CN101661255B - 用于显影静电潜像的显影单元 - Google Patents

Abstract

一种用于执行显影操作的、用色粉使静电潜像显影的显影单元。显影单元包括：一保持腔壁，该保持腔壁形成了一个色粉保持腔；以及一显影腔壁，该显影腔壁形成了一个显影腔，一显影辊和一色粉供给辊设置在该显影腔内。设置一分隔壁用于将保持腔与显影腔分隔开。一个细长的通孔形成在分隔壁中，用于使保持腔与显影腔流体连通。一搅动件可旋转地设置在保持腔内，用于通过通孔向显影腔供给保持腔内的色粉。多个板条或格栅设置在通孔处，这样，在相邻的板间设有多个狭槽。这些狭槽允许色粉通过从保持腔到达显影腔，并且这些板条可限制色粉从显影腔返回保持腔。

Description

用于显影静电潜像的显影单元

本发明专利申请是申请人兄弟工业株式会社提交的申请号为03121643.9、申请日为2003年3月12日、题为“用于显影静电潜像的显影单元”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使静电潜像显影的显影单元。

背景技术

图1示出了用于安装在一激光打印机中一显影盒128。显影盒128被分隔成一个保持色粉的保持腔134a和一个用色粉显影图像的显影腔134b。保持腔134a和显影腔13b相互通过一开口137流体连通。一搅动件155设置在保持腔134a中。搅动件155的转动可将保持在保持腔134a中的色粉通过开口137输送到显影腔134b中。在显影腔134b中设有一供给辊133、一显影辊131以及一层厚调节刀片132。

当显影盒128适当地安装在激光打印机中时，显影辊131设置成与激光打印机的感光鼓面对。当激光打印机在这种情况下操作时，首先当搅动件155转动时，搅动件155将色粉从保持腔134a输送到显影腔134b中。供给辊133的旋转将色粉供给到显影辊131。当显影辊131旋转时，层厚调节刀片132可将显影辊132表面上的色粉的厚度调节成一固定厚度的薄膜。

当显影辊131进一步旋转时，色粉薄膜变成与感光鼓面对。此时，色粉使形成在感光鼓表面上的静电潜像显影成一可见的色粉图像。随后，可见的色粉图像转移到纸张上。这样，所需的色粉图像即可形成在纸上。

如供给到供给辊上的色粉不充足，则每单位面积的不足的色粉量将被承载到显影辊上。这样，色粉的每单位面积的电荷将被增加。在静电潜像显影的过程中，这种较多的电荷会使转移到感光鼓上的色粉变少，这样，所得到的可见色粉图像的密度将会下降。由此，纸上的色粉图像也将会变薄。

在搅动件输送足量的色粉到显影腔中之前或是在激光打印机已有相当长的一段时间不被使用之后打印出的图像中，这种较差的打印密度将会非常显著。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，以及提供一种可保持足够图像密度的显影单元。

本发明的另一个目的在于提供一种设有这种改进的显影单元的成像装置。

本发明的这些和其他目的将通过使用显影剂将一静电潜像显影成一可见图像的显影单元来实现，该显影单元包括一保持腔壁、一显影腔壁、一分隔壁、一输送器以及一限制器。保持腔壁形成了一个用于在其中保持显影剂的保持腔。显影腔壁形成了一个显影腔。分隔壁界于保持腔和显影腔之间。分隔壁形成有一个通孔，该通孔使保持腔与显影腔流体连通。输送器设置在保持腔内，用于从保持腔通过通孔向显影腔输送显影剂。设置限制器使通孔局部阻断。该限制器允许由输送器通过通孔从保持腔向显影腔输送显影剂，并且限制显影剂从显影腔通过通孔到达保持腔。

在本发明的另一个方面中，设置在一个可拆卸地安装在成像装置的主壳体内的加工单元。该加工单元包括一个鼓盒和一个显影盒。鼓盒中容纳有一感光单元、一充电单元(scorotoron charge unit)以及一转移单元。显影盒与鼓盒相连，并且它包括保持腔壁、显影腔壁、分隔壁、输送器以及限制器。

在本发明的又一个方面中设置了这样一个显影单元，在正常的成像操作情况中，该显影单元可使用显影剂来显影静电潜像。该显影单元包括保持腔壁、显影腔壁、使保持腔与显影腔分隔的分隔壁、一显影剂输送单元和一保持器。分隔壁形成有一个通孔，该通孔使保持腔与显影剂流体连通。在正常操作情况下，显影剂输送单元适用于将保持腔内的显影剂推过通孔到达保持腔。一保持器设置在通孔中，至少在正常操作情况中，该保持器用于将显影腔内的显影剂保持在比显影剂输送单元推动显影剂的位置更高的一个水平上。

在本发明的又一个方面中，提供了一种执行显影操作的显影剂，该显影单元用显影剂来使静电潜像显影。该显影单元包括保持腔壁、显影腔壁、分隔壁以及一阻挡构件。该阻挡构件与通孔相关地设置，从而有选择地阻挡通孔，以使显影腔内的显影剂相对于显影腔总容积的密度保持得比显影剂的一筛分表观密度(siftedapparent density)更大。

附图说明

附图分别为：

图1为示出了传统显影盒的主要部件的截面图；

图2为示出了根据本发明的实施例的激光打印机的主要部件的截面图；

图3为示出了图2所示激光打印机加工单元的主要部件的截面图；

图4(a)为示出了图3的加工单元的显影盒的主要部件的截面图，其中，在显影盒使用之前，一施压构件处于下降的状态中；

图4(b)为示出了图4(a)的显影盒的截面图，其中，在激光打印机的图像成形过程中，施压构件处于升起的状态中；

图5(a)为从图4(a)和4(b)的箭头M所示方向观察到的显影盒的截面图，其中示出了当显影盒安装在激光打印机中时显影盒的情况；

图5(b)为与图5(a)类似的截面图，其中示出了显影盒未安装在激光打印机中时显影盒的情况；

图6(a)为图5(a)的放大示图，其中示出了与显影盒中的快门构件的快门开口对齐的色粉供给缝，这样色粉可通过色粉供给缝；

图6(b)为图5(a)的放大示图，其中示出了与快门构件的内部开口肋部对齐的色粉供给缝，这样色粉不能通过色粉供给缝；

图7(a)为示出了根据本发明第二实施例显影盒的主要部件的截面图，其中，保持腔和显影腔之间的上侧开口封闭；

图7(b)为示出了图7(a)的显影盒的截面图，其中，上侧开口敞开；

图8为示出了根据本发明第三实施例的显影盒的主要部件的截面图；以及

图9为示出了色粉中的外部添加剂的流动性能与覆盖率之间关系的图表。

具体实施方式

接着，将参照图2至图6(b)描述装有根据本发明第一实施例的显影盒的激光打印机。

如图2所示，激光打印机1包括一主壳体2、一进给单元4以及一成像单元5。进给单元4和成像单元5容纳在主壳体2中。进给单元4向成像单元5供给纸张3。成像单元5在供给的纸张3上形成所需的图像。

进给单元4位于主壳体2的下部，该单元包括一供纸盘6、一压纸板7、一供纸辊8、一供纸垫9、纸张灰尘去除辊10、11以及对齐辊12。供纸盘6相对于主壳体2可拆卸地安装。压纸板7可枢转且可移动地设置在供纸盘6中。供纸辊8和供低垫9设置在供纸盘6的一端上。纸张灰尘去除辊10、11相对于输送纸张3的方向设置在供纸辊8的下游。对齐辊12沿纸张3的纸张输送方向设置在纸张灰尘去除辊10、11的下游。

压纸板7能够支承一叠纸张3。压纸板7在其远离供纸辊8的一端可枢转地被支承，从而使最接近供纸辊8的压纸板7的端部可以垂直移动。尽管图中未示出，一个用于向上推动压纸板7的弹簧设置在压纸板7的后表面上。因此，压纸板7可随着压纸板7上堆叠的纸张3的数量的增加而向下枢转。同时，压纸板7可围绕离供纸辊8最远的压纸板7的一端向下抵抗弹簧的推力枢转。供纸辊8和供纸垫9相互面对面地设置。一个弹簧13设置在供纸垫9的下方，用于朝着供纸辊9对供纸垫9施压。压纸板7下弹簧的推力朝着供纸辊8将最上部的纸张压在压纸板7上，这样，供纸辊8的转动可使最上部的纸张3在供纸辊8和分隔垫3之间移动。以这种方式，每次可从该叠纸张上分离出一张纸3，并将其供给到纸张灰尘去除辊10、11上。

纸张灰尘去除辊10、11可从供给的纸张3上去除纸张灰尘，并可进一步将其输送到对齐辊12上。该对对齐辊12可在供给纸张3上执行所需的对齐操作。而后，纸张3被输送到一个成像位置中。在成像位置中，感光鼓27和转移辊30相互接触。换言之，成像位置是这样一个转移位置，当纸张3通过感光鼓27和转移辊30之间时，在该转移位置可视的色粉图像从感光鼓27的表面上转移到一纸张3上。

进给单元4还包括一多功能盘14、一多功能供纸辊15以及一个多功能供纸垫25。多功能供纸辊15和多功能供纸垫25相互面对面设置，它们用于供给堆叠在多功能盘14上的纸张3。设置在多功能供纸垫25下方的一个弹簧25a向上朝多功能供纸辊15对多功能供纸垫25施压。多功能供纸辊15的转动可使纸张3每次一张地从多功能盘14上的该叠纸张移至多功能供纸垫25和多功能供纸辊15之间的一个位置，这样，多功能盘14上的纸张3可以每次一张地供给到成像位置。

成像部分5包括一扫描部分16、一加工单元17以及一固定部分18。扫描部分16设置在壳体2的上部，并且它设有一激光发射部分(未图示)、一旋转驱动的多角镜19、透镜20、21以及反射镜22、23、24。激光发射部分根据所需的图像数据发射一激光束。如图2中的单点划线所示，激光束将以多角镜19、透镜20、反射镜22和23、透镜21以及反射镜24这样一种次序通过或被反射，从而在高速扫描操作中辐射到加工单元17的感光鼓27的表面上。

加工单元17设置在扫描部分16下方。加工单元17包括一个鼓盒26和一个显影盒28。鼓盒26可以从主壳体2上拆下，并且它可容纳感光鼓27、一充电单元29以及一转移辊30。

显影盒28可从鼓盒26上拆下。如图3所示，显影盒28具有由保持腔壁53a、显影腔壁53b和一分隔壁51形成的一个壳体53。保持腔壁53a形成了一个保持腔34a，而显影腔壁53b形成了一个显影腔34b。分隔壁51界于保持腔壁53a和显影腔壁53b之间。一个色粉供给开口37形成在分隔壁51中。如下将描述的，色粉供给开口37包括多个肋部，这些肋部在保持腔34a和显影腔34b之间形成了若干狭缝状的开口。

一个搅动构件55可转动地设置在保持腔室34a中。色粉腔34a中填充着充正电的、无磁性的单组分色粉。在本实施例中，使用聚合色粉作为色粉。聚合色粉基本为球形颗粒，这样，这种色粉便可具有优良的流动性。为了生产聚合色粉，可以采用诸如悬浮聚合之类已知的聚合过程来处理聚合单体。聚合单体的实例包括苯乙烯类单体或丙烯酸类单体。苯乙烯类单体的一个实例为苯乙烯。丙烯酸类单体的实例有丙烯酸、丙烯酸(C1-C4)丙烯酸盐以及丙烯酸(C1-C4)低聚丙烯酸脂(metaacrylate)。由于聚合色粉具有优良的流动性，图像显影可以可靠地进行，这样便可形成优质的图像。

诸如蜡以及着色剂之类的材料被分配到色粉中。着色剂例如为炭黑。另外，两类外部添加剂可添加到色粉中，以进一步改善流动性。一类外部添加剂具有的平均重量颗粒直径为30纳米或更小，并且以下文中被称为小直径的外部添加剂S。平均重量颗粒直径是通过首先确定颗粒的平均重量来确定的。平均重量颗粒的直径即为平均重量颗粒直径。另一类外部添加剂具有的平均重量颗粒直径为40纳米或更大，它们以下将被称为大直径外部添加剂L。两类外部添加剂S、L均以重量的0.5％到1.5％的比例添加到色粉中，直到外部添加剂覆盖率达到70％或更多。如表1所示，当色粉具有的外部添加剂覆盖率为70％或更多时，相对于第一打印纸，图像能够以均匀地图像密度来打印。此处，将说明一个具体的实例。在该实例中，小直径外部添加剂S具有的BET表面积为110米²/克，平均重量颗粒直径为20纳米，而大直径外部添加剂L具有的BET表面积为40米²/克，其平均重量颗粒直径为40纳米。以这样的比例包括外部添加剂S和L的色粉具有的流动性为89或更大。

流动性是使用Hosokawa Micron有限公司生产的粉末测试器PTR测定的一个值。粉末测试器PTR包括三个筛网水平。每个筛网水平具有一个不同的筛目标准尺寸(mesh gauge)。第一筛网水平具有150微米的筛目标准尺寸。第二筛网水平具有75微米的筛目标准尺寸。第三筛网水平具有45微米的筛目标准尺寸。为了测量流动性，4克色粉被引入测试器PTR中，并且在一段固定时间中施加固定的振动，如进行15秒。此后，对保持在各筛网水平中的色粉称重，并使用下列公式计算流动性：

流动性＝100-(X1+X2+X3)，

式中：

X1＝保持在第一筛网水平上的色粉重量/4克×100；

X2＝保持在第二筛网水平上的色粉重量/4克×100×3/5；以及

X3＝保持在第三筛网水平上的色粉重量/4克×100×1/5。

需指出的是，如从“Collection of Papers presented at the 39th Symposiumon Powder Science and Technology(第39届粉末科学和技术讨论会的论文集)”(第109至113页)的内容所知，流动性趋向于随着外部添加剂的覆盖率的增加而改善。

搅动构件55设置在保持腔34a的中间。搅动构件55包括支承在旋转轴35上的一个搅动臂36和一个清洁臂39。当搅动构件55沿图3中的箭头所示的顺时针方向旋转时，搅动臂36可搅动保持腔34a中的色粉，并且还将色粉通过色粉供给开口37输送到显影腔34b。如图5(a)和5(b)所示，壳体53包括形成保持腔34a的纵向端部的侧壁52。在侧壁52中形成了若干窗口38(图3中仅示出了一个)。窗口38被用于检测保留在保持腔34a中的色粉的量。清洁臂39可随着搅动构件55的旋转清洁窗口38。

一显影辊31、一层厚调节刀片32以及一供给辊33设置在显影腔34b中。供给辊33设置在显影腔34b下部的这样一个位置中，该位置相对重力拉动方向位于色粉供给开口37的斜下方。如箭头所示，供给辊33可沿着图3的逆时针方向旋转。供给辊33包括一个金属辊轴，该辊轴覆盖着一个由导电海绵材料形成的辊子。供给辊33的最高点与显影腔34b的内部顶板隔开30毫米或更多。如图3所示，以下将要描述的施压构件68设置在显影腔34b中直接位于供给辊33上方的位置中。如图4(a)和4(b)所示，施压构件68包括一个带有一弹性盖子73的色粉施压部分70。在第一实施例中，当显影盒28处于如图4(b)所示的正常操作状态中时，显影腔34b的内部顶板为弹性盖子73的下表面。正常操作状态是指显影盒28正在显影图像时的状态。

显影辊31沿与重力拉动方向基本垂直的方向在供给辊33的一侧设置在显影腔34b中。显影辊31设置在供给辊33与色粉供给开口37相对的一侧上。显影辊31可沿图3中的箭头所示的逆时针方向旋转。显影辊31包括一个金属辊轴和一个覆盖在其上的辊子部分。辊子部分是由导电橡胶材料形成的弹性构件制成的。在更特殊的情况中，显影辊31的辊子部分由导电的硅橡胶或尿烷人造橡胶制成的，这些橡胶例如可包括碳颗粒。辊子部分的表面上覆盖包含氟的硅橡胶或尿烷人造橡胶的一层覆层。相对于感光鼓27对显像辊31施加一预定显影偏压。供给辊33和显影辊31设置成相互邻接，从而使两者压缩到一定程度。

层厚调节刀片32设置在显影辊31的上方，从而沿着显影辊3的轴向与显影辊31面对。层厚调节刀片32包括一支承构件90、一弹簧构件91以及一施压构件40。支承构件90使弹簧构件91与显影盒28的壳体53相连。弹簧构件91是由从支承构件90向显影辊31的上侧向下延伸的金属弹簧构件形成的。施压构件40设置在弹簧构件91的自由端上。当沿截面观察时，施压构件40为半圆形。施压构件40由带有电气绝缘特性的硅橡胶形成。弹簧构件91的弹力对施压构件40施压以使其从上抵靠显影辊31的表面。

当色粉从保持腔34a供给到显影辊31时，色粉以下列方式输送并加工。首先，搅动构件55的转动使色粉从保持腔34a通色粉供给开口37输送到显影腔34b。供给辊33的旋转将色粉供给显影辊31。此时，色粉在供给辊33和显影辊31之间摩擦起电地充入正电荷。而后，随着显影辊31的转动，供给到显影辊31上的色粉在显影辊31和导厚调节刀片32的施压构件40之间移动。这样可以使显影辊31表面上的色粉厚度减小至厚度均匀的一薄层。

如图3所示，感光鼓27设置到显影辊31的一侧并与之面对。感光鼓27可以沿图3中的箭头所示的顺时针方向转动。感光鼓27包括一个鼓状构件以及一表面层。鼓状构件与地面相连。表面层由一感光层形成在鼓状构件上，该感光层是由聚碳酸酯构成的并且具有正电荷充电的特性。

充电单元29设置在感光鼓27的上方，并且与感光鼓27隔开一定距离，从而避免与感光鼓27直接接触。充电单元29是一个正电荷充电型(scorotron type)的充电单元，它用于从一充电金属丝产生电晕放电，其中的充电金属丝例如为钨，从而在感光鼓27的表面上形成一层正极电荷。

随着感光鼓27的旋转，充电单元29在感光鼓27的表面上形成了一层正电荷。而后，感光鼓27的表面暴露于来自扫描部分16的高速激光束扫描中。感光鼓27的充以正电荷的表面的电势在暴露于激光束的位置中下降。这样，根据用于驱动激光束的所需的图像数据的一静电潜像形成到感光鼓27上。

接着，进行一反向显影过程。也就是说，随着显影辊31的旋转，承载在显影辊31表面上的充以正电的色粉与感光鼓27接触。此时，显影辊31上的色粉被供给到感光鼓27上的静电潜像的低电势区域上。这样，色粉有选择地承载到感光鼓27上，这样，静电潜像可显影成一可见的色粉图像。

转移辊30可旋转地在感光鼓27下方的一个位置中承载在鼓盒26中，并且与感光鼓27面对。转移辊30沿图3中的箭头所示的逆时针方向旋转。转移辊30包括一个金属辊轴以及一个覆盖轴且由导电橡胶材料制成的辊子部分。在色粉图像转移时，相对于感光鼓27对转移辊30施加一预定的转移偏压。出于这个原因，当纸张3通过感光鼓27和转移辊30之间时，承载在感光鼓27上的可视色粉图像转移到纸张30上。

固定部分18设置在加工单元17的下游，并且它包括一热辊41、一压辊42和若干输送辊43。压辊42压靠着热辊41。输送辊43设置在热辊41和压辊42的下游。热辊41包括设置在其中的一个金属管和一个卤素灯。卤素灯将金属管加热，这样，当纸张通过热辊41和压辊42之间时，在加工单元17中转移到纸张3的色粉热固定到纸张3上。此后，纸张3通过输送辊43输送到纸张排出路径44中，并且通过纸张排出辊45排出到一纸张排出盘46中。

激光打印机1设有一个反向输送单元47，它用于使打印过一次的纸张3反向并且将纸张3返回到成像单元5中，这样，图像可以形成在纸张3的两侧上。反向输送单元47包括纸张排出辊45、一反向输送路径48、一有铰链的门49以及多个反向输送辊50。

纸张排出辊45是一对能够选择地向前或反向旋转的辊子。纸张排出辊45向前旋转使纸张3排出到纸张排出盘16上，并且当纸张需被反向时，纸张排出辊反向旋转。

反向输送辊50设置在成像单元5的下方。反向输送路径48在纸张排出辊45和反向输送辊50之间垂直延伸。反向输送路径48的上游端位于纸张排出辊45附近，而下游端位于反向输送辊50附近，这样，可以从纸张排出辊45向反射输送辊50向下输送纸张3。

有铰链的门49可摆动地在设置在纸张排出路径44和反向输送路径48之间的接合处。通过使电磁线圈(未图示)通电或断电，有铰链的门49可以有选择地在图2虚线所示的取向和图2实线所示的取向之间摆动。图2实线示出的取向用于向纸张排出辊45输送一侧已经过打印的纸张3。图2虚线示出的取向用于将纸张从纸张排出辊45输送入反向输送路径48中，而不是返回到纸张排出路径44中。

反向输送辊50在供纸盘6上方的若干位置处水平对齐。最上游的一对反向输送辊50设置在反向输送路径48的后端附近。设置在最下游的一对反向输送辊50设置在对齐辊12下方。

当需在纸张3的两侧上形成图像时，反向输送单元47以下列方式操作。已在一侧上形成图像的纸张3通过输送辊43从纸张排出路径44向纸张排出辊45输送。纸张排出辊45其间夹着纸张3向前转动，直到所有的纸张3从激光打印机1中送出到纸张排出盘46上。一旦纸张3的后侧端位于纸张排出辊45之间，则纸张排出辊45的向前旋转便停止。

而后，当有铰链的门49被转换以使纸张3的输送方向改变到反向输送路径48的同时，驱动纸张排出辊45反向旋转。这样，纸张3可被输送到反向输送路径48中。一旦纸张3向反射输送路径48的输送已完成，有铰链的门49反向摆动回复到其初始位置。也就是说，有铰链的门49转换回复到用于使纸张从输送辊43向纸张排出辊45输送的位置中。接着，反向的纸张3通过反向输送路径48输送到反向输送辊50，并且而后从反向输送辊50向上输送到对齐辊12。对齐辊12对齐纸张3的前边缘。在此之后，纸张3朝成像位置输送。此时，纸张3的上下表面与图像形成在纸张3上的第一次情况相反，这样，图像可以形成在另一侧上。以这种方式，图像可以形成在纸张3的两侧上。

当色粉通过转移辊30转移到纸张3上之后，激光打印机1使用显影辊31来收集残留在感光鼓27表面上的残留色粉。换言之，激光打印1使用“无清洁件显影方法”来收集残留色粉。通过使用无清洁件显影方法收集残留色粉，就无须设置一个诸如刮板之类单独构件来去除残留色粉，也无须设置积累容器来保持废弃色粉。因此，可以简化激光打印机的结构，激光打印机1的大小和生产成本可以减小。

显影盒28的色粉供给开口37设置在分隔板51的下端之下。如图5(a)所示，若干板条62a或格栅穿过色粉供给开口37垂直延伸。这些板条62a沿色粉供给开口37的水平方向对齐，并相互隔开一预定距离，由此在它们之间形成了垂直的细长狭槽62b。这些狭槽62b均基本为相同的矩形，其高度与板条62a的垂直长度相等，其宽度与相邻板条62a之间的距离相等。

更详细地如图6(a)和6(b)所示，板条62a的水平宽度Z约为1.5毫米，相邻板条62a相互隔开的距离Y约为1毫米。换言之，狭槽62b的水平宽度Y约为1毫米，而相邻狭槽62b相互隔开的宽度Z约为1.5毫米。狭槽62b的垂直长度X约为10毫米到15毫米。

色粉供给开口37形成的水平方向的宽度与感光鼓27的成像区域的宽度基本相同，也就是说，与形成静电潜像的感光鼓27上的区域(沿感光鼓27轴向方向的)宽度相同。

如图3所示，一快门构件63设置在分隔壁51中。

如图5(a)和5(b)所示，快门构件63基本为细长的矩形形状。快门构件63设置在显影腔34b中的这样一个位置中，该位置与分隔壁51相邻并且与色粉供给开口37面对。这样，快门构件63覆盖着色粉供给开口37。如图6(a)和6(b)所示，快门构件63形成有若干快门开口64，其数量与色粉供给开口37处的狭槽62b相等。快门开口64具有的形状和间隔也同狭槽62b相同。如图5(a)和5(b)所示，快门构件63的一个宽度方向端部形成了一个外凸部65，该凸部65从保持腔34a通过侧壁52突出。一保持构件67一体地设置在外凸部65的端部上。保持构件67向下突出。一弹簧66设置在侧壁52和保持构件67之间。弹簧66恒定地推动保持构件67，使其从侧壁52突出。

如图5(b)所示，当显影盒28从激光打印机1中移出时，弹簧的推力使快门构件63在显影盒28中沿箭头B所示方向偏移，即，如图5(b)所示，向右偏移，并且使快门构件63保持在此状态中。当快门构件63以这种方式偏移时，如图6(b)所示，快门开口64之间的快门构件63的实心部分与色粉供给开口37中的狭槽62b重叠，这样，快门构件63阻挡狭槽62b。这样，当显影盒28未安装在激光打印机1中时，保持腔34a和显影腔34b之间的流体连通将被堵塞。

另一方面，如图5(a)所示，当显影盒28安装到激光打印机1中时，设置在主壳体2上的邻接构件2a与外凸部65邻接，这样，外凸部65克服着弹簧66的推力被压入。这样，快门构件63可沿箭头A所示方向偏移，即，如图5(a)所示向左偏移，并且由于邻接构件2a的存在而保持这种状态。在这种情况下，如图6(a)所示，快门开口64与狭槽62b重叠，这样，当显影盒28安装在激光打印机1中时，色粉可以通过狭槽62b从保持腔34a到达显影腔34b。

如以上参照图4(a)和4(b)所描述的，显影盒28的搅动构件55设置在保持腔34a的基本中心处，并且它包括转轴35、搅动臂36以及清洁臂39。

如图5(a)和5(b)所示，转轴35的端部通过保持腔34a的侧壁52的基本中心处形成的支承孔56插入。转轴35的一端从保持腔34a向外突出。一个齿轮57固定安装在转轴35从保持腔34a突出的一端上。来自动力源(未图示)的驱动力被传输到齿轮57，这样，转轴35可以在保持腔34a中转动。

如图4(a)和4(b)所示，搅动臂36包括一基部58、一输送板59以及一薄膜构件60。基部58截面基本为矩形，并且它横过转轴35的整个轴向长度设置在保持腔34a中。输送板59设置在基部58的自由端上。图5(a)和5(b)中也示出了输送板59。薄膜构件60沿着转轴35的轴向长度粘附在输送板59的自由端上。

输送板59沿转轴35轴向方向的长度基本与感光鼓27的成像区域的宽度相等，即，与形成静电潜像的感光鼓27的区域的感光鼓27的轴向长度相等。如图5(a)和5(b)所示，输送板59形成有若干基本矩形的开口59a，它们用于当搅动构件55旋转以搅拌色粉时减少对色粉的阻力。开口59a形成在输送板59中接近基部58的一侧上，并且它们相互间沿转轴35的轴向方向隔开一定距离。

薄膜构件60例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。薄膜构件60相对于搅动构件55的旋转方向粘附在输送板59的自由端的前表面上，并且沿着搅动构件55的轴向方向。

当转轴35转动时，薄膜构件60的自由端首先摩擦保持腔34a的下部内表面，而后以预定的压力摩擦越过分隔板51中的整个色粉供给开口37。此时，薄膜构件60从保持腔34a的基部上向上刮起色粉，并且通过狭槽62b朝显影腔34b推动色粉。当预定量(下文中将进行描述)的色粉填充到显影腔34b中时，显影腔34b中的色粉的压力将与通过狭槽62b推动色粉的薄膜构件60产生的压力基本相等。

如上所述，搅动臂36沿着其整个宽度(即沿搅动构件55的轴向方向)其形状基本均匀地形成。因此，搅动臂36可沿着其整个宽度以基本相等的力将色粉输送到显影腔34b中。这样，搅动臂36沿着其整个宽度以基本相等的方式输送保持腔34a中的色粉通过狭槽62b，并且进入显影腔34b中。

如图5(a)和5(b)所示，清洁臂39包括若干板形构件61和清洁构件61a。如图4(a)和4(b)所示，板形构件61沿输送板59延伸的相反方向延伸。如图5(a)和5(b)所示，板形构件61均具有两个基本L形的部分。每一部分沿着转轴35形成。L形的第二部分面对侧壁形成，从而垂直于第一部分延伸。每个清洁构件61a是由基本矩形板状的弹性材料形成的。每个清洁构件61a在与相应侧壁52相邻的位置处粘附在板形构件61的第二部分上，这样，清洁构件61a可从保持腔34a的内侧刮擦窗口38。

如图4(a)和4(b)所示，一施压构件68设置在显影腔34b中。施压构件68用于朝供给辊33对显影腔34b中的色粉向下施压。施压构件68设置在壳体53的上部53c中，并且包括一圆形把手69、一色粉施压部分70以及一推进海绵构件71。

圆形把手69包括一板形抓持部分74和一轴75。轴75从抓持部分74的中心向下延伸，这样，圆形把手69的截面基本为T形。轴75垂直向下穿过壳体53的上部53c。一锁定构件76在沿轴75中间的一位置安装于轴75上。尽管图中未示出，但轴75中设置一个弹性构件，用于推进锁定构件76，使其如图4(b)所示地局部地径向突出于轴75。

如图4(a)所示，色粉施压部分70装配在由侧壁52、分隔壁51以及前壁54在显影腔34b的上部包围的一个空间。色粉施压部分70包括一个施压构件72以及弹性盖子73。施压构件72与轴75的下端一体设置。弹性盖子73是由覆盖施压构件72的侧边和下端的弹性材料制成。施压构件72带有一个密封装配在由侧壁52、分隔壁51以及前壁54包围出的空间中。

推进海绵构件71由海绵材料形状，并且围绕轴75的外周边安装。推进海绵构件71以一种压缩的状态设置在施压构件72的上表面和壳体53的上部53b的下表面之间。

在显影盒28使用之前，施压构件68处于图4(a)所示的状态中。在这种状态下，推进海绵构件71的弹力向下推压色粉施压部分70，这样，色粉施压部分70在显影腔34b中朝着供给辊33对色粉施压。此时，上部53c的内周边表面可防止锁定构件76向外突出，这样，锁定构件76可保持在轴75的内部。

在显影盒28正常操作的情况下，即，在成像期间，圆形把手69向上抬起。这样，推进海绵构件71被压缩，而色粉施压部分70移动靠近壳体53的上部53c。这释放了通过色粉施压部分70抵靠供给辊33形成的压力。同样，圆形把手69向上移动，以使锁定构件76定位在壳体53的上部53c上方，并且从上部53c的限制中释放出来。因此，轴75中的弹性构件(图中未示出)的弹力使锁定构件76径向朝外突伸。由此，防止圆形把手69向下移动。

然后，将叙述直至显影盒28安装在激光打印机1中并达到其用于成像的正常运行条件时进行的一系列操作。

在从工厂搬送显影盒28之前，以下述方式预备显影盒28。首先，使显影盒28的保持腔34a装满新色粉。然后，使显影腔34b装满新色粉。由于显影腔34b在搬运前就已被装满，因此可以在用户将显影盒28安装在激光打印机1中之后就从第一张纸3起适当地进行成像并记录图像。

将叙述使显影腔装满新色粉的过程。如图4(b)所示，当施压构件68的圆形把手69升高时，朝显影盒28的内部加压快门构件63的外凸部65，以使快门构件63沿图5(a)中的箭头A的方向移入显影盒28。由此，色粉供给开口37中的狭槽62b和快门构件63中的快门开口64成为如图5(a)和6(a)所示的那样彼此对准。因此，保持腔34a和显影腔34b通过狭槽形开口流体连通。

然后，将一电动机(图中未示出)与转轴35的齿轮57相连，并使其驱动以使搅动构件55旋转。由此，搅动臂36将色粉从保持腔34a通过狭槽62运送入显影腔34b。该过程将继续直至显影腔34b中的色粉顶面(色粉平面)靠近色粉施压部分70的弹性盖子73的下表面。一旦到达该色粉平面，将停止电动机以使搅动臂36的旋转停止。然后，释放快门构件63的外凸部65，以使弹簧66的推力将快门构件63沿箭头B的方向后移入图5(a)和6(b)所示的位置，其中色粉供给开口37中的狭缝62b和快门开口64中的快门开口64被移动成不彼此对准，以使保持腔34a和显影腔34b之间的色粉供给开口27阻挡关闭。

然后，下降施压构件68的圆形把手69。由此，锁定构件76回缩入轴75，而推进海绵构件71的弹力向下推动色粉施压部分70，以使色粉施压部分70朝供给辊33对显影腔34b中的色粉施压。通过这些过程，当显影盒28从工厂搬运出来时，显影腔34b装满了足够数量的色粉。此外，施压构件68使显影腔34b中的色粉施压于供给辊33。

由于施压构件68使显影腔34b中的色粉施压于供给辊33，显影腔34b中的色粉与色粉的筛分表观密度相比具有较大的密度。用更具体的术语来说，显影腔34b为供给辊33每1厘米的轴向长度装有2克或更多的色粉。同样，色粉将显影腔34b填充到供给辊33的上边缘上方25毫米或更高的高度。

色粉的筛分表观密度是指通过筛子筛分之后的色粉密度。本实施例中的色粉的筛分表观密度是0.4克/毫升。可以使用由Hosokawa微米有限公司制造的粉末测试器来测量筛分表观密度。

用户收到以该种方式使显影腔34b填充色粉的显影盒28。在将显影盒28首次安装在激光打印机1中之前，用户向上拉动施压构件68，以使色粉施压部分70后退离开供给辊33上的色粉，同时压缩推进海绵构件71。当色粉施压部分70以该种方式后退时，色粉所受色粉施压部分70的压力被解除，以使抵靠供给辊33的压力释放到一定程度。

然后，用户将显影盒28首次装入激光打印机1。当显影盒28安装在激光打印机1中时，主壳体2的邻接构件2a邻接外凸部65，以使外凸部65克服弹簧66的推力而被推入。因此，一旦显影盒28安装在激光打印机1中，狭槽62b和快门开口64如图5(a)和6(a)所示的那样彼此对准，以使保持腔34a和显影腔34b彼此流体连通。然后，激光打印机1起动并开始成像。

如上所述，当显影盒28安装在激光打印机1中之前，快门构件63防止色粉通过保持腔34a和显影腔34b之间。同样，当显影盒28安装在激光打印机1中之前，显影腔34b中的色粉密度被压缩成大于色粉的筛分表观密度。在本实施例中，显影腔34b中的色粉沿显影辊31的轴向具有2克/厘米或更大的密度。因此，足够的色粉自每次开始成像时就将填充显影腔34b。在成像开始之后，色粉通过其自重朝显影辊31下降，以使足够的色粉供给到显影辊31。因而，自每次开始成像时就可以形成具有适当图像密度的图像。

同样，施压构件68保持朝供给辊33施压于显影腔34b中的色粉的压力，直到显影盒28安装在激光打印机1中并第一次使用为止。因此，自每次成像开始，色粉就适当地压在供给辊33上。因此，在显影操作开始之后立即将适当数量的色粉供给到显影辊31，以便形成具有适当图像密度的图像。

如先前所述，在显影盒28装入激光打印机1之前，施压构件68的圆形把手69向上升高，以便释放由色粉施压部分70施加在色粉上的压力。因此，当显影盒28安装在激光打印机1中之后，色粉可以在显影腔34b内自由流动，以致显影辊31和供给辊33的转动可以使色粉在显影腔34b内适当地循环。这确保色粉稳定带电，以便能够形成更好的图像。

即使在显影盒28首次用于显影图像之前，显影腔34b就填充了高度为供给辊33的上边缘上方25毫米或更高的色粉。供给辊33上方的色粉深度通过其自重下压供给辊33。因此，色粉可靠地供给到供给辊33，以使供给辊33将色粉可靠地供给到显影辊31。这确保显影辊31总是带有适当数量的色粉，并形成具有适当图像密度的图像。

如先前所述，快门构件63可以有选择地打开和关闭色粉供给开口37。由于快门构件63在显影盒28使用之前关闭色粉供给开口37，因此可将适当数量的色粉保持在显影腔34b中。同样，由于可以在将要使用显影盒28时操作快门构件63以打开色粉供给开口37，因此色粉可以从保持腔34a通过色粉供给开口37供入显影腔34b。这种简单结构确保色粉在显影盒28使用之前适当地填充显影腔34b，并且在显影盒28装入激光打印机1之后将该色粉适当地从保持腔34a供给到显影腔34b。

一旦激光打印机1起动并开始成像，搅动构件55被驱动旋转，以使搅动臂36开始将色粉从保持腔34a通过色粉供给开口37并送入显影腔34b。同时，色粉通过色粉供给开口37的狭槽62b。换句话说，狭槽62b能够使色粉从保持腔24a通过到达显影腔34b。另一方面，与狭槽62b的狭缝形状相结合的板条62a限制色粉沿相反方向流动，也就是说，从显影腔34b流回入保持腔34a。出于该原因，预定数量的色粉可以在成像期间保持在显影腔34b中，其与保持腔34a中的色粉数量无关。

显影腔34b中的色粉中的压力随搅动臂36将越来越多的色粉压入显影腔34b而逐渐增加。一旦显影腔34b的色粉中的压力基本上与搅动臂36的薄膜构件60通过色粉供给开口37对色粉施压处的压力相等，则显影腔的色粉中的压力到达峰值。也就是说，一旦有预定数量的色粉填充显影腔34b，由于色粉中的压力基本上与薄膜构件60的压力相同，薄膜构件60无法将更多色粉压入显影腔34b。以这种方式，送入显影腔34b的色粉数量受到限制。

在成像的正常运行条件下，板条62a使显影腔34b中的色粉保持在搅动臂36通过色粉供给开口37对色粉施压的位置上方的一水平面。在本实施例中，板条62a使显影腔34b中的色粉保持供给辊33的上边缘上方25毫米或更大的高度。另一方面，狭槽62b确保在正常运行条件下，在色粉的顶面(色粉水平面)和显影腔34b的顶板之间敞开一约3毫米至10毫米的距离。在本实施例中，显影腔34b的顶板是色粉施压部分70的弹性盖子73的下表面。此外，在正常运行条件下，搅动臂36使显影腔34b沿显影辊31的轴向每1厘米填有2克或更多的色粉，并且使显影腔34b中的色粉密度增加到大于色粉的筛分表观密度。在本实施例中，供给辊33附近的色粉是色粉的筛分表观密度的1.5倍。

由此，即使保持腔34a中的色粉数量通过成像而减少，也可以在正常运行条件下将足够数量的色粉填充显影腔34b。由于有足够数量的色粉填充显影腔34b，色粉的重量将色粉坚固地施压于供给辊33，以使适当数量的色粉始终被支承在供给辊33上。因此，供给辊33始终将适当数量的色粉供给到显影辊31，以使显影辊31始终带有适当数量的色粉。由此，即使在较长时间未被使用之后，激光打印机也能形成具有适当高密度的图像。同样，在首次进行打印时，将色粉直接输送到显影腔34b。因此，即使是首次进行打印也能够形成高密度的图像。

当色粉以高密度填充显影腔34b时，不同类型的外部添加剂S、L会产生问题。例如，大直径外部添加剂L(具有较大的平均重量颗粒直径)在色粉密度较高时会搭接在周围的颗粒上。这减少了色粉颗粒移动的便利性，致使色粉的流动性能降低。小直径外部添加剂S(具有较小的平均重量颗粒直径)在色粉密度较高时给予色粉过高的流动性能，因而使由供给辊33供给到显影辊31的色粉数量不稳定地波动。

根据本实施例，小直径外部添加剂S具有20纳米或更小的平均重量颗粒直径，而大直径外部添加剂L具有40纳米或更大的平均重量颗粒直径。两种外部添加剂S、L各自以重量的0.5％至1.5％的比例加入色粉，以实现70％或更大的外部添加剂覆盖率。这使填充显影腔34b的色粉具有89或更大的流动性能。因此，色粉可以从供给辊33稳定地供给到显影辊31。因此，显影辊31将始终在显影辊31的每个单位表面积上带有数量一致的色粉。因此，显影盒28即使在开始打印时也能以一致的色粉密度显影图像。因此，形成在纸张3上的图像密度将是一致的。

一旦预定数量的色粉填充显影腔34b，色粉将以与搅动臂36对着色粉供给开口37的压力相等的力施压于色粉供给开口37。因此，一旦预定数量的色粉填充显影腔34b，则搅动臂36无法将任何更多的色粉从保持腔34a送入显影腔34b。另一方面，搅动臂36将继续迫使更多的色粉进入显影腔34b，直到预定数量的色粉填充显影腔34b。由此，预定数量的色粉可以恒定地保持在显影腔34b中。因此，供给辊33将恒定数量的色粉供给到显影辊31，显影辊31将带有适当数量的色粉，其与有多少色粉填充保持腔34a无关。因此，可以稳定地保持图像密度。

如果色粉在显影腔34b中填充到这样一种程度，即色粉的顶面与显影腔34b的顶板之间不存在空间，则色粉将难以循环，因此电荷将不均匀地遍布在填充显影腔34b的色粉中。然而，在本实施例中，色粉的顶面与显影腔34b的顶板之间保持一个空间。因此，可以适当地循环显影腔34b中的色粉，以使显影腔34b中的所有色粉均匀带电。因而，可以形成良好的图像。

如先前所述，供给辊33的最高点与色粉施压部分70的弹性盖子73的下表面分离30毫米或更多的距离。因此，即使色粉与弹性盖子73的下表面之间敞开一个空间，显影腔34b中也可以保持足够数量的色粉。因此，可以适当地循环色粉，并且还可以适当地供给到显影腔31。由此，可以进一步增强图像密度的均匀性。

此外，由于显影腔34b沿供给辊33的轴向每厘米填充了2克或更多的色粉，因此有足够的色粉填充显影腔34b。出于该原因，显影辊31将带有足够数量的色粉。由此，可以进一步增强图像密度的均匀性。

如先前所述，色粉供给开口37和搅动臂36沿水平方向各自具有宽度，该宽度基本上与感光鼓27的图像形成区域的宽度相等。这确保所需数量的色粉供给到显影辊31(从保持腔34a通过色粉供给开口37)，以便形成良好的图像。换句话说，在图示实施例中，由于提供板条或格栅62a，可以限制色粉从显影腔34b返回到保持腔34a。因此，可以使色粉供给开口37的宽度等于图像形成区域的宽度。如果在开口37没有设置该板条62a，则会促进色粉从显影腔34b返回到保持腔34a。为了避免该问题，色粉供给开口27的宽度必须小于图像形成区域的宽度。在后一种情况下，图像形成区域不面对开口37的局部区域会发生色粉停滞。在本实施例中，与此相反，这种色粉停滞不会发生，这是因为开口的宽度由于设置板条而等于图像形成区域的宽度。因而，可以适当地进行图像显影。

搅动臂36被制成随着显影辊31的轴向沿其整个长度提供基本相同的色粉输送力。因此，搅动臂36均匀地横过色粉供给开口37的整个宽度将色粉供给入显影腔34b。这确保显影辊31沿其整个轴向长度带有相同数量的色粉。由此，将形成具有一致的色粉密度的图像。

同样，供给辊33和显影辊31被设置成在显影盒28中彼此压力接触。因此，供给辊33将足够数量的色粉供给到显影辊31。同样，供给到显影辊31的色粉在供给辊33和显影辊31之间以摩擦带电的方式带有足够高的电荷。因此，可将充分带电的色粉可靠地供给到显影辊31。

同样，供给辊33设置在显影腔34b的下方部分中，其位于色粉下方的一个位置，也就是说，相对于色粉的重力方向，位于搅动臂36将色粉送入显影腔34b的位置下方。采用该结构，色粉在供给辊33上方的一个位置送入显影腔34b，以使色粉的重力下压在供给辊33上。由此，色粉稳定地供给到供给辊33，以使供给辊33将色粉可靠地供给到显影辊31。因此，均匀地形成具有适当色粉密度的图像。

显影辊31沿着垂直于作用在显影腔34b中的色粉上的重力方向的方向位于供给辊33的侧面。此外，层厚调节刀片32的弹簧构件91位于显影辊31的上方，以使显影腔34b中的色粉无法直接下压在显影辊31上。

如果弹簧构件91不使色粉与显影辊31分离，则显影腔34b中的色粉重量直接压在显影辊31上。在该情况下，色粉将直接供给到显影辊31，并且在供给辊32和显影辊31之间不带电。由此，色粉将具有可变和不一致的电荷。

然而，由于显影辊31位于供给辊33的侧面，以及弹簧构件91处于色粉和显影辊31之间，因此本实施例的结构限制了直接压在显影辊31上的色粉重量。由此，较少的色粉重量直接压在显影辊31上，以使色粉在供给到显影辊31之前在供给辊33和显影辊31之间带电。因此，色粉将更均匀地带电。

由于板条62a将色粉供给开口37隔成狭槽62b，板条62a将作为一限制装置，其允许色粉从保持腔34a通向显影腔34b，并限制色粉沿着从显影腔34b返回进入保持腔34a的方向流动。这种简单的结构确保预定数量的色粉保持在显影腔34b中，并且承载在显影辊31上。由此，将形成具有更大均匀性的色粉密度的图像。

图7(a)和7(b)示出了根据本发明的第二实施例的显影盒。在第二实施例中，一压力释放开口80在色粉供给开口37上方的一个位置处形成在分隔壁51中。设置压力释放开口80用以释放填充显影腔34b的色粉的压力。在图7(a)和7(b)中，用相同的标号表示与图2至6(b)类似的部分，并省略其说明。

如图7(a)和7(b)所示，分隔壁51分成一上分隔壁51a和一下分隔壁51b。压力释放开口80形成在上分隔壁51a和下分隔壁51b之间。压力释放开口80具有大致呈矩形的形状，其沿显影腔34b的横向延伸，也就是说，沿着显影辊31的轴向长度。压力释放开口80使保持腔34a和显影腔34b彼此流体连通。

压力释放开口80具有一细长且大致呈矩形的形状，其延伸至一基本上与色粉供给开口37的宽度相同的宽度。上分隔壁51a和下分隔壁51b隔开一3毫米至10毫米的垂直距离，藉此使压力释放开口80具有3毫米至10毫米的高度。应当注意的是，压力释放开口80不需要形成上述形状。例如，压力释放开口80可由多条狭槽构成，每条狭槽的方向平行于色粉供给开口37，并且与其水平宽度相对准。

一快门机构81设置在压力释放开口80中。快门机构81包括一门构件82、一上弹性泡沫材料构件83和一下弹性泡沫材料构件84。门构件82具有一沿压力释放开口80的横向延伸的板形形状。门构件82可垂直滑动地安装在上、下分隔壁51a、51b的大致厚度中心处。门构件82在沿门构件82的垂直高度的中点处形成有一门开口87。门开口87具有基本上与压力释放开口80相同的形状。一圆形把手86设置在门构件82的顶端处。圆形把手86具有大致呈半球形的形状。

上弹性泡沫材料构件83装在一形成在上分隔壁51a的下端中的槽中。门构件82延伸通过上弹性泡沫材料构件83，以使上弹性泡沫材料构件83从保持腔34a侧和显影腔34b侧夹住门构件82。

下弹性泡沫材料构件84装在一形成在下分隔壁51a的上端中的槽中。门构件82的下端邻接下弹性泡沫材料构件84的顶面。下弹性泡沫材料构件84的弹性始终向上推动门构件82。

图7(a)示出了当显影盒28没有装在激光打印机1中时第二实施例的显影盒28的状态。当显影盒28没有装在激光打印机1中时，下弹性泡沫材料构件84的弹性向上推动门构件82。由此，圆形把手86突伸到显影盒28的顶面上方的一预定位置，而门开口87面对上分隔壁51a中的上弹性泡沫材料构件83。因而，在定位门构件82时，门开口87下方的门构件82的连续部分将压力释放开口80封闭。

图7(b)示出了当显影盒28装在激光打印机1中时显影盒28的状态。当显影盒28装在激光打印机1中时，圆形把手86的上边缘邻接设置在激光打印机1的主壳体2上的一邻接构件2b。圆形把手86的上边缘与邻接构件2b之间的邻接克服下弹性泡沫材料构件84的弹力向下推动门构件82。门构件82继续向下移动，直到圆形把手86接触壳体53的上部53c。此时，门构件82的门开口87的位置与压力释放开口80平齐，从而在保持腔34a和显影腔34b之间建立流体连通。

将叙述直至显影盒28安装在激光打印机1中并达到其用于成像的正常运行条件时进行的一系列操作。首先，在从工厂搬运显影盒28之前将快门构件63压入显影盒28。这是与第一实施例的显影盒28在搬运之前进行的操作相同的操作，其中快门构件63沿图6(a)中的箭头A的方向被加压。在以该种方式移动快门构件63时，狭槽状开口在色粉供给开口37中打开，以致在保持腔34a和显影腔34b之间建立流体连通。同样，门构件82在下弹性泡沫材料构件84的推力作用下自由向上移动。因此，如图7(a)所示，压力释放开口80被门开口87下方的压力释放开口80的连续部分阻挡。

然后，一电动机(图中未示出)与转轴35的齿轮57相连，并使其驱动以使搅动构件55旋转。由此，搅动臂36将色粉从保持腔34a通过狭槽62b运送入显影腔34b。如图7(a)所示，一旦足够数量的色粉填充显影盒34b，将停止电动机以使搅动臂36的旋转停止。然后，释放快门构件63的外凸部65，以致阻挡保持腔34a和显影腔34b之间的色粉供给开口37。通过进行这种操作，可以在使用显影盒28之前使显影腔34b充分地填有色粉。

在该状态下，显影盒28从工厂搬运出来，最终由用户装在激光打印机1中。以第一实施例所述的方式，即使在显影盒28实际用于显影作业之前，将显影盒28安装在激光打印机1中的动作就使色粉供给开口37敞开。另外，将显影盒28装在激光打印机1中的动作还使压力释放开口80打开。由此，显影腔34b的顶板附近的色粉可以通过压力释放开口80逸出，以使显影腔34b中的色粉中的压力减少到一定程度。

由于压力释放开口80在显影盒28用于显影作业之前保持关闭，因此当打印作业开始时，足够数量的色粉将承载在显影辊31上。同样，由于压力释放开口80在打印开始前打开，然后在打印期间，任何由搅动臂36送入显影腔34b、超出预定数量的色粉将通过压力释放开口80从显影腔34b流回到保持腔34a。因此，即使搅动臂36用一较大的推力将色粉推入显影腔34b，也可将预定数量的色粉保持在显影腔34b中。另一方面，如果显影腔34b中的色粉数量下降到预定数量以下，则色粉将继续供给入显影腔34b，直至到达预定数量为止，因而任何更多的色粉将通过压力释放开口80溢入保持腔34a。采用该结构，预定数量的色粉可以在不过量或缺乏的情况下保持恒定。因此，在显影辊31上将始终承载有适当数量的色粉，以使图像密度均匀，并与保持腔34a中的色粉数量无关。同样，由于显影腔34b决不会填充过量的色粉，因此显影腔34b中的色粉始终具有足够高的流动性能。这确保色粉均匀带电，以便形成高质量的图像。

图8示出了根据本发明的第三实施例的显影盒28。在该实施例中，两个壁(也就是说，分隔壁51和一辅助壁92)设置在保持腔34a和显影腔34b之间。两壁51、92中都形成有开口，以使保持腔34a和显影腔34b流体连通。在图8中，用相同的标号表示与图2至7(b)中相似的部分，并省略其说明。

如图8所示，辅助壁92在分隔壁51一侧的一位置处设置在显影腔34b中。辅助壁92连接到分隔壁51的显影腔34b侧，并且包括一上笔直部93、一下笔直部94和一弯曲部95。上笔直部93在靠近并垂直位于色粉供给开口37上方的一位置处连接到分隔壁51。下笔直部94在靠近并垂直位于色粉供给开口37下方的一位置处连接到分隔壁51。弯曲部95是位于上笔直部93和下笔直部94之间的辅助壁92的部分，并且具有一大致呈V形的横截面。

弯曲部95包括一第一倾斜壁96和一第二倾斜壁97。第一倾斜壁96与上笔直部93的下端连接，并以一向下倾斜角朝显影腔34b的内部延伸，也就是说，相对于色粉从保持腔34a送入显影腔34b的方向处在下游方向。第二倾斜壁97是与第一倾斜壁96的下端连接的弯曲部，其以一向下倾斜角朝下笔直部94延伸。

第二倾斜壁97在其大致垂直的中心形成有一辅助供给开口98。辅助开口98被大致定位成面对色粉供给开口37。辅助供给开口98被分隔成诸狭槽99。诸狭槽99具有大致相同的形状、相同的标号，并且被相互分隔成如色粉供给开口37的诸狭槽62b那样。

辅助壁92中的弯曲部95在分隔壁51和辅助壁92之间形成一个空间100。空间100被包围在分隔壁51处的色粉供给开口37的板条或格栅62a、第一倾斜壁96和第二倾斜壁97之间。

当搅动臂36开口旋转时，色粉从保持腔34a通过色粉供给开口37的狭槽62b被推入空间100。从保持腔34a供给入空间100的色粉进一步推动空间100中存在的色粉通过狭槽99，并进入显影腔34b。由于辅助供给开口98向下倾斜，色粉在其自重作用下平稳地向下通过辅助供给开口98。另一方面，辅助供给开口98的向下倾斜也可靠地防止曾经供给入保持腔34a的色粉移回入空间100并进一步移回入保持腔34a。

以这种方式，保持腔34a中的色粉首先由搅动臂36推动通过色粉供给开口37并进入空间100。然后，空间100中的色粉被进一步输送通过辅助供给开口98并进入显影腔34b。另一方面，显影腔34b中的色粉不能方便地从显影腔34b移入空间100和返回进入保持腔34a。因此，可靠地防止已经送入显影腔34b的色粉通过空间100返回到保持腔34a。由此，适当数量的色粉可靠地设置在显影辊31上，并形成具有均匀密度的图像。

根据第一至第三实施例的显影盒28填充有大致呈球形的聚合色粉。这种色粉具有良好的流动性能，并因此良好地流过显影腔34b。由此，显影成具有均匀色粉数量的图像，以使所产生的图像具有良好的质量。这与非球形或角形的色粉(例如聚合色粉)填充显影腔34b时的情况形成对比。在该情况下，当色粉相当紧地装填在显影腔34b中时，其很难流过显影腔34b。当色粉停留在原地并不能以这种方式流动时，图像质量会变得很差。

如先前所述，激光打印机1使用无磁性、单成分的色粉。为了用无磁性、单成分的色粉形成图像，显影辊31始终带有固定数量的色粉，并且色粉必须尽可能几乎具有相同的电荷。所有三个实施例的显影盒28确保显影腔34b一直装有足够数量的色粉。因此，显影辊31始终带有固定数量的色粉，以使适当地形成图像。

即使通常在有问题的情况下，激光打印机1也可以形成具有大致均匀的色粉密度的图像，例如在显影盒28被首次装在激光打印机1中或激光打印机1有较长时间未使用之后首次使用显影盒28时。由于色粉还未被搅动器充分运送，因此在显影盒被装在激光打印机中之后首次使用显影盒时通常是有问题的。然而，上述所有实施例可以克服该问题。

进行实验以确定使用在显影盒28中的色粉的最佳成分。表1中示出了被测试的不同色粉。表1中示出了具有不同比例的小直径外部添加剂S和大直径外部添加剂L(包括没有外部添加剂的色粉)的被测试的不同色粉。小直径外部添加剂S具有110米²/克的BET表面积和20纳米的平均重量颗粒直径，而大直径外部添加剂L具有40米²/克的BET表面积和40纳米的平均重量颗粒直径。在两种情况下打印图像：直接在打印开始(最初使用)之后和激光打印机1有一段固定时间未使用之后(在未使用周期之后)。所产生的图像的质量评价如表1所示。

表1

A：从第一张纸起打印具有均匀色粉密度的图像；

B：从第十张纸或更早起打印具有均匀色粉密度的图像；

C：从第五十张纸或更早起打印具有均匀色粉密度的图像；

D：从约第一百张纸至第一百五十张纸起打印具有均匀色粉密度的图像；

^*：在约第二十张纸处打印具有均匀色粉密度的图像；

^**：在约第五十张纸处打印具有均匀色粉密度的图像。

使用图1所示的显影盒28测试色粉样品1至7和没有外部添加剂的色粉样品。另一方面，关于对比示例，使用图1所示的传统型显影盒128。应当注意的是，用于对比示例的显影盒128没有施压构件68。此外，显影盒128的色粉供给开口137是一越过其整个水平宽度的连续开口，并且不包括与本发明的诸实施例所述的板条62a类似的结构。因此，由搅动构件155送入显影腔134b的色粉仅流回入保持腔134a。如果显影腔134b中的色粉完全均匀分布在显影腔134b的整个容积中，则其具有仅为色粉的筛分表观密度的0.2至0.4倍的色粉密度。此外，在其安装状态下位于供给辊133上方的实际色粉密度仅为筛分表观密度的1.0至1.2倍。

如表1所示，对比示例中使用的色粉与示例7中使用的色粉相同。然而，关于对比示例，在首次开始打印和显影盒128有一段较长时间未使用之后打印约100至150张纸时打印图像中的色粉密度才稳定，。同样，在使用没有外部添加剂的色粉进行的实验中，从显影辊131到感光鼓的图像转印较差会使打印质量降低。如示例1、3和4的结果所示，在使用外部添加剂覆盖率为40％或更小、流动性能为86或更小的色粉来打印图像时，在从打印操作开始起打印20至50张纸时图像的色粉密度才稳定。

另一方面，如示例2的实验结果所示，只添加按重量1.0％的外部添加剂S(其具有较小的平均重量颗粒直径)获得了较高的外部添加剂覆盖率70％和相当高的流动性能92。因此，图像的色粉密度从首次开始使用显影盒28时就是稳定的。然而，由于实验2的色粉不包括外部添加剂L(其具有较大的平均重量颗粒直径)，因此在有一段时间未使用的显影盒28打印了约20张纸时图像的色粉密度才稳定。从这种意义上来说，实验2中使用的色粉略劣于实验5、6和7中使用的色粉。

可以从示例5、6和7的实验结果中看出，在各自以按重量0.5％或更多的比例添加两种外部添加剂S和L时，色粉密度在首次开始打印之后和显影盒128有一段时间未使用之后从一开始起就已经稳定了。尽管在表1中未示出，但在以示例5、6和7所示的相同方式各自以按重量1.5％的比例添加外部添加剂S和L时，色粉密度在首次开始打印之后和显影盒128有一段时间未使用之后从一开始起就已经稳定了。

通过这些实验结果，可以确定填充显影腔34b的色粉最好包括均具有按重量0.5％至1.5％的比例的外部添加剂S(其具有20纳米的平均重量颗粒直径)和外部添加剂L(其具有40纳米的平均重量颗粒直径)。在这些数量中，外部添加剂S和L提供协同作用。也就是说，以该比例添加的小直径外部添加剂S给予色粉相当高的流动性能，以将色粉可靠地供给到供给辊33。同样，大直径外部添加剂L防止小直径外部添加剂S嵌入诸色粉颗粒之中，以使打印图像的色粉密度从首次使用显影盒28和显影盒28有一段较长时间未使用之后就稳定。激光打印机1可以打印具有更均匀的色粉密度的图像。

这里将提供对于使用在显影盒28中的色粉的理想特性的总结。色粉最好具有89或更大的流体性能。外部添加剂覆盖率最好是70％或更大。此外，色粉最好包括至少两种外部添加剂，每种添加剂都具有不同的平均重量颗粒直径。两种中的至少一种最好具有30纳米或更小的平均重量颗粒直径。

该色粉最好以相对于显影腔34b的容积大于色粉的筛分表观密度的一密度填充显影腔34b。由此，可将足够数量的色粉供给到供给辊33。因此，显影辊31始终在显影辊31的每个单位表面积上带有稳定数量的色粉。因此，即使直接在首次使用显影盒28之后也能够打印具有一致色粉密度的图像。

该色粉填充显影腔34b的深度最好是到达离供给辊33的顶面25毫米或更大的高度。在该情况下，色粉通过其重量下压在供给辊33上，以使色粉可靠地供给到供给辊33，并因此供给到显影辊31。出于该原因，显影辊31始终带有适当数量的色粉。显影辊31始终在显影辊31的每个单位表面积上带有稳定数量的色粉。因此，即使直接在首次使用显影盒28之后也能够打印具有一致色粉密度的图像。此外，由于两种外部添加剂的剩余一种具有40纳米或更大的平均重量颗粒直径，因此可以形成具有稳定色粉密度的图像。

尽管本发明已经详细叙述了几个示范性实施例，但本技术领域的技术人员将认识到，还可以对这些示范性实施例作出许多可行的修改和变型，并同时保持本发明的许多新颖特征和优点。

例如，诸实施例将色粉供给开口37叙述成被分为若干垂直细长的狭槽，诸狭槽对准于单个水平(横向)行之中，并且彼此分离一预定间隙。然而，诸狭槽的形状并不限于诸实施例所述的那样。例如，诸狭槽可以是水平细长的。同样，可以设置成多行狭槽。

此外，诸实施例将板条62a叙述成色粉供给开口37中的一限制器的示例，其限制色粉从显影腔34b移动到保持腔34a。然而，本发明的限制器可以是任何限制色粉以该种方式移动的构件，例如设置在色粉供给开口37中的金属网或刷形构件。

此外，诸实施例叙述板条62a被设置成在开口的一位置处与分隔壁51构成一体。然而，可以预制一分离式限制器构件，该限制器构件可以被装入形成在分隔壁51中的开口。

在图8所示的第三实施例中，狭槽62b和狭槽99形成有基本相同的形状。然而，狭槽62b和狭槽99可以形成有不同的形状。例如，狭槽62b可以形成有一垂直的细长矩形，而狭槽99可以形成有一水平的细长矩形。

诸实施例将快门构件63叙述成一用以阻挡保持腔34a和显影腔34b之间的流体连通的构件示例。然而，可以使用覆盖色粉供给开口37的密封构件来代替。在该情况下，在使用显影盒28之前将密封构件粘附于色粉供给开口37以便阻挡封闭色粉供给开口37。就在显影盒28装入激光打印机1之前，将密封构件剥离自色粉供给开口37以便打开色粉供给开口37。可将一密封构件以该种方式用于覆盖压力释放开口80。

第一实施例将施压构件68叙述成手工操作，也就是说，用户在显影盒28装入激光打印机1之后上拉圆形把手69。然而，当显影盒28装入激光打印机1时，可将施压构件68设计成自动上升。

诸实施例将公用主壳体2叙述成形成保持腔34a和显影腔34b。然而，可以提供一分离式壳体用于形成保持腔，该分离式壳体可以被设计成用于方便地连接到显影腔34b的壳体和从该显影腔的壳体卸下。此外，尽管诸实施例叙述了显影辊显影感光鼓上的静电潜像，但显影辊可以显影任何类型的感光构件上的图像，例如感光循环带。

Claims (1)

1.一种显影单元，所述显影单元执行用显影剂来使静电潜像显影的显影操作，显影单元包括：

一保持腔壁，所述保持腔壁形成了其中保持显影剂的保持腔；

一显影腔壁，所述显影腔壁形成了一显影腔；

一分隔壁，所述分隔壁将保持腔与显影腔隔开，分隔壁形成有一个使保持腔与显影腔流体连通的通孔；

一供给构件，所述供给构件设置显影腔内；

一施压构件，所述施压构件设置在显影腔内，用于朝所述供给构件加压显影腔内的显影剂；以及

一阻挡构件，所述阻挡构件与通孔相关联，用于有选择地阻挡通孔，从而使显影腔内的显影剂相对于显影腔总容积的密度保持得比显影剂的筛分表观密度更大。

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