選択する切断方法によっ
て、所望の電気接触子の特性を実現することができる。
例えば、電気接触子は、ウォータージェットまたはレー
ザーを用いて切断されてもよい。ウォータージェットま
たはエキシマレーザーを用いると、引抜成形品の切断中
のマトリックス１０４の分解が最小になり、一方、ＣＯ
2またはＣＯレーザーを特に遅い並進速度で並進する際
に用いると、マトリックスの揮発および熱分解量が大き
くなり、ファイバ１０２を露出させることとなる。
抜成形されたシートは、任意の適切な態様で、中央開口
部１０６を有する形状に切断される。好ましくは、切断
面は、それ以上処理または変形等を必要としない電気接
触子表面を含む。このように、選択する切断方法によっ
て、所望の電気接触子の特性を実現することができる。
例えば、電気接触子は、ウォータージェットまたはレー
ザーを用いて切断されてもよい。ウォータージェットま
たはエキシマレーザーを用いると、引抜成形品の切断中
のマトリックス１０４の分解が最小になり、一方、ＣＯ
2またはＣＯレーザーを特に遅い並進速度で並進する際
に用いると、マトリックスの揮発および熱分解量が大き
くなり、ファイバ１０２を露出させることとなる。
【００３３】図６を参照して、ＣＯ2、ＣＯ、または他
のレーザー切断装置、または市販の輪郭数値制御（ＣＮ
Ｃ）機等の切断路１２１を生成することのできる機械に
搭載された同様の発熱切断装置を利用することによっ
て、接触子１００よりもわずかに広い幅Ｗを有する連続
した長いブランク１５０から電気接触子１００を切断す
ることができる。切断路１２１は電気接触子１００の外
周部１１０を画成するように設けられてもよい。外周部
１１０は、ファイバ軸１２０に沿った直径ＰＤLとファ
イバ軸１２０に垂直な垂直軸１２２に沿ったより小さな
直径ＰＤWとを有する楕円形の経路を画成する。レーザ
ー切断装置（図示せず）は、垂直軸１２２に隣接した領
域ではマトリックス１０４の分解が非常に小さいことを
考慮して非常に迅速に並進され、それから連続的により
遅くなるように並進して、軸１２０では並進速度は最も
遅くなる。ファイバ１０２はこのように、垂直軸１２２
に隣接した領域でほぼゼロである露出長ＬＥと、ファイ
バ軸１２０に沿った最大長とを有する。レーザー切断装
置はファイバ軸１２０から垂直軸１２２にかけて連続的
に増加する並進速度で外周部１１０に沿って並進し、こ
のようにして接触子１００の外周部１１０全体の周りを
並進する。このようにレーザーは、垂直軸１２２に沿っ
た直径ＰＤWとファイバ軸１２０に沿った直径ＰＤSとに
よって画成される楕円形の外形にマトリックス１０４を
切断する。このように、電気接触子１００は、ファイバ
１０２が撓んでハウジングと接し、それによって十分な
電気的接触を与えるように、直径ＰＤWと直径ＰＤLとの
間の直径を有するボアを含むハウジングに配置されるの
に適している。
のレーザー切断装置、または市販の輪郭数値制御（ＣＮ
Ｃ）機等の切断路１２１を生成することのできる機械に
搭載された同様の発熱切断装置を利用することによっ
て、接触子１００よりもわずかに広い幅Ｗを有する連続
した長いブランク１５０から電気接触子１００を切断す
ることができる。切断路１２１は電気接触子１００の外
周部１１０を画成するように設けられてもよい。外周部
１１０は、ファイバ軸１２０に沿った直径ＰＤLとファ
イバ軸１２０に垂直な垂直軸１２２に沿ったより小さな
直径ＰＤWとを有する楕円形の経路を画成する。レーザ
ー切断装置（図示せず）は、垂直軸１２２に隣接した領
域ではマトリックス１０４の分解が非常に小さいことを
考慮して非常に迅速に並進され、それから連続的により
遅くなるように並進して、軸１２０では並進速度は最も
遅くなる。ファイバ１０２はこのように、垂直軸１２２
に隣接した領域でほぼゼロである露出長ＬＥと、ファイ
バ軸１２０に沿った最大長とを有する。レーザー切断装
置はファイバ軸１２０から垂直軸１２２にかけて連続的
に増加する並進速度で外周部１１０に沿って並進し、こ
のようにして接触子１００の外周部１１０全体の周りを
並進する。このようにレーザーは、垂直軸１２２に沿っ
た直径ＰＤWとファイバ軸１２０に沿った直径ＰＤSとに
よって画成される楕円形の外形にマトリックス１０４を
切断する。このように、電気接触子１００は、ファイバ
１０２が撓んでハウジングと接し、それによって十分な
電気的接触を与えるように、直径ＰＤWと直径ＰＤLとの
間の直径を有するボアを含むハウジングに配置されるの
に適している。
【００３４】外周部１１０と同様に、開口１０６も好ま
しくはレーザーで切断される。レーザーは好ましくは周
辺軸１２２に隣接した部分では速い並進速度で並進し、
ファイバ軸１２０に隣接した部分ではこれよりかなり遅
い並進速度であって、ファイバ軸１２０に隣接してファ
イバ１０２を露出させるようにする。開口１０６は、垂
直軸１２２に沿った直径ＢＤとファイバ軸１２０に沿っ
た直径ＢＤSによって画成される楕円形の経路にレーザ
ーを並進させることによって形成される。このようにフ
ァイバ１０２の露出度は、ファイバ軸１２０に隣接した
最大ファイバ長ＦＬＢまで増大する。レーザーは、マト
リックス１０４を分解および揮発させて、周辺軸の直径
ＢＤおよびファイバ軸の直径ＢＤLで画成されるマトリ
クスボア１２４を形成する。開口１０６はこのように直
径ＢＤと直径ＢＤSの間の寸法を有する回転部材と適合
できる。ファイバ１０２は図１に示されるように回転部
材に対して撓んで接した位置にある。
しくはレーザーで切断される。レーザーは好ましくは周
辺軸１２２に隣接した部分では速い並進速度で並進し、
ファイバ軸１２０に隣接した部分ではこれよりかなり遅
い並進速度であって、ファイバ軸１２０に隣接してファ
イバ１０２を露出させるようにする。開口１０６は、垂
直軸１２２に沿った直径ＢＤとファイバ軸１２０に沿っ
た直径ＢＤSによって画成される楕円形の経路にレーザ
ーを並進させることによって形成される。このようにフ
ァイバ１０２の露出度は、ファイバ軸１２０に隣接した
最大ファイバ長ＦＬＢまで増大する。レーザーは、マト
リックス１０４を分解および揮発させて、周辺軸の直径
ＢＤおよびファイバ軸の直径ＢＤLで画成されるマトリ
クスボア１２４を形成する。開口１０６はこのように直
径ＢＤと直径ＢＤSの間の寸法を有する回転部材と適合
できる。ファイバ１０２は図１に示されるように回転部
材に対して撓んで接した位置にある。
【００３５】ここで再び図１を参照して、好ましくは、
軸１１６の方向に汚染物を通せるように、接触子１００
は、好ましくは垂直軸１２２に隣接して配置された溝１
２６を含む。溝１２６はいかなる形状であってもよく、
例えばアーチ形であってもよい。溝１２６の位置が垂直
軸１２２に隣接しているのが好ましいのは、垂直軸１２
２に沿った位置に整列されるファイバ１０２は回転部材
と接触するためのブラシとして効果的に機能できないた
めである。
軸１１６の方向に汚染物を通せるように、接触子１００
は、好ましくは垂直軸１２２に隣接して配置された溝１
２６を含む。溝１２６はいかなる形状であってもよく、
例えばアーチ形であってもよい。溝１２６の位置が垂直
軸１２２に隣接しているのが好ましいのは、垂直軸１２
２に沿った位置に整列されるファイバ１０２は回転部材
と接触するためのブラシとして効果的に機能できないた
めである。
【００３６】本発明によると、図１を参照して、電気接
触子１００は、その外周部１１０に接した第１の素子１
３０と接触子１００の開口１０６内に配置された第２の
回転素子１３２との間の位置にある状態で図示される。
第１の素子１３０は、回転素子１３２との電気的接触が
望まれるいかなる素子であってもよい。第１の素子１３
０は、その中にボア１３４を含む構造またはハウジング
の形態であってもよい。ボア１３４は、ボア直径Ｂによ
って画成される。接触子１００の外周部１１０はボア１
３４とかみ合うように嵌合する。第１の素子１３０と電
気接触子１００との間の相対的回転を避けるために、突
出部（図示せず）を用いてもよい。
触子１００は、その外周部１１０に接した第１の素子１
３０と接触子１００の開口１０６内に配置された第２の
回転素子１３２との間の位置にある状態で図示される。
第１の素子１３０は、回転素子１３２との電気的接触が
望まれるいかなる素子であってもよい。第１の素子１３
０は、その中にボア１３４を含む構造またはハウジング
の形態であってもよい。ボア１３４は、ボア直径Ｂによ
って画成される。接触子１００の外周部１１０はボア１
３４とかみ合うように嵌合する。第１の素子１３０と電
気接触子１００との間の相対的回転を避けるために、突
出部（図示せず）を用いてもよい。
【００３７】これに代えて、第１の素子１３０は、第１
の回転速度Ω1で矢印１３６の方向に回転する回転素子
の形態であってもよい。同様に第２の素子１３２が第２
の回転速度Ω2で矢印１４０の方向に回転してもよい。
電気接触子１００は、第１の素子１３０と第２の素子１
３２が異なる回転速度で同じ方向に回転する場合でもま
たは逆方向に回転する場合でも接触を与えるのに適して
いる。
の回転速度Ω1で矢印１３６の方向に回転する回転素子
の形態であってもよい。同様に第２の素子１３２が第２
の回転速度Ω2で矢印１４０の方向に回転してもよい。
