JP3142323B2 - 帯電電位測定方法及び除電電位算出方法 - Google Patents
帯電電位測定方法及び除電電位算出方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コロナ放電を用いる帯
電器、除電器、転写器、分離器等に適用する電位算出技
術に関する。本発明は、コロナ放電を用いる電子写真装
置（複写器、各種プリンタ）、イオノグラフィー、コロ
ナモータ、その他の記録装置の帯電電位計算に適用する
ことができる。
電器、除電器、転写器、分離器等に適用する電位算出技
術に関する。本発明は、コロナ放電を用いる電子写真装
置（複写器、各種プリンタ）、イオノグラフィー、コロ
ナモータ、その他の記録装置の帯電電位計算に適用する
ことができる。
【０００２】
【従来の技術】従来の表面電位計は被測定面との距離に
より測定値に誤差が生じるため、例えば、ＴＲＥＫ社製
のものでは距離補償のための装置と、表面電位算定方法
を採用している。図９は従来の方法による帯電電位の測
定及び算定方法の一例を示す概略図である。この例で
は、スコロトロンと呼ばれる電子写真方式でしばしば用
いられる帯電器１０１による、感光性のある誘電体（感
光体１０７）の帯電電位を測定している。帯電器１０１
は円筒型のケーシング１０２を備え、その中心に放電ワ
イア１０３を張設した構造となっている。円筒型のケー
シング１０２はその一部からアースがとられている。放
電ワイア１０３には所定の直流電圧１０５が印加されて
おり、公知のようにコロナ放電により感光体１０７に電
荷が与えられる。感光体１０７はアルミニウムなどの導
電性基体１０８に光導電性層が形成されることにより構
成され、一定速度で回転される。
より測定値に誤差が生じるため、例えば、ＴＲＥＫ社製
のものでは距離補償のための装置と、表面電位算定方法
を採用している。図９は従来の方法による帯電電位の測
定及び算定方法の一例を示す概略図である。この例で
は、スコロトロンと呼ばれる電子写真方式でしばしば用
いられる帯電器１０１による、感光性のある誘電体（感
光体１０７）の帯電電位を測定している。帯電器１０１
は円筒型のケーシング１０２を備え、その中心に放電ワ
イア１０３を張設した構造となっている。円筒型のケー
シング１０２はその一部からアースがとられている。放
電ワイア１０３には所定の直流電圧１０５が印加されて
おり、公知のようにコロナ放電により感光体１０７に電
荷が与えられる。感光体１０７はアルミニウムなどの導
電性基体１０８に光導電性層が形成されることにより構
成され、一定速度で回転される。
【０００３】このような構成において、感光体１０７の
表面電位は、表面電位計１１０に接続されたプローブ１
０９を感光体１０７の表面近傍に接近させることによ
り、測定される。しかし、一般的には、表面電位計１１
０の測定値はプローブ１０９と感光体１０７表面との距
離に依存するため、距離の変化を補償するための、表面
電位算定方式を必要としていた。
表面電位は、表面電位計１１０に接続されたプローブ１
０９を感光体１０７の表面近傍に接近させることによ
り、測定される。しかし、一般的には、表面電位計１１
０の測定値はプローブ１０９と感光体１０７表面との距
離に依存するため、距離の変化を補償するための、表面
電位算定方式を必要としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような距
離補償を行なっても、なお、空間分解能は１００μｍ以
上であり、時間的分解能も１ｍｓｅｃ以下にするのは、
極めて困難であった。更に、コロナ放電による空間電荷
や、感光体の表面電荷、表面電位を同時測定することも
難しかった。この問題を解決するために、本出願に係る
発明者の一人は、コロナイオンの場を解析する方法を提
案し、既に静電気学会に報告、発表した（電子写真用コ
ロナ帯電器の放電シュミレーション 静電気学会講演論
文集’９０（１９９０．１０）１６ｐ Ｃ２，及び 電
子写真用コロナ帯電器の放電シュミレーション 静電気
学会誌，１４，６（１９９０）４９４−５０２）。これ
らは、コロナ放電の基礎物理式、即ち、電界に関するポ
アソン方程式と、正又は負のイオンの連続の式とを連立
させて解析する方法である。
離補償を行なっても、なお、空間分解能は１００μｍ以
上であり、時間的分解能も１ｍｓｅｃ以下にするのは、
極めて困難であった。更に、コロナ放電による空間電荷
や、感光体の表面電荷、表面電位を同時測定することも
難しかった。この問題を解決するために、本出願に係る
発明者の一人は、コロナイオンの場を解析する方法を提
案し、既に静電気学会に報告、発表した（電子写真用コ
ロナ帯電器の放電シュミレーション 静電気学会講演論
文集’９０（１９９０．１０）１６ｐ Ｃ２，及び 電
子写真用コロナ帯電器の放電シュミレーション 静電気
学会誌，１４，６（１９９０）４９４−５０２）。これ
