(57)【要約】【課題】印刷後の美観を向上させることができるヒートローラ、定着装置及び印刷装置を提供する。【解決手段】本発明のヒートローラ１１は離型層１４を有している。離型層１４は表面が研磨される。離型層１４には、記録シートＰを剥がすための剥離爪３１が表面に当接される。ヒートローラ１１は未定着のトナーを溶融させて記録シートＰに定着させるものである。離型層１４の表面は光沢度が１８〜２７％である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が研磨され、記録シートを剥がすための剥離爪が前記表面に当接される離型層を有し、未定着のトナーを溶融させて前記記録シートに定着させるヒートローラであって、
前記離型層の前記表面は光沢度が１８〜２７％であることを特徴とするヒートローラ。
【請求項２】
前記離型層の前記表面は光沢度が２３％以上である請求項１記載のヒートローラ。
【請求項３】
前記離型層の前記表面はＲｚが１．２５μｍ以上である請求項１又は２記載のヒートローラ。
【請求項４】
前記離型層の前記表面は高低差が４３μｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項記載のヒートローラ。
【請求項５】
前記離型層の前記表面は高低差が３０μｍ以下である請求項４記載のヒートローラ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のヒートローラを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６記載の定着装置を備えていることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートローラ、定着装置及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子写真方式の印刷装置は定着装置を備え、定着装置はヒートローラを備えている。ヒートローラは、アルミニウム等の金属からなる円筒状の芯金ローラと、芯金ローラの円周表面に設けられたシリコーンゴム等からなる弾性層と、弾性層の表層に設けられたフッ素樹脂等からなる離型層と、芯金ローラ内に配設されたハロゲンヒータとを有している。
【０００３】
離型層はフッ素樹脂等からなるチューブを弾性層上に設ける等の手段によって形成される。
【０００４】
印刷装置において、ヒートローラは用紙等の記録シートの印刷面側に配設され、記録シートに搬送力を付与するようになっている。また、記録シートを挟んだヒートローラの反対側には加圧ローラが配設され、加圧ローラは記録シートをヒートローラ側に押圧するようになっている。そして、ヒートローラは、記録シートを剥がすための剥離爪が離型層に当接され、未定着のトナーを溶融させて記録シートに定着させる。
【０００５】
さらに、特許文献１において、弾性層上にチューブが設けられたヒートローラ素材は、砥粒をフィルム状の基材に塗布した研磨材と当接され、回転させられる。こうして、離型層の研磨が行われる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２０５９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発明者らの試験結果によれば、ヒートローラによっては、印刷後の記録シートにすじ状の擦れ跡やテカリが発生してしまう場合がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、印刷後の美観を向上させることができるヒートローラ、定着装置及び印刷装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を行い、擦れ跡やテカリのすじは剥離爪等に基づくことを発見した。また、発明者らは、それら擦れ跡やテカリは離型層の表面の光沢度如何によって生じにくくすることができることも発見した。こうして、以下の本発明が完成された。
【００１０】
本発明のヒートローラは、表面が研磨され、記録シートを剥がすための剥離爪が前記表面に当接される離型層を有し、未定着のトナーを溶融させて前記記録シートに定着させるヒートローラであって、
前記離型層の前記表面は光沢度が１８〜２７％であることを特徴とする。
【００１１】
発明者らの試験結果によれば、光沢度が１８％以上であれば、印刷後の記録シートにすじ状の光沢（テカリムラ）が生じ難く、光沢度が２７％以下であれば、擦れ跡が生じ難い。逆に、光沢度が１８％未満であれば、印刷後の記録シートにテカリムラが生じ易く、光沢度が２７％を超えれば、擦れ跡が発生する。
【００１２】
したがって、本発明のヒートローラによれば、印刷後の記録シートの美観を向上させることができる。
【００１３】
発明者らの試験結果によれば、少なくとも剥離爪との当接部分及びその両側１０ｍｍで光沢度が１８〜２７％であれば、本発明の効果を発揮可能である。
【００１４】
離型層の表面は光沢度が２３％以上であることがより好ましい（請求項２）。発明者らの試験結果によれば、光沢度が２３％以上であれば、印刷後の記録シートにテカリムラが生じないからである。
【００１５】
離型層の表面はＲｚが１．２５μｍ以上であることが好ましい（請求項３）。発明者らの確認によれば、記録シートに転写されたトナーが同時にヒートローラに付着しやすいことは、離型層の表面の表面粗さによる。ここでいう表面粗さは、ヒートローラの凹凸のある表面全体ではなく、研磨された凸部のものである。研磨された凸部は顕微鏡写真では白く表れる。研磨された凸部の表面粗さが小さいと、定着時において、記録シートに転写されたトナーが同時にヒートローラに付着しやすい。このため、当接部分において、剥離爪等が記録シート上の溶融トナーと強く摺接し、記録シートに擦れ跡が発生しやすい。発明者らの試験結果によれば、Ｒｚが１．２５μｍ以上で印刷後の記録シートに擦れ跡が発生しない。Ｒｚが１．２５μｍ以上であれば、定着時において、記録シートに転写されたトナーが同時にヒートローラに付着し難いからである。実用的な上限はＲｚ４μｍである。
【００１６】
離型層の表面は高低差が４３μｍ以下であることが好ましい（請求項４）。ここでいう高低差は、研磨処理された後の凸部と、凹部との高さの差である。高低差が大きい場合、ヒートローラが剥離爪等によって擦れ、磨耗しやすくなり、剥離爪等と当接した当接部分だけがさらに研磨されて滑らかな状態となってしまう。その場合、当接部分と非当接部分との高低差が大きくなり、トナー定着時にヒートローラの表面形状が転写された状態となる。結果として、当接部分の滑らかな表面がトナーに転写され、テカリムラを生じる。発明者らの試験結果によれば、高低差が４３μｍ以下で印刷後の記録シートにテカリムラが発生し難い。
【００１７】
離型層の表面は高低差が３０μｍ以下であることがより好ましい（請求項５）。発明者らの試験結果によれば、高低差が３０μｍ以下で印刷後の記録シートにテカリムラが生じない。高低差が１０μｍまで低くなると、光沢度が３５％以上となり、結果として擦れ跡が発生する状態となるため、下限は１０μｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明の定着装置は上記ヒートローラを備えていることを特徴とする（請求項６）。この定着装置を印刷装置に採用すれば、印刷装置による印刷後の美観を向上させることができる。
【００１９】
本発明の印刷装置は上記定着装置を備えていることを特徴とする（請求項７）。この印刷装置によれば、印刷後の美観を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき、本発明を電子写真方式の印刷装置、いわゆるレーザプリンタに具体化した実施例１を説明する。
【実施例１】
【００２１】
１．レーザプリンタの構成及び作動
このレーザプリンタは、図１に示すように、紙面の上側を重力方向上方側として設置され、通常、紙面右側を前側として使用される。
【００２２】
レーザプリンタは、略直方体形状の筐体１と、筐体１内に設置される給紙手段２と、給紙手段２によって搬送されてくる用紙に画像を形成する画像形成手段３とを備えている。画像形成部３は、スキャナ部４と、複数個の現像カートリッジ５と、定着装置６と有している。実施例１の画像形成部３は、カラー印刷が可能ないわゆるダイレクトタンデム方式のものである。
【００２３】
定着装置６は、用紙の搬送方向において、最も下流側の現像カートリッジ５の感光ドラムより後流側に配設されており、筐体１から着脱可能に組み付けられている。この定着装置６は、ケース１０内にヒートローラ１１と加圧ローラ２１とを有している。
【００２４】
ヒートローラ１１は、図２及び図３に示すように、アルミニウムからなる円筒状の芯金ローラ１２と、芯金ローラ１２の円周表面に設けられた弾性層１３と、弾性層１３の表層に設けられた離型層１４と、芯金ローラ内に配設されたハロゲンヒータ１５とを有している。
【００２５】
弾性層１３は芯金ローラ１２の円周表面にシリコーンゴム等を塗布する等の手段によって形成されている。離型層１４はチューブを弾性層１３上に設ける等の手段によって形成されている。チューブが設けられたヒートローラ素材は自動研磨によって研磨されている。研磨材は、アルミナやシリコンカーバイド等の砥粒をフィルム状の基材に塗布したものである。ヒートローラ素材をモータなどの動力により回転させながらこの研磨材に当接し、離型層１４の研磨を行った。こうしてヒートローラ１１が得られた。ここで、ヒートローラ素材を手動で回転させながら、研磨材に当接させ、離型層１４の研磨を行ってもよい。
【００２６】
レーザプリンタにおいて、ヒートローラ１１は記録シートＰの印刷面側に配設されている。また、記録シートＰを挟んだヒートローラ１１の反対側には加圧ローラ２１が配設されている。
【００２７】
加圧ローラ２１は、アルミニウム等の金属からなる回転軸２２と、回転軸２２の円周表面に設けられたシリコーンゴム等の弾性変形可能な弾性層２３とを有している。
【００２８】
定着装置６のケース１０には、図３に示すように、記録シートＰを剥がすための剥離爪３１と、ヒートローラ１１の温度を検出するためのサーミスタ３２が設けられており、ヒートローラ１１の離型層１４には剥離爪３１及びサーミスタ３２が当接される。
【００２９】
そして、ヒートローラ１１は、駆動されながらハロゲンヒータ１５に通電が行われる。これにより、記録シートＰに搬送力が付与される。この際、加圧ローラ２１は記録シートＰをヒートローラ１１側に押圧する。そして、ヒートローラ１１は未定着のトナーを溶融させて記録シートＰに定着させる。
【００３０】
２．試験
上記レーザプリンタのヒートローラ１１を種々変更し、印刷後の用紙にすじ状の擦れ跡やテカリが生じるか否かの試験を行った。各ヒートローラ１１は、研磨材における砥粒の目の粗さを♯１０００〜♯６０００で異ならせたものである。
【００３１】
２．１  光沢度
光沢度は次のように測定した。測定装置は、日本電色工業（株）製の「Gloss Meter VG2000」である。図４に示すように、中央にスリット４１ａが形成された板状の測定アタッチメント４１を用意し、この測定アタッチメント４１を測定装置の測定窓に載せ、スリット４１ａの長手方向に各ヒートローラ１１の軸方向を一致させた。この状態で各ヒートローラ１１を固定し、図５に示すように、測定装置から各ヒートローラ１１の軸線を含む面内で光Ｌを照射した。光Ｌが各ヒートローラ１１の軸線となす角度は７５°である。測定装置により、入射光の光量を分母とし、反射光の光量を分子とした割合である光沢度（％）が計測される。
【００３２】
２．２  表面粗さ
チューブが設けられたヒートローラ素材は、図６に示すように、凹凸を有しており、顕微鏡写真で凸部１４１は白く表れ、凹部１４２は黒く表れる。このヒートローラ素材に研磨を施したヒートローラ１１は、図７に示すように、やはり凹凸を有しており、顕微鏡写真で凸部１４３は白く表れ、凹部１４４は黒く表れる。研磨後のヒートローラ１１は研磨前のヒートローラ素材よりも凸部１４３の割合が多くなっている。表面粗さＲｚ（μｍ）は、各ヒートローラ１１の凹凸のある表面全体ではなく、研磨された凸部１４３のものである。
【００３３】
２．３  高低差
高低差（μｍ）は、研磨された後の凸部１４３と、凹部１４４との高さの差である。
【００３４】
２．４  その他の条件
ヒートローラ１１と加圧ローラ２１との加圧力は０．０１３５８ｋｇｆ／ｍｍ2程度であり、ヒートローラ１１の加熱温度は１６０〜２２０°Ｃであり、剥離爪３１の加圧力は３〜１５ｋｇｆ／ｍｍ2である。また、ヒートローラ１１の弾性層１３は、厚みが０．２〜１．０ｍｍのシリコーンゴムからなる。離型層１４は、厚みが３０〜５０μｍである。印刷画像は記録シートＰを塗り潰すものである。離型層１４の表面抵抗率は１０7Ω以上、１０14Ω以下である。また、トナーは、１２５°Ｃにおけるメルトフローレイトが１ｋｇ／ｍｉｎ以上、１０ｋｇ／ｍｉｎ以下の非磁性タイプのものであって、多層構造（具体的には、二層構造）となっているカプセル型のものである。因みに、このトナーは、外側の表層が内側よりも堅い材料にて構成されている。
【００３５】
２．５  結果
光沢度及びＲｚが異なる種々のヒートローラ１１を用いた場合において、すじ状の擦れ跡（ツメ跡）が生じたか否かの結果を表１に示す。結果１はヒートローラ１１の加熱温度を２２０°Ｃとしたものであり、結果２はヒートローラ１１の加熱温度を１９５°Ｃとしたものである。結果１、２において挙げられている数値は擦れ跡の長さである。○はすじ状の擦れ跡が生じなかったことを示し、△はすじ状の擦れ跡が短く生じたことを示し、×はすじ状の擦れ跡が長く生じたことを示す。
【００３６】
【表１】
2009198757.tif 000003
【００３７】
また、光沢度及び高低差が異なる種々のヒートローラ１１を用いた場合において、すじ状のテカリ（テカリムラ）が生じたか否かの結果を表２に示す。○は印刷後の記録シートＰを見る角度を変えても、テカリムラが見えないことを示し、△は印刷後の記録シートＰを見る角度が斜めの場合にテカリムラが見えることを示し、×は印刷後の記録シートＰを見る角度見る角度を変えなくてもテカリムラが目立つことを示す。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
表２より、光沢度が１８％以上であれば、印刷後の記録シートＰにテカリムラが生じ難く、光沢度が２３％以上であれば、印刷後の記録シートＰにテカリムラが生じないことがわかる。逆に、光沢度が１８％未満であれば、印刷後の記録シートＰにテカリムラが生じてしまう。また、表１より、光沢度が２７％以下であれば、加熱温度が２２０°Ｃで擦れ跡が生じず、加熱温度が１９５°Ｃで擦れ跡が生じ難いことがわかる。逆に、光沢度が２７％を超えれば、擦れ跡が発生してしまう。なお、光沢度が２７％を超えれば、６０ｇ／ｍ2の薄紙を記録シートとした場合には、薄紙がヒートローラ１１に巻き付き易いという不具合も生じた。
【００４０】
（１）光沢度１８％未満までしか研磨しないと、離型層１４の表面が粗い状態となる。このように離型層１４の表面が粗い状態であると、離型層１４の表面のうち、剥離爪３１が当接する当接箇所のみが、磨耗しやすく、さらに研磨された状態となり、非当接箇所に比べて極端に滑らかな状態となる。このように当接箇所のみが、非当接箇所に比べて極端に滑らかな状態となると、この滑らかな形状が、定着の際にトナーに転写されて、テカリムラとなる。
【００４１】
（２）光沢度が２７％を超える状態まで研磨すると、離型層１４の表面が滑らかな状態となる。このように離型層１４の表面が滑らかな状態であると、記録シートＰがヒートローラ１１に吸着しやすい状態となる。このようにヒートローラ１１に記録シートＰが吸着しやすい状態であると、剥離爪３１と記録シートＰとが強く当接して、記録シートＰに摺れ跡が生じやすくなる。
【００４２】
また、Ｒｚが１．２５μｍ以上であれば、加熱温度が２２０°Ｃで擦れ跡が発生せず、加熱温度が１９５°Ｃで擦れ跡が発生し難い。Ｒｚが１．５０μｍ以上であれば、両加熱温度において、擦れ跡が生じない。定着時において、記録シートＰに転写されたトナーが同時にヒートローラ１１に付着し難いからである。
【００４３】
さらに、高低差が４３μｍ以下でテカリムラが発生し難く、高低差が３０μｍ以下でテカリムラが生じない。
【００４４】
したがって、本発明のヒートローラによれば、印刷後の記録シートの美観を向上できることがわかる。
【００４５】
以上において、本発明を実施例１に即して説明したが、本発明は上記実施例１に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は印刷装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１のレーザプリンタの模式断面図である。
【図２】実施例１のヒートローラ及び加圧ローラの軸直角方向の断面図である。
【図３】実施例１のヒートローラ及び加圧ローラの軸方向の断面図である。
【図４】実施例１の試験に係り、光沢度の計測方法を示す軸直角方向の断面図である。
【図５】実施例１の試験に係り、光沢度の計測方法を示す軸方向の断面図である。
【図６】実施例１の試験に係り、図（Ａ）は研磨前のヒートローラ素材の表面を拡大して示す模式平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】実施例１の試験に係り、図（Ａ）は研磨後のヒートローラの表面を拡大して示す模式平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｐ…記録シート
３１…剥離爪
３２…温度検出部材（サーミスタ）
１４…離型層
１１…ヒートローラ
６…定着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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