Sitios7075高耐久、高信頼性プロセス技術の開発
The Development of High-Durability and High-Reliability Process Technology for the Sitios 7075

椛島浩

貴＊

小Kabashima, Hirotaka

松徹＊

Komatu, Toru

束村慎

一＊

Tukamura, Shinichi

中澤和

浩＊

Nakazawa, Kazuhiro

Sitios 7075 is a Konica's highest speed digital copying machine ,which was designed to realize highdurability and high reliability and cost required in POD (Print On Demand) market.

To realize theserequired performances, we have developed new image control system ,and increased life of processreplacement parts, and decreased toner cloud mass.

As a certain result, we achieved that the print

quality had long-term stability ,and running cost was reduced. This paper introduces the high durability
and reliability process technology applied to Sitios 7075.

１

はじ め にるようにプロセスを制御する画像安定化技術のうち、Sitios7075で採用している電位安定化制御、画像濃度安

近年、複写機市場は飽和状態にあるが、北米を中心とした海外市場におけるSeg.4（45〜69 cpm)、5（70cpm定化制御、ドット径安定化制御について報告する。
２．１

電位安定化制御以上）の高速機の設置台数は増加傾向を維持しており、電位安定化制御とは、現像性を一定に保つために感光さ ら に ネ ッ ト ワ ー ク 化 の 進 行 や 、 POD （Print On

体の表面電位を適正に制御するものである。 Fig.１にDemand）市場の形成により、汎用高速プリンターの市Sitios7075における電位センサーを用いた電位安定化制場拡大が進むと予測されている。こうした市場環境の中御の動作概要を示す。

Sitios7075は、(1) 70〜90cpmクラスのアナログを含む高速機の置き換え可能な｢All in one copier printer｣として使い易
いコピア
(2)

プリンター、スキャナーとしてネットワークに接続可能な高速デジタル機(3)

成長が期待されるPOD市場へ参入できる高耐久性、高信頼性、ランニングコストの実現をコンセプトとして開発された当社の最高速デジタル複写機である。プロセスの開発にあたってはPOD市場で要求される高耐久性、高信頼性、低ランニングコスト実現のために、以下の3点を方針として開発を行い、市場

Fig.１ A model of OPC surface potential profileand developing bias of potential controlに展開するに至った。
(1)

ロングレンジでの画質を安定化させるために、見込み補正を極力排除し、各変動要因のフィードバック

この電位安定化制御は、常に一定の現像電位とバックグランド電位を確保するために、レーザーで露光された制御による画像安定化技術の開発。

明電位（VL）を検知して、現像バイアスと目標とする(2) プロセス部品の高耐久化。
(3) トナー飛散の徹底的な押え込み。

暗電位（VH）を決定し、目標VHとなるよう帯電電流

本稿では、上記方針に基づき開発されたSitios7075にとグリッド電圧を制御するものである。Sitios7075で採おける高耐久、高信頼性プロセス技術について報告する。

用した有機感光体はショートレンジでの繰返し電位安定２性に優れるため、コピー中非画像部でのVL検出用パッ画像 安 定化 技 術

チは作成せず、ロングレンジでのVHの低下とVLの上電子写真装置における画像形成プロセスには、感光体昇、さらに環境によるVLの変動を補正するため、朝一

電位、現像剤の帯電量等、周囲環境や繰返し使用により電源ON時と所定枚数毎のコピー停止中に上記電位安定特性が変化する不安定な要因が多く、これら変動要因に化制御を実施している。

１）

より画質は変化するものである。 変動要因や画質変化以上の電位安定化制御の採用により、Fig.２に示す通を各種センサーにより検知し、常に一定の画質が得られり、長期にわたり安定した感光体電位を得ることができ＊ODカンパニー 機器開発統括部 第２開発センター

た。

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Fig.４ Copy density vs copy volume

Fig.２ OPC surface potential vs copy volume

２．３
２．２

画像濃度安定化制御

ドット径安定化制御

ドット径安定化制御とは、感光体上に現像されたドッ画像濃度安定化制御とは、感光体電位が安定し常に一トの大きさを一定に保つためにレーザーパワーを制御す定の現像電位が確保できた上で、最高濃度が一定となるるものである。デジタル複写機ではレーザーを用いて画よう制御するものである。Sitios7075では、機械放置後像を形成しており、レーザー書込み系が汚れると光量がの現像剤帯電量低下による現像性の変化に対応するため、低下し1ドットの径が小さくなるため、文字品質が低下

基準電位で作成されたレーザー露光パッチを現像し、現する。また、現像剤の現像特性が変化しても現像された

像された感光体上のパッチ濃度をDmaxセンサーで検知

ドットの大きさが変化するため、この変化を補正する手することにより、現像スリーブ回転数とトナー補給を制段が必要となる。Sitios7075では、Fig.５のように感光御する方式を採用した。具体的にはFig.３に示す通り、体上に一定画素密度のドットの集合からなるパッチを、朝機械の電源を入れた後に最高濃度補正を行い、スリーレーザーパワーを変えて形成し、その濃度をドット径セブ回転数を決定する。その後はコピー中に作成したパッンサーにより検出してドット径が適正値となるようレーチ濃度を検知し、薄いと判断すればスリーブ回転数を上ザーパワーを制御している。

げ、周囲環境により決められた所定回転数に達した後は、トナー補給制御に反映させるというものである。

Fig.５ Dot diameter control method

Fig.６にドット径安定化制御の効果を一例として示す。
ドット径制御を実施することにより、レーザー光量が減少した場合にも安定した画質が得られることがわかる。

Fig.３ Image density control method

これら電位安定化制御、画像濃度安定化制御を行った
結果、Fig.４に示すように朝一を含む長期間にわたり安

適正レーザー光量Fig.６ Optical microscopic photographs of character image
to show the effect of dot diameter control

定した画像濃度を得ることができた。

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レーザー光量ダウン ドット径制御後KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

３３．２

プロ セ ス部 品 の高 耐 久化

クリーニングブレードの高耐久化

クリーニングブレードの寿命は、主にエッジの摩耗とメンテナンスサイクル延長のため、Sitios7075に採用

ゴムの永久変形によるクリーニング性の低下により決ましたプロセス部品の高耐久化技術をTable１にまとめる。

る。我々は、これらの問題を改善しブレードの高耐久化

Table１ High durability process technology
プロセス交換部品を実現するために、以下のポイントによりブレードゴム材料を選定した。

高耐久化採用技術(1) 低反発弾性

金メッキワイヤ＋ナイロン繊維清掃部材(2) 高引裂き強度

クリーニングブレード

自動交換方式による２枚ブレード低摩耗、低永久変形量ブレード(3) 破断伸びの温度依存性が小さい

クリーナートナー受け部材

ブラシローラ＋PETシール

ストにより摩耗量と永久変形量を従来ブレード材料と比定 着 加 熱 ロ ー ラ

分離爪トリプルコート

定 着 加 圧 ロ ー ラ

ＨＴＶシリコーンゴム

現像剤

高耐久シリコーンコートキャリア

感光体

高耐久ハードコートドラム
電位安定化制御による電位補正

帯

電ワ

イ

ヤ

Fig.８､９に、実機での耐久テスト、及び強制劣化テ較した結果を示す。

この中で帯電、クリーニング、定着プロセスの高耐久化採用技術について報告する。
３．１

帯電ワイヤの高耐久化

コロナ放電を利用した帯電極においては、放電に伴うSiO２等の生成物がワイヤに付着し放電均一性が劣化するという欠点があり、放電生成物の付着を押さえること２）
我々はこの問題を解決するために、ワが重要である。

Fig.８ Abrasion of cleaning blade

イヤ表面に放電生成物が付着しにくい材料を選択すること、表面に付着した生成物を物理的にクリーニングすることを狙い、ワイヤ材質とそれを清掃する部材を変えて単体放電テストを実施した。Fig.７にテスト後のワイヤ拡大写真を示す。Sitios7075では、マイナス放電において最も放電生成物の付着が少なく、長時間放電しても表面の破壊が進行しにくい金メッキワイヤとナイロン繊維からなる清掃部材の組み合わせを採用した。

Fig.9 Remained strain of cleaning blade(a) Auメッキワイヤ／ナイロン繊維清掃部材

これらの結果より、Sitios7075では従来の材料Ａに比べ摩耗量、永久変形量の少ない材料Ｂを採用し、クリーニングブレードの高耐久化を達成した。
さらに、感光体上からクリーニングされたトナーを受(b) Pdメッキワイヤ／ナイロン繊維清掃部材ける部材として、従来のウレタンローラにかわり導電性のアクリルブラシローラ及びPETシールを併用することにより、トナー受け部材の耐久性を大幅に向上させることができた。
３．３

定着ローラの高耐久化

加熱ローラにハードローラ、加圧ローラにソフトロー(c) タングステンワイヤ／SiC含有不織布Fig.７ Optical microscopic photographs on the surfaceof negative corona discharge wires

ラを用いた定着システムにおいては、ローラの耐久性に影響を及ぼす因子として、加熱ローラについては主に分KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

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離爪に付着する紙粉やトナーによる傷が、加圧ローラについては主にシリコーンゴム層の永久歪みによる変形や、フッ素樹脂チューブのシワ等が挙げられる。
Sitios7075では、加熱ローラに当接する分離爪にPFA（perfluoroalkoxy）樹脂をトリプルコートすることにより紙粉やトナーの付着を抑制して耐キズ性を向上させると同時に、加圧ローラのゴム層には耐クリープ性に優れるHTV(High Temperature Vulcanizing)シリコーンゴムを採用し、定着荷重、ニップ幅、ゴム硬度の最適化

Fig.11 Configuration of development unitを図ることで定着性を確保しつつ、定着ローラの高耐久化を実現した。Fig.10にゴム硬度、面圧を変えた時のニップ幅と、200g紙の定着に必要な設定温度を示す。低い

また、クリーナーにおいては、以下の手段によりトナー面圧、温度で定着性を確保するためにはゴム硬度を低く飛散の低減を図った。

し、ニップ幅を大きくすることが必要なことがわかる。

(1)

トナーリサイクル部とブレード回転部を完全に分離させることによる上部へのトナー飛散の防止。
(2)

サイドシール材の繊維密度アップ、及び下部PETシールとオーバーラップさせることで端部へのトナー飛散を防止した。
(3)

ブラシローラ及びPETシールの併用による下部へのトナー飛散の防止。
これらの対策により、ロングレンジにわたりトナー飛散を最小限に押え込むことができた。

Fig.10 Fuser conditions and fusibility (200g papers)

４

トナ ー 飛散 の 押え 込 み

メンテナンスサイクルを延長するためには、プロセス部品の高耐久化とともに現像器、及びクリーナーからのトナー飛散による機内汚れを極力低減させることが必要不可欠である。トナーこぼれ等で直接画像に影響を与えFig.12 Configuration of cleaning unitるばかりでなく、光学系や帯電極、転写分離極、各種センサー等を汚染することによる2次的な不具合を発生させる原因となるからである。
Fig.11､12にSitios7075の現像器及びクリーナーの構成を示す。
現像器においては、以下の手段によりトナー飛散の低５

まと め

ロングレンジにおける画像安定化技術を開発、さらに減を図った。

プロセス部品の高耐久化、トナー飛散の低減を図り、(1) 上蓋ウレタンシートと端部シール材をオーバーラッ

Sitios7075においてPOD市場で要求される高耐久性、高プさせることによる上部へのトナー飛散の防止。
(2)

感光体長さを考慮した現像スリーブ着磁幅、及び現像スリーブ端部への非接触シールの設置による両端信頼性、低ランニングコストを実現した。
今後も更なる高耐久、高信頼性プロセスの開発を継続して行っていきたいと考えている。

部へのトナー飛散の防止。
(3)

現像スリーブ主極下流側磁力分布、及び現像下サ

クション風量分布の最適化による下側へのトナー飛散の低減。

60

●参考文献
１）今村 平二、田村 徹、電子写真学会誌、33、2、159 (1994)
２）山崎 憲明、静電気学会誌、12、6、418(1988)

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