(57)【要約】【課題】耐久性を飛躍的に向上させることができる積層電鋳スリーブ及び定着ベルトを提供する。【解決手段】第１の金属層１０と、第１の金属層１０上に電鋳法により設けられた第２の金属層１１を少なくとも備える複数の金属層からなる積層電鋳スリーブ１において、第１の金属層１０と第２の金属層１１が分離した構造を有し、第１の金属層１０の外径と、第２の金属層１１の内径との差は、５０μｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属層と、該第１の金属層上に電鋳法により設けられた第２の金属層を少なくとも備える複数の金属層からなる積層電鋳スリーブであって、
前記第１の金属層と前記第２の金属層が分離した構造を有し、
前記第１の金属層の外径と、前記第２の金属層の内径との差は、５０μｍ以下であることを特徴とする積層電鋳スリーブ。
【請求項２】
請求項１に記載する積層電鋳スリーブにおいて、
前記第２の金属層は、前記第１の金属層の外周面に設けられた酸化膜上に電鋳法により設けられた電鋳金属層であることを特徴とする積層電鋳スリーブ。
【請求項３】
請求項２に記載する積層電鋳スリーブにおいて、
前記酸化膜は、酸化皮膜又は陽極酸化皮膜であることを特徴とする積層電鋳スリーブ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載する積層電鋳スリーブにおいて、
前記第１の金属層は、電鋳法で製造された電鋳金属層であることを特徴とする積層電鋳スリーブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載する積層電鋳スリーブにおいて、
前記複数の金属層は、ニッケル及びニッケル合金から選択される少なくとも一以上の金属層を具備することを特徴とする積層電鋳スリーブ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載する積層電鋳スリーブと、
前記積層電鋳スリーブの最外周表面に設けられた弾性層とを具備することを特徴とする定着ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層電鋳スリーブ及び定着ベルトに関し、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ベルトや加圧ベルトに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
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には、未定着トナー像を熱と圧力で定着する定着装置が搭載されている。定着装置は、スリーブ状の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。
【０００３】
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る。
【０００４】
このような定着ベルトは、加圧ロールの回転に伴い、ニップ部及びその出入口においてベルトが屈曲しながら繰り返し従動回転され、屈曲を繰り返すために機械的疲労が起こりやすい。さらに、最近の定着ベルトの小口径化や加圧量の増加によるニップ部での定着ベルトの変形量の増大によりベルトに加わる曲げ応力が急増し、ベルトに更なる耐久性が求められるようになってきている。
【０００５】
このような定着ベルトとして、電鋳法により製造さ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（特許文献１参照）。かかる金属ベルトは、寸法精度などに優れるが、厚みが大きいほど耐屈曲性が悪いという問題があり、一方、厚みが小さくなると、加工上の取り回しや定着ベルトとして使用されたときに軸方向の座屈に耐えられないという問題がある。
【０００６】
また、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２参照）。
【０００７】
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いる。
【０００８】
一方、近年の省エネ化、高速化の観点から、熱効率の高いＩＨヒーターを用いた定着方式が採用されるようになり、このような定着方式では定着ベルトの急速加熱が繰り返し行われている。このような加熱方式を採用する場合においても定着ベルトの疲労が生じ易く、更なる強度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２８６８４０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、耐久性を飛躍的に向上させることができる積層電鋳スリーブ及び定着ベルト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】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の態様は、第１の金属層と、該第１の金属層上に電鋳法により設けられた第２の金属層を少なくとも備える複数の金属層からなる積層電鋳スリーブであって、前記第１の金属層と前記第２の金属層が分離した構造を有し、前記第１の金属層の外径と、前記第２の金属層の内径との差は、５０μｍ以下であることを特徴とする積層電鋳スリーブにある。
【００１２】
かかる発明によれば、第１の金属層と第２の金属層が分離した構造を有し且つ第１の金属層と第２の金属層との間にはクリアランスが形成される。かかるクリアランスは、第１の金属層の外径と第２の金属層の内径との径差の半分に相当するため、２５μｍ以下と極めて小さくなる。これにより、積層電鋳スリーブを回転して使用する際、金属層毎に曲げに対する中立軸を持たせることができ、曲げ応力を大幅に低減でき、耐久性を向上させることができる。一方、引張り強度に関しては通常の単一構造と同等な強度を有する。
【００１３】
また、前記第２の金属層は、前記第１の金属層の外周面に設けられた酸化膜上に電鋳法により設けられた電鋳金属層であることが好ましい。
【００１４】
かかる発明によれば、金属層間に酸化膜を介在させることにより第１の金属層と第２の金属層を確実に分離することができる。これにより、積層電鋳スリーブの回転時に金属層毎に曲げに対する中立軸を確実に持たせることができ、曲げ応力を大幅に低減し、耐久性をさらに向上させることができる。一方、第２の金属層を強度に優れた無端状の電鋳金属層とすることができるため、引張り強度に関しては通常の単一構造と同等な強度を有する。
【００１５】
また、前記酸化膜は、酸化皮膜又は陽極酸化皮膜であることが好ましい。
【００１６】
かかる発明によれば、金属層間に酸化皮膜又は陽極酸化皮膜を介在させることにより第１の金属層と第２の金属層をより確実に分離させることができる。
【００１７】
ここで、前記第１の金属層は、電鋳法で製造された電鋳金属層であることが好ましい。
【００１８】
かかる本発明によれば、第１の金属層を電鋳法で製造することにより、強度に優れた無端状の電鋳金属層とすることができる。
【００１９】
また、前記複数の金属層は、ニッケル及びニッケル合金から選択される少なくとも一以上の金属層を具備することが好ましい。
【００２０】
かかる本発明によれば、複数の金属層のうち、少なくとも一以上を強度の優れたニッケル又はニッケル合金とすることができる。これにより、曲げ応力をさらに大幅に低減したニッケル又はニッケル合金製の積層電鋳スリーブを実現することができ、耐久性をさらに飛躍的に向上させることができる。
【００２１】
本発明の他の態様は、前記何れかの態様に記載の積層電鋳スリーブと、前記積層電鋳スリーブの最外周面に設けられた弾性層とを具備することを特徴とする定着ベルトにある。
【００２２】
かかる本発明によれば、引張り強度及び曲げ応力が共に優れ、且つ耐久性に優れた積層電鋳スリーブを具備するため、長期間に亘り使用可能な信頼性の高い定着ベルトを実現することができる。また、金属層間に所定の大きさのクリアランスしか有していないため、従来と同様に一体物のスリーブとして扱うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、各金属層が分離しており且つ金属層間のクリアランスが極めて小さいことにより、積層電鋳スリーブ及び定着ベルトの回転時に金属層毎に曲げに対する中立軸を持たせることができる。これにより、曲げ応力を大幅に低減でき、耐久性が飛躍的に向上した積層電鋳スリーブ及び定着ベルトを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１の積層電鋳スリーブの斜視図及び断面図。
【図２】実施形態１の積層電鋳スリーブ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の積層電鋳スリーブ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の積層電鋳スリーブ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】電鋳金属層を加熱しない場合の積層回数と耐折疲労回数との関係を示すグラフ。
【図６】電鋳金属層を加熱した場合の積層回数と耐折疲労回数との関係を示すグラフ。
【図７】金属層間の酸化膜の種類と耐折疲労回数との関係を示すグラフ。
【図８】金属層間に自然酸化膜を形成する際の空気中の放置時間と耐折疲労回数との関係を示すグラフ。
【図９】耐久回数と電鋳スリーブのサンプルの厚みとの関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、本実施形態の積層電鋳スリーブの斜視図及び断面図を示す。積層電鋳スリーブとは、電鋳法で製造された金属層を少なくとも一層有し、かかる金属層が複数積層されたものをいう。
【００２６】
図示するように、積層電鋳スリーブ１は、中空の円筒形状を有する。積層電鋳スリーブ１は、第１の金属層１０と、第１の金属層１０上に設けられた第２の金属層１１とが積層された構造を有し、第１の金属層１０及び第２の金属層１１は分離した構造となっている。両者の分離構造は、２つの金属層の間に存在する図示しない酸化膜と、第１の金属層１０及び第２の金属層１１との間の層間剥離により形成されたものであり、２つの金属層の間はクリアランス１２となっている。
【００２７】
すなわち、積層電鋳スリーブ１は、第１の金属層１０の外周面に酸化膜を形成し、この酸化膜上に第２の金属層１１を設けた積層体であって、酸化膜と第１の金属層１０の層間、酸化膜と第２の金属層１１の層間又は第１の金属層１０及び第２の金属層１１の層間が剥離するか、又は酸化膜が破壊されて、第１の金属層１０と第２の金属層１１とが分離構造となるものである。よって、クリアランス１２は、当初存在した酸化膜の厚さと同等となる。
【００２８】
具体的には、第１の金属層１０の外径と第２の金属層１１の内径との差は、５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。クリアランス１２は、第１の金属層１０と第２の金属層１１の間に形成されるため、かかる第１の金属層１０の外径と第２の金属層１１の内径との差の半分となる。なお、第１の金属層１０と第２の金属層１１とがこのようなクリアランス１２を有した状態で分離していれば、製造方法は特に限定されず、酸化膜の代わりとなる層を第１の金属層１０の外周面に存在させた状態で第２の金属層１１を電鋳し、その後、２つの金属層を分離構造としたものでもよい。
【００２９】
よって、クリアランス１２内に酸化膜が存在していなくてもよく、クリアランス１２内の少なくとも一部に存在してもよい。また、クリアランス１２は限りなくゼロに近いものでもよい。なお、第１の金属層１０と第２の金属層１１とを別途電鋳又は別の方法で製造した後、両者を積層状態とし、上述したクリアランス１２を有するものとするものとしてもよい。ただし、上述した径差の金属層を事後的に積層させることは通常極めて困難である。
【００３０】
積層電鋳スリーブ１は、このような２つの金属層が分離した構造で且つ金属層間のクリアランス１２が極めて小さいので、詳細は後述するが、耐久性が従来のものと比べて数十倍〜数千倍優れたものとなる。
【００３１】
具体的には、物理的な強度、例えば、引張り強度は第１の金属層１０と第２の金属層１１との積層体としての強度と同等となるが、耐屈曲性については、詳細は後述するが、曲げに対する中立軸が第１の金属層１０及び第２の金属層１１のそれぞれに存在するようになり、耐屈曲性は第１の金属層１０及び第２の金属層１１のそれぞれの耐屈曲性に基づくものとなるため、結果的に積層体と同等の厚さの金属層の耐屈曲性より著しく向上する。
【００３２】
第１の金属層１０は、ニッケル、銅、ＳＵＳ、アルミニウム、金、銀等又はこれらの合金からなることが好ましく、特に耐久性の高いニッケル又はニッケル合金が好ましい。ニッケル合金としては、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むニッケル合金を挙げることができる。
【００３３】
第１の金属層１０の製造方法は特に限定されないが、電鋳法で製造することが好ましい。電鋳法で製造することにより、金属層を表面精度に優れた無端状とすることができる。
【００３４】
第２の金属層１１は、電鋳法で製造された電鋳金属層からなる。第２の金属層１１についても、ニッケル、銅、ＳＵＳ及びアルミニウム、金、銀等又はこれらの合金からなることが好ましく、特にニッケル又はニッケル合金が好ましい。また、第１の金属層１０と第２の金属層１１は、同種材料で構成されることが好ましいが異種材料であってもよい。
【００３５】
また、複数積層された金属層の内、少なくとも一以上の金属層は、ニッケル及びニッケル合金から選択されることが好ましい。耐久性の高いニッケル又はニッケル合金層を少なくとも一以上具備することにより、積層電鋳スリーブ全体としての強度を向上することができる。例えば、金属層が３つの金属層からなる場合、第１の金属層をニッケル、第２の金属層を銅、第３の金属層をニッケルとすることができる。勿論、第１〜第３の金属層を全て異種材料にしてもよく、同種材料にしてもよい。
【００３６】
第１の金属層１０及び第２の金属層１１の厚さは、所望の積層電鋳スリーブの厚さから定められる。例えば、積層電鋳スリーブ１の厚さを６０μｍとする場合、第１の金属層１０と第２の金属層１１の厚さは、それぞれ３０μｍ前後が好ましく、積層電鋳スリーブ１の厚さを１００μｍとする場合、それぞれ５０μｍ前後が好ましい。勿論、第１の金属層１０と第２の金属層１１の厚さは異なるものであってもよい。金属層が三層以上設けられている場合も同様である。この場合、各金属層の厚さは相対的に小さくなる。
【００３７】
第１の金属層１０の外周面に設けられている酸化膜の種類は、特に制限はなく、酸化皮膜又は陽極酸化皮膜であることが好ましい。酸化皮膜は、自然酸化膜や、熱処理により形成される熱酸化膜を含むものである。陽極酸化皮膜とは、金属層を陽極として電解質溶液中で通電した時に金属層表面に生じる酸化膜のことをいう。なお、酸化膜の厚さは、数ｎｍ程度以上であればよく、層間剥離させることができれば、厚さは特に限定されない。
【００３８】
このような酸化膜を設けることにより、第１の金属層１０と第２の金属層１１とを分離することができ、積層電鋳スリーブ１の耐久性を向上させることができる。
【００３９】
次に、本発明の積層電鋳スリーブの製造方法について説明する。
【００４０】
本実施形態では、第１の金属層１０と第２の金属層１１を共に電鋳法により製造した場合について例示する。
【００４１】
まず、第１の金属層１０を形成する。第１の金属層１０は、一般に、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形成する。電鋳法は、母型の表面に厚メッキを行い、これを母型から剥離して製品を得る方法である。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、適量の光沢剤など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の金属層に用いることもできる。なお、第１の金属層の製造方法は電鋳法に限定されない。
【００４５】
次に、第１の金属層１０の外周面に酸化膜を形成する。酸化膜を自然酸化膜とする場合は、第１の金属層が形成された母体を大気中に放置するだけで、第１の金属層１０の外周面に自然酸化膜を形成することができる。放置時間は数分以上であればよく、１２時間以上放置してもよい。
【００４６】
酸化膜を熱酸化膜とする場合は、例えば、ハロゲンヒーター、赤外線ヒーター、電磁誘導加熱等の加熱手段により第１の金属層１０が形成された母体のまま加熱することにより、第１の金属層１０の外周面に所定の厚さの熱酸化膜を形成することができる。
【００４７】
また、酸化膜を陽極酸化皮膜とする場合は、陽極酸化法により酸化膜を形成する。具体的には、第１の金属層１０が形成された母型に電源の陽極を接続し、他の金属に電源の陰極を接続し、例えば水酸化ナトリウムを含む電解液に浸ける。定電流下で所定時間通電すると、第１の金属層１０の表面に所定の厚さの陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００４８】
次に、第２の金属層１１を形成する。第２の金属層１１は、第１の金属層１０と同種材料である場合は、同一の電鋳浴で形成することができる。勿論、異なる電鋳浴を用いてもよい。第１の金属層１０と異種の材料とする場合は、所望の金属を有する電鋳浴を用いることで異種材料からなる第２の金属層１１を形成することができる。なお、形成手順は第１の金属層１０と同様である。
【００４９】
電鋳浴は、公知の電鋳浴を用いることができる。金属層をニッケル電鋳層とする場合は、上述したようにスルファミン酸浴を用いるのが好ましいが、硫酸ニッケル浴、ワット浴又はこれらにリン、鉄、コバルト、マンガン及びパラジウム等を添加したものを用いてもよい。
【００５０】
このように製造された積層電鋳スリーブ１の耐久性は飛躍的に向上する。これは、第１の金属層１０の外周面に酸化膜が設けられ、この酸化膜の存在により、第１の金属層１０と第２の金属層１１が分離した構造を有することに起因する。
【００５１】
例えば、積層電鋳スリーブ１を定着装置の定着ベルトに適用する場合、定着ベルトの回転時に、定着ベルトの外周側には引張り応力がかかり、内周側には圧縮応力がかかる。しかしながら、このような引張り応力も圧縮応力も発生しない場所、すなわち、曲げに対する中立軸が存在する。かかる中立軸は、通常は積層電鋳スリーブの厚みの中心位置に存在する。
【００５２】
本発明では、少なくとも２以上の金属層が設けられ、各金属層が分離した構造を有するため、曲げに対する中立軸は、各金属層の厚さの半分の位置にそれぞれ存在すると考えることができる。
【００５３】
このため、定着ベルトの耐屈曲性は各金属層のそれぞれの厚みに相当する耐屈曲性に基づくものとなる。これにより、定着ベルトの曲げ応力を大幅に低減することができ、定着ベルトの耐久性を飛躍的に向上させることができる。このような高い耐久性は、従来品と比べて数十倍〜数千倍高いものとなる。一方、引張り強度に関しては通常の単一構造と同等な強度を有する。
【００５４】
本発明の積層電鋳スリーブ１によれば、金属層間にクリアランスを設けることにより、各金属層を分離させることができ、回転駆動時の曲げに対する中立軸を金属層毎に持たせることができる。これにより、曲げ応力を大幅に低減でき、耐屈曲性を飛躍的に向上させることができる。
【００５５】
なお、第１の金属層１０の外径と、第２の金属層１１の内径との差は、１００μｍより大きいと、金属層間にズレが生じ、一体物の電鋳スリーブとして扱うことができなくなる。
【００５６】
よって、第１の金属層１０の外径と、第２の金属層１１の内径との差を５０μｍ以下、すなわち、クリアランス１２を２５μｍ以下にすることは有用であり、この範囲のクリアランス１２を形成することにより、本発明の積層電鋳スリーブ１を従来のものと同様に一体物のスリーブとして扱うことができる。
【００５７】
さらに、本発明の積層電鋳スリーブ１は従来の単層からなる電鋳スリーブと比べて、詳細は後述するが、耐熱性を有するものである（図６参照）。例えば、ニッケルからなる一体物の電鋳スリーブを加工して定着装置の定着ベルトを製造する場合、電鋳スリーブの外周面にフッ素樹脂等の離型層を形成する際、加熱処理を施さなければならない。このような場合、ニッケルが高温状態にさらされることにより、ニッケルの脆化が起こるという問題がある。
【００５８】
本発明の積層電鋳スリーブ１によれば、このような離型層の形成時における高温状態（例えば３５０℃）にも十分対応できる耐熱性を有し、高温状態においてニッケルが脆化しても曲げ応力が小さいため破断を防止することができる。
【００５９】
次に、本発明の定着ベルトについて説明する。定着ベルトは、上述したような耐屈曲性が飛躍的に向上した積層電鋳スリーブ１と、積層電鋳スリーブ１の最外周表面に設けられたシリコーンゴム等の弾性体からなる弾性層とを具備するものである。これにより、劣化や損傷を生じることなく長期間に亘り使用できる信頼性の高い定着ベルトを実現することができる。
【００６０】
図２〜図４に、積層電鋳スリーブ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。
【００６１】
定着装置２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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の外側に配置される。
【００６７】
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、インナーロール２５と加熱ロール２６とで定着ベルト２０を回転駆動するものである。
【実施例】
【００６８】
表１に、実施例１〜１０、比較例１〜６の手順で製造した積層電鋳スリーブの構成をそれぞれ示す。
【００６９】
（実施例１）
上記実施形態に基づき、以下の手順で積層電鋳スリーブ１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。
【００７０】
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金型を陰極とし、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い、金型の外周面に厚さ３０μｍのニッケルリン合金からなる電析体を形成した。
【００７１】
次に、陽極酸化処理槽にて、陽極を上述した電鋳皮膜付き金型、陰極をφ５０のニッケル管状体として、水酸化ナトリウム３０％、その他７０％の成分を有するクリーナー１０８（株式会社タイホウ製）を用いて、濃度３０ｇ／Ｌ、電界条件４．３Ａ、１５０秒で陽極酸化処理を行い、第１の金属層１０の外周面に陽極酸化皮膜を形成した。
【００７２】
次に、陽極酸化皮膜が形成された第１の金属層１０を金型から脱型せずに、第１の金属層１０と同一の電鋳浴を用いて、同一の手順で厚さ３０μｍのニッケルリン合金電鋳からなる第２の金属層１１を形成し、金型から脱型して、積層電鋳スリーブ１を製造した。
【００７３】
得られた積層電鋳スリーブ１は、二層の金属層を具備し、各金属層の厚さは３０μｍ、全体の厚さは６０μｍとなった。
【００７４】
（実施例２）
実施例２では、実施例１で得られた積層電鋳スリーブ１を３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。他の条件は実施例１と同様にした。
【００７５】
（実施例３）
実施例３では、実施例１の積層電鋳スリーブ１の第２の金属層の外周面に、さらに陽極酸化皮膜を形成し、この外周面に第３の金属層を形成した。得られた積層電鋳スリーブは、三層の金属層を具備し、各金属層の厚さは２０μｍ、全体の厚さは６０μｍとなった。
【００７６】
なお、電鋳時間を調整することにより各金属層の厚さを調整した。他の条件は実施例１と同様にした。
【００７７】
（実施例４）
実施例４では、実施例３で得られた積層電鋳スリーブを３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。他の条件は実施例３と同様にした。
【００７８】
（実施例５）
実施例５では、実施例３の積層電鋳スリーブの第３の金属層の外周面に、さらに陽極酸化皮膜を形成し、この外周面に第４の金属層を形成した。得られた積層電鋳スリーブは、四層の金属層を具備し、各金属層の厚さは１５μｍ、全体の厚さは６０μｍとなった。他の条件は実施例３と同様にした。
【００７９】
（実施例６）
実施例６では、実施例５で得られた積層電鋳スリーブを３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。他の条件は実施例５と同様にした。
【００８０】
（実施例７）
実施例７では、実施例１において、第１の金属層が形成された金型を自然放置することにより、第１の金属層の外周面に自然酸化膜を形成した。なお、放置時間は１２時間とした。得られた積層電鋳スリーブは、二層の金属層を具備し、各金属層の厚さは３０μｍ、全体の厚さは６０μｍとなった。他の条件は実施例１と同様にした。
【００８１】
（実施例８）
実施例８では、実施例７で得られた積層電鋳スリーブを３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。他の条件は実施例７と同様にした。
【００８２】
（実施例９）
実施例９では、実施例７において、自然放置の時間を６分として、第１の金属層の外周面に自然酸化膜を形成した。他の条件は実施例７と同様にした。
【００８３】
（実施例１０）
実施例１０では、実施例７において、自然放置の時間を９分として、第１の金属層の外周面に自然酸化膜を形成した。他の条件は実施例７と同様にした。
【００８４】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同一の電鋳浴を用いて、同一の手順で厚さ６０μｍの単層のニッケルリン合金電鋳からなる電鋳スリーブを製造した。
【００８５】
（比較例２）
比較例２では、比較例１で得られた電鋳スリーブを３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。
【００８６】
（比較例３）
比較例３では、実施例１と同一の電鋳浴を用いて、同一の手順で厚さ３０μｍの単層のニッケルリン合金電鋳からなる電鋳スリーブを製造した。
【００８７】
（比較例４）
比較例４では、比較例３で得られた電鋳スリーブを３５０℃で３０分、電気炉を用いて加熱した。
【００８８】
（比較例５）
比較例５では、実施例７において、自然放置の時間を２０秒とした。他の条件は実施例７と同様にした。
【００８９】
（比較例６）
比較例６では、実施例７において、自然放置の時間を３０秒とした。他の条件は実施例７と同様にした。
【００９０】
（試験例１）
実施例１〜１０と比較例１〜６の電鋳スリーブについて、耐折疲労（ＭＩＴ）試験機（（株）東洋精機製ＭＩＴ−ＤＡ）を用いて、耐折疲労回数を測定することにより電鋳スリーブの耐久性を評価した。
【００９１】
製造した電鋳スリーブを１５ｍｍ幅に切断し、端面を１０００番のサンドペーパーで研磨した。これをＭＩＴサンプルとして用いた。試験条件は、荷重１．０ｋｇ、振り角９０°、速度１７０回／分、試験コマＲ２ｍｍ、サンプル数３とした。また、ＭＩＴ試験は室温大気中で行った。ＭＩＴ試験はＪＩＳＰ８１１５に基づく試験である。
【００９２】
最初に、未加熱の電鋳スリーブを用いて、ＭＩＴ試験を行った（実施例１、３、５及び比較例１、３）。
【００９３】
図５に、積層回数と耐折疲労回数との関係を示す。
図５に示すように、電鋳スリーブが未加熱で、金属層全体の厚さが６０μｍの場合、金属層を二層以上積層した積層体の方が耐折疲労回数が約１万回〜２０万回となり、単層からなる金属層（以下、単層電鋳という。）より約１０倍〜２百倍増加した。これは、実施例１、３、５の電鋳スリーブの各金属層が分離構造となっており、金属層毎に曲げに対する中立軸が形成されているからである。なお、各金属層の分離構造は、一部目視でも確認された。
【００９４】
次に、加熱処理した電鋳スリーブを用いて、ＭＩＴ試験を行った（実施例２、４、６及び比較例２、４）。
【００９５】
図６に、積層回数と耐折疲労回数との関係を示す。
図６に示すように、電鋳スリーブを加熱処理した場合、金属層を二層以上積層した積層体の方が耐折疲労回数は約３千回〜６万回となり、単層電鋳より約５０倍〜千倍増加した。これにより、少なくとも金属層を二層以上積層することにより、従来の単層電鋳からなる電鋳スリーブよりも耐折疲労回数を飛躍的に向上できることがわかった。さらに、積層回数が増えるにつれ、より一層耐折疲労回数を増加できることがわかった。これは、各金属層毎に曲げに対する中立軸が形成されるため、積層回数が増えるにつれ、金属層全体として中立軸が多く形成されるからである。なお、各金属層の分離構造は、一部目視でも確認された。
【００９６】
また、厚さ３０μｍの金属層を二層積層した積層体（以下、２回積層電鋳という。）と、厚さ３０μｍの金属層を一層積層した単層電鋳の耐折疲労回数を比較すると、電鋳スリーブが未加熱、加熱処理有のどちらにおいても、ほぼ同等の値となった。これにより、曲げに対する中立軸は、２回積層電鋳の各金属層に存在し、２回積層電鋳（３０μｍ×２）の耐屈曲性は、各金属層の厚さに相当する単層電鋳（３０μｍ）に基づくものとなることがわかった。この結果、２回積層電鋳（３０μｍ×２）の耐屈曲性は、単層電鋳（６０μｍ）の耐屈曲性より著しく向上する。このような耐屈曲性の向上は、２回積層電鋳の各金属層と酸化膜との層間が剥離され分離構造となったことに起因すると考えられる。
【００９７】
さらに、図６において、積層電鋳スリーブを加熱処理した場合、従来の単層電鋳スリーブと比べて、耐折疲労回数を約５０倍〜千倍向上できることがわかった。これにより、積層電鋳スリーブの表面等に加熱処理を施しても耐熱性の低下を防止することができ、積層電鋳スリーブの加工の用途を拡大することができる。
【００９８】
次に、金属層間の酸化膜の種類が異なる電鋳スリーブを用いて、ＭＩＴ試験を行った（実施例１、２、７、８）。
【００９９】
図７に、金属層間の酸化膜の種類と耐折疲労回数との関係を示す。なお、２回積層電鋳の各金属層は分離した構造となり、金属層間のクリアランスは酸化膜の厚さに相当すると推定できるが、酸化膜の厚さは実測できなかった。しかしながら、酸化膜の厚さは何れも数ｎｍ〜数μｍの間にあるものと推定される。
【０１００】
図７に示すように、第１の金属層の外周面に設けられる酸化膜を自然酸化膜としても陽極酸化皮膜としても、耐折疲労回数を高く維持することができることがわかった。特に、陽極酸化皮膜については、非常に短い時間（１５０秒）で形成することができるため積層電鋳スリーブの生産性を向上させることができる。
【０１０１】
次に、金属層間に自然酸化膜を形成する際、空気中の放置時間を変えて酸化膜を形成した場合について、ＭＩＴ試験を行った（実施例７、９、１０及び比較例１、５、６）。電鋳スリーブは未加熱のものを用いた。
【０１０２】
図８に、空気中の放置時間と耐折疲労回数との関係を示す。
図８に示すように、空気中の放置時間は１２時間放置しなくても、６分程度の短い時間で耐折疲労回数を高く維持できることがわかった。また、空気中に６分以上放置することにより、２回積層電鋳の耐折疲労回数を単層電鋳より著しく向上できることがわかった。なお、放置時間が２０秒及び３０秒程度では、自然酸化膜自体が形成されず、耐折疲労回数は低くなったと考えられる。すなわち、金属層間の酸化膜の存在が耐折疲労回数の向上に寄与している。
【０１０３】
（試験例２）
実施例７と比較例１の電鋳スリーブについて、２軸加熱回転試験機（トモエ産業（株）製ＴＭＳ−Ｓ−２０００）を用いて、２軸加熱回転試験を行った。
【０１０４】
実施例７と比較例１の電鋳スリーブを５ｍｍ幅に切断し、端面を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。これらのサンプルをアセトンで洗浄し黒体塗装を行い風乾させた後、１５０℃で３０分乾燥させ、回転試験のサンプルとした。
【０１０５】
試験条件は、荷重２．０ｋｇ、プーリー径を駆動輪φ１０、追従輪φ５、試験速度３６００ｒｐｍ、試験温度１８０℃とし、大気中で回転試験を行った。
【０１０６】
図９に、耐久回数と電鋳スリーブのサンプルの厚みとの関係を示す。
図９に示すように、金属層全体の厚さが６０μｍの場合、単層電鋳は、一万回前後で破断しているのに対し、２回積層電鋳は一千万回を超えても未破断であった。これにより、２回積層電鋳は、単層電鋳よりも耐屈曲性が約千倍高いことがわかった。
【０１０７】
以上の結果から、本発明の積層電鋳スリーブによれば、金属層を複数回積層することにより、耐屈曲性を飛躍的に向上させることができる。
【０１０８】
また、本発明の定着ベルトによれば、このような耐屈曲性の優れた積層電鋳スリーブを具備するため、長期間に亘り使用可能な信頼性の高い定着ベルトを実現することができる。
【０１０９】
【表１】
2014130284.tif 000003
【０１１０】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る積層電鋳スリーブは、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う転写・定着ベルト等にも用いることができる。このように、積層電鋳スリーブの使用態様は特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１１１】
１    積層電鋳スリーブ
２    定着装置
１０  第１の金属層
１１  第２の金属層
１２  クリアランス
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】
2014130284.tif 000004
【図２】
2014130284.tif 000005
【図３】
2014130284.tif 000006
【図４】
2014130284.tif 000007
【図５】
2014130284.tif 000008
【図６】
2014130284.tif 000009
【図７】
2014130284.tif 000010
【図８】
2014130284.tif 000011
【図９】
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