JP2018084650A - Belt member, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents

Belt member, fixing device, and image forming apparatus Download PDF

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智丈 稲垣
Tomotake Inagaki
智丈 稲垣
小俣 誠
Makoto Komata
誠 小俣
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt member that reduces peeling of an elastic layer from a metal layer.SOLUTION: A belt member comprises: a metal layer 10B that has concave parts 108 with a depth of 1 nm or more and 100 nm or less on its outer peripheral surface, where the atomic composition ratio of oxygen atoms in the outer peripheral surface is 40 atom% or more and 80 atom% or less; and an elastic layer 10D that is arranged on the outer peripheral side of the metal layer 10B in direct contact with the metal layer 10B or with an adhesive layer 10C therebetween.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ベルト部材、定着装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a belt member, a fixing device, and an image forming apparatus.

近年、電磁誘導加熱方式によりベルト部材を加熱して定着を行う画像形成装置用の定着装置が提案されている。   In recent years, a fixing device for an image forming apparatus that performs fixing by heating a belt member by an electromagnetic induction heating method has been proposed.

例えば特許文献1には、「電磁誘導を利用して渦電流を発生させることにより発熱する電子写真用の無端ベルトにおいて、該無端ベルトが、少なくとも、金属層と、該金属層の外周側に設けられたJISタイプAで規定される硬度が35度以下の弾性層と、を含む無端ベルト」が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that in an endless belt for electrophotography that generates heat by generating eddy current using electromagnetic induction, the endless belt is provided at least on the metal layer and on the outer peripheral side of the metal layer. An endless belt including an elastic layer having a hardness defined by JIS type A of 35 degrees or less is disclosed.

特開2004−053713号公報JP 2004-053713 A

金属層の外周側に弾性層を配置したベルト部材では、金属層と弾性層との間に接着剤層を介した場合であっても、繰り返して回転駆動されたり外部から加圧されたりするなどの使用状況によって、金属層と弾性層との間で剥がれが発生することがあった。
本発明は、金属層の外周側に該金属層に直に接するか又は接着剤層を介して弾性層が配置される態様において、金属層の外周表面に凹部を有しない場合、金属層の外周表面における酸素原子の原子組成比が40atom%未満である場合に比べ、金属層と弾性層との剥がれが抑制されたベルト部材を提供することを目的とする。
In the belt member in which the elastic layer is arranged on the outer peripheral side of the metal layer, even when the adhesive layer is interposed between the metal layer and the elastic layer, the belt member is repeatedly rotated or pressurized from the outside. Depending on the use condition, peeling may occur between the metal layer and the elastic layer.
In the aspect in which the elastic layer is disposed directly on the outer peripheral side of the metal layer or through the adhesive layer, the present invention provides an outer periphery of the metal layer when the outer peripheral surface of the metal layer does not have a recess. An object of the present invention is to provide a belt member in which peeling between the metal layer and the elastic layer is suppressed as compared with the case where the atomic composition ratio of oxygen atoms on the surface is less than 40 atom%.

上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。   In order to achieve the above object, the following invention is provided.

請求項1に係る発明は、管状の基材と、
外周表面に深さ1nm以上100nm以下の凹部を有し、かつ外周表面における酸素原子の原子組成比が40atom%以上80atom%以下である金属層と、
前記金属層の外周側に、前記金属層に直に接するか又は接着剤層を介して配置される弾性層と、
を有するベルト部材。
The invention according to claim 1 is a tubular substrate,
A metal layer having a recess having a depth of 1 nm or more and 100 nm or less on the outer peripheral surface and an atomic composition ratio of oxygen atoms on the outer peripheral surface being 40 atom% or more and 80 atom% or less;
On the outer peripheral side of the metal layer, an elastic layer disposed in direct contact with the metal layer or via an adhesive layer;
A belt member.

請求項2に係る発明は、
前記金属層は、少なくとも外周表面を構成する層がニッケルめっき層である請求項1に記載のベルト部材。
The invention according to claim 2
2. The belt member according to claim 1, wherein at least a layer constituting the outer peripheral surface of the metal layer is a nickel plating layer.

請求項3に係る発明は、
前記弾性層が前記接着剤層を介して前記金属層の外周側に配置され、かつ前記接着剤層がシランカップリング剤を含有する請求項1又は請求項2に記載のベルト部材。
The invention according to claim 3
The belt member according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer is disposed on an outer peripheral side of the metal layer via the adhesive layer, and the adhesive layer contains a silane coupling agent.

請求項4に係る発明は、
前記弾性層が前記金属層の外周側に直に接して配置され、かつ前記弾性層がシリコーンゴムを含有する請求項1又は請求項2に記載のベルト部材。
The invention according to claim 4
The belt member according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer is disposed in direct contact with the outer peripheral side of the metal layer, and the elastic layer contains silicone rubber.

請求項5に係る発明は、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のベルト部材であって、前記金属層が電磁誘導により発熱する電磁誘導金属層を少なくとも有する層であるベルト部材と、
前記ベルト部材の外周表面を加圧する加圧部材と、
前記電磁誘導金属層を電磁誘導によって発熱させる電磁誘導装置と、
を有し、
未定着のトナー像が表面に形成された記録媒体を前記ベルト部材と前記加圧部材とで挟み込んで前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置。
The invention according to claim 5
The belt member according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal layer is a layer having at least an electromagnetic induction metal layer that generates heat by electromagnetic induction,
A pressure member that pressurizes the outer peripheral surface of the belt member;
An electromagnetic induction device that heats the electromagnetic induction metal layer by electromagnetic induction;
Have
A fixing device that fixes a toner image to the recording medium by sandwiching a recording medium having an unfixed toner image formed on the surface between the belt member and the pressure member.

請求項6に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項5に記載の定着装置と、
を有する画像形成装置。
The invention according to claim 6
An image carrier,
A charging device for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic latent image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
A developing device for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with toner to form a toner image;
A transfer device for transferring a toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium;
The fixing device according to claim 5, wherein the toner image is fixed to the recording medium.
An image forming apparatus.

請求項1、又は2に係る発明によれば、金属層の外周側に該金属層に直に接するか又は接着剤層を介して弾性層が配置される態様において、金属層の外周表面に凹部を有しない場合、金属層の外周表面における酸素原子の原子組成比が40atom%未満である場合に比べ、金属層と弾性層との剥がれが抑制されたベルト部材が提供される。
請求項3に係る発明によれば、金属層の外周側に接着剤層を介して弾性層が配置される態様において、接着剤層が接着剤としてシランカップリング剤を含有しない層である場合に比べ、金属層と弾性層との剥がれが抑制されたベルト部材が提供される。
請求項4に係る発明によれば、金属層の外周側に該金属層に直に接して弾性層が配置される態様において、弾性層が弾性材料としてシリコーンゴムを含有しない層である場合に比べ、金属層と弾性層との剥がれが抑制されたベルト部材が提供される。
According to the invention according to claim 1 or 2, in an aspect in which the elastic layer is disposed on the outer peripheral side of the metal layer directly in contact with the metal layer or through the adhesive layer, the recess is formed on the outer peripheral surface of the metal layer. Is provided, a belt member in which peeling between the metal layer and the elastic layer is suppressed as compared with the case where the atomic composition ratio of oxygen atoms on the outer peripheral surface of the metal layer is less than 40 atom% is provided.
According to the invention according to claim 3, in the aspect in which the elastic layer is disposed on the outer peripheral side of the metal layer via the adhesive layer, the adhesive layer is a layer that does not contain a silane coupling agent as an adhesive. In comparison, a belt member in which peeling between the metal layer and the elastic layer is suppressed is provided.
According to the invention according to claim 4, in the aspect in which the elastic layer is disposed on the outer peripheral side of the metal layer directly in contact with the metal layer, the elastic layer is a layer that does not contain silicone rubber as an elastic material. A belt member in which peeling between the metal layer and the elastic layer is suppressed is provided.

請求項5、又は6に係る発明によれば、金属層の外周側に該金属層に直に接するか又は接着剤層を介して弾性層が配置されるベルト部材を用いた態様において、該ベルト部材が金属層の外周表面に凹部を有しない場合、金属層の外周表面における酸素原子の原子組成比が40atom%未満である場合に比べ、ベルト部材における金属層と弾性層との剥がれが抑制された定着装置及び画像形成装置が提供される。   According to the invention which concerns on Claim 5 or 6, in the aspect using the belt member by which an elastic layer is arrange | positioned through the adhesive layer directly in contact with this metal layer on the outer peripheral side of a metal layer, this belt When the member does not have a recess on the outer peripheral surface of the metal layer, the peeling between the metal layer and the elastic layer in the belt member is suppressed as compared with the case where the atomic composition ratio of oxygen atoms on the outer peripheral surface of the metal layer is less than 40 atom%. A fixing device and an image forming apparatus are provided.

本実施形態に係るベルト部材の一例における金属層、接着剤層、及び弾性層の部分を拡大して示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view expanding and showing a portion of a metal layer, an adhesive layer, and an elastic layer in an example of a belt member concerning this embodiment. 本実施形態に係るベルト部材の層構成の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the layer structure of the belt member which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device according to an exemplary embodiment. 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment.

以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment which is an example of the present invention will be described in detail.

<ベルト部材>
本実施形態に係るベルト部材は、少なくとも金属層と、前記金属層の外周側に、前記金属層に直に接するか又は接着剤層を介して配置される弾性層と、を有する。
金属層は、外周表面に深さ1nm以上100nm以下の凹部を有する。また金属層は、外周表面における酸素原子(O)の原子組成比(外周表面を構成する全原資に対する比率)が40atom%以上80atom%以下である。
<Belt member>
The belt member according to the present embodiment includes at least a metal layer, and an elastic layer that is in direct contact with the metal layer or disposed via an adhesive layer on the outer peripheral side of the metal layer.
The metal layer has a recess having a depth of 1 nm or more and 100 nm or less on the outer peripheral surface. In the metal layer, the atomic composition ratio of oxygen atoms (O) on the outer peripheral surface (ratio to the total raw material constituting the outer peripheral surface) is 40 atom% or more and 80 atom% or less.

本実施形態では、上記の構成を有することにより、金属層と弾性層との剥がれが抑制される。
その理由は以下の通り推察される。
In this embodiment, by having said structure, peeling with a metal layer and an elastic layer is suppressed.
The reason is guessed as follows.

従来から、金属層の外周側にゴム層などの弾性層が積層されたベルト部材が、様々な分野で用いられている。具体例としては、電磁誘導により発熱する電磁誘導金属層を少なくとも含む金属層と、この金属層の外周側に外部からの加圧に対して弾性を付与する観点で設けられる弾性層と、を有する電磁誘導発熱ベルト等が挙げられ、例えば画像形成装置における定着装置用の定着ベルト等に用いられている。
なお、金属層上にゴム層などの弾性層を形成する場合、接着力を高める観点で、一般的に両者の間に接着剤層(プライマー層)を設けることが行われる。しかし、接着力を高めるために接着剤層(プライマー層)を介して金属層上に弾性層を積層したベルト部材であっても、繰り返して回転駆動されたり外部から加圧されたりするなどの使用状況によって、金属層と弾性層との間で剥がれが発生することがあった。特に、ベルト部材が画像形成装置中の定着装置における定着ベルトとして用いられる場合、ベルト部材が回転駆動されると共に、ベルト部材の外周面に接触して配置される加圧部材から圧力が加えられるため、ベルト部材の周方向に応力が加わり、この応力が金属層と弾性層との間に集中して弾性層が金属層から剥離することがあった。
Conventionally, belt members in which an elastic layer such as a rubber layer is laminated on the outer peripheral side of a metal layer have been used in various fields. As a specific example, it has a metal layer that includes at least an electromagnetic induction metal layer that generates heat by electromagnetic induction, and an elastic layer that is provided on the outer peripheral side of the metal layer in view of imparting elasticity against external pressure. Examples thereof include an electromagnetic induction heating belt, and the like, for example, used for a fixing belt for a fixing device in an image forming apparatus.
In addition, when forming elastic layers, such as a rubber layer, on a metal layer, generally providing an adhesive bond layer (primer layer) between both is performed from a viewpoint of improving adhesive force. However, even belt members with an elastic layer laminated on a metal layer through an adhesive layer (primer layer) in order to increase the adhesive force are repeatedly driven to rotate or pressurized from the outside. Depending on the situation, peeling may occur between the metal layer and the elastic layer. In particular, when the belt member is used as a fixing belt in a fixing device in an image forming apparatus, the belt member is rotationally driven and pressure is applied from a pressure member disposed in contact with the outer peripheral surface of the belt member. In some cases, stress is applied in the circumferential direction of the belt member, and this stress is concentrated between the metal layer and the elastic layer, and the elastic layer is peeled off from the metal layer.

これに対し本実施形態に係るベルト部材は、まず第1に、金属層の外周表面における酸素原子(O)の原子組成比が上記範囲である。外周表面における酸素原子の原子組成比が上記範囲であるということは、金属層の表面において水酸基「−OH」や酸素原子「O」等の官能基が適度に存在していることの指標である。そして、こうした水酸基「−OH」や酸素原子「O」等の官能基は、接着剤(プライマー)を構成する化合物や弾性層中の弾性材料(ゴム材料等)を構成する化合物と化学的に結合を形成する役割を担う。
なお、通常であれば、金属で構成されている金属層の表面では、接着剤(プライマー)を構成する化合物と反応し得る水酸基や酸素原子などの官能基の存在が少ないのが一般的である。また、金属層を形成した後にその表面が露出した状態のまま酸素雰囲気下(大気中など)に放置されると、金属層表面で酸化皮膜の形成が進んで不動態化が進行し、表面に存在する官能基はさらに減少する傾向にある。そのため、金属層と接着剤層との間でこの官能基による結合は形成されにくいと考えられる。
しかし本実施形態に係るベルト部材は、上記の通り金属層の表面に水酸基や酸素原子等の官能基が適度に存在しており、これらの官能基が化学結合を形成する役割を担う。そのため、本実施形態において金属層の外周側に接着剤層(プライマー層)を介して弾性層が配置される場合であれば、金属層の外周表面における官能基と接着剤層を構成する化合物との間で結合が形成され、接着力が高められる。一方、金属層の外周側に接着剤層を介さずに直に弾性層が配置される場合であれば、金属層の外周表面における官能基と弾性層中の弾性材料を構成する化合物との間で結合が形成され、やはり接着力が高められるものと考えられる。
また第2に、本実施形態に係るベルト部材は、金属層の外周表面に深さ1nm以上100nm以下の凹部を有しており、こうした微細な凹凸を有することによる投錨効果(アンカー効果)によっても接着力が高められるものと考えられる。
On the other hand, in the belt member according to this embodiment, first, the atomic composition ratio of oxygen atoms (O) on the outer peripheral surface of the metal layer is in the above range. The atomic composition ratio of oxygen atoms on the outer peripheral surface being in the above range is an indicator that a functional group such as a hydroxyl group “—OH” or an oxygen atom “O” is appropriately present on the surface of the metal layer. . These functional groups such as hydroxyl group “—OH” and oxygen atom “O” are chemically bonded to the compound constituting the adhesive (primer) and the compound constituting the elastic material (rubber material, etc.) in the elastic layer. Play the role of forming
In general, the surface of the metal layer made of metal generally has few functional groups such as hydroxyl groups and oxygen atoms that can react with the compound constituting the adhesive (primer). . In addition, when the metal layer is formed and left in an oxygen atmosphere (such as in the air) with its surface exposed, the formation of an oxide film on the surface of the metal layer proceeds and passivation proceeds. The functional groups present tend to decrease further. Therefore, it is considered that a bond due to this functional group is hardly formed between the metal layer and the adhesive layer.
However, in the belt member according to the present embodiment, functional groups such as hydroxyl groups and oxygen atoms are appropriately present on the surface of the metal layer as described above, and these functional groups play a role of forming chemical bonds. Therefore, in this embodiment, if the elastic layer is disposed on the outer peripheral side of the metal layer via an adhesive layer (primer layer), the functional group on the outer peripheral surface of the metal layer and the compound constituting the adhesive layer A bond is formed between the two, and the adhesion is increased. On the other hand, if the elastic layer is arranged directly on the outer peripheral side of the metal layer without an adhesive layer, it is between the functional group on the outer peripheral surface of the metal layer and the compound constituting the elastic material in the elastic layer. It is considered that a bond is formed by this, and the adhesive force is also increased.
Secondly, the belt member according to the present embodiment has a recess having a depth of 1 nm or more and 100 nm or less on the outer peripheral surface of the metal layer, and also due to the anchoring effect (anchor effect) due to such fine unevenness. It is thought that the adhesive strength can be increased.

そして、これらの接着力の向上により、本実施形態に係るベルト部材が繰り返して回転駆動されたり外部から加圧されたりするなどの使用状況におかれた場合でも、金属層と弾性層との剥がれが抑制されるものと推察される。   Even if the belt member according to the present embodiment is repeatedly rotated or pressed from the outside due to the improvement of the adhesive force, the metal layer and the elastic layer are peeled off. Is presumed to be suppressed.

・凹部
本実施形態に係るベルト部材は金属層の外周表面に凹部を有する。
ここで、図を用い一例を挙げて説明する。図1は金属層の外周側に接着剤層を介して弾性層を備えた本実施形態に係るベルト部材の一例を拡大して示す拡大断面図である。図1に示すように、金属層10B上には接着剤層10Cと弾性層10Dとが積層され、金属層10Bの外周表面には凹部108が点在している。
この凹部108の深さ、開口幅、密度の好ましい範囲について、以下に示す。
-Concave part The belt member concerning this embodiment has a recessed part in the outer peripheral surface of a metal layer.
Here, an example will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a belt member according to this embodiment in which an elastic layer is provided on the outer peripheral side of a metal layer via an adhesive layer. As shown in FIG. 1, the adhesive layer 10C and the elastic layer 10D are laminated on the metal layer 10B, and the recesses 108 are dotted on the outer peripheral surface of the metal layer 10B.
The preferable range of the depth, opening width, and density of the recess 108 will be described below.

凹部108は、その深さ(平均深さ)が1nm以上100nm以下である。凹部108の深さが1nm以上であることで、アンカー効果による接着力の向上が図られ、金属層10Bからの弾性層10Dの剥がれが抑制される。
なお、凹部108の深さ(平均深さ)は、接着力向上の観点では、好ましくは2nm以上100nm以下であり、より好ましくは5nm以上100nm以下である。
一方、凹部108の深さ(平均深さ)は、凹部の形成し易さの観点では、好ましくは1nm以上50nm以下であり、より好ましくは1nm以上20nm以下であり、さらに好ましくは1nm以上10nm以下である。
したがって、この両面の観点から、凹部108の深さ(平均深さ)は、2nm以上20nm以下が好ましく、5nm以上10nm以下がより好ましい。
The recess 108 has a depth (average depth) of 1 nm or more and 100 nm or less. When the depth of the recess 108 is 1 nm or more, the adhesive force is improved by the anchor effect, and the peeling of the elastic layer 10D from the metal layer 10B is suppressed.
The depth (average depth) of the recess 108 is preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 5 nm or more and 100 nm or less, from the viewpoint of improving the adhesive strength.
On the other hand, the depth (average depth) of the recess 108 is preferably 1 nm or more and 50 nm or less, more preferably 1 nm or more and 20 nm or less, and further preferably 1 nm or more and 10 nm or less from the viewpoint of ease of forming the recess. It is.
Therefore, from this viewpoint, the depth (average depth) of the recess 108 is preferably 2 nm or more and 20 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 10 nm or less.

凹部108の開口幅(開口面の最長部の長さの平均値)は、1nm以上100nm以下が好ましく、より好ましくは2nm以上90nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上80nm以下である。
凹部108の開口幅が1nm以上であることで、アンカー効果による接着力の向上が図られ、金属層10Bからの弾性層10Dの剥がれが抑制される。
The opening width of the concave portion 108 (average value of the length of the longest portion of the opening surface) is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, more preferably 2 nm or more and 90 nm or less, and further preferably 5 nm or more and 80 nm or less.
When the opening width of the recess 108 is 1 nm or more, the adhesive force is improved by the anchor effect, and peeling of the elastic layer 10D from the metal layer 10B is suppressed.

凹部108の密度(1μm当たりの凹部108の平均存在数)は、3個/μm以上100000個/μm以下が好ましく、より好ましくは5個/μm以上100000個/μm以下であり、さらに好ましくは10個/μm以上100000個/μm以下である。
凹部108の密度が3個/μm以上であることで、アンカー効果による接着力の向上が図られ、金属層10Bからの弾性層10Dの剥がれが抑制される。一方、凹部108の密路が100000個/μm以下であることで、凹部108同士の合体が抑制され、アンカー効果を発揮し得る形状となり接着力が得られる。
The density of the recesses 108 (average number of recesses 108 per 1 μm 2 ) is preferably 3 / μm 2 or more and 100000 / μm 2 or less, more preferably 5 / μm 2 or more and 100000 / μm 2 or less. More preferably, it is 10 pieces / μm 2 or more and 100,000 pieces / μm 2 or less.
When the density of the recesses 108 is 3 / μm 2 or more, the adhesive force is improved by the anchor effect, and the peeling of the elastic layer 10D from the metal layer 10B is suppressed. On the other hand, when the number of dense paths of the concave portions 108 is 100000 pieces / μm 2 or less, coalescence of the concave portions 108 is suppressed, and a shape capable of exhibiting an anchor effect is obtained, and an adhesive force is obtained.

なお、凹部108の深さとは、凹部の開口面から最深部までの長さを指し、図1に示す凹部108であればD1やD2で示される部分の長さを言う。
また、凹部108の開口幅とは、開口面の最長部の長さを指し、図1に示す凹部108であればW1やW2で示される部分の長さを言う。
凹部108の深さ及び開口幅は、金属層10Bの外周表面について原子間力顕微鏡(AFM、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、製品名:S−image+NanoNavi2)を用いて観察を行い、10個の凹部108について開口幅(開口面最長部長さ)、最大深さを測定し、その平均値を取って算出する。また、密度はその際に凹部108の数を数え、そこから1μm当たりの平均存在数を計算して算出する。
In addition, the depth of the recessed part 108 refers to the length from the opening surface of the recessed part to the deepest part, and in the case of the recessed part 108 shown in FIG. 1, it refers to the length of the part indicated by D1 or D2.
Further, the opening width of the concave portion 108 refers to the length of the longest portion of the opening surface, and in the case of the concave portion 108 shown in FIG. 1, it refers to the length of the portion indicated by W1 or W2.
The depth and the opening width of the recess 108 are observed on the outer peripheral surface of the metal layer 10B using an atomic force microscope (AFM, manufactured by SII Nano Technology, product name: S-image + NanoNavi2). The aperture width (longest aperture surface length) and maximum depth are measured for 108, and the average value is calculated. Further, the density is calculated by counting the number of the recesses 108 and calculating the average number of existence per 1 μm 2 therefrom.

・原子組成比
本実施形態に係るベルト部材は金属層の外周表面における酸素原子(O)の原子組成比(外周表面を構成する全原資に対する比率)が40atom%以上80atom%以下であり、好ましくは42atom%以上80atom%以下であり、より好ましくは45atom%以上80atom%以下である。
酸素原子の原子組成比が40atom%以上であることは、金属層の表面において水酸基「−OH」や酸素原子「O」等の官能基が適度に存在していることを表していると言え、金属層10Bからの弾性層10Dの剥がれが抑制される。一方、酸素原子の原子組成比が80atom%以下であることで、酸化皮膜で完全には覆われていないことを表していると言え、金属層10Bからの弾性層10Dの剥がれが抑制される。
-Atomic composition ratio In the belt member according to this embodiment, the atomic composition ratio of oxygen atoms (O) on the outer peripheral surface of the metal layer (the ratio to the total raw materials constituting the outer peripheral surface) is 40 atom% or more and 80 atom% or less, preferably It is 42 atom% or more and 80 atom% or less, More preferably, it is 45 atom% or more and 80 atom% or less.
It can be said that the atomic composition ratio of oxygen atoms is 40 atom% or more indicates that functional groups such as hydroxyl groups “—OH” and oxygen atoms “O” are present appropriately on the surface of the metal layer, Peeling of the elastic layer 10D from the metal layer 10B is suppressed. On the other hand, when the atomic composition ratio of oxygen atoms is 80 atom% or less, it can be said that it is not completely covered with the oxide film, and peeling of the elastic layer 10D from the metal layer 10B is suppressed.

なお、金属層の外周表面における原子組成比(酸素(O))は、X線光電分光法(XPS)により測定される。
測定は、X線光電子分光分析装置(日本電子株式会社(JEOL)製、製品名:JPS−9010MX)を用い、条件(MgKα線、10kV、20A)にて測定し、各元素のピークの強度から求める。
The atomic composition ratio (oxygen (O)) on the outer peripheral surface of the metal layer is measured by X-ray photoelectric spectroscopy (XPS).
The measurement is performed under the conditions (MgKα line, 10 kV, 20A) using an X-ray photoelectron spectroscopic analyzer (manufactured by JEOL Ltd., product name: JPS-9010MX), and from the peak intensity of each element. Ask.

なお、金属層上に接着剤層や弾性層等が既に形成されている状態からこれらの測定を行う場合、接着剤層や弾性層等を剥がして(例えば刃物等で切り出したり、溶剤で溶解させるなどして剥がし)、金属層の外周表面を露出させた上で測定を行う。   In addition, when performing these measurements from a state in which an adhesive layer, an elastic layer, etc. are already formed on the metal layer, the adhesive layer, the elastic layer, etc. are peeled off (for example, cut out with a knife or dissolved with a solvent) The measurement is performed after the outer peripheral surface of the metal layer is exposed.

・達成方法
金属層の外周表面に前記範囲の深さ凹部を形成する方法、及び金属層の外周表面における酸素原子(O)の原子組成比を前述の範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、以下の(1)又は(2)に記載の表面処理方法によれば凹部の形成と酸素原子の原子組成比の制御を1つの処理によって行うことができる。
-Achieving method The method for forming the depth recesses in the above-mentioned range on the outer peripheral surface of the metal layer and the method for controlling the atomic composition ratio of oxygen atoms (O) on the outer peripheral surface of the metal layer to the aforementioned ranges are particularly limited. It is not something. For example, according to the surface treatment method described in the following (1) or (2), the formation of the recess and the control of the atomic composition ratio of oxygen atoms can be performed by one treatment.

(1)エッチング液により金属層表面をエッチングしながら液中に気泡を発生させる方法
金属層の外周表面をエッチング液(例えば硝酸と過酸化水素水との混合液等)に浸漬して金属層表面をエッチングすると共に、エッチング液中に気泡を発生させてその気泡を破裂させる方法が挙げられる。金属層をエッチングすることで表面に形成された酸化皮膜が除去されて金属層の新たな表面が露出し、露出した表面における官能基(水酸基(−OH)、酸素(O)等)の存在によって酸素原子の原子組成比が前述の範囲に制御されるものと考えられる。また、その際にエッチング液中に気泡を発生させることで、この気泡が金属層の表面で破裂することにより凹部が形成されるものと考えられる。
なお、凹部の深さや開口幅は、発生させる気泡の大きさを制御することで調整され、また凹部の密度は、発生させる気泡の密度を制御することで調整される。
(1) Method of generating bubbles in the liquid while etching the surface of the metal layer with an etching solution The surface of the metal layer is immersed in the etching solution (for example, a mixed solution of nitric acid and hydrogen peroxide solution). And a method of generating bubbles in the etching solution and bursting the bubbles. By etching the metal layer, the oxide film formed on the surface is removed, and a new surface of the metal layer is exposed. By the presence of functional groups (hydroxyl group (—OH), oxygen (O), etc.) on the exposed surface It is considered that the atomic composition ratio of oxygen atoms is controlled within the aforementioned range. In addition, it is considered that when the bubbles are generated in the etching solution at this time, the bubbles burst on the surface of the metal layer to form a recess.
The depth and opening width of the recesses are adjusted by controlling the size of the bubbles to be generated, and the density of the recesses is adjusted by controlling the density of the bubbles to be generated.

エッチング液中に気泡を発生させる方法としては、特に限定されず、例えば以下の方法が挙げられる。
・超音波振動による方法:金属層を浸漬したエッチング液に対し超音波振動を与えて気泡を発生させる方法が挙げられる。超音波振動によれば、出力や周波数の調整によって発生させる気泡の大きさや密度を容易に制御し得る。超音波振動の付与時間としては、例えば1秒以上30秒以下が好ましく、2秒以上25秒以下がより好ましい。
・圧力で液中に気体を溶存させる方法:金属層を浸漬したエッチング液に対し圧力をかけて気体(例えば大気)を液中に溶存させ、その後圧力を開放することで気泡を発生させる方法が挙げられる。かける圧力の大きさや開放するときの速度等の調整によって発生させる気泡の大きさや密度を制御し得る。
The method for generating bubbles in the etching solution is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
-Method by ultrasonic vibration: A method in which bubbles are generated by applying ultrasonic vibration to an etching solution in which a metal layer is immersed may be mentioned. According to the ultrasonic vibration, the size and density of bubbles generated by adjusting the output and frequency can be easily controlled. The application time of ultrasonic vibration is preferably, for example, 1 second to 30 seconds, and more preferably 2 seconds to 25 seconds.
-Method of dissolving gas in the liquid by pressure: A method of generating bubbles by applying pressure to the etching solution in which the metal layer is immersed to dissolve the gas (for example, the atmosphere) in the liquid and then releasing the pressure. Can be mentioned. It is possible to control the size and density of bubbles generated by adjusting the pressure applied and the speed at which the pressure is released.

また、用い得るエッチング液としては、上記硝酸と過酸化水素水との混合液の他、塩酸、硫酸等が挙げられる。
これらの中でも、硝酸と過酸化水素水との混合液が取扱い性に優れる。
Examples of the etching solution that can be used include hydrochloric acid, sulfuric acid, and the like in addition to the mixed solution of nitric acid and hydrogen peroxide solution.
Among these, a mixed solution of nitric acid and hydrogen peroxide solution is excellent in handleability.

(2)オゾン含有液中で金属層表面を酸化しながら液中に気泡を発生させる方法
金属層の外周表面をオゾン含有液(例えばオゾン溶存水等)に浸漬して金属層表面を酸化すると共に、オゾン含有液中に気泡を発生させてその気泡を破裂させる方法が挙げられる。金属層をオゾン含有液に浸漬することで表面が酸化されて官能基(水酸基(−OH)、酸素(O)等)が生成され、酸素原子の原子組成比が前述の範囲に制御されるものと考えられる。また、その際にオゾン含有液中に気泡を発生させることで、この気泡が金属層の表面で破裂することにより凹部が形成されるものと考えられる。
なお、凹部の深さや開口幅は、発生させる気泡の大きさを制御することで調整され、また凹部の密度は、発生させる気泡の密度を制御することで調整される。
オゾン含有液中に気泡を発生させる方法としては、特に限定されず、例えば前述の超音波振動による方法や、圧力で液中に気体を溶存させる方法等が挙げられる。
(2) Method of generating bubbles in the liquid while oxidizing the surface of the metal layer in the ozone-containing liquid While oxidizing the metal layer surface by immersing the outer peripheral surface of the metal layer in an ozone-containing liquid (for example, ozone-dissolved water) And a method of generating bubbles in the ozone-containing liquid and rupturing the bubbles. By immersing the metal layer in an ozone-containing liquid, the surface is oxidized to generate functional groups (hydroxyl group (—OH), oxygen (O), etc.), and the atomic composition ratio of oxygen atoms is controlled within the aforementioned range. it is conceivable that. Moreover, it is thought that a recessed part is formed when this bubble bursts on the surface of a metal layer by generating a bubble in an ozone containing liquid in that case.
The depth and opening width of the recesses are adjusted by controlling the size of the bubbles to be generated, and the density of the recesses is adjusted by controlling the density of the bubbles to be generated.
The method for generating bubbles in the ozone-containing liquid is not particularly limited, and examples thereof include the above-described ultrasonic vibration method and the method of dissolving gas in the liquid with pressure.

次いで、本実施形態に係るベルト部材を構成する各層について詳細に説明する。   Next, each layer constituting the belt member according to the present embodiment will be described in detail.

ここでは、本実施形態に係るベルト部材の構成を、図を用い一例を挙げて説明する。図1は、本実施形態に係るベルト部材の一例を示す概略構成図であり、画像形成装置において定着ベルトとして用いられるベルト部材を示す構成図である。
図1に示すベルト部材10は、管状の基材10Aの外周面上に、金属層10Bと、接着剤層10Cと、弾性層10Dと、離型層10Eと、が順に積層された層構成を有する無端ベルトである。なお、金属層10Bは、複数の層が積層されてなる多層型の金属層であり、下地金属層102、電磁誘導作用により自己発熱する電磁誘導金属層104、及び金属保護層106がこの順に積層されてなる。
そして、金属層10Bの外周表面を構成する金属保護層106は、深さが前記範囲である凹部を有し、かつ酸素原子の原子組成比が前述の範囲である。
Here, the configuration of the belt member according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a belt member according to the present embodiment, and is a configuration diagram illustrating a belt member used as a fixing belt in the image forming apparatus.
The belt member 10 shown in FIG. 1 has a layer configuration in which a metal layer 10B, an adhesive layer 10C, an elastic layer 10D, and a release layer 10E are sequentially laminated on the outer peripheral surface of a tubular base material 10A. It is an endless belt. The metal layer 10B is a multilayer metal layer in which a plurality of layers are stacked, and the base metal layer 102, the electromagnetic induction metal layer 104 that self-heats by electromagnetic induction, and the metal protective layer 106 are stacked in this order. Being done.
And the metal protective layer 106 which comprises the outer peripheral surface of the metal layer 10B has the recessed part whose depth is the said range, and the atomic composition ratio of an oxygen atom is the above-mentioned range.

なお、以下においては図1に示す構成のベルト部材10を例にして説明するが、本実施形態はこの構造に限定されるものではない。例えば、図1には金属層10Bとして、下地金属層102、電磁誘導金属層104、及び金属保護層106がこの順に積層されてなる構造を示すが、積層される金属層の数が異なっていてもよい。例えば、単層の金属層からなっていてもよい。また、接着剤層10Cを有していなくてもよく、離型層10Eを有していなくてもよい。
なお、以下において、各層の符号は省略して説明する場合がある。
In the following, the belt member 10 having the configuration shown in FIG. 1 will be described as an example, but the present embodiment is not limited to this structure. For example, FIG. 1 shows a structure in which a base metal layer 102, an electromagnetic induction metal layer 104, and a metal protective layer 106 are stacked in this order as the metal layer 10B, but the number of stacked metal layers is different. Also good. For example, it may consist of a single metal layer. Further, the adhesive layer 10C may not be provided, and the release layer 10E may not be provided.
In the following description, the reference numerals of each layer may be omitted.

[基材10A]
基材10Aは、例えば隣接する金属層10Bが電磁誘導作用により自己発熱する層を有する態様の場合、発熱した状態でも物性の変化が少なく高強度を維持し得る層であることがよい。このため、基材10Aは、主として耐熱性樹脂から構成されることが好ましい(本明細書において、「主として」、「主成分」とは、質量比で50%以上であることを意味し、以下も同義である)。
[Substrate 10A]
For example, in the case where the adjacent metal layer 10B has a layer that self-heats due to electromagnetic induction action, the base material 10A is preferably a layer that can maintain high strength with little change in physical properties even in a heated state. For this reason, it is preferable that the base material 10A is mainly composed of a heat-resistant resin (in the present specification, “mainly” and “main component” mean that the mass ratio is 50% or more, and Is also synonymous).

耐熱性樹脂から主に構成される基材10Aの場合、ベルト部材の内周面と接触する押圧部材との摺動性が確保され、押圧部材の寿命が延長される。更に、耐熱性樹脂には断熱効果があるため、金属層10Bからの熱を押圧部材へ逃がすことなく、効率よく外周表面側に伝熱し得る。   In the case of the base material 10A mainly composed of a heat-resistant resin, slidability with the pressing member in contact with the inner peripheral surface of the belt member is ensured, and the life of the pressing member is extended. Furthermore, since the heat resistant resin has a heat insulating effect, the heat from the metal layer 10 </ b> B can be efficiently transferred to the outer peripheral surface side without escaping to the pressing member.

基材10Aを構成しうる耐熱性樹脂としては、ポリイミド、芳香族ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー等の液晶材料、高耐熱かつ高強度の樹脂等が挙げられるが、これら以外にも、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリイミドアミド等が用いられる。これらの中でも、ポリイミドが望ましい。
また、耐熱性樹脂中に断熱効果のある充填材を加えたり、耐熱性樹脂を発泡させることにより、断熱効果を更に向上させてもよい。
Examples of the heat-resistant resin that can form the base material 10A include liquid crystal materials such as polyimide, aromatic polyamide, and thermotropic liquid crystal polymer, and high heat-resistant and high-strength resins. Besides these, polyester, polyethylene terephthalate Polyether sulfone, polyether ketone, polysulfone, polyimide amide, etc. are used. Among these, polyimide is desirable.
Moreover, you may improve the heat insulation effect further by adding the filler with a heat insulation effect in a heat resistant resin, or making a heat resistant resin foam.

基材10Aの厚さは、ベルト部材の長期にわたる繰り返しの周動搬送を実現する剛性と柔軟性とを両立させる観点から、10μm以上200μm以下の範囲が望ましく、30μm以上100μm以下の範囲がより望ましい。   The thickness of the base material 10A is preferably in the range of 10 μm or more and 200 μm or less, more preferably in the range of 30 μm or more and 100 μm or less, from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility for realizing long-term repeated circumferential conveyance of the belt member. .

また、基材10Aの引張り強度は200MPa以上(より好ましくは250MPa以上)を満たすことが好ましい。基材の引張り強度は、樹脂の種類、充填材の種類及び添加量によって調整し得る。
なお、基材の引張り強度(MPa)は、基材を幅5mmの短冊形状に切り出し、これを引張試験機Model 1605N(アイコーエンジニアリング社製)に設置し、10mm/sec等速で引張った際の引張破断強度(MPa)にして測定される。
Further, the tensile strength of the base material 10A preferably satisfies 200 MPa or more (more preferably 250 MPa or more). The tensile strength of a base material can be adjusted with the kind of resin, the kind of filler, and addition amount.
In addition, the tensile strength (MPa) of the base material is obtained by cutting the base material into a strip shape having a width of 5 mm and installing the base material in a tensile tester Model 1605N (manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.) and pulling at a constant speed of 10 mm / sec. Measured with tensile strength at break (MPa).

[下地金属層102]
下地金属層102は、基材10Aの外周面に電磁誘導金属層104を電解めっき法により形成するために予め形成される層である。電磁誘導金属層104の形成はコスト等の観点から電解めっき法で行うことが好ましいが、主に樹脂で構成される基材10Aを用いる場合には直接電解めっきを行うことが容易でないため、電磁誘導金属層104形成の観点で下地金属層102を設けることが好ましい。
[Underlying metal layer 102]
The base metal layer 102 is a layer formed in advance in order to form the electromagnetic induction metal layer 104 on the outer peripheral surface of the base material 10A by an electrolytic plating method. The formation of the electromagnetic induction metal layer 104 is preferably performed by an electrolytic plating method from the viewpoint of cost or the like. However, when the base material 10A mainly composed of a resin is used, it is not easy to perform the direct electrolytic plating. From the viewpoint of forming the induction metal layer 104, the base metal layer 102 is preferably provided.

基材10Aの外周面に下地金属層102を形成する方法としては、無電解めっき法、スパッタリング法、蒸着法等が挙げられ、成膜の容易性の観点から化学めっき法(無電解めっき法)が望ましく、中でも一般的な無電解ニッケルめっき層、無電解銅めっき層等が望ましい。   Examples of the method for forming the base metal layer 102 on the outer peripheral surface of the substrate 10A include an electroless plating method, a sputtering method, a vapor deposition method, and the like, and a chemical plating method (electroless plating method) from the viewpoint of easiness of film formation. Of these, general electroless nickel plating layers, electroless copper plating layers, and the like are preferable.

なお、無電解めっき法によって基材10Aの外周面に下地金属層102を形成する前に、金属粒子が付着し易いように、基材10Aの外周面の表面粗さを予め粗くする処理(粗面化処理)を施してもよい。粗面化処理としては、例えば、アルミナ砥粒等を用いたサンドブラスト、切削、サンドペーパーがけ等により、基材10Aの表面を粗面化する方法が挙げられる。   In addition, before forming the base metal layer 102 on the outer peripheral surface of the base material 10A by the electroless plating method, the surface roughness of the outer peripheral surface of the base material 10A is preliminarily roughened so that the metal particles easily adhere (roughness). Surface treatment) may be performed. Examples of the roughening treatment include a method of roughening the surface of the substrate 10A by sandblasting using alumina abrasive grains or the like, cutting, sandpaper polishing, or the like.

下地金属層102の厚さは0.1μm以上5μm以下の範囲が望ましく、0.3μm以上3μm以下の範囲がより望ましい。   The thickness of the base metal layer 102 is desirably in the range of 0.1 μm to 5 μm, and more desirably in the range of 0.3 μm to 3 μm.

なお、本実施形態に係るベルト部材を構成する各層の厚さは、ベルト部材の円筒体の周方向、軸方向について断面を作製し、走査型電子顕微鏡(日本電子社製「JSM6700F」)の加速電圧2.0kV、5000倍における観察像から膜厚を測定した値である。   The thickness of each layer constituting the belt member according to the present embodiment is determined by accelerating a scanning electron microscope (“JSM6700F” manufactured by JEOL Ltd.) by preparing a cross section in the circumferential direction and the axial direction of the cylindrical body of the belt member. It is the value which measured the film thickness from the observation image in voltage 2.0kV and 5000 times.

[電磁誘導金属層104]
電磁誘導金属層104は、磁界が印加された際にこの層内に発生する渦電流により発熱する機能を有する発熱層であり、電磁誘導作用を生ずる金属で構成される。
電磁誘導作用を生ずる金属としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、クロム、錫、亜鉛などの単一金属、又は、2種類以上の金属を含む合金を選択してもよい。コスト、発熱性能、及び加工性を考慮すると、銅、ニッケル、アルミニウム、鉄、クロムが適しており、その中でも特に、銅又は銅を主成分とする合金が望ましい。
[Electromagnetic induction metal layer 104]
The electromagnetic induction metal layer 104 is a heat generation layer having a function of generating heat by an eddy current generated in the layer when a magnetic field is applied, and is made of a metal that generates an electromagnetic induction effect.
As a metal that generates electromagnetic induction, for example, a single metal such as nickel, iron, copper, gold, silver, aluminum, chromium, tin, zinc, or an alloy containing two or more kinds of metals may be selected. . In consideration of cost, heat generation performance, and workability, copper, nickel, aluminum, iron, and chromium are suitable, and among these, copper or an alloy containing copper as a main component is particularly desirable.

電磁誘導金属層104は、周知の方法、例えば電解めっき処理を施すことで形成される。   The electromagnetic induction metal layer 104 is formed by performing a known method, for example, electrolytic plating.

電磁誘導金属層104の厚さは、その金属材質により最適な厚さが異なるが、例えば銅を電磁誘導金属層104に用いる場合、効率的に発熱させる観点から、電磁誘導金属層104の厚さは3μm以上50μm以下の範囲であることが好ましく、3μm以上30μm以下の範囲であることがより好ましく、5μm以上20μm以下の範囲であることがさらに好ましい。   The optimum thickness of the electromagnetic induction metal layer 104 differs depending on the metal material. For example, when copper is used for the electromagnetic induction metal layer 104, the thickness of the electromagnetic induction metal layer 104 is efficiently generated from the viewpoint of heat generation. Is preferably in the range of 3 μm to 50 μm, more preferably in the range of 3 μm to 30 μm, and still more preferably in the range of 5 μm to 20 μm.

[金属保護層106]
電磁誘導金属層104の外周表面側には、膜強度を向上させ、繰り返しの変形による亀裂や、長時間の繰り返し加熱による酸化劣化等を抑制し、発熱特性を維持するために、金属保護層を電磁誘導金属層104と接触して設けることが好ましい。
そして、本実施形態に係るベルト部材は、金属層10Bの外周表面に深さが前記範囲である凹部を有し、かつ酸素原子の原子組成比が前述の範囲である。
[Metal protective layer 106]
A metal protective layer is provided on the outer peripheral surface side of the electromagnetic induction metal layer 104 in order to improve the film strength, suppress cracks due to repeated deformation, oxidative deterioration due to repeated heating for a long time, and maintain heat generation characteristics. It is preferably provided in contact with the electromagnetic induction metal layer 104.
And the belt member which concerns on this embodiment has the recessed part whose depth is the said range on the outer peripheral surface of the metal layer 10B, and the atomic composition ratio of an oxygen atom is the above-mentioned range.

金属保護層106は、薄膜で破断強度が高く、耐久性及び耐酸化性が高いことが良く、耐酸化金属であることが望ましい。具体的には、例えば、銅、又はニッケルを含んで構成されることがよく、特に、繰り返しの変形による亀裂の発生、及び繰り返し加熱での酸化劣化等の抑制の点から、耐酸化金属であるニッケル(又はニッケル合金)を含むことが望ましい。
また、酸素原子の原子組成比を前述の範囲に制御し易くする観点からも、金属層10Bの外周表面にはニッケル(又はニッケル合金)を含むことが望ましい。
The metal protective layer 106 is a thin film with high breaking strength, high durability and high oxidation resistance, and is preferably an oxidation resistant metal. Specifically, for example, it may be configured to contain copper or nickel, and is particularly an oxidation-resistant metal from the viewpoint of suppressing the occurrence of cracks due to repeated deformation and oxidative deterioration due to repeated heating. It is desirable to include nickel (or a nickel alloy).
Moreover, it is desirable that the outer peripheral surface of the metal layer 10B contains nickel (or nickel alloy) from the viewpoint of easily controlling the atomic composition ratio of oxygen atoms within the aforementioned range.

金属保護層106の厚さは、その材質により最適な厚さが異なるが、例えばニッケルによって金属保護層106を形成する場合は、破断強度の不足による亀裂発生を抑制する一方、柔軟性が得られ、膜自体の熱容量が大きくなりすぎず、ウォームアップ時間を短く抑える観点から、2μm以上20μm以下の範囲であることが好ましく、2μm以上15μm以下の範囲であることがより好ましく、5μm以上10μm以下の範囲であることがさらに好ましい。   The optimum thickness of the metal protective layer 106 differs depending on the material. For example, when the metal protective layer 106 is formed of nickel, flexibility is obtained while suppressing cracking due to insufficient breaking strength. From the viewpoint of suppressing the warm-up time without increasing the heat capacity of the film itself, the range is preferably 2 μm or more and 20 μm or less, more preferably 2 μm or more and 15 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 10 μm or less. More preferably, it is in the range.

金属保護層106を形成する方法としては、薄膜での加工性を考慮した場合、電解めっき法で形成することが好ましく、中でも強度が高い電解ニッケルめっきがより好ましい。   As a method of forming the metal protective layer 106, in consideration of workability with a thin film, it is preferable to form the metal protective layer 106 by electrolytic plating, and among these, electrolytic nickel plating having high strength is more preferable.

電界めっき法により形成する場合、ニッケルイオン等の金属イオンを含むめっき液を準備し、このめっき液に下地金属層102及び電磁誘導金属層104を有する基材10Aを浸漬して電解めっきを行い、求められる厚さの電解めっき層(金属保護層106)を形成する。   When forming by an electroplating method, a plating solution containing metal ions such as nickel ions is prepared, and the substrate 10A having the base metal layer 102 and the electromagnetic induction metal layer 104 is immersed in this plating solution to perform electrolytic plating. An electrolytic plating layer (metal protective layer 106) having a required thickness is formed.

[接着剤層10C]
金属層10Bの外周表面を構成する層(図1では金属保護層106)と弾性層10Dとの間には、両層の接着性を向上させる観点で、接着剤層10Cを介在させてもよい。
[Adhesive layer 10C]
An adhesive layer 10C may be interposed between the layer constituting the outer peripheral surface of the metal layer 10B (the metal protective layer 106 in FIG. 1) and the elastic layer 10D from the viewpoint of improving the adhesion between the two layers. .

なお、熱伝導性等の観点から、接着剤層10Cは通常薄膜の層(例えば1μm以下)として設けられる。接着剤層10Cの厚さとしては、接着剤層の成形容易性の観点から、0.1μm以上1μm以下が好ましく、0.2μm以上0.5μm以下がより好ましい。   From the viewpoint of thermal conductivity, the adhesive layer 10C is usually provided as a thin film layer (for example, 1 μm or less). The thickness of the adhesive layer 10C is preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less, and more preferably 0.2 μm or more and 0.5 μm or less from the viewpoint of ease of forming the adhesive layer.

接着剤層10Cに用いられる接着剤としては、隣接する金属層10Bが発熱した状態でも物性の変化が少なく、かつ外周表面側への伝熱性に優れるものが好ましい。具体的には、シランカップリング剤系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、及びウレタン樹脂系接着剤等が挙げられる。   As the adhesive used for the adhesive layer 10C, an adhesive having little change in physical properties even when the adjacent metal layer 10B generates heat and having excellent heat transfer to the outer peripheral surface side is preferable. Specific examples include silane coupling agent-based adhesives, silicone-based adhesives, epoxy resin-based adhesives, and urethane resin-based adhesives.

これらの中でも、シランカップリング剤系接着剤がより好ましい。接着剤層10Cがシランカップリング剤系接着剤を含有することで、金属層10Bが外周表面に有する官能基(水酸基(−OH)、酸素原子(O)等)との結合の形成により接着剤層10Cとの接着がより強固になり、剥離の発生がより抑制し易くなる。
シランカップリング剤系接着剤としては、例えばビニル基系シランカップリング剤、エポキシ基系シランカップリング剤、アミノ基系シランカップリング剤、メタクリル基系シランカップリング剤、スチリル基系シランカップリング剤、及びアミノ基系シランカップリング剤等が挙げられ、この中でもビニル基系カップリング剤がより好ましい。
Among these, a silane coupling agent adhesive is more preferable. Since the adhesive layer 10C contains a silane coupling agent adhesive, the adhesive is formed by forming a bond with a functional group (hydroxyl group (—OH), oxygen atom (O), etc.) on the outer peripheral surface of the metal layer 10B. Adhesion with the layer 10C becomes stronger and the occurrence of peeling is more easily suppressed.
Examples of silane coupling agent adhesives include vinyl group silane coupling agents, epoxy group silane coupling agents, amino group silane coupling agents, methacryl group silane coupling agents, and styryl group silane coupling agents. And amino group-based silane coupling agents, among which vinyl group coupling agents are more preferable.

[弾性層10D]
弾性層10Dは、ベルト部材への外周側からの加圧に対して弾性を付与する観点で設けられる層であり、例えば画像形成装置において定着ベルトとして用いられる場合であれば、記録媒体上のトナー像の凹凸に追従して、ベルト部材の表面がトナー像に密着する役割を担う層である。特に、多色画像を形成する場合、弾性層10Dにより、記録媒体及びトナー像の加熱ムラによる発色性低下及び光沢ムラが抑制された画像が得られ易くなる。また、弾性層10Dが加圧部材との接触領域内で変形し、低荷重でも接触幅が得られることから、プロセス速度(記録媒体の搬送速度)が速くなってもトナー像への熱の受け渡しがなされて定着が行われ、白黒画像を形成する場合でも、高速化が実現し易くなる。
[Elastic layer 10D]
The elastic layer 10D is a layer provided from the viewpoint of imparting elasticity to the pressure applied from the outer peripheral side to the belt member. For example, when used as a fixing belt in an image forming apparatus, the toner on the recording medium This is a layer that follows the unevenness of the image and plays a role of bringing the surface of the belt member into close contact with the toner image. In particular, when a multicolor image is formed, the elastic layer 10D makes it easy to obtain an image in which the color development deterioration and the gloss unevenness due to the heating unevenness of the recording medium and the toner image are suppressed. In addition, since the elastic layer 10D is deformed in the contact area with the pressure member and a contact width can be obtained even with a low load, heat is transferred to the toner image even if the process speed (recording medium conveyance speed) is increased. The image is fixed and fixed, and even when a black and white image is formed, it is easy to increase the speed.

弾性層10Dは、例えば、100Paの外力印加により変形させても、もとの形状に復元する弾性材料から構成されることがよい。
弾性層10Dに用いられる弾性材料としては、シリコーンゴムが好ましい。金属層10Bの外周表面に直に接するよう弾性層10Dを形成する態様において、弾性層10Dがシリコーンゴムを含有することで、金属層10Bが外周表面に有する官能基(水酸基(−OH)、酸素原子(O)等)との結合の形成により弾性層10Dとの接着がより強固になり、剥離の発生がより抑制し易くなる。
The elastic layer 10D is preferably made of an elastic material that can be restored to its original shape even when deformed by applying an external force of 100 Pa, for example.
Silicone rubber is preferable as the elastic material used for the elastic layer 10D. In the embodiment in which the elastic layer 10D is formed so as to be in direct contact with the outer peripheral surface of the metal layer 10B, the elastic layer 10D contains silicone rubber, so that the functional group (hydroxyl group (—OH), oxygen Formation of a bond with an atom (O) or the like makes the adhesion to the elastic layer 10D stronger and makes it easier to suppress the occurrence of peeling.

シリコーンゴムとしては、例えば、RTVシリコーンゴム、HTVシリコーンゴム、液状シリコーンゴムなどが挙げられ、具体的には、ポリジメチルシリコーンゴム(MQ)、メチルビニルシリコーンゴム(VMQ)、メチルフェニルシリコーンゴム(PMQ)、フルオロシリコーンゴム(FVMQ)等が挙げられる。
市販品としては、例えば、東レダウコーニングシリコーン社製の液状シリコーンゴムSE6744等が挙げられる。
Examples of the silicone rubber include RTV silicone rubber, HTV silicone rubber, and liquid silicone rubber. Specifically, polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), methyl phenyl silicone rubber (PMQ). ), Fluorosilicone rubber (FVMQ) and the like.
Examples of the commercially available product include liquid silicone rubber SE6744 manufactured by Toray Dow Corning Silicone.

なお、本実施形態では、弾性層10Dに含まれる弾性材料中において、シリコーンゴムが主成分である(つまり質量比で50%以上含む)ことが好ましく、さらにその含有率は90質量%以上であることがより好ましく、99質量%以下であることがさらに好ましい。   In the present embodiment, in the elastic material included in the elastic layer 10D, it is preferable that silicone rubber is a main component (that is, 50% or more in terms of mass ratio), and the content is 90% by mass or more. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 99 mass% or less.

弾性層10Dには、弾性材料として他の材料を用いてもよい。例えば、フッ素ゴム等の耐熱性のゴムが挙げられる。フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン/プロピレン系ゴム、四フッ化エチレン/パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、フォスファゼン系ゴム、フルオロポリエーテル等が挙げられる。
市販品としては、例えば、DuPont Dow elastmers社製のバイトンB−202等が挙げられる。
Other materials may be used as the elastic material for the elastic layer 10D. For example, heat-resistant rubber such as fluorine rubber can be used. Examples of the fluororubber include vinylidene fluoride rubber, tetrafluoroethylene / propylene rubber, tetrafluoroethylene / perfluoromethyl vinyl ether rubber, phosphazene rubber, and fluoropolyether.
Examples of commercially available products include Viton B-202 manufactured by DuPont Dow elastmers.

弾性層10Dには、各種添加剤が配合されてもよい。
特に、弾性層10Dの熱伝導性を向上させる観点から、フィラーを添加することが好ましい。尚、フィラーの熱伝導率は、弾性層10Dにおいてより高い熱伝導性を得る観点から、0.3W/mK以上が好ましく、更には50W/mK以上がより好ましく、100W/mK以上が更に好ましい。
Various additives may be blended in the elastic layer 10D.
In particular, it is preferable to add a filler from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the elastic layer 10D. The thermal conductivity of the filler is preferably 0.3 W / mK or more, more preferably 50 W / mK or more, and even more preferably 100 W / mK or more from the viewpoint of obtaining higher thermal conductivity in the elastic layer 10D.

フィラーの材質としては、炭化物(例えば、カーボンブラック、カーボンファイバ、カーボンナノチューブ等)、酸化チタン、炭化ケイ素、タルク、マイカ、カオリン、酸化鉄、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、黒鉛、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化鉄、酸化セリウム、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、金属ケイ素等の周知の無機フィラーが挙げられる。
これらの中でも、熱伝導性の点から、窒化ケイ素、炭化ケイ素、黒鉛、窒化ホウ素、炭化物が好ましい。
Filler materials include carbides (for example, carbon black, carbon fiber, carbon nanotubes, etc.), titanium oxide, silicon carbide, talc, mica, kaolin, iron oxide, calcium carbonate, calcium silicate, magnesium oxide, graphite, silicon nitride And well-known inorganic fillers such as boron nitride, iron oxide, cerium oxide, aluminum oxide, magnesium carbonate, and metal silicon.
Among these, silicon nitride, silicon carbide, graphite, boron nitride, and carbide are preferable from the viewpoint of thermal conductivity.

弾性層10Dのフィラーの含有量は、求められる熱伝導性、機械的強度等により決定されればよい。例えば、弾性層10D中に占めるフィラーの含有率は、1質量%以上20質量%以下の範囲が好ましく、3質量%以上15質量%以下の範囲がより好ましく、5質量%以上10質量%以下の範囲がさらに好ましい。   The filler content of the elastic layer 10D may be determined by the required thermal conductivity, mechanical strength, and the like. For example, the content of the filler in the elastic layer 10D is preferably in the range of 1% by mass to 20% by mass, more preferably in the range of 3% by mass to 15% by mass, and more preferably in the range of 5% by mass to 10% by mass. A range is further preferred.

また、添加剤としては、例えば、軟化剤(パラフィン系等)、加工助剤(ステアリン酸等)、老化防止剤(アミン系等)、加硫剤(硫黄、金属酸化物、過酸化物等)、機能性充填剤(アルミナ等)等が挙げられる。   Examples of additives include softeners (paraffins, etc.), processing aids (stearic acid, etc.), anti-aging agents (amines, etc.), and vulcanizing agents (sulfur, metal oxides, peroxides, etc.). And functional fillers (such as alumina).

弾性層10Dの厚みは、例えば、30μm以上600μm以下であることがよく、望ましくは100μm以上500μm以下である。   The thickness of the elastic layer 10D is, for example, preferably 30 μm or more and 600 μm or less, and preferably 100 μm or more and 500 μm or less.

[離型層10E]
離型層10Eは、外周表面に離型性を付与するための層であり、例えば画像形成装置において定着ベルトとして用いられる態様においては、記録媒体と接触する側の面(外周表面)に、定着時に溶融状態のトナー像が固着するのを抑制する役割を担う層である。なお、離型層10Eは設けなくてもよい。
[Release layer 10E]
The release layer 10E is a layer for imparting releasability to the outer peripheral surface. For example, in an aspect used as a fixing belt in an image forming apparatus, fixing is performed on a surface (outer peripheral surface) on the side in contact with the recording medium. It is a layer that plays a role of suppressing the fixation of a molten toner image sometimes. Note that the release layer 10E may not be provided.

離型層10Eは、フッ素系化合物等の低表面エネルギー材料を主成分として含んで構成されることがよい。フッ素系化合物としては、例えば、フッ素ゴムや、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」という)、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、「PFA」という)、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体(以下、「FEP」という)等のフッ素樹脂などが挙げられるが、特に限定されるものではない。   The release layer 10E preferably includes a low surface energy material such as a fluorine-based compound as a main component. Examples of the fluorine compound include fluororubber, polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “PTFE”), perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter referred to as “PFA”), ethylene tetrafluoride ethylene hexafluoride propylene copolymer. A fluororesin such as a polymer (hereinafter referred to as “FEP”) is exemplified, but it is not particularly limited.

離型層10Eの厚さは、10μm以上100μm以下の範囲であることが望ましく、20μm以上50μm以下の範囲であることがより望ましい。離型層10Eの厚さが10μm以上であることにより、用紙の縁部での繰り返し摩擦による離型層10Eの摩滅が抑制される。また、離型層10Eの厚さが100μm以下であることにより、表面の柔軟性が保たれ、定着画像の粒状性が維持され、ウォームアップ時間も短縮される。   The thickness of the release layer 10E is preferably in the range of 10 μm to 100 μm, and more preferably in the range of 20 μm to 50 μm. When the thickness of the release layer 10E is 10 μm or more, wear of the release layer 10E due to repeated friction at the edge of the paper is suppressed. Further, when the thickness of the release layer 10E is 100 μm or less, the surface flexibility is maintained, the granularity of the fixed image is maintained, and the warm-up time is shortened.

弾性層10Dと離型層10Eの形成は公知の方法を適用すればよく、例えば塗布法によって金属層10B上に順次形成すればよい。
金属層10B上に、弾性層10Dと離型層10Eを塗布法により形成する場合には、これらの層を塗布形成する前に、金属層10B表面や弾性層10D表面に必要に応じて適切な接着剤(プライマー)による前処理を行うことが望ましい。
A known method may be applied to form the elastic layer 10D and the release layer 10E. For example, the elastic layer 10D and the release layer 10E may be sequentially formed on the metal layer 10B by a coating method.
When the elastic layer 10D and the release layer 10E are formed on the metal layer 10B by a coating method, an appropriate layer is appropriately applied to the surface of the metal layer 10B or the surface of the elastic layer 10D before applying these layers. It is desirable to perform a pretreatment with an adhesive (primer).

また、金属層10B上に、弾性層10D及び離型層10Eを塗布法により積層形成する場合には、塗布形成された塗膜を加熱処理する工程を経て弾性層10D及び離型層10Eが形成される。この塗膜の加熱処理に際しては、不活性ガス(窒素ガス・アルゴンガス等)雰囲気下で行ってもよい。   Further, when the elastic layer 10D and the release layer 10E are laminated on the metal layer 10B by a coating method, the elastic layer 10D and the release layer 10E are formed through a process of heat-treating the coated film formed. Is done. The heat treatment of the coating film may be performed in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, etc.) atmosphere.

また、離型層10Eは、チューブ状の離型層を予め準備し、例えばチューブの内面に接着層を形成した上で、弾性層10Dの外周上に被覆させることで、離型層を形成してもよい。   Further, the release layer 10E is prepared in advance by forming a tube-like release layer, for example, by forming an adhesive layer on the inner surface of the tube and then covering the outer periphery of the elastic layer 10D. May be.

−用途−
本実施形態に係るベルト部材は、例えば画像形成装置において好適に用いられる。具体的には、未定着のトナー像が表面に形成された記録媒体に対して前記トナー像を定着させる電磁誘導加熱方式の定着装置に用いられる定着ベルト、加圧ベルト等として用いられる。
-Use-
The belt member according to the present embodiment is suitably used, for example, in an image forming apparatus. Specifically, it is used as a fixing belt, a pressure belt, or the like used in an electromagnetic induction heating type fixing device that fixes the toner image onto a recording medium on which an unfixed toner image is formed.

<定着装置>
本実施形態に係る定着装置は、前述の本実施形態に係るベルト部材と、前記ベルト部材の外周面を加圧し、未定着のトナー画像が表面に形成された記録媒体を前記ベルト部材と共に挟み込む加圧部材と、前記ベルト部材の前記金属層を電磁誘導によって発熱させる電磁誘導装置と、を有する。
<Fixing device>
The fixing device according to this embodiment is configured to press the belt member according to the above-described embodiment and the outer peripheral surface of the belt member, and sandwich the recording medium on which the unfixed toner image is formed with the belt member. A pressure member, and an electromagnetic induction device that generates heat by electromagnetic induction of the metal layer of the belt member.

図3は、本実施形態に係る定着装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る定着装置100は上記本実施形態に係るベルト部材10を備える電磁誘導方式の定着装置である。図3に示すごとく、ベルト部材10の一部を加圧するよう加圧ロール(加圧部材)11が配置され、効率的に定着を行う観点でベルト部材10と加圧ロール11との間に接触領域(ニップ)が形成され、ベルト部材10は加圧ロール11の周面に沿った形に湾曲している。また、記録媒体の剥離性を確保する観点で前記接触領域(ニップ)の末端においてベルト部材が屈曲する屈曲部が形成される。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device according to the present embodiment.
The fixing device 100 according to the present embodiment is an electromagnetic induction type fixing device including the belt member 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, a pressure roll (pressure member) 11 is arranged so as to press a part of the belt member 10, and contact is made between the belt member 10 and the pressure roll 11 from the viewpoint of efficient fixing. A region (nip) is formed, and the belt member 10 is curved along the circumferential surface of the pressure roll 11. In addition, from the viewpoint of ensuring the peelability of the recording medium, a bent portion is formed where the belt member bends at the end of the contact area (nip).

加圧ロール11は、基材11A上にシリコーンゴム等による弾性層11Bが形成され、さらに弾性層11B上にフッ素系化合物による離型層11Cが形成されて構成されている。   The pressure roll 11 is configured such that an elastic layer 11B made of silicone rubber or the like is formed on a substrate 11A, and a release layer 11C made of a fluorine-based compound is formed on the elastic layer 11B.

ベルト部材10の内側には、加圧ロール11と対向する位置に対向部材13が配置されている。対向部材13は、金属、耐熱樹脂、耐熱ゴム等からなり、ベルト部材10の内周面に接して局所的に圧力を高めるパッド13Bと、パッド13Bを支持する支持体13Aを有している。   A counter member 13 is disposed inside the belt member 10 at a position facing the pressure roll 11. The facing member 13 is made of metal, heat-resistant resin, heat-resistant rubber, or the like, and has a pad 13B that is in contact with the inner peripheral surface of the belt member 10 and locally increases the pressure, and a support 13A that supports the pad 13B.

ベルト部材10を中心として加圧ロール11(加圧部材の一例)と対向する位置には、電磁誘導コイル(励磁コイル)12aを内蔵した電磁誘導装置12が設けられている。電磁誘導装置12は、電磁誘導コイルに交流電流を印加することにより、発生する磁場を励磁回路で変化させ、ベルト部材10の金属層10B(特に図1に示す態様のベルト部材では電磁誘導金属層104)に渦電流を発生させる。この渦電流が金属層10Bの電気抵抗によって熱(ジュール熱)に変換され、結果的にベルト部材10の表面が発熱する。
なお、電磁誘導装置12の位置は図3に示す位置に限定されず、例えば、ベルト部材10の接触領域に対して回転方向Bの上流側に設置されていてもよいし、ベルト部材10の内側に設置されていてもよい。
An electromagnetic induction device 12 incorporating an electromagnetic induction coil (excitation coil) 12a is provided at a position facing the pressure roll 11 (an example of a pressure member) with the belt member 10 as the center. The electromagnetic induction device 12 applies an alternating current to the electromagnetic induction coil to change the generated magnetic field by an excitation circuit, and the metal layer 10B of the belt member 10 (especially the electromagnetic induction metal layer in the belt member of the embodiment shown in FIG. 1). 104), an eddy current is generated. This eddy current is converted into heat (Joule heat) by the electric resistance of the metal layer 10B, and as a result, the surface of the belt member 10 generates heat.
The position of the electromagnetic induction device 12 is not limited to the position shown in FIG. 3. For example, the electromagnetic induction device 12 may be installed upstream of the contact region of the belt member 10 in the rotational direction B, or inside the belt member 10. It may be installed in.

本実施形態に係る定着装置100では、ベルト部材10の端部に固定されたギアに駆動装置により駆動力が伝達されることで、ベルト部材10が矢印B方向に自己回転し、ベルト部材10の回転に伴って加圧ロール11は逆方向、すなわち矢印C方向に回転する。
未定着トナー像14が形成された記録媒体15は、矢印A方向に、定着装置100におけるベルト部材10と加圧ロール11との接触領域(ニップ)に通され、未定着トナー像14が溶融状態として圧力が加えられて記録媒体15に定着される。
In the fixing device 100 according to the present embodiment, when the driving force is transmitted to the gear fixed to the end of the belt member 10 by the driving device, the belt member 10 self-rotates in the arrow B direction, and the belt member 10 Along with the rotation, the pressure roll 11 rotates in the reverse direction, that is, in the direction of arrow C.
The recording medium 15 on which the unfixed toner image 14 is formed is passed through the contact area (nip) between the belt member 10 and the pressure roll 11 in the fixing device 100 in the direction of arrow A, and the unfixed toner image 14 is in a molten state. Is applied to the recording medium 15 by applying pressure.

<画像形成装置>
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる本実施形態に係る定着装置と、を有する。
<Image forming apparatus>
An image forming apparatus according to the present embodiment includes an image carrier, a charging device that charges the surface of the image carrier, and an electrostatic latent image forming device that forms an electrostatic latent image on the charged surface of the image carrier. A developing device that develops the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with toner to form a toner image, and a transfer that transfers the toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium And a fixing device according to this embodiment for fixing the toner image to the recording medium.

図4は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置200は、図4に示すように、感光体(像保持体の一例)202、帯電装置204、レーザー露光装置(潜像形成装置の一例)206、ミラー208、現像装置210、中間転写体212、転写ロール(転写装置の一例)214、クリーニング装置216、除電装置218、定着装置100、及び給紙装置(給紙ユニット220、給紙ローラ222、レジストローラ224、及び、記録媒体ガイド226)を備えている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the image forming apparatus 200 according to the present embodiment includes a photosensitive member (an example of an image holding member) 202, a charging device 204, a laser exposure device (an example of a latent image forming device) 206, a mirror 208, and development. Device 210, intermediate transfer body 212, transfer roll (an example of a transfer device) 214, cleaning device 216, static eliminator 218, fixing device 100, and paper feed device (paper feed unit 220, paper feed roller 222, registration roller 224, And a recording medium guide 226).

この画像形成装置200で画像形成を行う場合、まず、感光体202に近接して設けられた非接触型の帯電装置204が、感光体202の表面を帯電させる。   When image formation is performed with the image forming apparatus 200, first, a non-contact type charging device 204 provided in the vicinity of the photoconductor 202 charges the surface of the photoconductor 202.

帯電装置204により帯電した感光体202の表面に各色の画像情報(信号)に応じたレーザー光が、ミラー208を介してレーザー露光装置206より照射されて静電潜像が形成される。   Laser light corresponding to the image information (signal) of each color is irradiated from the laser exposure device 206 through the mirror 208 on the surface of the photosensitive member 202 charged by the charging device 204, thereby forming an electrostatic latent image.

現像装置210は、感光体202の表面に形成された潜像にトナーを付与することによりトナー像を形成する。現像装置210は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナーをそれぞれ収容した各色の現像器(不図示)を備えており、現像装置210が矢印方向に回転することにより、感光体202の表面に形成されている潜像に各色のトナーを付与し、トナー像が形成される。   The developing device 210 forms a toner image by applying toner to the latent image formed on the surface of the photoreceptor 202. The developing device 210 includes developing devices (not shown) for the respective colors, each containing toners of four colors, cyan, magenta, yellow, and black. Each color toner is applied to the latent image formed on the surface to form a toner image.

感光体202の表面に形成された各色のトナー像は、感光体202と中間転写体212との間に印加されたバイアス電圧により、感光体202と中間転写体212との接触部において、各色のトナー像毎に画像情報と一致するように中間転写体212の外周面に重ねて転写される。   The toner images of the respective colors formed on the surface of the photoconductor 202 are changed in color at the contact portion between the photoconductor 202 and the intermediate transfer body 212 by a bias voltage applied between the photoconductor 202 and the intermediate transfer body 212. Each toner image is transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer body 212 so as to coincide with the image information.

中間転写体212は、外周面が感光体202の表面に接触し矢印E方向に回転する。
中間転写体212の周囲には、感光体202の他に、転写ロール214が設けられている。
The intermediate transfer member 212 has an outer peripheral surface that contacts the surface of the photoreceptor 202 and rotates in the direction of arrow E.
In addition to the photoconductor 202, a transfer roll 214 is provided around the intermediate transfer body 212.

多色のトナー像が転写された中間転写体212は矢印E方向に回転する。中間転写体212上のトナー像は、転写ロール214と中間転写体212との接触部において、給紙装置によって接触部に矢印A方向に搬送されてきた記録媒体15の表面に転写される。   The intermediate transfer body 212 onto which the multicolor toner image has been transferred rotates in the direction of arrow E. The toner image on the intermediate transfer body 212 is transferred to the surface of the recording medium 15 conveyed to the contact portion in the direction of arrow A by the paper feeding device at the contact portion between the transfer roll 214 and the intermediate transfer body 212.

なお、中間転写体212と転写ロール214との接触部への給紙は、給紙ユニット220に収納された記録媒体が、給紙ユニット220に内蔵された不図示の記録媒体押し上げ手段により給紙ローラ222に接触する位置まで押し上げられ、その記録媒体15が給紙ローラ222に接触した時点で、給紙ローラ222及びレジストローラ224が回転することにより記録媒体ガイド226に沿って矢印A方向に搬送されることにより行われる。   The recording medium housed in the paper feeding unit 220 is fed by a recording medium push-up unit (not shown) built in the paper feeding unit 220 to feed the contact portion between the intermediate transfer body 212 and the transfer roll 214. When the recording medium 15 is pushed up to a position where it contacts the roller 222 and contacts the paper feed roller 222, the paper feed roller 222 and the registration roller 224 rotate to convey along the recording medium guide 226 in the direction of arrow A. Is done.

記録媒体15の表面に転写されたトナー像は、矢印A方向に移動し、ベルト部材10と加圧ロール11との接触領域(ニップ)では、トナー像14は溶融状態で記録媒体15の表面に押圧され、記録媒体15の表面に定着される。これにより、記録媒体の表面に定着した画像が形成される。   The toner image transferred to the surface of the recording medium 15 moves in the direction of arrow A, and the toner image 14 is melted on the surface of the recording medium 15 in the contact area (nip) between the belt member 10 and the pressure roll 11. It is pressed and fixed on the surface of the recording medium 15. Thereby, an image fixed on the surface of the recording medium is formed.

中間転写体212の表面にトナー像を転写した後の感光体202の表面はクリーニング装置216によって清掃される。
感光体202の表面はクリーニング装置216によって清掃された後、除電装置218によって除電される。
The surface of the photoconductor 202 after the toner image is transferred to the surface of the intermediate transfer body 212 is cleaned by the cleaning device 216.
The surface of the photoconductor 202 is cleaned by the cleaning device 216 and then discharged by the charge removing device 218.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下において「%」は、特に断りのない限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. In the following, “%” is based on mass unless otherwise specified.

〔実施例1〕
・基材(PI基材)の作製
ポリイミド前駆体(ポリイミドワニス「U−イミドAH」、ユニチカ社製)のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液を、直径φ30mmの金型上にフローコーターにて塗布し、380℃までステップ昇温(25℃→120℃1時間→250℃1時間→380℃1時間→25℃)して焼成した。
これにより、内径30mm、膜厚60μm、幅400mmのポリイミド(樹脂単一層)によるシームレス樹脂管状体を得た。
[Example 1]
-Preparation of substrate (PI substrate) N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of polyimide precursor (polyimide varnish "U-imide AH", manufactured by Unitika Ltd.) is flow-coated onto a mold with a diameter of 30 mm. Then, the temperature was stepped up to 380 ° C. (25 ° C. → 120 ° C. for 1 hour → 250 ° C. for 1 hour → 380 ° C. for 1 hour → 25 ° C.).
Thereby, a seamless resin tubular body made of polyimide (resin single layer) having an inner diameter of 30 mm, a film thickness of 60 μm, and a width of 400 mm was obtained.

得られた管状のシームレス樹脂管状体の表面を、液体ホーニング装置(不二精機製、LH−8TTHiS)を用い、表面粗さRa=0.5μm以上1.0μm以下となるよう粗面化処理した。なお、ホーニング条件は砥粒#320、噴射圧0.3MPa、噴射距離100mm、処理時間1.5分で実施した。
粗面化されたシームレス樹脂管状体の表面の砥粒をイオン交換水にて洗い流した後、さらに圧縮空気で水分を除去し、PI基材を得た。
The surface of the obtained tubular seamless resin tubular body was subjected to a surface roughening treatment using a liquid honing apparatus (manufactured by Fuji Seiki, LH-8TTHiS) so that the surface roughness Ra = 0.5 μm or more and 1.0 μm or less. . The honing conditions were as follows: abrasive grain # 320, spray pressure 0.3 MPa, spray distance 100 mm, and processing time 1.5 minutes.
After the abrasive grains on the surface of the roughened seamless resin tubular body were washed away with ion-exchanged water, moisture was removed with compressed air to obtain a PI base material.

・下地金属層の形成
次に、PI基材をめっき治具に組み込み、無電解めっき処理により厚さ0.5μmの無電解銅めっき層(下地金属層)を形成した。
-Formation of base metal layer Next, the PI base material was incorporated in a plating jig, and an electroless copper plating layer (base metal layer) having a thickness of 0.5 µm was formed by electroless plating.

・電磁誘導金属層の形成
無電解銅めっき層(下地金属層)を形成した後、めっき治具両端に電極をセットし、硫酸銅めっき液により電解めっき処理を施し、厚さ10μmの電解銅めっき層(電磁誘導金属層)を形成した。
-Formation of an electromagnetic induction metal layer After forming an electroless copper plating layer (underlying metal layer), electrodes are set on both ends of the plating jig and subjected to electrolytic plating with a copper sulfate plating solution. A layer (electromagnetic induction metal layer) was formed.

・金属保護層の形成
次いで、ニッケルイオンを含むめっき液に浸漬してニッケルの電解めっきを行い、厚さ9μmの電解ニッケル層(金属保護層)を形成した。
-Formation of a metal protective layer Next, it immersed in the plating solution containing a nickel ion, nickel electroplating was performed, and the 9-micrometer-thick electrolytic nickel layer (metal protective layer) was formed.

・金属層表面処理
前記電解ニッケル層(金属保護層)を形成した後、この金属保護層の表面を10%硝酸と5%過酸化水素水との質量比50:50混合液に浸漬し、超音波装置(株式会社エスエヌディ社製、製品名:US−30JS)を使用し、出力200W、周波数100kHzの超音波振動を5秒間与え、金属層の表面処理を行った。
金属保護層表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察し、前述の方法で凹部の深さ(平均深さ)、開口幅、密度を測定した。また、金属層保護層表面における酸素(O)の原子組成比をX線光電分光法(XPS)で測定した。結果を表1に示す。
-Metal layer surface treatment After forming the electrolytic nickel layer (metal protective layer), the surface of the metal protective layer was immersed in a 50:50 mixture of 10% nitric acid and 5% hydrogen peroxide, Using a sonic device (product name: US-30JS, manufactured by SND Co., Ltd.), ultrasonic vibration having an output of 200 W and a frequency of 100 kHz was applied for 5 seconds to perform surface treatment of the metal layer.
The surface of the metal protective layer was observed with an atomic force microscope (AFM), and the depth (average depth), opening width, and density of the recesses were measured by the above-described methods. Moreover, the atomic composition ratio of oxygen (O) on the surface of the metal layer protective layer was measured by X-ray photoelectric spectroscopy (XPS). The results are shown in Table 1.

・接着剤の塗布
形成された金属保護層の外周面に、接着剤としてシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング社製、製品名:DY39−111A/B)を、厚さ0.3μmとなるよう塗布して接着剤層を形成した。
-Application of adhesive On the outer peripheral surface of the formed metal protective layer, a silane coupling agent (manufactured by Dow Corning Toray, product name: DY39-111A / B) as an adhesive is 0.3 μm in thickness. This was applied to form an adhesive layer.

・弾性層及び離型層の形成
次に、金属保護層の外周面に、スパイラルコート装置を用いて液状シリコーンゴム(信越化学工業社製、液状シリコーンゴムX34−1053)を塗布(厚さ200μm)し、一次加硫(120℃、15分)した後、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)チューブ(厚さ30μm、内面に接着層を有するもの)を被覆し、接着焼成(200℃、2時間)を実施した。
こうして、外周面に弾性層及び離型層を順次形成した後、両端部15mmを切除しベルト部材を得た。
-Formation of elastic layer and release layer Next, liquid silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., liquid silicone rubber X34-1053) was applied to the outer peripheral surface of the metal protective layer using a spiral coater (thickness 200 μm) Then, after primary vulcanization (120 ° C., 15 minutes), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) tube (thickness 30 μm, having an adhesive layer on the inner surface) was coated and fired ( 200 ° C., 2 hours).
Thus, after an elastic layer and a release layer were sequentially formed on the outer peripheral surface, both end portions 15 mm were cut off to obtain a belt member.

〔実施例2〕
実施例1において、金属層表面処理を以下の方法による処理に変更した以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
・金属層表面処理
金属保護層の表面を、エコデザイン株式会社製のオゾン水生成装置(ED−OW−7)で発生させたオゾン水(オゾン濃度30ppm)に浸漬し、超音波装置(株式会社エスエヌディ社製、製品名:US−30JS)を使用し、出力200W、周波数100kHzの超音波振動を10秒間与え、金属層の表面処理を行った。
凹部の深さ(平均深さ)、開口幅、密度、酸素(O)の原子組成比の測定結果を表1に示す。
[Example 2]
In Example 1, a belt member was obtained in the same manner as in Example 1 except that the metal layer surface treatment was changed to the treatment by the following method.
-Metal layer surface treatment The surface of the metal protective layer is immersed in ozone water (ozone concentration 30 ppm) generated by an ozone water generator (ED-OW-7) manufactured by Ecodesign Co., Ltd. The surface of the metal layer was subjected to surface treatment by applying ultrasonic vibration having an output of 200 W and a frequency of 100 kHz for 10 seconds using a product of USNDI, product name: US-30JS.
Table 1 shows the measurement results of the depth (average depth) of the recesses, the opening width, the density, and the atomic composition ratio of oxygen (O).

〔比較例1〕
実施例1において、金属層表面処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
金属保護層表面を原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果、凹部は存在しなかった。また、酸素(O)の原子組成比の測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
In Example 1, a belt member was obtained in the same manner as in Example 1 except that the metal layer surface treatment was not performed.
As a result of observing the surface of the metal protective layer with an atomic force microscope (AFM), no recess was present. Table 1 shows the measurement results of the atomic composition ratio of oxygen (O).

<評価試験1/加圧繰り返しストレス試験>
フリクションプレーヤ(株式会社レスカ社製、製品名:Friction Player FPR−2000)に、弾性層を上に向けてベルト部材を設置し、その上からステンレスピンで荷重1kgfをかけ、45°円弧上を往復運動させた。その際に金属層における最外表面を構成する層(金属保護層)と、弾性層との間で剥離が発生するまでの回数を測定した。
また、その結果を以下の基準に照らした評価した。
A(○):3000回まで発生なし
B(△):2000回まで発生なし、3000回までに発生
C(×):2000回までに発生
<Evaluation Test 1 / Pressure Repeated Stress Test>
A belt member is installed on a friction player (Reska Co., Ltd., product name: Friction Player FPR-2000) with the elastic layer facing upward, and a load of 1 kgf is applied with a stainless steel pin from above to a 45 ° arc. I exercised. In that case, the frequency | count until peeling generate | occur | produces between the layer (metal protective layer) which comprises the outermost surface in a metal layer, and an elastic layer was measured.
The results were evaluated against the following criteria.
A (○): No occurrence up to 3000 times B (△): No occurrence up to 2000 times Occurrence up to 3000 times C (x): Occurrence up to 2000 times

<評価試験2/画像形成装置内耐久試験>
ベルト部材を、画像形成装置(富士ゼロックス社製、型番:ApeosPort−V C7776)における電磁誘導方式の定着装置に定着ベルトとして搭載し、富士ゼロックス社製のコピーペーパーC2紙に500kpv(500×10枚)の画像形成を行った。その後、ベルト部材における金属保護層と弾性層との間での剥離の発生の有無を確認した。
また、その結果を以下の基準に照らした評価した。
A(○):剥離の発生なし
B(×):剥離の発生あり
<Evaluation Test 2 / Durability Test in Image Forming Apparatus>
The belt member is mounted as a fixing belt on an electromagnetic induction type fixing device in an image forming apparatus (manufactured by Fuji Xerox, model number: ApeosPort-V C7776), and 500 kpv (500 × 10 3) on copy paper C2 paper manufactured by Fuji Xerox. Image). Then, the presence or absence of generation | occurrence | production of peeling between the metal protective layer and elastic layer in a belt member was confirmed.
The results were evaluated against the following criteria.
A (○): No peeling occurred B (×): The peeling occurred



表1及び表2に示す通り、凹部を有さずかつ酸素原子の原子組成比の値も前述の範囲を満たさない比較例に比べ、実施例では接着性が向上し剥がれが抑制されていることが分かる。   As shown in Tables 1 and 2, compared to the comparative example that does not have a recess and the value of the atomic composition ratio of oxygen atoms does not satisfy the aforementioned range, the adhesiveness is improved and peeling is suppressed in the examples. I understand.

10 ベルト部材
10A 基材
10B 金属層
10C 接着剤層
10D 弾性層
10E 離型層
11 加圧ロール
11A 基材
11B 弾性層
11C 離型層
12 電磁誘導装置
13 対向部材
13A 支持体
13B パッド
14 トナー像
15 記録媒体
100 定着装置
102 下地金属層
104 電磁誘導金属層
106 金属保護層
200 画像形成装置
202 感光体
204 帯電装置
206 露光装置
210 現像装置
212 中間転写体
214 転写ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Belt member 10A Base material 10B Metal layer 10C Adhesive layer 10D Elastic layer 10E Release layer 11 Pressure roll 11A Base material 11B Elastic layer 11C Release layer 12 Electromagnetic induction apparatus 13 Opposing member 13A Support body 13B Pad 14 Toner image 15 Recording medium 100 Fixing device 102 Underlying metal layer 104 Electromagnetic induction metal layer 106 Metal protective layer 200 Image forming device 202 Photoconductor 204 Charging device 206 Exposure device 210 Developing device 212 Intermediate transfer member 214 Transfer roll

Claims (6)

外周表面に深さ1nm以上100nm以下の凹部を有し、かつ外周表面における酸素原子の原子組成比が40atom%以上80atom%以下である金属層と、
前記金属層の外周側に、前記金属層に直に接するか又は接着剤層を介して配置される弾性層と、
を有するベルト部材。
A metal layer having a recess having a depth of 1 nm or more and 100 nm or less on the outer peripheral surface and an atomic composition ratio of oxygen atoms on the outer peripheral surface being 40 atom% or more and 80 atom% or less;
On the outer peripheral side of the metal layer, an elastic layer disposed in direct contact with the metal layer or via an adhesive layer;
A belt member.
前記金属層は、少なくとも外周表面を構成する層がニッケルめっき層である請求項1に記載のベルト部材。   2. The belt member according to claim 1, wherein at least a layer constituting the outer peripheral surface of the metal layer is a nickel plating layer. 前記弾性層が前記接着剤層を介して前記金属層の外周側に配置され、かつ前記接着剤層がシランカップリング剤を含有する請求項1又は請求項2に記載のベルト部材。   The belt member according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer is disposed on an outer peripheral side of the metal layer via the adhesive layer, and the adhesive layer contains a silane coupling agent. 前記弾性層が前記金属層の外周側に直に接して配置され、かつ前記弾性層がシリコーンゴムを含有する請求項1又は請求項2に記載のベルト部材。   The belt member according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer is disposed in direct contact with the outer peripheral side of the metal layer, and the elastic layer contains silicone rubber. 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のベルト部材であって、前記金属層が電磁誘導により発熱する電磁誘導金属層を少なくとも有する層であるベルト部材と、
前記ベルト部材の外周表面を加圧する加圧部材と、
前記電磁誘導金属層を電磁誘導によって発熱させる電磁誘導装置と、
を有し、
未定着のトナー像が表面に形成された記録媒体を前記ベルト部材と前記加圧部材とで挟み込んで前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置。
The belt member according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal layer is a layer having at least an electromagnetic induction metal layer that generates heat by electromagnetic induction,
A pressure member that pressurizes the outer peripheral surface of the belt member;
An electromagnetic induction device that heats the electromagnetic induction metal layer by electromagnetic induction;
Have
A fixing device that fixes a toner image to the recording medium by sandwiching a recording medium having an unfixed toner image formed on the surface between the belt member and the pressure member.
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項5に記載の定着装置と、
を有する画像形成装置。
An image carrier,
A charging device for charging the surface of the image carrier;
An electrostatic latent image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on the surface of the charged image carrier;
A developing device for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier with toner to form a toner image;
A transfer device for transferring a toner image formed on the surface of the image carrier to a recording medium;
The fixing device according to claim 5, wherein the toner image is fixed to the recording medium.
An image forming apparatus.
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