JP5251659B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置にて、用紙等の記録材上に形成したトナー像は、熱圧力定着方式によって記録材上に定着されている。近年、熱圧力定着方式を採用する定着装置では、定着部材の表面に高離型性を付与するために、フッ素樹脂を用いて定着部材の表層が形成される場合がある。このようなフッ素樹脂の表層は比較的硬度が低く、ニップ部に供給される用紙端部や紙幅端部によって傷つき易い。このため、このような傷跡や筋跡が定着後の画像表面に転写され、画像不良となるのを防ぐ手法が報告されている。

例えば、特許文献１には、加熱ローラを含む複数のローラに懸架された無端状定着ベルトと、この無端状定着ベルトに圧接して転写紙Ｐ上のトナーを定着するニップ部Ｎを形成する加圧ローラと、無端状定着ベルトの表面に接触し無端状定着ベルトへの転写紙Ｐの巻き付きを防止する分離手段と、無端状定着ベルトの表面を研磨する研磨手段とを具備することにより、分離爪によるベルトの傷を目立たなくさせ、スジの無い画質を提供する定着装置及びこれを用いた画像形成装置が記載されている。

また、特許文献２には、定着体と加圧体との対向位置を通過する記録媒体に対して未定着画像を定着可能な定着装置において、定着体に接する部材の表面粗さＲａ１を定着体の表面粗さＲａ２よりも大きくすることにより、定着部材に発生する傷や筋をなくし、画像乱れの防止が可能となることが記載されている。但し、特許文献２においては、定着体に接する部材の表面粗さを構成する凹凸が具体的にどのような形状であるかは規定されていない。

特開２００６−３１７８８１号公報 特開２００７−０３４０６８号公報

本発明の目的は、熱圧力定着方式を採用する定着装置において、ニップ部に通紙された用紙により定着部材の表面に生じた突入傷を目立たなくすることにある。

本発明によれば、下記の請求項に係る定着装置及び画像形成装置が提供される。
請求項１に係る発明は、回転駆動する定着部材と、前記定着部材を押圧しつつ当該定着部材に従動回転し、当該定着部材との間に記録材が通過する押圧部を形成する加圧部材と、表面に複数の球面状の凸部を有し、前記定着部材に当該表面を接触させ回転しつつ当該定着部材の表面形状を調整する表面形状調整部材と、を有することを特徴とする定着装置である。

請求項２に係る発明は、前記表面形状調整部材による前記表面形状の調整は、前記凸部による球面形状を前記定着部材に付与することにより、当該定着部材に生じる傷の影響を軽減することを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記表面形状調整部材の前記凸部は、最大径１０μｍ〜５０μｍを有することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、前記表面形状調整部材の前記凸部は、当該表面形状調整部材の表面に１００個／ｍｍ^２〜１５０個／ｍｍ^２形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項５に係る発明は、前記表面形状調整部材は、円柱状ロールからなる基体と、当該基体の表面に積層されフッ素樹脂及び平均粒径１０μｍ〜５０μｍの球状粒子を含む表面層と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項６に係る発明は、前記表面層に含まれる球状粒子は、アルミナ粒子であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置である。

請求項７に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像形成部に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、前記転写部にて記録材に転写されたトナー像を記録材に定着する定着部と、を備え、前記定着部は、定着ロールと、前記定着ロールに掛け渡される定着ベルトと、前記定着ベルトとの間に記録材が通過する押圧部を形成する加圧ロールと、表面に複数の球面状の凸部を有し、前記定着ベルトに当該表面を接触させ回転しつつ当該定着ベルトの表面形状を調整する表面形状調整ロールと、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に係る発明は、前記表面形状調整ロールは、平均粒径１０μｍ〜５０μｍのアルミナ粒子を含む表面層を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置である。

請求項１および２に係る発明によれば、熱圧力定着方式を採用する定着装置において、表面形状調整部材の表面に複数の球面上の凸部を設けない場合に比較して、ニップ部に通紙された用紙により定着部材の表面に生じた突入傷をより目立たなくすることができる。

請求項３に係る発明によれば、凸部の最大径が請求項３に規定の範囲外である場合と比較して、突入傷が目立たない形状を定着部材の表面に付与することができる。

請求項４に係る発明によれば、凸部の個数が請求項４に規定の範囲外である場合と比較して、定着部材の表面に突入傷が目立たない形状を付与することができる。

請求項５に係る発明によれば、円柱状の表面形状調整部材の表面に球状粒子を含む表面層を設けない場合と比較して、より均一な球面上の凸部を簡易に形成することができる。

請求項６に係る発明によれば、アルミナ粒子に応じて定着ベルトの表面形状を調整することができる。

請求項７に係る発明によれば、表面形状調整部材の表面に複数の球面上の凸部を設けない場合に比較して、ニップ部に通紙された用紙により定着ベルトの表面に生じた突入傷をより目立たなくすることができる。

請求項８に係る発明によれば、アルミナ粒子を含む表面層を設けない場合に比較して、表面形状調整ロールの表面に簡便に球面状の凸部を形成することができる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成を示す断面図である。 本実施の形態における表面形状調整ロールの断面構造を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施の形態）について説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさを現すものではない。

（画像形成装置）
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成プロセス部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３０、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置４等の外部装置に接続され、これらから受信された画像データに対して画像処理を施す画像処理部３５、各部に電力を供給する主電源５０を備えている。

画像形成プロセス部１０には、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）が備えられている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で一様に帯電する帯電器１３、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１４、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１５を備えている。
また、各画像形成ユニット１１は、現像器１４に収納されるトナーを除いて、同様に構成される。そして、各画像形成ユニット１１は、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

さらに、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１それぞれに配設された感光体ドラム１２を露光するレーザ露光器４０、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例である定着装置６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。

本実施の形態の画像形成装置１において、ＰＣ３や画像読取装置４から入力された画像データは、画像処理部３５による画像処理が施された後、インターフェース（図示せず）を介して各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば、イエロー（Ｙ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｙでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら、帯電器１３により帯電され、レーザ露光器４０により画像処理部３５から送信された画像データに基づいて点灯制御されたレーザ光で走査露光される。それにより、感光体ドラム１２上には、イエロー（Ｙ）色画像に関する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像器１４により現像され、感光体ドラム１２上にはイエロー（Ｙ）色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおいても、それぞれマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色トナー像が形成される。

各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に、一次転写ロール２１により順次静電吸引されて、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されるタイミングに合わせて、選択された用紙保持部７１ａ，７１ｂのいずれかから用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界の作用により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される。

その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離され、搬送ベルト７６，７７により定着装置６０まで搬送される。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着装置６０によって熱および圧力による定着処理を受けて用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた排紙積載部（不図示）に搬送される。
このようにして、画像形成装置１での画像形成がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返して実行される。

（定着装置）
次に、定着装置６０について説明する。
図２は本実施の形態の定着装置６０の構成を示す断面図である。この定着装置６０は、定着ベルトモジュール（定着部材）６１と、定着ベルトモジュール６１に対して圧接して配置された加圧ロール（加圧部材）６２と、後述する定着ベルトモジュール６１の定着ベルト６１０に複数の球面状の凸部を有する表面を接触し回転しつつ定着ベルト６１０の表面形状を調整する表面形状調整ロール（表面形状調整部材）６１８と、を備えている。

（定着部材）
定着ベルトモジュール６１は、ベルト部材の一例としての定着ベルト（無端ベルト）６１０、定着ベルト６１０を掛け渡しながら回転駆動する定着ロール（回転部材）６１１、内側から定着ベルト６１０を掛け渡すテンションロール６１２、外側から定着ベルト６１０を掛け渡す外部加熱ロール（加熱部材）６１３、定着ロール６１１とテンションロール６１２との間で定着ベルト６１０の姿勢を矯正しつつ前述した表面形状調整ロール６１８に対し定着ベルト６１０を挟んで対向する位置に設けられた対向ロール６１４、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接される領域であるニップ部（押圧部）Ｎ内の下流側領域に配置され、用紙Ｐを定着ベルト６１０から剥離する剥離パッド（剥離部材）６４、ニップ部Ｎの下流側であって、定着ベルト６１０が再び定着ロール６１１に掛け渡されるまでの領域において定着ベルト６１０を掛け渡すアイドラーロール６１５を備えている。

定着ロール６１１は、例えば外径６５ｍｍ、長さ３６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのアルミニウムからなる円筒状のコアロール（芯金）に、コアロール表面の金属磨耗を防止する保護層として、厚さ２００μｍのフッ素樹脂が皮膜して形成されたハードロールである。定着ロール６１１は、図示しない駆動モータからの駆動力を受けて、例えば４４０ｍｍ／ｓの表面速度で矢印Ｃ方向に回転する。
また、定着ロール６１１の内部には、加熱源として定格９００Ｗのハロゲンヒータ６１６ａが配設され、定着ロール６１１の表面に接触するように配置された温度センサ６１７ａの計測値に基づき、画像形成装置１の制御部３０（図１参照）が定着ロール６１１の表面温度を１５０℃に制御している。

定着ベルト６１０は、例えば周長３１４ｍｍ、幅３４０ｍｍの変形可能な無端ベルトである。定着ベルト６１０は多層構造を有しており、例えば、厚さ８０μｍのポリイミド樹脂で形成されたベース層と、ベース層の表面側（外周面側）に積層された厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなる弾性体層と、さらに弾性体層上に被覆された例えば厚さ３０μｍのテトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）チューブからなる離型層とで構成される。ここでの弾性体層は、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１０表面を変形させ、トナー像の全体に均一に熱を供給することで、カラー画像の画質を向上するために設けられる。なお、定着ベルト６１０の構成は、使用目的や使用条件等の装置設計条件に応じて、材質・厚さ・硬度等が選択される。そして、定着ベルト６１０は、定着ロール６１１によって矢印Ｄ方向に移動する。

テンションロール６１２は、例えば外径３０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。テンションロール６１２の内部には加熱源として定格１５００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｂが配設されており、温度センサ６１７ｂと制御部３０（図１参照）とによって、表面温度が１９０℃に制御されている。
また、テンションロール６１２の両端部には、定着ベルト６１０を外側に押圧するバネ部材（不図示）が配設されている。それにより、テンションロール６１２は、定着ベルト６１０の張力を予め定めた値（例えば、１５ｋｇｆ）に調整する機能を有する。

さらに、テンションロール６１２の近傍には、定着ベルト６１０のエッジ位置を検知するベルトエッジ位置検知機構（不図示）が配置される。そして、テンションロール６１２は、ベルトエッジ位置検知機構の検知結果に応じて定着ベルト６１０の軸方向における接触位置を変位させる軸変位機構が設けられ、定着ベルト６１０の蛇行（ベルトウォーク）を制御する蛇行制御ロール（ステアリングロール）としても機能する。

外部加熱ロール６１３は、例えば外径２５ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムで形成された円筒状ロールである。外部加熱ロール６１３の内部には、加熱源としての定格１０００Ｗのハロゲンヒータ６１６ｃが配設されており、温度センサ６１７ｃと制御部３０（図１参照）とによって、表面温度が１９０℃に制御される。
このように、定着ロール６１１とテンションロール６１２及び外部加熱ロール６１３に掛け渡された定着ベルト６１０の表面温度は、周方向位置により異なるが、例えば、表面形状調整ロール６１８が押圧される位置では、通常１８０℃〜１８５℃である。

表面形状調整ロール６１８は、内部に加熱手段としてのハロゲンヒータ６１８ａが配設され、例えば、外径３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍの円筒状ロールである。表面形状調整ロール６１８の両端部にはバネ部材（不図示）が配設され、定着ベルト６１０の表面を、通常、面圧２ｋｇｆ／ｃｍ^２〜５ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは２．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２で押圧している。表面形状調整ロール６１８については後述する。
また、表面形状調整ロール６１８に対し定着ベルト６１０を挟んで対向する位置に設けられた対向ロール６１４は、例えば外径２０ｍｍ、長さ３８０ｍｍの弾性層を有するスポンジロールである。

剥離パッド６４は、断面が略円弧形状のブロック部材であり、例えばＳＵＳ等の金属や剛性の高い樹脂等といった剛体で構成される。そして、加圧ロール６２が定着ベルト６１０を介して定着ロール６１１に圧接される領域の下流側近傍位置において、定着ロール６１１の軸方向全域に亘って固定配置される。また剥離パッド６４は、定着ベルト６１０を加圧ロール６２に向けて予め定めた荷重（例えば、１０ｋｇｆ）で均一に押し当てるように設置される。
また、アイドラーロール６１５は、例えば、外径１２ｍｍ、長さ３６０ｍｍのステンレスで形成された円柱状ロールである。ニップ部Ｎを通過した定着ベルト６１０が定着ロール６１１に向けて円滑に移動するように、剥離パッド６４の定着ベルト６１０移動方向下流側近傍に配置される。

（加圧部材）
加圧ロール６２は、例えば、直径４５ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアルミニウムからなる円柱状ロール６２１を基体として、基体側から順に、シリコーンゴムからなる厚さ１０ｍｍの弾性層６２２と、膜厚１００μｍのＰＦＡチューブからなる離型層６２３とが積層されて構成されたソフトロールである。そして、加圧ロール６２は、定着ベルトモジュール６１に押圧されるように設置され、定着ベルトモジュール６１の定着ロール６１１が矢印Ｃ方向へ回転するのに伴い、定着ロール６１１に従動して矢印Ｅ方向に回転する。その移動速度は、定着ロール６１１の表面速度と同じ４４０ｍｍ／ｓである。

（表面形状調整ロール６１８）
次に、表面形状調整部材の表面形状調整ロール６１８について説明する。
図３は、本実施の形態における表面形状調整ロール６１８の断面構造を説明する図である。図３（ａ）に示すように、表面形状調整ロール６１８は、金属製の円柱状ロールからなる基体６１８ｂと、定着ベルト６１０（図２参照）に接触する表面層６１８ｄとを有している。
定着ベルト６１０に接触する表面層６１８ｄは、複数の球面状の凸部を有している（図示せず）。本実施の形態では、表面層６１８ｄには、最大径１０μｍ〜５０μｍ、好ましくは、２０μｍ〜４０μｍの範囲の球面状の凸部が形成されている。また、球面状の凸部の個数は、例えば、軸方向長さ３５０ｍｍ、径φ３０のＳＵＳ製の金属ロールコアを基体６１８ｂとして使用する場合（表面積約３３００ｍｍ^２）、表面層６１８ｄに、１００個／ｍｍ^２〜１５０個／ｍｍ^２、好ましくは、１２０個／ｍｍ^２〜１４０個／ｍｍ^２の範囲で、複数個が存在している。
尚、本実施の形態では、表面層６１８ｄの球面状の凸部の高さは、通常、好ましくは、２０μｍ〜３０μｍの範囲である。

球面状の凸部の最大径が過度に小さいと、定着ベルト６１０の表面に付与する形状が小径となり、画像表面の散乱光が少なくなり、表面に生じた突入傷を改善する機能が低下する傾向がある。
球面状の凸部の最大径が過度に大きいと、定着ベルト６１０の表面に付与する形状が浅くなり、画像表面の散乱光が生じにくくなり、表面に生じた突入傷を改善する機能が低下する傾向がある。
表面層６１８ｄに形成されている凸部の個数が過度に少ないと、画像表面の散乱光が少なくなり、表面に生じた突入傷を改善する機能が低下する傾向がある。
表面層６１８ｄに形成されている凸部の個数が過度に多いと、画像表面の散乱光が多くなり、画像グロスが低下する傾向がある。

表面層６１８ｄに複数の球面状の凸部が形成されていることにより、定着ベルト６１０の表面に球状粒子の粒径に相当する凹凸形状を付与することが可能となる。凸部による球面形状を定着ベルト６１０に付与することにより、定着ベルト６１０に生じる傷の影響が軽減される。そして、定着ベルト６１０の表面に生じる突入傷に起因する画像不良の発生を低減することができる。
尚、このとき、本実施の形態では、定着ベルト６１０の表面は、表面粗さＲａが０．５μｍ〜０．２μｍ、特に０．１μｍ〜０．１５μｍの範囲に調整されることが好ましい。

次に、図３（ｂ）は、フッ素樹脂と球状粒子とから構成された表面層６１８ｄの構造を説明する図である。本実施の形態では、厚さ１７μｍの表面層６１８ｄは、フッ素樹脂及び平均粒径１０μｍ〜５０μｍの球状粒子を含み、さらに、厚さ５μｍのプライマー層６１８ｃを介して基体６１８ｂに固着されている。
表面層６１８ｄがフッ素樹脂及び平均粒径１０μｍ〜５０μｍの球状粒子を含むことにより、定着ベルト６１０と接触する面に、複数の球面状の凸部を形成することができる。さらに、球状粒子の種類に応じ、定着ベルト６１０の表面に球状粒子の粒径に相当する凹凸形状を付与することが可能となる。そして、定着ベルト６１０の表面に生じる突入傷に起因する画像不良の発生を低減させることができる。

表面層６１８ｄに含まれる球状粒子としては、ガラスビーズ、アルミナ粒子、シリカ粒子等の無機系球状粒子；カーボンビーズ等の炭素系球状粒子；真球エポキシビーズ、粒状フェノール樹脂等の有機系球状粒子が挙げられる。また、球状の亜鉛、鉛、ニッケル、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス等の金属粉末も使用することができる。これらのなかでも、無機系球状粒子が好ましく、アルミナ粒子が特に好ましい。
また、従来、充填材として知られているものの中でも、球状粒子の形態を有するものであれば、フッ素樹脂と組み合わせて表面層６１８ｄを形成することも可能である。このような充填材としては、例えば、炭化ケイ素、硫酸バリウム、グラファイト、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、硫化亜鉛等が挙げられる。

さらに、球状粒子の形状としては、中空粒子である微小中空球も使用することができる。このような微小中空球としては、例えば、アルミナからなるアルミナバブル、頁岩からなるカナマイト、フライアッシュからなるセノスフェア、シラスからなるシラスバルン、ケイ砂からなるシリカバルン、火山岩からなるダイヤバルン、ケイ酸ソーダ又はホウ砂からなるガラスバルン、真珠岩又は黒曜石からなるパーライトバルン等の無機系微小中空球；フェノールマイクロバルン焼成物からなるカーボスフェア、ピッチからなるクレカスフェア、石炭からなる炭素中空球等の炭素系微小中空球；フェノール樹脂からなるフェノールマイクロバルン、ポリ塩化ビニリデンからなるサランマイクロスフェア、エポキシ樹脂からなるエコスフェアＥＰ、炭素樹脂からなるエコスフェアＶＦ−Ｏ等の有機系微小中空球が挙げられる。

また、表面層６１８ｄに含まれるフッ素樹脂としては、例えば、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−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。さらに、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）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等が挙げられる。

これらのフッ素樹脂の中でも、特に耐熱性、機械特性等の面から、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−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロエチルビニルエーテル共重合体（ＥＦＡ）等のテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、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）が好適に用いられる。
表面層６１８ｄにフッ素樹脂が含まれることにより、表面形状調整ロール６１８の表面にトナーの付着を防止することができ、それによって、表面形状調整ロール６１８の性能を長期間に亘り維持することが可能となる。

本実施の形態では、表面層６１８ｄにおいて、フッ素樹脂に対する球状粒子の量は、フッ素樹脂１００重量に対し、通常５重量部以上、好ましくは２０重量部以上、特に好ましくは３０重量部以上である。また、通常、５０重量部以下であり、好ましくは４０重量部以下である。フッ素樹脂に対する球状粒子の量が過度に少ないと、表面層６１８ｄの凸部の数が減少し、定着ベルト６１０の表面に凹凸形状を付与する効果が低減する傾向がある。
また、球状粒子の量が過度に多いと、表面層６１８ｄの凸部と定着ベルト６１０との局圧が低下し、定着ベルト６１０の表面に凹凸形状を付与する効果が低下する傾向がある。

表面層６１８ｄの厚さは、使用する球状粒子の大きさに対して、通常、１／２以上、２／３以下が好ましい。表面層６１８ｄの厚さが過度に薄いと、球状粒子が脱落する傾向がある。また、表面層６１８ｄの厚さが過度に厚いと、球状粒子の表面に出ている高さが小さくなるので、表面調整能力が低下する傾向がある。

プライマー層６１８ｃは、基体６１８ｂに表面層６１８ｄを被覆接着する接着層としての役割を有するものである。プライマー層６１８ｃを構成する材料としては、例えば、付加反応型シリコーンゴム、シランカップリング剤、エポキシ系接着剤等が挙げられる。
これらの化合物を用いてプライマー層６１８ｃを形成することにより、基体６１８ｂと表面層６１８ｄとの接着を行うことが可能となる。

尚、本実施の形態では、表面形状調整ロール６１８を構成する基体６１８ｂの内部には、加熱手段として定格５００Ｗのハロゲンヒータ６１８ａが配設され、表面層６１８ｄの表面に接触するように配置された温度センサ６１８ｅの計測値に基づき、画像形成装置１の制御部３０（図１参照）が表面形状調整ロール６１８の表面温度を、定着ベルト６１０の表面温度より高温になるように制御している。
表面形状調整ロール６１８の表面温度を定着ベルト６１０の表面温度より高温にすることにより、表面形状調整ロール６１８の表面に付着するトナーの付着量を低減することができる。ここで、表面形状調整ロール６１８の表面温度は、定着ベルト温度より通常１０℃以上高く、好ましくは定着ベルト温度より１５℃以上高く設定されるが、耐熱温度以下である必要があるため、通常２５０℃以下に設定されている。
尚、基体６１８ｂは、例えば、外径３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステンレス（ＳＵＳ）で形成された円柱状ロールである。

（表面形状調整ロール６１８の調製方法）
表面形状調整ロール６１８の調製方法は、特に限定されないが、例えば、フッ素樹脂及び球状粒子を共通溶媒に溶解したコーティング溶液を調製し、このコーティング溶液を基体６１８ｂの表面に塗布する方法が挙げられる。
具体的には、初めに、円柱状ロールからなる基体６１８ｂの表面にフローコート法によりプライマーを塗布し、焼製処理によりプライマー層６１８ｃを形成する。続いて、形成したプライマー層６１８ｃ上に、フローコート法によりフッ素樹脂及び球状粒子を共通溶媒に溶解したコーティング溶液を塗布し、焼製処理を施して表面層６１８ｄを形成し、表面形状調整ロール６１８が得られる。

このとき、コーティング溶液において、フッ素樹脂及び球状粒子を溶解する溶媒は特に限定されないが、例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、クロロジフルオロメタン、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン、１，２−ジクロロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１，２，２−テトラクロロ−１，２−ジフルオロエタン、パーフルオロシクロブタン、パーフルオロジメチルシクロブタン等が挙げられる。

また、上述した溶媒の他に、少量のアルコール、ケトン、エーテル等を含有してもよい。アルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。ケトンとしてはアセトン等が挙げられる。エーテルとしてはテトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの他の溶媒の含有量は、溶媒中の１０質量％以下が好ましい。
また、コーティング溶液中のフッ素樹脂の濃度は、通常、０．５質量％〜２５質量％の範囲であり、２質量％〜２０質量％の範囲が好ましい。フッ素樹脂の濃度が過度に低いと、ピンホールが生じない被膜の形成が困難になる傾向がある。また、フッ素樹脂の濃度が過度に高いと、コーティング溶液の流動性が低下する傾向がある。

尚、上述した調製方法以外に、例えば、基体６１８ｂを前述したフッ素樹脂及び球状粒子を含むコーティング溶液中に浸漬した後これを引き上げ、溶媒を除去する方法等も採用することができる。
このような調製方法により、表面形状調整ロール６１８の表面層６１８ｄが調製される。このとき、表面層６１８ｄ表面粗さＲａが２μｍ〜１０μｍ、好ましくは４μｍ〜５μｍとなるように調製されることが好ましい。

（定着装置６０における定着動作の説明）
次に、本実施の形態の定着装置６０における定着動作について説明する。
画像形成装置１の二次転写部Ｔ（図１参照）において未定着トナー像が静電転写された用紙Ｐは、搬送ベルト７６，７７および定着装置６０の入口ガイド７８により、定着装置６０のニップ部Ｎに向けて（図２参照：矢印Ｆ方向）搬送される。そして、ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐ表面の未定着トナー像は、ニップ部Ｎに作用する圧力と熱とにより用紙Ｐに定着される。
ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐは、加圧ロール６２に剥離パッド６４が押圧されることにより大きく屈曲した定着ベルト６１０との付着力が弱められ、用紙Ｐ自身が有している紙のコシによって定着ベルト６１０から剥離する。
そして、定着ベルト６１０から分離された用紙Ｐは、ニップ部Ｎの下流側に配設された剥離案内板８３により案内された用紙Ｐは、その後、排紙ガイド６５および排紙ロール６６によって機外に排出されて（図２参照）、定着処理が完了する。

次に、定着装置６０の運転の際、表面形状調整ロール６１８には、表面形状調整ロール６１８の両端部に配設されたバネ部材（不図示）により、通常、荷重２０ｋｇｆの荷重が負荷される。これにより、表面形状調整ロール６１８が定着ベルト６１０の表面に接触する。そして、表面形状調整ロール６１８と対向ロール６１４とで定着ベルト６１０を挟み、定着ベルト６１０の回転に応じて表面形状調整ロール６１８が矢印Ｇ方向に従動回転する。
表面形状調整ロール６１８が定着ベルト６１０の回転に伴い従動回転することにより、定着ベルト６１０の表面に生じる用紙の突入傷に類似する形状の凹凸を、定着ベルト６１０の表面に付与することが可能となる。
また、このとき、表面形状調整ロール６１８の内部に設けたハロゲンヒータ６１８ａにより、表面層６１８ｄの温度は、定着ベルト６１０の表面温度より高温に保持され、定着ベルト６１０の表面に残留しているトナーが表面形状調整ロール６１８の表面に付着することが防止される。
尚、このとき、表面形状調整ロール６１８は、面圧２ｋｇｆ／ｃｍ^２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２を得ている。また、定着ベルト６１０の表面温度は１５０℃〜２００℃である。

次に、表面層６１８ｄがフッ素樹脂及び平均粒径２μｍ〜５０μｍの球状粒子を含む場合、球状粒子の種類に応じて定着ベルト６１０の表面形状が調整される。
例えば、平均粒径１０μｍ〜５０μｍのアルミナ粒子（Ａｌ_２Ｏ_３）の場合は、表面層６１８ｄに含まれる球状粒子を型押しすることにより、定着ベルト６１０の表面にアルミナ粒子の形状に応じた凹凸形状が付与される。このため、トナー像の表面の拡散光が増加し、定着ベルト６１０の表面に生じた突入傷や筋跡とそれ以外の部分とのコントラストの差が低減する。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をより具体的に説明する。尚、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。

（１）突入傷のグレード評価方法
図２に示す定着装置６０を使用し、厚紙（２０９ｇｓｍ）を１，０００枚通紙した。その後、突入傷が顕著に発生するキャストコート紙を使用し、プロセスブラック全面ベタ画像を形成し、以下の基準に従い突入傷のグレードを評価した。
Ｇ０：突入傷が発生しない
Ｇ１：突入傷が発生しているが、殆ど目立たない
Ｇ２：突入傷が発生し、少し目立つ
Ｇ３：突入傷が発生し、かなり目立つ
Ｇ４：突入傷が発生し、非常に目立つ

（２）表面形状調整ロール６１８の表面層６１８ｄに存在する球面状の凸部の個数
最大径１０μｍ〜５０μｍを有する球面状の凸部の個数は、光学顕微鏡を用いて測定した。

（実施例１）
図２に示す定着装置６０において、表面形状調整ロール６１８として、軸方向長さ３５０ｍｍ、径φ３０のＳＵＳ製の金属ロールコアを基体６１８ｂとし、この基体６１８ｂの表面に、プライマー層６１８ｃを介してＰＦＡ樹脂１００重量部に対し平均粒径３０μｍの球状酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）３０重量部を含む表面層６１８ｄを積層した。このとき、表面形状調整ロール６１８の表面層６１８ｄの厚さは、１７μｍである。また、表面層６１８ｄに存在する球面状の凸部の個数は、１３０個／ｍｍ^２であった。
尚、定着ベルト６１０と接触させる表面層６１８ｄの表面粗さＲａは、４μｍ〜５μｍである。

次に、表面形状調整ロール６１８に荷重２０ｋｇｆを負荷し、表面形状調整ロール６１８を定着ベルト６１０の表面に接触させ、表面形状調整ロール６１８と弾性層を有するφ２０の対向ロール６１４とで定着ベルト６１０を挟み、定着ベルト６１０の回転と共に表面形状調整ロール６１８を従動回転させた。また、表面形状調整ロール６１８の内部に設けたハロゲンヒータ６１８ａにより、表面層６１８ｄの温度が１９５℃〜２００℃になるように加熱した。
尚、このとき、表面形状調整ロール６１８は、面圧２ｋｇｆ／ｃｍ^２〜３ｋｇｆ／ｃｍ^２を得ている。また、定着ベルト６１０の表面温度は１８０℃〜１９０℃である。

続いて、定着装置６０を運転し、前述した評価法に従い、突入傷のグレード評価を行い、Ｇ１（突入傷が発生しているが、殆ど目立たない）のグレード評価結果を得た。

（比較例１）
実施例１において、表面形状調整ロール６１８として、基体６１８ｂの表面に、フローコーティングにより、ＰＦＡ樹脂１００重量部に対し、平均粒径３０μｍの球状粒子ではない炭化ケイ素（ＳｉＣ）３０重量部を含む表面層６１８ｄを調製し、それ以外は実施例１と同様な操作により突入傷のグレード評価を行った。その結果、Ｇ４（突入傷が発生し、非常に目立つ）のグレード評価を得た。

（比較例２）
実施例１において、表面形状調整ロール６１８を使用せず、それ以外は実施例１と同様な操作により突入傷のグレード評価を行った。その結果、Ｇ４（突入傷が発生し、非常に目立つ）のグレード評価を得た。

１…画像形成装置、１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）…画像形成ユニット、２０…中間転写ベルト、６０…定着装置、６１…定着ベルトモジュール、６２…加圧ロール、６１０…定着ベルト、６１１…定着ロール、６１３…外部加熱ロール、６１８…表面形状調整ロール、６１８ａ…ハロゲンヒータ、６１８ｂ…基体、６１８ｃ…プライマー層、６１８ｄ…表面層

Claims (8)

1. 回転駆動する定着部材と、
   前記定着部材を押圧しつつ当該定着部材に従動回転し、当該定着部材との間に記録材が通過する押圧部を形成する加圧部材と、
   表面に複数の球面状の凸部を有し、前記定着部材に当該表面を接触させ回転しつつ当該定着部材の表面形状を調整する表面形状調整部材と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記表面形状調整部材による前記表面形状の調整は、前記凸部による球面形状を前記定着部材に付与することにより、当該定着部材に生じる傷の影響を軽減することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記表面形状調整部材の前記凸部は、最大径１０μｍ〜５０μｍを有することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記表面形状調整部材の前記凸部は、当該表面形状調整部材の表面に１００個／ｍｍ^２〜１５０個／ｍｍ^２形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記表面形状調整部材は、円柱状ロールからなる基体と、当該基体の表面に積層されフッ素樹脂及び平均粒径１０μｍ〜５０μｍの球状粒子を含む表面層と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記表面層に含まれる球状粒子は、アルミナ粒子であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. トナー像を形成するトナー像形成部と、
   前記トナー像形成部に形成されたトナー像を記録材に転写する転写部と、
   前記転写部にて記録材に転写されたトナー像を記録材に定着する定着部と、を備え、
   前記定着部は、
   定着ロールと、
   前記定着ロールに掛け渡される定着ベルトと、
   前記定着ベルトとの間に記録材が通過する押圧部を形成する加圧ロールと、
   表面に複数の球面状の凸部を有し、前記定着ベルトに当該表面を接触させ回転しつつ当該定着ベルトの表面形状を調整する表面形状調整ロールと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記表面形状調整ロールは、平均粒径１０μｍ〜５０μｍのアルミナ粒子を含む表面層を有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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