らは、コロナ放電の基礎物理式、即ち、電界に関するポ
アソン方程式と、正又は負のイオンの連続の式とを連立
させて解析する方法である。
【０００５】また、誘電体の移動や誘電体内部の抵抗に
よる電荷の消失を考慮して解析することにより、帯電電
位を算出する方法を既に、本出願人は提案している（コ
ロナ放電デバイスの数値シュミレーション 電気写真学
会主催ＪＡＰＡＮＨＡＲＤＣＯＰＹ’９１及び特願平３
−１０５６２４号）。この提案手法は、高精度で、かつ
非常にいろいろな幾何形状や物理条件の元のコロナ放電
デバイスの挙動を追跡しうるが、原理的アプローチによ
るため、多くの計算時間を有するという難点があった。
特に、この問題は交流印加による除電電位算出におい
て、重要である。これは、交流印加過程では、印加電圧
が時間的に変化するため、陰解法を用いて時間ステップ
を大きくとるということができないためである。
よる電荷の消失を考慮して解析することにより、帯電電
位を算出する方法を既に、本出願人は提案している（コ
ロナ放電デバイスの数値シュミレーション 電気写真学
会主催ＪＡＰＡＮＨＡＲＤＣＯＰＹ’９１及び特願平３
−１０５６２４号）。この提案手法は、高精度で、かつ
非常にいろいろな幾何形状や物理条件の元のコロナ放電
デバイスの挙動を追跡しうるが、原理的アプローチによ
るため、多くの計算時間を有するという難点があった。
特に、この問題は交流印加による除電電位算出におい
て、重要である。これは、交流印加過程では、印加電圧
が時間的に変化するため、陰解法を用いて時間ステップ
を大きくとるということができないためである。
【０００６】本発明の目的は、帯電、除電電位の計算に
おいて、いろいろな条件における多数回の計算の計算時
間を大きく減少させることにある。また、本発明の他の
目的として、帯電器或は除電器の帯電電位の算出を実際
に帯電器或は除電器を作成する前に可能とすることがあ
る。また、本発明の他の目的として、帯電、除電電位の
計算において、実験的な方法により、計算の計算時間を
大きく減少させることがある。
おいて、いろいろな条件における多数回の計算の計算時
間を大きく減少させることにある。また、本発明の他の
目的として、帯電器或は除電器の帯電電位の算出を実際
に帯電器或は除電器を作成する前に可能とすることがあ
る。また、本発明の他の目的として、帯電、除電電位の
計算において、実験的な方法により、計算の計算時間を
大きく減少させることがある。
【０００７】また、本発明の他の目的として、交流印加
によるコロナ放電除電器の除電電位算出を高速に行なう
ことがある。また、本発明の他の目的として、誘電体表
面の電位を精密に算出することのできる方法を提供する
ことがある。
によるコロナ放電除電器の除電電位算出を高速に行なう
ことがある。また、本発明の他の目的として、誘電体表
面の電位を精密に算出することのできる方法を提供する
ことがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
コロナ放電を用いた帯電器或は除電器による誘電体の帯
電電位の算定において、誘電体のいろいろな点と、コ
ロナ放電ワイアとの間の電位差に対する、誘電体上への
イオン電流密度のテーブルを作成する、誘電体表面の
電位とコロナ放電ワイアとの電位差から、前記テーブル
を用いて誘電体上に蓄積される表面電荷量を算出する、
算出された誘電体上の表面電荷量により、誘電体上の
いろいろな位置の電位を算出する、各ステップを用いる
ことを特徴とする。
コロナ放電を用いた帯電器或は除電器による誘電体の帯
電電位の算定において、誘電体のいろいろな点と、コ
ロナ放電ワイアとの間の電位差に対する、誘電体上への
イオン電流密度のテーブルを作成する、誘電体表面の
電位とコロナ放電ワイアとの電位差から、前記テーブル
を用いて誘電体上に蓄積される表面電荷量を算出する、
算出された誘電体上の表面電荷量により、誘電体上の
いろいろな位置の電位を算出する、各ステップを用いる
ことを特徴とする。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の帯
電電位算出方法において、前記誘電体と前記コロナ放電
ワイアとの電位差に対する、前記誘電体上への前記イオ
ン電流密度テーブルの作成にあたり、コロナ放電を記述
する、電界に関するポアソン方程式と、正又は負のイオ
ンの連続の式を数値的に解くことを特徴とする。請求項
３記載の発明は、請求項１記載の帯電電位算出方法にお
いて、前記誘電体と前記コロナ放電ワイアとの電位差に
対する前記誘電体上への前記イオン電流密度テーブルの
作成にあたり、前記誘電体の位置に電流測定用電極を配
置し、前記誘電体とコロナ放電ワイアとの電位差を変化
させ、前記電流測定用電極を流れる電流を測定すること
を特徴する。
電電位算出方法において、前記誘電体と前記コロナ放電
ワイアとの電位差に対する、前記誘電体上への前記イオ
