專利名稱：金屬帶、定影帶及其加熱定影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子照相裝置和靜電記錄裝置等圖像形成裝置中使用的金屬帶、定影帶及對(duì)形成載置在記錄材料上的未定影圖像進(jìn)行加熱定影處理的加熱定影裝置。
背景技術(shù)：
在圖像形成裝置中，廣泛采用熱輥式裝置作為定影裝置，它利用電子照相處理、靜電記錄處理和磁記錄處理等圖像形成處理裝置，把通過(guò)轉(zhuǎn)印方式或者直接方式形成并載置在記錄材料(轉(zhuǎn)印片材、電傳真片材、靜電記錄紙、OHP片材、印刷紙和格式紙)上的目標(biāo)圖像信息的未定影圖像(調(diào)色劑圖像)作為永久定影圖像加熱定影在記錄材料表面上。在熱輥式裝置中，一般在輥內(nèi)采用鹵素加熱器等熱源。
另一方面，廣泛提出并實(shí)施了將陶瓷加熱器作為熱源，對(duì)小比熱的樹(shù)脂帶或者金屬帶進(jìn)行加熱的裝置。即在這種加熱方式的裝置中，一般使耐熱性帶(定影帶)夾在作為加熱體的陶瓷加熱器和作為加壓部件的加壓輥之間，形成夾持部，將形成并載置著要進(jìn)行圖像定影的未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料導(dǎo)入到上述夾持部的定影帶和加壓輥之間，使其和帶一起夾持傳送，從而在夾持部中，陶瓷加熱器的熱量通過(guò)帶提供給記錄材料，利用該熱量和夾持部的壓力將未定影的調(diào)色劑圖像熱壓定影在記錄材料表面上。
這種利用帶加熱方式的定影裝置能夠?qū)⒌捅葻岬牟考鳛閹?，?gòu)成按需型(on demand type)的裝置。即可以僅僅在圖像形成裝置形成圖像時(shí)給作為熱源的陶瓷加熱器通電，達(dá)到加熱至規(guī)定的定影溫度的狀態(tài)即可，這種方式的定影裝置具有從圖像形成裝置的電源打開(kāi)到可以執(zhí)行圖像形成的狀態(tài)的等待時(shí)間短(快速起動(dòng)性)、待機(jī)時(shí)的功耗也大幅度減小(省電)等優(yōu)點(diǎn)。在圖3中例示了這種方式的加熱定影裝置的結(jié)構(gòu)。在這種方式的加熱定影裝置中，將耐熱性帶(定影帶310)夾在作為加熱體的陶瓷加熱器312和作為加壓部件的加壓輥330之間，形成夾持部N，將形成并載置著要進(jìn)行圖像定影的未定影調(diào)色劑圖像t的記錄材料P導(dǎo)入到上述夾持部的定影帶310和加壓輥330之間，使其和帶一起夾持傳送，從而在夾持部中，陶瓷加熱器312的熱量通過(guò)定影帶310提供給記錄材料P，利用該熱量和夾持部的壓力將未定影的調(diào)色劑圖像t熱壓定影在記錄材料P的表面上。
這樣的帶加熱方式中的帶采用的是耐熱性樹(shù)脂等，特別是采用耐熱性、強(qiáng)度優(yōu)異的聚酰亞胺樹(shù)脂。但是，在使機(jī)械高速化、高耐久化的情況，樹(shù)脂薄膜中的強(qiáng)度是不夠的。因此，提出使用將強(qiáng)度好的金屬如SUS、鎳、銅、鋁等作為底層的帶。
而且，在特開(kāi)平7-114276號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2001-6868號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了利用金屬帶，由電磁感應(yīng)的渦流使其自身發(fā)熱的感應(yīng)加熱方式。在圖4中例示了這種方式的加熱定影裝置的結(jié)構(gòu)。另外，在圖5中示出了圖4的加熱定影裝置的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的模型圖。磁芯417a、417b和417c是高導(dǎo)磁率的部件。勵(lì)磁線圈418利用從勵(lì)磁電路(未圖示)供給的交流電流(高頻電流)產(chǎn)生交變磁通量。該交變磁通量作用在定影薄膜的金屬層上，從而產(chǎn)生渦流，使金屬層發(fā)熱。該熱量通過(guò)定影薄膜的彈性層和脫模層對(duì)定影薄膜加熱，加熱通過(guò)該夾持部N的記錄材料P，執(zhí)行圖像的加熱定影。即提出了利用磁通量在帶自身或者和帶接近的導(dǎo)電性部件中產(chǎn)生渦流，利用焦耳熱發(fā)熱的加熱定影裝置。在這種電磁感應(yīng)加熱方式的加熱定影裝置中，因?yàn)槟軌蚴拱l(fā)熱區(qū)域更加靠近被加熱體，所以能夠提高消耗能量的效率。
作為帶加熱方式的加熱定影裝置的定影帶的驅(qū)動(dòng)方法，具有通過(guò)加壓輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)使由引導(dǎo)帶內(nèi)表面的薄膜導(dǎo)軌和加壓輥壓接的帶從動(dòng)旋轉(zhuǎn)的方法(加壓輥驅(qū)動(dòng)方式)，和相反地通過(guò)由驅(qū)動(dòng)輥和張力輥張?jiān)O(shè)的環(huán)形帶狀的帶的驅(qū)動(dòng)使加壓輥從動(dòng)旋轉(zhuǎn)的方法等。
在特開(kāi)平7-13448號(hào)公報(bào)中，作為利用金屬帶的定影帶，公開(kāi)了利用加熱器面接觸部的表面粗糙度不到0.5μm，厚度40μm左右的鎳制定影帶。另外，在特開(kāi)平6-222695號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了在外周面上具備具有脫模性的涂層，在內(nèi)周面上具有樹(shù)脂層的10～35μm厚的鎳制定影帶。
這樣，在電子照相裝置、靜電記錄裝置等圖像形成裝置使用的定影帶中，一般采用無(wú)縫的帶基材。例如，由鎳構(gòu)成的無(wú)縫帶基材一般通過(guò)利用硫酸鎳浴或磺酸鎳等的電鍍法(存在表示電鑄法的情形)制造。
在該電鍍法中，使用所需形狀的母型，在該母型的外周上進(jìn)行電鑄成膜，從母型拔出，制造無(wú)縫帶基材。但是，以前的鎳無(wú)縫帶如果在定影時(shí)被加熱到180℃以上，則表面氧化，例如在圖3所示的帶加熱方式的加熱定影裝置中，由于和陶瓷加熱器312及帶導(dǎo)軌316的接觸而產(chǎn)生切削，摩擦阻力增大。因此，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成從動(dòng)于加壓輥(加壓部件)330的轉(zhuǎn)矩增加這樣的旋轉(zhuǎn)。
因此，以前在無(wú)縫帶基材的帶導(dǎo)軌側(cè)(內(nèi)面)設(shè)置滑動(dòng)層。這是為了讓定影帶和圖3、圖4的帶導(dǎo)軌316、416及滑動(dòng)板340、440接觸從而減小阻力。已提出利用聚酰亞胺樹(shù)脂來(lái)形成滑動(dòng)層。但是，因?yàn)橐跃埘啺窐?shù)脂為首的所謂樹(shù)脂類材料的熱傳導(dǎo)率和基材鎳相比要小約300倍(鎳0.92W/cm·℃、聚酰亞胺樹(shù)脂2.9×10-3W/cm·℃)，所以預(yù)熱時(shí)間變長(zhǎng)，埋沒(méi)了熱傳導(dǎo)率好的鎳的長(zhǎng)處。聚酰亞胺樹(shù)脂的材料成本高，用于形成在帶內(nèi)側(cè)的工序成本也變高了。另外，在聚酰亞胺樹(shù)脂的成膜步驟中，水分被聚酰亞胺樹(shù)脂膜吸收，失去了聚酰亞胺的優(yōu)良特性的情形也較多。
另一方面，在特開(kāi)2001-6868號(hào)公報(bào)中，提出在加熱部件的相對(duì)于支持部件滑動(dòng)的表面上，形成使陶瓷粒子和合成樹(shù)脂粒子分散在金屬基質(zhì)中的潤(rùn)滑性金屬層。通過(guò)設(shè)置使陶瓷粒子和合成樹(shù)脂粒子分散在金屬基質(zhì)中的金屬層，能夠降低加熱部件的相對(duì)于支持部件的滑動(dòng)面的滑動(dòng)阻力，而且通過(guò)提高通紙耐久性來(lái)抑制滑動(dòng)阻力的增加。但是，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)率依然比基材鎳要小，所以在加熱定影裝置的高印刷速度化中還存在問(wèn)題。
另一方面，在特開(kāi)2001-225134號(hào)公報(bào)中，提出了利用塑性加工法的金屬管。塑性加工法是深拉、拉伸、收縮時(shí)處理基材的加工法等，但如果使管的厚度變薄，例如拉伸的情況，具有模具的磨損變得頻繁，而且不能使再薄(厚度30μm以下)等缺點(diǎn)。
今后節(jié)能、節(jié)省空間的要求變得更嚴(yán)，圖像形成裝置中使用的加熱定影裝置的小型化、定影帶的內(nèi)徑的小尺寸化在發(fā)展。因此，作為具有金屬層的定影帶，要求高溫時(shí)的耐氧化性、潤(rùn)滑性、熱傳導(dǎo)性、薄壁化、耐熱性和撓性等。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出本發(fā)明，目的在于在可以低能量加熱的加熱定影裝置中，提供耐磨性、熱傳導(dǎo)性、薄壁化、耐熱性和撓性提高的定影帶和加熱定影裝置。本發(fā)明的目的還在于提供耐磨性、耐熱性和撓性好的金屬帶。
本發(fā)明的金屬帶的特征在于，由利用電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成，將該鎳鐵合金中鐵的含有率記為F(質(zhì)量％)，硫的含有率記為S(質(zhì)量％)時(shí)，該鎳鐵合金滿足由下式表示的關(guān)系。
0.001≤S≤0.1385×S+3≤F≤350×S+3而且，本發(fā)明的定影帶的特征在于具有金屬層，該金屬層是上述金屬帶。另外，本發(fā)明的加熱定影裝置的特征在于，具有定影帶和通過(guò)該定影帶相互壓接的一對(duì)壓接部件，該定影帶的內(nèi)表面相對(duì)于該一對(duì)壓接部件的一個(gè)滑動(dòng)，利用來(lái)自于該定影帶的熱量加熱定影記錄材料上的圖像，該定影帶是上述定影帶。
發(fā)明效果在利用電鑄法制造的鎳鐵合金的金屬帶中，通過(guò)使硫S和鐵F的含有率為
0.001≤S≤0.1385×S+3≤F≤350×S+3能夠提供耐磨性，特別是可以和高速印刷對(duì)應(yīng)的耐熱性、熱傳導(dǎo)性、撓性、結(jié)實(shí)性優(yōu)良的薄壁化的金屬帶，通過(guò)將其用于定影帶，能夠提供可靠性高的加熱定影裝置。


圖1是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的定影帶的層結(jié)構(gòu)的模型圖。
圖2是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式的定影帶的層結(jié)構(gòu)的模型圖。
圖3是表示本發(fā)明的加熱定影裝置的第1實(shí)施方式的概要的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是表示本發(fā)明的加熱定影裝置的第2實(shí)施方式的概要的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是在本發(fā)明的加熱定影裝置的第2實(shí)施方式中使用的磁場(chǎng)發(fā)生裝置的模型圖。
圖6是表示本發(fā)明的加熱定影裝置的其它實(shí)施方式的概要的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是繪制本實(shí)施例的環(huán)形金屬帶的鎳鐵合金的鐵含有率和硫含有率的圖形。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的定影帶是至少具有脫模層和金屬層的定影帶，其特征在于上述金屬層由利用電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成，將該鎳鐵合金中鐵的含有率記為F質(zhì)量％，硫的含有率記為S質(zhì)量％時(shí)，該鎳鐵合金滿足由下式表示的關(guān)系。
0.001≤S≤0.1385×S+3≤F≤350×S+3這里，利用電鑄法制造是指由電鍍法制造。
如果鎳鐵合金中鐵和硫的含有率滿足上述關(guān)系，則能夠使金屬層具有高耐熱性和高撓性，例如在金屬層上形成彈性層和脫模層并固化時(shí)加熱以及定影加熱時(shí)，金屬層的高硬度化、裂紋等不會(huì)發(fā)生。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)的電鑄鎳的情況，如上所述，具有由于定影時(shí)的加熱(180℃以上)，表面氧化，因?yàn)榇嬖趫D3所示的和陶瓷加熱器312及帶導(dǎo)軌316的接觸而產(chǎn)生切削的缺點(diǎn)，但本發(fā)明的上述電鑄法制造的鎳鐵合金在高溫下也示出了良好滑動(dòng)性的特性。即通過(guò)在加熱定影裝置中使用本發(fā)明的定影帶，定影帶的金屬層即使和相對(duì)的結(jié)構(gòu)部件接觸也不會(huì)切削，能夠使定影帶具有耐磨性和良好的滑動(dòng)性、充分的耐熱性及撓性。以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(1)定影帶對(duì)本發(fā)明的定影帶進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的定影帶10的層結(jié)構(gòu)的模型圖。圖1所示的本發(fā)明的定影帶10具有利用電鑄法制造的環(huán)形金屬帶構(gòu)成的金屬層1、層疊在其外表面上的的彈性層2、和進(jìn)一步層疊在該外表面上的脫模層3。金屬層1由電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成。在定影帶10中，金屬層1側(cè)是內(nèi)表面?zhèn)?帶導(dǎo)軌側(cè))，脫模層3側(cè)是外表面?zhèn)?加壓輥側(cè))。在金屬層1和彈性層2之間、彈性層2和脫模層3之間，為了粘附，也可以設(shè)置底層涂料層(未圖示)。底層涂料層可以使用硅系、氟系、環(huán)氧系、聚酰胺酰亞胺等公知的物質(zhì)，其厚度通常約為1～10μm。
圖2是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式的定影帶20的層結(jié)構(gòu)的模型圖。也可以在金屬層1的表面上不形成彈性層2，而是在金屬層1上直接形成脫模層3。特別是記錄材料上的調(diào)色劑量少、調(diào)色劑層的凹凸比較小的記錄材料的加熱定影的情況或?yàn)閭鳠岬慕Y(jié)構(gòu)的情況，可以采用能夠省略這樣的彈性層的方式。
另一方面，即使在圖1、圖2所示定影帶的情況，加熱定影裝置的機(jī)構(gòu)上需要和帶導(dǎo)軌的絕緣性等時(shí)，在金屬層1的帶導(dǎo)軌側(cè)上形成聚酰亞胺或聚酰胺酰亞胺等耐熱性高的樹(shù)脂層沒(méi)有任何問(wèn)題。另外，在該樹(shù)脂層中，為了在帶導(dǎo)軌上滑動(dòng)，也可以添加固定潤(rùn)滑劑和用于提高熱傳導(dǎo)率的氧化物填料。該樹(shù)脂層的厚度優(yōu)選在50μm以下，特別優(yōu)選3～20μm左右。本發(fā)明的定影帶10或者20可以在利用陶瓷加熱器的帶加熱方式和電磁感應(yīng)加熱方式的加熱定影裝置中使用。
<金屬層>
金屬層1由電鑄法制造的環(huán)形金屬帶形成，該環(huán)形金屬帶由鎳鐵合金構(gòu)成。在本發(fā)明中，在將構(gòu)成該金屬層1的鎳鐵合金中鐵的含有率記為F質(zhì)量％，硫的含有率記為S質(zhì)量％時(shí)，這些成分的含有率滿足下面的關(guān)系。
0.001≤S≤0.13(1)85×S+3≤F≤350×S+3 (2)已知和由鎳形成的金屬層相比，由上述鎳鐵合金形成的金屬層1在加熱定影時(shí)即使加熱到180℃以上的溫度也具有優(yōu)良的耐磨性。這是由于鐵的氧化物耐磨性優(yōu)異。
但是，已知如果鐵的含有率增多，則和加熱前相比，加熱后硬度會(huì)變高。另外，在采用電鑄法制造的情況，一般來(lái)說(shuō)硫成分是使電極沉積應(yīng)力降低，使成型精度提高的必要成分，但另一方面，又和損害撓性和高溫時(shí)的彈性、金屬疲勞引起的斷裂現(xiàn)象密切相關(guān)。硬度特別受到硫含有率的左右，如果硫的含有率增多，則一旦加熱，就存在硬度變高變脆的傾向。在金屬層1的外表面上形成彈性層和脫模層時(shí)，通常在200℃～300℃加熱使其固化，但由于此時(shí)的加熱，金屬層1的硬度變高變脆，定影時(shí)產(chǎn)生裂紋，破裂。即，撓性變差。
一般來(lái)說(shuō)，鐵和硫構(gòu)成化合物FeS，已知該FeS是非常脆的。但是，鎳鐵合金的鐵和硫的含有率滿足上述關(guān)系時(shí)，發(fā)現(xiàn)加熱引起的金屬層1的硬度變化小。其原因還不明確，但推測(cè)其原因是，如果例如鐵的含有率增加，則結(jié)晶粒界容易變小，所以存在的晶粒數(shù)量多，結(jié)晶粒界多，故產(chǎn)生的FeS僅僅以不連續(xù)地存在。
電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成金屬層的情況，存在和鐵的含有率的關(guān)系，已知硫的含有率達(dá)到0.13質(zhì)量％的含有率能夠滿足本發(fā)明的定影帶的金屬層1的撓性。而且，如果硫過(guò)少，則難以從母型脫模，所以作為構(gòu)成本發(fā)明的金屬層1的鎳鐵合金，需要0.001質(zhì)量％。特別是硫的含有率為0.02～0.09質(zhì)量％是優(yōu)選的。
而且，為了提高耐熱性，已知添加碳也具有效果。本發(fā)明的金屬層1的鎳鐵合金中碳的含有率優(yōu)選是硫的含有率的0.07～2倍，特別是0.08～1.5倍。碳存在抑制鐵和硫的化合物的生成的傾向。如果碳的含有率多，則由于鐵的碳化合物增加而變脆。而且，為了提高耐熱性，也可以利用將鈷(Co)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎢(W)等電鍍液添加到作為基液的鎳鐵合金浴中后的電鍍液，使本發(fā)明的鎳鐵合金中含有這些成分。
本發(fā)明使用的具有上述規(guī)定的鐵和硫含有率的環(huán)形鎳鐵合金帶是將例如不銹鋼等制造的母型作為陰極，利用電鑄工藝制造的。電鍍液一般采用硫酸鹽浴、磺酸鹽浴、氯化物浴這樣的一般的電鍍?cè)?。在采用硫酸浴的情況，將包含例如硫酸鎳、硫酸亞鐵、硼酸、氯化鈉、糖精鈉、十二烷基硫酸鈉等的水溶液作為主劑。在該浴中可以適當(dāng)添加pH調(diào)整劑、防腐劑、增亮劑等添加劑。
為了使構(gòu)成上述環(huán)形鎳鐵合金帶的鎳鐵合金的硫含有率滿足上述關(guān)系(1)，可以控制例如硫酸亞鐵和糖精鈉的添加量、電鍍電流密度、電鍍?cè)囟取?br> 而且，為了使鐵的含有率滿足上述關(guān)系(2)，可以控制例如硫酸鎳和硫酸亞鐵的添加量、電流密度、電鍍?cè)囟取?br> 為了使碳的含有率為硫含有率S的0.07～2倍，可以控制例如增亮劑、如丁炔二醇、香豆素等的添加量、糖精鈉的添加量、電流密度、電鍍?cè)囟取?br> 根據(jù)電鑄法中使用的電鍍?cè)《兴煌?，但通常?yōu)選在電鍍?cè)囟燃s40～60℃左右，陰極電流密度約1～100A/dm2左右的條件下進(jìn)行。
作為增亮劑，可以添加糖精、糖精鈉、苯磺酸鈉、萘磺酸鈉等應(yīng)力減小劑·一次增亮劑，和丁炔二醇、香豆素、二乙基三胺等二次增亮劑。
在圖3所示利用陶瓷加熱器的帶加熱方式的加熱定影裝置中使用的情況，為了減小比熱，提高快速起動(dòng)性，優(yōu)選金屬層1的厚度在100μm以下，特別是50μm以下或者10μm以上。和電鑄鎳相比，本發(fā)明的電鑄鎳鐵合金彈性高，所以即使比電鑄鎳薄，也難以塑性變形。為了使和加壓輥的夾持部大，可以使金屬層1的厚度薄，將來(lái)的需要也多。在這一點(diǎn)上本發(fā)明的電鑄鎳鐵合金要比上述塑性加工法制作的SUS管好。
而且，在圖4所示電磁感應(yīng)加熱方式的加熱固定裝置的情況，金屬層1的厚度比下式表示的表皮深度厚，通常在1μm以上，優(yōu)選在10μm以上，而且，通常在200μm以下，優(yōu)選在100μm以下，更優(yōu)選在70μm以下。
表皮深度σ[m]由勵(lì)磁電路的頻率f[Hz]、導(dǎo)磁性μ和固有電阻ρ[Ωm]表示為σ＝503×(ρ/fμ)1/2。
它表示由電磁感應(yīng)使用的電磁波的吸收深度，在比它深時(shí)電磁波的強(qiáng)度成為1/e(e表示自然對(duì)數(shù)的底)以下，從相反面來(lái)說(shuō)，大部分的能量被該深度吸收。和電鑄鎳相比，本發(fā)明的電鑄鎳鐵合金中鐵量越多，磁通密度越大，但固有電阻要比鎳大2～5倍。因此，如果太薄，則大部分的電磁能量沒(méi)有吸收完，效率變差。另外，如果金屬層1太厚，則剛性變高，而且撓性變差，作為旋轉(zhuǎn)體難以使用。
<彈性層>
可以設(shè)置也可以不設(shè)置彈性層2。通過(guò)設(shè)置彈性層2，在夾持部中覆蓋被加熱圖像、確保熱量傳送的同時(shí)，能夠補(bǔ)償金屬層1的反沖力，緩和由旋轉(zhuǎn)·彎曲引起的疲勞。另外，通過(guò)設(shè)置彈性層2，增加定影帶的脫模層表面向未定影調(diào)色劑圖像表面的跟蹤性，可以有效地傳遞熱量。設(shè)置了彈性層2的定影帶特別適合未定影調(diào)色劑的漿量多的彩色圖像的加熱定影。
彈性層2的材料不作特別限定，選擇耐熱性好、熱傳導(dǎo)率好的材料就可以。作為彈性層2的材料，優(yōu)選硅橡膠，氟橡膠、氟硅橡膠等，特別優(yōu)選硅橡膠、
作為為了形成彈性層2而使用的硅橡膠，能夠例示聚二甲基硅氧烷、聚甲基三氟代丙基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷、聚三氟代丙基乙烯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚苯基乙烯基硅氧烷、構(gòu)成這些聚硅氧烷的單體單元構(gòu)成的共聚物等。
而且，根據(jù)需要，在彈性層2中也可以含有干式二氧化硅、濕式二氧化硅等加固性填充材料、碳酸鈣、石英粉、硅酸鋯、粘土(硅酸鋁)、滑石(含水硅酸鎂)、礬土(氧化鋁)、鐵丹(氧化鐵)等填充材料。
因?yàn)槟軌虻玫搅己玫亩ㄓ皥D像質(zhì)量，彈性層2的厚度優(yōu)選在10μm以上，特別是50μm以上，優(yōu)選1000μm以下，特別是500μm以下。在印刷彩色圖像的情況，特別是在照片圖像等中，可以在記錄材料P的大面積上形成實(shí)心圖像。此時(shí)，在記錄材料的凹凸或者調(diào)色劑層的凹凸上加熱面(脫模層3)不能跟上，產(chǎn)生加熱不均，在傳熱量多的部分和少的部分，在圖像上產(chǎn)生亮度不均。換言之，傳熱量多的部分光亮度高，在傳熱量少的部分光亮度低。如果彈性層2太薄，則不能跟隨記錄材料或者調(diào)色劑層的凹凸，從而產(chǎn)生圖像亮度不均。而且，如果彈性層2太厚，則彈性層的熱電阻變大，實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)性變得困難。
因?yàn)槌浞忠种茍D像亮度不均的發(fā)生，得到良好的定影圖像品質(zhì)，所以彈性層2的硬度(JIS-K-6253)優(yōu)選在60°以下，更優(yōu)選在45°以下。
彈性層2的熱傳導(dǎo)率λ優(yōu)選在2.5×10-3[W/cm·℃]以上，更優(yōu)選在3.3×10-3[W/cm·℃]以上。另外，優(yōu)選在8.4×10-3[W/cm·℃]以下，更優(yōu)選在6.3×10-3[W/cm·℃]以下。在熱傳導(dǎo)率λ太小時(shí)，熱電阻變大，定影帶的表層(脫模劑3)的溫度上升緩慢。在熱傳導(dǎo)率λ太大時(shí)，彈性層2的硬度變高，壓縮永久變形變大。
彈性層2可以采用例如通過(guò)刮涂法等方法以均勻厚度在金屬層上涂布液狀的硅橡膠等材料，并加熱固化的方法；將液狀的硅橡膠等材料注入成形模中并加硫固化的方法；擠壓成型后加硫固化的方法；注射成型后加硫固化的方法等形成。
<脫模層>
脫模層3的材料不作特別限定，選擇脫模性、耐熱性好的材料即可。作為脫模層3，優(yōu)選PFA(四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)等氟樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、氟硅樹(shù)脂、氟橡膠、硅橡膠等，更優(yōu)選PFA。而且，根據(jù)需要，能夠在脫模層中包含碳、氧化錫等的導(dǎo)電劑等。導(dǎo)電劑的含量不作特別限定，但一般優(yōu)選相對(duì)于形成脫模層的材料的全部質(zhì)量在10質(zhì)量％以下。
脫模層3的厚度優(yōu)選在1μm以上，而且優(yōu)選在100μm以下。如果脫模層3太薄，則由于脫模層3的厚度不均而產(chǎn)生脫模性差的部分，耐久性不夠。另外，如果脫模層太厚，則熱傳導(dǎo)性變差，特別是在樹(shù)脂類脫模層的情況，硬度變高，彈性層2失去了效果。
這樣的脫模層可以采用公知的方法，例如在形成氟樹(shù)脂類脫模層時(shí)，涂布分散氟樹(shù)脂粉末并涂料化后的物質(zhì)，干燥、烘焙的方法，或者覆蓋·接合預(yù)先管化的物質(zhì)的方法形成。在形成橡膠類脫模層的情況，可以采用將液狀材料注入成形模并加硫固化的方法、擠壓成型后加硫固化的方法、注射成型后加硫固化的方法等形成。
而且，也能夠?qū)㈩A(yù)先在內(nèi)表面實(shí)施了底層涂料處理的管、預(yù)先對(duì)表面實(shí)施了底層涂料處理的環(huán)形電鑄鎳鐵合金帶安裝在圓筒母型內(nèi)，將液狀硅橡膠注入該管和環(huán)形電鑄鎳鐵合金帶之間的間隙，加熱，使硅橡膠固化，粘附，同時(shí)形成彈性層和脫模層。
(2)加熱定影裝置下面，對(duì)本發(fā)明的加熱定影裝置進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的加熱定影裝置具有定影帶，和通過(guò)該定影帶相互壓接的一對(duì)壓接部件，該定影帶的內(nèi)表面相對(duì)于該一對(duì)壓接部件的一個(gè)滑動(dòng)，利用來(lái)自于上述定影帶的熱量加熱定影記錄材料上的未定影調(diào)色劑圖像，作為定影帶采用上述的本發(fā)明的定影帶。
(第1實(shí)施方式)在利用陶瓷加熱器作為加熱體的帶加熱方式的定影裝置中，最好能夠使用本發(fā)明的定影帶。
圖3是表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的加熱定影裝置300的橫截面的模型圖。在本實(shí)施方式中，加熱定影裝置300是利用陶瓷加熱器作為加熱體的帶加熱方式的裝置，定影帶310是上述的本發(fā)明的定影帶。
帶導(dǎo)軌316是耐熱性、絕熱性的帶導(dǎo)軌。作為加熱體的陶瓷加熱器312嵌入從而被固定支撐在帶導(dǎo)軌316的下表面的約中央處沿著導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向形成的溝部中。圓筒狀或者環(huán)狀的本發(fā)明的定影帶310松弛地外嵌在帶導(dǎo)軌316上。
加壓用剛性支柱322插入到帶導(dǎo)軌316的內(nèi)側(cè)中。
在本實(shí)施方式中，加壓部件330是具有彈性層的加壓輥。該加壓部件330在芯鐵330a的外周部設(shè)置硅橡膠等彈性層330b。將芯鐵330a的兩端部以旋轉(zhuǎn)自如的軸承保持并配設(shè)在本裝置的未圖示的前側(cè)和后側(cè)的底盤(pán)側(cè)板之間。為了改善表面性質(zhì)，具有彈性層的加壓輥還可以在該彈性層的外周上設(shè)置由PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)等氟樹(shù)脂構(gòu)成的脫模層。
在加壓用剛性支柱322的兩端部和裝置底盤(pán)側(cè)的彈簧接收部件(未圖示)之間分別壓縮設(shè)置加壓彈簧(未圖示)，將下壓力作用在加壓用剛性支柱322上。從而陶瓷加熱器312的下表面上配置的滑動(dòng)板340的下表面和加壓輥330的上表面通過(guò)定影帶310壓接，形成規(guī)定寬度的夾持部N。
作為制作帶導(dǎo)軌316使用的材料，優(yōu)選使用耐熱酚醛樹(shù)脂、LCP(液晶聚酯)樹(shù)脂、PPS(聚亞苯基硫醚)樹(shù)脂、PEEK(聚醚醚酮)樹(shù)脂等耐熱性好的樹(shù)脂。
驅(qū)動(dòng)裝置(未圖示)使加壓輥330如箭頭所示在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。利用該加壓輥330的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)引起的加壓輥330和定影帶310的外表面的摩擦將旋轉(zhuǎn)力作用在定影帶310上，定影帶310的內(nèi)表面在夾持部N中附著在陶瓷加熱器312的下表面上并一邊滑動(dòng)，一邊如箭頭所示在時(shí)鐘方向上以和加壓輥330的旋轉(zhuǎn)圓周速度基本對(duì)應(yīng)的圓周速度在帶導(dǎo)軌316的周圍旋轉(zhuǎn)(加壓輥驅(qū)動(dòng)方式)。
