(57)【要約】【課題】加熱ロールの表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる加熱ロール、定着装置、及び画像形成装置を得る。【解決手段】定着用の加熱ロールは、金属によって断面円状に形成された円状部材と、ダイヤモンドライクカーボンによって前記円状部材の周面に形成された被膜とを有し、表面粗さＲａは、３〔μｍ〕以上、６〔μｍ〕以下とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属によって断面円状に形成された円状部材と、ダイヤモンドライクカーボンによって前記円状部材の周面に形成された被膜とを有し、表面粗さＲａは、３〔μｍ〕以上、６〔μｍ〕以下とされている定着用の加熱ロール。
【請求項２】
表面は凹凸状とされており、凹凸ピッチは、１０〔μｍ〕以上、１００〔μｍ〕以下とされている請求項１に記載の加熱ロール。
【請求項３】
前記凹凸ピッチは、５０〔μｍ〕以下とされている請求項２に記載の加熱ロール。
【請求項４】
前記被膜の熱伝導率は、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上、１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下とされている請求項１〜３の何れか１項に記載の加熱ロール。
【請求項５】
前記被膜は、ダイヤモンドライクカーボンの一態様であるテトラヘドラルアモルファスカーボンによって形成されている請求項４に記載の加熱ロール。
【請求項６】
前記被膜の厚さは、１〔μｍ〕以下とされている請求項４又は５に記載の加熱ロール。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の加熱ロールと、
前記加熱ロール側に記録媒体を加圧する加圧ロールと、
を備える定着装置。
【請求項８】
記録媒体にトナー画像を形成する形成部と、
前記トナー画像を記録媒体に定着する請求項７に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱ロール、定着装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロール状の素管からなるロール基体の表面に、アモルファスカーボンを主成分とする膜厚が５〜５０〔μｍ〕の均一なコーティング層が形成された定着ロールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０３４０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、加熱ロール（定着ロール）として金属によって形成された管体を用いた場合は、加熱ロールの表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１）が、２．０〔μｍ〕程度であった。このような加熱ロールを用いてベタ画像を記録媒体に定着した場合は、定着後のベタ画像に光沢むらが生じることがある。
【０００５】
具体的には、記録媒体の表面には小さな凹凸がある。そして、記録媒体の凸部に転写されたトナーは、加熱ロールによって平に潰され、記録媒体の凹部に転写されたトナーは、平らに潰されない。これにより、記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むら（グロスムラ）が生じることがある。
【０００６】
本発明の課題は、加熱ロールの表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る加熱ロールは、金属によって断面円状に形成された円状部材と、ダイヤモンドライクカーボンによって前記円状部材の周面に形成された被膜とを有し、表面粗さＲａは、３〔μｍ〕以上、６〔μｍ〕以下とされていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係る加熱ロールは、請求項１に記載の加熱ロールにおいて、表面は凹凸状とされており、凹凸ピッチは、１０〔μｍ〕以上、１００〔μｍ〕以下とされていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係る加熱ロールは、請求項２に記載の加熱ロールにおいて、前記凹凸ピッチは、５０〔μｍ〕以下とされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係る加熱ロールは、請求項１〜３の何れか１項に記載の加熱ロールにおいて、前記被膜の熱伝導率は、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上、１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下とされていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係る加熱ロールは、請求項４に記載の加熱ロールにおいて、前記被膜は、ダイヤモンドライクカーボンの一態様であるテトラヘドラルアモルファスカーボンによって形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係る加熱ロールは、請求項４又は５に記載の加熱ロールにおいて、前記被膜の厚さは、１〔μｍ〕以下とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係る定着装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の加熱ロールと、前記加熱ロール側に記録媒体を加圧する加圧ロールと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する形成部と、前記トナー画像を記録媒体に定着する請求項７に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１の加熱ロールによれば、加熱ロールの表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項２の加熱ロールによれば、凹凸ピッチが５〔μｍ〕又は１５０〔μｍ〕である場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項３の加熱ロールによれば、凹凸ピッチが１００〔μｍ〕である場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００１８】