ン電流密度テーブルの作成にあたり、コロナ放電を記述
する、電界に関するポアソン方程式と、正又は負のイオ
ンの連続の式を数値的に解くことを特徴とする。請求項
３記載の発明は、請求項１記載の帯電電位算出方法にお
いて、前記誘電体と前記コロナ放電ワイアとの電位差に
対する前記誘電体上への前記イオン電流密度テーブルの
作成にあたり、前記誘電体の位置に電流測定用電極を配
置し、前記誘電体とコロナ放電ワイアとの電位差を変化
させ、前記電流測定用電極を流れる電流を測定すること
を特徴する。
【００１０】請求項４記載の発明は、交流印加コロナ放
電を用いた除電器による誘電体の除電電位の算定におい
て、前記請求項１記載の，のステップを交互に用い
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項１
記載の帯電電位算出方法において、請求項１記載の，
，の各ステップにより、前記誘電体上の帯電電位を
求めた後、更に、請求項１記載の，，の各ステッ
プを経て帯電電位を求めることを特徴とする。
電を用いた除電器による誘電体の除電電位の算定におい
て、前記請求項１記載の，のステップを交互に用い
ることを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項１
記載の帯電電位算出方法において、請求項１記載の，
，の各ステップにより、前記誘電体上の帯電電位を
求めた後、更に、請求項１記載の，，の各ステッ
プを経て帯電電位を求めることを特徴とする。
【００１１】
【作用】請求項１記載の発明によれば、誘電体の表面の
いろいろな位置の電位とコロナ放電ワイアとの電位差Δ
Ｖに対し、誘電体へのイオン電流Ｊを予め、計算或は実
験的にイオン電流密度テーブル（以下、このテーブルの
ことをΔＶ−Ｊテーブルと呼ぶ）にしておくことによ
り、いろいろな条件における多数回の計算の計算時間を
大きく減少できる。
いろいろな位置の電位とコロナ放電ワイアとの電位差Δ
Ｖに対し、誘電体へのイオン電流Ｊを予め、計算或は実
験的にイオン電流密度テーブル（以下、このテーブルの
ことをΔＶ−Ｊテーブルと呼ぶ）にしておくことによ
り、いろいろな条件における多数回の計算の計算時間を
大きく減少できる。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、このΔＶ−
Ｊテーブルの作成方法として、本発明者の一人が静電気
学会において発表した数値計算方法を用い、これによ
り、帯電器或は除電器の帯電電位の算出を実際に帯電器
或は除電器を作成する前に可能とする。請求項３記載の
発明によれば、ΔＶ−Ｊテーブルの作成方法として、誘
電体の位置に導電性の材料（例えば、アルミからなる治
具ドラム等）と電気的に絶縁された電極を配置し、その
電極に流れる電流を測定することで行なう。
Ｊテーブルの作成方法として、本発明者の一人が静電気
学会において発表した数値計算方法を用い、これによ
り、帯電器或は除電器の帯電電位の算出を実際に帯電器
或は除電器を作成する前に可能とする。請求項３記載の
発明によれば、ΔＶ−Ｊテーブルの作成方法として、誘
電体の位置に導電性の材料（例えば、アルミからなる治
具ドラム等）と電気的に絶縁された電極を配置し、その
電極に流れる電流を測定することで行なう。
【００１３】請求項４記載の発明によれば、請求項１で
示した解析ステップを繰返し交互に行なうことにより、
大幅な計算時間の短縮が計れる。請求項５記載の発明に
よれば、請求項１記載の，，の各ステップによ
り、誘電体表面の電位を算出した後、この電位をもとに
再度ΔＶ−Ｊテーブルを作成して、電荷蓄積の挙動を計
算する。
示した解析ステップを繰返し交互に行なうことにより、
大幅な計算時間の短縮が計れる。請求項５記載の発明に
よれば、請求項１記載の，，の各ステップによ
り、誘電体表面の電位を算出した後、この電位をもとに
再度ΔＶ−Ｊテーブルを作成して、電荷蓄積の挙動を計
算する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本発明の
構成と動作について、まず、コロナ放電を記述する電界
に関するポアソン方程式と、正又は負のイオンの連続の
式を数値的に解いて作成したΔＶ−Ｊテーブルを用いた
場合の実施例を説明する。
構成と動作について、まず、コロナ放電を記述する電界
に関するポアソン方程式と、正又は負のイオンの連続の
式を数値的に解いて作成したΔＶ−Ｊテーブルを用いた
場合の実施例を説明する。
【００１５】図１は円筒型コロトロン帯電器によって感
光体に電荷を印加する装置の構成図である。円筒型コロ
トロン帯電器１は、円筒型感光体７の所定距離離れたと
ころに円筒型のケーシング２を備え、そのケーシング２
の中心に放電ワイア３が張設された構造となっている。
円筒型のケーシング２はその一部からアースがとられて
いる。放電ワイア３には所定の直流電圧５が印加されて
おり、公知のようにコロナ放電により感光体７に電荷が
与えられる。感光体７はアルミニウムなどの導電性基体
８に光導電性層が形成されることにより構成され、一定
速度で回転される。
光体に電荷を印加する装置の構成図である。円筒型コロ
トロン帯電器１は、円筒型感光体７の所定距離離れたと
ころに円筒型のケーシング２を備え、そのケーシング２
の中心に放電ワイア３が張設された構造となっている。
円筒型のケーシング２はその一部からアースがとられて
いる。放電ワイア３には所定の直流電圧５が印加されて
おり、公知のようにコロナ放電により感光体７に電荷が
与えられる。感光体７はアルミニウムなどの導電性基体
８に光導電性層が形成されることにより構成され、一定
速度で回転される。
【００１６】図８は本発明の帯電電位測定を行なう測定
装置のブロック図である。この測定装置は、所定の演算
を行なう制御部３０に、後述する各種プログラムが記憶
されるプログラム記憶部３２と、ケーシング２の幾何形
状、感光体７の誘電率、電気伝導度、移動速度などの計
算設定条件（パラメータ）が記憶される計算設定条件記
憶部３４と、ΔＶ−Ｊテーブル情報が記憶されるΔＶ−
Ｊテーブルメモリ３６と、算出された電位を記憶する算
出電位メモリ３８とが接続された構成となっている。計
算設定条件記憶部３４とΔＶ−Ｊテーブルメモリ３６に
はキーボードなどの入力部４０が接続され、その入力部
４０から計算設定条件（パラメータ）あるいは、実測に
よるΔＶ−Ｊテーブル情報が入力できるようになってい
る。
装置のブロック図である。この測定装置は、所定の演算
を行なう制御部３０に、後述する各種プログラムが記憶
されるプログラム記憶部３２と、ケーシング２の幾何形
状、感光体７の誘電率、電気伝導度、移動速度などの計
算設定条件（パラメータ）が記憶される計算設定条件記
憶部３４と、ΔＶ−Ｊテーブル情報が記憶されるΔＶ−
Ｊテーブルメモリ３６と、算出された電位を記憶する算
出電位メモリ３８とが接続された構成となっている。計
算設定条件記憶部３４とΔＶ−Ｊテーブルメモリ３６に
はキーボードなどの入力部４０が接続され、その入力部
４０から計算設定条件（パラメータ）あるいは、実測に
よるΔＶ−Ｊテーブル情報が入力できるようになってい
る。
【００１７】次に、ΔＶ−Ｊテーブルを作成する手順に
ついて説明する。まず、図８に示す測定装置に、入力部
４０から帯電器１を構成するケーシング２の幾何形状、
電源５によって供給される放電ワイア３の印加電圧、誘
電体の一種である感光体７の誘電率、電気伝導度、移動
速度を入力する。この入力値を用いて、プログラム記憶
部３２に記憶されているプログラムにより、コロナ放電
を生ずる気体領域に対しては、前述の静電界の方程式と
電荷についての電気伝導あるいは移動による電荷輸送の
式を解く。
ついて説明する。まず、図８に示す測定装置に、入力部
４０から帯電器１を構成するケーシング２の幾何形状、
電源５によって供給される放電ワイア３の印加電圧、誘
電体の一種である感光体７の誘電率、電気伝導度、移動
速度を入力する。この入力値を用いて、プログラム記憶
部３２に記憶されているプログラムにより、コロナ放電
を生ずる気体領域に対しては、前述の静電界の方程式と
電荷についての電気伝導あるいは移動による電荷輸送の
式を解く。
【００１８】この時、ΔＶ−Ｊテーブルを作るのが目的
であるため、感光体７の存在する位置は電位を指定して
おく。通常、最初のΔＶ−Ｊテーブルでは、０Ｖとす
る。即ち、この場合は実験的には、感光体７の代わりに
導電性の（例えば、アルミニウム）治具ドラムを置いた
ことに対応している。こうして、放電ワイア３に印加す
る電圧を、プログラムの設定により、いろいろに変化さ
せると、感光体７の各点へ流入するイオン電流密度を求
めることができる。このテーブルにより、感光体７上の
位置と放電ワイア３と感光体７との電位差ΔＶとをパラ
メータとして、イオン電流値Ｊが求められる。
であるため、感光体７の存在する位置は電位を指定して
おく。通常、最初のΔＶ−Ｊテーブルでは、０Ｖとす
る。即ち、この場合は実験的には、感光体７の代わりに
導電性の（例えば、アルミニウム）治具ドラムを置いた
ことに対応している。こうして、放電ワイア３に印加す
る電圧を、プログラムの設定により、いろいろに変化さ
せると、感光体７の各点へ流入するイオン電流密度を求
めることができる。このテーブルにより、感光体７上の
位置と放電ワイア３と感光体７との電位差ΔＶとをパラ
メータとして、イオン電流値Ｊが求められる。
【００１９】図２はこうして作成されたΔＶ−Ｊテーブ
ル情報を模式的に示したグラフである。例えば、図１の
ケーシング左端であるＡ，放電ワイア真下位置である
Ｂ，ケーシング右端であるＣの各点の電流値Ｊは、それ
ぞれ図２のＡ，Ｂ，Ｃで示した点を通り、位置を示すＸ
軸に垂直な面と、ΔＶ−Ｊテーブルメモリ３６に記憶さ
れているΔＶ−Ｊ曲線１１との交線として与えられる。
ル情報を模式的に示したグラフである。例えば、図１の
