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これはいいかも!図面から発明の内容を推測する練習

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明細書を読んでいるのが楽しいです。今回もわからない部分を残している状態ですが、物理の角度から明細書を読んでみました。

最近ホットな電子写真方式のプリンタについて。

物理で登場した「重心」と「画像形成装置」で見つけたリコーの明細書(特開2017-167381)を読んでみました。中国語の明細書は図面がいけていないことが多いのですが(失礼)、リコー、キャノンなどの日本企業の図面はわかりやすくかかれていてうっとりします。

まず、明細書に登場する図面を見開きで貼り付け、中身を見ないで内容やポイントを推測できるかトライ。電子写真方式の、「帯電→露光→現像→転写→定着→クリーニング→除電」の各プロセスのうち、「定着」プロセスに関するものらしいことだけわかりました。まだまだ修行が足りません。

そして、各部位を色分けしてみると、どうやら定着ローラに当接する研磨ローラ(水色)が主役のようです。色分けすると、水色の研磨ローラがクローズアップされていっていますよね!図面書くの上手だなあというのが素人感想です。今後は中身を見る前に、図面を貼り付け、色分けまでやってから、内容を推測できるか、トレーニングとしてやってみようと思いました。慣れてきたら色分けしなくてもわかるかな。

定着プロセスというのは、トナーを加圧と加熱によって溶融し、紙の繊維にからませる工程をいいます。定着の前の「転写」では、トナーが紙の上に乗っているだけで、すぐにふきとりことができるので、定着することで、トナーを溶かし、固くさせます。下の図面からも、●●●と描かれたトナーが溶かされて■に変わり、固まっている様子がわかりますね。

ちなみに、電子写真技術の定着プロセスは、「熱」を使うという点で、他のプロセスと異なるのが特徴です。他のプロセスでは「電荷」を扱います。

上図のオレンジ色の円とピンク色の円の間の部分を「ニップ部」(図ではNp)といいます。トナーを乗せた紙はここを通過して、定着されます。用紙がニップ部を通過する時に、オレンジ色のローラ上に細かな痕跡が付くことがあり、これは画質の低下につながります。

そこで、水色の研磨ローラがお掃除役として活躍します。研磨ローラがオレンジ色のローラにしっかり接触して、イラナイものを取り除いてくれないと、印刷された用紙にスジが残ったりして画質の低下につながります。ここまでが既存技術の内容。今回の発明では、研磨ローラによるクリーニングが、よりムラのない状態で行われるよう工夫されていました。

お掃除役の研磨ローラがあるのにさらに改良を考えた背景には、オレンジ色のローラ(定着ローラ)が加熱された状態で働くことと、ゴムなどの弾性体でできていることが関係するようです。

熱によって定着ローラが熱膨張し、太鼓状の形状に膨らんでしまう可能性があるようです(下図のオレンジ)。この場合、研磨ローラの両端にかかる力Fが異なると、研磨ローラの片側だけが定着ローラに当接し(下図の点線部分)、クリーニングにムラが生じてしまいます。

今回の発明では、定着ローラが熱膨張しても影響を受けないように、研磨ローラ(水色)の重心を挟んで両側にバネをつけて、同じ力が定着ローラにかかるように設計されていました。

下図で、研磨ローラ(水色)の重心を挟んで両端にバランスよくF1の力が付与されるので、定着ローラが膨らんでも、研磨ローラが重心に近い部分で定着ローラに安定して押し付けられるので、上図の点線のように、研磨ローラの片側だけが定着ローラに接触することを避けられるのかな・・・と思いました。しかし、上図のように1点が安定して当接した場合も、同様にクリーニングにムラが生じるのではないか?という疑問と消化不良が残っています・・・。

時間をおいてまたリベンジしたい明細書ですが、重心の概念は明細書で当たり前のものとして登場するということがわかりました。

いつも結論なしの記事でごめんなさい。明細書読むのが楽しくて仕方なくて、書かないとストレスがたまってしまうのです。。

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