レニウムタングステンリボンかしめ部品
【課題】レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子を取り付けたレニウムタングステンリボンかしめ部品において、レニウムタングステンリボンと端子との密着性を向上させ、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落を抑制すると共に、かしめ部分におけるレニウムタングステンリボンの断線も抑制すること。
【解決手段】レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であるもの。
【解決手段】レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコロナ放電用チャージ導体、静電セプタムのセプタム導体およびこれらに類似する部品として用いられるものであって、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コロナ放電用チャージワイヤとして、タングステンにレニウムを添加したレニウムタングステン線が用いられている。また、加速器における遅いビームの取り出しに用いられる静電セプタムのセプタムワイヤとして、レニウムタングステン線が用いられている。
【０００３】
例えばコロナ放電用チャージワイヤについては、その線径を６０〜１２０μｍ程度と細くすることでコロナ放電を起こしやすくしている。この場合、金や白金等でメッキあるいはクラッドの表面処理を行って、異常放電による断線等を防いで長寿命化を図ることが行われている。
【０００４】
しかし、このようなレニウムタングステン線については、極微細化に伴う強度低下が著しく、強度および耐久性が十分でないことがある。レニウムタングステン線の製造をより低温で行ったり、製造途中でアニールを施さずに加工硬化を行ったりするなど、製造条件の改良によってある程度強度を向上させることも可能となっているが、伸線中にクラックや断線等の発生があり、必ずしも満足できるものは得られていない。
【０００５】
このような極微細化に伴う強度低下を抑制するものとして、例えばレニウムを１５〜４０重量％含み、残部がタングステンとされ、断面形状における長径Ｘと短径Ｙとの比（Ｘ／Ｙ）が１．５〜３．５、引張強度が３０００Ｎ／ｍｍ２以上とされたレニウムタングステン線が知られている。このようなレニウムタングステン線によれば、断面形状が扁平形状であるために線材の断面積の減少が抑制され、さらに引張強度が特定の値以上であるために十分な機械的強度が維持され、線材の極微細化の要求に応えることが可能となっている（例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００２−７５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、コロナ放電用チャージワイヤにおいては、製品の小型化からより線径の細いレニウムタングステン線の使用が検討されており、またレニウムタングステン線の代わりにレニウムタングステンリボンを使用することも検討されている。また、静電セプタムに用いられるセプタムワイヤにおいても、加速器を周回するビームから遅いビームを取り出す際のビームとセプタムワイヤとのヒット回数を減らしてビーム損失を低減させる観点から、より線径の細いレニウムタングステン線の使用が検討されており、またレニウムタングステン線の代わりにレニウムタングステンリボンを使用することが検討されている。
【０００７】
ところで、このようなコロナ放電用チャージワイヤ等においては、例えば溶接によってその両端部に端子が取り付けられている。しかし、溶接による端子の取り付けでは、レニウムタングステン線等が溶融、再結晶化するために、特性にバラツキが生じることがある。このため、例えば端子として環状部を有するものを用い、この環状部にレニウムタングステン線等の端部を挿入した後、この環状部を押し潰して端子を取り付ける、いわゆるかしめ固定による端子の取り付けが検討されている。
【０００８】
しかし、このようなかしめ固定による端子の取り付けにおいては、上記したようなより線径の細いレニウムタングステン線または厚さの薄いレニウムタングステンリボンを用いた場合、これらレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンと端子との密着性が低下し、端子からレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンが脱落しやすいという問題がある。
【０００９】
すなわち、レニウムタングステン線については、線径が小さくなるとその２乗に反比例して断面積が低下し、端子との密着性が大幅に低下する。また、かしめ固定については、レニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンをその線径方向または厚さ方向から端子で挟み込むようにして固定しているため、線径または厚さが大きい場合にはその弾力によって容易に固定できるが、線径または厚さが小さくなると弾力が小さくなることから固定しにくくなる。
【００１０】
このようなかしめ固定における脱落の問題については、レニウムタングステン線あるいはレニウムタングステンリボンに端子を取り付ける際のかしめ強度を上げることで解決することもできるが、この場合にはレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンがかしめ部分で断線しやすくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、溶接によらず、かしめ固定によりレニウムタングステンリボンに端子を取り付けたレニウムタングステンリボンかしめ部品において、レニウムタングステンリボンと端子との密着性に優れ、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落が抑制されると共に、かしめ部分におけるレニウムタングステンリボンの断線も抑制されたレニウムタングステンリボンかしめ部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のレニウムタングステンリボンかしめ部品は、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定によって端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることを特徴としている。
【００１３】
前記レニウムタングステンリボンは、幅Ｗと、この幅方向の中心部分における厚さである中心部厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が１．５以上であることが好ましい。また、前記幅Ｗは３００μｍ以上３ｍｍ以下かつ前記中心部厚さＴｃは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。さらに、前記レニウムタングステンリボンは、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上、かつ伸び率が１％以上であることが好ましい。
【００１４】
また、前記レニウムタングステンリボンは、幅方向の端部における厚さであるエッジ部厚さＴｅと、前記中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下であることが好ましい。さらに、前記レニウムタングステンリボンは、レニウムを１重量％以上４４重量％以下含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子を取り付けたレニウムタングステンリボンかしめ部品において、レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａを０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下とすることで、レニウムタングステンリボンと端子との密着性を向上させ、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落を抑制することができる。また、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落が抑制されることから、レニウムタングステンリボンに端子を取り付ける際のかしめ強度を強くする必要もなく、これによりかしめ部分におけるレニウムタングステンリボンの断線も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明のレニウムタングステンリボンかしめ部品１（以下、単にかしめ部品と呼ぶ）の一例を示す側面図であり、図２は図１に示すかしめ部品１を上面側から見た上面図である。
【００１７】
図１に示されるように、かしめ部品１は、例えばレニウムタングステンリボン２と、このレニウムタングステンリボン２の両端に溶接によらず、かしめ固定によって取り付けられた一対の金属材料からなる端子（かしめ金具）３とから構成されている。端子３は、例えばレニウムタングステンリボン２が取り付けられる側に環状部３ａを有するものであって、この環状部３ａにレニウムタングステンリボン２を挿入した後、環状部３ａを押し潰し、レニウムタングステンリボン２を環状部３ａで挟み込むようにすることで取り付けられている（かしめ固定）。また、端子３には、例えば機器への装着に用いられる孔部３ｂが設けられている。なお、図１、２は、端子３をかしめ固定した後の状態を示したものであり、環状部３ａは押し潰された状態を示している。また、図１におけるＴｃはレニウムタングステンリボン２の厚さを示し、特にレニウムタングステンリボン２の幅方向の中心部分における厚さ（中心部厚さ）を示し、図２におけるＷはレニウムタングステンリボン２の幅を示している。
【００１８】
また、図３、４は、本発明のかしめ部品１の他の例を示したものである。図３は、かしめ部品１を示す側面図であり、図４は図３に示すかしめ部品１を上面から見た上面図である。
【００１９】
