JP2011039287A - Metal belt and fixing belt using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は金属ベルトおよびこれを用いた定着ベルトに関し、エンドレスの金属ベルトおよび複写機やレーザープリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる金属ベルトを用いた定着ベルトに関するものである。 The present invention relates to a metal belt and a fixing belt using the same, and more particularly to an endless metal belt and a fixing belt using a metal belt used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile machine.
エンドレスの金属ベルトを用いる機器のひとつに電子写真方式などの画像形成装置があり、記録媒体上へトナー を加熱定着させる定着装置の定着ベルトとしてエンドレスの金属ベルトが用いられている。
これまでの画像形成装置の定着装置では、加熱ローラと加圧ローラ間に記録媒体を通しトナーを定着させる方式が広く用いられており、例えばローラ内にハロゲンヒータ等の熱源を設置した熱ローラと、対向して設置された加圧ローラとの間に記録媒体を通してトナーを加圧・熱接着して像を固定化するものである。
このような加熱方式を用いると、ヒータ自身の加熱やロールの加熱に時間が掛かるためエネルギー効率が悪く、また待機時間が長くなるという欠点があった。
One type of equipment that uses an endless metal belt is an electrophotographic image forming apparatus, and an endless metal belt is used as a fixing belt for a fixing device that heats and fixes toner onto a recording medium.
In a conventional fixing device of an image forming apparatus, a method of fixing a toner by passing a recording medium between a heating roller and a pressure roller is widely used. For example, a heating roller in which a heat source such as a halogen heater is installed in the roller; The image is fixed by pressurizing and thermally adhering toner through a recording medium to a pressure roller disposed oppositely.
When such a heating method is used, it takes time to heat the heater itself or to heat the roll, so that the energy efficiency is poor and the standby time is long.
これに対して新たな定着装置の加熱方式としては熱ローラ以外に、セラミックヒータを熱源として樹脂ベルトや金属ベルトを加熱する方式なども実施されている。このような加熱方式では、セラミックヒータと加圧ローラとの間に定着ベルトを挟ませてニップ部を形成させ、ここに記録媒体を通してしてベルトと一緒に挟持搬送させることで、ニップ部においてセラミックヒータの熱を、ベルトを介して記録媒体に与え、この熱とニップ部の加圧力とで未定着トナー画像を記録媒体面に熱圧定着させるものである。このような無端状定着ベルトを用いた定着装置はロール（ハロゲンヒーター方式）と比較すると、ベルトの厚みが薄いために素早く加熱できるという利点がある。 On the other hand, as a heating method of a new fixing device, a method of heating a resin belt or a metal belt using a ceramic heater as a heat source in addition to a heat roller has been implemented. In such a heating method, a fixing belt is sandwiched between a ceramic heater and a pressure roller to form a nip portion, and the recording medium is passed through the recording medium to be sandwiched and conveyed with the belt. Heat from the heater is applied to the recording medium via a belt, and an unfixed toner image is fixed to the surface of the recording medium by this heat and the pressure applied to the nip portion. A fixing device using such an endless fixing belt has an advantage that it can be heated quickly because the thickness of the belt is thin, compared with a roll (halogen heater type).
このようなベルト加熱方式における素材としては、従来、耐熱樹脂等が多く用いられてきた。耐熱性、強度に優れたポリイミド樹脂がその代表例である。
しかし、このような定着ベルトは回転軸となるローラ間を繰り返し周回するために屈曲耐久性を求められる。
近年、定着装置の印字スピードの高速化や、省エネ、環境影響を考慮した機械の耐久性アップを実現するために、樹脂ベルトでは要求を満たすことが不十分になってきた。
As a material in such a belt heating method, conventionally, a heat-resistant resin or the like has been often used. A typical example is a polyimide resin excellent in heat resistance and strength.
However, such a fixing belt is required to have bending durability in order to repeatedly circulate between rollers serving as a rotation shaft.
In recent years, resin belts have been insufficient to satisfy demands in order to increase the printing speed of a fixing device, and to improve the durability of machines in consideration of energy saving and environmental impact.
そこで、より強度に優れている金属ベルト、例えばＳＵＳ 、ニッケル、などの素材によるベルトが提案されている。 Therefore, metal belts having higher strength, such as belts made of materials such as SUS and nickel, have been proposed.
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着ベルトとしては、画像ムラをなくすために、一般に無端状金属ベルトが基材として使用される。このような表面が平滑で継ぎ目のない金属ベルトを作製する方法として電気鋳造法が挙げられ、ニッケルの無端状ベルト基材を作製するためには、ワット浴やスルファミン酸ニッケル浴等が良く用いられて陰極となる金属製の母型を使用し、その母型の外周面上もしくは内周面上にニッケルの析出皮膜が形成された後、母型からこのニッケル膜を引き抜くことによって無端の金属ベルト基材が製造される。 As a fixing belt used in an electrophotographic image forming apparatus, an endless metal belt is generally used as a base material in order to eliminate image unevenness. As a method for producing such a smooth and seamless metal belt, an electroforming method can be cited, and in order to produce a nickel endless belt base material, a Watt bath or a nickel sulfamate bath is often used. An endless metal belt is formed by using a metal mother die that becomes a cathode and forming a nickel deposition film on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the mother die, and then extracting the nickel film from the mother die. A substrate is produced.
一方、コピー機の複合化に伴い、コンパクト化、高速加熱化が要求されており、高速加熱化のため、例えばＩＨヒーター方式が提案されている。例えば図３に示すように、定着ロール１と加圧ロール２とを対向させ、定着ロール１と２つの支持ロール３,３との間に定着ベルト４を巻きかけ、この定着ベルト４の支持ロール３の外周側からＩＨヒータ５で加熱する一方、加圧ロール２と２つの支持ロール６,６との間に加圧ベルト７を巻きかけて構成してある。
このＩＨヒーター方式では、セラミックヒーター方式の定着ベルトと比較すると、小径化、薄膜化することができる。
しかし、このようなセラミックヒーターベルトをＩＨ加熱方式で用いた場合、小径・薄膜化により耐屈曲性が高くないという問題点がある。ベルトは定着ロールの回転に伴い、屈曲して回転するので頻繁に屈曲を繰り返す事になり、機械的疲労が生じやすいという問題がある。
On the other hand, with the combination of copiers, downsizing and high-speed heating are required, and for example, an IH heater method has been proposed for high-speed heating. For example, as shown in FIG. 3, the fixing roll 1 and the
In this IH heater system, the diameter can be reduced and the film thickness can be reduced as compared with the fixing belt of the ceramic heater system.
However, when such a ceramic heater belt is used in the IH heating method, there is a problem that the bending resistance is not high due to the small diameter and thin film. Since the belt bends and rotates as the fixing roll rotates, there is a problem that the belt is repeatedly bent and mechanical fatigue tends to occur.
このような傾向への対応として特許文献１には、内部圧縮応力がベルト内周側から外周側へ次第に増加するような内部応力勾配を有するベルトが例示されている。
さらに、特許文献２には、結晶配向比Ｉ （ ２ ０ ０ ） ／ Ｉ （ １ １ １ ） が内周面から外周面に向かう方向に増加し、かつ ビッカース硬度が内周面側から外周面側に向かって減少するベルトが例示されている。
As a response to such a tendency, Patent Document 1 exemplifies a belt having an internal stress gradient such that the internal compressive stress gradually increases from the belt inner peripheral side to the outer peripheral side.
Further,
しかしながら、近年、プリンター等の画像形成装置はさらなる高速化、コンパクト化が進んでおり、画像装置の高速化は、ベルトの回転数アップ、高速回転での確実な接触確保のために大きくニップ部をとり、加圧力を増す等の処置がなされ、ベルトの変形による負担が大きくなるという問題がある。 However, in recent years, image forming apparatuses such as printers have been further increased in speed and size, and the speed of the image apparatus has been increased by increasing the number of rotations of the belt and ensuring a reliable contact at high speeds. However, there is a problem that a measure such as increasing the applied pressure is taken and a burden due to deformation of the belt becomes large.
また、最近、プリンター、ファクシミリ、スキャナー、複写機等は、複合機化されてきているため、スペースが限れていることから定着装置のコンパクト化が進み、ベルトが小径化する傾向にあることから、ベルトに加わる外部応力は増加し、ベルトには、より耐久性が求められるようになるという問題もある。 Recently, printers, facsimiles, scanners, copiers, and the like have become multifunctional machines, so the space is limited, so the fixing device is becoming more compact, and the belt tends to be smaller in diameter. The external stress applied to the belt increases, and there is a problem that the belt is required to have more durability.
本発明は、かかる従来技術における課題を解決するためなされたものであり、小径化や変形による負担増大に対しても耐久性を確保することができる金属ベルトを提供しようとするものである。
また、定着装置に用いることでコンパクト化と耐久性を確保することができる金属ベルトを用いた定着ベルトを提供しようとするものである。
The present invention has been made in order to solve the problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a metal belt capable of ensuring durability even when the load is increased due to a reduction in diameter or deformation.
It is another object of the present invention to provide a fixing belt using a metal belt that can be made compact and durable by being used in a fixing device.
上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の金属ベルトは、ニッケルを含有する金属層を有するエンドレスの金属ベルトであって、前記金属層は２層以上の層からなり、前記２層以上の各金属層は、ニッケル成分比の異なるニッケル合金層で構成されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a metal belt according to claim 1 of the present invention is an endless metal belt having a nickel-containing metal layer, and the metal layer includes two or more layers, and the two layers Each of the above metal layers is composed of nickel alloy layers having different nickel component ratios.
本発明の請求項２記載の金属ベルトは、請求項１記載の構成に加え、前記金属層が鉄を成分とするニッケル合金層で構成されていることを特徴とするものである。
The metal belt according to
本発明の請求項３記載の金属ベルトは、請求項２記載の構成に加え、前記鉄に代えてコバルトまたはマンガンのいずれかを成分とするニッケル合金層で構成されていることを特徴とするものである。
The metal belt according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in addition to the structure according to
本発明の請求項４記載の金属ベルトを用いた定着ベルトは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記ニッケル合金層が内周層のニッケル成分比に比べ外周層のニッケル成分比が低いニッケル合金層で構成されていることを特徴とするものである。 The fixing belt using the metal belt according to claim 4 of the present invention has the structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the nickel alloy layer has a nickel component in the outer peripheral layer as compared with the nickel component ratio in the inner peripheral layer. It is characterized by comprising a nickel alloy layer with a low component ratio.
本発明の請求項５記載の金属ベルトを用いた定着ベルトは、前記請求項１〜４のいずれかに記載の金属ベルトの外周層上に離型層を設けて構成したことを特徴とするものである。 A fixing belt using the metal belt according to claim 5 of the present invention is characterized in that a release layer is provided on the outer peripheral layer of the metal belt according to any one of claims 1 to 4. It is.
本発明の請求項６記載の金属ベルトを用いた金属ベルトは、請求項５記載の構成に加え、前記離型層と前記金属ベルトの外周層との間に弾性層を設けて構成したことを特徴とするものである。 The metal belt using the metal belt according to claim 6 of the present invention is configured by providing an elastic layer between the release layer and the outer peripheral layer of the metal belt in addition to the structure according to claim 5. It is a feature.
本発明の請求項１記載の金属ベルトによれば、ニッケルを含有する金属層を有するエンドレスの金属ベルトであって、前記金属層は２層以上の層からなり、前記２層以上の各金属層はニッケル成分比の異なるニッケル合金層で構成されているので、ベルトの内周側の圧縮応力と外周側の引張り応力を緩和することができ、大きな曲率で変形した状態で回転させられる場合でも、内外周でのニッケル成分比（組成）の差によって変形に伴うベルトへの外部応力を緩和させ、金属ベルトの耐久性を向上させることができる。 The metal belt according to claim 1 of the present invention is an endless metal belt having a nickel-containing metal layer, the metal layer comprising two or more layers, and each of the two or more metal layers. Since it is composed of nickel alloy layers with different nickel component ratios, the compressive stress on the inner circumference side of the belt and the tensile stress on the outer circumference side can be relaxed, and even when it is rotated in a deformed state with a large curvature, The difference in nickel component ratio (composition) between the inner and outer peripheries can relieve external stress on the belt due to deformation and improve the durability of the metal belt.
本発明の請求項２記載の金属ベルトによれば、前記金属層が鉄を成分とするニッケル合金層で構成されているので、前記金属層のニッケル成分比（組成）の異なる、鉄を有するニッケル合金層によって変形に伴うベルトへの外部応力を確実に緩和させ、金属ベルトの耐久性を向上させることができる。
According to the metal belt of
本発明の請求項３記載の金属ベルトによれば、前記鉄に代えてコバルトまたはマンガンのいずれかを成分とするニッケル合金層で構成されているので、これらコバルトまたはマンガンとのニッケル合金層によっても、変形に伴うベルトへの外部応力を確実に緩和させ、金属ベルトの耐久性を向上させることができる。 According to the metal belt of claim 3 of the present invention, since it is constituted by a nickel alloy layer containing either cobalt or manganese as a component instead of the iron, the nickel alloy layer with cobalt or manganese is also used. Thus, it is possible to reliably relieve the external stress applied to the belt due to the deformation and improve the durability of the metal belt.
本発明の請求項４記載の金属ベルトを用いた定着ベルトによれば、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記ニッケル合金層が内周層のニッケル成分比に比べ外周層のニッケル成分比が低いニッケル合金層で構成されているので、ベルトの内周側の圧縮応力と外周側の引張り応力を緩和することができ、大きな曲率で変形した状態で回転させられる場合でも、内外周でのニッケル成分比（組成）の差によって変形に伴うベルトへの外部応力を緩和させ、この定着ベルトを機器にセッティングし、加圧ロールとの間にニップ部を形成したときの変形に伴うベルトへの外部応力を緩和させることができ、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。 According to the fixing belt using the metal belt according to claim 4 of the present invention, in addition to the configuration according to any one of claims 1 to 3, the nickel alloy layer has an outer peripheral layer compared to the nickel component ratio of the inner peripheral layer. Since the nickel component ratio is composed of a low nickel alloy layer, the compressive stress on the inner peripheral side of the belt and the tensile stress on the outer peripheral side can be relaxed, and even when rotated with a large curvature, Due to the difference in nickel component ratio (composition) between the inner and outer periphery, the external stress to the belt due to deformation is relieved, and this fixing belt is set in equipment, and the deformation occurs when a nip is formed between the pressure rolls. The external stress to the accompanying belt can be relieved, and the durability of the fixing belt can be improved.
本発明の請求項５記載の金属ベルトを用いた定着ベルトによれば、金属ベルトの外周層上に離型層を設けて構成したので、記録媒体を確実に剥離させることができ、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。 According to the fixing belt using the metal belt according to claim 5 of the present invention, since the release layer is provided on the outer peripheral layer of the metal belt, the recording medium can be reliably peeled off. Durability can be improved.
本発明の請求項６記載の金属ベルトを用いた金属ベルトによれば、前記離型層と前記金属ベルトの外周層との間に弾性層を設けて構成したので、弾性層により、変形に伴うベルトへの外部応力を緩和させることができ、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。 According to the metal belt using the metal belt according to claim 6 of the present invention, since the elastic layer is provided between the release layer and the outer peripheral layer of the metal belt, the elastic layer causes deformation. The external stress on the belt can be relaxed, and the durability of the fixing belt can be improved.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細を説明する。
本発明における金属ベルトは、ニッケルを含有する金属層を有するエンドレスの金属ベルトであって、金属層がニッケル成分比の異なる２種以上のニッケル合金層で構成されており、例えば、図１に示すように、金属ベルト１０が、鉄を成分とする２層のニッケル合金層１１，１２で構成されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The metal belt in the present invention is an endless metal belt having a metal layer containing nickel, and the metal layer is composed of two or more nickel alloy layers having different nickel component ratios, for example, as shown in FIG. Thus, the metal belt 10 is composed of two nickel alloy layers 11 and 12 containing iron as a component.
この金属ベルト１０は、例えば、図１に示すように、金属ベルト１０の総厚みをｔ1とした場合、内周側のニッケル合金層１１の層厚みｔaは、ｔ1／２とされ、外周側のニッケル合金層１１の層厚みｔｂは、例えばｔ1／２とされる。
そして、これら２層のニッケル合金層１１,１２は、合金中のニッケルの成分比を変え、ニッケル成分比の異なる２層で構成してある。
なお、金属ベルト１０を構成するニッケル合金層１１とニッケル合金層１２は、層厚ｔa、ｔｂは必ずしも同厚みでなくても良く、ｔｂ＞ｔａやｔｂ＜tａとしても良いが、例えばｔｂ＞ｔaとすることで、金属ベルト１０の外周側にかかる引っ張り応力を層厚みを厚くしたｔｂにより吸収させ、耐久性向上も期待できる。
The metal belt 10, for example, as shown in FIG. 1, when the total thickness of the metal belt 10 was t 1, the layer thickness ta of the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side is a t 1/2, the outer periphery The layer thickness tb of the nickel alloy layer 11 on the side is, for example, t 1/2 .
These two nickel alloy layers 11 and 12 are composed of two layers having different nickel component ratios by changing the nickel component ratio in the alloy.
It should be noted that the nickel alloy layer 11 and the nickel alloy layer 12 constituting the metal belt 10 do not necessarily have the same thickness ta and tb, and may be tb> ta or tb <ta. For example, tb> ta As a result, the tensile stress applied to the outer peripheral side of the metal belt 10 is absorbed by tb having a thick layer thickness, and an improvement in durability can be expected.
これら２層のニッケル合金層１１,１２の異なる２層のニッケル成分比は、例えば、内周側のニッケル合金層１１のニッケル成分比を大きく、外周側のニッケル合金層１２のニッケル成分比が小さくなる２層構造とされる。
このような内周側のニッケル合金層１１のニッケル成分比を大きく、外周側のニッケル合金層１２のニッケル成分比を小さくすることで、金属ベルト１０の内周側で圧縮応力に耐えうる強度を持ち、金属ベルト１０の外周側では、引張り応力に追従するしなやかさを持つ組成構造とすることができ、金属ベルト１０や金属ベルト１０を用いた定着ベルト２０の使用時のベルト１０，２０に掛かる応力は低減され、ベルト１０，２０の破損を防ぐことができる。
なお、金属ベルト１０のニッケル合金層を２層構造として説明したが、２層構造に限らず２層以上の複層構造としても良く、その場合、更なる耐久性の向上が期待できる。
The nickel component ratio of the two different nickel alloy layers 11 and 12 is, for example, that the nickel component ratio of the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side is large and the nickel component ratio of the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side is small. The two-layer structure is as follows.
By increasing the nickel component ratio of the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side and decreasing the nickel component ratio of the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side, the strength that can withstand compressive stress on the inner peripheral side of the metal belt 10 is obtained. The outer peripheral side of the metal belt 10 can have a composition structure having flexibility to follow the tensile stress, and is applied to the belts 10 and 20 when the fixing belt 20 using the metal belt 10 or the metal belt 10 is used. The stress is reduced, and damage to the belts 10 and 20 can be prevented.
Although the nickel alloy layer of the metal belt 10 has been described as having a two-layer structure, it is not limited to a two-layer structure, and may be a multilayer structure having two or more layers. In that case, further improvement in durability can be expected.
このような２層のニッケル合金層１１,１２のニッケル成分比を変えることにより、金属ベルト１０の内周側の圧縮応力と金属ベルト１０の外周側の引張り応力を緩和することができる。
すなわち、金属ベルト１０は、大きな曲率で変形した状態で回転させられる場合、金属ベルト１０の内周側と外周側で同一構成・組成（ニッケルの成分比が同一）であると、内外周で受ける異なった応力に対応できず金属ベルト１０の破断の原因となるが、内外周でニッケル成分に組成差を設けることで解消することが出来る。
By changing the nickel component ratio of the two nickel alloy layers 11 and 12, the compressive stress on the inner peripheral side of the metal belt 10 and the tensile stress on the outer peripheral side of the metal belt 10 can be relaxed.
That is, when the metal belt 10 is rotated in a state of being deformed with a large curvature, if the metal belt 10 has the same configuration and composition (the same component ratio of nickel) on the inner and outer peripheral sides, the inner and outer periphery receives the same. Although it cannot respond to different stresses and causes the metal belt 10 to break, it can be solved by providing a compositional difference in the nickel component on the inner and outer circumferences.
したがって、後述するように、ニッケルの成分比（組成）に差を付けた金属ベルト１０を用いて定着ベルト２０とした場合には、定着ベルト２０を機器にセッティングし、加圧ロールとの間にニップ部を形成したときの変形に伴う定着ベルト２０への外部応力を緩和させ、定着ベルトの耐久性を向上させることができる。 Therefore, as will be described later, when the fixing belt 20 is formed by using the metal belt 10 having a difference in the component ratio (composition) of nickel, the fixing belt 20 is set in the apparatus, and between the pressure rolls. It is possible to relieve external stress on the fixing belt 20 due to deformation when the nip portion is formed, and to improve the durability of the fixing belt.
このようなニッケル成分比の異なる２層で構成される金属ベルト１０のニッケル合金層１１，１２としては、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、ニッケル−マンガン、ニッケル−モリブデン、ニッケル−タングステン等のニッケル合金を挙げることができ、特に、合金層の硬度に差ができるニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、ニッケル−マンガンの組み合わせが好ましく、中でもニッケル−鉄が最も好ましい。 As the nickel alloy layers 11 and 12 of the metal belt 10 composed of two layers having different nickel component ratios, nickel alloys such as nickel-iron, nickel-cobalt, nickel-manganese, nickel-molybdenum, and nickel-tungsten are used. In particular, a combination of nickel-iron, nickel-cobalt, and nickel-manganese that can vary the hardness of the alloy layer is preferable, and nickel-iron is most preferable.
この２層のニッケル合金層１１,１２のニッケル成分比は、例えば、ニッケル−鉄合金の場合、内周側のニッケル合金層１１では、ニッケル成分が９８．１０％以上が好ましく、特に９９．００％以上がより好ましい。また、外周側のニッケル合金層１２では、ニッケルの成分比が９７．４０％以下が好ましく、特に９６．００％以下がより好ましい。
そして、内周側と外周側のニッケル合金層１１,１２のニッケル成分比の差が大きい方が好ましく、たとえば０．７０％〜３.００％の差がある方が好ましい。
For example, in the case of a nickel-iron alloy, the nickel component ratio of the two nickel alloy layers 11 and 12 is preferably 98.10% or more, particularly 99.00, in the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side. % Or more is more preferable. Further, in the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side, the component ratio of nickel is preferably 97.40% or less, and more preferably 96.00% or less.
And the one where the difference of the nickel component ratio of the nickel alloy layers 11 and 12 of an inner peripheral side and an outer peripheral side is large is preferable, for example, the direction which has a difference of 0.70%-3.00% is preferable.
ニッケル成分比が異なる金属ベルト１０の製造は、例えば、次のような電鋳法により行われる。
ＳＵＳ等の円筒状の母型を用い、このＳＵＳなどの母型を陰極として、ニッケル電鋳浴、例えば、ワット浴やスルファミン酸浴など公知のニッケル電解浴に浸漬させ、母型の表面に電鋳により２層のニッケル合金層を成長させることで、本発明のニッケル電鋳の金属ベルトが製造される。この電解浴には、ｐＨ調整剤、ピット防止剤、光沢剤などの添加剤を適宜加えても良い。
The manufacture of the metal belt 10 having different nickel component ratios is performed, for example, by the following electroforming method.
A cylindrical mother mold such as SUS is used, and the mother mold such as SUS is used as a cathode and immersed in a nickel electroforming bath, for example, a well-known nickel electrolytic bath such as a watt bath or a sulfamic acid bath. The nickel electroformed metal belt of the present invention is manufactured by growing two nickel alloy layers by casting. To this electrolytic bath, additives such as a pH adjuster, a pit inhibitor and a brightener may be appropriately added.
電鋳条件は、電解浴温度は５０〜６０℃、陰極電流密度は５〜２０Ａ／ｄｍ2程度で行なうことが好ましい。光沢剤としては一次光沢剤と二次光沢剤を併用することが好ましく、サッカリン、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム等を含む応力減少剤及び一次光沢剤、２−ブチン−１，４−ジオール、クマリン、ジエチルトリアミン等を含む二次光沢剤を用いることが好ましい。
The electroforming conditions are preferably performed at an electrolytic bath temperature of 50-60 ° C. and a cathode current density of about 5-20 A /
電鋳でのニッケル合金層１１，１２の成分比、内部応力の制御は、電鋳液の液温、電流密度、電流の印加電圧 、電鋳液中の金属イオン濃度、光沢剤の種類、電鋳液中の光沢剤濃度、ｐＨ 、電鋳液中の緩衝剤濃度などを２段階（経時的）に変化させることにより制御可能である。特に、電鋳時の金属イオンの濃度、光沢剤の濃度、電流密度、液温を変化させることにより、ニッケル合金層の金属成分比、内部応力を変化させることが可能となる。
例えば、電鋳法により本願のニッケルの無端状金属ベルト１０を作るには、ワット浴やスルファミン酸浴などのニッケル電解液中にサッカリン、ベンゼンスルフホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム等を含む１次光沢剤（応力減少剤）や、２−ブチン−１，４−ジオール、クマリン、ホルマリン等を含む２次光沢剤を添加することによって、得ることが出来る。また、１次、２ 次光沢剤の添加量を変化させる、あるいはその含有比率を変えることによりニッケル合金層の内部応力分布や硬度を変化させることができる。
The component ratio and internal stress of the nickel alloy layers 11 and 12 in electroforming are controlled by controlling the liquid temperature of the electroforming liquid, the current density, the applied voltage of the current, the metal ion concentration in the electroforming liquid, the type of brightener, It can be controlled by changing the brightener concentration, pH in the casting liquid, the buffering agent concentration in the electroforming liquid, and the like in two stages (over time). In particular, the metal component ratio and internal stress of the nickel alloy layer can be changed by changing the metal ion concentration, brightener concentration, current density, and liquid temperature during electroforming.
For example, in order to make the nickel endless metal belt 10 of the present application by electroforming, nickel electrolyte such as watt bath or sulfamic acid bath contains saccharin, sodium benzenesulfonate, sodium naphthalenesulfonate, etc. 1 It can be obtained by adding a secondary brightener (stress reducing agent) or a secondary brightener containing 2-butyne-1,4-diol, coumarin, formalin and the like. Further, the internal stress distribution and hardness of the nickel alloy layer can be changed by changing the amount of the primary and secondary brighteners added or changing the content ratio.
また、電流密度を調整することによって、合金層の成分比や硬度を変化させることができる。さらに結晶構造や内部応力をも変化させることができる。単位時間内に析出する電鋳ニッケルの量は、陰極効率と電流密度に比例する。
例えば、電流密度を５〜２０Ａ／ｄｍ2の範囲内で、定時間ごとに変えて電鋳を行うことで、ニッケル成分比の異なる層構造の金属ベルト１０を作製できる。
なお、ニッケル成分比の異なる２層構造の金属ベルトは、単槽の電鋳槽で電流密度を定時間毎に変える方法だけではなく、各層のニッケル成分比となる条件に電鋳液を調整した電鋳槽を複槽準備し、各ニッケル成分比の合金層を各電鋳槽にて電鋳して作製することもできる。
Further, the component ratio and hardness of the alloy layer can be changed by adjusting the current density. Furthermore, the crystal structure and internal stress can be changed. The amount of electroformed nickel deposited within a unit time is proportional to the cathode efficiency and current density.
For example, the metal belt 10 having a layer structure with different nickel component ratios can be produced by performing electroforming while changing the current density at regular intervals within a range of 5 to 20 A / dm2.
In addition, the metal belt having a two-layer structure with different nickel component ratios was prepared not only by a method of changing the current density at regular time intervals in a single tank electroforming tank, but also by adjusting the electroforming solution to the conditions for the nickel component ratio of each layer. A plurality of electroforming tanks can be prepared, and an alloy layer of each nickel component ratio can be electroformed in each electroforming tank.
以上のように、本発明の金属ベルト１０によれば、ニッケルを含有する金属層を有するエンドレスの金属ベルトであって、金属層がニッケル成分比の異なる２種以上のニッケル合金層１１，１２で構成されているので、金属ベルト１０の内周側の圧縮応力と外周側の引張り応力を緩和することができ、大きな曲率で変形した状態で回転させられる場合でも、内外周でのニッケル成分比（組成）の差によって変形に伴う金属ベルト１０への外部応力を緩和させ、金属ベルト１０の耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the metal belt 10 of the present invention, it is an endless metal belt having a metal layer containing nickel, and the metal layer is composed of two or more nickel alloy layers 11 and 12 having different nickel component ratios. Since it is configured, the compressive stress on the inner peripheral side and the tensile stress on the outer peripheral side of the metal belt 10 can be relaxed, and even when the metal belt 10 is rotated in a deformed state with a large curvature, the nickel component ratio ( Due to the difference in the composition, external stress to the metal belt 10 due to deformation can be relieved, and the durability of the metal belt 10 can be improved.
また、本発明の金属ベルト１０によれば、金属層が鉄を成分とする２層のニッケル合金層１１，１２で構成されているので、内外周２層のニッケル成分比（組成）の異なる、鉄を有するニッケル合金層１１，１２によって変形に伴うベルトへの外部応力を確実に緩和させ、金属ベルトの耐久性を向上させることができる。 Further, according to the metal belt 10 of the present invention, the metal layer is composed of two nickel alloy layers 11 and 12 containing iron as a component, so that the nickel component ratio (composition) of the inner and outer peripheral two layers is different. The nickel alloy layers 11 and 12 having iron can surely relieve external stress to the belt due to deformation and improve the durability of the metal belt.
さらに、本発明の金属ベルト１０によれば、鉄に代えてコバルトまたはマンガンのいずれかを成分とするニッケル合金層で構成した場合にも、これらコバルトまたはマンガンとのニッケル合金層によっても、変形に伴うベルトへの外部応力を確実に緩和させ、金属ベルトの耐久性を向上させることができる。 Furthermore, according to the metal belt 10 of the present invention, even when it is constituted by a nickel alloy layer containing either cobalt or manganese as a component instead of iron, it can be deformed by the nickel alloy layer with cobalt or manganese. The external stress to the belt accompanying it can be relieved reliably, and durability of a metal belt can be improved.
次に、本発明の金属ベルトを用いた定着ベルトの一実施の形態について説明する。
本発明の金属ベルトを用いた定着ベルトは、図３で説明したように、複写機やレーザープリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置における定着装置の定着ベルトとして使用されるものである。
Next, an embodiment of a fixing belt using the metal belt of the present invention will be described.
As described with reference to FIG. 3, the fixing belt using the metal belt of the present invention is used as a fixing belt of a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, or a facsimile.
この定着ベルト２０は、例えば、図２に示すように、金属ベルト１０の外周層上に離型層２１を設けて構成されるが、この実施の形態では、金属ベルト１０の外周層上に弾性層２２を介して離型層２１が設けられて積層状態で構成されている。 For example, as shown in FIG. 2, the fixing belt 20 is configured by providing a release layer 21 on the outer peripheral layer of the metal belt 10. In this embodiment, the fixing belt 20 is elastic on the outer peripheral layer of the metal belt 10. A release layer 21 is provided via the layer 22 and is configured in a stacked state.
この離型層２１は、定着ベルト２０と記録媒体との離型性を向上するために設けられ、例えば、テトラフルオロエチレン／ パーフルオロアルキルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を焼成したり、加熱収縮などによる接着で設けられる。
なお、弾性層２２は必ずしも必要ではないが、弾性層２２を設けることにより硬い金属であるニッケルの金属ベルト１０の屈曲性を補って回転による屈曲疲労を緩和するためのものであり、シリコーンゴム、フッ素ゴム及びフッ素変性シリコーンゴムからなる群から選択された少なくとも一種を含むものが使用される。
また、弾性層２２上には、接着剤層２３を介して離型層２１が設けてあり、例えば、シリコーン系、エポキシ系などの接着剤が使用され、通常接着に必要とされる厚さに塗布される。なお、弾性層２２と接着層２３との間にプライマー層を設けても良い。
The release layer 21 is provided to improve the release property between the fixing belt 20 and the recording medium. For example, a tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl ether copolymer (PFA) is baked, or heat shrinkage is performed. It is provided by adhesion.
Although the elastic layer 22 is not necessarily required, the elastic layer 22 is provided to supplement the bendability of the metal belt 10 made of a hard metal, such as nickel, to alleviate bending fatigue due to rotation. Those containing at least one selected from the group consisting of fluorine rubber and fluorine-modified silicone rubber are used.
Further, a release layer 21 is provided on the elastic layer 22 via an adhesive layer 23. For example, an adhesive such as a silicone type or an epoxy type is used, and a thickness required for normal adhesion is used. Applied. A primer layer may be provided between the elastic layer 22 and the adhesive layer 23.
本発明の定着ベルト２０の離型層２１の材料としては、離型性と耐熱性を兼ね備えたものを選べば良く、特に限定するものではないが、例えば、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂や、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムが好ましく、ＰＦＡがより好ましい。 The material for the release layer 21 of the fixing belt 20 of the present invention may be selected from those having both release properties and heat resistance, and is not particularly limited. For example, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl ether Fluorine resins such as polymer (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), silicone resin, fluorosilicone rubber, fluororubber, and silicone rubber are preferred. PFA Is more preferable.
この離型層２１の厚さは３μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。離型層２１が薄すぎると、離型性の不足や、摩耗による離型層２１の耐久性の低下が生じたりすることがある。逆に、離型層２１が厚すぎると、定着ベルト２０の屈曲性が低下して、離型層２１の割れや欠けが生じる危険性がある。 The thickness of the release layer 21 is preferably 3 μm or more and 50 μm or less. If the release layer 21 is too thin, the release property may be insufficient or the durability of the release layer 21 may be deteriorated due to wear. On the contrary, if the release layer 21 is too thick, the flexibility of the fixing belt 20 is lowered, and there is a risk that the release layer 21 is cracked or chipped.
このような離型層２１を形成する方法は、例えば、既存のフッ素樹脂塗料をコートして焼成したり、あるいはフッ素樹脂の熱収縮チューブを金属ベルト１０に被覆して加熱収縮させて密着させて接着する方法で離型層２１を形成することができる。また、金属ベルト１０上に、接着剤層を設けて離型層２１を形成しても良いし、さらに、金属ベルト１０上に、プライマー層と接着剤層を設けて離型層２１を形成しても良い。 Such a release layer 21 can be formed by, for example, coating an existing fluororesin paint and baking, or by covering the metal belt 10 with a heat-shrinkable tube of fluororesin and causing it to heat-shrink and adhere to it. The release layer 21 can be formed by a method of bonding. Further, the release layer 21 may be formed by providing an adhesive layer on the metal belt 10, and the release layer 21 may be formed by providing a primer layer and an adhesive layer on the metal belt 10. May be.
定着ベルト２０の弾性層２２は必ずしも必要ではないが、弾性層２２としては耐熱性が良く、熱伝導率が良いものであれば良く、特に限定されるものではないが、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴムからなる群から選択されることが好ましく、特にシリコーンゴムが好ましい。
この弾性層２２に使用されるシリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、やこれらポリシロキサンの共重合体等を挙げられる。また、フッ素ゴムとしてはフッ化ビニリデンゴム、などが挙げられる。
なお、これらのゴムには、必要に応じて、乾式シリカ、湿式シリカ等の補強性添加材、炭酸カルシウム、石英粉、タルク 、クレー 、酸化チタン、ベンガラ、マイカ、カーボンブラック等の添加材を含有させても良い。
The elastic layer 22 of the fixing belt 20 is not necessarily required, but the elastic layer 22 is not particularly limited as long as it has good heat resistance and good thermal conductivity. For example, silicone rubber, fluorine The rubber is preferably selected from the group consisting of fluorosilicone rubber, and silicone rubber is particularly preferable.
Examples of the silicone rubber used for the elastic layer 22 include polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polytrifluoropropylvinylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and these polysiloxanes. And the like. Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride rubber.
These rubbers contain reinforcing additives such as dry silica and wet silica as necessary, and additives such as calcium carbonate, quartz powder, talc, clay, titanium oxide, bengara, mica, and carbon black. You may let them.
弾性層２２の厚さは、金属ベルト１０の屈曲耐久性を補う目的と、記録媒体への密着性を向上させ良好な画像を得る目的から、５μｍ以上、５００μｍ以下が使用に当たり好ましい範囲であり、さらに好ましくは、５０μｍ以上、１００μｍ以下の範囲である。この弾性層２２はあまりに厚いと、弾性層２２の熱抵抗が大きくなり、熱伝導が悪くなるので好ましくない。
また、弾性層２２の硬度（ビッカース硬度）は、画像の抜けやカブリの発生を抑制するのに、７００以下が好ましく、６００以下がより好ましい。
The thickness of the elastic layer 22 is preferably in the range of 5 μm or more and 500 μm or less for the purpose of supplementing the bending durability of the metal belt 10 and improving the adhesion to the recording medium and obtaining a good image. More preferably, it is the range of 50 micrometers or more and 100 micrometers or less. If the elastic layer 22 is too thick, the thermal resistance of the elastic layer 22 is increased, and heat conduction is deteriorated.
Further, the hardness (Vickers hardness) of the elastic layer 22 is preferably 700 or less, and more preferably 600 or less, in order to suppress image loss and fogging.
このような弾性層２２は、例えば、液状のシリコーンゴム等の材料をロールコータやカーテンコータ、ブレードコータなどの塗工機で金属ベルト１０の外周層上に塗布した後、加熱硬化する方法、液状のシリコーンゴム等の材料を注型型に注入し加硫硬化する方法、ミラブルシリコーンゴム等の材料を金属層上に押出成形後に加硫硬化する方法、射出成形後に加硫硬化する方法等で形成することができる。 Such an elastic layer 22 is formed by, for example, applying a material such as liquid silicone rubber on the outer peripheral layer of the metal belt 10 with a coating machine such as a roll coater, a curtain coater, or a blade coater, followed by heat curing. Formed by a method such as injecting a silicone rubber material into a casting mold and vulcanizing and curing, a method of vulcanizing and curing a material such as millable silicone rubber on a metal layer, a method of vulcanizing and curing after injection molding, etc. can do.
［実施例１］
ニッケルの電鋳による金属ベルトを用いた定着ベルトを以下のように作製した。
先ず、１：スルファミン酸ニッケル四水塩４５０ｇ／ｌ、
２：塩化ニッケル１０ｇ／ｌ、
３：硼酸３０ｇ／ｌ、
４：クエン酸１０．５ｇ／ｌ、からなる水溶液浴を作り、続いて、
５：ピット防止剤としてラウリル硫酸ナトリウムを加えた後、
６：光沢剤としてＮＳＦ−Ｈ５（日本化学産業社製）、
７：スルファミン酸鉄五水塩１０．４ｇ／ｌを添加し、電鋳浴を作製した。
そして、ＳＵＳ製の母型を陰極として、母型の外周面上へ浴温５０℃±１０、初期電流密度１０Ａ／ｄｍ２とし、そのまま一定濃度を保持して、１２分間電鋳を開始し、１２分後、直ちに（断続的に）５Ａ/ｄｍ２に電流密度を変え、２５分間電鋳を行い、長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍ のニッケルの電鋳による金属ベルトを得た。
得られたニッケルの電鋳による金属ベルトを分析したところ、表１に示すように、円筒の内周面から２５μｍまでの厚さの内周側のニッケル合金層１１（図１参照）のＮｉ成分は９９．０％であり、Ｆｅ成分は１．０％であった。また、金属ベルトの中間から外周面までの外周側のニッケル合金層１２の２５μｍ厚みの層（図１参照）のＮｉ成分比は９６．０％であり、Ｆｅ成分は４．０％であった。
また、ビッカース硬度（Ｈｖ）を測定したところ、内周側のニッケル合金層１１は１７３１、外周側のニッケル合金層１２は５１２であった。
なお、結晶配向比は、内周側のニッケル合金層１１が０．２７、外周側のニッケル合金層１２が０．３９であった。
[Example 1]
A fixing belt using a metal belt formed by electroforming nickel was produced as follows.
First, 1: nickel sulfamate tetrahydrate 450 g / l,
2: Nickel chloride 10 g / l,
3: 30 g / l boric acid,
4: Make an aqueous bath consisting of 10.5 g / l of citric acid, then
5: After adding sodium lauryl sulfate as a pit inhibitor,
6: NSF-H5 (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) as a brightener,
7: 10.4 g / l of iron sulfamate pentahydrate was added to prepare an electroforming bath.
Then, using a SUS mother die as a cathode, a bath temperature of 50 ° C. ± 10, an initial current density of 10 A / dm 2 on the outer peripheral surface of the mother die, maintaining a constant concentration as it is, and starting electroforming for 12 minutes, After 12 minutes, immediately (intermittently), the current density was changed to 5 A / dm 2 and electrocasting was performed for 25 minutes to obtain a metal belt by electroforming nickel having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm.
When the obtained metal belt by electroforming nickel was analyzed, as shown in Table 1, the Ni component of the nickel alloy layer 11 (see FIG. 1) on the inner peripheral side having a thickness from the inner peripheral surface of the cylinder to 25 μm. Was 99.0% and the Fe component was 1.0%. Moreover, the Ni component ratio of the 25 μm thick layer (see FIG. 1) of the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side from the middle to the outer peripheral surface of the metal belt was 96.0%, and the Fe component was 4.0%. .
Further, when the Vickers hardness (Hv) was measured, the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side was 1731 and the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side was 512.
The crystal orientation ratio was 0.27 for the nickel alloy layer 11 on the inner peripheral side and 0.39 for the nickel alloy layer 12 on the outer peripheral side.
こうして得られたニッケルの電鋳による金属ベルトの外周面上に、弾性層として３００μｍの厚さのシリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン社製）を積層し、この弾性層の上に離型層として厚さ４０ μｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して積層し、定着ベルト２０（図２参照）を作製した。 On the outer peripheral surface of the nickel electroformed metal belt thus obtained, 300 μm thick silicone rubber (GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) is laminated as an elastic layer, and a release layer is formed on this elastic layer. A 40 μm PFA tube was laminated through each primer to prepare the fixing belt 20 (see FIG. 2).
（屈曲耐久試験）
このように作製した定着ベルトについて、屈曲耐久性試験を行うため２軸のローラ間に定着ベルトを巻きかける回転試験装置を用意し、屈曲耐久性試験条件として、５０Ｎの加圧力で加圧ローラを定着ベルトに押し付けた状態で、定着ベルトを加圧ローラに主動回転させた。
なお、定着ベルトの表面速度は１００ｍｍ／ｓｅｃとし、加圧ローラとして、肉厚３ｍｍのシリコーン層に３０μｍのＰＦＡチューブを被覆した外径５０ｍｍのゴムローラを用いた。
（評価基準）
ニッケルの電鋳による金属ベルトを用いた定着ベルトが、割れや欠け等の破損が生じるまでの時間を定着ベルトの屈曲耐久時間とし、その時間が、
２００時間以上 ：◎
２００〜１００時間：○
５０ 〜１００時間：△
５０時間未満 ：× 、とした。
その結果は、表１に示すように、２００時間以上：◎、であった。
(Bending durability test)
In order to perform a bending durability test on the fixing belt thus prepared, a rotation test device for winding the fixing belt between biaxial rollers is prepared. As a bending durability test condition, a pressure roller is applied with a pressure of 50 N. While being pressed against the fixing belt, the fixing belt was rotated by the pressure roller.
The surface speed of the fixing belt was 100 mm / sec, and a rubber roller having an outer diameter of 50 mm in which a 3 μm thick silicone layer was covered with a 30 μm PFA tube was used as the pressure roller.
(Evaluation criteria)
The fixing belt using a metal belt formed by nickel electroforming is defined as the fixing belt bending endurance time until breakage such as cracking or chipping occurs.
200 hours or more: ◎
200 to 100 hours: ○
50 to 100 hours: △
Less than 50 hours: x
As shown in Table 1, the result was 200 hours or more: ◎.
［比較例１］
ニッケルの電鋳による金属ベルトを以下のように作製した。
先ず、１：スルファミン酸ニッケル四水塩４５０ｇ／ｌ、
２：塩化ニッケル１０ｇ／ｌ、
３：硼酸３０ｇ／ｌ、からなる水溶液浴を作り、続いて、
４：ピット防止剤としてラウリル硫酸ナトリウムを加えた後、
５：光沢剤としてＮＳＦ−Ｈ５（日本化学産業社製）を添加し、浴を作製した。
そして、ＳＵＳ製の母型を陰極として、母型の外周面上へ浴温５０℃±１０、初期電流密度１０Ａ／ｄｍ２で開始し、１分間当たり０．２３Ａ／ｄｍ２の割合で１２分間、連続的に電流密度を減少させ、最終的に５Ａ／ｄｍ２まで変化させて、長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケルの電鋳による金属ベルトを作製した。
この金属ベルトを分析した結果、金属ベルトの内周面から外周面のＮｉ成分比は、９９．９６％と一定なものであった。なお、結晶配向比が５であった。
また、ビッカース硬度（Ｈｖ）を測定したところ、内周側は６０９、外周側は４５５であった。
[Comparative Example 1]
A metal belt by electroforming nickel was produced as follows.
First, 1: nickel sulfamate tetrahydrate 450 g / l,
2: Nickel chloride 10 g / l,
3: Make an aqueous solution bath consisting of boric acid 30 g / l, then
4: After adding sodium lauryl sulfate as a pit inhibitor,
5: NSF-H5 (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a brightener to prepare a bath.
Then, using the SUS mother die as a cathode, start at a bath temperature of 50 ° C. ± 10 and an initial current density of 10 A / dm 2 on the outer peripheral surface of the mother die for 12 minutes at a rate of 0.23 A / dm 2 per minute. Then, the current density was continuously reduced and finally changed to 5 A / dm 2 to produce a metal belt by electroforming nickel having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm.
As a result of analyzing this metal belt, the Ni component ratio from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the metal belt was a constant 99.96%. The crystal orientation ratio was 5.
Further, when the Vickers hardness (Hv) was measured, it was 609 on the inner peripheral side and 455 on the outer peripheral side.
また、この金属ベルトに、実施例１と同様にして、弾性層として厚さ３００μｍのシリコーンゴム、離型層として厚さ４０ｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して積層させ、定着ベルトを作製した。
そして、この定着ベルトについて、実施例１と同様の屈曲耐久性試験を行った。
その結果、表１に示すように、５０時間未満：×、であった。
Further, in the same manner as in Example 1, a 300 μm thick silicone rubber and a 40 m thick PFA tube as a release layer were laminated on this metal belt via a primer to prepare a fixing belt. .
Then, the same bending durability test as in Example 1 was performed on this fixing belt.
As a result, as shown in Table 1, it was less than 50 hours: x.
［比較例２］
ニッケルの電鋳による金属ベルトを以下のように作製した。
実施例１同様の電鋳浴を作製した。
そして、ＳＵＳ製の母型を陰極として、母型の外周面上へ浴温５０℃±１０、初期電流密度１０Ａ／ｄｍ２とし、そのまま一定濃度を保持して５０分間、連続的に電鋳を行い、長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケルの電鋳による金属ベルトを作製した。
このニッケルの電鋳による金属ベルトを分析したところ、内周側から外周側までのニッケル合金層のＮｉ成分比は、９６．７６％、Ｆｅ成分は３．２４％と一定なものであった。なお、結晶配向比は０．６６であった。
また、ビッカース硬度（Ｈｖ）を測定したところ、内周側は５０２、外周側は５１０であった。
[Comparative Example 2]
A metal belt by electroforming nickel was produced as follows.
An electroforming bath similar to that of Example 1 was produced.
Then, with the SUS mother mold as the cathode, the bath temperature is 50 ° C. ± 10 and the initial current density is 10 A / dm 2 on the outer peripheral surface of the mother mold. A metal belt was produced by electroforming nickel having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm.
When this metal belt formed by electroforming nickel was analyzed, the Ni component ratio of the nickel alloy layer from the inner peripheral side to the outer peripheral side was constant at 96.76% and the Fe component was 3.24%. The crystal orientation ratio was 0.66.
Further, when Vickers hardness (Hv) was measured, it was 502 on the inner peripheral side and 510 on the outer peripheral side.
この金属ベルトを用いて、実施例１と同様にして、弾性層として厚さ３００μｍのシリコーンゴム、離型層として厚さ４０μｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して積層させ、定着ベルトを作製した。
得られたこの定着ベルトについて、実施例１と同様の屈曲耐久性試験を行った。
その結果、表１に示すように、５０時間未満：×、であった。
Using this metal belt, in the same manner as in Example 1, a silicone rubber having a thickness of 300 μm was laminated as an elastic layer, and a PFA tube having a thickness of 40 μm was laminated as a release layer via a primer to prepare a fixing belt. .
The obtained fixing belt was subjected to the same bending durability test as in Example 1.
As a result, as shown in Table 1, it was less than 50 hours: x.
［比較例３］
ニッケル電鋳ベルトを以下のように作製した。
実施例１同様の電鋳浴を作製した。
そして、ＳＵＳ製の母型を陰極として、母型の外周面上へ浴温５０℃±１０、初期電流密度１０Ａ／ｄｍ２とし、そのまま一定濃度を保持して１２分間電鋳を開始し、１２分後、断続せずに連続的に５Ａ/ｄｍ２に電流密度を変え、２５分間電鋳を行い、長さ２５０ｍｍ、内径３４ｍｍ、厚み５０μｍのニッケルの電鋳による金属ベルトを作製した。
このニッケルの電鋳による金属ベルトを分析したところ、内周側の合金層のＮｉ成分は９８．１％、Ｆｅ成分は１．９％であり、外周側の合金層のＮｉ成分比は９７．４％、Ｆｅ成分は２．６％であった。なお、中間部分については内周面側から外周面側に向けて連続的にＮｉの成分比が低下していた。
また、ビッカース硬度（Ｈｖ）を測定したところ、内周側は１７３１、外周側は５１２であった。
[Comparative Example 3]
A nickel electroformed belt was produced as follows.
An electroforming bath similar to that of Example 1 was produced.
Then, with the SUS mother die as the cathode, the bath temperature is 50 ° C. ± 10 and the initial current density is 10 A / dm 2 on the outer peripheral surface of the mother die. After a minute, the current density was continuously changed to 5 A / dm 2 without interruption, and electroforming was performed for 25 minutes to produce a metal belt by electroforming nickel having a length of 250 mm, an inner diameter of 34 mm, and a thickness of 50 μm.
Analysis of the nickel electroformed metal belt revealed that the Ni component of the inner alloy layer was 98.1%, the Fe component was 1.9%, and the Ni component ratio of the outer alloy layer was 97.3%. 4% and Fe content was 2.6%. In the intermediate portion, the Ni component ratio continuously decreased from the inner peripheral surface side toward the outer peripheral surface side.
Further, when the Vickers hardness (Hv) was measured, it was 1731 on the inner peripheral side and 512 on the outer peripheral side.
また、この金属ベルトを用いて、実施例１と同様にして弾性層として厚さ３００μｍのシリコーンゴム、離型層として厚さ４０μｍのＰＦＡチューブを、各々プライマーを介して積層させ、定着ベルトを得た。
そして、この定着ベルトについて、実施例１と同様の屈曲耐久性試験を行った。
その結果は、表１に示すように、５０〜１００時間：△、であった。
Also, using this metal belt, a silicone rubber having a thickness of 300 μm as an elastic layer and a PFA tube having a thickness of 40 μm as a release layer were laminated through a primer in the same manner as in Example 1 to obtain a fixing belt. It was.
Then, the same bending durability test as in Example 1 was performed on this fixing belt.
As shown in Table 1, the result was 50 to 100 hours: Δ.
１０ 金属ベルト
１１ ニッケル合金層
１２ ニッケル合金層
２０ 定着ベルト
２１ 離型層
２２ 弾性層
２３ 接着剤層
ｔ１ 金属ベルトの厚み
ｔａ 内周側の合金層の厚み
ｔｂ 外周側の合金層の厚み
１ 定着ロール
２ 加圧ロール
３ 支持ロール
４ 定着ベルト
５ ＩＨコイル
６ 支持ロール
７ 加圧ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal belt 11 Nickel alloy layer 12 Nickel alloy layer 20 Fixing belt 21 Release layer 22 Elastic layer 23 Adhesive layer t1 Thickness of metal belt ta Thickness of inner alloy layer tb Thickness of outer alloy layer 1
Claims (6)
前記金属層は２層以上の層からなり、前記２層以上の各金属層は、ニッケル成分比の異なるニッケル合金層で構成されていることを特徴とする金属ベルト。 An endless metal belt having a metal layer containing nickel,
The metal layer is composed of two or more layers, and each of the two or more metal layers is composed of nickel alloy layers having different nickel component ratios.
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