JPH0741780A - 耐熱・導電性滑り軸受 - Google Patents

耐熱・導電性滑り軸受

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JPH0741780A
JPH0741780A JP19020093A JP19020093A JPH0741780A JP H0741780 A JPH0741780 A JP H0741780A JP 19020093 A JP19020093 A JP 19020093A JP 19020093 A JP19020093 A JP 19020093A JP H0741780 A JPH0741780 A JP H0741780A
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Noboru Umemoto
昇 梅本
Masaki Egami
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真装置の加熱定着部用の耐熱・導電性
滑り軸受を、充分な耐熱性と導電性とを具備することに
加えて、摩擦摩耗特性、特に軟質金属に対する非攻撃性
にも優れたものとする。 【構成】 電子写真装置の加熱定着部用の滑り軸受ポリ
フェニレンサルファイド樹脂を主要成分として、四フッ
化エチレン樹脂5〜40重量%と、芳香族ポリアミド繊
維3〜35重量%と、人造黒鉛3〜30重量%とを必須
成分として添加した樹脂組成物から構成する。人造黒鉛
が、先の芳香族ポリアミド繊維に絡みつかず、摺動相手
剤であるアルミニウム合金を損傷することなく所要の導
電性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、滑り軸受に関し、更
に詳しくは複写機、レーザービームプリンターなどの電
子写真装置の加熱定着部に適用される耐熱・導電性滑り
軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、複写機またはレーザービームプ
リンタ等の電子写真装置は、帯電画像を用いて原画像情
報を記録物質たる紙等の転写材に伝達する機構を有して
おり、装置内の加熱定着部には、図3に例示するよう
に、転写材上にそのトナー像を加熱定着させ回転駆動さ
れる加熱ローラ10と、転写材を加熱ローラ10に押圧
して回転する加圧ローラ11が装着されている。
【0003】前者の加熱ローラ10の成形材料は、通
常、アルミニウム合金であってヒータ12で約170〜
230℃の温度に加熱される。後者の加圧ローラ11
は、シリコーンゴム等で被覆された鉄材からなり、加熱
ローラ10からの伝熱により約70〜100℃にまで加
熱されており、高温状態に晒される各ローラの端部は、
合成樹脂製のラジアル軸受13、14で支持されてい
る。
【0004】そしてラジアル軸受の材料としては、耐熱
性が良く機械的強度の優れた熱可塑性合成樹脂であるポ
リフェニレンサルファイド(以下、PPSと略称する)
樹脂を主要材料として用い、さらに四フッ化エチレン樹
脂、潤滑油、金属酸化物、二硫化モリブデン等の潤滑剤
を添加して摩擦特性を高め、また芳香族ポリアミド繊維
などの耐熱性合成繊維を添加して耐摩耗性を高めるよう
にしていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなP
PS系の樹脂組成物からなる滑り軸受において、近年、
静電気による帯電を防止できる機能が求められるように
なってきた。なぜなら、加熱定着装置の滑り軸受が帯電
すると、電子写真装置内の電子回路に異常を生じ、この
装置が誤作動を起こし易くなるからである。
【0006】このような帯電による誤作動を防止するた
めには、前記の滑り軸受にカーボンブラックなどの導電
性物質を単に添加すればよいとも考えられる。このよう
な場合に通常用いられるカーボンブラックとしては、ア
セチレンブラックやケッチェンブラックが知られてい
る。
【0007】しかし、前者のアセチレンブラックは、粒
子の二次構造が鎖状構造を呈するものであり、また後者
のケッチェンブラック(アクゾ社製)のものは特殊な粒
子形態のものであって、両者はPPS製樹脂組成物の添
加物の一つである芳香族ポリアミド繊維に絡み付いた状
