JP2007100156A - Nickel belt, method for producing the same, photosensitive body and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ニッケルベルト及びその製造方法、感光体並びに画像形成装置に関する。 The present invention relates to a nickel belt, a manufacturing method thereof, a photoreceptor, and an image forming apparatus.
複写機、レーザープリンター等の画像形成装置に使用される機能分離型有機系感光体ベルトの製造方法として、電気鋳造製のニッケルベルトを基材として用いて、感光体層を形成する方法が知られている。 As a method for producing a function-separated organic photoreceptor belt used in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer, a method of forming a photoreceptor layer using an electroformed nickel belt as a base material is known. ing.
機能分離型有機系感光体ベルトは、20〜50Nの張力が付加された状態で、外径16〜20mmの複数のローラー上を繰り返し回転するため、基材であるニッケルベルトは、金属疲労による亀裂を形成し、画像欠陥を生じることがある。 The function-separated organic photoconductor belt repeatedly rotates on a plurality of rollers having an outer diameter of 16 to 20 mm with a tension of 20 to 50 N applied, so that the nickel belt as a base material is cracked due to metal fatigue. May form image defects.
また、ニッケルベルトは、可とう性を有する薄膜であるため、感光層を除去して再生利用することが困難である。このため、耐久性を向上させ、ニッケルベルトに起因する画像欠陥の発生を抑制する必要がある。 In addition, since the nickel belt is a flexible thin film, it is difficult to recycle it after removing the photosensitive layer. For this reason, it is necessary to improve durability and suppress the occurrence of image defects due to the nickel belt.
耐久性に優れる電鋳ニッケルベルトとしては、I(200)/I(111)が0.6以上の電鋳ニッケルベルトが知られている(特許文献1及び2参照)。また、I(200)/I(111)が3以上で、ビッカース硬度が280〜450であるニッケル電鋳の金属層を有する定着ベルトが知られている(特許文献3参照)。しかしながら、これらの特許文献で開示される技術は、ニッケルの電析膜厚が毎分0.4〜0.6μmに低下するという問題がある。 As an electroformed nickel belt having excellent durability, an electroformed nickel belt having I (200) / I (111) of 0.6 or more is known (see Patent Documents 1 and 2). In addition, a fixing belt having a nickel electroformed metal layer having I (200) / I (111) of 3 or more and Vickers hardness of 280 to 450 is known (see Patent Document 3). However, the techniques disclosed in these patent documents have a problem that the electrodeposited film thickness of nickel decreases to 0.4 to 0.6 μm per minute.
一方、電気鋳造法で効率良く製造することができるニッケルの電析膜厚は、毎分1μm程度であり、約30分の製造サイクルで、4〜10本が一度に生産されている。しかしながら、このようなニッケルの金属結晶組織は、X線回折での結晶配向面の強度比I(200)/I(111)が0.35〜0.5であり、引張りや圧縮に対する耐久性が良好な層状組織とされる(200)面のピーク強度I(200)が弱いという問題がある。ここで、I(200)/I(111)とは、(111)面で回折されるX線のピーク強度I(111)に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度I(200)の比である。
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルト及びその製造方法、該ニッケルベルトを有する感光体並びに該感光体を有する画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a nickel belt that is excellent in durability and can be efficiently manufactured, a manufacturing method thereof, a photoreceptor having the nickel belt, and an image forming apparatus having the photoreceptor. The purpose is to provide.
請求項1に記載の発明は、継目を有さないニッケルベルトにおいて、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層及び(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層が交互に積層されていることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, in the nickel belt having no joint, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2. The ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the layer and the (111) plane of 5 or more and 5.0 or less is 0.5 or more and 2.0 or less. The layers are alternately stacked.
請求項1に記載の発明によれば、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層及び(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層が交互に積層されているので、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルトを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted by the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted by the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. A certain layer and a layer in which the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 0.5 to 2.0 are alternately stacked. Therefore, it is possible to provide a nickel belt that is excellent in durability and can be efficiently manufactured.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のニッケルベルトにおいて、二層からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the nickel belt according to the first aspect comprises two layers.
請求項2に記載の発明によれば、二層からなるので、生産効率が良好で、耐久性に優れるニッケルベルトを得ることができる。 According to the invention described in claim 2, since it consists of two layers, it is possible to obtain a nickel belt having good production efficiency and excellent durability.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のニッケルベルトにおいて、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、前記二層の膜厚の和の1/2以上2/3以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the nickel belt according to claim 2, wherein the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is The thickness of the layer that is 2.5 or more and 5.0 or less is ½ or more and 2/3 or less of the sum of the thicknesses of the two layers.
請求項3に記載の発明によれば、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、前記二層の膜厚の和の1/2以上2/3以下であるので、耐久性を向上させることができる。 According to the invention of claim 3, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. Since the thickness of the layer is 1/2 or more and 2/3 or less of the sum of the thicknesses of the two layers, the durability can be improved.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のニッケルベルトにおいて、三層からなり、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を表面に有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the nickel belt according to the first aspect, wherein the nickel belt comprises three layers, and the X-ray diffracted at the (200) plane with respect to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane. It has a layer having a peak intensity ratio of 2.5 or more and 5.0 or less on the surface.
請求項4に記載の発明によれば、三層からなり、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を表面に有するので、生産効率が良好で、耐久性に優れるニッケルベルトを得ることができる。 According to the invention described in claim 4, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5. Since a layer having a surface thickness of 5.0 or less is provided on the surface, a nickel belt having good production efficiency and excellent durability can be obtained.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のニッケルベルトにおいて、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、前記三層の膜厚の和の1/5以上1/3以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the nickel belt according to claim 4, wherein the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is The thickness of the layer that is 2.5 or more and 5.0 or less is 1/5 or more and 1/3 or less of the sum of the thicknesses of the three layers.
請求項5に記載の発明によれば、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、前記三層の膜厚の和の1/5以上1/3以下であるので、耐久性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 5, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted by the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted by the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. Since the thickness of the layer is 1/5 or more and 1/3 or less of the sum of the thicknesses of the three layers, the durability can be improved.
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載のニッケルベルトにおいて、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、2μm以上4μm以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the nickel belt according to claim 1, wherein the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is The film thickness of the layer which is 2.5 or more and 5.0 or less is 2 μm or more and 4 μm or less.
請求項6に記載の発明によれば、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、2μm以上4μm以下であるので、耐久性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 6, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. Since the film thickness of the layer is 2 μm or more and 4 μm or less, the durability can be improved.
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載のニッケルベルトにおいて、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、0.05μm以上0.15μm以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the nickel belt according to claim 1, wherein the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is The thickness of the layer that is 2.5 or more and 5.0 or less is 0.05 μm or more and 0.15 μm or less.
請求項7に記載の発明によれば、前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層の膜厚は、0.05μm以上0.15μm以下であるので、耐久性を向上させることができる。 According to the invention described in claim 7, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. Since the thickness of the layer is 0.05 μm or more and 0.15 μm or less, durability can be improved.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のニッケルベルトにおいて、0.05重量%以上0.3重量%以下のリンを含有することを特徴とする。 The invention according to claim 8 is characterized in that the nickel belt according to any one of claims 1 to 7 contains 0.05 wt% or more and 0.3 wt% or less of phosphorus.
請求項8に記載の発明によれば、0.05重量%以上0.3重量%以下のリンを含有するので、ビッカース硬度を高めることができる。 According to the invention described in claim 8, since it contains 0.05 wt% or more and 0.3 wt% or less of phosphorus, the Vickers hardness can be increased.
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のニッケルベルトにおいて、ビッカース硬度は、480以上530以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the nickel belt according to any one of claims 1 to 8, wherein the Vickers hardness is 480 or more and 530 or less.
請求項9に記載の発明によれば、ビッカース硬度は、480以上530以下であるので、塑性変形しにくいニッケルベルトを得ることができる。 According to the ninth aspect of the invention, since the Vickers hardness is 480 or more and 530 or less, a nickel belt that is difficult to be plastically deformed can be obtained.
請求項10に記載の発明は、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のニッケルベルトにおいて、膜厚は、25μm以上35μm以下であることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the nickel belt according to any one of the first to ninth aspects, the film thickness is 25 μm or more and 35 μm or less.
請求項10に記載の発明によれば、膜厚は、25μm以上35μm以下であるので、可とう性を有するニッケルベルトを得ることができる。
According to the invention described in
請求項11に記載の発明は、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法において、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流をアノードからカソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を形成する工程及び電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードから前記カソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層を形成する工程を有することを特徴とする。 The invention according to claim 11 is the method for producing a nickel belt according to any one of claims 1 to 10, wherein a current having a current density of 2 A / mm 2 or more and 4 A / mm 2 or less is passed from the anode to the cathode. By flowing at least nickel on the cathode, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted by the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted by the (111) plane is 2.5 or more and 5 A layer having a thickness of 0.0 or less and a current density of 4 A / mm 2 or more and 6 A / mm 2 or less flowing from the anode to the cathode to deposit at least nickel on the cathode ( A step of forming a layer in which the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted by the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted by the (111) plane is 0.5 or more and 2.0 or less. It is characterized by having.
請求項11に記載の発明によれば、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流をアノードからカソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を形成する工程及び電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードから前記カソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層を形成する工程を有するので、製造効率が良好なニッケルベルトの製造方法を提供することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, a current having a current density of 2 A / mm 2 or more and 4 A / mm 2 or less is caused to flow from the anode to the cathode, and at least nickel is electrodeposited on the cathode. The step of forming a layer in which the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted by the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted by the plane is 2.5 to 5.0 and the current density is 4 A / mm 2 By flowing a current of 6 A / mm 2 or less from the anode to the cathode and depositing at least nickel on the cathode, the (200) plane with respect to the peak intensity of X-rays diffracted on the (111) plane To provide a method for producing a nickel belt with good production efficiency because it includes a step of forming a layer in which the ratio of the peak intensity of diffracted X-rays is 0.5 or more and 2.0 or less. Can do.
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のニッケルベルトの製造方法において、前記アノードは、前記カソードと100mm以上120mm以下の距離で対向して設けられ、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流及び電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を交互に流すことを特徴とする。
The invention according to
請求項12に記載の発明によれば、前記アノードは、前記カソードと100mm以上120mm以下の距離で対向して設けられ、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流及び電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を交互に流すので、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルトを得ることができる。
According to invention of
請求項13に記載の発明は、請求項11に記載のニッケルベルトの製造方法において、前記アノードは、前記カソードと100mm以上120mm以下の距離で対向して二つ設けられ、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流を前記アノードの一方から前記カソードに流し、電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードの他方から前記カソードに流すことを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the nickel belt manufacturing method according to the eleventh aspect, two anodes are provided facing the cathode at a distance of 100 mm to 120 mm, and the current density is 2 A / mm. more than 4A / mm 2 or less is the current flowing to the cathode from one of said anode, characterized by passing a current the current density is 4A / mm 2 or more 6A / mm 2 or less from the other of said anode to said cathode And
請求項13に記載の発明によれば、前記アノードは、前記カソードと100mm以上120mm以下の距離で対向して二つ設けられ、電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流を前記アノードの一方から前記カソードに流し、電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードの他方から前記カソードに流すので、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルトを得ることができる。 According to the invention described in claim 13, two anodes are provided to face the cathode at a distance of 100 mm to 120 mm, and a current density is 2 A / mm 2 or more and 4 A / mm 2 or less. Since current flowing from one of the anodes to the cathode and current density of 4 A / mm 2 or more and 6 A / mm 2 or less flows from the other of the anodes to the cathode, it is excellent in durability and can be manufactured efficiently. A nickel belt can be obtained.
請求項14に記載の発明は、請求項11乃至13のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法において、前記カソードは、外径面の端部に尖状形状の電析膜剥離開始部を有する補助電極を有すると共に外径面の両端部に尖状形状の電析膜剥離開始部を有する円筒状の電極であり、電着応力は、−50N/mm2以上0N/mm2以下であることを特徴とする。 The invention described in claim 14 is the nickel belt manufacturing method according to any one of claims 11 to 13, wherein the cathode has a pointed electrodeposition film peeling start portion at an end portion of an outer diameter surface. A cylindrical electrode having an electrodeposition film peeling start portion at both ends of the outer diameter surface, and the electrodeposition stress is −50 N / mm 2 or more and 0 N / mm 2 or less. It is characterized by being.
請求項14に記載の発明によれば、前記カソードは、外径面の端部に尖状形状の電析膜剥離開始部を有する補助電極を有すると共に外径面の両端部に尖状形状の電析膜剥離開始部を有する円筒状の電極であり、電着応力は、−50N/mm2以上0N/mm2以下であるので、折れ曲がりの発生を抑制することができる。 According to the invention described in claim 14, the cathode has an auxiliary electrode having a pointed electrodeposition film peeling start portion at an end portion of the outer diameter surface, and has a pointed shape at both ends of the outer diameter surface. Since it is a cylindrical electrode having an electrodeposited film peeling start portion and the electrodeposition stress is -50 N / mm 2 or more and 0 N / mm 2 or less, the occurrence of bending can be suppressed.
請求項15に記載の発明は、請求項11乃至14のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法において、450g/l以上500g/l以下のスルファミン酸ニッケル、30g/l以上40g/l以下のホウ酸、1g/l以上2g/l以下の臭化ニッケル、50ppm以上100ppm以下のサッカリン、20ppm以上50ppm以下のアルキンジオール、0.1g/l以上0.2g/l以下のアルキルベンゼンスルホン酸塩、0.1g/l以上1g/l以下の亜リン酸を含有する電鋳液を用いることを特徴とする。
The invention according to
請求項15に記載の発明によれば、450g/l以上500g/l以下のスルファミン酸ニッケル、30g/l以上40g/l以下のホウ酸、1g/l以上2g/l以下の臭化ニッケル、50ppm以上100ppm以下のサッカリン、20ppm以上50ppm以下のアルキンジオール、0.1g/l以上0.2g/l以下のアルキルベンゼンスルホン酸塩、0.1g/l以上1g/l以下の亜リン酸を含有する電鋳液を用いるので、耐久性に優れるニッケルベルトを得ることができる。
According to invention of
請求項16に記載の発明は、ニッケルベルトにおいて、請求項11乃至15のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法で製造されていることを特徴とする。
The invention described in
請求項16に記載の発明によれば、請求項11乃至15のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法で製造されているので、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルトを得ることができる。
According to the invention described in
請求項17に記載の発明は、感光体において、請求項1乃至10及び請求項16のいずれか一項に記載のニッケルベルトを有することを特徴とする。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the photoreceptor, the nickel belt according to any one of the first to tenth aspects and the sixteenth aspect is provided.
請求項17に記載の発明によれば、請求項1乃至10及び請求項16のいずれか一項に記載のニッケルベルトを有するので、耐久性に優れる感光体を提供することができる。 According to the seventeenth aspect of the present invention, since the nickel belt according to any one of the first to tenth aspects and the sixteenth aspect of the present invention is included, a photoconductor excellent in durability can be provided.
請求項18に記載の発明は、画像形成装置において、請求項17に記載の感光体を有することを特徴とする。 According to an eighteenth aspect of the present invention, an image forming apparatus includes the photosensitive member according to the seventeenth aspect.
請求項18に記載の発明によれば、請求項17に記載の感光体を有するので、耐久性に優れる画像形成装置を提供することができる。 According to the eighteenth aspect of the invention, since the photoconductor of the seventeenth aspect is provided, an image forming apparatus having excellent durability can be provided.
本発明によれば、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルト及びその製造方法、該ニッケルベルトを有する感光体並びに該感光体を有する画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a nickel belt that is excellent in durability and can be efficiently manufactured, a manufacturing method thereof, a photoreceptor having the nickel belt, and an image forming apparatus having the photoreceptor.
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
継目を有さないニッケルベルト(以下、ニッケルベルトという)を基材とする機能分離型有機系感光体は、外径16〜20mmのローラーを複数用いて張られ、テンションローラーに20〜50Nの張力が付加された状態で構成され、画像形成装置内で回転駆動するため、ローラー上で繰り返し屈曲される。このようにして、ニッケルベルトは、円周方向に圧縮力及び引張り力を受けるため、金属疲労に起因する亀裂の発生を抑制する必要がある。これにより、機能分離型有機系感光体の耐刷耐久性を向上させることができる。 A function-separated organic photoconductor based on a nickel belt having no seam (hereinafter referred to as a nickel belt) is stretched using a plurality of rollers having an outer diameter of 16 to 20 mm, and a tension of 20 to 50 N is applied to the tension roller. And is repeatedly bent on a roller in order to rotate in the image forming apparatus. Thus, since the nickel belt receives a compressive force and a tensile force in the circumferential direction, it is necessary to suppress the occurrence of cracks due to metal fatigue. Thereby, the printing durability of the function-separated organic photoconductor can be improved.
本発明のニッケルベルトは、金属疲労による亀裂に対して強度を有する金属結晶組織を用いて構成される。なお、金属結晶組織のパラメーターとしては、結晶配向面の強度比I(200)/I(111)を用いる。ここで、I(200)/I(111)は、CuKα線を用いたX線回折装置で測定することにより得られる。I(111)及びI(200)は、それぞれ柱状組織とされる(111)面で回折されるX線のピーク強度及び金属疲労による亀裂に対する強度を有する層状組織とされる(200)面で回折されるX線のピーク強度を意味する。これにより、耐刷耐久性を向上させる層状組織の形成度合いを評価することができる。 The nickel belt of the present invention is configured using a metal crystal structure having strength against cracks caused by metal fatigue. As a parameter of the metal crystal structure, the intensity ratio I (200) / I (111) of the crystal orientation plane is used. Here, I (200) / I (111) is obtained by measuring with an X-ray diffractometer using CuKα rays. I (111) and I (200) are diffracted at a (200) plane having a layered structure having a peak intensity of X-rays diffracted at the (111) plane and a strength against cracking due to metal fatigue, respectively. Means the peak intensity of X-rays. Thereby, the formation degree of the layer structure which improves printing durability can be evaluated.
一方、効率良く製造するためには、毎分1μm程度の電析膜厚が必要となる。第一光沢剤を用いて、毎分1μm程度の電析膜厚を得るためには、電解電流密度を4〜6A/dm2とする必要があり、このとき得られるニッケルベルトのI(200)/I(111)は、0.35〜0.5になる。また、第一光沢剤に第二光沢剤を添加し、電解電流密度を4〜6A/dm2にすると、I(200)/I(111)は、0.5〜2.0になる。このとき、電解電流密度を2〜4A/dm2に低下させると、I(200)/I(111)は、2.5〜5.0となるが、生産性が低下する。 On the other hand, in order to manufacture efficiently, an electrodeposition film thickness of about 1 μm per minute is required. In order to obtain an electrodeposition film thickness of about 1 μm per minute using the first brightener, it is necessary to set the electrolysis current density to 4 to 6 A / dm 2, and the nickel belt obtained at this time has an I (200) / I (111) is 0.35 to 0.5. When the second brightener is added to the first brightener and the electrolysis current density is 4 to 6 A / dm 2 , I (200) / I (111) becomes 0.5 to 2.0. At this time, when the electrolytic current density is lowered to 2 to 4 A / dm 2 , I (200) / I (111) becomes 2.5 to 5.0, but the productivity is lowered.
本発明のニッケルベルトは、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層及び(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層が交互に積層されている。これにより、耐久性に優れ、効率良く製造することが可能なニッケルベルトを得ることができる。 The nickel belt of the present invention has a layer in which the ratio of the peak intensity of X-rays diffracted at the (200) plane to the peak intensity of X-rays diffracted at the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less. Layers in which the ratio of the peak intensity of X-rays diffracted by the (200) plane to the peak intensity of X-rays diffracted by the (111) plane is 0.5 to 2.0 are alternately stacked. Thereby, the nickel belt which is excellent in durability and can be manufactured efficiently can be obtained.
本発明において、ニッケルベルトが二層からなる場合、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層は、内径面側及び外径面側のいずれに設けられていても構わない。このような圧縮及び引張りに対する耐久性を向上させた層状組織を、通常の電解電流密度4〜6A/dm2の電解電流を用いて形成することができるI(200)/I(111)が0.5〜2.5である層と積層することで、電鋳処理時間をあまり増大させること無く、ニッケルベルトの耐久性を向上させることができる。このとき、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層の膜厚は、ニッケルベルトの膜厚の1/2〜2/3であることが好ましい。 In the present invention, when the nickel belt is composed of two layers, the layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 is provided on either the inner diameter surface side or the outer diameter surface side. It doesn't matter. Such a lamellar structure with improved durability against compression and tension can be formed using an electrolytic current having a normal electrolytic current density of 4 to 6 A / dm 2 , and I (200) / I (111) is 0. By laminating with a layer of 0.5 to 2.5, the durability of the nickel belt can be improved without significantly increasing the electroforming time. At this time, the film thickness of the layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 is preferably 1/2 to 2/3 of the film thickness of the nickel belt.
本発明において、ニッケルベルトが三層からなる場合、内径面側と外径面側にI(200)/I(111)が2.5〜5.0である層を有することにより、圧縮及び引張りに対する耐久性を向上させることができる。また、内径面側の層と外径面側の層との間に通常の電解電流密度4〜6A/dm2の電解電流を用いて形成することができるI(200)/I(111)が0.5〜2.0である層を設けることにより、電鋳処理時間を大幅に増大させること無く、ニッケルベルトの耐久性を向上させることができる。このとき、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層の膜厚は、ニッケルベルトの膜厚の1/5〜1/3であることが好ましい。 In the present invention, when the nickel belt is composed of three layers, compression and tension are provided by having layers having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 on the inner diameter surface side and the outer diameter surface side. The durability with respect to can be improved. Further, I (200) / I (111) that can be formed by using an electrolytic current having a normal electrolytic current density of 4 to 6 A / dm 2 between the inner diameter side layer and the outer diameter side layer. By providing a layer of 0.5 to 2.0, the durability of the nickel belt can be improved without significantly increasing the electroforming time. At this time, the film thickness of the layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 is preferably 1/5 to 1/3 of the film thickness of the nickel belt.
本発明において、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層及びI(200)/I(111)が0.5〜2.0である層が交互に積層されることでニッケルベルトは多層構造となるが、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層の膜厚は、2〜4μmであることが好ましい。これにより、圧縮及び引張りに対する耐久性を向上させることができ、電鋳処理時間をあまり増大させること無く、ニッケルベルトの耐久性を向上させることができる。 In the present invention, layers having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 and layers having I (200) / I (111) of 0.5 to 2.0 are alternately laminated. Thus, although the nickel belt has a multilayer structure, the thickness of the layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 is preferably 2 to 4 μm. Thereby, durability with respect to compression and tension can be improved, and durability of the nickel belt can be improved without significantly increasing the electroforming time.
また、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層の膜厚を0.05〜0.15μmとすると、I(200)/I(111)が0.5〜2.0である層内に層状組織が入り込むため、圧縮及び引張りに対する耐久性を向上させることができる。これにより、電鋳処理時間をあまり増大させること無く、ニッケルベルトの耐久性を向上させることができる。 Further, when the film thickness of the layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 is 0.05 to 0.15 μm, I (200) / I (111) is 0.5 to Since the layered structure enters the layer of 2.0, durability against compression and tension can be improved. Thereby, the durability of the nickel belt can be improved without significantly increasing the electroforming time.