このかしめ部品１は、複数のレニウムタングステンリボン２をその両端部において端子３によってかしめ固定したものである。複数のレニウムタングステンリボン２は、それらの長手方向の両端部に配置されたスペーサ４によって等間隔となるように平行に配置されている。端子３は、両端部におけるレニウムタングステンリボン２とスペーサ４との積層構造部の周囲を覆うようにして固定されている。端子３は、例えば金属材料からなる板状部材であって、レニウムタングステンリボン２とスペーサ４との積層構造部の周囲に変形させながら締め付けるように巻回することで固定されている（かしめ固定）。なお、図１、２と同様、図３におけるＴｃはレニウムタングステンリボン２の厚さを示し、特にレニウムタングステンリボン２の幅方向の中心部分における厚さ（中心部厚さ）を示し、図４におけるＷはレニウムタングステンリボン２の幅を示している。
【００２０】
本発明では、このようにレニウムタングステンリボン２の少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子３を取り付けたかしめ部品１において、レニウムタングステンリボン２として光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であるものを用いたことを特徴としている。
【００２１】
ここで、本発明における光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａは、例えばレーザー顕微鏡を用いて測定面であるレニウムタングステンリボン２の１００μｍ×１００μｍの領域を走査して得られるものである。なお、表面粗さ測定には光学式と触針式とがあるが、光学式は触針式よりも精度良く測定できることから、本発明では光学式による測定を採用している。また、ＪＩＳ規格では輪郭曲線に基づく線粗さを表面粗さとしているが、本発明では上記したように１００μｍ×１００μｍの領域の面粗さとしていることも異なっている。線粗さでは測定する場所により数値が大きく変動することがあるが、面粗さでは領域全体を評価でき、正確に定量化することができる。
【００２２】
なお、本発明における算術平均表面粗さＲａは、具体的には株式会社キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００および付属の画像計測・解析ソフトＶＫ−Ｈ１Ｗを用い、該ソフトにおいて、「計測」、「表面粗さ」の順に選択し、１００μｍ×１００μｍの領域を指定して測定されるものである。また、レニウムタングステンリボン２の光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａは全面について０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下となっていることが好ましいが、通常、レニウムタングステンリボン２の両主面の中から選ばれる任意の部分における上記大きさの領域を測定したときに０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下となっていればよい。
【００２３】
レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ未満であると、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性が十分でなく、レニウムタングステンリボン２に荷重が加えられたときに、端子３からレニウムタングステンリボン２が容易に脱落してしまうおそれがある。なお、このような場合、かしめ強度を上げることで端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制することが考えられるが、かしめ部分でレニウムタングステンリボン２が断線しやすくなるため好ましくない。一方、算術平均表面粗さＲａが０．８０を超えると、表面の平滑性が少なくなり、コロナ放電用チャージ導体等として用いた場合に特性ムラが発生するおそれがある。
【００２４】
本発明では、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａを０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下とすることで、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性を向上させ、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制しつつ、特性ムラの発生も抑制することができる。また、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落が抑制されることから、レニウムタングステンリボン２への端子３の取り付けの際にかしめ強度を強くする必要もなく、これによりレニウムタングステンリボン２のかしめ部分における断線も抑制することができる。なお、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａは、特性ムラの発生を抑制する観点からは小さい方が好ましく、例えば０．４０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２０μｍ以下である。
【００２５】
表１は、実際にレニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａを変化させてかしめ部品１を製造し、端子抜けおよび特性ムラを調べた結果を示したものである。なお、かしめ部品１の製造、端子抜けおよび特性ムラの評価は以下のようにして行った。
【００２６】
まず、レニウムタングステンリボン２は、レニウムを２６重量％含み、残部がタングステンからなるものであって、厚さＴｃが３０μｍ、幅Ｗが１ｍｍのものとした。また、その表面の算術平均粗さＲａは、エッチング量を変化させて電解エッチングを行うことによって調整した。端子３は、図５に示すような環状部３ａを有するものを用いた。端子３は、ＳＵＳ３０４からなるものであり、その環状部３ａは外径３．０ｍｍ、内径１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍであり、その内径側表面の算術平均表面粗さＲａはこの種のものに一般的な１．６μｍとした。
【００２７】
その後、図５に示すように端子３の環状部３ａ内にレニウムタングステンリボン２を５ｍｍ挿入し、環状部３ａの厚さ（押し潰し方向における外径）が１．４ｍｍとなるように上下から押し潰してレニウムタングステンリボン２をかしめ固定することでかしめ部品１とした。
【００２８】
端子抜けの測定は、このようなかしめ部品１を引っ張り試験機に装着し、クロスヘッドを移動させることによって４ｋｇの荷重をかけ、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けの有無を確認した。また、特性ムラについては、かしめ部品１を用いて実際にエネルギー効率を測定し、エネルギー効率が理論値の９０％以上となったものを特性ムラが無いものとし、理論値の９０％未満となったものを特性ムラが有るものとした。なお、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．０５μｍのかしめ部品１については、所定の荷重を加える前に端子抜けが発生したため、特性ムラの評価は行わなかった。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１から明らかなように、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．０５μｍの場合、２．５ｋｇの荷重をかけた時点で端子３からレニウムタングステンリボン２がすべり抜けてしまうことがわかる。これに対して、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上の場合、４ｋｇの荷重をかけてもレニウムタングステンリボン２から端子３がすべり抜けないことがわかる。
【００３１】
算術平均表面粗さＲａは、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けを抑制する観点からは０．１０μｍ以上であれば特に制限されないが、１．００μｍ以上となると特性ムラが発生することがわかる。このため、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けを抑制しつつ、特性ムラの発生も抑制する観点から、算術平均表面粗さＲａは０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることが好ましいことがわかる。
【００３２】
このようなレニウムタングステンリボン２については、断面積が同一であれば、幅Ｗと厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が大きいものの方が端子３との接触長さ（外周長）が長くなることから、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制できるために好ましい。
【００３３】
レニウムタングステンリボン２のアスペクト比はこのような観点から１．５以上とすることが好ましいが、さらに接触長さを増やして端子３の脱落を抑制する観点からは１５以上が好ましく、さらには好ましくは３０以上である。
【００３４】
一方、レニウムタングステンリボン２のアスペクト比が過度に大きくなると、一般にかしめ部品１の大型化に繋がり、結果としてこれを装着する機器の大型化にも繋がることから、用途によって異なるものの通常は５００以下のものが用いられる。
【００３５】
表２は、一例として半径０．１ｍｍのレニウムタングステン線を基準とし、このレニウムタングステン線と断面積が同一となるようにレニウムタングステンリボン２のアスペクト比を変化させたときの接触長さ（外周長）を示したものである。なお、接触長さは、レニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボン２の外周の長さであり、端子３との密着性の向上に寄与するものである。また、接触長さの欄における相対比は、レニウムタングステン線の接触長さを基準である１．００として、レニウムタングステンリボン２の接触長さを相対的に示したものである。
【００３６】
【表２】
【００３７】
表２から明らかなように、断面積が同一であれば、断面形状が円形状であるレニウムタングステン線に比べ、断面形状が矩形状であるレニウムタングステンリボン２の方が接触長さが長くなることがわかる。また、レニウムタングステンリボン２のアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）を１．５以上とすることで接触長さを１５％以上増やすことができ、これによりレニウムタングステンリボン２からの端子３の脱落を抑制しやすくなることがわかる。
【００３８】
レニウムタングステンリボン２の厚さＴｃは、製品の小型化や、加速器において遅いビーム取り出しを行うために用いられる静電セプタムにおけるビーム損失の低減等の観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。なお、厚さＴｃが１０μｍ未満のレニウムタングステンリボン２は実際には製造が困難であるため、本発明におけるレニウムタングステンリボン２としては通常厚さＴｃが１０μｍ以上のものである。
【００３９】
また、幅Ｗは、端子３との接触長さを確保し、端子３からの脱落を抑制する観点や、取り扱い性の観点から、好ましくは１５μｍ以上であり、より好ましくは１５０μｍ以上であり、さらに好ましくは３００μｍ以上である。幅Ｗは、用途によっては１０ｍｍ程度とされるが、一般には３ｍｍ以下である。
【００４０】
本発明では、例えば厚さＴｃが２００μｍ以下といった薄いレニウムタングステンリボン２を用いた場合であっても、その算術平均表面粗さＲａを特定の範囲内とし、好ましくはアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）を特定の範囲内とすることで、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性を高め、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制できる。また、本発明では、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性に優れることから、かしめ強度を強くする必要もなく、これにより厚さＴｃが２００μｍといった薄いレニウムタングステンリボン２を用いた場合であっても、かしめ部分における断線を抑制できる。
【００４１】
図６〜８は、レニウムタングステンリボン２の断面形状を模式的に示したものである。レニウムタングステンリボン２としては、図６に示されるように幅方向に一定の厚さを有するもの、図７に示されるように中心部分が最も厚く、幅方向の端部に向かって徐々に薄くなっているもの、さらには図８に示されるように幅方向の端部の厚さがほぼ０となるものが挙げられる。
【００４２】
ここで、Ｔｃは、既に説明したように幅方向の中心部分における中心部厚さである。また、Ｔｅは、幅方向の端部における厚さ（エッジ部厚さ）である。なお、図７に示されるように幅方向の端部が丸みがかっているものについては、エッジ部厚さＴｅを正確に測定することが難しいことから、このような場合には上下のそれぞれの表面についてその表面に沿って幅方向の端部に延びる直線（図中、横方向に延びる２本の波線）を引き、これらが幅方向の端部に接するように垂直に引かれた直線と交わる２つの交点の交点間の距離をエッジ部厚さＴｅとする。
【００４３】
本発明では図６〜８に示されるいずれのものも用いることができるが、好ましくはエッジ部厚さＴｅと中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下となるもの、例えば図７に示されるようなものが好ましい。図６に示されるような厚さの比がほぼ１となるもの、すなわち厚さがほぼ一定のものは、幅方向の端部に略直角状の角部２ａが形成されており、この角部２ａから異常放電が発生しやすいため好ましくない。また、図８に示されるように厚さの比が０．２未満となるもの、すなわち幅方向の端部に鋭角部２ｂがあるものについても、この鋭角部２ｂから異常放電が発生しやすいため好ましくない。このため、略直角状の角部２ａや鋭角部２ｂが形成されにくく、異常放電が発生しにくい、厚さの比０．２以上０．９以下のものが好ましい。
【００４４】
表３は、レニウムタングステンリボン２の厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）と異常放電の有無との関係を示したものである。なお、レニウムタングステンリボン２の厚さの比は、中心部厚さＴｃを３０μｍと一定にして、エッジ部厚さＴｅを変えることによって調整した。エッジ部厚さＴｅは、電解研磨を行うことにより調整し、具体的には電解研磨を行う際の加工材の送り速度、通電量を調整することで調整した。また、レニウムタングステンリボン２の幅Ｗは１ｍｍとした。
【００４５】
【表３】
【００４６】
表３に示されるように、厚さの比が０．９を超える場合、すなわち図６に示されるように幅方向の端部に略直角状の角部２ａが形成されているものの場合、この角部２ａを基点として異常放電が発生しやすいことが認められた。そして、エッジ部厚さＴｅを薄くし、厚さの比を小さくしていくと異常放電の発生は抑えられるものの、厚さの比が０．２未満となると、例えば図８に示されるように鋭い角部２ｂが形成されることから、この鋭い角部２ｂを基点として異常放電が発生しやすいことが認められた。このことから、レニウムタングステンリボン２の厚さの比は０．２以上０．９以下であることが好ましいことがわかる。
【００４７】
また、本発明に用いるレニウムタングステンリボン２は、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。さらに、レニウムタングステンリボン２は、伸び率が１％以上であることが好ましい。レニウムタングステンリボン２の引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２未満であると、かしめ部品１を製造するための端子３の取り付けの際に機械的強度の不足から断線しやすく、またかしめ部品１を機器に装着する際にも機械的強度の不足から断線しやすいため好ましくない。
【００４８】
一方、レニウムタングステンリボン２の伸び率が１％未満である場合についても、かしめ部品１を製造するための端子３の取り付けの際に伸び不足から容易に断線しやすく、またかしめ部品１を機器に装着する際にも伸び不足から容易に断線しやすいため好ましくない。レニウムタングステンリボン２の伸び率が過度に大きくなると、他の部品との不必要な接触を引き起こし、また例えば静電セプタムにおいてはビームとのヒット回数が多くなりビーム損失が増えることから、レニウムタングステンリボン２の伸び率は５％以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、引張強度は次のようにして測定されるものである。すなわち、評点間距離を５０ｍｍとして引張速度１０ｍｍ／分で引張り荷重を加えたときの最大荷重を断面積で割ったものである。断面積は、レニウムタングステンリボン２を樹脂に埋め込み断面が露出するように研磨し、その断面を電子顕微鏡で１０００倍に拡大し、画像解析で面積を出す。また、伸び率は、最大荷重を加えたときの長さから荷重を加える前の長さを引いたものを荷重を加える前の長さで割ったものである。
【００５０】
本発明に用いられるレニウムタングステンリボン２は、少なくともレニウムを含み、残部がタングステンからなるものであればよいが、好ましくはレニウムを１重量％以上４４重量％以下含むものである。レニウムはタングステンの結晶粒界を強める効果があるが、その含有量が１重量％未満と少ないと上記効果を得にくいため好ましくない。また、レニウムの含有量が少ないと、製造時またはその後の使用時に高温に晒された場合に、引張り強さ等の機械的強度の低下が大きくなるため好ましくない。一方、図９の状態図に示されるように、レニウムの含有量が４４重量％を超えるとσ層と呼ばれる非常に硬くて脆い難加工層が析出し、伸線時にクラックが入りやすくなるため好ましくない。レニウムタングステンリボン２におけるレニウム含有量は加工性等の観点から、好ましくは１重量％以上２９重量％以下である。
【００５１】
図１０は、レニウムを３重量％含み、残部がタングステンとされたレニウムタングステン（Ｈ３０）と、レニウムを含まない一般的なドープタングステン（Ｗ３０）とを所定の温度で５分間の熱処理を行った後の引張強さを比較したものである。図１０に示されるように、レニウムを３重量％含むものは２３００℃を超える高温で熱処理を行った後においても１２００Ｎ／ｍｍ２以上の引張り強さを維持していることがわかる。これに対して、レニウムを含まないものは、２３００℃を超えると引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２未満となってしまうことがわかる。このようにレニウムを含むものは高温で熱処理された後においても引張り強さを維持できることから、例えば静電セプタムのセプタム導体のように、ビームとの衝突により高温となるようなものについて特に好適に用いられる。
【００５２】
なお、レニウムタングステンリボン２は、具体的用途に応じ、かつ本発明の趣旨に反しない限りにおいて、第三成分あるいは不可避的に存在する成分を含有していても良い。このようなものとしては、従来よりこの種のものに含有されているものが挙げられ、具体的にはカリウム、アルミニウムおよびシリコンの中から選ばれる少なくとも一種を例えば１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ程度含有していてもよい。
【００５３】
本発明に用いられる端子３としては、例えば図１、２に示されるようなレニウムタングステンリボン２が取り付けられる側に環状部３ａを有し、該環状部３ａを変形させることでレニウムタングステンリボン２を固定するものや、図３、４に示されるような板状部材であって、レニウムタングステンリボン２の周囲に巻き付けるように環状に変形させて固定するものが挙げられるが、必ずしもこのようなものに限られず、少なくともレニウムタングステンリボン２の端部に自身を変形させることによって固定できるものであればよい。
【００５４】
また、端子３は、一般にはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなるものとされるが、必ずしもこのようなものに限られるものではなく、他の金属材料からなるものであってもよく、例えばコロナ放電用チャージ導体や静電セプタムにおけるセプタム導体の端子として通常用いられているものを特に制限なく用いることができる。
【００５５】
本発明のかしめ部品１は、コピー機・ファクシミリ機等の画像形成装置において感光体を帯電させる帯電装置、特にコロナ放電方式を採用した帯電装置におけるコロナ放電用チャージ導体として好適に用いることができる。また、本発明のかしめ部品１は、加速器における遅いビームの取り出しに用いられる静電セプタムのセプタム導体として好適に用いることができる。
【００５６】
例えば多くのコピー機やファクシミリ機等は、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に画像を形成する画像形成装置として機能する。この画像形成装置では、一様に帯電された感光体の表面に画像データに基づく潜像を形成し、該潜像をトナーで現像して記録紙に転写することにより画像形成が行われる。ここで、感光体を帯電させる手段として、いわゆるコロナ放電方式が多く用いられている。このコロナ放電 方式では、チャージ導体をケーシングで包囲してなる帯電装置が感光体に近接して配置され、チャージ導体に対して高電圧が印加される。この時、チャージ導体近傍の空気が電離してイオンが発生し、該イオンが感光体へ移動することで感光体表面が帯電されるものとなっている。本発明のかしめ部品１は、例えばこのようなコロナ放電方式の帯電装置におけるチャージ 導体として好適に用いることができる。
【００５７】
また、例えば加速器においては、遅いビームの取り出しに静電セプタムが用いられている。この静電セプタムにはセプタム導体が配置され、セプタム導体に高電界を起こすことで、ビームを曲げることができる。このような静電セプタムにおけるセプタム導体については、ビーム損失の低減から薄いものが望まれており、また断線等がなく信頼性に優れていることが求められている。本発明のかしめ部品１については、レニウムタングステンリボン２が薄い場合であっても端子３が確実に固定されるため、このようなセプタム導体として好適に用いることができる。
【００５８】
次に、本発明のかしめ部品１の製造方法について説明する。まず、レニウムタングステンリボン２の製造方法について説明する。
【００５９】
まず、レニウム粉体とタングステン粉体とを、レニウムが１重量％以上４４重量％以下となるように混合する（混合工程）。レニウム粉体は、粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下のものが好ましく、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上３μｍ以下のものが好ましい。両粉体の添加方法および混合方法は合目的的な任意のものを採用可能である。本発明では、好ましくは、例えばタングステン粉末にレニウム粉末を１重量％以上４４重量％以下となるように添加して、適当な混合装置（例えば、ボールミル）を用いて均一に混合することができる。
【００６０】
この混合粉末は、例えば成形圧力１ｔｏｎ／ｃｍ２以上３ｔｏｎ／ｃｍ２以下で成形し、縦および横が各１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、長さが５００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の成形体とする（成形工程）。成形体は、取り扱いを容易にするため例えば１３００℃以上１４００℃以下で仮焼結を行い、その後通電焼結により例えば２８００℃以上３１００℃以下で本焼結を行い焼結体を得る（焼結工程）。
【００６１】
得られた焼結体は、鍛造、圧延等の塑性加工およびアニール等の歪み取り加工を適宜組み合わせて所定の厚さＴｃとなるまで加工を行う（塑性加工工程）。その後、この所定の厚さＴｃとされた加工材を所定の幅Ｗに切断することでレニウムタングステンリボン２とする。この際、切断する幅Ｗを調整することで、所定のアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）とすることができる。
【００６２】
レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａは、圧延加工時に用いる圧延ロールの表面粗さあるいは電解加工時の電解加工率の調整により、また塑性加工後に研磨、ブラスト処理を行うことにより調整することができる。また、レニウムタングステンリボン２の引張り強さや伸びは、塑性加工時のアニール温度、時間を調整することによって調整することができる。
【００６３】
さらに、レニウムタングステンリボン２の断面形状、すなわちエッジ部厚さＴｅと中心部厚さＴｃとの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）は、電解研磨を行うことにより調整でき、具体的には電解研磨時の加工材の送り速度、通電量、電解液濃度を調整することによって調整することができる。
【００６４】
次に、レニウムタングステンリボン２への端子３の取り付けについて説明する。例えば図５に示されるように、端子３の環状部３ａに少なくとも所定の算術平均表面粗さＲａとされたレニウムタングステンリボン２の一方の端部を挿入する。その後、端子３の環状部３ａを適当なかしめ装置を用いて一定の荷重をかけて押し潰す。同様にして、レニウムタングステンリボン２の他方の端部についても、別途用意された端子３の環状部３ａに挿入した後、一定の荷重をかけて環状部３ａを押し潰す。このようにすることで、図１、２に示されるようなかしめ部品１を得ることができる。
【００６５】
また、図３、４に示されるようなかしめ部品１については、同様なレニウムタングステンリボン２を複数用意し、まず複数のレニウムタングステンリボン２を平行に配置すると共に、隣接するレニウムタングステンリボン２どうしの端部間にスペーサ４を配置する。スペーサ４としては、例えば端子３と同様にＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなるものとすることができるが、必ずしもこのようなものに限られるものではない。そして、この積層体が崩れないように治具等で仮固定しつつ、その両端部の周囲に端子３となる例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなる板状部材を変形させながら締め付けるように巻回して固定する。このようにすることで、図３、４に示されるようなかしめ部品１を得ることができる。
【００６６】
以上、本発明について説明したが、本発明のかしめ部品１は必ずしも図１、２や図３、４に示されるようにレニウムタングステンリボン２の両端部に端子３が設けられているものに限られず、一方の端部のみに端子３が設けられたものであってもよい。また、端子３の形状についても必ずしも限定されるものではなく、図１、２に示されるような環状部３ａを有するものや、図３、４に示されるような板状のものを環状に巻回したようなものの他にも、自身を変形させることによってレニウムタングステンリボン２を有効に固定できるものであればよい。さらに、レニウムタングステンリボン２の本数についても必ずしも限られるものではなく、例えば図３、４に示されるようなものにおいてはレニウムタングステンリボン２の本数を４本以外の複数本としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明のかしめ部品の一例を示す側面図。
【図２】図１に示すかしめ部品の上面図。
【図３】本発明の他のかしめ部品を示す側面図。
【図４】図３に示すかしめ部品の上面図。
【図５】端子の取り付け方法（かしめ固定）の一例を示す模式図。
【図６】レニウムタングステンリボンの断面形状の一例を示す模式図。
【図７】レニウムタングステンリボンの断面形状の他の例を示す模式図。
【図８】レニウムタングステンリボンの断面形状の他の例を示す模式図。
【図９】レニウムタングステン合金の状態図。
【図１０】レニウムタングステンリボンの熱処理後の引張強さを示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１…かしめ部品、２…レニウムタングステンリボン、３…端子、４…スペーサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコロナ放電用チャージ導体、静電セプタムのセプタム導体およびこれらに類似する部品として用いられるものであって、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、コロナ放電用チャージワイヤとして、タングステンにレニウムを添加したレニウムタングステン線が用いられている。また、加速器における遅いビームの取り出しに用いられる静電セプタムのセプタムワイヤとして、レニウムタングステン線が用いられている。
【０００３】
例えばコロナ放電用チャージワイヤについては、その線径を６０〜１２０μｍ程度と細くすることでコロナ放電を起こしやすくしている。この場合、金や白金等でメッキあるいはクラッドの表面処理を行って、異常放電による断線等を防いで長寿命化を図ることが行われている。
【０００４】
しかし、このようなレニウムタングステン線については、極微細化に伴う強度低下が著しく、強度および耐久性が十分でないことがある。レニウムタングステン線の製造をより低温で行ったり、製造途中でアニールを施さずに加工硬化を行ったりするなど、製造条件の改良によってある程度強度を向上させることも可能となっているが、伸線中にクラックや断線等の発生があり、必ずしも満足できるものは得られていない。
【０００５】
このような極微細化に伴う強度低下を抑制するものとして、例えばレニウムを１５〜４０重量％含み、残部がタングステンとされ、断面形状における長径Ｘと短径Ｙとの比（Ｘ／Ｙ）が１．５〜３．５、引張強度が３０００Ｎ／ｍｍ２以上とされたレニウムタングステン線が知られている。このようなレニウムタングステン線によれば、断面形状が扁平形状であるために線材の断面積の減少が抑制され、さらに引張強度が特定の値以上であるために十分な機械的強度が維持され、線材の極微細化の要求に応えることが可能となっている（例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００２−７５０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、コロナ放電用チャージワイヤにおいては、製品の小型化からより線径の細いレニウムタングステン線の使用が検討されており、またレニウムタングステン線の代わりにレニウムタングステンリボンを使用することも検討されている。また、静電セプタムに用いられるセプタムワイヤにおいても、加速器を周回するビームから遅いビームを取り出す際のビームとセプタムワイヤとのヒット回数を減らしてビーム損失を低減させる観点から、より線径の細いレニウムタングステン線の使用が検討されており、またレニウムタングステン線の代わりにレニウムタングステンリボンを使用することが検討されている。
【０００７】
ところで、このようなコロナ放電用チャージワイヤ等においては、例えば溶接によってその両端部に端子が取り付けられている。しかし、溶接による端子の取り付けでは、レニウムタングステン線等が溶融、再結晶化するために、特性にバラツキが生じることがある。このため、例えば端子として環状部を有するものを用い、この環状部にレニウムタングステン線等の端部を挿入した後、この環状部を押し潰して端子を取り付ける、いわゆるかしめ固定による端子の取り付けが検討されている。
【０００８】
しかし、このようなかしめ固定による端子の取り付けにおいては、上記したようなより線径の細いレニウムタングステン線または厚さの薄いレニウムタングステンリボンを用いた場合、これらレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンと端子との密着性が低下し、端子からレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンが脱落しやすいという問題がある。
【０００９】
すなわち、レニウムタングステン線については、線径が小さくなるとその２乗に反比例して断面積が低下し、端子との密着性が大幅に低下する。また、かしめ固定については、レニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンをその線径方向または厚さ方向から端子で挟み込むようにして固定しているため、線径または厚さが大きい場合にはその弾力によって容易に固定できるが、線径または厚さが小さくなると弾力が小さくなることから固定しにくくなる。
【００１０】
このようなかしめ固定における脱落の問題については、レニウムタングステン線あるいはレニウムタングステンリボンに端子を取り付ける際のかしめ強度を上げることで解決することもできるが、この場合にはレニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボンがかしめ部分で断線しやすくなるという問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、溶接によらず、かしめ固定によりレニウムタングステンリボンに端子を取り付けたレニウムタングステンリボンかしめ部品において、レニウムタングステンリボンと端子との密着性に優れ、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落が抑制されると共に、かしめ部分におけるレニウムタングステンリボンの断線も抑制されたレニウムタングステンリボンかしめ部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のレニウムタングステンリボンかしめ部品は、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定によって端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることを特徴としている。
【００１３】
前記レニウムタングステンリボンは、幅Ｗと、この幅方向の中心部分における厚さである中心部厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が１．５以上であることが好ましい。また、前記幅Ｗは３００μｍ以上３ｍｍ以下かつ前記中心部厚さＴｃは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。さらに、前記レニウムタングステンリボンは、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上、かつ伸び率が１％以上であることが好ましい。
【００１４】
また、前記レニウムタングステンリボンは、幅方向の端部における厚さであるエッジ部厚さＴｅと、前記中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下であることが好ましい。さらに、前記レニウムタングステンリボンは、レニウムを１重量％以上４４重量％以下含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子を取り付けたレニウムタングステンリボンかしめ部品において、レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａを０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下とすることで、レニウムタングステンリボンと端子との密着性を向上させ、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落を抑制することができる。また、端子からのレニウムタングステンリボンの脱落が抑制されることから、レニウムタングステンリボンに端子を取り付ける際のかしめ強度を強くする必要もなく、これによりかしめ部分におけるレニウムタングステンリボンの断線も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明のレニウムタングステンリボンかしめ部品１（以下、単にかしめ部品と呼ぶ）の一例を示す側面図であり、図２は図１に示すかしめ部品１を上面側から見た上面図である。
【００１７】
図１に示されるように、かしめ部品１は、例えばレニウムタングステンリボン２と、このレニウムタングステンリボン２の両端に溶接によらず、かしめ固定によって取り付けられた一対の金属材料からなる端子（かしめ金具）３とから構成されている。端子３は、例えばレニウムタングステンリボン２が取り付けられる側に環状部３ａを有するものであって、この環状部３ａにレニウムタングステンリボン２を挿入した後、環状部３ａを押し潰し、レニウムタングステンリボン２を環状部３ａで挟み込むようにすることで取り付けられている（かしめ固定）。また、端子３には、例えば機器への装着に用いられる孔部３ｂが設けられている。なお、図１、２は、端子３をかしめ固定した後の状態を示したものであり、環状部３ａは押し潰された状態を示している。また、図１におけるＴｃはレニウムタングステンリボン２の厚さを示し、特にレニウムタングステンリボン２の幅方向の中心部分における厚さ（中心部厚さ）を示し、図２におけるＷはレニウムタングステンリボン２の幅を示している。
【００１８】
また、図３、４は、本発明のかしめ部品１の他の例を示したものである。図３は、かしめ部品１を示す側面図であり、図４は図３に示すかしめ部品１を上面から見た上面図である。
【００１９】
このかしめ部品１は、複数のレニウムタングステンリボン２をその両端部において端子３によってかしめ固定したものである。複数のレニウムタングステンリボン２は、それらの長手方向の両端部に配置されたスペーサ４によって等間隔となるように平行に配置されている。端子３は、両端部におけるレニウムタングステンリボン２とスペーサ４との積層構造部の周囲を覆うようにして固定されている。端子３は、例えば金属材料からなる板状部材であって、レニウムタングステンリボン２とスペーサ４との積層構造部の周囲に変形させながら締め付けるように巻回することで固定されている（かしめ固定）。なお、図１、２と同様、図３におけるＴｃはレニウムタングステンリボン２の厚さを示し、特にレニウムタングステンリボン２の幅方向の中心部分における厚さ（中心部厚さ）を示し、図４におけるＷはレニウムタングステンリボン２の幅を示している。
【００２０】
本発明では、このようにレニウムタングステンリボン２の少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定により端子３を取り付けたかしめ部品１において、レニウムタングステンリボン２として光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であるものを用いたことを特徴としている。
【００２１】
ここで、本発明における光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａは、例えばレーザー顕微鏡を用いて測定面であるレニウムタングステンリボン２の１００μｍ×１００μｍの領域を走査して得られるものである。なお、表面粗さ測定には光学式と触針式とがあるが、光学式は触針式よりも精度良く測定できることから、本発明では光学式による測定を採用している。また、ＪＩＳ規格では輪郭曲線に基づく線粗さを表面粗さとしているが、本発明では上記したように１００μｍ×１００μｍの領域の面粗さとしていることも異なっている。線粗さでは測定する場所により数値が大きく変動することがあるが、面粗さでは領域全体を評価でき、正確に定量化することができる。
【００２２】
