電気接点材料製造方法及び電気接点材料
【課題】 金属体表面上のグラファイト量を適量に設定することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供する。
【解決手段】 帯電機構１４で感光ドラム１３を帯電し、帯電後の感光ドラム１３を所定量回転させた後、露光機構１５が感光ドラム１３に向かって光を照射してドラム表面に静電潜像を形成する。その感光ドラム１３を更に所定量回転させ、現像機構１６が帯電したグラファイト粒子を感光体ドラムに現像し、感光ドラムの静電潜像にグラファイト粒子を付着させる。続いて、感光ドラム１３のグラファイト粒子付着部分を試料１１と向き合う位置まで回転させ、転写機構１７が試料１１の裏面から逆電荷をかけてグラファイト粒子を試料１１に転写する。そして、試料１１に転写したグラファイト粒子を定着機構１８で試料表面に定着させる。
【解決手段】 帯電機構１４で感光ドラム１３を帯電し、帯電後の感光ドラム１３を所定量回転させた後、露光機構１５が感光ドラム１３に向かって光を照射してドラム表面に静電潜像を形成する。その感光ドラム１３を更に所定量回転させ、現像機構１６が帯電したグラファイト粒子を感光体ドラムに現像し、感光ドラムの静電潜像にグラファイト粒子を付着させる。続いて、感光ドラム１３のグラファイト粒子付着部分を試料１１と向き合う位置まで回転させ、転写機構１７が試料１１の裏面から逆電荷をかけてグラファイト粒子を試料１１に転写する。そして、試料１１に転写したグラファイト粒子を定着機構１８で試料表面に定着させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料製造方法及び電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような焼結材の銀−グラファイト合金が広く使用されている。グラファイトは、元来、溶着性が殆ど無く、化学的に極めて安定であり、非常に高い潤滑作用を有している。従って、グラファイトを含有した銀−グラファイト合金は耐摩耗性の高い部材となるため、銀−グラファイト合金を電気接点材料として用いれば、グリースやオイル等の潤滑剤を用いなくてもよいことから、銀−グラファイト合金はグリースレス摺動接点材料として使用される。
【０００３】
ここで、焼結材を用いた場合、銀には多量のグラファイトを含有することができるが、銀に対するグラファイトの含有量が多くなると電気接点材料の強度が低くなり、もろくなってしまう問題がある。従って、電気接点材料の強度的な面を考えた場合には、例えば銅等の母材に対し、グラファイトを含有した銀をメッキすることによって、グラファイト含有の電気接点材料を製造する手法がとられる。
【特許文献１】特開２００２−５３９１９号公報
【特許文献２】特開１９９６−１３０６５号公報
【特許文献３】特開昭６３−７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、グラファイトを含有した電気接点材料では、例えば金属体表面上のグラファイト量があまりに多いと金属体表面に露出する金属体の量が少なくなるため、これは電気接点材料としては好ましくない。よって、グラファイトの摺動性と金属体の金属接触とにバランスを持たせる必要があり、このためには金属体表面上のグラファイト量を適量とする必要がある。しかし、グラファイト含有の電気接点材料が焼結材で製造される場合、或いはメッキで製造される場合に拘らず、グラファイト粒子を金属体表面上に適量分布させることは難しい現状があり、何らかの対応策が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、金属体表面上のグラファイト量を適量に設定することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、中心点回りに回転可能な感光体を帯電する手順と、前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する手順と、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像する手順と、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する手順と、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する手順とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、まず最初に感光体の表面を帯電し、帯電後の感光体を所定量回転させて帯電部位を光受光可能な位置に配置し、その帯電部位を露光して静電潜像を形成する。続いて、静電潜像形成後の感光体を更に所定量回転させ、静電潜像部位をグラファイト現像可能な位置に配置し、静電潜像にグラファイト粒子を現像する。そして、グラファイト現像後の感光体を更に所定量回転させ、その現像部位をグラファイト転写可能な位置に配置し、金属体の裏側から逆電荷をかけることで、感光体に現像されたグラファイトを金属体に転写する。グラファイト転写後、金属体に転写されたグラファイトを金属体に定着させる。以上の処理が感光体の回転に合わせて連続的に行われることで、金属体の表面にグラファイト粒子が散布され、それが金属体に定着した状態となる。
【０００８】
ところで、感光体を帯電させてそれを露光し、その感光体に粒子を現像して被転写体に転写する処理は、転写物となる粒子を被転写体に均一に散布することが可能な技術である。従って、この処理を用いてグラファイト粒子を金属体に散布すれば、グラファイト粒子をほぼ均一に金属体に散布することが可能となるため、金属体表面上のグラファイト量にバラツキが生じ難くなることから、金属体表面上のグラファイト量を適量とすることが可能となる。よって、金属体の耐摩耗性は金属体表面上のグラファイト量によって決まるため、金属体表面上のグラファイトが適量であれば、金属体（電気接点材料）が持つ耐摩耗性が好適な値に設定される。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、当該金属体に高温化処理を施して当該金属体の表面を溶融する手順であることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、金属体に高温化処理を施すと金属体の表面が溶融するため、グラファイトの周囲は溶融した金属体で満たされる。従って、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に強く固定され、これによってグラファイトが金属体に定着する。よって、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、前記金属体の表面に加圧処理を施すことで当該金属体の表面を塑性変形させる手順であることを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、金属体に加圧処理を施すと金属体の表面が塑性変形するため、グラファイトの周囲は塑性変形した金属体で満たされる。従って、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に強く固定され、これによってグラファイトが金属体に定着する。よって、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。また、金属体に加圧処理が施されると、金属体の表面が硬くなって硬度が高まるため、更なる耐摩耗性向上に効果がある。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記グラファイト粒子には、樹脂を材質とする絶縁皮膜がコーティングされていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイト粒子に絶縁皮膜をコーティングすれば、絶縁皮膜には帯電し易い性質があるため、グラファイト粒子の帯電性がよくなる。従って、グラファイトが感光体に取り付き易くなり、グラファイトの均一分散効果が一層高まる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、母材の表面の一部又は全体にグラファイト含有の金属メッキを形成することで前記金属体を形成し、当該金属メッキの表面に前記グラファイトが転写されることを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、例えばグラファイトを増量する処理を施したとしても、グラファイトは金属メッキ内でその量が増えることになるため、母材の材質成分はそのままであることから、母材の強度が低下するようなことはなく、その母材を基材とした電気接点材料の強度が充分に確保される。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることを要旨とする。
【００１８】
この発明によれば、グラファイトを固めた棒材を金属メッキの表面に擦り付けることでグラファイトを金属メッキに固定する場合、例えば棒材の擦る強さや回数を変えれば、それに応じたグラファイト量が金属メッキの表面に取り付くことになる。従って、グラファイトを固めた棒材を金属メッキに擦り付ける手法を用いれば、適量のグラファイトを簡単な作業で金属メッキに固定することが可能となる。よって、金属メッキの耐摩耗性はメッキ表面上のグラファイト量によって決まるため、メッキ表面上のグラファイトが適量であれば、金属体（電気接点材料）が持つ耐摩耗性が好適な値に設定される。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、支軸回りに回転可能な感光体ドラムを帯電し、前記感光体ドラムに露光する光量によって当該感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像し、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体ドラムに現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写し、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着することで製造した電気接点材料であることを要旨とする。この発明によれば、請求項１と同様の作用が得られる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることで製造した電気接点材料であることを要旨とする。この発明によれば、請求項２と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、金属体表面上のグラファイト量を適量に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第１実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
【００２３】
（メッキ処理）
図１は、電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。電気メッキ装置１は、メッキしたい母材２をメッキ漕３内のメッキ液４に浸した状態で、同じくメッキ液４に浸した電極（図示略）と母材２との間に直流電圧を印加して母材２に直流電流を流し、母材２の表面に金属メッキの層を形成する装置である。このとき、母材２が陰極（マイナス）、電極が陽極（プラス）となり、メッキ液４中の金属イオンが母材２に引き寄せられることによって、母材２に金属メッキが形成される。本例は、メッキ液４としてシアン化銀の溶融した溶液を用い、銅等の母材２の表面に金属メッキとして銀メッキ８（図２参照）を形成する。
【００２４】
母材２は、ロール状に巻かれてメッキ漕３の外部に設置されている。メッキ漕３の一対の側壁５にはその下部に通し孔５ａ，５ｂが各々貫設され、母材２はメッキに際して一方の通し孔５ａからメッキ漕３内に導入され、搬送されながらメッキが施されて他方の通し孔５ｂからメッキ漕３の外部へ連続的に導出される。また、通し孔５ａ，５ｂから漏れ出たメッキ液４はメッキ漕３の下方にある貯留部６に溜められ、そのメッキ液４はポンプ装置７によってメッキ漕３へ汲み上げられる。なお、銀メッキ８が金属メッキに相当する。
【００２５】
（グラファイト散布処理）
図３は、電気接点材料製造装置９の概略構成を示す模式構成図である。電気接点材料製造装置９は、光を利用して感光体にグラファイトの粒子（以下、グラファイト粒子１０と記す）を付着させ、銀メッキ８を形成した母材２（以下、試料１１と言う）にグラファイト粒子を転写して電気接点材料１２（図８（ｂ）参照））を製造する電子写真方式の製造装置である。また、電気接点材料製造装置９は、中心点Ｏ回りに回転可能な感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を付着させるドラム式を採用している。なお、感光ドラム１３が感光体に相当する。
【００２６】
電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３を帯電する帯電機構１４と、帯電後の感光ドラム１３を露光する露光機構１５と、露光後の感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を現像する現像機構１６とを備えている。また、電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３上のグラファイト粒子１０を試料１１に転写する転写機構１７と、試料１１に付着したグラファイト粒子１０を試料１１に定着させる定着機構１８と、転写されなかったグラファイト粒子１０を感光ドラム１３から除去するクリーニング機構１９とを備えている。
【００２７】
帯電機構１４は、例えば帯電ローラ等のチャージユニットによって感光ドラム１３の表面全体を均一に帯電させる機構であり、機種によって感光ドラム１３を正極又は負極に帯電させる。帯電機構１４は感光ドラム１３が回転する際に感光ドラム１３の帯電を行い、例えば帯電機構１４が負極チャージ式の場合、図４に示すように感光ドラム１３の表面が負極に帯電された状態となる。
【００２８】
露光機構１５は、図５に示すようにＬＥＤ(Light Emitting Diode)やレーザ等の光で帯電後の感光ドラム１３にグラファイト転写パターンを照射して、感光ドラム１３の表面上に静電潜像２０を形成する機構である。静電潜像２０は、光の照射された部分の電荷がグランドに落ちることで、光の照射されていない部分に対して逆の電荷が生じた部位のことを言い、この部位にグラファイト粒子１０が付着する。また、グラファイト転写パターンは試料１１に転写されるグラファイト粒子の散布範囲（散布面積）に相当し、電気接点材料製造装置９の入力装置２１を用いて適宜設定変更可能である。
【００２９】
また、露光の光量に応じて静電潜像２０の帯電の強弱が変わるため、それに応じて次段の現像工程で感光ドラム１３（静電潜像２０）に取り付くグラファイト量が変わる。従って、入力装置２１を用いて露光の光量を調整することによって、静電潜像２０の帯電の強弱を変えてグラファイト粒子１０の転写量、つまり転写したグラファイト粒子１０の濃さを調整することが可能である。即ち、静電潜像２０の帯電が強い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が多くなり、一方で静電潜像２０の帯電が弱い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が少なくなる。
【００３０】
現像機構１６は、例えばディベロッパーユニット等でグラファイト粒子１０を攪拌しつつ、グラファイト粒子１０を静電潜像２０に対して逆側の極に帯電し、その帯電したグラファイト粒子１０を感光ドラム１３に付着させる機構である。帯電したグラファイト粒子１０は静電潜像２０と逆側の極（本例は負極）に帯電されているため、感光ドラム１３が現像機構１６を通り過ぎる際、図６に示すように感光ドラム１３の静電潜像２０に付着する。
【００３１】
現像機構１６は、グラファイト粒子１０の帯電の強弱を調整する帯電調整機能を有している。ここで、グラファイト粒子１０にかかる帯電の強弱が変われば、現像時に感光ドラム１３に取り付くグラファイト量が変化する。従って、入力装置２１を用いてグラファイト粒子１０の帯電の強弱を調整することによっても、グラファイト粒子１０の転写量を調整することが可能である。ここでは、グラファイト粒子１０の帯電が強い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が多くなり、一方でグラファイト粒子１０の帯電が弱い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が少なくなる。
【００３２】
転写機構１７は、図７に示すようにグラファイト粒子１０が付着した感光ドラム１３が試料１１の対向位置を通過する際、その試料１１を搬送しながら試料１１の裏面から逆電荷（本例は正極）をかけることによって、銀メッキ８の表面８ａにグラファイト粒子１０を転写する機構である。これによって、銀メッキ８の表面８ａには、図８（ａ）に示すようにグラファイト粒子１０がグラファイト転写パターンに応じた散布範囲で銀メッキ８上に散布された状態となる。なお、感光ドラム１３上のグラファイト粒子１０は、全てが試料１１に転写されるわけではなく、一部（例えば８０％程度）が試料１１に転写され、残りは感光ドラム１３上に残留グラファイトとして取り付いた状態となる。
【００３３】
定着機構１８は、試料１１に転写したグラファイト粒子１０を、例えば融着、融接、圧接等によって試料１１（銀メッキ８）に定着させる機構である。この定着処理としては、例えば銀メッキ８の表面８ａを溶融することでメッキ表面上の凹凸を埋めてグラファイトを定着する高温化処理と、銀メッキ８の表面８ａに圧力を加えることで表面８ａを塑性変形させてグラファイトを定着する加圧処理とがある。この種の定着処理を施せば、図８（ｂ）に示すようにグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く固定された状態となり、製造物である電気接点材料１２からグラファイトが脱落し難くなって、耐摩耗性確保に効果がある。
【００３４】
クリーニング機構１９は、試料１１に転写せずに感光ドラム１３上に残留したグラファイト粒子１０を除去し、次の転写準備を行う機構である。グラファイト粒子１０は電気的に感光ドラム１３に付着しているため、クリーニング機構１９は感光ドラム１３に取り付いたグラファイト粒子１０の付着電荷をチャージャーや光で除去することで、そのグラファイト粒子１０を感光ドラム１３から離脱し易くする。残留したグラファイト粒子１０の付着電荷を除去した後、クリーニング機構１９はクリーナーブラシを用いて感光ドラム１３に残留したグラファイト粒子１０を取り除く。
【００３５】
ところで、感光ドラム１３を帯電させてそれを露光し、その感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を現像して試料１１に転写して定着する処理は、レーザプリンタ等に用いられていることからも分るように、グラファイト粒子１０を試料１１に対して均一に散布することが可能な技術である。従って、この処理を用いてグラファイト粒子１０を試料１１に散布すれば、試料１１の表面にはグラファイト粒子１０がほぼ均一に散布されることになる。このため、試料１１の表面上に分散したグラファイト量にバラツキが生じ難くなり、試料１１の表面上のグラファイト量を適量とすることが可能となる。また、電気接点材料１２の耐摩耗性は表面上のグラファイト量によって決まることから、表面上のグラファイト量が適量であれば、電気接点材料１２の耐摩耗性が摺動性と金属接触との間でバランスのとれた好適な値となる。
【００３６】
さらに、露光工程で感光ドラム１３の帯電の強弱を変更したり、現像工程でグラファイト粒子１０の帯電の強弱を変更したりすれば、試料１１に転写されるグラファイト量が変わることから、グラファイト粒子１０の帯電強弱を設定変更することによって、試料１１に散布されるグラファイト量を任意に設定することが可能である。従って、試料１１に散布するグラファイト量をユーザが任意（自由）にコントロールすることが可能となり、しかもその設定量のグラファイトを均一に試料１１に散布することが可能となる。
【００３７】
ここで、メッキ表面表のグラファイト量によって表面グラファイト面積比Ｓは適宜決まるが、図９に表面グラファイト面積比Ｓとその耐久回数Ｎとの関係をグラフで示すと、表面グラファイト面積比Ｓによってその電気接点材料１２の耐久回数Ｎが決まってくる。従って、耐久回数Ｎはターゲットとする製品仕様に異なってくるが、充分な耐摩耗性を確保するためには、図９のグラフからも分るように耐久回数Ｎが１００万回確保された０．４５以上に表面グラファイト面積比Ｓを設定することが望ましい。
【００３８】
（レーザ処理）
図１０は、レーザ装置２２の概略構成を示す模式構成図である。定着機構１８としてのレーザ装置２２は、高温化処理（リフロー処理）として加工物にレーザを照射することで加工物を溶融する装置である。レーザ装置２２は、電気接点材料１２を密閉状態で収容する処理室２３と、処理室２３内に取り付けられたレーザ照射部２４と、処理室２３を真空（非酸化雰囲気）に減圧する真空ポンプ２５とを備えている。レーザ装置２２は、レーザ照射部２４を所定方向に往復動させる駆動機構２６と、レーザ照射部２４の往復動方向と直交する方向に加工物を搬送する搬送機構２７とを備えている。
【００３９】
続いて、レーザ装置２２で電気接点材料１２を溶融する手順を説明すると、レーザ処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２がレーザ装置２２の処理室２３にセットされ、続けて処理室２３の内部が真空ポンプ２５によって真空状態に減圧される。なお、処理室２３は必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。
【００４０】
処理室２３内が真空状態となった後、レーザ照射部２４は駆動機構２６によって往動を開始し、その往動の過程で、処理室２３内にセットされた電気接点材料１２にレーザを照射し、銀メッキ８の表面８ａにおいて１ライン目を溶融する。ここで、銀の融点が約９６２℃、グラファイト粒子１０の融点が約３５５０℃であるため、レーザ照射部２４による溶融温度は、母材２の融点よりも低く、しかも銀メッキ８のみを溶融すべく約１０００℃〜１５００℃に設定されている。
【００４１】
レーザ照射部２４が１往動を終えると、搬送機構２７が電気接点材料１２を所定量搬送する。続いて、今度はレーザ照射部２４が復動を開始し、その復動の過程で銀メッキ８にレーザを照射して銀メッキ８の表面８ａにおいて２ライン目を溶融する。そして、レーザ照射部２４が１復動を終えると、搬送機構２７が電気接点材料１２を所定量だけ再度搬送し、これ以降も上記と同様にレーザ照射部２４によるレーザ照射と電気接点材料１２の搬送とが、銀メッキ８の全ラインにレーザ照射が行われるまで繰り返し行われる。
【００４２】
従って、銀メッキ８の表面８ａが溶融されるので、その溶融した銀成分がグラファイト粒子１０の間にある隙間に流れ込み、図８（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト粒子１０の周囲が銀成分で満たされる。よって、溶融した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定し、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。これにより、グラファイト粒子１０が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性が向上する。
【００４３】
（炉による加熱処理）
図１１は、炉装置２８の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを溶融する方法は、上記したレーザ処理に限らず、例えば定着機構１８としての炉装置２８による加熱処理でもよい。炉装置２８は、加工物を炉２９の中に入れて炉２９の内部を高温化して加工物を溶融する装置である。炉装置２８は、電気接点材料１２を密封状態で収容する処理室３０と、処理室３０内の温度を高温化する熱源３１と、処理室３０を真空（非酸化雰囲気）状態とする真空ポンプ３２とを備えている。
【００４４】
続いて、炉装置２８で電気接点材料１２を溶融する手順を説明すると、炉２９による加熱処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２が炉２９の処理室３０にセットされ、続けて処理室３０の内部が真空ポンプ３２によって真空状態に減圧される。なお、処理室３０はレーザ処理の場合と同様に、必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。また、熱源３１は例えば高周波加熱用熱源等の種々のものが採用される。
【００４５】
処理室３０内が真空状態となった後、熱源３１に電源が投入されて処理室３０の温度が高温化すると、銀メッキ８の表面８ａが溶融する。ここで、炉２９による加熱処理の溶融温度は、レーザ処理の場合の同様の理由から約１０００℃〜１５００℃に設定されている。従って、炉２９を用いた場合も銀メッキ８の表面８ａが溶融するため、それによってグラファイト粒子１０の定着性が高まり、レーザ処理の場合と同様に銀メッキ８の耐摩耗性が向上する。
【００４６】
（加圧処理）
図１２は、加圧処理装置３３の概略構成を示す模式構成図である。定着機構１８としての加圧処理装置３３は、ローラ等で加工物を加圧することによって加工物の表面を塑性変形させる装置である。加圧処理装置３３は、電気接点材料１２を載置する支持台３４と、回転動作が可能なローラ３５と、ローラ３５を所定圧で電気接点材料１２に押しつけた状態でそのローラ３５を所定方向（図３の矢印Ａ方向）に移動させる駆動機構３６とを備えている。
【００４７】
続いて、加圧処理装置３３で電気接点材料１２を加圧して電気接点材料１２の表面を塑性変形させる手順を説明すると、加圧処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２が支持台３４にセットされる。そして、駆動機構３６がローラ３５を電気接点材料１２に所定圧で押しつけ、その状態で駆動機構３６がローラ３５を図１２の矢印Ａ１方向に移動させて、ローラ３５によって銀メッキ８の表面８ａ全域に圧を加える。この際にローラ３５が銀メッキ８の表面８ａにかける圧力値（所定圧）は、銀メッキ８の表面８ａが塑性変形する程度の値に設定されている。
【００４８】
従って、加圧処理によって銀メッキ８の表面８ａを塑性変形させるので、図８（ｂ）に示すように塑性変形した銀成分がグラファイト粒子１０の周りに埋まった状態となる。よって、塑性変形した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定し、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。これにより、グラファイト粒子１０が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性が向上する。また、加圧処理で銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を定着する場合、その加圧処理によって銀メッキ８の表面硬度が高まるため、グラファイト粒子１０が強固な状態で銀メッキ８に定着することになり、銀メッキ８の耐摩耗性が一層高いものとなる。
【００４９】
（絶縁被膜コーティング処理）
図１３は、グラファイト粒子１０の縦断面図である。グラファイト粒子１０は、その周囲に例えば絶縁皮膜３７がコーティングされていてもよい。この絶縁皮膜３７は例えば樹脂材等を材質とし、帯電し易い性質がある。従って、絶縁皮膜３７がコーティングされたグラファイト粒子１０は、現像工程の際に絶縁皮膜３７が作用して帯電し易くなるため、例えば帯電せずに感光ドラム１３に取り付かないグラファイト量が減り、グラファイトの均一分散に効果がある。また、定着工程で高温化処理を施せば、絶縁皮膜３７が溶けて銀メッキ８に凝着するため、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。
【００５０】
第１実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）転写物を均一に転写することが可能な電子写真方式を用いてグラファイト粒子１０を試料１１に散布するので、試料１１の銀メッキ８上にはグラファイト粒子１０が均一に散布する状態となることから、銀メッキ８上にバラツキのない適量のグラファイト粒子１０を分布させることができる。また、電気接点材料１２の耐摩耗性は表面上のグラファイト量によって決まることから、表面上のグラファイト量が適量であれば、電気接点材料１２の耐摩耗性を摺動性と金属接触との間でバランスのとれた好適な値に設定することができる。
【００５１】
（２）露光工程で光量を変更したり、現像工程でグラファイト粒子１０の帯電の強弱を変更したりすれば、試料１１に転写されるグラファイト量が変わることから、グラファイト粒子１０の帯電強弱を設定変更することによって、試料１１に散布されるグラファイト量を任意に設定することができる。従って、電気接点材料１２が持つ耐摩耗性の値をユーザが自由にコントロールすることができ、ターゲットとする製品仕様に合わせた様々な種類の電気接点材料１２を製造することができる。
【００５２】
（３）定着工程で高温化処理を用いた場合、銀メッキ８の表面８ａが高温化処理によって溶融するが、その溶融した銀成分が銀メッキ８の表面８ａ上の凹凸を埋め、メッキ内のグラファイト粒子１０が表面８ａ上に強く固定される。従って、多くのグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト粒子１０の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。よって、グラファイト粒子１０の定着性が高まれば、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性を向上することができる。
【００５３】
（４）定着工程で加圧処理を用いた場合、銀メッキ８の表面８ａが加圧処理によって塑性変形するが、その際に塑性変形した銀成分がグラファイト粒子１０の周りに埋まった状態となり、塑性変形した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定する。従って、多くのグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト粒子１０の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。よって、グラファイト粒子１０の定着性が高まれば、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性を向上することができる。更に、加圧処理で銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を定着する場合、その加圧処理によって銀メッキ８の表面硬度が高まるため、グラファイト粒子１０が強固な状態で銀メッキ８に定着することになり、銀メッキ８の耐摩耗性を一層高いものとすることができる。
【００５４】
（５）絶縁皮膜３７がコーティングされたグラファイト粒子１０を用いた場合、現像工程の際に絶縁皮膜３７が作用してグラファイト粒子１０が帯電し易くなるため、例えば帯電せずに感光ドラム１３に取り付かないグラファイト量が減り、グラファイトの均一分散に効果がある。また、定着工程で高温化処理を施せば、絶縁皮膜３７が溶けて銀メッキ８に凝着するため、グラファイト粒子１０の定着性を一層高めることができる。
【００５５】
（６）母材２の表面に銀メッキ８を形成し、そのメッキにグラファイト粒子１０を散布及び定着してメッキ表面にグラファイト粒子１０を分布させる。従って、グラファイト粒子１０を増量する処理を施したとしても、グラファイト粒子１０は銀メッキ８上でその量が増えることになるため、母材２の材質成分はそのままである。従って、グラファイト粒子１０を増量したとしても、母材２が予め持つ強度はそのままであるため、その母材２を基材とする電気接点材料１２の強度はグラファイト増量に影響されず、電気接点材料１２の強度を充分に確保することができる。
【００５６】
（７）銀メッキ８にはそのメッキ特性として高い電気導線性があることから、電気接点材料１２に施す金属メッキを銀メッキ８とすることによって、電気導電性の高い電気接点材料１２を提供することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第２実施形態を図１４及び図１５に従って説明する。本例は、第１実施形態と比較してグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に適量散布する方法が異なっているのみであり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
（グラファイト棒の擦り付け）
図１４は、グラファイト棒３８を用いたグラファイト固定方法の説明図である。ところで、グラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けるためには、銀メッキ８の表面８ａが粗い必要があるが、無光沢メッキにはその表面凹凸形状が粗い性質があるため、本例の銀メッキ８には無光沢メッキを採用している。このように、銀メッキ８に無光沢メッキを用いれば、図１４に示すように銀メッキ８の表面８ａの凹凸形状が粗くなり、グラファイト粒子１０が引っ掛かり易くなる。なお、グラファイト棒３８が棒材に相当する。
【００５８】
ところで、無光沢メッキの表面の凹凸形状が粗い理由は、電気メッキで例えば光沢メッキを形成する場合にはメッキ表面凹凸を滑らかにする添加物が混入されるが、無光沢メッキの場合にはこの種の添加物が入らないため、メッキに際してメッキ液４中の金属イオンが不均一に母材２に積み上がることが要因とされる。よって、無光沢メッキの場合には、母材２の表面において銀の積み上がりにバラツキができ、これが銀メッキ８の表面凹凸を形成することになる。
【００５９】
グラファイト棒３８はグラファイト粒子（黒鉛）１０を接着剤等で固めた棒であり、本例においては円柱形状をなしている。このグラファイト棒３８が銀メッキ８の表面８ａに擦り付けられると、図１５に示すようにグラファイト粒子１０が銀メッキ８の表面凹凸に引っ掛かり、銀メッキ８の表面８ａに固定された状態となる。従って、簡単な方法でグラファイト粒子１０を銀メッキ８に固定することが可能となり、グラファイト粒子１０を銀メッキ８に分散させる際の作業の簡素化や、作業時間の短時間化等に効果がある。
【００６０】
ところで、粉状のグラファイト粒子を銀メッキ８の表面８ａに散布して定着する方法は、グラファイト粒子が粉末状であるため、例えば風等で表面８ａから飛び立ってしまう可能性も否定できない。しかし、固形のグラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けてグラファイト粒子１０を銀メッキ８に固定する方法は、固形のグラファイトの固まりを銀メッキ８に固定するため、グラファイト粒子が風等で飛び立ってしまうような状況にはなり難い利点もある。なお、銀メッキ８にグラファイト粒子１０を擦り付けた後に、銀メッキ８に高温化処理や加熱処理を施してグラファイト粒子１０の定着性を高めてもよい。
【００６１】
（過電流印加処理）
図１６は、別構成の電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを粗くする方法は、銀メッキ８を無光沢メッキとすることに限らず、電気メッキの初期段階において過電流を流す方法を用いてもよい。これを以下に説明すると、本例の電気メッキ装置１はメッキ漕３が中間の区画壁３９によって２領域に区画され、電気メッキ時には母材２が第１メッキ漕３ａ、第２メッキ漕３ｂの順に各漕内のメッキ液４にそれぞれ浸される。本例の電気メッキ装置１は、母材２を先に潜らす第１メッキ漕３ａで母材２に過電流を流し、母材２を後で潜らす第２メッキ漕３ｂで母材２に通常の電流を流して、母材２の表面に金属メッキを形成する処理を行う。
【００６２】
メッキ漕３の区画壁３９にはその下部に通し孔３９ａが貫設され、母材２はメッキに際して一方（図１６に示す右側）の通し孔５ａから第１メッキ漕３ａ内に導入され、区画壁３９の通し孔３９ａを経由して、他方（図１６に示す左側）の通し孔５ｂから第２メッキ漕３ｂの外部へ導出される。
【００６３】
電気メッキ装置１で母材２上に銀メッキ８を形成する際、電気メッキの初期段階で過電流を流して銀メッキ８を形成する。この処理として、まずメッキに必要な量の母材２が順に巻き取られながら通し孔５ａを介して第１メッキ漕３ａ内に導入される。第１メッキ漕３ａに必要量の母材２がセットされるとその状態が保持され、第１メッキ漕３ａに浸された電極（図示略）と母材２との間に過電流が流される。このとき、母材２に流される過電流の電流値は、通常の電流値（即ち、第２メッキ漕３ｂで母材２に流される電流値）に対して例えば３〜５倍の値に設定されている。電気メッキで母材２に過電流を流した場合、過電流印加期間はメッキ速度が速くなるため、銀成分が母材２に付着する際には偏った状態で母材２に付着することから、銀メッキ８は表面８ａに大きな凹凸形状を有した状態で母材２に形成される。
【００６４】
過電流を所定時間流した後、母材２に過電流を流す処理が停止され、続いて第１メッキ漕３ａでメッキ処理を施した部分が通し孔３９ａを介して第２メッキ漕３ｂに導入される。第１メッキ漕３ａでメッキ処理を施した部分が第２メッキ漕３ｂにセットされるとその状態が保持され、第２メッキ漕３ｂに浸された電極（図示略）と母材２との間に通常値の電流が流される。通常値の電流が母材２に所定時間流されると、過電流を流してできた銀メッキ８の層上に新たに銀成分が積み重なって積層し、最終的には必要とする層厚の銀メッキ８が母材２に形成される。
【００６５】
必要とする層厚の銀メッキ８が形成されると、母材２に通常値の電流を流す処理が停止され、続いて第２メッキ漕３ｂでメッキ処理を施した部分が通し孔５ｂから第２メッキ漕３ｂの外部に導出される。そして、初期段階で過電流を流してから通常値の電流を流す電気メッキが、ロール状に巻かれた母材２の全箇所に銀メッキ８が形成されるまで繰り返し行われ、以上の処理によって製造された母材２が試料１１として取り扱われる。
【００６６】
ところで、電気メッキに際して通常の電流値で銀メッキ８を形成すると、表面凹凸がそれほど大きくない銀メッキ８が形成される。しかし、本例は電気メッキの初期段階で過電流を流して、表面凹凸の大きい銀メッキ８を母材２に予め形成してそこに通常値の電流で銀成分を付着させることから、通常の低い電流値で電気メッキを施す場合であっても、予め凹凸の大きい銀メッキ８に銀成分が積み重なっていくため、最終的にできる銀メッキ８の表面は大きな凹凸形状を有した状態となる。
【００６７】
（母材表面加工処理）
図１７は、母材２の表面２ａを粗くする際の作業状態を示す斜視図である。銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法に代えて、母材２の表面２ａを予め粗くする加工処理を施しておき、表面２ａを粗くした母材２に電気メッキを施して、銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法もある。母材２の表面２ａを予め粗くするには、例えばヤスリやショットブラスト等で粗くする例が挙げられるが、母材２の表面凹凸を粗くできるのであれば、その方法は特に限定されない。
【００６８】
表面２ａの粗い母材２に電気メッキを施すと、メッキ液４中の銀成分が母材２の表面２ａに順次積み重なって銀メッキ８の層となるため、銀メッキ８は母材２の表面形状に沿った形状で形成される。従って、母材２の表面２ａの凹凸が大きければ、母材２の表面２ａにできる銀メッキ８も表面凹凸が大きい状態で形成される。
【００６９】
（エッチング−再メッキ処理）
図１８は、銀メッキ８を施した試料１１をエッチングする際の説明図である。銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法や、母材２の表面２ａを予め粗くしておく方法に限らず、銀メッキ８の施された試料１１をエッチングし、それを再メッキする方法でもよい。この処理では、まず最初に上記した処理内容の電気メッキによって母材２に銀メッキ８を形成し、表層に銀メッキ８を有する試料１１を用意する。
【００７０】
そして、図１８に示すようにその試料１１をエッチング漕４０内のエッチング溶液４１に浸し、試料１１にエッチング処理を施す。このとき、銀メッキ８の表面８ａがエッチング溶液４１によって溶け出して粗い状態となるため、銀メッキ８の表面８ａは表面凹凸がそれほど大きくない状態から、表面凹凸が大きくなった状態となる。
【００７１】
エッチング処理後、その試料１１に電気メッキを再度施す。即ち、エッチング処理の施された試料１１を電気メッキ装置１に再度セットし、この試料１１とメッキ液４内の電極との間に直流電圧を印加して、試料１１の表面に銀成分を積層させて銀メッキ８を再形成する。なお、この再メッキのメッキ条件（例えばメッキ時に付与する電流値）は、最初に行う電気メッキと同条件でもよいし、或いは異なっていてもよい。
【００７２】
表面凹凸の大きい銀メッキ８に電気メッキを再度施すと、メッキ液４中の銀成分が銀メッキ８の表面８ａに順次積み重なって積層状態となっていくため、再メッキ時の銀メッキ８はエッチング後の銀メッキ８の表面形状に沿った形状で形成される。従って、本例はエッチングで表面凹凸を粗くした銀メッキ８の表面に銀メッキ８を再メッキすることから、最終的な銀メッキ８の表層は表面凹凸が大きくなった状態となる。
【００７３】
第２実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（３），（４），（７）の効果に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（８）グラファイト粒子１０を固めたグラファイト棒３８を用意し、そのグラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けることで銀メッキ８にグラファイト粒子１０を付着させるので、適量のグラファイト粒子１０を簡単な作業で銀メッキ８に固定することができる。
【００７４】
なお、実施形態は上記構成に限定されず、例えば以下の態様に変更してもよい。
・ 試料１１は、母材２に銀メッキ８を施したのみの材料に限らず、例えば図１９に示すようにグラファイト粒子１０が含有した銀メッキ８を母材２に形成した材料でもよい。この試料１１を製造するには、まずメッキ液４に例えば粒径が１〜２０μｍ程度のグラファイト粒子１０の粉末を混入する。グラファイト混入後、母材２及び電極の間に直流電圧を加えると、母材２に銀メッキ８が付着するが、この際に銀とともに粉末のグラファイト粒子１０も取り込まれ、図１９に示すように銀メッキ８にはグラファイト粒子１０が分散状態で含有した状態となる。この場合、表面グラファイト面積比Ｓが一層向上し、銀メッキ８の耐摩耗性が一層向上する。
【００７５】
・ 試料１１は、銀メッキ８やグラファイト含有の銀メッキを母材２に形成した材料に限らず、例えば単に銅やニッケルでもよい。
・ 定着処理は、高温化処理や加圧処理に限定されない。例えば、熱と圧力とでグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に融着する熱ロール式や、化学溶液を私用して化学変化によってグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に定着する化学式などを採用してもよい。
【００７６】
・ 金属メッキを電気メッキで形成する際、その金属メッキは銀メッキ８に限らず、例えば金メッキ、無電解ニッケルメッキ、クロムメッキ、ニッケルメッキ、はんだメッキ、錫メッキ、亜鉛メッキ等を採用してもよい。
【００７７】
・ 母材２のメッキ方法は電気メッキに限らず、例えば化学メッキ、溶融メッキ、物理蒸着、化学蒸着、浸透メッキ等を採用してもよい。
・ 電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３が中心点Ｏ回りに回転するドラム式に限定されず、例えば一つに繋がった帯状の感光ベルト部材が回るベルト式でもよい。
【００７８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）中心点回りに回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電機構と、前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する露光機構と、電荷を付与したグラファイト粒子を前記感光体に現像する現像機構と、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する転写機構と、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する定着機構とを備えたことを特徴とする電気接点材料製造装置。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態における電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図２】表面に銀メッキが形成された試料の断面図。
【図３】電気接点材料製造装置の概略構成を示す模式構成図。
【図４】感光ドラムを帯電する際の説明図。
【図５】帯電後の感光ドラムを露光する際の説明図。
【図６】露光後の感光ドラムにグラファイト粒子を現像する際の説明図。
【図７】感光ドラムに現像したグラファイト粒子を試料に転写する際の説明図。
【図８】（ａ）はグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の試料の断面図であり、（ｂ）はグラファイト粒子を銀メッキに定着した後の試料の断面図。
【図９】表面グラファイト面積比とその耐久回数との関係を示すグラフ。
【図１０】レーザ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１１】炉装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１２】加圧処理装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１３】表面に樹脂皮膜がコーティングされたグラファイト粒子の断面図。
【図１４】第２実施形態におけるグラファイト粒子固定方法の説明図。
【図１５】銀メッキにグラファイトを固定した後の電気接点材料の断面図。
【図１６】別構成の電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１７】母材の表面を粗くする際の作業状態を示す斜視図。
【図１８】銀メッキを施した試料をエッチングする際の説明図。
【図１９】グラファイト含有の銀メッキが施された試料の断面図。
【符号の説明】
【００８０】
２…母材、８…金属メッキとしての銀メッキ、１０…グラファイト粒子、１１…金属体としての試料、１２…電気接点材料、１３…感光体としての感光ドラム、２０…静電潜像、３７…絶縁皮膜、３８…棒材としてのグラファイト棒、Ｏ…中心点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料製造方法及び電気接点材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路のスイッチング接点等に用いる電気接点材料としては、例えば特許文献１〜３に開示されるような焼結材の銀−グラファイト合金が広く使用されている。グラファイトは、元来、溶着性が殆ど無く、化学的に極めて安定であり、非常に高い潤滑作用を有している。従って、グラファイトを含有した銀−グラファイト合金は耐摩耗性の高い部材となるため、銀−グラファイト合金を電気接点材料として用いれば、グリースやオイル等の潤滑剤を用いなくてもよいことから、銀−グラファイト合金はグリースレス摺動接点材料として使用される。
【０００３】
ここで、焼結材を用いた場合、銀には多量のグラファイトを含有することができるが、銀に対するグラファイトの含有量が多くなると電気接点材料の強度が低くなり、もろくなってしまう問題がある。従って、電気接点材料の強度的な面を考えた場合には、例えば銅等の母材に対し、グラファイトを含有した銀をメッキすることによって、グラファイト含有の電気接点材料を製造する手法がとられる。
【特許文献１】特開２００２−５３９１９号公報
【特許文献２】特開１９９６−１３０６５号公報
【特許文献３】特開昭６３−７３４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、グラファイトを含有した電気接点材料では、例えば金属体表面上のグラファイト量があまりに多いと金属体表面に露出する金属体の量が少なくなるため、これは電気接点材料としては好ましくない。よって、グラファイトの摺動性と金属体の金属接触とにバランスを持たせる必要があり、このためには金属体表面上のグラファイト量を適量とする必要がある。しかし、グラファイト含有の電気接点材料が焼結材で製造される場合、或いはメッキで製造される場合に拘らず、グラファイト粒子を金属体表面上に適量分布させることは難しい現状があり、何らかの対応策が望まれていた。
【０００５】
本発明の目的は、金属体表面上のグラファイト量を適量に設定することができる電気接点材料製造方法及び電気接点材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、中心点回りに回転可能な感光体を帯電する手順と、前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する手順と、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像する手順と、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する手順と、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する手順とを備えたことを要旨とする。
【０００７】
この発明によれば、まず最初に感光体の表面を帯電し、帯電後の感光体を所定量回転させて帯電部位を光受光可能な位置に配置し、その帯電部位を露光して静電潜像を形成する。続いて、静電潜像形成後の感光体を更に所定量回転させ、静電潜像部位をグラファイト現像可能な位置に配置し、静電潜像にグラファイト粒子を現像する。そして、グラファイト現像後の感光体を更に所定量回転させ、その現像部位をグラファイト転写可能な位置に配置し、金属体の裏側から逆電荷をかけることで、感光体に現像されたグラファイトを金属体に転写する。グラファイト転写後、金属体に転写されたグラファイトを金属体に定着させる。以上の処理が感光体の回転に合わせて連続的に行われることで、金属体の表面にグラファイト粒子が散布され、それが金属体に定着した状態となる。
【０００８】
ところで、感光体を帯電させてそれを露光し、その感光体に粒子を現像して被転写体に転写する処理は、転写物となる粒子を被転写体に均一に散布することが可能な技術である。従って、この処理を用いてグラファイト粒子を金属体に散布すれば、グラファイト粒子をほぼ均一に金属体に散布することが可能となるため、金属体表面上のグラファイト量にバラツキが生じ難くなることから、金属体表面上のグラファイト量を適量とすることが可能となる。よって、金属体の耐摩耗性は金属体表面上のグラファイト量によって決まるため、金属体表面上のグラファイトが適量であれば、金属体（電気接点材料）が持つ耐摩耗性が好適な値に設定される。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、当該金属体に高温化処理を施して当該金属体の表面を溶融する手順であることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、金属体に高温化処理を施すと金属体の表面が溶融するため、グラファイトの周囲は溶融した金属体で満たされる。従って、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に強く固定され、これによってグラファイトが金属体に定着する。よって、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、前記金属体の表面に加圧処理を施すことで当該金属体の表面を塑性変形させる手順であることを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、金属体に加圧処理を施すと金属体の表面が塑性変形するため、グラファイトの周囲は塑性変形した金属体で満たされる。従って、例えばただ単に金属体に引っ掛かっているだけのグラファイトが金属体に強く固定され、これによってグラファイトが金属体に定着する。よって、グラファイトが金属体から脱落し難くなり、電気接点材料の耐摩耗性が向上する。また、金属体に加圧処理が施されると、金属体の表面が硬くなって硬度が高まるため、更なる耐摩耗性向上に効果がある。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記グラファイト粒子には、樹脂を材質とする絶縁皮膜がコーティングされていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、グラファイト粒子に絶縁皮膜をコーティングすれば、絶縁皮膜には帯電し易い性質があるため、グラファイト粒子の帯電性がよくなる。従って、グラファイトが感光体に取り付き易くなり、グラファイトの均一分散効果が一層高まる。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、母材の表面の一部又は全体にグラファイト含有の金属メッキを形成することで前記金属体を形成し、当該金属メッキの表面に前記グラファイトが転写されることを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、例えばグラファイトを増量する処理を施したとしても、グラファイトは金属メッキ内でその量が増えることになるため、母材の材質成分はそのままであることから、母材の強度が低下するようなことはなく、その母材を基材とした電気接点材料の強度が充分に確保される。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることを要旨とする。
【００１８】
この発明によれば、グラファイトを固めた棒材を金属メッキの表面に擦り付けることでグラファイトを金属メッキに固定する場合、例えば棒材の擦る強さや回数を変えれば、それに応じたグラファイト量が金属メッキの表面に取り付くことになる。従って、グラファイトを固めた棒材を金属メッキに擦り付ける手法を用いれば、適量のグラファイトを簡単な作業で金属メッキに固定することが可能となる。よって、金属メッキの耐摩耗性はメッキ表面上のグラファイト量によって決まるため、メッキ表面上のグラファイトが適量であれば、金属体（電気接点材料）が持つ耐摩耗性が好適な値に設定される。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、支軸回りに回転可能な感光体ドラムを帯電し、前記感光体ドラムに露光する光量によって当該感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像し、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体ドラムに現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写し、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着することで製造した電気接点材料であることを要旨とする。この発明によれば、請求項１と同様の作用が得られる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることで製造した電気接点材料であることを要旨とする。この発明によれば、請求項２と同様の作用が得られる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、金属体表面上のグラファイト量を適量に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第１実施形態を図１〜図１３に従って説明する。
【００２３】
（メッキ処理）
図１は、電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。電気メッキ装置１は、メッキしたい母材２をメッキ漕３内のメッキ液４に浸した状態で、同じくメッキ液４に浸した電極（図示略）と母材２との間に直流電圧を印加して母材２に直流電流を流し、母材２の表面に金属メッキの層を形成する装置である。このとき、母材２が陰極（マイナス）、電極が陽極（プラス）となり、メッキ液４中の金属イオンが母材２に引き寄せられることによって、母材２に金属メッキが形成される。本例は、メッキ液４としてシアン化銀の溶融した溶液を用い、銅等の母材２の表面に金属メッキとして銀メッキ８（図２参照）を形成する。
【００２４】
母材２は、ロール状に巻かれてメッキ漕３の外部に設置されている。メッキ漕３の一対の側壁５にはその下部に通し孔５ａ，５ｂが各々貫設され、母材２はメッキに際して一方の通し孔５ａからメッキ漕３内に導入され、搬送されながらメッキが施されて他方の通し孔５ｂからメッキ漕３の外部へ連続的に導出される。また、通し孔５ａ，５ｂから漏れ出たメッキ液４はメッキ漕３の下方にある貯留部６に溜められ、そのメッキ液４はポンプ装置７によってメッキ漕３へ汲み上げられる。なお、銀メッキ８が金属メッキに相当する。
【００２５】
（グラファイト散布処理）
図３は、電気接点材料製造装置９の概略構成を示す模式構成図である。電気接点材料製造装置９は、光を利用して感光体にグラファイトの粒子（以下、グラファイト粒子１０と記す）を付着させ、銀メッキ８を形成した母材２（以下、試料１１と言う）にグラファイト粒子を転写して電気接点材料１２（図８（ｂ）参照））を製造する電子写真方式の製造装置である。また、電気接点材料製造装置９は、中心点Ｏ回りに回転可能な感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を付着させるドラム式を採用している。なお、感光ドラム１３が感光体に相当する。
【００２６】
電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３を帯電する帯電機構１４と、帯電後の感光ドラム１３を露光する露光機構１５と、露光後の感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を現像する現像機構１６とを備えている。また、電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３上のグラファイト粒子１０を試料１１に転写する転写機構１７と、試料１１に付着したグラファイト粒子１０を試料１１に定着させる定着機構１８と、転写されなかったグラファイト粒子１０を感光ドラム１３から除去するクリーニング機構１９とを備えている。
【００２７】
帯電機構１４は、例えば帯電ローラ等のチャージユニットによって感光ドラム１３の表面全体を均一に帯電させる機構であり、機種によって感光ドラム１３を正極又は負極に帯電させる。帯電機構１４は感光ドラム１３が回転する際に感光ドラム１３の帯電を行い、例えば帯電機構１４が負極チャージ式の場合、図４に示すように感光ドラム１３の表面が負極に帯電された状態となる。
【００２８】
露光機構１５は、図５に示すようにＬＥＤ(Light Emitting Diode)やレーザ等の光で帯電後の感光ドラム１３にグラファイト転写パターンを照射して、感光ドラム１３の表面上に静電潜像２０を形成する機構である。静電潜像２０は、光の照射された部分の電荷がグランドに落ちることで、光の照射されていない部分に対して逆の電荷が生じた部位のことを言い、この部位にグラファイト粒子１０が付着する。また、グラファイト転写パターンは試料１１に転写されるグラファイト粒子の散布範囲（散布面積）に相当し、電気接点材料製造装置９の入力装置２１を用いて適宜設定変更可能である。
【００２９】
また、露光の光量に応じて静電潜像２０の帯電の強弱が変わるため、それに応じて次段の現像工程で感光ドラム１３（静電潜像２０）に取り付くグラファイト量が変わる。従って、入力装置２１を用いて露光の光量を調整することによって、静電潜像２０の帯電の強弱を変えてグラファイト粒子１０の転写量、つまり転写したグラファイト粒子１０の濃さを調整することが可能である。即ち、静電潜像２０の帯電が強い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が多くなり、一方で静電潜像２０の帯電が弱い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が少なくなる。
【００３０】
現像機構１６は、例えばディベロッパーユニット等でグラファイト粒子１０を攪拌しつつ、グラファイト粒子１０を静電潜像２０に対して逆側の極に帯電し、その帯電したグラファイト粒子１０を感光ドラム１３に付着させる機構である。帯電したグラファイト粒子１０は静電潜像２０と逆側の極（本例は負極）に帯電されているため、感光ドラム１３が現像機構１６を通り過ぎる際、図６に示すように感光ドラム１３の静電潜像２０に付着する。
【００３１】
現像機構１６は、グラファイト粒子１０の帯電の強弱を調整する帯電調整機能を有している。ここで、グラファイト粒子１０にかかる帯電の強弱が変われば、現像時に感光ドラム１３に取り付くグラファイト量が変化する。従って、入力装置２１を用いてグラファイト粒子１０の帯電の強弱を調整することによっても、グラファイト粒子１０の転写量を調整することが可能である。ここでは、グラファイト粒子１０の帯電が強い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が多くなり、一方でグラファイト粒子１０の帯電が弱い場合にはグラファイト粒子１０の転写量が少なくなる。
【００３２】
転写機構１７は、図７に示すようにグラファイト粒子１０が付着した感光ドラム１３が試料１１の対向位置を通過する際、その試料１１を搬送しながら試料１１の裏面から逆電荷（本例は正極）をかけることによって、銀メッキ８の表面８ａにグラファイト粒子１０を転写する機構である。これによって、銀メッキ８の表面８ａには、図８（ａ）に示すようにグラファイト粒子１０がグラファイト転写パターンに応じた散布範囲で銀メッキ８上に散布された状態となる。なお、感光ドラム１３上のグラファイト粒子１０は、全てが試料１１に転写されるわけではなく、一部（例えば８０％程度）が試料１１に転写され、残りは感光ドラム１３上に残留グラファイトとして取り付いた状態となる。
【００３３】
定着機構１８は、試料１１に転写したグラファイト粒子１０を、例えば融着、融接、圧接等によって試料１１（銀メッキ８）に定着させる機構である。この定着処理としては、例えば銀メッキ８の表面８ａを溶融することでメッキ表面上の凹凸を埋めてグラファイトを定着する高温化処理と、銀メッキ８の表面８ａに圧力を加えることで表面８ａを塑性変形させてグラファイトを定着する加圧処理とがある。この種の定着処理を施せば、図８（ｂ）に示すようにグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く固定された状態となり、製造物である電気接点材料１２からグラファイトが脱落し難くなって、耐摩耗性確保に効果がある。
【００３４】
クリーニング機構１９は、試料１１に転写せずに感光ドラム１３上に残留したグラファイト粒子１０を除去し、次の転写準備を行う機構である。グラファイト粒子１０は電気的に感光ドラム１３に付着しているため、クリーニング機構１９は感光ドラム１３に取り付いたグラファイト粒子１０の付着電荷をチャージャーや光で除去することで、そのグラファイト粒子１０を感光ドラム１３から離脱し易くする。残留したグラファイト粒子１０の付着電荷を除去した後、クリーニング機構１９はクリーナーブラシを用いて感光ドラム１３に残留したグラファイト粒子１０を取り除く。
【００３５】
ところで、感光ドラム１３を帯電させてそれを露光し、その感光ドラム１３にグラファイト粒子１０を現像して試料１１に転写して定着する処理は、レーザプリンタ等に用いられていることからも分るように、グラファイト粒子１０を試料１１に対して均一に散布することが可能な技術である。従って、この処理を用いてグラファイト粒子１０を試料１１に散布すれば、試料１１の表面にはグラファイト粒子１０がほぼ均一に散布されることになる。このため、試料１１の表面上に分散したグラファイト量にバラツキが生じ難くなり、試料１１の表面上のグラファイト量を適量とすることが可能となる。また、電気接点材料１２の耐摩耗性は表面上のグラファイト量によって決まることから、表面上のグラファイト量が適量であれば、電気接点材料１２の耐摩耗性が摺動性と金属接触との間でバランスのとれた好適な値となる。
【００３６】
さらに、露光工程で感光ドラム１３の帯電の強弱を変更したり、現像工程でグラファイト粒子１０の帯電の強弱を変更したりすれば、試料１１に転写されるグラファイト量が変わることから、グラファイト粒子１０の帯電強弱を設定変更することによって、試料１１に散布されるグラファイト量を任意に設定することが可能である。従って、試料１１に散布するグラファイト量をユーザが任意（自由）にコントロールすることが可能となり、しかもその設定量のグラファイトを均一に試料１１に散布することが可能となる。
【００３７】
ここで、メッキ表面表のグラファイト量によって表面グラファイト面積比Ｓは適宜決まるが、図９に表面グラファイト面積比Ｓとその耐久回数Ｎとの関係をグラフで示すと、表面グラファイト面積比Ｓによってその電気接点材料１２の耐久回数Ｎが決まってくる。従って、耐久回数Ｎはターゲットとする製品仕様に異なってくるが、充分な耐摩耗性を確保するためには、図９のグラフからも分るように耐久回数Ｎが１００万回確保された０．４５以上に表面グラファイト面積比Ｓを設定することが望ましい。
【００３８】
（レーザ処理）
図１０は、レーザ装置２２の概略構成を示す模式構成図である。定着機構１８としてのレーザ装置２２は、高温化処理（リフロー処理）として加工物にレーザを照射することで加工物を溶融する装置である。レーザ装置２２は、電気接点材料１２を密閉状態で収容する処理室２３と、処理室２３内に取り付けられたレーザ照射部２４と、処理室２３を真空（非酸化雰囲気）に減圧する真空ポンプ２５とを備えている。レーザ装置２２は、レーザ照射部２４を所定方向に往復動させる駆動機構２６と、レーザ照射部２４の往復動方向と直交する方向に加工物を搬送する搬送機構２７とを備えている。
【００３９】
続いて、レーザ装置２２で電気接点材料１２を溶融する手順を説明すると、レーザ処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２がレーザ装置２２の処理室２３にセットされ、続けて処理室２３の内部が真空ポンプ２５によって真空状態に減圧される。なお、処理室２３は必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。
【００４０】
処理室２３内が真空状態となった後、レーザ照射部２４は駆動機構２６によって往動を開始し、その往動の過程で、処理室２３内にセットされた電気接点材料１２にレーザを照射し、銀メッキ８の表面８ａにおいて１ライン目を溶融する。ここで、銀の融点が約９６２℃、グラファイト粒子１０の融点が約３５５０℃であるため、レーザ照射部２４による溶融温度は、母材２の融点よりも低く、しかも銀メッキ８のみを溶融すべく約１０００℃〜１５００℃に設定されている。
【００４１】
レーザ照射部２４が１往動を終えると、搬送機構２７が電気接点材料１２を所定量搬送する。続いて、今度はレーザ照射部２４が復動を開始し、その復動の過程で銀メッキ８にレーザを照射して銀メッキ８の表面８ａにおいて２ライン目を溶融する。そして、レーザ照射部２４が１復動を終えると、搬送機構２７が電気接点材料１２を所定量だけ再度搬送し、これ以降も上記と同様にレーザ照射部２４によるレーザ照射と電気接点材料１２の搬送とが、銀メッキ８の全ラインにレーザ照射が行われるまで繰り返し行われる。
【００４２】
従って、銀メッキ８の表面８ａが溶融されるので、その溶融した銀成分がグラファイト粒子１０の間にある隙間に流れ込み、図８（ｂ）に示すように溶融した銀成分が銀メッキ８の凹凸を埋め、グラファイト粒子１０の周囲が銀成分で満たされる。よって、溶融した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定し、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。これにより、グラファイト粒子１０が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性が向上する。
【００４３】
（炉による加熱処理）
図１１は、炉装置２８の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを溶融する方法は、上記したレーザ処理に限らず、例えば定着機構１８としての炉装置２８による加熱処理でもよい。炉装置２８は、加工物を炉２９の中に入れて炉２９の内部を高温化して加工物を溶融する装置である。炉装置２８は、電気接点材料１２を密封状態で収容する処理室３０と、処理室３０内の温度を高温化する熱源３１と、処理室３０を真空（非酸化雰囲気）状態とする真空ポンプ３２とを備えている。
【００４４】
続いて、炉装置２８で電気接点材料１２を溶融する手順を説明すると、炉２９による加熱処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２が炉２９の処理室３０にセットされ、続けて処理室３０の内部が真空ポンプ３２によって真空状態に減圧される。なお、処理室３０はレーザ処理の場合と同様に、必ずしも真空状態とされることに限らず、非酸化雰囲気であれば足りる。また、熱源３１は例えば高周波加熱用熱源等の種々のものが採用される。
【００４５】
処理室３０内が真空状態となった後、熱源３１に電源が投入されて処理室３０の温度が高温化すると、銀メッキ８の表面８ａが溶融する。ここで、炉２９による加熱処理の溶融温度は、レーザ処理の場合の同様の理由から約１０００℃〜１５００℃に設定されている。従って、炉２９を用いた場合も銀メッキ８の表面８ａが溶融するため、それによってグラファイト粒子１０の定着性が高まり、レーザ処理の場合と同様に銀メッキ８の耐摩耗性が向上する。
【００４６】
（加圧処理）
図１２は、加圧処理装置３３の概略構成を示す模式構成図である。定着機構１８としての加圧処理装置３３は、ローラ等で加工物を加圧することによって加工物の表面を塑性変形させる装置である。加圧処理装置３３は、電気接点材料１２を載置する支持台３４と、回転動作が可能なローラ３５と、ローラ３５を所定圧で電気接点材料１２に押しつけた状態でそのローラ３５を所定方向（図３の矢印Ａ方向）に移動させる駆動機構３６とを備えている。
【００４７】
続いて、加圧処理装置３３で電気接点材料１２を加圧して電気接点材料１２の表面を塑性変形させる手順を説明すると、加圧処理を行う際には、メッキ処理後に所定面積の平板に切断された電気接点材料１２が支持台３４にセットされる。そして、駆動機構３６がローラ３５を電気接点材料１２に所定圧で押しつけ、その状態で駆動機構３６がローラ３５を図１２の矢印Ａ１方向に移動させて、ローラ３５によって銀メッキ８の表面８ａ全域に圧を加える。この際にローラ３５が銀メッキ８の表面８ａにかける圧力値（所定圧）は、銀メッキ８の表面８ａが塑性変形する程度の値に設定されている。
【００４８】
従って、加圧処理によって銀メッキ８の表面８ａを塑性変形させるので、図８（ｂ）に示すように塑性変形した銀成分がグラファイト粒子１０の周りに埋まった状態となる。よって、塑性変形した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定し、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。これにより、グラファイト粒子１０が銀メッキ８から脱落し難くなり、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性が向上する。また、加圧処理で銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を定着する場合、その加圧処理によって銀メッキ８の表面硬度が高まるため、グラファイト粒子１０が強固な状態で銀メッキ８に定着することになり、銀メッキ８の耐摩耗性が一層高いものとなる。
【００４９】
（絶縁被膜コーティング処理）
図１３は、グラファイト粒子１０の縦断面図である。グラファイト粒子１０は、その周囲に例えば絶縁皮膜３７がコーティングされていてもよい。この絶縁皮膜３７は例えば樹脂材等を材質とし、帯電し易い性質がある。従って、絶縁皮膜３７がコーティングされたグラファイト粒子１０は、現像工程の際に絶縁皮膜３７が作用して帯電し易くなるため、例えば帯電せずに感光ドラム１３に取り付かないグラファイト量が減り、グラファイトの均一分散に効果がある。また、定着工程で高温化処理を施せば、絶縁皮膜３７が溶けて銀メッキ８に凝着するため、グラファイト粒子１０の定着性が高まる。
【００５０】
