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CN101661260A - 图像加热设备 - Google Patents

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CN101661260A CN200910168662A CN200910168662A CN101661260A CN 101661260 A CN101661260 A CN 101661260A CN 200910168662 A CN200910168662 A CN 200910168662A CN 200910168662 A CN200910168662 A CN 200910168662A CN 101661260 A CN101661260 A CN 101661260A
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Abstract

一种图像加热设备，包括：可旋转加热构件，其用于加热处于夹持部中的记录材料上的图像；夹持部形成构件，其用于与所述可旋转加热构件配合以形成夹持部；可旋转摩擦构件，其具有用于摩擦所述可旋转加热构件的摩擦材料；其中，所述摩擦构件通过其与所述可旋转加热构件的摩擦操作提供不小于0.5μm并且不大于2.0μm的表面粗糙度Rz，以及沿旋转轴线方向每100μm上不少于10个的凹部，所述凹部具有不超过10μm的宽度。

Description

图像加热设备
本申请是申请日为2007年8月8日、申请号为200710138479.5、发明名称为“图像加热设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于加热记录材料上的调色剂图像的图像加热设备。对于这种图像加热设备来说，存在通过加热记录材料上的未定影调色剂图像进行定影的定影装置，通过加热定影到记录材料上的调色剂图像提高图像光泽性的光泽度提高装置，等等。该图像加热设备可用于利用电子照相型方法的成像设备，例如复印机、打印机和传真机。
背景技术
在使用电子照相型等的成像设备中，使用定影装置将通过调色剂形成在记录材料上的图像定影到记录材料上。对于这种定影装置来说，广泛地使用利用定影辊和压辊的辊子对型定影装置。
近年来，广泛使用无油定影装置，其为了图像形成而使用包含分离材料的调色剂。该无油定影装置包括定影辊，其具有叠置到芯金属上的弹性层和分离层。该分离层包括具有优异分离性质的材料，例如氟化树脂材料，该应用利用在表面中具有优异分离性质的管进行。
近年来，增大了对具有均匀光泽性的高光泽度成像的需要，并且为了实现该目的，优选地使用上述无油定影装置。
但是，为了形成具有均匀光泽性的高光泽性图像，过去无关紧要的问题变得重要。换句话说，结果是，通过使用定影辊表面提供的粗糙性具有很大影响。这将进行详细描述.
影响定影辊表面状况的因素中最显著的一个是毛边，其通过在记录材料制造期间执行的切削步骤形成在围绕记录材料的边缘上。该毛边的大小根据记录材料的类型而不同，但是大毛边的尺寸为几微米到大约十微米。
如图11所示，当具有这种毛边的记录材料由定影辊1和压辊2夹住并供给，该毛边在定影辊的表面上形成了微小凹部。
特别是，当具有相同宽度的记录材料连续提供给定影装置时，对定影辊的损坏是最大的。
因此，又深又大的刮痕(粗糙或凹坑和突出部分)连续地形成在与记录材料的毛边相接触的定影辊的部分(图9(a)中的III区域)上。另一方面，由这种毛边导致的刮痕不形成在不与记录材料的毛边相接触的定影辊的部分(图9(a)中的I，II区域)上。图9显示了在连续执行小尺寸(在A4片材纵向进给的情况下)的记录材料的定影处理之后，定影辊的表面粗糙度Rz。
如该图所示，当在产生局部深刮痕的状态下对大尺寸的记录材料进行定影处理时，定影图像的光泽度不均匀，因此降低了图像质量。更具体地，由毛边导致的深刮痕出现在定影图像中，其定影图像的一部分变得粗糙。因此，定影图像的光泽度部分地降低至很大程度。
如图12所示，由毛边导致的深刮痕延伸在定影辊的整个周边上，因此，低光泽部分连续地形成在图像上。
这样，当定影辊粗糙表面的状态局部不同时，该定影辊表面的粗糙度状态反映在调色剂层上。
换句话说，为了形成高光泽度和高质量的图像，人们希望稳定地保持定影辊表面的状态。
日本专利申请公开Hei 7-89257、待审查的日本公开专利申请Hei2-266383和待审查的日本公开专利申请Hei 4-213482公开了定影装置，其中定影辊由清洁网(镀镍网)研磨。在此，利用这种清洁网通过研磨从定影辊的表面上去除污染物。
但是，在上述参考文献中，定影辊的表面被刮削，露出新的表面，因此，不可避免地减少了定影辊的寿命。特别是，当表面上设置有分离层例如氟化树脂材料的定影辊利用这种方法研磨时，破坏了分离功能，在进行随后的定影处理时，调色剂偏移到定影辊上并且产生定影缺陷。因此，需要频繁地更换定影辊。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像加热装置，例如定影装置，其能够防止在图像上产生不均匀光泽，同时防止可旋转加热构件的寿命减少。
根据本发明的一个方面，提供了一种图像加热设备，包括：可旋转加热构件，其用于加热处于夹持部中的记录材料上的图像；夹持部形成构件，其用于与所述可旋转加热构件配合以形成夹持部；可旋转摩擦构件，其具有用于摩擦所述可旋转加热构件的摩擦材料；其中，所述摩擦构件通过其与所述可旋转加热构件的摩擦操作提供不小于0.5μm并且不大于2.0μm的表面粗糙度Rz，以及沿旋转轴线方向每100μm上不少于10个的凹部，所述凹部具有不超过10μm的宽度。
尽管本发明已经参照此处公开的结构进行了描述，但是不应局限于所述细节，本申请用于涵盖包括在下列权利要求或改进目的范围之内的此类改变或变化。
附图说明
图1是成像设备的示意性剖视图，根据本发明的图像加热装置适用于所述成像设备。
图2是根据本发明图像加热装置的实施例的定影装置的示意性剖视图。
图3是更新辊的层结构的示意图。
图4是更新辊的示意性放大剖视图。
图5是显微硬度测量实例。
图6是显示了显微硬度强度测量的图表。
图7是更新辊的摩擦模型的实例。
图8是比较例的定影装置的实例的示意性剖视图。
图9是定影辊表面状况的实例。
图10是显示了定影辊表面状况变化的图表。
图11是记录片材的毛边的示意图。
图12是边缘刮痕的实例。
图13是进行摩擦操作之前的定影辊表面状况和在各种情况下进行摩擦操作之后的定影辊的表面状况的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对根据本发明的图像加热装置进行详细描述。
实施例1
在该实例中，图像加热装置是定影装置，其用于定影形成在记录材料上的未定影调色剂图像。在描述该定影装置之前，将首先描述成像设备的成像站。
(成像设备)
图1是成像设备的示意性剖视图。根据该实施例的成像设备100为电子照相型的全色激光束打印机。在该装置中，第一、第二、第三和第四成像站110a-110d并列布置。在每个成像站110a-110d中，通过潜像形成、显影和转印处理形成不同颜色的调色剂图像。
每个成像站110a-110d设置有作为图像承载构件的鼓型电子照相感光构件111a-111d，即，感光鼓。每个感光鼓111a-111d沿图中箭头R1的方向以预定表面移动速度(圆周速度)旋转。彩色调色剂图像形成在感光鼓111a-111d上。邻近每个感光鼓111a-111d设置有作为中间转印构件的中间转印带120。形成在每个感光鼓111a-111d上的彩色调色剂图像在初次转印部分N1a-N1d中初次转印到中间转印带120上，并且在二次转印部分N2中二次转印到记录材料S上。其上转印有调色剂图像的记录材料S进给到定影装置130内部。通过在定影装置130中加热和压紧记录材料S，调色剂图像定影到记录材料S上。其后，记录材料S作为记录图像排出到所述装置外面。在每个成像站110a-110d中，作为充电装置的充电辊112a-112d和作为显影工具的显影装置114a-114d设置在感光鼓111a-111d周围。围绕每个感光鼓111a-111d设置有作为初级充电装置的初次转印辊115a-115d和作为清洁工具的清洁装置116a-116d。另外，在每个感光鼓111a-111d上方，在图中，设置有作为曝光工具的激光扫描器113a-113d，其设置有光源装置和多棱镜。
感光鼓111a-111d由充电辊112a-112d大体上均匀地充电。在激光扫描器113a-113d中，感光鼓通过激光束由多棱镜扫描，所述激光束从旋转的光源装置射出。扫描光束通过反射镜偏转并通过fθ透镜聚焦在感光鼓111a-111d的外周表面上。这样，通过对感光鼓111a-111d曝光，根据图像信号的静电图像(潜像)形成在感光鼓111a-111d上。
在每个显影装置114a-114d中，每种黄色、品红色、青色和黑色的调色剂作为预定量的显影剂填充。调色剂由供给装置117a-117d适当地提供到每个显影装置114a-114d中。每个显影装置114a-114d将感光鼓111a-111d上的潜像相应地显象为黄色调色剂图像、品红色调色剂图像、青色调色剂图像或黑色调色剂图像。
中间转印带120沿图中的箭头R2的方向以与感光鼓111a-111d相同的表面运动速度(圆周速度)转动。
例如，当形成全色图像时，第一颜色(黄色)调色剂图像首先形成在感光鼓111a上，并且由感光鼓表面承载。感光鼓111a和中间转印带120彼此接触以形成夹持部(初次转印部分)N1a。当黄色调色剂图像穿过该夹持部时，它转印到中间转印带120的外表面上(初次转印)。这时，初次转印偏置电压通过初次转印辊115a施加到中间转印带120上，调色剂图像通过由该初次转印偏置电压形成的电场和压力的作用从感光鼓111a转印到中间转印带120上。
类似地，第二颜色品红调色剂图像、第三颜色青色调色剂图像和第四颜色黑色调色剂图像顺序地重叠转印到中间转印带120上，从而形成对应于所要彩色图像的合成彩色调色剂图像。
在二次转印部分N2中，作为二次转印工具的二次转印辊121与中间转印带120平行支撑。在图中，二次转印辊121接触中间转印带120的下表面部分。对二次转印辊121来说，预定二次转印偏置电压由二次转印偏置电压源施加。
另一方面，在记录材料供给装置140中，记录材料S由片材供给盒141通过对准辊142、转印预导向装置(未显示)等提供。中间转印带120和二次转印辊121彼此接触以形成夹持部(二次转印部分)N2。记录材料S以预定定时供给穿过该夹持部。同时，二次转印偏置电压由二次转印偏置电压源施加给二次转印辊121。通过该二次转印偏置电压重叠地转印到中间转印带120上的合成彩色调色剂图像从中间转印构件130(辅助转印)转印到记录材料S上。
在初次转印结束以后，保持在每个感光鼓111a-111d上的调色剂(未转印调色剂)利用清洁装置116a-116d去除和收集。这样，每个感光鼓111a-111d被清洁，并且准备形成下一个潜像。保持在中间转印带120上的调色剂和其他杂物通过与中间转印带120的表面相接触的清洁网(无纺织物)122擦除。
承载调色剂图像的记录材料S从二次转印部分N2引入定影装置130，所述定影装置将在下文进行描述。在定影装置130中，通过施加到记录材料S上的热量和压力将调色剂图像定影到转印材料S上。
(定影装置)
图2是定影装置130的实施例的示意性剖视图，所述定影装置为根据本发明的图像加热装置。定影装置130包括作为用于加热记录材料S上的图像的可旋转加热构件的定影辊(定影构件)1，和作为用于接触定影辊1而形成夹持部(定影夹持部)的可旋转压制构件的压辊(压紧构件)2。定影辊1由设置在内部的热源15加热，并且承载调色剂图像的记录材料S被夹紧并供给到定影夹持部N3中，使得调色剂图像定影到记录材料S上。在该实施例中，定影装置130设置有作为摩擦构件的可旋转更新辊3，用于通过摩擦定影辊1的表面恢复其表面性质。
如下文将要描述的，更新辊3重叠地摩擦由于记录材料S通过而变粗糙的定影辊1的表面和未受损坏的表面。因此，它将图像上的光泽差减少到差异不被察觉的程度。更新辊3提供摩擦刮痕，大体上不会刮掉定影辊1的表面。换句话说，更新辊3通过使定影辊1的表面粗糙至希望的等级而使表面状况均匀化。因此，图像上不希望的光泽差得以抑制。
(1)定影辊
定影辊1包括金属芯轴(底层)11和位于其上的弹性层12，所述弹性层12包括橡胶层和位于其上作为表层的分离层13。在该实施例中，芯轴是外径为68mm的空心铝芯。弹性层是橡胶硬度为20度(JIS-A，1kg载荷)的硅橡胶层，并且它模制成1.0mm的厚度。表面分离层为30微米厚的氟化树脂材料制成的敷层。定影辊1的外径为70mm。定影辊1由设置在芯金属11的纵向(旋转轴线方向)相对端处的支撑构件可旋转地支撑。定影辊由作为驱动装置的未显示电机沿图中箭头方向旋转驱动。
分离层13为氟化树脂材料管，该管由具有优异分离性质的氟化树脂材料制成。对于氟化树脂材料来说，PFA树脂材料(四氟乙烯树脂材料和全氟烷氧乙烯树脂材料的共聚树脂材料)，PTFE(四氟乙烯树脂材料)等都是可使用的。在该实施例中，分离层13的材料是PFA树脂材料管。作为定影辊1的表面层的分离层13的厚度优选地为10微米或以上和60微米或以下。特别地，在该实施例中，定影辊1的表面层的显微硬度为1.0GPa。该显微硬度的细节将在下文进行描述。
定影辊1在其内部包括作为热源的卤素加热器15。通过未显示的温度传感器和未显示的温度控制电路实现温度控制以提供160℃。
(2)压辊
压辊2包括金属芯轴(底层)21和位于其上的包括橡胶层的弹性层22，和位于其上作为表层的分离层23。在该实施例中，芯轴是外径为48mm的空心铝芯。弹性层是橡胶硬度为20度(JIS-A，1kg载荷)的硅橡胶层，并且其厚度为1.0mm。分离层为30微米厚的氟化树脂材料制成的敷层。压辊外径为50mm。压辊2由设置在芯金属21的纵向(旋转轴线方向)相对端处的支撑构件可旋转地支撑。位于压辊2的相对纵向端部处的支撑构件由作为促动装置的压簧(未显示)相应促动，使得压辊2在预定压力下压向定影辊1。因此，形成位于定影辊1和压辊2之间的定影夹持部N3，其具有预定宽度(沿辊外周运动方向测量的尺寸)。在该实施例中，压辊2通过总压力800N压靠在定影辊1上。
在该实施例中，定影辊1的表面移动速度(圆周速度)为220mm/s。该定影辊1的圆周速度与成像设备100的加工速度(图像输出速度)相对应。
(3)更新辊
还是参照图3，作为摩擦构件的更新辊3包括由SUS304(不锈钢)制成的外径为12mm的芯金属(基材)31、由以高密度提供的磨粒构成、作为摩擦材料的摩擦层(表面层)33和位于它们之间的粘合层(中间层)32。
图4是更新辊3的示意性放大剖视图。对于构成更新辊3的表层的摩擦层33的摩擦材料33A来说，可用的材料包括氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛、氧化锆、硅酸锂、四氮化三硅、碳化硅、氧化铁、氧化铬、氧化锑、金刚石和这些材料的混合物，所述材料形式为用粘合层32粘结的磨粒。
在该实施例中，摩擦材料33A为矾土(氧化铝)(它还称作“人造刚玉”或“Molundum”)材料。矾土材料是最广泛使用的磨粒。所述材料较之定影辊1具有足够高的硬度，并且具有锐角配置，因此，它在机械加工性能方面表现优异，为此，它在本实施例中优选地用作摩擦材料33A。
更新辊3由设置在芯金属31的纵向(旋转轴线方向)相对端部处的支撑构件可旋转地支撑。更新辊3由作为驱动装置的电机34可旋转地驱动。位于更新辊3的相对纵向端部处的支撑构件由作为促动装置的压簧(未显示)促动，通过该促动装置使更新辊3在预定压力下压向定影辊1。因此，形成位于更新辊3和定影辊1之间的摩擦夹持部N4，其相对于表面移动的每个方向具有预定宽度。更新辊3可以在更新辊3和定影辊1之间的接触部分(摩擦部分)中相对于辊子的表面移动方向同向或反向地旋转。如下文所述，在定影辊1和更新辊3优选地提供圆周速度差。
更新辊3的结构和操作例如压力、旋转方向、表面移动速度(圆周速度)将在下文进行描述。
(4)定影辊的表面状况
在此，将对由于记录材料S通过的原因造成的定影辊表面状况的变化进行描述。
发明人已经研究了通过片材处理、片材粉、偏移调色剂等的冲击造成定影辊1的表面逐渐弄脏损坏的问题，特别是片材通过的冲击问题，并且揭示了下列情况。
当许多记录片材在恒定位置处提供给定影辊1时，定影辊1的表面粗糙度变得不均匀。如图9(a)所示，详细地讲，在(I)片材通过区域，(II)非片材通过区域，和(III)与片材通过区域和非片材通过区域之间边界的边缘部分相对应的区域之间，定影辊1的表面粗糙度及其他性质彼此不同。
设置有表面分离层，例如氟化树脂材料的定影辊1的表面处于镜面状况，在最初的使用阶段，其表面粗糙度Rz(JIS，10点平均粗糙度)为大约0.1微米-0.3微米。在定影辊1上记录片材通过的区域(I)中，定影辊1的表面由于冲击，例如片材纤维和外部添加的调色剂材料的冲击而逐渐变得平坦。该区域的定影辊1的表面粗糙度Rz逐渐增大到大约1.0微米(图10)。
为了测量表面粗糙度Rz，使用由Kabushiki Kaisha KosakaKenkyujo处购得的表面粗糙度测量装置SE-3400。对于测量条件来说，发送速度为0.5mm/s，切开量(cutting off)为0.8mm，测量长度为2.5mm。
如上所述，围绕记录片材的边缘(下文称作“边缘部分”)具有在片材切割期间产生的毛边(图11)。为此，在对应于边缘部分、靠着定影辊1的区域(III)中，冲击较大，并且该区域的定影辊1的表面粗糙度Rz逐渐增大到大约1.0微米-2.0微米(图10)。当切削刀具在切削步骤中由大尺寸磨损并且锋利度变差时，易于产生毛边。
在记录片材不通过的区域(II)中，定影辊1的表面与相对的压辊2相接触。该区域的定影辊1的表面粗糙度Rz与片材通过区域(I)相比缓慢增大到大约1.0微米。
因此，在连续的片材处理之后，定影辊的表面粗糙度变化如下。
与边缘的接触部分(III)＞片材通过区域(I)＞非片材通过区域(II)＞初始状态。
为此，定影辊1的表面状况根据纵向位置而不同。
下面讲描述定影辊1的表面状况和图像的光泽不均匀性。
当未定影的调色剂图像定影到记录材料S上时，定影装置130将压力和热量提供给记录材料S。这时，定影辊1的微小表面状况在定影之后压印在调色剂图像表面上。当定影辊1上的表面状况变化时，表面状况差显现到与其对应的调色剂图像上。因此，在图像上产生光泽不均匀性(光泽性方面的不均匀性)(图12)。
特别地，该现象在具有高表面光洁度的高光泽度铜版片材中非常明显。在用于办公室中的高质量片材的情况下，它通常处于不可见等级。作为发明人研究的结果，由片材边缘部分产生的刮痕取决于片材类型，但是在片材具有通过片材切割所产生的大毛边的情况下，刮痕相对较大。由其他厚片材、铜版片材等的边缘部分产生的刮痕相对较少。
通常地，在具有高的正反射光图像可再现性的情况下，光泽性高。当可再现性低或没有的情况下，光泽性低。例如，当在日光灯照射下看到照片(film photograph)图像时，不仅日光灯光，而且日光灯配置被反射。在这种情况下，无意识地产生高光泽性。这是因为摄影图像的表面状况是光滑和镜状的。另一方面，在低光泽度的情况下，情况相反。图像表面状况粗糙，日光灯光散射，并且其配置不反射在图像中。这样，在图像表面状况的粗糙度和光泽性之间存在相互关系。
为此，特别地，在将图像定影到需要高图像质量的高光泽度铜版片材上的情况下，低光泽度条出现在对应于定影辊1的边缘部分的位置(粗糙位置)上，或者在片材通过区域和非片材通过区域之间产生光泽差。这样，在图像上产生光泽不均匀性。
(5)更新辊进行的摩擦操作(更新操作)
在该实施例中，利用更新辊3消除了由于定影辊1的表面受损而导致的图像光泽不均匀性，其中所述表面损坏由记录材料S的通过造成。更特别地，通过更新辊3在定影辊1的整个纵向区域(片材通过区域，非片材通过区域和与边缘部分的接触区域)上形成细摩擦刮痕而去除粗糙度差异。这样，利用更新辊3可以改变定影辊1的表面状况(更新)。因此，图像上与边缘部分相对应的位置处的片材通过区域和非片材通过区域之间的低光泽条纹和光泽性差异被消除。换句话说，可以提高定影辊的表面状况。通过形成许多这种细摩擦刮痕的更新辊3而使形成在定影辊1上的刮痕在图像上不可见。换句话说，在该实施例中，细摩擦刮痕重叠在定影辊1表面上的已有刮痕上，因此，它们在记录材料S上不可见(图9(b))。
更具体地，例如在设置有例如氟化树脂材料层的表面分离层的定影辊1的情况下，光滑定影辊1表面的表面粗糙度Rz为大约0.1微米-0.3微米，粗糙辊表面(无定向的凹部)的表面粗糙度Rz为大约0.5微米-2.0微米。如下文所述，另一方面，在该实施例中，通过更新辊3的摩擦操作沿定影辊1的旋转方向在定影辊1上刮出摩擦刮痕(有方向的细小凹部)，其对应于0.5微米或以上和2.0微米或以下的表面粗糙度Rz。另外，通过摩擦材料33A产生的宽度为10微米或以下的摩擦刮痕(凹部)沿旋转轴向方向以每100微米10条或以上的比率形成。因此，定影辊1的表面得以更新或修复。
在此，更新辊3的摩擦操作在定影辊1的表面上主动和有意地产生细摩擦刮痕。这不意味着或用于通过刮磨定影辊1的表面而露出表面以下的部分。即，由更新辊3造成的定影辊1的摩擦等级不与定影辊1的传统磨损处于相同等级，而是将定影辊1的表面粗糙度状态修复到初始状态的等级(压纹或压痕等级)。换句话说，通过使用更新辊3摩擦定影辊1而修复定影辊1的表面状况。为此，通过更新辊3刮下的定影辊1的分离层13的刮削量在定影辊1的寿命期间处于不能测量的等级范围内，或者位于测量误差等级范围内。但是，由于定影辊被更新辊3损坏，该刮削量不是指定影辊的表面根本不刮削。
(6)执行摩擦操作
对于更新辊3来说，在成像期间不必始终连续地摩擦定影辊1。例如，可以提供片材处理计算器，因此根据片材处理数目，可以进行周期性和自动的摩擦操作。可选地，当使用者考虑图像上的光泽不均匀性时执行摩擦操作。为了完成该操作，操作按钮可以设置在成像设备100的操作部分中，作为用户可选择的模式。在根据该实施例的定影装置130中，提供使更新辊3可朝向和远离定影辊1移动的分离/接触装置。
在该实施例中，设置有分离/接触机构和旋转机构的更新辊3通过适当的定时与定影辊1形成接触。由分离/接触机构36执行的更新辊3相关于定影辊1的分离/接触操作通过电机34和作为控制装置的控制器37进行控制。另外，在该实施例中，控制器37控制电机34的操作，所述电机34将驱动力传递给更新辊3。如上所述，通过使用弹簧压紧更新辊3的相对端部执行更新辊3对定影辊1的压紧。
这样，在该实施例中，通过分离/接触机构，更新辊可朝向和远离定影辊1移动，通常地，从图像形成过程中的分离状态开始，在希望的定时建立接触状态并持续一段希望的时间，由此可以改变定影辊的表面。
在特定实例中，更新辊3可以在下列情况下接触定影辊1。即，在成像设备100中，例如，当提供尺寸为小于A3的记录材料时，计算累加的片材处理数目。当累加数超过预定值(通常100-1000，例如，500张)时，成像设备100执行定影辊1的摩擦模式。在摩擦模式中，更新辊3的分离/接触机构36在成像操作的临时静止状态下操作，并且执行使更新辊3接触定影辊1的操作。例如，当提供用于使压辊2与定影辊1隔开的机构时，压辊2与定影辊1隔开，同时使更新辊3与定影辊1接触。当压辊2的分离操作结束时，定影辊1开始以预定圆周速度(通常与图像形成时的圆周速度相同)进行旋转操作。利用预定的圆周速度差，更新辊3开始旋转操作，并且持续操作预定的时间段。其后，当定影辊1和更新辊3的操作结束时，返回到正常的成像状态。
这样，可以提供更新辊3的分离/接触机构。典型地，当图像形成在具有更大尺寸的片材上时，由片材边缘产生在定影辊1上的刮痕将出现在图像上。由此，只有在这种片材类型改变时执行使更新辊3接触定影辊1的操作。因此，定影辊1和更新辊3的寿命可以优选地延长。
在另一实例中，更新辊3可以在下列情况下接触定影辊1。即，更新辊3压靠定影辊1的时刻可以是通过记录片材的边缘和异物在定影辊1的表面上产生不均匀裂痕和凹凸不平的时刻，例如裂痕和光泽不均匀性的图像缺陷出现在图像上。在这种情况下，当用户在成像设备100的操作部分上选择用于定影辊1的摩擦操作(均匀化处理)时，更新辊3压在定影辊1上并且旋转一段希望的时间。
在该实施例中，更新辊3由专用于此的驱动装置驱动，但是本发明不限于此。例如，驱动力由定影辊1的驱动装置输出，使得所述驱动装置相对于定影辊1以圆周速度差由驱动齿轮旋转驱动。例如，定影辊1和更新辊3的齿轮以1到2的齿轮比啮合，由此，可以驱动更新辊3以两倍于定影辊1的表面速度的表面速度旋转。
(7)试验
通过使定影辊产生细摩擦刮痕，下文将详细描述定影装置的优选设置，用于消除由于边缘部分产生在定影辊上的刮痕而造成的光泽不均匀性。在此，通过改变摩擦构件和摩擦操作的条件，在定影辊上产生不同等级的摩擦刮痕，并且研究用于图像光泽不均匀性的消除能量。另外，研究是否产生有害刮痕。
(特定实例和比较例)
表1显示了满足如下所述的优选设备条件的设置的特定实例和比较例。
在此，在比较例中，使施油型定影装置。
该定影装置的定影辊包括外径为68mm的空心铝芯和位于其上作为弹性层的硅橡胶，所述硅橡胶具有20度(JIS-A 1kg载荷)的橡胶硬度。它具有1.0mm的厚度和70mm的外径。定影辊的外周与施油型辊接触。施油型定影装置的定影辊表层的显微硬度为0.02GPa。定影装置的压辊具有外径为48mm的空心铝芯和作为弹性层的硅橡胶，所述硅橡胶具有20度(JIS-A，1kg载荷)的橡胶硬度。它具有1.0mm的厚度和50mm的外径。该压辊在总压力800N下压到定影辊上。
无油型定影装置具有与除了表1所示各种条件设置之外的实施例中的定影装置类似的结构。
表1
  定影辊   摩擦材料   圆周速度mm/s   压力[N]   时间
  比较例1   施油型   清洁网   ≈0   20   5秒
  比较例2   无油   清洁网   ≈0   20   5秒
  比较例3   无油   更新辊#4000   0   20   5秒
  比较例4   无油   更新辊#1000   220从动   20   5秒
  比较例5   无油   更新辊#1000   220从动   20   50秒
  比较例6   无油   更新辊#800   -110   20   5秒
  实例1   无油   更新辊#1000   -110   20   5秒
  实例2   无油   更新辊#4000   -110   20   5秒
  比较例7   无油   更新辊#6000   -110   20   5秒
  实例3   无油   更新辊#4000   -110   10   5秒
  实例4   无油   更新辊#4000   -110   100   5秒
  比较例8   无油   更新辊#4000   -110   150   5秒
  实例5   无油   更新辊#4000   440   20   5秒
  比较例9   施油型   更新辊#4000   -110   20   5秒
如图8所示，比较例1和2中摩擦定影辊1的摩擦构件不是更新辊3，而是清洁网200。该清洁网200由普通耐热纤维(Nomex(商品名称))制成。对于清洁网200来说，设置有弹性层的网辊210通过具有总压力为20N的弹簧压在相对的纵向端部上，由此，所述网辊压在定影辊1上。清洁网200从退绕侧(退绕辊)211以0.5mm/一张记录材料S向绕紧侧(绕紧辊2-2)间歇地移动。但是，它相对于定影辊1的圆周速度220mm/s大体上处于静止状态。
摩擦时间(摩擦操作的持续时间)是利用摩擦构件执行刮削定影辊1的表面的操作的时间。定影辊1的外径为70mm，因此，外周长为220mm(70πmm)，5秒的摩擦操作对应于定影辊1的5整转。
在比较例3-9和特定实例1-5中，使用更新辊3。如上所述，更新辊3具有由SUS制成的外径为12mm的芯金属31，和位于其上的粘合层32。在粘合层32中，密集地粘结有磨粒33A(图4)。表1中的#800，#1000，#4000，#6000是更新辊3的磨粒33A的粒度。磨粒33A的颗粒尺寸具有特定分布范围，但是平均粒度#800相当于大约20微米，#1000相当于大约16微米，#4000相当于大约3微米，#6000相当于大约2微米。磨粒33A为上述的矾土类型。
优选地是，磨粒的平均颗粒尺寸为与上述磨粒粒度标号相对应的5微米或以上和20微米或以下。
在此，使用扫描电子显微镜S-4500(由Kabushiki Kaisha HitachiSeisakusho，Japan处购得)确定磨粒粒度。随机地，提取100或以上的颗粒，使用成像处理分析设备Luzex3(可由Kosaka KabushikiKaisha，Japan处购得)计算数均粒度。
对辊子的压力(总压力)N由表面压力测量分配系统I-SCAN(可由Nitta Kabushiki Kaisha，Japan处购得)测量。该测量在定影辊和压辊处于静止的状态下进行。
在每个实例中，更新辊3的相对纵向端部通过弹簧在总压力为10N-150N的情况下压到定影辊1上。
比较例3中圆周速度为0mm/s是指更新辊3处于静止。比较例4和5中圆周速度为220mm/s是指更新辊3由定影辊1驱动。另外，比较例6-9和特定实例1-4中圆周速度为-110mm/s是指更新辊3在接触部分处相对于定影辊以110mm/s反向运动。另外，特定例5中圆周速度为440mm/s是指更新辊3在接触部分处以440mm/s相对于定影辊同向旋转。
(试验方法)
下面将描述用于比较例和特定实例的试验方法。首先，用于彩色激光复印机(注册商标)的一千张片材(可由Canon Kabushiki Kaisha，Japan购得，高质量片材，A4R)纵向地提供到上述定影装置中。刮痕通过片材的横向端部(垂直于片材进给方向)的边缘部分形成在定影辊1的表面上。该片材的基本重量为80g/m2。涂覆片材，即O.K.顶层128g/m2(可由Shinoji Kabushiki Kaisha处购得，A4)沿宽度方向进给，并且形成具有青色半色调梯度的均匀图像。在该图像上对应于A4R宽度的横向端部的位置处，可以看见由于边缘部分在定影辊上形成的刮痕(边缘刮痕)造成的光泽不均匀性。检查上述摩擦构件使用的刮痕(损坏刮痕)是否达到消除程度以及在图像上是否产生光泽不均匀性的问题。定影辊1上的边缘刮痕部分的表面粗糙度Rz为0.5微米-2.0微米，甚至片材处理操作连续达到100,000张时，表面粗糙度也不会增加。为此，在1000张片材处理之后进行评估。为了确认有害作用，要确认例如灰尘的杂物是否会阻塞相对于定影辊1的表面移动方向而言的夹持部上游。
(试验结果)
表2显示了上述试验的结果。
表2
    光泽不均匀性     缺陷损坏     异物堵塞
    比较例1     ×     ×     ×
    比较例2     ×     ×     ×
    比较例3     ○     ×     ×
    比较例4     ×     ○     ○
    比较例5     ○     ○     ○
    比较例6     ○     ×     ○
    实例1     ○     ○     ○
    实例2     ○     ○     ○
    比较例7     ×     ○     ○
    实例3     ○     ○     ○
    实例4     ○     ○     ○
    比较例8     ○     ×     ○
    实例5     ○     ○     ○
    比较例9     ○     ×     ○
光泽不均匀性：○：无  ×：有
缺陷损坏：    ○：无  ×：有
异物堵塞：    ○：无  ×：有
在图13(a)-(e)中，示意性地显示了与对应于边缘部分的位置相邻的定影辊1的表面。图13(a)显示了在执行摩擦操作之前定影辊1的表面状况。在这种情况下，在图像上产生光泽不均匀性。图13(b)显示了以下状况，其中通过摩擦操作沿定影辊1的表面移动方向在图像上形成其等级可见的刮痕，并且保持边缘刮痕部分和其他部分之间的粗糙度差异。在这种情况下，在图像上产生光泽不均匀性和损坏刮痕。图13(c)显示了以下状况，其中通过摩擦操作沿定影辊1的表面移动方向在图像上形成其等级可见的刮痕，并且边缘刮痕部分和其他部分之间的粗糙度差消除。在这种情况下，在图像上不出现光泽不均匀性，但是出现损坏刮痕。图13(d)显示了以下状况，其中通过摩擦操作沿定影辊1的表面移动方向在图像上形成许多其等级不可见的细刮痕，但是保持边缘刮痕部分和其他部分之间的粗糙度差异。在这种情况下，在图像上产生光泽不均匀性，但是不产生损坏刮痕。图13(e)显示了以下状况，其中通过摩擦操作沿定影辊1的表面移动方向在图像上形成许多其等级不可见的细刮痕，但是边缘刮痕部分及其他部分之间的粗糙度差被消除。在这种情况下，在图像上既不产生光泽不均匀性，也不产生损坏刮痕。
比较例1和2是用于研究通过施油型和无油型的清洁网200是否使边缘刮痕消失、由边缘刮痕形成在图像上的光泽不均匀性是否不会消失、另外是否形成损坏刮痕的实例。来自外部的异物在摩擦期间造成堵塞。
由比较例3的结果可知，仅通过与定影辊1接触的更新辊3使由边缘刮痕形成在图像上的光泽不均匀性消失(不旋转)，但是异物造成阻塞，并且，产生损坏刮痕。
在比较例4中，为了避免损坏刮痕，更新辊3与定影辊1接触并且由定影辊1驱动，但是边缘刮痕不会消失。不会产生损坏刮痕。来自外部的异物不会在摩擦期间造成堵塞。
在比较例5中，比较例4中的摩擦时间延长。即，在比较例中，刮痕不会在比较例4的驱动旋转过程中形成到定影辊上，因此，在通过延长摩擦时间试图消除边缘刮痕的比较例5中，由边缘刮痕产生在图像上的光泽不均匀性不会消失。但是，异物不会造成堵塞，损坏刮痕不会产生。
如上所述，在比较例1-5中，试验了清洁网200的接触、更新辊3不旋转情况下的接触、更新辊3驱动旋转情况下的接触，不能获得就防止光泽不均匀性和防止有害作用而言令人满意的结果。
利用比较例6-9和特定实例1-5，研究了更新辊3旋转的情况。
在比较例6和7以及特定实例1和2中，更新辊3旋转，使得其表面在接触部分处相对于定影辊1反向移动(反向驱动)。更新辊3的磨粒33A的粒度从#800(粗)向#1000，#4000，#6000(细)变化。
因此，在比较例6和特定实例1和2中，由边缘刮痕产生在图像上的光泽不均匀性不能消除。但是，在比较例7中，由于磨粒33A的粒度太细，因此在一些情况下不能消除图像上的光泽不均匀性。在比较例6中，由于磨粒33A的粒度太粗，因此在一些情况下，在定影辊1中产生损坏刮痕。在特定实例1和2以及比较例7中，不会产生损坏刮痕。通过旋转更新辊3，异物不会造成堵塞。人们认为，通过旋转更新辊3，从外面进入更新辊3和定影辊1之间夹持部中的异物排出。
在特定实例3和4以及比较例8中，改变了对更新辊3对定影辊1的压力。在比较例1-7和特定实例1、2中，总压力为20N，但是在特定实例3和4以及比较例8中，总压力改变为10N，100N和150N。因此，在特定实例3和4中，从防止光泽不均匀性和防止有害作用的观点看，结果是令人满意的。在比较例8中，产生了防止光泽不均匀性的作用。但是，由于压力过高，在定影辊1上产生损坏刮痕。
在特定实例5中，更新辊3的旋转驱动方向改变，使得其表面运动方向在接触部分处与定影辊1同向。然后，更新辊3在两倍于定影辊1的圆周速度的圆周速度下旋转。因此，类似于上述反向(counter)驱动的情况，令人满意地实现了光泽不均匀性抑制效果和有害作用抑制效果。
在比较例9中，研究了利用施油型定影辊执行更新辊3的反向驱动的情况。因此，实现了抑制光泽不均匀性的作用，但是，由于定影辊的表层过软，定影辊可能被过多地刮削或剃削，并且产生损坏刮痕。
如上所述，根据使表面变粗糙的情况，细摩擦刮痕形成在定影辊1上，由此，由这种边缘部分所形成刮痕造成的光泽不均匀性可以消除到这样的程度，使得它们不能看见，并且可以避免图像上的损坏刮痕。
(定影辊表面)
对这种令人希望的刮痕进行研究。结果显示于表3中。
表3
  损坏性质   表面粗糙度   宽度   密度[数目/100μm]
  比较例1   细长的   2-5μm   ＜50μm   1＜
  比较例2   细长的   1-3μm   ＜50μm   1＜
  比较例3   细长的   1-3μm   ＜50μm   1＜
  比较例4   孔   0.5-1.0μm   ＜1μm   -
  比较例5   孔   0.5-1.0μm   ＜1μm   -
  比较例6   细长的   1.5-4μm   ＜20μm   5＜
  实例1   细长的   1-2μm   ＜10μm   10＜
  实例2   细长的   0.5-1.5μm   ＜2μm   50＜
  比较例7   细长的   0.5-1.0μm   ＜1μm   100＜
  实例3   细长的   0.5-1.0μm   ＜10μm   10＜
  实例4   细长的   1-2μm   ＜10μm   10＜
  比较例8   细长的   1.5-4μm   ＜20μm   5＜
  实例5   细长的   0.5-1.5μm   ＜2μm   50＜
  比较例9   细长的   2-5μm   ＜5μm   50＜
在比较例1-3中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕(纵向刮痕)，施油型定影辊1的表面粗糙度Rz为2微米-5微米，无油型定影辊1的Rz为1微米-3微米。施油型和无油型的刮痕宽度为大约50微米或以下。所述刮痕是稀疏的，并且该刮痕沿定影辊1轴向方向的数目为每100微米大约一个或以上。刮痕产生于异物堵塞的位置附近。人们认为，因为清洁网200或更新辊3停止，从而造成异物堵塞和定影辊1损坏。由于它们产生在清洁网200和更新辊3中，因此它不取决于摩擦构件，并且人们认为损坏刮痕由于摩擦构件停止而产生。
在比较例4和5中，大量孔形式的凹部产生在定影辊1上。表面粗糙度Rz为0.5微米-1.0微米，刮痕宽度大约为1微米或以下。在这些实例中，通过定影辊1的旋转驱动更新辊3，因此，磨粒33A的自由端顶部配置压印在定影辊1的表层上。为此，不可能产生不明显的边缘刮痕。即使摩擦时间增加到50秒，也不会提供这种作用，但是孔的数目略有增加。刮痕很浅，因此存在上述可能性，其可以通过增大压力或延长摩擦时间获得。但是，不可避免的是增大所需摩擦时间。
在比较例6和8中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕。表面粗糙度Rz为1.5微米-4微米，刮痕宽度大约为20微米或以下。刮痕沿定影辊1轴向的数目为每100微米大约五个或以上。实现了使边缘刮痕不可见的作用，但是刮痕又宽又深，因此，在一些情况下产生损坏刮痕。在这些实例中，刮痕可能过多。
在比较例7中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕。表面粗糙度Rz为0.5微米-1微米，刮痕宽度大约为1微米或以下。刮痕沿定影辊1轴向的数目为每100微米大约100个或以上。在一些情况下，不可能产生不明显的边缘刮痕。但是，刮痕又窄又浅，因此不会产生损坏刮痕。在该实例中，刮痕等级可能过低。
在特定实例1和4中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕。表面粗糙度Rz为1微米-2微米，刮痕宽度大约为10微米或以下。刮痕沿定影辊1轴向的数目为每100微米大约10个或以上。从而提供了使边缘刮痕不可见的作用，并且不产生损坏刮痕。
在特定实例2和5中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕。表面粗糙度Rz为0.5微米-1.5微米，刮痕宽度为大约2微米或以下。刮痕沿定影辊1轴向的数目为每100微米大约50个或以上。还是在这些实例中，提供了使边缘刮痕不可见的作用，并且不产生损坏刮痕。
在特定实例3中，沿定影辊1的表面移动方向产生许多刮痕。表面粗糙度Rz为0.5微米-1.0微米，刮痕宽度为大约10微米或以下。刮痕沿定影辊1轴向的数目为每100微米大约10个或以上。从而提供使边缘刮痕不明显的作用，并且不产生损坏刮痕。
如上所述，用于希望刮痕的条件如下，在所述条件下不能在图像上看到边缘刮痕，并且使边缘刮痕变得不明显。由摩擦操作所提供刮痕形成在定影辊上的表面粗糙度Rz为0.5微米或以上和2.0微米或以下，由磨粒提供刮痕的宽度为10微米或以下，这种刮痕沿定影辊旋转轴向方向的密度为每100微米10个或以上。在增大摩擦刮痕数量的情况下使图像上的摩擦刮痕变得不明显，但是当考虑更新辊的成本和耐久性时，沿定影辊旋转轴向方向的密度优选地为每100微米100个或以下。
在这种情况下，图像(记录材料S上的调色剂部分)上的表面粗糙度Rz为大约0.5或以下，已经证实，该等级的表面粗糙度由于光泽性差异而变得不明显。另外，对于刮痕密度而言，当稀疏地提供几条刮痕时，其作为光泽条纹易于观察，但是当所述刮痕以高密度(高频率)提供时，刮痕由于光泽性差异变得不明显。
(耐久性试验)
对于特定实例1和2而言，执行用于确认定影辊表层耐久性的耐久性试验。另外，为了确认施油型定影辊硅橡胶表层的耐久性，对于比较例9而言，执行类似的耐久性试验。
定影辊的寿命为300,000张。每1000张片材处理执行5秒摩擦操作。在这种情况下，到定影辊寿命结束时的摩擦操作数Nt为：
Nt＝300,000张/1000张＝300。
到定影辊寿命结束时的总摩擦时间T为：
T＝5秒×300次＝1500秒＝25分钟。
作为定影辊表层的初始PFA管的厚度为30微米(特定实例1和2)。硅橡胶厚度为1mm(比较例9)。到定影辊寿命大体上结束为止，执行连续的摩擦试验达30分钟。另外，执行实际机器试验，其中每1000张片材处理执行5秒摩擦操作。这些操作相应地执行3次。
结果显示于表4中。表4显示了相对于初始厚度的差异。使用可由Kabushiki Kaisha KEYENCE处购得的激光显微镜VK8500测量PFA管的厚度。另一方面，硅橡胶的厚度不能通过激光显微镜测得，因此，定影辊的一部分橡胶去除，并且该厚度测量为橡胶和芯金属之间的台阶。
表4
Figure G2009101686629D00241
如从特定实例1和2的结果中可以清楚地是，在连续的摩擦试验和实际机器试验中，不存在PFA管的厚度减少的趋势。PFA管的刮削量最多是不能测量的水平，或者至多是测量误差水平。另外，在特定实例1和特定实例2之间的刮削量方面不存在相当大的差异，并且刮削粉末不能被观察到。
在比较例9中，表面硅橡胶的厚度减少大约70微米-100微米，并且在更新辊3周围观察到硅橡胶的刮削粉末。
该结果显示出在特定实例1和2中，更新辊3从定影辊表层的PFA管的表面上刮下不可察觉的数量，或者它仅使PFA管的表面变粗糙。另一方面，比较例9中的定影辊表层的硅橡胶由更新辊3明显地刮下。这与例如专利说明书1中的传统研磨功能相同。特定实例1和2与比较例9之间的定影辊表层差异由其表层硬度差表示。
另外，在直到300,000张的实际机器试验中，通过耐久性试验不会减弱防止由边缘刮痕引起的光泽不均匀性的消除能力。但是，直到500,000张的附加实际机器试验的结果显示出削弱了一部分光泽不均匀性的消除能力。人们认为这是由于PFA管的耐久性已经降低。但是，它具有足够作为定影辊的实际寿命。
(定影装置的设置)
下面将根据上述试验结果描述优选地用于防止光泽不均匀性的定影装置的设置。
首先，将描述定影辊表层的显微硬度。
通常，举例来说，使用例如ASKER-C的硬度计测量定影辊的表面硬度。它不适于作为防止定影辊表层刮痕的硬度指标。由维氏硬度计测量的硬度更为适当，其中将足够硬的楔子压印到样品中，并且硬度由其深度、压力等限定。人们认为，这适于作为防止刮痕的硬度指标。
对于测量定影辊表层的显微硬度来说，使用如图5所示的可从HYSITRON处购得的triboScope。用于测量显微硬度的测量探针为Berkovich刀片(142.3度)。与通用硬度计相比使用低重量和低位移，因此，该硬度通常称作“微(nano)硬度”。测量时的载荷处于10微牛-2000微牛范围之内，优选地在20微牛-600微牛之内。在此，所用测量载荷为200微牛。压力增至规定载荷持续5秒，并且压力卸载持续5秒。图6显示了载荷为200微牛时的载荷曲线。这时，硬度H确定如下。
H＝Pmax/A。
在此，Pmax是施加到探针上的最大应力，A是探针的接触面积(压印面积)。在所用探针的情况下，接触面积A如下：
A＝24.5hc2。
其中，hc是进入更新辊内部的探针量。
测量两种上述类型的定影辊表层的显微硬度。在载荷为200微牛时，表面PFA管的硬度为H＝1.0Gpa，表面硅橡胶的硬度为H＝0.02Gpa。
参见图7，根据上述显微硬度测量方法，将描述本发明人考虑的定影辊的摩擦模型。
与更新辊磨粒(摩擦材料)的直径相比，定影辊的直径足够大，因此，人们认为定影辊表层为光滑的。人们认为，更新辊磨粒的突出部分为圆锥形，其半顶角为θ°，施加到这个磨粒上的重量为p N。
磨粒借助于重量p压印到软于磨粒的定影辊的表层中，插入深度为dmm，此时的压印半径为r mm。定影辊的显微硬度H GPa如下：
P＝H×πr2
通过当前推入的磨粒正面突出部分的摩擦距离m(mm)乘以面积rd(mm2)的去除体积(磨损量w(mm3)为下列等式)如下。
w＝rd×m
由于tanθ＝r/d
w＝r×(r/tanθ)×m
＝r2(m/tanθ)＝(p/(πH))×(m/tanθ)
定影辊的圆周速度为Vmm/s，更新辊的圆周速度为v mm/s。形成在定影辊和更新辊之间的旋转方向的夹持部宽度为n mm。当定影辊的圆周速度V为正值时，更新辊的圆周速度v的符号如下：当在与定影辊接触的接触部分(摩擦部分)处的表面移动方向和定影辊相同时，为正值；当方向相反时，为负值。
在根据该实施例的结构的情况下，摩擦距离m为一个磨粒以圆周速度差|V-v|在时间n/V内通过的距离，其中定影辊上的一个点通过夹持部，因此，
m＝(n/v)×|V-v|
然后，磨损量w
w＝(p/(πH))(n/tanθ)(|V-v|/V)
其中，w为每个磨粒的磨损量。
在更新辊和定影辊之间的压辊内部，考虑磨损总量W mm3。当总重量为P N时，由更新辊和定影辊之间的接触部分(夹持部)接触的磨粒数目为N，
W＝w×N
P＝p×N
由此，更新辊和定影辊之间的接触部分(夹持部)的总磨损量W如下：
W＝(p/(πH))×(n/tanθ)×(|V-v|/V)×N
＝(p/(πH))(n/tanθ)(|V-v|/V)
每单位长度上的定影辊外周的磨损量为ω。W是更新辊和定影辊之间的接触部分(夹持部)内的磨损量，因此，ω是通过将其除以接触(夹持部)宽度n获得的。即，
ω＝W/n
＝(P/(πHtanθ))(|V-v|/V)[mm3/mm]
定影辊外径为R，因此其外周长为πR。然后，定影辊上一个完整周边的总磨损量W总为
W总＝ω×πR＝(PR/(Htanθ))(|V-v|/V)
每单位长度的磨损量ω与更新辊和定影辊之间的总重量(压力)P和圆周速度比|V-v|/V成正比，并且与定影辊的显微硬度H、磨粒自由端处的角度θ(半顶角)成反比。
当细摩擦刮痕形成在定影辊上以减少边缘刮痕时，刮痕长度为圆周速度比|V-v|/V的参数。沿刮痕纵向的密度是磨粒数量和磨粒粒度(颗粒尺寸)的函数。刮痕深度是总重量P、定影辊的显微硬度H和磨粒数目的函数。表5显示了形成在定影辊上的刮痕(凹部)的特征和参数。
表5
Figure G2009101686629D00271
每单位长度的磨损量ω不是磨粒数目和磨粒粒度(颗粒尺寸)的参数，但是它是有关于定影辊上的摩擦刮痕性质的参数。
当细摩擦刮痕形成在定影辊上时，更新辊上的磨粒优选地均匀粘结而没有间隙。为此，磨粒数目和磨粒颗粒尺寸(粒度)唯一确定。例如，当更新辊的长度为L、压痕直径为r的磨粒无间隙地粘结到更新辊上时，沿纵向的磨粒数目为L/2r。在该实例的情况下，为了提供在图像上观察不到的定影辊表层的刮痕，磨粒的优选粒度为#1000-#4000。即，在平均颗粒尺寸方面，它们优选地为大约3微米-16微米。
磨粒自由端处的角度在一定量的分布范围内变化。在该实例中使用的矾土磨粒中，半顶角平均为大约30°(全顶角为60°)。
在每种上述试验条件下计算该型号定影辊外周上每单位长度的磨损量ω。表6显示了该计算的结果。
在此，在计算中，θ＝30°和tan30°＝0.7。
表6
  压力[N]   圆周速度比|V-v|/V   显微硬度H[GPa]   每单位长度的磨损ω[10-3mm3/mm]
  比较例3   20   1   1   9
  比较例4   20   0   1   0
  比较例5   20   0   1   0
  比较例6   20   1.5   1   14
  实例1   20   1.5   1   14
  实例2   20   1.5   1   14
  比较例7   20   1.5   1   14
  实例3   10   1.5   1   7
  实例4   100   1.5   1   68
  比较例8   150   1.5   1   102
  实例5   20   1   1   9
  比较例--   20   1.5   0.02   682
在比较例1和2中，清洁网用作摩擦构件，因此，不使用该型号，为此，不进行计算。
从上述结果可知，在下列磨损量范围内，可以防止定影辊耐久性降低，同时防止在图像上产生光泽不均匀性。
7×10-3mm3/mm≤ω≤68×10-3mm3/mm
即，更新辊对定影辊的重量为P N，定影辊的圆周速度为V mm/s，更新辊的圆周速度为v mm/s，定影辊的显微硬度为H GPa，并且磨粒半顶角为θ°。此时，优选地满足
7×10-3mm3/mm≤ω≤68×10-3mm3/mm
在此基础上，通过在定影辊表面上进行更新辊的摩擦操作，凹部沿旋转轴向方向以每100微米10个或以上的比率形成，其中表面粗糙度Rz为0.5微米或以上和2.0微米或以下，并且由磨粒形成的凹部具有不大于10微米的宽度。
希望更新辊3旋转。优选地是，磨粒粒度为#1000-#4000，即，磨粒颗粒尺寸大于粒度为#4000的颗粒尺寸，并小于粒度为#1000的颗粒尺寸。
如上所述，磨粒粒度(颗粒尺寸)为与形成在定影辊上的摩擦刮痕的性质相关的参数。根据发明人的研究，希望形成在定影辊上的摩擦刮痕可以根据条件而不同，所述条件为例如边缘刮痕情况，即，记录片材毛边状况，和记录片材类型(例如，高质量片材或铜版片材)，在受限光泽不均匀性的情况下，需要图像形成在所述记录片材上。为了提供稳定的光泽度抑制作用和稳定的损坏刮痕抑制作用，优选地是，更新辊的磨粒粒度为#1000-#4000，如上所述。但是，根据情况，当更新辊的磨粒粒度为#800-#6000时(即，当平均颗粒尺寸为大约2微米-20微米时)，可以获得令人满意的效果。
在上述试验实例的条件下，上述范围满足比较例3中的ω＝9，但是更新辊3不旋转，因此，可能产生由异物堵塞形成的刮痕。
在上述试验实例的情况下，上述范围满足比较例6和7中的ω＝14，但是平均磨粒粒度过小(过粗)，或者过大(过细)，因此，在定影辊上不能产生希望的刮痕。
从耐久性试验的结果可以看出，应当理解，观察不到去除的粉末，并且定影辊表层PFA管的厚度不会由于耐久性试验而减小。为此，在该实施例中，磨损量不是刮削量，磨损量是粗糙程度或粗糙量。在上述模型中，定影辊表层PFA管的表面只能由锐角磨粒横截面切割，并且磨粒横截面中的管被刮除。
这样，在本发明中，由于定影辊表面的粗糙度或粗糙量定义为压力P、圆周速度比|V-v|/V、定影辊显微硬度H和磨粒半顶角θ的函数，因此可以容易地将定影辊表面变粗糙或细密地变粗糙到希望的状况。
通过发明人的研究，优选地是，更新辊的平均颗粒尺寸为与上述磨粒标号相对应的5微米或以上和20微米或以下。
如上所述，在该实施例中，在定影辊上形成细摩擦刮痕，由此可以将由于边缘部分等形成在定影辊上的刮痕导致的图像上的光泽不均匀性抑制到不明显的程度。为此，根据该实施例，可以抑制由于记录材料在可旋转加热构件上的通过轨迹导致的图像上的光泽不均匀性，同时抑制有害作用，例如定影辊1的寿命减少。
本发明不局限于上述实施例。例如，图像加热装置的使用不局限于用于将未定影的调色剂图像定影到记录材料上的定影装置。例如，本发明可以用于光滑度增加设备或光泽度增加设备，其用于通过在调色剂图像定影到记录材料上之后再次加热而增大图像的光滑度和光泽度。在这种情况下，提供了类似于上面的作用。
在前文已经描述了通过类似于定影辊或压辊的形状构件定影图像的实例，但是当使用带形状构件(定影带和压带)进行定影处理时，本发明也可以类似地应用。
尽管本发明已经参照此处公开的结构进行了描述，但是不应局限于所述细节，本申请用于涵盖包括在下列权利要求或改进目的范围之内的此类改变或变化。

Claims (1)

1.一种图像加热设备，包括：
可旋转加热构件，其用于加热处于夹持部中的记录材料上的图像；
夹持部形成构件，其用于与所述可旋转加热构件配合以形成夹持部；
可旋转摩擦构件，其具有用于摩擦所述可旋转加热构件的摩擦材料；
其中，所述摩擦构件通过其与所述可旋转加热构件的摩擦操作提供不小于0.5μm并且不大于2.0μm的表面粗糙度Rz，以及沿旋转轴线方向每100μm上不少于10个的凹部，所述凹部具有不超过10μm的宽度。
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