本発明において、ニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有することが好ましい。これにより、ビッカース硬度をリン無添加時の400〜450から480〜530に上昇させることができる。また、ビッカース硬度が上昇すると、塑性変形を起こし難くなり、感光体ユニットを構成するローラー上で長時間停止しても、ローラーの曲率形状を保持しにくくなる。このため、画像形成時にローラーによる歪みの発生を抑制することができる。 In the present invention, the nickel belt preferably contains 0.05 to 0.3% by weight of phosphorus. Thereby, Vickers hardness can be raised from 400-450 at the time of phosphorus non-addition to 480-530. Further, when the Vickers hardness increases, it becomes difficult for plastic deformation to occur, and it becomes difficult to maintain the curvature shape of the roller even if it is stopped for a long time on the roller constituting the photoreceptor unit. For this reason, generation | occurrence | production of the distortion by a roller can be suppressed at the time of image formation.
本発明において、ニッケルベルトの膜厚は、25〜35μmであることが好ましい。これにより、可とう性を有するニッケルベルトを得ることができる。 In the present invention, the thickness of the nickel belt is preferably 25 to 35 μm. Thereby, the nickel belt which has flexibility can be obtained.
図1に、本発明の画像形成装置の一例を示す。具体的には、ニッケルベルトを基材とする機能分離型有機系感光体を使用し、カールソンプロセスを用いる白黒及びカラー画像形成装置である。シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色に、トナー現像ユニット11が順次配置され、感光体ユニット12の機能分離型有機系感光体13の表面を、帯電部材14により600〜800Vに帯電させ、光書き込みユニット15のレーザー光16により静電潜像を形成し、トナー現像ユニット11により各色のトナーを静電転写してトナー像を形成する。さらに、機能分離型有機系感光体13の表面に形成されたトナー像を、中間転写部材17により転写ベルト18上に転写し、転写部材19により記録紙110へ転写し、記録紙110を定着ユニット111に搬送し、160〜200℃の温度でトナー像を加熱定着させる。
FIG. 1 shows an example of an image forming apparatus of the present invention. Specifically, it is a black and white and color image forming apparatus that uses a functionally separated organic photoconductor based on a nickel belt and uses the Carlson process. Toner developing units 11 are sequentially arranged in cyan, magenta, yellow, and black colors, and the surface of the function-separated organic photoconductor 13 of the
機能分離型有機系感光体13を有する感光体ユニット12は、外径16〜20mmの駆動ローラー112、従動ローラー113及びテンションローラー114で構成され、テンションローラー114には、20〜50Nの張力が付加されており、線速100〜200mm/秒で回転駆動される。
The
機能分離型有機系感光体13は、膜厚30μmのニッケルベルト115上に、光散乱剤として、粒子径0.3〜0.5μmの酸化チタン微粒子をアルキド樹脂及びメラミン樹脂の溶液中に分散させて塗膜形成させた膜厚3〜8μmの下引き層116、フタロシアニン及びアゾ顔料等の電荷発生剤をブチラール樹脂の溶液中に分散させて塗膜形成させた膜厚0.1〜0.5μmの電荷発生層117及び電荷輸送剤のスチルベン化合物等をポリカーボネート樹脂の溶液中に混合させて塗膜形成した膜厚20〜30μmの電荷輸送層118が順次形成されている。なお、帯電部材14により、電荷輸送層118の表面が帯電され、光書き込みユニット15のレーザー光16により、静電潜像が形成される。
The function-separated organic photoconductor 13 is obtained by dispersing titanium oxide fine particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 μm in a solution of an alkyd resin and a melamine resin as a light scattering agent on a
ニッケルベルト115を単層の層状組織119として形成すると、その断面は、膜厚方向に平行に並んだ組織となり、ニッケルベルト115を単層の柱状組織120として形成すると、その断面は膜厚方向に平行に並んだ組織が不鮮明となり、少なくなる傾向を示す。
When the
図2に、本発明のニッケルベルトのX線回折強度グラフの一例を示す。ここでは、CuKα線を用いたX線回折装置でニッケルベルトが測定されている。電気鋳造で形成されたニッケルベルトの金属結晶組織のX線回折強度は、柱状組織とされる(111)面のピーク21と、層状組織とされる(200)面のピーク22を有し、(200)面のピーク強度が強くなると、屈曲負荷による金属疲労に対する強度を有する金属結晶組織となる。
FIG. 2 shows an example of an X-ray diffraction intensity graph of the nickel belt of the present invention. Here, the nickel belt is measured by an X-ray diffractometer using CuKα rays. The X-ray diffraction intensity of the metal crystal structure of the nickel belt formed by electroforming has a
ニッケルベルトは、画像形成装置の加熱定着用ニッケルベルトのように、フッ素樹脂の離型層形成時に300℃以上の高温となることや、定着時に160〜200℃が長時間に渡ることが無いので、電解時の電鋳液薬品に含まれる硫黄の共析による硫黄脆性からニッケルベルトが熱的に脆くなる問題は生じにくい。 The nickel belt does not reach a high temperature of 300 ° C. or higher when the fluororesin release layer is formed, or 160 to 200 ° C. does not last for a long time during fixing, unlike the nickel belt for heat fixing of the image forming apparatus. The problem that the nickel belt becomes thermally brittle due to sulfur embrittlement due to the eutectoid of sulfur contained in the electroforming liquid chemical during electrolysis hardly occurs.
本発明において、電気鋳造処理で形成するニッケルベルトを製造する場合は、その製造条件として、電鋳液の組成を維持管理し、電析により消費されるニッケルイオンの補給をすれば、金属結晶組織は、電解電流密度により制御することができる。これにより、引張り及び圧縮を繰り返し受けた場合のニッケルベルトの耐久性を制御することができる。 In the present invention, when manufacturing a nickel belt formed by an electroforming process, as a manufacturing condition, if the composition of the electroforming liquid is maintained and nickel ions consumed by electrodeposition are replenished, the metal crystal structure Can be controlled by the electrolytic current density. This makes it possible to control the durability of the nickel belt when it is repeatedly subjected to tension and compression.
ニッケルベルトは、通常、電解電流密度が4〜5A/dm2で、毎分1μmの電析膜厚で膜厚が約30μmとなるように形成されており、I(200)/I(111)は、0.35〜0.4である。 The nickel belt is usually formed to have an electrolytic current density of 4 to 5 A / dm 2 , an electrodeposition film thickness of 1 μm per minute, and a film thickness of about 30 μm. I (200) / I (111) Is 0.35 to 0.4.
I(200)/I(111)が0.35〜0.4と小さいのは、電鋳液中の光沢剤がサッカリン、ナフタレン等の第一光沢剤のみで構成される弱光沢メッキに相当するためであり、I(200)/I(111)を0.5〜2.0又は2.5〜5.0にするにはホルマリン、ブチンジオール等の第二光沢剤を併用して、光沢メッキとする必要がある。 The reason why I (200) / I (111) is as small as 0.35 to 0.4 corresponds to weak gloss plating in which the brightener in the electroforming liquid is composed only of the first brightener such as saccharin and naphthalene. Therefore, in order to make I (200) / I (111) 0.5-2.0 or 2.5-5.0, a brightener is used in combination with a second brightener such as formalin and butynediol. It is necessary to.
第二光沢剤を併用して光沢メッキにして、電解電流密度を4〜6A/dm2にすると、I(200)/I(111)は、0.5〜2.0になる。また、電解電流密度を2〜4A/dm2に低下させると、I(200)/I(111)は、2.5〜5.0になる。一方、電解電流密度を7A/dm2以上にすると、I(200)/I(111)は、0.3〜0.4となり、層状組織の比率が低くなり、繰り返しの屈曲負荷に対する機械強度を低下させる。このため、電析膜は、膜厚方向に柱状組織化され、1〜5μmの突起が表面に形成され易くなる。 When the second brightener is used in combination with bright plating and the electrolytic current density is 4 to 6 A / dm 2 , I (200) / I (111) is 0.5 to 2.0. Further, when the electrolytic current density is reduced to 2 to 4 A / dm 2 , I (200) / I (111) becomes 2.5 to 5.0. On the other hand, when the electrolytic current density is 7 A / dm 2 or more, I (200) / I (111) becomes 0.3 to 0.4, the ratio of the layered structure becomes low, and the mechanical strength against repeated bending load is increased. Reduce. For this reason, the electrodeposited film is columnarly structured in the film thickness direction, and protrusions of 1 to 5 μm are easily formed on the surface.
電解電流密度を4〜6A/dm2から2〜4A/dm2に低下させると層状組織の比率が高くなり、引張り及び圧縮に対して強くなるが、電析膜厚が毎分0.4〜0.6μmとなって生産効率を低下させる。このため、本発明においては、電解電流密度4〜6A/dm2の電解電流と電解電流密度2〜4A/dm2の電解電流を組み合わせて、電析膜を形成する。 When the electrolytic current density is decreased from 4-6 A / dm 2 to 2-4 A / dm 2 , the ratio of the layered structure increases and the strength against tension and compression increases. The production efficiency is reduced to 0.6 μm. Therefore, in the present invention, by combining the electrolytic current of the electrolytic current of the electrolytic current density 4~6A / dm 2 and an electrolytic current density 2~4A / dm 2, to form an electrodeposited film.
本発明においては、I(200)/I(111)が2.5〜5.0である層と0.5〜2.0である層を安定に形成するために、活性ニッケルペレットをアノードとして用いることが好ましい。このとき、電析膜の形成により消費されるニッケルイオンは、アノードからカソードに流れる電解電流が活性ニッケルペレットを溶出させることにより、補給される。このように活性ニッケルペレットを溶出させながら電析膜を形成すれば、I(200)/I(111)が0.5〜2.0である柱状組織と2.5〜5.0である層状組織とを組み合わせた金属結晶組織を安定に形成することができる。これにより、電鋳処理時間をあまり増大させること無く、圧縮及び引張りに対する耐久性が向上したニッケルベルトを得ることができる。 In the present invention, in order to stably form a layer having I (200) / I (111) of 2.5 to 5.0 and a layer having 0.5 to 2.0, an active nickel pellet is used as an anode. It is preferable to use it. At this time, nickel ions consumed by the formation of the electrodeposited film are replenished by the electrolytic current flowing from the anode to the cathode eluting the active nickel pellets. When the electrodeposited film is formed while eluting the active nickel pellets in this way, a columnar structure with I (200) / I (111) of 0.5 to 2.0 and a layered structure with 2.5 to 5.0. A metal crystal structure combined with a structure can be stably formed. As a result, a nickel belt with improved durability against compression and tension can be obtained without significantly increasing the electroforming time.
本発明においては、アノードとカソードとの極間距離が100〜120mmで対向して配置し、電解電流密度2〜4A/mm2及び4〜6A/mm2の電解電流を交互に流して電析してもよい。また、極間距離が100〜120mmで、カソードと対向してアノードを二つ配置し、一方に電解電流密度2〜4A/mm2の電解電流を流し、他方に電解電流密度4〜6A/mm2の電解電流を流して電析してもよい。これにより、アノードと最近接するカソードの表面のニッケルの金属結晶組織の柱状組織及び層状組織を安定して形成することができ、圧縮及び引張りに対する耐久性を向上させた層となり、電鋳処理時間をあまり増大させること無く、電析膜を形成することができる。 In the present invention, inter-electrode distance between the anode and the cathode are disposed opposite at 100~120Mm, flowing electrolytic current of electrolytic current density 2~4A / mm 2 and 4~6A / mm 2 alternately electrodeposition May be. Further, the distance between the electrodes is 100 to 120 mm, two anodes are arranged opposite to the cathode, an electrolytic current having an electrolytic current density of 2 to 4 A / mm 2 is supplied to one, and an electrolytic current density of 4 to 6 A / mm is supplied to the other. Electrodeposition may be performed by passing an electrolytic current of 2 . As a result, the columnar structure and the layered structure of the nickel metal crystal structure on the surface of the cathode closest to the anode can be stably formed, resulting in a layer with improved durability against compression and tension, and the electroforming time can be reduced. An electrodeposited film can be formed without much increase.
本発明のニッケルベルトを効率良く製造するためには、カソードとして、SUS製の円筒状金属母型の外径を用い、電着応力として、−50〜0N/mm2の圧縮応力を持たせることが好ましい。これにより、円筒状金属母型の60〜170mmの外径に対し、電析膜の内径が0.01〜0.05mm拡径して離型させることが可能となり、円筒状金属母型と電析膜との間に圧縮空気を吹き付けて剥離することができる。また、キンク等の折れ曲がりの発生を抑制し、安定して製造することができる。 In order to efficiently manufacture the nickel belt of the present invention, the outer diameter of a cylindrical metal matrix made of SUS is used as the cathode, and the compressive stress is -50 to 0 N / mm 2 as the electrodeposition stress. Is preferred. As a result, the inner diameter of the electrodeposition film can be increased by 0.01 to 0.05 mm with respect to the outer diameter of 60 to 170 mm of the cylindrical metal matrix, and the mold can be released. It can peel by spraying compressed air between deposits. Further, the occurrence of bending such as kinks can be suppressed and the production can be stably performed.
本発明においては、円筒状金属母型に形成された電析膜を剥がす場合に、尖状形状の電析剥離開始部が形成された円筒状金属母型(特開2002−285374号公報参照)の下端部に、尖状形状の電析剥離開始部が形成された補助電極がさらに配置された円筒状金属母型を用いることが好ましい。これにより、電流が集中しやすい円筒状金属母型の下端部において、補助電極面に電析膜を形成させて剥離除去すれば、本発明のニッケルベルトを安定して製造することができる。 In the present invention, when the electrodeposited film formed on the cylindrical metal matrix is peeled off, the cylindrical metal matrix on which the pointed electrodeposition peeling start portion is formed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-285374) It is preferable to use a cylindrical metal matrix in which an auxiliary electrode having a pointed electrodeposition peeling start portion is further disposed at the lower end of the electrode. Thus, the nickel belt of the present invention can be stably manufactured by forming an electrodeposited film on the auxiliary electrode surface at the lower end portion of the cylindrical metal matrix on which current tends to concentrate and removing it.
本発明においては、スルファミン酸ニッケル浴を用いた電気鋳造法で電析膜を形成することが好ましい。電鋳液は、スルファミン酸ニッケル450〜550g/l、ホウ酸30〜40g/l、消費されるニッケルイオンを補給するための陽極溶解剤として、臭化ニッケル1〜2g/l、円筒状金属母型から離型するための圧縮応力調整剤及び第一光沢剤として、サッカリン50〜100ppm、I(200)/I(111)が2.5〜5.0と0.5〜2.0の層状の金属結晶にするための第二光沢剤として、アルキンジオール20〜50ppm、界面活性剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.2g/l、亜リン酸0.1〜1g/lを含有することが好ましい。電解電流密度2〜4A/mm2及び電解電流密度4〜6A/mm2の電解電流を流すことにより、膜厚方向に層状組織を有する電析膜を形成することができる。
In the present invention, it is preferable to form an electrodeposited film by electroforming using a nickel sulfamate bath. The electroforming liquid is nickel sulfamate 450 to 550 g / l,
また、電鋳液中に亜リン酸が添加されるため、電析膜中にリンが0.05〜0.3重量%含有される。これにより、ニッケルベルトのビッカース硬度がリン無添加時の400〜450から480〜530に上昇するため、塑性変形を起こしにくくなり、感光体ユニット構成ローラー上で長時間停止しても、ローラーの曲率形状を保持しにくくなり、画像形成時に、歪みの発生を抑制することができる。 Further, since phosphorous acid is added to the electroforming liquid, 0.05 to 0.3% by weight of phosphorus is contained in the electrodeposited film. As a result, the Vickers hardness of the nickel belt increases from 400 to 450 when phosphorus is not added to 480 to 530, so that it is difficult to cause plastic deformation, and the curvature of the roller even when stopped for a long time on the photosensitive unit constituting roller. It becomes difficult to maintain the shape, and distortion can be suppressed during image formation.
図3に、本発明のニッケルベルトの製造方法の一例を示す。電鋳液中の第一光沢剤に第二光沢剤を併用し、電解電流密度は、4〜6A/dm2と2〜4A/dm2とを組み合わせて、ニッケルベルトの金属結晶組織を多層構造とし、ニッケルベルト又はニッケルベルトに感光層の塗布された機能分離型有機系感光体を画像形成装置に必要な部材幅に切断する製造工程を示したもので、スルファミン酸ニッケル浴を用いた電気鋳造工程31では、1回の電析膜の形成に30分以上かかるため、SUS製の円筒状金属母型32をニッケルベルトの生産数に応じて配置する。
In FIG. 3, an example of the manufacturing method of the nickel belt of this invention is shown. The second brightener is used in combination with the first brightener in the electroforming solution, and the electrolysis current density is 4-6 A / dm 2 and 2-4 A / dm 2 in combination to form a metal structure of the nickel belt in a multilayer structure. Shows a manufacturing process for cutting a nickel belt or a functionally separated organic photoconductor having a photosensitive layer coated on a nickel belt into a member width necessary for an image forming apparatus, and electroforming using a nickel sulfamate bath In
円筒状金属母型32の下端部には、補助電極33が絶縁材34及び絶縁材35を介してカソード36の内部に導通して配置され、搬送用のキャリア37に容易に着脱可能となるようにスライド板38で取り付けられ、電気鋳造工程31の待機位置39に搬送された後、研磨、洗浄、電鋳、予備洗浄、仕上げ乾燥、離型の各処理工程を経る。
At the lower end of the cylindrical metal mother die 32, an
研磨工程Aでは、円筒状金属母型の本体36の表面を研磨布310で表面粗さRaが0.05〜0.1μmの鏡面を保つように湿式研磨し、電解中に電析膜の剥離が起こらないように表面を活性化させる。
In the polishing step A, the surface of the
洗浄工程Bでは、研磨残渣により電析膜に突起の形成が起こらないように、加温純水と不織布311を用いて活性化面を洗浄し、カソード36を40℃に加温する。
In the cleaning step B, the activated surface is cleaned using heated pure water and the
電鋳工程Cでは、スルファミン酸ニッケル450〜550g/l、ホウ酸30〜40g/l、陽極溶解剤として、臭化ニッケル1〜2g/l、第一光沢剤及び電析膜の圧縮応力調整剤として、サッカリン50〜100ppm、第二光沢剤として、アルキンジオール20〜50ppm、ピット等の欠陥を防止するための界面活性剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.2g/l、電析膜にリンを含有させるための亜リン酸0.1〜1g/lを含有する電鋳液の液温を55〜60℃に加温する。
In electroforming process C, nickel sulfamate 450 to 550 g / l,
消費される亜リン酸イオンは、ストックタンク312より、5〜10g/lの亜リン酸を含有する液を生産本数に応じて、定量ポンプ313で、循環濾過槽314に供給する。
循環濾過槽314で攪拌された液は、オーバーフローし、加温槽315から電鋳槽316の隔膜カソードケース317内へ供給される。
The phosphite ion to be consumed is supplied from the
The liquid stirred in the
また、電鋳液のエアー攪拌の効果を高め、電鋳液中の異物から電析膜の表面に突起やピット等の発生を防止するため、イオン透過性の隔膜カソードケース317の中央で円筒状金属母型32を6〜10rpmで回転させ、カソード36とアノードとの極間距離318及び319を100〜120mmとし、所定の電解電流を流して所望の結晶配向面の強度比となる膜厚25〜35μmの層構造を形成する。
In addition, in order to enhance the effect of air stirring of the electroforming liquid and prevent the formation of protrusions and pits on the surface of the electrodeposition film from foreign matter in the electroforming liquid, a cylindrical shape is formed at the center of the ion-permeable
アノードとしては、0.01〜0.03重量%の硫黄を含有する、粒子径8〜12mmの活性ニッケルペレットをチタンケース322及びチタンケース323に投入したものを用いている。なお、チタンケース322及びチタンケース323は、それぞれスライム収納式隔膜320及びスライム収納式隔膜321で被覆されている。所望の電解電流密度の電流を流すことで、活性ニッケルペレットは、溶出し、消費されるニッケルイオンを補給する。これにより、スルファミン酸ニッケルの消費が軽減できると共に、電鋳液のニッケルイオン濃度の変動を抑制することができ、電鋳液の組成を制御しやすくなる。
As the anode, an active nickel pellet containing 0.01 to 0.03% by weight of sulfur and having a particle diameter of 8 to 12 mm is used in a
カソード36は、通電軸324と摺動電極325を介して、電源326及び電源327のアノードに接続される。電鋳液中のチタンケース322及びチタンケース323には、それぞれ電源326及び電源327のカソードに接続されて所望の電解電流が供給される。
The
例えば、内径面側の層と外径面側の層のI(200)/I(111)が2.5〜5.0であり、内径面側の層と外径面側の層とで挟まれる層のI(200)/I(111)が0.5〜2.0である電析膜を形成する場合は、電源326から電解電流密度2〜4A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を形成し、連続して電源326又は電源327から電解電流密度4〜6A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が0.5〜2.0の層を形成した後、連続して電源326又は電源327から電解電流密度2〜4A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を形成する。
For example, I (200) / I (111) of the inner diameter side layer and the outer diameter side layer is 2.5 to 5.0, and is sandwiched between the inner diameter side layer and the outer diameter side layer. In the case of forming an electrodeposited film having an I (200) / I (111) of 0.5 to 2.0, an electrolytic current having an electrolytic current density of 2 to 4 A / dm 2 is supplied from a
電鋳液中で連続して電析することにより、各層が遊離することなく、膜厚25〜35μmのニッケルベルトを得ることができる。 By continuously electrodepositing in the electroforming solution, a nickel belt having a film thickness of 25 to 35 μm can be obtained without releasing each layer.
このようなニッケルベルトは、一つの電源でも製造することができるが、二電源方式とすることにより、電解電流密度が2〜4A/dm2の電解電流と4〜6A/dm2の電解電流を単独で流すこと以外に、両方の電解電流を同時に流すことができる。 Such a nickel belt can be manufactured with a single power source. However, by using a dual power source system, an electrolysis current density of 2-4 A / dm 2 and an electrolysis current of 4-6 A / dm 2 can be obtained. In addition to flowing alone, both electrolytic currents can flow simultaneously.
洗浄工程Dでは、円筒状金属母型32の表面に付着した電鋳液を洗浄除去し、引き上げ時にシャワーをかけて電鋳液を洗浄除去し、乾燥工程での純水を汚染しないようにする。
In the cleaning process D, the electroforming liquid adhering to the surface of the
乾燥工程Eでは、カソード36の表面に形成された電析膜を純水で洗浄し、60〜70℃に加温し、引き上げ時にエアーナイフ等で洗浄水を切って乾燥させ、シミ等のない表面を形成する。
In the drying step E, the electrodeposited film formed on the surface of the
離型工程Fでは、カソード36に電析した膜厚分布が3μm以下である電析膜の外径面の両側に片側開閉式の離型用治具328を取り付けてクランプし、カソード36の両端部に形成された20〜30mm幅の膜厚分布が3μm以上の膜厚増大部329と、過剰な電流が供給される補助電極33上の不要な電析膜を、剥離開始用の尖状形状部330に粘着テープを貼り付けて円周方向に引き剥がし、円筒状金属母型32を回転させながら膜厚増大部329の全周を切り落とした後に、離型用治具328を開放する。カソード36と、切り離された電析膜の圧縮応力で剥がれ易くなった両端部分との間に高圧エアーを吹き付け、徐々に全体を剥離して離型し、受け治具331のクッションスポンジ332上に落下させて取り出す。
In the release step F, one-side open / close-type release jigs 328 are attached and clamped on both sides of the outer diameter surface of the electrodeposited film having a film thickness distribution of 3 μm or less deposited on the
このようにしてニッケルベルト333を製造すると、耐久性において問題となるキンク等の微小な折れ曲がりの発生を抑制すると共に、生産性も良好となる。
When the
受け治具331に落下させて取り出されたニッケルベルト333は、感光層を塗布し、130〜140℃で焼成した後、画像形成装置に必要な幅に切断するため、切断工程334を経る。
The
切断工程334では、上下に対向する超硬性の切断用金属ローラーを用い、機能分離型有機系感光体の中間工程品335を、下ローラー336に乗せ、待機していた上ローラー337を下ローラー336上に移動させる。次に、せん断クリアランス5μmの対向するローラー刃の周縁で機能分離型有機系感光体の中間工程品335を回転させながら、両端全周を切断し、切り終わり部338の段差を0〜0.05mmにして形成し、裏側に画像形成時の寄り止めガイド等を必要に応じて形成する。
In the cutting
また、感光層の塗布方法によっては、ニッケルベルトの両端部を切断してから感光層を塗布し、再度切断する場合もある。 Further, depending on the method for applying the photosensitive layer, the both ends of the nickel belt may be cut and then the photosensitive layer may be applied and then cut again.
この切り終わり部338に、0.1mm以上の段差を有する機能分離型有機系感光体を画像形成装置で使用すると、繰り返しの屈曲負荷により、段差部分が亀裂の起点となって破断し易くなり、耐久性を低下させる。
When a function-separated organic photoconductor having a step of 0.1 mm or more is used in the image forming apparatus for the
機能分離型有機系感光体の中間工程品335は、切断時に電気鋳造製ニッケルに発生しやすい硫黄脆性等の脆さを発現する300℃以上にならないため、耐久性を低下させることなく、機能分離型有機系感光体の完成品339を得ることができる。
Since the
(実施例1)
スルファミン酸ニッケル450〜550g/l、ホウ酸30〜40g/l、臭化ニッケル1〜2g/l、サッカリン50〜100ppm、アルキンジオール20〜50ppm、アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.2g/l、亜リン酸0.1〜1g/l及び水の混合液を液温55〜60℃の加熱し、電鋳液として用いた。
Example 1
Nickel sulfamate 450-550 g / l, Boric acid 30-40 g / l, Nickel bromide 1-2 g / l, Saccharin 50-100 ppm, Alkynediol 20-50 ppm, Alkylbenzenesulfonate 0.1-0.2 g / l A mixed solution of phosphorous acid 0.1 to 1 g / l and water was heated at a liquid temperature of 55 to 60 ° C. and used as an electroforming solution.
図3に示す装置で、アノードは、チタンケース322及び323に投入されている粒子径8〜12mmの活性ニッケルペレットであり、0.01〜0.03重量%の硫黄を含有する。また、カソード36は、SUS製である。
In the apparatus shown in FIG. 3, the anode is activated nickel pellets having a particle diameter of 8 to 12 mm put in
6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326から、電解電流密度3A/dm2の電解電流を流して、カソード36に、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を6μm形成し、連続して電源326又は電源327から、電解電流密度5A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が0.5〜2.0の層を18μm形成し、さらに連続して電源326又は電源327から、電解電流密度3A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を6μm形成することにより、3層構造のニッケルベルトを得た。なお、このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜530であった。
(実施例2)
実施例1の電鋳液、アノード及びカソードを用い、6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326から、電解電流密度5A/dm2の電解電流を流して、カソード36に、I(200)/I(111)が0.5〜2.0の層を15μm形成し、連続して電源326又は電源327から電解電流密度3A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を15μm形成することにより、2層構造のニッケルベルトを得た。なお、このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜530であった。
(実施例3)
実施例1の電鋳液、アノード及びカソードを用い、6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326から、電解電流密度3A/dm2の電解電流を流して、カソードに、I(200)/I(111)が2.5〜5.0の層を15μm形成し、連続して電源326又は電源327から、電解電流密度5A/dm2の電解電流を流して、I(200)/I(111)が0.5〜2.0の層を15μm形成することにより、2層構造のニッケルベルトを得た。このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜530であった。
(実施例4)
実施例1の電鋳液、アノード及びカソードを用い、6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326又は電源327から、電解電流密度3A/dm2の電解電流及び電解電流密度5A/dm2の電解電流を交互に流し、I(200)/I(111)が2.5〜5.0で厚さが3μmの層及びI(200)/I(111)が0.5〜2.5で厚さが6μmの層をそれぞれ4層及び3層形成することにより、7層構造のニッケルベルトを得た。このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜530であった。
(実施例5)
実施例1の電解液、アノード及びカソードを用い、6rpmでカソード36を回転させながら、電源326及び電源327から、それぞれ電解電流密度2〜4A/dm2の電解電流及び電解電流密度4〜6A/dm2の電解電流を連続して流し、I(200)/I(111)が2.5〜5.0で厚さが0.1μmの層及びI(200)/I(111)が0.5〜2.0で厚さが1.7μmの層を連続して形成することにより、膜厚30〜32μmの多層構造のニッケルベルトを得た。このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜530であった。
(比較例1)
実施例1の電鋳液、アノード及びカソードを用い、6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326又は電源327から電解電流密度5A/dm2の電解電流を流し、I(200)/I(111)が0.5〜2.0の層を形成することにより、膜厚30〜32μmの単層のニッケルベルトを得た。このニッケルベルトは、リンを0.05〜0.3重量%含有し、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、480〜500であった。
(比較例2)
スルファミン酸ニッケル450〜550g/l、ホウ酸40g/l、臭化ニッケル2g/l、サッカリンナトリウム50〜100ppm、ナフタレントリスルホン酸ナトリウム1000〜1500ppm、アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.2g/l及び水の混合液を55〜60℃に加熱し、電鋳液として用いた。
While rotating the
(Example 2)
Using the electroforming liquid of Example 1, the anode and the cathode, an electrolytic current having an electrolytic current density of 5 A / dm 2 was passed from the
(Example 3)
Using the electroforming liquid of Example 1, the anode and the cathode, an electrolytic current having an electrolytic current density of 3 A / dm 2 was passed from the
Example 4
Using the electroforming solution, anode and cathode of Example 1, while rotating the
(Example 5)
Using the electrolytic solution of Example 1, the anode and the cathode, while rotating the
(Comparative Example 1)
Using the electroforming solution, anode and cathode of Example 1, an electrolytic current having an electrolytic current density of 5 A / dm 2 was passed from the
(Comparative Example 2)
Nickel sulfamate 450-550 g / l, boric acid 40 g / l, nickel bromide 2 g / l, saccharin sodium 50-100 ppm, sodium naphthalene trisulfonate 1000-1500 ppm, alkylbenzene sulfonate 0.1-0.2 g / l and The water mixture was heated to 55-60 ° C. and used as an electroforming solution.
実施例1と同様のアノード及びカソードを用い、6〜10rpmでカソード36を回転させながら、電源326又は電源327から電解電流密度5A/dm2の電解電流を流し、I(200)/I(111)が0.35〜0.4の層を形成することにより、膜厚30〜32μmの単層のニッケルベルトを得た。このニッケルベルトは、リンを含有せず、130℃で60分加熱後のビッカース硬度は、450〜470であった。
(評価結果)
実施例1〜5と比較例1、2で得られたニッケルベルトを、図1の画像形成装置の機能分離型有機系感光体ユニットと同じ構成の耐久試験機に組み込んだ。図4に示すように、ポリウレタンゴムが被覆された外径16mmの駆動ローラー41、ポリウレタンゴムが被覆された外径16mmの従動ローラー42及びポリウレタンゴムが被覆された外径16mmのテンションローラー43により、20〜50Nの張力を付加し、線速200mm/秒で、A4サイズの記録紙の耐刷枚数である4〜5万枚相当の回転駆動をさせた。
While using the same anode and cathode as in Example 1 and rotating the
(Evaluation results)
The nickel belts obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were incorporated into an endurance tester having the same configuration as that of the function-separated organic photoconductor unit of the image forming apparatus in FIG. As shown in FIG. 4, a driving
4〜5万枚相当の回転数では、亀裂の発生し易い両端部の切断段差においても、ジグザグ形状の亀裂44は発生せず、比較例1、2の単層のニッケルベルトでは、A4サイズの記録紙の5.2〜5.8万枚相当の回転駆動をさせると、スジ状の亀裂45が発生し始め、6万枚相当以上の回転駆動でスジが拡大し、スジ部内が切断された状態となった。
At a rotational speed corresponding to 40,000 to 50,000 sheets, the
実施例1〜5のサンプルでは6万枚相当の回転数においても、画像形成幅内にスジ状の亀裂45は発生せず、ニッケルベルトとしての機能が向上することが確認された。
In the samples of Examples 1 to 5, it was confirmed that even at a rotational speed equivalent to 60,000 sheets, streak-
実施例1〜5のニッケルベルトに、粒子径が0.3μm以下の酸化チタン微粒子を光散乱剤として、アルキド樹脂及びメラミン樹脂の溶液中に分散させた塗液を塗布し、120〜140℃で20分間焼成した膜厚5〜8μmの熱硬化樹脂製下引き層と、フタロシアニンとアゾ顔料の電荷発生剤をブチラール樹脂の溶液中に分散させた塗液を塗布し、120〜130℃で20分間焼成した膜厚0.1μmの電荷発生層及び電荷発生剤のスチルベン化合物をポリカーボネート樹脂の溶液と混合させた塗液を塗布し、120〜130℃で20分間焼成した膜厚25〜30μmの電荷輸送層を形成し、切断工程334を経て端部の切断段差を0〜0.05mmとすることにより、機能分離型有機系感光体を得た。これを、図1の白黒及びカラー画像を形成する画像形成装置に搭載し、A4サイズの記録紙6万枚相当を回転駆動させたが、感光層内に亀裂は発生せず、耐刷枚数を向上させることが確認された。
The nickel belts of Examples 1 to 5 were coated with a coating liquid in which titanium oxide fine particles having a particle diameter of 0.3 μm or less were dispersed in a solution of an alkyd resin and a melamine resin as a light scattering agent, at 120 to 140 ° C. An undercoat layer made of a thermosetting resin having a thickness of 5 to 8 μm baked for 20 minutes and a coating liquid in which a charge generator of phthalocyanine and an azo pigment is dispersed in a solution of a butyral resin are applied, and the temperature is 120 to 130 ° C. for 20 minutes. Charge transport layer having a film thickness of 25 to 30 μm obtained by applying a fired charge generation layer having a thickness of 0.1 μm and a coating solution obtained by mixing a stilbene compound as a charge generator with a polycarbonate resin solution and firing at 120 to 130 ° C. for 20 minutes. A layer was formed, and the cutting
また、感光体ユニットを構成する外径16mmのローラー上で24時間放置した後の画像形成では、ローラー上に配置された位置に画像の歪みは発生せず、塑性変形の問題も無かった。 Further, in image formation after being left for 24 hours on a roller having an outer diameter of 16 mm constituting the photoreceptor unit, image distortion did not occur at the position arranged on the roller, and there was no problem of plastic deformation.
11 トナー現像ユニット
12 感光体ユニット
13 機能分離型有機系感光体
14 帯電部材
15 光書き込みユニット
16 レーザー光
17 中間転写部材
18 転写ベルト
19 転写部材
21 (111)面のピーク
22 (200)面のピーク
31 電気鋳造工程
32 円筒状金属母型
33 補助電極
34、35 絶縁材
36 カソード
37 キャリア
38 スライド板
39 待機位置
44 ジグザグ形状の亀裂
45 スジ状の亀裂
110 記録紙
111 定着ユニット
41、112 駆動ローラー
42、113 従動ローラー
43、114 テンションローラー
115 ニッケルベルト
116 下引き層
117 電荷発生層
118 電荷輸送層
119 単層の層状組織
120 単層の柱状組織
310 研磨布
311 不織布
312 ストックタンク
313 定量ポンプ
314 循環濾過槽
315 加温槽
316 電鋳槽
317 隔膜カソードケース
318、319 極間距離
320、321 スライム収納式隔膜
322、323 チタンケース
324 通電軸
325 摺動電極
326、327 電源
328 離型用治具
329 膜厚増大部
330 尖状形状部
331 受け治具
332 クッションスポンジ
333 ニッケルベルト
334 切断工程
335 機能分離型有機系感光体の中間工程品
336 下ローラー
337 上ローラー
338 切り終わり部
339 機能分離型有機系感光体の完成品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (18)
(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層及び
(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層が交互に積層されていることを特徴とするニッケルベルト。 In nickel belts without seams,
A layer having a ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5 or more and 5.0 or less, and is diffracted by the (111) plane A nickel belt, wherein layers having a ratio of a peak intensity of X-rays diffracted at a (200) plane to a peak intensity of X-rays of 0.5 to 2.0 are alternately stacked.
前記(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を表面に有することを特徴とする請求項1に記載のニッケルベルト。 It consists of three layers
A ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is 2.5 to 5.0 on the surface. The nickel belt according to claim 1.
電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流をアノードからカソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が2.5以上5.0以下である層を形成する工程及び
電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードから前記カソードに流して、前記カソードに少なくともニッケルを電析させることにより、(111)面で回折されるX線のピーク強度に対する(200)面で回折されるX線のピーク強度の比が0.5以上2.0以下である層を形成する工程を有することを特徴とするニッケルベルトの製造方法。 In the manufacturing method of the nickel belt according to any one of claims 1 to 10,
A current having a current density of 2 A / mm 2 or more and 4 A / mm 2 or less flows from the anode to the cathode, and at least nickel is electrodeposited on the cathode, whereby the peak intensity of X-rays diffracted on the (111) plane is reduced. A step of forming a layer having a ratio of peak intensities of X-rays diffracted by (200) plane of 2.5 or more and 5.0 or less, and a current having a current density of 4 A / mm 2 or more and 6 A / mm 2 or less. By flowing at least nickel onto the cathode from the anode to the cathode, the ratio of the peak intensity of the X-ray diffracted at the (200) plane to the peak intensity of the X-ray diffracted at the (111) plane is The manufacturing method of the nickel belt characterized by having the process of forming the layer which is 0.5 or more and 2.0 or less.
電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流及び電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を交互に流すことを特徴とする請求項11に記載のニッケルベルトの製造方法。 The anode is provided to face the cathode at a distance of 100 mm to 120 mm,
Nickel belt according to claim 11, wherein the flow current density is 2A / mm 2 or more 4A is / mm 2 or less current and the current density is 4A / mm 2 or more 6A / mm 2 to at which current it alternately Manufacturing method.
電流密度が2A/mm2以上4A/mm2以下である電流を前記アノードの一方から前記カソードに流し、
電流密度が4A/mm2以上6A/mm2以下である電流を前記アノードの他方から前記カソードに流すことを特徴とする請求項11に記載のニッケルベルトの製造方法。 Two anodes are provided to face the cathode at a distance of 100 mm to 120 mm,
A current having a current density of 2 A / mm 2 or more and 4 A / mm 2 or less flows from one of the anodes to the cathode,
The method for producing a nickel belt according to claim 11, wherein a current having a current density of 4 A / mm 2 or more and 6 A / mm 2 or less is allowed to flow from the other of the anodes to the cathode.
電着応力は、−50N/mm2以上0N/mm2以下であることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一項に記載のニッケルベルトの製造方法。 The cathode has an auxiliary electrode having a pointed electrodeposition film peeling start portion at an end of the outer diameter surface and a cylindrical shape having a pointed electrodeposition film peeling start portion at both ends of the outer diameter surface. Electrodes,
Electrodeposition stress method for manufacturing a nickel belt according to any one of claims 11 to 13, characterized in that -50N / mm 2 or more 0N / mm 2 or less.
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