(57)【要約】【課題】使用時の曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上する定着用金属複層部材を提供する。【解決手段】少なくとも三層の金属層が積層された金属基体と、金属基体の上方に設けられたフッ素樹脂層１６とを具備する定着用金属複層部材１であって、金属基体はニッケル又はニッケル合金からなるシームレス電鋳ベルトからなる第１層１０と、第１層１０よりヤング率が小さい金属のシームレス電鋳ベルトからなる第２層１１と、第２層１１より耐食性の高い金属からなる第３層１２とを有し、第３層１２と第１層１０の厚さの比（ｙ）が、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）で表した式１を満たす。［式１］  ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５【選択図】図１
2014211630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも三層の金属層が積層された金属基体と、前記金属基体の上方に設けられたフッ素樹脂層とを具備する定着用金属複層部材であって、
前記金属基体は、ニッケル又はニッケル合金からなるシームレス電鋳ベルトからなる第１層と、前記第１層よりヤング率が小さい金属のシームレス電鋳ベルトからなる第２層と、前記第２層より耐食性の高い金属からなる第３層とを有し、
前記第３層と前記第１層の厚さの比（ｙ）が、前記金属基体の総厚に対する前記第２層の厚さの比（ｘ）で表した式１を満たすことを特徴とする定着用金属複層部材。
［式１］
ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５
【請求項２】
請求項１に記載する定着用金属複層部材において、
前記第２層は、銅又は銅合金のメッキ層からなることを特徴とする定着用金属複層部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載する定着用金属複層部材において、
前記第３層は、ニッケル又はニッケル合金のメッキ層からなることを特徴とする定着用金属複層部材。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載する定着用金属複層部材において、
前記金属基体は、前記第２層が前記第１層及び前記第３層で挟まれた積層構造であることを特徴とする定着用金属複層部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載する定着用金属複層部材において、
前記金属基体上に設けられた弾性層をさらに具備することを特徴とする定着用金属複層部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルトや定着ロール等の定着部材に用いられる金属複層部材に関し、特に複写機、ファクシミリ、レーザビームプリンター等の画像形成装置の定着部の定着ベルトに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、トナー画像を記録用紙に定着させる定着装置が備えられている。定着装置は、無端状の定着ベルトと、定着ベルトに対向して配置される加圧ロールとで構成されるものがある。定着ベルトは、対向する加圧ロールとの間に形成されるニップ部で、未定着トナー像を熱と圧力で記録媒体に定着するために用いられている。
【０００３】
定着ベルトとしては、耐熱性高分子材料であるポリイミド樹脂等からなる定着ベルトや、熱伝導性に優れたニッケルやニッケル合金等からなる金属ベルトが使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、特許文献１に記載されるポリイミド樹脂等からなる定着ベルトは、熱伝導性が十分でないために定着速度を高めることが困難であるという問題がある。また、特許文献２に記載されるニッケル等からなる定着ベルトは、寸法精度等に優れるが、耐屈曲性が悪いという問題がある。
【０００４】
また、耐屈曲性及び強度の向上を目的として、硬度の高いニッケル電鋳層を硬度の低いニッケル電鋳層で挟んだ三層以上の電鋳層からなる定着ベルトが提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
