電子写真システムの設計支援シミュレーション法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555220
• Research Institution: DOSHISHA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 日高 重助 同志社大学, 工学部, 教授 (80104602)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巽 洋 シャープ株式会社, ドキュメント商品開発研究所, 主任研究員 ; 宮坂 徹 日立製作所, 機械研究所, 主任研究員 ; 下坂 厚子 同志社大学, 工学部, 講師
• Keywords: 摩擦帯電 / 帯電モデル / 帯電シミュレーション / 非磁性一成分現象 / 二成分現象 / 磁気ブラシ / バイアス電圧 / 現像シミュレーション

Research Abstract

1、高分子粒子の帯電機構と帯電挙動のモデル化
電子写真システム内におけるトナー粒子の帯電挙動を正確に予測することを目的として、単一高分子粒子の衝突帯電挙動のモデル化を試みた。特に衝突時のわずかな摩擦が帯電量に大きな影響を与えることを見出し、摩擦の効果を考慮した帯電量予測式を導いた。振動金属容器内の高分子粒子群の帯電量とその分布は予測式による値とよい一致を示し、予測式の信頼性を確認した。
2、非磁性一成分現像機における現像剤流動制御システムと薄層形成と帯電量分布
現在実用されている三つのタイプの現像剤流動制御システムを対象としてトナー薄層形成挙動と帯電挙動の粒子要素法シミュレーションを行った。とくに帯電挙動のシミュレーションを行うために計算負荷が低い回転帯電モデルを提案し、その信頼性を実験的に確認した。三つのシステムそれぞれの特性を明らかにし、一成分流動制御システムの設計指針を得ることができた。
3、二成分現像機における磁気ブラシの最適設計
トナーを感光体に運ぶ磁気ブラシの力学特性に及ぼす磁場とキャリアー粒子の特性の関係を明らかにし、磁気ブラシの最適設計に関する指針を得た。とくに、Fourierスペクトルとフラクタル次元を用いて磁気ブラシの形状評価を行い、形状と力学特性の解析も行った。
4、二成分現像におけるバイアス電圧と波形の影響
現像剤現像挙動の三次元シミュレーションを行い、直流電圧、交流電圧と周波数ならびに直流と交流の重畳場における現像剤の運動から、現像剤特性とバイアス電圧の最適条件を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 日高重助: "電子写真プロセスにおける現象剤粒子群流動挙動のシミュレーション"静電気学会誌. 26巻、2号. 50-59 (2002)
• [Publications] J.Hidaka et al.: "Simulation of flow behavior of a two component developer in an elctrophotographic system"Advanced Powder Technology. Vol.13、No.3. 317-332 (2002)
• [Publications] N.Katsura, J.Hidaka, et al.: "Cellular automata simulation for granular flow under gravity"Proceeding of World Congress on Powder Technology. 43. 1-6 (2002)
• [Publications] M.Yoshida, J.Hidaka et al.: "Impact electrification of a single plastic particle"Proceeding of World Congress on Powder Technology. 354. 1-6 (2002)
• [Publications] 日高重助, 桂 典史: "粉体力学の粒子モデル"粉体工学会誌. 40巻1号. 25-38 (2003)
• [Publications] 日高重助: "電子写真システム設計のための粉体シミュレーション"粉体と工業. 35巻、3号. 25-33 (2003)