CN101251744B - 图像加热装置 - Google Patents

Abstract

在图像加热装置中，满足下面的表达式：μ2＜μ1；0.2＜μ1＜0.5；0.005＜μ2＜0.3；0.9＜V2/V1＜1.0。其中，μ1是熔凝辊(加热旋转部件)和加压带(环形带)之间的摩擦系数，μ2是加压带和驱动辊之间的摩擦系数，V1是熔凝辊的周速度，而V2是驱动辊的周速度。

Description

图像加热装置

技术领域

本发明涉及用于加热记录材料上调色剂图像的图像加热装置。

图像加热装置的例子包括用于加热和熔凝记录材料上尚未熔凝的调色剂图像的熔凝装置，和用于加热已经在记录材料上熔凝的调色剂图像从而增加调色剂图像光泽度的光泽度增加装置。图像加热装置可以有利地例如用在电子照像图像形成装置中，例如复印机、打印机和传真机中。

背景技术

迄今为止，各种类型的熔凝装置已经被建议，以在电子照像图像形成装置中熔凝尚未熔凝的调色剂图像。

作为各种类型的熔凝装置的一种，带熔凝装置被建议，其能增加熔凝压合部的长度，以适合于以较高的速度形成图像(参见，例如日本专利公开No.8-166734和No.10-319772)。

带熔凝装置被构造成使得加压带被布置成与熔凝辊压力接触，并且连接到加压带内表面的加压垫被推靠到熔凝辊上。因此，具有足够长度的熔凝压合部可被形成为从加压垫延伸到带悬吊辊。

在上面描述的带熔凝装置中，熔凝辊由驱动源旋转，而加压带通过加压带相对于熔凝辊的滑动运动产生的滑动摩擦力而循环旋转。换一种方式说，当片材出现在熔凝压合部时，加压带主要通过片材接收输送力，并且加压带的周速度受片材的输送速度影响。

因此，对于加压带由熔凝辊摩擦驱动从而循环旋转的结构来说，施加到加压带的输送力取决于片材的类型、环境条件和调色剂图像的种类而改变。因此，在一些情况下，加压带的循环旋转变得不稳定。

例如，有时大量尚未熔凝的调色剂在很大面积上残留在片材上。在这种情况下，当片材进入熔凝压合部时，熔凝辊和片材之间的动摩擦系数趋向于降低，从而施加于加压带的输送力减小。因此，因为片材输送速度的降低使得片材相对于熔凝辊滑动，而且产生了例如图像切变之类的图像不良。在那种情况下，加压带的周速度被假定为与片材的输送速度基本相同。

因为上面所描述的原因，驱动加压带的已知方法不能总是保证高质量的图像。

为了防止上述片材输送速度的降低，日本专利公开No.2-222980中公开的装置在驱动机构中采用了超控机构。

即使提供了这样的超控机构，但是，防止片材输送速度降低的反措施由于下面给出的原因也是不够的。

根据超控机构，当片材不在熔凝压合部时，加压带通过加压带相对于熔凝辊的滑动运动产生的滑动摩擦力而循环旋转，正如日本专利公开No.8-166734和No.10-319772中披露的带熔凝装置那样。另一方面，只有当片材(调色剂图像)相对于熔凝辊滑动而且加压带的周速度变得低于熔凝辊的周速度时，加压带接收驱动输入。换一种方式说，从加压带的周速度变得比熔凝辊的周速度低的时刻到驱动力输入到加压带的时刻需要一定时间，尽管该时间非常短。

因此，因为在把调色剂图像熔凝到片材上的过程中加压带的周速度改变，加压带速度改变类似地导致例如图像切变之类的图像不良。

发明内容

本发明涉及能防止图像不良的图像加热装置。

根据本发明的一方面，图像加热装置包括：构造成用于加热在压合部处记录材料上调色剂图像的加热旋转部件；构造成用于驱动加热旋转部件的驱动单元；环形带，其布置成在加热旋转部件和环形带之间形成压合部；和构造成用于驱动环形带和向着加热旋转部件加压环形带的驱动辊。此外，满足下面的表达式：

μ2＜μ1

0.2＜μ1＜0.5

0.005＜μ2＜0.3

0.9＜V2/V1＜1.0

其中，μ1是加热旋转部件和环形带之间的摩擦系数，μ2是环形带和驱动辊之间的摩擦系数，V1是加热旋转部件的周速度，而V2是驱动辊的周速度。

根据下面参照附图进行的示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得显然。

附图说明

附图1是图像形成装置的示意性截面图。

附图2是根据第一个示例性实施例的熔凝装置的示意性截面图。

附图3是熔凝装置主要部分的示意性截面图。

附图4是显示用于熔凝装置的驱动机构的示意图。

附图5是显示了当片材被输送时摩擦力和速度的解释性视图。

附图6是显示了加压带和驱动辊之间的间隙α测量结果的图。

附图7是图解了靠近熔凝压合部出口的加压带行为的解释性视图。

附图8是显示用于测量摩擦系数的测量系统的示意性截面图。

附图9是根据第二个示例性实施例的熔凝装置的示意性截面图。

附图10是另一图像形成装置的示意性截面图。

具体实施方式

本发明将结合示例性实施例在下面详细描述。应当注意到下面的示例性实施例仅仅是本发明可以应用的例子，本发明不限于下面的示例性实施例。

第一示例性实施例

在描述作为根据本发明的第一个示例性实施例的图像加热装置的一个实践形式的熔凝装置之前，将参照附图1描述图像形成装置的整体结构。

附图1所示的图像形成装置是电子照像图像形成装置(所谓的打印机)。

(图像形成单元)

首先描述图像形成单元，其包括在图像形成装置201中，以在片材即记录材料上形成调色剂图像。图像形成装置201包括下面的部件。

用作充电单元的充电器203围绕着用作图像承载部件的感光鼓202布置，感光鼓202的表面由充电器203均匀充电。相应于图像的光束205从用作曝光单元的曝光装置204照射，以便在感光鼓202的表面上形成静电潜像。静电潜像由用作显影单元的显影器206显影，以形成调色剂图像。另一方面，片材S，即记录材料，存放在布置在图像形成装置下部的给纸盒209中。随着给纸辊210的旋转，片材被一张接一张进给。片材S由用作输送单元的对齐辊对211与感光鼓202上的调色剂图像同步输送。当片材通过用作转印单元的转印辊207时，感光鼓202上的调色剂图像被静电转印到片材S上。片材S进一步输送到熔凝装置X。此后，残留在感光鼓202上的调色剂由用作清洁单元的清洁装置208去除。

已由图像形成单元在片材S上形成的尚未熔凝的调色剂图像(放大显示在附图2中的片材S上)在熔凝装置X中被加热和加压，以通过熔凝而定影到片材S上。此后，包括定影到其上的调色剂图像的片材S由输出辊对212输送，并弹出到布置在图像形成装置顶部的输出托盘213上。

(熔凝装置)

作为图像加热装置的一个实践形式的熔凝装置的结构接下来将参照附图进行描述。正如上面描述的，根据第一个示例性实施例的熔凝装置X具有加热并加压记录材料上的尚未熔凝的调色剂图像以通过熔凝将调色剂图像定影在记录材料上的功能。附图2是熔凝装置的示意性截面图。

在熔凝装置X中，如附图2所示，用作加热旋转部件(或熔凝旋转部件)的熔凝辊10被布置成通过用作驱动单元的驱动马达M和驱动齿轮系G(参见附图4)而可在箭头A方向旋转。换句话说，从驱动马达M向熔凝辊10提供旋转驱动力(转矩)。

如附图3所示，熔凝辊10包括由铝或其它合适金属制成的金属芯111，和在金属芯111上形成并例如由硅橡胶制成的弹性层112。此外，在弹性层112上，例如氟树脂层可以被作为释放层层叠，调色剂很难粘结到该释放层上。

用作加热源的卤素加热器113布置在熔凝辊10内，而熔凝辊10由卤素加热器113产生的热量加热。用作温度传感器的热敏电阻114被布置成与熔凝辊10的表面接触。

控制单元(CPU)(参见附图4)根据热敏电阻114检测到的结果控制供应给卤素加热器113的电流量，以便熔凝辊10的表面保持在预定的熔凝温度。控制单元还具有设定单元的功能，其用于把熔凝辊10的周速度和用于加压带20的驱动辊22的周速度设定为后面描述的各自的预定值。

此外，带单元2布置在熔凝辊10下面。环形带形式的加压带20被支撑，以在张力下张紧在入口辊21、驱动辊22和操纵辊23上，以便加压带20在箭头C所示的方向上循环旋转。加压带20也被称作环形膜，因为加压带20的厚度在实际使用时处于100μm到700μm的范围内。在显示的实施例中，使用的加压带20的厚度大约为500μm。

驱动辊22由金属制成，例如SUS，并由加压机构在箭头SF所示的方向以预定的压力加压，也就是向着熔凝辊10加压，加压带20处于驱动辊22和熔凝辊10之间。驱动辊22由后面描述的驱动机构提供旋转驱动力(转矩)。

操纵辊23可在箭头B所示的方向上仅在其旋转轴的一个端部侧旋转。换句话说，当操纵辊23的所述一个端部侧偏移和倾斜时，操纵辊23具有在宽度方向上摆动加压带20的功能。

用于加热加压带20的卤素加热器安装在入口辊21内。

用于形成熔凝压合部W的加压垫单元24以不可旋转的方式被固定地设置在入口辊21和驱动辊22之间。加压垫单元24包括由例如SUS的金属制成的加压基座25，和例如由硅橡胶制成的加压垫26。

加压垫26的表面覆盖有低摩擦的滑动片27，以减小加压垫26和加压带20之间的滑动阻力，其中滑动片27用作片状部件并由例如PI(聚酰亚胺)制成。这样构建的加压垫单元24在预定的压力下以箭头PF所示的方向被加压，也就是向着熔凝辊10被加压，其中加压带20处于加压垫单元24和熔凝辊10之间。

在入口辊21和加压垫单元24之间，布置油施加辊28，其用作向加压带20施加油即润滑剂的单元。油施加辊28浸渍有硅油，以便一定数量的油持续地供应到加压带20的内表面。通过供应油，加压带20和滑动片27之间产生的摩擦力被减小了，从而耐久性增加了。

附图3是显示了驱动辊22附近的放大视图。因为驱动辊22由加压机构向着熔凝辊10加压，其中加压带20处于驱动辊22和熔凝辊10之间，熔凝辊10的弹性层112变形成为如图所示的凹形。但是，当熔凝辊10被旋转超过了其被驱动辊22加压的区域时，熔凝辊10的弹性层112从变形形状恢复到其原始形状。

因为片材上的调色剂图像在熔凝压合部W被熔融和加压，片材S趋向于粘接到熔凝辊10上。尽管片材S趋向于粘接到熔凝辊10上，片材很容易从熔凝辊10分离开，因为驱动辊22使熔凝辊10的弹性层112变形。换句话说，片材S从熔凝辊10分离，并通过其自身刚度的作用而按照箭头Y所示的方向弹出。

此外，用作条形部件以防止压降的金属线26a设置于加压垫26靠近驱动辊22那侧的一端。金属线26a与加压垫26为一体。金属线26a使熔凝辊10的弹性层12变形。

在这样构造的熔凝装置X中，熔凝辊10、加压带20、加压垫单元24和驱动辊22共同构成熔凝压合部(夹持部分)W，其在片材输送方向上伸长。通过这样的结构，熔凝压合部可以以比包括熔凝辊和加压辊的已知熔凝装置中更宽的宽度形成，且片材上的调色剂可在更短的时间内令人满意地熔化。因此，这个示例性实施例中的熔凝装置适合用于使用大量调色剂的图像形成装置中，例如参照附图10将在后面描述的彩色图像形成装置。

(熔凝装置的驱动机构)

附图4是显示用于熔凝装置X的驱动机构的示意图。注意，虽然附图4显示了用于把驱动马达M产生的转矩传递到熔凝辊10和驱动辊22上的驱动机构，但本发明不限于显示的实施例。通过分别安装两套驱动马达和转矩传递机构，该驱动机构也可以被构造成使熔凝辊10和驱动辊22彼此独立地旋转。

该驱动机构主要包括用作驱动源的驱动马达M、驱动齿轮系G、齿轮11-14和传动带15。驱动马达M连接到CPU，以便驱动马达的速度由CPU控制。

熔凝齿轮11固定到熔凝辊10的一端。来自驱动马达M的驱动力通过驱动齿轮系G输入到熔凝齿轮11，从而熔凝辊10被驱动以旋转。

第一传动齿轮12与熔凝齿轮11啮合，以便来自驱动马达M的驱动力被输入到熔凝齿轮11上。此外，第一传动齿轮12与第二传动齿轮13一起固定到轴16上。

传动带15环绕在第二传动齿轮13和加压齿轮14上，使张紧辊(未示出)与传动带15形成压力接触，以便传动带以预定的张力张紧。

此外，加压齿轮14与驱动齿轮22以共轴的关系整体旋转。因此，来自驱动马达M的驱动力通过传动线路输入到驱动辊22，其中传动线路包括熔凝齿轮11、第一传动齿轮12、第二传动齿轮13、传动带15和加压齿轮14。

通过任意选择每个齿轮的齿数和辊径的组合，驱动辊22可以以任何期望的周速度旋转。在这个示例性实施例中，这些参数设定成使得转矩被输入到驱动辊22以满足后面描述的关系，其中驱动辊22用作驱动加压带20的辊。

(用于驱动熔凝装置的设定条件)

下面将描述用于驱动熔凝装置X的设定条件。

当其上包括尚未熔凝的调色剂图像的片材S位于熔凝压合部区域时，将执行熔凝过程，而不会导致尚未熔凝的调色剂相对于熔凝辊10滑动。

为了以这样的方式执行熔凝过程，当按照上面描述的向熔凝辊10输入驱动力时，也单独向加压带20输入驱动力。但是，在尝试实现这样的结构时，在精确地以同样的速度同时驱动熔凝辊和加压带时出现了困难，这是因为例如驱动机构的各部件的公差。

考虑到那个困难，在这个示例性实施例中使用了把驱动力分别输入到熔凝辊和加压带的技术，具有下面描述的额外的改进。

换句话说，当使用分别驱动熔凝辊10和加压带20的技术时，加压带20还由熔凝辊10摩擦驱动。这里，术语“摩擦驱动”表示这两个部件通过从一个部件向另一个部件传递的摩擦力基本上以同样的周速度旋转。

为此，正如后面详细描述的，在这个示例性实施例中，驱动辊和加压带内表面之间的动摩擦系数被设定为小于熔凝辊和加压带外表面之间的动摩擦系数。注意，在下面的描述中，除非另外指出，术语“摩擦系数”表示“动摩擦系数”。

另外，为了通过熔凝辊10摩擦驱动加压带20以循环旋转，驱动辊和加压带内表面之间的摩擦系数被设定为可忽略的很小值。

此外，为了防止片材S被以低于熔凝辊10周速度的速度输送，趋向于向加压带20施加制动力的加压垫26的表面覆盖有低摩擦滑动片27，以减小加压垫26和加压带20之间的滑动阻力。此外，低摩擦滑动片27具有在其表面上形成的大的不平度，以进一步减小由加压垫施加到加压带的制动力。

换一种方式说，加压垫26被设定成满足(由熔凝辊施加到加压带上的输送力)＞(作用在加压带上的制动力)的关系。

为了更进一步减小作用在加压带20上的制动力，由油施加辊28在加压带的内表面上涂上油。因此，在驱动辊和加压带的内表面之间产生的摩擦力可被保持在可忽略的水平。

作为进行研究的结果，发明人发现，如果驱动辊的周速度(后面描述成V2)被设定成小于熔凝辊周速度(后面描述成V1)的90％，那么施加到加压带上的制动力增加超过所述可忽略水平。换句话说，如果驱动辊22的周速度(V2)被设定成小于熔凝辊10周速度(V1)的90％，那么片材S以低于熔凝辊10周速度的速度输送，从而导致了图像不良。

因此，在这个示例性实施例中，驱动辊的周速度被设定成高于熔凝辊周速度的90％。

附图5是一解释性视图，其显示了当片材S被输送时互相滑动部件之间的摩擦力和这些部件的周速度。

在这个示例性实施例中，压合部是通过使驱动辊22和加压垫26与加压带20压力接触而形成的。因此，加压带20的内表面相对于驱动辊22产生滑动摩擦力F2，以及相对于加压垫26产生滑动摩擦力F3。假定“从熔凝辊施加到加压带的输送力”为F1，那么从防止产生图像切变的观点出发，各个条件被设定成满足：

F1＞-(F2+F3)

在这里，片材S进给的方向假定为正的。

附图5显示的F1、F2、F3、V1、V2、P1、P2、μ1、μ2和μ3代表了在这个示例性实施例中使用的参数。这些参数定义如下：

F1：熔凝辊和加压带外表面之间的滑动摩擦力(＝μ1×(P1+P2))

F2：加压带内表面和驱动辊之间的滑动摩擦力(＝μ2×P2)

F3：加压带内表面和加压垫之间的滑动摩擦力(＝μ3×P1)

V1：熔凝辊的周速度(＝100[mm/S])

V2：驱动辊的周速度(＝95[mm/S])

P1：加压垫的加压力(＝500[N])

P2：驱动辊的加压力(＝450[N])

μ1：熔凝辊和加压带外表面之间的摩擦系数(＝0.3)

μ2：加压带内表面和驱动辊外表面之间的摩擦系数(＝0.1)

μ3：加压带内表面和滑动片之间的摩擦系数(＝0.05)

入口辊21和操纵辊23由轴承(未示出)可旋转地支撑，并由加压带20驱动以旋转。因此，与加压带内表面和驱动辊之间的动摩擦系数以及加压带内表面和滑动片27之间的动摩擦系数相比，那两个辊21、23和加压带20的内表面之间的各动摩擦系数可忽略地小。因此，在这里由入口辊21和操纵辊23施加的载荷可忽略。

在这个示例性实施例中，为了由熔凝辊10摩擦驱动加压带20以循环旋转，熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1被设定为大于加压带20的内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2的值，也就是：

μ2＜μ1    (1)

此外，μ1被设定为足够大于加压带20和滑动片27之间的摩擦系数μ3。

当熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1逐渐增加时，加压带20输送的效率相应增加，由于片材滑动引起的图像切变可以被更有效地防止。

但是，作为进行研究的结果，发明人发现，如果熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1变为0.5或更大，那么对施加到加压带20上的偏压力进行控制就产生了困难。因此，熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1被设定为小于0.5的值。

另一方面，当熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1逐渐减小时，加压带20输送的效率相应降低。作为进行研究的结果，发明人发现如果熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1变为0.2或更小，加压带20输送的效率降低也导致了对施加到加压带20上的偏压力进行控制的困难。因此，熔凝辊10和加压带20外表面之间的摩擦系数μ1被设定为大于0.2的值。

因此，各个条件被设定为满足：

0.2＜μ1＜0.5    (2)

此外，当加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2逐渐增加时，加压带20和驱动辊22之间产生的摩擦力增加到不能忽略的水平。作为进行研究的结果，发明人发现如果加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2设定为0.3或更大，那么由于加压带20和驱动辊22之间的摩擦将大大损害加压带的耐久性。因此，加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2被设定为小于0.3的值。

从加压带20的耐久性观点出发，加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2被设定为尽可能的小。在这个示例性实施例中，通过使驱动辊22的表面平整来降低摩擦系数μ2。但是，从制造成本的观点出发，平整驱动辊22表面的工艺不应被进行到使得加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2变为0.005或更小。此外，如果加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2为0.005或更小，那么施加到加压带20内表面的油难以保持在驱动辊22上，并容易向着熔凝辊侧泄漏。泄漏的油会导致图像不良。因此，加压带20内表面和驱动辊22之间的摩擦系数μ2被设定为大于0.005的值。

因此，各个条件被设定为满足：

0.005＜μ2＜0.3    (3)

(测量摩擦系数的方法)

下面描述测量摩擦系数的方法和测量结果。

如附图8所示，在板50上设置其中一个测量目标，也就是试样1(70[mm]×50[mm])。作为另一个测量目标的旋转部件51，也就是试样2，保持在固定位置。旋转部件51相应于用在第一示例性实施例中的熔凝辊10和驱动辊22的每一个。

在试样1设置到板50上之前，张力计53连接到试样1。旋转部件51被设置为使得试样1夹在旋转部件51和板50之间。通过设置重物52来向旋转部件51施加2.9[N]的载荷N。

在保持为温度23℃和相对湿度为50％的室内环境中，旋转部件51以100[mm/s]的速度在箭头所示的方向旋转，此时从张力计53读取的输出值F为测量值。在测量开始之后的瞬间，因为粘接-滑动等，输出值F不稳定。因此，在实践中，在输出值F稳定后读取多个测量值，并计算该多个测量值的平均数。输出值F受与试样1接触的板50的表面性质影响。考虑到这样的影响，基于提前准备的计算公式来正规化输出值F，并代入下面提到的公式中。

通过把已根据上述方法测量的张力计53的多个输出值F(正规化之后)的平均值代入下面的公式来计算摩擦系数μ1：

F＝μ×N(μ：摩擦系数，N：载荷)

在这个示例性实施例中，获得测量结果为μ1＝0.3，μ2＝0.1，和μ3＝0.05。

(取决于驱动辊周速度的加压带行为变化)

发明人实际上在上面提到的条件下进行了熔凝过程，并发现图像光泽度的不均匀性是取决于驱动辊的周速度引起的。

关于图像光泽度不均匀性的产生，发明人假设图像光泽度的不均匀性可归因于加压带行为的变化，而加压带行为的变化是在熔凝压合部出口附近随着驱动辊周速度的变化引起。换句话说，基于该假设，片材S从熔凝辊和加压带的可分离性由于加压带行为的改变而改变，从而在形成在片材S上的图像中产生高光泽度区域和低光泽度区域。

为了证实靠近熔凝压合部出口的加压带行为和图像光泽度不均匀性之间的关系，发明人通过在熔凝装置X一侧安装高速相机来观察加压带的行为。换句话说，在熔凝过程的实际状况中观察加压带的行为，也就是在使加压带与熔凝辊压力接触的状态下观察。在下面描述的验证实验中，把参数改变成各种值，以证实加压带行为和驱动辊周速度之间的因果关系。

附图6是显示了当驱动辊与熔凝辊的周速度比(V2/V1)设定为0.95和1.05时观察加压带行为的结果的图。附图6的纵轴代表在靠近熔凝压合部的出口加压带从驱动辊22的表面浮起(离开)的这样一个区域内驱动辊的表面和一部分加压带之间的最大间隙α(参见附图7)，其中上述区域与驱动辊间隔最大。间隙α表示在平行于驱动辊径向的方向测得的距离。间隙α的测量通过如下进行：在显示器上显示由高速相机摄取的图像，确定相应于显示器上的间隙α的图像上的距离，并把图像上的距离转换为间隙α的实际值(mm)。附图6的水平轴表示时间。在第一个示例性实施例中，在10秒的周期内以0.03秒的间隔摄取了大约300个图像。

下面给出的表1显示了当周速度比被设定为包括前面提到的两个值在内的各个值时的测量结果。在表1中的项目“图像光泽度的不均匀性”中，标记○表示没有产生图像光泽度的不均匀性，标记×表示产生图像光泽度的不均匀性。

正如从验证实验的结果看出的，当驱动辊以比熔凝辊周速度低的周速度旋转时，在靠近熔凝压合部出口的加压带从驱动辊的浮起可忽略，且驱动辊和加压带之间的接触状态是稳定的。因此，没有产生图像光泽度的不均匀性。

另一方面，当驱动辊以比熔凝辊周速度高的周速度旋转时，在靠近熔凝压合部出口的加压带从驱动辊的浮起增加了，驱动辊和加压带之间的接触状态是不稳定的。更具体地说，对于片材上的调色剂图像，在片材接触加压带的调色剂图像区域中图像光泽度增加，其中加压带在靠近熔凝压合部出口处处于浮起状态，而在片材没有接触浮起的加压带的其它区域，图像的光泽度没有增加。因此，在那两个区域之间产生了图像光泽度的不均匀性。

表1

周速度比值(V2/V1)	带行为	图像光泽度的不均匀性
			小于0.90	稳定	○
0.90到小于1.00	稳定	○
			1.00到小于1.10	不稳定	×
不小于1.10	不稳定	×

因此，证实了当在靠近熔凝压合部出口的加压带行为不稳定时，产生图像光泽度的不均匀性，并引起了图像不良。

附图7显示了加压带的行为。使加压带和驱动辊之间的接触不稳定的原因将参照附图7进行描述。

在第一个示例性实施例的熔凝装置中，因为加压带由熔凝辊摩擦驱动以循环旋转，驱动辊和加压带20的内表面之间的摩擦系数被设定为足够小的值。但是，如果驱动辊以高于熔凝辊周速度的周速度旋转，驱动辊就施加了用于驱动加压带的力，尽管这力非常小，且在靠近熔凝压合部出口处驱动辊和加压带之间的接触状态变得不稳定。

此外，如附图7所示，靠近驱动辊的加压带速度在三个区域不同，尽管这不同很小。在这里，假定Va表示在一部分加压带(也就是区域A)中的带速度，其中在此处加压带接触熔凝辊，而且压合部通过将驱动辊向着熔凝辊加压形成。此外，Vb表示在一部分加压带(也就是区域B)中的带速度，其中在此处加压带接触驱动辊，或者紧邻熔凝压合部下游处加压带处于不稳定接触状态。此外，Vc表示在一部分加压带(也就是区域C)中的带速度，其中在此处加压带不接触驱动辊。注意，在第一个示例性实施例中，驱动辊22的周速度V2相应于Vc。

此外，因为熔凝装置的整个系统被构造成使得加压带由熔凝辊摩擦驱动以循环旋转，所以V1≈Vc的关系成立。

此外，因为熔凝压合部由驱动辊咬入熔凝辊的弹性层而形成，考虑到驱动辊的直径和熔凝辊的弹性层的变形，关系式Va＞V1≈Vc成立。

基于关系式Va＞Vc，Vb用于缓冲Va和Vc之间的速度差。

如附图7所示，靠近熔凝压合部出口处的驱动辊和加压带之间的间隙α实际上不是零(0)。原因是驱动辊使熔凝辊的弹性层变形，那两个辊之间的速度差必然被引起。着眼于带行为的稳定性，当靠近熔凝压合部出口处的驱动辊和加压带之间的间隙α距离较小时，加压带的行为更稳定。

如果驱动辊以高于熔凝辊周速度的周速度旋转，Va和Vc之间的差增大。实际上，因为加压带由熔凝辊摩擦驱动而循环旋转，所以Vc不变而Va增加。正如上面描述的，原因是驱动辊施加了用于驱动加压带的力，尽管这个力非常小。这导致这样的现象：在区域A产生的速度差不能在区域B缓冲，加压带离开驱动辊，从而带行为变得不稳定。

例如，可以通过增加加压带的拉力(张力)的方法来增加加压带和驱动辊之间的接触程度。通过以与上面描述的例子类似的方式观察在增加加压带的张力的状态下的带行为，发明人进行了验证实验。

作为验证实验的结果，发明人发现，即使当驱动辊以比熔凝辊的周速度更高的周速度旋转时，加压带和驱动辊之间的接触也保持稳定。但是，增加加压带的张力不是理想的解决方案，因为控制施加在加压带上的偏压力变得不可能。

正如从上面描述的验证实验的结果看到的，为了减少图像光泽度的不均匀性，驱动辊与熔凝辊的周速度比(V2/V1)被设定为小于1.0。也就是：

V2/V1＜1.0    (4)

(驱动辊周速度和图像切变之间的关系)

除了对产生“光泽度不均匀性”进行验证实验以外，还对产生“图像切变”进行了验证实验。更具体地说，在熔凝辊的周速度被设定为100[mm/s]的固定值的状态下，当驱动辊的周速度改变为各个值时对“图像切变”和“光泽度不均匀性”的产生进行了验证实验。此外，当改变在片材上形成的图像比例和环境条件时进行了验证实验。

表2显示了这样的验证实验的结果。在表2的项目“图像切变”中，标记“×”表示明显能识别到图像切变而且图像在视觉上异常的情况，标记“△”表示稍微能识别到图像切变但是图像在视觉上正常的情况，而标记“○”表示识别不到图像切变的情况。同样，在项目“光泽度不均匀性”中，标记“×”表示在图像中明显能识别到光泽度不均匀性的情况，标记“△”表示稍微能识别到光泽度不均匀性但不是很明显的情况，而标记“○”表示识别不到光泽度不均匀性的情况。此外，“通常环境”表示温度为23℃且相对湿度为50％的环境。“高温高湿环境”表示温度为30℃且相对湿度为85％的环境。此外，“低占空比图像”(low-duty image)表示在片材上形成的图像比例为5％。“高占空比图像”(high-duty image)表示在片材上形成的图像比例为100％。术语“图像比例”表示调色剂覆盖片材的区域的面积相对于图像能够在片材上形成的区域的总面积的百分比。

表2

正如从表2所示的验证实验的结果中看出的，通过把驱动辊和熔凝辊的周速度比设定为大于0.90，可以同时防止光泽度不均匀性和图像切变的产生。如果把驱动辊和熔凝辊的周速度比设定为0.90或更小，驱动辊产生作用在加压带上的不能忽略水平的制动力，并产生了图像切变。换句话说，片材S相对于熔凝辊以不可忽略的程度滑动(或者以较低的速度移动)，以致于产生图像切变。此外，正如从表2所示的结果中看出的，图像切变的现象更容易在高占空比图像的情况下发生。因为上面描述的原因，理想地是满足下面的关系公式(5)：

0.9＜V2/V1    (5)

因此，基于公式(4)和(5)表示的关系，V1和V2理想地设定为满足：

0.9＜V2/V1＜1.0    (6)

此外，正如从表2所示的结果中看出的，图像切变的现象更容易在较高湿度时发生。考虑到高温高湿环境的情况，因此，驱动辊与熔凝辊的周速度比理想地被设定为大于0.93。因为上面描述的原因，理想地是满足下面的关系公式(7)：

0.93＜V2/V1    (7)

因此，基于公式(4)和(7)表示的关系，V1和V2理想地被设定为满足：

0.93＜V2/V1＜1.0    (8)

简而言之，当满足下面的条件(1)、(2)、(3)和(6)时，加压带的行为可以被稳定。因此，能提供没有光泽度不均匀性和图像切变的高质量图像。

μ2＜μ1           (1)

0.2＜μ1＜0.5      (2)

0.005＜μ2＜0.3    (3)

0.9＜V2/V1＜1.0    (6)

在这里，μ1是熔凝辊和加压带之间的摩擦系数，μ2是加压带和驱动辊之间的摩擦系数，V1是熔凝辊的周速度，而V2是驱动辊的周速度。

此外，为了即使当装置的大气环境在很宽范围内变化时也能提供没有光泽度不均匀性和图像切变的高质量图像，理想地是满足下面的关系公式(8)：

0.93＜V2/V1＜1.0    (8)

(第二个示例性实施例)

下面将描述根据本发明的第二个示例性实施例的作为图像加热装置的一种实际形式的改型的熔凝装置。

虽然已经结合与片材上尚未熔凝的调色剂图像接触的部件为辊(也就是熔凝辊)的情况对第一个示例性实施例进行了描述，但在第二个示例性实施例中该部件是由带形成。换种方式说，根据该第二个示例性实施例的熔凝装置X′在熔凝侧和加压侧都使用带。

因为除了后面描述的熔凝带的构造之外，第二个示例性实施例与第一个示例性实施例基本相似地构造，所以这里省略了同样结构的详细描述。

附图9是在熔凝侧和加压侧都使用带的熔凝装置X′的示意性截面图。

与尚未熔凝的调色剂图像接触以进行熔凝的熔凝单元包括用作加热旋转部件的环形熔凝带320；辊323和322，熔凝带320围绕这两个辊被支撑以在张力下张紧；和熔凝垫324。虽然没有显示在附图9中，但辊323是如第一个示例性实施例(附图4)中那样通过驱动齿轮系G连接到驱动马达M，并且辊323具有驱动熔凝带320的作用。辊322具有张紧辊的功能。卤素加热器322a安装在张紧辊322内。

如第一个示例性实施例中那样，加压单元包括环形加压带321；辊325和326，加压带321围绕这两个辊被支撑以在张力下张紧；和加压垫327。如同第一个示例性实施例中的驱动辊22那样(附图4)，驱动力被输入到辊326。更具体地说，辊326通过驱动齿轮系G连接到驱动马达M，并且辊326具有驱动加压带321的驱动辊的作用。辊325具有张紧辊的功能。

对于上面描述的结构，通过把第一个示例性实施例中的熔凝辊10的周速度V1读为第二个示例性实施例的熔凝带320的周速度，第二个示例性实施例也能提供类似于第一个示例性实施例的优点。

因此，当满足下面的四个关系式时，加压带的行为可以稳定下来，从而能获得没有光泽度不均匀性和图像切变的高质量图像：

μ2＜μ1

0.2＜μ1＜0.5

0.005＜μ2＜0.3

0.9＜V2/V1＜1.0

在这里，μ1是熔凝带320和加压带321之间的摩擦系数，μ2是加压带321和驱动辊326之间的摩擦系数，V1是熔凝带320的周速度，而V2是驱动辊326的周速度。

此外，正如第一个示例性实施例那样，为了即使当装置的大气环境在很宽范围内变化时也能提供没有光泽度不均匀性和图像切变的高质量图像，理想地是满足下面的关系公式：

0.93＜V2/V1＜1.0

虽然第一个和第二个示例性实施例是结合本发明应用到单色图像形成装置的情况进行描述的，但本发明也可以应用到例如附图10所示的全色图像形成装置中。在下面将简要描述使用了根据第一个示例性实施例的熔凝装置X的全色图像形成装置的结构。作为替代方案，根据第二个示例性实施例的熔凝装置X′也适用。

共同组成全色图像形成单元的第一、第二、第三和第四图像形成单元Pa、Pb、Pc和Pd并排安装在附图10所示的装置内。在那些图像形成单元中，不同颜色的调色剂图像都通过潜像形成、显影和转印的步骤形成。

图像形成单元Pa、Pb、Pc和Pd具有各自的专用的图像承载部件，也就是在所示实施例中的电子照相感光鼓303a、303b、303c和303d。

鼓充电器302a-302d、显影器301a-301d、一次转印充电器331a-331d和清洁器304a-304d分别围绕感光鼓303a-303d布置。此外，光源单元和多面镜，两者都没显示，安装在装置的上部。

从光源单元射出的激光光束随着多面镜的旋转而被扫描。扫描后的激光光束被反射镜偏转并被fθ透镜会聚，以在感光鼓303a-303d的母面上对感光鼓303a-303d曝光。因此，相应于图像信号的潜像在每个感光鼓303a-303d上形成。

在显影器301a-301d中，黄色、品红、青色和黑色的调色剂分别通过储槽Ea-Ed以预定的数量作为显影剂填充。显影器301a-301d使感光鼓303a-303d上的潜像显影，以使它们分别显现为青色调色剂图像、品红调色剂图像、黄色调色剂图像和黑色调色剂图像。

中间转印部件330布置在感光鼓303a-303d下面，并按照箭头所示的方向循环旋转。

通过从一次转印辊331a施加一次转印偏压，在感光鼓303a上形成的黄色调色剂图像被转印到中间转印部件330的外周表面。

类似地，品红调色剂图像、青色调色剂图像和黑色调色剂图像以叠加的关系相继转印到中间转印部件330上，从而形成了相应于目标彩色图像的合成彩色调色剂图像。

二次转印辊311由轴承支撑，并被布置成平行于中间转印部件330延伸，同时在最下面的部分接触中间转印部件330的下表面。从二次转印偏压源向二次转印辊311施加所需的二次转印偏压。以叠加的关系已经转印到中间转印部件330上的合成彩色调色剂图像通过如下过程转印到片材S上。在通过对齐辊对312和预转印引导件后的预定时刻，片材S从给纸盒300进给到中间转印部件330和二次转印辊311之间的压合部，其中，中间转印部件330和二次转印辊311被保持彼此压力接触。同时，从二次转印偏压源向二次转印辊311施加二次转印偏压。通过施加二次转印偏压，合成彩色调色剂图像从中间转印部件330转印到片材S上。

在一次转印结束后，清洁器304a-304d分别清洁感光鼓303a-303d，清洁器304a-304d清除残留在感光鼓303a-303d上的调色剂，并且使感光鼓303a-303d准备好以便进行下一循环的潜像形成和后续过程。残留在中间转印部件330上的调色剂和其它杂质由清洁器340擦掉。在第二个示例性实施例中，清洁器340由吸收性清洁织物(无纺布)制成，其与中间转印部件330的表面形成压力接触以清洁它。

包括有转印到其上的合成彩色调色剂图像的片材S被引入到熔凝装置X。包括合成彩色调色剂图像的片材S被熔凝装置X加热和加压，以使图像熔凝而定影到片材上。接着，片材S通过纸弹出部分363弹出到纸输出盘上。

正如本发明的示例性实施例中显示的，采用带的熔凝装置适合于应用到彩色图像形成装置中，其中片材上形成的调色剂图像包含的调色剂量比单色图像多。

虽然上面对作为图像加热装置一种实际形式的熔凝装置进行了描述，但本发明也可类似地应用到其它装置。例如，本发明可类似地应用到光泽度增加装置中，该光泽度增加装置对已经在片材上熔凝的调色剂图像再加热以便增加调色剂图像的光泽度。

虽然本发明已参照示例性实施例进行了描述，应当理解到本发明不限于公开的示例性实施例。下面权利要求的范围应被给予最宽的解释以涵盖所有的改型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种图像加热装置，包括：

加热旋转部件，其构造成用于加热在压合部处记录材料上的调色剂图像；

驱动机构，其构造成用于驱动加热旋转部件；

环形带，其布置成在加热旋转部件和环形带之间形成压合部；和

驱动辊，其构造成用于驱动环形带和向着加热旋转部件加压环形带，

其中，满足下面的表达式：

μ2＜μ1

0.2＜μ1＜0.5

0.005＜μ2＜0.3

0.9＜V2/V1＜1.0

其中，μ1是加热旋转部件和环形带之间的摩擦系数，μ2是环形带和驱动辊之间的摩擦系数，V1是加热旋转部件的周速度，而V2是驱动辊的周速度。

2.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，满足下面的表达式0.93＜V2/V1＜1.0。

3.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，与加热旋转部件相接触的环形带由加热旋转部件驱动。

4.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，当加热旋转部件与环形带互相接触时，环形带的周速度与加热旋转部件的周速度基本相同，并且其中，当加热旋转部件与环形带不互相接触时，环形带的周速度与驱动辊的周速度基本相同。

5.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，加热旋转部件包括辊。

6.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，加热旋转部件包括另一环形带，驱动机构包括构造成用于驱动作为加热旋转部件的该另一环形带的驱动辊。

7.如权利要求1所述的图像加热装置，其中，加热旋转部件和环形带通过在压合部加热和加压而把调色剂图像定影在记录材料上。

Images