CN100367130C - 环形金属带、定影带和加热定影装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种耐弯曲性和耐久性方面传导的环形金属带、使用了该环形金属带的定影带和高耐久性且可靠性高的加热定影装置。该环形金属带由包含大于等于5重量%的其它金属元素、且晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°的镍合金形成。
Description
技术领域
本发明涉及在电子照相装置和静电记录装置等图像形成装置中使用的环形金属带、定影带和加热定影装置。
背景技术
在电子照像处理、静电记录处理和磁记录处理等图像形成处理中,使用带加热方式的定影装置,把通过转印方式或直接方式在被记录材料(转印材料页、电子照相页、静电记录纸、OHP页、印刷用纸和格式纸等)上形成并载置的未定影图像(显影剂图像),在被记录材料表面作成永久固定图像。
另一方面,作为带加热方式的加热定影装置,已提出并实施了许多加热器加热型的装置,该装置把陶瓷加热器作为热源对热容量小的树脂带或金属带进行加热。即,在加热器加热型的带加热方式的加热定影装置中,一般把耐热性带(定影带)夹在作为加热体的陶瓷加热器与作为加压构件的加压辊之间而形成咬入部,把载置着未定影调色剂图像的被记录材料导入到定影带与加压辊之间,用定影带和加压辊夹住并与定影带一起输送,同时,在咬入部把陶瓷加热器的热通过带提供到被记录材料,利用该热和咬入部的加压力把未定影调色剂图像加热定影到被记录材料表面上。
该加热器加热型的带加热方式的定影装置,作为定影带使用热容量低的构件,由此,可以构成适合要求(on-demand)型的装置。即,只在图像形成装置执行图像形成时才对热源陶瓷加热器通电,加热到预定的定影温度即可,具有从图像形成装置的电源ON到可以执行图像形成的状态的等待时间短(快速起动性),还可以大幅度地减少待机时的功耗(能够实现省电力化)等优点。
作为这样的加热器加热型的带加热方式的加热定影装置中的定影带,提出了使用把金属作为基体材料的定影带。
在把金属作为基体材料的定影带中,一般使用无缝的SUS或镍等金属,由SUS材料构成的无缝带已知有利用旋压等塑性加工法的带(例如,参照特开2001-225134号公报)。由镍材构成的无缝带一般可利用氨基磺酸镍浴或硫酸镍浴等电铸造法(有时称为电铸法)来制造(例如,参照特开平09-034286号公报、特开2001-215820号公报)。
塑性加工法(压延、拉拔、旋压等)获得的SUS材料带,一般存在着未能与小型、高速、高耐久定影装置所要求的定影带的小直径化(直径小于等于18mm)和定影基体材料的薄型化(厚度小于等于15μm)相对应的情况。而且,由于MD方向与TD方向的应力分布不同,故存在着SUS材料的晶轴在一个方向上收拢一致取向而产生裂纹的担心。
另一方面,电铸镍带具有主要重视耐热性而牺牲强度和耐磨性的倾向。因此,使用这样的电铸镍带制造的定影带,通常,在滑动面上设有由聚酰亚胺等构成的滑动层。但是,由于与镍材相比,以聚酰亚胺为主的所谓树脂系材料的热传导率约小300倍,故上升时间变长,掩盖了热传导率良好的镍材的优点。
通过电铸单一金属就能具有全部满足屈服强度、耐磨性、耐弯曲性等要求的性能,是困难的。因此,特开2002-241984号中提出了制造组合各种金属元素的、具有更优异特性的电铸带的方法。公开了,例如以重量比率为10~40000ppm(1重量%)的比例含有属于周期表的第2族、第3族、第4族、和第5族的至少一种金属元素的电铸镍带,周期表的第2族~第5族的这些元素具有调整镀镍结晶的生长、使结晶生长得整整齐齐、促进取向的作用,这些元素具有抑制镀镍结晶因热而粗化的效果,由此,即使由于热时效,硬度也难降低,可以断定,得到了在耐热性方面是优异的电铸镍带。
该发明中还公开了,当周期表第2族~第5族金属元素的重量比率大到超过10000ppm(1重量%)时,这些金属元素沿晶界析出,电铸镍带容易变脆。
实际上,很多二元、三元电镀合金作为机械零件、电子零件在工业上得到广泛应用。电镀合金的机械和电特性,与其成分密切相关。合金元素的存在状态(化合物、晶态、固溶体等)还对电镀合金的特性(硬度、柔性、电镀应力等)产生影响。
加热定影装置中使用的定影带必须在长时间范围内具有耐久性。节能、省空间的要求变得更严,图像形成装置中使用的加热定影装置的小型化、高速化、定影带的小直径化、金属带的薄壁化与日俱增,与此相随,对于金属带,要求在具有充分的耐磨性的同时,在耐弯曲性、柔性、耐久性等特性方面也是优异的。
此外,在对金属带直接进行电磁感应加热而定影的电磁感应加热型的带加热方式的加热定影装置中,加热定影装置的小型化、高速化、定影带的小直径化、金属带的薄壁化也与日俱增,与此相随,对于金属带,要求在具有充分的耐磨性的同时,在耐弯曲性、柔性、耐久性等特性方面也是优异的。
发明内容
本发明的目的在于,提供与现有的由镍合金构成的环形金属带相比,耐弯曲性、柔性、耐久性更加优异的环形金属带。
此外,本发明的另一目的在于,提供使用了该环形金属带的定影带、和作为定影构件使用了该定影带的加热定影装置。
本发明提供一种用电铸法制造的由镍合金构成的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:该镍合金包含:从由硫或炭构成的组中所选择的至少1种非金属元素;和大于等于5重量%的其它金属元素,其中镍合金的晶格的晶格结点的一部分是由上述其他金属置换的置换型固溶体,上述其它金属元素其原子直径大于等于Mn的原子直径,小于等于Sn的原子直径,且晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°。
此外,本发明提供一种定影带,其特征在于:具有根据技术方案1~8中的任一项所述的环形金属带。
此外,本发明提供一种加热定影装置,用由至少其中一个具有带的形状的一对定影构件形成的咬入部,夹住并输送保持有未定影图像的被记录材料以进行加热、定影,所述加热定影装置的特征在于:具有该带的形状的定影构件是技术方案1所述的环形金属带。
本发明中,通过把由包含大于等于5重量%的其它金属元素的镍合金构成的环形金属带的镍合金,作成晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°的材料,能够提供具有优异的耐弯曲性、良好的耐久性、定影性的高质量环形金属带;使用了该环形金属带的定影带;以及包括该定影带的加热定影装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的一实施方式的定影带的层结构的模式图。
图2是用于说明本发明的一实施方式的定影带的层结构的模式图。
图3为示出说明本发明的一实施方式的加热定影装置的横剖面的模式图。
图4为示出说明本发明的一实施方式的加热定影装置的横剖面的模式图。
图5A、5B、5C为用于说明内应力引起的X射线衍射峰的变化的模式图,图5A为未施加内应力时的图,图5B为施加有宏观的由应力时的图,图5C为施加有微观的内应力时的图。
具体实施方式
下面,说明本发明的实施方式。
图1为用于说明本发明的一实施方式的定影带10的层结构的模式图。本发明的定影带10具有:由下面描述的本发明的环形金属带构成的金属带层1;层叠在其外周面上的弹性层2;以及通过粘接层3覆盖在弹性层2上的脱模层4。在定影带10中,作为与环形金属带的内周面侧相当的一侧(带导轨面侧)是层叠有脱模层4侧的环形金属带的外周面侧(加压辊面侧)。为了提高粘接性,也可以在金属带层1与弹性层2之间设置底层(未图示)。底层(未图示)使用有机硅系、环氧系、聚酰胺亚胺系等公知的底料即可,其层厚通常约为1~10μm。由于本发明的由环形金属带构成的金属带层1具有充分的耐磨性,故可以把金属带层1的内表面侧(带导轨面侧)直接作为滑动面,但是,也可以设置滑动层。在需要时,也可以在金属带层1的内表面侧设置由聚酰亚胺之类的树脂构成的滑动层(未图示)。
图2为用于说明本发明的另一实施方式的定影带20的层结构的模式图。也可以在金属带层1的外表面侧不形成弹性层,而是通过粘接层3在金属带层1上形成脱模层4。特别是,在被记录材料上的调色剂量较少且调色剂层的凹凸较小的单色图像用的加热定影装置的定影带的情况和加热专用的定影带的情况下,可以作成未包括这样的弹性层的定影带。
在使用了陶瓷加热器等的加热器加热型的带加热方式的加热定影装置中使用时(图3)、或者在电磁感应加热型的带加热方式的加热定影装置中使用时(图4),定影带10或20的金属带层1都能够实现充分的物理的、机械的功能。
<环形金属带>
本发明的环形金属带,是由镍合金构成的环形金属带,该镍合金包含大于等于5重量%的其它金属元素,且晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°。优选地,作为上述镍合金是包含从由硫和碳构成的组中选择的至少一种非金属元素的镍合金。
优选地,作为本发明的环形金属带用电铸法制造,例如,把由不锈钢材料等构成的圆筒状母模浸渍在电解浴中,把母模作为阴极,通过电铸处理在母模的外周面或内周面上制成由具有上述组成的镍合金构成的膜,将其从母模上剥离来制造。
作为此时的电解浴液可以使用例如,加入了必需的其它金属成分的氨基磺酸镍或硫酸镍等的公知的镍电解浴液。
作为镍合金中包含的其它金属元素,可以举出例如,Co、Mn、Sn、W、Cu、Zn等。这些其它金属元素在整个镍合金的重量中的含量,优选地,为5重量%~50重量%,更优选地,为10重量%~40重量%。这些其它金属元素的含量大于等于5重量%时,构成环形金属带的镍合金的固溶效应出现,可以得到晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2.0°的镍合金。通过该固溶效应,耐弯曲性和耐久性提高。优选地,这些其它金属成分的含量小于等于50重量%时,带中可确保适当的柔性。
为了把这些其它金属元素导入本发明的环形金属带中,例如,把Co、Mn、Sn、Cu、Zn等的化合物添加到电解浴液中即可。虽然也取决于所用的化合物,但是,通常,在把镍的浓度定为450g/l时,把这些化合物添加到使这些其它元素的浓度为1~300g/l即可。
此外,优选地,本发明中上述镍合金还包括从由硫和碳构成的组中选择的至少一种非金属元素。这些非金属元素在整个镍合金重量的含量,优选地,为0.002重量%~0.05重量%,更优选地,为0.005重量%~0.03重量%。这些非金属元素的含量大于等于0.002重量%时,表面平滑性提高。优选地,这些非金属元素的含量小于等于0.05重量%时,可确保耐热性。
为了把这些非金属元素导入构成本发明的环形金属带的镍合金中,例如把邻磺酰苯酰亚胺钠、丁炔二醇等化合物添加到电解浴液中即可。虽然也取决于所用的化合物,但是,通常,当把镍的浓度定为450g/l时,把这些化合物添加到使这些非金属元素的浓度为0.01~0.5g/l,即可。
也可以在电解浴液中适当加入pH值调整剂、凹坑防止剂、光泽剂等的添加剂。
作为凹坑防止剂,可以举出例如:硫酸月桂酯钠之类的月桂基醇的硫酸酯盐、月桂酸钠、萘二磺酸钠等。
作为光泽剂,可以添加:邻磺酰苯酰亚胺(即糖精)、邻磺酰苯酰亚胺钠(即糖精钠)、苯磺酸钠、萘磺酸钠等称为应力减小剂和一次光泽剂的光泽剂,或者丁炔二醇、香豆素、二乙基三胺类等称为二次光泽剂的光泽剂。
作为能够在制造本发明的环形金属带中使用的电解浴液的具体例,例如可以举出,在其它金属元素为钴时,由氨基磺酸镍400~650g/l、氯化镍0~60g/l、氨基磺酸钴80g/l、和硼酸20~55g/l构成的镍电解浴液。
本发明中的环形金属带,是由在以衍射角2θ为横坐标绘制的该环形金属带的镍合金的X射线衍射强度而得到的X射线衍射图形中,晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°的镍合金构成的环形金属带。由晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°的镍合金构成的环形金属带在具有高强度、高硬度的同时,还具有固溶效应产生的优异的耐弯曲特性,在制造要求耐弯曲特性的小口径定影带中使用,可确保更高的耐久性。
构成本发明的环形金属带的镍合金的上述固溶效应也包含间隙固溶体产生的效应,但是,可以认为,主要是通过镍以外的金属元素置换镍金属的晶格原子而形成固溶体或过饱和固溶体所带来的置换型固溶效应。
碳、氮、氢原子之类的原子直径较小的溶质原子进入原子直径比其显著大的母相原子形成的晶格间隙中,形成间隙固溶体。
原子直径与母相原子的原子直径大致同一程度、其差较小的溶质原子,在母相原子形成的晶格的一部分晶格结点上被置换,则形成置换固溶体。
已知,一般在本发明中的镍合金的内应力中存在着:作用在镍合金上的外力等宏观应力产生的母相金属晶格的弹性收缩和伸长等应变导致的内应力;以及微小区域中溶质侵入晶格间隙、晶格结点的原子置换等导致的微观内应力这两种。这些内应力产生的晶格应变状态可从X射线衍射图形看出。
例如,图5示意地示出内应力未作用的镍合金、和处于上述内应力作用下的镍合金的X射线衍射峰。把图5A作为没有内应力时的镍合金某晶面的X射线衍射峰时,处于宏观应力导致的内应力作用下的镍合金的上述晶面的X射线衍射峰如图5B所示,峰位置从图5A所示的峰位置向左或向右偏移。这表示,在宏观的应力导致的宏观范围内,上述晶面的晶面间隔一致地压缩或伸长。此外,处于微观内应力下的镍合金的上述晶面的X射线衍射峰如图5C所示,X射线衍射峰的峰位置不变化而半高宽变宽。这表示,由于微观的内应力,镍合金的晶格在微观区域内收缩且还伸长。因此,微观内应力变大时,X射线衍射峰的半高宽就变宽。
在由处于适当范围的微观应力之下的镍合金构成的环形金属带中,有硬度、屈服强度、耐弯曲性的提高。因此,当X射线衍射峰的半高宽处于预定的范围内时,有环形金属带的特性,特别是屈服强度、耐弯曲性的提高。
用电铸法制造的、构成环形金属带的镍合金的特性,特别是屈服强度和耐弯曲性等特性受电铸条件的影响。在本发明的电铸处理中,在控制电解浴液组成的同时,控制阴极电流密度、电解浴液pH值、添加的光泽剂浓度、电解浴液温度等,由此,可得到由具有所希望的合金组成和X射线衍射峰的半高宽的镍合金构成的环形金属带。
本发明中,虽然因电解浴液而异,但是,例如,通常使电铸处理中的阴极电流密度为1~30A/dm2,优选地控制成5~15A/dm2;通常使电解浴液ph值为2.5~9,优选地控制成3.5~4.5;通常使电解浴液温度为30~65℃,优选地控制成45℃~55℃,由此,在镍合金中含有大于等于5重量%的其它金属元素的同时,能够使构成环形金属带的镍合金的晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°,能够得到在具有固溶效应产生的高硬度、高强度的同时,具有优异的耐弯曲特性的环形金属带。由此,在严格要求耐弯曲性的小口径定影带和使用该定影带的加热定影装置中,也能够可靠地确保高耐久性。
为了减小热容量以提高快速起动性,环形金属带的厚度通常优选地,为10μm~100μm,更优选地,为15~60μm。在把环形金属带的厚度作成大于等于10μm时,在环形金属带的制作中或在使用该环形金属带来制造定影带时不产生皱纹,在把环形金属带作成小于等于100μm时,在制作定影带时能够制造具有优异可动性、耐弯曲性的定影带。根据本发明,能够容易地制造厚度大于等于10μm、小于等于25μm的薄壁环形金属带,能够容易地制造由这样的薄壁环形金属带构成的、具有层厚小的金属带层的定影带。
<弹性层>
本发明的定影带可以设有弹性层2,也可以不设置弹性层2。设有弹性层2时,弹性层2在咬入部覆盖被加热像,在可靠地传导热的同时,能够补充金属带层的回复力、缓和转动和弯曲引起的定影带的疲劳。此外,在设有弹性层2时,定影带的脱模层表面对未定影调色剂像表面的跟踪性增强,能够效率更好地传导热。设有弹性层2的定影带特别适合于未定影调色剂量多的彩色图像的加热定影。
对弹性层2的材质不特别限定,选择耐热性好、热传导率高的材质即可。作为弹性层2,优选地为由有机硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等形成的弹性层,更优选地为由硅橡胶形成的弹性层。
作为形成弹性层2的有机硅橡胶,可以例举出:聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟代丙基硅氧烷、聚甲基乙烯硅氧烷、聚三氟代丙基乙烯硅氧烷、聚甲基苯硅氧烷、聚苯乙烯硅氧烷、含有构成这些聚硅氧烷的单体单位的共聚物等。
弹性层2中,也可以根据需要包含干式二氧化硅、湿式二氧化硅等增强性填充材料、碳酸钙、石英粉、硅酸锆、粘土(硅酸铝)、滑石(含水硅酸镁)、铝氧粉(氧化铝)、铁丹(氧化铁)等。
从得到良好质量的定影图像来看,弹性层2的厚度优选为10μm~1000μm,更优选为50μm~500μm。弹性层2的厚度小于等于1000μm时,弹性层的热阻减小,是优选的。
在印刷彩色图像时,特别有利用照相图像等在被记录材料P上的大面积范围内形成全图像(solid image)的情况。此时,加热面(脱模层4)对被记录材料的凹凸或未定影调色剂像表面的凹凸不能跟踪时产生加热不均匀,在传热量多的部分和传热量少的部分中在图像上产生光泽不均匀。通常,传热量多的部分中光泽度变高,传热量少的部分中光泽度变低。弹性层2太薄时,对被记录材料或未定影调色剂像表面的凹凸不断进行跟踪,有时产生图像光泽不均匀。此外,弹性层2太厚时,弹性层2的热阻变大,有时快速起动变难。
从充分抑制图像光泽不均匀的发生、得到良好的定影图像质量来看,弹性层2的厚度(与国际规格匹配,在1993年制定了JIS-K-6253(ISO-7619))优选地为1°~60°,更优选地为5°~45°。
弹性层2的热传导率λ,优选地,为2.5×10-3W/cm·℃~5.0×10-2W/cm·℃,更优选地,为5.0×10-3W/cm·℃~3.0×10-2W/cm·℃。其传导率λ太小时,定影带的热阻变得太大,定影带表层(脱模层4)的温升有时变慢。热传导率λ太大时,有时弹性层2的硬度变高,或压缩永久应变变大。
弹性层2用公知的方法,例如:利用刮板涂敷等手段以均匀的厚度、把液状有机硅橡胶等材料涂敷到环形金属带的外周面上,进行加热硬化的方法;把液状有机硅橡胶等材料注入成形模中,进行加硫硬化的方法;在挤压成形后进行加硫硬化的方法;以及在注射模塑成形后进行加硫硬化的方法等来形成,即可。
<脱模层>
对形成脱模层4的材料不特别限定,选择脱模性、耐热性好的材料即可。作为形成脱模层4的材料,优选地,为PFA(四氟乙烯/全氟烃基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)等氟树脂;硅树脂;氟硅橡胶;有机硅橡胶等,更优选为PFA。再有,可以根据需要,在脱模层4中包含碳、氧化锡等导电剂。对导电剂的含量不特别限定,但是,一般,优选地包含相对于脱模层4的重量其含量为小于等于10重量%的导电剂。
通常,优选地,脱模层4的厚度为1μm~100μm。脱模层4太薄时,有时因涂膜的涂敷不均匀而产生脱模性不良的部分,或耐久性不够。此外,脱模层太厚时,有时变得热传导性不够。特别是树脂系的脱模层时,热传导性或柔性降低,有时不能发挥良好的热传导功能,或者具有弹性层2时有时不能发挥缓和转动和弯曲所引起的疲劳的功能。
本发明中,能够用公知的方法来形成脱模层。例如,在弹性层之上形成氟树脂系的脱模层时,可以把分散有氟树脂粉末的涂液涂敷到弹性层上,进行干燥、烧制来形成。此外,在金属带上形成氟树脂系统的脱模层时,可以在预先形成有粘接层的环形金属带的粘接层之上或者直接在环形金属带上涂敷分散有氟树脂粉末的涂液,进行干燥、烧制来形成。还可以用覆盖预先形成管状的氟树脂,进行粘接的方法来形成。在形成橡胶系统的脱模层时,可以用把液状的材料注入成形模中,进行加硫硬化的方法;在挤压成形后进行加硫化硬化的方法;以及在注射模塑成形后进行加硫硬化的方法等来形成。
此外,还可以把预先对内表面施行了底涂处理的管、和预先对表面施行了底涂处理的本发明的环形金属带装入圆筒母模内,在上述管与上述环形金属带间的间隙中注入例如液状硅橡胶,进行加热使硅橡胶硬化,进行粘接同时形成弹性层和脱模层。
在本发明的定影带上设置滑动层时,对滑动层的材质无特别限定,选择高耐热性、强度高、能够在表面上滑动的材质即可,但是,通常优选为由聚酰亚胺树脂等构成。
再有,可根据需要,在滑动层中包含滑动剂。作为滑动剂可以使用氟树脂粉末、石墨、二硫化钼等。
滑动层的厚度,通常优选为5μm~100μm,更优选为10μm~60μm。滑动层太厚时,定影带的热容量变大,有时上升时间变长。
滑动层可用公知的方法,例如,把液状材料涂敷到金属带层的内表面上,进行干燥、硬化等来形成,或者把预先形成管状的材料粘贴到金属带层上来形成。
下面,说明本发明的加热定影装置的实施方式。
<加热定影装置>
本发明的加热定影装置,是用由至少其中一个具有带的形状的一对定影构件形成的咬入部,夹住、输送保持有未定影调色剂图像的被记录材料以进行加热、定影的加热定影装置,具有上述带的形状的定影构件包含本发明的定影带。具体地说可以举出,例如:下面说明的加热器加热型的带加热方式的加热定影装置;电磁感应加热型的带加热方式的加热定影装置等。
图3为示出本发明的一实施方式的加热定影装置的横剖面的模式图。加热定影装置200是,作为加热体使用了陶瓷加热器的、加热器加热型的带加热方式的加热定影装置。加热定影装置200包括作为具有带形状的定影构件的定影带210,该定影带210为上述的本发明的定影带。优选地,定影带210为用于带加热方式的加热定影装置的小直径的定影带。具体地说,优选地小于等于φ30mm。
带导轨216是耐热性、绝热性的带导轨。作为加热体的陶瓷加热器212嵌入到在带导轨216的下表面的大致中央部上且沿着导轨的长度方向被形成的沟部中并被固定支持。然后,把环形的本发明定影带210松松地外嵌到带导轨216上,保持大致圆筒形状。
上述一对定影构件中的另一个定影构件是加压构件230,加压构件230在本实施方式中是具有弹性层的加压辊。该加压构件230是在芯铁230a的外周部上设有有机硅橡胶等弹性层230b的构件。把230配设成,使芯铁230a的两端部在加热定影装置未图示的最前侧机壳侧板与深侧机壳侧板之间可自由转动地轴承保持。为了提高具有弹性层的加压辊的表面性,也可以在弹性层的外周部还设置PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯/全氟烃基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)等氟树脂层。
加压用刚性撑条222插通带导轨216的内侧。
把加压弹簧(未图示)分别压缩设置在加压用刚性撑条222的两端部与装置机壳侧的弹簧支架构件(未图示)之间,对加压用刚性撑条222作用向下压力。由此,配设在陶瓷加热器212下表面的滑动板240的下表面与加压辊230的上表面,夹住定影带210进行压接,形成预定宽度的咬入部N。
作为用于制作带导轨216中的材料,优选地使用:耐热酚树脂、LCP(液晶聚酯)树脂、PPS(聚苯撑硫化物)树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂等在耐热性方面优异的树脂。
利用驱动单元(未图示)如箭头所用沿反时针方向驱动加压辊230。通过该加压辊230旋转驱动所引起的加压辊230与定影带210外表面的摩擦,转动力作用在定影带210上,定影带210的内表面在咬入部N与陶瓷加热器212的下表面密接而滑动,同时,使带导轨216的外圈如用箭头所示沿时针方向以与加压辊230转动的圆周速度大致对应的圆周速度转动(加压辊驱动方式)。
基于印刷起动信号,加压辊230开始转动,陶瓷加热器212开始加热。在加压辊230转动所产生的定影带210转动的圆周速度稳定化,陶瓷加热器212的温度已上升到预定温度的状态下,把作为被加热材料的、载置着调色剂图像t的被记录材料P的调色剂图像载置面侧定为定影带210侧,将P导入咬入部的定影带210与加压辊230之间。然后,被记录材料P在咬入部N中通过定影带210与陶瓷加热器212的下表面密接,与定影带210一起移动并通过咬入部N。在其移动通过的过程中,陶瓷加热器212的热通过定影带210提供到被记录材料P,把调色剂图像t加热定影到被记录材料P面上。通过了咬入部N的被记录材料P与定影带210的外表面分离并被输送出去。
作为加热体的陶瓷加热器212是把与定影带210和被记录材料P的移动方向正交的方向作为长度方向的、热容量低的、横长的线状加热体。陶瓷加热器212以:用氮化铝等制作的加热器基板;在该加热器基板的表面上沿着其长度方向设置的发热层212a,通过丝网印刷等在长约10μm、宽1~5mn范围内涂敷例如Ag/Pd(银/钯)等电阻材料来设置发热层212a;以及再在其上设置的玻璃或氟树脂等的保护层212b作为基本结构。而且,所使用的陶瓷加热器并不限于这样的陶瓷加热器。
然后,通过在陶瓷加热器212的发热层212a的两端间通电,发热层212a发热,加热器212a迅速升温。由温度传感器(未图示)检测该加热器温度,利用控制电路(未图示)控制对发热层212a的通电以把加热器温度保持在预定的温度,来进行陶瓷加热器212的调温管理。
陶瓷加热器212以保护层212b侧朝上嵌入在带导轨216的下表面的大致中央部上沿着导轨的长度方向形成的沟部中而被固定支持。该陶瓷加热器212的滑动板240的面与定影带210的内表面,在与定影带210接触的咬入部N处互相接触滑动。为了确保被记录材料P在咬入部中的停留时间,使咬入部的宽度与处理速度相对应而变更。优选地,对于大于等于100mm/sec的处理速度,把咬入部的宽度设定为大于等于5mm。
图4为示出本发明的另一实施方式的加热定影装置的横剖面的模式图。加热定影装置300是电磁感应加热型的带加热方式的加热定影装置,定影带是上述的本发明的定影带。
加热定影装置300中,磁场发生单元由磁心317a、317b、317c、和激磁线圈318构成。
优选地,磁心317a~317c是高导磁率构件,是在铁淦氧或坡莫合金之类的在变压器铁心中使用的材料。特别优选地,使用在大于等于100kHz时损耗也较小的铁淦氧。
作为构成线圈(绕组)的导线(电线)使用把每一条分别进行了绝缘覆盖的多条铜制细线成束的束线,把束线缠绕多圈而形成激磁线圈318。本实施方式中,缠绕11圈而形成激磁线圈318。
考虑到定影带310发热引起的热传导,优选地,绝缘覆盖使用具有耐热性的覆盖。优选地,使用例如利用聚酰亚胺树脂覆盖的铜线等。在此,也可以从激磁线圈318的外部施加压力以提高密集度。
在磁场产生单元与定影带310之间配设有绝缘构件319。作为绝缘构件319的材质,是绝缘性方面优异、耐热性方面优异的材质即可。优选地,可以举出例如:酚树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺亚胺树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂、PES(聚醚砜)树脂、PPS(聚苯撑硫化物)树脂、PEA(四氟乙烯/全氟烃基醚共聚物)树脂、PTFE(聚四氟乙烯)树脂、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)树脂、LCP(液晶聚酯)树脂等。
关于激磁线圈318,激磁电路(未图示)与供电部(未图示)连接。优选地,作为该激磁电路(未图示),能够利用开关电源产生20kHz~500kHz的高频。激磁线圈318利用由激磁电路(未图示)供给的交变电流(高频电流)产生交变磁通。
导入到磁心317a~317c中的交变磁通(c),使定影带310的金属带层(电磁感应发热层)1(图1、图2)产生涡流。该涡流通过金属带层(电磁感应发热层)1的固有电阻使金属带层(电磁感应发热层)1产生焦耳热(涡流损耗)。在此,发热量Q由通过金属带层(由磁感应发热层)1的磁通密度确定。通过利用包含未图示的温度检测单元的调温系统控制对激磁线圈318供给的电流,来对咬入部N的温度进行调温,以使其保持在预定值。图4示出的实施方式中,温度传感器326为检测定影带310的温度的热敏电阻等,基于利用温度传感器326测定的定影带310的温度信息来控制咬入部N的温度。
作为加压构件的加压辊330由:芯铁330a;以及在芯铁外周部上同心且一体地以辊状进行了成形覆盖的、由例如有机硅橡胶、氟橡胶、氟树脂等耐热性弹性材料构成的弹性层330b构成。把加压辊30配设成,使芯铁330a的两端部在装置的未图示的机壳侧板间可自由转动地轴承保持。
通过把加压弹簧(未图示)分别压缩设置在加压用刚性撑条322的两端部与装置机壳侧的弹簧支架构件(未图示)之间,对加压用刚性撑条322作用向下压力。由此,配设在带导轨构件316下表面的滑动板340的下表面、与加压辊320的上表面,夹住定影带310进行压接,形成预定宽度的咬入部N。再有,作为带导轨构件316,优选地使用由:耐热酚树脂、LCP(液晶聚酯)树脂、PPS(聚苯撑硫化物)树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂等在耐热性方面优异的树脂形成的材料。
利用驱动单元M如用箭头所示沿反时针方向旋转驱动加压辊330。通过该加压辊330旋转驱动所引起的加压辊330与定影带310的摩擦,转动力作用在定影带310上,定影带310的内表面在咬入部N中且在滑动板340的下表面上滑动,同时,使带导轨部件316的外圈如箭头所示地沿时针方向,以与加压辊330的转动速度大致对应的周围速度转动。
这样,旋转驱动加压辊330,与此相随定影带310转动,通过从激磁电路(未图示)向激磁线圈(未图示)供电,如上所述定影带310进行电磁感应发热,在咬入部N上升到预定的温度并进行了调温的状态下,把形成了从图像形成单元部输送过来的未定影调色剂图像t的被记录材料P以图像面朝上、即与定影带面对置地导入咬入部N的定影带310与加压辊330之间。然后,图像面在咬入部N中与定影带310的外表面密接,与定影带310一起夹住咬入部N进行输送。在该过程中,被定影带310的电磁感应发热所加热,未定影调色剂图像t被加热定影到被记录材料P面上。被记录材料P通过咬入部N时与定影带310的外表面分离并被排出输送出去。
被记录材料上的已加热定影的调色剂图像在通过咬入部N以后,进行冷却成为永久固定图像。本实施方式中在定影装置中未设置用于防止偏移的涂油机构,但是,在使用包含低软化物质的显影像时,也可以设置涂油机构。此外,在使用未包含低软化物质的显影剂时,也可以进行涂油或冷却,但被记录材料P分离并进行排出输送。
此外,加压构件330不限于加压辊那样的具有辊形状的定影构件,也可以作成转动膜型等其它形态的定影构件。此外,为了从加压辊330侧也对被记录材料P供给热能,也可以把装置结构作成,在加压辊330侧也设置电磁感应加热方式等发热单元,加热到预定的温度并进行调温。
[实施例]
下面,使用实施例,更详细地说明本发明。
如实施例和比较例中所述,制作内径18mm、厚度20μm或25μm的环形金属带,在其上以厚度300μm形成热传导率为5.0×10-3W/cm·℃、硬度10°(JIS-A)的有机硅橡胶层,然后通过粘接剂覆盖厚度为25μm的PFA管,制作了长度为250mm的定影带。
此外,得到的环形金属带的镍合金的组成的分析方法、X射线衍射峰的半高宽的测定方法、使用包含得到的定影带的加热定影装置的空转耐久试验方法、和安装了该加热定影装置的图像形成装置的实机耐久通纸试验方法如下所述。
(构成环形金属带的镍合金的组成的分析方法)
使用日本理学株式会社制的RIX 3000型荧光X射线分析装置(商品名),对实施例和比较例的环形金属带的镍合金的镍和其它金属元素的含量作了定量分析。还使用セイコ一(Seiko)株式会社制的感应耦合等离子体发光分析装置(商品名ICP Vista-PRO)对镍合金中含有的少量其它金属元素(锰等)作了定量分析。
还使用美国LECO公司制的CS-444型测定装置(商品名),通过燃烧红外线吸收法对镍合金中包含的硫和碳等非金属元素的含量作了测定。已确认该测定装置对硫和碳的分析精度为1ppm(0.0001重量%)。
(环形金属带的镍合金的X射线衍射峰的半高宽的测定方法)
使用X射线衍射装置(理学株式会社制,商品名:RINT 2000型X射线衍射装置,波长1.54059)测定了实施例和比较例的环形金属带的镍合金的晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽。
(空转耐久试验)
把实施例或比较例的定影带安装到上述加热器加热型的带加热方式的加热定影装置中,作成了加热定影装置。使用该加热定影装置在下述条件下进行了空转耐久试验。
把加热定影装置的加热器温度调温到220℃,同时,使加压辊以预定的加压力按压定影带,加压辊使定影带从动地转动。作为加压辊使用了在由厚度3mm的有机硅橡胶构成的弹性层上覆盖了30μm
PFA管的、外径30mm的加压辊。本空转耐久试验中,规定的条件为,加压力为200N,咬入部分8mm×230mm,定影带的表面速度为100mm/s。再有,在安装定影带时在定影带内表面与滑动板之间涂敷润滑脂(杜康宁亚洲公司制,商品名:HP300)0.9g。本空转耐久试验中,一并测定了为了使定影带从转转动所需要的加压辊的负载转矩。
在上述空转耐久试验的条件下,通过目视观察直到定影带发生龟裂、断裂的时间,作为耐久时间。
作为从加热定影装置的处理速度和安全系数计算的定影带的最短耐久时间要求250个小时,但是,把本发明的定影带的耐久寿命(耐久时间)设定为多于等于500个小时,评价了耐久性。
(实机耐久通纸试验)
利用在佳能(株)制全彩色-LBPLASER SHOT LBP-2040(商品名)上安装了在上述空转耐久试验中使用了的加热定影装置的图像形成装置,印出不少于10万个图像,进行了实机耐久通纸试验。
在该实机耐久通纸试验时,加压辊的加压力为220N,咬入部为8mm×230mm,定影温度设定为200℃,处理速度设定为100mm/s,在安装定影带时在定影带内表面与滑动板之间涂敷润滑脂(杜康宁亚洲公司制,商品名:HP300)0.9g。
印出预定个数的图像,由5个评价者对所得到的图像进行目视判定,按照下列基准数据对不少于3个人的判定结果作了评价。
O:与原始图像相比,没有发生显著的光泽不均匀
X:与原始图像相比,发生了显著的光泽不均匀
[实施例1]
调制含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴75g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(日本化学产生株式会社制,Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液。
把不锈钢制的母模作为阴极,在上述镍电解浴液pH值为4、电解浴液温度为50℃、电流密度为6A/dm2的条件下,在母模的表面形成预定厚度的镍合金膜,剥离该膜,制作厚度25μm的环形金属带。
该环形金属带的镍合金含有:钴10重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
在所得到的环形金属带的外周面上,用公知的方法涂敷有机硅系底料(东丽·杜康宁公司制,DY 35-067),进行干燥,形成厚度约1μm的底层,使用把底层的热传导率调制到5.0×10-3W/cm·℃的液状有机硅橡胶材料、利用公知的方法进行涂敷和加热硬化,通过该底层形成由300μm的有机硅橡胶构成的弹性层2。在其外周部上涂敷成为粘接层的有机硅系粘接剂(GE东芝硅公司制,TSE3205),同时,通过覆盖厚度25μm的PFA管、进行加热粘接而形成脱模层,制作了定影带。
把所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例2]
除了使用含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴150g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(日本化学产业株式会社制,Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴20重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例3]
除了使用含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴200g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(日本化学产业株式会社制,Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液以外,与实施例1同样地来制作厚度20μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴40重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例4]
除了使用含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴150g/l、氨基磺酸锰30g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(日本化学产业株式会社制,Pitless
S)3g/l的浓度的镍电解浴液以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴20重量%、锰0.2重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例5]
除了使用含有硫酸镍10.8g/l、钨酸钠32.3g/l、还原剂(柠檬酸)36.5g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(日本化学产业株式会社制,Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液、且使镍电解浴液pH值为6.5、电解浴液温度为65℃、阴极电流密度为5A/dm2的条件以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钨30重量%、硫00.2重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例6]
与实施例5同样地制作厚度20μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钨30重量%、硫00.2重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[实施例7]
除了使用含有氯化镍16.2g/l、氯化亚锡159.3g/l、焦磷酸钾165.2g/l、pH值缓冲剂氨基醋酸18.8g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.03g/l、凹坑防止剂(日本化学产业株式会社制,Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液、且使镍电解浴液pH值为8、阴极电流密度为1A/dm2的条件以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:锡45重量%、硫0.005重量%、碳0.015重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例1]
除了使用含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴5g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l,应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴3重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例2]
除了使用含有氨基磺酸镍450g/l、氨基磺酸钴270g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴60重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例3]
除了使用含有氯化镍16.2g/l、氯化亚锡189.6g/l、焦磷酸钾165.2g/l、pH值缓冲剂氨基醋酸18.8g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.03g/l、凹坑防止剂(Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液,且使镍电解浴液pH值为8、阴极电流密度为1A/dm2的条件以外,与实施例子同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:锡60重量%、硫0.005重量%、碳0.015重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例4]
除了使用含有硫酸镍10.8g/l、钨酸钠58.8g/l、还原剂柠檬酸36.5g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(Pitless
S)3g/l的浓度的镍电解浴液、且使镍电解浴液pH值为6.5、电解浴液温度为65℃、阴极电流密度为5A/dm2的条件以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钨60重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例5]
除了使用含有氨基磺酸镍290g/l、氨基磺酸钴150g/l、溴化镍7g/l、溴化钴7g/l、氨基磺酸锰404.8g/l、硼酸30g/l、应力减少剂(邻磺酰苯酰亚胺钠)0.02g/l、凹坑防止剂(Pitless S)3g/l的浓度的镍电解浴液、且使镍电解浴液pH值为4、电解浴液温度为50℃、阴极电流密度为16A/dm2的条件以外,与实施例1同样地制作厚度25μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例1同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钴20重量%、锰1重量%、硫0.02重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
[比较例6]
除了使镍电解浴液pH值为6、阴极电流密度为45A/dm2的条件以外,与实施例2同样地制作厚度20μm的环形金属带,使用该环形金属带与实施例2同样地制作了定影带。环形金属带的镍合金含有:钨30重量%、硫00.2重量%、碳0.01重量%。
把构成所得到的环形金属带的镍合金的组成、晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽、环形金属带的厚度、和空转耐久试验的结果汇总示于表1,把实机耐久通纸试验的结果示于表2。
表1
环形金属带合金组成(重量%) | X射线衍射峰的半高宽(2θ) | 厚度(μm) | 耐久时间(时间) | ||
晶面(°)(111) | 晶面(°)(200) | ||||
实施例1 | Ni/Co (90/10) | 0.52 | 0.96 | 25 | 550 |
实施例2 | Ni/Co (80/20) | 0.76 | 1.11 | 25 | 620 |
实施例3 | Ni/Co (60/40) | 0.84 | 1.35 | 20 | 880 |
实施例4 | Ni/Co/Mn (78.8/20/0.2) | 0.75 | 1.15 | 25 | 780 |
实施例5 | Ni/W (70/30) | 0.80 | 1.38 | 25 | 590 |
实施例6 | Ni/W (70/30) | 0.80 | 1.38 | 20 | 720 |
实施例7 | Ni/Sn (60/45) | 0.65 | 1.12 | 25 | 650 |
比较例1 | Ni/Co (97/3) | 0.34 | 0.53 | 25 | 250 |
比较例2 | Ni/Co (40/60) | 0.9 | 2.1 | 25 | 150 |
比较例3 | Ni/Sn (40/60) | 0.8 | 2.3 | 25 | 150 |
比较例4 | Ni/W (40/60) | 0.7 | 2.5 | 25 | 220 |
比较例5 | Ni/Co/Mn (79/20/1) | 0.85 | 2.2 | 25 | 170 |
比较例6 | Ni/Co (80/20) | 0.35 | 0.54 | 25 | 180 |
表2
实验耐久通纸试验结果 | ||||
印出1万个 | 印出3万个 | 印出5万个 | 印出10万个 | |
实施例2 | O | O | O | O |
实施例4 | O | O | O | O |
实施例5 | O | O | O | O |
实施例7 | O | O | O | O |
实施例1~实施例3的环形金属带的镍合金的钴含量在10~40重量%的范围内,出现出钴的固溶效应。晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都在0.5°~2°的范围内,在使用这些环形金属带制作的定影带的空转耐久试验中,在不少于500个小时的空转耐久试验后,在定影带的内表面侧或定影带的两端面上都确认了耐久性是良好的。特别是在实施例3中,环形金属带的厚度为20μm,能够更加提高使用该环形金属带制作的定影带的柔性,此外,耐久时间也是880个小时,耐久性方面是优异的。
实施例4的定影带的空转耐久试验中的耐久时间为780个小时。从该结果可以看到,在使用了实施例4的环形金属带的定影带中,由于添加0.2重量%的锰,空转耐久试验中的耐久性比二元镍合金(实施例2)提高了。
实施例5和实施例6的由含有钨30重量%的镍合金构成的环形金属带的晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都在0.5°~2°的范围内,确认了,用这些环形金属带制作的定影带在空转耐久试验中都具有多于等于500个小时的耐久时间。特别是在实施例6的、使用了厚度20μm的环形金属带的定影带中,得到了不少于720个小时的耐久时间。认为这是其它金属元素的固溶效应出现所产生的结果,实施例6中认为是由于固溶效应和薄壁化效应,得到了优异的耐久性。
实施例7的由含有锡45重量%的镍合金构成的环形带的晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽也在0.5°~2°的范围内,空转疲劳实验中的耐久时间为650个小时,确认了优异的耐久性。
另一方面,比较例1的由含有3重量%钴的镍合金构成的环形金属带中,晶面(111)的X射线衍射峰的半高宽为0.34°、比0.5°小,使用该环形金属带制作的定影带的耐久时间为250个小时。而且,由于耐磨性也不充分,故在空转耐久试验中还呈现出摩擦损耗引起的转矩增高现象。认为这是固溶效应没有充分地出现的缘故。
比较例2的由含有60重量%钴的镍合金构成的环形金属带中,晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽为2.1°、超过2°,使用该环形金属带制作的定影带在空转耐久试验中的耐久时间为150个小时,在该瞬间产生了裂纹。认为这是镍合金中产生了溶质钴引起的拉伸应力的缘故。
比较例3的由含有60重量%锡的镍合金构成的环形金属带中,晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽为2.3°、超过2°,使用该环形金属带制作的定影带在空转耐久试验中的耐久时间为150个小时。
比较例4的由含有60重量%钨的镍合金构成的环形金属带中,晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽为2.5°、超过2°,使用该环形金属带制作的定影带在空转耐久试验中的耐久时间为220个小时。认为这是产生了溶质钨引起的拉伸应力的缘故。
比较例5的由含有20重量%钴和1重量%锰的镍合金构成的环形金属带中,晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽为2.2°、超过2°,使用该环形金属带制作的定影带在空转耐久试验中的耐久时间为170个小时。认为这是为了强制地使溶质锰固溶,该镍合金的内应力已成为拉伸应力的缘故。
比较例6的由含有20重量%钴的镍合金构成的环形金属带中,晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽分别为0.35°、0.54°、特别是晶面(111)的X射线衍射峰的半高宽较小,使用该环形金属带制作的定影带的耐久时间为180个小时。认为这是在高电流密度45A/dm2、pH值6的电铸条件下得到的镍合金中固溶效应未出现的缘故。
如表2所示,在安装了具有实施例2、实施例4、实施例5和实施例7的定影带的加热定影装置的图像形成装置中,每一个装置都没有任何故障地完成印出10万个的实机耐久通纸试验,可以看出具有优异的耐久通纸性。
本发明的环形金属带利用固溶效应而具有优异的耐弯曲性和良好的耐久性,使用该环形金属带制作的本发明的定影带在作成小直径的定影带时也显示出优异的耐久性,具有本发明定影带的定影装置在耐久性方面是优异的。
Claims (15)
1.一种用电铸法制造的由镍合金构成的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
该镍合金包含:
从由硫或炭构成的组中所选择的至少1种非金属元素;和
大于等于5重量%的其它金属元素,其中
镍合金的晶格的晶格结点的一部分是由上述其他金属置换的置换型固溶体,上述其它金属元素其原子直径大于等于Mn的原子直径,小于等于Sn的原子直径,
且晶面(111)和晶面(200)的X射线衍射峰的半高宽都是0.5°~2°。
2.根据权利要求1所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
其它金属元素是从由Co、Mn、Sn、W、Cu和Zn构成的组中选择的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
其它金属元素是从由Co、Mn、Sn、和W构成的组中选择的至少一种。
4.根据权利要求1所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
镍合金的其它金属元素的含量为5~50重量%。
5.根据权利要求1所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
镍合金包含从由硫和碳构成的组中选择的至少一种非金属元素,且是用电铸法制造的。
6.根据权利要求5所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
镍合金的非金属元素的含量为0.002~0.05重量%。
7.根据权利要求1所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
环形金属带的厚度为10~100μm。
8.根据权利要求7所述的电子照像装置中的定影装置的环形金属带,其特征在于:
环形金属带的厚度为15~60μm。
9.一种定影带,其特征在于:
具有根据权利要求1~8中的任一项所述的环形金属带。
10.根据权利要求9所述的定影带,其特征在于:
在环形金属带之上具有弹性层。
11.根据权利要求9所述的定影带,其特征在于:
在定影带的外周面侧具有脱模层。
12.根据权利要求9所述的定影带,其特征在于:
在定影带的外周面侧具有脱模层,在该脱模层与环形金属带之间具有弹性层。
13.一种加热定影装置,用由至少其中一个具有带的形状的一对定影构件形成的咬入部,夹住并输送保持有未定影图像的被记录材料以进行加热、定影,所述加热定影装置的特征在于:
具有该带的形状的定影构件是权利要求1所述的环形金属带。
14.根据权利要求13所述的加热定影装置,其特征在于包括:
加热器,对具有带的形状的定影构件进行加热。
15.根据权利要求13所述的加热定影装置,其特征在于包括:
磁场发生单元,对具有带的形状的定影构件进行电磁感应加热。
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