基于打印開(kāi)始信號(hào)，加壓輥330開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，而且陶瓷加熱器312開(kāi)始加熱。在加壓輥330的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的定影帶310的旋轉(zhuǎn)圓周速度保持恒定，陶瓷加熱器312的溫度上升到規(guī)定溫度的狀態(tài)，將載置未定影的調(diào)色劑圖像t的記錄材料P導(dǎo)入到夾持部N的定影帶310和加壓輥330之間，并使調(diào)色劑圖像載置面?zhèn)葹槎ㄓ皫?10側(cè)。然后，記錄材料P在夾持部N中通過(guò)定影帶310附著在陶瓷加熱器312的下表面上，和定影帶310一起移動(dòng)通過(guò)夾持部N。在該移動(dòng)通過(guò)過(guò)程中，陶瓷加熱器312的熱量通過(guò)定影帶310提供給記錄材料P，從而將未定影的調(diào)色劑圖像t加熱定影到記錄材料P表面上。通過(guò)夾持部N后的記錄材料P從定影帶310的外表面分離并被傳送。
作為加熱體的陶瓷加熱器312是將和定影帶310及記錄材料P的移動(dòng)方向相垂直的方向作為長(zhǎng)度方向的橫向長(zhǎng)度的低比熱線狀加熱體。其基本結(jié)構(gòu)是氮化鋁等形成的加熱器基板，在該加熱器基板的表面上沿著其長(zhǎng)度方向設(shè)置的發(fā)熱層312b，例如將Ag/Pd(銀/鈀)等電阻材料以約10μm的厚度、1～5mm的寬度利用絲網(wǎng)印刷等涂布設(shè)置的發(fā)熱層312b，和在其上面設(shè)置的玻璃或氟樹(shù)脂等保護(hù)層312c。使用的陶瓷加熱器并不局限于這樣的加熱器。
然后，在陶瓷加熱器312的發(fā)熱層312b的兩端之間通電，從而使發(fā)熱層312b發(fā)熱，加熱器312急速升溫。由溫度傳感器(未圖示)檢測(cè)該加熱器溫度，由控制電路(未圖示)控制對(duì)發(fā)熱層312b的通電，使加熱器溫度保持在規(guī)定溫度，從而對(duì)陶瓷加熱器312進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制。
在帶導(dǎo)軌316的下表面約中央處沿著導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向形成的溝部中，嵌入并固定支撐陶瓷加熱器312，使保護(hù)層312c側(cè)朝上。在和定影帶310接觸的夾持部N中，該陶瓷加熱器312的滑動(dòng)板340的表面和定影帶310的內(nèi)表面相互接觸并滑動(dòng)。
另外，也可以取代陶瓷加熱器，設(shè)置鐵板等強(qiáng)磁性體金屬板，利用第2實(shí)施方式中使用的電磁感應(yīng)使上述強(qiáng)磁性體金屬板發(fā)熱，作為加熱體使用。
而且，加壓部件330并不局限于具有加壓輥這樣的輥形狀的加壓部件，也可以是旋轉(zhuǎn)薄膜式等其它形式的部件。另外，為了也從加壓部件330側(cè)將熱能提供給記錄部件P，還可以將裝置構(gòu)成為在加壓部件330側(cè)也設(shè)置電磁感應(yīng)加熱方式等的發(fā)熱裝置，加熱、調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
(第2實(shí)施方式)圖4是表示本發(fā)明的其它實(shí)施方式的加熱定影裝置400的主要部分的橫截面的模型圖。本實(shí)施方式的加熱定影裝置400是電磁感應(yīng)加熱方式的裝置，定影帶410是上述本發(fā)明的定影帶。
磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置由磁芯417a、417b和417c以及勵(lì)磁線圈418構(gòu)成。
圖5是該加熱定影裝置的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的模型圖。
磁芯417a～417c是高導(dǎo)磁率的部件，優(yōu)選鐵氧體或坡莫合金等用于變壓器的磁芯的材料，特別優(yōu)選采用的是即使在10kHz以上損失也小的鐵氧體。
勵(lì)磁線圈418是將每一根分別被絕緣涂覆的銅制細(xì)線以多根束在一起(束線)，作為構(gòu)成線圈(Coil)的導(dǎo)線(電線)，將其卷繞多次而形成的。在本實(shí)施方式中，是旋轉(zhuǎn)卷繞11次，形成勵(lì)磁線圈418。
考慮到定影帶410的發(fā)熱引起的熱傳導(dǎo)，絕緣涂覆優(yōu)選利用具有耐熱性的涂覆。例如，優(yōu)選采用由聚酰亞胺樹(shù)脂涂覆。這里，也可從勵(lì)磁線圈418的外部施加壓力，提高密集度。
在磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置和定影帶410之間設(shè)置絕緣部件419。作為絕緣部件419的材料，絕緣性好、耐熱性好的物質(zhì)就可以。優(yōu)選列舉例如酚醛樹(shù)脂、氟樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚酰胺樹(shù)脂、聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂、PEEK(聚醚醚酮)樹(shù)脂、PES(聚醚砜)樹(shù)脂、PPS(聚亞苯基硫醚)樹(shù)脂、PFA(四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物)樹(shù)脂、PTFE(聚四氟乙烯)樹(shù)脂、FEP(四氟乙烯/六氟丙烯共聚物)樹(shù)脂、LCP(液晶聚酯)樹(shù)脂等。
在勵(lì)磁線圈418中，勵(lì)磁電路427(圖5)和供電部418a、418b連接。作為該勵(lì)磁電路427，優(yōu)選能夠由開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生20kHz到500kHz的高頻。勵(lì)磁線圈418利用從勵(lì)磁電路427供給的交流電流(高頻電流)產(chǎn)生交變磁通量。
導(dǎo)入磁芯417a～417c中的交變磁通量(C)在定影帶410的由鎳鐵合金構(gòu)成的金屬層1(電磁感應(yīng)發(fā)熱層)中產(chǎn)生渦流。該渦流由于金屬層1(電磁感應(yīng)發(fā)熱層)的電阻率而在金屬層1(電磁感應(yīng)發(fā)熱層)中產(chǎn)生焦耳熱(渦流損失)。這里的發(fā)熱量Q由通過(guò)金屬層1(電磁感應(yīng)發(fā)熱層)的磁通量的密度決定。由包含未圖示的溫度檢測(cè)裝置的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制對(duì)勵(lì)磁線圈418的電流供給，從而以將夾持部N的溫度維持在規(guī)定溫度的方式進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。在圖4示出的實(shí)施方式中，溫度傳感器426是檢測(cè)定影帶410的溫度的熱敏電阻器等，基于由溫度傳感器426測(cè)定的定影帶410的溫度信息，控制夾持部N的溫度。
作為加壓部件的加壓輥430由芯鐵430a、和在芯鐵的外周部同心一體地輥狀成形涂覆的例如硅橡膠、氟橡膠、氟樹(shù)脂等耐熱性彈性層430b構(gòu)成。將加壓輥430的芯鐵430a的兩端部以旋轉(zhuǎn)自如的軸承支撐并配設(shè)在裝置的未圖示的底盤(pán)側(cè)板之間。
在加壓用剛性支柱422的兩端部和裝置底盤(pán)側(cè)的彈簧接收部件(未圖示)之間分別壓縮設(shè)置加壓彈簧(未圖示)，將下壓力作用在加壓用剛性支柱422上。從而帶導(dǎo)軌416a的下表面上配置的滑動(dòng)板440的下表面和加壓輥430的上表面通過(guò)定影帶410壓接，形成規(guī)定寬度的夾持部N。另外，作為制作帶導(dǎo)軌416使用的材料，優(yōu)選使用耐熱酚醛樹(shù)脂、LCP(液晶聚酯)樹(shù)脂、PPS(聚亞苯基硫醚)樹(shù)脂、PEEK(聚醚醚酮)樹(shù)脂等耐熱性優(yōu)異的樹(shù)脂。
驅(qū)動(dòng)裝置M使加壓輥430如箭頭所示在逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。利用該加壓輥430的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)引起的加壓輥430和定影帶410的外表面的摩擦將旋轉(zhuǎn)力作用在定影帶410上，定影帶410的內(nèi)表面在夾持部N中在滑動(dòng)板440的下表面上一邊滑動(dòng)，一邊如箭頭所示在時(shí)鐘方向上以和加壓輥430的旋轉(zhuǎn)圓周速度基本對(duì)應(yīng)的圓周速度在帶導(dǎo)軌416(416a和416b)的周圍旋轉(zhuǎn)。
這樣，加壓輥430被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，定影帶410隨之旋轉(zhuǎn)，通過(guò)從勵(lì)磁電路427向勵(lì)磁線圈418供電，如上所述，定影帶410電磁感應(yīng)發(fā)熱，在夾持部N的溫度上升并調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度的狀態(tài)，將從圖像形成裝置傳送過(guò)來(lái)的形成了未定影的調(diào)色劑圖像t的記錄材料P導(dǎo)入到夾持部N的定影帶410和加壓輥430之間，并使圖像面向上，即和定影帶表面相對(duì)。然后，在夾持部N中圖像面附著在定影帶410的外面，和定影帶410一起在夾持部N中夾持著傳送。在該過(guò)程中，未定影的調(diào)色劑圖像t被定影帶的電磁感應(yīng)發(fā)熱加熱，從而被加熱定影到記錄材料P表面上。記錄材料P通過(guò)夾持部N后，從旋轉(zhuǎn)定影帶410的外表面分離并被排出傳送。
記錄材料上的加熱定影圖像在通過(guò)夾持部N后，冷卻，成為永久固定圖像。在本實(shí)施方式中，在加熱定影裝置上沒(méi)有設(shè)置用于防止偏移的油涂布機(jī)構(gòu)，但在使用不含低軟化物質(zhì)的調(diào)色劑的情況，可以設(shè)置油涂布機(jī)構(gòu)。另外，在使用含低軟化物質(zhì)的調(diào)色劑的情況，也可以涂油、冷卻，分離記錄材料P，并排出傳送。
而且，加壓部件430并不局限于具有加壓輥這樣的輥形狀的加壓部件，也可以是旋轉(zhuǎn)薄膜式等其它形式的加壓部件。另外，為了也從加壓部件430側(cè)將熱能提供給記錄材料，還可以將裝置構(gòu)成為在加壓輥430側(cè)也設(shè)置電磁感應(yīng)加熱等發(fā)熱裝置，加熱、調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
(其它的實(shí)施方式)加熱定影裝置的裝置結(jié)構(gòu)并不局限于上述實(shí)施方式的加壓輥驅(qū)動(dòng)方式。除此之外，該裝置還可以構(gòu)成為，例如，像圖6所示加熱定影裝置600那樣，在帶導(dǎo)軌616、驅(qū)動(dòng)輥631和張力輥632之間懸繞張?jiān)O(shè)定影帶610，通過(guò)定影帶610使帶導(dǎo)軌616的下表面和作為加壓部件的加壓輥630壓接，形成夾持部N，利用驅(qū)動(dòng)輥631使定影帶610旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，加壓輥630是從動(dòng)旋轉(zhuǎn)輥。
而且，此時(shí)加壓部件630并不局限于具有輥形狀的加壓部件，也可以是旋轉(zhuǎn)薄膜式等其它形式的加壓部件。另外，為了也從加壓部件630側(cè)將熱能提供給記錄材料，還可以將裝置構(gòu)成為在加壓部件630側(cè)也設(shè)置電磁感應(yīng)加熱等發(fā)熱裝置，加熱、調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度。
(實(shí)施例)以下，利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
本實(shí)施例、比較例的環(huán)形金屬帶的鎳鐵合金的碳、鐵與硫含有率的測(cè)定、環(huán)形金屬帶的硬度測(cè)定以及實(shí)施例和比較例的定影帶的空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)和實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)按下述方式進(jìn)行。
<鎳鐵合金的鐵、硫和碳的含有率測(cè)定>
利用理學(xué)株式會(huì)社制的RIX3000型熒光X射線分析裝置(商品名)測(cè)定鎳鐵合金的鐵含有率。而且，硫和碳的含有率是采用燃燒紅外線吸收法，利用美國(guó)LECO公司制造的測(cè)定裝置CS-444型(商品名)進(jìn)行測(cè)定。
<鎳鐵合金的硬度測(cè)定>
利用株式會(huì)社アカシ制造的測(cè)定裝置HM123(商品名)，基于JISZ2244測(cè)定維氏硬度(荷重100g)。
<空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)>
(加熱器加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn))在佳能(株)制造的全色LBP LASER SHOT LBP-2040(商品名)上，作為加熱定影裝置，載置安裝有實(shí)施例或者比較例的定影帶的加熱器加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置(單元)，利用它按下述方式執(zhí)行空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)。
將加熱定影裝置的加熱器溫度一邊調(diào)節(jié)到210℃，一邊以規(guī)定的壓力將加壓輥壓在定影帶上，使定影帶在加壓輥上從動(dòng)旋轉(zhuǎn)。加壓輥采用的是在厚度3mm的硅橡膠形成的彈性層上覆蓋30μm的PFA管后得到的φ16mm的加壓輥。在本空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中，設(shè)定的條件是，壓力為200N，夾持部為寬6mm×長(zhǎng)230mm，定影帶的表面速度為87mm/s。為了改善滑動(dòng)性，在帶導(dǎo)軌的滑動(dòng)板(圖3的340)上涂布0.5g的潤(rùn)滑劑(商品名HP3000，杜康寧亞洲公司制制)后進(jìn)行試驗(yàn)。在本空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中，投入為了使定影帶從動(dòng)旋轉(zhuǎn)而需要的加壓輥的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行測(cè)定。
在該空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中，用眼睛和顯微鏡觀察，將到定影帶產(chǎn)生裂紋、斷裂為止的時(shí)間作為耐久時(shí)間。
要求由加熱定影裝置的處理速度和安全系數(shù)計(jì)算出的定影帶的最低耐久時(shí)間為500小時(shí)，但將本發(fā)明的定影帶的耐久壽命(耐久時(shí)間)設(shè)定在700小時(shí)以上，對(duì)于耐久時(shí)間超過(guò)700小時(shí)的定影帶，在超過(guò)700小時(shí)時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。
(電磁感應(yīng)加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn))在佳能(株)制造的全色LBP LASER SHOT LBP-2710(商品名)上，作為加熱定影裝置，載置安裝有實(shí)施例或者比較例的定影帶的電磁感應(yīng)加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置(單元)，利用它按下述方式執(zhí)行空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)。
將加熱定影裝置的加熱器溫度一邊調(diào)節(jié)到220℃，一邊以規(guī)定的壓力將加壓輥壓在定影帶上，使定影帶在加壓輥上從動(dòng)旋轉(zhuǎn)。加壓輥采用的是在壁厚3mm的硅樹(shù)脂層上覆蓋30μm的PFA管后得到的φ30mm的橡膠輥。在本試驗(yàn)中，在壓力為200N，定影夾持部為寬7mm×長(zhǎng)230mm，定影帶的表面速度為高速印字速度120mm/s的條件下進(jìn)行試驗(yàn)。而且，為了改善滑動(dòng)性，在帶導(dǎo)軌的滑動(dòng)板(圖4的440)上涂布0.5g的杜康寧亞洲公司制制HP3000后進(jìn)行試驗(yàn)。
<實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)>
利用上述空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中使用的、載置加熱定影裝置(單元)的佳能(株)制全色LBP LASER SHOT LBP-2040(商品名)和全色LBP LASERSHOT LBP-2710(商品名)，在和上述空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)相同的使用條件下，制作10萬(wàn)張圖像，進(jìn)行實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)。
(實(shí)施例1～21，比較例1～4)<環(huán)形金屬帶的制作·評(píng)估>
調(diào)制包含硫酸鎳、硫酸亞鐵、硼酸、氯化鈉、糖精鈉、丁炔二醇、十二烷基硫酸鈉的鎳鐵合金電鍍液。將由不銹鋼形成的母型浸漬在該電鍍?cè)≈校鳛殛帢O，在浴溫40℃、電流密度2～14A/dm2時(shí)使鎳鐵合金電析13～90分鐘后，從母型取出，制作由鎳鐵合金形成的內(nèi)徑φ24mm、厚30μm、長(zhǎng)250mm的環(huán)形金屬帶。
在表1中集中示出上述環(huán)形金屬帶的制作條件。
表1

測(cè)定得到的鎳鐵合金形成的環(huán)形金屬帶中含有的鐵、硫和碳的含有率。
還有，在涂布分散PFA或FEP等粉末并涂料化后形成的涂布液，干燥、烘焙，形成脫模層3的情況，是在約320～330℃左右的溫度下加熱，由電鑄法制作的鎳鐵合金形成的環(huán)形金屬帶如果被加熱，硬度就會(huì)越來(lái)越高，而且如果再被加熱，在300℃左右存在硬度變低和硬度變大的情形，硬度變小時(shí)會(huì)變脆，容易裂開(kāi)，所以為了判斷得到的環(huán)形金屬帶的耐熱特性，在320℃和330℃進(jìn)行30分鐘的加熱處理，測(cè)定加熱處理后的環(huán)形金屬帶的硬度。
<定影帶的制作·評(píng)估>
在得到的環(huán)形金屬帶的外周面上，使底層涂料包含在海綿中后，用該海綿在環(huán)形金屬帶的表面上涂布，形成底層涂料層，然后在PFA管的內(nèi)側(cè)同樣形成底層涂料層，和上述環(huán)形金屬帶一起同軸安裝在內(nèi)徑基本相同的圓筒狀模具上，在PFA管和環(huán)形金屬帶之間，注入液狀硅橡膠DY32-561A/B(Toray·杜康寧·silicone社制，商品名)，在200℃在熱風(fēng)循環(huán)干燥爐內(nèi)加熱30分鐘，使各層同時(shí)固化的同時(shí)，同時(shí)形成由厚300μm的硅橡膠形成的彈性層，和通過(guò)粘合層形成在其外周部上的由PFA管構(gòu)成的厚度30μm的脫模層，得到定影帶。
對(duì)得到的定影帶執(zhí)行上述空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)和實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)。
在表2中集中示出加熱器加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)的結(jié)果，環(huán)形金屬帶的鎳鐵合金的鐵、硫和碳的含有率的測(cè)定結(jié)果，加熱處理后的環(huán)形金屬帶的硬度測(cè)定值。
表2

關(guān)于實(shí)施例1～21的定影帶，加熱器加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的耐久時(shí)間全部都越過(guò)耐久時(shí)間的規(guī)格的500小時(shí)，超過(guò)了700小時(shí)。與此相對(duì)的是，在比較例1的定影帶中，鐵的含有率F(質(zhì)量％)是1質(zhì)量％，帶的內(nèi)表面被切削，從而加壓輥的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變大，所以在150℃小時(shí)時(shí)停止旋轉(zhuǎn)。在比較例2和3的定影帶中，硫的含有率S(質(zhì)量％)超過(guò)0.13質(zhì)量％，分別在90小時(shí)和80小時(shí)時(shí)，在金屬層的中心產(chǎn)生裂紋。在比較例4的定影帶中，于90小時(shí)時(shí)在金屬層的中心產(chǎn)生破裂和裂紋。該定影帶中，金屬層由硫的含有率S為0.040質(zhì)量％、鐵的含有率F為3質(zhì)量％的鎳鐵合金構(gòu)成，但鐵的含有率F(質(zhì)量％)的值小于(85×S+3)(＝6.4質(zhì)量％)。
對(duì)于制造比較例1～4的定影帶時(shí)使用的環(huán)形金屬帶的鎳鐵合金，在320℃熱處理后的鎳鐵合金和在330℃熱處理后的鎳鐵合金的硬度差(表示為ΔH(320-330))為80～100，和制造實(shí)施例的定影帶時(shí)使用的環(huán)形金屬帶的鎳鐵合金相比，提高熱處理溫度時(shí)的硬度下降非常大，這樣的鎳鐵合金形成的環(huán)形金屬帶耐熱性低，在制作本發(fā)明的定影帶時(shí)不能使用。
對(duì)于在實(shí)施例1～21中采用電鑄法制作的鎳鐵合金的鐵的含有率F(質(zhì)量％)和硫的含有率S(質(zhì)量％)，在圖7中示出在縱軸上以鐵的含有率F、在橫軸上以硫的含有率S進(jìn)行繪制的結(jié)果。
如圖7所示，構(gòu)成實(shí)施例1～21的定影帶的金屬層的鎳鐵合金都滿足上述式(1)和式(2)的關(guān)系，如果滿足這些關(guān)系，則如表2所示，可知金屬層的耐熱性提高，在320℃熱處理后的鎳鐵合金和在330℃熱處理后的鎳鐵合金的硬度差ΔH(320-330)小。
添加丁炔二醇、增加碳含有率的實(shí)施例20、21在空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中能夠越過(guò)700小時(shí)。而且，ΔH(320-330)也小，在20以下，可知耐熱性高。
另一方面，如果象比較例4那樣，碳的量多，碳量超過(guò)硫的2倍，則空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)在90小時(shí)在電鑄鎳鐵合金基材的中心產(chǎn)生裂紋。從實(shí)施例1～21的碳含有率C質(zhì)量％和硫含有率S質(zhì)量％的比率可知，優(yōu)選碳含有率是硫含有率的0.07～2倍。
在實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)中(安裝加熱器加熱方式的加熱定影裝置)，安裝實(shí)施例1～21的定影帶的裝置沒(méi)有任何故障地印刷10萬(wàn)張后，耐久試驗(yàn)結(jié)束。另一方面，安裝比較例1～4的定影帶的裝置在一萬(wàn)張以下時(shí)，就都在圖像中產(chǎn)生紊亂，其中不能通紙。
在電磁感應(yīng)加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的空轉(zhuǎn)耐久試驗(yàn)中，確認(rèn)安裝實(shí)施例1～21的定影帶的裝置都超過(guò)了700小時(shí)的耐久時(shí)間，具有足夠的耐熱耐久性。另一方面，比較例1～4的定影帶的耐久試驗(yàn)在100小時(shí)以下，在金屬層的中心產(chǎn)生破裂和裂紋。
在安裝電磁感應(yīng)加熱方式的帶加熱方式加熱定影裝置的實(shí)機(jī)耐久通紙?jiān)囼?yàn)中，安裝實(shí)施例1～21的定影帶的裝置沒(méi)有任何故障地印刷10萬(wàn)張后，耐久試驗(yàn)結(jié)束。另一方面，安裝比較例1～4的定影帶的裝置在一萬(wàn)張以下時(shí)，就都在圖像中產(chǎn)生紊亂，其中不能通紙。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性利用本發(fā)明，能夠提供耐磨性、熱傳導(dǎo)性、薄壁化、耐熱性和撓性提高的定影帶及安裝該定影帶的加熱定影裝置。
本申請(qǐng)要求于2003年12月2日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2003-402911的優(yōu)先權(quán)，引用其內(nèi)容，作為本申請(qǐng)的一部分。
權(quán)利要求
1.金屬帶，其特征在于，該金屬帶由利用電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成，將該鎳鐵合金中鐵的含有率記為F(質(zhì)量％)，硫的含有率記為S(質(zhì)量％)時(shí)，該鎳鐵合金滿足由下式表示的關(guān)系0.001≤S≤0.13(1)85×S+3≤F≤350×S+3 (2)。
2.權(quán)利要求1記載的金屬帶，其特征在于，硫的含有率S(質(zhì)量％)為0.02≤S≤0.09。
3.權(quán)利要求1記載的金屬帶，其特征在于，鎳鐵合金包含碳，該碳的含有率(質(zhì)量％)是硫的含有率(質(zhì)量％)的0.07～2倍。
4.定影帶，該定影帶具有金屬層，特征在于，該金屬層由利用電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成，將該鎳鐵合金中鐵的含有率記為F(質(zhì)量％)，硫的含有率記為S(質(zhì)量％)時(shí)，該鎳鐵合金滿足由下式表示的關(guān)系0.001≤S≤0.13 (1)85×S+3≤F≤350×S+3 (2)。
5.權(quán)利要求4記載的定影帶，其特征在于，硫的含有率S(質(zhì)量％)為0.02≤S≤0.09。
6.權(quán)利要求4記載的定影帶，其特征在于，鎳鐵合金包含碳，該碳的含有率(質(zhì)量％)是硫的含有率(質(zhì)量％)的0.07～2倍。
7.權(quán)利要求4記載的定影帶，其中，該定影帶具有金屬層和脫模層。
8.權(quán)利要求7記載的定影帶，其中，該定影帶在脫模層和金屬層之間具有彈性層。
9.權(quán)利要求8記載的定影帶，其中，彈性層由硅橡膠、氟橡膠或者氟硅橡膠形成。
10.加熱定影裝置，該裝置具有定影帶和通過(guò)該定影帶相互壓接的一對(duì)壓接部件，該定影帶的內(nèi)表面相對(duì)于該一對(duì)壓接部件的一個(gè)滑動(dòng)，利用來(lái)自于該定影帶的熱量，加熱定影記錄材料上的圖像，其特征在于，該定影帶是權(quán)利要求4～9中任一項(xiàng)記載的定影帶。
11.權(quán)利要求10記載的加熱定影裝置，其中，來(lái)自上述定影帶的熱量是由磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁通量在該定影帶的金屬層中產(chǎn)生的熱量。
12.權(quán)利要求10記載的加熱定影裝置，其中，來(lái)自上述定影帶的熱量是設(shè)置在相對(duì)于該定影帶滑動(dòng)的壓接部件上的加熱體產(chǎn)生的熱量。
全文摘要
本發(fā)明提供耐磨性、熱傳導(dǎo)性、薄壁化、耐熱性和撓性提高的金屬帶、利用該金屬帶的定影帶、以及具有該定影帶的高耐久性、可靠性高的加熱定影裝置。該金屬帶的特征在于由利用電鑄法制造的鎳鐵合金構(gòu)成，將該鎳鐵合金中鐵的含有率記為F(質(zhì)量％)，硫的含有率記為S(質(zhì)量％)時(shí)，該鎳鐵合金滿足由下式表示的關(guān)系0.001≤S≤0.13 (1)
文檔編號(hào)C22C19/03GK1890611SQ20048003570
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月2日
發(fā)明者高橋純一, 周耀民, 佐佐木浩二, 宮城誠(chéng), 新井信弘 申請(qǐng)人:佳能電子株式會(huì)社