しかしながら、近年の印字・複写速度の高速化に伴い、定着ベルトの屈曲回転による破壊が生じ易くなっており、定着ベルトには、更なる耐久性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２２１６４７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５０２３０号公報
【特許文献３】特許第４３４４１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、使用時の曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上する定着用金属複層部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、少なくとも三層の金属層が積層された金属基体と、前記金属基体の上方に設けられたフッ素樹脂層とを具備する定着用金属複層部材であって、前記金属基体は、ニッケル又はニッケル合金からなるシームレス電鋳ベルトからなる第１層と、前記第１層よりヤング率が小さい金属のシームレス電鋳ベルトからなる第２層と、前記第２層より耐食性の高い金属からなる第３層とを有し、前記第３層と前記第１層の厚さの比（ｙ）が、前記金属基体の総厚に対する前記第２層の厚さの比（ｘ）で表した式１を満たすことを特徴とする定着用金属複層部材にある。
【０００９】
［式１］
ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５
【００１０】
かかる発明によれば、ヤング率が異なるシームレス電鋳ベルトからなる金属層を複数積層し、これらの金属層の厚さの比を所定範囲とすることにより、使用時の曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上した定着用金属複層部材を実現することができる。
【００１１】
ここで、前記第２層は、銅又は銅合金のメッキ層からなることが好ましい。
【００１２】
かかる発明によれば、ニッケル又はニッケル合金よりヤング率が小さい銅又は銅合金を用いることにより、使用時の曲げ応力をより緩和することができる。
【００１３】
ここで、前記第３層は、ニッケル又はニッケル合金のメッキ層からなることが好ましい。
【００１４】
かかる発明によれば、ニッケル又はニッケル合金のメッキ層を用いることにより、耐久性をさらに向上させることができる。
【００１５】
また、前記金属基体は、前記第２層が前記第１層及び前記第３層で挟まれた積層構造であることが好ましい。
【００１６】
かかる発明によれば、ヤング率が小さい金属のシームレス電鋳ベルトからなる第２層を第１層及び第３層で挟んだ積層構造とすることにより、使用時の曲げ応力による破壊がさらに抑制され、耐久性がさらに向上する。
【００１７】
また、前記何れかの態様に記載する定着用金属複層部材は、前記金属基体上に設けられた弾性層をさらに具備することが好ましい。
【００１８】
かかる発明によれば、定着部の定着部材として用いた場合に、定着性及び耐久性に優れた定着用金属複層部材となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ヤング率が異なるシームレス電鋳ベルトからなる金属層を複数積層し、これらの金属層の厚さの比を所定範囲とすることにより、使用時の曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上する定着用金属複層部材を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１に係る定着用金属複層部材の断面図及びその拡大断面図。
【図２】実施形態１に係る定着用金属複層部材を定着ベルトとして使用した場合の定着装置の断面図。
【図３】実施形態１に係る定着用金属複層部材を定着ベルトとして使用した場合の定着装置の断面図。
【図４】実施形態１に係る定着用金属複層部材を定着ベルトとして使用した場合の定着装置の断面図。
【図５】サンプル１〜１２及び比較サンプル１〜７の金属基体が破断するまでの回数である破断回数と、第３層及び第１層の厚さの比との関係を示すグラフ。
【図６】サンプル１〜１２及び比較サンプル１〜７の第３層及び第１層の厚さの比（ｙ）と、金属基体の総厚に対する第２層の厚さの比（ｘ）との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
（実施形態１）
本発明に係る定着用金属複層部材は、画像形成装置の定着部の定着ベルトや定着ロール等の定着部材として用いられる。図１に、実施形態１に係る定着用金属複層部材の断面図及びその拡大断面図を示す。定着用金属複層部材１は、中空の円筒形状を有する。図１に示すように、定着用金属複層部材１は、ニッケル又はニッケル合金のシームレス電鋳ベルトからなる第１層１０と、第１層１０よりヤング率が小さい金属のシームレス電鋳ベルトからなる第２層１１と、第２層１１より耐食性の高い金属からなる第３層１２とからなる金属基体とを具備する。また、第３層１２上には、第一接着層１３を介して弾性層１４が設けられ、この弾性層１４上には第二接着層１５を介してフッ素樹脂層１６が設けられている。
【００２３】
第１層１０は、具体的には、ニッケル電鋳からなる。ニッケル電鋳は、ニッケル単体からなるニッケル電鋳だけではなく、リン、鉄、コバルト及びマンガンから選択される１種または複数種の元素を含むニッケル合金電鋳を含むものである。本実施形態では、ニッケル電鋳としてニッケル−リン合金電鋳を用いている。
【００２４】
第２層１１は、ニッケル又はニッケル合金よりヤング率が小さい金属からなる。本実施形態では、第２層１１は、銅電鋳からなる。銅電鋳は、銅単体からなる銅電鋳だけでなく、銀、金、亜鉛から選択される１種または複数種の元素を含む銅合金電鋳を含むものである。また、第２層１１のヤング率は、ニッケル又はニッケル合金のヤング率の８０％以下、好ましくは、７０％以下である。具体的には、ニッケルのヤング率が１５５ＧＰａ程度であることから、第２層１１のヤング率は、１２４ＧＰａ以下、好ましくは１０３ＧＰａ以下である。
【００２５】
第３層１２は、第２層１１より耐食性の高い金属からなる。本実施形態では、第３層１２は、ニッケル−リン合金電鋳からなる。第３層１２を耐食性の高い金属で構成することにより、第２層１１の表面への酸化被膜の形成が防止される。
【００２６】
本実施形態の定着用金属複層部材１は、耐久性に優れたニッケル電鋳からなる第１層１０と第３層１２との間に、ニッケルよりヤング率が小さい銅電鋳からなる第２層１１が挟まれた積層構造を有する。そして、第１層１０、第２層１１及び第３層１２の厚さの比を所定範囲に設定することにより、詳細は後述するが、定着用金属複層部材１の耐屈曲性が著しく向上する。具体的には、第３層１２と第１層１０との厚さの比（ｙ）が、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）で表した下記式１を満たすようにする。
【００２７】
これにより、詳細は後述するが、定着用金属複層部材１の耐屈曲性は従来のものと比べて、著しく向上する。
【００２８】
［式１］
ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５
【００２９】
また、上記式１と共に、下記式２を満たし、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）が０．０２５以上であることが好ましい。これにより、定着用金属複層部材１の耐屈曲性は、第１層１０、第２層１１及び第３層１２からなる金属基体と同等の厚さの金属基体の耐屈曲性よりも１．５倍以上優れたものとなる。
【００３０】
さらに、第３層１２と第１層１０との厚さの比（ｙ）が、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）で表した下記式３及び下記式４を満たし、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）が０．０２５以上であることがより好ましい。これにより、定着用金属複層部材１の耐屈曲性は、さらに向上し、第１層１０、第２層１１及び第３層１２からなる金属基体と同等の厚さの単層からなる金属基体の耐屈曲性よりも２．０倍以上優れたものとなる。
【００３１】
［式２］
ｙ（ｘ）≧２．８５ｘ＋０．１６７５
［式３］
ｙ（ｘ）≦−７．１ｘ＋２．０６５
［式４］
ｙ（ｘ）≧４．２ｘ＋０．３７
【００３２】
また、本実施形態では、第２層１１の厚さが極めて薄いため、本来時間がかかる銅電鋳の電解時間を約半分以下に短縮することができる。これにより、種類の異なる金属層を積層しても製造時間に影響を及ぼさず、製造コストを削減することができる。
【００３３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。第１層１０は、上述したようにニッケル又はニッケル合金のシームレス電鋳ベルト（以下、「ニッケルシームレス電鋳ベルト」ともいう）である。第１層１０をニッケルシームレス電鋳ベルトとすることにより、耐久性が向上すると共に、寸法精度が良好で、表面性が良好なものとなる。ニッケル合金としては、ニッケル−リン合金であるのが好ましく、リンを０．０５質量％以上１質量％以下の含有率で含有するものであるのがさらに好ましい。なお、ニッケルシームレス電鋳ベルトからなる第１層１０中のリン含有率が０．０５質量％未満であると、第１層１０の耐久性が十分に向上しなくなる虞があり、リンの含有率が１質量％を超えると、第１層１０の柔軟性が悪くなる虞がある。
【００３４】
ニッケルシームレス電鋳ベルトからなる第１層１０は、ステンレス、黄銅、アルミニウム等からなる円筒を母型とし、一般に、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等のニッケル電鋳浴を用いて、電鋳法により形成することができる。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。
【００３５】
母型がシリコー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うことが好ましい。
【００３６】
ニッケル電鋳浴は、ニッケルイオン源、アノード溶解剤、ｐＨ緩衝剤、その他の添加剤を含む。ニッケルイオン源としては、スルファミン酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニッケルを例示することができる。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、他のニッケル浴では、塩化アンモニウム、臭化ニッケル等が用いられている。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、残留応力の低減等を目的として、例えば、光沢剤、ピット防止剤、内部応力減少剤等が用いられる。
【００３７】
ニッケル電鋳浴としては、スルファミン酸浴が好ましい。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四水塩３００〜６００ｇ／Ｌ、塩化ニッケル０〜３０ｇ／Ｌ、ホウ酸２０〜４０ｇ／Ｌ、適量の界面活性剤、適量の光沢剤等を含有するものを挙げることができる。ｐＨは２．５〜５．０、好ましくは３．５〜４．７である。浴温は２０〜６５℃、好ましくは４０〜６０℃である。なお、ニッケル合金電鋳からなる第１層１０を得る場合は、亜リン酸ナトリウムのような水溶性リン含有酸の塩、スルファミン酸第１鉄、スルファミン酸コバルト、スルファミン酸マンガン等のスルファミン酸金属塩、スルファミン酸パラジウム等を適宜添加したニッケル金属電鋳浴を用いればよい。なお、ニッケル電鋳浴に水溶性リン含有酸の塩、スルファミン酸第１鉄、スルファミン酸コバルト、スルファミン酸マンガン等のスルファミン酸金属塩、スルファミン酸パラジウム等を適宜添加すれば、リン、鉄、コバルト、マンガン、パラジウムの１種または複数種の元素を含有したニッケル合金からなるシームレス電鋳ベルトを形成することができ、勿論、これらを第１層１０に用いることもできる。なお、第１層１０の製造方法は電鋳法に限定されない。
【００３８】
ニッケル−リン合金電鋳からなる第１層１０は、上記ニッケル電鋳浴、特にスルファミン酸ニッケル浴にリンを添加して上記条件で電鋳を行うことにより得られる。第１層１０をニッケル−リン合金電鋳とすることにより定着用金属複層部材１の耐久性、特に耐熱疲労特性が改善される。
【００３９】
第２層１１は、ニッケルシームレス電鋳ベルトよりヤング率が小さな金属からなり、第１層１０との接着性及びシームレス電鋳ベルトの製造上の観点から、銅又は銅合金からなるのが好ましい。また、上述したように、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）は、０．０２５以上が好ましく、第３層１２と第１層１０との厚さの比（ｙ）が、金属基体の総厚に対する第２層１１の厚さの比（ｘ）で表した式１（ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５）を満たすことが好ましい。第３層１２と第１層１０との厚さの比（ｙ）が式１を満たさない場合は、耐屈曲性及び耐久性の向上の効果が顕著でなくなるからである。
【００４０】
第２層１１は、電解メッキにより得るのが好ましい。例えば、第１層１０の表面にメッキ浴を用いてメッキ膜を形成し、第２層１１とすればよい。第２層１１をメッキにより得ることにより、第１層１０との密着性に優れたものとなる。例えば、第２層１１が銅からなる場合は、銅メッキ浴を用いて銅メッキ膜を形成する。銅メッキ浴としては、硫酸銅メッキ浴、ピロリン酸銅メッキ浴、シアン化銅メッキ浴、無電解銅メッキ浴等が挙げられ、硫酸銅メッキ浴を用いるのが好ましく、硫酸銅１５０〜２５０ｇ／Ｌ、硫酸３０〜１５０ｇ／Ｌ、塩酸０．１２５〜０．２５ｍＬ／Ｌ、適量の光沢剤を含有するものを挙げることができる。なお、第２層１１は、無電解メッキ法、物理蒸着法、化学蒸着法等により形成してもよい。
【００４１】
第３層１２は、第２層１１より耐食性の高い金属からなる。耐食性の高い金属としては、金、銀、ニッケル、ニッケル合金等が挙げられ、これらの中でも、ニッケル又はニッケル合金が好ましい。また、第３層１２は、電解メッキにより形成するのが好ましい。例えば、第２層１１の表面にメッキ浴を用いてメッキ膜を形成し、第３層１２とすればよい。このとき、第２層１１の表面が空気にほとんど接触することのないように形成するのが好ましい。これにより、第２層１１の腐食をより効果的に防止することができる。また、第３層１２を電解メッキにより形成することにより、第２層１１との密着性に優れたものとなる。なお、本実施形態の第３層１２は、ニッケル−リン合金電鋳からなるため、第１層１０と同様の方法により得ることができる。また、第３層１２が、ニッケル又はＮｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ合金、Ｎｉ−Ｍｎ合金等のニッケル合金からなる場合は、第３層１２は、第１層１０と同様の方法で電極等を適宜変更することにより得ることができる。なお、第３層１２は、無電解メッキ法、物理蒸着法、化学蒸着法等により形成してもよい。
【００４２】
金属基体の総厚、すなわち、第１層１０、第２層１１及び第３層１２の総厚は、２０μｍ〜６０μｍ、好適には２５μｍ〜５０μｍの範囲にあるのが好ましい。これより薄いと、全体として強度が確保できず、また、これより厚いと、曲げ応力が大きくなり、耐久性が低下する傾向となるからである。
【００４３】
第一接着層１３は、弾性層１４を強固に接着するために、シリコーン系接着剤を用いるのが好ましく、厚さは１〜１５μｍが好ましい。
【００４４】
弾性層１４は、耐熱性に優れた材料からなるのが好ましく、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられ、特にシリコーンゴムが好ましい。弾性層１４の厚さは、例えば、２０〜１０００μｍであり、好ましくは５０〜５００μｍである。これは、トナー定着性を向上させ、画像の高画質化を図るためである。
【００４５】
第二接着層１５は、フッ素樹脂層１６を強固に接着するために、ＰＦＡ粒子を含有する接着剤を用いることが好ましい。第二接着層１５の厚さは、接着性を確保できる範囲でできるだけ薄い方が好ましい。例えば、１μｍ〜２０μｍが好ましく、１μｍ〜１５μｍがより好ましい。
【００４６】
フッ素樹脂層１６は、離型性を有するパーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等を挙げることができ、特に、ＰＦＡチューブ、好適には熱収縮性のチューブが好ましい。フッ素樹脂層１６の厚さは、例えば、１〜１５０μｍであり、好ましくは５〜３０μｍである。このようなフッ素樹脂層１６の厚さを１〜１５０μｍとし、第二接着層１５の厚さを１μｍ〜２０μｍとすることにより、トナーの定着性を向上させ、画像の高画質化を図ることができる。
【００４７】
なお、本実施形態の定着用金属複層部材１は、三層の金属層を有する多層構造からなる無端ベルト状の金属基体を具備するが、四層以上の金属層を有していてもよい。
【００４８】
以上説明した定着用金属複層部材１は、定着装置の定着ベルトとして主に使用することができる。定着ベルトは、定着用金属複層部材１からなるため、繰り返しの屈曲回転によっても、曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上したものとなる。
【００４９】
図２〜図４に、定着用金属複層部材１を定着ベルトとして使用した場合の定着装置の断面図を示す。定着装置は、画像形成装置に搭載されるものであり、未定着トナー像を熱と圧力で記録媒体に定着させるものである。
【００５０】
図２に示す定着装置２は、定着ベルト２０と、定着ベルト２０に対向して配置される加圧ロール２１と、加圧ロール２１と対向する位置で定着ベルト２０を内側から加圧ロール２１に対して押圧して所定のニップ部を形成する押圧部材２２とを具備するものである。また、定着ベルト２０の内方には、定着ベルト２０を所定温度まで加熱する加熱手段２３が設けられている。
【００５１】
押圧部材２２は、ゴム等の弾性体から構成される。弾性体の表面には、必要に応じてフッ素樹脂等からなる層が形成されてもよい。
【００５２】
加圧ロール２１は、金属等からなる芯体と、芯体の周囲に形成されたゴム等からなる弾性層とを具備する。弾性層の外周面にフッ素樹脂等からなる離型層を設けてもよい。
【００５３】
加熱手段２３は、定着ベルト２０を加熱できるものであればよく、ハロゲンヒーター、電熱線ヒーター、赤外線ヒーター、励磁コイル（熱源）による電磁誘導発熱等を挙げることができる。
【００５４】
図３に示す定着装置２Ａは、定着ベルト２０と、定着ベルト２０に対向して配置される加圧ロール２１と、押圧部材２２の代わりに、定着ベルト２０を内側から加圧ロール２１に対して押圧する定着ロール２４とを具備するものである。なお、定着ベルト２０を加熱する加熱手段は、図示されないが定着ベルト２０の外側に配置される。
【００５５】
図４に示す定着装置２Ｂは、定着ベルト２０と、定着ベルト２０に対向して配置される加圧ロール２１と、定着ベルト２０を内側から加圧ロール２１に対して押圧するインナーロール２５と、加熱手段を内蔵する加熱ロール２６とを具備するものである。定着ベルト２０の内側には、インナーロール２５と加熱ロール２６とが配置され、加圧ロール２１で定着ベルト２０を回転駆動するものである。
【００５６】
以上説明したように、定着ベルトの使用態様は特に限定されるものではない。また、本発明の定着用金属複層部材１は、上述したような定着ベルトに好適に用いられるものであるが、転写直後に定着を行なう転写・定着ベルト等にも用いることができる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明を限定するものではない。表１にサンプル１〜１２、比較サンプル１〜７の金属基体の構成を示す。
【００５８】
（サンプル１〜１２）
以下の手順で定着用金属複層部材１を構成する金属基体を製造した。
スルファミン酸ニッケルを５００ｇ／Ｌ、亜リン酸ナトリウムを１５０ｍｇ／Ｌ、硼酸を３０ｇ／Ｌ、一次光沢剤としてナフタレン−１，３，６−トリスルホン酸三ナトリウムを１．０ｇ／Ｌ、二次光沢剤として２−ブチン−１，４−ジオールを２０ｍｇ／Ｌ添加して、所望のスルファミン酸ニッケル−リン電鋳浴を調製した。
【００５９】
この電鋳浴を６０℃、ｐＨを４．５として、外径３０ｍｍのステンレス鋼製の円筒状母型を陰極とし、デポラライズドニッケルを陽極として、１６Ａ／ｄｍ２の電流密度下で電鋳を行ない、母型の外周面に電析体を形成した。この電析体を有する母型から電析体を引き抜き、内径３０ｍｍ、下記表１の厚さのニッケル−リン合金電鋳からなる第１層１０を得た。第１層１０は、リンの含有率が０．５質量％である。
【００６０】
この第１層１０上に、以下の電解浴からなる第２層１１を形成した。具体的には、まず、硫酸銅を１８０ｇ／Ｌ、硫酸を６０ｇ／Ｌ、チオ尿素を０．０４ｇ／Ｌ、糖蜜を０．８ｇ／Ｌ添加して、所望の硫酸銅電解浴を調整した。次に、この電解浴の浴温を４５℃とし、上記電析体を陰極、含リン銅を陽極として、５Ａ／ｄｍ２の電流密度下でめっきを行い、第１層１０上に、下記表１の厚さの銅からなる第２層１１を形成した。第２層１１は、固有抵抗値が１．７×１０−８Ω・ｍで且つ比透磁率が１．６であった。
【００６１】
この第２層１１上に、上記と同様の方法により、下記表１の厚さのニッケル−リン合金電鋳からなる第３層１２を形成し、これを電解浴から取り出し、電析体の両端部のバリを切り剥がして、３層構造の金属基体を得た。この金属基体をサンプル１〜１２とした。
【００６２】
（比較サンプル）
サンプル１〜１２と同様の手順で、下記表１の厚さの第１層、第２層及び第３層からなる金属基体を形成し、比較サンプル１〜６とした。また、サンプル１〜１２と同様の手順で、下記表１の厚さの第１層のみからなる金属基体を形成し、比較サンプル７とした。
【００６３】
【表１】
2014211630.tif 000003
【００６４】
（試験例１）
サンプル１〜１２及び比較サンプル１〜７の金属基体について、２軸加熱回転試験機を用いて、２軸加熱回転試験を行った。サンプル１〜１２及び比較サンプル１〜７の金属基体を１５ｍｍ幅に切断し、端面を６００番と１０００番のサンドペーパーで研磨し、バリがないことを指触確認した。これらを回転試験のサンプルとした。
【００６５】
試験条件は、荷重１．０ｋｇ、プーリー径を駆動輪φ１５、追従輪φ４、試験速度３００ｒｐｍ、試験温度１７５℃とし、大気中で回転試験を行った。表１に、サンプル１〜１２及び比較サンプル１〜７の金属基体が破断するまでの回数である破断回数（以下、「金属基体の破断回数」という）を示すと共に、金属基体の耐久性の判定結果を示す。表１に示す判定では、金属基体の破断回数が単層からなる金属基体（比較サンプル７）と比べて２．０倍以上となったものを◎とし、１．５倍以上となったものを○とした。また、破断回数が単層からなる金属基体（比較サンプル７）より多く、且つ４万以下となったものを△とし、単層からなる金属基体（比較サンプル７）の破断回数以下となったものを×とした。
【００６６】
図５に、金属基体の破断回数と、第３層及び第１層の厚さの比との関係を示す。
図５に示すように、比較サンプル１〜７の金属基体は、約八千回〜四万回で破断した。サンプル１〜１２の金属基体については、最も破断回数が少ないものでも四万回を超えるまで破断せず（サンプル１０，１２）、最も破断回数が多いものは、十万回を超えるまで破断しなかった（サンプル１，４）。また、サンプル１〜１２の金属基体（厚さ約４０μｍ）は、単層からなる厚さ４０μｍの金属基体（比較サンプル７）と比べて破断回数が１．５倍以上となった。これにより、サンプル１〜１２の金属基体は、曲げ応力による破壊が抑制され、耐久性が向上することがわかった。特に、サンプル１，３，４，５，８の金属基体については単層からなる厚さ４０μｍの金属基体（比較サンプル７）と比べて破断回数が２倍以上となった。これにより、サンプル１，３，４，５，８の金属基体は、さらに耐久性が向上することがわかった。
【００６７】
図６に、金属基体の第３層（Ｎｉ−Ｐ層）及び第１層（Ｎｉ−Ｐ層）の厚さの比（ｙ）と、金属基体の総厚に対する第２層（Ｃｕ層）の厚さの比（ｘ）との関係を示す。
【００６８】
試験例１の結果、単層からなる金属基体（比較サンプル７）よりも１．５倍以上の破断回数を示したサンプル１〜１２の金属基体は、第３層及び第１層の厚さの比（ｙ）と、金属基体の総厚に対する第２層の厚さの比（ｘ）との関係が式１（ｙ（ｘ）≦−７．５ｘ＋３．０１５）を満たすことがわかった。特に、第３層及び第１層の厚さの比（ｙ）が、上記式１と共に、式２（ｙ（ｘ）≧２．８５ｘ＋０．１６７５）を満たすことにより、金属基体の破断回数が確実に多くなり、耐久性が向上することがわかった。なお、比較サンプル７については、第１層のみからなる金属基体であるため、本発明の範囲外である。
【００６９】
さらに、単層からなる金属基体（比較サンプル７）よりも２倍以上の破断回数を示したサンプル１，３，４，５，８の金属基体は、第３層及び第１層の厚さの比（ｙ）と、金属基体の総厚に対する第２層の厚さの比（ｘ）との関係が式３（ｙ（ｘ）≦−７．１ｘ＋２．０６５）及び式４（ｙ（ｘ）≧４．２ｘ＋０．３７）を満たすことがわかった。第３層及び第１層の厚さの比（ｙ）が、上記式３及び上記式４を満たすことにより、金属基体の破断回数がさらに多くなり、耐久性がより一層向上することがわかった。また、サンプル１の結果から、金属基体の総厚に対する第２層の厚さの比（ｘ）が０．０２５以上であれば、本発明の効果を奏することが確認できた。
【符号の説明】
【００７０】
１    定着用金属複層部材
１０  第１層
１１  第２層
１２  第３層
１３  第一接着層
１４  弾性層
１５  第二接着層
１６  フッ素樹脂層
２０  定着ベルト
２１  加圧ロール
２２  押圧部材
２３  加熱手段
２４  定着ロール
２５  インナーロール
２６  加熱ロール
【図１】
2014211630.tif 000004
【図２】
2014211630.tif 000005
【図３】
2014211630.tif 000006
【図４】
2014211630.tif 000007
【図５】
2014211630.tif 000008
【図６】
2014211630.tif 000009