電気接触子１００は、第１の素子１３０と第２の素子１
３２が異なる回転速度で同じ方向に回転する場合でもま
たは逆方向に回転する場合でも接触を与えるのに適して
いる。
【００３８】ここで図７および図８を参照して、電気接
触子１００の別の実施形態として軸受２４０の一部とな
る電気接触子２００が示される。軸受２４０は、軸受ボ
ールの形態のローリング素子２４６によって分離される
内レース２４２および外レース２４４を含む。ボール２
４６を配置し、これらを互いから分離するのに、一般に
保持器（図示せず）が用いられる。電気接触子２００
は、図７および図８に示されるように、その形状が環状
または円形であって、軸受内の潤滑材を密封するのに通
常用いられて汚染物が軸受に入るのを防ぐシールの代わ
りとしてもよい。露出されたファイバ２０２は内レース
２４２の外径に接し、内レース２４２と外レース２４４
との間の電気的接触を与える。図７および図８において
は一対の電気接触子２００が用いられているが、軸受２
４０を囲む通常のシールとともに電気接触子２００が単
一で用いられてもよい。
触子１００の別の実施形態として軸受２４０の一部とな
る電気接触子２００が示される。軸受２４０は、軸受ボ
ールの形態のローリング素子２４６によって分離される
内レース２４２および外レース２４４を含む。ボール２
４６を配置し、これらを互いから分離するのに、一般に
保持器（図示せず）が用いられる。電気接触子２００
は、図７および図８に示されるように、その形状が環状
または円形であって、軸受内の潤滑材を密封するのに通
常用いられて汚染物が軸受に入るのを防ぐシールの代わ
りとしてもよい。露出されたファイバ２０２は内レース
２４２の外径に接し、内レース２４２と外レース２４４
との間の電気的接触を与える。図７および図８において
は一対の電気接触子２００が用いられているが、軸受２
４０を囲む通常のシールとともに電気接触子２００が単
一で用いられてもよい。
【００３９】ここで図２および図３を参照して、本発明
のさらに別の実施形態が、ハウジング３３０内にシャフ
ト３３２を装着するための装着システム３６０で用いる
ための電気接触子３００として図示される。電気接触子
３００は、その外周部３１０が環状でない部分を有する
という点で電気接触子１００の外周部１１０とは異なる
ことを除いては、図１の電気接触子１００と類似してい
る。外周部３１０は、ハウジング３３０の空洞部３６４
に嵌合する。外周部３１０は露出されたファイバを用い
ることを必要とせず、その代わりに電気接触子３００の
第１の面３１２に接触するのに導電性のコネクタ３６６
が用いられる。導電性のコンダクタ（導体）は、好まし
くは、電気コネクタ３００の第１の面３１２に貫通する
突出部（図示せず）を含む。コネクタ３６６はハウジン
グ３３０にいかなる適切な態様で電気的に接続されても
よく、例えば、ハウジング３３０の内ねじ筋３７２とか
み合うように係合する外ねじ山３７０を備えたねじの形
態の締め具３６８によって電気的に接続されてもよい。
導電性のコネクタ３６６は、好ましくは、電気バイアス
をかけるための電源（図示せず）に接続される電気導管
３７４をさらに含む。シャフト３３２は、任意の適切な
特徴、すなわち軸受３４０によってハウジング３３０内
に回転可能に配置される。軸受３４０は、合成材料から
なる安価な非導電性の軸受であってもよい。電気接触子
３００を用いることによって、より安価で非導電性の材
料を軸受３４０に用いることが可能となる。電気接触子
３００は、好ましくはファイバ軸３２０に対向して配置
された溝３２６を含む。
のさらに別の実施形態が、ハウジング３３０内にシャフ
ト３３２を装着するための装着システム３６０で用いる
ための電気接触子３００として図示される。電気接触子
３００は、その外周部３１０が環状でない部分を有する
という点で電気接触子１００の外周部１１０とは異なる
ことを除いては、図１の電気接触子１００と類似してい
る。外周部３１０は、ハウジング３３０の空洞部３６４
に嵌合する。外周部３１０は露出されたファイバを用い
ることを必要とせず、その代わりに電気接触子３００の
第１の面３１２に接触するのに導電性のコネクタ３６６
が用いられる。導電性のコンダクタ（導体）は、好まし
くは、電気コネクタ３００の第１の面３１２に貫通する
突出部（図示せず）を含む。コネクタ３６６はハウジン
グ３３０にいかなる適切な態様で電気的に接続されても
よく、例えば、ハウジング３３０の内ねじ筋３７２とか
み合うように係合する外ねじ山３７０を備えたねじの形
態の締め具３６８によって電気的に接続されてもよい。
導電性のコネクタ３６６は、好ましくは、電気バイアス
をかけるための電源（図示せず）に接続される電気導管
３７４をさらに含む。シャフト３３２は、任意の適切な
特徴、すなわち軸受３４０によってハウジング３３０内
に回転可能に配置される。軸受３４０は、合成材料から
なる安価な非導電性の軸受であってもよい。電気接触子
３００を用いることによって、より安価で非導電性の材
料を軸受３４０に用いることが可能となる。電気接触子
３００は、好ましくはファイバ軸３２０に対向して配置
された溝３２６を含む。
【００４０】ここで図４および図５を参照して、本発明
に従う電気接触子４００を用いた装着システム４６０が
図示される。電気接触子４００は、その回転を防ぐため
の突出部４３８を含むことを除いては、図１の接触子１
００と類似している。接触子４００は、導電性の金属片
４８０を用いてハウジング４３０に固定される。金属片
４８０は、接触子４００とかみ合うように固定される大
きなボア４８３を含む。金属片のタブ４８２によって接
触子４００は金属片４８０に固定される。金属片４８０
は、ねじ４６８の形態の留め具がスライド式に嵌合する
１対の穴４８６を含む。金属片４８０をハウジング４３
０に装着するのにねじ４６８が用いられる。電気接触子
４００は、電気接触コンダクタ４７４から金属片４８０
を介してシャフト４３２へと電荷を移動する機能を果た
す。
に従う電気接触子４００を用いた装着システム４６０が
図示される。電気接触子４００は、その回転を防ぐため
の突出部４３８を含むことを除いては、図１の接触子１
００と類似している。接触子４００は、導電性の金属片
４８０を用いてハウジング４３０に固定される。金属片
４８０は、接触子４００とかみ合うように固定される大
きなボア４８３を含む。金属片のタブ４８２によって接
触子４００は金属片４８０に固定される。金属片４８０
は、ねじ４６８の形態の留め具がスライド式に嵌合する
１対の穴４８６を含む。金属片４８０をハウジング４３
０に装着するのにねじ４６８が用いられる。電気接触子
４００は、電気接触コンダクタ４７４から金属片４８０
を介してシャフト４３２へと電荷を移動する機能を果た
す。
【００４１】ボアを有するポリマーマトリックスにおい
て複数の可撓性のある導電性ファイバを備えたカーボン
ファイバ電気接触子を設けることによって、単純、安価
で、きわめて耐久性の優れた、回転部材のための電気接
触子を提供することができる。
て複数の可撓性のある導電性ファイバを備えたカーボン
ファイバ電気接触子を設けることによって、単純、安価
で、きわめて耐久性の優れた、回転部材のための電気接
触子を提供することができる。
【００４２】座金形状のカーボンファイバ接触子に隣接
した溝を有するポリマーマトリックスにおける座金形状
のカーボンファイバ接触子の形態の電気接触子を設ける
ことによって、汚染物の通路となる経路を設けることが
できる。
した溝を有するポリマーマトリックスにおける座金形状
のカーボンファイバ接触子の形態の電気接触子を設ける
ことによって、汚染物の通路となる経路を設けることが
できる。
【００４３】回転部材の径よりも小さい内周部となる露
出されたファイバを備えたカーボンファイバ電気接触子
を設けることによって、しっかりとした電気的接触を与
えることができる。
出されたファイバを備えたカーボンファイバ電気接触子
を設けることによって、しっかりとした電気的接触を与
えることができる。
【００４４】露出されたファイバを備えた外周部を有す
る座金の形態のカーボンファイバ電気接触子を設けるこ
とによって、電気接触子と外部回転部材または固定され
たハウジングとの間に、しっかりとした電気的接触を形
成することができる。
る座金の形態のカーボンファイバ電気接触子を設けるこ
とによって、電気接触子と外部回転部材または固定され
たハウジングとの間に、しっかりとした電気的接触を形
成することができる。
【図１】 本発明に従う、平行に延伸した多数の導電性
ファイバを有する電荷移動のための装置の平面図であ
る。
ファイバを有する電荷移動のための装置の平面図であ
る。
【図２】 電気導管から回転部材に電荷を移動するため
に用いる図１の装置の第１の実施形態の平面図である。
に用いる図１の装置の第１の実施形態の平面図である。
【図３】 図２の装置の端面図である。
【図４】 電気導管から回転部材に電荷を移動するため
に用いる図１の装置の第２の実施形態の平面図である。
に用いる図１の装置の第２の実施形態の平面図である。
【図５】 図４の装置の端面図である。
【図６】 図１の装置を製造するのに用いるブランクの
平面図であって、製造のためのカッター経路を仮想線で
示す。
平面図であって、製造のためのカッター経路を仮想線で
