JP4046903B2 - Charge analysis device - Google Patents
Charge analysis device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4046903B2 JP4046903B2 JP20473599A JP20473599A JP4046903B2 JP 4046903 B2 JP4046903 B2 JP 4046903B2 JP 20473599 A JP20473599 A JP 20473599A JP 20473599 A JP20473599 A JP 20473599A JP 4046903 B2 JP4046903 B2 JP 4046903B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charging
- layer
- roller
- charging roller
- photoconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、感光体の表面に対して帯電ローラを接触又は近接させて、その感光体を帯電させる帯電装置をシミュレーションし、その感光体上の帯電電荷量を出力可能にする帯電解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば電子写真方式の画像形成装置には、感光体の表面に帯電用部材として帯電ローラを接触させて、その感光体の表面を均一に帯電するようにした帯電装置がある。
このような帯電ローラを使用した帯電装置は、主に帯電ローラと感光体との間の放電を利用して、その感光体の表面を帯電するものである。そして、このような帯電ローラを使用した帯電装置では、感光体上の帯電電荷量あるいは帯電電位を検討する上で、帯電ローラと感光体との接触あるいは非接触は、特に重要となる要素ではない。
【０００３】
すなわち、このような帯電装置の開発においては、帯電ローラの構成、すなわち帯電ローラのローラ層の厚さや、層の材料、さらにはローラ径等が重要であり、帯電ローラに印加する印加バイアスも重要となる。
また、感光体のプロセススピード（線速度）等も重要な要素になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は感光体上の帯電電荷量や帯電電位は、上述したような帯電ローラの構成や、その帯電ローラに印加する印加バイアスや、感光体のプロセススピード等が重要であることはわかっていても、その帯電電荷量や帯電電位を知るためには、実際に帯電ローラを試作して実験を行わなければならなかった。したがって、所望の帯電電荷量や帯電電位（帯電特性）が得られる帯電ローラを開発するには、非常に手間と時間を要した。
【０００５】
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、帯電ローラを試作して、それを使用して実験を行ったりせずに、帯電ローラの帯電特性が得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、感光体の表面に対して帯電ローラを接触又は近接させてその感光体を帯電させる帯電装置をシミュレーションする帯電解析装置を、次のように構成する。
すなわち、帯電解析装置を、データ入力部と、電界計算部と、結果表示部とからなり、上記電界計算部は帯電ローラのローラ層内部での２次元方向の電荷移動・移動項を考慮したオームの法則と、２次元ポアソン方程式と、パッシェンの放電則とを考慮した方程式により感光体上に蓄積される電荷量を算出する計算部であるように構成する。
【０００７】
また、上記帯電解析装置において、データ入力部は、帯電ローラのローラ層の層厚さ，各層の抵抗，各層の誘電率，ローラ径と、その帯電ローラに印加する印加バイアスと、感光体のプロセススピードと、その感光体の径，層の厚さ，層の抵抗，層の誘電率をそれぞれ入力パラメータとする入力部であるようにするとよい。
【０００８】
さらに、上記帯電解析装置において、電界計算部は、感光体の帯電電位も算出する計算部であり、結果表示部は上記電界計算部が算出した感光体上の帯電電荷量及び上記帯電電位を表示する表示部であるようにするとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明による帯電解析装置の構成を示すブロック図、図２は同じくその帯電解析装置の電界計算部を構成するマイクロコンピュータとそのマイクロコンピュータが入力及び出力する各種の信号を示す図である。
【００１０】
この帯電解析装置は、感光体の表面に対して帯電ローラを接触又は近接させてその感光体を帯電させる帯電装置をシミュレーションする装置であり、図１に示すようにデータ入力部１と、電界計算部２と、結果表示部３とによって構成されている。
【００１１】
そのデータ入力部１は、帯電ローラのローラ層の層厚さと、そのローラ各層の抵抗と、そのローラ各層の誘電率と、帯電ローラのローラ径と、その帯電ローラに印加する印加バイアスとを入力する入力部である。また、このデータ入力部１には、帯電させる感光体のプロセススピードと、その感光体の径と、その感光体の層の厚さと、その層の抵抗と、その層の誘電率もそれぞれ入力するようになっている。
【００１２】
また、電界計算部２は、帯電ローラのローラ層内部での２次元方向の電荷移動・移動項を考慮したオームの法則と、２次元ポアソン方程式と、パッシェンの放電則とを考慮した後述する方程式により感光体上に蓄積される電荷量を算出する計算部である。
結果表示部３は、電界計算部２で算出した結果を装置外部の見える部分に表示する表示部である。
【００１３】
電界計算部２は、図２に示すように各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭ１２と、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭ１３と、入出力回路(Ｉ/Ｏ）１４とからなるマイクロコンピュータ１０である。
【００１４】