態となる。このようなカーボンブラックが芳香族ポリア
ミド繊維に絡んだ材料を有するPPS系の樹脂組成物で
は、摺動相手となるアルミニウム合金製のローラの軸な
どを損傷するという問題点が生ずる。
【0008】したがって、PPSを主要材料とする加熱
定着部用の軸受材料からなる従来の軸受では、低摩擦特
性、耐摩耗性、導電性アルミニウム合金等の軟質合金に
対する非攻撃性の機能が充分でないという問題点があっ
た。
【0009】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、電子写真装置の加熱定着部用の耐熱・導電性滑り
軸受を、充分な耐熱性および導電性を具備することに加
えて、摩擦摩耗特性、特に軟質金属に対する非攻撃性に
も優れたものとすることを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、電子写真装置の加熱定着部用
の滑り軸受において、この軸受がポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂を主要成分として、四フッ化エチレン樹脂5
〜40重量%と、芳香族ポリアミド繊維3〜35重量%
と、人造黒鉛3〜30重量%とを必須成分として添加し
た樹脂組成物からなる手段を採用したのである。
【0011】
【作用】この発明の耐熱・導電性滑り軸受は、耐熱性の
高いPPS樹脂を主要成分としており、さらに添加した
四フッ化エチレン樹脂および芳香族ポリアミド繊維でも
ってPPS樹脂の摩擦摩耗特性を著しく向上させたもの
である。そして、この発明では、上記組成に加えて導電
性の添加剤として採用した人造黒鉛が、先の芳香族ポリ
アミド繊維に絡みつかず、摺動相手材であるアルミニウ
ム合金を損傷することなく所要の導電性を付与するとい
う極めて好ましい作用を示す。
【0012】
【実施例】まず、この発明におけるPPS樹脂は、下記
化1の式で示されるものであり、特に典型的なものとし
ては、下記化2に示されるものである。このものは、米
国フィリップス・ペトローリアム社から「ライトン」の
商標で市販され、その製造方法は米国特許第3,35
4,129号(対応特許特公昭45−3368号)に開
示されている。それによると、ライトンはN−メチルピ
ロリドン溶媒中、160〜250℃、加圧条件下にp−
ジクロルベンゼンと二硫化ソーダとを反応させることに
よって製造され、樹脂中に交差結合が全くないものから
部分的交差結合を有するものに至るまで各種重合度のも
のを後熱処理工程にかけて自由に製造することができる
ので、目的の溶媒ブレンドに適正な溶融粘度特性を有す
るものを任意に選択使用することが可能である。また、
架橋構造をとらない、上記ライトン以外の直鎖状PPS
樹脂も使用できる。
【0013】
【化1】
【0014】
【化2】
【0015】また、この発明における四フッ化エチレン
樹脂(以下、PTFEと略称する)は、成形用の粉末で
あっても、また、いわゆる固体潤滑剤用の微粉末であっ
てもよく、たとえば三井・デュポンフロロケミカル社
製:テフロン7J、TLP−10、旭硝子社製:フルオ
ンG163、ダイキン工業社製:ポリフロンM15、ル
ブロンL5などを例示することができる。
【0016】また、この発明に用いる芳香族ポリアミド
繊維とは、耐熱性、引っ張り特性などに優れた芳香族ポ
リアミドからなる繊維であり、その構造から一般的には
分子骨格が全体に直鎖状になったパラ結合タイプと、ジ
グザグ状のメタ結合タイプに大別される。前者のパラ結
合タイプの市販品としては、下記化3で示されるデュポ
ン社製:ケブラー、日本アラミド社製:トワロンがあ
り、また、下記化4の式で示される帝人社製:テクノー
ラが挙げられる。後者のメタ結合タイプの芳香族ポリア
ミド繊維としては、下記化5の式で示される帝人社製:
コーネックスなどが挙げられる。このような芳香族ポリ
アミド繊維は、チョップド繊維、パルプ繊維のいずれで
あってもよい。
【0017】
【化3】
【0018】
【化4】
【0019】
【化5】
【0020】なお、上記した芳香族ポリアミド繊維は、
PPS樹脂との親和性を改善するため、その表面に不飽
和ポリエステル、エポキシ化合物などの処理剤で改質処
理をされたものを採用してもよいのは勿論である。
【0021】次に、この発明に用いる人造黒鉛は、その
形状が鱗片状または板状のものを採用することが好まし
く、その炭素純度は99.9%以上のものを採用するこ
とが好ましい。このような条件を満足する市販品として
は、ロンザ社製のKS−6、KS−25などを挙げるこ
とができる。
【0022】なお、この発明において、四フッ化エチレ
ン樹脂の量を5〜40重量%に限定する理由は、5重量
%より少ないと潤滑特性が悪く、40重量%を越えると
著しく成形性がそこなわれるからであり、さらに芳香族
ポリアミド繊維の量を3〜25重量%に限定する理由
は、3重量%未満の少量では摩耗特性が悪く、35重量
%をこえると溶融粘度が高くなって成形性が悪化して好
ましくないからである。さらに、人造黒鉛の量を3〜3
0重量%に限定する理由は、3重量%未満の少量では定
着装置用としての所要の導電性が得られず、30重量%
を越えると成形性が悪化したり、軸受組成物が極端に脆
くなるからである。
【0023】ここで、配合割合の決まった各添加物を混
合する方法は特に限定するものではなく、通常広く用い
られている方法、たとえば主成分となる樹脂、その他の
諸原料をそれぞれ個別に、溶融混合機に供給してもよ
く、または予めヘンシェルミキサー、ボールミル、タン
ブラーミキサー等の混合機を用いて乾式混合した後に、
熱ロール、ニーダ、バンバリーミキサー、スクリュー押
出機などで溶融混合してペレットに予備成形してもよ
い。さらに、この発明の組成物を成形するにあたって
も、特にその方法を限定するものではなく、圧縮成形、
焼結成形などを適用できるのは勿論であるが、この発明
においては特に均一な溶融ブレンド体を形成し、生産性
の高い射出成形もしくは押し出し成形を行なうことがで
きる。
【0024】なお、この発明におけるPPS樹脂を主成
分とする耐熱・導電性組成物に対して、導電性その他の
この発明の効果を悪化させない範囲内において各種添加
剤を配合することもできる。
【0025】この発明における耐熱・導電性滑り軸受
は、その形状を限定するものでなく、加熱・加圧ローラ
の形状や、周辺装置、ハウジングに合わせた形態をとれ
ばよい。
【0026】図1に示すように、軸受は、単独材料で成
形するのみならず二色成形の手法を採用し、軸受部1と
固定用金属部2とからなる複合材としてもよい。また、
図2に示すように、この発明の軸受部3と、PPS、ポ
リアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)等の耐
熱性および断熱性のある樹脂またはこれに無機充填剤も
しくは有機充填剤等を添加した樹脂部4とから二色成形
された軸受であってもよい。これら軸受は、成形時のひ
ずみを除いて高温使用時の寸法安定性を確保するため、
100〜250℃で0.5〜24時間程度のアニール熱
処理をしておくことが望ましい。
【0027】この発明の実施例および比較例に用いた諸
原材料を一括して示すとつぎのとおりである。なお
〔 〕内に略号を示し、各成分の配合割合は、すべて重
量%である。
【0028】(1)PPS樹脂〔PPS (a)〕 トープレン社製:T−4、 (2)PPS樹脂〔PPS (b)〕 呉羽化学工業社製:フォートロン KPSレジンW−2
05、 (3)四フッ化エチレン樹脂〔PTFE (a)〕 三井デュポン・フロロケミカル社製:テフロン7J、 (4)四フッ化エチレン樹脂〔PTFE (b)〕 喜多村社製:KT300M、焼成粉 (5)芳香族ポリアミド繊維 帝人社製:コーネックスカットファイバー繊維長1m
m、 (6)人造黒鉛〔人造黒鉛(a)〕 ロンザ社製:KS−6、 (7)人造黒鉛〔人造黒鉛(b)〕 ロンザ社製:KS−25、 (8)カーボンブラック ライオン社製:ケッチェンEC−X、 (9)溶融フッ素樹脂 ETFE〔ETFE〕 旭硝子社製:アフロンCOP Z−8820、 (10)芳香族ポリエステル樹脂 住友化学工業社製:エコノールE101S2、 [実施例1〜4および比較例1、比較例2]表1に示す
割合で諸原材料を配合した。そして組成物の成形にあた
っては、まず原材料をヘンシェルミキサーで充分混合
し、二軸溶融押出機に供給し、シリンダー温度300
℃、回転数毎分100回転の溶融混合条件で押出して造
粒し、得られたペレットを樹脂温度310℃、射出圧力
800kg/cm2 、金型温度140℃の射出成形条件下で
外径35mm、内径25mm、幅6mmのリング状試験片を成
形し、この試験片を用いて以下に示す高温ラジアル摩擦
摩耗試験を行なった。また、上記同様の射出成形条件に
て外径100mm、厚み2mmの円盤状試験片を形成し
て、体積抵抗率の測定を行なった。得られた結果は表1
に併記した。
【0029】(1) 高温ラジアル摩擦摩耗試験 表面温度を200℃に制御したアルミニウム合金A50
56(表面粗さ3.2S)製の回転軸を相手材とし、こ
の相手材の外周に回転自在に嵌めたリング状試験片を相
手材周面に対して3.5kgf/cm2 の圧力で押圧
し、前記回転軸には、トルクメータを取り付け、周速が
2.8m/分であるよう50時間連続回転した後、試験
片の摩耗量から摩耗係数(×10-10 cm 3/kgf・
m)と、回転軸のトルク(kgf/cm)を測定し、か
つ相手材の損傷度を観察した。損傷度については、損傷
しない(○印)、やや損傷する(△印)または損傷する
(×印)の三段階評価で表わした。
【0030】(2) 体積抵抗率 JIS K6911に基づいて測定した。
【0031】
【表1】
【0032】表1に示す結果から明らかなように、カー
ボンブラックを添加した比較例1は、導電性に優れるも
のの摩耗係数、回転トルクともに大きく、相手材を損傷
した。また、比較例2では導電性が全くなかった。
【0033】一方、全ての条件を満足する実施例1〜4
では、摩耗量、回転トルクとも小さく、しかも相手材の
アルミニウム合金を損傷させない。また、これらの体積
抵抗値は104 もしくは105 であり、導電性にも優れ
たものであった。
【0034】
【効果】この発明の耐熱・導電性滑り軸受は、高温でも
優れた低摩擦および耐摩耗性を有しており、また、静電
気を除去するのに充分な導電性を有しており、しかもア
ルミニウム合金等の軟質相手材を損傷しない利点があ
る。
【0035】したがって、このものは複写機およびレー
ザービームプリンターの定着装置の耐熱・導電性滑り軸
受として、省エネ化、コンパクト化、高信頼性化、メン
テナンスフリー化に多大に貢献できるものであるといえ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示す斜視図
【図2】他の実施例を示す斜視図
【図3】加熱・定着装置における軸受の使用を説明する
断面図
【符号の説明】
1、3 軸受部 2 固定用金属部 4 樹脂部 10 加熱ローラ 11 加圧ローラ 12 ヒータ 13、14 合成樹脂製のラジアル軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 107:40 103:02) C10N 20:00 Z 20:06 40:02 40:16

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真装置の加熱定着部用の滑り軸受
    において、この軸受がポリフェニレンサルファイド樹脂
    を主要成分として、四フッ化エチレン樹脂5〜40重量
    %と、芳香族ポリアミド繊維3〜35重量%と、人造黒
    鉛3〜30重量%とを必須成分として添加した樹脂組成
    物からなることを特徴とする耐熱・導電性滑り軸受。
JP19020093A 1993-07-30 1993-07-30 耐熱・導電性滑り軸受 Expired - Lifetime JP3580837B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0988965A (ja) * 1995-09-26 1997-03-31 Ntn Corp 耐熱性滑り軸受
JP2002105314A (ja) * 2000-09-29 2002-04-10 Shimadzu Corp 潤滑性組成物
KR20160114045A (ko) * 2014-02-05 2016-10-04 데이진 가부시키가이샤 폴리아릴렌술파이드 수지 조성물
JPWO2022059299A1 (ja) * 2020-09-15 2022-03-24

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