第１実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）転写物を均一に転写することが可能な電子写真方式を用いてグラファイト粒子１０を試料１１に散布するので、試料１１の銀メッキ８上にはグラファイト粒子１０が均一に散布する状態となることから、銀メッキ８上にバラツキのない適量のグラファイト粒子１０を分布させることができる。また、電気接点材料１２の耐摩耗性は表面上のグラファイト量によって決まることから、表面上のグラファイト量が適量であれば、電気接点材料１２の耐摩耗性を摺動性と金属接触との間でバランスのとれた好適な値に設定することができる。
【００５１】
（２）露光工程で光量を変更したり、現像工程でグラファイト粒子１０の帯電の強弱を変更したりすれば、試料１１に転写されるグラファイト量が変わることから、グラファイト粒子１０の帯電強弱を設定変更することによって、試料１１に散布されるグラファイト量を任意に設定することができる。従って、電気接点材料１２が持つ耐摩耗性の値をユーザが自由にコントロールすることができ、ターゲットとする製品仕様に合わせた様々な種類の電気接点材料１２を製造することができる。
【００５２】
（３）定着工程で高温化処理を用いた場合、銀メッキ８の表面８ａが高温化処理によって溶融するが、その溶融した銀成分が銀メッキ８の表面８ａ上の凹凸を埋め、メッキ内のグラファイト粒子１０が表面８ａ上に強く固定される。従って、多くのグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト粒子１０の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。よって、グラファイト粒子１０の定着性が高まれば、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性を向上することができる。
【００５３】
（４）定着工程で加圧処理を用いた場合、銀メッキ８の表面８ａが加圧処理によって塑性変形するが、その際に塑性変形した銀成分がグラファイト粒子１０の周りに埋まった状態となり、塑性変形した銀成分が銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を周囲で強く固定する。従って、多くのグラファイト粒子１０が銀メッキ８に強く取り付いた状態となるため、グラファイト粒子１０の銀メッキ８に対する定着性を向上することができる。よって、グラファイト粒子１０の定着性が高まれば、銀メッキ８（電気接点材料１２）の耐摩耗性を向上することができる。更に、加圧処理で銀メッキ８内のグラファイト粒子１０を定着する場合、その加圧処理によって銀メッキ８の表面硬度が高まるため、グラファイト粒子１０が強固な状態で銀メッキ８に定着することになり、銀メッキ８の耐摩耗性を一層高いものとすることができる。
【００５４】
（５）絶縁皮膜３７がコーティングされたグラファイト粒子１０を用いた場合、現像工程の際に絶縁皮膜３７が作用してグラファイト粒子１０が帯電し易くなるため、例えば帯電せずに感光ドラム１３に取り付かないグラファイト量が減り、グラファイトの均一分散に効果がある。また、定着工程で高温化処理を施せば、絶縁皮膜３７が溶けて銀メッキ８に凝着するため、グラファイト粒子１０の定着性を一層高めることができる。
【００５５】
（６）母材２の表面に銀メッキ８を形成し、そのメッキにグラファイト粒子１０を散布及び定着してメッキ表面にグラファイト粒子１０を分布させる。従って、グラファイト粒子１０を増量する処理を施したとしても、グラファイト粒子１０は銀メッキ８上でその量が増えることになるため、母材２の材質成分はそのままである。従って、グラファイト粒子１０を増量したとしても、母材２が予め持つ強度はそのままであるため、その母材２を基材とする電気接点材料１２の強度はグラファイト増量に影響されず、電気接点材料１２の強度を充分に確保することができる。
【００５６】
（７）銀メッキ８にはそのメッキ特性として高い電気導線性があることから、電気接点材料１２に施す金属メッキを銀メッキ８とすることによって、電気導電性の高い電気接点材料１２を提供することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した電気接点材料製造方法及び電気接点材料の第２実施形態を図１４及び図１５に従って説明する。本例は、第１実施形態と比較してグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に適量散布する方法が異なっているのみであり、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
（グラファイト棒の擦り付け）
図１４は、グラファイト棒３８を用いたグラファイト固定方法の説明図である。ところで、グラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けるためには、銀メッキ８の表面８ａが粗い必要があるが、無光沢メッキにはその表面凹凸形状が粗い性質があるため、本例の銀メッキ８には無光沢メッキを採用している。このように、銀メッキ８に無光沢メッキを用いれば、図１４に示すように銀メッキ８の表面８ａの凹凸形状が粗くなり、グラファイト粒子１０が引っ掛かり易くなる。なお、グラファイト棒３８が棒材に相当する。
【００５８】
ところで、無光沢メッキの表面の凹凸形状が粗い理由は、電気メッキで例えば光沢メッキを形成する場合にはメッキ表面凹凸を滑らかにする添加物が混入されるが、無光沢メッキの場合にはこの種の添加物が入らないため、メッキに際してメッキ液４中の金属イオンが不均一に母材２に積み上がることが要因とされる。よって、無光沢メッキの場合には、母材２の表面において銀の積み上がりにバラツキができ、これが銀メッキ８の表面凹凸を形成することになる。
【００５９】
グラファイト棒３８はグラファイト粒子（黒鉛）１０を接着剤等で固めた棒であり、本例においては円柱形状をなしている。このグラファイト棒３８が銀メッキ８の表面８ａに擦り付けられると、図１５に示すようにグラファイト粒子１０が銀メッキ８の表面凹凸に引っ掛かり、銀メッキ８の表面８ａに固定された状態となる。従って、簡単な方法でグラファイト粒子１０を銀メッキ８に固定することが可能となり、グラファイト粒子１０を銀メッキ８に分散させる際の作業の簡素化や、作業時間の短時間化等に効果がある。
【００６０】
ところで、粉状のグラファイト粒子を銀メッキ８の表面８ａに散布して定着する方法は、グラファイト粒子が粉末状であるため、例えば風等で表面８ａから飛び立ってしまう可能性も否定できない。しかし、固形のグラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けてグラファイト粒子１０を銀メッキ８に固定する方法は、固形のグラファイトの固まりを銀メッキ８に固定するため、グラファイト粒子が風等で飛び立ってしまうような状況にはなり難い利点もある。なお、銀メッキ８にグラファイト粒子１０を擦り付けた後に、銀メッキ８に高温化処理や加熱処理を施してグラファイト粒子１０の定着性を高めてもよい。
【００６１】
（過電流印加処理）
図１６は、別構成の電気メッキ装置１の概略構成を示す模式構成図である。銀メッキ８の表面８ａを粗くする方法は、銀メッキ８を無光沢メッキとすることに限らず、電気メッキの初期段階において過電流を流す方法を用いてもよい。これを以下に説明すると、本例の電気メッキ装置１はメッキ漕３が中間の区画壁３９によって２領域に区画され、電気メッキ時には母材２が第１メッキ漕３ａ、第２メッキ漕３ｂの順に各漕内のメッキ液４にそれぞれ浸される。本例の電気メッキ装置１は、母材２を先に潜らす第１メッキ漕３ａで母材２に過電流を流し、母材２を後で潜らす第２メッキ漕３ｂで母材２に通常の電流を流して、母材２の表面に金属メッキを形成する処理を行う。
【００６２】
メッキ漕３の区画壁３９にはその下部に通し孔３９ａが貫設され、母材２はメッキに際して一方（図１６に示す右側）の通し孔５ａから第１メッキ漕３ａ内に導入され、区画壁３９の通し孔３９ａを経由して、他方（図１６に示す左側）の通し孔５ｂから第２メッキ漕３ｂの外部へ導出される。
【００６３】
電気メッキ装置１で母材２上に銀メッキ８を形成する際、電気メッキの初期段階で過電流を流して銀メッキ８を形成する。この処理として、まずメッキに必要な量の母材２が順に巻き取られながら通し孔５ａを介して第１メッキ漕３ａ内に導入される。第１メッキ漕３ａに必要量の母材２がセットされるとその状態が保持され、第１メッキ漕３ａに浸された電極（図示略）と母材２との間に過電流が流される。このとき、母材２に流される過電流の電流値は、通常の電流値（即ち、第２メッキ漕３ｂで母材２に流される電流値）に対して例えば３〜５倍の値に設定されている。電気メッキで母材２に過電流を流した場合、過電流印加期間はメッキ速度が速くなるため、銀成分が母材２に付着する際には偏った状態で母材２に付着することから、銀メッキ８は表面８ａに大きな凹凸形状を有した状態で母材２に形成される。
【００６４】
過電流を所定時間流した後、母材２に過電流を流す処理が停止され、続いて第１メッキ漕３ａでメッキ処理を施した部分が通し孔３９ａを介して第２メッキ漕３ｂに導入される。第１メッキ漕３ａでメッキ処理を施した部分が第２メッキ漕３ｂにセットされるとその状態が保持され、第２メッキ漕３ｂに浸された電極（図示略）と母材２との間に通常値の電流が流される。通常値の電流が母材２に所定時間流されると、過電流を流してできた銀メッキ８の層上に新たに銀成分が積み重なって積層し、最終的には必要とする層厚の銀メッキ８が母材２に形成される。
【００６５】
必要とする層厚の銀メッキ８が形成されると、母材２に通常値の電流を流す処理が停止され、続いて第２メッキ漕３ｂでメッキ処理を施した部分が通し孔５ｂから第２メッキ漕３ｂの外部に導出される。そして、初期段階で過電流を流してから通常値の電流を流す電気メッキが、ロール状に巻かれた母材２の全箇所に銀メッキ８が形成されるまで繰り返し行われ、以上の処理によって製造された母材２が試料１１として取り扱われる。
【００６６】
ところで、電気メッキに際して通常の電流値で銀メッキ８を形成すると、表面凹凸がそれほど大きくない銀メッキ８が形成される。しかし、本例は電気メッキの初期段階で過電流を流して、表面凹凸の大きい銀メッキ８を母材２に予め形成してそこに通常値の電流で銀成分を付着させることから、通常の低い電流値で電気メッキを施す場合であっても、予め凹凸の大きい銀メッキ８に銀成分が積み重なっていくため、最終的にできる銀メッキ８の表面は大きな凹凸形状を有した状態となる。
【００６７】
（母材表面加工処理）
図１７は、母材２の表面２ａを粗くする際の作業状態を示す斜視図である。銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法に代えて、母材２の表面２ａを予め粗くする加工処理を施しておき、表面２ａを粗くした母材２に電気メッキを施して、銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法もある。母材２の表面２ａを予め粗くするには、例えばヤスリやショットブラスト等で粗くする例が挙げられるが、母材２の表面凹凸を粗くできるのであれば、その方法は特に限定されない。
【００６８】
表面２ａの粗い母材２に電気メッキを施すと、メッキ液４中の銀成分が母材２の表面２ａに順次積み重なって銀メッキ８の層となるため、銀メッキ８は母材２の表面形状に沿った形状で形成される。従って、母材２の表面２ａの凹凸が大きければ、母材２の表面２ａにできる銀メッキ８も表面凹凸が大きい状態で形成される。
【００６９】
（エッチング−再メッキ処理）
図１８は、銀メッキ８を施した試料１１をエッチングする際の説明図である。銀メッキ８の表面凹凸を大きくする方法は電気メッキの初期段階で過電流を流す方法や、母材２の表面２ａを予め粗くしておく方法に限らず、銀メッキ８の施された試料１１をエッチングし、それを再メッキする方法でもよい。この処理では、まず最初に上記した処理内容の電気メッキによって母材２に銀メッキ８を形成し、表層に銀メッキ８を有する試料１１を用意する。
【００７０】
そして、図１８に示すようにその試料１１をエッチング漕４０内のエッチング溶液４１に浸し、試料１１にエッチング処理を施す。このとき、銀メッキ８の表面８ａがエッチング溶液４１によって溶け出して粗い状態となるため、銀メッキ８の表面８ａは表面凹凸がそれほど大きくない状態から、表面凹凸が大きくなった状態となる。
【００７１】
エッチング処理後、その試料１１に電気メッキを再度施す。即ち、エッチング処理の施された試料１１を電気メッキ装置１に再度セットし、この試料１１とメッキ液４内の電極との間に直流電圧を印加して、試料１１の表面に銀成分を積層させて銀メッキ８を再形成する。なお、この再メッキのメッキ条件（例えばメッキ時に付与する電流値）は、最初に行う電気メッキと同条件でもよいし、或いは異なっていてもよい。
【００７２】
表面凹凸の大きい銀メッキ８に電気メッキを再度施すと、メッキ液４中の銀成分が銀メッキ８の表面８ａに順次積み重なって積層状態となっていくため、再メッキ時の銀メッキ８はエッチング後の銀メッキ８の表面形状に沿った形状で形成される。従って、本例はエッチングで表面凹凸を粗くした銀メッキ８の表面に銀メッキ８を再メッキすることから、最終的な銀メッキ８の表層は表面凹凸が大きくなった状態となる。
【００７３】
第２実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（３），（４），（７）の効果に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（８）グラファイト粒子１０を固めたグラファイト棒３８を用意し、そのグラファイト棒３８を銀メッキ８に擦り付けることで銀メッキ８にグラファイト粒子１０を付着させるので、適量のグラファイト粒子１０を簡単な作業で銀メッキ８に固定することができる。
【００７４】
なお、実施形態は上記構成に限定されず、例えば以下の態様に変更してもよい。
・ 試料１１は、母材２に銀メッキ８を施したのみの材料に限らず、例えば図１９に示すようにグラファイト粒子１０が含有した銀メッキ８を母材２に形成した材料でもよい。この試料１１を製造するには、まずメッキ液４に例えば粒径が１〜２０μｍ程度のグラファイト粒子１０の粉末を混入する。グラファイト混入後、母材２及び電極の間に直流電圧を加えると、母材２に銀メッキ８が付着するが、この際に銀とともに粉末のグラファイト粒子１０も取り込まれ、図１９に示すように銀メッキ８にはグラファイト粒子１０が分散状態で含有した状態となる。この場合、表面グラファイト面積比Ｓが一層向上し、銀メッキ８の耐摩耗性が一層向上する。
【００７５】
・ 試料１１は、銀メッキ８やグラファイト含有の銀メッキを母材２に形成した材料に限らず、例えば単に銅やニッケルでもよい。
・ 定着処理は、高温化処理や加圧処理に限定されない。例えば、熱と圧力とでグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に融着する熱ロール式や、化学溶液を私用して化学変化によってグラファイト粒子１０を試料１１（銀メッキ８）に定着する化学式などを採用してもよい。
【００７６】
・ 金属メッキを電気メッキで形成する際、その金属メッキは銀メッキ８に限らず、例えば金メッキ、無電解ニッケルメッキ、クロムメッキ、ニッケルメッキ、はんだメッキ、錫メッキ、亜鉛メッキ等を採用してもよい。
【００７７】
・ 母材２のメッキ方法は電気メッキに限らず、例えば化学メッキ、溶融メッキ、物理蒸着、化学蒸着、浸透メッキ等を採用してもよい。
・ 電気接点材料製造装置９は、感光ドラム１３が中心点Ｏ回りに回転するドラム式に限定されず、例えば一つに繋がった帯状の感光ベルト部材が回るベルト式でもよい。
【００７８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）中心点回りに回転可能な感光体と、前記感光体を帯電させる帯電機構と、前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する露光機構と、電荷を付与したグラファイト粒子を前記感光体に現像する現像機構と、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する転写機構と、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する定着機構とを備えたことを特徴とする電気接点材料製造装置。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態における電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図２】表面に銀メッキが形成された試料の断面図。
【図３】電気接点材料製造装置の概略構成を示す模式構成図。
【図４】感光ドラムを帯電する際の説明図。
【図５】帯電後の感光ドラムを露光する際の説明図。
【図６】露光後の感光ドラムにグラファイト粒子を現像する際の説明図。
【図７】感光ドラムに現像したグラファイト粒子を試料に転写する際の説明図。
【図８】（ａ）はグラファイト粉末を銀メッキにまぶした際の試料の断面図であり、（ｂ）はグラファイト粒子を銀メッキに定着した後の試料の断面図。
【図９】表面グラファイト面積比とその耐久回数との関係を示すグラフ。
【図１０】レーザ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１１】炉装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１２】加圧処理装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１３】表面に樹脂皮膜がコーティングされたグラファイト粒子の断面図。
【図１４】第２実施形態におけるグラファイト粒子固定方法の説明図。
【図１５】銀メッキにグラファイトを固定した後の電気接点材料の断面図。
【図１６】別構成の電気メッキ装置の概略構成を示す模式構成図。
【図１７】母材の表面を粗くする際の作業状態を示す斜視図。
【図１８】銀メッキを施した試料をエッチングする際の説明図。
【図１９】グラファイト含有の銀メッキが施された試料の断面図。
【符号の説明】
【００８０】
２…母材、８…金属メッキとしての銀メッキ、１０…グラファイト粒子、１１…金属体としての試料、１２…電気接点材料、１３…感光体としての感光ドラム、２０…静電潜像、３７…絶縁皮膜、３８…棒材としてのグラファイト棒、Ｏ…中心点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心点回りに回転可能な感光体を帯電する手順と、
前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する手順と、
前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像する手順と、
前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する手順と、
前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する手順と
を備えたことを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項２】
前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、当該金属体に高温化処理を施して当該金属体の表面を溶融する手順であることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項３】
前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、前記金属体の表面に加圧処理を施すことで当該金属体の表面を塑性変形させる手順であることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項４】
前記グラファイト粒子には、樹脂を材質とする絶縁皮膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項５】
母材の表面の一部又は全体にグラファイト含有の金属メッキを形成することで前記金属体を形成し、当該金属メッキの表面に前記グラファイトが転写されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項６】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項７】
支軸回りに回転可能な感光体ドラムを帯電し、前記感光体ドラムに露光する光量によって当該感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像し、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体ドラムに現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写し、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着することで製造した電気接点材料。
【請求項８】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることで製造した電気接点材料。
【請求項１】
中心点回りに回転可能な感光体を帯電する手順と、
前記感光体に露光する光量によって当該感光体の表面に静電潜像を形成する手順と、
前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像する手順と、
前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体に現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写する手順と、
前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着する手順と
を備えたことを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項２】
前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、当該金属体に高温化処理を施して当該金属体の表面を溶融する手順であることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項３】
前記グラファイト粒子を前記金属体に定着する手順は、前記金属体の表面に加圧処理を施すことで当該金属体の表面を塑性変形させる手順であることを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項４】
前記グラファイト粒子には、樹脂を材質とする絶縁皮膜がコーティングされていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項５】
母材の表面の一部又は全体にグラファイト含有の金属メッキを形成することで前記金属体を形成し、当該金属メッキの表面に前記グラファイトが転写されることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電気接点材料製造方法。
【請求項６】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることを特徴とする電気接点材料製造方法。
【請求項７】
支軸回りに回転可能な感光体ドラムを帯電し、前記感光体ドラムに露光する光量によって当該感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像を形成した前記感光体に、電荷を付与したグラファイト粒子を現像し、前記グラファイト粒子の転写先である金属体を搬送する際に、当該金属体の裏側から逆電荷をかけることによって、前記感光体ドラムに現像された前記グラファイト粒子を前記金属体に転写し、前記金属体に転写された前記グラファイト粒子を当該金属体の表面に定着することで製造した電気接点材料。
【請求項８】
母材の表面の一部又は全体に金属メッキを形成し、グラファイトを固めた棒材を、前記金属メッキの表面の粗い部分に擦り付けることで、前記グラファイトを前記金属メッキの表面に定着させることで製造した電気接点材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−４２３９０（Ｐ２００７−４２３９０Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４５１０（Ｐ２００５−２２４５１０）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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