(57)【要約】【課題】摺動性を維持しつつ、相手材との通電性を向上できる高導電性滑り軸受の提供を目的とする。【解決手段】導電性樹脂組成物の樹脂成形体からなり、矢印Ａ方向に回転する相手材３と摺動する摺動面４を有する導電性滑り軸受１であり、この導電性滑り軸受１の摺動面４以外の面に、繊維が植毛された植毛部２を有し、この植毛部２に植毛された繊維が相手材３に接触すると共に、この植毛部２は相手材３と直接接触しない面に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性樹脂組成物の樹脂成形体からなり、相手材と摺動する摺動面を有する導電性滑り軸受であって、
該導電性滑り軸受の前記摺動面以外の面に、繊維が植毛された植毛部を有し、
前記植毛部の少なくとも一部が、前記相手材に接触することを特徴とする導電性滑り軸受。
【請求項２】
前記植毛部が、前記相手材と直接接触しない導電性滑り軸受の面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の導電性滑り軸受。
【請求項３】
前記導電性滑り軸受が円筒状であり、
前記植毛部が設けられている面が、軸受の内周面および端面から選ばれた少なくとも１つの面であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の導電性滑り軸受。
【請求項４】
前記繊維が、導電性繊維であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の導電性滑り軸受。
【請求項５】
前記繊維が、該植毛部が設けられている面に対しての直立状態から前記相手材の回転方向に倒れた形状であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の導電性滑り軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手材と摺動する摺動面が導電性樹脂組成物で形成された導電性滑り軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機やプリンター、ファクシミリなどの画像形成装置は、装置の小型軽量化や使いやすさ、低コスト化が要求されている。それと共に、これら装置に内蔵される現像装置においても、例えば使いやすく小型軽量化された着脱可能なプロセスカートリッジ化などが進んでいる。このような現像装置の摺動部位における軸受としては、含油焼結滑り軸受や樹脂製滑り軸受が転がり軸受に代わって多用されている。なかでも含油焼結滑り軸受に比較して温度変化に対する摺動特性の変化が少ない樹脂製滑り軸受が多用されている。
【０００３】
樹脂製滑り軸受として、含油系樹脂摺動材を用いた滑り軸受は、通常の保油体を用いない含油樹脂や固体潤滑剤を配合した摺動材からなる滑り軸受に比べて優れた低摩擦化が可能であるが、単に導電材を配合しただけでは導電性の付与が難しい。すなわち、配合された導電材が油などの潤滑成分により隠蔽され、導電性能が発現しにくい場合や、また潤滑成分が導電材／樹脂界面に保持され、摺動に必要な潤滑成分が摺動界面に供給されず、耐摩耗性や摩擦トルクが著しく悪化し短寿命となる場合がある。またアルミなどの軟質材からなる軸を摺動相手材として使用する場合、上述の油切れや、配合した導電材により相手材を損傷する場合もある。
【０００４】
このような問題に対処するために、潤滑剤を摺動部表面に継続的に供給することが可能となる優れた低摩擦・低摩耗性と、帯電防止に求められる以上の導電性とを併せ持つことができ、軟質相手材を損傷させない導電性滑り軸受が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、転がり軸受の回転トルクの低減を含む潤滑特性向上を目的として、転動体との接触表面以外で潤滑剤と接触する表面に、繊維を植毛してなる植毛部が形成されている転がり軸受が開示され、植毛部に導電性繊維を用いた例が記載されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６４０７３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１４１８２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、感光体ドラムなどに使用される導電性滑り軸受は、導電性樹脂組成物を配合した樹脂で形成されており、通常円筒形で相手材が回転摺動するため、内外径差により接触面積が小さく通電が安定しない場合がある。
【０００８】
また、一般的にグリースの保持性向上などの目的で、植毛部を形成する場合、その形状や位置、使用条件によっては、摺動抵抗の増加などの逆効果になることがあり、十分な効果が得られないおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、相手材との通電性を向上できる高導電性の滑り軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の導電性滑り軸受は、導電性樹脂組成物の樹脂成形体からなり、相手材と摺動する摺動面を有し、この導電性滑り軸受の上記摺動面以外の面に、繊維が植毛された植毛部を有し、該植毛部の少なくとも一部が、上記相手材に接触することを特徴とする。
【００１１】
上記植毛部が、上記相手材と直接接触しない導電性滑り軸受の面に設けられていることを特徴とする。また、上記導電性滑り軸受が円筒状であり、上記植毛部が設けられている面が、軸受の内周面および端面から選ばれた少なくとも１つの面であることを特徴とする。
【００１２】
上記植毛された繊維が導電性の繊維であることを特徴とする。
また、上記繊維が、該植毛部が設けられている面に対しての直立状態から上記相手材の回転方向に倒れた形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の導電性滑り軸受は、導電性滑り軸受の摺動面以外の面であって、相手材と直接接触しない面（円筒状の軸受の内周面や端面）に繊維が植毛された植毛部を有するので、相手材との摺動性に影響しない。また、植毛された繊維が相手材と接触するので、相手材との通電性が向上する。特に、繊維自体を導電性とする場合や該繊維に導電性グリースを保持させる場合には、通電性をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の導電性滑り軸受の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の導電性滑り軸受について図１に基づいて説明する。図１（ａ）は相手材を含めた軸受構造を見た図であり、図１（ｂ）は導電性滑り軸受の断面図である。図１に示す、滑り軸受装置は、円筒状の導電性滑り軸受１と、この軸受内にて矢印Ａ方向に摺動する相手材３と、この相手材と接触できるように繊維が植毛された植毛部２とから構成される。植毛部２は導電性滑り軸受１と相手材３との通電性を向上できる。
【００１６】
導電性滑り軸受１に設けられる植毛部２は、相手材３と導電性滑り軸受１との摺動面４以外の箇所に形成される。そのような植毛部２としては、軸受の内周面に設けられた植毛部２ａと、軸受の端面に設けられた植毛部２ｂとが挙げられる。これらの植毛部２ａおよび２ｂは、それぞれ単独でも、両方同時に設けてもよい。摺動面４の対面５と相手材３の表面とのクリアランスが小さいことから、植毛部２は軸受の端面に設けられた植毛部２ｂであることが好ましい。
【００１７】
ここで、植毛部２ａが設けられる軸受内周面について説明する。導電性滑り軸受１で支持される相手材３である回転軸の直径は、軸受本体の直径より僅かに小さい。画像形成装置における回転軸受部では、回転軸の軸線に対して垂直にラジアル荷重が負荷されるため、円筒状の軸受における断面円筒の内頂部側（荷重が負荷される摺動面４である内底部側の反対）に軸受本体と回転軸との直径差だけ空間ができる。植毛部２ａは、軸受が相手材と直接接触しない面である、上記内頂部側の軸受内周面（対面５）に形成されている。
【００１８】
本発明の導電性滑り軸受は、相手材と摺動する摺動面が導電性樹脂組成物の成形体である。導電性樹脂組成物としては、合成樹脂に導電材および潤滑性付与材が配合されている樹脂組成物であることが好ましい。
【００１９】
合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など、滑り軸受の摺動材として使用できる形態を形成できる合成樹脂であれば特に限定されない。例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、水架橋ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、クロロトリフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリオキサゾリン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などを例示できる。また、上記合成樹脂から選ばれた２種以上の材料の混合物、すなわちポリマーアロイなどを例示できる。
【００２０】
導電材としては、金属、炭素系物質が挙げられる。特に微小繊維状の物質を形成しやすい炭素系物質を用いることが好ましい。炭素系物質としては、炭素繊維が挙げられる。炭素繊維としては、繊維径０．３μｍ以下、繊維長１μｍ以上で、かつアスペクト比５以上の形状的特徴を有する炭素繊維が好ましい。
【００２１】
導電性樹脂組成物中に占める導電材の配合割合は、０．１体積％以上、５体積％未満であり、好ましくは０．５体積％〜３体積％である。０．１体積％未満の場合、十分な導電性を付与できない。５体積％以上では特に耐摩耗性が著しく悪化し、また相手材の損傷が生じる場合もあるので好ましくない。
【００２２】
潤滑性付与材は、多孔質体に潤滑剤を含浸したものを用いることが好ましい。潤滑剤を含浸した多孔質体を用いることによって、摺動界面に継続して潤滑剤を供給できるので、優れた摩擦・摩耗特性を持続できる。また、潤滑剤が含浸された多孔質体を配合することで、組成物中の含油量を多くできる。
【００２３】
導電性樹脂組成物中に占める潤滑性付与材の配合割合は、５体積％以上、６０体積％未満であり、より好ましくは３０体積％〜５０体積％である。５体積％未満の場合、十分な潤滑性を付与できず、摩擦係数を低減できない。６０体積％以上ではベース樹脂の量が少なくなり過ぎて成形性が悪くなる。また、強度や耐摩耗性が低下する場合もあるので好ましくない。なお、潤滑性付与材中に占める潤滑剤の配合量は多孔質体の内部空間容積の９０体積％〜１５０体積％である。また、潤滑剤は、常温で液体の潤滑油、常温で固体のワックス、あるいは潤滑油に増ちょう剤を含んだグリース状物質など、潤滑効果を有する物質であれば特に限定されない。
【００２４】
導電性樹脂組成物には、さらに摩擦・摩耗特性を改善して各種機械物性を向上させるために適当な充填材を添加することができる。例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維、ＢＮ繊維、石英ウール、金属繊維などの繊維類またはこれらを布状に編んだもの、炭酸カルシウム、リン酸リチウム、炭酸リチウム、硫酸カルシウム、硫酸リチウム、タルク、シリカ、クレー、マイカなどの鉱物類、酸化チタンウィスカ、チタン酸カリウムウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、硫酸カルシウムウィスカなどの無機ウィスカ類、カーボンブラック、黒鉛、ポリエステル繊維、ポリイミド樹脂やポリベンゾイミダゾール樹脂などの各種熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２５】
また、摺動性を向上させる目的で、アミノ酸化合物やポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、液晶樹脂、アラミド樹脂のパルプ、ＰＴＦＥ樹脂やＢＮ、ＭｏＳ2、二硫化タングステンなどを配合できる。
【００２６】
また、熱伝導性を向上させる目的で、金属繊維、酸化亜鉛などを配合してもよい。また、上記充填材を複数組み合わせて使用することももちろん可能である。なお、優れた導電性および潤滑性を阻害しない配合量で一般合成樹脂に広く適用しえる添加剤を併用してもよい。例えば離型剤、難燃剤、耐候性改良剤、着色剤などの工業用潤滑剤を適宜添加してもよく、これらを添加する方法も特に限定されるものではない。
【００２７】
導電性樹脂組成物の成形方法としては、圧縮成形、射出成形、押し出し成形、ブロー成形、真空成形、トランスファ成形など、材料の種類、成形体の形状に応じて適宜選択できる。これらの中で、導電材および潤滑性付与材を均一に充填しやすい射出成形が好ましい。
【００２８】
植毛部２は、短繊維を導電性滑り軸受１の表面に、例えば植毛塗装することで形成できる。植毛塗装方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。導電性滑り軸受１の表面の任意の箇所に多量の繊維を短時間で密に、垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用できる。例えば、静電植毛方法として、（１）導電性滑り軸受１の静電植毛を施す範囲に接着剤を塗布する工程、（２）帯電させた短繊維を導電性滑り軸受１に吹き付け静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛する工程、（３）短繊維が仮付着した表面を乾燥させて接着剤の硬化反応を十分に行ない、短繊維を導電性滑り軸受１の表面に固着させる工程などを含む方法が挙げられる。
【００２９】
静電植毛に使用できる接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３０】
植毛に用いる短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（２）カーボン繊維、グラスファイバーなどの無機繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な繊維を多量に生産することができ、安価に入手することができるため、上記の中でも合成樹脂繊維を用いることが好ましい。また、導電性の植毛部２とする場合、植毛部に使用する繊維としては、ポリエチレン樹脂にカーボンブラックなどの導電性充填材を複合した導電性の短繊維を用いることが好ましい。
【００３１】
特に導電性を向上させる場合、植毛に用いる短繊維として、導電性に優れた金属、またはこれら金属を含む合金の短繊維を使用できる。好ましい金属繊維としては、アルミニウム、金、銀、銅、および鉄から選ばれた少なくとも１つの金属の単体またはこれらの金属を含む合金が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３２】
短繊維の形状としては、樹脂成形体表面に均一に形成できる形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、短繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１０〜４０％が好ましい。短繊維の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。多角形状断面の短繊維を利用することで、円形断面の短繊維よりも大きな表面積とすることができ、導電性を向上できる。
【００３３】
また、植毛部における繊維を、該植毛部が設けられている面に対しての直立状態から相手材の回転方向に倒れた形状とすることが好ましい。この形状は繊維を植毛後、熱処理することで形成できる。特に、図１の形態に示すように、回転軸に接触する植毛部２ｂにおける繊維の形状を相手材３の回転方向に倒れた形状とすることが好ましい。同様に、植毛部２ａを回転軸と軽接触させる形態とする場合は、植毛部２ａにおける繊維を相手材３の回転方向に倒れた形状とすることが好ましい。植毛部と相手部材との接触に起因する抵抗がより少なくなり、摺動性への悪影響（トルク増加など）を抑制できる。
【００３４】
滑り軸受の内面にグリースまたは潤滑油などの潤滑剤を塗布する場合、導電性グリースとすることが好ましい。導電性グリースは、例えば、通常の増ちょう剤に替えて炭素系増ちょう剤を用いる。炭素系増ちょう剤としては、カーボンブラック、黒鉛、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、炭素繊維などが挙げられる。この中でも、安定した電気伝導性を得やすいことから、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどが使用できる。なお、導電性グリースとする場合において、増ちょう剤には通常のものを用い、添加剤として、炭素系などの導電性付与剤を配合したものを用いてもよい。導電性グリースを用いることで、植毛部の繊維自体に導電性がない場合でも、該植毛部に導電性グリースが保持され、これを介して相手材との通電性が向上する。
【００３５】
本発明の導電性滑り軸受は、駆動回転させる軸トルクを小さくすることができ、駆動回転にともない発生する静電気を低減するとともに、発生した静電気を帯電することなく画像形成装置の現像装置外へ逃がすことができる。そのため、小型駆動装置が使用でき現像装置の小型軽量化が図れる。この結果、例えば、静電潜像形成手段や現像剤供給手段、現像手段、帯電防止手段、静電気除去手段などをカートリッジ化したプロセスカートリッジにおける軸受部に好適である。また、複写機やレーザービームプリンター、インクジェットプリンターなどにおける軸受部に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の導電性滑り軸受は、摺動性を維持しつつ導電性に優れているので、画像形成装置における軸受部に利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  導電性滑り軸受
２  植毛部
３  相手材
４  摺動面
５  対面
【図１】
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