JP4707821B2

JP4707821B2 - Fixing belt and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4707821B2
Application number: JP2000344089A
Authority: JP
Inventors: 秀樹柏原; 真弘山川; 茂雄松藤; 敏彦滝口; 千明加藤
Original assignee: Canon Inc; Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Current assignee: Canon Inc; Sumitomo Electric Fine Polymer Inc
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: JP2002148975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電鋳（ｅｌｅｃｔｒｏｆｏｒｍｉｎｇ）により形成され、加熱処理や熱劣化による硬度及び強度の低下が極めて小さく、耐熱性、耐久性に優れた無端状ニッケルベルトに関する。また、本発明は、該無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、その上に、所望により弾性層を介して、離型層が形成された被覆ベルトとその製造方法に関する。本発明の無端状ニッケルベルト及び被覆ベルトは、例えば、電子写真複写機や静電記録装置などの画像形成装置における定着ベルト、転写ベルト、搬送ベルトなどとして好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式や静電記録方式の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンターなどの画像形成装置においては、一般に、▲１▼感光体表面を一様かつ均一に帯電する工程、▲２▼像露光を行って、感光体表面に静電潜像を形成する工程、▲３▼静電潜像にトナーを付着させて、トナー像を形成する工程、▲４▼感光体上のトナー像を転写紙やＯＨＰシートなどの転写材上に転写する工程、▲５▼転写材上のトナー像を定着する工程を含む一連の工程によって、画像を形成している。
【０００３】
トナーとしては、結着樹脂と着色剤とを含有する着色微粒子が用いられている。トナー像の定着は、一般に、転写材上のトナーを加熱加圧して、トナーの結着樹脂を溶融または軟化させ、トナーを転写材上に固着させることにより行われている。
【０００４】
このような画像形成装置において、各部には、定着ローラ、加圧ローラ、搬送ローラ、帯電ローラ、転写ローラなどの各種ローラ部材が配置されており、各工程での機能を分担している。これらのローラ部材としては、一般に、アルミニウムなどの芯金上に、直接または弾性層を介して、フッ素樹脂などの耐熱性樹脂からなる離型層が形成されたものが使用されている。
【０００５】
近年、装置の小型化、省エネルギー化、印字・複写の高速化などの要求に応えるために、このようなローラ部材に代えて、無端状ベルト部材（エンドレスベルトまたはチューブ）を用いることが提案されている。例えば、従来の定着ローラは、電源を投入した後、該定着ローラ内に内蔵する加熱手段により、その表面が定着温度にまで加熱されるのに比較的長時間を必要とするため、複写機などの画像形成装置の使用に待ち時間が生じるという問題があった。これに対して、無端状ベルト部材からなる定着ベルトは、その内面に接触する加熱手段を配置することにより、薄い定着ベルトを介するだけで、転写材上のトナー像をほぼ直接的に加熱して定着させることができるため、電源投入後の待ち時間をなくすことができる。金属ベルト基材を用いた定着ベルトでは、電磁誘導加熱方式を適用することもできる。
【０００６】
このような定着ベルトは、一般に、ポリイミド樹脂や金属からなるベルト基材の上に、直接または弾性層を介して、離型層を形成した構造を有している。離型層は、多くの場合、フッ素樹脂などの耐熱性と離型性に優れた耐熱性樹脂からなる耐熱性樹脂層である。耐熱性樹脂からなる離型層は、弾力性に乏しいため、ベルト基材と離型層との間に弾性層を配置して、定着性を向上させることが多い。離型層がフッ素ゴム層等の弾力性と離型性とを備えたゴム層である場合、中間の弾性層を省略することができる。転写ベルト、帯電ベルト、搬送ベルトなどでは、ベルト基材単独、もしくはベルト基材と離型層からなるベルト部材であってもよい。
【０００７】
このようなベルト部材の金属ベルト基材として、電鋳により形成された無端状ニッケルベルトが知られている。電鋳法では、導電性を有する母型（電型、鋳型）に電気メッキまたは無電解メッキにより金属を析出させた後、この金属を母型から剥離して製品とする。母型が金属の場合には、剥離のための表面処理を施し、非金属の場合には、メッキを行なうための導電性処理を施す。電鋳によれば、母型の形状を忠実かつ正確に複写することができ、精度の高い製品を得ることができる。
【０００８】
無端状電鋳ニッケルベルトは、例えば、ステンレス製の円筒状母型を陰極とし、その表面にニッケルメッキ浴を用いて電気メッキを施してニッケルメッキ膜を形成し、これを脱型することにより製造することができる。ところが、無端状電鋳ニッケルベルとは、耐熱性が不充分であり、例えば、その表面にフッ素樹脂層などの離型層を形成する際の加熱処理(例えば、高温でのフッ素樹脂の焼成）によって、硬度及び強度が著しく低下する。また、無端状電鋳ニッケルベルトは、高温条件下での使用により硬度及び強度が低下する。したがって、このような無端状電鋳ニッケルベルトを基材とするベルト部材は、耐熱性及び耐久性に劣るという問題があった。
【０００９】
このような問題を解決する方法として、特許第２７０６４３２号公報には、０．０５〜０．６重量％(質量％）のマンガン(Ｍｎ)を含むニッケル・マンガン合金から形成されたマイクロビッカース硬度が４５０〜６５０の無端状電鋳シートを基材とする電子写真用定着ベルトが提案されている。しかし、単にマンガンを含有させた無端状電鋳ニッケルベルトは、場所による硬度のバラツキが生じやすく、これを基材とする定着ベルトは、回転時に強度の弱い部分から破壊する現象が生じやすいという問題があった。
【００１０】
また、前記公報には、弾性層と離型層とを有する定着ベルトの製造方法として、無端状電鋳ニッケルベルト基材の外周面にプライマーを塗布した後、シリコーンゴム層を設けて、２００℃で１２０分間の熱処理を行ない、次いで、該シリコーンゴム層の上にフッ素ゴムとフッ素樹脂との混合物層を設けて、２８０℃で３０分間焼き付ける方法が開示されている。
【００１１】
しかし、このような製造方法では、離型層の焼成温度がシリコーンゴムの耐熱温度を越えるため、焼成時の加熱処理により下層のシリコーンゴム層が劣化しやすい。したがって、無端状電鋳ニッケルベルト基材上に弾性層と離型層とをこの順に形成する製造方法では、無端状ニッケルベルト基材の耐熱性を向上させたとしても、弾性層が劣化しやすく、ベルト部材の耐久性に悪影響を及ぼす。しかも、この製造方法では、シリコーンゴム層を形成した後、その表面を研削して形状を整える必要がある。また、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの混合物を形成した後にも、その表面を研磨して表面平滑性を高める必要がある。
【００１２】
従来、ローラ部材の製造方法として、芯金上にシリコーンゴムなどの弾性層を形成し、その上にフッ素樹脂チューブを被せて、加熱収縮させて離型層とする方法が知られている。この方法を金属ベルト基材を用いたベルト部材の製造方法に適用すれば、弾性層を劣化させることなく離型層を形成することができる。しかし、この方法は、フッ素樹脂チューブの加熱収縮時にシワが発生しやすく、しかもフッ素樹脂層を薄くすることができないという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、電鋳により形成され、加熱処理や熱劣化による硬度及び強度の低下が極めて小さく、耐熱性、耐久性に優れた無端状ニッケルベルトを提供することにある。また、本発明の課題は、該無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、耐熱性、離型性、表面平滑性、耐久性などに優れた被覆ベルトを提供することにある。
【００１４】
さらに、本発明の課題は、該無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、その上に弾性層を介して離型層が形成された被覆ベルトの製造方法であって、▲１▼弾性層の劣化を引き起こすことがなく、▲２▼離型層の破れやシワの発生などの問題がなく、▲３▼フッ素樹脂などからなる離型層の厚みを薄くすることができ、▲４▼弾性層と離型層との密着性を向上させることも可能で、▲５▼研削工程を省略することができ、▲６▼柔軟で硬度のバラツキがない弾性層を形成することができる被覆ベルトの製造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究した結果、電鋳により形成された無端状ニッケルベルト（「無端状電鋳ニッケルベルト」ともいう）の炭素含有量を０．０１〜０．１質量％という限定された範囲内に制御することにより、耐熱性が顕著に改善され、耐久性に優れた無端状電鋳ニッケルベルトの得られることを見出した。本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、高度の耐熱性と耐久性の観点から、硫黄含有量が０．１質量％以下、マンガン含有量が０．５質量％以下、そして、ビッカース硬度（ＨＶ）が３００〜４５０であることが好ましい。
【００１６】
このような耐熱性、耐久性に優れた無端状電鋳ニッケルベルトを金属ベルト基材として使用し、その上に、所望により弾性層を介して、離型層を形成することにより、耐熱性、離型性、表面平滑性、耐久性などに優れた被覆ベルトを得ることができる。
【００１７】
さらに、該無端状電鋳ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、円筒状金型を用いて、離型層を先に形成した後、弾性層を形成する製造方法を採用することにより、弾性層の劣化などの問題点のない高性能・高品質の被覆ベルトの得られることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、炭素含有量が０．０１〜０．１質量％であり、かつ、硫黄含有量が０．０２〜０．０５質量％である、電鋳により形成された無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材として有することを特徴とする定着ベルトが提供される。
また、本発明によれば、上記の定着ベルトであって、金属ベルト基材上に、直接または少なくとも一層の弾性層を介して、離型層が形成されている定着ベルトの製造方法において、
〔Ｉ〕該金属ベルト基材として、上記の無端状ニッケルベルトを使用し、かつ、
〔ＩＩ〕下記の工程：
（１）円筒状金型の内面に耐熱性樹脂材料を塗布して、耐熱性樹脂からなる離型層を形成する工程、
（２）所望により、離型層の内面にフッ素樹脂を含有するゴム組成物を塗布し加硫して、ゴム組成物からなる弾性層（Ｂ２）を形成する工程、
（３）円筒状金型の中空内に金属ベルト基材を挿入する工程、及び
（４）金属ベルト基材の外面と離型層または弾性層（Ｂ２）の内面との間の空隙にゴム材料を注入し加硫して、ゴムからなる弾性層（Ｂ１）を形成する工程、により各層を形成することを特徴とする定着ベルトの製造方法が提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
１．無端状電鋳ニッケルベルト
本発明の無端状ニッケルベルトは、無端状電鋳ニッケルベルトであって、より具体的には、電鋳により形成された炭素含有量が０．０１〜０．１質量％であり、かつ、硫黄含有量が０．０２〜０．０５質量％の無端状ニッケルベルトである。本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、それ単独で金属ベルト基材として使用することができるが、定着ベルト等の用途に用いる場合には、通常は、その外周面に、直接またはシリコーンゴム層などの弾性層を介して、フッ素樹脂層などの離型層が形成された被覆ベルトとして使用する。
【００２１】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、炭素含有量が０．０１〜０．１質量％の範囲内にあることが必要である。炭素含有量を０．０１〜０．１質量％の範囲内に制御することにより、金属ベルト基材として要求される水準の硬度を維持しながら、熱老化によっても硬度及び強度が低下しない無端状電鋳ニッケルベルトを得ることができる。炭素含有量が過大であると、炭素がニッケルの結晶粒界に析出し、強度低下の原因となる。本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、多くの場合、０．０５〜０．１質量％の範囲内で、ビッカース硬度と耐熱性を高度にバランスさせやすい。炭素含有量が過小でも過大でも、耐熱性が低下して、連続的な加熱条件下でビッカース硬度と強度が著しく低下する。
【００２２】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトの硫黄含有量は、０．０２〜０．０５質量％である。硫黄含有量が過大であると、連続的な加熱条件下で硫黄がニッケルの結晶粒界に析出して硬度及び強度の低下を引き起こす。
【００２３】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトもマンガン（Ｍｎ）含有量は、好ましくは０．５質量％以下である。マンガン含有量は、ゼロ（０．００質量％以下）でもよいが、マンガンを含有させる場合には、硬度と耐熱性の観点から、好ましくは０．０５〜０．５質量％、より好ましくは０．１〜０．５質量％の範囲内の含有量に制御することが望ましい。無端状電鋳ニッケルベルトが少量のマンガンを含有していると、マンガンが硫黄を固溶して結晶粒内に留めて粒界への析出を防止し、それによって、熱老化時の脆化を抑制すると推定される。マンガン含有量が過大であると、熱老化時に硬く脆くなる。
【００２４】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、ビッカース硬度（ＨＶ）が好ましくは３００以上、より好ましくは３００〜４５０、特に好ましくは４００〜４５０である。ビッカース硬度が低すぎると、金属ベルト基材としての必要な強度を得ることが難しくなる。ビッカース硬度は、高くてもよいが、あまり高すぎると、耐熱性、耐久性が低下することがある。
【００２５】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、炭素含有量を制御することにより、さらには、硫黄及びマンガン含有量をも制御することにより、耐熱性、耐久性に優れており、具体的に、２３０℃の雰囲気中で２日間保持する熱老化試験後のビッカース硬度の初期値に対する変化率が好ましくは１０％以内、より好ましくは６％以内である。この変化率は、ゼロ％であることが特に好ましい。この変化率が大き過ぎると、連続的な加熱条件下で、硬度及び強度が著しく低下する。
【００２６】
本発明の無端状電鋳ニッケルベルトは、硫酸ニッケルや塩化ニッケルを主成分とするワット浴やスルファミン酸ニッケルを主成分とするスルファミン酸浴などのニッケルメッキ浴を用いて、電鋳法により形成される。電鋳法は、母型の表面に厚メッキを行ない、これを母型から剥離して製品を得る方法である。無端状電鋳ニッケルベルトを得るには、ステンレス、黄銅、アルミニウムなどからなる円筒を母型とし、その表面にニッケルメッキ浴を用いてニッケルメッキ膜を形成する。母型がシリコン樹脂や石膏などの不導体である場合には、黒鉛、銅粉、銀鏡、スパッタリングなどにより、導電性処理を行なう。金属母型への電鋳では、ニッケルメッキ膜の剥離を容易にするために、母型の表面に酸化膜、化合物膜、黒鉛粉塗布膜などの剥離膜を形成するなどの剥離処理を行なうことが好ましい。
【００２７】
ニッケルメッキ浴は、ニッケルイオン源、アノード溶解剤、ｐＨ緩衝剤、その他の添加剤からなる。ニッケルイオン源としては、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケルなどが挙げられる。アノード溶解剤としては、ワット浴の場合、塩化ニッケルがこの役割を果たしており、この他のニッケル浴では、塩化アンモニウム、臭化ニッケルなどが用いられている。ニッケルメッキは、一般に、ｐＨ３．０〜６．２の範囲で行なわれるが、この間の望ましい範囲に調整するために、ホウ酸、ギ酸、酢酸ニッケルなどのｐＨ緩衝剤が用いられる。その他の添加剤としては、平滑化、ピット防止、結晶微細化、残留応力の低減などを目的として、例えば、光沢剤、ピット防止剤、内部応力減少剤などが用いられる。
【００２８】
本発明では、無端状電鋳ニッケルベルトの炭素含有量、硫黄含有量、マンガン含有量、ビッカース硬度などを所望の範囲内に制御するために、ニッケルメッキ浴で使用する各成分の種類や添加量を調整する。例えば、マンガンを含有させるには、ニッケルメッキ浴に、硫酸マンガンやスルファミン酸マンガンなどのマンガン化合物を添加する。硫黄含有量を所望の範囲に制御するには、ニッケルイオン源や光沢剤などとして、硫黄原子を含有しないか、硫黄原子の含有量が少ない化合物を使用する。
【００２９】
炭素含有量を所望の範囲に制御するには、光沢剤の種類や添加量を調整する方法が好ましい。光沢剤は、一般に、第一種光沢剤と第二種光沢剤とに分類され、高光沢を得るために両者が併用されることが多い。これらのうち、第一種光沢剤は、＝Ｃ−ＳＯ₂−の構造を持つ有機化合物であり、例えば、スルホン酸塩（例えば、１，３，６−トリナフタリンスルホン酸ナトリウム等の芳香族スルホン酸塩）、スルホンイミド（例えば、サッカリン）、スルホンアミド、スルフィン酸などが用いられる。これらの中でも、芳香族スルホン酸塩が好ましい。
【００３０】
第二種光沢剤としては、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｃ、Ｃ≡Ｎ、Ｃ＝Ｎ、Ｃ≡Ｃ、Ｎ−Ｃ＝Ｓ、Ｎ＝Ｎ、−ＣＨ₂−ＣＨ−Ｏ−等の構造を持つ有機化合物が挙げられる。これらの中でも、１，４−ブチンジオールなどのアルキンジオールやクマリンなどが代表的なものである。本発明において、無端状電鋳ニッケルベルトの炭素含有量を所望の範囲内に制御するには、例えば、ニッケルメッキ浴へアルキンジオールを添加して、炭素を共析させる方法が好ましい。炭素含有量は、アルキンジオールの添加量を調整することにより制御することができる。より具体的には、第一光沢剤として、例えば芳香族スルホン酸塩を使用し、第二光沢剤として、例えば１，４−ブチンジオールの如きアルキンジオールを用いて、その際、アルキンジオールの添加量を２０〜１００ｐｐｍの範囲に調整する方法が挙げられる。ただし、本発明は、特定の方法に限定されるものではなく、炭素含有量を前記範囲内に制御できるならば如何なる方法でも採用することができる。
【００３１】
ニッケルメッキ浴の組成としては、例えば、硫酸ニッケル２００〜３５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル２０〜５０ｇ／Ｌ、ホウ酸２０〜４０ｇ／Ｌ、適量の界面活性剤、適量の光沢剤などを含有するワット浴を挙げることができる。スルファミン酸浴の組成としては、スルファミン酸ニッケル２００〜４５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル０〜３０ｇ／Ｌ、ホウ酸２０〜４０ｇ／Ｌ、適量の界面活性剤、適量の光沢剤などを含有するものを挙げることができる。マンガンを含有させる場合には、各浴中に、硫酸マンガンやスルファミン酸マンガンを好ましくは１５０ｇ／Ｌ以下、より好ましくは１００ｇ／Ｌ以下の範囲で添加することが好ましい。ｐＨは、好ましくは３．５〜４．５である。浴温は、好ましくは４０〜６０℃である。
電流密度は、好ましくは０．５〜１５Ａ／ｄｍ²であり、高濃度浴の場合には、３〜４０Ａ／ｄｍ² である。
【００３２】
無端状電鋳ニッケルベルトの厚み、幅、内径などは、用途に応じて適宜定めることができ、特に限定されないが、厚みは、通常１０〜１０００μｍ、好ましくは１５〜５００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍ程度である。熱伝導性、機械的強度、可撓性などのバランスの観点から、３０〜８０μｍ程度の厚みであることが最も好ましい。電子写真複写機の定着ベルトや転写ベルトなどの用途に適用する場合には、幅を転写紙などの転写材の幅に応じて適宜定めることができる。
【００３３】
２．被覆ベルトの構成
本発明の被覆ベルトは、金属ベルト基材（A）上に、直接または少なくとも一層の弾性層（B)を介して、離型層（C)が形成された被覆ベルトであって、該金属ベルト基材（A)が、電鋳により形成された炭素含有量が０．０１〜０．１質量％の無端状ニッケルベルトからなるものである。
【００３４】
本発明の被覆ベルトの層構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の被覆ベルトの層構成の一例を示す断面図であり、金属ベルト基材１の上に離型層３が形成された層構成を有している。図２は、本発明の被覆ベルトの層構成の他の一例を示す断面図であり、金属ベルト基材１の上に弾性層２が形成され、該弾性層２の上に離型層３が形成された層構成を有している。図３は、本発明の被覆ベルトの他の一例を示す断面図であり、金属ベルト基材１の上に第一弾性層２′及び第二弾性層２″がこの順に形成され、第二弾性層２″の上に離型層３が形成されている。ただし、各層の実際の形成工程は、これらの層構成の順と同じでない場合がある。後述するように、円筒状金型を用いる被覆ベルトの製造方法では、離型層３を形成した後、第二弾性層２″または弾性層２を形成することができる。
【００３５】
弾性層を設ける場合には、通常は１層でよいが、必要に応じて２層以上とすることができる。弾性層を形成する材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性に優れたゴム材料であることが好ましい。また、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどのゴムにフッ素樹脂を混合したゴム組成物を用いることもできる。例えば、図３に示す層構成の被覆ベルトにおいて、第一弾性層２′をシリコーンゴムまたはフッ素ゴムからなるゴム層とし、第二弾性層２″をゴムとフッ素樹脂との混合物からなるゴム組成物層とすることができ、それによって、第一弾性層２′と離型層３（フッ素樹脂層）との間の密着性を高めることができる。
【００３６】
弾性層の厚み（２層以上ある場合には、合計厚み）は、用途に応じて適宜定めることができ、特に限定されないが、画像形成装置の定着ベルトなどの用途では、通常、０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍである。弾性層が２層以上である場合には、各層の厚みは任意に定めることができるが、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの柔軟性を有するゴム層の厚みを３０〜７０％程度とすることが好ましい。
【００３７】
離型層は、通常、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などの離型性を有する耐熱性樹脂を用いて形成されるが、所望により、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはフッ素ゴムとフッ素樹脂との混合物、シリコーンゴムとフッ素樹脂との混合物などの離型性と弾性とを兼ね備えたゴム層またはゴム組成物層とすることができる。後者の場合、離型層が弾性を有するので、弾性層を省略することができる。
【００３８】
離型層が耐熱性樹脂層である場合、その厚みは、通常０．１〜１５０μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍである。離型層が弾性を有するゴム層である場合には、通常、１０μｍ〜５ｍｍ、好ましくは２０μｍ〜３ｍｍ程度である。被覆ベルトの幅や外径などは、用途に応じて適宜定めることができる。
【００３９】
３．離型層
離型層は、前述した通り、通常、フッ素樹脂などの離型性を有する耐熱性樹脂を用いて形成されるが、所望により、シリコーンゴムやフッ素ゴム、あるいはフッ素ゴムとフッ素樹脂との混合物、シリコーンゴムとフッ素樹脂との混合物などの離型性と弾性とを兼ね備えたゴム層またはゴム組成物層とすることができる。
【００４０】
耐熱性樹脂としては、１５０℃以上の温度で連続使用しても、溶融もしくは軟化することがなく、劣化も実質的に進行しない耐熱性を有する樹脂が好ましい。
本発明の被覆ベルトが定着ベルトなどとして高温条件下で使用される場合を想定すると、耐熱性樹脂は、連続使用可能温度が２００℃以上の高度に耐熱性を有する合成樹脂であることがより好ましい。このような耐熱性樹脂としては、例えば、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ビスマレイミド樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、耐熱性と離型性に優れる点で、フッ素樹脂が好ましい。
【００４１】
本発明で使用するフッ素樹脂としては、例えば、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／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、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）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などを挙げることができる。
【００４２】
これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。被覆ベルトを定着ベルトや加圧ベルトなどとして用いる場合には、これらのフッ素樹脂の中でも、耐熱性の観点からＰＴＦＥ及びＰＦＡが好ましい。溶融流動性があり、かつ、表面平滑性に優れたフッ素樹脂被膜が得られ易いことから、ＰＦＡがより好ましい。
【００４３】
フッ素樹脂は、液状フッ素樹脂塗料として使用することができるが、成形性や離型性を高める上で、粉体の形状（粉体塗料）で使用することが好ましい。フッ素樹脂粉体の平均粒子径は、特に限定されないが、粉体塗装法により均一な厚みの薄い被膜を形成する上で、１０μｍ以下であることが好ましい。その下限は、通常１μｍ程度である。特に、平均粒子径１０μｍ以下のＰＦＡ粉体を用いることが好ましい。フッ素樹脂粉体を塗装するには、汎用の各種粉体塗装法を採用することができるが、それらの中でも、粉体を帯電させて塗布する静電塗装法（静電粉体吹き付け法）を用いることが、均一で、よく締まった塗着粉体層を形成する上で好ましい。
【００４４】
フッ素樹脂は、無端状電鋳ニッケルベルト基材の上に塗装した後、常法に従って焼成する。フッ素樹脂層と無端状電鋳ニッケルベルトとの間に弾性層を配置する場合には、円筒状金型の内面に、好ましくは粉体塗装法によりフッ素樹脂塗膜を形成した後、常法に従って、フッ素樹脂を焼成する。焼成後のフッ素樹脂被膜の厚みは、通常、０．１〜１５０μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍ程度である。弾性層が下層にある場合、弾性層の柔軟性を充分に生かすには、この厚みを３０μｍ以下にすることができる。
【００４５】
フッ素樹脂粉体を粉体塗装することにより、液状フッ素樹脂塗料の場合のように、塗料中にフッ素樹脂粒子を分散させるための界面活性剤が配合されていないので、純粋なフッ素樹脂の被膜が形成できる。これによって、焼成後に炭化した不純物がフッ素樹脂被膜中に残存することがないので、表面平滑性及び離型性に優れたフッ素樹脂層を形成することができる。
【００４６】
ポリイミド層を形成する場合には、無端状電鋳ニッケルベルト基材上または円筒状金型内面にポリイミドワニスを塗布し、乾燥後、加熱して脱水・閉環（イミド化）させる。耐熱性樹脂が熱可塑性樹脂の場合には、その溶液を塗布し乾燥させる。その他の耐熱性樹脂層の厚みも、フッ素樹脂層の場合と同様に調整することが好ましい。
【００４７】
フッ素樹脂層などの耐熱性樹脂層と弾性層との間の密着力を向上させるために、円筒状金型内面に形成した耐熱性樹脂被膜の活性化処理を行うことが好ましい。耐熱性樹脂被膜の活性化処理法としては、ＵＶランプ、エキシマランプ等による紫外線照射、コロナ放電、プラズマ処理、電子線照射、イオン照射、レーザー照射等の照射による物理的処理；金属ナトリウムによる化学的処理；処理液による湿式エッチング処理；などが挙げられる。これらの活性化処理によって、例えば、フッ素樹脂被膜の表面からフッ素原子が引き抜かれたり、耐熱性樹脂被膜の表面が親水化されたりするので、弾性層との間の密着力が高まる。また、耐熱性樹脂層表面には、弾性層の材質に適した接着剤を塗布することができる。
【００４８】
４．弾性層
弾性層を形成する材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性に優れたゴム材料を使用する。また、弾性層を形成する材料として、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどのゴムにフッ素樹脂を混合したゴム組成物を用いることもできる。弾性層は、１層でもよいが、２層またはそれ以上の多層とすることもできる。
【００４９】
弾性層の形成に使用されるゴム材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性に優れたゴムが用いられる。耐熱性ゴムとは、被覆ベルトを例えば定着ベルトや加圧ベルトとして使用した場合、定着温度での連続使用に耐える程度の耐熱性を有するものをいう。具体的には、１５０℃以上の温度で連続使用しても、溶融もしくは軟化することがなく、劣化も実質的に進行しない耐熱性を有するゴム材料が好ましい。
【００５０】
ゴム材料としては、耐熱性が特に優れている点で、ミラブルまたは液状のシリコーンゴム、フッ素ゴム、またはこれらの混合物が好ましい。具体的には、ジメチルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム；フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテルなどのフッ素ゴム；などが挙げられる。これらの中でも、金型内に注入しやすい液状シリコーンゴムを用いることが好ましい。これらのゴムは、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００５１】
ゴム材料には、所望により、カーボンブラック、マイカ、酸化チタンなどの無機充填材や、天然樹脂などの有機充填材を配合することができる。充填材の配合割合は、ゴム材料１００重量部に対して、通常１００重量部以下、好ましくは８０重量部以下である。ゴム材料には、軽量化や柔軟性のために有機マイクロバルーンを配合することもできる。弾性層の厚みは、用途や設置する機械装置の構造、目標とする弾性、用いる材料の硬度等を勘案して適宜設定されるが、通常０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍである。
【００５２】
離型層（C)（特にフッ素樹脂層）と弾性層（B)との間の密着性を高めるために、両者の中間に、フッ素樹脂を含有する耐熱性ゴム組成物層を設けることができる。円筒状金型の内面にフッ素樹脂被膜を形成した後、フッ素樹脂を含有する耐熱性ゴム組成物層を形成する。加熱処理により、耐熱性ゴム組成物層をフッ素樹脂層などの離型層(C)と融着させることができる。
【００５３】
耐熱性ゴム材料としては、短時間であっても、フッ素樹脂の融点に相当する高温に耐えられるシリコーンゴムやフッ素ゴムが好ましいが、高耐熱性の点でフッ素ゴムが特に好ましい。耐熱性ゴム材料中に含有させるフッ素樹脂の種類は、特に限定されず、前述の如き各種フッ素樹脂を使用することができる。耐熱性ゴム材料中に含有させるフッ素樹脂は、低温で溶融するフッ素樹脂であることが、耐熱性ゴム材料の熱処理温度を低くすることができるので好ましい。低温で溶融するフッ素樹脂としては、融点が３５０℃以下のフッ素樹脂が好ましく、融点３０５℃以下のＰＦＡが特に好ましい。耐熱性ゴム材料中のフッ素樹脂の含有量は、特に限定されないが、最外層のフッ素樹脂被膜との融着性の点から、耐熱性ゴム材料１００重量部に対して、５重量部以上が好ましく、耐熱性ゴム層の柔軟性の点から５０重量部以下が好ましい。
【００５４】
５．被覆ベルトの製造方法
無端状電鋳ニッケルベルトの上に、直接、フッ素樹脂などの離型層が形成された被覆ベルトは、無端状電鋳ニッケルベルトの上に、所望によりプライマー処理を行なった後、離型性と耐熱性とを兼ね備えた耐熱性樹脂層やゴム層を直接形成する方法により製造することができる。
【００５５】
これに対して、無端状電鋳ニッケルベルトの上に、弾性層を介して、フッ素樹脂などの耐熱性樹脂からなる離型層を配置した被覆ベルトを製造する場合、無端状電鋳ニッケルベルトの上に弾性層を形成した後、その上にフッ素樹脂などの耐熱性樹脂層を形成する方法を採用すると、フッ素樹脂の焼成等の加熱処理により、下層の弾性層が劣化し、両者の界面での密着性も損われやすい。
【００５６】
そこで、本発明では、弾性層と離型層を有する被覆ベルトの耐久性を向上させるために、金属ベルト基材（A)上に、少なくとも一層の弾性層(B)を介して、離型層（C)が形成された被覆ベルトの製造方法において、金属ベルト基材（A)として、電鋳により形成された炭素含有量が０．０１〜０．１質量％の無端状ニッケルベルトを使用するとともに、下記の一連の工程
（１）円筒状金型の内面に耐熱性樹脂材料を塗布して、耐熱性樹脂からなる離型層（C)を形成する工程、
（２）所望により、離型層（C)の内面にフッ素樹脂を含有するゴム組成物を塗布し加硫して、ゴム組成物からなる弾性層（B2)を形成する工程、
（３）円筒状金型の中空内に金属ベルト基材（A)を挿入する工程、及び
（４）金属ベルト基材（A)の外面と離型層（C)または弾性層（B2)の内面との間の空隙にゴム材料を注入し加硫して、ゴムからなる弾性層（B1)を形成する工程により各層を形成することが好ましい。工程（４）の後、弾性層と離型層とを有する被覆ベルトを円筒状金型から脱型する。
【００５７】
図４は、本発明の被覆ベルトの一具体例の製造工程を示す説明図である。第１工程では、円筒状金型４の内面に耐熱性樹脂材料を塗布して、耐熱性樹脂層３を形成する。すなわち、図４（ａ）の断面図に示すように、円筒状金型４の内面に耐熱性樹脂材料を塗布して、耐熱性樹脂層３を形成する。耐熱性樹脂材料として、例えば、フッ素樹脂粉体を使用する場合には、円筒状金型４の内面にフッ素樹脂粉体を塗装し、焼成して、フッ素樹脂被膜を形成する。耐熱性樹脂材料として、ポリイミドワニスを使用する場合には、円筒状金型４の内面にポリイミドワニスを塗布し、乾燥させた後、加熱処理してイミド化して、ポリイミド樹脂被膜を形成する。熱可塑性樹脂の場合には、その溶液を塗布し、乾燥して熱可塑性樹脂被膜を形成する。耐熱性樹脂層を形成した後、弾性層との密着性を高めるため、必要に応じて、耐熱性樹脂層内面の活性化処理を行ったり、接着剤の塗布を行うことができる。
【００５８】
第２工程では、所望により、耐熱性樹脂層の内面に、フッ素樹脂を含有する耐熱性ゴム組成物を塗布し、該フッ素樹脂の融点以上の温度で加熱処理して、フッ素樹脂を含有するゴム組成物からなる弾性層（B2)を形成する。この第２工程は、図面を省略している。すなわち、図４には、弾性層が１層の場合が示されている。
【００５９】
第３工程では、円筒状金型４の中空内に金属ベルト基材（A)を挿入する。図４（ｂ）に示すように、円筒状金型４の中空内に、支持体５を差し込んだ金属ベルト基材１を挿入する。金属ベルト基材１の表面には、弾性層との密着性を高めるため、接着剤を塗布しておいてもよい。円筒状金型４の中心と金属ベルト基材１の中心が一致するようにセットする(軸心を合わせる）。金属ベルト基材を差し込む支持体５としては、ステンレス製の棒や筒などの変形し難い耐熱性材料からなるものが好ましい。
【００６０】
第４工程では、金属ベルト基材１と耐熱性樹脂層３との間の隙間に、ゴム材料を注入し、次いで、加硫して弾性層を形成する。具体的には、図４（ｃ）に示すように、耐熱性樹脂層３と金属ベルト基材１との間の隙間に、未加硫のゴム材料２を注入し、加硫して、加硫ゴム層を形成する。加硫条件は、使用するゴムの種類に応じて選択される。液状シリコーンゴムの場合には、熱加硫を行う。ゴムの材料の注入には、インジェクション、押し出しなどの適当な方法を採用することができる。ゴム材料の注入や加硫に際し、通常は、円筒状金型の一端または両端を密封する。
【００６１】
図４（ｄ）に示すように、ゴム材料の加硫後、耐熱性樹脂層及びゴム層とともに、金属ベルト基材１を円筒状金型４から引き抜く。また、金属ベルト基材１から支持体５を抜き取る。かくして、金属ベルト基材１上に弾性層と耐熱性樹脂からなる離型層とがこの順に形成された被覆ベルトが得られる。
【００６２】
弾性層（B1)と耐熱性樹脂層（C)との中間に、接着性を向上させるために、例えば、耐熱性ゴム材料にフッ素樹脂を含有させたゴム組成物層（B2)を形成する場合には、図４（ａ）に示す第１工程の後、第２工程として、耐熱性樹脂層３の表面に、ゴム組成物を塗布し、該フッ素樹脂の融点以上の温度で加熱処理して、耐熱性樹脂層と融着したゴム組成物層を形成する。次いで、図３（ｂ）〜（ｄ）に示す各工程を実施する。この方法では、第１工程の後、耐熱性樹脂層内面のエッチング処理などの活性化処理工程を省略しても、ゴム組成物層（B2)を介して、ゴム層（B1)との間の密着性を充分に高めることが可能である。この方法では、弾性層が２層（B1,B2)となる。
【００６３】
本発明で使用する円筒状金型は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製であることが好ましいが、フッ素樹脂の焼成温度やポリイミド前駆体のポリイミド化時の熱処理温度に耐える耐熱性を持つものであれば、これらに限定されるものではない。円筒状金型の内面に良好な離型性を持たせることが、最終工程で、耐熱性樹脂層及び加硫ゴム層と共にローラ基材を円筒状金型から引き抜く（脱型する）のを容易にする上で好ましい。円筒状金型内面に離型性を持たせるには、平滑化処理を行うことが好ましい。
【００６４】
円筒状金型の内面を平滑化処理するには、例えば、アルミニウム製の場合には、引き抜き材を使用したり、その他の材質であれば、クロムメッキ、ニッケルメッキなどの表面処理を行う方法がある。平滑化処理により、円筒状金型内面の表面粗さ（Ｒｚ）を２０μｍ以下とすることが好ましい。ホーニング処理等により、Ｒｚで５μｍ以下とすることがより好ましい。円筒状金型内面の平滑化処理により、脱型が容易になることに加えて、表面平滑性に優れた耐熱性樹脂層(離型層)を形成することができる。
【００６５】
円筒状金型の長さは、所望の用途に用いるベルト部材の被覆部分の長さであり、その内径は、実質的に金属ベルト基材の外径と被覆層との厚みの和により規定される。円筒状金型の厚みは、フッ素樹脂の焼成時、ポリイミド前駆体のイミド化時、ゴムの加硫時などにおける熱伝導を考慮して適宜決定されるが、通常、１〜１０ｍｍ程度であることが好ましい。ただし、好ましい厚みは、材質によって選択される。なお、円筒状金型の外形は、必ずしも円筒状である必要はなく、筒状の内面を有するものであればよい。
【００６６】
上記製造方法によれば、フッ素樹脂などの耐熱性樹脂からなる離型層を先に形成しておき、弾性層を後から形成することができるため、耐熱性樹脂層の加熱処理による弾性層の劣化を防ぐことができる。また、研削処理などの煩雑な操作を行なうことなく、表面平滑性に優れた被覆ベルトを得ることができる。
【００６７】
６．作用
本発明では、電鋳により形成された炭素含有量が０．０１〜０．１質量％の無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材として用いるため、金属ベルト基材の耐熱性、耐久性、硬度、強度などのバランスに優れている。本発明の無端状電鋳ニッケルベルトを金属ベルト基材とする被覆ベルトは、画像形成装置の定着ベルトなどの用途に好適であり、高温の定着温度等の高温条件下で連続使用しても、耐久性が損われることがない。
【００６８】
本発明の製造方法によれば、フッ素樹脂などの耐熱性樹脂からなる離型層を先に形成しておき、弾性層を後から形成することができるため、耐熱性樹脂層の加熱処理による弾性層の劣化を防ぐことができる。また、研磨処理などの煩雑な操作を行なうことなく、表面平滑性に優れた被覆ベルトを得ることができる。有機マイクロバルーンを含有するゴム材料を注入して熱加硫を行うと、耐熱性樹脂被膜の表面がより平滑で離型性にも優れるものになる。円筒状金型の内面を平滑化処理しておくことにより、耐熱性樹脂層の表面をさらに平滑にすることができる。
【００６９】
フッ素樹脂被膜の形成方法として、円筒状金型の内面にフッ素樹脂粉体を塗装し、焼成して、フッ素樹脂被膜を形成すると、フッ素樹脂ワニスなどの液状塗料を用いた場合に比較して、界面活性剤などの不純物が被膜中に残留せず、離型性に優れた表面が得られる。従来の技術において、ＰＦＡチューブを用いえ被覆する場合には、厚みが５０μｍ以上になり、ゴム層の柔らかさを充分に生かせない場合があった。これに対して、本発明では、所望により、フッ素樹脂被膜などの耐熱性樹脂層の厚みを３０μｍ以下にまで薄くすることができるため、ゴム層の柔らかさを充分に生かすことができる。したがって、本発明の被覆ベルトは、高度の柔軟性が要求される用途に適用することが可能である。
【００７０】
本発明では、金属ベルト基材として無端状電鋳ニッケルベルトを用いているため、これを定着ベルトの用途に使用する場合、ヒーターを用いた加熱方式以外に、電磁誘導加熱方式を採用することができる。
【００７１】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明について、より具体的に説明する。なお、ここでは、定着ベルトとしての実験結果を示すが、本発明の被覆ベルトは、定着ベルトの用途に限定されるものではない。物性等の測定法は、以下のとおりである。
（１）炭素、硫黄、マンガンの含有量
ＩＣＰ発光分析により測定した。
【００７２】
（２）ビッカース硬度
ビッカース硬度（ＶＨ）は、圧子として対面角１３６度のダイヤモンドの正四角錐を用いた押し込み硬さの一種である。一定の荷重で圧子を押し込んだときに生じる四辺形のくぼみの対角線の長さを測定すると、対角線の長さからくぼみの表面積が求められる。荷重をこの表面積で割った値がビッカース硬度であり、単位をつけずに数値のみで表わす。具体的には、ビッカース硬さ試験機を用いて、荷重１００ｇｆ、荷重保持時間１５秒の条件でビッカース硬度を測定した。
【００７３】
（３）熱老化試験
無端状電鋳ニッケルベルトを２３０℃の雰囲気中で２日間保持した後、ビッカース硬度（ＶＨ₁）を測定し、下記式により初期値（ＶＨ₀）に対する変化率を算出した。
変化率（％）＝〔（ＶＨ₀−ＶＨ₁）／ＶＨ₀〕×１００
【００７４】
（４）定着ベルトの耐久試験
各実施例及び比較例で作製した被覆ベルトを定着ベルトとして定着ユニットに装着した。キャノン製複写機を使用して４色のカラートナー（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）により未定着画像を形成したＡ４複写紙を、１分間に４枚の割合で定着ユニットに通し、ニップ幅３ｍｍで加圧して、３０万枚連続定着試験を行なった。
▲１▼定着性
オフセットの有無を目視で観察し、オフセットがない場合を良好（○）、オフセットが認められた場合を不良（×）と〕評価した。
▲２▼ベルト破壊
ベルト破壊の有無を目視で観察し、ベルト破壊に至る複写枚数を示した。
▲３▼微小クラック
ベルト表面の微小クラックの発生の有無を目視で観察し、微小クラック発生に至る複写枚数を示した。
【００７５】
［実施例１］
硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ）３００ｇ／Ｌ、塩化ニッケル（ＮｉＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）３０ｇ／Ｌ、ホウ酸３０ｇ／Ｌ、光沢剤（芳香族スルホン酸塩）０．２ｇ／Ｌ、及びアルキンジオール（すなわち、１，４−ブチンジオール）２０ｐｐｍを含有するニッケルメッキ浴(ニッケル電鋳浴）を調製した。ニッケルメッキ浴には、ピット防止のため、少量の界面活性剤を加えた。
外径３００ｍｍφ、長さ３００ｍｍのステンレス製母型を陰極とし、上記ニッケルメッキ浴を用いて、浴温５０℃、ｐＨ４．０、電流密度３Ａ／ｄｍ²で電鋳を行ない、炭素含有量０．１質量％、硫黄含有量０．０２質量％、マンガン含有量ゼロ％、ビッカース硬度（ＶＨ）３００、厚み５０μｍの無端状電鋳ニッケルベルト（Ａ）を作製した。この無端状ニッケルベルトは、２３０℃の雰囲気中で２日間保持する熱老化試験後のビッカース硬度の初期値に対する変化率が約７％であった。
【００７６】
［実施例２〜８、及び比較例１〜２］
ニッケル電鋳浴の組成を表１に示すとおりに変えたこと以外は、実施例１と同様にして、無端状電鋳ニッケルベルト（Ｂ〜Ｊ）を作製した。結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】

【００７８】
表１の結果から明らかなように、炭素含有量が０．０１〜０．１質量％の範囲内にある無端状電鋳ニッケルベルト(実施例１〜８）は、ビッカース硬度（ＶＨ）が３００〜４５０の範囲で、かつ、２３０℃での熱老化試験後の硬度保持率が高い値を示している。これに対して、炭素含有量が０．０１質量％未満の場合(比較例１)及び０．１質量％を越える場合(比較例２)には、ビッカース硬度の耐熱性が極めて悪く、熱老化試験後にビッカース硬度が大幅に低下している。
【００７９】
［実施例９］
内径３２ｍｍφ、長さ３００ｍｍのステンレス製円筒状金型の内面をクロムメッキし、その面（表面粗さ２０μｍ以下）にＰＦＡ粉体（デュポン社製、ＭＰ−１０２）を粉体塗装し、３８０℃で３０分間熱処理して、フッ素樹脂被膜（厚み３０μｍ）を形成した。このフッ素樹脂被膜の内面に、テトラエッチ液（潤工社製）を塗布し、水洗してエッチング処理を行った。フッ素樹脂被膜のエッチング処理面に、シリコーン系接着剤（東レダウコーニング社製、ＤＹ３９−０１２）を塗布して、風乾した。
外径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍのステンレス製支持体に内径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍの無端状電鋳ニッケルベルト（Ａ）を差し込み、該ニッケルベルト表面に、前記と同じシリコーン系接着剤を塗布し乾燥させた後、前述のフッ素樹脂被膜を形成した円筒状金型の中空内に、両者の軸心が一致するように挿入した。
【００８０】
円筒状金型内面のフッ素樹脂被膜と無端状電鋳ニッケルベルトとの間の隙間に液状シリコーンゴム（信越化学製、ＫＥ１３８０）を流し込み、１６０℃で１５分間加熱してゴムを熱加硫し、厚さ１ｍｍのゴム層を形成した。その後、脱型して、フッ素樹脂被覆ベルトを得た。得られたフッ素樹脂被覆ベルトは、表面に被膜のシワや破れがなく、表面の波打ち・凹凸もなかった。
【００８１】
このようにして得られたフッ素樹脂被覆ベルトを定着ベルトとして、電子写真複写機の定着ユニットにセットした。定着ベルトに対向して配置する加圧ローラには、アルミニウム製芯金に厚み２ｍｍのシリコーンゴム層と厚み２０μｍのフッ素樹脂層とをこの順に積層したローラ部材を用いた。ハロゲンランプヒータで、定着ベルトのフッ素樹脂層の表面温度が２００℃になるように昇温した。
キャノン製複写機を使用して４色のカラートナー（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）により未定着画像を形成したＡ４複写紙を、１分間に４枚の割合で定着ユニットに通し、ニップ幅３ｍｍで加圧して、３０万枚連続定着試験を行なった。オフセットなどの定着性、ベルトの破壊の有無、微小なクラックの発生状況を表に示す。微小クラックは、定着性に影響を与えるものではないが、成長すれば定着ベルト破壊の原因となる。結果を表２に示す。
【００８２】
［実施例１０〜１６］
無端状電鋳ニッケルベルトを表２に示すものに代えたこと以外は、実施例９と同様にして被覆ベルトを作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８３】
［比較例３］
内径３２ｍｍφ、長さ３００ｍｍのステンレス製円筒状金型の内面をクロムメッキし、外径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍのステンレス製支持体に内径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍの無端状電鋳ニッケルベルト（Ｉ）を差し込み、そして、該ニッケルベルト表面にシリコーン系接着剤を塗布・乾燥させた後、円筒状金型の中空内に、両者の軸心が一致するように挿入した。この円筒状金型と無端状電鋳ニッケルベルトとの間の隙間に液状シリコーンゴム（信越化学製、ＫＥ１３８０）を流し込み、１６０℃で１５分間熱処理して加硫し、厚さ１ｍｍのゴム層を形成した後、脱型した。次いで、得られたゴム層の表面を研削して、表面の凹凸を整えた。研削したゴム層の表面に、ＰＴＦＥ塗料（ダイキン社製、ＥＫ４３００）を塗布し、１００℃で２０分間乾燥後、３８０℃で１０分間熱処理して、フッ素樹脂被膜を形成した。
【００８４】
このようにして得られたフッ素樹脂被覆ベルトを実施例１と同様にして定着ユニットにセットし、フッ素樹脂表面温度が１８０℃になるように昇温した。キャノン製複写機を使用して４色カラートナーにより未定着画像を形成したＡ４キャノン製複写機を、１分間に４枚の割合で定着ユニットに通し、ニップ幅３ｍｍで加圧して連続定着試験を行なった。フッ素樹脂表面の凹凸が激しく、１枚目から画像が大きく乱れるとともに、色の濃淡に激しいバラツキが生じ、良好な画像が得られなかった。また、熱劣化により被覆ベルトが破壊して、通紙できなくなった。結果を表２に示す。
【００８５】
［比較例４］
比較例３において、無端状電鋳ニッケルベルト（Ｉ）に代えて、無端状電鋳ニッケルベルト（Ｊ）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして被覆ベルトを作製し、評価した。結果を表２に示す。
【００８６】
［比較例５］
比較例４と同様にして、無端状電鋳ニッケルベルト（Ｊ）上にゴム層を形成し、次いで、得られたゴム層の表面を研削して、表面の凹凸を整えた。このゴム層の表面にＰＦＡ収縮チューブ（グンゼ社製）を被覆し、熱収縮させた。その結果、研削後にもゴム層表面の凹凸が大きいため、この凹凸がフッ素樹脂層の表面に反映され、表面に凹凸が発生した。得られたフッ素樹脂被覆ベルトを用いて連続定着試験を行ったところ、３万枚で熱劣化により定着ベルトが破壊して通紙できなくなった。結果を表２に示す。
【００８７】
［比較例６］
内径３２ｍｍφ、長さ３００ｍｍのアルミニウム製円筒状金型の内面にＰＴＦＥ塗料（ダイキン社製、ＥＫ４３００）を塗布し、１００℃で２０分間乾燥後、３８０℃で３０分間熱処理してフッ素樹脂被膜を形成した。このフッ素樹脂被膜内面にテトラエッチ液（潤工業社製）を塗布し、水洗して、エッチング処理を行った。このエッチング処理したフッ素樹脂被膜の内面にシリコーン系接着剤（東レダウコーニング社製、ＤＹ−３９−０１２）を塗布して、風乾した。
外径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍのアルミニウム製支持体に、内径３０ｍｍφ、長さ３００ｍｍの無端状電鋳ニッケルベルト（Ｊ）を差し込み、ベルト表面に、前記と同じシリコーン系接着剤を塗布・乾燥させた後、フッ素樹脂被膜を形成した円筒状金型の中空内に、両者の軸心が一致するように挿入した。円筒状金型内面のフッ素樹脂被膜と無端状電鋳ニッケルベルトとの間の隙間に液状シリコーンゴム（信越化学製、ＫＥ１３８０）を流し込み、１６０℃で１５分間熱処理してゴムを加硫した後、脱型した。得られたフッ素樹脂被覆ベルトを用いて連続定着試験を行ったところ、１０００枚でオフセットが発生し、３万枚で熱劣化により定着ベルトが破壊して、通紙できなくなった。結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】

【００８９】
表２の結果から、本発明の被覆ベルト（実施例９〜１６）は、例えば、定着ベルトとして連続的な高温条件下で用いた場合に、優れた耐久性を示し、定着性にも優れることが分かる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、電鋳により形成され、加熱処理や熱劣化による硬度及び強度の低下が極めて小さく、耐熱性、耐久性に優れた無端状ニッケルベルトが提供される。また、本発明によれば、該無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、耐熱性、離型性、表面平滑性、耐久性などに優れた被覆ベルトが提供される。本発明の被覆ベルトは、電子写真複写機などの画像形成装置における定着ベルトなどとして好適である。
【００９１】
さらに、本発明によれば、該無端状ニッケルベルトを金属ベルト基材とし、その上に弾性層を介して離型層が形成された被覆ベルトの製造方法であって、弾性層の劣化を引き起こすことがなく、離型層の破れやシワの発生などの問題がなく、フッ素樹脂などからなる離型層の厚みを薄くすることができ、弾性層と離型層との密着性を向上させることも可能で、研削工程を省略することができ、柔軟で硬度のバラツキがない弾性層を形成することができる被覆ベルトの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆ベルトの一例の層構成を示す断面図である。
【図２】本発明の被覆ベルトの他の一例の層構成を示す断面図である。
【図３】本発明の被覆ベルトの他の一例の層構成を示す断面図である。
【図４】本発明の弾性層と離型層とを有する被覆ベルトの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１：金属ベルト基材
２：弾性層
２′：第一弾性層
２″：第二弾性層
３：離型層
４：円筒状金型
５：支持体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an endless nickel belt which is formed by electroforming and has a very small decrease in hardness and strength due to heat treatment and thermal deterioration and is excellent in heat resistance and durability. The present invention also relates to a coated belt in which the endless nickel belt is used as a metal belt base material, and a release layer is formed thereon via an elastic layer as desired, and a method for producing the same. The endless nickel belt and coated belt of the present invention can be suitably used as, for example, a fixing belt, a transfer belt, and a conveying belt in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or an electrostatic recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
In image forming apparatuses such as electrophotographic and electrostatic recording type copying machines, facsimiles, and laser beam printers, in general, (1) a process for uniformly and uniformly charging the surface of a photoconductor, and (2) image exposure are performed. A step of forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member, (3) a step of forming a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image, and (4) a toner image on the photosensitive member being transferred to transfer paper or OHP. An image is formed by a series of steps including a step of transferring onto a transfer material such as a sheet and a step of fixing a toner image on the transfer material.
[0003]
As the toner, colored fine particles containing a binder resin and a colorant are used. The fixing of the toner image is generally performed by heating and pressurizing the toner on the transfer material, melting or softening the binder resin of the toner, and fixing the toner on the transfer material.
[0004]
In such an image forming apparatus, each part is provided with various roller members such as a fixing roller, a pressure roller, a transport roller, a charging roller, and a transfer roller, which share functions in each process. As these roller members, those in which a release layer made of a heat-resistant resin such as a fluororesin is formed directly or via an elastic layer on a metal core such as aluminum is generally used.
[0005]
In recent years, it has been proposed to use an endless belt member (endless belt or tube) instead of such a roller member in order to meet demands for downsizing, energy saving, and high speed printing and copying. Yes. For example, since a conventional fixing roller requires a relatively long time for the surface to be heated to a fixing temperature by a heating means built in the fixing roller after the power is turned on, a copying machine, etc. There is a problem that a waiting time occurs in the use of the image forming apparatus. On the other hand, a fixing belt made of an endless belt member heats a toner image on a transfer material almost directly only by passing through a thin fixing belt by disposing a heating means in contact with the inner surface thereof. Since it can be fixed, the waiting time after power-on can be eliminated. In a fixing belt using a metal belt base material, an electromagnetic induction heating method can be applied.
[0006]
Such a fixing belt generally has a structure in which a release layer is formed directly or via an elastic layer on a belt base material made of polyimide resin or metal. In many cases, the release layer is a heat-resistant resin layer made of a heat-resistant resin having excellent heat resistance and release properties such as a fluororesin. Since the release layer made of a heat-resistant resin is poor in elasticity, an elastic layer is often disposed between the belt base material and the release layer to improve the fixability. When the release layer is a rubber layer having elasticity and release properties such as a fluoro rubber layer, the intermediate elastic layer can be omitted. The transfer belt, the charging belt, the conveyance belt, and the like may be a belt base material alone or a belt member including a belt base material and a release layer.
[0007]
An endless nickel belt formed by electroforming is known as a metal belt base material for such a belt member. In the electroforming method, a metal is deposited on a conductive mother mold (electric mold, mold) by electroplating or electroless plating, and then the metal is peeled off from the mother mold to obtain a product. When the matrix is a metal, a surface treatment for peeling is performed, and when the matrix is a non-metal, a conductive treatment for plating is performed. According to electroforming, the shape of the mother die can be copied faithfully and accurately, and a highly accurate product can be obtained.
[0008]
An endless electroformed nickel belt is manufactured by, for example, forming a nickel-plated film by electroplating the surface of a stainless steel cylindrical mother die using a nickel plating bath on the surface, and removing the mold. can do. However, endless electroformed nickel bell is insufficient in heat resistance, for example, heat treatment when forming a release layer such as a fluororesin layer on the surface (for example, baking of fluororesin at high temperature) , The hardness and strength are significantly reduced. In addition, the endless electroformed nickel belt is reduced in hardness and strength when used under high temperature conditions. Therefore, the belt member which uses such an endless electroformed nickel belt as a base material has a problem of being inferior in heat resistance and durability.
[0009]
As a method for solving such a problem, Japanese Patent No. 2706432 discloses a micro Vickers hardness formed from a nickel-manganese alloy containing 0.05 to 0.6% by weight (mass%) of manganese (Mn). An electrophotographic fixing belt based on an endless electroformed sheet of 450 to 650 has been proposed. However, endless electroformed nickel belts simply containing manganese are subject to variations in hardness depending on the location, and fixing belts based on these endless belts tend to break from weak parts during rotation. was there.
[0010]
In addition, in the above publication, as a method for producing a fixing belt having an elastic layer and a release layer, a primer is applied to the outer peripheral surface of an endless electroformed nickel belt base material, and then a silicone rubber layer is provided. In which a heat treatment for 120 minutes is performed, and then a mixture layer of fluororubber and fluororesin is provided on the silicone rubber layer and baked at 280 ° C. for 30 minutes.
[0011]
However, in such a manufacturing method, since the firing temperature of the release layer exceeds the heat resistance temperature of the silicone rubber, the lower silicone rubber layer is likely to deteriorate due to the heat treatment during firing. Therefore, in the manufacturing method in which the elastic layer and the release layer are formed in this order on the endless electroformed nickel belt base material, even if the heat resistance of the endless nickel belt base material is improved, the elastic layer is likely to deteriorate. This adversely affects the durability of the belt member. And in this manufacturing method, after forming a silicone rubber layer, it is necessary to grind the surface and to arrange a shape. Moreover, even after forming the mixture of fluororesin and fluororubber, it is necessary to polish the surface and improve surface smoothness.
[0012]
Conventionally, as a method for manufacturing a roller member, a method is known in which an elastic layer such as silicone rubber is formed on a cored bar, and a fluororesin tube is placed on the elastic layer, followed by heat shrinkage to form a release layer. If this method is applied to a method for manufacturing a belt member using a metal belt substrate, a release layer can be formed without deteriorating the elastic layer. However, this method has a problem that wrinkles are easily generated when the fluororesin tube is heated and contracted, and the fluororesin layer cannot be thinned.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an endless nickel belt which is formed by electroforming and has a very small decrease in hardness and strength due to heat treatment or thermal deterioration and is excellent in heat resistance and durability. Another object of the present invention is to provide a coated belt having the endless nickel belt as a metal belt base material and excellent in heat resistance, releasability, surface smoothness, durability and the like.
[0014]
Furthermore, an object of the present invention is a method for producing a coated belt in which the endless nickel belt is used as a metal belt base material and a release layer is formed thereon via an elastic layer. It does not cause deterioration, (2) there is no problem such as tearing of the release layer and generation of wrinkles, (3) the thickness of the release layer made of fluororesin can be reduced, and (4) elastic layer It is also possible to improve the adhesion between the substrate and the release layer, (5) the grinding step can be omitted, and (6) the production of a coated belt that can form an elastic layer that is flexible and free from variations in hardness. It is to provide a method.
[0015]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have set the carbon content of an endless nickel belt formed by electroforming (also referred to as “endless electroformed nickel belt”) to 0.01 to 0. It has been found that an endless electroformed nickel belt having significantly improved heat resistance and excellent durability can be obtained by controlling within a limited range of 1 mass%. The endless electroformed nickel belt of the present invention has a sulfur content of 0.1% by mass or less, a manganese content of 0.5% by mass or less, and a Vickers hardness (HV) from the viewpoint of high heat resistance and durability. ) Is preferably 300 to 450.
[0016]
By using such an endless electroformed nickel belt excellent in heat resistance and durability as a metal belt base material, a release layer is formed thereon via an elastic layer as desired. A coated belt excellent in releasability, surface smoothness, durability and the like can be obtained.
[0017]
Further, by adopting a manufacturing method in which the endless electroformed nickel belt is used as a metal belt base material and a release layer is first formed using a cylindrical mold, and then an elastic layer is formed. It was found that a high-performance and high-quality coated belt without problems such as deterioration can be obtained. The present invention has been completed based on these findings.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention,CharcoalElement content is 0.01-0.1% by massAnd the sulfur content is 0.02 to 0.05% by mass, formed by electroformingEndless nickel beltAs a metal belt base materialIs provided.
  Moreover, according to the present invention,The above fixing belt,Metal belt baseOn the material,Direct or at least one layer of elasticityLayerThrough the mold releaseLayerFormedIn the fixing belt manufacturing method,
  [I] Using the endless nickel belt as the metal belt substrate, and
  [II] The following steps:
(1) A step of applying a heat-resistant resin material to the inner surface of the cylindrical mold to form a release layer made of a heat-resistant resin,
(2) A step of applying a rubber composition containing a fluororesin to the inner surface of the release layer and vulcanizing to form an elastic layer (B2) made of the rubber composition, if desired.
(3) inserting a metal belt substrate into the hollow of the cylindrical mold, and
(4) A step of forming an elastic layer (B1) made of rubber by injecting and vulcanizing a rubber material into a gap between the outer surface of the metal belt substrate and the inner surface of the release layer or the elastic layer (B2), Fixing characterized by forming each layer byA method of manufacturing a belt is provided.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  1.Endless electroformed nickel belt
  The endless nickel belt of the present invention is an endless electroformed nickel belt, and more specifically, the carbon content formed by electroforming is 0.01 to 0.1% by mass.And the sulfur content is 0.02 to 0.05 mass%.An endless nickel belt. The endless electroformed nickel belt of the present invention can be used alone as a metal belt base material. However, when used in applications such as a fixing belt, the endless electroformed nickel belt is usually directly or silicone rubber layer on the outer peripheral surface thereof. It is used as a coated belt in which a release layer such as a fluororesin layer is formed through an elastic layer.
[0021]
The endless electroformed nickel belt of the present invention needs to have a carbon content in the range of 0.01 to 0.1% by mass. By controlling the carbon content within the range of 0.01 to 0.1% by mass, while maintaining the level of hardness required as a metal belt base material, the endless shape does not decrease in hardness and strength even by thermal aging. An electroformed nickel belt can be obtained. If the carbon content is excessive, carbon precipitates at the crystal grain boundaries of nickel, causing a decrease in strength. In many cases, the endless electroformed nickel belt of the present invention has a high balance between Vickers hardness and heat resistance within a range of 0.05 to 0.1% by mass. Whether the carbon content is too low or too high, the heat resistance is reduced, and the Vickers hardness and strength are significantly reduced under continuous heating conditions.
[0022]
  The sulfur content of the endless electroformed nickel belt of the present invention is:It is 0.02-0.05 mass%. SulfurIf the yellow content is excessive, sulfur precipitates at the crystal grain boundaries of nickel under continuous heating conditions, causing a decrease in hardness and strength.
[0023]
The endless electroformed nickel belt of the present invention also preferably has a manganese (Mn) content of 0.5% by mass or less. The manganese content may be zero (0.00 mass% or less), but when manganese is contained, it is preferably 0.05 to 0.5 mass%, more preferably 0 from the viewpoint of hardness and heat resistance. It is desirable to control the content within the range of 1 to 0.5% by mass. If the endless electroformed nickel belt contains a small amount of manganese, the manganese will dissolve in the sulfur and remain in the crystal grains to prevent precipitation at the grain boundaries, thereby preventing embrittlement during thermal aging. It is estimated to suppress. If the manganese content is excessive, it becomes hard and brittle during heat aging.
[0024]
The endless electroformed nickel belt of the present invention preferably has a Vickers hardness (HV) of 300 or more, more preferably 300 to 450, and particularly preferably 400 to 450. If the Vickers hardness is too low, it will be difficult to obtain the necessary strength as a metal belt substrate. The Vickers hardness may be high, but if it is too high, heat resistance and durability may be lowered.
[0025]
The endless electroformed nickel belt of the present invention is excellent in heat resistance and durability by controlling the carbon content, and also by controlling the sulfur and manganese contents. The rate of change with respect to the initial value of the Vickers hardness after the heat aging test held in an atmosphere at 2 ° C. for 2 days is preferably within 10%, more preferably within 6%. This rate of change is particularly preferably zero percent. If the rate of change is too large, the hardness and strength are significantly reduced under continuous heating conditions.
[0026]
The endless electroformed nickel belt of the present invention is formed by electroforming using a nickel plating bath such as a watt bath mainly composed of nickel sulfate or nickel chloride or a sulfamic acid bath mainly composed of nickel sulfamate. The The electroforming method is a method of obtaining a product by performing thick plating on the surface of a mother die and peeling it from the mother die. In order to obtain an endless electroformed nickel belt, a cylinder made of stainless steel, brass, aluminum, or the like is used as a matrix, and a nickel plating film is formed on the surface thereof using a nickel plating bath. When the matrix is a nonconductor such as silicon resin or gypsum, the conductive treatment is performed by graphite, copper powder, silver mirror, sputtering, or the like. In electroforming to a metal mother mold, in order to facilitate the peeling of the nickel plating film, a peeling process such as forming a peeling film such as an oxide film, a compound film or a graphite powder coating film on the surface of the mother mold is performed. Is preferred.
[0027]
The nickel plating bath consists of a nickel ion source, an anodic solubilizer, a pH buffer, and other additives. Examples of the nickel ion source include nickel sulfate, nickel chloride, nickel sulfamate, and the like. As the anodic solubilizer, nickel chloride plays this role in the Watt bath, and ammonium chloride, nickel bromide and the like are used in other nickel baths. Nickel plating is generally performed in the range of pH 3.0 to 6.2, but a pH buffer such as boric acid, formic acid, nickel acetate, etc. is used in order to adjust to a desired range in the meantime. As other additives, for example, a brightener, a pit inhibitor, an internal stress reducer, and the like are used for the purpose of smoothing, prevention of pits, refinement of crystals, reduction of residual stress, and the like.
[0028]
In the present invention, in order to control the carbon content, sulfur content, manganese content, Vickers hardness, etc. of the endless electroformed nickel belt within a desired range, the type and amount of each component used in the nickel plating bath Adjust. For example, to contain manganese, a manganese compound such as manganese sulfate or manganese sulfamate is added to a nickel plating bath. In order to control the sulfur content within a desired range, a compound that does not contain a sulfur atom or has a low sulfur atom content is used as a nickel ion source, a brightener, or the like.
[0029]
In order to control the carbon content within a desired range, a method of adjusting the type and addition amount of the brightener is preferable. Brighteners are generally classified into first-class brighteners and second-class brighteners, and both are often used together to obtain high gloss. Of these, the first type brightener is = C-SO₂-An organic compound having a structure of-, for example, sulfonate (for example, aromatic sulfonate such as

sodium

1,3,6-trinaphthalene sulfonate), sulfonimide (for example, saccharin), sulfonamide, sulfine An acid or the like is used. Among these, aromatic sulfonates are preferable.
[0030]
As the second type brightener, C = O, C = C, C≡N, C = N, C≡C, N-C = S, N = N, -CH₂An organic compound having a structure such as —CH—O— can be used. Among these, alkynediols such as 1,4-butynediol and coumarins are representative. In the present invention, in order to control the carbon content of the endless electroformed nickel belt within a desired range, for example, a method in which alkynediol is added to a nickel plating bath and carbon is eutectoid is preferable. The carbon content can be controlled by adjusting the amount of alkyne diol added. More specifically, for example, an aromatic sulfonate is used as the first brightener, and an alkynediol such as 1,4-butynediol is used as the second brightener. A method of adjusting the amount to a range of 20 to 100 ppm can be mentioned. However, the present invention is not limited to a specific method, and any method can be adopted as long as the carbon content can be controlled within the above range.
[0031]
The composition of the nickel plating bath is, for example, a watt bath containing 200 to 350 g / L of nickel sulfate, 20 to 50 g / L of nickel chloride, 20 to 40 g / L of boric acid, an appropriate amount of surfactant, an appropriate amount of brightener, etc. Can be mentioned. Examples of the composition of the sulfamic acid bath include those containing nickel sulfamate 200 to 450 g / L, nickel chloride 0 to 30 g / L, boric acid 20 to 40 g / L, an appropriate amount of surfactant, an appropriate amount of brightener, and the like. be able to. When manganese is contained, it is preferable to add manganese sulfate and manganese sulfamate to each bath in a range of preferably 150 g / L or less, more preferably 100 g / L or less. The pH is preferably 3.5 to 4.5. The bath temperature is preferably 40 to 60 ° C.
The current density is preferably 0.5 to 15 A / dm.²In the case of a high concentration bath, 3 to 40 A / dm² It is.
[0032]
The thickness, width, inner diameter and the like of the endless electroformed nickel belt can be appropriately determined depending on the application, and are not particularly limited, but the thickness is usually 10 to 1000 μm, preferably 15 to 500 μm, more preferably 20 to 100 μm. Degree. From the viewpoint of the balance of thermal conductivity, mechanical strength, flexibility, etc., the thickness is most preferably about 30 to 80 μm. When applied to a fixing belt or transfer belt of an electrophotographic copying machine, the width can be appropriately determined according to the width of a transfer material such as transfer paper.
[0033]
2.Composition of coated belt
The coated belt of the present invention is a coated belt in which a release layer (C) is formed on a metal belt substrate (A) directly or via at least one elastic layer (B), and the metal belt The substrate (A) is made of an endless nickel belt having a carbon content of 0.01 to 0.1% by mass formed by electroforming.
[0034]
The layer configuration of the coated belt of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the layer structure of the coated belt of the present invention, and has a layer structure in which a release layer 3 is formed on a metal belt substrate 1. FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the layer configuration of the coated belt of the present invention, in which an elastic layer 2 is formed on a metal belt substrate 1 and a release layer 3 is formed on the elastic layer 2. It has the layer structure formed. FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the coated belt of the present invention. A first elastic layer 2 ′ and a second elastic layer 2 ″ are formed in this order on the metal belt substrate 1, and a second elastic layer is formed. A release layer 3 is formed on the layer 2 ″. However, the actual formation process of each layer may not be the same as the order of these layer structures. As will be described later, in the method for producing a coated belt using a cylindrical mold, after the release layer 3 is formed, the second elastic layer 2 ″ or the elastic layer 2 can be formed.
[0035]
When an elastic layer is provided, usually one layer is sufficient, but two or more layers can be used if necessary. The material for forming the elastic layer is preferably a rubber material having excellent heat resistance such as silicone rubber and fluororubber. A rubber composition in which a fluororesin is mixed with a rubber such as silicone rubber or fluororubber can also be used. For example, in the coated belt having the layer structure shown in FIG. 3, the first elastic layer 2 'is a rubber layer made of silicone rubber or fluororubber, and the second elastic layer 2 "is made of a mixture of rubber and fluororesin. Thus, the adhesion between the first elastic layer 2 'and the release layer 3 (fluororesin layer) can be enhanced.
[0036]
The thickness of the elastic layer (the total thickness when there are two or more layers) can be appropriately determined depending on the application and is not particularly limited. However, in applications such as a fixing belt of an image forming apparatus, the thickness is usually 0.1 to 5 mm, preferably 0.5-3 mm. When there are two or more elastic layers, the thickness of each layer can be arbitrarily determined, but the thickness of a flexible rubber layer such as silicone rubber or fluororubber is preferably about 30 to 70%. .
[0037]
The release layer is usually formed using a heat-resistant resin having releasability such as a fluororesin, a polyimide resin, or a polyamide-imide resin. If desired, silicone rubber, fluororubber, or fluororubber and fluororesin And a rubber layer or a rubber composition layer having both releasability and elasticity, such as a mixture of silicone rubber and fluororesin. In the latter case, since the release layer has elasticity, the elastic layer can be omitted.
[0038]
When the release layer is a heat resistant resin layer, the thickness is usually 0.1 to 150 μm, preferably 1 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm. When the release layer is a rubber layer having elasticity, it is usually about 10 μm to 5 mm, preferably about 20 μm to 3 mm. The width, outer diameter, etc. of the covering belt can be appropriately determined according to the application.
[0039]
3.Release layer
As described above, the release layer is usually formed using a heat-resistant resin having releasability such as a fluororesin, but if desired, silicone rubber or fluororubber, or a mixture of fluororubber and fluororesin, A rubber layer or a rubber composition layer having both releasability and elasticity such as a mixture of silicone rubber and fluororesin can be obtained.
[0040]
As the heat-resistant resin, a resin having heat resistance that does not melt or soften even when continuously used at a temperature of 150 ° C. or higher and does not substantially deteriorate is preferable.
Assuming that the coated belt of the present invention is used as a fixing belt under high temperature conditions, the heat resistant resin is more preferably a highly heat resistant synthetic resin having a continuous usable temperature of 200 ° C. or higher. . Examples of such heat-resistant resins include fluorine resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyethersulfone resins, polyetherketone resins, polybenzimidazole resins, polybenzoxazole resins, polyphenylene sulfide resins, and bismaleimide resins. Can be mentioned. Among these, a fluororesin is preferable in terms of excellent heat resistance and releasability.
[0041]
Examples of the fluororesin used in the present invention include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), and ethylene. / Tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and the like.
[0042]
These fluororesins can be used alone or in combination of two or more. When the coated belt is used as a fixing belt or a pressure belt, PTFE and PFA are preferable among these fluororesins from the viewpoint of heat resistance. PFA is more preferable because a fluororesin film having melt fluidity and excellent surface smoothness can be easily obtained.
[0043]
The fluororesin can be used as a liquid fluororesin paint, but is preferably used in the form of a powder (powder paint) in order to improve moldability and releasability. The average particle diameter of the fluororesin powder is not particularly limited, but it is preferably 10 μm or less in order to form a thin film having a uniform thickness by a powder coating method. The lower limit is usually about 1 μm. In particular, it is preferable to use PFA powder having an average particle diameter of 10 μm or less. Various general-purpose powder coating methods can be used to coat the fluororesin powder. Among them, electrostatic coating (electrostatic powder spraying), in which powder is charged and applied, is used. It is preferable to use a uniform and well-tightened coating powder layer.
[0044]
The fluororesin is baked according to a conventional method after being coated on an endless electroformed nickel belt substrate. In the case where an elastic layer is disposed between the fluororesin layer and the endless electroformed nickel belt, a fluororesin coating film is preferably formed on the inner surface of the cylindrical mold by a powder coating method. Then, the fluororesin is fired. The thickness of the fluororesin film after firing is usually about 0.1 to 150 μm, preferably about 1 to 100 μm, and more preferably about 5 to 50 μm. When the elastic layer is in the lower layer, the thickness can be made 30 μm or less in order to make full use of the flexibility of the elastic layer.
[0045]
By coating the fluororesin powder with powder, a surfactant for dispersing the fluororesin particles is not blended in the paint as in the case of a liquid fluororesin paint. Can be formed. Thereby, since impurities carbonized after firing do not remain in the fluororesin film, it is possible to form a fluororesin layer having excellent surface smoothness and releasability.
[0046]
In the case of forming a polyimide layer, a polyimide varnish is applied on an endless electroformed nickel belt base material or on the inner surface of a cylindrical mold, dried, heated and dehydrated and closed (imidized). When the heat resistant resin is a thermoplastic resin, the solution is applied and dried. It is preferable to adjust the thicknesses of the other heat resistant resin layers as in the case of the fluororesin layer.
[0047]
In order to improve the adhesion between the heat-resistant resin layer such as a fluororesin layer and the elastic layer, it is preferable to activate the heat-resistant resin film formed on the inner surface of the cylindrical mold. The heat treatment resin film is activated by UV treatment using UV lamp, excimer lamp, etc., corona discharge, plasma treatment, electron beam irradiation, ion irradiation, laser irradiation, etc .; Treatment; wet etching treatment with a treatment solution; and the like. By these activation treatments, for example, fluorine atoms are extracted from the surface of the fluororesin coating, or the surface of the heat resistant resin coating is hydrophilized, so that the adhesion with the elastic layer is increased. An adhesive suitable for the material of the elastic layer can be applied to the surface of the heat resistant resin layer.
[0048]
4).Elastic layer
As a material for forming the elastic layer, a rubber material having excellent heat resistance such as silicone rubber and fluorine rubber is used. Further, as a material for forming the elastic layer, a rubber composition in which a fluororesin is mixed with a rubber such as silicone rubber or fluororubber can be used. The elastic layer may be a single layer, but may be a multilayer of two layers or more.
[0049]
As the rubber material used for forming the elastic layer, rubber having excellent heat resistance such as silicone rubber and fluorine rubber is used. The heat-resistant rubber refers to a rubber having heat resistance enough to withstand continuous use at a fixing temperature when the coated belt is used as, for example, a fixing belt or a pressure belt. Specifically, a rubber material having heat resistance that does not melt or soften even when continuously used at a temperature of 150 ° C. or higher and does not substantially deteriorate is preferable.
[0050]
As the rubber material, millable or liquid silicone rubber, fluororubber, or a mixture thereof is preferable in that heat resistance is particularly excellent. Specifically, silicone rubbers such as dimethyl silicone rubber, fluorosilicone rubber, methylphenyl silicone rubber, vinyl silicone rubber; vinylidene fluoride rubber, tetrafluoroethylene-propylene rubber, tetrafluoroethylene-perfluoromethyl vinyl ether rubber, phosphazene series Fluororubber, such as fluororubber and fluoropolyether; Among these, it is preferable to use a liquid silicone rubber that can be easily injected into a mold. These rubbers can be used alone or in combination of two or more.
[0051]
If desired, the rubber material can be blended with inorganic fillers such as carbon black, mica and titanium oxide, and organic fillers such as natural resins. The blending ratio of the filler is usually 100 parts by weight or less, preferably 80 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber material. An organic microballoon can be blended with the rubber material for weight reduction and flexibility. The thickness of the elastic layer is appropriately set in consideration of the use, the structure of the machine device to be installed, the target elasticity, the hardness of the material to be used, etc., but is usually 0.1 to 5 mm, preferably 0.5 to 3 mm. is there.
[0052]
In order to improve the adhesion between the release layer (C) (especially the fluororesin layer) and the elastic layer (B), a heat-resistant rubber composition layer containing a fluororesin can be provided between them. . After forming the fluororesin film on the inner surface of the cylindrical mold, a heat resistant rubber composition layer containing the fluororesin is formed. By the heat treatment, the heat-resistant rubber composition layer can be fused with the release layer (C) such as a fluororesin layer.
[0053]
The heat-resistant rubber material is preferably silicone rubber or fluororubber that can withstand a high temperature corresponding to the melting point of the fluororesin even for a short time, but fluororubber is particularly preferred from the viewpoint of high heat resistance. The kind of fluororesin contained in the heat resistant rubber material is not particularly limited, and various fluororesins as described above can be used. The fluororesin contained in the heat resistant rubber material is preferably a fluororesin that melts at a low temperature because the heat treatment temperature of the heat resistant rubber material can be lowered. As the fluororesin that melts at a low temperature, a fluororesin having a melting point of 350 ° C. or lower is preferable, and PFA having a melting point of 305 ° C. or lower is particularly preferable. The content of the fluororesin in the heat resistant rubber material is not particularly limited, but is preferably 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the heat resistant rubber material from the viewpoint of fusion with the outermost fluororesin film. From the viewpoint of the flexibility of the heat resistant rubber layer, 50 parts by weight or less is preferable.
[0054]
5.Method for producing coated belt
A coated belt in which a release layer such as a fluororesin is directly formed on an endless electroformed nickel belt is subjected to primer treatment on the endless electroformed nickel belt, if desired. It can be manufactured by a method of directly forming a heat-resistant resin layer or a rubber layer having both heat resistance.
[0055]
On the other hand, when manufacturing a coated belt in which a release layer made of a heat-resistant resin such as fluororesin is disposed on an endless electroformed nickel belt via an elastic layer, the endless electroformed nickel belt If a method of forming a heat-resistant resin layer such as a fluororesin on the elastic layer formed thereon is adopted, the lower elastic layer deteriorates due to heat treatment such as baking of the fluororesin, and at the interface between the two The adhesion of is easy to be damaged.
[0056]
Therefore, in the present invention, in order to improve the durability of the coated belt having an elastic layer and a release layer, the release layer is provided on the metal belt substrate (A) via at least one elastic layer (B). In the method for producing a coated belt formed with (C), an endless nickel belt having a carbon content of 0.01 to 0.1% by mass formed by electroforming is used as the metal belt substrate (A). Along with the following series of steps
(1) A step of applying a heat-resistant resin material to the inner surface of the cylindrical mold to form a release layer (C) made of a heat-resistant resin,
(2) A step of applying a rubber composition containing a fluororesin to the inner surface of the release layer (C) and vulcanizing to form an elastic layer (B2) made of the rubber composition, if desired.
(3) inserting the metal belt substrate (A) into the hollow of the cylindrical mold, and
(4) A rubber material is injected into the gap between the outer surface of the metal belt substrate (A) and the inner surface of the release layer (C) or the elastic layer (B2) and vulcanized to form an elastic layer (B1 It is preferable to form each layer by the process of forming a. After the step (4), the coated belt having the elastic layer and the release layer is removed from the cylindrical mold.
[0057]
FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of a specific example of the coated belt of the present invention. In the first step, a heat resistant resin material is applied to the inner surface of the cylindrical mold 4 to form the heat resistant resin layer 3. That is, as shown in the sectional view of FIG. 4A, a heat resistant resin material is applied to the inner surface of the cylindrical mold 4 to form the heat resistant resin layer 3. For example, when using fluororesin powder as the heat resistant resin material, the fluororesin powder is applied to the inner surface of the cylindrical mold 4 and baked to form a fluororesin coating. When a polyimide varnish is used as the heat resistant resin material, the polyimide varnish is applied to the inner surface of the cylindrical mold 4 and dried, followed by heat treatment to imidize to form a polyimide resin film. In the case of a thermoplastic resin, the solution is applied and dried to form a thermoplastic resin film. After forming the heat-resistant resin layer, the inner surface of the heat-resistant resin layer can be activated or an adhesive can be applied as necessary in order to improve the adhesion to the elastic layer.
[0058]
In the second step, if necessary, a heat-resistant rubber composition containing a fluororesin is applied to the inner surface of the heat-resistant resin layer, and heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluororesin, whereby a rubber containing the fluororesin An elastic layer (B2) made of the composition is formed. In the second step, the drawing is omitted. That is, FIG. 4 shows a case where the elastic layer is one layer.
[0059]
In the third step, the metal belt substrate (A) is inserted into the hollow of the cylindrical mold 4. As shown in FIG. 4B, the metal belt base material 1 with the support 5 inserted is inserted into the hollow of the cylindrical mold 4. An adhesive may be applied to the surface of the metal belt substrate 1 in order to improve adhesion to the elastic layer. Set so that the center of the cylindrical mold 4 and the center of the metal belt substrate 1 coincide (align the axes). The support 5 into which the metal belt base material is inserted is preferably made of a heat-resistant material that is not easily deformed, such as a stainless steel rod or cylinder.
[0060]
In the fourth step, a rubber material is injected into the gap between the metal belt substrate 1 and the heat resistant resin layer 3 and then vulcanized to form an elastic layer. Specifically, as shown in FIG. 4 (c), an unvulcanized rubber material 2 is injected into the gap between the heat-resistant resin layer 3 and the metal belt substrate 1, vulcanized, and vulcanized. A vulcanized rubber layer is formed. Vulcanization conditions are selected according to the type of rubber used. In the case of liquid silicone rubber, heat vulcanization is performed. For the injection of the rubber material, an appropriate method such as injection or extrusion can be employed. When injecting or vulcanizing a rubber material, one or both ends of a cylindrical mold are usually sealed.
[0061]
As shown in FIG. 4D, after the rubber material is vulcanized, the metal belt base material 1 is pulled out from the cylindrical mold 4 together with the heat-resistant resin layer and the rubber layer. Further, the support 5 is extracted from the metal belt substrate 1. Thus, a coated belt in which an elastic layer and a release layer made of a heat resistant resin are formed in this order on the metal belt substrate 1 is obtained.
[0062]
In order to improve the adhesion between the elastic layer (B1) and the heat resistant resin layer (C), for example, when a rubber composition layer (B2) containing a fluororesin in a heat resistant rubber material is formed After the first step shown in FIG. 4 (a), as a second step, a rubber composition is applied to the surface of the heat-resistant resin layer 3, and heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the fluororesin. A rubber composition layer fused with the heat resistant resin layer is formed. Subsequently, each process shown in Drawing 3 (b)-(d) is carried out. In this method, after the first step, even if the activation treatment step such as the etching treatment on the inner surface of the heat resistant resin layer is omitted, the rubber layer (B1) is connected to the rubber layer (B1) through the rubber composition layer (B2). Adhesion can be sufficiently enhanced. In this method, the elastic layer becomes two layers (B1, B2).
[0063]
The cylindrical mold used in the present invention is preferably made of a metal such as iron, stainless steel, and aluminum, but has heat resistance that can withstand the firing temperature of the fluororesin and the heat treatment temperature during polyimide formation of the polyimide precursor. If it is, it will not be limited to these. Having good releasability on the inner surface of the cylindrical mold makes it easy to pull out (remove) the roller base material from the cylindrical mold together with the heat-resistant resin layer and vulcanized rubber layer in the final process. This is preferable. In order to give releasability to the inner surface of the cylindrical mold, it is preferable to perform a smoothing treatment.
[0064]
In order to smooth the inner surface of the cylindrical mold, for example, in the case of aluminum, a drawing material is used, and in the case of other materials, a surface treatment such as chrome plating or nickel plating is performed. is there. The surface roughness (Rz) of the inner surface of the cylindrical mold is preferably 20 μm or less by the smoothing treatment. More preferably, the Rz is set to 5 μm or less by a honing process or the like. In addition to facilitating demolding by the smoothing treatment of the inner surface of the cylindrical mold, a heat-resistant resin layer (release layer) having excellent surface smoothness can be formed.
[0065]
The length of the cylindrical mold is the length of the covering portion of the belt member used for a desired application, and the inner diameter is substantially defined by the sum of the outer diameter of the metal belt base material and the thickness of the covering layer. The The thickness of the cylindrical mold is appropriately determined in consideration of heat conduction at the time of baking the fluororesin, at the time of imidation of the polyimide precursor, at the time of vulcanization of the rubber, etc., but is usually about 1 to 10 mm. Is preferred. However, the preferred thickness is selected depending on the material. In addition, the external shape of the cylindrical mold does not necessarily need to be cylindrical, and may be any as long as it has a cylindrical inner surface.
[0066]
According to the above manufacturing method, since the release layer made of a heat resistant resin such as a fluororesin can be formed first and the elastic layer can be formed later, the elastic layer by heat treatment of the heat resistant resin layer can be formed. Deterioration can be prevented. In addition, a coated belt having excellent surface smoothness can be obtained without performing complicated operations such as grinding.
[0067]
6).Action
In the present invention, since an endless nickel belt having a carbon content of 0.01 to 0.1% by mass formed by electroforming is used as a metal belt substrate, the heat resistance, durability, hardness, Excellent balance of strength. The coated belt using the endless electroformed nickel belt of the present invention as a metal belt base material is suitable for applications such as a fixing belt of an image forming apparatus, and even when continuously used under high temperature conditions such as a high fixing temperature, Durability is not impaired.
[0068]
According to the manufacturing method of the present invention, the release layer made of a heat resistant resin such as a fluororesin can be formed first, and the elastic layer can be formed later. Deterioration of the layer can be prevented. In addition, a coated belt having excellent surface smoothness can be obtained without performing complicated operations such as polishing. When heat vulcanization is performed by injecting a rubber material containing an organic microballoon, the surface of the heat-resistant resin film becomes smoother and has excellent releasability. By smoothing the inner surface of the cylindrical mold, the surface of the heat resistant resin layer can be further smoothed.
[0069]
As a method of forming a fluororesin coating, when a fluororesin powder is coated on the inner surface of a cylindrical mold and baked to form a fluororesin coating, compared to when using a liquid paint such as a fluororesin varnish, Impurities such as surfactants do not remain in the film, and a surface excellent in releasability can be obtained. In the conventional technique, when a PFA tube is used for coating, the thickness becomes 50 μm or more, and the softness of the rubber layer may not be fully utilized. On the other hand, in the present invention, since the thickness of the heat-resistant resin layer such as a fluororesin film can be reduced to 30 μm or less as desired, the softness of the rubber layer can be fully utilized. Therefore, the coated belt of the present invention can be applied to uses that require a high degree of flexibility.
[0070]
In the present invention, since an endless electroformed nickel belt is used as the metal belt base material, when this is used for a fixing belt, an electromagnetic induction heating method can be adopted in addition to a heating method using a heater. it can.
[0071]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, although the experimental result as a fixing belt is shown here, the coating belt of this invention is not limited to the use of a fixing belt. Measuring methods for physical properties and the like are as follows.
(1) Carbon, sulfur and manganese content
It was measured by ICP emission analysis.
[0072]
(2) Vickers hardness
Vickers hardness (VH) is a kind of indentation hardness using a regular square pyramid of diamond having a face angle of 136 degrees as an indenter. When the length of the diagonal line of the quadrangular depression generated when the indenter is pushed under a constant load is measured, the surface area of the depression is obtained from the length of the diagonal line. The value obtained by dividing the load by the surface area is the Vickers hardness, which is expressed only by a numerical value without a unit. Specifically, the Vickers hardness was measured using a Vickers hardness tester under conditions of a load of 100 gf and a load holding time of 15 seconds.
[0073]
(3) Heat aging test
After holding the endless electroformed nickel belt in an atmosphere at 230 ° C. for 2 days, Vickers hardness (VH₁) And the initial value (VH₀) Was calculated.
Rate of change (%) = [(VH₀-VH₁) / VH₀] × 100
[0074]
(4) Durability test of fixing belt
The coated belt produced in each example and comparative example was attached to the fixing unit as a fixing belt. A4 copy paper on which an unfixed image was formed with four color toners (cyan, magenta, yellow, black) using a Canon copier was passed through the fixing unit at a rate of 4 sheets per minute, and the nip width was 3 mm. And 300,000 sheets were continuously fixed.
(1) Fixability
The presence or absence of the offset was visually observed, and the case where there was no offset was evaluated as good (◯) and the case where the offset was observed was evaluated as poor (×).
▲ 2 ▼ Belt destruction
The presence or absence of belt breakage was visually observed to indicate the number of copies that resulted in belt breakage.
(3) Micro crack
The presence or absence of microcracks on the belt surface was visually observed to indicate the number of copies that resulted in microcracks.
[0075]
[Example 1]
Nickel sulfate (NiSO_Four・ 6H₂O) 300 g / L, nickel chloride (NiCl₂・ 6H₂O) nickel plating bath containing 30 g / L of boric acid, 30 g / L of boric acid, 0.2 g / L of brightener (aromatic sulfonate), and 20 ppm of alkynediol (ie 1,4-butynediol) Casting bath) was prepared. A small amount of surfactant was added to the nickel plating bath to prevent pits.
Using a stainless steel mold having an outer diameter of 300 mmφ and a length of 300 mm as a cathode, using the above nickel plating bath, bath temperature 50 ° C., pH 4.0, current density 3 A / dm.²The endless electroformed nickel belt (A) having a carbon content of 0.1% by mass, a sulfur content of 0.02% by mass, a manganese content of 0%, a Vickers hardness (VH) of 300, and a thickness of 50 μm Produced. This endless nickel belt had a change rate of about 7% with respect to the initial value of the Vickers hardness after the heat aging test held in an atmosphere of 230 ° C. for 2 days.
[0076]
[Examples 2-8 and Comparative Examples 1-2]
Endless electroformed nickel belts (B to J) were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the nickel electroforming bath was changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[0077]
[Table 1]

[0078]
As is apparent from the results in Table 1, the endless electroformed nickel belts (Examples 1 to 8) having a carbon content in the range of 0.01 to 0.1% by mass have a Vickers hardness (VH) of 300. It shows a high value of hardness retention after a heat aging test at 230 ° C. in the range of ˜450. On the other hand, when the carbon content is less than 0.01% by mass (Comparative Example 1) and when the carbon content exceeds 0.1% by mass (Comparative Example 2), the heat resistance of the Vickers hardness is extremely poor and heat aging is caused. The Vickers hardness has decreased significantly after the test.
[0079]
[Example 9]
The inner surface of a stainless steel cylindrical mold having an inner diameter of 32 mmφ and a length of 300 mm is chrome plated, and PFA powder (manufactured by DuPont, MP-102) is powder-coated on the surface (surface roughness of 20 μm or less). For 30 minutes to form a fluororesin film (thickness 30 μm). A tetra-etch solution (manufactured by Junko Co., Ltd.) was applied to the inner surface of the fluororesin coating, washed with water, and etched. A silicone adhesive (DY39-012 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was applied to the etched surface of the fluororesin coating and air-dried.
An endless electroformed nickel belt (A) having an inner diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm is inserted into a stainless steel support having an outer diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm, and the same silicone adhesive is applied to the surface of the nickel belt and dried. After that, it was inserted into the hollow of the cylindrical mold formed with the above-mentioned fluororesin coating so that the axes of both coincided.
[0080]
Liquid silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., KE1380) is poured into the gap between the fluororesin coating on the inner surface of the cylindrical mold and the endless electroformed nickel belt, and heated at 160 ° C. for 15 minutes to thermally vulcanize the rubber. A rubber layer having a thickness of 1 mm was formed. Thereafter, the mold was removed to obtain a fluororesin-coated belt. The obtained fluororesin-coated belt had no wrinkles or tears on the surface, and had no surface waviness or unevenness.
[0081]
The fluororesin-coated belt thus obtained was set as a fixing belt in a fixing unit of an electrophotographic copying machine. A roller member in which a silicone rubber layer having a thickness of 2 mm and a fluororesin layer having a thickness of 20 μm were laminated in this order on an aluminum cored bar was used as a pressure roller disposed to face the fixing belt. The temperature was raised with a halogen lamp heater so that the surface temperature of the fluororesin layer of the fixing belt was 200 ° C.
A4 copy paper on which an unfixed image was formed with four color toners (cyan, magenta, yellow, black) using a Canon copier was passed through the fixing unit at a rate of 4 sheets per minute, and the nip width was 3 mm. And 300,000 sheets were continuously fixed. The table shows the fixing properties such as offset, the presence or absence of belt breakage, and the occurrence of minute cracks. The micro crack does not affect the fixing property, but if it grows, it causes destruction of the fixing belt. The results are shown in Table 2.
[0082]
[Examples 10 to 16]
A coated belt was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the endless electroformed nickel belt was replaced with the one shown in Table 2. The results are shown in Table 2.
[0083]
[Comparative Example 3]
The inner surface of a stainless steel cylindrical mold having an inner diameter of 32 mmφ and a length of 300 mm is chrome plated, and an endless electroformed nickel belt (I) having an inner diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm is attached to a stainless steel support having an outer diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm. After inserting and drying and applying a silicone adhesive on the surface of the nickel belt, it was inserted into the hollow of the cylindrical mold so that the axes of both coincided. Liquid silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., KE1380) is poured into the gap between the cylindrical mold and the endless electroformed nickel belt, heat-treated at 160 ° C. for 15 minutes, and vulcanized to form a rubber layer having a thickness of 1 mm. After forming, it was demolded. Next, the surface of the obtained rubber layer was ground to adjust the surface unevenness. A PTFE paint (Daikin, EK4300) was applied to the surface of the ground rubber layer, dried at 100 ° C. for 20 minutes, and then heat treated at 380 ° C. for 10 minutes to form a fluororesin coating.
[0084]
The fluororesin-coated belt thus obtained was set in the fixing unit in the same manner as in Example 1, and the temperature was raised so that the surface temperature of the fluororesin was 180 ° C. The A4 Canon copier, which formed an unfixed image with 4-color toner using a Canon copier, was passed through the fixing unit at a rate of 4 sheets per minute, and was pressed with a nip width of 3 mm to conduct a continuous fixing test. I did it. The unevenness of the surface of the fluororesin was severe, and the image was greatly disturbed from the first sheet, and the color density varied strongly, and a good image could not be obtained. Further, the coated belt was broken due to thermal deterioration, and paper could not be passed. The results are shown in Table 2.
[0085]
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, a coated belt was produced and evaluated in the same manner as in Example 3 except that an endless electroformed nickel belt (J) was used instead of the endless electroformed nickel belt (I). The results are shown in Table 2.
[0086]
[Comparative Example 5]
In the same manner as in Comparative Example 4, a rubber layer was formed on the endless electroformed nickel belt (J), and then the surface of the obtained rubber layer was ground to adjust the surface unevenness. The surface of the rubber layer was covered with a PFA shrinkable tube (manufactured by Gunze Co., Ltd.) and heat-shrinked. As a result, the unevenness of the rubber layer surface was large even after grinding. Therefore, the unevenness was reflected on the surface of the fluororesin layer, and the surface was uneven. When a continuous fixing test was performed using the obtained fluororesin-coated belt, the fixing belt was destroyed due to thermal deterioration at 30,000 sheets, and paper could not be passed. The results are shown in Table 2.
[0087]
[Comparative Example 6]
PTFE paint (Daikin, EK4300) is applied to the inner surface of an aluminum cylindrical mold having an inner diameter of 32 mmφ and a length of 300 mm, dried at 100 ° C. for 20 minutes, and then heat treated at 380 ° C. for 30 minutes to form a fluororesin film. did. A tetra-etch solution (manufactured by Jun Kogyo Co., Ltd.) was applied to the inner surface of the fluororesin coating, washed with water, and etched. A silicone adhesive (DY-39-012 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was applied to the inner surface of the etched fluororesin coating and air-dried.
An endless electroformed nickel belt (J) having an inner diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm was inserted into an aluminum support having an outer diameter of 30 mmφ and a length of 300 mm, and the same silicone adhesive was applied to the belt surface and dried. Then, it inserted in the hollow of the cylindrical metal mold | die which formed the fluororesin film so that both axial centers may correspond. After pouring liquid silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., KE1380) into the gap between the fluororesin coating on the inner surface of the cylindrical mold and the endless electroformed nickel belt, the rubber was vulcanized by heat treatment at 160 ° C. for 15 minutes, Demolded. When a continuous fixing test was performed using the obtained fluororesin-coated belt, an offset was generated on 1000 sheets, and the fixing belt was destroyed due to thermal deterioration on 30,000 sheets, and paper could not be passed. The results are shown in Table 2.
[0088]
[Table 2]

[0089]
From the results shown in Table 2, the coated belts of the present invention (Examples 9 to 16) exhibit excellent durability and excellent fixability when used under continuous high temperature conditions as a fixing belt, for example. I understand.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, an endless nickel belt is provided which is formed by electroforming, has a very small decrease in hardness and strength due to heat treatment and thermal deterioration, and is excellent in heat resistance and durability. In addition, according to the present invention, a coated belt excellent in heat resistance, releasability, surface smoothness, durability, and the like is provided by using the endless nickel belt as a metal belt base material. The coated belt of the present invention is suitable as a fixing belt in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine.
[0091]
Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for producing a coated belt in which the endless nickel belt is used as a metal belt base material and a release layer is formed thereon via an elastic layer, which causes deterioration of the elastic layer. There is no problem such as tearing of the release layer and generation of wrinkles, and the thickness of the release layer made of fluororesin can be reduced, improving the adhesion between the elastic layer and the release layer. There is also provided a method of manufacturing a coated belt that can omit the grinding step and can form an elastic layer that is flexible and does not vary in hardness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a layer structure of an example of a coated belt of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer configuration of another example of the coated belt of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a layer configuration of another example of the coated belt of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method for producing a coated belt having an elastic layer and a release layer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Metal belt base material
2: Elastic layer
2 ′: first elastic layer
2 ″: second elastic layer
3: Release layer
4: Cylindrical mold
5: Support

Claims

-Carbon content is 0.01 to 0.1 wt%, and a sulfur content of 0.02 to 0.05 wt%, the metal belt base endless nickel belt formed by electroforming A fixing belt comprising:

Fixing belt in claim 1 serial mounting manganese (Mn) content is 0.5 mass% or less.

The fixing belt according to claim 1, wherein the Vickers hardness (HV) is 300 to 450.

The fixing belt according to any one of claims 1 to 3 , wherein a change rate with respect to an initial value of the Vickers hardness after a heat aging test held in an atmosphere at 230 ° C for 2 days is within 10% .

On the metal belt substrate, directly or at least through the layer of the elastic layer, the fixing belt according to any one of claims 1 to 4 the release layer is formed.

The fixing belt according to claim 5 , wherein the release layer is a heat resistant resin layer.

The fixing belt according to claim 6, wherein the heat resistant resin layer is a fluororesin layer.

As the at least one layer of the elastic layer, the fixing belt according to any one of claims 5 to 7 having a silicone rubber layer or a fluorine rubber layer.

As the at least one layer of the elastic layer has a two-layer elastic layer of the (B1, B2), and a rubber composition layer elastic layer in contact with the release layer of which (B2) contains a fluororesin The fixing belt according to any one of claims 5 to 8 .

In the manufacturing method of the fixing belt according to claim 5 ,
And a [I] the metal belt substrate, using an endless nickel belt according to any one of claims 1 to 4, and,
[II] The following steps:
(1) A step of applying a heat resistant resin material to the inner surface of the cylindrical mold to form a release layer made of the heat resistant resin,
(2) A step of forming an elastic layer (B2) made of a rubber composition by applying a rubber composition containing a fluororesin to the inner surface of the release layer and vulcanizing as desired.
(3) a step of inserting a metal belt substrate into the hollow cylindrical mold, and (4) outer surface and the release SOMA other metal belt substrate is in the gap between the inner surface of the elastic layer (B2) by vulcanizing injecting a rubber material, forming an elastic layer made of rubber (B1), the production method of the fixing belt, characterized in that each layer is formed by.