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公開番号2024080429
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193611
出願日2022-12-02
発明の名称分離挙動予測方法、装置及びプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類G03G 15/20 20060101AFI20240606BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測できるようにする。
【解決手段】定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測する分離挙動予測方法であって、定着部材(201)の湾曲に沿って前記メディアが湾曲したときに前記メディアに貯蔵されるエネルギである貯蔵エネルギを導出する貯蔵エネルギ導出手順(ステップS101)と、前記定着部材(201)の表面から、前記メディアに転写されたトナーを分離させるのに消費されるエネルギである消費エネルギを導出する消費エネルギ導出手順(ステップS102)と、前記貯蔵エネルギと、前記消費エネルギとに基づいて、前記定着部材(201)から前記メディアが分離する分離点の位置を予測する予測手順(ステップS103~S105)とを有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測する分離挙動予測方法であって、
定着部材の湾曲に沿って前記メディアが湾曲したときに前記メディアに貯蔵されるエネルギである貯蔵エネルギを導出する貯蔵エネルギ導出手順と、
前記定着部材の表面から、前記メディアに転写されたトナーを分離させるのに消費されるエネルギである消費エネルギを導出する消費エネルギ導出手順と、
前記貯蔵エネルギ導出手順で導出した前記貯蔵エネルギと、前記消費エネルギ導出手順で導出した前記消費エネルギとに基づいて、前記定着部材から前記メディアが分離する分離点の位置を予測する予測手順とを有することを特徴とする分離挙動予測方法。
続きを表示(約 1,700 文字)【請求項2】
前記消費エネルギは、前記メディアの移動速度の依存性を有し、
前記予測手順は、
前記消費エネルギ導出手順で離散的に導出した前記消費エネルギに基づいて、前記移動速度V(E)を導出する手順と、
前記移動速度V(E)に基づいて、前記貯蔵エネルギ導出手順で導出した前記貯蔵エネルギE
media
を用いて、プロセス速度V
ps
における、前記分離点での前記メディアの移動速度である分離点速度V
sep
を導出する手順と、
前記分離点速度V
sep
に基づいて、前記分離点の位置l
sep
を導出する手順とを有することを特徴とする請求項1に記載の分離挙動予測方法。
【請求項3】
前記分離点速度V
sep
を、式(4)を用いて導出することを特徴とする請求項2に記載の分離挙動予測方法。

sep
=V
ps
-V(E
media
) ・・・(4)
【請求項4】
前記分離点の位置l
sep
を、前記式(4)を時間積分して得られる、微小時間dtに対する前記分離点の位置l
sep
の変動dl
sep
を用いて、式(5)を用いて導出することを特徴とする請求項3に記載の分離挙動予測方法。

sep
=l
sep
(t-dt)+dl
sep
・・・(5)
【請求項5】
前記貯蔵エネルギ導出手順では、前記貯蔵エネルギE
media
を、前記メディアのヤング率Y、前記メディアの厚みt、前記メディアが湾曲したときの曲率半径Rとして、式(1)を用いて導出することを特徴とする請求項1又は2に記載の分離挙動予測方法。
JPEG
2024080429000006.jpg
25
130
【請求項6】
前記消費エネルギ導出手順では、試験機を用いて計測したピーリング力を用いて、前記消費エネルギを導出することを特徴とする請求項1又は2に記載の分離挙動予測方法。
【請求項7】
前記消費エネルギ導出手順では、前記消費エネルギE
toner
を、単位幅あたりのピーリング力P、ピーリング角度θとして、式(2)を用いて導出することを特徴とする請求項6に記載の分離挙動予測方法。

toner
=P・(1-cosθ) ・・・(2)
【請求項8】
定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測するのに利用される分離挙動予測装置であって、
定着部材の湾曲に沿って前記メディアが湾曲したときに前記メディアに貯蔵されるエネルギである貯蔵エネルギを導出する貯蔵エネルギ導出手段と、
前記定着部材の表面から、前記メディアに転写されたトナーを分離させるのに消費されるエネルギである消費エネルギを導出する消費エネルギ導出手段と、
前記貯蔵エネルギ導出手段で導出した前記貯蔵エネルギと、前記消費エネルギ導出手段で導出した前記消費エネルギとに基づいて、前記定着部材から前記メディアが分離する分離点の位置を予測する予測手段とを備えたことを特徴とする分離挙動予測装置。
【請求項9】
定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測するためのプログラムであって、
定着部材の湾曲に沿って前記メディアが湾曲したときに前記メディアに貯蔵されるエネルギである貯蔵エネルギを導出する処理と、
前記定着部材の表面から、前記メディアに転写されたトナーを分離させるのに消費されるエネルギである消費エネルギを導出する処理と、
前記貯蔵エネルギと、前記消費エネルギとに基づいて、前記定着部材から前記メディアが分離する分離点の位置を予測する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測する分離挙動予測価方法、装置及びプログラムに関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
コピー機や複写機で利用される電子写真方式の画像形成技術では、最終プロセスとして、トナー像が転写されたシート状のメディアを定着部で加熱及び加圧することでメディアに定着させる定着プロセスが用いられる。定着部は、熱源により加熱される定着ローラと、それに当接して定着ニップを形成する加圧ローラとを備える。
昇温したトナーは、粘弾性に起因する粘着的挙動を示し、トナーを介して定着ローラとメディアとの間に接着力を生じる。接着力が大きいと、メディアが定着ローラから分離しにくくなるといった不具合が生じる。
メディアが定着ローラから分離しにくくなるという不具合を生じさせない対策として、接着力が小さくなるようにトナーや定着ローラを選択することが挙げられる。そのために、接着力を定量的に計測できるようにする必要がある。特許文献1には、静電荷像現像用トナーの接着力測定装置及び測定方法が開示されている。特許文献1では、定着用加熱ユニットと加圧端子ユニットとにより、一定時間圧力をかけながらトナーを像形成支持部材上に加熱定着させ、該加熱定着後に前記像形成支持部材を前記定着用加熱ユニットから剥離させ、剥離時の剥離力を計測する。
また、他の対策として、強制的にメディアを定着ローラから分離させるようにすることが挙げられる。特許文献2には、定着ニップ部から排出される用紙を定着ベルトから分離させる分離手段を有し、分離手段において、位置決め手段が、定着ベルトの温度に基づいて、分離爪の先端位置決めを行うようにした定着装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第4079266号公報
特開2012-3182号公報
【非特許文献】
【0004】
畑, 他: 高分子化学 22p.152(1965)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
定着プロセスの開発において、従来、曲率等を変えた定着ロール等の定着部材を試作して、メディアやトナーを選別し、温度や圧力条件を変えて、メディアの分離挙動を確認することが行われている。しかしながら、このような開発では、開発期間の長期化を招く。開発期間の短縮のためには、試作数や検討数を減少させることが有効であり、そのため試作を行うことなく分離挙動を予測できるようにすることが望まれている。
特許文献2では、定着ベルトの温度に基づいて、分離爪の先端位置決めを行うようにしているが、どのように分離爪の先端位置決めを行うかは予め決めておかなければならない。すなわち、定着プロセスの開発において、試作や検討を重ねて分離挙動を確認する必要があり、その点では、従来と変わりはない。
また、特許文献1は、接着力を測定するための技術であり、トナーに対する温度条件や加圧条件を変化させて、接着力を得ることができる。しかしながら、特許文献1に開示されているのは、あくまでも接着力を測定する技術であり、トナーやメディアの特性、定着部材の構成等の複合的な要素で決まる分離挙動を予測できるようにするものではない。
【0006】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の分離挙動予測方法は、定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測する分離挙動予測方法であって、定着部材の湾曲に沿って前記メディアが湾曲したときに前記メディアに貯蔵されるエネルギである貯蔵エネルギを導出する貯蔵エネルギ導出手順と、前記定着部材の表面から、前記メディアに転写されたトナーを分離させるのに消費されるエネルギである消費エネルギを導出する消費エネルギ導出手順と、前記貯蔵エネルギ導出手順で導出した前記貯蔵エネルギと、前記消費エネルギ導出手順で導出した前記消費エネルギとに基づいて、前記定着部材から前記メディアが分離する分離点の位置を予測する予測手順とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
実施形態に係る分離挙動予測方法の手順を示すフローチャートである。
定着部の構成例を示す図である。
定着ローラの表面の曲率の変化、及び貯蔵エネルギの変化を示す特性図である。
ピーリング力を計測する試験装置の構成例を示す図である。
ピーリング力の角度依存性を示す特性図である。
消費エネルギの速度依存性を示す特性図である。
分離速度を示す特性図である。
プロセス速度200mm/sの場合の分離挙動を説明するための図である。
プロセス速度300mm/sの場合の分離挙動を説明するための図である。
実施形態に係る分離挙動予測装置の機能構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、定着プロセスにおけるシート状のメディアの分離挙動を予測する分離挙動予測方法の手順を示すフローチャートである。
本実施形態では、図2に示すように、定着部として、定着部材である定着ローラ201と、定着ローラ201に当接して定着ニップを形成する加圧ローラ202とを備える構成例を説明する。定着ローラ201及び加圧ローラ202の両方又はいずれか一方を加熱し、また、定着ローラ201及び加圧ローラ202のうちのいずれか一方を回転させ、他方を従動させ、そのローラ間にトナーが転写されたメディア(不図示)を通すことで、トナーに熱及び圧力を加える。
(【0011】以降は省略されています)

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