ケーシング左端であるＡ，放電ワイア真下位置である
Ｂ，ケーシング右端であるＣの各点の電流値Ｊは、それ
ぞれ図２のＡ，Ｂ，Ｃで示した点を通り、位置を示すＸ
軸に垂直な面と、ΔＶ−Ｊテーブルメモリ３６に記憶さ
れているΔＶ−Ｊ曲線１１との交線として与えられる。
【００２０】次に実際の帯電過程を追跡する様子を図３
のフローチャートにおいて符号２１の範囲に示す。ま
ず、感光体７上の電位をある値に仮定しΔＶ−Ｊテーブ
ルを作成する（ステップ２０１）。次に感光体７の初期
の表面電荷を設定し（ステップ２０２）、この電荷を考
慮して帯電器或は除電器を含む空間と感光体７内の領域
との電位分布を電界に関するポアソンの式を解いて、感
光体７上の電位を計算する（ステップ２０４）。この電
位と、放電ワイア３との電位差ΔＶからΔＶ−Ｊテーブ
ルを検索することにより、感光体７上の各点へのイオン
電流密度Ｊが求められ、結果として感光体７上の表面電
荷を計算できる（ステップ２０５）。
のフローチャートにおいて符号２１の範囲に示す。ま
ず、感光体７上の電位をある値に仮定しΔＶ−Ｊテーブ
ルを作成する（ステップ２０１）。次に感光体７の初期
の表面電荷を設定し（ステップ２０２）、この電荷を考
慮して帯電器或は除電器を含む空間と感光体７内の領域
との電位分布を電界に関するポアソンの式を解いて、感
光体７上の電位を計算する（ステップ２０４）。この電
位と、放電ワイア３との電位差ΔＶからΔＶ−Ｊテーブ
ルを検索することにより、感光体７上の各点へのイオン
電流密度Ｊが求められ、結果として感光体７上の表面電
荷を計算できる（ステップ２０５）。
【００２１】次に、この感光体７上の表面電荷を感光体
７の移動速度に応じた電荷移動の式を解き（ステップ２
０６）、ある時刻の電荷分布が求められ、その電荷分布
により感光体７の電位を算出する（ステップ２０７）。
こうして必要な時間に至るまで、計算を続けることによ
り（ステップ２０３）、感光体７の帯電電位を求めるこ
とができる（ステップ２０３からステップ２０７のルー
プ）。
７の移動速度に応じた電荷移動の式を解き（ステップ２
０６）、ある時刻の電荷分布が求められ、その電荷分布
により感光体７の電位を算出する（ステップ２０７）。
こうして必要な時間に至るまで、計算を続けることによ
り（ステップ２０３）、感光体７の帯電電位を求めるこ
とができる（ステップ２０３からステップ２０７のルー
プ）。
【００２２】上記帯電電位算出の方法が有効であるの
は、コロナ放電ワイア３の印加電圧が４〜７ｋＶである
のに対し、通常、帯電電位は１ｋＶ以下であり、従っ
て、感光体７の帯電による帯電器或は除電器内部の電界
分布の変化は激しくないことによると考えられる。
は、コロナ放電ワイア３の印加電圧が４〜７ｋＶである
のに対し、通常、帯電電位は１ｋＶ以下であり、従っ
て、感光体７の帯電による帯電器或は除電器内部の電界
分布の変化は激しくないことによると考えられる。
【００２３】図３に示した、ステップ２０１からステッ
プ２０７の各計算ブロックで最も時間のかかるところ
は、ステップ２０１の部分である。従って、ケーシング
２などの幾何形状を変えずに、放電ワイア３への印加電
圧や、感光体７の初期表面電荷、感光体７の回転速度、
誘電率、電気伝導度などを変えるだけの場合は、予め、
ΔＶ−Ｊテーブルを求めることにより大幅に計算時間を
短縮することができる。
プ２０７の各計算ブロックで最も時間のかかるところ
は、ステップ２０１の部分である。従って、ケーシング
２などの幾何形状を変えずに、放電ワイア３への印加電
圧や、感光体７の初期表面電荷、感光体７の回転速度、
誘電率、電気伝導度などを変えるだけの場合は、予め、
ΔＶ−Ｊテーブルを求めることにより大幅に計算時間を
短縮することができる。
【００２４】次の本発明の他の実施例として、ΔＶ−Ｊ
テーブルを実験的に求める場合の構成を図４に示す。こ
こで、符号１２は導電性の治具ドラムを示し、接地され
ている。この治具ドラム１２の上に絶縁性の基盤１５と
その上に作成された電流測定用の電極１４とからなる、
電流測定プローブ１３が配置されている。この電流測定
プローブ１３もまた接地されている。電流測定プローブ
１３からの電流は電流計１６につながれており、これに
よりコロナ放電によるイオン電流を測定でき、これから
イオン電流密度Ｊを容易に求めることができる。即ち、
放電ワイア３に印加する電圧をいろいろに変えると共
に、この電流測定プローブ１３の位置を感光体７上でい
ろいろに変えることにより、ΔＶ−Ｊテーブルを求める
ことができる。
テーブルを実験的に求める場合の構成を図４に示す。こ
こで、符号１２は導電性の治具ドラムを示し、接地され
ている。この治具ドラム１２の上に絶縁性の基盤１５と
その上に作成された電流測定用の電極１４とからなる、
電流測定プローブ１３が配置されている。この電流測定
プローブ１３もまた接地されている。電流測定プローブ
１３からの電流は電流計１６につながれており、これに
よりコロナ放電によるイオン電流を測定でき、これから
イオン電流密度Ｊを容易に求めることができる。即ち、
放電ワイア３に印加する電圧をいろいろに変えると共
に、この電流測定プローブ１３の位置を感光体７上でい
ろいろに変えることにより、ΔＶ−Ｊテーブルを求める
ことができる。
【００２５】もちろん、プローブ１３を多数、感光体７
上に接地すれば、より速くΔＶ−Ｊテーブルを作成でき
る。このΔＶ−Ｊテーブルを図８の入力部４０からΔＶ
−Ｊテーブルメモリ３６に入力して予め記憶しておくこ
とにより、図３のフローチャートにおけるステップ２０
１の処理過程を行なうことができる。こうして、実験的
にΔＶ−Ｊテーブルを求めると、前記実施例のように計
算で求める前記の方法に比べ、大型の計算をする必要が
ないという利点がある。
上に接地すれば、より速くΔＶ−Ｊテーブルを作成でき
る。このΔＶ−Ｊテーブルを図８の入力部４０からΔＶ
−Ｊテーブルメモリ３６に入力して予め記憶しておくこ
とにより、図３のフローチャートにおけるステップ２０
１の処理過程を行なうことができる。こうして、実験的
にΔＶ−Ｊテーブルを求めると、前記実施例のように計
算で求める前記の方法に比べ、大型の計算をする必要が
ないという利点がある。
【００２６】次の実施例は、上述の方法を交流印加コロ
ナ除電器に応用した例である。図５には、角形コロトロ
ン除電器の形状と、ΔＶ−Ｊテーブル作成のために用い
たコロナ放電計算のための計算格子を示した。コロナワ
イアＡＣ４．２ｋＶの場合において、ケーシングは０
Ｖ、感光体移動速度は９４ｍｍ／ｓｅｃである。図中の
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはそれぞれケーシングの周辺の
位置を示す。こうして、求めた計算格子によって、以
下、図３に示した符号２１の範囲内（ステップ２０２か
らステップ２０７）の計算ステップを繰返し用いればよ
い。但し、交流印加であるため、計算の時間刻みは交流
の周期より、十分短くすると共に、ステップ２０５の計
算において、放電ワイア３への印加電圧が交流のため変
化することに注意する必要がある。
ナ除電器に応用した例である。図５には、角形コロトロ
ン除電器の形状と、ΔＶ−Ｊテーブル作成のために用い
たコロナ放電計算のための計算格子を示した。コロナワ
イアＡＣ４．２ｋＶの場合において、ケーシングは０
Ｖ、感光体移動速度は９４ｍｍ／ｓｅｃである。図中の
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはそれぞれケーシングの周辺の
位置を示す。こうして、求めた計算格子によって、以
下、図３に示した符号２１の範囲内（ステップ２０２か
らステップ２０７）の計算ステップを繰返し用いればよ
い。但し、交流印加であるため、計算の時間刻みは交流
の周期より、十分短くすると共に、ステップ２０５の計
算において、放電ワイア３への印加電圧が交流のため変
化することに注意する必要がある。
【００２７】図６はこうして計算した交流印加コロナ除
電器による感光体７の各位置の電位の時間変化を示した
ものである。除電器の中央Ｄの点では数１０Ｖの電圧変
化があるが、除電器を出たところのＡ，Ｂの点では、ほ
とんど電圧変化が見られなくなっている。図７は、〇点
で示す本除電電位算出方法による結果と、＋点で示す実
験値の比較を示したものである。ここで、ΔＶ−Ｊテー
ブルとしては、計算を用いている。図から分かるよう
に、実験と本提案手法による値とは極めて良い一致を示
し、本提案手法は除電器開発に有効であることがわかっ
た。
電器による感光体７の各位置の電位の時間変化を示した
ものである。除電器の中央Ｄの点では数１０Ｖの電圧変
化があるが、除電器を出たところのＡ，Ｂの点では、ほ
とんど電圧変化が見られなくなっている。図７は、〇点
で示す本除電電位算出方法による結果と、＋点で示す実
験値の比較を示したものである。ここで、ΔＶ−Ｊテー
ブルとしては、計算を用いている。図から分かるよう
に、実験と本提案手法による値とは極めて良い一致を示
し、本提案手法は除電器開発に有効であることがわかっ
た。
【００２８】なお、前記実施例では、ΔＶ−Ｊテーブル
は最初に一回求めているだけであるが、このテーブル作
成のときに仮定した、感光体表面の電位分布は最終的な
電位分布とはかなり異なっている。この差は、放電ワイ
ア印加電圧の大きさに比べれば小さいとは言え、より正
確に最終帯電電位を求める必要がある場合には、図３の
各ステップを一度通過した後、得られた感光体帯電電位
を元にして、再度ΔＶ−Ｊテーブルを作成すると良い。
は最初に一回求めているだけであるが、このテーブル作
成のときに仮定した、感光体表面の電位分布は最終的な
電位分布とはかなり異なっている。この差は、放電ワイ
ア印加電圧の大きさに比べれば小さいとは言え、より正
確に最終帯電電位を求める必要がある場合には、図３の
各ステップを一度通過した後、得られた感光体帯電電位
を元にして、再度ΔＶ−Ｊテーブルを作成すると良い。
【００２９】また、前記実施例ではコロナ放電を用いる
帯電器、除電器の帯電電位及び除電電位について説明し
たが、本発明はコロナ放電を用いる転写器、分離器など
の計算にも同様に適用することができる。また、感光体
に限らず、各種誘電体の電位の測定についても同様に本
発明を適用できる。
帯電器、除電器の帯電電位及び除電電位について説明し
たが、本発明はコロナ放電を用いる転写器、分離器など
の計算にも同様に適用することができる。また、感光体
に限らず、各種誘電体の電位の測定についても同様に本
発明を適用できる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、予め、実
験あるいは計算による手法でΔＶ−Ｊテーブルを作成し
ておくため、いろいろな感光体表面と放電ワイアとの間
の電位差ΔＶに対して、イオン電流Ｊを求めることがで
き、高速に帯電器又は除電器の帯電電位算定ができるよ
うになる。
験あるいは計算による手法でΔＶ−Ｊテーブルを作成し
ておくため、いろいろな感光体表面と放電ワイアとの間
の電位差ΔＶに対して、イオン電流Ｊを求めることがで
き、高速に帯電器又は除電器の帯電電位算定ができるよ
うになる。
【００３１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の帯電電位算出方法において、ΔＶ−Ｊテーブルをコ
ロナ放電の物理基本式に基づいた計算で求めるため、実
際に帯電器或は除電器を作成する前にその帯電電位を予
測することができるようになる。請求項３記載の発明に
よれば、請求項１記載の帯電電位算出方法において、実
験的にΔＶ−Ｊテーブルを求めるために、大型の計算を
する必要がない。
載の帯電電位算出方法において、ΔＶ−Ｊテーブルをコ
ロナ放電の物理基本式に基づいた計算で求めるため、実
際に帯電器或は除電器を作成する前にその帯電電位を予
測することができるようになる。請求項３記載の発明に
よれば、請求項１記載の帯電電位算出方法において、実
験的にΔＶ−Ｊテーブルを求めるために、大型の計算を
する必要がない。
【００３２】請求項４記載の発明によれば、コロナ放電
に関する物理式（電界に関するポアソンの方程式と、正
または負イオンの連続の式）を解くのでは、膨大な計算
時間がかかる交流印加コロナ放電による除電器による除
電電位の予測に、ΔＶ−Ｊテーブルによりイオン電流を
求めつつ、計算するので極めて短時間で除電電位を算出
できる。
に関する物理式（電界に関するポアソンの方程式と、正
または負イオンの連続の式）を解くのでは、膨大な計算
時間がかかる交流印加コロナ放電による除電器による除
電電位の予測に、ΔＶ−Ｊテーブルによりイオン電流を
求めつつ、計算するので極めて短時間で除電電位を算出
できる。
【００３３】請求項５記載の発明によれば、請求項１に
示した，，の１回目のステップによる帯電電位算
出の結果をもとにΔＶ−Ｊテーブルを作り直して計算す
るので、より正確な帯電電位を算出できる。
示した，，の１回目のステップによる帯電電位算
出の結果をもとにΔＶ−Ｊテーブルを作り直して計算す
るので、より正確な帯電電位を算出できる。
【図１】円筒型コロトロン帯電器によって感光体に電荷
を印加する装置の構成図である。
を印加する装置の構成図である。
【図２】ΔＶ−Ｊテーブルを模式的に示した図である。
【図３】本実施例に係る処理のフローチャートである。
【図４】ΔＶ−Ｊテーブルを実験的に求める場合の構成
を示す図である。
を示す図である。
【図５】交流印加コロナ除電器において、ΔＶ−Ｊテー
ブル作成のために用いたコロナ放電計算のための計算格
子を示す図である。
ブル作成のために用いたコロナ放電計算のための計算格
子を示す図である。
【図６】交流印加コロナ除電器による感光体の各位置の
電位の時間変化を示したグラフである。
電位の時間変化を示したグラフである。
【図７】交流印加コロナ除電器において本除電電位算出
方法による結果と実験値の比較を示したグラフである。
方法による結果と実験値の比較を示したグラフである。
【図８】本発明の帯電或は除電電位測定を行なう測定装
置のブロック図である。
置のブロック図である。
【図９】従来の方法による帯電電位の測定及び算定方法
の一例を示す概略図である。
の一例を示す概略図である。
１ 円筒型コロトロン帯電器 ２ ケーシング ３ 放電ワイア ５ 直流電圧 ７ 感光体 ３０ 制御部 ３２ プログラム記憶部 ３４ 計算設定条件記憶部 ３６ ΔＶ−Ｊテーブルメモリ ３８ 算出電位メモリ ４０ 入力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−32782（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−57276（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 29/12 G03G 5/00 G03G 15/00 G03G 15/02 G03G 21/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】コロナ放電を用いた帯電器或は除電器によ
る誘電体の帯電電位の算定において、 前記誘電体の
いろいろな点と、コロナ放電ワイアとの間の電位差に対
する、前記誘電体上へのイオン電流密度のテーブルを作
成する、前記誘電体表面の電位と前記コロナ放電ワイ
アとの電位差から、前記テーブルを用いて前記誘電体上
に蓄積される表面電荷量を算出する、算出された前記
誘電体上の表面電荷量により、前記誘電体上のいろいろ
な位置の電位を算出する、各ステップを用いることを特
徴とする帯電電位算出方法。 - 【請求項２】請求項１記載の帯電電位算出方法におい
て、前記誘電体と前記コロナ放電ワイアとの電位差に対
する、前記誘電体上への前記イオン電流密度テーブルの
作成にあたり、コロナ放電を記述する、電界に関するポ
アソン方程式と、正又は負のイオンの連続の式を数値的
に解くことを特徴とする帯電電位算出方法。 - 【請求項３】請求項１記載の帯電電位算出方法におい
て、前記誘電体と前記コロナ放電ワイアとの電位差に対
する前記誘電体上への前記イオン電流密度テーブルの作
成にあたり、前記誘電体の位置に電流測定用電極を配置
し、前記誘電体と前記コロナ放電ワイアとの電位差を変
化させ、前記電流測定用電極を流れる電流を測定するこ
とを特徴する帯電電位算出方法。 - 【請求項４】交流印加コロナ放電を用いた除電器による
誘電体の除電電位の算定において、前記請求項１記載の
，のステップを交互に用いることを特徴とする除電
電位算出方法。 - 【請求項５】請求項１記載の帯電電位算出方法におい
て、請求項１記載の，，の各ステップにより、前
記誘電体上の帯電電位を求めた後、更に、請求項１記載
の，，の各ステップを経て帯電電位を求めること
を特徴とする帯電電位算出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03257333A JP3142323B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 帯電電位測定方法及び除電電位算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03257333A JP3142323B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 帯電電位測定方法及び除電電位算出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599966A JPH0599966A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3142323B2 true JP3142323B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=17304908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03257333A Expired - Fee Related JP3142323B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 帯電電位測定方法及び除電電位算出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142323B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6171983B2 (ja) * | 2014-03-06 | 2017-08-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 電磁的物理量推定装置、画像形成装置、及びプログラム |
| CN115078930B (zh) * | 2022-06-14 | 2025-12-09 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种基于电晕放电源的集电极式电位测量装置及方法 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP03257333A patent/JP3142323B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0599966A (ja) | 1993-04-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |