显象剂盒和显象装置 本发明涉及一种图象成形设备中的显象装置，用于将图象载体上的一个静电图象显现出来，上述图象成形设备例如是复印机、打印机。本发明还涉及一种显象剂盒，用来为该显象装置提供显象剂。
在电照相复印机或激光打印机之类的图象成形设备中，一个均匀充电的感光鼓暴露在选择的光线中，以便在感光鼓上形成一个潜象，该潜象由显象剂显现为视觉图象，该视觉化的图象再转印到一个精印材料上。在这样一种设备中，每当显象剂用完时都需要再次添加。调色剂盒用于把显象剂输送到显象装置中，这种调色剂盒分为一种所谓的补充型和一种所谓的安装型。上述补充型调色剂盒系将所有显象剂一次供入图象成形设备主机中的显象剂接受器中；而安装型调色剂盒则是一种安装在图象成形设备中的盒，盒中的显象剂逐渐输送到显象装置中，直至显象剂用完为止。
由于目前存在缩小设备尺寸的要求，上述安装型调色剂盒被优先考虑。特别是有一种类型的调色剂盒被广泛地采用，其中，该盒呈筒状并且具有一个纵向的、缝隙式的显象剂供应口，该盒可以转动，以便水平地而不是向下地打开，从而将显象剂刮起。上述类型的调色剂盒如日本特许公开86382/1987、170987/1987以及日本实用新型公开62857/1988和188665/1988中所述。
采用这种设计的原因是：为了减小尺寸、并向显象装置提供所需的充足的显象剂，使显象装置中的调色剂数量保持恒定，还为了在使用两种成份的显象剂时保持恒定的调色剂/载体比率，该调色剂盒的定位范围及该显象装置的定位范围增大。
在这种图象成形设备中，一般采用一个活门，以便当调色剂盒安装时，沟通显象剂排出口和显象剂腔的开口；当该调色剂盒未安装到设备中时，该活门还被用来防止调色剂从调色剂腔返流。
在日本实用新型公开62857/1991中揭示的一种活门上，设置有纵向延伸地缝隙式开口，该调色剂盒的两相对端上的接合部分被插入到该活门的开口中，以便允许该活门随着调色剂盒的转动而转动。
由于在圆周方向上仅设有一个这样的接合部分，用于开、关该活门，所以该接合部分承受较大的载荷，这将导致该接合部分的损坏和变形。
一个可与活门的缝隙式开口接合的凸起设置在该调色剂盒的缝隙式开口的延伸方向上，因此，随着该活门的开启和关闭，调色剂盒的转动力会造成筒状件的变形。
为此，本发明的主要目的是提供一种显象剂盒和一种显象装置，其中，用于开启和关闭活门的凸起上的载荷被减小。
本发明的另一个目的是提供一种显象剂盒，其中，筒状件的变形得以避免。
根据本发明的一个方面，提供了一种可拆地安装在显象装置上的显象剂盒，显象装置具有一个活门，用于关闭和开启显象剂接收口，该显象剂盒包括：一个容纳显象剂的筒状件，该筒状件上设有一个沿其长度方向延伸的开口；一个用于该开口上的密封件；一个第一凸起，随着显象剂盒沿第一方向转动，用于移动活门至显象剂接收口的开启位置；一个第二凸起，随着显象剂盒沿第二方向转动，用于移动活门至显象剂接收口的关闭位置，第二转动方向与第一转动方向相反。
根据本发明的另一方面，提供了一种显象剂盒，它包括：一个容纳显象剂的筒状件，该筒状件上设有一个沿其长度方向延伸的开口；从该筒状件的外表面上伸出的第一和第二凸起；其中第一和第二凸起之间具有一个延伸的开口，第一和第二凸起设置在离开该延伸开口的位置上。
下面将结合附图及实施例，详细说明本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。
图1是本发明一个实施例的复印机的截面图；
图2是一个显象装置的平面图；
图3是一个调色剂盒的立体图；
图4是一个调色剂盒的零件分解图；
图5表示一个搅拌件；
图6是一个带手柄的部件的剖视图；
图7表示了将搅拌件安装到调色剂补充盒中的情况；
图8表示了调色剂的添加；
图9是显象装置和调色剂盒的立体图；
图10A表示将调色剂盒插入其底托的情况；
图10B表示调色剂盒转动处于可使用状态；
图11表示调色剂盒的凸起和活门之间的接合状态；
图12表示调色剂盒的安装过程；
图13表示调色剂盒和调色剂盒底托之间的相互关系；
图14A表示了调色剂盒插入其底托的情况；
图14B和14C表示调色剂盒锁定在一个安装位置上的情况；
图15表示调色剂排出口和法兰凸起之间的相对位置关系；
图16表示搅拌件的另一实施例；
图17表示在一个试验中使用的搅拌件。
现将结合附图对本发明的实施例进行描述。
图1表示了一个本发明实施例的电照相复印机，用以说明一个使用显象剂盒和显象装置的图像形成设备。
在图1中，图像形成设备包括一个图像读入器1，它具有一个原稿支承平板玻璃1a，该玻璃由一照明灯泡1b照明。原稿由灯泡1b和扫描镜1c扫描。由原稿反射的光线通过扫描镜1c、反射镜1d、1e和1f以及一个具有放大作用的聚焦透镜1g投射到一个感光鼓2上。
感光鼓2上具有一个表面感光层，感光鼓由主电机3带动在图像成形期间沿图1中所示的箭头方向转动。在感光鼓2的周围设有充电装置4、显象装置5、转印装置6和清洁装置7。旋转感光鼓2的表面由充电装置4均匀地充电，读入器1的光影像将感光鼓2曝光，这样就在感光鼓2上形成一个静电潜象。将一种显象剂(后面称为调色剂)输送到该静电潜象上，显象装置5把该潜象显象。
在显象装置5中，显象剂刮片5b将调色剂腔5a中的调色剂供给到显象筒5c上，该显象筒5c中包括一个固定磁体。显象筒5c旋转，以便显象剂刮片5b在其表面覆着一层调色剂，同时使调色剂产生涡流电荷。根据所得到的静电潜象，将显象剂传送到感光鼓2上，从而将潜象显现成调色剂影像。
调色剂影像被转印到由送纸器8送来的记录材料9上，同时在转印装置6上施加一个转印电压。转印装置6具有一个转印充电器6a和一个分离充电器6b。转印充电器6a施加的电压的极性与调色剂的电压极性相反，调色剂影像被转印到记录材料9上。转印之后，分离充电器6b将一个电压施加到记录材料9上，将记录材料从感光鼓2上分离下来。
影像转印完成后，在清洁装置7中，感光鼓2上残留的调色剂由清洁刮刀7a除去，并且刮下的调色剂被收集到一个调色剂收集容器7b中。
另一方面，送纸器8具有一个上盒体8a1和一个下盒体8a2，这些盒体位于该设备主要部件的底部。装在这些盒体中的记录材料由送纸辊8b1和8b2逐一送入一对定位辊8c之间。此外还设有一手工送纸器8d。从盒体或手工送纸器送出的记录材料9被喂入到那对定位辊8c，并从感光鼓2上接受调色剂影像。
转印后的记录材料9被输送带8送至一个影像固定装置10处，该固定装置包括一个驱动辊10a和一个热压辊10b，一个加热器设置在该热压辊10b中。固定装置10通过加热和加压将转印的影像固定下来。然后记录材料9由一对排纸辊8f送出复印机外。
在本实施例的复印机中，原稿支承平板玻璃1a的上方具有一个自动的文件送入器11，可将原稿自动地逐页送入。该文件送入器可采用各种已知的类型。(调色剂盒)
下面将对调色剂盒C进行说明。如图2和3所示，调色剂盒C可以安装到显象装置5的盒底托5e上，并保持在那里。调色剂盒逐渐向显象剂腔(安装的或内置的)5a供应调色剂。
如图4所示，调色剂盒C包括一个调色剂补充容器12、一个法兰13、另一个法兰14、一个搅拌件15、一个帽件16和一个手柄17。下面将详细说明每个零件。(调色剂补充容器12)
如图4所示，该容器一般呈筒状(这里“筒状”一词不仅指即些具有圆截面的筒，也包括多边形截面的筒)。该调色剂补充容器12沿其纵向设置一个调色剂排出口12a，并在每个相对的纵向端上设一缺口12b，以便与法兰13或14的凸起部分啮合，实现定位。
调色剂补充容器12的内部长度一般为约160-400mm，更好为约180-330mm，最好是约为200-310mm。
如果该长度小于160mm，则供应到5a中的调色剂不会在显象筒5c的全长上分布，这样会在最终形成的影像上出现调色剂空白。如果上述长度大于400mm，那么显象装置5的长度会过长，以致不得不缩小该尺寸。尺寸R是根据机器所用纸张的规格(A3、A4、B4)来决定的。
上述调色剂补充容器12的内半径一般选为约10-50mm，约15-35mm较好，最好是约25-30mm。
如果该半径小于10mm，则搅拌件15(用于打碎结块的调色剂并将其送入显象剂腔5a中)的搅拌力不够。如果该半径大于50mm，那么该搅拌件15所需的扭矩过大。
在本实施例中，调色剂补充容器12的内半径为55mm，壁厚为0.8mm，筒的内部长度为297.5mm。调色剂排出口12a的宽度为7mm，长度为296mm，基本等于调色剂补充容器12的长度。
对搅拌件15来说，上述内半径的尺寸和圆度需要高度精确，为此，调色剂补充容器12的材料最好选择热塑性树脂材料，其中以ABS树脂和聚酯树脂为较好，因为它们易于加工，具有高度的尺寸精确性，价格较低，并且具有强的抗冲击(例如摔落)性能。另外，该容器也可选用抗冲击的聚苯乙烯树脂(HIPS)。此外还可采用纸或铝等材料。
在一种用热塑性树脂材料生产调色剂补充容器12的方法中，该容器在挤出后，用压力加工出调色剂排出口12a和缺口12b。更好的方法是，采用内定径加工(冷芯式)，以提高内径和圆度的精确性。最好采用注射成型法生产该容器，因其比挤出法的精确度更高。这样既使存在密封膜的热密封或法兰13和14的热熔融，也不会产生由于迟滞现象而造成的变形。
当采用注射成型法时，最好至少一个法兰与筒形部分整体地注射成型，例如日本特许公开第64803/1993号所描述的那样，这样，零件数目和生产步骤可以减少。在这种情况下，注射压力为500-1500kgf/cm2，注入时间为0.005-0.02秒。
调色剂补充容器12的调色剂排出口12a由密封条12c密封，该密封条12c在开始使用该调色剂盒C时，由操作者撕下。
密封条12c是一个柔韧的层状薄膜，其材料为聚酯树脂、尼龙、聚乙烯树脂、聚乙烯醇缩乙醛。其厚度约为50-200微米，最好为100-150微米。密封条12c固定在调色剂补充容器12上，其牢固程度足以在运输过程中防止调色剂因温度变化、压力变化、震动、摔落、撞击而泄漏，但使用时却可以撕下。当该密封条12c折叠180°，并沿纵向牵拉时，撕拉强度一般最大不超过10kgf，不超过6kgf较好，最好不超过4.5kgf。
将密封条12c熔融到调色剂补充容器12上的方法可以选用：热板熔融法、脉冲密封法、超声波熔融法和高频熔融法，其中以选用热板熔融法为最好。
密封条12c的总长度不小于调色剂排出口12a长度的两倍。该密封条的一部分未粘到调色剂补充容器12上，而是折叠180°以提供一个便于手拉的部分。这部分密封条由热熔性粘接剂、或在密封条12c、调色剂补充容器12、法兰13或手柄17的固定部分上的双面胶带等稍加固定。
法兰13和14分别安装在调色剂补充容器12的筒状部分的端部，这些法兰是用ABS树脂、聚酯树脂、HIPS或其它热塑性树脂材料通过注射成型而制成的。每个法兰13或14具有两个凸起13a1和13a2及14a1和14a2，这些凸起与调色剂补充容器12的缺口12b相互啮合。
法兰之一(即法兰13)带有一个填充口13b，以便通过该口充入调色剂。该填充口13b的内部设有一个横向肋板13c，在横向肋板13c的中心设有一个孔13d，用于容纳搅拌件15。填充口13b的直径一般选择不小于调色剂补充容器12内径的50％，从改善充填时间和效率的角度来说，最好不小于60％。
另一个法兰14带有一个孔14b，用于容纳搅拌件15，在孔14b周围还有一个叉头14c，用来支承搅拌件15的齿轮15a2的外缘。该叉头14c带有一个凸起14d，以便与齿轮15a2的环肋15a3相啮合。
法兰13和14分别与带有密封条12c的调色剂补充容器12的端部相结合。其结合方法可以是热熔粘接、起声波熔接、胶带粘接。热熔粘接特别适用，因为这种方法易于提供足够的密封和粘接强度。另外，还有一种较好的方法是将热熔粘接剂涂布于调色剂补充容器12的内表面，这样粘接材料不会向外凸起。
法兰13和14的凸起13a1、13a2、14a1和14a2的高度，以及它们与调色剂排出口12的关系将在后面进行说明。(搅拌件15)
如图4和5所示，该搅拌件15包括一个搅拌轴15a和一个搅拌叶片15b。(搅拌轴15a)
搅拌轴15a是一个截面例如为H形的杆，在其纵向端设有一个部分15a1，该部分插入法兰13的孔13d中。而该杆的另一端设有一个齿轮15a2与驱动系统连接，该齿轮15a2的外缘有一个环肋15a3。若干压配销15a4被制作用来支承搅拌片15b。
搅拌轴15a具有足够的强度是很重要的，因此，搅拌轴15a通常为H、L、T或类似的形状，以防弯曲，其中又以H形为最佳。
考虑到在支承部分的滑动特性及耐塑性变形性，搅拌轴15a的材料一般选择聚醛树脂(POM)。为便于生产，生产方法优先选择注射成型。(搅拌叶片)
搅拌叶片15b安装在搅拌轴15a上，并且有至少在两个方向上从轴15a伸出的凸起部分。在本实施例中，该叶片包括沿两个方向伸出的一个主叶片部分15b1和辅助叶片部分15b2。该主叶片部分15b1的一侧长度超过轴15a的整个长度，并具有若干缝隙15b3。若干矩形孔15b4与上述缝隙15b3连通。上述辅助叶片部分15b2在与缝隙15b3相应的位置处有一端表面。
在叶片15b的纵向中心部分设有若干压配孔15b5，以便容纳搅拌轴15a的销15a4。
上述搅拌叶片15b的材料最好选择那些具有适当弹性和适当抗塑性变性的材料，例如聚氨酯橡胶片，或涂覆橡胶的布，特别优选的材料是一种聚酯(PET)胶片。该叶片厚度一般选择在50-500μm左右，较好为150-300μm左右。如果厚度小于50μm，那么弹性不足，会引起调色剂的输送力减弱。如果其厚度大于500μm，那么弹性过强，会导致搅拌叶片15b的转动需要大扭矩，该搅拌叶片与容器12的内表面相接触。在本实施例中，上述厚度约为188μm。
由于冲压加工精度高而成本低，因此搅拌叶片15b采用上述材料经压力冲压而成。
这样制造出的搅拌轴15a和搅拌叶片15b用如下方法连成一体：上述销15a4插入孔15b5中，再经热或超声波将其压配起来。搅拌件15插入容器12内，其两端分别可转动地支承在法兰13和14上。搅拌件15的安装方法将在下面进行说明。这种描述涉及到搅拌叶片15b的形状。搅拌叶片15b最好从搅拌轴15a出发、沿两个方向伸出。在本实施例中特别优选的方案是：上述沿两个方向延伸的叶片相对于容器12的内壁表面具有不同切线长度。一个主叶片部分15b1上带有若干缝隙15b3，但其仍在轴15a的全长上延伸，因此具有足够大的恢复力和大的调色剂输送力。此外，缝隙15b3和孔15b4有效地防止了扭矩的增大。上述辅助叶片部分15b2仅在与缝隙15b3孔15b4相应的位置上延伸，从而有效地减少了调色剂的残留量。与那种沿两个方向均匀延伸的叶片部分相比较，本实施例中所需的扭矩较小，而调色剂的输送力较大。
为了减小所需扭矩和增大调色剂的输送力，叶片15b1的主要部分上的缝隙15b3的宽度约为0.5-3mm。各缝隙间的间隔一般为20-60mm左右，30-55mm左右较好，34-52mm左右最好。
矩形孔15b4的纵向长度一般约为上述缝隙间隔的20-80％左右。矩形孔的一侧边最好平行并靠近接触搅拌轴15a。
为减少调色剂的残留量和所需的扭矩，辅助叶片部分15b2的端表面长度沿其转动轴长度方向的测量值比缝隙15b3的宽度长约5-15mm。
下面将描述搅拌叶片15b1和15b2在径向上的距离。该距离稍长于容器12的内半径，以便在叶片转动时与容器12的内壁轻触。这样，搅拌叶片15b1和15b2转动时变形较小，并且在开口12a处由于弹性的作用，上述搅拌叶片15b1和15b2的变形消失了，从而把调色剂喷出，这样加强了调色剂的布散效果。
因此，从搅拌件15的转动中心到叶片的自由端的距离一般比容器12的内半径约长0.5-5mm，1.0-4mm更好，1.5-3mm最好。
如果上述差小于0.5mm，则不能指望叶片有足够的恢复力。如果上述差值大于3mm，那么调色剂的输送力会过大，使过多的调色剂被送到显象剂腔5a中，这将导致调色剂的结块，另外，所需的转动扭矩也很大。
在如上所述的本实施例中，搅拌轴15a和搅拌叶片15b最好可以用注射成型或类似方法整体地制造。这样，零件数量和生产步骤可以减少，另外，还可以提高搅拌件中心到叶片自由端的尺寸精度。
在这种情况下，最好采用高速高压注射成型机，这样轴的厚壁部分和叶片的薄壁部分可以同时高精度地成型。在这种整体成型方法中，注射压力约为500-1500kgf/cm2，树脂材料的填充时间一般约为0.005-0.02秒。采用这些参数，可以注射成型一种整体的搅拌件15，该搅拌件具有连成一体的搅拌轴15a和搅拌叶片15b。业已发现，在搅拌叶片15b中没有任何不良的扭曲等情况发生。
气体辅助的注射成型可作为另一种较好的制造方法。在这种情况下，搅拌轴15a可以是一个空心轴，这对于提高搅拌轴15a的强度是非常有利的。搅拌轴的截面一般为圆形，在该圆形的空心件上有两个被切去的部分，该切去部分有效地构成一个用于安装搅拌叶片15b的座。(帽)
帽16的作用是：在调色剂充入容器12之后，堵住法兰13上的填充口13b。该帽件呈圆柱状，并具有一个底部，其材料为低密度的聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯或类似的材料(最好是低密度的聚乙烯)。
通过压配将帽件16压入填充口13b中，从而将填充口13b封闭和密封，以防调色剂泄漏。(手柄)
下面将说明手柄17。该手柄有效地盖住帽件16，当调色剂填充到容器12中后，该帽件封闭填充口13b。手柄的另一个功能是当相对显象装置5安装或拆卸调色剂盒C时，其可作为一个把手。如图4和6所示，该手柄具有一个活动的整体杠杆17c，它构成一个锁定装置，以防结合部分17a、手柄17b和调色剂盒C相互转动。手柄17的材料为聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、抗冲击的聚苯乙烯树脂(HIPS)或其它热塑性材料。其中聚丙烯较好，因为，所用的活动杠杆17c应具有弹性。
上述结合部分17a用于将手柄17固定在法兰13上，结合部分17a呈圆筒状，其一端设有与法兰13上的凸起13a1和13a2相对应的缺口17a1。在该结合部分17a的内表面的若干位置上(在本实施例中为三个等分点)，设有若干结合齿17a2。将缺口17a1和凸起13a1和13a2结合，从而完成定位，于是该结合齿17a2牢固地锁在法兰13外表面上的凹槽13e中，从而将手柄17固定在法兰13上。
结合部分17a的内表面上设有多个肋17a3(一般为四个)。各肋端处的内径基本等于帽16的外径。当手柄17与法兰13结合时，具有上述内径的肋部分围在帽16的外缘表面上。在肋17a3的一个预定位置处设有一个台阶部分17a4，当手柄17与法兰13结合时，该台阶抵靠在帽件16端部的旁边，如图6所示。
这样，当手柄17与法兰13相结合时，帽件16被完全罩住，并被肋17a3围住，从而完全避免了帽件16从填充口13b中脱开。
将手柄17安装到法兰13上的方法不仅限于上述的夹紧方法，还可采用热熔粘接、超声波熔融、压入配合、胶带粘接等。但是，上述夹紧方法因其操作简单被优先采用。采用夹紧方法时，可采用一个脱开结构。
由于结合部分17a具有弹性，活动杠杆17c可相对该结合部分17a上的一个槽垂直运动。在一个预定的位置上设有一个锁定凸起17c1。当调色剂盒C被转动着安装到显象装置5上时，该凸起17c1被锁在显象装置5上的一个预定位置处。这样，在图象形成期间防止了调色剂盒C的转动。(调色剂盒的生产方法)
下面说明上述调色剂盒C的组装过程，该调色剂盒C使用了上述零件。
如上所述，密封条12c安装在容器12的开口12a处，以堵住开口12a，并且在容器12的两相对端的内表面上涂有热熔粘接材料。法兰13和14的凸起13a1和13a2及14a1和14a2对准容器12的缺口12b。法兰13和14分别啮合并粘接在调色剂补充容器12的两相对端上。
然后，一个包括搅拌轴15a和搅拌叶片15b的搅拌件15插入法兰14的孔14b中，将该搅拌件安装到容器12中。由于搅拌叶片15b韧且薄，还由于主叶片部分15b1的端部和辅助叶片部分15b2的端部之间的长度大于孔14b的内径，因此插入操作并非易事。
如图7b所示，一个工具安装到法兰14上。该工具具有一个缩孔18a，该孔的直径逐渐地连续地减小。该缩孔18a的小直径部分的尺寸与法兰14的孔14b相同。当工具18安装到法兰14上时，上述小直径部分与孔14b连接。因此，当搅拌件15插入工具18的缩孔18a时，叶片15b1和15b2沿该缩孔18a的表面发生变形，因而得以平滑地沿着孔表面插入法兰孔14b中。
用这种方法将搅拌件15插入到容器12中，并且，搅拌件15端部上的结合部分15a1与法兰13的轴孔13d进入结合状态。为便于插入操作，再将一个工具19安装到法兰13上，如图7b所示。
工具19的直径允许工具插入法兰13的填充口13b中。并且该工具带有一条横槽(图中未示出)，以避免与填充口13b的横向肋13c发生干涉。工具19的一端带有一个孔19a，该孔的直径在一端较大，然后该直径逐渐减小。其最小直径部分与孔13d连接。这样，搅拌件端部的结合部分15a1被该缩孔19a引导，平滑地与轴孔13d进入结合状态，而该搅拌件是从容器12的法兰14上插入的。
当结合部分15a1如上述那样插入轴孔13d之后，搅拌件15被强力推动，使齿轮15a2的侧肋15a3(图4)与法兰14的凸起14d结合，并夹紧在14d之间，以防搅拌件沿轴向窜动。另外，齿轮15a2的外缘支承在一个法兰14的环形叉头14c上(图4)，以防止径向运动。这样，搅拌件15被法兰13和14无晃动地支承。安装搅拌件15时，为防止调色剂从法兰14的孔14b与搅拌件15的齿轮15a2之间漏出，最好在其间设置一个密封件。
然后将工具18和19拿走，调色剂通过填充口13b加入。如图8所示，调色剂T(在本实施例中为一种组合的磁性调色剂)用显象剂漏斗30填充。该显象剂漏斗30的上部有一个供料口30b，以便供应调色剂T，该上部的形状如主体30a那样呈锥形。在漏斗的底部安装一个转换接头30c，以便与调色剂盒C的填充口13b相配合。在漏斗主体30a中，设有一个转动的螺旋推运杆30d。通过适当控制推运杆30d的转动，可控制调色剂的填充速度。该主体30a的内表面经氟化处理，以减小其磨擦系数，从而提高了调色剂从显象剂漏斗30到调色剂盒C的填充效率。当调色剂T以这种方式填加之后，帽件16被压入填充口13b中，堵住该孔。
接着，法兰13的凸起13a1和13a2对准手柄17的切去部分17a1，手柄17的结合部分17a压配装入法兰13中，这样，结合部分17的结合齿17a2锁入法兰13的锁定槽13e中，从而使之被牢固地夹紧。这样，帽件16被完全罩住，并由肋17a3固定(图6)。
在上述方法中，图3所示的调色剂盒C得以组装。(调色剂盒安装到显象装置上)
如图9所示，调色剂盒C插入到显象装置5的盒底托5e上。如图2所示的显象装置5在靠近显象剂腔5a处带有一个盒底托5e，用以容纳调色剂盒C。该盒底托5e和显象剂腔5a通过一个孔5f相互连通。在连接部分处设置一个活门20，用以关闭和打开孔5f。活门20可以在调色剂盒C安装和拆下时转动。
下面描述活门20的结构和调色剂盒的安装方法。(活门)
当调色剂盒C未安装到底托5e上时，或者如图10A所示的调色剂盒C处于安装或拆卸位置(设定)而口12a处于上部位置时，活门20将孔5f关闭，以便允许调色剂从显象剂腔5a返流回底托5e。在该关闭位置上，一个安装在底托5e的内表面顶部的弹簧29，将活门20限定，使其不能移动。在这种状态下，活门20被夹在凸起14a1和14a2之间。
如图10B所示，当调色剂盒C从安装和拆卸位置转动到使用位置时，凸起14a1将活门20推动，从而活门转动打开孔5f，允许调色剂从调色剂盒C进入到显象剂腔5a中。
图11表示调色剂盒C和活门20之间的关系。如图11所示，活门20具有一个孔20a，该孔处于沿容器12外缘的一个半圆柱表面上。该孔20a的形状和尺寸一般与容器12的口12a相同，或者，孔20a稍大些。活门20是一个用SUS或类似板材冲压并弯曲而成的。在孔20a的内表面周围，安装有一个密封件20b，以防调色剂泄漏(见图10)。该密封件20b最好由弹性材料，例如聚酯、发泡聚氨酯或类似的材料制造。当调色剂盒C插入底托5e时，密封件20b与调色剂盒C的外表面接触，以防止调色剂从活门20和调色剂盒C之间漏出。如图10所示，在显象剂腔5a的孔5f的边缘与活门20之间也设有一个类似的密封件21，从而防止调色剂从其间漏出。(调色剂盒安装过程)
下面将描述操作者把调色剂盒C安装到显象装置5上的过程。参见图12，打开复印机的侧盖22(图12A)，取下用完的调色剂盒C；然后将一个新的、带朝上的调色剂排出口12c的调色剂盒C安装到显象装置5的盒底托5e上(图12B)；接着，取下密封条12c，打开排出口12a(图12C)；将调色剂盒C转动90°，使该排出口12a对准显象装置5的孔5f(图12D)。此时，调色剂盒C被锁定，使之不能随搅拌件15转动。然后，将侧盖22关闭，从而完成调色剂盒C的安装(图22E)。
若要取下调色剂盒C时，应操作杠杆17c，以便释放锁定(图12F)，并且执行与上述相反的操作，即可将其从显象装置5上取下。
在上述过程中，当操作者将调色剂盒C安装到显象装置5上时，各种零件所起的作用将在下面进行说明。
当调色剂盒C插入到盒底托5e中时，两个槽23a和23b设置在与法兰14的凸起14a1和14a2相应的位置处，如图13A和13B所示。这样，调色剂盒C只有在对准的情况下才能插入。法兰13具有凸起13a1和13a2，而这两个凸起的角位置也是对准凸起14a1和14a2的，并且这两个相应凸起13a1和13a2形状相同，或者，凸起13a1和13a2中的一个小一些。因此，法兰凸起13a1和13a2可以自动地插入到上述槽23a和23b中。根据调色剂盒C的不同种类(不同材料的调色剂所使用的显象装置也不同)，槽23a的形状与凸起14a1的形状也可以不相同，从而防止了调色剂盒C错误安装。
法兰凸起14a1和14a2的尺寸不同，它们不是径向对置的。因此，调色剂盒C的插入被限制到一个固定的角度上。随着调色剂盒C的插入，排出口12受控朝上放置，这样随着调色剂盒C的安装或拆卸，调色剂可散开。当用完的调色剂盒C卸下时，其内部残留的少量调色剂可能会散出，但是这种情况是可以有效避免的。
如图13A所示，盒底托5e的内表面上设有导轨24，该导轨与调色剂盒的插入方向平行，法兰凸起14a1沿该导轨导向。因此，当操作者没有把调色剂盒C插入到预定位置时，该调色剂盒C不能在安装方向上的转动(见图13B中的箭头)。如图13A所示，导轨24起、止于后部和盒底托5e的入口处，因此，当调色剂盒C完全插入预定位置时，法兰凸起13a1偏离导轨24，而法兰13的凸起13a2也偏离槽23b，于是，调色剂盒C在安装方向上可以转动。
如图13A所示，在盒底托5e的插入端具有一个夹口25。如图14A所示，当操作者将调色剂盒C完全插入盒底托5e时，杠杆17c因弹性而变形，从而使锁定凸起17c1越过夹口25。这样，即使操作者从端部12c1撕下盖在口12a上的密封条12c，也可使锁定凸起17c1与上述夹口25保持啮合。因此，防止了调色剂盒C与密封条12c一起底开盒底托5e。
当调色剂盒C完全插入时，排放口12a和活门的孔20a相互连通，如图11所示，且法兰凸起13a1、13a2、14a1、和14a2与活门20的端部相接触，从活门20的四个角上把所述活门夹住。这样，活门随着调色剂盒C的旋转一起转动。
然后，将排放口12a的密封条12c撕掉，此时，由于调色剂盒C完全包容在底托5e中，所以调色剂的散出或泄漏得以避免。尤其是为了避免调色剂在调色剂盒C的纵向上分布不均，该调色剂盒C通常应摇动或滚动。在这种情况下，容器12中的调色剂粉中含有充足的空气，使调色剂的视密度降低，而调色剂的流动性提高，从而显著地改善了调色剂的散布效果。
在撕掉密封条12c打开调色剂盒C之后，操作者转动调色剂盒C使调色剂排放口12a指向预定的方向。在本实施例中，显象装置5的孔5f位于调色剂盒C的旁侧，这样，排放口12a基本朝向水平方向。由于活门20被调色剂盒C的法兰凸起13a1、13a2、14a1和14a2夹住，所以，当调色剂盒C随手柄17b转动时，活门20也同样转动。这时，密封件20b和21使调色剂盒C的外缘表面和活门20之间、以及显象剂腔5a和活门20之间均保持紧密接触。
当调色剂盒C转动时，法兰13的凸起13a2与底托5e上的台阶部分26接触，如图13A所示。这样即使试图把转到一半的调色剂盒C拆下，由于台阶部分26挡住了凸起13a2，因此无法将调色剂盒C拆下。
下面将描述本实施例中调色剂盒C的法兰凸起与调色剂排放口12a的关系。如果法兰凸起处于远离一个纵向延伸的调色剂排放口12a的任何位置上，那么不论活门20是否仅设置在法兰13或14中的一个之上，活门20都可以转动。但是，在调色剂盒C的每一纵向端至少设置一个法兰凸起，这样，开启和关闭活门20的力可均匀分布到活门20的相对端和调色剂盒C的相对端。这样避免了调色剂盒C的变形，并使活门20平缓地开启和关闭。另外，凸起13a1和14a1与活门20的侧表面接触，以启动活门20打开孔5f。凸起13a2和14a2用于移动活门20，关闭上述孔5f。上述凸起是相互分离的部分，因此，分担到该凸起上的载荷可以减小。
另外，在本实施例中，有开启和关闭作用的两对凸起13a1和13a2及14a1和14a2，分别设置在排放口12a延伸方向的相对位置上，并位于调色剂盒C的纵向端上。上述结构较好。特别有利的是将活门20夹在开启凸起13a1和14a1以及关闭凸起13a2和14a2之间。
上述凸起13a1、13a2、14a1和14a2可以被熔融或粘接到调色剂补充容器12上，或者，与容器12整体成型。但是，从强度和成本的角度出发，凸起最好整体地成型在法兰13和14上。
法兰凸起13a1、13a2、14a1和14a2上靠近调色剂排放口12a的端面与活门20接触，这样，在活门开启和关闭时凸起承受最大的力。为此，在离开筒状容器12中心方向上的零件和朝向该中心的零件可以尽量小。法兰凸起13a1、13a2、14a1和14a2上靠近调色剂排放口12a的端面基本上垂直于该处的筒的外缘切线。
凸起13a1、13a2、14a1和14a2的高度最好这样选择：它们伸出容器12的外表面约2-10mm，以确保与活门20的接触，并允许活门20开启和关闭。该凸起最好为4-6mm。如果小于2mm，则接触程度过小，这样在开启和关闭活门20时，可能使活门20的接触部分浮在凸起13a1、13a2、14a1和14a2上。如果凸起大于10mm，则盒底托5e就会显得笨重。
下面将沿圆周方向描述调色剂排放口12a与凸起13a1和13a2(第一对凸起)及14a1和14a2(第二对凸起)之间的位置关系，这些凸起之间设有排放口12a。如图15所示，θ1是两条线之间形成的夹角，其中，一条线是连接筒状容器12中心和调色剂排放口12a纵向中心C1的连线，另一条线则是连接该筒状容器中心和凸起13a1、14a1上靠近调色剂排放口的端面的连线。θ2也是两条线之间的夹角，其中，一条线连接着筒状容器的中心和调色剂排放口12a纵向中心C1，另一条线则是连接该筒状容器中心和凸起13a2、14a2上靠近调色剂排放口的端面的连线。θ1一般约为20-90°，30-50°左右较好，40-50°最好。θ2一般约为70-160°，105-130°较好，最好约为110-120°。在本实施例中，θ1是45±1°，θ2是115±1°。
如果θ1小于20°且θ2小于70°，则凸起13a1、13a2、14a1和14a2靠近上述较小的刚性调色剂容器12的排出口12a，这样，在活门的开、关操作期间，调色剂排出口12a容易变形。另外，密封件20b的空间也受到限制。如果上述θ1大于90°，或者θ2大于160°，则活门20的周长过长，这会使开、关活门20所需的操作力较大。
如上所述，在本实施例中，活门开启凸起13a1和14a1以及活门关闭凸起13a2和14a2设置在调色剂补充容器12上纵向相对的两端部。如果上述凸起仅设置在上述容器12的一个纵向端，那么这些相对置的凸起与调色剂排出口12a相对位置如下：一条线连接着筒状容器的中心和调色剂排放口12a的纵向中心，而另一条线则连接该筒状容器中心和凸起上靠近调色剂排放口12a的侧端面，两条线构成约20-160°的夹角。
当插入盒底托5e的调色剂盒沿安装方向转动时，用于关闭活门的法兰凸起13a1和14a1与活门20接触，使调色剂盒C与活门20一起转动。这种转动的幅度受到法兰凸起13a2和14a2的限制，而这些凸起13a2和14a2靠在盒底托5e的台阶27上，如图13A所示。这时，容器12的口12a以及活门20的口20a基本朝向水平方向，从而与显象装置5的孔5f连通(图10B)。
当用这种方法将调色剂容器12转动到其停止位置时，活动杠杆17c弹性变形，如图14B和14C所示，这样，锁定凸起17c1越过夹口25的端部25a，自动地与该端部啮合。因此，即使调色剂盒C欲顺时针转动，由于凸起17c1与夹口端25a之间相互啮合，这种转动可被阻止。
当调色剂盒C沿安装方向转动时，为了推动凸起17c1越过端部25a，还设置有一个斜面17c2。因此，当调色剂盒C沿其安装方向转动时，即使杠杆17c不受压，锁定凸起17c1也被抵靠在夹口端25a上，同时杠杆17c沿斜面17c2发生弹性变形，从而导致锁定凸起17c1越过该端部25a。然后，活动杠杆17c的弹性变形导致自动的锁定。随着“卡搭”一声，操作者能够感觉到调色剂盒C已安装妥当。
随着调色剂盒C的安装，搅拌件15的齿轮15a2与主机的驱动齿轮28啮合，以便转动，如图13A所示。(调色剂输送操作)
采用上述方法，调色剂盒C被安装到显象装置5上，以便进行图象成形操作。下面将描述图象成形操作过程中调色剂是如何从调色剂盒C中输送出来的。
图象成形操作过程中，驱动力被传递到搅拌件15上，在图10B中该搅拌件15顺时针转动，转速例如为10.2rpm。这样，调色剂补充容器12中的调色剂在搅拌叶片15b的作用下，充分搅匀，且同时使其适当充电。通过调色剂排出口12a、活门开口20a及显象装置的孔5f，该调色剂被输送到显象装置5的显象剂腔5a中。这时，调色剂排出口12a基本向指向水平方向，因此，大量未经搅拌和充电的调色剂不会立即输送到显象装置5中。在显象操作的进行过程中，调色剂补充容器12中的调色剂不断减少，搅拌件15产生的调色剂输送力仍是足够大的，因而进入显象剂腔5a的调色剂数量保持恒定水平。
这是因为搅拌叶片15b是用弹性材料制作的，其转动半径也略大于筒状调色剂容器的半径，从而使叶片端部可稍微伸出调色剂排出口12a。更特别的是，该叶片15b与容器12的内表面磨擦而发生轻微变形，但在调色剂排出口12a处，该叶片弹性地恢复原状，从而将调色剂喷入显象装置5中。当容器12中的调色剂数量较大时，大量调色剂的存在形成一种阻力，使调色剂的上述弹性喷撒量并不大，这样可以避免显象装置5中因存在过量的调色剂而产生结块现象，和结块造成的不良图象。另外，搅拌叶片15b发生变形，防止了所需扭矩的增加。另一方面，随着容器12中调色剂数量的减少，叶片15b的恢复动作变得平缓，从而提供了较大的调色剂输送力。
因此，在容器12中只残留了极少量的未使用的调色剂。由于叶片15b在容器12的内壁上滑动接触，防止了调色剂的结粒。
如上所述，在与调色剂补充容器12的内壁滑动接触的同时，搅拌叶片15b转动。必须考虑到搅拌件15的这种转动会带动调色剂盒C转动。因此，在本实施例中，锁定凸起17c1抵靠在盒底托5e的夹口25上(图14B和14C)，使调色剂盒C不能转动。这样，使调色剂排出口12a的位置(特别是其底边的角位置)保持一种稳定状态，从而稳定了调色剂供应量和图象质量。
当筒状容器12的中心的水平方向设为0°、调色剂盒C被安装时，调色剂排放口12a的底边一般处在±10°内，最好为±5°内。在本实施例中，上述角度为-3.6°。(将调色剂盒C从显象装置上拆下)
当调色剂盒C从显象装置5上拆下时，操作者将手柄17的杠杆17c从图14B和14C所示的使用位置向手柄部分17b按下，以便释放锁定凸起17c1与夹口25的端部25a之间的啮合。然后，调色剂盒C顺时针方向向安装和拆卸位置(设定的)转动，将排出口12a转回顶部。接着，调色剂盒C被从盒底托5e中拉出。这时，与调色剂盒C的安装过程相反，只有当排出口12a被到转到朝上位置时，调色剂盒C才可被拉出。
将调色剂盒C从安装和拆卸位置转动到使用位置的转动方向与将调色剂盒C从使用位置转动到安装和拆卸位置的转动方向相反。当调色剂盒C从使用位置转动到安装和拆卸位置时，凸起13a2和14a2被移动到一个位置上，以便推动活门关闭孔5f。
在调色剂盒C的整个安装、使用和拆卸过程中，调色剂补充容器12的外表面与活门20紧密地接触，从而保持密封。这样，当调色剂盒C从显象装置5中抽出时，调色剂不会散落到用完的调色剂盒C的外表面上，操作者的手或衣物亦不会为调色剂所污染，用完的调色剂盒C易于处理。如上所述，搅拌件15的调色剂输送力较大，因此在用完的调色剂盒C中残留的调色剂数量极少，在处理用完的调色剂盒C时，可以避免调色剂的散落等现象。(另一实施例)
在图16所示的实施例中，主叶片部分15b1和辅助叶片部分15b2朝搅拌件15转动方向的下游弯曲。在这种情况下，该叶片的端部倾斜地接近调色剂，以减小搅拌件15所需的扭矩。
当该叶片端部接近调色剂排出口12a，并且借助于叶片的回弹将调色剂喷出时，由于采用了这种形状的搅拌件15，调色剂喷出力的水平分量增加了，这样不仅可以将调色剂从容器12的底部刮到该调色剂排出口12a，而且可以将调色剂从该调色剂排出口12a输送到显象装置5中。
在一个结构紧凑的显象装置中，显象剂腔5a与盒底托5e基本水平，并相互平行。搅拌叶片15b的上述形状是十分有效的，如果该叶片15b以这种方式弯曲，那么搅拌叶片端部与调色剂补充容器的内壁之间的接触角度要比第一实施例小一些，同时减少了调色剂粗粒的形成。
从减小所需扭矩并增加调色剂输送力的角度出发，当搅拌叶片15b以上述方法弯曲时，其弯曲角度一般约为0-90°，20-90°较好，40-90°最好。另外，该叶片的弯曲处一般定在离开转动轴线的叶片总长的约50-95％处，而60-90％处较好，最好约为70-80％处。
借助于显象装置5，调色剂图象在图象载体上形成，该图象载体并不局限于第一实施例的感光鼓，举例来说，它可以是光电导体，如非晶硅、非晶硒、氧化锌、氧化钛或有机的光电导体(OPC)等类似物。感光件的形状可以是鼓形、带形或板形。通常，鼓形或带形被广泛应用。当感光件为鼓形时，其包括一个铝合金或类似材料的铝筒，和蒸发或涂于其上的光电导体。
在上述的第一实施例中，采用显象装置5的图象成形装置为一个复印机。然而如果调色剂用于构成一个图象，则本发明也可以使用到其它机器上，这些机器特别可以是激光打印机、LED打印机、传真机等。(实验-1)
采用第一实施例的调色剂盒C，图5所示的搅拌件15设置在筒状的调色剂补充容器12内，该容器内尺寸为322.5mm和55mm。当调色剂盒C中装入380g的单组份调色剂之后，该调色剂盒C被装入图2所示的显象装置5中，然后进行图象成形实验。该搅拌件15的转动速度为10.2rpm，在测量显象剂腔5a中调色剂数量和容器12中调色剂数量的同时，一个A4规格的5.24％的原稿被采用，并且图象成形操作连续进行，处于间断的耐久试验状态。
至于显象装置的显象剂腔5a的空间内的调色剂数量，大约100g是适当的。在图象成形的开始阶段，显象剂腔5a是空的，接着大量调色剂从容器12输送到显象剂腔5a中，从而导致显象剂腔5a中的调色剂数量较快地增长，但是，当达到100g时，调色剂的数量达到饱和并保持在一恒定水平上。
随着图象成形操作的连续进行，容器12中的调色剂数量不断减少，但是，显象剂腔5a中的调色剂数量却保持在100g左右。当容器12中的调色剂用完时，显象剂腔5a中的调色剂数量才开始减少。显象剂腔5a中安装有调色剂数量检测装置，当该腔内的调色剂数量为70g或更少时，该检测装置开始工作。当调色剂数量为70g时，可以产生一个显示，表明容器12需要更换。这时，图象成形工作大约进行了7000张纸。
就显象剂腔5a中的调色剂数量而言，如果原稿是一个黑色图象，那么70g的调色剂足以产生良好的图象。然而，即使更换新的调色剂盒C以供应新的调色剂，由于调色剂自身存有杂质，所以也不会产生非反向电荷雾。
图象成形操作完成之后，容器12内残留的调色剂数量低至3-5g。
用A4规格25％的原稿进行类似的试验，当处理了约1500张纸时，调色剂数量检测装置工作，此时容器12内的调色剂残留数量是5-10g。
调色剂残留量与杂质的关系取决于容器12的形状，特别是取决调色剂排放口12a的尺寸。在上述实施例中，如果残留量小于约10g，且该排出口12a小至7mm，在弃置操作时，调色剂几乎不能泄漏或散出。(实验-2)
在实验2中，380g调色剂装入一个与实验1结构相同的调色剂容器12中，该搅拌件15以10.2rpm的速度连续转动10小时，而不打开调色剂排出口12a。
连续转动10小时相当于处理7000张纸，这期间对所需扭矩进行测量，在初始阶段，扭矩减小，然后保持恒定而没有增加。
经10小时转动后，将调色剂从容器12中取出，并经150目(100μm)的网筛过滤，结果可以肯定，过滤器上未见粗粒调色剂。调色剂的平均颗粒尺寸为7.6μm。(实验-3)
用实验1的调色剂补充容器12进行类似的实验，但是采用图17所示的传统的搅拌件。该搅拌件50包括一个转动轴51、一个调色剂输送叶片53及一个设置在叶片和转动轴之间的弹性支承件52。还设置有一个径向延伸的缝隙54。调色剂输送叶片53的转动半径与筒状容器55的内半径相同。
当采用A4规格4％的原稿时，在处理了6300张纸之后，调色剂数量检测装置工作，在调色剂补充容器中残留的调色剂数量为10-20g。
当采用A4规格15％的原稿时，在该容器中残留有20-35g调色剂。当容器即使稍有倾斜时，上述数量的调色剂就会洒出。
然后，将搅拌件的转动速度增加到31.2rpm，调色剂的残留量减少了，但是在与前述实验2类似的实验中，有少量调色剂粗粒(大于100μm)残留在过滤器上。
虽然本发明结合上述结构进行了说明，但并不局限于此。本申请还包括为改进目的而进行的改型和变化，它们包括在后面的权利要求书的范围范内。