专利名称：单组分显影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及单组分显影装置，该显影装置适用于复印机，打印机，传真机和类似的通过电子照像形成图像的机器，尤其适用于反转显影型显影装置，该显影装置通过使调色剂供给部件与静电潜像供给(support)部件接触，同时形成显影偏压电源以在调色剂供给部件上产生显影偏压，并且将附着在调色剂供给部件上的带电荷的调色剂部件供应到静电显影供给部件上，从而进行静电潜像的反转显影。
一般地，在干法显影装置中，用于显影电子照相型图像的静电潜像的仅器广泛地采用双组分显影方法，该方法使用包含调色剂和调色剂盒的显影部件。典型的双组分显影方法为通过磁性发生部件竖直安装调色剂盒的磁刷显影法，用附在调色剂盒表面的调色剂进行显影。
尽管该应用调色剂和调色剂盒的磁刷显影法得到充分的推广，但最近也在广泛研究单组分显影法，因为现在越来越需要小尺寸的显影装置，而且仅有调色剂的单组分显影装置便于维修。
图5示出了应用单组分显影装置的实施例。图5示出的显影装置包括作为静电潜像供给部件的感光体51；作为调色剂供给部件的显影辊52，该显影辊面对感光体51，并且当调色剂在其表面时，将调色剂传送出去；用于控制调色剂辊52上的调色剂，并将调色剂形成薄层的显影控制部件54；用于向显影辊52上供应调色剂的调色剂供给辊53；用于存储将要供应到显影辊52上的调色剂56的调色盒55；用于在显影辊52上产生显影偏压的显影偏压电源57；用于在调色剂供给辊上产生供给偏压的供给偏压电源。
调色剂供给辊53与显影辊52接近或者紧靠显影辊52转动，由此存储在调色盒55中的调色剂56稳定地供应到显影辊52上，并通过显影控制部件54形成均匀的薄层。通过显影辊52的转动将形成薄层的调色剂56送至显影辊52与感光体51接触的并彼此面对的显影区，在该显影区中，调色剂56转换成感光体51上的静电潜像，由此显现出图像。
在单组分显影装置中，为了增加调色剂供给，最好分别在显影辊52和调色剂供给辊53上产生偏压，该偏压沿调色剂56从调色剂供给辊53送至调色剂显影辊52的方向产生电力区域，此方法优于在显影辊52和调色剂供给辊53上产生同样电位的偏压。换言之，当调色剂带正电荷时，通过在调色剂供给辊53上形成供给偏压Vs所达到的调色剂供给效果优于给显影辊52上形成显影偏压Vd所达到的效果。反之，当调色剂带负电荷时，通过形成显影偏压Vd而达到的调色剂供给效果优于形成供给偏压Vs所达到的效果。
在上述单组分显影装置中，当该显影装置处于使用状态时，附有调色剂的显影辊52脱离与感光体51接触，如图6所示，在显影辊52和感光体51转动的同时，打开充电器61，由此感光体51由充电器61均匀充电。随后，受未示出的发射装置如LED辐射的部分被放电，然后进行调色剂附着在此部分反转显影。
在这种情况下，在感光体51上未带电荷区域X未由充电器61充电，该未带电荷区域位于充电器61和感光体与显影辊52接触的位置之间，该显影辊52位于感光体转动方向的下侧，结果是其表面电位为0V，即未带电。甚至在未充电区域X与显影辊52接触，或者经过显影辊52之前，当关闭显影偏压电源57，并且将显影辊52的电位保持0V一定时间时，附着在显影辊52上的调色剂带有正或负电荷，从而在调色剂与感光体51之间产生电位差，调色剂较容易落在感光体51上。另外还存在有问题，即由于调色剂与感光体51之间的机械摩擦，大量带电荷调色剂落在未充电区域X，造成调色剂的浪费。
为了克服上述缺陷，日本专利申请特开平4-57079(1992)公开了一种结构，如图7所示，齐纳二极管71为显影辊52与显影偏压电源57之间的恒压元件，定向阻止由显影辊52感应的电子流，其电荷与调色剂的极性相反。
图7示出了应用带负电调色剂的显影装置。当开始显影时，调色剂由感光体上的未充电区域X吸收，在这种情况下，正电荷的极性与由消耗量感应的调色剂极性相反。齐纳二极管71阻止朝向显影偏压电源57的正电荷感应流。
根据上述结构，将显影辊52保持在电子浮动状态，直到达到形成齐纳二极管的击穿电压，并且显影辊52载有正电荷。由此，带有负电荷的调色剂到达显影辊52，而不是调色剂从显影辊52到达感光体51上的未充电区域X，从而减少了调色剂的浪费。
如上所述，根据显影辊52与显影偏压电源57之间的齐纳二极管71的结构，将显影辊52保持在电子浮动状态直到达到形成齐纳二极管71的击穿电压。但是在图6-8中，还存在有问题，即当进行反转显影时，显影偏压在到达形成齐纳二极管71的击穿电压的范围中有变化。
另外，日本特平开4-57079公开了一种结构，以克服上述缺陷，为了击穿齐纳二极管71，并在施加显影偏压时使齐纳二极管71击穿并处于导电状态，如图8所示提供导电元件83，由此在进行反转显影时可得到稳压的显影偏压。
但是，在上述两例结构中，有必要采用高击穿电压的齐纳二极管，以易于使之处于浮动状态。
另外，当齐纳二极管71由图8所示的导电元件83保持在导电状态时，将形成导电元件83的保护电阻82两端的电位差总和与二极管81的正向电压作为显影偏压。
由此存在如下缺陷，例如为了增加图像密度，有必要设定较高的显影偏压，需要高压阻值的电阻作为保护电阻82。另外，高击穿电压的齐纳二极管71用于达到浮动状态，需要有比显影偏压高很多的电源作为显影偏压电源57。
本发明的目的在于解决上述问题。本发明的一个目的为通过稳定地供给显影偏压而不浪费能源，形成高质量的图像，防止将调色剂送至与感光体上的图像无关联的不充电区域，并且达到稳定的显影。
本发明提供了一种单组分显影装置，它包括附着并传送带电荷调色剂的可移动调色剂供给部件；与调色剂供给部件接触的可移动的静电潜像供给部件，用于附着将被显影的静电潜像和从调色剂供给部件上传送的带电荷的调色剂；向调色剂供给部件施加预定显影偏压的显影偏压电源；可选择开和关的开关元件和位于调色剂供给部件与显影偏压电源之间的电子连接；与开关元件连接的保护电阻；向调色剂供给部件施加显影偏压时，打开开关元件，而将调色剂供给部件保持在电子浮动状态而不施加显影偏压时，关闭开关元件的控制部件；置于调色剂供给部件和地面之间的偏压稳压部件，用于打开开关时稳压显影偏压。
这样，当未进行显影操作时，关闭开关将调色剂供给部件保持在电子浮动状态，从而防止标准的带电荷调色剂浪费在静电潜像供给部件上的不充电区域。当进行显影操作时，打开开关，驱动偏压稳压部件，以利用从偏压稳压部件的输出而稳压地向调色剂供给部件施加显影偏压。由此进行稳定地显影。
在本发明的单组分显影装置中，偏压稳压部件最好包括防止电荷流向地面的二极管，在带电荷调色剂从调色剂供给部件向静电潜像供给部件移动时，该电荷附着在调色剂供给部件上；以及当打开开关时稳压显影偏压的齐纳二极管，该齐纳二极管与二极管串联，从而齐纳二极管的正负极分别与二极管的正负极连接。
这样，通过应用二极管和齐纳二极管，可使偏压稳压部件形成简单的结构，还可以防止将调色剂供应到不充电区域并稳压施加显影偏压。
在本发明的单组分显影装置中，当进行显影操作时，最好在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间，再用控制部件控制打开开关。
这样，在反转显影操作中，控制部件可以以简单的方式在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间再打开开关。结果是不用设置复杂的控制电路，就可防止将调色剂供应到不充电区域，并且稳压地施加显影偏压。
本发明提供了一种单组分显影装置，它包括附着并传送带电荷调色剂的可移动的调色剂供给部件；面对调色剂供给部件的调色剂供给辊，用于将调色剂供应到调色剂供给部件；与调色剂供给部件接触的可移动的静电潜像供给部件，用于附着将被显影的静电潜像和从调色剂供给部件传送来的带电荷调色剂；向调色剂供给部件供应预定的显影偏压，并向调色剂供给辊供应预定供给偏压的偏压电源；可将连接在调色剂供给部件和偏压电源之间的电子连接件有选择地开、关的开关元件；与开关元件连接的保护电阻；向调色剂供给部件施加显影偏压和向调色剂供给辊供应供给偏压时，打开开关元件，和将调色剂供给部件保持在电子浮动状态而不施加显影偏压和供给偏压时，关闭开关元件的控制部件；
置于调色剂供给部件和地面之间的偏压稳压部件，用于打开开关时稳压显影偏压和供给偏压。
这样，关闭开关元件以得到浮动状态，当打开开关时仅驱动偏压稳压部件。由此可以达到显影偏压的稳压供应而不浪费能源，可以防止将调色剂送至与静电潜像供给部件上的图像无关的不充电区域，达到稳定地显影，从而可以得到高质量的图像。另外在调色剂供给辊与调色剂供给部件之间的保护电阻两端产生电位差，从而可以提高从调色剂供给辊到调色剂供给部件的的调色剂供给。
在本发明的单组分显影装置中，当进行显影操作时，最好在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间，再用控制部件控制打开开关。
另外，在反转显影操作中，控制部件可以以简单的方式在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间再打开开关。结果是不用设置复杂的控制电路，就可防止将调色剂供应到不充电区域，并且稳压地施加显影偏压，提高从调色剂供给辊到调色剂供给部件的调色剂的供给。
下面参照附图和实施例进一步阐述本发明的其它目的，特征和优点。
图1为本发明单组分显影装置的第一实施例的电路图表；图2为图1中开关元件5的操作时序图表；图3为本发明单组分显影装置的第二实施例的电路图表；图4为本发明单组分显影装置的第三实施例的电路图表；图5为应用非磁性单组分调色剂的显影装置剖面图；图6为在单组分显影装置中，开始进行反转显影时感光体上不充电区域X的示意图；图7为普通显影装置一个实施例的电路图；图8为普通显影装置另一个实施例的电路图。
下面参照附图详述本发明的最佳实施例。
图1为根据本发明的第一实施例，连接在显影辊1(调色剂供给部件)和显影偏压电源7之间的电路图，该电路应用于采用负向充电的非磁性单组分调色剂的单组分反转显影装置。
在图1中，开关元件5的一端与保护电阻6的一端连接，保护电阻6的另一端与显影偏压电源7连接，该显影偏压电源7的另一端接地。开关元件5的另一端与显影辊1连接，还与偏压稳压器4连接，该偏压稳压器4的另一端接地。
如图1所示，偏压稳压器4包括二极管2和齐纳二极管3，它们的正极彼此串联。二极管2的负极与显影辊1连接，而齐纳二极管3的负极接地。另外，这种结构还可能是二极管2的负极与齐纳二板管3的负极串联，齐纳二极管3的正极与显影辊1连接，二极管2的正极接地。
在使用具有上述结构的单组分反转显影装置的开端，暴露出感光体51上的或背对显影辊1的静电潜像供给部件的不充电区域X，如图6所示，该暴露区域与附着着带电荷调色剂的显影辊52接触，随后将一部分显影辊52上的带负电荷的调色剂供应到不充电区域X，然后将与带负电荷调色剂极性相反的电荷，即正电荷送至显影辊52。图6中的显影辊52对应于图1中的显影辊1。
在与显影辊1接触的感光体51上的未带电荷区域X处于相同状态(passthe same)期间(即未显影期间)，如果控制部件(未示出)关闭开关元件5，在显影辊1上感应的正电荷即不流向显影偏压电源7，也不流向偏压稳压器4，但可以附着在显影辊1上。同时，负电荷到达带正电的显影辊1，并且不再供应到感光体。
因为构成偏压稳压器4的二极管2防止正电荷流向地面，所以它可以是齐纳二极管。齐纳二极管的另一个作用是电子限制由于正电荷而造成的显影辊1的电位降低。
随后，在未带电荷区域X经过显影辊1接触相同区域以后，进入成像区域时，控制部件(未示出)打开开关5。如果开关5处于打开状态，电流i从显影偏压电源7流经接地部分到齐纳二极管3，二极管2，开关元件5，保护电阻6和显影偏压电源7，如图1所示。
结果是齐纳二极管3被击穿而产生某一电压，由齐纳二极管3产生的某一击穿电压加在显影辊1上，由此进行稳定的反转显影。保护电阻6限制流到齐纳二极管3中的电流量i，并且在附着在显影辊一侧调色剂的负电荷流到显影偏压电源7的同时，限制电流量。由此，保护电阻6可以是小功率的电阻，显影偏压电源7所需的电压应稍大于齐纳二极管3的击穿电压与二极管2的正向电压之和而得到的电压电平。
下面描述控制信号的时序，即控制部件定时开、关开关元件5，以施加或断开显影偏压电压。
在图6所示的结构中，感光体51为直径60mm长的OPC(有机光感导体)，其圆周转速为200mm/sec。感光体51的表面均匀带有电荷，从而它的表面由于电荷61而具有-550V的电位。在这种情况下，感光体51上的未带电荷区域X经过感光体51与显影辊1接触的显影区域所需的时间Tx约为200msec。
换言之，如图2所示，可以设置控制部件以输出控制信号Ⅱ，该信号Ⅱ自反转显影中驱动显影辊1的开始信号Ⅰ向后延迟200msec。同时，还可以防止将调色剂供应到未带电荷区域X，并且可以稳压地提供显影偏压而不需要复杂的电路。
下面描述本发明的单组分显影装置的第二个实施例。
图3为示出了形成本发明第二实施例的，连接在显影辊1与显影偏压电源7之间的电路图。在此实施例中，在单组分反转显影装置中应用带有正电荷的非磁性调色剂。
如图3所示，第二实施例的齐纳二极管3和二极管2的位置与第一实施例中的相反。
对比具有上述结构的偏压稳压器4，在带正电荷的调色剂与感光体51上的一部分未带电荷区域X接触的情况下，关闭开关元件5，使显影辊1中与调色剂电极相反的电荷不再流到显影偏压电源7和偏压稳压器4上。结果是可以使显影装置处于电子浮动状态。
根据上述结构，带正电荷的调色剂由于显影辊1上的负电荷而到达显影辊1，从而防止调色剂与感光体51接触，避免调色剂的浪费。
另外，在反转显影的同时，打开开关元件5，使电流i从显影偏压电源7流到保护电阻6，开关元件5，二极管2和齐纳二极管3。由于齐纳二极管3的击穿电压，将需要作为显影偏压的预定电压稳压地供应到显影辊1上。
结果是，如果应用带正电荷的非磁性的单组分调色剂，也可以达到稳压的反转显影。
下面描述本发明的单组分显影装置的第三实施例。根据第三实施例的显影装置不同于第一和第二实施例，即利用保护电阻6两端之间所产生的电位差作为供给偏压。
图4为示出了形成第三实施例的，连接在显影辊1和显影偏压电源7之间的电路图。在此实施例中，在单组分反转显影装置中应用带负电荷的非磁性单组分调色剂。
偏压稳压器4的一端与保护电阻6的一端6a和显影辊1连接，而其另一端接地。保护电阻6的另一端6b与调色剂供给辊8和开关元件5的一端5a连接。开关元件5的另一端5b与偏压供给件9连接，该偏压供给件9的另一端接地。
与第一和第二实施例的显影装置相似，构成偏压稳压器4的二极管被定向，从而显影辊1上与带电荷调色剂的电极相反的电荷不能流到偏压稳压器4上。设置齐纳二极管3，从而当打开开关元件5时，从偏压供给件9流出的电流i按图3所示路线流动，以形成由于齐纳二极管3的击穿现象而产生的预定电压。
随后，在第三实施例的显影装置中，在显影装置启动时，显影辊1上产生的正电荷既不流向偏压稳压器4，也不流向流向偏压供给件9(在开关元件5关闭状态)。结果是，正电荷聚集在显影辊1上，而带负电荷的调色剂被正电荷吸引，这样可防止调色剂耗费在感光体51上的未带电荷区域X。
另外，当在显影装置中进行反转显影时，通过偏压稳压器4将负极的显影偏压加在显影辊1上，以稳压地进行反转显影。
在此实施例中，因为显影辊1和调色剂供给辊8连接在保护电阻6的两端，由于电流i流经保护电阻6而形成的电压降作为供给偏压供应在调色剂供给辊8上，从而可以增加向显影辊1上供应的调色剂。
本发明在不脱离其构思或必要特征的情况下还可有其它特殊形式的实施例。本实施例包括了所有例证特征，但不仅限于此，还包括以下权利要求和上述说明书中所阐述的发明范围和与权利要求等效的变换。
权利要求
1．一种单组分显影装置，它包括附着并传送带电荷调色剂的可移动调色剂供给部件；与调色剂供给部件接触的可移动的静电潜像供给部件，用于附着将被显影的静电潜像和从调色剂供给部件上传送的带电荷的调色剂；向调色剂供给部件施加预定显影偏压的显影偏压电源；可选择开和关的开关元件和位于调色剂供给部件与显影偏压电源之间的电子连接；与开关元件连接的保护电阻；向调色剂供给部件施加显影偏压时，打开开关元件，而将调色剂供给部件保持在电子浮动状态而不施加显影偏压时，关闭开关元件的控制部件；置于调色剂供给部件和地面之间的偏压稳压部件，用于打开开关时稳压显影偏压。
2．根据权利要求1的显影装置，其特征在于所述的偏压稳压部件包括防止电荷流向地面的二极管，在带电荷调色剂从调色剂供给部件向静电潜像供给部件移动时，该电荷附着在调色剂供给部件上；以及当打开开关时稳压显影偏压的齐纳二极管，该齐纳二极管与二极管串联，从而齐纳二极管的正负极分别与二极管的正负极连接。
3．根据权利要求1的显影装置，其特征在于当进行显影操作时，在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间，再用控制部件控制打开开关。
4．一种单组分显影装置，它包括附着并传送带电荷调色剂的可移动的调色剂供给部件；面对调色剂供给部件的调色剂供给辊，用于将调色剂供应到调色剂供给部件；与调色剂供给部件接触的可移动的静电潜像供给部件，用于附着将被显影的静电潜像和从调色剂供给部件传送来的带电荷调色剂；向调色剂供给部件供应预定的显影偏压，并向调色剂供给辊供应预定供给偏压的偏压电源；可将连接在调色剂供给部件和偏压电源之间的电子连接件有选择地开、关的开关元件；与开关元件连接的保护电阻；向调色剂供给部件施加显影偏压和向调色剂供给辊供应供给偏压时，打开开关元件，和将调色剂供给部件保持在电子浮动状态而不施加显影偏压和供给偏压时，关闭开关元件的控制部件；置于调色剂供给部件和地面之间的偏压稳压部件，用于打开开关时稳压显影偏压和供给偏压。
5．根据权利要求4的显影装置，其特征在于当进行显影操作时，在开始驱动调色剂供给部件后向后延迟预定时间，再用控制部件控制打开开关。
全文摘要
显影辊与显影偏压源之间有开关元件和保护电阻,开关元件可打开并关闭显影辊与显影偏压源间的连接,保护电阻与开关元件串联。本发明还提供有控制部件和偏压稳压器,当在显影辊上施加显影偏压时,控制部件打开开关元件,当不向显影辊施加显影偏压而使其处于电子浮动状态时,控制部件关闭开关元件,偏压稳压器置于显影辊与地面之间,仅当打开开关元件时,才可以得到预定的恒压。
文档编号G03G15/06GK1220418SQ9812283
公开日1999年6月23日 申请日期1998年10月17日 优先权日1997年10月17日
发明者巽洋, 丰岛哲朗, 酒井孝司 申请人:夏普公司