CN103293928A - 定影用金属多层部件 - Google Patents
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Abstract
提供一种采用使用镍电铸的基材、防止画质不良的定影用金属多层部件。具备：金属基体，具有通过由镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的第1层（11）、和由热传导性比该第1层（11）大的金属的无缝电铸带构成的第2层（12）；氟树脂层（17），经由粘接层（16）设在该金属基体的第2层（12）侧的上方；使上述第2层（12）的厚度相对于金属基体的总厚的比为0.66以上0.95以下。
Description
技术领域
本发明涉及在定影带或加压带中使用的定影用金属多层部件，特别是适合在复印机、传真机、激光打印机等图像形成装置的定影部的定影带或加压带中使用的定影用金属多层部件。
背景技术
在图像形成装置中，为了应对图像形成装置的小型化、节能化、印字/复印的高速化等的要求，采用代替使用橡胶辊的定影辊而使用环形状的定影带（环形带或环形薄膜）的定影方式。
在这样的利用带的定影装置中，如果作为定影带而使用由作为耐热高分子材料的聚酰亚胺树脂等形成的结构，则因为热传导性不够，所以难以提高定影速度，此外有在起动时为了成为稳定温度而花费时间的不良状况。所以，使用由镍等金属形成、在热传导性及尺寸精度上良好的定影带，例如提出了有对于设置分型层时的加热处理的耐久性、将镍－碳合金通过电铸得到的基材（参照专利文献1）。
但是，随着近年来的图像的高精度化及印刷的高速化，在将宽度不同的纸张连续印刷时等，有发生光泽不匀等的画质不良的问题。
专利文献1：特开2004－004660号公报。
发明内容
本发明鉴于这样的情况，课题是提供一种采用使用镍电铸的基材、防止画质不良的定影用金属多层部件。
解决上述课题的本发明的第1形态是一种定影用金属多层部件，其特征在于，具备：金属基体，具有通过由镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的第1层、和由热传导性比该第1层大的金属的无缝电铸带构成的第2层；氟树脂层，经由粘接层设在该金属基体的上述第2层侧的上方；使上述第2层的厚度相对于上述金属基体的总厚的比为0.66以上0.95以下。
本发明的第2形态的定影用金属多层部件，在第1形态所述的定影用金属多层部件中，其特征在于，上述第2层由铜或铜合金的镀层构成；在上述第2层上还设有由耐腐蚀性比该第2层高的金属构成的第3层。
本发明的第3形态的定影用金属多层部件，在第2形态所述的定影用金属多层部件中，其特征在于，上述第3层由镍或镍合金的镀层构成。
本发明的第4形态的定影用金属多层部件，在第1～第3任一形态所述的定影用金属多层部件中，其特征在于，在上述金属基体与上述氟树脂层之间具备弹性层。
本发明的定影用金属多层部件由于具备通过由能够以高精度高耐久性制造的镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的第1层、和由热传导率比第1层高的金属的无缝电铸带构成的第2层，所以起到在连续印刷时通纸区域与非通纸区域的温度差ΔT变低的效果。即，即使在连续通纸后用宽度比连续通纸的纸张宽的纸张印刷的情况下，也能够得到没有光泽不匀等的画质不良的良好的画质。
附图说明
图1是有关本发明的一实施方式的定影用金属多层部件的剖视图及放大图。
图2是表示使用有关本发明的一实施方式的定影用金属多层部件的定影部的一例的图。
图3是表示使用有关本发明的一实施方式的定影用金属多层部件的定影部的另一例的图。
图4是表示试验例的结果的图。
具体实施方式
本发明是发现光泽不匀等的画质不良在将纸张宽度不同的纸张连续印刷的情况下、特别是在将纸张宽度较小的纸张连续印刷多个之后、立即切换为纸张宽度较大的纸张而印刷时发生，基于这样的画质不良是以通纸区域与非通纸区域的温度差ΔT为原因发生的可能性较高的认识完成的。
此外，还知道只要将通纸区域与非通纸区域的温度差ΔT抑制为20℃以下、就几乎能够防止光泽不匀等的画质不良的发生。
基于这样的认识，将规定的试验后的通纸区域与非通纸区域的温度差ΔT为15℃以下的范围设为本发明的范围。
本发明的定影用金属多层部件具备：金属基体，具有通过由镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的环形带状的第1层、和由热传导性比该第1层大的金属的无缝电铸带构成的第2层；氟树脂层，经由粘接层设在该金属基体的上述第2层侧的上方。
有关本发明的定影用金属多层部件由于具备通过由能够以高精度高耐久性制造的镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的第1层、和由热传导性比第1层大的金属的无缝电铸带构成的第2层，所以不仅是高精度高耐久性，而且热传导性也变得很好。即，即使在作为定影部件而将纸张宽度不同的纸张连续印刷，通过具备热传导性比第1层大的第2层且做成规定的厚度，具有热传导性良好且为规定厚度以上的第2层，所以在将纸张宽度较窄的纸张连续印刷时，可以想到相对为高温的非通纸区域的热良好地传递给通纸区域，将温度差ΔT抑制为15℃以下，可以推定即使在其之后立即连续印刷纸张宽度较大的纸张，也能够降低基于通纸区域与非通纸区域的温度差的画质不良。
这里，第1层是由镍电铸构成的，镍电铸不仅是由镍单体构成的镍电铸，还包括含有磷、铁、钴、锰的1种或多种元素的镍合金电铸。
第2层的金属是热传导性比构成第1层的镍或镍合金大的金属，是镍或镍合金的热传导率的2倍以上，优选的是具有3倍以上的热传导率的金属。由于镍的热传导率是90W/mK左右，所以是180W/mK以上、优选的是270 W/mK以上的金属，具体而言，可以举出铜（398W/mK）、银（420W/mK）、金（320W/mK）、铝（237W/mK）等，但如果考虑第2层的制造方面及成本，则优选的是铜或铜合金的无缝电铸带。
但是，在铜或铜合金的情况下，由于容易在表面上形成氧化覆膜，所以优选的是在由铜或铜合金的无缝电铸带构成的第2层上还设置由耐腐蚀性比该第2层高的金属构成的第3层。
第3层由于是能够带来耐腐蚀性的程度的厚度的薄膜就可以，所以并不需要一定通过电铸形成，也可以通过镀层形成。另外，作为构成第3层的金属，可以举出金、银、铬、镍、镍合金等，特别优选的是镍或镍合金。
本发明的定影用金属多层部件具备二层、三层或其以上的多层构造的环形带状的金属基体，但第2层的厚度相对于金属基体的总厚的比（以下，也称作第2层膜厚比）是0.66以上0.95以下。
如果第2层的厚度的比比上述范围小，则通纸区域与非通纸区域的通纸后的温度差ΔT比15℃大。另一方面，如果比上述范围大，则不能设计在耐久性、尺寸精度及耐腐蚀性等全部方面都良好的结构，如果省去第1层，则耐久性、尺寸精度等下降。
这里，金属基体的总厚处于20～100μm，适合的优选的是处于25～60μm的范围中。如果更薄，则作为整体不能确保强度，此外，如果比其厚，则弯曲应力变大，有耐久性下降的趋势。
本发明的金属基体由于将镍无缝电铸带作为基体主体，所以尺寸精度良好，表面性良好。
并且，本发明的定影用金属多层部件具备在金属基体的第2层侧、即在二层构造的情况下在第2层上、在三层构造的情况下在第3层上经由第一粘接层设置的弹性层、和经由第二粘接层设在该弹性层上的氟树脂层。
这里，弹性层优选的是由耐热性良好的材料构成，可以举出硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等，特别优选的是硅橡胶。弹性层的厚度例如是20～1000μm，优选的是50～500μm。这是为了提高调色剂定影性、实现图像的高画质化。另外，根据规格，也可以没有弹性层。
氟树脂层具体而言是PFA管，适合的优选的是热收缩性的管。此外，粘接层是为了将氟树脂层牢固地粘接而适当地通过将含有PFA粒子的粘接剂的涂敷层在使PFA熔融的温度下加热处理而形成的。
此外，氟树脂层也可以是，做成将内面改性处理而提高了粘接性的热收缩性的PFA管，在涂敷硅类粘接剂后，覆盖上述PFA管，与粘接剂紧贴，加热到硅橡胶类粘接剂的硬化温度而形成。
进而，氟树脂层例如也可以是将PFA粒子通过喷涂或浸渍等形成的涂敷层，具体而言，也可以在涂敷含有PFA粒子的粘接剂层后涂敷上述氟树脂层，通过用热使氟树脂层与粘接层熔融而形成。
以下，基于实施方式详细地说明本发明。在图1中，表示本发明的定影用金属多层部件的一例、即具有三层构造的金属基体的定影用金属多层部件的概略图。
定影用金属多层部件10具备通过由镍无缝电铸带构成的环形带状的第1层11、由铜或铜合金构成的第2层12、和作为耐腐蚀性膜的第3层13构成的金属基体，在第3层13上，设有经由第一粘接层14设置的弹性层15，在该弹性层15上经由第二粘接层16设有氟树脂层17。
第1层11是由镍或镍合金的无缝电铸带（以下，也称作镍无缝电铸带）构成的环形带状的结构。作为镍合金，可以举出含有磷、铁、钴、锰的1种或多种元素的镍合金。由镍无缝电铸带构成的第1层11优选的是Ni－P合金电铸，更优选的是以0.05质量%以上1质量%以下的含有率含有磷的结构。另外，如果由镍无缝电铸带构成的第1层11中的磷含有率不到0.05质量%，则第1层11的耐热疲劳特性有可能没有充分提高，如果磷的含有率超过1质量%，则第1层11的柔软性有可能变差。
由镍无缝电铸带构成的第1层11一般可以使用以硫酸镍或氯化镍为主成分的瓦特浴或以氨基磺酸镍为主成分的氨基磺酸浴等镍电铸浴、通过电铸法形成。电铸法是对母模的表面进行厚镀层、将其从母模剥离而得到产品的方法。
为了得到由镍无缝电铸带构成的第1层11，可以将由不锈钢、黄铜、铝等构成的圆筒作为母模、在其表面上使用镍电铸浴形成镍镀膜。在母模是硅树脂或石膏等非导体的情况下，通过石墨、铜粉、银镜、溅射等，进行导电性处理。在向金属母模的电铸中，为了使镍镀膜的剥离变得容易，优选的是进行在母模的表面上形成氧化膜、化合物膜、石墨粉涂敷膜等剥离膜等的剥离处理。
镍电铸浴含有镍离子源、阳极熔化剂、pH缓冲剂、其他添加剂。作为镍离子源，可以例示氨基磺酸镍、硫酸镍、氯化镍。作为阳极熔化剂，在瓦特浴的情况下，氯化镍发挥该作用，在其他的镍浴中，使用氯化铵、溴化镍等。镀镍一般在pH3.0～6.2的范围中进行，但为了调整为其之间的优选的范围，使用硼酸、甲酸、醋酸镍等pH缓冲剂。作为其他的添加剂，以平滑化、凹坑防止、结晶微细化、残余应力的降低等为目的，例如使用光泽剂、凹坑防止剂、内部应力减小剂等。
作为镍电铸浴，优选的是氨基磺酸浴。作为氨基磺酸浴的组成，可以举出含有氨基磺酸镍四水盐300～600g/L、氯化镍0～30g/L、硼酸20～40g/L、适量的界面活性剂、适量的光泽剂等的组成。pH是2.5～5.0，优选的是3.5～4.7。浴温是20～65℃，优选的是40～60℃。另外，在得到由镍合金电铸构成的第1层11的情况下，只要使用适当地添加了亚磷酸钠那样的水溶性磷含有酸的盐、氨基磺酸亚铁、氨基磺酸钴、氨基磺酸锰等氨基磺酸金属盐、氟化钛钾等的镍金属电铸浴就可以。
通过对上述镍电铸浴、特别是氨基磺酸镍浴添加磷并在上述条件下进行电铸而得到的、由Ni－P合金电铸构成的第1层11的耐热疲劳特性被改善。
第2层12由热传导率比镍无缝电铸带大的金属构成，从与第1层11的粘接性、无缝电铸带的制造上的方面看，优选的是由铜或铜合金构成。
第2层12优选的是通过电解镀层得到。例如，只要在第1层11的表面上使用镀层浴形成镀膜、作为第2层12就可以。通过用镀层得到第2层12，与第1层11的紧贴性变得良好。例如，在第2层12由铜构成的情况下，使用铜镀层浴形成铜镀膜。作为铜镀层浴，可以举出硫酸铜镀层浴、焦磷酸铜镀层浴、氰化铜镀层浴、非电解铜镀层浴等，优选的是使用硫酸铜镀层浴，可以举出含有硫酸铜150～250g/L、硫酸30～150g/L、盐酸0.125～0.25ml/L、适量的光泽剂的组成。另外，第2层12也可以通过非电解镀层法、物理蒸镀法、化学蒸镀法等形成。
在第2层12是铜或铜合金的镀层的情况下，设置用来带来耐腐蚀性的第3层13。第3层13优选的是通过电解镀层形成。例如，只要在第2层12的表面上使用镀层浴形成镀膜、作为第3层13就可以。此时，优选的是形成为，使第2层12的表面几乎不接触到空气。由此，能够更有效地防止第2层12的腐蚀。通过将第3层13用电解镀层形成，与第2层12的紧贴性变得良好，此外，能够以高精度形成厚度3μm以下的第3层13。另外，在第3层13由镍或镍合金构成的情况下，能够通过与第1层11同样的方法得到。此外，由Ni－P合金、Ni－Fe合金、Ni－Co合金、Ni－Co－P合金、Ni－Mn合金等镍合金构成的第3层13可以通过与第1层11同样的方法适当变更电极等来得到。另外，第3层13也可以通过非电解镀层法、物理蒸镀法、化学蒸镀法等形成。
第3层13的厚度是0.5μm～2μm，优选的是1μm左右。另外，如果厚度不到0.5μm，则有可能不能得到第2层12的氧化防止的充分的效果。
第一粘接层14优选的是使用硅类粘接剂，厚度优选的是1～15μm。弹性层15在本实施方式中由硅橡胶构成。
第二粘接层16使用含有PFA粒子的粘接剂，是将PFA熔融而形成的。第二粘接层16的厚度优选的是在能够确保粘接性的范围中尽可能薄，例如是1μm～20μm，优选的是1μm～10μm。
此外，氟树脂层17可以举出由高分型的PFA构成的结构。氟树脂层17的厚度例如是1～150μm，优选的是5～30μm。
这样的定影用金属多层部件10例如如图2（a）所示那样使用。定影用金属多层部件10在内部具备内置加热器的推压部件20，在被推压部件20推压在加压辊30上的状态下使用。
图2（b）是与推压部件21另外地内置加热器22的结构。此外，当然也可以作为励磁线圈（热源）配置在定影用金属多层部件10的内侧或外侧的电磁感应发热形式的带使用。
在图3中表示这样的其他的使用形态的例子。图3（a）是不将推压部件20、21而将定影辊23配置在定影用金属多层部件10的内侧、用定影辊23将定影用金属多层部件10向加压辊30推压的结构。将定影用金属多层部件10加热的加热机构既可以内置在定影辊23中，也可以配置在定影用金属多层部件10的外侧。图3（b）是在定影用金属多层部件10的内侧配置经由定影用金属多层部件10与加压辊30对置的内辊24和内置加热器的加热辊25、用两者将定影用金属多层部件10旋转驱动的结构。另外，在此情况下，也可以将加热辊25的加热器22配置在定影用金属多层部件10的外侧。
这样，定影带的使用形态并没有特别限定。
此外，本发明的定影用金属多层部件是适当地使用在上述那样的定影带中的部件，但也可以在转印后立即进行定影的转印/定影带等中使用。
［实施例］
以下，通过实施例说明本发明，但并不限定本发明。
（样品1～15）
将氨基磺酸镍添加500g/L，将亚磷酸钠添加150mg/L，将硼酸添加30g/L，作为一次光泽剂而将萘－1，3，6－三磺酸三钠添加1.0g/L，作为二次光泽剂而将2－丁炔－1，4－二醇添加20mg/L，调制出希望的氨基磺酸磷电铸浴。
使该电铸浴为60度，使pH为4.5，将外径30mm的不锈钢制的圆柱状母模作为阴极，将去极化镍作为阳极，在16A/dm2的电流密度下进行电铸，在母模的外周面上将电析体形成为下述表1的厚度。从具有该电析体的母模将电析体拉出，得到内径30mm、下述表1的厚度的由镍磷合金电铸构成的第1层。第1层的磷的含有率是0.5质量%。
在该第1层上，形成了由以下的电解浴构成的第2层。具体而言，首先，将硫酸铜添加180g/L，将硫酸添加60g/L，将硫脲添加0.04g/L，将糖蜜添加0.8g/L，调整希望的硫酸铜电解浴。接着，使该电解浴的浴温成为45℃，以上述电析体为阴极、以含磷铜为阳极，在5A/dm2的电流密度下进行镀层，在第1层上形成由下述表1的厚度的铜构成的第2层。
在该第2层上，通过与上述同样的方法，形成由镍磷合金构成的厚度1μm的第3层，将其从电解浴取出，将电析体的两端部的毛刺切掉，得到三层构造的金属基体。
在该各金属基体上涂敷硅类粘接剂，将硅橡胶以100μm的厚度形成后，涂敷氟类粘接剂，覆盖PFA管，在330℃下进行加热处理，做成样品1～15。
（试验例1）通纸后的温度分布
做成上述样品1～15的定影带，另一方面，作为加压辊，使用在φ24的金属制金属芯上将硅橡胶成形为3mm的厚度、将PFA管成形为30μm的厚度的结构，使用图2（b）的结构的定影部，以将B4纸张进行100张连续通纸后的、定影带的表面的纸张端部的内侧10mm为通纸区域、以纸张端部的外侧10mm为非通纸区域，用非接触型温度计测量温度差ΔT。将结果表示在下述表1及图4中。
［表1］
（结果的总结）
可知在第2层的厚度相对于总厚的比为0.66以上（0.95以下）的样品中，温度差ΔT为15℃以下。
附图标记说明
10 定影用金属多层部件
11 第1层
12 第2层
13 第3层
14 第一粘接层
15 弹性层
16 第二粘接层
17 氟树脂层。
Claims (4)
1.一种定影用金属多层部件，其特征在于，
具备：
金属基体，具有通过由镍或镍合金构成的无缝电铸带构成的第1层、和由热传导性比该第1层大的金属的无缝电铸带构成的第2层；
氟树脂层，经由粘接层设在该金属基体的上述第2层侧的上方；
使上述第2层的厚度相对于上述金属基体的总厚的比为0.66以上0.95以下。
2.如权利要求1所述的定影用金属多层部件，其特征在于，
上述第2层由铜或铜合金的镀层构成；
在上述第2层上还设有由耐腐蚀性比该第2层高的金属构成的第3层。
3.如权利要求2所述的定影用金属多层部件，其特征在于，
上述第3层由镍或镍合金的镀层构成。
4.如权利要求1～3中任一项所述的定影用金属多层部件，其特征在于，
在上述金属基体与上述氟树脂层之间具备弹性层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20161010 Address after: Tokyo, Japan, Japan Applicant after: NOK Corp. Applicant after: Nitto Kogyo KK Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: NOK Corp. Applicant before: Nitto Kogyo KK |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130911 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |