(57)【要約】【課題】  離型層表面の平滑性が高くトナーの固着を抑制することができて耐久性に優れ、製造時に性能管理が容易な定着部材を提供する。【解決手段】  本発明に係る加熱定着ローラ２９では、用紙Ｐ上のトナーＴに接する表層にＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を主成分とする離型層３７が形成され、この離型層３７の表面の粗さ曲線について、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１による基準長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．２５ｍｍの条件下で得られる凹凸の平均間隔をＳｍとし、算術平均粗さＲａ、平均傾斜角θａを用いて表される凹凸の平均波長をλａ＝２π×（Ｒａ／θａ）としたときに、Ｓｍ≧１５０μｍ、かつ、λａ≦４０μｍが満たされている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録体上のトナーに接する表層にＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を主成分とする離型層が形成され、前記トナーを前記記録体に定着させる定着部材であって、
前記離型層の表面の粗さ曲線について、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１による基準長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．２５ｍｍの条件下で得られる凹凸の平均間隔をＳｍとし、算術平均粗さＲａ、平均傾斜角θａを用いて表される凹凸の平均波長をλａ＝２π×（Ｒａ／θａ）としたときに、Ｓｍ≧１５０μｍであり、かつ、λａ≦４０μｍであることを特徴とする定着部材。
【請求項２】
請求項１に記載の定着部材において、
前記離型層が中空円筒状の芯金上に形成されていることを特徴とする定着部材。
【請求項３】
請求項１に記載の定着部材において、
前記離型層が耐熱性樹脂材料からなる無端状ベルトの基体上に形成されていることを特徴とする定着部材。
【請求項４】
請求項３に記載の定着部材において、
前記無端状ベルトの基体がポリイミド樹脂からなることを特徴とする定着部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着部材と、該定着部材に当接する当接部材とを有し、前記定着部材及び前記当接部材がトナーが付着した記録体を挟んで加熱することにより、前記トナーを前記記録体に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着部材と、該定着部材に当接する当接部材と、露光手段による露光により静電潜像が形成される感光体と、該感光体にトナーを供給して前記静電潜像を顕像化する現像手段と、前記感光体に供給されたトナーを記録体に転写させる転写手段とを有し、前記定着部材及び前記当接部材が前記トナーが転写された記録体を挟んで加熱することにより、該記録体にトナーを定着させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
記録体上のトナーに接する表層にＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を主成分とする離型層が形成され、前記トナーを前記記録体に定着させる定着部材の製造方法であって、
前記ＰＦＡ樹脂又は前記ＰＴＦＥ樹脂を主成分として前記離型層の概形を形成する一次工程と、該一次工程で形成された離型層の表面を加熱手段により加熱しながら平滑部材で均す二次工程とを有し、
前記表面の粗さ曲線について、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１による基準長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．２５ｍｍの条件下で得られる凹凸の平均間隔をＳｍとし、算術平均粗さＲａ、平均傾斜角θａを用いて表される凹凸の平均波長をλａ＝２π×（Ｒａ／θａ）としたときに、Ｓｍ≧１５０μｍ、かつ、λａ≦４０μｍが満たされるように前記二次工程において前記表面を仕上げることを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の定着部材の製造方法において、
前記二次工程において前記離型層の表面を該離型層を構成する材料の軟化点以上で融点以下の温度に加熱することを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の定着部材の製造方法において、
前記二次工程において前記平滑部材を加熱し、該平滑部材の表面温度と前記離型層の表面温度との差が２５℃以上であることを特徴とする定着部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の定着部材の製造方法において、
前記二次工程において前記離型層を前記平滑部材で均した後に急冷することを特徴とする定着部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙等の記録体上における未定着トナーを定着させる定着部材と、この定着部材を有する定着装置及び画像形成装置と、その定着部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、用紙に静電付着している未定着トナーを溶融定着させるための定着装置が設けられている。図６に示すように、このような定着装置１は、用紙Ｐにおける未定着トナーＴを加熱して定着させる定着部材としての加熱定着ローラ２と、加熱定着ローラ２の内部に設けられてこれを加熱するハロゲンランプ３と、加熱定着ローラ２に対向する弾性層４により用紙Ｐを加熱定着ローラ２に密着させる加圧ローラ５と、トナー定着後に用紙Ｐが加熱定着ローラ２に付着して生じる紙詰まりを防止するために、加熱定着ローラ２に当接してこれに付着した用紙を分離させる分離爪６と、加熱定着ローラ２の表面温度を検出するサーミスタ温度計７とにより概略構成されている。
【０００３】
加熱定着ローラ２は、通常アルミニウム又は鉄系の金属からなる円筒状の芯金８の表面に離型層９が設けられてなり、まず芯金８にサンドブラスト等の表面を荒らす加工を施し、その表面にプライマー層等の下地を形成し、この下地の上に離型性、絶縁性及び熱化学的安定性に優れたフッ素樹脂（ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）やＰＦＡ（パーフロロアロキルビニルエーテル共重合体）に充填材を入れて耐摩耗性を向上させたもの）を被覆塗装して焼成、冷却した後に、テープ研磨等により表面突起を取り除いて製造される。
【０００４】
この加熱定着ローラ２は、ハロゲンランプ３により加熱されて表面温度が１６５〜２３０℃程度に保たれ、用紙Ｐ上の未定着トナーＴを溶融させるとともに、その用紙Ｐに加圧ローラ５とともに圧力を加えることによって、溶融したトナーを定着させる（図中、その定着済みのトナーには符号Ｔ’を付している。）。サーミスタ温度計７は、加熱定着ローラ２の表面温度が上記一定の温度範囲（１６５〜２３０℃）に保たれるように、加熱定着ローラ２の表面に常時接触して表面温度を検出し、検出温度が高い場合にはハロゲンランプ３の出力を下げる旨の信号を、検出温度が低い場合にはその出力を上げる旨の信号をハロゲンランプ３の電源制御部（不図示）に送出する。
【０００５】
ところで、トナーＴは溶融すると離型層９の表面との親和性が増し、それが離型層９に付着して成長するとクリーニング部材等によってもクリーニングし難くなるため、トナーＴが加熱定着ローラ２に漸次蓄積されて後の印刷時に用紙に転移してしまうおそれがある。したがって、離型層９の表面性状は上記親和性、クリーニング性の観点から平滑であることが求められ、離型層９の成形時には先述したようなテープ研磨加工や表面に金属製のローラ（コロ）を押し当てるバニッシュ加工等による仕上げが行われており（特許文献１参照）、これにより離型層９の表面は十点平均粗さＲｚや算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ規格Ｂ０６０１）がそれぞれ２μｍ、０．５μｍ程度となるように加工されている。
【０００６】
しかしながら、これまでＲｚやＲａは小さいほどよいとされていたが、その一方でこれらの数値を上記のように小さくしたとしても定着部材の個体間で離型性や耐摩耗性にばらつきがあることが経験的に知られており、単にＲｚやＲａを小さくするだけでは定着部材を実機（画像形成装置）に搭載したときにその表面にトナーが固着したり、分離爪の当接箇所に摩耗が生じて結果的に黒スジ等の画像不良が引き起こされることがままあった。具体的には、Ｒｚ及びＲａが同一（Ｒｚ＝２μｍ、Ｒａ＝０．５μｍ）な二つの加熱定着ローラの表面の一方が平均粒径３０〜４０μｍ程度の砥粒によるテープ研磨により仕上げられ、他方が表面にラップ加工された金属製ローラによるバニッシュ加工により仕上げられたときに、前者ではトナーの固着等により寿命に至るまでの通紙枚数が３０万枚程度であるのに対し、後者では６０万枚以上ということがある。
【０００７】
このような定着部材の寿命は、テープ研磨されたものについては砥粒による研磨目の間にトナーが固着したり、あるいは、分離爪の当接箇所が摩耗して摩耗部にトナーが固着したりして制限されると思われるが、いずれにしてもＲｚ及びＲａに着目するのみでは定着部材の性能を十二分に評価することができず、耐久性の高い製品を歩留まりよく製造していたとは必ずしも言えなかった。
【特許文献１】特開２０００−３３８８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みて為されたもので、離型層表面の平滑性が高くトナーの固着を抑制することができて耐久性に優れ、製造時に性能管理が容易な定着部材と、この定着部材を有する定着装置及び画像形成装置と、その定着部材の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するため、請求項１に係る発明は、記録体上のトナーに接する表層にＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を主成分とする離型層が形成され、前記トナーを前記記録体に定着させる定着部材であって、前記離型層の表面の粗さ曲線について、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１による基準長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．２５ｍｍの条件下で得られる凹凸の平均間隔をＳｍとし、算術平均粗さＲａ、平均傾斜角θａを用いて表される凹凸の平均波長をλａ＝２π×（Ｒａ／θａ）としたときに、Ｓｍ≧１５０μｍであり、かつ、λａ≦４０μｍであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着部材において、前記離型層が中空円筒状の芯金上に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の定着部材において、前記離型層が耐熱性樹脂材料からなる無端状ベルトの基体上に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の定着部材において、前記無端状ベルトの基体がポリイミド樹脂からなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着部材と、該定着部材に当接する当接部材とを有し、前記定着部材及び前記当接部材がトナーが付着した記録体を挟んで加熱することにより、前記トナーを前記記録体に定着させる定着装置を特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の定着部材と、該定着部材に当接する当接部材と、露光手段による露光により静電潜像が形成される感光体と、該感光体にトナーを供給して前記静電潜像を顕像化する現像手段と、前記感光体に供給されたトナーを記録体に転写させる転写手段とを有し、前記定着部材及び前記当接部材が前記トナーが転写された記録体を挟んで加熱することにより、該記録体にトナーを定着させる画像形成装置を特徴とする。
【００１５】
請求項７に係る発明は、記録体上のトナーに接する表層にＰＦＡ樹脂又はＰＴＦＥ樹脂を主成分とする離型層が形成され、前記トナーを前記記録体に定着させる定着部材の製造方法であって、前記ＰＦＡ樹脂又は前記ＰＴＦＥ樹脂を主成分として前記離型層の概形を形成する一次工程と、該一次工程で形成された離型層の表面を加熱手段により加熱しながら平滑部材で均す二次工程とを有し、前記表面の粗さ曲線について、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１による基準長さが２．５ｍｍ、カットオフ値が０．２５ｍｍの条件下で得られる凹凸の平均間隔をＳｍとし、算術平均粗さＲａ、平均傾斜角θａを用いて表される凹凸の平均波長をλａ＝２π×（Ｒａ／θａ）としたときに、Ｓｍ≧１５０μｍ、かつ、λａ≦４０μｍが満たされるように前記二次工程において前記表面を仕上げることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の定着部材の製造方法において、前記二次工程において前記離型層の表面を該離型層を構成する材料の軟化点以上で融点以下の温度に加熱することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項７又は請求項８に記載の定着部材の製造方法において、前記二次工程において前記平滑部材を加熱し、該平滑部材の表面温度と前記離型層の表面温度との差が２５℃以上であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の定着部材の製造方法において、前記二次工程において前記離型層を前記平滑部材で均した後に急冷することを特徴とする。
【００１９】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに係る発明によれば、定着部材においてＳｍ≧１５０μｍ及びλａ≦４０μｍが満たされることにより、単に離型層の表面の平滑性が数値的に高いばかりでなく、トナーの固着を抑制することができて定着部材が耐摩耗性に優れる。さらに、そのＳｍ及びλａの数値条件と耐久性との間に高い相関性があるので、製造時に定着部材の性能管理が容易で高寿命の製品を歩留まりよく製造することが可能となる。
【００２０】
とりわけ請求項３又は請求項４に係る発明によれば、定着部材が無端状ベルトの形態を採っているので、定着装置や画像形成装置における定着部材のレイアウト設計に余裕度が増し、それらの装置の小型化や装置内部の省スペース化を図ることができる。また、変形を前提とするベルトの基体は薄肉化が容易で、定着温度まで短時間で加熱することができるので、装置の立ち上がり時間を短縮することが容易となる。
【００２１】
請求項８又は請求項９に係る発明によれば、離型層の表面をその構成材料の軟化点以上で融点以下の温度に加熱して平滑部材で均すので、離型層に平滑部材を強く押し当てなくても高精度な平滑面が得られる。よって、離型層が芯金上に形成される場合であっても芯金に高荷重を加えなくて済み、芯金を薄肉化して省エネ化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、離型層表面の平滑性が高くトナーの固着を抑制することができて耐久性に優れ、製造時に性能管理が容易な定着部材と、この定着部材を有する定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置としての複写機を示す。この複写機１１は、複写対象となる原稿を読み取る原稿読取部１２と、印刷用の用紙がストックされる給紙部１３と、給紙部１３から供給される用紙に原稿読取部１２からの画像信号に基づいてトナー像を形成する画像形成部１４と、そのトナー像をなすトナーを用紙に定着させる定着装置としての定着部１５と、トナー定着後の用紙を機外に排出するための排紙部１６とを有する。
【００２５】
原稿読取部１２は、原稿を走査するために矢印Ａ方向に走行するランプ１７及びミラー１８ａ，１８ｂと、その原稿からの反射光を受光するＣＣＤ１９とを備える。給紙部１３は複数のトレイ２０ａ，２０ｂ，…を備え、各トレイにはそれぞれ異なるサイズの用紙がストックされている。
【００２６】
画像形成部１４は、矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させる帯電ローラ２２と、この一様に帯電した感光体ドラム２１の表面にＣＣＤ１９の受光結果に基づいて静電潜像を形成するレーザー光源２３と、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ２４と、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を給紙部１３からの用紙に転写する転写ローラ２５と、転写後の感光体ドラム２１の表面を清掃するクリーニング機構２６とを備える。排紙部１６は、複写機１１の内外を連通する排紙口２７と、排出された用紙を受けるトレイ２８とを備え、画像形成部１４からの用紙は次述の定着部１５を経た後に排紙口２７を通過してトレイ２８上に排出される。
【００２７】
定着部１５は、図２に示すように、用紙Ｐにおける未定着トナーＴを加熱して定着させる定着部材としての加熱定着ローラ２９と、加熱定着ローラ２９の内部に設けられてこれを加熱するハロゲンランプ３０と、加熱定着ローラ２９に対向する弾性層３１により用紙Ｐを加熱定着ローラ２９に密着させる加圧ローラ３２と、トナー定着後に用紙Ｐが加熱定着ローラ２９に付着して生じる紙詰まりを防止するために、加熱定着ローラ２９に当接してこれに付着した用紙を分離させる分離爪３３と、加熱定着ローラ２９の表面温度を検出するサーミスタ温度計３４と、複写機１１の内部の用紙搬送路に設けられて加熱定着ローラ２９に進入する用紙Ｐを検知する検知センサー３５とを備える。
【００２８】
加熱定着ローラ２９は、アルミニウム製の円筒状の芯金３６の表面に離型層３７が形成されて製造されている。詳細には、芯金３６にはハロゲンランプ３０による加熱を容易化して省エネ化を図るべく肉厚ｔが０．７ｍｍ以下の薄肉芯金を用い、この芯金３６の表面を荒らしてプライマー層を形成した後にＰＦＡを主成分とするフッ素樹脂材料を塗布し、離型層３７の概形を成形する。そして、この離型層３７の表面を図３に示す平滑装置３８によりバニッシュ加工して整える。
【００２９】
平滑装置３８は、加熱定着ローラ２９の両端部をチャックしてベアリングで保持するとともに、これを軸心周りに回転させる駆動機構３９と、駆動機構３９にセットされた加熱定着ローラ２９の内部に位置して加熱定着ローラ２９を輻射熱により加熱するハロゲンヒータ４０と、加熱定着ローラ２９の表面温度を非接触で検出する放射温度計４１と、図示を略す送り機構により加熱定着ローラ２９の長手方向に移動可能な基台４２と、基台４２上に回転自在に設けられるとともに、加熱定着ローラ２９に圧接する圧接ローラ４３と、付勢用のスプリング４４を介して圧接ローラ４３を加熱定着ローラ２９に押し当てるエアシリンダー装置４５と、加熱定着ローラ２９に対する圧接ローラ４３の当接圧を測定する圧力センサ４６と、圧接ローラ４３の内部に挿入されてこれを加熱するセラミックヒータ４７と、圧接ローラ４３の表面温度を検出する温度センサ４８と、図示を略す冷却ブロー装置と、これらを統合制御する制御装置４９とを備える。
【００３０】
駆動機構３９は制御装置４９により駆動制御されて加熱定着ローラ２９を所定の回転数で回転させる。放射温度計４１は離型層３７の表面温度を検出してこれを制御装置４９にフィードバックし、制御装置４９はその検出温度に基づいてハロゲンヒータ４０を作動させ、離型層３７の表面が所定温度となるように加熱定着ローラ２９を加熱する。
【００３１】
圧接ローラ４３は、外径４０ｍｍ、幅１４ｍｍの円筒状耐熱綱であるＳＵＨ３１０材により構成され、加熱定着ローラ２９に接触する幅方向中央部の箇所がその（圧接ローラ４３の）軸心上の一点を曲率中心とする緩やかな曲線に沿うように形成されている。この圧接ローラ４３は、圧力センサ４６の検出圧力をモニタする制御装置４９によりエアシリンダー装置４５が作動制御されることによって、所定の圧力で加熱定着ローラ２９に押圧されるとともに、温度センサ４８の検出温度をモニタする制御装置４９によりセラミックヒータ４７が加熱制御されることによって、所定の表面温度となるように加熱される。加熱定着ローラ２９に押し当てられた圧接ローラ４３は、加熱定着ローラ２９に対して連れ回りしながら離型層３７に圧接し、その表面を半溶融状態で平滑化する。さらに、圧接ローラ４３は基台４２及び放射温度計４１、温度センサ４８等とともに上記送り機構により加熱定着ローラ２９の長手方向に移動し、最終的には離型層３７の表面がＳｍ≧１５０μｍ、λａ＝２π×（Ｒａ／θａ）≦４０μｍ（基準長さ２．５ｍｍ、カットオフ値０．２５ｍｍ：ＪＩＳ規格Ｂ０６０１）を満たすようにその全体を平滑化する。
【００３２】
なお、ここでは芯金３６が薄肉であるので、それが厚肉（ｔ≧１ｍｍ）である場合のように圧接ローラ４３による加圧力を１０ｋｇｆ（９８Ｎ）程度にまで高めることは強度的に困難であるが、離型層３７が加熱により軟化しているのでその表面を低負荷でも平滑化することができる。また、圧接ローラ４３の材質はＳＵＨ３１０に限られるものではなく、例えば一般鋼材のＳ４５Ｃ材に高温域での酸化を防止するハードクロムメッキ等を施して用いることとしてもよい。
【００３３】
圧接ローラ４３による平滑加工が完了すると、制御装置４９はハロゲンヒータ４０により離型層３７をその構成材料であるＰＦＡ樹脂の融点以上（３２０℃程度）に再加熱し、続いて上記冷却ブロー装置により離型層３７を急冷する。
【００３４】
以上の製造工程を経ることにより、加熱定着ローラ２９は離型層３７の表面の平滑性が高くトナーの固着を抑制することができて耐久性に優れる。また、十点平均粗さＲｚや算術平均粗さＲａのみで評価した場合のように耐久性に関する性能がばらつかないので、加熱定着ローラ２９は製造時に性能管理が容易であるという特性を有する。
【実施例】
【００３５】
本実施例では、加熱定着ローラ２９を平滑装置３８により平滑加工し、その性能試験を行った。ここでは一般にジャーナル付きと呼ばれる加熱定着ローラを使用し、この加熱定着ローラは外形４０ｍｍ（φ４０）、長さ３８０ｍｍで両端部がφ３０に絞られた形状を有する。この加熱定着ローラ２９の芯金３６は既述のように肉厚ｔが０．７ｍｍ以下の薄肉であり、その外周面にはＰＦＡ樹脂を主成分とするフッ素樹脂材料のコーティング（静電塗装）により膜厚約２０μｍの離型層３７が形成されている。
【００３６】
上記平滑加工の際には、加熱定着ローラ２９を駆動機構３９にセットし、これを回転数３００ｒｐｍで回転させ、２００Ｖ、１４００Ｗのハロゲンヒータ４０により圧接ローラ４３の当接箇所が３００℃程度になるように加熱する。圧接ローラ４３はバネ定数０．３ｋｇｆ／ｍｍ（２．９４Ｎ／ｍｍ）のスプリング４４を介してエアシリンダー装置４５により離型層３７に圧接され、上記送り機構により加熱定着ローラ２９の長手方向に沿って３ｍｍ／ｓの速度で移動し、離型層３７の表面を走査する。圧接ローラ４３の加圧力及び表面温度はそれぞれ約２．０ｋｇｆ（１９．６Ｎ）、３５０℃以上となるように調整し、この圧接ローラ４３による平滑処理後は大浩研熱株式会社製のフラットノズルＤＹ−４００を用いて冷却速度２０℃／ｓ以上で冷却ブローを行った。ここで、加熱定着ローラ２９の表面温度と圧接ローラ４３の表面温度との間に差を設けるのは、両温度の差が一定以上ある方が加熱定着ローラ２９の表面が平滑性に優れるからであり、例えば加熱定着ローラ２９の表面温度（離型層３７の表面温度）と両温度の差とをパラメータにとって平滑加工後の離型層３７の表面状態を観察すると、図４に示すようなグラフが得られ、両温度の差が２５℃以上である場合に平滑性が良好なことがわかる（なお、図４において、ランク１は製品基準を満たさない粗面状態を表し、ランク３は製品基準を満たす平滑面状態を示し、ランク２はそれらの中間であって全数検査を要する程度のほぼ製品基準線上の面状態を示す。）。
【００３７】
以上のように製造された加熱定着ローラ２９（以下「実施例ローラ」という。）の表面粗さを、株式会社東京精密製のサーフコム１５００Ａにより、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１に準じて基準長さ２．５ｍｍ、カットオフ値０．２５ｍｍの条件下で測定すると、表１に示す結果が得られた。この表１には併せて比較例となる加熱定着ローラ（Ｓｍ≧１５０μｍ、かつ、λａ＝２π×（Ｒａ／θａ）≦４０μｍの条件を満たさない加熱定着ローラであって、冷却時に除冷（自然冷却）した二次焼成品や、冷却時に低いブロー圧、低い冷却速度で製造したものが該当する。以下、この加熱定着ローラを「比較例ローラ」という。）の測定結果を示す。
【００３８】
【表１】
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ここで、表１は実施例ローラ及び比較例ローラを複数本ずつ製造したときの各ローラのサンプリング箇所におけるＳｍ等の測定値（の範囲）を示し、このうちのいくつかをデジタル複写機（複写機１１に相当）又は定着ユニット（複写機１１における加熱定着ローラ２９、ハロゲンランプ３０、加圧ローラ３２及び分離爪３３がユニット化されたものに相当）にセットして画像評価試験、爪摩耗試験（耐久性試験）を行った。
【００３９】
［画像評価試験］
画像評価試験では、実施例ローラ及び比較例ローラをデジタル複写機（株式会社リコー製  imagio Neo 450（線速：４５ｃｍ／ｍｉｎ））にセットし、黒ベタラインの画像パターンを５枚ずつ３分間欠で印刷して計７万枚の通紙を行った。通紙に用いた転写紙（用紙）は炭酸カルシウムの含有量が多い専用紙（商品名：セイバーＸ）であり、実施例ローラ及び比較例ローラに対する分離爪の当接荷重は１０ｇｆ／ｍｍ（９８Ｎ／ｍｍ）とし、実施例ローラ及び比較例ローラにおけるトナーの固着を生じやすくした。本試験で使用した各ローラについての測定値（３つのサンプリング箇所における測定値）を表２に示し、画像評価の判定基準を次のように規定したときの試験結果を表３に示す。
【００４０】
○…定着ローラにトナーが固着しておらず、画像不良も発生していない。
【００４１】
△…定着ローラにトナー固着がみられるが、画像不良には至っていない。
【００４２】
×…画像不良が発生している。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
【表３】
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［爪摩耗試験］
爪摩耗試験では、定着ユニット（株式会社リコー製  ＤＡ２５０用）を改造した単体の試験装置を使用して、実施例ローラ及び比較例ローラに対する分離爪の爪荷重を４５ｇｆ（４．４×１０２Ｎ）、７５ｇｆ（７．４×１０２Ｎ）及び１００ｇｆ（９．８×１０２Ｎ）に水準を振って加速試験を行った。この試験においては実施例ローラ及び比較例ローラを定着温度の１８５℃に加熱し、上記各爪荷重で分離爪を当接させた状態で線速５００ｍｍ／ｓで連続運転し、７２時間経過後における爪摩耗量（分離爪によるローラ表面の摩耗量）を測定した。さらに、爪摩耗試験を終えた実施例ローラ及び比較例ローラを画像評価試験で使用したデジタル複写機にセットし、黒ベタ画像を連続印刷して摩耗箇所による印刷画像の評価を行った。本試験で使用した各ローラについての測定値を表４に示し、試験結果を表５に示す。
【００４５】
【表４】
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【００４６】
【表５】
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上記各試験より、比較例ローラでは画像不良や摩耗が問題となるような状況下でも、実施例ローラではそれらが問題として現れ難いことがわかった。例えば表３によれば比較例ローラでは３万枚の通紙でトナー固着がみられるが、実施例ローラでは通紙が７万枚に及ぶまでトナー固着がみられない。また、表５によれば実施例ローラは比較例ローラに比べて全般的に摩耗し難いことがわかり、摩耗に起因する画像不良も起こさなかった。
【００４７】
このように、本実施の形態に係る加熱定着ローラ２９（実施例ローラ）は、Ｓｍ≧１５０μｍ及びλａ≦４０μｍが満たされることにより、単に離型層３７の表面の平滑性が数値的に高いばかりでなく、トナーの固着を抑制することができて耐摩耗性に優れている。さらに、そのＳｍ及びλａの数値条件と耐久性との間に高い相関性があるので、製造時に性能管理が容易で高寿命の製品を歩留まりよく製造することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は上述した形態に限られるものではなく、例えば上記形態では定着部材を加熱定着ローラとしたが、図５に示す無端状の定着ベルト５０としてもよい。定着ベルト５０は、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料からなるベルト基体５１の表面上に、離型層３７と同一の材料からなる離型層５２が設けられて構成され、駆動ローラ５３，５４に架け渡されて矢印Ｃ方向に回転しながらトナーＴを用紙Ｐに定着させる。この定着ベルト５０によれば、定着装置や画像形成装置におけるレイアウト設計に余裕度が増して装置の小型化や装置内部の省スペース化を図ることができるほか、ベルト基体５１の薄肉化が容易であるから定着温度までの立ち上がり時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】発明を実施するための最良の形態に係る複写機を示す説明図である。
【図２】図１の複写機の定着部を拡大して示す説明図である。
【図３】（Ａ）は平滑装置の正面図であり、（Ｂ）は平滑装置を側面視した断面図である。
【図４】加熱定着ローラの表面温度と圧接ローラの表面温度との温度差による離型層表面の平滑状態の相違を示す説明図である。
【図５】複写機の他の例を示す説明図である。
【図６】従来の画像形成装置における定着装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１１  複写機（画像形成装置）
２１  感光体ドラム（感光体）
２３  レーザー光源（露光手段）
２４  現像ローラ（現像手段）
２５  転写ローラ（転写手段）
２９  加熱定着ローラ（定着部材）
３２  加圧ローラ（当接部材）
３６  芯金
３７  離型層
４３  圧接ローラ（平滑部材）
Ｐ    用紙（記録体）
Ｔ，Ｔ’  トナー
【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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