示す。
【図７】 本発明の平行に延伸する多数の導電性ファイ
バを有する電荷移動のための装置を組み込んだ軸受の概
略の立面図である。
バを有する電荷移動のための装置を組み込んだ軸受の概
略の立面図である。
【図８】 図７の装置の端面図である。
【図９】 図２および図７の電荷移動装置を組み込んだ
印刷機の概略立面図である。
印刷機の概略立面図である。
１００ 電気接触子、１０２ ファイバ、１０４ 主マ
トリックス、１０６開口、１１０ 外周部、１１２ 第
１の面、１１４ 第２の面、１１６ 中央軸、１２０
ファイバ軸、１２２ 垂直軸、１２４ 内径、１２６
溝、１３０第１の素子、１３２ 第２の素子。
トリックス、１０６開口、１１０ 外周部、１１２ 第
１の面、１１４ 第２の面、１１６ 中央軸、１２０
ファイバ軸、１２２ 垂直軸、１２４ 内径、１２６
溝、１３０第１の素子、１３２ 第２の素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シャロン アール ハゲル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ホネオ イ フォールス エイチエフ５ポイント ロード 1232 (72)発明者 コンラッド ジェイ ベル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター シャーウッド ドライブ 233 (72)発明者 ジョセフ エイ スウィフト アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ リンカーン ロード 5629 (72)発明者 スタンレイ ジェイ ワレス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ビクタ ー トリリウム トレイル 7424
Claims (3)
- 【請求項１】 導電性素子から回転素子に電荷を移動す
るための装置であって、 ポリマーマトリックスと共に設けられる多数の導電性フ
ァイバを含む引抜成形複合部材を備えた本体を含み、該
複数の導電性ファイバは、該ポリマーマトリックス内で
該引抜成形複合部材の長手方向に配向され、該ファイバ
は、その各々が第１の軸に平行であるほぼ平行な方向に
延伸し、前記本体は第１の接触領域を含み、前記本体は
さらにそこに開口を画成し、かつ該第１の接触領域から
間隔を開けられた該開口の周囲に第２の接触領域を含
み、 前記装置はさらに、前記本体に固定されこれを支持する
ための支持体を含み、該第１の接触領域は該導電性素子
に接するためのものであり、該第２の接触領域は該回転
素子に接するためのものであり、フィブリル化された部
分は、該第１の接触領域と該第２の接触領域のうちの少
なくとも一方と一致することを特徴とする装置。 - 【請求項２】 ハウジング内の部材を回転可能に支持
し、かつ該ハウジングと該部材との間で電荷を移動する
ための軸受であって、 前記ハウジングに固定される軸受外レースと、 前記外レースに回転可能に固定され、かつ前記部材に固
定される軸受内レースと、 ポリマーマトリックスと共に設けられた多数の導電性フ
ァイバを備えた引抜成形複合部材を含むシールとを含
み、該複数の導電性ファイバは、該ポリマーマトリック
ス内で該引抜成形複合部材の長手方向に配向され、該フ
ァイバは、その各々が第１の軸に平行であるほぼ平行な
方向に延伸し、前記シールは、その外周部に第１の接触
領域を含み、前記シールはさらに、そこに開口を画成
し、該開口の周囲に第２の接触領域を含み、前記外レー
スは該第１の接触領域と共働し、該内レースは該第２の
接触領域と共働して、該ハウジングと該部材との間で電
荷を移動することを特徴とする軸受。 - 【請求項３】 導電性素子と回転素子とを含む印刷機で
あって、前記印刷機は、該導電性素子から該回転素子に
電荷を移動するための装置を含み、前記装置は、 ポリマーマトリックスと共に設けられる多数の導電性フ
ァイバを含む引抜成形複合部材を有する本体を含み、該
複数の導電性ファイバは、該ポリマーマトリックス内で
該引抜成形複合部材の長手方向に配向され、該ファイバ
は、その各々が、第１の軸に平行であるほぼ平行な方向
に延伸し、前記本体は第１の接触領域を含み、前記本体
はさらにそこに開口を画成し、かつ該第１の接触領域か
ら間隔を開けられた該開口の周囲に第２の接触領域を含
み、 前記装置はさらに、前記本体に固定されてこれを支持す
るための支持体を含み、該第１の接触領域は該導電性素
子に接するためのものであり、該第２の接触領域は該回
転素子に接するためのものであり、フィブリル化された
部分は、該第１の接触領域と該第２の接触領域のうちの
少なくとも一方と一致することを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/826,813 | 1997-03-25 | ||
| US08/826,813 US5812908A (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Carbon fiber electrical contact mounting for rotating elements |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10333507A true JPH10333507A (ja) | 1998-12-18 |
| JP4245687B2 JP4245687B2 (ja) | 2009-03-25 |
Family
ID=25247605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06820098A Expired - Fee Related JP4245687B2 (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-18 | 電荷移動装置ならびにこれを利用した軸受および印刷機 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5812908A (ja) |
| JP (1) | JP4245687B2 (ja) |
| BR (1) | BR9800948A (ja) |
| MX (1) | MX9801300A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19824022C2 (de) * | 1998-05-29 | 2003-10-30 | Skf Gmbh | Wälzlager mit Strombrücke |
| US6289187B1 (en) | 1999-02-04 | 2001-09-11 | Xerox Corporation | Carbon fiber commutator brush for a toner developing device and method for making |
| US7307112B2 (en) * | 2002-01-31 | 2007-12-11 | Xerox Corporation | Electrical component with fillers having semi-resistive properties and composite systems comprising the same |
| DE10249770B4 (de) * | 2002-10-24 | 2005-11-03 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Getriebe |
| US8199453B2 (en) | 2003-03-17 | 2012-06-12 | Illinois Tool Works Inc. | Shaft current control brush ring assembly |
| US7052763B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-05-30 | Xerox Corporation | Multi-element connector |
| US20050031840A1 (en) * | 2003-08-05 | 2005-02-10 | Xerox Corporation | RF connector |
| US7266322B2 (en) * | 2005-03-31 | 2007-09-04 | Xerox Corporation | Multi-functional electro-mechanical interconnect, sensor, and mounting and method of mounting and biasing of a rotatable member |
| US8018059B2 (en) * | 2005-03-31 | 2011-09-13 | Xerox Corporation | Electrical interconnect with an electrical pathway including at least a first member overlain by a second member at a contact point |
| US7645399B2 (en) * | 2005-05-31 | 2010-01-12 | Xerox Corporation | Electroconductive composition |
| US20110204734A1 (en) | 2005-06-25 | 2011-08-25 | Orlowski David C | Motor Grounding Seal |
| US8604653B2 (en) * | 2005-06-25 | 2013-12-10 | Inpro/Seal, LLC | Current diverter ring |
| US20070278093A1 (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | Barnard Michael P | Electrical conductive contact ring for electroplating or electrodeposition |
| CN102422368B (zh) * | 2009-04-09 | 2015-03-11 | 英普罗密封有限责任公司 | 分流器环 |
| US8721850B2 (en) * | 2010-02-02 | 2014-05-13 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Biosensor and methods for manufacturing |
| TW201338356A (zh) | 2011-12-08 | 2013-09-16 | Inpro Seal Llc | 電流分流器環 |
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| DE102016010926A1 (de) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | Kaco Gmbh + Co. Kg | Wellenerdungsring |
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| DE102017222289A1 (de) * | 2017-12-08 | 2019-06-13 | Robert Bosch Gmbh | Elektromotor |
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| DE102018206242A1 (de) | 2018-04-24 | 2019-10-24 | Aktiebolaget Skf | Wälzlager, das elektrisches Isolierungsmaterial hat, und Herstellungsverfahren eines solchen Wälzlagers |
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| US5354607A (en) * | 1990-04-16 | 1994-10-11 | Xerox Corporation | Fibrillated pultruded electronic components and static eliminator devices |
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- 1997-03-25 US US08/826,813 patent/US5812908A/en not_active Expired - Lifetime
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1998
- 1998-02-17 MX MX9801300A patent/MX9801300A/es not_active IP Right Cessation
- 1998-03-18 JP JP06820098A patent/JP4245687B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-24 BR BR9800948-6A patent/BR9800948A/pt not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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