なお、本発明における算術平均表面粗さＲａは、具体的には株式会社キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００および付属の画像計測・解析ソフトＶＫ−Ｈ１Ｗを用い、該ソフトにおいて、「計測」、「表面粗さ」の順に選択し、１００μｍ×１００μｍの領域を指定して測定されるものである。また、レニウムタングステンリボン２の光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａは全面について０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下となっていることが好ましいが、通常、レニウムタングステンリボン２の両主面の中から選ばれる任意の部分における上記大きさの領域を測定したときに０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下となっていればよい。
【００２３】
レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ未満であると、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性が十分でなく、レニウムタングステンリボン２に荷重が加えられたときに、端子３からレニウムタングステンリボン２が容易に脱落してしまうおそれがある。なお、このような場合、かしめ強度を上げることで端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制することが考えられるが、かしめ部分でレニウムタングステンリボン２が断線しやすくなるため好ましくない。一方、算術平均表面粗さＲａが０．８０を超えると、表面の平滑性が少なくなり、コロナ放電用チャージ導体等として用いた場合に特性ムラが発生するおそれがある。
【００２４】
本発明では、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａを０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下とすることで、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性を向上させ、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制しつつ、特性ムラの発生も抑制することができる。また、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落が抑制されることから、レニウムタングステンリボン２への端子３の取り付けの際にかしめ強度を強くする必要もなく、これによりレニウムタングステンリボン２のかしめ部分における断線も抑制することができる。なお、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａは、特性ムラの発生を抑制する観点からは小さい方が好ましく、例えば０．４０μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２０μｍ以下である。
【００２５】
表１は、実際にレニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａを変化させてかしめ部品１を製造し、端子抜けおよび特性ムラを調べた結果を示したものである。なお、かしめ部品１の製造、端子抜けおよび特性ムラの評価は以下のようにして行った。
【００２６】
まず、レニウムタングステンリボン２は、レニウムを２６重量％含み、残部がタングステンからなるものであって、厚さＴｃが３０μｍ、幅Ｗが１ｍｍのものとした。また、その表面の算術平均粗さＲａは、エッチング量を変化させて電解エッチングを行うことによって調整した。端子３は、図５に示すような環状部３ａを有するものを用いた。端子３は、ＳＵＳ３０４からなるものであり、その環状部３ａは外径３．０ｍｍ、内径１．５ｍｍ、長さ１０ｍｍであり、その内径側表面の算術平均表面粗さＲａはこの種のものに一般的な１．６μｍとした。
【００２７】
その後、図５に示すように端子３の環状部３ａ内にレニウムタングステンリボン２を５ｍｍ挿入し、環状部３ａの厚さ（押し潰し方向における外径）が１．４ｍｍとなるように上下から押し潰してレニウムタングステンリボン２をかしめ固定することでかしめ部品１とした。
【００２８】
端子抜けの測定は、このようなかしめ部品１を引っ張り試験機に装着し、クロスヘッドを移動させることによって４ｋｇの荷重をかけ、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けの有無を確認した。また、特性ムラについては、かしめ部品１を用いて実際にエネルギー効率を測定し、エネルギー効率が理論値の９０％以上となったものを特性ムラが無いものとし、理論値の９０％未満となったものを特性ムラが有るものとした。なお、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．０５μｍのかしめ部品１については、所定の荷重を加える前に端子抜けが発生したため、特性ムラの評価は行わなかった。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１から明らかなように、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．０５μｍの場合、２．５ｋｇの荷重をかけた時点で端子３からレニウムタングステンリボン２がすべり抜けてしまうことがわかる。これに対して、レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上の場合、４ｋｇの荷重をかけてもレニウムタングステンリボン２から端子３がすべり抜けないことがわかる。
【００３１】
算術平均表面粗さＲａは、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けを抑制する観点からは０．１０μｍ以上であれば特に制限されないが、１．００μｍ以上となると特性ムラが発生することがわかる。このため、端子３からのレニウムタングステンリボン２のすべり抜けを抑制しつつ、特性ムラの発生も抑制する観点から、算術平均表面粗さＲａは０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることが好ましいことがわかる。
【００３２】
このようなレニウムタングステンリボン２については、断面積が同一であれば、幅Ｗと厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が大きいものの方が端子３との接触長さ（外周長）が長くなることから、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制できるために好ましい。
【００３３】
レニウムタングステンリボン２のアスペクト比はこのような観点から１．５以上とすることが好ましいが、さらに接触長さを増やして端子３の脱落を抑制する観点からは１５以上が好ましく、さらには好ましくは３０以上である。
【００３４】
一方、レニウムタングステンリボン２のアスペクト比が過度に大きくなると、一般にかしめ部品１の大型化に繋がり、結果としてこれを装着する機器の大型化にも繋がることから、用途によって異なるものの通常は５００以下のものが用いられる。
【００３５】
表２は、一例として半径０．１ｍｍのレニウムタングステン線を基準とし、このレニウムタングステン線と断面積が同一となるようにレニウムタングステンリボン２のアスペクト比を変化させたときの接触長さ（外周長）を示したものである。なお、接触長さは、レニウムタングステン線またはレニウムタングステンリボン２の外周の長さであり、端子３との密着性の向上に寄与するものである。また、接触長さの欄における相対比は、レニウムタングステン線の接触長さを基準である１．００として、レニウムタングステンリボン２の接触長さを相対的に示したものである。
【００３６】
【表２】
【００３７】
表２から明らかなように、断面積が同一であれば、断面形状が円形状であるレニウムタングステン線に比べ、断面形状が矩形状であるレニウムタングステンリボン２の方が接触長さが長くなることがわかる。また、レニウムタングステンリボン２のアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）を１．５以上とすることで接触長さを１５％以上増やすことができ、これによりレニウムタングステンリボン２からの端子３の脱落を抑制しやすくなることがわかる。
【００３８】
レニウムタングステンリボン２の厚さＴｃは、製品の小型化や、加速器において遅いビーム取り出しを行うために用いられる静電セプタムにおけるビーム損失の低減等の観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。なお、厚さＴｃが１０μｍ未満のレニウムタングステンリボン２は実際には製造が困難であるため、本発明におけるレニウムタングステンリボン２としては通常厚さＴｃが１０μｍ以上のものである。
【００３９】
また、幅Ｗは、端子３との接触長さを確保し、端子３からの脱落を抑制する観点や、取り扱い性の観点から、好ましくは１５μｍ以上であり、より好ましくは１５０μｍ以上であり、さらに好ましくは３００μｍ以上である。幅Ｗは、用途によっては１０ｍｍ程度とされるが、一般には３ｍｍ以下である。
【００４０】
本発明では、例えば厚さＴｃが２００μｍ以下といった薄いレニウムタングステンリボン２を用いた場合であっても、その算術平均表面粗さＲａを特定の範囲内とし、好ましくはアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）を特定の範囲内とすることで、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性を高め、端子３からのレニウムタングステンリボン２の脱落を抑制できる。また、本発明では、レニウムタングステンリボン２と端子３との密着性に優れることから、かしめ強度を強くする必要もなく、これにより厚さＴｃが２００μｍといった薄いレニウムタングステンリボン２を用いた場合であっても、かしめ部分における断線を抑制できる。
【００４１】
図６〜８は、レニウムタングステンリボン２の断面形状を模式的に示したものである。レニウムタングステンリボン２としては、図６に示されるように幅方向に一定の厚さを有するもの、図７に示されるように中心部分が最も厚く、幅方向の端部に向かって徐々に薄くなっているもの、さらには図８に示されるように幅方向の端部の厚さがほぼ０となるものが挙げられる。
【００４２】
ここで、Ｔｃは、既に説明したように幅方向の中心部分における中心部厚さである。また、Ｔｅは、幅方向の端部における厚さ（エッジ部厚さ）である。なお、図７に示されるように幅方向の端部が丸みがかっているものについては、エッジ部厚さＴｅを正確に測定することが難しいことから、このような場合には上下のそれぞれの表面についてその表面に沿って幅方向の端部に延びる直線（図中、横方向に延びる２本の波線）を引き、これらが幅方向の端部に接するように垂直に引かれた直線と交わる２つの交点の交点間の距離をエッジ部厚さＴｅとする。
【００４３】
本発明では図６〜８に示されるいずれのものも用いることができるが、好ましくはエッジ部厚さＴｅと中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下となるもの、例えば図７に示されるようなものが好ましい。図６に示されるような厚さの比がほぼ１となるもの、すなわち厚さがほぼ一定のものは、幅方向の端部に略直角状の角部２ａが形成されており、この角部２ａから異常放電が発生しやすいため好ましくない。また、図８に示されるように厚さの比が０．２未満となるもの、すなわち幅方向の端部に鋭角部２ｂがあるものについても、この鋭角部２ｂから異常放電が発生しやすいため好ましくない。このため、略直角状の角部２ａや鋭角部２ｂが形成されにくく、異常放電が発生しにくい、厚さの比０．２以上０．９以下のものが好ましい。
【００４４】
表３は、レニウムタングステンリボン２の厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）と異常放電の有無との関係を示したものである。なお、レニウムタングステンリボン２の厚さの比は、中心部厚さＴｃを３０μｍと一定にして、エッジ部厚さＴｅを変えることによって調整した。エッジ部厚さＴｅは、電解研磨を行うことにより調整し、具体的には電解研磨を行う際の加工材の送り速度、通電量を調整することで調整した。また、レニウムタングステンリボン２の幅Ｗは１ｍｍとした。
【００４５】
【表３】
【００４６】
表３に示されるように、厚さの比が０．９を超える場合、すなわち図６に示されるように幅方向の端部に略直角状の角部２ａが形成されているものの場合、この角部２ａを基点として異常放電が発生しやすいことが認められた。そして、エッジ部厚さＴｅを薄くし、厚さの比を小さくしていくと異常放電の発生は抑えられるものの、厚さの比が０．２未満となると、例えば図８に示されるように鋭い角部２ｂが形成されることから、この鋭い角部２ｂを基点として異常放電が発生しやすいことが認められた。このことから、レニウムタングステンリボン２の厚さの比は０．２以上０．９以下であることが好ましいことがわかる。
【００４７】
また、本発明に用いるレニウムタングステンリボン２は、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。さらに、レニウムタングステンリボン２は、伸び率が１％以上であることが好ましい。レニウムタングステンリボン２の引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２未満であると、かしめ部品１を製造するための端子３の取り付けの際に機械的強度の不足から断線しやすく、またかしめ部品１を機器に装着する際にも機械的強度の不足から断線しやすいため好ましくない。
【００４８】
一方、レニウムタングステンリボン２の伸び率が１％未満である場合についても、かしめ部品１を製造するための端子３の取り付けの際に伸び不足から容易に断線しやすく、またかしめ部品１を機器に装着する際にも伸び不足から容易に断線しやすいため好ましくない。レニウムタングステンリボン２の伸び率が過度に大きくなると、他の部品との不必要な接触を引き起こし、また例えば静電セプタムにおいてはビームとのヒット回数が多くなりビーム損失が増えることから、レニウムタングステンリボン２の伸び率は５％以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、引張強度は次のようにして測定されるものである。すなわち、評点間距離を５０ｍｍとして引張速度１０ｍｍ／分で引張り荷重を加えたときの最大荷重を断面積で割ったものである。断面積は、レニウムタングステンリボン２を樹脂に埋め込み断面が露出するように研磨し、その断面を電子顕微鏡で１０００倍に拡大し、画像解析で面積を出す。また、伸び率は、最大荷重を加えたときの長さから荷重を加える前の長さを引いたものを荷重を加える前の長さで割ったものである。
【００５０】
本発明に用いられるレニウムタングステンリボン２は、少なくともレニウムを含み、残部がタングステンからなるものであればよいが、好ましくはレニウムを１重量％以上４４重量％以下含むものである。レニウムはタングステンの結晶粒界を強める効果があるが、その含有量が１重量％未満と少ないと上記効果を得にくいため好ましくない。また、レニウムの含有量が少ないと、製造時またはその後の使用時に高温に晒された場合に、引張り強さ等の機械的強度の低下が大きくなるため好ましくない。一方、図９の状態図に示されるように、レニウムの含有量が４４重量％を超えるとσ層と呼ばれる非常に硬くて脆い難加工層が析出し、伸線時にクラックが入りやすくなるため好ましくない。レニウムタングステンリボン２におけるレニウム含有量は加工性等の観点から、好ましくは１重量％以上２９重量％以下である。
【００５１】
図１０は、レニウムを３重量％含み、残部がタングステンとされたレニウムタングステン（Ｈ３０）と、レニウムを含まない一般的なドープタングステン（Ｗ３０）とを所定の温度で５分間の熱処理を行った後の引張強さを比較したものである。図１０に示されるように、レニウムを３重量％含むものは２３００℃を超える高温で熱処理を行った後においても１２００Ｎ／ｍｍ２以上の引張り強さを維持していることがわかる。これに対して、レニウムを含まないものは、２３００℃を超えると引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２未満となってしまうことがわかる。このようにレニウムを含むものは高温で熱処理された後においても引張り強さを維持できることから、例えば静電セプタムのセプタム導体のように、ビームとの衝突により高温となるようなものについて特に好適に用いられる。
【００５２】
なお、レニウムタングステンリボン２は、具体的用途に応じ、かつ本発明の趣旨に反しない限りにおいて、第三成分あるいは不可避的に存在する成分を含有していても良い。このようなものとしては、従来よりこの種のものに含有されているものが挙げられ、具体的にはカリウム、アルミニウムおよびシリコンの中から選ばれる少なくとも一種を例えば１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ程度含有していてもよい。
【００５３】
本発明に用いられる端子３としては、例えば図１、２に示されるようなレニウムタングステンリボン２が取り付けられる側に環状部３ａを有し、該環状部３ａを変形させることでレニウムタングステンリボン２を固定するものや、図３、４に示されるような板状部材であって、レニウムタングステンリボン２の周囲に巻き付けるように環状に変形させて固定するものが挙げられるが、必ずしもこのようなものに限られず、少なくともレニウムタングステンリボン２の端部に自身を変形させることによって固定できるものであればよい。
【００５４】
また、端子３は、一般にはＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなるものとされるが、必ずしもこのようなものに限られるものではなく、他の金属材料からなるものであってもよく、例えばコロナ放電用チャージ導体や静電セプタムにおけるセプタム導体の端子として通常用いられているものを特に制限なく用いることができる。
【００５５】
本発明のかしめ部品１は、コピー機・ファクシミリ機等の画像形成装置において感光体を帯電させる帯電装置、特にコロナ放電方式を採用した帯電装置におけるコロナ放電用チャージ導体として好適に用いることができる。また、本発明のかしめ部品１は、加速器における遅いビームの取り出しに用いられる静電セプタムのセプタム導体として好適に用いることができる。
【００５６】
例えば多くのコピー機やファクシミリ機等は、原稿から読み取った画像データやファクシミリ受信した画像データに基づいて記録紙に画像を形成する画像形成装置として機能する。この画像形成装置では、一様に帯電された感光体の表面に画像データに基づく潜像を形成し、該潜像をトナーで現像して記録紙に転写することにより画像形成が行われる。ここで、感光体を帯電させる手段として、いわゆるコロナ放電方式が多く用いられている。このコロナ放電 方式では、チャージ導体をケーシングで包囲してなる帯電装置が感光体に近接して配置され、チャージ導体に対して高電圧が印加される。この時、チャージ導体近傍の空気が電離してイオンが発生し、該イオンが感光体へ移動することで感光体表面が帯電されるものとなっている。本発明のかしめ部品１は、例えばこのようなコロナ放電方式の帯電装置におけるチャージ 導体として好適に用いることができる。
【００５７】
また、例えば加速器においては、遅いビームの取り出しに静電セプタムが用いられている。この静電セプタムにはセプタム導体が配置され、セプタム導体に高電界を起こすことで、ビームを曲げることができる。このような静電セプタムにおけるセプタム導体については、ビーム損失の低減から薄いものが望まれており、また断線等がなく信頼性に優れていることが求められている。本発明のかしめ部品１については、レニウムタングステンリボン２が薄い場合であっても端子３が確実に固定されるため、このようなセプタム導体として好適に用いることができる。
【００５８】
次に、本発明のかしめ部品１の製造方法について説明する。まず、レニウムタングステンリボン２の製造方法について説明する。
【００５９】
まず、レニウム粉体とタングステン粉体とを、レニウムが１重量％以上４４重量％以下となるように混合する（混合工程）。レニウム粉体は、粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下のものが好ましく、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上３μｍ以下のものが好ましい。両粉体の添加方法および混合方法は合目的的な任意のものを採用可能である。本発明では、好ましくは、例えばタングステン粉末にレニウム粉末を１重量％以上４４重量％以下となるように添加して、適当な混合装置（例えば、ボールミル）を用いて均一に混合することができる。
【００６０】
この混合粉末は、例えば成形圧力１ｔｏｎ／ｃｍ２以上３ｔｏｎ／ｃｍ２以下で成形し、縦および横が各１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下、長さが５００ｍｍ以上７００ｍｍ以下の成形体とする（成形工程）。成形体は、取り扱いを容易にするため例えば１３００℃以上１４００℃以下で仮焼結を行い、その後通電焼結により例えば２８００℃以上３１００℃以下で本焼結を行い焼結体を得る（焼結工程）。
【００６１】
得られた焼結体は、鍛造、圧延等の塑性加工およびアニール等の歪み取り加工を適宜組み合わせて所定の厚さＴｃとなるまで加工を行う（塑性加工工程）。その後、この所定の厚さＴｃとされた加工材を所定の幅Ｗに切断することでレニウムタングステンリボン２とする。この際、切断する幅Ｗを調整することで、所定のアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）とすることができる。
【００６２】
レニウムタングステンリボン２の算術平均表面粗さＲａは、圧延加工時に用いる圧延ロールの表面粗さあるいは電解加工時の電解加工率の調整により、また塑性加工後に研磨、ブラスト処理を行うことにより調整することができる。また、レニウムタングステンリボン２の引張り強さや伸びは、塑性加工時のアニール温度、時間を調整することによって調整することができる。
【００６３】
さらに、レニウムタングステンリボン２の断面形状、すなわちエッジ部厚さＴｅと中心部厚さＴｃとの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）は、電解研磨を行うことにより調整でき、具体的には電解研磨時の加工材の送り速度、通電量、電解液濃度を調整することによって調整することができる。
【００６４】
次に、レニウムタングステンリボン２への端子３の取り付けについて説明する。例えば図５に示されるように、端子３の環状部３ａに少なくとも所定の算術平均表面粗さＲａとされたレニウムタングステンリボン２の一方の端部を挿入する。その後、端子３の環状部３ａを適当なかしめ装置を用いて一定の荷重をかけて押し潰す。同様にして、レニウムタングステンリボン２の他方の端部についても、別途用意された端子３の環状部３ａに挿入した後、一定の荷重をかけて環状部３ａを押し潰す。このようにすることで、図１、２に示されるようなかしめ部品１を得ることができる。
【００６５】
また、図３、４に示されるようなかしめ部品１については、同様なレニウムタングステンリボン２を複数用意し、まず複数のレニウムタングステンリボン２を平行に配置すると共に、隣接するレニウムタングステンリボン２どうしの端部間にスペーサ４を配置する。スペーサ４としては、例えば端子３と同様にＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなるものとすることができるが、必ずしもこのようなものに限られるものではない。そして、この積層体が崩れないように治具等で仮固定しつつ、その両端部の周囲に端子３となる例えばＳＵＳ３０４等のステンレス鋼からなる板状部材を変形させながら締め付けるように巻回して固定する。このようにすることで、図３、４に示されるようなかしめ部品１を得ることができる。
【００６６】
以上、本発明について説明したが、本発明のかしめ部品１は必ずしも図１、２や図３、４に示されるようにレニウムタングステンリボン２の両端部に端子３が設けられているものに限られず、一方の端部のみに端子３が設けられたものであってもよい。また、端子３の形状についても必ずしも限定されるものではなく、図１、２に示されるような環状部３ａを有するものや、図３、４に示されるような板状のものを環状に巻回したようなものの他にも、自身を変形させることによってレニウムタングステンリボン２を有効に固定できるものであればよい。さらに、レニウムタングステンリボン２の本数についても必ずしも限られるものではなく、例えば図３、４に示されるようなものにおいてはレニウムタングステンリボン２の本数を４本以外の複数本としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明のかしめ部品の一例を示す側面図。
【図２】図１に示すかしめ部品の上面図。
【図３】本発明の他のかしめ部品を示す側面図。
【図４】図３に示すかしめ部品の上面図。
【図５】端子の取り付け方法（かしめ固定）の一例を示す模式図。
【図６】レニウムタングステンリボンの断面形状の一例を示す模式図。
【図７】レニウムタングステンリボンの断面形状の他の例を示す模式図。
【図８】レニウムタングステンリボンの断面形状の他の例を示す模式図。
【図９】レニウムタングステン合金の状態図。
【図１０】レニウムタングステンリボンの熱処理後の引張強さを示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１…かしめ部品、２…レニウムタングステンリボン、３…端子、４…スペーサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定によって端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、
前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることを特徴とするレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項２】
前記レニウムタングステンリボンは、幅Ｗと、この幅方向の中心部分における厚さである中心部厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が１．５以上であることを特徴とする請求項１記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項３】
前記レニウムタングステンリボンは、前記幅Ｗが３００μｍ以上３ｍｍ以下かつ前記中心部厚さＴｃが１０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項４】
前記レニウムタングステンリボンは、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上、かつ伸び率が１％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項５】
前記レニウムタングステンリボンは、幅方向の端部における厚さであるエッジ部厚さＴｅと、前記中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項６】
前記レニウムタングステンリボンは、レニウムを１重量％以上４４重量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項１】
レニウムタングステンリボンの少なくとも一方の端部に溶接によらず、かしめ固定によって端子が取り付けられたレニウムタングステンリボンかしめ部品であって、
前記レニウムタングステンリボンの光学式表面粗さ測定による算術平均表面粗さＲａが０．１０μｍ以上０．８０μｍ以下であることを特徴とするレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項２】
前記レニウムタングステンリボンは、幅Ｗと、この幅方向の中心部分における厚さである中心部厚さＴｃのアスペクト比（Ｗ／Ｔｃ）が１．５以上であることを特徴とする請求項１記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項３】
前記レニウムタングステンリボンは、前記幅Ｗが３００μｍ以上３ｍｍ以下かつ前記中心部厚さＴｃが１０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項４】
前記レニウムタングステンリボンは、引張り強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上、かつ伸び率が１％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項５】
前記レニウムタングステンリボンは、幅方向の端部における厚さであるエッジ部厚さＴｅと、前記中心部厚さＴｃの厚さの比（Ｔｅ／Ｔｃ）が０．２以上０．９以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【請求項６】
前記レニウムタングステンリボンは、レニウムを１重量％以上４４重量％以下含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のレニウムタングステンリボンかしめ部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−４２６９（Ｐ２００９−４２６９Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６５３７２（Ｐ２００７−１６５３７２）
【出願日】平成１９年６月２２日（２００７．６．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２２日（２００７．６．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
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