そのマイクロコンピュータ１０は、データ入力部１（図１）から入力される帯電ローラのローラ層の層厚さと、そのローラ各層の抵抗と、そのローラ各層の誘電率と、帯電ローラのローラ径と、その帯電ローラに印加する印加バイアスのデータをそれぞれ入力する。また、データ入力部１から、帯電させる感光体のプロセススピードと、その感光体の径と、その感光体の層の厚さと、その層の抵抗と、その層の誘電率のデータも入力する。
【００１５】
そして、このマイクロコンピュータ１０は、入力した帯電ローラの各層の厚さと、帯電ローラのローラ径と、感光体の厚さを基にして、図３に示すように計算領域をメッシュに分解する。
なお、図３に示した例では、帯電ローラ２１の第１層を２メッシュに、第２層を５メッシュにそれぞれ分割すると共に、感光体２２を３メッシュに分割し、その帯電ローラ２１と感光体２２との間の空気層の部分を５メッシュに分割した場合を示している。
【００１６】
このように、この実施の形態では、マイクロコンピュータ１０がプログラムの中で最適な分割数を算出するが、その各層をメッシュに分割する分割数は、データ入力部からオぺレータがデータとして入力するようにしてもよい。
さらに、計算領域は、帯電ローラの全周としてもよいが、図３に示したように外周の１／３程度にしても十分である。
【００１７】
そして、この各メッシュにおいて、電位と電荷移動とについて計算を行う。また、帯電ローラの表面と感光体の表面におけるメッシュでは、放電による電荷移動の計算も行う。
なお、計算領域の境界条件は、次のとおりである。
上境界：定電圧境界（印加バイアス電位）
下境界：定電圧境界（接地電位）
左右境界：対称境界
【００１８】
ところで、感光体の表面に対して帯電ローラを接触又は近接させて、その感光体を帯電させるローラ帯電方式の帯電装置においては、そこに使用する帯電ローラの帯電特性を算出するには、その帯電ローラのローラ層の構成、すなわちローラ層の厚さ、その層の材料及びそのローラ径を考慮に入れて、電界計算を行う必要がある。
また、その帯電ローラの帯電特性を算出するには、さらに帯電ローラに印加する印加バイアスや、感光体の線速（プロセススピード）、さらには感光体の径や層の厚さ、及びその層の材料等を考慮に入れて、電界計算を行う必要がある。
【００１９】
そして、その電界計算は、上記の帯電ローラや感光体の各パラメータを使用して、ポアソン方程式とオームの法則とパッシェンの法則を考慮した方程式で放電電荷量を算出することにより行う。
その計算は、１次元の計算ではローラ円周方向の電荷移動を考慮することができないため、精度の面で問題が生じる。
また、３次元の計算では、精度は十分ではあるが計算手法が複雑になり、計算時間が多くかかるわりには、得られる算出結果は２次元で計算したときのものとほぼ同じになる。
【００２０】
したがって、上記帯電ローラの帯電特性の算出は、２次元の電界計算が最適であるといえる。そして、その計算手法は、差分法，有限要素法，電荷重畳法，境界要素法など、いずれの計算手法を用いてもよい。
また、その計算は、前述したようにポアソン方程式と、オームの法則と、パッシェンの法則の３つを考慮する。
【００２１】
次に、その帯電ローラのローラ層内部での２次元方向の電荷移動を求める方程式の一例として、一般座標系を用いた差分法による場合の例を示す。
例えば、一般座標系を用いた差分法では、ポアソン方程式は［数１］〜［数３］に示すようになる。
【００２２】
なお、［数１］〜［数３］において、ξ１＝ξ、ξ２＝η、ｇijは計量テンソル、ｇは座標変換のヤコビアン、ｑは体積電荷密度、Φは電位、εは帯電ローラのローラ層の誘電率をそれぞれ示している。また、ｘξはｘのξによる偏微分、ｙξはｙのξによる偏微分をそれぞれ表している（なお、∂は偏微分記号）
【００２３】
また、［数２］におけるｇijは、ｇ1 1がテンソル１行１列の要素を表わし、
ｇ1 2はテンソル１行２列の要素を表わす。
さらに、ｘ，ｙは直交座標系での変数を表わし、ξ，ηは一般座標系での変数を表わしている。
【００２４】
同様に一般座標系でのオームの法則の差分化は［数４］に示すようになる。
なお、［数４］において、Ｖは感光体の線速度（プロセススピード）、σは電気伝導度（体積抵抗率の逆数）である。
【００２５】
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
次に帯電ローラの表面と感光体との間の放電を考慮する。
帯電ローラの表面上のある点Ａと、その点Ａを通る帯電ローラの半径を延長した線が感光体の表面に交差する点を点Ｂとしたとき、その点Ａと点Ｂとの間での電位差ＶABが、パッシェンの放電限界Ｖpaを超えると放電が発生し、電荷△ｑが感光体表面に、逆電荷−△ｑがローラ表面に移動する。
【００３０】
ここで、電荷（放電電荷密度）△ｑは、［数５］の式から算出できる。
なお、［数５］におけるＤは、Ｄ＝Σｄi ／ε’i であり、そのdiは各層（帯電ローラ及び感光体の各層）の厚さ[ｍ]、ε’i は比誘電率である。また、ＶABは上述した点Ａと点Ｂの間の電位差[Ｖ]、Ｖpaはパッシェンの法則から求まる放電開始電圧[Ｖ]である。さらにＧは、上記点Ａと点Ｂとの間の距離（ギャップ）である。
【００３１】
【数５】
この［数５］を使用して、帯電ローラの表面の全ての点Ａ（メッシュ）について電荷△ｑを計算することで、帯電ローラと感光体との間の全ての放電量を計算する。それによって、帯電ローラから感光体に移動する電荷を計算により算出することができる。
なお、図１に示した電界計算部２は、感光体容量Ｃを用いて、Ｑ＝ＣＶの関係式から、帯電電位Ｖも算出するようにするとよい。そして、その算出した感光体上の帯電電位Ｖを結果表示部３に表示するようにするとよい。
【００３３】
次に、上述した［数１］〜［数５］を用いて算出した帯電特性（印加バイアスと帯電電位との関係）の計算結果と実験結果との比較について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は弾性層と表面層の２つの層を持つ２層構造の帯電ローラについて確認した結果を示す線図であり、印加バイアスに対する帯電電位を常温常湿（○印で図示）と低温低湿（×印で図示）の２つの場合について、それぞれ実験結果を示している。
前者の常温常湿のものでは、帯電ローラの弾性層の抵抗率は１０5Ωｍ 、表面層の抵抗率は１０8Ωｍ である。
【００３４】
また、後者の低温低湿のものでは、帯電ローラの弾性層の抵抗率は４×１０5 Ωｍ、表面層の抵抗率は１０9Ωｍ である。また、使用した感光体は、厚さが２５μｍ、比誘電率が３、線速は２００ｍｍ／ｓである。
そして、図４には前述した［数１］〜［数５］を使用して算出した常温常湿におけるシミュレーション結果を実線で、低温低湿におけるシミュレーション結果を破線でそれぞれ示した。
この実験結果とシミュレーション結果は、常温常湿と低温低湿のいずれのものについても、非常に精度良く一致している。したがって、［数１］〜［数５］を使用すれば、高い精度で感光体の帯電電位を知ることができる。
【００３５】
図５は単層構造の帯電ローラについて確認した結果を示す線図であり、ＡＣ電圧を印加する場合について、［数１］〜［数５］を使用して算出したシミュレーション結果を■印と実線で示すと共に、実験結果を△印で示している。
なお、帯電ローラは抵抗が１０5Ωｍ と低い抵抗のものを使用し、印加するＡＣ電圧は周波数が２ｋＨｚ、印加バイアスのＤＣ成分は−７００Ｖである。
また、使用する感光体は、厚さが２５μｍ、比誘電率が３、線速は２００ｍｍ／ｓである。
この実験結果とシミュレーション結果との対比においても、それらは非常に精度良く一致している。したがって、このようにＡＣ電圧を印加する場合であっても、［数１］〜［数５］を使用すれば高い精度で感光体の帯電電位を知ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による帯電解析装置によれば、帯電ローラを試作して実験を行うようなことをしなくても、ローラ帯電特性をシミュレーションにより高い精度で算出することができるので、開発期間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による帯電解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同じくその帯電解析装置の電界計算部を構成するマイクロコンピュータとそのマイクロコンピュータが入力及び出力する各種のデータ及び信号を示す図である。
【図３】図２のマイクロコンピュータが行う帯電ローラと感光体及びその帯電ローラと感光体との間の空気層の分割を説明するための説明図である。
【図４】弾性層と表面層を持つ２層構造の帯電ローラについてシミュレーション結果と実験結果とを比較した線図である。
【図５】単層構造の帯電ローラについてシミュレーション結果と実験結果とを比較した線図である。
【符号の説明】
１：データ入力部 ２：電界計算部
３：結果表示部 ２１：帯電ローラ
２２：感光体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charging analysis apparatus that simulates a charging device that charges a photosensitive member by bringing a charging roller into contact with or close to the surface of the photosensitive member, and that can output a charge amount on the photosensitive member.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an electrophotographic image forming apparatus includes a charging device in which a charging roller as a charging member is brought into contact with the surface of a photoconductor to uniformly charge the surface of the photoconductor.
A charging device using such a charging roller mainly charges the surface of the photosensitive member by utilizing discharge between the charging roller and the photosensitive member. In a charging device using such a charging roller, contact or non-contact between the charging roller and the photosensitive member is not a particularly important element in examining the charged amount or charging potential on the photosensitive member. .
[0003]
That is, in the development of such a charging device, the configuration of the charging roller, that is, the thickness of the roller layer of the charging roller, the material of the layer, the roller diameter, and the like are important, and the applied bias applied to the charging roller is also important. It becomes.