本発明の請求項４の加熱ロールによれば、熱伝導率が０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００１９】
本発明の請求項５の加熱ロールによれば、ダイヤモンドライクカーボンの一態様である水素化アモルファスカーボンと比して、被膜の耐久性を向上させることができる。
【００２０】
本発明の請求項６の加熱ロールによれば、被膜の厚さが２〔μｍ〕の場合と比して、定着装置に用いたときに記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００２１】
本発明の請求項７の定着装置によれば、表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕の加熱ロールを備える場合と比して、加圧ロールによって加熱ロール側に加圧された記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【００２２】
本発明の請求項８の画像形成装置によれば、表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕の加熱ロールを備える場合と比して、出力される記録媒体に形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置を示した断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る画像形成装置に用いられる記録媒体の断面、及びベタ画像が記録媒体に転写された状態を示した断面である。
【図４】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例を用いて、ベタ画像が記録媒体に定着された状態を示した断面である。
【図５】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例を用いて、ベタ画像が記録媒体に定着された状態を示した断面である。
【図６】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例を用いて、ベタ画像が記録媒体に定着された状態を示した断面である。
【図７】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例、及び比較例を用いた評価結果を表で示した図面である。
【図８】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例を用いた評価結果を表で示した図面である。
【図９】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例に対する比較例を用いて、ベタ画像が記録媒体に定着された状態を示した断面である。
【図１０】本発明の実施形態に係る加熱ロール、及び定着装置の実施例に対する比較例を用いて、ベタ画像が記録媒体に定着された状態を示した断面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係る加熱ロール、定着装置、及び画像形成装置の一例について図１〜図１０に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは装置上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｗは装置幅方向（水平方向）を示し、矢印Ｄは装置奥行方向（水平方向）を示す。
【００２５】
（全体構成）
図２に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としてのシート部材Ｐが収容される収容部１４と、収容部１４に収容されたシート部材Ｐを搬送する搬送部１６とが備えられている。さらに、画像形成装置１０には、収容部１４から搬送部１６によって搬送されるシート部材Ｐに画像形成処理を行う処理部２０が備えられている。
【００２６】
〔収容部〕
収容部１４には、シート部材Ｐが積載される収容部材２６と、収容部材２６に積載された最上位のシート部材Ｐを、搬送部１６を構成する搬送経路２８に送り出す送出ロール３０とが備えられている。
【００２７】
〔搬送部〕
搬送部１６には、シート部材Ｐが搬送される搬送経路２８に沿って、シート部材Ｐを搬送する複数の搬送ロール（符号省略）が備えられている。
【００２８】
〔処理部〕
処理部２０には、図中矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム３６と、感光体ドラム３６の外周面３６ａを帯電する帯電部材３８と、帯電した感光体ドラム３６の外周面３６ａに露光光を照射する露光装置４０とが備えられている。さらに、処理部２０には、露光光を照射することで感光体ドラム３６の外周面３６ａに形成された静電潜像を現像してトナー画像として可視化する現像装置４２と、感光体ドラム３６の外周面３６ａに付着した異物を感光体ドラム３６から掻き取る清掃部材３４とが備えられている。
【００２９】
ここで、現像装置４２に収容されている現像剤Ｇに含まれるトナーＴの体積平均粒径は、５〔μｍ〕以上２０〔μｍ〕以下である。なお、トナーＴの体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、堀場製作所製、ＬＡ−７００）の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積５０〔％〕となる粒径が体積平均粒径Ｄ５０ｖとして測定される。
【００３０】
また、処理部２０には、感光体ドラム３６に形成されたトナー画像をシート部材Ｐに転写する転写部５０が備えられている。この転写部５０には、矢印Ｂ方向に周回する無端状の転写ベルト５２と、転写ベルト５２が巻き掛けられた駆動ロール５４と、転写ベルト５２が巻き掛けられた転写ロール５６とが備えられている。
【００３１】
転写ロール５６は、感光体ドラム３６とで転写ベルト５２を挟むように配置されており回転駆動するようになっている。また、駆動ロール５４は、シート部材Ｐの搬送方向において、転写ロール５６の下流側に配置されており回転駆動するようになっている。
【００３２】
さらに、処理部２０には、トナー画像が転写されたシート部材Ｐを転写部５０から受け取り、シート部材Ｐを加熱・加圧して、トナー画像をシート部材Ｐに定着する定着装置６０が備えられている。
【００３３】
定着装置６０には、回転力が伝達されて回転する加熱ロール８０と、加熱ロール８０に従動して回転すると共に、シート部材Ｐを加熱ロール８０側に加圧する加圧ロール７０とが備えられている。なお、定着装置６０については、詳細を後述する。
【００３４】
また、感光体ドラム３６、帯電部材３８、露光装置４０、現像装置４２、及び転写部５０を含んで、シート部材Ｐにトナー画像を形成する形成部１８が形成されている。
【００３５】
（画像形成装置の作用）
図２に示す画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。
【００３６】
先ず、帯電部材３８は、回転する感光体ドラム３６の外周面３６ａを予定の電位で一様にマイナス帯電する。続いて、画像データに基づいて露光装置４０は、帯電した感光体ドラム３６の外周面３６ａに露光光を照射して静電潜像を形成する。
【００３７】
これにより、画像データに対応した静電潜像が感光体ドラム３６の外周面３６ａに形成される。さらに、現像装置４２は、この静電潜像を現像し、トナー画像として可視化する。
【００３８】
そこで、収容部材２６から送出ロール３０によって搬送経路２８へ送り出されたシート部材Ｐは、転写ベルト５２に静電吸着されて搬送され、転写ベルト５２と感光体ドラム３６とが接触する転写位置Ｔへ送り出される。転写位置Ｔでは、シート部材Ｐが転写ベルト５２と感光体ドラム３６との間で挟まれて搬送されることで、感光体ドラム３６のトナー画像は、シート部材Ｐに転写される。
【００３９】
さらに、定着装置６０の加熱ロール８０と、加圧ロール７０との間でシート部材Ｐが挟まれて搬送されることで、シート部材Ｐに転写されたトナー画像は、シート部材Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着されたシート部材Ｐは、装置本体１０ａの外部へ排出される。
【００４０】
（要部構成）
先ず、定着装置６０について説明する。定着装置６０は、前述したように、シート部材Ｐを加熱する加熱ロール８０と、シート部材Ｐを加熱ロール８０側に加圧する加圧ロール７０とを備えている。ここで、シート部材Ｐの表面は、詳細は後述する凹凸状とされている。
【００４１】
〔加圧ロール７０〕
加圧ロール７０は、図１に示されるように、シート部材Ｐが搬送される搬送経路Ｋに対して下側に配置されている。この加圧ロール７０は、装置奥行方向に延びている軸部７０ａと、ゴム部７０ｂと、被膜７０ｃとを有している。
【００４２】
軸部７０ａは、金属によって形成されており、外径２０〔ｍｍ〕の円柱状とされている。
【００４３】
ゴム部７０ｂは、シリコンゴムによって形成されており、外径６５〔ｍｍ〕の円筒状とされている。そして、軸部７０ａが、ゴム部７０ｂの内部を貫通し、軸部７０ａの両端部が、ゴム部７０ｂから突出している。
【００４４】
被膜７０ｃは、厚さ１３０〔μｍ〕の導電性のオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体のチューブ（ＰＦＡチューブ）であって、ゴム部７０ｂを被覆している。
【００４５】
そして、軸部７０ａの両端部は、加圧ロール７０が回転するように図示せぬ支持部材に支持されており、付勢部材が支持部材を介して加圧ロール７０を加熱ロール８０側に付勢している。これにより、加圧ロール７０は、搬送されるシート部材Ｐを加熱ロール８０側に加圧するようになっている。
【００４６】
〔加熱ロール８０〕
加熱ロール８０は、図１に示されるように、シート部材Ｐが搬送される搬送経路Ｋを挟んで加圧ロール７０の反対側に配置されている。この加熱ロール８０は、装置奥行方向に延びている円筒状の軸部８２と、軸部８２を被覆する被膜８６と、発熱部８４とを有している。軸部８２は、円状部材の一例である。
【００４７】
また、加熱ロール８０の表面８０ａは、凹凸状とされており、加熱ロール８０の表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）は、３〔μｍ〕以上、６〔μｍ〕以下とされている。この表面粗さＲａについては、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００を用いて測定することができる。具体的には、加熱ロール８０の表面８０ａ（測定面積４００〔μｍ〕×５４０〔μｍ〕）を２０倍の対物レンズで、深さ方向ピッチ０．１〔μｍ〕でスキャンする。得られた画像データから１００〔μｍ〕四方のエリアで９箇所について表面粗さＲａを測定し、９箇所の平均値を算出することで表面粗さＲａを測定することができる。
【００４８】
さらに、加熱ロール８０の表面８０ａにおける凹凸ピッチについては、特に規定しないが、後述する光沢むらの発生を抑制する観点から、凹凸ピッチは、５〔μｍ〕以上、１５０〔μｍ〕以下が好ましく、１０〔μｍ〕以上、１００〔μｍ〕以下がより好ましく、１０〔μｍ〕以上、５０〔μｍ〕以下がさらにより好ましい。
【００４９】
この凹凸ピッチについては、ＫＥＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００を用いて測定することができる。具体的には、加熱ロール８０の表面８０ａ（測定面積４００〔μｍ〕×５４０〔μｍ〕）を２０倍の対物レンズで、深さ方向ピッチ０．１〔μｍ〕でスキャンする。得られた画像データを軸方向にプロファイル計測し、高さスムージング（±２単純平均）処理を施し、凸凹の間隔を測定する。そして、プロファイル９箇所の平均値を算出することで凹凸ピッチを測定することができる。
【００５０】
−軸部８２−
軸部８２は、金属であるアルミニウムによって形成されており、外径６５〔ｍｍ〕、厚さ１２．５〔ｍｍ〕の円筒状とされている。換言すると、軸部８２は、弾性率及び熱電伝導率が、ゴム部材と比して大きい材料によって形成されている。さらに換言すると、軸部８２は、展性、延性に富み、電気、熱の良導体である材料によって形成されている。
【００５１】
−被膜８６−
被膜８６は、ダイヤモンドライクカーボン（以下「ＤＬＣ」）の一態様であるテトラヘドラルアモルファスカーボン（以下「ｔａ−Ｃ」）で形成された膜である。被膜８６の厚さについては、特に規定しないが、後述する光沢むらの発生を抑制する観点から、０．２〔μｍ〕以上１〔μｍ〕以下が好ましく、０．２〔μｍ〕以上０．８〔μｍ〕以下がより好ましい。
【００５２】
また、被膜８６の熱伝導率については、特に規定しないが、後述する光沢むらの発生を抑制する観点から、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上、１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下が好ましく、５０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上、１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下がより好ましい。換言すると、被膜８６は、単位時間当たりに移動する熱量が多い材料によって形成することが好ましい。
【００５３】
なお、膜厚については、測定対象である加熱ロールを軸方向に対して直交する方向に切断し、切断面をレーザー顕微鏡で観察することで測定することができる。
【００５４】
また、ＤＬＣとは、炭素からなる物質であってダイヤモンド構造（以下「ｓｐ３結合」）と、グラファイト構造（以下「ｓｐ２結合」）とが混在した、結晶粒界のないアモルファス構造であって、離型性に優れた材料である。さらに、ｔａ−Ｃは、ＤＬＣの一態様であり、ｓｐ３結合の含有率が５０％以上のものであって、離型性に優れ、かつ、耐久性に優れた材料である。なお、ｓｐ３結合の含有率については、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）によって測定することができる。
【００５５】
さらに、被膜８６の製膜法としては、アークイオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、又は物理蒸着法等が用いられる。
【００５６】
−発熱部８４−
発熱部８４は、ハロゲンヒータであって、軸部８２の内部に配置されている。そして、  発熱部８４が発熱することで、熱が軸部８２及び被膜８６を伝達して加熱ロール８０の表面８０ａの温度が上昇するようになっている。
【００５７】
以上の構成において、加熱ロール８０と加圧ロール７０との間には、ニップ部Ｎが形成され、本実施形態では、ニップ部Ｎのニップ幅は、１１〔ｍｍ〕程度とされている。  
【００５８】
そして、図示せぬ駆動部材から加熱ロール８０へ回転力が伝達され、加熱ロール８０が矢印Ｅ１方向に回転し、加圧ロール７０が加熱ロール８０に従動して矢印Ｅ２方向に回転する。シート部材Ｐを加熱ロール８０と加圧ロール７０とで挟み込んで搬送することで、定着装置６０は、シート部材Ｐに形成されたトナー画像をシート部材Ｐに定着するようになっている。
【００５９】
〔評価〕
次に、本実施形態に係る定着装置６０を用いて評価を行ったため、この評価について説明する。評価には、画像形成装置として富士ゼロックス社製のＤ１３６  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒを用い、この画像形成装置の定着装置を本実施形態の定着装置６０に交換して評価を行った。なお、この画像形成装置のプロセス速度は、６００〔ｍｍ／ｓ〕で、加熱ロール８０においてニップ部Ｎにシート部材Ｐが突入する前の部分の表面温度は、１９０〔℃〕である。
【００６０】
−評価１−
・評価項目：出力画像の光沢むらを評価した。
【００６１】
・評価方法：シート部材Ｐとして、王子製紙株式会のＯＫプリンス上質紙（坪量１２７．９〔ｇ／ｍ２〕）を用い、黒ベタ画像（エリアカバレッジ１００〔％〕）を出力する。そして、１枚目に出力された画像を目視して評価を行う。
【００６２】
・評価基準：光沢むらを認識できない場合を「Ａ」、光沢むらを認識することができるが、光沢むらが気にならない場合を「Ｂ」、光沢むらを認識することができるが、光沢むらが気になるが商品性上許容できる場合を「Ｃ」、光沢むらが商品性上許容できない場合を「Ｄ」とした。
【００６３】
・評価仕様（図７参照）
実施例１⇒凹凸ピッチを５〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを３〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例２⇒凹凸ピッチを１０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを３〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例３⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを３〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例４⇒凹凸ピッチを１００〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを３〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例５⇒凹凸ピッチを１５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを３〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例６⇒凹凸ピッチを５〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例７⇒凹凸ピッチを１０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例８⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例９⇒凹凸ピッチを１００〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１０⇒凹凸ピッチを１５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１１⇒凹凸ピッチを５〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを６〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１２⇒凹凸ピッチを１０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを６〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１３⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを６〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１４⇒凹凸ピッチを１００〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを６〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１５⇒凹凸ピッチを１５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを６〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
【００６４】
比較例１⇒凹凸ピッチを５〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを１〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例２⇒凹凸ピッチを１０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを１〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例３⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを１〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例４⇒凹凸ピッチを１００〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを１〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例５⇒凹凸ピッチを１５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを１〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例６⇒凹凸ピッチを５〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを８〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例７⇒凹凸ピッチを１０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを８〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例８⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを８〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例９⇒凹凸ピッチを１００〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを８〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
比較例１０⇒凹凸ピッチを１５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを８〔μｍ〕とした加熱ロールを用いた。
【００６５】
なお、実施例１〜１５、及び比較例１〜１０の加熱ロールの被膜の厚さは、１〔μｍ〕であり、被膜の熱伝導率は、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕である。また、前述した項目以外については、各評価仕様間で同様とされている。
【００６６】
・評価結果
図７の表に示されるように、実施例２、３、７、８、１２、１３については、評価結果が「Ａ」であった。また、実施例４、９、１４については、評価結果が「Ｂ」であった。さらに、実施例１、５、６、１０、１１、１５については、評価結果が「Ｃ」であった。これに対して、比較例１〜１０については、評価結果が「Ｄ」であった。
【００６７】
−考察１−
先ず、ベタ画像が形成されるシート部材Ｐにおける表面の状態について考察する。シート部材Ｐの表面には、図３（Ａ）に示されるように、幅（図中Ｗａ）が１００〔μｍ〕程度で、深さ（図中Ｄａ）が１０〔μｍ〕程度の凹部１００ｂ、１００ｃが形成されている。具体的には、シート部材Ｐの表面において厚さ方向で最も外側の面部１００ａに対して凹んだ凹部１００ｂと、凹部１００ｂに対して凹んだ凹部１００ｃとが形成されている。この凹部１００ｂが面部１００ａに対して１０〔μｍ〕程度凹んでおり、この凹部１００ｃが凹部１００ｂに対して１０〔μｍ〕程度凹んでいる。このシート部材Ｐに、ベタ画像が転写されると、図３（Ｂ）に示されるように、面部１００ａ、凹部１００ｂ、１００ｃに、粒状のトナーＴが転写される。
【００６８】
さらに、シート部材Ｐは、加圧ロール７０によって加熱ロール８０側に加圧され、加熱ロール８０によって加熱される。具体的には、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロール８０の表面８０ａに強く押し付けられる。そして、トナーＴが定着装置６０によって加圧、加熱されることで溶けて潰されることで、ベタ画像は、シート部材Ｐに定着される。
【００６９】
次に、図７の表に示す比較例１〜５に対する評価結果が「Ｄ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロールの表面に強く押し付けられる。ここで、比較例１〜５の加熱ロールの表面粗さＲａは、１〔μｍ〕である。つまり、加熱ロールの表面粗さＲａは、他の仕様と比して小さくなっている。このため、図９に示されるように、面部１００ａに転写されたトナーＴは、溶けて潰されて平らになる。
【００７０】
これに対して、凹部１００ｂ、１００ｃに転写されたトナーＴは、加熱ロールから受ける押付力が面部１００ａと比して弱いため、粒状の形の一部を保った状態で溶ける。そこで、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像を構成するトナーＴの表面粗さは、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の表面粗さと比して大きくなる。
【００７１】
これにより、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、光沢むらが生じたことで、比較例１〜５に対する評価結果が「Ｄ」となったと考察する。
【００７２】
次に、図７の表に示す比較例６〜１０に対する評価結果が「Ｄ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロールの表面に強く押し付けられる。ここで、比較例６〜１０の加熱ロールの表面粗さＲａは、８〔μｍ〕である。つまり、加熱ロールの表面粗さＲａは、他の仕様と比して大きくなっている。このため、図１０に示されるように、面部１００ａに転写されたトナーＴは、溶けて高低差の大きい凹凸状となる。
【００７３】
これに対して、凹部１００ｂ、１００ｃに転写されたトナーＴは、加熱ロールから受ける押付力が面部１００ａと比して弱いため、粒状の形の一部を保った状態で溶ける。そこで、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の表面粗さは、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の表面粗さと比して小さくなる。
【００７４】
これにより、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成されたベタ画像との間に、光沢むらが生じたことで、比較例６〜１０に対する評価結果が「Ｄ」となったと考察する。
【００７５】
次に、図７の表に示す実施例１、６、１１に対する評価結果が「Ｃ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロール８０の表面８０ａに強く押し付けられる。ここで、実施例１、６、１１の加熱ロールの表面の凹凸ピッチは、５〔μｍ〕である。つまり、凹凸ピッチは、他の実施例における加熱ロール８０の凹凸ピッチと比して小さくなっている。このため、図４に示されるように、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチは、小さくなる。これに対して、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチは、トナーＴの粒状の形の一部を保った状態で溶けるため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチと比して大きくなる。
【００７６】
このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、商品性上許容できる光沢むらが生じたことで、実施例１、６、１１に対する評価結果が「Ｃ」となったと考察する。
【００７７】
次に、図７の表に示す実施例５、１０、１５に対する評価結果が「Ｃ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロール８０の表面８０ａに強く押し付けられる。ここで、実施例５、１０、１５の加熱ロール８０の表面の凹凸ピッチは、１５０〔μｍ〕である。つまり、凹凸ピッチは、他の実施例における加熱ロール８０の凹凸ピッチと比して大きくなっている。このため、図５に示されるように、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチは大きくなる。これに対して、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチは、トナーＴの粒状の形の一部を保った状態で溶けるため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の凹凸ピッチと比して小さくなる。
【００７８】
このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、商品性上許容できるレベルの光沢むらが生じたことで、実施例５、１０、１５に対する評価結果が「Ｃ」となったと考察する。
【００７９】
次に、図７の表に示す実施例４、９、１４に対する評価結果が「Ｂ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロール８０の表面８０ａに強く押し付けられる。ここで、実施例４、９、１４の加熱ロール８０の凹凸ピッチは、１００〔μｍ〕である。つまり、加熱ロール８０の凹凸ピッチは、表面粗さＲａが３〔μｍ〕以上６〔μｍ〕以下で実施例５、１０、１５を除く他の実施例における凹凸ピッチと比して大きくなっている。このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、気になるレベルではないが認識することができる光沢むらが生じることで、実施例４、９、１４に対する評価結果が「Ｂ」となったと考察する。
【００８０】
次に、図７の表に示す実施例２、３、７、８、１２、１３に対する評価結果が「Ａ」となったことについて考察する。前述したように、シート部材Ｐの面部１００ａが、凹部１００ｂ、１００ｃと比して、加熱ロール８０の表面８０ａに強く押し付けられる。ここで、実施例２、３、７、８、１２、１３の加熱ロール８０の凹凸ピッチは、１０〔以上〕５０〔μｍ〕以下で、かつ、加熱ロール８０の表面粗さＲａは、３〔μｍ〕以上６〔μｍ〕以下である。このため、図６に示されるように、面部１００ａに形成された部分のベタ画像の凹凸の状態と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の凹凸の状態とが同様となる。そこで、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、認識することができる光沢むらが生じなかったため、実施例２、３、７、８、１２、１３に対する評価結果が「Ａ」となったと考察する。
【００８１】
−評価２−
・評価項目：出力画像の光沢むらを評価した。
【００８２】
・評価方法：シート部材Ｐとして、王子製紙株式会のＯＫプリンス上質紙（坪量１２７．９〔ｇ／ｍ２〕）を用い、黒ベタ画像（エリアカバレッジ１００〔％〕）を出力する。連続して画像を出力して、２０枚目に出力された画像を目視して評価を行う。
【００８３】
・評価基準：光沢むらを認識できない場合を「Ａ」、光沢むらを認識することができるが、光沢むらが気にならない場合を「Ｂ」とした。
【００８４】
・評価仕様（図８参照）
実施例１６⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを１〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１７⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを１〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１８⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを１〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例１９⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを２〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例２０⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを２〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
実施例２１⇒凹凸ピッチを５０〔μｍ〕とし、表面粗さＲａを４〔μｍ〕とし、被膜の厚さを２〔μｍ〕とし、被膜の熱伝導率を１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕とした加熱ロールを用いた。
なお、前述した項目以外については、各評価仕様間で同様とされている。
【００８５】
・評価結果
図８の表に示されるように、実施例１７、１８については、評価結果が「Ａ」であった。また、実施例１６、１９、２０、２１については、評価結果が「Ｂ」であった。
【００８６】
−考察２−
先ず、図８の表に示す実施例１６、１９に対する評価結果が「Ｂ」となったことについて考察する。実施例１６、１９の加熱ロール８０の被膜８６の熱伝導率は、０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕である。つまり、被膜８６の熱伝導率は、他の実施例における加熱ロール８０の熱伝導率と比して小さくなっている。換言すると、実施例１６、１９の加熱ロール８０の被膜８６ついては、他の実施例における加熱ロール８０の被膜８６と比して、単位時間当たりに移動する熱量が少なくなっている。
【００８７】
そうすると、加熱ロール８０と加圧ロール７０とでシート部材Ｐを挟み込むことで、加熱ロール８０の表面温度が低下した場合に、温度が再度規定の温度に復帰する時間が長くなる。つまり、ニップ部Ｎにおいて、加熱ロール８０の回転方向上流側の部分の加熱ロール８０の表面温度と、加熱ロール８０の回転方向下流側の部分の加熱ロール８０の表面温度との差が大きくなる。
【００８８】
そこで、加熱ロール８０の表面８０ａが強く押し付けられる面部１００ａに形成された部分のベタ画像の光沢と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の光沢とに差が生じてしまう。このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、気になるレベルではないが認識することができる光沢むらが生じることで、実施例１６、１９に対する評価結果が「Ｂ」となったと考察する。
【００８９】
次に、図８の表に示す実施例２０、２１に対する評価結果が「Ｂ」となったことについて考察する。実施例２０、２１の加熱ロール８０における被膜８６の厚さは、２〔μｍ〕である。つまり、被膜８６の厚さは、熱伝導率が同じ実施例１７、１８の被膜８６の厚さと比して厚くなっている。換言すると、実施例２０、２１の加熱ロール８０の被膜８６ついては、実施例１７、１８の加熱ロール８０の被膜８６と比して、発熱部８４から被膜８６の表面まで熱を伝達させる時間が長くなる。
【００９０】
そうすると、加熱ロール８０と加圧ロール７０とでシート部材Ｐを挟み込むことで、加熱ロール８０の表面温度が低下した場合に、温度が再度規定の温度に復帰する時間が長くなる。つまり、ニップ部Ｎにおいて、加熱ロール８０の回転方向上流側の部分の加熱ロール８０の表面温度と、加熱ロール８０の回転方向下流側の部分の加熱ロール８０の表面温度との差が大きくなる。
【００９１】
そこで、加熱ロール８０の表面８０ａが強く押し付けられる面部１００ａに形成された部分のベタ画像の光沢と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の光沢とに差が生じてしまう。このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、気になるレベルではないが認識することができる光沢むらが生じることで、実施例２０、２１に対する評価結果が「Ｂ」となったと考察する。
【００９２】
なお、前述した実施例１９に対する評価結果についても「Ｂ」であった。しかし、同じ「Ｂ」の中であっても、実施例２０、２１ついては、実施例１９と比して光沢むらの発生が抑制されていた。これは、被膜８６の熱伝達率の差によって生じたものと考察する。
【００９３】
次に、図８の表に示す実施例１７、１８に対する評価結果が「Ａ」となったことについて考察する。実施例１７、１８の加熱ロール８０の被膜８６の熱伝導率は、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下で、かつ、被膜８６の厚さは、１〔μｍ〕である。
【００９４】
先ず、熱伝導率に基づいて考察すると、実施例１７、１８の被膜８６の熱伝導率は、同じ膜厚の実施例１６の加熱ロール８０の熱伝導率と比して大きくなっている。換言すると、実施例１７、１８の加熱ロール８０の被膜８６ついては、実施例１６の加熱ロール８０の被膜８６と比して単位時間当たりに移動する熱量が多くなくなっている。
【００９５】
そうすると、加熱ロール８０と加圧ロール７０とでシート部材Ｐを挟み込むことで、加熱ロール８０の表面温度が低下した場合に、温度が再度規定の温度に復帰する時間が短くなる。つまり、ニップ部Ｎにおいて、加熱ロール８０の回転方向上流側の部分の加熱ロール８０の表面温度と、加熱ロール８０の回転方向下流側の部分の加熱ロール８０の表面温度との差が小さくなる。
【００９６】
そこで、加熱ロールの表面が強く押し付けられる面部１００ａに形成された部分のベタ画像の光沢と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の光沢とが同様になる。このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、認識することができる光沢むらが生じなかったため、実施例１７、１８に対する評価結果が「Ａ」となったと考察する。
【００９７】
次に、被膜８６の厚さに基づいて考察すると、実施例１７、１８の被膜８６の厚さは、同じ熱伝達率の実施例２０、２１の加熱ロール８０の被膜８６の厚さと比して薄くなっている。換言すると、実施例１７、１８の加熱ロール８０の被膜８６ついては、実施例２０、２１の加熱ロール８０の被膜８６と比して、発熱部８４から被膜８６の表面まで熱を伝達させる時間が短くなる。
【００９８】
そうすると、加熱ロール８０と加圧ロール７０とでシート部材Ｐを挟み込むことで、加熱ロール８０の表面温度が低下した場合に、温度が再度規定の温度に復帰する時間が短くなる。つまり、ニップ部Ｎにおいて、加熱ロール８０の回転方向上流側の部分の加熱ロール８０の表面温度と、加熱ロール８０の回転方向下流側の部分の加熱ロール８０の表面温度との差が小さくなる。
【００９９】
そこで、加熱ロール８０の表面８０ａが強く押し付けられる面部１００ａに形成された部分のベタ画像の光沢と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像の光沢とが同様になる。このため、面部１００ａに形成された部分のベタ画像と、凹部１００ｂ、１００ｃに形成された部分のベタ画像との間に、認識することができる光沢むらが生じなかったため、実施例１７、１８に対する評価結果が「Ａ」となったと考察する。
【０１００】
なお、被膜８６の厚さについては、薄ければ、発熱部８４から被膜８６の表面まで熱が伝達される時間が短くなる。このため、実施例１７、１８の被膜８６の厚さが１〔μｍ〕以下であれば、評価結果が「Ａ」になると考察する。
【０１０１】
（まとめ）
本実施形態の加熱ロール８０においては、加熱ロール８０の表面粗さＲａは、３〔μｍ〕以上、６〔μｍ〕以下である。このため、表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、シート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される（図７参照）。
【０１０２】
また、加熱ロール８０においては、加熱ロール８０の凹凸ピッチを１０〔μｍ〕以上、１００〔μｍ〕以下とすることで、凹凸ピッチが５〔μｍ〕又は１５０〔μｍ〕である場合と比して、シート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される（図７参照）。
【０１０３】
また、加熱ロール８０においては、加熱ロール８０の凹凸ピッチを、１０〔μｍ〕以上、５０〔μｍ〕以下とることで、凹凸ピッチが１００〔μｍ〕である場合と比して、シート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される（図７参照）。
【０１０４】
また、加熱ロール８０においては、被膜８６の熱伝導率を、２０〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以上、１０００〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕以下とすることで、熱伝導率が０．２〔Ｗ／ｍ・Ｋ〕の場合と比して、シート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される（図８参照）。
【０１０５】
また、加熱ロール８０においては、被膜８６は、ＤＬＣの一態様であるｔａ−Ｃによって形成されている。このため、被膜がＤＬＣの一態様である水素化アモルファス カーボンによって形成されている場合と比して、耐久性が向上する。
【０１０６】
また、加熱ロール８０においては、被膜８６の厚さを１〔μｍ〕以下とすることで、被膜８６の厚さが２〔μｍ〕の場合と比して、シート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される（図８参照）。
【０１０７】
また、定着装置６０においては、加熱ロールの表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、加圧ロール７０によって加熱ロール８０側に加圧されたシート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される。
【０１０８】
また、画像形成装置１０においては、加熱ロールの表面粗さＲａが２．０〔μｍ〕である場合と比して、出力されるシート部材Ｐに形成されたベタ画像に光沢むらが生じるのが抑制される。
【０１０９】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、被膜８６は、テトラヘドラルアモルファスカーボンによって形成されていたが、ダイヤモンドライクカーボンの他の態様で形成されていてもよい。しかし、この場合には、被膜８６がテトラヘドラルアモルファスカーボンによって形成されることで奏する作用は奏しない。
【０１１０】
また、上記実施形態では、軸部８２は、アルミニウムによって形成されていたが、金属製であればよく、例えば、軸部が鉄鋼又はステンレス等で形成されてもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態の評価では、シート部材Ｐとして、王子製紙株式会のＯＫプリンス上質紙を用いたが、シート部材Ｐの表面が凹凸状となっていればよく、他のシート部材Ｐを用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  画像形成装置
１８   形成部
６０  定着装置
７０  加圧ロール
８０  加熱ロール
８０ａ      表面
８２  軸部（円状部材の一例）
８６  被膜
【図１】
2019211534.tif 000003
【図２】
2019211534.tif 000004
【図３】
2019211534.tif 000005
【図４】
2019211534.tif 000006
【図５】
2019211534.tif 000007
【図６】
2019211534.tif 000008
【図７】
2019211534.tif 000009
【図８】
2019211534.tif 000010
【図９】
2019211534.tif 000011
【図１０】
2019211534.tif 000012