CN100440063C - 显影方法和显影设备 - Google Patents

Abstract

正确地设置调色剂密度的目标指定范围，以便一致地适当地控制调色剂密度。如果使用磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)，基于以下表达式(2)，设置测量的调色剂密度TD(%)应当落在其内的指定范围，则能够正确地设置目标指定范围，从而使得可以一致地适当地控制调色剂密度。TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100 (2)

Description

显影方法和显影设备

技术领域

本发明涉及显影方法和显影设备，其适用于电子照相成像设备，并且在搅拌显影剂并将显影剂的调色剂供应给成像装置时用于控制显影剂的调色剂密度，所述显影剂是磁载体和调色剂的混合物。

背景技术

例如在专利文件1中披露了这种类型的传统显影设备。显影设备由料斗101和显影部件102组成，如图13所示。调色剂103保持在料斗101中，并且通过调色剂供应滚筒104的旋转，通过供应出口105被提供给显影部件102。显影部件102中的显影剂106是磁载体和调色剂的混合物。磁载体和调色剂在它们由搅拌浆叶107搅拌时被摩擦带电(电荷被提供给磁载体和调色剂)。磁滚筒108由棒状磁体和套筒108a组成。磁体固定，并且由非磁性材料(例如铝)制成的套筒108a以允许套筒108a围绕磁体自由旋转的方式围绕磁体支撑。由于磁体的磁力，显影剂被旋转的套筒108a的外圆周表面所吸引，并且被套筒108a的旋转传输到感光体(未显示)。刮粉刀109使用其边缘调节套筒108a的外圆周表面上的显影剂层的厚度。

当套筒108a的外圆周表面上的显影剂层中的调色剂因为调色剂由搅拌浆叶107搅拌而摩擦带电时，调色剂的电荷具有与感光体表面上的静电潜像相反的极性，所以调色剂附着到感光体表面上的静电潜像。因而，感光体表面上的静电潜像变成可见影像。

当显影剂106的传输量很大时，其过剩的量流入到调色剂密度传感器110和导板111的弯曲部分111a之间，滑落到导板111的上表面上，并且返回到搅拌浆叶107。

调色剂密度传感器110检测显影剂的调色剂密度。随着显影剂的调色剂被供应给感光体，显影剂的调色剂密度降低。因此，通过调色剂供应滚筒104从料斗101向显影部件102供应调色剂103，以便调色剂密度传感器110检测的调色剂密度落在指定的范围之内。

然而，即使当调色剂密度的实际测量结果正确时，如果在调色剂密度的指定范围中存在误差，则显影剂的调色剂密度也总是不适当的，所以发生了暗淡影像、模糊影像或类似情况。

因此，例如在专利文件2中，设置调色剂密度以便Tn为130(％)或以下，其中Tn是调色剂对磁载体表面的覆盖率，并且覆盖率Tn由以下表达式规定。换言之，设置使覆盖率Tn为130(％)的调色剂密度的指定范围，并且使显影剂的调色剂密度落在指定的范围之内。

$\mathrm{Tn}=100C\sqrt{3}/\{2\mathrm{\π}(100-C)\·{(1+r/R)}^2\}\·(r/R)\·(\mathrm{\ρt}/\mathrm{\ρc})]$

其中，r是调色剂的半径(μm)，R是磁载体的半径(μm)，ρt是调色剂的绝对比重(g/cm³)，而ρc则是磁载体的绝对比重(g/cm³)。

注意，其他专利文件还披露了使用调色剂的直径和磁载体的直径设置调色剂密度的指定范围的技术。

【专利文件1】JP H1-237577A

【专利文件2】JP H10-312105A

发明内容

作为调色剂直径和磁载体直径，使用平均值。确定调色剂的平均直径和磁载体的平均直径的方法的例子包括数量平均直径、体积平均直径、数量中值直径、体积中值直径以及诸如此类(例如见JIS8819-2、JIS8101-1等)。

然而，根据本发明人等实施的研究，发现即使同样的调色剂或磁载体的数量平均直径、体积平均直径、数量中值直径和体积中值直径使用各自的过程测量，这些测量的直径也彼此不同，而不管是同样的调色剂或磁载体。

因此，即使使用如传统技术中那样的调色剂的平均直径和磁载体的平均直径来设置调色剂密度的指定范围，指定范围也不一定正确，所以存在调色剂密度的适当控制的再现性的问题。

考虑到上述传统问题，本发明的目的是提供显影方法和显影设备，其通过正确地设置调色剂密度的目标指定范围，能够一致地适当地控制调色剂密度。

为了解决上述问题，本发明提供了显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂的同时，测量显影剂的调色剂密度TD(％)，并且取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(1)指定的范围之内，其中Dcav_pop(μm)表示磁载体的数量平均直径，Dtav_pop(μm)表示调色剂的数量平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (1)

Vt＝(π/6)·(Dtav_pop)³

Sc＝π·(Dcav_pop+Dtav_pop)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_pop)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_pop)³

本发明还提供了显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂的同时，测量显影剂的调色剂密度TD(％)，并且取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(2)指定的范围之内，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示调色剂的体积平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (2)

Vt＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_vol)³

本发明还提供了显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂的同时，测量显影剂的调色剂密度TD(％)，并且取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(3)指定的范围之内，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，并且调色剂的体积平均直径为5.5(μm)。

TD≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17]×100    (3)

本发明还提供了显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂的同时，测量显影剂的调色剂密度TD(％)，并且取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(4)指定的范围之内，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，而Dtav_vol(μm)则表示调色剂的体积平均直径。

TD/(Dtav_vol)^1.2≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17/5.5^1.2]×100    (4)

在本发明中，调色剂优选地是用粉碎方法生产的调色剂。

调色剂优选地具有15(％)或以上的标准偏差的直径分布。

调色剂优选地具有5(％)或以上的色素浓度。

本发明还提供显影设备，在所述显影设备中搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂，所述显影设备包包括：检测装置，用于测量显影剂的调色剂密度TD(％)；以及供应装置，用于取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，所述供应装置向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(1)指定的范围之内，其中Dcav_pop(μm)表示磁载体的数量平均直径，Dtav_pop(μm)表示调色剂的数量平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (1)

Vt＝(π/6)·(Dtav_pop)³

Sc＝π·(Dcav_pop+Dtav_pop)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_pop)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_pop)³

本发明还提供显影设备，在所述显影设备中搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应显影剂的调色剂，所述显影设备包括：检测装置，用于测量显影剂的调色剂密度TD(％)；以及供应装置，用于取决于测量的调色剂密度TD(％)的减少，向显影剂供应调色剂，其中，所述供应装置向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在以下表达式(2)指定的范围之内，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示调色剂的体积平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (2)

Vt＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_vol)³

本发明的显影方法中的表达式(1)或(2)用于取得理论上适当的调色剂密度。根据本发明的发明人等实施的试验，发现当基于表达式(1)或(2)的右手侧，使用磁载体的数量平均直径Dcav_pop(μm)和调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)，或者磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)，来计算适当的调色剂密度的上限值(TD100％＝{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100)时，计算的适当调色剂密度的上限值基本上匹配实际的适当调色剂密度的上限值。因此，如果基于如本发明中那样的表达式(1)或(2)，磁载体的数量平均直径Dcav_pop(μm)和调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)，或者磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)，用于计算测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围，则能够正确地设置指定范围，从而使得可以一致地适当地控制调色剂密度。因而能够防止暗淡影像、模糊影像或类似情况的发生。

当使用磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)时，如果将调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)指定为5.5(μm)，则基于比表达式(1)或(2)简单的表达式(3)，能够设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围。

当调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)在5.5(μm)附近时，使用磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)，基于比表达式(1)或(2)简单的表达式(4)，能够设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围。

当用粉碎方法生产调色剂时，调色剂的直径具有广泛的分布，所以数量平均直径、体积平均直径、数量中值直径、体积中值直径以及诸如此类变化显著。具体地，数量中值直径和体积中值直径关于调色剂的实际平均直径的误差很大，而调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)或体积平均直径Dtav_vol(μm)关于调色剂的实际平均直径的误差则很小。因此，本发明更加有效。

当调色剂直径分布具有15(％)或以上的标准偏差σ时，能够断言调色剂直径分布广泛，并且数量平均直径、体积平均直径、数量中值直径、体积中值直径以及诸如此类变化显著。因此，使用了调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)或体积平均直径Dtav_vol(μm)的本发明是有效的。

当调色剂具有5(％)或以上的色素浓度时，与色素浓度为5(％)以下时相比，即使附着的调色剂的量相同，模糊也很显著。因此本发明是有效的。

注意，同样在本发明的显影设备中，能够获得类似于本发明的显影方法的那些的功能和效果。

附图说明

图1是根据本发明的显影设备的例子的侧视图；

图2是显示图1的显影设备中的调色剂密度传感器的构造的方框图；

图3是示意性显示调色剂附着到磁载体的情形的示图；

图4(a)、4(b)和4(c)是分别指示调色剂密度TD＝4(％)时影像的模糊度BG、调色剂密度TD＝5(％)时影像的模糊度BG以及调色剂密度TD＝6(％)时影像的模糊度BG的曲线图；

图5(a)、5(b)、5(c)和5(d)是分别指示调色剂密度TD＝4(％)时调色剂的电荷量q/m的分布、调色剂密度TD＝5(％)时调色剂的电荷量q/m的分布、调色剂密度TD＝6(％)时调色剂的电荷量q/m的分布以及调色剂密度TD＝5.6(％)时调色剂的电荷量q/m的分布的曲线图；

图6是指示关于调色剂密度实际测量的模糊度BG、影像密度IDbk和过剩调色剂比率的表；

图7是指示对于磁载体的体积平均直径Dcav_vol、数量平均直径Dcav_pop、体积中值直径Dc50_vol和数量中值直径Dc50_pop以及调色剂的体积平均直径Dtav_vol、数量平均直径Dtav_pop、体积中值直径Dt50_vol和数量中值直径Dt50_pop的各种组合中的每一个计算的适当调色剂密度的上限值TD100％的表；

图8是指示实际测量的关于磁载体直径的体积频度的曲线图；

图9是指示实际测量的关于调色剂直径的体积频度的曲线图；

图10是指示关于标准偏差Svol的体积中值直径D50_vol对数量中值直径D50_pop的比率的特性的曲线图；

图11是指示对于四种调色剂中每一种的关于磁载体的体积平均直径Dcav_vol的适当调色剂密度的上限值TD100％的特性的曲线图；

图12是指示通过规范化图11的四种调色剂的特性获得的曲线的曲线图；

图13是传统显影设备的侧视图。

参考数字说明

1显影设备

2中间料斗

3调色剂容器

4搅拌部件

5柔性带状部件

6检测材料

7电容传感器

8感光鼓

11搅拌滚筒

12磁体滚筒

13第二调节部件

14第一调节部件

15回流开口

16调色剂密度传感器

具体实施方式

在下文中，参考附图来详细地说明本发明的实施例。

(实施例)

图1是根据本发明的显影设备的例子的侧视图。实施例的显影设备1结合在电子照相成像设备中，在所述电子照相成像设备中，显影设备1连接到中间料斗2，并且中间料斗2连接到调色剂容器3。

调色剂容器3保持调色剂，并且能够经由调色剂供应路径3a和2a向中间料斗2一点一点地供应调色剂并停止调色剂的供应。

中间料斗2临时存储从调色剂容器3供应的调色剂，并且经由调色剂供应路径2b和1a向显影设备1供应调色剂。在中间料斗2中，旋转搅拌部件4以搅拌中间料斗2中的调色剂，并且旋转供应滚筒5和5，以将中间料斗2中的调色剂移动到调色剂供应路径2b和1a。柔性带状部件5连接到搅拌部件4的末端，并且在其尖端固定地支撑检测材料6。电容传感器7固定在中间料斗2的底部，并且检测电容传感器7和柔性带状部件5的尖端处提供的检测材料6之间的电容。

在这种情形中，当调色剂在中间料斗2中减少时，柔性带状部件5的尖端附近的部分在调色剂的表面上滑动，并且检测材料6同样在调色剂的表面上滑动。当调色剂表面的高度由于中间料斗2中调色剂的减少而降低时，在调色剂表面上滑动的检测材料6的位置也逐渐降低，所以在调色剂表面上滑动的检测材料6和电容传感器7之间的距离变得更短。在这种情况下，在检测材料6即时移动到电容传感器7之上时，电容传感器7检测电容传感器7和检测材料6之间的电容，计算对应于所述电容的电容传感器7和检测材料6之间的距离，并且计算对应于所述距离的调色剂的剩余量。在这之后，取决于调色剂剩余量的减少，从调色剂容器3向中间料斗2供应调色剂，或者发出报告，提示用户改变调色剂容器。

显影设备1在容器1a中保持显影剂，其为磁载体和调色剂的混合物，并且向成像设备的感光鼓8供应显影剂的调色剂，以在感光鼓8的表面上显影静电潜像，从而在感光鼓8的表面上形成可见影像。在显影设备1中，旋转搅拌滚筒11以搅拌显影剂，以便由于搅拌操作而使磁载体和调色剂摩擦带电，从而向磁载体和调色剂提供电荷。

磁滚筒12由棒状多极磁化磁体12b和套筒12a组成。磁体12b固定，并且由非磁性材料(例如铝)制成的套筒12a以允许套筒12a围绕磁体12b自由旋转的方式围绕磁体12b支撑。由于磁体的磁力，显影剂被旋转的套筒12a的外圆周表面所吸引。与套筒12a的旋转相结合，第二调节部件13的尖端13a调节套筒12a的外圆周表面上的显影剂的层厚度。进一步，第一调节部件14再次调节套筒12a的外圆周表面上的显影剂的层厚度。在这之后，套筒12a的外圆周表面上的显影剂层被传输以接近感光鼓8的表面。

当由于搅拌滚筒11的搅拌操作而摩擦带电时，套筒12a的外圆周表面上的显影剂层的调色剂被充电成与感光鼓8的表面上的静电潜像相反的极性。因此，当套筒12a的外圆周表面上的显影剂层接近感光鼓8的表面时，显影剂层的调色剂附着于感光鼓8上的静电潜像，所以静电潜像变成了可见影像。

由于第一调节部件14的层厚度调节而发生了过剩显影剂。过剩显影剂流入到回流开口15中，滑落到第二调节部件13的背面13b上，并且返回到搅拌滚筒11。

在显影设备1的容器1a的底部提供众所周知的调色剂密度传感器16。调色剂密度传感器16是例如磁导率传感器，其检测对应于显影剂的磁导率的调色剂密度。显影剂是非磁性材料调色剂和磁载体的混合物。因此，随着显影剂每单位体积的调色剂的量增加，每单位体积的磁载体的量减少，所以显影剂的磁阻增加。相反地，随着每单位体积的调色剂的量减少，每单位体积的磁载体的量增加，所以显影剂的磁阻减少。调色剂密度传感器16检测显影剂的磁阻，从而检测对应于所述磁阻的每单位体积的调色剂的量(亦即调色剂密度)。

图2是显示调色剂密度传感器16的构造的方框图。这里，调色剂密度传感器16包含差动变压器21、交流电源22、相位比较电路23以及平滑电路24。

差动变压器21由初级线圈25和串联的次级线圈(参考线圈26和检测线圈27)组成。从交流电源22向初级线圈25供应交流电压。参考线圈26和检测线圈27具有基本上相同的匝数，并且极性彼此相反。

在容器1a中的显影剂附近提供初级线圈25和检测线圈27。因此，显影剂起到用于初级线圈25和检测线圈27的磁芯的作用，并且显影剂的磁阻确定了线圈25和27中每一个的电感，由此确定了检测线圈27的电压信号。因此，检测线圈27的电压信号对应于显影剂的调色剂密度。

相位比较电路23接收初级线圈25的电压信号和检测线圈27的电压信号，计算这些电压信号的逻辑异或，并且输出指示所述逻辑异或的信号。当接收到指示逻辑异或的信号时，平滑电路24平滑指示逻辑异或的信号以输出直流电压VT。指示调色剂密度的直流电压VT被作为调色剂密度传感器16的检测输出而输出。

对于容器1a中显影剂的调色剂密度，预先确定目标指定的范围。为了使调色剂密度传感器16检测的容器1a中显影剂的调色剂密度落在指定范围之内，旋转显影设备1的供应滚筒17，以便从中间料斗2经由调色剂供应路径2b和1a向显影设备1的容器1a供应调色剂。

在这样的显影设备1中，即使当调色剂密度的实际测量结果正确时，如果在调色剂密度的目标指定范围中存在误差，则显影剂的调色剂密度也总是不适当的，所以发生了暗淡影像、模糊影像或类似情况。如上所述，传统上，使用调色剂的平均直径和磁载体的平均直径来设置调色剂密度的目标指定范围。然而，如果在调色剂的平均直径和磁载体的平均直径中存在误差，则目标指定范围没有正确地设置，所以不能保证调色剂密度的适当控制的再现。

因此，在例子中，向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在由以下表达式(2)指定的范围之内，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示调色剂的体积平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (2)

Vt(调色剂体积)＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc(磁载体表面积)＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt(线密度)＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc(磁载体体积)＝(π/6)·(Dcav_vol)³

如果使用磁载体的体积平均直径Dcav_vol(μm)和调色剂的体积平均直径Dtav_vol(μm)，基于表达式(2)，设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围，则能够正确地设置目标指定范围，从而使得可以一致地适当地控制调色剂密度。因而能够防止暗淡影像、模糊影像或类似情况的发生。

下一步将说明为什么这样获得的调色剂密度的目标指定范围正确的原因。

首先，假定磁载体c具有较大的球形形状，而调色剂t则具有较小的球形形状，如图3所示。另外，假定当若干调色剂附着到磁载体c的表面上，以致磁载体c的表面被完全覆盖时，亦即，在磁载体c的表面上不存在用于更多调色剂附着的空间，并且未附着到磁载体c的表面的过剩调色剂不存在，此时，适当的调色剂密度具有上限值TD100％。

在图3的情形中，通过以下表达式(5)在理论上能够计算适当调色剂密度的上限值TD100％，其中Dcav_vol(μm)表示磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示调色剂的体积平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD100％＝{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (5)

表达式(2)的右手侧与表达式(5)的右手侧相同。因此，表达式(2)表明，使调色剂密度TD(％)一致地接近上限值TD100％，同时保持测量的调色剂密度TD(％)小于或等于表达式(5)的适当调色剂密度的上限值TD100％。

如果存在过剩调色剂t，则测量的调色剂密度TD(％)没有落在表达式(2)的指定范围之内。在这种情况下，过剩调色剂t被从磁滚筒12供应给感光鼓8，导致模糊影像。

另一方面，使用显影剂，所述显影剂为具有45(μm)的体积平均直径Dcav_vol和大约5的比重γc的磁载体以及具有5.5(μm)的体积平均直径Dtav_vol和大约1的比重γt的调色剂的混合物，同时当混和磁载体和调色剂时，将磁载体和调色剂的量调节适当，产生了具有各种调色剂密度TD(％)的显影剂。这些显影剂用于形成各个影像并研究这些影像中的模糊，所以获得了如图4(a)、4(b)和4(c)的曲线图中所示的结果。

图4(a)、4(b)和4(c)是分别指示调色剂密度TD＝4(％)时影像的模糊度BG、调色剂密度TD＝5(％)时影像的模糊度BG以及调色剂密度TD＝6(％)时影像的模糊度BG的曲线图。注意，在这些曲线图中，水平轴指示影像的打印数目，而垂直轴则指示影像的模糊度BG。特征曲线F、C和R分别指示影像前部中的模糊度BG、影像中部中的模糊度BG以及影像后部中的模糊度BG。

如从图4(a)、4(b)和4(c)的曲线图的比较中能够看到的那样，直到至少调色剂密度TD＝5(％)为止，影像的模糊度BG小，并且在调色剂密度TD＝6(％)处模糊度BG大。因此，适当调色剂密度的上限值TD100％在5(％)到6(％)的范围内。

图5(a)、5(b)和5(c)分别对应于图4(a)、4(b)和4(c)。图5(a)、5(b)和5(c)是分别指示调色剂密度TD＝4(％)时调色剂的电荷量q/m的分布、调色剂密度TD＝5(％)时调色剂的电荷量q/m的分布以及调色剂密度TD＝6(％)时调色剂的电荷量q/m的分布的曲线图。注意，在这些曲线图中，水平轴指示调色剂的电荷量q/m，而垂直轴则指示调色剂的数目。

如从图5(a)、5(b)和5(c)的曲线图的比较中能够看到的那样，直到至少调色剂密度TD＝5(％)为止，基本上所有的调色剂被正常充电，并且当调色剂密度TD＝6(％)时，调色剂的很大一部分被充电成相反的极性(+)。这是因为直到至少调色剂密度TD＝5(％)为止还不存在过剩调色剂，所以磁载体和调色剂被摩擦正常充电，然而，当调色剂密度TD＝6(％)时，出现过剩调色剂，所以调色剂由于在调色剂之间发生摩擦起电而被充电成相反的极性。

因此，当若干调色剂t附着到磁载体c的表面，以致磁载体c的表面被完全覆盖，并且未附着到磁载体c的表面上的过剩调色剂不存在时，如图3所示，能够断言设置了适当调色剂密度的上限值TD100％。当存在过剩调色剂时，会出现模糊。

进一步，在混和磁载体和调色剂时，适当地调节磁载体的量和调色剂的量，以便从5.1(％)到5.9(％)以0.1(％)单位的形式改变调色剂密度TD，同时检查影像的模糊度BG，尽管结果并未在此显示在曲线图中。结果，发现适当调色剂密度的上限值TD100％为5.6(％)。

图5(d)是指示调色剂密度TD＝5.6(％)时调色剂的电荷量q/m的分布的曲线图。如从这个曲线图中能够看到的那样，当调色剂密度TD＝5.6(％)时，基本上所有的调色剂被正常充电，并且不存在过剩调色剂。

图6是指示关于调色剂密度实际测量的模糊度BG、影像密度IDbk和过剩调色剂比率的表。如从这个表中能够看到的那样，直到调色剂密度TD＝5.6(％)为止，模糊度BG小并且不存在过剩调色剂；并且当调色剂密度TD＝6.0(％)时，模糊度BG大并且存在过剩调色剂。

如上所述，当使用这样的显影剂时，所述显影剂为具有45(μm)的体积平均直径Dcav_vol和大约5的比重γc的磁载体以及具有5.5(μm)的体积平均直径Dtav_vol和大约1的比重γt的调色剂的混合物，适当调色剂密度的上限值TD100％为5.6(％).

因此，当磁载体的体积平均直径Dcav_vol＝45(μm)、调色剂的体积平均直径Dtav_vol＝5.5(μm)、调色剂的比重γt＝1以及磁载体的比重γc＝5被代入到表达式(2)的右手侧以计算适当调色剂密度的上限值TDma时，得到了5.6(％)。通过试验获得的适当调色剂密度的上限值TD100％匹配通过表达式(2)计算的适当调色剂密度的上限值TD100％。因此，通过使用磁载体的体积平均直径Dcav_vol和调色剂的体积平均直径Dtav_vol，能够正确地设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围，从而使得可以一致地适当地控制调色剂密度。

如上所述，用于确定微粒的平均直径的方法的例子，除了体积平均直径之外，还包括数量平均直径、数量中值直径、体积中值直径以及诸如此类。然而，即使对于相同的调色剂或磁载体，这些直径也彼此不同。

例如，尽管磁载体的体积平均直径Dcav_vol为45(μm)并且调色剂的体积平均直径Dtav_vol为5.5(μm)，但是磁载体的数量平均直径Dcav_pop为42(μm)并且调色剂的数量平均直径Dtav_pop为4.8(μm)。

同样当使用数量平均直径时，以类似于体积平均直径的方式，可以向显影剂供应调色剂，以便测量的调色剂密度TD(％)落在由以下表达式(1)指定的范围之内，其中Dcav_pop(μm)表示磁载体的数量平均直径，Dtav_pop(μm)表示调色剂的数量平均直径，γc表示磁载体的比重，而γt则表示调色剂的比重。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100    (1)

Vt＝(π/6)·(Dtav_pop)³

Sc＝π·(Dcav_pop+Dtav_pop)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_pop)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_pop)³

当磁载体的数量平均直径Dcav_pop＝42(μm)、调色剂的数量平均直径Dtav_pop＝4.8(μm)、调色剂的比重γt＝1以及磁载体的比重γc＝5被代入到表达式(1)的右手侧以计算适当调色剂密度的上限值TDma时，得到5.5(％)。通过试验获得的适当调色剂密度的上限值TD100％基本上匹配通过表达式(1)计算的适当调色剂密度的上限值TD100％。

因此，即使当使用数量平均直径代替体积平均直径时，也能够正确地设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围，从而使得可以一致地适当地控制调色剂密度。

当磁载体的体积平均直径Dcav_vol为45(μm)并且调色剂的体积平均直径Dtav_vol为5.5(μm)时，磁载体的体积中值直径Dc50_vol为48(μm)并且调色剂的体积中值直径Dt50_vol为6.7(μm)。如果磁载体的体积中值直径Dc50_vol＝48(μm)和调色剂的体积中值直径Dt50_vol＝6.7(μm)被代入到表达式(2)的右手侧代替体积平均直径Dcav_vol和体积平均直径Dtav_vol以计算适当调色剂密度的上限值TDma，则得到6.6(％)。然而，这样计算的6.6(％)显著偏离了通过试验获得的适当调色剂密度的上限值TD100％＝5.6(％)。

类似地，磁载体的数量中值直径Dc50_pop为40(μm)并且调色剂的数量中值直径Dt50_pop为4.4(μm)。如果数量中值直径Dc50_pop＝40(μm)和数量中值直径Dt50_pop＝4.4(μm)被代入到表达式(1)的右手侧代替数量平均直径Dcav_pop(μm)和数量平均直径Dtav_pop(μm)以计算适当调色剂密度的上限值TDma，则得到5.0(％)。然而，这样计算的5.0(％)显著偏离了通过试验获得的适当调色剂密度的上限值TD100％＝5.6(％)。

因此，当使用数量中值直径或体积中值直径时，不能正确地设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围，所以不能一致地适当地控制调色剂密度。

图7是指示对于磁载体的体积平均直径Dcav_vol、数量平均直径Dcav_pop、体积中值直径Dc50_vol和数量中值直径Dc50_pop以及调色剂的体积平均直径Dtav_vol、数量平均直径Dtav_pop、体积中值直径Dt50_vol和数量中值直径Dt50_pop的各种组合中的每一个计算的适当调色剂密度的上限值TD100％的表。如从这个表中能够看到的那样，在磁载体的体积平均直径Dcav_vol和调色剂的体积平均直径Dtav_vol的组合的情况下，以及在磁载体的数量平均直径Dcav_pop和调色剂的数量平均直径Dtav_pop的组合的情况下，通过计算获得的适当调色剂密度的上限值TD100％匹配通过试验获得的适当调色剂密度的上限值TD100％＝5.6(％)。在其他组合的情况下，不存在匹配。

下一步，根据其他观点研究体积平均直径、数量平均直径、数量中值直径以及体积中值直径的精确度，并且将说明结果。

对于n个微粒，第i个微粒的直径用di表示，并且体积平均直径用Dav_vol表示。在这种情况下，体积平均直径Dav_vol由以下表达式(6)规定。类似地，对于n个微粒，第i个微粒的直径用di表示，并且数量平均直径用Dav_pop表示。在这种情况下，数量平均直径Dav_pop由以下表达式(7)规定。

体积平均直径： $\mathrm{Dav}\_\mathrm{vo}l={[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{vi}/n]}^{(1/3)}---\left(6\right)$

(vi＝[di]³)

数量平均直径： $\mathrm{Dav}\_\mathrm{pop}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{di}/n---\left(7\right)$

因此，可以认为体积平均直径Dav_vol和数量平均直径Dav_pop具有正态分布。

另一方面，图8是指示实际测量的关于磁载体直径的体积频度的曲线图，而图9则是指示实际测量的关于调色剂直径的体积频度的曲线图。如从图8和图9中能够看到的那样，两个特性都显著接近正态分布(用图9的曲线图中的实线指示)。因此，能够断言，即使调色剂的直径具有广泛分布，磁载体的体积平均直径Dcav_vol和调色剂的体积平均直径Dtav_vol中的误差也很小。

关于磁载体的直径的数量频度和关于调色剂的直径的数量频度显著接近正态分布，尽管它们并未在此用曲线图指示。因此，能够断言磁载体的数量平均直径Dcav_pop和调色剂的数量平均直径Dtav_pop中的误差很小。

当体积中值直径用D50_vol表示时，体积中值直径D50_vol由以下表达式(8)规定。类似地，当数量中值直径用D50_pop表示时，数量中值直径D50_pop由表达式(9)规定。体积中值直径D50_vol的标准偏差Svol和数量中值直径D50_pop的标准偏差Spop由以下表达式(10)和(11)规定。

体积中值直径：D50_vol当累积的体积频度为50％时(总数＝100％)                                (8)

数量中值直径：D50_pop当累积的数量频度为50％时(总数＝100％)                            (9)

体积标准偏差：Svol＝SS/D50_vol    (10)

数量标准偏差：Spop＝SS/D50_pop    (11)

$(\mathrm{SS}={\left\{\right[1/(n-1)\left]{[\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}d{i}^2-(1/n)\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{di}\right)]}^2\right\}}^{(1/2)})$

图10是指示对于具有彼此不同的直径的三种调色剂的关于标准偏差Svol的体积中值直径D50_vol对数量中值直径D50_pop的比率的特性的曲线图。在这种情况下，如果体积中值直径D50_vol和数量中值直径D50_pop正确，则它们的比率接近1。换言之，随着这些变得更不正确，它们的比率从1向更大的范围偏离。如从图10的曲线图中能够看到的那样，如果标准偏差Svol为15％以上，则体积中值直径D50_vol对数量中值直径D50_pop的比率大，所以能够断言体积中值直径D50_vol和数量中值直径D50_pop是不正确的。

因此，当调色剂的直径具有广泛分布并且标准偏差Svol为15(％)以上时，在数量中值直径、体积中值直径以及诸如此类中存在大的误差，所以调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)或体积平均直径Dtav_vol(μm)的使用是有效的。

注意，当通过熔化揉捏树脂、着色剂及其类似物继之以磨碎和分粒的粉碎方法生产调色剂时，调色剂的直径具有广泛的分布。因此，调色剂的数量中值直径和体积中值直径关于实际平均直径的误差大，并且调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)或体积平均直径Dtav_vol(μm)关于调色剂的实际平均直径的误差小。因此，调色剂的数量平均直径Dtav_pop(μm)或体积平均直径Dtav_vol(μm)的使用更加有效。

当调色剂具有5(％)或以上的色素浓度时，与色素浓度小于5(％)时相比，即使附着的调色剂的量相同，模糊也很显著。因此实施例是有效的。

下一步，比表达式(2)简单的表达式被导出作为用于设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围的表达式。

图11是指示对于具有8.5(μm)、5.5(μm)、4.8(μm)和4.3(μm)的体积平均直径的四种调色剂中每一种的关于磁载体的体积平均直径Dcav_vol的适当调色剂密度的上限值TD100％的特性的曲线图。当选择图11的曲线图中的调色剂的体积平均直径Dtav_vol＝5.5(μm)的特性时，通过以下表达式(3)来计算用于这些特性的近似表达式。

TD≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17]×100    (3)

如果通过除以各个调色剂的体积平均直径Dtav_vol的1.2次方来规范化图11的曲线图中的四种调色剂的特性，则适当调色剂密度的上限值TD100％的特性能够被会聚到单个曲线，如图12的曲线图中所示。能够导出以下表达式(4)。

TD/(Dtav_vol)^1.2≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17/5.5^1.2]×100    (4)

基于比表达式(2)简单的表达式(3)或(4)，可以设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围。

另外，比表达式(1)简单的表达式能够被导出作为用于设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围的表达式。

同样，在这种情况下，假定调色剂的数量平均直径Dtav_pop为5.5(μm)，得到以下近似表达式。

TD≤[5.1(Dcav_pop)^-1.17]×100    (A)

如果通过除以调色剂的数量平均直径Dtav_pop的1.2次方来规范化，则能够导出以下表达式。

TD/(Dtav_pop)^1.2≤[5.1(Dcav_pop)^-1.17/5.5^1.2]×100    (B)

基于比表达式(1)简单的表达式(A)或(B)，可以设置测量的调色剂密度TD(％)应当落在其内的指定范围。

注意，本发明并不限于上述实施例，并且能够以其他不同的形式被实施。例如，本发明能够应用于具有不同于图1的构造的显影设备。在此描述的磁载体直径和调色剂直径只是为了示意性的目的，并且即使改变它们，本发明也仍然适用。

本发明提供了显影方法和显影设备，其通过在双成分显影剂中将调色剂关于载体的覆盖率设置到适当范围之内，能够一致地适当地控制调色剂密度，并且对于影像质量的改善是有效的。

Claims (9)

1.一种显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应所述显影剂的所述调色剂的同时，测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)，并且根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100(1)

Vt＝(π/6)·(Dtav_pop)³

Sc＝π·(Dcav_pop+Dtav_pop)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_pop)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_pop)³

其中Dcav_pop(μm)表示所述磁载体的数量平均直径，Dtav_pop(μm)表示所述调色剂的数量平均直径，γc表示所述磁载体的比重，而γt则表示所述调色剂的比重。

2.一种显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应所述显影剂的所述调色剂的同时，测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)，并且根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100(2)

Vt＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_vol)³

其中Dcav_vol(μm)表示所述磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示所述调色剂的体积平均直径，γc表示所述磁载体的比重，而γt则表示所述调色剂的比重。

3.一种显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应所述显影剂的所述调色剂的同时，测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)，并且根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17]×100(3)

其中Dcav_vol(μm)表示所述磁载体的体积平均直径，并且所述调色剂的体积平均直径为5.5μm。

4.一种显影方法，在所述显影方法中，在搅拌为磁载体和调色剂的混合物的显影剂并且供应所述显影剂的所述调色剂的同时，测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)，并且根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD/(Dtav_vol)^1.2≤[5.1(Dcav_vol)^-1.17/5.5^1.2]×100(4)

其中Dcav_vol(μm)表示所述磁载体的体积平均直径，而Dtav_vol(μm)则表示所述调色剂的体积平均直径。

5.根据权利要求1到4中任何一个所述的显影方法，其中，所述调色剂是通过粉碎方法生产的调色剂。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的显影方法，其中，所述调色剂具有直径分布，所述直径分布具有15％或以上的标准偏差σ。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的显影方法，其中，所述调色剂具有5％或以上的色素浓度。

8.一种显影设备，在所述显影设备中为磁载体和调色剂的混合物的显影剂被搅拌并且所述显影剂的所述调色剂被供应，所述显影设备包括：检测装置，用于测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)；以及供应装置，用于根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

所述供应装置向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100(1)

Vt＝(π/6)·(Dtav_pop)³

Sc＝π·(Dcav_pop+Dtav_pop)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_pop)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_pop)³

其中Dcav_pop(μm)表示所述磁载体的数量平均直径，Dtav_pop(μm)表示所述调色剂的数量平均直径，γc表示所述磁载体的比重，而γt则表示所述调色剂的比重。

9.一种显影设备，在所述显影设备中为磁载体和调色剂的混合物的显影剂被搅拌并且所述显影剂的所述调色剂被供应，所述显影设备包括：检测装置，用于测量所述显影剂的调色剂密度TD(％)；以及供应装置，用于根据所述测量的调色剂密度TD(％)的减少，向所述显影剂供应所述调色剂，其中

所述供应装置向所述显影剂供应所述调色剂，以便所述测量的调色剂密度TD(％)落在由以下指定的范围之内：

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100(2)

Vt＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc＝(π/6)·(Dcav_vol)³

其中Dcav_vol(μm)表示所述磁载体的体积平均直径，Dtav_vol(μm)表示所述调色剂的体积平均直径，γc表示所述磁载体的比重，而γt则表示所述调色剂的比重。

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