In addition, the process speed (linear velocity) of the photoreceptor is an important factor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the past, it has been known that the amount of charged charge and the charged potential on the photosensitive member are important for the configuration of the charging roller as described above, the applied bias applied to the charging roller, the process speed of the photosensitive member, and the like. However, in order to know the amount of charge and the charge potential, it was necessary to actually make a prototype of a charging roller and conduct an experiment. Therefore, it takes a lot of labor and time to develop a charging roller capable of obtaining a desired charge amount and charge potential (charging characteristics).
[0005]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is intended to obtain the charging characteristics of the charging roller without making a prototype of the charging roller and performing an experiment using it. Objective.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows with a charging analysis device that simulates a charging device that charges a photosensitive member by bringing a charging roller into contact with or close to the surface of the photosensitive member.
That is, the electrification analysis apparatus includes a data input unit, an electric field calculation unit, and a result display unit. The electric field calculation unit is an ohm that takes into account the charge transfer / movement term in the two-dimensional direction inside the roller layer of the charging roller. The calculation unit calculates the amount of electric charge accumulated on the photosensitive member using an equation that takes into account the above-mentioned law, the two-dimensional Poisson equation, and Paschen's discharge law.
[0007]
In the charging analysis apparatus, the data input unit includes the layer thickness of the roller layer of the charging roller, the resistance of each layer, the dielectric constant of each layer, the roller diameter, the applied bias applied to the charging roller, and the process of the photoreceptor. It is preferable that the input unit has the speed, the diameter of the photoconductor, the thickness of the layer, the resistance of the layer, and the dielectric constant of the layer as input parameters.
[0008]
Further, in the charging analysis apparatus, the electric field calculation unit is a calculation unit that also calculates the charging potential of the photosensitive member, and the result display unit displays the amount of charging charge on the photosensitive member calculated by the electric field calculation unit and the charging potential. It is preferable that the display unit be a display unit.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a charge analysis apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a microcomputer constituting the electric field calculation unit of the charge analysis apparatus and various signals input and output by the microcomputer. .
[0010]
This charging analysis device is a device for simulating a charging device for charging a photoconductor by bringing a charging roller into contact with or close to the surface of the photoconductor. As shown in FIG. The
[0011]
The data input unit 1 inputs the layer thickness of the roller layer of the charging roller, the resistance of each roller layer, the dielectric constant of each roller layer, the roller diameter of the charging roller, and the applied bias to be applied to the charging roller. It is an input part. The data input unit 1 also inputs the process speed of the photosensitive member to be charged, the diameter of the photosensitive member, the layer thickness of the photosensitive member, the resistance of the layer, and the dielectric constant of the layer. It is like that.
[0012]
Further, the electric
The
[0013]
As shown in FIG. 2, the electric
[0014]
The
[0015]
Then, the
In the example shown in FIG. 3, the first layer of the
[0016]
As described above, in this embodiment, the
Further, the calculation area may be the entire circumference of the charging roller, but it may be about 1/3 of the outer circumference as shown in FIG.
[0017]
Then, in each mesh, calculation is performed for potential and charge transfer. In addition, for the meshes on the surface of the charging roller and the surface of the photoconductor, charge transfer due to discharge is also calculated.
The boundary conditions of the calculation area are as follows.
Upper boundary: Constant voltage boundary (applied bias potential)
Lower boundary: Constant voltage boundary (ground potential)
Left and right boundary: Symmetric boundary [0018]
By the way, in a charging device of a roller charging method in which a charging roller is brought into contact with or close to the surface of the photosensitive member to charge the photosensitive member, the charging characteristic of the charging roller used therefor is calculated by charging the charging roller. It is necessary to calculate the electric field in consideration of the configuration of the roller layer of the roller, that is, the thickness of the roller layer, the material of the layer, and the diameter of the roller.
In addition, in order to calculate the charging characteristics of the charging roller, the applied bias applied to the charging roller, the linear speed (process speed) of the photosensitive member, the diameter and thickness of the photosensitive member, and the layer It is necessary to calculate the electric field in consideration of materials and the like.
[0019]
The electric field calculation is performed by calculating the discharge charge amount using the Poisson's equation, Ohm's law, and Paschen's law using the above-described charging roller and photoreceptor parameters.
In the calculation, since the charge movement in the roller circumferential direction cannot be considered in the one-dimensional calculation, a problem arises in terms of accuracy.
In the three-dimensional calculation, although the accuracy is sufficient, the calculation method becomes complicated and the calculation time is long. However, the calculation result obtained is almost the same as that obtained in the two-dimensional calculation.
[0020]
Therefore, it can be said that the calculation of the charging characteristics of the charging roller is optimal by two-dimensional electric field calculation. As the calculation method, any calculation method such as a difference method, a finite element method, a charge superposition method, and a boundary element method may be used.
In addition, as described above, the calculation considers the Poisson equation, Ohm's law, and Paschen's law.
[0021]
Next, as an example of an equation for obtaining the charge movement in the two-dimensional direction inside the roller layer of the charging roller, an example in the case of a difference method using a general coordinate system is shown.
For example, in the difference method using the general coordinate system, the Poisson equation is as shown in [Expression 1] to [Expression 3].
[0022]
In [Equation 1] to [Equation 3], [xi] 1 = [xi], [xi] 2 = [eta], gij is a measurement tensor, g is a coordinate transformation Jacobian, q is a volume charge density, [Phi] is a potential, and [epsilon] is a roller layer of the charging roller. The dielectric constant of each is shown. Further, xξ represents partial differentiation of x by ξ, and yξ represents partial differentiation of y by ξ (where な お is a partial differentiation symbol).
[0023]
In addition, gij in [Expression 2] indicates that g 1 1 represents an element of a tensor 1 row 1 column,
g 1 2 represents an element of 1 row and 2 columns of a tensor.
Further, x and y represent variables in the orthogonal coordinate system, and ξ and η represent variables in the general coordinate system.
[0024]
Similarly, the differentiation of Ohm's law in the general coordinate system is as shown in [Equation 4].
In [Equation 4], V is the linear velocity (process speed) of the photoreceptor, and σ is the electrical conductivity (reciprocal of volume resistivity).
[0025]
[Expression 1]
[Expression 2]
[Equation 3]
[Expression 4]
Next, the discharge between the surface of the charging roller and the photoconductor is considered.
When a point A on the surface of the charging roller and a point where a line extending the radius of the charging roller passing through the point A intersects the surface of the photosensitive member is a point B, between the point A and the point B When the electric potential difference VAB exceeds the Paschen discharge limit Vpa, discharge occurs, and the charge Δq moves to the surface of the photoreceptor and the reverse charge −Δq moves to the roller surface.
[0030]
Here, the charge (discharge charge density) Δq can be calculated from the equation [Equation 5].
Note that D in [Equation 5] is D = Σdi / ε′i, where di is the thickness [m] of each layer (each layer of the charging roller and the photoreceptor), and ε′i is a relative dielectric constant. VAB is a potential difference [V] between the above points A and B, and Vpa is a discharge start voltage [V] obtained from Paschen's law. Further, G is a distance (gap) between the point A and the point B.
[0031]
[Equation 5]
Using this [Equation 5], by calculating the charge Δq for all points A (mesh) on the surface of the charging roller, all the discharge amounts between the charging roller and the photosensitive member are calculated. Thereby, the charge moving from the charging roller to the photoconductor can be calculated.
Note that the electric
[0033]
Next, a comparison between the calculation result of the charging characteristics (relationship between the applied bias and the charging potential) calculated by using the above [Equation 1] to [Equation 5] and the experimental result will be described with reference to FIGS. I will explain.
FIG. 4 is a diagram showing the result of confirming a charging roller having a two-layer structure having two layers, an elastic layer and a surface layer. The experimental results are shown for each of the two cases (illustrated by x).
In the former normal temperature and normal humidity, the resistivity of the elastic layer of the charging roller is 10 5 Ωm and the resistivity of the surface layer is 10 8 Ωm.
[0034]
In the latter case of low temperature and low humidity, the resistivity of the elastic layer of the charging roller is 4 × 10 5 Ωm, and the resistivity of the surface layer is 10 9 Ωm. The used photoreceptor has a thickness of 25 μm, a relative dielectric constant of 3, and a linear velocity of 200 mm / s.
In FIG. 4, the simulation results at normal temperature and normal humidity calculated using the above-described [Equation 1] to [Equation 5] are indicated by solid lines, and the simulation results at low temperature and low humidity are indicated by broken lines.
The experimental results and the simulation results are in good agreement with each other at normal temperature and normal humidity and low temperature and low humidity. Therefore, if [Equation 1] to [Equation 5] are used, the charged potential of the photoreceptor can be known with high accuracy.
[0035]
FIG. 5 is a diagram showing the results confirmed for a single-layer structure charging roller. When AC voltage is applied, the simulation results calculated using [Equation 1] to [Equation 5] are marked with ■ and solid lines. And the experimental results are indicated by Δ.
The charging roller has a resistance as low as 10 5 Ωm, the applied AC voltage has a frequency of 2 kHz, and the DC component of the applied bias is −700V.
The photoreceptor used has a thickness of 25 μm, a relative dielectric constant of 3, and a linear velocity of 200 mm / s.
Even in the comparison between the experimental results and the simulation results, they agree very accurately. Therefore, even when the AC voltage is applied in this way, the charging potential of the photosensitive member can be known with high accuracy by using [Equation 1] to [Equation 5].
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the charging analysis apparatus according to the present invention, the roller charging characteristics can be calculated with high accuracy by simulation without performing the experiment by making a trial charging roller. The development period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charging analysis apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a microcomputer constituting the electric field calculation unit of the charging analysis apparatus and various data and signals input and output by the microcomputer.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a charging roller and a photosensitive member and an air layer division between the charging roller and the photosensitive member performed by the microcomputer of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram comparing simulation results and experimental results for a two-layered charging roller having an elastic layer and a surface layer.
FIG. 5 is a diagram comparing simulation results and experimental results for a charging roller having a single-layer structure.
[Explanation of symbols]
1: Data input unit 2: Electric field calculation unit 3: Result display unit 21: Charging roller 22: Photoconductor
Claims (3)
データ入力部と、電界計算部と、結果表示部とからなり、前記電界計算部は前記帯電ローラのローラ層内部での２次元方向の電荷移動・移動項を考慮したオームの法則と、２次元ポアソン方程式と、パッシェンの放電則とを考慮した方程式により前記感光体上に蓄積される電荷量を算出する計算部であることを特徴とする帯電解析装置。A charging analysis device that simulates a charging device that charges a photoconductor by bringing a charging roller into contact with or close to the surface of the photoconductor,
A data input unit, an electric field calculation unit, and a result display unit. The electric field calculation unit includes Ohm's law in consideration of a charge movement / movement term in a two-dimensional direction inside the roller layer of the charging roller, and a two-dimensional An electrification analysis apparatus, comprising: a calculation unit that calculates an amount of charge accumulated on the photosensitive member by an equation that takes into account a Poisson equation and Paschen's discharge law.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20473599A JP4046903B2 (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Charge analysis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20473599A JP4046903B2 (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Charge analysis device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001033502A JP2001033502A (en) | 2001-02-09 |
| JP4046903B2 true JP4046903B2 (en) | 2008-02-13 |
Family
ID=16495456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20473599A Expired - Fee Related JP4046903B2 (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Charge analysis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4046903B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005099700A (en) | 2003-08-28 | 2005-04-14 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and process cartridge for the same |
| JP2011048656A (en) * | 2009-08-27 | 2011-03-10 | Canon Inc | Method, device and program for analysis of discharge phenomenon |
-
1999
- 1999-07-19 JP JP20473599A patent/JP4046903B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001033502A (en) | 2001-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Tomographic imaging of two-component flow using capacitance sensors | |
| EP2483672B1 (en) | Three dimensional imaging of a mass flow | |
| Ren et al. | Inclusion boundary reconstruction and sensitivity analysis in electrical impedance tomography | |
| Banasiak et al. | Shape based reconstruction of experimental data in 3D electrical capacitance tomography | |
| Hua et al. | Three-dimensional analysis of electrical capacitance tomography sensing fields | |
| Wajman et al. | Tunnel-based method of sensitivity matrix calculation for 3D-ECT imaging | |
| JP4046903B2 (en) | Charge analysis device | |
| Abbassi et al. | Eddy current characterization of 3D crack by analyzing probe signal and using a fast algorithm search | |
| Kortschak et al. | A FEM‐BEM approach using level‐sets in electrical capacitance tomography | |
| CN108398606B (en) | Method and device for measuring charge distribution of pneumatic conveying two-phase flow particles | |
| JP4152129B2 (en) | Potential distribution analysis method | |
| Neagoe et al. | Electric-potential-measurement-based methodology for estimation of electric charge density at the surface of tribocharged insulating slabs | |
| Kowalska et al. | Towards high precision electrical capacitance tomography multilayer sensor structure using 3d modelling and 3d printing method | |
| Sato et al. | Development of a Spray-Coated Tactile Sensor–Prototype and Modeling of 2D Sensor on Cylindrical Surface– | |
| Pusppanathan et al. | Sensitivity mapping for electrical tomography using finite element method | |
| Affortunati et al. | Analysis of electrical resistance tomography measurements for fast force localization | |
| CN104614010B (en) | Method of building flexibility matrix based on ultrasonic focusing information | |
| Rymarczyk et al. | A hybrid tomography for assessing the moisture level of walls and building condition | |
| Mera et al. | Boundary identification for a 3D Laplace equation using a genetic algorithm | |
| Patil et al. | Characterization of capacitive sensors and monitoring of metal fill in lost foam casting | |
| Gómez-Laberge et al. | Direct calculation of the electrode movement Jacobian for 3D EIT | |
| JP2018136753A (en) | Magnetic material simulation program, magnetic material simulation method and magnetic material simulation apparatus | |
| JP2003162156A (en) | Method for simulating transfer mechanism | |
| JP3142323B2 (en) | Charge potential measurement method and charge removal potential calculation method | |
| JP4298590B2 (en) | Analysis method, program for executing the analysis method, and information processing apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050106 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071109 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071120 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071121 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131130 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |