JP6186809B2 - 研磨ローラ、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置において未定着トナー像が接するトナー像側回転部材の表面を研磨する研磨ローラ、そのような研磨ローラを有する定着装置、及び画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いたレーザープリンタやカラー画像複写機等の画像形成装置においては、一般に、パソコンや画像入力装置から入力された画像データに基づいて静電潜像が形成され、トナーで現像された後に用紙等の記録材に転写される。そして、その転写されたトナー像が定着装置での加熱及び加圧によって記録材に定着される。

定着装置の多くは、互いに圧接した状態で回転し、未定着トナー像を保持した記録材を圧接部に受け入れて加熱及び加圧することにより未定着トナー像を記録材に定着する一対の定着用回転部材を備えている。ここで、この一対の定着用回転部材の圧接部を、あるサイズの記録材が連続して通過すると、定着用回転部材において記録材のエッジが接触する箇所にスジ状の痕が付いてしまうことがある。記録材のエッジには、その記録材の製造時に裁断によるいわゆるバリが生じていることがあり、上記のスジ状の痕は、多くの場合、このバリが定着用回転部材の表面を傷付けてしまうことに起因している。そして、一対の定着用回転部材のうち未定着トナー像が接する、例えば定着ベルト等といったトナー像側回転部材の表面にこのような痕が付いている場合、次のような事態が生じることがある。即ち、このような痕の原因となった記録材よりも幅広の記録材が定着されるときに、その痕がトナー像に写ってしまい画質が低下してしまうことがある。

そこで、トナー像側回転部材の表面を研磨する研磨ローラを定着装置に設けることが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

ここで、研磨ローラによる研磨時間は、画像形成装置における画像形成についての生産性の観点から短いほど好ましい。研磨ローラは、その周面の研磨面が砥粒で形成されている。そして、上記の研磨時間の短縮のための１つの方法として、研磨面をなるべく粒度の大きな砥粒で形成することで、その研磨面で研磨したときの単位時間当たりの研磨能力を高くすることが考えられる。しかしながら、研磨面を形成する砥粒の粒度が大きいほど、研磨後の定着用回転部材の表面の光沢度は低下してしまう。トナー像側回転部材の表面の光沢度の低下は、定着後のトナー像の光沢度の低下を招いてしまう。

本発明は、トナー像側回転部材の表面の光沢度の低下を抑制しつつも、研磨時間を短縮することができる研磨ローラ、そのような研磨ローラを有する定着装置、及び画像形成装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
互いに圧接した状態で回転し、未定着トナー像を保持した記録材を圧接部に受け入れて加熱及び加圧することにより前記未定着トナー像を前記記録材に定着する一対の定着用回転部材を有する定着装置に設けられ、前記一対の定着用回転部材のうち、前記未定着トナー像が接するトナー像側回転部材の表面を研磨する研磨ローラにおいて、
前記研磨ローラは、芯金と、前記芯金の表面に形成される砥粒層を有し、
前記砥粒層は、砥粒と結着剤との集合体で形成され、
前記砥粒層の表面が、複数の前記砥粒を含有する前記集合体であって前記砥粒よりも大きい凸部と、該凸部間の凹部とからなる凹凸形状を有しており、
前記凸部が前記凹部より多くの前記砥粒を含有する前記集合体で形成されることで、前記凹凸形状が前記芯金の表面より粗い形状となっており、
前記凸部と前記凹部は連続して形成されることを特徴とする研磨ローラである。

本発明の研磨ローラによれば、トナー像側回転部材の表面の光沢度の低下を抑制しつつも、研磨時間を短縮することができる。

本発明の実施形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。 図１の画像形成装置に搭載された定着装置の構成を示す図である。 定着ベルトと加圧ローラとの圧接部を通過する記録材を、図２中の矢印Ｅ方向から、加圧ローラの図示を省略して示す図である。 傷が付いた定着ベルトを示す模式図である。 傷が付いた定着ベルトにおける、その傷が付いている領域の拡大写真である。 定着ベルトに付いたスジ状の痕を示す模式図である。 幅狭の記録材によって定着ベルトの表面に付いたスジ状の痕が幅広の記録材のトナー像に写ってしまう様子を示す模式図である。 定着ベルトの表面についたスジ状の痕が、幅広の記録材のトナー像に写った様子を模式的に表す図である。 トナー像に写ったスジ状の痕の拡大写真である。 研磨によってスジ状の痕の程度が抑えられた様子を示す拡大写真である。 砥粒の粒度の変化に対する、研磨能力、及び、画像光沢度の低下度合いそれぞれの変化を示すグラフである。 図２に示す研磨機構の詳細を示す図である。 研磨ローラの外観を示す図である。 砥粒層の表面における凹凸形状を示す模式図である。 砥粒層の表面の粗さ曲線を表す模式図である。 様々な平均長さＲｓｍに対する研磨能率μｍ／ｈｏｕｒを示すグラフである。 研磨が繰り返し実行されても、高い研磨能力が維持されることを示すグラフである。 凹凸形状を有する本実施形態の研磨ロールと、凹凸形状を有しない従来の研磨ロールとについて、研磨前の表面と３０回研磨（１万枚通紙毎）後の表面とのそれぞれを撮影した拡大写真である。 混合体に対する砥粒の重量比（砥粒比率）が異なる、３種類の研磨ロールそれぞれの表面の拡大写真である。 表４に記載の４つのサンプルについて、引っかき試験による引っかき摩耗痕の深さと、砥粒層の表面の凸部に崩れが生じた研磨回数（以下、耐久回数と呼ぶ）との関係を示したグラフである。 第８〜２５実施例（表５）それぞれの砥粒層の密度と、引っかき摩耗痕の深さをプロットしたグラフである。 第１実施例及び第２６〜２９実施例それぞれについての引っかき摩耗痕の深さを棒グラフで示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置の全体構成を示す図である。

図１の画像形成装置１は、フルカラープリンタである。画像形成装置１の下部には、二段の給紙部１２が配置されており、その上方には像形成部１３が配置されている。また、この画像形成装置１は、像形成部１３等の動作を制御する制御部１ａを備えている。

画像形成装置１は、一般にコピー等に用いられる普通紙、並びに、ＯＨＰシート、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、及び坪量約１００ｇ／ｍ²相当以上の厚紙や封筒等の普通紙よりも熱容量が大きな特殊シートのいずれをも記録材Ｓとして用いることが可能である。

像形成部１３には、給紙側を下に、排紙側を上とするように傾斜して配置された転写ベルト装置１４が設けられている。転写ベルト装置１４は、複数の張架ローラ群に巻き回された無端状の転写ベルト１４ａを有しており、その１つの張架ローラが駆動源によって駆動されることで、転写ベルト１４ａが循環移動するようになっている。

転写ベルト１４ａの上部には、転写ベルト１４ａの移動方向上流側から順に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋが並列配置されている。また、前記転写ベルト１４ａの移動方向下流側には定着装置２が配置されている。図１の画像形成装置１は、このように作像ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋが並列配置されたいわゆるタンデムタイプのカラープリンタとなっている。

各作像ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋには、それぞれ、像担持体としての感光体１６が設けられており、この感光体１６は図示しない駆動手段によって、図中時計回りに回転するようになっている。感光体１６の周りには、帯電手段としての帯電ローラ１７、レーザ光を用いた露光による書込みを行う光書込み部１８、現像装置１９、クリーニング装置２０が配置されている。

画像形成装置１では、まず、マゼンタの作像ユニット１５Ｍにおいて、感光体１６が帯電ローラ１７によって帯電され、光書込み部１８からのレーザ光による露光によって感光体１６に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が現像装置１９によってトナーで現像されてマゼンタのトナー像として可視化されるようになっている。一方、給紙部１２からは、所定の記録材Ｓが転写ベルト１４ａ上に給送され、記録材Ｓは、転写ベルト１４ａの移動により感光体１６に対向する転写位置に至るようになっている。そして、この転写位置において、転写ベルト１４ａの裏側に設けられた転写ローラ１４ｂの作用により、マゼンタのトナー像が記録材Ｓに転写されるようになっている。

同様に、他の作像ユニット１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋにおいてもトナー像が形成され、これらのトナー像は、転写ベルト１４ａにより搬送される記録材Ｓ上に順次重ねて転写されるようになっている。

像形成部１３が、本発明にいう像形成部の一例に相当する。尚、ここでは、像形成部の一例として、感光体１６から記録材Ｓにトナー像が直接転写される形態が例示されている。しかしながら、像形成部はこの形態に限るものではなく、例えば、感光体１６から中間転写ベルト等の中間転写体にトナー像が転写され、記録材Ｓには、この中間転写体からトナー像が転写されるといった形態であってもよい。この場合、当該中間転写体は、本発明にいう像形成部の一部に相当する。

全ての作像ユニット１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ、１５Ｂｋでの転写が終了した記録材Ｓは、定着装置２に送られ、記録材Ｓ上に付着しているトナーを熱により溶融させつつ、加圧により記録材Ｓ上に定着させるようになっている。定着後の記録材Ｓは、不図示の排出口から排出される。

尚、ここでは、本発明の画像形成装置の一例として、タンデムタイプのカラープリンタが例示されている。しかしながら、本発明の画像形成装置は、タンデムタイプのカラープリンタに限るものではない。本発明の画像形成装置は、例えばロータリータイプ等といったタンデムタイプ以外のタイプのものであってもよく、モノクロプリンタであってもよい。また、本発明の画像形成装置は、複写機やファクシミリ等といったプリンタ以外の画像形成装置であってもよい。

（定着装置）
次に、図１の画像形成装置１に搭載された定着装置について、３つの実施形態に共通の構成について説明する。

図２は、図１の画像形成装置に搭載された定着装置の構成を示す図である。この図２のパート（Ａ）には、定着装置２が記録材Ｓに対し定着を行っている様子が示されている。また、図２のパート（Ｂ）には、後述するように研磨ロール３が定着ベルト２１を研磨している様子が示されている。

図２の定着装置２は、無端状の定着ベルト２１と加圧ローラ２２を有している。定着ベルト２１は、複数の張架ローラ２３ａ，２３ｂに巻き回されている。少なくとも何れかの張架ローラに熱源を有していても良いし、また、加圧ローラ２２に熱源を有していても良い。

定着ベルト２１は、シリコーンゴム製であり、表層に、記録材Ｓや加圧ローラ２２の付着を抑えるための離型層としてＰＦＡ（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）等のフッ素樹脂がコーティングされている。加圧ローラ２２は、１つの張架ローラ２３ａに、間に定着ベルト２１を挟んで押圧可能に構成されており、その結果、加圧ローラ２２と定着ベルト２１は互いに圧接可能となっている。この加圧ローラ２２は、不図示の駆動源によって回転駆動され、図中の矢印Ａ方向に回転する。そして、定着ベルト２１が、この加圧ローラ２２の回転に従動して図中の矢印Ｂ方向に循環移動する。定着ベルト２１と加圧ローラ２２とが、本発明にいう一対の定着用回転部材の一例に相当する。また、定着ベルト２１が、本発明にいうトナー像側回転部材の一例に相当する。

図１の像形成部１３でトナー像が転写された記録材Ｓは、この定着装置２に、図２のパート（Ａ）中の右側から矢印Ｃ方向に送られてくる。この記録材Ｓは、定着ベルト２１の動きに従って移動し、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との圧接部Ｄを通過する。

図３は、定着ベルトと加圧ローラとの圧接部を通過する記録材を、図２中の矢印Ｅ方向から、加圧ローラの図示を省略して示す図である。

この図３では、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との圧接部Ｄが点線で示されている。未定着のトナー像を保持する記録材Ｓは、この圧接部Ｄを、図２にも示されている矢印Ｃ方向に通過する。そして、この圧接部Ｄにおいて、未定着のトナー像が、定着ベルト２１からの熱と、加圧ローラ２２からの圧力により、記録材Ｓに定着される。

ここで、記録材Ｓのエッジには、その記録材Ｓの製造時における裁断により、いわゆるバリが生じていることがある。そして、圧接部Ｄを、あるサイズの記録材が通過すると、定着ベルト２１や加圧ローラ２２において当該記録材のエッジが接触する箇所に、上記のバリにより傷が付いてしまうことがある。特に、未定着トナー像が接する、定着ベルト２１の表面に付いた傷は、定着後のトナー像の画質に影響を与えるおそれがある。

以下、図２の定着装置２の説明から一旦離れて、定着ベルトの傷と、その傷による画質への影響について説明する。

図４は、傷が付いた定着ベルトを示す模式図である。また、図４中の「Ｓ１」は記録材を示し、「Ｆ」はスジ状の痕を示している。また、図５は、傷が付いた定着ベルトにおける、その傷が付いている領域の拡大写真である。図５のパート（ａ）には、図２に示されている定着ベルト２１と同等な構成を有する定着ベルト２１１における、傷が付いていない領域の拡大写真が比較のために示されている。パート（ｂ）には、傷が付いている領域の拡大写真が示されている。これらの拡大写真は、株式会社キーエンス製のレーザマイクロスコープで撮影されたものである。

上述したように定着ベルト２１１の表面には、記録材Ｓ１のエッジのバリによって細かな傷が付くことがある。そして、記録材の通過が連続して行われると、各記録材のエッジのバリによって付けられた傷が集まって、図４や図５のパート（ｂ）の拡大写真に示されるようにスジ状の痕Ｆとなることがある。

図６は、定着ベルトに付いたスジ状の痕を示す模式図である。

スジ状の痕Ｆは、図２示されている圧接部Ｄと同等な圧接部Ｄ１を矢印Ｃ方向に通過する記録材Ｓ１の、進行方向と平行な２本のエッジに沿って付けられる。このため、このスジ状の痕Ｆは、図６に示されるように、記録材Ｓ１の、進行方向と直交する幅と略同じ幅Ｗの間隔を空けて２本付けられることとなる。

定着ベルト２１１の表面にこのような痕Ｆが付いている場合、この痕Ｆの原因となった記録材Ｓ１よりも幅広の記録材が定着されるときに、その痕Ｆがトナー像に写ってしまい画質が低下してしまうことがある。

図７は、幅狭の記録材によって定着ベルトの表面に付いたスジ状の痕が幅広の記録材のトナー像に写ってしまう様子を示す模式図である。また、図８は、定着ベルトの表面についたスジ状の痕が、幅広の記録材のトナー像に写った様子を模式的に表す図である。また、図９は、トナー像に写ったスジ状の痕の拡大写真である。図８では、幅広の記録材Ｓ２に定着された、トナー像の一例としてのベタ画像Ｂｉに、スジ状の痕Ｆｉが形成された様子が示されており、図９には、このベタ画像Ｂｉ上のスジ状の痕Ｆｉの拡大写真が示されている。

定着ベルト２１の表面における、スジ状の痕Ｆの箇所では周辺の箇所よりも光沢度が低い。このため、このような定着ベルト２１１に触れて定着を受けたトナー像では、このスジ状の痕Ｆが触れた箇所の光沢度が周辺の箇所の光沢度よりも低くなり、その光沢度の低くなった箇所が、図７〜図１０に示されているようなスジ状の痕Ｆｉとなる。つまり、定着ベルト２１１の表面に付いたスジ状の痕Ｆは、定着後のトナー像の画質を低下させてしまう。

具体的には、例えば、Ａ４サイズの記録材が、その長手方向を進行方向として連続して圧接部を通過する際に、短手方向の幅だけ離れた２本のスジ状の痕が進行方向に平行に付いてしまうことがある。その後、例えばＡ３サイズの記録材や、短手方向を進行方向として搬送されてきたＡ４サイズの記録材Ｓが定着されると、上記の２本のスジ状の痕がトナー像に写ってしまうことがある。

以上で、定着ベルトの傷と画質への影響についての説明を終了し、図２の定着装置２の定着装置についての説明に戻る。

図２の定着装置２には、定着ベルト２１の幅と略同じ長さの研磨ローラ３０で定着ベルト２１の表面を研磨する研磨機構４０が設けられている。研磨ローラ３０は、図２のパート（Ａ）に示されているように通常は定着ベルト２１の表面から離間している。この研磨機構４０の動作は、図１に示されている制御部１ａによって制御されている。

図１の画像形成装置１では、画像形成に使われた記録材について、サイズ及び搬送方向を表す記録材種類と、各記録材種類毎の枚数が制御部１ａにおいて記録される。そして、この制御部１ａによって、Ａ４サイズで長手方向を進行方向として搬送された記録材の枚数が１万枚に達したか否かが判断される。

制御部１ａが、記録材の枚数が１万枚に達したと判断すると、その制御部１ａからの指示により、研磨機構４０は、図２のパート（Ｂ）に示されているように研磨ローラ３０を矢印Ｉ方向に定着ベルト２１の表面へと押し付ける。また、この時には、研磨機構４０は、研磨ローラ３０を矢印Ｊで示されているように、定着ベルト２１の移動方向に対する順方向に回転させる。そして、このときの研磨ローラ３０の周速度は、定着ベルト２１の移動速度よりも後述するように早くなっている。これにより、定着ベルト２１の表面が研磨される。

また、ここでは、研磨ローラ３０が定着ベルト２１の表面を研磨するタイミングとして、Ａ４サイズで長手方向を進行方向として搬送された記録材の枚数が１万枚に達するときが例示されている。しかしながら、この研磨のタイミングはこれに限るものではない。研磨のタイミングは、例えば上記のような記録材の枚数が、１万枚以上又は以下の、所定枚数に達するときであってもよい。また、研磨のタイミングは、Ａ４サイズとＡ３サイズの記録材の合計枚数が所定枚数に達するときであってもよく、Ｂ５サイズ等の他のサイズの記録材の枚数が所定枚数に達するときであってもよい。また、研磨のタイミングは、所定サイズで、例えば厚紙等といった所定種類の記録材の枚数が所定枚数に達するときであってもよい。また、サイズおよび厚紙等、使用する記録材の複数の特徴毎に分類し、それぞれに対し重み付けをつけ、その重み付けによって所定カウントになった場合を研磨のタイミングとしても良い。あるいは、研磨のタイミングは、記録材のサイズや種類に係わりなく、枚数が所定枚数に達するときであってもよい。さらに、定着ベルト２１の表面の許容以上のスジ状の痕を検知するセンサを設け、このセンサによりスジ状の痕が検知されたタイミングを研磨のタイミングとしてもよい。このように、研磨のタイミングは、設計段階で定められたどのようなタイミングであってもよい。

また、図２では、研磨ローラ３０が、定着ベルト２１の当該図面上の上方に配置されている。しかしながら、図２に示される研磨ローラ３０の位置はあくまでも例示であって、研磨ローラ３０の位置は、この図２に示される位置に限られるものではない。研磨ローラ３０の位置は、定着ベルト２１の下方や右側方や左側方であってもよく、定着ベルト２１の表面を研磨できる位置であれば何れの位置であってもよい。

また、ここでは、本発明の定着装置の一例として、定着ベルトと加圧ローラとが互いに圧接した形態の定着装置が例示されている。しかしながら、本発明の定着装置は、この形態に限るものではなく、例えば加熱ローラと加圧ローラとの２つのローラが互いに圧接した形態のものであってもよい。

次に、定着ベルトの表面を研磨するときの一般的な問題点について説明する。

図１０は、研磨によってスジ状の痕の程度が抑えられた様子を示す拡大写真である。図１０のパート（ａ）には、図２の定着ベルト２１と同等な定着ベルト２１１の表面に付いたスジ状の痕の拡大写真が示されている。また、パート（ｂ）には、研磨によって程度が抑えられたスジ状の痕の拡大写真が示されている。

研磨に用いられる研磨ローラは、一般的に、周面に、砥粒で研磨面が形成されている。研磨時には、この研磨ローラの研磨面が定着ベルト２１１の表面を摺擦する。これにより、上記のスジ状の痕自体が削られるとともに、このスジ状の痕に細かな研磨痕が重畳される。その結果、定着ベルト２１１の表面におけるスジ状の痕と周辺部分との表面状態の差異が図１０のパート（ｂ）に示されるように小さくなりこのスジ状の痕の程度が抑えられる。

ここで、研磨ローラによる研磨時間は、画像形成装置における画像形成についての生産性の観点から短いほど好ましい。そして、上記の研磨時間の短縮のための１つの方法として、研磨面をなるべく粒度の大きな砥粒で形成することで、その研磨面で研磨したときの単位時間当たりの研磨量、即ち単位時間当たりの研磨能力を高くすることが挙げられる。しかしながら、研磨面を形成する砥粒の粒度が大きいほど、定着ベルト２１１の表面の光沢度は低下してしまう。定着ベルト２１１の表面の光沢度の低下は、定着されたトナー像の画像光沢度を低下させてしまう。

図１１は、砥粒の粒度の変化に対する、研磨能力、及び、画像光沢度の低下度合いそれぞれの変化を示すグラフである。

この図１１に示されているグラフＧ１では、まず、横軸に砥粒の粒度が示されている。

尚、ここでの砥粒の粒度の番手と、電気抵抗法による累積高さ５０％（Ｄ５０）平均粒径との関係は、下記の表１のようになっている。

また、このグラフＧ１における図中左側の縦軸には、研磨能力が示されている。ここでは、研磨能力が、３分間の研磨後の定着ベルト２１１における、スジ状の痕の部分（スジ部）の粗さと、それ以外の部分（非スジ部）の粗さとの差で表されている。また、粗さとしては、定着ベルト２１１の表面における粗さ曲線を規定する十点平均粗さＲｚ_jisが採用されている。図１１のグラフＧ１では、研磨能力が、スジ状の痕の部分とそれ以外の部分との、この十点平均粗さＲｚ_jisの差ΔＲｚ_jisで表されている。この差ΔＲｚ_jisは、研磨後にもスジ状の痕がどの程度消えずに残っているかを表している。つまり、この差ΔＲｚ_jisが小さいほど研磨能力が高く、逆に、この差ΔＲｚ_jisが大きいほど研磨能力は低い。

また、図中右側の縦軸には、研磨による画像光沢度の低下度合いが示されている。ここでは、画像光沢度の低下度合いが、定着ベルト２１１に対する研磨前の定着装置２で定着を受けたトナー像と研磨後の定着装置２で定着を受けたトナー像との間における光沢度の差の、研磨前でのトナー像の光沢度に対する比率で表されている。ここでも、研磨時間は３分間としている。

そして、このグラフＧ１には、砥粒の粒度の変化に対する、研磨能力の変化が、△印を結んだ実線Ｌ１で示されており、画像光沢度の低下度合いの変化が、○印を結んだ実線Ｌ２で示されている。

実線Ｌ１から分かるように、砥粒の粒度が大きいほど研磨能力は高くなる。一方、実線Ｌ２から分かるように、砥粒の粒度が大きいほど画像光沢度の低下度合いは増加する。この画像光沢度の低下度合いの増加は、砥粒の粒度が大きいほど研磨時の研磨痕が深くなるためである。

ここで、実際の使用上、研磨能力としては、上記の十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisが０．２μｍ以下で、画像光沢度の低下度合いとしては、その低下度合いが５％以下であることが望ましい。グラフＧ１における２つの実線Ｌ１，Ｌ２から分かるように、これら２つの条件を満たす粒度は、番手で＃１５００となる。しかしながら、３分間の研磨を、繰り返し実行しているうちには、研磨面に目詰まりが生じて研磨能力が低下しまうことがある。このため、実際には、仮に番手で＃１５００の砥粒を用いても、このような目詰まりによる研磨能力の低下を見越して３分よりも長めの研磨時間を必要とする場合がある。一方で、生産性の観点からは、研磨時間は、３分以内に抑えたいという要望がある。このため、研磨ローラには、画像光沢度の低下、つまり定着ベルト２１１の表面の光沢度の低下を抑制しつつも、研磨能力を高くして研磨時間を短縮することが求められる。

以上で、定着ベルトの表面を研磨するときの一般的な問題点についての説明を終了し、以下、研磨ローラと研磨機構について説明する。

図１２は、図２に示す研磨機構の詳細を示す図である。

この図１２に示されている研磨機構４０は、研磨ローラ接離機構４１１と、研磨ローラ回転押圧機構４１２とを備えている。この研磨機構４０の動作は、図１に示されている制御部１ａによって制御される。

研磨ローラ接離機構４１１は、接離用バネ４１１ａと接離用カム４１１ｂとを備えている。接離用バネ４１１ａは、研磨ローラ３０を、研磨ローラ回転押圧機構４１２ごと、図１に示されている画像形成装置１のフレーム１ｂに矢印Ｇ方向に引きつけている。

本実施形態では、図１の制御部１ａが、Ａ４サイズで長手方向を進行方向として搬送された記録材の枚数が１万枚に達したと判断するまでは、接離用カム４１１ｂが、図１２中で点線で示す姿勢となっている。このため、制御部１ａが上記判断をするまでは、接離用バネ４１１ａによって研磨ローラ３０が定着ベルト２１の表面から離されている。そして、制御部１ａが上記判断をすると、この制御部１ａの指示を受けて不図示のモータが接離用カム４１１ｂを、図１２中で実線で示す姿勢へと回転させる。これにより、研磨ローラ３０が定着ベルト２１の表面に接触する。

研磨ローラ回転押圧機構４１２は、機構用フレーム４１２ａと、２つのガイドフレーム４１２ｂ，４１２ｃと、２つの軸受４１２ｄ，４１２ｅと、モータ固定部４１２ｆと、研磨ローラ用モータ４１２ｇと、２つの押圧用バネ４１２ｈとを備えている。機構用フレーム４１２ａには、研磨ローラ３０の両端の軸３１ｃそれぞれに対応した位置にガイドフレーム４１２ｂ，４１２ｃが１つずつ固定されている。この機構用フレーム４１２ａが、上記の研磨ローラ接離機構４１１によって画像形成装置１のフレーム１ｂに支持されている。

各ガイドフレーム４１２ｂ，４１２ｃには、研磨ローラ３０の各軸３１ｃを回転自在に支持する軸受４１２ｄ，４１２ｅが１つずつ、矢印Ｈ方向にスライド移動自在に嵌め込まれている。図１２中で左側のガイドフレーム４１２ｂに嵌め込まれた左側の軸受４１２ｄにはモータ固定部４１２ｆが取り付けられている。そして、このモータ固定部４１２ｆに研磨ローラ用モータ４１２ｇが固定されている。この研磨ローラ用モータ４１２ｇは、その回転軸が、研磨ローラ３０の、左側の軸受４１２ｄに支持されている軸３１ｃに連結されている。

各軸受４１２ｄ，４１２ｅと機構用フレーム４１２ａとの間には、２つの押圧用バネ４１２ｈが１つずつ配置されている。各押圧用バネ４１２ｈは、各軸受４１２ｄ，４１２ｅを介して研磨ローラ３０の各軸３１ｃを矢印Ｉ方向に付勢している。研磨ローラ接離機構４１１の接離用カム４１１ｂが図１２中に実線で示されている姿勢に回転したときには、これら２つの押圧用バネ４１２ｈが、研磨ローラ３０を定着ベルト２１の表面に押圧する。本実施形態では、押圧用バネ４１２ｈは、約１Ｎ／ｍｍの圧力で、研磨ローラ３０を定着ベルト２１の表面に押圧するバネとなっている。

研磨機構４０では、研磨ローラ接離機構４１１の接離用カム４１１ｂが図１２中に実線で示されている姿勢に、図１の制御部１ａの指示を受けて回転すると、研磨ローラ用モータ４１２ｇが研磨ローラ３０を回転させる。このときの研磨ローラ３０を回転方向は、図２のパート（ｂ）に矢印Ｊで示されているように、定着ベルト２１の移動方向に対する順方向となる。本実施形態では、定着ベルト２１の周速度が１６０ｍｍ／ｓｅｃとなっており、これに対し、研磨ローラ３０の周速度が９６０ｍｍ／ｓｅｃとなっている。そして、この定着ベルト２１と研磨ローラ３０との周速差により、定着ベルト２１の表面が研磨されることとなる。

尚、研磨ローラ３０の回転方向は、本実施形態のような順方向に限らず、定着ベルト２１の移動方向に対する逆方向であってもよい。また、本実施形態では、順方向に回転する研磨ローラ３０の周速度は上記の値に限るものではなく、定着ベルト２１に対して相対的に速度差が生じるような速度であればどのような速度であってもよい。

図１３は、研磨ローラの外観を示す図である。

研磨ローラ３０は、芯金３１と砥粒層３２とを有している。定着装置２において、研磨ローラ３０が常温から１５０度近い高温までの温度履歴にさらされるため、芯金３１には錆に対する耐性が要求される。このため、芯金３１の材料としては、ステンレス系の金属が好ましいが、快削鋼を用いてもよい。ただし、快削鋼を用いる場合、芯金３１の形状に形成した後、表面に、３μｍ程度のＮｉメッキコートが施されることとなる。快削鋼で形成された芯金３１は、ステンレス系の金属で形成された芯金３１よりも、その加工の容易さから製造コストの面で有利である。

砥粒層３２は、シリコーンゴムと砥粒の混合体で芯金３１の表面に形成された、厚さが１００μｍ程度の層である。砥粒としては、本実施形態では、粒度が番手で＃１５００のアルミナ系砥粒が採用されている。ただし、砥粒としては、アルミナ系砥粒の他に、炭化ケイ素系砥粒、ジルコニア系砥粒、および窒化ホウ素系砥粒のうちの何れかの砥粒が採用され得る。シリコーンゴムとしては、本実施形態では、少量でアルミナ系砥粒の結着力を高めるため、フィラーレスのものが採用されている。また、このシリコーンゴムとしては、２液混合の硬化タイプで、２次加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５度のものが採用されている。シリコーンゴムとしては硬い部類に入り、これもアルミナ系砥粒の結着力を高める作用に寄与している。

ここで、砥粒層３２は、その表面が、次のような凹凸形状を有している。

図１４は、砥粒層の表面における凹凸形状を示す模式図である。

この図１４に示されているように、砥粒層３２の表面の凹凸形状は、ＪＩＳＢ０６０１において表面の粗さ曲線を規定する十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍ両方が砥粒３２ａよりも大きな凹凸形状となっている。そして、この凹凸形状における凸部３２ｂが、複数の砥粒３２ａの集合体となっている。この砥粒層３２が、本発明にいう砥粒層の一例に相当する。そして、凸部３２ｂが、本発明にいう凸部の一例に相当する。

尚、本実施形態では、本発明にいう凹凸形状の一例として、粗さ曲線を規定する十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍの両方が砥粒３２ａよりも大きな凹凸形状が例示されている。しかしながら、本発明にいう凹凸形状はこれに限るものではなく、十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍの何れか一方のみが砥粒３２ａよりも大きな凹凸形状であってもよい。

図１５は、砥粒層の表面の粗さ曲線を表す模式図である。

上記の平均長さＲｓｍは、図１５に示されているように、互いに隣り合う２の凸部３２ｂの下り斜面相互間の距離の平均値であり、次式で定義される。

砥粒層３２の表面のこのような凹凸形状による凸部は、あたかも、それ自体が粒径の大きな砥粒のように振る舞う。その結果、図１１のグラフＧ１において、実際に砥粒層３２を形成している砥粒３２ａの粒度に対応した研磨能力よりも大きな研磨能力が得られることとなる。この研磨能力を表す指標としては、このグラフＧ１に示されているようなスジ状の痕の部分とそれ以外の部分との間での十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisμｍ他に、単純に、単位時間当たりの研削量（以下、研磨能率μｍ／ｈｏｕｒと呼ぶ）も挙げられる。表面が上記の凹凸形状となった砥粒層３２では、その凹凸形状における平均長さＲｓｍが大きいほど研磨能率μｍ／ｈｏｕｒが大きくなる。

図１６は、様々な平均長さＲｓｍに対する研磨能率μｍ／ｈｏｕｒを示すグラフである。

この図１６に示されているグラフＧ２では、横軸に砥粒層３２の表面の凹凸形状における平均長さＲｓｍがとられ、縦軸に研磨能率μｍ／ｈｏｕｒがとられている。そして、各平均長さＲｓｍに対する研磨能率μｍ／ｈｏｕｒが◇印でプロットされている。この◇印の並びから、右肩上がりの実線Ｌ３で示されているように、平均長さＲｓｍが大きいほど研磨能率μｍ／ｈｏｕｒが大きくなることが分かる。

ここで、上記のような凹凸形状を有する表面での研磨によって生じた研磨粉は、間隔の狭い砥粒３２ａの間には入り込まず間隔の広い凹部へと向かう。その結果、研磨が繰り返し実行されても、上述した目詰まりが抑えられ、延いては高い研磨能力が維持されることとなる。

図１７は、研磨が繰り返し実行されても、高い研磨能力が維持されることを示すグラフである。

この図１７のグラフＧ３では、横軸に砥粒の粒度が番手で示され、縦軸に研磨後の定着ベルト２１における、スジ状の痕の部分（スジ部）とそれ以外の部分（非スジ部）との間での十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisがとられている。そして、このグラフＧ３には、表面が凹凸形状を有していない従来の番手が異なる複数の研磨ロールそれぞれを使った３分間の研磨について、１回研磨後の十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisが○印でプロットされている。また、各番手の従来の研磨ロールについて、３０万枚の記録材について定着が実行された後、即ち、１万枚に１回の研磨が３０回実行された後の十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisが△印でプロットされている。そして、表面が上記の凹凸形状を有する番手が異なる複数の研磨ロールそれぞれを使った３分間の研磨について、上記の３０回研磨後の十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisが□印でプロットされている。ここで、研磨回数としての３０回は、研磨ロールを実際に使用するに当たって、研磨能力がある程度以上に保たれることが望まれる、望ましい耐久回数である。

○印を結ぶ実線Ｌ４と△印を結ぶ実線Ｌ５との比較から、凹凸形状を有していない従来の研磨ロールでは、全ての番手について、３０回研磨後には、上記の十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisが大きくなっていることが分かる。上述したように、この十点平均粗さの差ΔＲｚ_jisは、研磨後の定着ベルト２１の表面に、スジ状の痕がどの程度残っているかを表している。従って、これら２つの実線Ｌ４，Ｌ５の比較から、３０回研磨後には、研磨ロールの研磨能力が低下していることが分かる。一方で、□印を結ぶ実線Ｌ６から、凹凸形状を有する研磨ロールでは、使用が想定される番手＃１５００以上のものについて、３０回研磨後であっても、従来の研磨ロールよりも高い研磨能力が維持されていることが分かる。

凹凸形状を有する本実施形態の研磨ロール３２におけるこのような高い研磨能力の維持は、上述したように、研磨粉による目詰まりが抑えられることによる。

図１８は、凹凸形状を有する本実施形態の研磨ロールと、凹凸形状を有しない従来の研磨ロールとについて、研磨前の表面と３０回研磨（１万枚通紙毎）後の表面とのそれぞれを撮影した拡大写真である。尚、１回当たりの研磨時間は３分となっている。

図１８の拡大写真から、従来の研磨ロールでは、３０回研磨後の表面に研磨粉による目詰まりが生じているのに対し、本実施形態の研磨ロール３２では、研磨前の表面と３０回研磨後の表面とでそれほど変化が見られないことが分かる。尚、この図１８の拡大写真における研磨ロール３２では、凹凸形状における平均長さＲｓｍが７８μｍとなっている。また、図１８の拡大写真は、いずれも倍率が１５倍となっている。

以上のことから、本実施形態の研磨ロール３２によれば、例えば研磨を複数回繰り返しても高い研磨能力が維持されることから、１回当たりの研磨時間として、例えば３分といった短い時間を採用することが可能となる。そして、上述したように、本実施形態の研磨ロール３２では、凹凸形状における凸部３２ｂ（図１４）が大きいほど高い研磨能力が得られる。一方で、研磨による定着ベルト２１の表面の光沢度の低下度合いは、砥粒層３２を形成している砥粒３２ａの粒度の番手が大きいほど抑制される。このため、上記の凹凸形状を有する砥粒層３２は、番手で＃１５００以上の目の細かな砥粒を採用して研磨による光沢度の低下を抑えつつ、凹凸形状における凸部により高い研磨能力を得ることができる。

また、上記の目詰まり抑制の観点からは、凹凸形状における平均長さＲｓｍが６０μｍ以上であることが好ましい。この平均長さＲｓｍが６０μｍ以上となることにより、研磨ロール３２について、例えば３０回等といった、画像形成装置の機種によって決まる使用上の望ましい耐久回数の研磨を経た後でも上記の目詰まりが抑制されることとなる。また、この平均長さＲｓｍは、後述する凹凸形状の形成方法における形成可能限界の観点から、１６０μｍ以下であることが望ましい。

本実施形態では、図１３に示されている砥粒層３２は、シリコーンゴムと砥粒の混合体で形成されるが、この混合体に対する砥粒の重量比は、次のような観点から、６５％以上であることが望ましい。

図１９は、混合体に対する砥粒の重量比（砥粒比率）が異なる、３種類の研磨ロールそれぞれの表面の拡大写真である。この図１９には、砥粒比率が６０％の研磨ロール、砥粒比率が６８％の研磨ロール、及び砥粒比率が８０％の研磨ロールについて、表面の拡大写真が示されている。また、各拡大写真の下には、各研磨ロールにおける砥粒層３２−１，３２−２，３２−３が模式的に示されている。尚、ここでは、重量比に対する表面状態の変化が分かり易いように、研磨ロール自体は、表面が凹凸形状を有しない従来の研磨ロールとなっている。

砥粒比率が６０％の砥粒層３２−１の表面を撮影した拡大写真では、砥粒３２ａがシリコーンゴムに埋まってしまっている。表面がこのような状態になった研磨ロールでは、砥粒層３２−１の表面が、定着ベルト２１に対して上滑りしてしまい、満足な研磨能力が得られないことが多い。一方、砥粒比率が６８％の砥粒層３２−２についての拡大写真と、砥粒比率が８０％の砥粒層３２−３についての拡大写真とでは、いずれも砥粒３２ａがシリコーンゴムから表出している。そして、このように砥粒３２ａが表出した研磨ロールによれば所望の研磨能力が得られることとなる。

ここで、砥粒比率が６５％未満の場合、図１９における砥粒比率が６０％についての拡大写真のように、砥粒３２ａがシリコーンゴムに埋まってしまう恐れがある。一方で、砥粒比率が６５％以上の場合には、図１９における砥粒比率が６８％，８０％についての拡大写真のように、砥粒３２ａが高い確率でシリコーンゴムから表出する。そして、砥粒比率と表面状態とのこのような関係は、本実施形態の研磨ロール３２のように、表面に凹凸形状を持たせた場合であっても同様に生じ得る。従って、砥粒３２ａの表出という観点からは、シリコーンゴムと砥粒の混合体に対する砥粒の重量比は６５％以上であることが望ましい。

ここで、本実施形態では、表面に上記のような凹凸形状を有した砥粒層３２が、芯金３１の表面に、シリコーンゴムと砥粒との混合体をスプレー塗装によって吹き付けることで形成される。この混合体を、上記のように砥粒の重量比は６５％以上のものとした場合、この混合体は、架橋処理前であっても半固体状となり流動性が低い。このままでは、スプレー塗装に適さないので、この混合体を炭化水素系溶剤で希釈して低粘度化している。本実施形態では、トルエンを用い、５０％程度希釈して粘度を１００ｍＰａ・ｓ以下に調整している。

この粘度の調整、スプレー塗装時のスプレーガンと芯金３１の表面との距離の調整、及びスプレーガンのノズル口径により、芯金３１の表面に霧滴状に着弾する混合体の乾き具合と霧滴径を調整することができる。本実施形態では、これらの調整により、芯金３１の表面に、数十〜数百μｍの霧滴を、ある程度外径を残した状態で堆積させることで、上記の凹凸形状を表面に有する砥粒層３２が形成されている。

このとき、上記のような条件調整により、凹凸形状の十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍとを単に大きくした場合、砥粒層３２に含有される空隙が多くなることがある。例えば、図１９の砥粒比率８０％の砥粒層３２ａでは、表面近傍の砥粒３２ａは、シリコーンゴムに浸かってはおらず、砥粒３２ａどうしは、それらの砥粒３２ａ間のシリコーンゴムによって結着されている。このため、砥粒層３２−３の内部には空隙が存在している。このような砥粒比率で凹凸形状を形成した場合にも、その砥粒層３２の内部に空隙が存在している。そして、この空隙が多くなると、砥粒３２ａどうしの結着力が弱まり、その表面における凸部３２ｂが研磨時に崩れ易くなる恐れがある。このような崩れ易さを回避する観点から、砥粒層３２は、その密度が、１．１５×１０^-3ｇ／ｍｍ³以上であることが望ましい。

また、砥粒３２ａは、その粒度が番手で＃１５００以上であることが好ましい。番手で＃１５００の粒度は、電気抵抗法による累積高さ５０％平均粒径に置き換えると９μｍ以上に相当する。このようにある程度目の細かい砥粒を用いることで、研磨後の定着ベルト２１の光沢度の低下度合いの抑制効果を高めることができる。

尚、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の研磨ローラの構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

次に、上述した実施形態に対応した画像形成装置を用い、実際に画像形成を行った実施例について説明する。尚、以下の実施例では、研磨ローラの寸法や材質について具体的に述べるが、これらの寸法や材質はあくまでも例であって、本発明は、これらの寸法や材質に限定されるものではない。

（第１実施例）
図１に示される画像形成装置１に、図１３に示される研磨ローラ３０を有する定着装置２を搭載した。

研磨ローラ３１は、両端の軸を除いた長さが３３８ｍｍ、直径が１４ｍｍのものを用いた。

芯金３１は、ＳＵＳ３０３で形成され、両端の軸を除いた長さが３３８ｍｍ、直径が１３．８ｍｍのものを用いた。また、その材質は快削鋼であり、その表面に、３μｍ程度のＮｉメッキコートが施されている。

砥粒層３２を構成する砥粒３２ａは、株式会社フジミインコーポレーテッド製のホワイトアルミナ砥粒で、電気抵抗法による粒度が番手で＃１５００のものを用いた。また、砥粒層３２を構成するバインダは、東レ・ダウコーニング株式会社製のシリコーンゴムで、フィラーレス且つ２液混合の硬化タイプで、２次加硫後のＪＩＳ−Ａ硬度が６５度のものが用いられている。この砥粒層３２は、その層厚が０．１ｍｍとなっている。

この砥粒層３２は、バインダとしてのシリコーンゴムと砥粒３２ａとの混合体で形成されている。その形成は、砥粒比率が８０％の混合体をトルエンで希釈したものを用いたスプレー塗装によって行われる。このとき、第１実施例では、トルエンで希釈された混合体の粘度と、スプレー塗装時のスプレーガンと芯金３１の表面との距離の調整、及びスプレーガンのノズル口径により、砥粒層３２の表面に次のような凹凸形状を有するようになっている。即ち、その表面の粗さ曲線の十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍとが、それぞれ、下記の表２に定義される「大」のサイズに調整されている。

ここで、形成された砥粒層３２の十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍとの確認は、接触式の表面粗さ計、具体的には、小坂研究所製のサーフコーダＳＥ−３０Ｈを用いた粗さ計測によって行った。また、その計測は、カットオフ値を２．５ｍｍで行った。

また、この第１実施例では、砥粒層３２の密度が、１．１５×１０^-3ｇ／ｍｍ³となっている。この密度の確認は、次のように行われている。まず、砥粒層３２を形成前の芯金３１の重量と外径とを計測し、次に、砥粒層３２を形成後の研磨ローラ３０の重量と外径とを計測する。そして、研磨ローラ３０の重量から芯金３１の重量を減算して、形成された砥粒層３２の重量を得る。また、研磨ローラ３０の外形から芯金３１の外径を減算し、その減算結果に研磨ローラ３０の軸を除いた長さを乗算することで、砥粒層３２の体積を得る。そして、砥粒層３２の重量を砥粒層３２の体積で除算することで、砥粒層３２の密度を得る。第１実施例では、このようにして得られた密度が上記値となっている。

そして、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ社製のＡ４サイズのプリンタ用紙を、長手方向を搬送方向として送り込んで、所定のテスト画像の形成を連続して行った。

まず、１万枚の画像形成が終了した時点で、１万枚につき１回行われる研磨が実行される前の段階で、Ａ３サイズのプリンタ用紙を送り込んで、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、研磨が実行された後に、もう一度、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。尚、研磨時間は３分に設定されている。

そして、研磨後に得られたベタ画像を、次の限度見本と比較し、そのベタ画像に、限度見本を超えたスジ状の痕が現れているか否かを判定した。この限度見本は、図１１に示されている十点平均粗さＲｚ_jisの差ΔＲｚ_jisが０．２μｍとなった定着ベルト２１を使って形成されたシアン１００％のＡ３サイズのベタ画像である。つまり、この段階での判定では、１回目の研磨での研磨能力が、上記の基準を満たしているか否かが判定される。

次に、研磨前のベタ画像と研磨後のベタ画像との双方について、光沢度が計測される。光沢度の計測は、日本電色製の光沢度計であるＨＡＮＤY ＧＲＯＳＳＭＥＴＥＲ ＰＧ−１が用いられた。そして、２つのベタ画像相互間の光沢度の差の、研磨前のベタ画像の光沢度に対する比率を、この１回目の研磨による画像光沢度の低下度合いとして算出した。さらに、この算出した画像光沢度の低下度合いが、図１１に示されている、画像光沢度の低下度合いの閾値である５％を超えているか否かを判定した。

そして、この１回目の研磨について、研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方について基準を満足した場合に合格との判定を行った。

続いて、Ａ４サイズのプリンタ用紙について、さらに９万枚、累計１０万枚の画像形成を行い、画像形成装置１内で１０回目の研磨が行われる前の段階で、Ａ３サイズのプリンタ用紙を送り込んで、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、研磨ロール３２による研磨が実行された後に、もう一度、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、１回目の研磨のときと同様に、上記の限度見本を使った判定と光沢度測定による判定とを行い、１０回目の研磨について、研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方について基準を満足しているか否かの判定を行った。

さらに、１０万枚、累計２０万枚の画像形成を行い、画像形成装置１内で２０回目の研磨が行われる前の段階で、Ａ３サイズのプリンタ用紙を送り込んで、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、研磨ロール３２による研磨が実行された後に、もう一度、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、１回目及び１０回目の研磨のときと同様の判定を行った。

さらに、１０万枚、累計３０万枚の画像形成を行い、画像形成装置１内で３０回目の研磨が行われる前の段階で、Ａ３サイズのプリンタ用紙を送り込んで、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、研磨ロール３２による研磨が実行された後に、もう一度、シアン色１００％のベタ画像の形成を行った。その後、１回目、１０回目、及び２０回目の研磨のときと同様の判定を行った。

このように、３０回目の研磨と判定とが終了した段階で、研磨ロール３２の耐久性について次のように判定を行った。即ち、１０回目の研磨で研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方が基準を満たしたが、２０回目の研磨では何れかが基準を満たさなかった場合に、耐久性について“不可”とした。また、２０回目の研磨で研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方が基準を満たしたが、３０回目の研磨では何れかが基準を満たさなかった場合に、耐久性について“良”とした。そして、３０回目の研磨でも研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方が基準を満たした場合に、耐久性について“優”とした。

（第２〜７実施例）
この第２〜７実施例は、砥粒層３２における十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍとが、上記の第１実施例と異なっている他は、この第１実施例と同様である。

十点平均粗さＲｚ_jisと平均長さＲｓｍとの組合せが、第２実施例では上記の表２に定義される「中」と「大」となっている。また、第３実施例では「中」と「中」となっており、第４実施例では「小」と「中」となっており、第５実施例では「大」と「小」となっており、第６実施例では「中」と「小」となっており、第７実施例では「小」と「小」となっている。そして、各実施例について、１回目の研磨についての研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの合否判定と、耐久性についての３段階評価を行った。

（比較例）
比較例は、研磨ロールの砥粒層が上述した凹凸形状を有していない点を除いて第１〜第７実施例と同様である。この比較例につても、１回目の研磨についての研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの合否判定と、耐久性についての３段階評価を行った。

第１〜第７実施例、及び比較例についての、１回目の研磨についての研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの合否判定と、耐久性についての３段階評価の結果を、表３に示す。

この表３では、１回目の研磨についての研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの双方が基準を満たしている場合に合格を表す○印が記載されている。そして、何れか一方でも基準を満たさなかった場合に不可を表す×印が記載されている。また、この表３では、耐久性についての３段階評価の結果が、上述した優の場合に○印が記載され、良の場合に△印が記載され、不可の場合に×印が記載されている。

この表３から、比較例は、１回目の研磨については、研磨能力と画像光沢度の低下度合いとが基準を満たし合格となっているが、耐久性については不可となっている。これは、上述した目詰まりにより、研磨能力が低下したためと考えられる。

第１〜第７実施例でも、１回目の研磨については、何れも、研磨能力と画像光沢度の低下度合いとの基準を満たし合格となっている。一方、耐久性については、平均長さＲｓｍが６０μｍ以上となる、第１〜第４実施例ではいずれも優（○印）となっているが、平均長さＲｓｍが６０μｍ未満となる、第５〜第７実施例ではいずれも良（△印）に止まっている。これは、平均長さＲｓｍが６０μｍ以上の場合、平均長さＲｓｍが６０μｍ未満の場合と比べて、上述した目詰まりの抑制効果が高いためと考えられる。

ここで、第１〜第７実施例に関連して、平均長さＲｓｍが１７０μｍ以上となる場合について次のような確認を行った。まず、ＲＳｍが１７０μｍ以上の研磨ローラでスジ消し研磨を行った。そして、その研磨後に得られたベタ画像を、上述した限度見本と比較し官能評価を行った。次に、ＲＳｍが１６０μｍ以下の研磨ローラでスジ消し研磨を行い、その研磨後に得られたベタ画像について同様の官能評価を行った。その結果、ＲＳｍが１７０μｍ以上の研磨ローラについての官能評価では、限度見本と比較して、定着ベルト上のスジ状の研磨痕に起因すると考えられる光沢ムラが多く視認された。一方、ＲＳｍが１６０μｍ以下の研磨ローラについての官能評価では、このような光沢ムラが抑えられていた。

ここで、Ｒｓｍ１６０μｍを越える研磨ローラを製造するためには、スプレー塗装時の霧滴を同レベルまで増大させる必要がある。このようなサイズに霧滴径を増大させた場合、霧の発生自体が不安定となり、液柱状態の突出やブレスと呼ばれる脈動が現れる恐れがある。この結果、研磨ローラ表面の均一性を確保することが困難となる場合があることも確認されている。

（第８〜２５実施例）
これらの実施例に先立って、まず、下記の表４に記載の４つのサンプルについて後述の引っかき試験を行った。

これら４つのサンプルは、砥粒層３２の密度以外は、上述した実施例１と同等なものである。そして、表４に記載されているように、サンプルＡの密度は１．２７×１０^-3ｇ／ｍｍ³であり、サンプルＢの密度は１．１４×１０^-3ｇ／ｍｍ³である。また、サンプルＣの密度は０．７３×１０^-3ｇ／ｍｍ³であり、サンプルＤの密度は０．５４×１０^-3ｇ／ｍｍ³である。

引っかき試験では、各サンプルの砥粒層３２の表面に、先端径Ｒ＝０．５ｍｍのサファイア針を接触させ、０．９８Ｎの荷重を加える。その状態のまま、サファイア針を、１０ｍｍ／秒の速度で１０ｍｍの距離を３回往復摺動させる。そして、この往復摺動の結果、各サンプルの砥粒層３２の表面に付いた痕（引っかき摩耗痕と呼ぶ）の深さを測定した。

その後、各サンプルの研磨ロール３０に１０回以上の研磨を実行させ、何回の研磨で砥粒層３２の表面において凸部３２ａの崩れが生じるかを観察した。その観察結果を以下に示す。

図２０は、表４に記載の４つのサンプルについて、引っかき試験による引っかき摩耗痕の深さと、砥粒層の表面の凸部に崩れが生じた研磨回数（以下、耐久回数と呼ぶ）との関係を示したグラフである。

この図２０のグラフでは、横軸に各サンプルの名称が記載され、縦軸に引っかき摩耗痕の深さがとられている。そして、各サンプルにおける引っかき摩耗痕の深さが◇印でプロットされている。ここで、耐久回数が３０回未満となったのはサンプルＡのみであり、サンプルＢ〜Ｄについてはいずれも耐久回数が３０回以上となっている。そして、これらのサンプルＢ〜Ｄのうち、最も密度の低いサンプルＢにおける引っかき摩耗痕の深さは、３０．０μｍとなっている。

ここでの実施例では、実際の使用上の望ましい耐久回数が３０回以上となっている。そして、上記のサンプルＡ〜Ｄから、この耐久回数が３０回以上となる砥粒層３２は、目安として引っかき摩耗痕の深さが３０．０μｍ以下となることが分かる。

第８〜２５実施例は、上記表４のサンプルから割り出した、目安としての引っかき摩耗痕の深さが３０．０μｍ以下となる砥粒層３２の密度を精密に求めるために行ったものである。各実施例は、砥粒層３２の密度以外は、上述した実施例１と同等なものである。そして、各実施例の砥粒層３２について上記の引っかき試験を行って引っかき摩耗痕の深さを求めた。各実施例の砥粒層３２の密度と、引っかき摩耗痕の深さを下記の表５と図２１にまとめた。

図２１は、第８〜２５実施例それぞれの砥粒層の密度と、引っかき摩耗痕の深さをプロットしたグラフである。

図２１のグラフＧ５では、横軸に引っかき摩耗痕の深さがとられ、縦軸に砥粒層３２の密度がとられている。そして、このグラフＧ５には、各引っかき摩耗痕の深さに対応した密度が、◇印でプロットされている。これらのプロット点の並びから、引っかき摩耗痕の深さが増すにつれて、実線Ｌ７で示されているように砥粒層３２の密度が低くなることが分かる。そして、この実線Ｌ７上で、３０．０μｍ以下の引っかき摩耗痕の深さに対応する密度が１．１５×１０^-3ｇ／ｍｍ³以上となっている。以上から、使用上望ましい３０回以上の耐久回数を実現するために必要な砥粒層３２の密度は、１．１５×１０^-3ｇ／ｍｍ³以上であることが分かる。

（第２６〜２９実施例）
第２６〜２９実施例は、砥粒層３２の砥粒３２ａの砥粒種を除いて、上述した第１実施例と同等なものである。第２６実施例の砥粒３２ａは炭化ケイ素系砥粒であり、第２７実施例の砥粒３２ａは窒化ホウ素系砥粒であり、第２８実施例の砥粒３２ａはジルコニア系砥粒であり、第２９実施例の砥粒３２ａはシリカ系砥粒である。そして、これら４つの実施例に、アルミナ系砥粒であるホワイトアルミナの砥粒３２ａを有する上述の第１実施例を加えた合計５つの実施例について、上述の引っかき試験を行って引っかき摩耗痕の深さを計測した。

図２２は、第１実施例及び第２６〜２９実施例それぞれについての引っかき摩耗痕の深さを棒グラフで示した図である。

図２２のグラフＧ６では、横軸に、各実施例の名称が砥粒種とともに記載され、縦軸に引っかき摩耗痕の深さがとられている。そして、このグラフＧ６から、アルミナ系、炭化ケイ素系、窒化ホウ素系、ジルコニア系、及びシリカ系の何れの砥粒種でも、引っかき摩耗痕の深さは、上述の望ましい耐久回数が得られる３０．０μｍ未満であることが分かる。

１ 画像形成装置
１ａ 制御部
２ 定着装置
３０ 研磨ローラ（研磨ローラの一例）
４０ 研磨機構
１３ 像形成部（像形成部の一例）
２１ 定着ベルト（定着用回転部材及びトナー像側回転部材の一例）
２２ 加圧ローラ（定着用回転部材の一例）
３１ 芯金
３２ 砥粒層（砥粒層の一例）

特開２００８−４０３６３号公報 特開２００８−４０３６４号公報

Claims (9)

1. 互いに圧接した状態で回転し、未定着トナー像を保持した記録材を圧接部に受け入れて加熱及び加圧することにより前記未定着トナー像を前記記録材に定着する一対の定着用回転部材を有する定着装置に設けられ、前記一対の定着用回転部材のうち、前記未定着トナー像が接するトナー像側回転部材の表面を研磨する研磨ローラにおいて、
   前記研磨ローラは、芯金と、前記芯金の表面に形成される砥粒層を有し、
   前記砥粒層は、砥粒と結着剤との集合体で形成され、
   前記砥粒層の表面が、複数の前記砥粒を含有する前記集合体であって前記砥粒よりも大きい凸部と、該凸部間の凹部とからなる凹凸形状を有しており、
   前記凸部が前記凹部より多くの前記砥粒を含有する前記集合体で形成されることで、前記凹凸形状が前記芯金の表面より粗い形状となっており、
   前記凸部と前記凹部は連続して形成されることを特徴とする研磨ローラ。
2. 前記凹凸形状が、前記砥粒層の表面の粗さ曲線を規定する十点平均粗さＲｚｊｉｓと平均長さＲｓｍのうち少なくとも一方が前記砥粒よりも大きい凹凸形状であることを特徴とする請求項１記載の研磨ローラ。
3. 前記平均長さＲｓｍが、前記砥粒よりも大きく、且つ、６０μｍ以上で１６０μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の研磨ローラ。
4. 前記砥粒層において前記砥粒が重量比で６５％以上を占めていることを特徴とする請求項１から３のうち何れか１項記載の研磨ローラ。
5. 前記砥粒層の密度が１．１５×１０^−３ｇ／ｍｍ^３以上であることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の研磨ローラ。
6. 前記砥粒は、累積高さ５０％平均粒径が９μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の研磨ローラ。
7. 前記砥粒層が、アルミナ系砥粒、窒化ホウ素係砥粒、ジルコニア系砥粒、およびシリカ系砥粒のうちの少なくとも一種類の砥粒を含有していることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の研磨ローラ。
8. 互いに圧接した状態で回転し、未定着画像を保持した記録材を圧接部に受け入れて加熱及び加圧することにより前記未定着画像を前記記録材に定着する定着用回転部材と、
   請求項１から７のうちいずれか１項記載の研磨ローラと、
   を備えたことを特徴とする定着装置。
9. 請求項８記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。