CN103688223B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

减少所使用的调色剂的量并且改进颜色可再现性。图像形成单元通过使用少量调色剂来在记录材料上形成未定影调色剂图像，并且定影单元扩展调色剂图像。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种包括将未定影调色剂图像定影到记录材料的定影设备的图像形成装置（如复印机或打印机），所述未定影调色剂图像是通过使用例如电子照相记录技术而在记录材料上形成的。

背景技术

随着相关技术的发展以及增长的市场需求，通过形成静电潜像来可视化图像信息的方法（如电子照相方法）已经用在各种领域，如复印机和打印机的领域。

具体地说，近年来，对于环境保护和减少成本的需求日益增加，用于减少调色剂消耗的技术已经变得极为重要。从减少将调色剂恒久定影到记录材料的处理中所生成的能量的角度来说，用于减少调色剂消耗的技术也是重要的。具体地说，在办公中所使用的电子照相图像形成装置中，这些技术在符合能量节约需求方面起重要作用。

PTL1至PTL3描述了这样的技术：使用具有高染色能力的调色剂，并且减少转印到记录材料上的调色剂的量，以使得在定影状态下的调色剂图像具有所需的图像浓度。

引文列表

专利文献

PTL1:日本专利公开No.2004-295144

PTL2:日本专利公开No.2005-195670

PTL3:日本专利公开No.2005-195674

发明内容

技术问题

然而，上述相关技术中的技术无法解决以下问题。也就是说，虽然可以通过增加调色剂中所包含的颜料量并且减少总调色剂叠放量来减少调色剂的消耗量，但当减少调色剂叠放量时，减少了单色纯色图像中的调色剂量，并且调色剂颗粒变得难以彼此粘附。当使用具有不规则表面的记录材料时，调色剂无法覆盖表面。在此情况下，将产生图像缺陷，如字符或线条图中的空白区域的模糊或形成。

当在这样的条件下形成合成颜色（通过堆叠不同颜色的两个调色剂层所形成的颜色）的图像时，不同颜色的调色剂重叠的区域减小。因此，存在这样的问题：合成颜色的饱和度明显地减小并且颜色再现范围变窄。

问题的解决方案

为了解决上述问题，根据本发明，一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，其在记录材料上形成其中堆叠多个颜色的调色剂的未定影调色剂图像；以及

定影单元，其通过在定影压合部中对记录材料上所形成的未定影调色剂图像加热并且加压来将未定影调色剂图像定影到记录材料，

其中，在通过使用多个颜色的调色剂来形成图像的情况下，当调色剂的比重为ρ（g/cm³）并且调色剂的加权平均颗粒直径为L（μm）时，图像形成单元设置记录材料上的未定影调色剂图像中的每个颜色的最大叠放量A（mg/cm²），以使得满足以下条件：

[数学式1]

$A<\frac{\mathrm{\&rho;\&pi;L}}{30\sqrt{3}},$ 以及

其中，定影单元将未定影调色剂图像定影到记录材料，以使得调色剂图像的点扩展量（μm）满足以下条件：

[数学式2]

本发明的有益效果

根据本发明，可以通过适当地堆叠不同颜色的调色剂层来增加合成颜色的饱和度。

附图说明

图1是示出图像形成装置的示例的示意图。

图2是示出在定影处理之前以及之后点图像的状态的示例的示意图。

图3是示出合成颜色（绿色）的点扩展量与饱和度之间的关系的图。

图4是根据第一实施例的定影设备的示意性截面图。

图5是使得定影辊在纵向方向上滑动的定影设备的前截面图。

图6是示出定影辊的滑动量与绿色的颜色可显影性之间的关系的图。

图7是示出在单个记录材料经受定影处理之后定影设备的状态的示意性截面图。

图8示出定影辊的滑动移动顺序的示意性截面图。

图9示出当不断提供第二记录材料和后续记录材料时所执行的定影辊的滑动移动顺序的示意性截面图。

图10是根据第二实施例的定影设备的示意性截面图。

图11是根据第二实施例的定影设备的顶视图。

图12是根据第二实施例的定影设备的透视图。

图13示出当提供交叉角时所形成的定影图像的显微镜观测结果。

图14示出当交叉角为0°时所形成的定影图像的显微镜观测结果。

图15示出当提供交叉角时所形成的定影图像（绿色区域）的显微镜观测结果。

图16示出当交叉角为0°时所形成的定影图像（绿色区域）的显微镜观测结果。

图17是根据第三实施例的定影设备的示意性截面图。

图18是示出根据第二实施例的在定影设备中施加到记录材料的上表面和下表面的力的示图。

图19示出施加到记录材料的上表面和下表面的摩擦力之间的关系。

图20示出用于计算G区域的方法。

图21是示出G区域与饱和度之间的关系的图。

图22是示出在定影条件1下颜色可显影性的评估结果的图。

图23是示出在定影条件2下颜色可显影性的评估结果的图。

图24是示出在定影条件3下颜色可显影性的评估结果的图。

图25示出调色剂的量以及“单色调色剂层和合成颜色调色剂层的形成状态”。

图26示出调色剂颗粒布置与渗透现象之间的关系。

图27(a)示出调色剂颗粒的最密填充布置的模型，图27(b)示出在调色剂颗粒之间提供间隙t的调色剂颗粒布置的模型。

图28是示出渗透极限的第一示图。

图29是示出渗透极限的第二示图。

图30是示出渗透极限的第三示图。

图31是示出颜色可显影性相对于第一号调色剂的点扩展量的评估结果的图。

图32是示出颜色可显影性相对于第二号调色剂的点扩展量的评估结果的图。

图33是示出颜色可显影性相对于第三号调色剂的点扩展量的评估结果的图。

图34示出用于研究点扩展量的下限的模型。

图35是根据第四实施例的定影设备的示意性截面图。

图36是根据第四实施例的在测量释放层的硬度的处理中加热辊的示意性截面图。

图37示出说明根据第四实施例的定影设备所执行的定影处理中定影压合部的状态的示意图。

具体实施方式

将参照实施例进一步解释本发明。虽然实施例是用于执行本发明的最佳模式的示例，但本发明不限于实施例。

（图像形成单元）

第一图像形成单元Pa、第二图像形成单元Pb、第三图像形成单元Pc和第四图像形成单元Pd被布置为在图1所示的图像形成装置中彼此邻接。图像形成单元Pa、Pb、Pc和Pd通过潜像形成、显影以及转印处理来形成不同颜色的调色剂图像。

图像形成单元Pa、Pb、Pc和Pd包括专用图像承载构件，其在该示例中分别是电子照相光电导鼓3a、3b、3c和3d。各个颜色的调色剂图像形成在光电导鼓3a、3b、3c和3d上。中间转印构件30被设置为与光电导鼓3a、3b、3c和3d邻近。光电导鼓3a、3b、3c和3d上所形成的各个颜色的调色剂图像在第一转印处理中转印到中间转印构件30上，然后由第二转印单元转印到记录材料P上。已经转印到记录材料上的调色剂图像通过定影单元9进行加热和加压而定影到记录材料，然后排出到装置的外部作为所记录的图像。

鼓充电器2a、2b、2c和2d，显影设备1a、1b、1c和1d，第一转印充电器24a、24b、24c和24d，以及清洁器4a、4b、4c和4d分别被布置在光电导鼓3a、3b、3c和3d的外部边缘周围。用于根据图像信息在光电导鼓上形成静电潜像的激光扫描器被布置在上述组件之上。

青色、品红色、黄色和黑色调色剂包含于显影设备1a、1b、1c和1d中。显影设备1a、1b、1c和1d分别对在光电导鼓3a、3b、3c和3d上的潜像进行显影，并且将潜像可视化为青色调色剂图像、品红色调色剂图像、黄色调色剂图像和黑色调色剂图像。

中间转印构件30按与每个光电导鼓3的圆周速度相同的圆周速度在箭头所示的方向上旋转。第一颜色（其为黄色）的调色剂图像形成在光电导鼓3a上，并且当调色剂图像通过光电导鼓3与中间转印构件30之间的压合部时，通过施加到中间转印构件30的第一转印偏压的效果而转印到中间转印构件30的外边缘表面上。相似地，第二颜色（其为品红色）的调色剂图像、第三颜色即青色的调色剂图像以及第四颜色即黑色的调色剂图像以叠加的方式相继转印到中间转印构件30上。结果，在中间转印构件上形成与期望颜色图像对应的合成颜色调色剂图像。

第二转印辊11被布置为与中间转印构件30接触。第二转印偏压源将期望的第二转印偏压施加到第二转印辊11。通过以叠加的方式将调色剂图像转印到中间转印构件30上所形成的合成颜色调色剂图像被转印到已经从纸张盒10通过阻挡辊12传送到中间转印构件30与第二转印辊11之间的压合部的记录材料P上。因此，在记录材料上形成堆叠多个颜色的调色剂的未定影调色剂图像。随后，记录材料传送到定影单元9。记录材料上所形成的未定影调色剂图像通过在定影单元9的定影压合部中受加热并且加压而被定影到记录材料。

在第一转印处理之后，光电导鼓3a、3b、3c和3d由它们各自的清洁器4a、4b、4c和4d清洁。中间转印构件30也由清洁器19清洁。

（定影设备）

在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，根据该示例的定影设备（定影单元）9在与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向上将剪切力连续施加到调色剂图像。现将描述这种配置的原因。

（点扩展量）

根据该示例的定影设备将力施加到未定影调色剂图像，该力在与调色剂堆叠方向垂直的记录材料的面内方向（平行于记录材料的平面的方向）上扩展调色剂。该力在本说明书中被称为剪切力。在此，“点扩展量”被定义为用于评估力的量值的指标。将参照图2描述点扩展量。图2(a)和图2(b)是示出根据该示例的在定影设备执行定影处理之前以及之后点图像的状态的示例的示意图。黑色圆圈示出在定影处理之前通过使用调色剂所形成的点图像。灰色区域示出在调色剂熔化并且扩展的定影处理之后的点图像。如图2(a)和图2(b)所示，根据该示例的定影设备在与调色剂堆叠方向垂直的面内方向上将剪切力施加到调色剂，以使得点图像在施加剪切力的面内方向上很大地扩展。

通过使用上述特性来定义用于评估根据该示例的定影设备所施加的剪切力的指标。也就是说，首先，在记录材料P上形成基本上圆形的单色未定影点图像（平均直径大约是20至100μm）。接下来，点图像由施加剪切力的根据该示例的定影设备进行定影，并且测量定影图像的直径。由于点图像在剪切力的方向上扩展，因此点图像的在主轴方向上的直径（长直径）和在与主轴方向垂直的副轴方向上的直径（短直径）都被测量。计算通过从长直径减去短直径所获得的值。对于多个点图像执行相似的测量，所计算的值的平均被确定为点扩展量。

图3是示出合成颜色（绿色）的点扩展量与饱和度之间的关系的图。具有大约c^*=60的饱和度的绿色图像被设置为基准（点扩展量是0μm）。饱和度随着点扩展量增大而增大。随着点扩展量增大，更大的剪切力施加到调色剂，调色剂在与记录材料的平面平行的方向上更大地扩展，以覆盖记录材料P。具体地说，不同颜色的调色剂重叠以形成合成颜色的面积增大，并且颜色可显影性（饱和度）相应地得以改善。出于上述原因，点扩展量被用作用于评估由定影设备施加到未定影调色剂图像的剪切力的指标。

（根据第一实施例的定影设备）

现将描述根据实施例的定影设备。在该实施例中，定影辊旋转并在同时定影辊的纵向方向上移动（滑动），以在使未定影调色剂熔化的同时扩展调色剂。相应地，即使当未定影状态下的调色剂的量很小时（即使当调色剂层很薄时），可以增加合成颜色的颜色可显影性。以下将更详细地描述该情况。

图4是根据该示例性实施例的定影设备的示意性截面图。定影辊（与未定影调色剂图像接触的第一旋转构件）100具有Φ40mm的外径，并且包括具有Φ36mm的直径的铝芯条104以及以硅酮橡胶制成并且在芯条104周围形成的弹性层105。具有30μm厚度的以四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚（PFA）制成的释放层在弹性层105上形成为调色剂释放层。在该实施例中，具有高耐久性的PFA管用作释放层。代替PFA，也可使用碳氟化合物树脂（如聚四氟乙烯（PTFE）或四氟乙烯-六氟丙烯树脂（FEP））作为释放层的材料。

在该实施例中，加压辊（连同第一旋转构件一起形成定影压合部的第二旋转构件）101具有与定影辊100相似的结构。具体地说，外径是Φ40mm，并且在具有Φ36mm的直径的铝芯条104周围形成以硅酮橡胶制成的弹性层105。此外，以PFA制成的释放层被提供为最外层。加压辊101通过被压缩弹簧103以400[N]在箭头A1所示的方向上加压而与定影辊接触，由此形成定影压合部N，其在记录材料的传送方向上的宽度是9mm。加压辊101以117mm/sec的表面速度在箭头R1所示的方向上由驱动电机1109（见图5）旋转。定影辊100也通过加压辊101的旋转以117mm/sec的表面速度（在箭头R2所示的方向上）旋转。

定影辊100和加压辊101中的每一个包括其中所设置的卤素加热器102。当电力提供至卤素加热器102时，其产生热量。所产生的热量由于通过辐射或通过空气进行的热传递而传送到芯条104。然后，弹性层105和释放层被加热。温度检测元件（未示出）被设置为与定影辊100的表面接触，并且提供给每个卤素加热器的电力根据从温度检测元件输出的信号而受控。因此，定影辊100的表面温度得以调整。

当传送部件（未示出）把上面转印有未定影调色剂图像T的记录材料P传送到定影压合部N时，定影辊100的热量被传送到未定影调色剂图像T和记录材料P，以使得调色剂图像T被定影到记录材料P的表面。

接下来，将描述用于在熔化未定影调色剂图像T的同时扩展调色剂的机构（用于施加剪切力的机构）。图5是使得定影辊在纵向方向上滑动的根据该实施例的定影设备的前截面图。加压辊101在箭头R1的方向上由驱动电机1109旋转，定影辊100在箭头R2的方向上通过加压辊101的旋转而旋转。定影辊100和加压辊101中的每一个由于在其两端处所提供的轴承111而平滑地旋转。加压辊101在纵向方向上固定，但定影辊100可在纵向方向上移动（滑动）。

现将描述用于使定影辊100在纵向方向上滑动的机构。在定影辊100的两端处提供侧板106。侧板106固定到可移动支撑板107。轴108延伸通过可移动支撑板107。在轴108的一端处提供用于使轴108旋转的电机109。当电机109在箭头R3的方向上旋转时，轴108也在箭头R3的方向上旋转。响应于轴108的旋转，可移动支撑板107沿着滑动轨道110在箭头A2的方向上平滑地滑动。因此，固定到可移动支撑板107的定影辊100也在箭头A2的方向上滑动。当电机109在相反方向（箭头R4的方向）上旋转时，定影辊100以与上述情况相似的方式在箭头A3的方向上滑动。

在定影辊100正在旋转并且如上所述在纵向方向上滑动的同时，记录材料P穿过定影压合部N。因此，记录材料P上的未定影调色剂定影到记录材料P。即使定影辊100当在记录材料P正在穿过定影压合部的同时滑动时，必须防止记录材料P留有与定影辊100的表面层不接触的区域。因此，根据使定影辊100滑动的量，纵向方向上定影辊100的长度必须比加压辊101的长度更长。如图5所示，在该实施例中，定影辊100的长度比加压辊101的长度大2D（=D+D)。在此，长度D是当定影辊100和加压辊101在纵向方向上的中心对准时在加压辊101的一端与定影辊100的对应端之间的距离。以下将描述长度D的设置。

如上所述，当定影辊100在箭头A2或箭头A3的方向上滑动时，加压辊101在纵向方向上固定并且不滑动。因此，记录材料P上的调色剂在定影压合部N中接收与定影辊100的移动方向平行的方向上的剪切力。在并未使得定影辊100在纵向方向上滑动的情况下，记录材料上的调色剂仅接收在与记录材料垂直的方向上的压力。因此，当调色剂的量很小时，上述机构明显地减少合成颜色的颜色可显影性。与之对照，如在该实施例中那样当加压辊101在纵向方向上固定并且使定影辊100在纵向方向上滑动时，调色剂不仅接收在与记录材料垂直的方向上的压力，而且还接收在与记录材料平行的方向上的剪切力（扩展调色剂的力）。由于调色剂在熔化的同时在纵向方向上扩展，因此甚至当调色剂的量很小时，上述机构也可以提高合成颜色的颜色可显影性。

图6示出合成颜色（绿色）的颜色可显影性（饱和度）与当上面形成有未定影调色剂图像的记录材料P穿过定影压合部N时使得定影辊100滑动的量之间的关系（实验结果）。在记录材料P是涂敷纸张片材的情况下和记录材料P是正常纸张片材的情况下，颜色可显影性随着定影辊的滑动量增大而提高。然而，当滑动量增大得超过特定值时，饱和度逐渐达到极限。因此，当将滑动量设置为饱和度开始接近极限的值时，可以获得足够的效果。在图6示出结果的实验中，定影压合部N的宽度是6.5mm。因此，发现的是，当滑动量是定影压合部的宽度的大约3%（大约200μm）时，饱和度接近其极限。当记录材料P穿过定影压合部时，当使得定影辊100在纵向方向上滑动200μm（定影压合部的宽度的大约3%）时，可以获得足够的饱和度增大效果。

在此，应注意，如果在记录材料P正在穿过定影压合部N的同时定影辊100的滑动方向改变，则在滑动方向正在改变的短时间段内定影辊在纵向方向上不移动。结果，将降低其中滑动方向已经改变的定影图像部分的颜色可显影性。因此，在单个记录材料P正在穿过定影压合部N的同时，定影辊100的滑动方向必须固定在一个方向（A2方向或A3方向）上。换句话说，在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，剪切力在与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向上优选地连续施加到调色剂图像。

例如，将描述水平定向的A4尺寸的记录材料P穿过定影压合部的情况。出于上述原因，所需的滑动量设置为定影压合部的宽度的3%。在此情况下，在单个水平定向的A4尺寸的记录材料P穿过定影压合部的同时，定影辊100从图5所示的状态在箭头A2的方向（或箭头A3的方向）上滑动6.3mm（=210mm×3%）。在该实施例中，使得定影辊100滑动的速度是处理速度的3%，并且是3.5mm/sec（=117mm/sec×3%）。图7示出在单个记录材料经受定影处理之后的定影设备的状态。在第二记录材料连续经受定影处理的情况下，使定影辊100在相反方向（其为A3方向；当滑动方向对于第一记录材料是A3方向时，其为A2方向）上滑动6.3mm。因此，定影设备的状态返回到图5所示的状态。当第三记录材料连续经受定影处理时，可以使得定影辊100如在处理第一记录材料的情况下那样在A2方向上滑动。然而，当定影辊100的纵向方向上的特定部分总是与记录材料接触时，该部分快速恶化。因此，当第三记录材料正在受处理时，优选地使定影辊100在箭头A3的方向上滑动。图8示出定影辊100的上述移动顺序。然而，未示出每个记录材料P穿过定影压合部N的方式。

当在记录材料穿过定影压合部之前定影辊100的一端和加压辊101的对应端如图7所示对准时，滑动量在A2方向上可以最大设置为2D。可以根据产品规范来设置长度D。在该实施例中，在图像形成装置中可以使用的记录材料的最大宽度是19英寸。因此，2D的值是14.5mm（19×25.4mm×3%），D大约是7.2mm。定影辊100的长度可以比加压辊101的长度大2D的值。当记录材料的尺寸是例如A4尺寸、B5尺寸、信纸尺寸或法定尺寸时，可以从定影辊100和加压辊101的中心对准的状态开始定影处理。换句话说，可以执行图8所示的顺序移动。当记录材料的尺寸大于上述尺寸并且小于或等于19英寸时，当第一记录材料穿过定影压合部时，使定影辊100从图7所示的状态在箭头A3的方向上滑动。图9示出当第二记录材料和后续记录材料相继穿过定影压合部时所执行的移动顺序。在图9中也未示出每个记录材料P穿过定影压合部N的方式。在根据上述过程执行定影处理的情况下，定影辊100与加压辊101之间的位置关系必须根据在第一记录材料穿过定影压合部之前待经受定影处理的记录材料的尺寸而设置为图8的部分（1）中的关系或图9的部分（2）中的关系。

替代地，当例如长度D设置为14.5mm时，19英寸以下的任何尺寸的记录材料可以经受其中执行图8所示的顺序移动的定影处理。在此情况下，定影辊100和加压辊101可以被布置为使得在定影处理之后，其在纵向方向上的中心对准。然而，纵向方向上定影辊100的长度受限于例如布置定影设备的空间。此外，如果定影辊100的长度过度增加，则热量从定影辊的端部分辐射并且减少了节能效果。因此，必须根据安装定影设备的产品规范来设计滑动部件。虽然在该实施例中滑动量设置为定影压合部的宽度的3%，但滑动量还可以根据产品规范而另外设置为3%或更小或考虑效果而设置为3%或更大。

虽然在上述示例中使定影辊100在纵向方向上滑动，但定影辊100可以在纵向方向上固定，可以使加压辊101在纵向方向上滑动。在此情况下，定影辊100在圆周方向上受驱动（旋转），加压辊101通过定影辊100的旋转而旋转。此外，由于使加压辊101滑动，因此加压辊101的长度必须大于定影辊100的长度。该结构在垂直反转状态下与图5所示的相似，效果也与上述效果相似。因此，省略详细解释。

根据上述示例，定影辊100和加压辊101之一在纵向方向上固定，使得定影辊100和加压辊101中的未固定的另一个在纵向方向上滑动。然而，可以使得定影辊100和加压辊101二者滑动以产生剪切力。如果使得定影辊100和加压辊101在相同方向上同步滑动，则当然无法产生剪切力，并且无法实现上述效果。当使得定影辊100和加压辊101在相反方向上滑动或在相同方向上不同步滑动时，可以产生剪切力并且可以实现与上述效果相似的效果。在使得定影辊100和加压辊101之一滑动的情况下，当记录材料穿过定影压合部N时，记录材料的弯曲运动产生。然而，当使得定影辊100和加压辊101在相反方向上滑动相同量时，可以抑制记录材料的弯曲运动。

如上所述，当定影辊100和加压辊101在纵向方向上移动的速度之间存在差异时，在定影压合部N中在纵向方向上产生剪切力，并且可以提高合成颜色的颜色可显影性。表1示出当不执行滑动操作时以及在上述条件（滑动量=定影压合部的宽度的3%）下执行滑动操作时所形成的合成颜色（绿色）的区块的色度a*和b*以及饱和度c*的测量结果。通过使用X-Rite公司所制造的谱密度计530来执行测量。

[表1]

	a*	b*	c*
				不执行滑动	-58.4	28.6	65.0
执行滑动	-72.3	31.1	78.7

从该结果清楚的是，当执行滑动操作时，饱和度增加。在此情况下，点扩展量大约是21μm。

如上所述，在根据该实施例的定影设备中，在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，使得第一旋转构件和第二旋转构件中的至少一个在与旋转方向不同的预定方向上连续滑动。相应地，在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，剪切力在与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向上连续施加到调色剂图像。

虽然定影构件和加压构件在上述结构中都是辊，但只要可以实现上述效果，定影构件和加压构件就不限于辊。此外，虽然在定影设备中卤素加热器用作热源，但替代地定影设备可以包括电磁感应加热器或陶瓷加热器。

（根据第二实施例的定影设备）

定影设备9包括定影辊（第一旋转构件）201和加压辊（第二旋转构件）202，其充当彼此形成压力接触的一对上下旋转主体，如图10所示。定影辊201和加压辊202在其之间压合记录材料并且传递记录材料的同时旋转，并且加热记录材料上的调色剂图像。如下所述，在定影设备9中，定影辊的母线和加压辊的母线是倾斜的，并且彼此不平行。

定影辊201具有三层结构，包括以铁、铝等制成的管形芯条作为基本层、在芯条上提供的热阻硅酮橡胶层作为弹性层、以及以具有高释放性的材料制成并且在弹性层上提供的碳氟化合物树脂层作为表面层。表面层具有防止调色剂在定影处理中偏移到定影辊上的功能。因此，表面层优选地以通过例如四氯乙烯六氟乙烯共聚物（FEP）、四氟乙烯全氟代烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、或聚四氟乙烯（PTFE）制成的碳氟化合物树脂层而形成。

弹性层的厚度优选地在1mm或更大并且5mm或更小的范围中。如果弹性层的厚度小于1mm，则定影辊201具有高硬度，并且难以通过使得热阻硅酮橡胶变形来形成具有足够宽度的压合部。如果弹性层的厚度大于5mm，则由于热源设置在作为基本层的芯条中，所以基本层与表面层之间的温度差很大。结果，热阻硅酮橡胶容易恶化。因此，弹性层的厚度优选地大约是1mm至5mm。

在根据该实施例的定影辊201中，柱状芯条以铝制成，并且具有60mm的直径、3mm厚度以及54mm的内径。在芯条的外部边缘周围提供的弹性层以硅酮橡胶制成，并且具有20°的JIS-A硬度以及2.5mm厚度。覆盖弹性层的外部边缘的表面层以通过PFA制成并且具有50μm厚度的管而形成。替代地，形成表面层的管可以以PFA或PTFE制成。通过将用于形成弹性层的具有10°的JIS-A硬度的液体硅酮橡胶注入到以PFA制成的管形表面层与插入穿过表面层的芯条之间的空间然后执行灼烧处理来形成定影辊201。

与定影辊相似，加压辊202具有三层结构，包括以铁、铝等制成的管形芯条、作为弹性层的在芯条上提供的热阻硅酮橡胶层、以及作为表面层的以具有高释放性的材料制成并且在弹性层上提供的碳氟化合物树脂层。通过在芯条周围形成以硅酮橡胶制成的2mm厚弹性层并且在弹性层的外部边缘周围形成以碳氟化合物树脂制成的释放层作为表面层来形成加压辊202。在加压辊202与由驱动机构（未示出）所旋转的定影辊201之间形成压合部，并且通过定影辊201的旋转来旋转加压辊202。

在加压辊202的芯条上所形成的弹性层以低温硫化（LTV）或高温硫化（HTV）硅酮橡胶制成，以使得可以在定影辊201与加压辊202之间形成压合部。如果弹性层的弹性很低，则存在这样的风险：调色剂图像在凹部中的部分无法定影，或图像分辨率将由于调色剂的挤压而减少。因此，弹性层必须具有适当的弹性。

为了在上述结构中将定影压合部的所需宽度（记录材料的传送方向上的尺寸）设置为10mm，将加压辊202施加到定影辊201的压力（压缩力）设置为800N。

定影辊201的芯条具有其中带有中空空间的圆柱形状，卤素加热器203被设置在中空空间中作为加热部分。卤素加热器203将定影处理所需的热量提供给定影辊201。定影辊201与测量定影辊201的温度的热阻器（温度检测元件）204接触。定影辊201的温度如下受控。即，基于温度改变所引起的热阻器204的热阻的改变来检测定影辊201的温度，卤素加热器203的开/关状态受控于控制设备（未示出），以使得将定影辊201的温度保持在特定温度。

图11和图12分别是根据本实施例的定影设备的顶视图和透视图。定影辊201和加压辊202被布置为使得其芯条的轴线是倾斜的，并且彼此不平行（第二旋转构件具有相对于第一旋转构件的交叉角）。图11是从顶部观看的定影辊和加压辊的投影。定影辊201和加压辊202的芯条的轴线以交叉角θ倾斜。在图12的透视图中，为了解释，增大交叉角θ。在该图中，Fu示出在与定影辊的轴线垂直的方向上施加到记录材料的上表面的力。相似地，Fd示出在与加压辊的轴线垂直的方向上施加到记录材料的下表面的力。Fs是Fd与Fu之间的差分矢量，并且示出在压合部中施加剪切力的方向。压合部中的调色剂在Fs所示的方向上接收剪切力的同时受加热并且定影，并且由于剪切力而在记录材料的面内方向上容易扩展。记录材料在与定影辊201和加压辊202之一的轴线垂直的方向上穿过压合部。相应地，在记录材料穿过定影压合部的同时，剪切力沿着辊中的一个辊的纵向方向在预定方向上连续施加到记录材料。

当交叉角θ增大时，压合部中所生成的剪切力相应地增大。因此，在面内方向上施加到调色剂的力增大，并且在面内方向上扩展调色剂的效果相应地增强。然而，当沿着记录材料的平面的剪切力增大时，施加到定影辊和加压辊的表面的应力增大。因此，存在表面层的耐久性的问题。

通常，当包括薄壁芯条的定影辊和加压辊针对彼此加压时，辊的轴线中心受辊的挠度影响，并且压合部在其两端处具有其中压合部的宽度很大的逆隆起形状(inverted-crown shape)。然而，当提供交叉角时，压合部的宽度在压合部的两端处几何地减小。因此，交叉角θ优选地设置为使得：在压合部的两端处的压合宽度基本上等于或大于在压合部的中心处的压合宽度。当将交叉角θ设置为大于或等于与定影辊和加压辊的挠度相对应的角时，在压合部的两端处的压合宽度将小于在压合部的中心处的压合宽度。在此情况下，存在记录材料将起皱的风险。因此，交叉角θ优选地在大约0.15°至3°的范围中。在该实施例中，将交叉角θ设置为大约1.0°。在此情况下，在压合部的中心处的压合宽度是10mm，在压合部的两端处的压合宽度是10.5mm。

图13示出根据该实施例的把调色剂定影到涂敷纸张片材的状态的显微镜观测结果。黑色区域（虚线包围的区域）中的每一个示出在定影处理之后的状态下的单个调色剂点图像。由于在与记录材料的平面平行的方向上所生成的剪切力和在定影压合部中传送方向上的力的合力，点图像在倾斜方向（箭头所示的方向）上扩展。为了比较，图14示出使用与该实施例中相同的辊并且将交叉角θ设置为零的普通加热辊定影处理所形成的定影图像。在图14中，并未施加在记录材料的面内方向上的剪切力，而是仅施加在与记录材料垂直的方向上的压力。因此，形成基本上圆形的调色剂图像。

图15示出经受以Photoshop（Adobe Systems Incorporated）进行的图像处理以使得仅示出红色通道的定影图像的绿色区域的放大显微图像。通过对于每个颜色以0.30mg/cm²的叠放量在记录材料上堆叠具有大约6.0μm的颗粒直径的黄色、品红色和青色的全色调色剂以形成图像并且然后对图像进行定影来形成定影图像。在该图中，示出红色通道的灰度图像。暗区域基本上与青色的浓度很高的区域相对应，白区域基本上与黄色的浓度很大的区域相对应。从图15还清楚的是，调色剂在箭头所示的方向上扩展。

为了比较，图16示出通过在与以上相同的条件下形成未定影调色剂图像并且使未定影调色剂图像经受其中交叉角θ设置为零的普通加热辊定影处理所形成的定影图像的绿色区域。在图16所示的情况下，由于仅在与记录材料垂直的方向上的压力施加至调色剂，因此调色剂并不在与记录材料的平面平行的方向上扩展。因此，调色剂基本上通过与未定影状态下相同的方式而被布置。

表2示出图15和图16所示的绿色区块的色度a^*和b^*以及饱和度c^*的值。通过使用X-Rite公司所制造的谱密度计530来测量色度a^*和b^*以及饱和度c^*。

[表2]

	a*	b*	c*
				交叉角0°（图16）	-62.0	35.0	71.2
交叉角1°（图15）	-72.0	38.0	81.4

从该结果清楚的是，图15所示的状态下的饱和度高于图16所示的状态下的饱和度。在此情况下，点扩展量大约是20μm。

如上所述，根据该实施例的定影设备包括：第一旋转构件，其与未定影调色剂图像形成接触；第二旋转构件，其具有相对于第一旋转构件的交叉角，并且连同第一旋转构件一起形成所述定影压合部。在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，在与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向上的剪切力连续施加到调色剂图像。

（根据第三实施例的定影设备）

图17是定影设备9的示例的示意性截面图。定影设备9包括：加热辊（第一旋转构件）300，其可旋转并且具有热源；加压辊（第二旋转构件）307，其可旋转并且针对加热辊300加压，以使得形成定影压合部。在记录材料P正在被压合并且通过定影压合部N传送的同时，记录材料P上所形成的调色剂图像受加热并且压缩。因此，调色剂图像定影到记录材料P。

加热辊300包括以具有高导热性的金属（铝、铁等）制成的中空芯条301、以例如硅酮橡胶制成并且在芯条301周围提供的弹性层302以及以例如PFA制成并且覆盖弹性层302的表面的释放层303。卤素加热器304被设置在中空芯条301中作为热源。卤素加热器304的操作受控于温度控制设备305。温度控制设备305执行输出控制，以用于基于热阻器306所检测到的加热辊300的表面温度来控制卤素加热器304的操作。

加压辊307包括以金属（铝、铁等）制成的芯条308、以例如硅酮橡胶制成并且在芯条308周围提供的弹性层309、以及以例如PFA制成并且覆盖弹性层309的表面的释放层310。

加热辊300和加压辊307分别受驱动电机M1和M2单独驱动。

在图17中，定影压合部N周围的箭头示出在定影压合部N中所施加的力的方向，所述力是加热辊300和加压辊307的旋转力以及旋转力之间的差所生成的力。在该实施例中，将加热辊300和加压辊307的旋转速度设置为不同的值（提供圆周速度差），以使得在定影压合部N中施加剪切力。随着旋转速度的差增大，剪切力增大，并且调色剂在面内方向上更大地扩展。因此，提高颜色可显影性的效果也增强。然而，当旋转速度的差过度增大时，调色剂将过度扩展，并且字符和线条图尤其将极大地变形。可以通过将旋转速度的差设置在适当范围内来实现本发明的效果。

相应地，作为根据该实施例的定影操作条件的示例，将加压辊307的旋转速度设置为321mm/sec，并且将加热辊300的旋转速度设置为315mm/sec（比加热辊的旋转速度低大约2%）。在此情况下，在记录材料P穿过具有大约10mm的宽度的定影压合部N的时段中，加热辊300沿着加压辊307滑动大约200μm。在该时段中，记录材料P在被传送的同时也沿着定影构件滑动。表3示出当将圆周速度差设置为0%和2%时所形成的绿色区块的色度a^*和b^*以及饱和度c^*的值。通过使用X-Rite公司所制造的谱密度计530来测量色度a^*和b^*以及饱和度c^*。

[表3]

	a*	b*	c*
				圆周速度差0%	-61.3	27.2	67.1
圆周速度差2%	-65.9	26.2	70.9

从该结果清楚的是，可以通过提供圆周速度差来增大饱和度。在此情况下，点扩展量大约是4μm。

即使当施加到调色剂的剪切力的方向与记录材料P的传送方向相同时，也可以获得上述效果。然而，由于在此情况下在面内方向上扩展调色剂的力可能增大，所以当剪切力施加到调色剂的方向与记录材料P的传送方向相反时，效果可能增强，如图17所示。

提高颜色可显影性的效果主要取决于叠放量、定影条件、以及记录材料而不同。当叠放量很小并且调色剂的重叠区域很小时，该效果尤其大。随着定影条件接近调色剂可以充分熔化的条件，例如随着温度升高、时间增加（速度减小）、并且调色剂黏度减少，调色剂在记录材料的面内方向上更大地扩展并且可以增强效果。此外，随着记录材料的表面平滑度增加，记录材料与定影构件之间的重叠性增加，面内方向上的力分量更高效地传递到调色剂。因此，效果可以增强。

实现该效果所需的旋转速度的差取决于记录材料P和与记录材料P接触的定影构件和加压构件中的每一个之间的滑动性（摩擦力）而不同。然而，只要可以使记录材料P上的调色剂图像在面内方向上扩展，就可以实现增强颜色可显影性的效果。

如上所述，根据该实施例的定影设备包括：第一旋转构件，其与未定影调色剂图像接触；第二旋转构件，其按与第一旋转构件不同的圆周速度旋转，并且连同第一旋转构件一起形成定影压合部。在单个记录材料在定影压合部中正在经受定影处理的同时，在与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向上的剪切力连续施加到调色剂图像。

（定影辊和加压辊的表面）

在根据第一实施例至第三实施例的定影设备中，当定影辊与记录材料之间的摩擦系数（最大摩擦系数）小于加压辊与记录材料之间的摩擦系数（最大摩擦系数）时，可以更可靠地实现本发明的效果。具体地说，可以通过纯PFA树脂制成定影辊的表面层，并且可以通过添加填充物（例如碳氧化物或硅氧化物（硅石））的PFA树脂或作为碳氟化合物橡胶和碳氟化合物树脂的混合弹性体的乳胶来制成加压辊的表面层。在此情况下，加压辊具有大于定影辊的摩擦系数。替代地，加压辊可以被设置为与将少量油施加到加压辊的表面的辊接触，并且可以通过橡胶（如硅酮橡胶或碳氟化合物橡胶）来制成加压辊的表面层。此外，在此情况下，加压辊具有大于定影辊的摩擦系数。在该实施例中，以Daikin Industries有限公司所制造的乳胶来制成加压辊的表面层。

定影辊与记录材料的图像表面之间以及加压辊与记录材料的后表面之间的摩擦系数取决于记录材料的表面状态、调色剂叠放量以及调色剂的熔化状态而变化。关于例如记录材料的表面状态，如果记录材料是涂敷纸张片材等并且具有良好的表面特性，则摩擦系数倾向于很高。摩擦系数还根据记录材料上的调色剂的量以及调色剂的熔化状态而变化。例如，普通记录材料与纯PFA之间的摩擦系数（最大摩擦系数）大约是0.25。在调色剂在记录材料的表面上的情况下，当形成半色调图像时摩擦系数大约是0.27，当形成纯色图像并且调色剂在压合部中充分熔化时摩擦系数大约是0.2。因此，定影辊的表面与记录材料之间的摩擦系数取决于定影条件而在大约0.2至0.3的范围中变化。

据关系式F=μN来确定摩擦系数μ。在记录材料与定影辊之间施加恒定负载N的同时拉动记录材料，并且测量移动记录材料所需的力F。

假设例如使用普通记录材料并且调色剂在记录材料的后表面上，那么具有以乳胶制成的表面层的加压辊的最大摩擦系数大约是0.3至0.4。

如上所述，为了有效地实现本发明的效果，定影辊与记录材料的表面之间的摩擦系数的最大值（最大摩擦系数）优选地小于加压辊与记录材料的表面之间的摩擦系数的最大值（最大摩擦系数）。

基本上，加压辊与定影辊之间的摩擦系数的差优选地尽可能大。然而，如果差过度增大，则加压辊的摩擦系数变得过度高。当摩擦系数过度高时，调色剂的可释放性倾向于减小。因此，加压辊与定影辊之间的摩擦系数的差优选地为1或更小。

例如，图18示出根据第二实施例的在具有交叉角的定影设备中施加到记录材料的上表面和下表面的力。在该图中，Fu示出定影辊施加到记录材料的上表面的力，Fd示出加压辊施加到记录材料的下表面的力。Fu1示出定影辊的摩擦力处于最大的状态，Fu2示出定影辊的摩擦力处于最小的状态。相似地，Fd1和Fd2分别示出加压辊的摩擦力处于最大和最小的状态。

由于如上所述摩擦系数取决于记录材料的表面状态、调色剂叠放量以及调色剂的熔化状态而变化，因此摩擦力具有最大值和最小值。

图19(A)示出当定影辊与记录材料的上表面之间的摩擦力Fu大于加压辊与记录材料的下表面之间的摩擦力Fd时、在压合部中记录材料的面内方向上施加到记录材料的上表面和下表面的力之间的关系。当例如加压辊的表面的摩擦系数小于定影辊的表面的摩擦系数时，或当在记录材料的上表面上形成半色调图像并且在记录材料的下表面上形成纯色图像时，该关系容易产生。

在该状态下，由于施加到记录材料的上表面的摩擦力大于施加到记录材料的下表面的摩擦力，因此记录材料沿着加压辊的表面滑动，并且在图18中Fu1所示的方向上传送。此外，在该状态下，定影辊的表面和记录材料的上表面彼此抓紧，并且记录材料的下表面滑动。因此，施加到调色剂表面的剪切力的效果很小。

图19(B)示出当定影辊与记录材料的上表面之间的摩擦力Fu小于加压辊与记录材料的下表面之间的摩擦力Fd时、在压合部中记录材料的面内方向上施加到记录材料的上表面和下表面的力之间的关系。当例如加压辊的摩擦系数大于定影辊的表面的摩擦系数时，或当在记录材料的上表面上形成纯色图像并且在记录材料的下表面上形成半色调图像时，该关系容易产生。

在该状态下，由于施加到记录材料的上表面的摩擦力小于施加到记录材料的下表面的摩擦力，因此记录材料沿着定影辊的表面滑动，并且在图18中Fd1所示的方向上传送。此外，在该状态下，加压辊的表面和记录材料的下表面彼此抓紧，记录材料的上表面滑动。因此，获得施加到调色剂表面的剪切力的效果。

在该实施例中，由于以乳胶制成加压辊的表面层，因此定影辊的摩擦阻力小于加压辊的摩擦阻力，图19(B)的状态得以恒定地建立。因此，记录材料的传送方向容易地设置为Fu1所示的方向。可靠地实现定影辊的表面上的剪切力的效果，并且可以可靠地增加合成颜色的饱和度。

为了比较，将考虑这样的情况：定影辊的表面层和加压辊的表面层皆以PFA树脂制成。在此情况下，定影辊的表面和加压辊的表面的摩擦系数都大约是0.2至0.3。由于施加到记录材料的上表面和下表面的摩擦力取决于记录材料的表面状态、调色剂叠放量以及调色剂的熔化状态而变化，因此无法取决于上述条件来恒定地建立图19(a)和图19(b)的状态。因此，记录材料的传送方向取决于定影状态而是随机的，并且记录材料通过出口排出的方向是随机的。结果，当已经历定影处理的记录材料堆叠在托盘上时，对准和堆叠特性降级。此外，在双工打印中，图像打印精度在前表面和后表面之间变化。此外，无法可靠地实现定影辊的表面上的剪切力的效果，并且存在无法增加合成颜色的饱和度的可能性。

表4示出对在其中定影辊的摩擦系数小于加压辊的摩擦系数的该示例与其中定影辊和加压辊具有基本上相同的摩擦系数的比较性示例之间的记录材料的传送方向的稳定性和增加合成颜色的饱和度的效果的比较结果。

[表4]

使用上面形成有未定影半色调调色剂图像的记录材料、上面形成有未定影纯色调色剂图像的记录材料、上面形成有未定影合成颜色纯色图像的记录材料以及上面未形成图像的记录材料。关于记录材料的传送方向的稳定性，根据该实施例，记录材料的传送方向在任何条件下基本上是恒定的，其变化在±0.5mm内。因此，评估结果确定为○（良好）。在比较性示例中，传送方向的变化很大，并且大于或等于±0.5mm。因此，评估结果确定为X（不良）。根据该实施例，关于增强合成颜色的饱和度的效果，饱和度c^*大约是80，并且在任何条件下大约增加10。因此，评估结果确定为○。在比较性示例中，饱和度c^*在某些情况下约是75，并且增强饱和度的效果变化。因此，评估结果确定为Δ（普通）。

（调色剂颗粒布置与颜色可显影性之间的关系）

通过使用具有不同加权平均颗粒直径和比重的四类调色剂并且在0.3mg/cm²至0.5mg/cm²的范围中改变记录材料上每个颜色的叠放量来形成未定影纯色图像。每个纯色图像是在记录材料上包括青色层作为下层以及黄色层作为上层的合成颜色（绿色）图像（叠放量0.6mg/cm²）。使用根据相关技术的定影设备（不施加剪切力）以及根据本发明的定影设备（施加剪切力）来对这些图像进行定影，并评估定影图像。定影设备和定影条件如下。

定影设备（第一实施例：滑动类型）

定影条件

1.不执行滑动操作，并且不施加剪切力（根据相关技术的定影，正常条件）

定影温度：180℃

负载：400N

处理速度：117mm/sec

2.不执行滑动操作，并且不施加剪切力（根据相关技术的定影，熔化促进条件）

定影温度：160℃

负载：400N

处理速度：39mm/sec

3.执行滑动操作，并且施加剪切力（第一实施例的定影设备）

定影温度：180℃

负载：400N

处理速度：117mm/sec

剪切力：与20μm的点扩展量对应的剪切力

定影条件1是基准。在定影条件2中，处理速度降低，以便增加定影时间，并且充分促进调色剂的熔化。在此情况下，定影温度稍微减小以防止调色剂由于过度熔化而粘附到定影构件的表面（热偏移）。定影条件3是其中把根据第一实施例的滑动操作加入定影条件1以便施加剪切力的条件。

被评估的记录材料：涂敷纸张（基本重量128g/m²）

使用以下可以列出的四类调色剂。

（No.1）

Konica Minolta Holdings公司所制造的Bizhub PRO C6500调色剂。

加权平均颗粒直径：6.9μm

比重：1.13g/cm³

（No.2）

Sharp公司所制造的MX-7001N调色剂

加权平均颗粒直径：6.4μm

比重：1.24g/cm³

（No.3）

Fuji Xerox有限公司所制造的DocuCentre C6550调色剂。

加权平均颗粒直径：5.8μm

比重：1.14g/cm³

（No.4）

Ricoh有限公司所制造的Imagio MP C7500调色剂。

加权平均颗粒直径：5.1μm

比重：1.37g/cm³

通过使用Beckman Coulter公司所制造的Coulter计数器来测量调色剂的加权平均颗粒直径。通过使用Shimadzu公司所制造的Accupyc II来测量调色剂的比重。

表5示出通过使用以上所列出的调色剂在涂敷纸张片材上形成未定影调色剂图像并且在上述定影条件下对未定影调色剂图像进行定影所形成的图像的颜色可显影性的评估结果。

[表5]

调色剂（No.1至No.4）具有不同的颗粒直径L[μm]和比重ρ[g/cm³]。通过改变涂敷纸张片材上的调色剂的叠放量A[mg/cm²]来改变涂敷纸张片材上的调色剂颗粒布置的状态。叠放量H[μm]是通过将叠放量A除以比重ρ计算的，并且等价于“每单位面积的调色剂体积”=“调色剂层的高度”。因此，考虑比重来测量基于体积的调色剂的量，并且可以精确地比较调色剂颗粒布置的状态。以下将描述表5中的最密填充布置极限和渗透极限。

通过计算“G面积百分比”来评估定影图像，以下对其进行解释。当G面积百分比大于或等于标准时，也就是说，当青色和黄色调色剂的重叠区域很大并且在图像中显现绿色的区域很大时，图像被评估为○。当G面积百分比小于标准时，也就是说，当青色和黄色调色剂的重叠区域很小并且在图像中显现绿色的区域很小时，图像被评估为X。

（用于计算G面积百分比的方法）

现将描述用于计算其中在通过堆叠两种颜色的调色剂所形成的定影图像中两种颜色显现为彼此重叠的区域（即在该示例中显现绿色的区域（下文中被称为G区域））的方法。

首先，定影图像通过使用光学显微镜（Olympus公司所制造的STM6-LM测量显微镜）来进行透射图像观测，以获得包括显现青色、黄色和绿色的区域的显微图像。其中各个颜色的调色剂不重叠的区域显现青色或黄色，其中调色剂重叠的区域显现绿色。在以下条件下获取显微图像。

目镜：放大率10×

物镜：放大率5×

视场：4.4mm

数值孔径：0.13

光源滤波器：对于透射，MM6-LBD

输出光强度：MAX

在上述条件下所获取的图像被（Olympus公司所制造的）图像提交软件FLVFS-FIS存储。如下设置相机属性。

快门组：

模式：慢

快门速度：0.17[s]

水平组

增益：R=2.13，G=1.00，B=1.74

偏移：R/G/B=±0

白平衡：屏幕中心

伽玛R/G/B=0.67

锐度：无

增益（相机PGA-AMP）

R/G/B=1.34

接下来，修整所获取的显微图像，以提取其中光强度稳定的观测区域的中心部分。通过使用Photoshop（Adobe Systems Incorporated）来执行修整，并且选择在图像的中心处的2平方毫米部分。执行修整以使用其中在观测区域中光强度稳定的区域。因此，可以执行例如观测区域中的光强度平衡的校准，而不是修整。

接下来，通过使用可以将图像二值化为合成颜色部分和不同于合成颜色部分的部分并且可以计算二值化部分的面积的图像处理软件（Planetron公司所制造的Image-Pro Plus）来处理所修整的图像而计算观测区域中的G区域。

通过修整显微镜透射图像所获得的图像被二值化为合成颜色部分和包括单色和背景颜色部分的不同于合成颜色部分的部分，即在绿色区域与包括青色和黄色单色区域并包括背景颜色区域的区域之间。在此，在所获取的图像中显现绿色的部分通过使用阈值而得以提取，并且转换为白色部分，显现不同于绿色的颜色的部分转换为黑色部分。二值化图像中的白色部分的数量以及每个白色部分的面积存储在计数文件中。通过使用例如（Microsoft公司所制造的）Excel来累计所获取的二值化图像中的白色部分的面积，并且将白色部分的面积百分比计算为G区域。

例如，当如图20(a)显现的图像经受上述二值化处理时，获得包括如图20(b)所示的黑色部分和白色部分的二值化图像。通过确定二值化图像中的白色部分的百分比来计算G区域的百分比。

示例：G面积百分比（%）={（白色部分的面积）/（白色部分和黑色部分的总面积）}×100

={0.3×0.4/1.0×1.0}×100

=12%

（G面积百分比与饱和度之间的关系）

通过改变调色剂叠放量和定影条件来形成具有不同G面积百分比的图像采样，并且测量每个图像采样的绿色的饱和度c^*。图21是示出绿色的G面积百分比与饱和度c^*之间的关系的图。饱和度c^*在作为颜色空间的CIELAB空间的颜色坐标（L^*，a^*，b^*）中表示为c^*=（a^*2+b^*2)^0.5。通过Gretag Macbeth Spectro Scan（Gretag Macbeth AG；StatusCode A）来测量颜色坐标的值。随着G面积百分比增大，饱和度c^*单调增大。图像采样被可视化地检查，并且将c^*=75或更大设置为针对可以在无缺陷（如颜色模糊或薄化）的情况下实现良好颜色可显影性的饱和度的评估标准。考虑色散据图21将与该标准对应的G面积百分比设置为45%。在下述图像评估结果中，图像当G面积百分比为45%或更大时被评估为○，而当G面积百分比小于45%时被评估为X。

图22、图23和图24是绘制表5所示的评估结果的图。图22是绘制在定影条件1（不施加剪切力的根据相关技术的定影）下所定影的图像的评估结果的图。图的水平轴表示颗粒直径L[μm]，图的垂直轴表示叠放量H[μm]。在评估为○的图像中，形成合成颜色的调色剂充分重叠，并且实现良好的颜色可显影性。在评估为X的图像中，形成合成颜色的调色剂的重叠状态明显降级，并且未实现充足的颜色可显影性。据图清楚的是，评估结果为○的区域和评估结果为X的区域彼此分离。即使当叠放量H基本上恒定时，当颗粒直径L增加时，评估结果从○改变为X。即使当颗粒直径L恒定时，当叠放量H减小时，评估结果从○改变为X。为了澄清图像评估结果的区域之间的边界的意义，观测记录材料上的调色剂颗粒布置的状态并且计算调色剂颗粒布置的参数。

图25示出调色剂的量以及“单色和合成颜色调色剂层的形成的状态”的观测结果。示出用于形成单个颜色层（在该说明中，青色）的调色剂颗粒401和第二颜色（在该说明中，黄色）的调色剂颗粒403。在该图中，部分(a)和部分(b)分别示出当调色剂的量很小时单色和合成颜色调色剂层的形成的状态，部分(c)和部分(d)分别示出当调色剂的量很大时（当调色剂颗粒在其之间没有间隙而被布置时）单色和合成颜色调色剂层的形成的状态。

当调色剂的量很小时，如部分(a)所示，在形成下层的青色调色剂颗粒401之间存在很多间隙。此外，如部分(b)所示，作为形成上层的第二颜色的调色剂颗粒的黄色调色剂颗粒403被设置在青色调色剂颗粒401之间的间隙上。当颗粒（如调色剂颗粒）被布置为形成层时，形成上层的颗粒自然被设置在形成下层的颗粒之间。因此，当在形成下层的青色调色剂颗粒401之间存在间隙时，形成上层的黄色调色剂颗粒403被设置在间隙上。因此，部分(b)所示的调色剂的透明视图（透明状态）包括仅上层中的黄色调色剂颗粒403存在的部分404、仅下层中的青色调色剂颗粒401存在的部分405、以及上层中的黄色调色剂颗粒403和下层中的青色调色剂颗粒401重叠以生成绿色颜色的部分406。

当调色剂的量很大时（当调色剂颗粒在其之间没有间隙的情况下被布置时），如部分(c)所示，相邻青色调色剂颗粒401在下层中彼此接触，记录材料几乎完全被覆盖。此外，如部分(d)所示，与部分(b)相似，作为形成上层的第二颜色的调色剂颗粒的黄色调色剂颗粒403被设置在青色调色剂颗粒401之间的间隙上。其它黄色调色剂颗粒403上所堆叠的黄色调色剂颗粒403也被设置在黄色调色剂颗粒403之间的间隙上。记录材料在部分(c)所示的单色状态下被可靠地覆盖，下层也被形成上层的黄色调色剂颗粒403可靠地覆盖。因此，从部分(d)所示的透明状态清楚的是，与其中调色剂的量很小的部分(b)所示的透明状态不同，其中黄色调色剂颗粒403存在的区域的主要部分形成其中上层中的黄色调色剂颗粒403和下层中的青色调色剂颗粒401重叠的显现绿色的重叠部分406。

因此，当调色剂的量很大时，在大区域上形成其中适当地形成合成颜色的重叠部分406。当调色剂的量很小时，随着调色剂的量减小，上层和下层中的间隙中所形成的单色部分（404和405）增加，其中适当地形成合成颜色的重叠部分406减少。因此，当调色剂的量相对于根据相关技术的调色剂的量（叠放量[mg/cm²]或颗粒直径[μm]）减少时，合成颜色的颜色可显影性降低，并且在单色形成区域中无法充分覆盖记录材料。结果，色域可再现范围极大地降低。

从上述观测结果已经发现，单色调色剂颗粒之间的间隙的量影响色域可再现范围。单色调色剂颗粒之间的间隙随着调色剂的量减少而增大。从该观测结果清楚的是，当存在足够的调色剂颗粒的量以形成多个层时，上层中的调色剂颗粒被布置为填充下层中的调色剂颗粒之间的间隙。当调色剂颗粒的量减少时，变得难以形成多个层，并且调色剂颗粒之间的间隙逐渐增大。当调色剂颗粒的量减少到形成单个层所需的量以下时，间隙明显增加。为了研究边界条件，假设调色剂颗粒是球形的，计算形成理想最密填充布置中的球形调色剂颗粒的单个层（具有与单个调色剂颗粒对应的厚度的层）所需的调色剂颗粒的量。最密填充布置是这样的布置：相同颜色的相邻调色剂颗粒彼此接触，如图26(A)中的调色剂颗粒407的布置中那样并且如图27(a)所示。关于计算中所使用的参数，调色剂颗粒直径是L[μm]，并且调色剂密度是ρ[g/cm³]。

每个调色剂颗粒的体积V_○[μm³]、平面上调色剂颗粒的投影面积S_○[μm²]、以及包括单个调色剂颗粒的单位面积（图27(a)中的菱形区域）S_■[μm²]如下。

[数学式3]

如下计算最密填充布置（图27(a)中的布置）中的调色剂颗粒的单个层（单个颜色）的调色剂叠放量H[μm]（每单位面积的调色剂体积=平均调色剂高度）。

[数学式4]

如下计算调色剂叠放量A[mg/cm²]（每单位面积的重量）。

[数学式5]

$A=\frac{1}{10}\mathrm{\&rho;H}=\frac{\mathrm{\&rho;\&pi;L}}{30\sqrt{3}}---\left(3\right)$

（在该等式中，引入“1/10”以匹配单位）。

在图22中，实线示出颗粒直径L与根据以上等式所获得的叠放量H之间的关系。根据该图清楚的是，实线在图像评估结果为○的区域与评估结果为X的区域之间的边界上。因此，在图22所示的在定影条件1（根据不施加剪切力的相关技术的定影）下所定影的图像的评估结果中，评估结果当调色剂的量大于最密填充布置极限时为○，而当调色剂的量小于最密填充布置极限时为X。

图23是绘制在定影条件2（不施加剪切力并且促进熔化的根据相关技术的定影）下所定影的图像的评估结果的图。在定影条件2中，处理速度减少到定影条件1的1/3，以使得定影时间增加到3倍，并且调色剂的熔化得以充分地促进。靠近最密填充布置极限并且在定影条件1中评估结果为X的区域中的评估结果改变为○。这是因为，由于极大地促进调色剂的熔化，因此调色剂扩展到其极限，并且合成颜色的重叠区域增加。然而，当叠放量很小或颗粒直径很大时，评估结果是X并且无法获得充足的颜色可显影性。虽然在该示例中定影时间增加以促进熔化，但从增加合成颜色的重叠区域的观点来看，可以通过增加负载或温度来实现相似的效果。

根据以上结果清楚的是，即使当调色剂充分熔化时，在根据不施加剪切力的相关技术的条件下也形成无法获得充足颜色可显影性的区域。可以假设边界在最密填充布置极限之下。

现将讨论图像评估结果的边界（其应在最密填充布置极限之下）的意义。如上所述，当观测记录材料上调色剂颗粒的布置时，形成上层的调色剂颗粒被设置在形成下层的颗粒之间。为了仿真使得该布置中的调色剂颗粒熔化并且变形的处理，通过使用黏土球来执行实验。将参照图26解释该实验。

不同颜色的黏土球407和408分别形成为下层调色剂颗粒和上层调色剂颗粒的模型。黏土球407（下层调色剂颗粒）放置在平板409上，并且被布置在其中黏土球407彼此接触的最密填充布置(A)以及黏土球407在其之间被布置有恒定间隙的布置(B)和(C)中。假设调色剂的量按(A)、(C)和(B)的顺序变大。黏土球408（上层调色剂颗粒）被布置为使得：单个黏土球408处于三个黏土球407（下层调色剂颗粒）的中心处。假设平板410是定影构件，平板410从上向下移动，以使得在布置中的每一个中挤压黏土球，由此仿真当调色剂颗粒熔化时使得它们变形的方式。观测变形之前以及之后的黏土球的状态。图26的上区域示出黏土球的布置的侧视图。黏土球在它们受挤压之前具有球形，当黏土球受挤压时变形并且扩展的黏土球部分示出为深色区域（仅示出两个黏土球以简化附图）。图26的中间区域示出在挤压处理之前的黏土球的底视图（从平板409一侧观看），图26的下区域示出在挤压处理之后的黏土球的底视图。

在最密填充布置(A)中，以在挤压（熔化）处理之后的黏土球407（下层调色剂颗粒）来完全填充在挤压（熔化）处理之前的黏土球407（下层调色剂颗粒）之间所形成的间隙411，从而形成单个层（见底视图）。这是因为，黏土球407（下层调色剂颗粒）已经在水平方向上扩展并且在黏土球408（上层调色剂颗粒）向下扩展之前结合在一起。在该状态下，上层与下层调色剂颗粒重叠的区域很大，并且可以获得满意的合成颜色。在布置(B)中，在挤压（熔化）处理之前，大间隙411形成在黏土球407（下层调色剂颗粒）之间。即使在挤压（熔化）处理之后，黏土球407（下层调色剂颗粒）之间的间隙也未被填充。据该图可知，黏土球408（上层调色剂颗粒）渗透到间隙411中。这是因为，在黏土球407（下层调色剂颗粒）在水平方向上扩展以结合在一起之前，黏土球408（上层调色剂颗粒）已经向下扩展并且进入间隙411。在该状态下，上层与下层调色剂颗粒重叠的区域很小，合成颜色的颜色可显影性降低。

在布置(C)中，在挤压（熔化）处理之后填充在挤压（熔化）处理之前黏土球407（下层调色剂颗粒）之间所形成的间隙411，黏土球408（上层调色剂颗粒）的渗透不产生。这是因为，黏土球407（下层调色剂颗粒）的扩展和黏土球408（上层调色剂颗粒）的扩展基本上同时产生。在此情况下，参照侧视图，连接黏土球407（下层调色剂颗粒）和黏土球408（上层调色剂颗粒）的中心的直线相对于水平面处于45°。

根据上述结果，可以假设即使调色剂的量小于最密填充布置极限，即，即使在每个单色调色剂层中调色剂颗粒在其之间被布置有间隙时，存在熔化产生而不导致调色剂颗粒的渗透并且可以确保合成颜色的充足重叠区域以使得可以获得满意的颜色可显影性的极限条件（下文中被称为渗透极限）。据布置(C)的结果，期望调色剂颗粒的渗透极限与连接上层和下层调色剂颗粒的中心的直线相对于水平面处于45°的布置对应。相应地，计算在与渗透极限对应的布置中形成球形调色剂颗粒的单个层所需的调色剂的量。

首先，将详细描述调色剂颗粒之间所形成的间隙。假设相邻调色剂颗粒之间存在间隙的状态，即使当每单位面积的调色剂的量恒定时，调色剂颗粒可以要么被布置为其之间的间隙恒定，要么被布置为在混合状态下形成大间隙和小间隙。在实际调色剂层中，间隙不是恒定的，并且在混合状态下形成大间隙和小间隙。与间隙恒定的情况相比，当在混合状态下形成大间隙和小间隙时，上层调色剂颗粒（与下层调色剂颗粒不同的颜色的调色剂颗粒）更容易落入下层调色剂颗粒之间的间隙中。换句话说，渗透更容易产生。相应地，将考虑聚集在一起的三个调色剂颗粒的单元，其为用于几何地讨论调色剂颗粒的布置的最小单元。

图28(a)、图28(b)和图28(c)示出具有相同的每单位面积的调色剂量（相同的调色剂叠放量）的布置。图28(a)示出调色剂颗粒在相邻调色剂颗粒之间被布置有恒定间隙t[μm]（最接近距离）的状态。在该状态下，间隙很小，并且上层调色剂颗粒不容易落入下层调色剂颗粒之间的间隙中。

图28(b)示出图28(a)中的调色剂颗粒的布置被改变以使得每三个调色剂颗粒聚集在一起的状态。在图28(b)中，形成四个调色剂颗粒群组，其中的每一个包括聚集在一起的三个调色剂颗粒。

图28(c)示出图28(b)所示的调色剂颗粒群组围绕其中心旋转相同角θ以使得调色剂颗粒群组彼此接触（调色剂颗粒A′和B′彼此接触）的状态。图28(c)所示的布置具有与图28(a)所示的布置相同的调色剂叠放量。虽然调色剂叠放量是恒定的，但以此方式所布置的调色剂颗粒在其之间具有最大间隙。

图28(d)示出（透明圆圈所示的）上层调色剂颗粒放置在图28(c)所示的下层调色剂颗粒上的状态（转印有第一颜色的调色剂图像的状态）。从该图清楚的是，单个上层调色剂颗粒在其中三个下层调色剂颗粒聚集在一起的每个调色剂颗粒群组的中心处嵌入到小间隙412（413）中，并且单个上层调色剂颗粒嵌入到下层中的调色剂颗粒群组之间所形成的大间隙414中。大间隙414中所嵌入的上层调色剂颗粒的位置低于小间隙412（413）中所嵌入的上层调色剂颗粒。

当图28(c)的布置被看作第一颜色的调色剂层中的可能布置时，可以考虑其中当调色剂叠放量恒定时渗透最可能产生的非均匀状态。在该非均匀状态下，渗透产生的极限点对应于其中连接设置在大间隙414之上的单个上层调色剂颗粒的中心与形成大间隙414的下层调色剂颗粒之一的中心的直线相对于水平面处于45°的状态。

为了计算图28所示的非均匀状态下的调色剂颗粒A′、B′和C′的布置，必要部分被提取并且示出于图29中。图29(a)示出表征非均匀状态的调色剂颗粒A′、B′和C′的布置。图29(b)示出侧视图和顶视图。图29(c)是用于计算各点之间的距离的几何图。

参照图29，调色剂颗粒A′与B′之间的中心到中心距离等于调色剂颗粒的平均颗粒直径L[μm]。调色剂颗粒B′与C′之间的中心到中心距离、和间隙414的中心E与调色剂颗粒C′的中心之间的距离之间的关系如下。

[数学式6]

|A′B′|＝L, $\left|\frac{B^{\&prime;}{C}^{\&prime;}}{\sqrt{3}}\right|=\frac{L}{\sqrt{2}},$

当图28(a)、图28(b)和图28(c)中的点O被定义为原点时，可以计算点P、A、A′、B、B′、C和C′的坐标。图30示出每个点的坐标。坐标计算为通过围绕调色剂颗粒群组的中心处的小间隙的中心O和P将调色剂颗粒群组旋转角θ所获得的坐标，其中每个调色剂颗粒群组包括聚集在一起的三个下层调色剂颗粒，如图28(b)和图28(c)所示。当这些坐标代入以上等式时，获得以下等式。

[数学式7]

$|A^{\&prime;}{B}^{\&prime;}{|}^2={(\frac{3}{2}R-\frac{L}{\sqrt{3}}\cos (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}-\mathrm{\&theta;})-\frac{1}{\sqrt{3}}\sin \mathrm{\&theta;})}^2+{(\frac{\sqrt{3}}{2}R-\frac{L}{\sqrt{3}}\sin (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}-\mathrm{\&theta;})-\frac{L}{\sqrt{3}}\cos \mathrm{\&theta;})}^2=L^2$

${\left|B^{\&prime;}{C}^{\&prime;}\right|}^2={(\frac{3}{2}R-\frac{L}{\sqrt{3}}\cos (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}-\mathrm{\&theta;})-\frac{L}{\sqrt{3}}\cos (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}+\mathrm{\&theta;}))}^2+{(\frac{\sqrt{3}}{2}R-\frac{L}{\sqrt{3}}\sin (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}-\mathrm{\&theta;})+\frac{L}{\sqrt{3}}\sin (\frac{\mathrm{\&pi;}}{6}+\mathrm{\&theta;}))}^2=\frac{3}{2}{L}^2$

其中，R=L+t

这些等式可以重写如下。

[数学式8]

$\sin \mathrm{\&theta;}=\frac{\sqrt{3}}{4}\&CenterDot;\frac{R-\sqrt{{4L}^2-{3R}^2}}{L}$ $\sin \mathrm{\&theta;}=\frac{L}{4\sqrt{3}R}$

相应地，推导出以下等式。

[数学式9]

$R^2=\frac{7+3\sqrt{5}}{12}{L}^2$

可以通过将其代入等式(6)来计算与渗透极限相对应的调色剂叠放量，以下将讨论该情况。

[数学式10]

在此，假设在相邻调色剂颗粒之间形成间隙，通过如下使用调色剂颗粒直径L[μm]和调色剂密度ρ[g/cm³]来计算叠放量H_渗透极限[μm]和叠放量A_渗透极限[mg/cm²]。

[数学式11]

[数学式12]

在图23中，虚线示出颗粒直径L与据以上等式所获得的叠放量H_渗透极限之间的关系。据该图清楚的是，虚线在图像评估结果为○的区域与评估结果为X的区域之间的边界上。因此，在图23所示的定影条件2（根据不施加剪切力并且促进熔化的相关技术的定影）下所定影的图像的评估结果中，评估结果当调色剂的量大于渗透极限（其小于最密填充布置极限）时为○，而当调色剂的量小于渗透极限时为X。因此，即使当熔化条件充分时，在通过根据相关技术的定影来获得令人满意的颜色可显影性中也存在极限条件，并且发现，极限条件是与渗透极限相对应的调色剂的量。

图24是绘制在定影条件3（施加剪切力的根据本发明的定影）下所定影的图像的评估结果的图。虽然在定影条件2下所定影的图像的评估结果在渗透极限以下的区域中是X，但可以通过根据本发明的定影设备来形成评估为○的图像。这是因为，即使当调色剂的量小于渗透极限时，调色剂颗粒也可以在面内方向上扩展，并且调色剂重叠区域可以通过施加剪切力而增大。

接下来，将描述适合于实现本发明的效果的剪切力。通过使用上述点扩展量来评估剪切力。表6示出通过改变每个颜色的叠放量以及用于每个类型的调色剂的点扩展量所定影的图像的评估结果。使用上述三种类型的编号1至3的调色剂。用于形成单色纯色图像的叠放量从0.1改变为0.5mg/cm²，并且形成单色的未定影图像以及合成颜色纯色图像、字符以及线条图。根据相关技术的定影处理以及根据本发明的定影处理对未定影图像进行定影，并且评估定影图像。根据相关技术的定影处理是待与根据本发明的定影处理进行比较并且不施加剪切力的比较性示例的定影处理。关于滑动类型（第一实施例的装置），在不执行滑动操作的情况下通过使用相同装置来执行根据相关技术的定影处理。关于交叉角类型（第二实施例的装置），在不提供交叉角的情况下通过使用相同装置来执行根据相关技术的定影处理。关于圆周速度类型（第三实施例的装置），在不提供圆周速度差的情况下通过使用相同装置来执行根据相关技术的定影处理。

表6示出当点扩展量是略微小于3μm至略微小于10μm时所形成的图像的评估结果。

[表6]

调色剂	编号1
		比重ρ[g/cm3]	1.13
颗粒直径L[μm]	6.8

调色剂	编号2
		比重ρ[g/cm3]	1.24
颗粒直径L[μm]	6.4

调色剂	编号3
		比重ρ[g/cm3]	1.14
颗粒直径L[μm]	5.8

○：合成颜色的饱和度增加（1或更大）

Δ：合成颜色的饱和度稍微增加（1或更小）或基本上保持

X：字符和线条图的锐度减少

可以通过改变根据本发明的定影设备中的定影温度或定影时间来改变点扩展量。随着定影温度增加，调色剂黏度减小，以使得剪切力扩展调色剂的量增加。结果，点扩展量增加。随着定影时间增加，施加剪切力的时间增加，以使得剪切力扩展调色剂的量增加。结果，点扩展量增加。

在该表中，○表示根据本发明的定影处理所形成的合成颜色（绿色）的饱和度与作为比较性示例的根据相关技术的定影处理所形成的图像的饱和度相比增加1或更大，Δ表示合成颜色的饱和度仅增加小量或基本上保持。

为了便于理解表6，图31、图32和图33示出对于每个类型的调色剂绘制图像的评估结果的图。水平轴表示叠放量[mg/cm²]，垂直轴表示点扩展量[μm]。图中的实垂直线和虚垂直线示出分别据等式（3）和（5）计算的调色剂的最密填充布置极限和渗透极限。在示出各种类型的调色剂的图31、图32和图33中的每一个中，当调色剂的量大于最密填充布置极限时（垂直实线），图像评估结果是Δ。这是因为，当调色剂的量很大时，合成颜色的重叠区域也很大，并且甚至可以通过根据相关技术的定影处理来获得高饱和度。在此情况下，根据本发明的定影处理与根据相关技术的定影处理之间的差很小。当调色剂的量小于最密填充布置极限（垂直实线）并且大于渗透极限（垂直虚线）时，如果条件是可以充分熔化调色剂，则甚至可以通过根据相关技术的定影处理来获得高饱和度。因此，根据本发明的定影处理与根据相关技术的定影处理之间的差异很小，并且在某些情况下，图像评估结果是Δ。当调色剂的量小于渗透极限时，不可以通过根据相关技术的定影处理来获得高饱和度，而本发明的效果是明显的。在此情况下，据图清楚的是，为使得图像评估结果为○，必须随着调色剂的量减少而增加点扩展量。图31、图32和图33中的○和Δ的分布意味着，存在可靠地实现本发明的效果所需的点扩展量的下限，该下限根据调色剂的量而变化。

为了研究点扩展量的下限，假设球形调色剂颗粒在其之间被布置有恒定间隙t[μm]（最接近距离），计算增加饱和度所需的点扩展量。图34和图27(b)示出计算模型。考虑单个上层调色剂颗粒403，调色剂颗粒403需要扩展以与单个下层调色剂颗粒（图34中的401，作为在未定影状态下与调色剂颗粒403不重叠的下层调色剂颗粒中的最接近的一个）重叠的距离，被定义为点扩展量的下限。上层调色剂颗粒403的中心位置a与邻近于上层调色剂颗粒403的间隙411的中心b之间的距离可以被计算为(L+t)/√3。当调色剂颗粒403在从位置a到位置b的方向上扩展某个量以使得调色剂颗粒403的中心a移动到间隙411的中心b时，调色剂颗粒403和401重叠，并且饱和度可以增加。在球形调色剂颗粒在其之间被布置有恒定间隙t[μm]（最接近距离）的状态下，每个调色剂的调色剂叠放量A[mg/cm²]、密度ρ[g/cm³]、颗粒直径L[μm]与间隙t[μm]之间的关系如下。

[数学式13]

$A=\frac{\mathrm{\&rho;\&pi;}{L}^3}{30\sqrt{3}{(L+t)}^2}---\left(6\right)$

可以通过与用于推导示出其中间隙t为零的最密填充布置中的调色剂叠放量的等式(3)相同的方法来推导等式(6)。可以根据以上等式如下那样计算a与b之间的距离

[数学式14]

$\frac{(L+t)}{\sqrt{3}}=\sqrt{\frac{\mathrm{\&rho;\&pi;}{L}^3}{90\sqrt{3}A}}---\left(7\right)$

图31、图32和图33所示的曲线示出等式(6)的叠放量A[mg/cm²]与根据等式(7)计算的距离之间的关系。清楚的是，第一号、第二号和第三号调色剂所形成的图像的评估结果在等式(7)所定义的曲线的范围上划分为○和Δ。因此，等式(7)所定义的距离可以被看作用来获得足够饱和度所需的点扩展量的下限。

如上所述，在通过使用多个颜色的调色剂来形成图像的情况下，当每个调色剂的加权平均颗粒直径是L（μm）时，每个调色剂的比重是ρ（g/cm³），调色剂叠放量（每个颜色的叠放量）是A（mg/cm²），定影单元优选地施加剪切力，以使得调色剂图像的点扩展量（μm）满足以下条件。

[数学式15]

施加剪切力的上述定影单元可以安装到在记录材料上形成未定影调色剂图像以使得满足特定条件的图像形成装置中。也就是说，当每个调色剂的加权平均颗粒直径是L（μm）并且每个调色剂的比重是ρ（g/cm³）时，在通过使用多个颜色的调色剂来形成图像的情况下的每个颜色的最大调色剂叠放量A（mg/cm²）可以满足以下条件。

[数学式16]

$A<\frac{\mathrm{\&rho;\&pi;L}}{30\sqrt{3}}---\left(9\right)$

在此情况下，可以增强本发明的效果。

施加剪切力的上述定影设备也可以安装到在记录材料上形成未定影调色剂图像以使得每个颜色的调色剂最大叠放量A（mg/cm²）满足以下条件的图像形成装置中。

[数学式17]

$\frac{2\mathrm{\&rho;\&pi;L}}{5\sqrt{3}(7+3\sqrt{5})}---\left(10\right)$

在此情况下，可以进一步增强本发明的效果。

关于点扩展量的上限，当点扩展量增加直到大约30μm时，获得增强合成颜色的饱和度的效果。如图3所示，随着点扩展量增大，合成颜色的饱和度增大。具体地说，当形成合成颜色的调色剂的叠放量和重叠区域很小时，甚至当点扩展量很小时，重叠区域也可以极大地增加。因此，可以获得足够的饱和度增大效果。当叠放量很大时，形成合成颜色的调色剂的重叠区域在未定影状态下很大。因此，饱和度的增加相对于点扩展量的增加的量是很小的。

当点扩展量大于30μm时，增大合成颜色的饱和度的效果降低。当调色剂进一步扩展时，字符和线条图的锐度减小。这是因为，图像的边沿部分非均匀地并且过度地扩展并且模糊。因此，点扩展量优选地设置为30μm或更小。

更优选地，点扩展量（μm）优选地满足以下条件。

[数学式18]

（根据第四实施例的定影设备）

图35是根据第四实施例的定影设备的示意性截面图。该定影设备包括：加热辊（第一旋转构件）500，其可旋转并且具有热源504；加压辊（第二旋转构件）507，其可旋转并且针对加热辊500加压，以使得形成定影压合部。承载调色剂T的记录纸张P片材通过定影压合部N压合并且传送。同时，未定影调色剂图像受加热并且压缩，以使得未定影调色剂图像定影到记录纸张P的片材。

加热辊500包括以具有高导热性的金属（铝、铁等）制成的中空芯条501、以例如硅酮橡胶制成并且在芯条501周围提供的弹性层502、以及覆盖弹性层502的表面的低硬度释放层503。因此，加热辊500的表面层的挠性增大。低硬度释放层503可以通过例如单独使用或组合使用的浸油的硅酮橡胶或碳氟化合物橡胶（如二元二氟乙烯橡胶、三元二氟乙烯橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶或fluorophosphazene(氟代聚磷腈橡胶)橡胶）制成。在该实施例中，使用浸油的硅酮橡胶。卤素加热器504被设置在中空芯条501中作为热源。卤素加热器504的操作受控于温度控制设备505。温度控制设备505执行输出控制，以用于基于由热阻器506检测到的加热辊500的表面温度来控制卤素加热器504的操作。

根据该实施例，加热辊的表面层的挠性增大，以使得表面层能够跟随纸张片材上的凸起和凹入。因此，可以可靠地实现根据第一实施例至第三实施例的通过施加剪切力所获得的效果。

现将描述低硬度释放层503的硬度。Kobunshi Keiki有限公司所制造的微橡胶硬度计MD-1类型A（下文中被称为MD-1硬度计）用于测量MD-1硬度。现将描述使用该测量设备的原因。

在该实施例中，效果受定影构件的表面硬度影响很大。因此，使用适合于测量表面硬度的MD-1硬度计。硬度计MD-1类型A可以获得根据JIS K6301的JIS-A硬度的近似值。

图36示出说明测量加热辊500的表面层的硬度的处理的示意性截面图。部分(a)示出使用MD-1硬度计的情况，部分(b)示出使用除了MD-1硬度计之外的橡胶硬度计的情况。MD-1硬度计通过将压针（indentor）少量压入到测量对象中来执行硬度测量。因此，仅测量测量对象的靠近其表面的部分的硬度。

与MD-1硬度计相比，除了MD-1硬度计之外的橡胶硬度计使用更大的压针并且以更大量将压针压入到测量对象中。因此，测量结果受在测量对象之下的层的材料影响。例如，当弹性层502明显比作为表面层的释放层503更软，并且压针被压入到释放层503中以使得弹性层502极大地变形时，存在输出硬度将小于靠近表面层的区域的硬度的可能性。当压针进一步压入到释放层503中时，测量结果可能受作为最内层的芯条501影响，并且存在输出硬度将大于靠近表面层的区域的硬度的可能性。

现将描述根据该实施例的用于施加剪切力的方法。在该实施例中，与第三实施例相似，将加热辊500和加压辊507的旋转速度设置为不同的值（提供圆周速度差），以便在定影压合部N中施加剪切力。关于根据该实施例的定影操作条件，将加压辊507的旋转速度设置为91.0mm/sec，并且将加热辊500的旋转速度设置为90.5mm/sec（比加热辊的旋转速度低大约0.5%）。在此情况下，在记录材料P穿过具有大约6mm的宽度的定影压合部N的时段中，加热辊500沿着加压辊507滑动大约30μm。在该时段中，记录材料P在被传送的同时还沿着定影构件滑动。

为了确认该实施例的效果，使用具有不同MD-1硬度的两种类型的释放层来执行比较性试验。在根据该实施例的定影辊501中，圆柱芯条以铝制成，并且具有55mm的直径、7mm的厚度以及41mm的内径。在芯条的外部边缘周围所提供的弹性层以硅酮橡胶制成，并且具有50°的JIS-A硬度以及2.5mm厚度。通过在弹性层的外周上形成低硬度释放层A来执行比较性试验。低硬度释放层A以浸油的硅酮橡胶制成，并且具有27°的JIS-A硬度以及250μm的厚度。为了比较，还在弹性层上形成释放层B。释放层B是以通过PFA制成的管形成的，并且具有50μm的厚度。释放层A和B的MD-1硬度被测量并且分别被发现为38和72。

通过使用X-Rite公司所制造的谱密度计来测量通过其中定影辊和加压辊在其之间没有圆周速度差（圆周速度差为0%）的情况下旋转的定影处理所形成的作为合成颜色的绿色区块的饱和度、以及通过其中定影辊以比加压辊低0.5%（圆周速度差是0.5%）的旋转速度旋转的定影处理所形成的绿色区块的饱和度。表7示出饱和度c^*从当圆周速度差为0%时所获得的饱和度c^*到当圆周速度差为0.5%时所获得的饱和度c^*的增加量Δc^*。

[表7]

	释放层A	释放层B
			Δc*	3.0	1.3

点扩展量在使用低硬度释放层A和使用高硬度释放层B的情况下都是大约2μm。虽然点扩展量是恒定的，但通过使用低硬度释放层A而不是高硬度释放层B来增加剪切力的效果。

将参照图37来描述饱和度的增大量取决于表面层的硬度而改变的原因。当使用高硬度释放层B时，如图37(a)所示，释放层B与记录材料的凸起（下文中简称为凸起）上的调色剂颗粒接触。然而，释放层B有时不能充分跟随记录材料上的凸起和凹入，并且不能与记录材料的凹入（下文中简称为凹入）中的调色剂颗粒充分接触。当在此状态下剪切力施加到调色剂图像时，虽然剪切力可以施加到凸起上的调色剂图像部分，但剪切力有时不能充分施加到凹入中的调色剂图像部分。

当使用低硬度释放层A时，如图37(b)所示，释放层A变形，以使得跟随记录材料上的凸起和凹入，并且与凸起上和凹入中的调色剂颗粒均匀接触。当在此状态下剪切力施加到调色剂图像时，凸起上的调色剂图像部分和凹入中的调色剂图像部分可以都扩展。结果，颜色可显影性可以增加。

接下来，将解释记录材料。在该实施例中，Oji纸张有限公司所制造的OK prince高质量纸张用作凸起和凹入影响图像质量（如颜色可显影性）的记录材料的示例。该记录材料的基本重量是81g/m²。记录材料上的凸起和凹入的平均尺寸大约是10μm，凸起和凹入的间距大约是几十微米。发现的是，当定影辊的释放层的MD-1硬度是70或更小时，释放层可以跟随记录材料上的凸起和凹入。

当以具有高于70的MD-1硬度的材料（例如PFA）制成释放层时，即使当其之下所形成的中间层（该实施例中的弹性层402）的硬度减小时，释放层也仅可以仅稍微跟随记录材料上的凸起和凹入。因此，难以扩展凹入中的调色剂图像的部分。从耐久性的观点来看，难以使用以具有小于20的MD-1硬度的材料（例如某类橡胶构件）制成的释放层。因此，考虑到在具有大凸起和凹入的记录材料（如正常纸张片材）上形成彩色图像的情况，定影辊（第一旋转构件）的表面层的MD-1硬度优选地在20或更大并且70或更小的范围中。

低硬度释放层的厚度优选地是20μm或更大。这是因为，形成记录材料上的凸起和凹入的纸浆纤维的厚度大约是20μm，低硬度释放层需要变形20μm或更大的厚度，以便跟随上述尺寸和间距的凸起和凹入。只要当施加压力时中间层不过度变形，在释放层之下所形成的中间层（该实施例中的弹性层402）的硬度就不具体地受限，并且压力可以传递到表面层。优选地，中间层的硬度是20或更大。即使当中间层具有高硬度（如金属的硬度）时，也可以仅通过释放层的变形来调整相对于记录材料上的凸起和凹入的可跟随性。

提高颜色可显影性的效果主要受图像的每单位面积的调色剂叠放量、定影条件和记录材料影响。当在未定影状态下调色剂叠放量很小并且不同颜色的调色剂重叠的重叠区域很小时，根据本发明的提高颜色可显影性的效果尤其增强。当定影构件包括具有70或更小的MD-1硬度的释放层时，记录材料的表面中的凹入中的调色剂图像部分可以被扩展，并且提高通过施加剪切力所获得的颜色可显影性的效果可以进一步增强。

如上所述，根据该实施例的定影设备包括第一旋转构件和第二旋转构件。第一旋转构件包括与在记录材料的凹入中设置的未定影调色剂图像部分接触的低硬度释放层。第二旋转构件通过与第一旋转构件不同的圆周速度旋转，并且连同第一旋转构件一起形成定影压合部。在单个记录材料正在定影压合部中经受定影处理的同时，剪切力不仅在恒定方向上连续施加到记录材料的凸起上的调色剂颗粒而且还连续施加到记录材料中的凹入中的调色剂颗粒。因此，即使当图像的调色剂叠放量很小时，饱和度可以增大。

本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。因此，所附权利要求被添加以限定本发明的范围。

本发明要求于2011年7月15日提交的日本专利申请No.2011-156393的利益以及2012年6月26日提交的No.2012-143137的利益，后两个申请由此通过引用而整体合并到此。

附图标记列表

Pa、Pb、Pc和Pd 图像形成单元

9 定影设备

Claims (16)

1.一种图像形成装置，包括：

图像形成单元，在记录材料上形成其中堆叠多个颜色的调色剂的未定影调色剂图像；以及

定影单元，通过在定影压合部中对记录材料上形成的未定影调色剂图像加热并且加压来将未定影调色剂图像定影到记录材料，

其中，在通过使用所述多个颜色的调色剂来形成图像的情况下，当调色剂的比重为ρ(g/cm³)并且调色剂的加权平均颗粒直径为L(μm)时，图像形成单元设置记录材料上的未定影调色剂图像中的每个颜色的最大叠放量A(mg/cm²)，以便满足以下条件：

[数学式1]

$A<\frac{\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&pi;}L}{30\sqrt{3}},$ 以及

其中，定影单元以与调色剂堆叠方向垂直的恒定方向将剪切力连续施加到未定影调色剂图像，以使得调色剂图像的点扩展量(μm)满足以下条件：

[数学式2]

2.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，在通过使用所述多个颜色的调色剂来形成图像的情况下，图像形成单元设置每个颜色的最大叠放量A(mg/cm²)，以便满足以下条件：

[数学式3]

$A<\frac{2\mathrm{\&rho;}\mathrm{\&pi;}L}{5\sqrt{3}(7+3\sqrt{5})}.$

3.如权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，在单个记录材料在定影压合部中正经受定影处理的同时，定影单元将压力连续施加到定影压合部，以使得点扩展量(μm)满足如权利要求1所述的点扩展量的条件。

4.如权利要求3所述的图像形成装置，其中，在单个记录材料在定影压合部中正经受定影处理的同时，定影单元将压力连续施加到定影压合部，以使得点扩展量(μm)满足以下条件：

[数学式4]

5.如权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，定影单元包括：第一旋转构件，其与未定影调色剂图像接触；第二旋转构件，其连同第一旋转构件一起形成定影压合部，以及，在单个记录材料在定影压合部中正经受定影处理的同时，第一旋转构件和第二旋转构件中的至少一个在与旋转方向不同的预定方向上连续滑动。

6.如权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，定影单元包括：第一旋转构件，其与未定影调色剂图像接触；第二旋转构件，其具有相对于第一旋转构件的交叉角，并且连同第一旋转构件一起形成定影压合部。

7.如权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，定影单元包括：第一旋转构件，其与未定影调色剂图像接触；第二旋转构件，其按与第一旋转构件的圆周速度不同的圆周速度旋转，并且连同第一旋转构件一起形成定影压合部。

8.如权利要求5所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件与记录材料之间的摩擦系数小于第二旋转构件与记录材料之间的摩擦系数。

9.如权利要求6所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件与记录材料之间的摩擦系数小于第二旋转构件与记录材料之间的摩擦系数。

10.如权利要求7所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件与记录材料之间的摩擦系数小于第二旋转构件与记录材料之间的摩擦系数。

11.如权利要求5所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件包括释放层，所述释放层具有大于等于20并且小于等于70的范围中的MD-1硬度。

12.如权利要求11所述的图像形成装置，其中，所述释放层具有20μm或更大的厚度。

13.如权利要求6所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件包括释放层，所述释放层具有大于等于20并且小于等于70的范围中的MD-1硬度。

14.如权利要求13所述的图像形成装置，其中，所述释放层具有20μm或更大的厚度。

15.如权利要求7所述的图像形成装置，其中，第一旋转构件包括释放层，所述释放层具有大于等于20并且小于等于70的范围中的MD-1硬度。

16.如权利要求15所述的图像形成装置，其中，所述释放层具有20μm或更大的厚度。