图像形成装置
阅读：402发布：2023-03-05
专利汇可以提供图像形成装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种图像形成装置。每当执行了预定数目的片材的图像形成时，就执行斑 块 检测ATR控制，并且校正待从储槽（31）提供的补给显影剂的补给量，以使得显影设备（4）中包括的显影剂的调色剂带电量变为更接近目标调色剂带电量。此外，每当执行了用于校正补给显影剂的补给量的预定次数的控制时就执行Dmax控制，并且设置用于图像形成的显影 对比度 ，以使得显影的调色剂图像达到输出图像的最大浓度。控制部（110）基于根据Dmax控制形成的斑块的浓度来改变目标调色剂带电量。，下面是图像形成装置专利的具体信息内容。
1.一种图像形成装置，包括：
图像承载构件;
静电图像形成设备，在图像承载构件上形成静电图像；
显影设备，通过使包括调色剂的显影剂被承载在显影剂承载构件上来使图像承载构件上的静电图像显影；
补给设备，向显影设备补给显影剂；
传感器，检测用于图像形成控制的控制用调色剂图像，并且输出与调色剂承载量对应的信息；以及
控制部，能够分别执行：由传感器检测第一控制用调色剂图像、并且控制补给设备的操作以使得来自传感器的检测结果达到第一目标值的第一模式，由传感器检测第二控制用调色剂图像、并且设置最大图像浓度的显影对比度以使得来自传感器的检测结果达到第二目标值的第二模式，以及由传感器检测第三控制用调色剂图像、并且基于由传感器检测到的检测结果来改变第一控制用调色剂图像的第一目标值和显影对比度中的至少一个的第三模式。
2.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述控制部根据执行第二模式的定时来执行第三模式。
3.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述控制部至少在从在执行第二模式之前立即形成的第一控制用调色剂图像被形成的定时起直到在执行第二模式之后立即形成的第一控制用调色剂图像被形成的定时的时段期间执行第三模式。
4.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述控制部在非图像形成时段期间执行第三模式，在非图像形成时段中执行第二模式。
5.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述控制部设置用于在第一模式中形成的第一控制用调色剂图像的图像形成条件，以使得在第一模式中形成的第一控制用调色剂图像具有与由在前一次执行的第一模式与下次执行的第一模式之间输出的图像使用最多的图像浓度相对应的调色剂承载量。
6.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，第三模式是以等于或小于执行第二模式的频率的频率执行的。
图像形成装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于基于控制用的调色剂图像的调色剂承载量的检测结果而对于显影设备控制显影剂的补给量的图像形成装置，更具体地说，涉及用于以显影对比度的调整来替换用于通过调色剂电荷的调整确保图像浓度的可再现性的一部分控制的控制。
背景技术
[0002] 在广泛使用的图像形成装置中，充电的调色剂附着到图像承载构件上形成的静电图像以显影为调色剂图像，调色剂图像直接地或通过中间转印构件而转印到记录材料，调色剂图像已经转印到的记录材料被加热并且加压以将图像定影在记录材料上。如图6B所示，在图像形成装置中，调色剂图像被显影为使得以充电的调色剂的总电量来补偿作为显影剂承载构件的电势与静电图像的电势之间的电势差的显影对比度VcontG1。
[0003] 因此，随着显影设备内部的显影剂的调色剂带电量Q/M变得越高，通过对预定静电图像进行显影而获得的调色剂图像的调色剂承载量变得越小，并且图像浓度变得越低。另一方面，随着显影设备内部的显影剂的调色剂带电量Q/M变得越低，通过对预定静电图像进行显影而获得的调色剂图像的调色剂承载量变得越大，并且图像浓度变得越高。
[0004] 相应地，在常规图像形成装置中，执行用于总是将显影设备内部的显影剂的调色剂带电量Q/M保持在固定水平的控制，以便增强图像浓度的可再现性（日本专利申请公开No.H10-039608和日本专利申请公开No.2005-274789）。
[0005] 在日本专利申请公开No.H10-039608中公开的图像形成装置中，对于预定数目的片材的每个图像形成都设置固定的第一显影对比度，以形成用于测量的第一调色剂图像（ATR（自动调色剂补给）斑块），ATR斑块被光学传感器检测以测量调色剂承载量。然后，基于来自光学传感器的输出信息来调整通过视频计数方法获得的用于每个图像形成的显影剂补给量。
[0006] 在日本专利申请公开No.2005-274789中公开的图像形成装置中，以比使用用于测量的第一调色剂图像的显影剂补给量的调整更低的频率来执行在使用用于测量的第二调色剂图像（Dmax斑块）的图像形成时的显影对比度的调整。执行所谓的用于形成具有最高浓度水平（100%的图像比例；纯色图像）的Dmax斑块并且调整用于图像形成的第二显影对比度的Dmax控制。然后，为了减少由于温度/湿度的改变而导致的显影剂补给量的误差，基于调色剂承载量与在Dmax控制中所获得的显影对比度之间的关系来校正用于显影剂补给量调整的第一显影对比度。
[0007] 在日本专利申请公开No.H10-039608和日本专利申请公开No.2005-274789中公开的图像形成装置中，调整补给显影剂的补给量，以使得显影剂的调色剂带电量从头至尾保持在固定水平。如果斑块调色剂图像的调色剂承载量很小，则通过增加用于显影设备的调色剂补给量并且减少针对载体的调色剂的摩擦机会来降低调色剂带电量Q/M，由此增加图像的调色剂承载量。另一方面，如果斑块调色剂图像的调色剂承载量很大，则通过减少用于显影设备的调色剂补给量并且增加针对载体的调色剂的摩擦机会来增加调色剂带电量Q/M，由此减少图像的调色剂承载量。
[0008] 如果连续地执行呈现出极小的调色剂消耗的图像形成，则造成针对载体的调色剂的摩擦的次数就增加，并因此在斑块调色剂图像的调色剂承载量下降的同时，调色剂带电量Q/M上升。如果继续过量地提供调色剂以便通过降低调色剂带电量Q/M来确保图像浓度的可再现性，则显影剂的调色剂浓度（调色剂对于显影剂的重量比率）超过上限值（例如11%）。如果调色剂浓度超过上限值，则显影设备的正常操作可能不再继续。
[0009] 另一方面，如果连续地执行呈现出极高的调色剂消耗的图像形成，则造成针对载体的调色剂的摩擦的次数减少，并因此在斑块调色剂图像的调色剂承载量增加的同时，调色剂带电量Q/M减少。如果继续停止调色剂补给以便通过提升调色剂带电量Q/M来确保图像浓度的可再现性，则显影剂的调色剂浓度下降到下限值（例如5%）之下。如果调色剂浓度下降到下限值之下，则显影设备的正常操作可能不再继续。
[0010] 近年来，显影设备随着图像形成装置的小型化一起小型化，作为分母的显影剂量变得更小，而作为分子的补给显影剂的每单位时间的最大补给量随同图像形成装置的生产率的增加而一起增加。因此，显影设备内部的显影剂的调色剂带电量Q/M变得易于波动，调色剂浓度连同调色剂补给和调色剂补给限制一起变得易于波动。因此，如果连续地执行呈现出非常小的调色剂消耗的图像形成，则显影设备内部的显影剂的调色剂浓度在非常短的时间段中达到上限值。如果连续地执行呈现出非常大的调色剂消耗的图像形成，则显影剂的调色剂浓度在非常短的时间段中达到下限值。
发明内容
[0011] 本发明提供一种图像形成装置，即使连续地执行呈现出极小调色剂消耗的图像形成或即使连续地执行呈现出极大调色剂消耗的图像形成，也能够长期将显影剂的调色剂浓度保持在容许范围内。
[0012] 根据本发明示例的图像形成装置包括：图像承载构件;静电图像形成设备，在图像承载构件上形成静电图像；显影设备，通过使包括调色剂的显影剂被承载在显影剂承载构件上来使图像承载构件上的静电图像显影；补给设备，向显影设备补给显影剂；传感器，检测用于图像形成控制的控制用调色剂图像，并且输出与调色剂承载量对应的信息；以及控制部，能够分别执行：由传感器检测第一控制用调色剂图像、并且控制补给设备的操作以使得来自传感器的检测结果达到第一目标值的第一模式，由传感器检测第二控制用调色剂图像、并且设置最大图像浓度的显影对比度以使得来自传感器的检测结果达到第二目标值的第二模式，以及由传感器检测第三控制用调色剂图像、并且基于由传感器检测到的检测结果来改变第一控制用调色剂图像的第一目标值和显影对比度中的至少一个的第三模式。
附图说明
[0014] 图1示出图像形成装置的结构。
[0015] 图2示出显影设备的沿着垂直于其轴线的方向的截面的结构。
[0016] 图3示出显影设备的沿着平行于其轴线的方向的截面的结构。
[0017] 图4是用于在图像形成装置中执行的图像浓度控制的控制系统的框图。
[0018] 图5示出斑块调色剂图像的放置。
[0019] 图6A示出斑块图像的静电图像的显影对比度。
[0020] 图6B示出具有最高浓度水平的图像的静电图像的显影对比度。
[0021] 图7示出区域覆盖调制。
[0022] 图8示出根据区域覆盖调制的来自光学传感器的输出的改变。
[0023] 图9示出显影剂的调色剂带电量的上升。
[0024] 图10是根据本发明第一实施例的调色剂带电量控制的流程图。
[0025] 图11示出根据本发明第二实施例的用于斑块检测ATR控制的目标值的设置。
[0026] 图12是根据本发明第三实施例的调色剂带电量控制的流程图。
[0027] 图13示出视频计数器的配置。
[0028] 图14是调色剂消耗的柱状图。
具体实施方式
[0029] 以下，详细参照附图描述本发明的实施例。只要以显影对比度调整来代替基于斑块检测ATR的一部分显影剂补给控制，就也可以在通过使实施例的部分或所有组件被其替代的组件替换而获得的另一实施例中执行本发明。
[0030] 可以在串联类型/一个鼓类型、中间转印类型/记录材料传送类型、以及片材馈送转印类型的图像形成装置中的任何一个中执行本发明。在中间转印类型中，不仅可以在图像承载构件上而且也可以在中间转印构件上检测斑块调色剂图像的调色剂承载量。图像承载构件不限于有机感光构件，可以使用无机感光构件（如无定形硅感光构件等）。此外，图像承载构件不限于感光鼓，可以使用类似带的感光构件。也可以任意地选择充电方法、显影方法、转印方法、清洁方法和定影方法。显影设备不限于其中垂直地布置显影室和搅拌室的垂直类型，而可以是其中水平对齐地布置显影室和搅拌室的水平类型。显影设备可以是所谓的用于仅将调色剂提供给上面承载载体的磁刷辊的混合类型。
[0031] 在该实施例中，仅描述与调色剂图像的形成/转印有关的主要部分。通过添加必要的设备、装备和封装结构，可以在用于各种应用的图像形成装置（如打印机、各种打印机器、复印机、FAX和MFP等）中实现本发明。
[0032] （图像形成装置）
[0033] 图1是示出图像形成装置的结构的解释图。如图1所示，图像形成装置100是串联类型和中间转印类型的全色打印机，包括沿着中间转印带5布置的黄色、品红色、青色和黑色的图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd。
[0034] 在图像形成部分Pa中，黄色调色剂图像形成在感光鼓1a上，然后转印到中间转印带5。在图像形成部分Pb中，品红色调色剂图像形成在感光鼓1b上，然后转印到中间转印带5。在图像形成部分Pc和Pd中，青色调色剂图像和黑色调色剂图像分别形成在感光鼓1c和1d上，然后转印到中间转印带5。
[0035] 中间转印带5绕着驱动辊61、相对辊62和张紧辊63伸展，并且自由地在箭头R2方向上移动。转印到中间转印带5上的四色调色剂图像传送到二次转印部分T2并且被二次转印到记录材料S上。拾取辊13从记录材料盒12取出的记录材料S被分离辊11逐个片材地分离，以馈送到对准辊14。对准辊14在与中间转印带5上的调色剂图像对应的定时将记录材料S发送到二次转印部分T2。上面转印有调色剂图像的记录材料S被定影设备16加热并且施压以使调色剂图像定影到其表面，然后输送到传送托盘17。
[0036] 除了分别在显影设备4a、4b、4c和4d中使用不同颜色的调色剂之外，图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd基本上具有相同结构。以下，描述在图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd当中通过移除表示区别的各个后缀a、b、c和d获得的通用图像形成部分P，并且省略与图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd有关的重复描述。
[0037] 在图像形成部分P中，在感光鼓1周围布置电晕充电器2、曝光设备3、电势传感器9、显影设备4、一次转印辊6和鼓清洁设备19。感光鼓1具有在上面形成感光层（具有负极性的电荷极性传递至该感光层）的铝筒的外周表面，并且以300mm/秒的处理速度（圆周速度）在箭头所指示的方向上旋转。电晕充电器2基于对由电势传感器9检测到的表面电势的检测结果而将感光鼓1的表面均匀地充电到具有负极性的暗部分电势VD。曝光设备3通过使用旋转镜来扫描激光束，并且将图像的静电图像写入到感光鼓1的充电的表面上。显影设备4对静电图像进行显影以在感光鼓1的表面上形成调色剂图像。
[0038] 一次转印辊6处理中间转印带5的内侧表面，以在感光鼓1与中间转印带5之间形成用于调色剂图像的转印部分。通过将具有正极性的直流电压施加到一次转印辊6，感光鼓1上承载的具有负极性的调色剂图像一次转印到中间转印带5上。鼓清洁设备19收集感光鼓1上剩余的尚未转印到记录材料S的转印残余调色剂。
[0039] （显影设备）
[0040] 图2是示出显影设备的沿着垂直于其轴线的方向的截面的结构的解释图。图3是示出显影设备的沿着平行于其轴线的方向的截面的结构的解释图。
[0041] 如图2所示，显影设备4是垂直搅拌类型的显影设备，其中，在垂直方向上对齐地布置显影室23和搅拌室24。显影设备4包括显影容器22，包括调色剂和载体的显影剂存储在显影容器22中。
[0042] 在显影容器22的对应于与感光鼓1相对的显影区域的位置中提供开口部分，显影套筒28旋转地设置在开口部分中以使得朝向感光鼓1部分地暴露。显影套筒28在静电图像的显影时在箭头R4方向（逆时针方向）上旋转，并且将其层厚度由调节刀片29调节的显影剂承载和运送到感光鼓1的显影区域。显影套筒28将显影剂提供给感光鼓1上形成的静电图像，以将静电图像显影为调色剂图像。
[0043] 以非磁材料（如铝或不锈钢）形成显影套筒28。显影套筒28具有20mm的直径。感光鼓1具有40mm的直径。在图像形成时显影套筒28的转数设置为492rpm，显影套筒28的圆周速度对于感光鼓1的圆周速度的比例设置为180%。
[0044] 在非旋转状态下，磁体辊28m放置在显影套筒28内部。磁体辊28m具有定位为与感光鼓1相对的显影极S2以及定位为与调节刀片（尖端切割构件）29相对的磁极S1。磁体辊28m具有位于磁极S1与显影极S2之间的磁极N2以及定位为分别与显影室23和搅拌室24相对的磁极N1和N3。彼此相对的显影套筒28和感光鼓1之间的间隙设置为近似380μm，因此可以通过使由于来自显影极S2的磁通量导致在显影套筒28的表面上建立起的显影剂的磁性尖端与感光鼓1接触来执行显影。
[0045] 用于调节显影套筒28上承载的显影剂的层厚度的调节刀片29被设置为具有与显影套筒28相对的尖端。调节刀片29通过在由铝形成的非磁构件29a上覆盖由铁材料形成的磁构件29b而形成，以具有板状并且沿着显影套筒28的筒形表面的母线而被设置。调节刀片29被设置在显影套筒28的旋转方向上相对于感光鼓1在上游侧。
[0046] 显影剂穿过调节刀片29的尖端与显影套筒28之间的间隙，并且在被调节为固定层厚度的同时发送到显影区域。通过调整调节刀片29与显影套筒28之间的间隙，调节显影套筒28上承载的显影剂的磁刷的尖端切割量，并且调整要被运送到感光鼓1的显影区域的2
显影剂量。这里，调节刀片29与显影套筒28之间的间隙设置为580μm，以使得以30mg/cm调节要被运送到感光鼓1的显影区域的显影剂的每单位面积的显影剂涂敷量。调节刀片29与显影套筒28之间的间隙可以设置为200至1,000μm，并且优选地设置为400至700μm。
显影剂量。这里，调节刀片29与显影套筒28之间的间隙设置为580μm，以使得以30mg/cm调节要被运送到感光鼓1的显影区域的显影剂的每单位面积的显影剂涂敷量。调节刀片29与显影套筒28之间的间隙可以设置为200至1,000μm，并且优选地设置为400至700μm。
[0047] 通过在高度方向上在中心处垂直于绘制片材的方向上延伸的分隔壁27，将显影容器22的内部垂直地划分为显影室23和搅拌室24。
[0048] 如图3所示，在显影室23中设置显影螺杆25。显影螺杆25设置在显影室23的底部，基本上平行于显影套筒28的轴向方向。显影螺杆25旋转以在沿着轴线的方向的一个方向上运送显影室23内部的显影剂。显影螺杆25的形状具有Φ20mm的外径、6mm的轴向直径以及25mm的节距，其中，旋转速度设置为650rpm。
[0049] 在搅拌室24中设置有搅拌螺杆26。搅拌螺杆26设置在搅拌室24的底部，基本上平行于显影螺杆25。搅拌螺杆26在与显影螺杆25相反的方向上运送搅拌室24内部的显影剂。搅拌螺杆26的形状具有Φ20mm的外径、6mm的轴向直径以及25mm的节距。搅拌螺杆26需要比显影螺杆25更多的运送功率，因此具有设置为680rpm的旋转速度。
[0050] 显影室23和搅拌室24通过分别在分隔壁27的两端部分中形成的开口部分311和312而彼此连通。由显影螺杆25运送跨过显影室23的显影剂通过开口部分312落入搅拌室24中。由搅拌螺杆26运送跨过搅拌室24的显影剂通过开口部分311向上推送到显影室23。以此方式，在显影剂在被搅拌的同时在显影容器22内部循环的处理中，在显影剂的调色剂与载体之间产生摩擦，以将调色剂充电为负并且将载体充电为正。
[0051] （显影剂补给设备）
[0052] 在用于通过电子照相处理来形成全色图像的图像形成装置中，从图像的颜色着色等的观点来看，多数显影设备使用主要成分是非磁调色剂和磁载体的显影剂。显影剂的调色剂浓度在稳定图像质量中是非常重要的因素。调色剂浓度（调色剂的重量对于载体和调色剂的总重量的比率）定义为调色剂的重量对于显影剂的重量的比率。
[0053] 如图2所示，在显影设备4的顶部中设置用于存储通过混合调色剂和载体所获得的用于补给的显影剂的储槽31。在储槽31的下部设置用于随旋转一起切去显影剂以用其来补给显影室23的补给螺杆32。如图3所示，补给螺杆32的一端延伸直到在显影设备4的前端部分中提供的显影剂补给端口30的位置。
[0054] 用于补偿由图像形成所消耗的调色剂量的补给显影剂的量由于补给螺杆32的旋转力和重力而从储槽31通过显影剂补给端口30，以补给显影设备4的显影容器22。基于补给螺杆32的旋转数来调整补给显影剂的补给量。控制部分110(控制部)确定补给显影剂的补给量和补给螺杆32的旋转数。
[0055] 仅调色剂随图像形成一起从显影套筒28重新定位到感光鼓1，这降低了显影容器22内部循环的显影剂的调色剂浓度。在稍后描述的视频计数ATR控制中，控制部分110获得用于每个图像形成的调色剂消耗以计算补给显影剂的补给量，并且将调色剂补给信号发送到电机驱动电路507。电机驱动电路507驱动电机528达到仅与调色剂补给信号对应的时间段，以旋转补给螺杆32并且将适当量的补给显影剂从储槽31提供给显影容器22。通过该操作，恢复显影容器22内部的显影剂的调色剂浓度。
[0056] 就重量比率而言，补给显影剂包括90%的调色剂和10%的载体。由于以包括10%的载体的补给显影剂的补给而已经变得过量的显影容器22内部的显影剂从输送开口部分40溢出，以由输送螺杆41运送并且收集到收集容器42中。通过该操作，连同显影容器22内部的循环一起，以新的载体逐渐代替充电性能已经降低的载体。
[0057] 在视频计数ATR控制中，基于调色剂消耗的估计值而执行调色剂补给，因此，使用补给显影剂的调色剂补给的误差累积，以使得显影剂的调色剂浓度有时变得不适当。因此，在显影容器22中设置用于光学地或磁力地检测正循环的显影剂的调色剂浓度以发出警报的传感器（未示出）。
[0058] （视频计数ATR控制）
[0059] 图4是用于在图像形成装置中执行的图像浓度控制的控制系统的框图。
[0060] 如图4所示，在显影设备4中，随着图像形成一起，仅调色剂通过显影套筒28从显影容器22内部的显影剂中被消耗，这降低了显影剂的调色剂浓度。因此，控制部分110执行视频计数ATR控制以通过来自储槽31的补给显影剂来补给显影容器22，以使得仅快速补偿所消耗的调色剂。视频计数ATR控制对于每个片材的图像形成而被执行以对图像的区域覆盖调制的曝光点进行计数，估计调色剂消耗，并且确定补给显影剂的补给量。
[0061] 读取器图像处理部分108扩展图像数据，创建用于每个像素的数字图像信号，以用于扫描线写入。视频计数器220对用于每个像素的数字图像信号的输出电平进行积分，并估算针对用于一个片材的图像形成所使用的每个颜色的调色剂量。视频计数器220对用于每个像素的数字图像信号的输出电平进行积分，将输出电平转换为视频计数数目，并将视频计数数目发送到控制部分110。
[0062] 控制部分110将视频计数数目转换为补给显影剂的补给量，并将其发送到电机驱动电路507作为调色剂补给信号。电机驱动电路507驱动电机528仅达到与调色剂补给信号对应的时间段，以将储槽31内部的适当量的补给显影剂提供到显影容器22的内部。
[0063] （斑块调色剂图像）
[0064] 图5是斑块调色剂图像的放置的解释图。图6A和图6B是斑块调色剂图像的显影对比度的解释图。图7是区域覆盖调制的解释图。图8是根据区域覆盖调制的来自光学传感器的输出的改变的解释图。
[0065] 如图5所示，例如，通过增大图像的调色剂图像与图像的调色剂图像之间的间隔来形成斑块调色剂图像（基准图像）Q。在稍后描述的斑块检测ATR控制中，根据感光鼓1上形成的半色斑块调色剂图像（ATR斑块）的调色剂承载量来调整基于视频计数ATR的补给显影剂的补给量。在稍后描述的Dmax控制中，根据在感光鼓1上形成的具有最高浓度水平的斑块调色剂图像（Dmax斑块）的调色剂承载量来调整在图像形成时的显影对比度。
[0066] 如图4所示，打印机控制部分109控制曝光设备3的半导体激光器以将静电图像写入到感光鼓上。斑块图像信号生成电路（图案生成器）192生成具有与用于形成斑块调色剂图像的预定图像浓度对应的信号电平的斑块图像信号。在形成斑块调色剂图像时，脉宽调制电路191根据从图案生成器192接收的斑块图像信号来生成具有与预定浓度对应的脉冲宽度的激光器驱动脉冲。激光器驱动脉冲提供给曝光设备3的半导体激光器。半导体激光器发射光达到与脉冲宽度对应的时间段，以扫描并曝光感光鼓1。通过该操作，在感光鼓1上形成与预定浓度对应的斑块静电图像。显影设备4对斑块静电图像进行显影，斑块调色剂图像Q被显影在感光鼓1上。
[0067] 参照图4，如图6B所示，电晕充电器2将感光鼓1负充电到均匀暗部电势VD。此后，激光束扫描并曝光的部分被放电到亮部电势VL，在感光鼓1上形成与图像信号对应的静电图像。当调色剂从显影套筒28移动到静电图像时，感光鼓1上的静电图像被显影为调色剂图像。此时，以充电调色剂的电荷来补偿作为施加到显影套筒28的直流电压Vdc与静电图像的亮部电势VLG1之间的电势差的显影对比度VcontG1。相应地，当显影对比度VcontG1增大时，重新定位到静电图像的调色剂量增加，斑块调色剂图像的调色剂承载量变得更大，这提升了在将斑块调色剂图像转印并且定影到记录材料上时的斑块图像浓度。
[0068] 显影对比度VcontG1是施加到显影套筒28的直流电压Vdc与感光鼓1的亮部电势VLG1之间的电势差。以附着到呈现亮部电势VL的曝光区域的无数调色剂颗粒的充电电荷来补偿显影对比度VcontG1的电量，由此将静电图像显影为调色剂图像。
[0069] 甚至在没有将斑块调色剂图像Q转印并定影到记录材料上的情况下，可以检测感光鼓1上形成的斑块调色剂图像Q的调色剂承载量，作为在以检测光来照射感光鼓1的表面时的镜面反射强度，或作为感光鼓1的表面的反射率。用于检测斑块调色剂图像Q的图像浓度的光学传感器900设置在显影设备4的下游侧，以使得与感光鼓1相对。光学传感器900包括配有光发射元件（如LED）的光发射部分和配有光接收元件（如光电二极管（PD））的光接收部分，光接收部分仅检测来自感光鼓1的镜面反射。
[0070] 光学传感器900以红外光来照射感光鼓1，以与斑块调色剂图像Q通过光学传感器900下方的定时同步地测量来自斑块调色剂图像Q的反射光的量。光学传感器900将来自感光鼓1的反射光（红外光）转换为0V至5V的模拟电信号。提供给控制部分110的模数变换电路114将模拟电信号转换为8比特数字信号。浓度转换电路115将8比特数字信号转换为浓度信息。
[0071] 当感光鼓1上形成的斑块调色剂图像Q的图像浓度根据图7所示的区域覆盖调制而逐步地改变时，来自光学传感器900的输出根据图8所示的所形成的斑块图像的浓度而改变。
[0072] 这里，在调色剂不附着到感光鼓1的状态下的来自光学传感器900的输出是5V，并且由模数变换电路114读取为第255电平。随着调色剂对感光鼓1上形成的像素的区域覆盖比率根据区域覆盖调制而增加，斑块调色剂图像Q的调色剂承载量增加，并且图像浓度变得更高，同时在来自光学传感器900的输出变得更小。
[0073] 基于图8所示的光学传感器900的特性来预先准备用于将来自光学传感器900的输出转换为针对每个颜色的浓度信号的针对每个颜色的表115a。表115a存储在浓度转换电路115的存储部分中。通过该操作，浓度转换电路115可以参考表115a来高精度地读取针对每个颜色的斑块图像浓度，并且将斑块图像浓度转换为浓度信息。
[0074] （斑块检测ATR控制）
[0075] 为了校正已经由于静电图像的显影而改变的显影容器22内部的显影剂的调色剂浓度，执行斑块检测ATR（自动调色剂补给）控制。在斑块检测ATR控制中，适当地精确检测显影剂的调色剂带电量Q/M，根据改变而执行调色剂补给，并且调色剂带电量Q/M总是被控制在固定水平，以保持图像的质量。
[0076] 对于100个片材的每个图像形成来执行斑块检测ATR控制。然而，可以在例如每次提供补给显影剂、每次完成一个复制操作或每次视频计数数目达到预定值的定时执行斑块检测ATR控制。
[0077] 在斑块检测ATR控制中，控制调色剂的补给量，以使得显影的图像总是以固定的显影对比度在图像形成中具有固定的图像浓度。如果图像浓度已经根据调色剂带电量Q/M而改变，则通过显影剂补给来调整调色剂带电量Q/M。如果显影剂的调色剂带电量Q/M已经改变，并且如果以固定的显影对比度显影的斑块调色剂图像的调色剂承载量已经改变，则校正视频计数ATR控制中设置的补给显影剂的补给量。
[0078] 在斑块检测ATR控制中，控制显影设备4内部的显影剂的调色剂带电量Q/M，以使得当给定的静电图像形成在感光鼓1上并且在给定的显影条件上显影为调色剂图像时在感光鼓1上形成的调色剂图像的调色剂承载量变为固定的。在斑块检测ATR控制中，ATR斑块形成在感光鼓1上并且由光学传感器900检测。
[0079] 如图8所示，光学传感器900具有对数函数的特性，并且随着调色剂承载量变得更大，检测结果的斜率变为更小。换句话说，来自光学传感器900的输出信息的改变变得比调色剂承载量的改变更小，因此，调色剂承载量的检测精度变得更低。为此，通过使用如图6A所示的ATR斑块的曝光图案那样的两条直线/一个空间图案，ATR斑块的区域覆盖调制降低，并且调色剂承载量（斑块图像浓度）降低，如图8所示。在形成ATR斑块时曝光的静电图像具有1,200dpi的分辨率，并且被设置为在副扫描方向上的两条直线/一个空间区域的覆盖调制图案。
[0080] 如果ATR斑块的调色剂承载量不足，则调色剂带电量Q/M相对于显影对比度是过量的。因此，增加补给显影剂的补给量以提升显影剂的调色剂浓度，减少调色剂的摩擦机会以降低调色剂带电量Q/M。当调色剂带电量Q/M很高时，通过按比例地增加视频计数ATR控制中所获得的补给显影剂的补给量来控制降低显影剂的调色剂带电量Q/M。
[0081] 如果ATR斑块的调色剂承载量过量，则调色剂带电量Q/M相对于显影对比度是不足的。因此，减少补给显影剂的补给量以降低显影剂的调色剂浓度，增加调色剂的摩擦机会以提升调色剂带电量Q/M。当调色剂带电量Q/M很低时，通过按比例地减少视频计数ATR控制中所获得的补给显影剂的补给量来控制提升调色剂带电量Q/M。
[0082] 如图5所示，控制部分110在连续的图像形成中在对于100个片材的每个图像形成的图像间隔处形成ATR斑块Q。在夹在待输出的图像的后沿与后续图像的前沿之间的非图像区域（图像间隔）中形成ATR斑块Q。各个颜色具有每100个片材的周期，因此在用于每25个片材的连续图像形成的图像之间形成任一颜色中的ATR斑块Q。
[0083] 控制部分110控制曝光设备3以将作为斑块调色剂图像的静电图像的“斑块静电图像”写入到感光鼓1上，并且控制显影设备4执行显影以形成ATR斑块。基于由光学传感器900获得的ATR斑块的检测结果，控制部分110执行补给显影剂的补给控制，以使得ATR斑块的调色剂承载量收敛到目标值。
[0084] 控制部分110使用用于初始显影剂的ATR斑块的调色剂承载量作为基准值，以从ATR斑块的调色剂承载量的当前测量值与基准值之间的差ΔD获得补给校正量Mp。控制部分110预先获得在显影设备4内部的显影剂的调色剂浓度偏离补给显影剂的基准值1g时用于ATR斑块的调色剂承载量的测量结果的变化ΔDrate，并且将变化ΔDrate存储在ROM113中。控制部分110通过表达式1来计算当前测量所需的补给显影剂的补给校正量Mp。
[0085] Mp=ΔD/ΔDrate...（表达式1）
[0086] 可以在用于斑块检测ATR控制的执行间隔内均匀地处理补给显影剂的补给校正量Mp的补给，以避免颜色着色的突然波动。这是因为，如果在执行斑块检测ATR控制之后在第一片材的图像形成时联合地提供所获得的补给校正量Mp，则执行补给显影剂的补给控制到很大程度，这产生过冲。为此，通过表达式1所获得的补给校正量Mp除以作为斑块检测ATR的执行频率的100个片材并且均等地被用于斑块检测ATR的执行间隔的数目分割，由此以Mp/100为单位来处理补给校正量Mp。以此方式，控制部分110基于调色剂带电量来校正视频计数ATR控制中的补给显影剂的补给量。
[0087] （图像浓度调整）
[0088] 如图6B所示，当感光鼓1上形成的静电图像的亮部电势VL由于环境中的湿度的改变或湿度的改变、各部分的恶化、在启动之后的逝去时间等而改变时，显影对比度VcontG1改变。当显影对比度VcontG1改变时，即使调色剂带电量Q/M保持在固定并且不变的水平，在对静电图像进行显影时的调色剂图像的调色剂承载量也改变，这使得输出图像浓度变化。因此，控制部分110对于预定数目的片材的每个图像形成周期性地通过电势控制执行图像浓度调整（Dmax控制），来重置显影对比度VcontG1，由此使得输出图像的浓度是适当的。
[0089] 如图6B所示，在Dmax控制中，从曝光设备3输出的曝光在两个阶跃中改变，以用激光功率W1和W2形成具有两个阶跃亮部电势VLG1和VLG2的斑块静电图像。具有亮部电势VLG1和VLG2的斑块静电图像形成相对于施加到显影套筒28的直流电压Vdc的两个阶跃显影对比度VcontG1和VcontG2。控制部分110通过从施加到显影套筒28的振荡电压的直流电压Vdc减去电势传感器9所测量的亮部电势VL来获得显影对比度VcontG1和VcontG2。以两个阶跃显影对比度VcontG1和VcontG2显影的Dmax斑块Q1和Q2在两个阶跃中的调色剂承载量中是不同的。
[0090] 控制部分110使用光学传感器900分别测量Dmax斑块Q1和Q2的调色剂承载量。控制部分110基于来自光学传感器900的信号控制激光强度控制电路190来在图像形成时以及在斑块调色剂图像形成时改变激光功率Wold。控制部分110对于根据激光功率W1的调色剂承载量和根据激光功率W2的调色剂承载量执行线性内插。然后，控制部分110在激光功率W1与激光功率W2之间设置激光功率Wnew，Dmax斑块以此而形成为具有适当的调色剂承载量。控制部分110基于用于恢复Dmax斑块的适当调色剂承载量的曝光输出的校正量，来设置区域覆盖调制与在正常图像形成时施加的图像浓度之间的关系。
[0091] （比较例）
[0092] 图9是显影剂的调色剂带电量的上升的解释图。在传统斑块检测ATR控制中，光学传感器检测感光鼓上的斑块调色剂图像的调色剂承载量，因此调色剂的补给控制以后处理方式来执行。然而，在不考虑由于长期使用显影剂导致的调色剂带电量Q/M的波动的情况下，补给显影剂的补给控制被一般地执行，以使得总是保持初始设置的显影能力。在正常使用环境的情况下，该控制可以完全处理情况。在甚至在长期使用之后显影剂呈现出非常小的调色剂带电量Q/M的波动的情况下，也可以通过该控制来获得具有稳定图像浓度的输出图像。
[0093] 然而，近年来，在补给显影剂的每单位时间的最大补给量连同图像形成装置的生产率的增加一起增加的同时，显影容器22已经连同图像形成装置的小型化一起小型化，显影剂量变少。因此，补给显影剂的补给量对于循环显影剂的比率倾向于增加，由此增加显影剂的调色剂带电量Q/M的改变。
[0094] 因此，在连续打印具有非常小的图像比率的图像的情况下，调色剂带电量Q/M可能突然上升，可能持续提供补给显影剂以补偿这种上升，导致过高的显影剂的调色剂浓度。如果使显影剂的调色剂浓度太高，则从显影套筒28散出的调色剂的量增加。
[0095] 在连续打印具有非常高图像比率的图像的情况下，调色剂带电量Q/M可能急剧下降，使用补给显影剂的补给可能停止以补偿这种下降，导致过低的显影剂的调色剂浓度。如果使显影剂的调色剂浓度过低，则降低了输出图像的浓度。
[0096] 因此，在日本专利申请公开No.H10-039608中公开的常规斑块检测ATR控制中，磁导传感器安装到显影容器以独立地检测显影剂的调色剂浓度，并且仅当显影剂的调色剂浓度落入容许范围（7%至11%）内才执行斑块检测ATR控制。如果调色剂浓度超过适当范围（11%），则使用补给显影剂进行的补给停止，如果调色剂浓度下降到适当范围（7%）之下，则强制地提供补给显影剂。
[0097] 然而，在此情况下，如果调色剂浓度落出容许范围，则对于调色剂带电量Q/M的控制不再起作用，因此，对于斑块调色剂图像和正常图像，针对相同显影对比度的调色剂承载量的可再现性都损失。结果，即使在没有调色剂带电量Q/M的改变的情况下，也形成具有与对应于调色剂带电量Q/M的正常值相远离的调色剂承载量的斑块调色剂图像，并且禁用斑块检测ATR控制本身。自然，同样是对于正常输出图像，确保图像浓度或颜色着色的稳定性比在斑块检测ATR控制正常地起作用的情况下更难。如果在形成ATR斑块时的显影对比度是固定的，则当显影剂的调色剂带电量Q/M保持在一个方向上改变时，调色剂浓度在早期落出容许范围，这禁止斑块检测ATR以高精度进行的图像浓度控制。
[0098] 因此，在以下实施例中，在通过斑块检测ATR控制进行的补给显影剂的补给控制中，与感光鼓1上的ATR斑块的检测到的显影对比度相对应的调色剂承载量的目标值随着时间而改变。为了稳定图像浓度，与预定显影对比度对应的调色剂承载量的目标值在预定定时改变，此后，通过使用改变的调色剂承载量作为目标来执行调色剂补给。使用该操作，即使在使用其特性由于长期使用而改变的显影剂的情况下，也可以获得具有浓度总是稳定的高图像质量的图像。在执行（包括强制补给的）补给限制的情况下，每次执行Dmax控制就执行重置，这可以实现图像浓度的稳定性。
[0099] （第一实施例）
[0100] 图10是根据本发明第一实施例的调色剂带电量控制的流程图。
[0101] 如图4所示，作为静电图像形成单元的例子的曝光设备3在作为图像承载构件的例子的感光鼓1上形成图像的静电图像。显影设备4使得包括充电的调色剂的显影剂在作为显影剂运送构件的例子的显影套筒28上运送，并且对其施加电压。使用该操作，显影设备4将静电图像显影为具有与作为显影套筒28的电势与静电图像的电势之间的电势差的显影对比度相对应的调色剂承载量的调色剂图像。作为补给单元的例子的储槽31以显影剂来补给显影设备4，以补偿图像形成中消耗的调色剂。在每个图像形成中，储槽31以适合于对于每个图像形成而估计的所消耗的调色剂量的补给显影剂来补给显影设备4。控制部分110调整待在每个图像形成中补给显影设备4的显影剂量，以便分布在预定数目的片材的图像形成的单元中。作为检测单元的例子的光学传感器检测待用于控制图像形成的用于测量的调色剂图像，并且输出与调色剂承载量相对应的信息。
[0102] 在作为控制方法的例子的斑块检测ATR中，曝光设备3和显影设备4用于设置第一显影对比度并且形成作为用于测量的第一调色剂图像的例子的ATR斑块，并且光学传感器900用于检测它。基于检测结果，控制要从储槽31提供的显影剂的补给量，以使得ATR斑块的调色剂承载量变得更接近第一目标调色剂承载量。每当执行了预定数目的片材的图像形成时，控制部分110就校正补给显影剂的补给量，以使得显影设备4内部的显影剂的调色剂带电量变得更接近目标调色剂电荷。
[0103] 在作为最大浓度调整方法的例子的Dmax控制中，设置预定显影对比度，形成用于测量的第二调色剂图像，并且光学传感器900用于检测它。在图像形成时用于最大图像浓度的显影对比度被设置为使得：用于测量的第二调色剂图像的调色剂承载量达到与输出图像的最大浓度对应的第二目标调色剂承载量。每当执行了用于校正补给显影剂的补给量的预定次数的控制时，就把用于图像形成的显影对比度设置为使得：显影的调色剂图像的调色剂承载量变得更接近于与输出图像的最大浓度相对应的调色剂承载量。
[0104] 作为设置单元的例子的控制部分110根据Dmax控制使用作为调整定时的例子的用于测量的第二调色剂图像，以在设置显影对比度的非图像形成时段期间执行第一目标调色剂承载量的设置。在等于或小于基于对ATR斑块的检测结果来控制储槽31的频率的1/2的频率处，设置第一显影对比度，形成用于测量的调色剂图像，并且光学传感器900用于检测它。然后，控制部分110把检测到的调色剂承载量设置为第一目标调色剂承载量。控制部分110使用用于测量的第二调色剂图像以与设置显影对比度的定时同步地改变第一目标调色剂承载量。控制部分110改变目标调色剂带电量，以使得在Dmax控制时的显影设备4内部的显影剂的调色剂带电量达到目标调色剂带电量。控制部分110改变目标调色剂带电量，以使得在Dmax控制时不需要校正补给显影剂的补给量。
[0105] 参照图4，如图10所示，在以新的显影设备代替显影设备4的情况下或在以新的显影剂代替显影设备4内部的显影剂的情况下，控制部分110设置ATR斑块的调色剂承载量的目标值（S1）。控制部分110以对于每个图像形成装置预设的预定显影对比度Vcont在感光鼓1上形成如图7所示的经受区域覆盖调制的ATR斑块，并且使用光学传感器900来检测ATR斑块。通过从施加到显影套筒28的振荡电压的直流电压Vdc减去由电势传感器9测量的亮部电势VL来获得显影对比度Vcont，并且通过改变从曝光设备3输出的激光来执行其调整（见图6B）。
[0106] 控制部分110基于来自光学传感器900的输出信息而获得ATR斑块的调色剂承载量，并且将其设置为用于斑块检测ATR控制的斑块调色剂图像的调色剂承载量的初始目标值。在直到根据下次Dmax控制而重置目标值的时段期间，除非ATR斑块的调色剂承载量达到初始目标值，否则控制部分110按比例增加补给显影剂的补给量，如果ATR斑块的调色剂承载量超过初始目标值，则减少补给显影剂的补给量。
[0107] 在除了以新的显影设备代替显影设备4的情况或以新的显影剂代替其中的显影剂的情况之外的情况下，当接通图像形成装置100的电源时，控制部分110执行Dmax控制。
[0108] 在除了Dmax控制之外的情况下，对于在完成了其中执行第1000片材的图像形成的图像形成任务时的每个后旋转（S2中的是），控制部分110执行Dmax控制（S3）。
[0109] 在该实施例中，在Dmax控制完成后，控制部分110随后重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值（S3）。
[0110] 控制部分110控制图像形成装置，以便达到与当设置初始目标值时相同的显影对比度Vcont，并且在感光鼓1上形成与当设置初始目标值时相同的ATR斑块。如图9所示，在ATR斑块形成时的显影对比度Vcont被设置为200V。ATR斑块的显影对比度Vcont需要根据用于待使用的机器的条件而改变，但直到同一机器结束都保持相同。
[0111] 控制部分110使用光学传感器900检测ATR斑块，基于来自光学传感器900的输出信息而获得ATR斑块的调色剂承载量，并且将其设置为用于斑块检测ATR控制的斑块调色剂图像的调色剂承载量的新目标值。在直到下次Dmax控制的时段期间，除非ATR斑块的调色剂承载量达到新目标值，否则控制部分110按比例增加补给显影剂的补给量，如果ATR斑块的调色剂承载量超过新目标值，则减少补给显影剂的补给量。
[0112] 如图9所示，相同显影对比度用于形成ATR斑块，并且因此调色剂带电量Q/M相对于在前一次设置目标值Nn时获得的值稍微改变，以使得ATR斑块的调色剂承载量与其不同。在此情况下，控制部分110将ATR斑块的所测量的调色剂承载量设置为要用于斑块检测ATR控制的新目标值Nn+1，直到下次Dmax控制。在图9中，调色剂带电量Q/M比前一个调色剂带电量更高，因此将目标值Nn+1设置得小于前一个目标值。另一方面，如果调色剂带电量Q/M小于前一个调色剂带电量，则将新目标值Nn+1设置得大于前一个目标值Nn。
[0113] 换句话说，与常规技术不同的是，不执行显影剂的补给调整直到ATR斑块的调色剂承载量严格地恢复固定值，在该时间点的调色剂带电量Q/M假设为暂定基准，并且取消显影剂的补给调整。在前一次Dmax控制时不恢复调色剂带电量Q/M的情况下，在当前Dmax控制时执行斑块检测ATR控制以便保持调色剂带电量Q/M，直到下次Dmax控制。即使存在调色剂带电量Q/M的改变，也不出现问题，这是因为输出图像的图像浓度的可再现性通过Dmax控制而保持在与前一个水平相同的水平，换句话说，在与当设置用于斑块检测ATR控制的初始目标值时相同的水平。
[0114] 在第一实施例中，通过检测与显影对比度Vcont对应的感光鼓1上的调色剂承载量来掌握显影剂的调色剂带电量Q/M。如果调色剂承载量相对于预定显影对比度Vcont较大，则确定调色剂带电量Q/M是低的，如果调色剂承载量较小，则确定调色剂带电量Q/M是高的。然后，与预定显影对比度Vcont对应的调色剂承载量的目标值在预定定时改变，此后，通过使用改变的调色剂承载量作为目标值来执行斑块检测ATR控制。
[0115] 如图9所示，通过对呈现出相同显影对比度的静电图像进行显影所获得的调色剂图像的调色剂承载量的可再现性，在使用新的显影剂的初始时间与在调色剂带电量Q/M已经上升的逝去时间之后的时间点之间受损。为此，在第一实施例中，如果存在显影剂的调色剂带电量Q/M的改变，则重置与和预定显影对比度Vcont对应的ATR斑块的调色剂承载量有关的目标值。
[0116] 在常规斑块检测ATR中，调整调色剂补给量，以使得以固定的显影对比度检测具有固定的目标调色剂承载量的ATR斑块，换句话说，从始至终保持固定的调色剂带电量Q/M。因此，如果具有低图像比率的图像形成继续并且调色剂浓度开始上升，则在短时间段中达到调色剂浓度的上限值，斑块检测ATR可能不再继续。
[0117] 在第一实施例中，通过校正用于每个Dmax控制的目标调色剂承载量，在该时间点的调色剂带电量Q/M得以保持，直到下次Dmax控制。在Dmax控制中，调整用于图像形成的显影对比度以消除调色剂带电量Q/M的改变的影响，因此，即使存在ATR斑块的调色剂承载量的改变，用于图像形成的图像浓度也不改变。
[0118] 在Dmax控制中，随着显影设备4中显影剂的累计搅拌量增加并且随着显影剂的调色剂带电量Q/M变得较高，把用于实现图像浓度的最高浓度水平的显影对比度设置得较高。如果在该阶段形成ATR斑块，则显影剂的调色剂带电量Q/M是高的，因此，ATR斑块的调色剂承载量小于初始或前一次斑块检测ATR控制。这里，如果使用初始或前一次目标调色剂承载量，则过量地提供用于补给的显影剂，并且在Dmax控制中设置的显影对比度变得不适当。
[0119] 为此，在第一实施例中，将目标调色剂承载量设置为小于初始或前一次Dmax控制，以便在Dmax控制时保持显影剂的调色剂带电量Q/M。这是因为，通过减少目标调色剂承载量而损失的调色剂承载量已经被设置为高的显影对比度补偿。
[0120] 根据第一实施例，通过调整用于图像形成的第二显影对比度来消除在调色剂带电量Q/M变化中所涉及的输出图像的浓度的改变，这不产生问题。通过调整调色剂补给量和第二显影对比度，在第一实施例中，重新生成在常规上通过仅调整调色剂补给量而重新生成的图像浓度。因此，无需提供过量调色剂或限制调色剂补给。
[0121] 根据第一实施例，基于显影剂的当前调色剂带电量Q/M来执行斑块检测ATR控制，并且因此，即使在显影剂的调色剂浓度在一个方向上保持改变的这样严酷的连续图像形成时，也可以避免调色剂的过量补给或长期补给停止。为此，可以抑制由于补给显影剂的过量补给而导致的调色剂的散开或由于降低的调色剂浓度而导致的图像浓度的减少，这可以实现呈现出稳定图像浓度的图像形成装置。
[0122] 根据第一实施例，用于斑块检测ATR控制的调色剂承载量的目标值逐渐改变，因此，即使显影剂的调色剂带电量Q/M保持在一个方向上改变，显影容器22的显影剂也几乎不落出调色剂浓度的容许范围。斑块检测ATR控制中调色剂承载量的目标值基于对于ATR斑块的调色剂承载量的测量结果而改变，这避免了补给显影剂对于显影容器22的过量补给或补给的中断。在允许显影容器22内部的显影剂的调色剂带电量Q/M的逐渐改变的同时，通过调整显影对比度来消除调色剂带电量Q/M的改变所涉及的输出图像的浓度的改变。
[0123] 根据第一实施例，通过在预定定时校正ATR斑块的调色剂承载量的目标值，补给显影剂的过量补给或过量长的补给停止几乎不出现。即使连续执行具有极低图像比率的图像的形成，或即使连续执行具有极高图像比率的图像的形成，斑块检测ATR控制也继续，这使得能够以稳定图像浓度进行打印输出。
[0124] 近年来，针对显影容器内部的显影剂的搅拌速度已经连同图像形成装置的生产率的增加而增大，因此显影剂倾向于更早地恶化。因此，为了稳定显影性能，必需选择具有如此高持久性并且长期呈现出小的调色剂带电量Q/M的波动的调色剂，这对于常规地可用的调色剂的使用施加了限制。然而，根据第一实施例，即使显影剂较早地恶化，也抑制调色剂浓度的改变，这对于常规地可用的调色剂的使用不施加限制。
[0125] 如图1所示，图像形成装置100包括中间转印带5，因此光学传感器900可以设置为与中间转印带5相对。在斑块检测ATR控制和Dmax控制中，光学传感器900可以检测转印到中间转印带5上的斑块调色剂图像Q的调色剂承载量。
[0126] 在该实施例中，通过把在完成Dmax控制之后随后执行重置的情况用作示例，来描述用于重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值的定时。然而，用于重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值的定时不限于此。用于重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值的定时可以至少是以下时段：该时段从恰好在执行Dmax控制之前形成ATR斑块的定时直到恰好在执行Dmax控制之后形成ATR斑块的定时。例如，即使在执行Dmax控制后执行图像形成之后，只要至少在执行Dmax控制之后、形成后一个ATR斑块之前重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值，就不存在问题。然而，从减少停工时间的观点来看，更优选的是，与用于执行Dmax控制的非图像形成时段同步地重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值。
[0127] （第二实施例）
[0128] 图11是示出根据本发明第二实施例的设置用于斑块检测ATR控制的目标值的解释图线。在第一实施例中，斑块检测ATR的调色剂承载量的目标值被改变以解除对于补给显影剂的补给限制，而在第二实施例中，改变在ATR斑块形成时的显影对比度以解除对于补给显影剂的补给限制。
[0129] 如图4所示，基于对ATR斑块的检测结果，在等于或小于控制储槽31的频率的1/2的频率处，作为设置单元的例子的控制部分110设置第一显影对比度，形成用于测量的调色剂图像，并且使用光学传感器900来检测它。然后，控制部分110设置第一显影对比度自身，以使得检测到的调色剂承载量变得更接近第一目标调色剂承载量。
[0130] 在第二实施例中，如图10所示，以与第一实施例相同的方式，在以新的显影设备代替显影设备4的情况或以新的显影剂代替显影设备4内的显影剂的情况下，设置用于斑块检测ATR控制的初始目标值（S1）。此后，每当执行Dmax控制时（S2和S3中的是），就校正在ATR斑块形成时的显影对比度，以使得能够形成具有与当设置初始目标值时相同的调色剂承载量的ATR斑块（S3）。
[0131] 如图11所示，前一次Dmax控制中所使用的显影对比度Vcontn被校正为新的显影对比度Vcontn+1，以使得可以形成具有与前一次Dmax控制中所使用的调色剂承载量相等的调色剂承载量N的ATR斑块。基于当前Dmax控制中获取的显影对比度与调色剂承载量之间的关系来执行这种校正。
[0132] 到此所使用的显影对比度被设置为Vcontn。用于基于前一次Dmax控制中获取的调色剂承载量与显影对比度之间的关系而获得ATR斑块的调色剂承载量N的显影对比度被设置为Vcontn'。用于基于当前Dmax控制中获取的调色剂承载量与显影对比度之间的关系而获得ATR斑块的调色剂承载量N的显影对比度被设置为Vcontn+1'。通过以下表达式来获得在ATR斑块形成时的新的显影对比度Vcontn+1。
[0133] Vcontn+1=Vcontn×(Vcontn+1'/Vcontn')
[0134] 换句话说，在Dmax控制中，为了获得所转印并且定影的每个颜色的适当最大浓度，改变从曝光设备3输出的曝光，以调整斑块静电图像的显影对比度，以使得Dmax斑块的调色剂承载量变为预定值。在第二实施例中，通过与在Dmax控制中获得图像的最大浓度相同的方式，改变从曝光设备3输出的曝光，以计算显影对比度Vcontn+1，以使得ATR斑块的调色剂承载量达到目标值（N）。
[0135] 每当执行Dmax控制时，就更新在ATR斑块形成时的显影对比度Vcontn+1。直到下次Dmax控制，在斑块检测ATR控制中，如果用显影对比度Vcontn+1所形成的ATR斑块的调色剂承载量被测量为大于调色剂承载量N，则减少补给显影剂的补给量以增加调色剂带电量Q/M。如果用显影对比度Vcontn+1所形成的ATR斑块的调色剂承载量被测量为小于调色剂承载量N，则按比例增加补给显影剂的补给量以降低调色剂带电量Q/M。在不改变设置为ATR斑块的目标值的调色剂承载量N的情况下，通过改变当输出ATR斑块时所使用的显影对比度Vcontn+1的值，来执行与显影剂的调色剂带电量Q/M的改变对应的斑块检测ATR控制。
[0136] 至少直到下次Dmax控制之前，斑块检测ATR控制被执行以便保持在最近Dmax控制时的显影剂的调色剂带电量Q/M。
[0137] 通过使用在最近Dmax控制时的显影剂的调色剂带电量Q/M作为基准，来执行根据视频计数ATR控制的对于补给显影剂的补给量的补给限制（包括强制补给）。相应地，不存在对在设置用于斑块检测ATR控制的初始目标值时的显影剂的调色剂带电量Q/M的约束、或对在前一次Dmax控制之前的Dmax控制时的显影剂的调色剂带电量Q/M的约束。
[0138] 在根据第二实施例的补给显影剂的补给控制中，在ATR斑块的图像浓度被检测为处于初始状态下时（显影对比度：200V）的图像浓度被设置为ATR图案的浓度目标值。此后，当执行Dmax控制时，通过与在Dmax控制中相同的方式，改变ATR斑块的曝光图案的曝光输出，并在Dmax控制之后检测针对ATR斑块的图像形成条件。
[0139] 在常规的斑块检测ATR中，调整调色剂补给量，以使得以固定的显影对比度检测具有固定的目标调色剂承载量的ATR斑块，换句话说，从始至终保持固定的调色剂带电量Q/M。因此，如果具有低图像比率的图像形成继续并且调色剂浓度开始上升，则在短时间段中达到调色剂浓度的上限值，斑块检测ATR可能不再继续。
[0140] 在根据第二实施例的补给显影剂的补给控制中，通过校正针对每个Dmax控制的显影对比度，在该时间点的调色剂带电量Q/M被保持直到下次Dmax控制。在Dmax控制中，调整用于图像形成的显影对比度以消除调色剂带电量Q/M的改变的影响，因此，即使存在ATR斑块的调色剂承载量的改变，用于图像形成的图像浓度也不改变。
[0141] 根据依照第二实施例的补给显影剂的补给控制，即使显影剂相对于初始状态开始恶化，在输出ATR斑块时所使用的显影对比度也改变，因此，可以恒定地使用ATR斑块的相同调色剂承载量作为用于斑块检测ATR控制的目标值。在第一实施例中，在斑块检测ATR控制中，显影对比度被设置为从初始状态随着时间恒定。然而，在第二实施例中，通过重置用于斑块检测ATR控制的目标值来实现与显影剂的恶化状态相对应的斑块检测ATR控制。
[0142] （第三实施例）
[0143] 图12是根据本发明第三实施例的调色剂带电量控制的流程图。
[0144] 在第二实施例中，当输出ATR斑块时所使用的显影对比度Vcontn+1改变，待输出的ATR斑块的调色剂承载量的目标值自从初始设置目标值起总是固定的常数值。与其对比，在第三实施例中，在对于每个Dmax控制执行的用于斑块检测ATR控制的目标值的更新时，待输出的ATR斑块的调色剂承载量被更新为与用户使用最多的图像浓度对应的调色剂承载量。
[0145] 在第二实施例中，输出ATR斑块以执行补给显影剂的补给控制，以使得ATR斑块的调色剂承载量达到目标值。因此，在具有ATR斑块的调色剂承载量（换句话说，等于ATR斑块的调色剂承载量的调色剂承载量）的调色剂图像被转印并且定影到记录材料上时所获得的图像浓度在任何时间都稳定地重新生成。在执行斑块检测ATR控制的情况下，以最稳定的图像浓度输出具有与ATR斑块的调色剂承载量相等的调色剂承载量的各个颜色的图像。
[0146] 然而，根据使用图像形成装置100的用户以及图像形成任务的图像，经受图像形成的各个颜色的图像浓度的平均值、取决于此的各个颜色的调色剂消耗的平均值、并且因此每个颜色的显影剂的当前调色剂带电量Q/M不同地改变。
[0147] 在第三实施例中，从视频计数数据获取呈现出由用户形成图像的最高频率的浓度，把与呈现出最高频率的浓度对应的调色剂承载量设置为ATR斑块的调色剂承载量的目标值。重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值，以便与用户实际上正输出的图像的图像浓度对应。基于用于在前一次Dmax控制之后直到当前Dmax控制执行的图像形成中使用的各个颜色的图像浓度的柱状图，重置用于每个颜色的ATR斑块的调色剂承载量的目标值。
[0148] 控制部分110设置用于测量的第一调色剂图像的静电图像的区域覆盖调制，以使得通过设置第一对比度所形成的用于测量的第一调色剂图像具有与由在前一次设置与当前设置之间输出的图像所使用最多的图像浓度相对应的调色剂承载量。
[0149] 参照图4，如图12所示，控制部分110在传送方向上将经受图像形成的图像划分为八个区域，并且获得区域中的每一个的平均图像浓度所属的浓度范围所对应的在四个阶段中的哪个浓度范围（S1）。在符合图像浓度的视觉特性的8比特255个灰度级（00至FF）中，四个级中的浓度范围定义为浓度范围A：00至40、浓度范围B：41至80、浓度范围C：80至C0、以及浓度范围D：C1至FF（见图14）。
[0150] 在八个区域中的每一个中，控制部分110对于前一次Dmax控制与目前之间的所有图像形成来累计四个阶段中的浓度范围中的每一个的出现次数（S2）。
[0151] 如果执行Dmax控制（S3中的是），则基于在前一次Dmax控制与当前Dmax控制之间的浓度范围的出现次数的累计结果，控制部分110获得呈现出最大出现次数的浓度范围。然后，控制部分110将所获得的浓度范围的调色剂图像的调色剂承载量设置为用于斑块检测ATR控制的目标调色剂承载量，直到下次Dmax控制（S4）。
[0152] 控制部分110通过调整区域覆盖调制来形成ATR斑块，以便获得与和呈现出最大出现次数的浓度范围的中心值对应的调色剂图像相同的调色剂承载量。然后，控制部分110使用光学传感器900检测所形成的ATR斑块，并且将由此得来的输出值设置为用于斑块检测ATR控制的目标调色剂承载量。
[0153] 对于在Dmax控制之后首次输出的ATR斑块，以与第二实施例相同的方式来获得用于斑块检测ATR控制的检测值，并且通过使用检测值作为目标值来执行斑块检测ATR控制，直到执行下次Dmax控制。每当执行Dmax控制时，ATR斑块的调色剂承载量就通过根据其间累计的数据而被确定来改变。当执行预定数目的片材的图像形成后跟随有Dmax控制的执行时，计算针对各个区域的浓度的累计数据，并且根据基于累计数据的针对各个浓度的输出数目来选择ATR斑块的调色剂承载量。
[0154] 根据第三实施例，执行斑块检测ATR控制，以使得具有呈现出高使用频率的调色剂承载量的ATR斑块的调色剂承载被保持在固定水平，这使得用户能够获得明显具有更稳定图像浓度的输出材料。
[0155] （获得呈现出最高频率的图像浓度的方法1）
[0156] 图13是视频计数器的配置的解释图。如图4所示，控制部分110可以从视频计数器220获得用户所使用的图像浓度的信息。
[0157] 如图13所示，视频计数器220依据图像信息来执行分离视频计数作为图像浓度计算方法。解码器201将视频信号的像素中的每一个的负荷区分为如上所述的四个阶段中的浓度范围。数据值筛选部202在针对每个像素的定时将四个阶段中的浓度范围中的任一个输出到数据累计部203。数据累计部203对四个阶段中的浓度范围中的每一个的像素数目进行计数。控制部110（图4）对于每个图像形成从数据累计部203获取计数值，累计计数值，并且获得最高使用频率的图像浓度。然后，获得用于斑块检测ATR控制的目标调色剂承载量，以便获得与该图像浓度对应的调色剂承载量。
[0158] （获得呈现出最高频率的图像浓度的方法2）
[0159] 如图4所示，视频计数器220获取图像信息，并且在通过在传送方向上将图像划分为八个而获得的各个区域中以像素为基础以1%为增量获取曝光负荷。表1是在传送方向上的八个相应区域的以1%为增量的分离视频计数的示例。
[0160] （表1）
[0161]
[0162] 如表1所示，图像在传送方向上划分为八个区域W（1）、W（2）、……W（8），在各个区域中计数针对以1%为增量的曝光负荷的像素数目。在八个区域W（1）、W（2）、……W（8）中的每一个中所获得的最高使用频率的曝光负荷数据被作为该划分区域的曝光负荷而计数一次。对于（八个区域）×（图像形成的片材的数目）的区域重复该操作，并且在曝光负荷的1%增量中对出现次数求和，由此获得表2。
[0163] （表2）
[0164]
[0165] 如表2所示，选择针对呈现出作为最大出现次数的出现次数33的4%至5%的曝光负荷的图像浓度。然后，获得用于斑块检测ATR控制的目标调色剂承载量，以便获得与该图像浓度对应的调色剂承载量。
[0166] （获得呈现出最高频率的图像浓度的方法3）
[0167] 图14是每个图像数据值的出现次数的柱状图。可以不仅通过视频计数而且通过处理输出图像的图像数据来获得呈现出最高频率的图像浓度。
[0168] 如图14所示，对于通过在传送方向上将图像划分为八个所获得的各个区域获得呈现出最高出现频率的像素浓度，并且获取用于（图像形成的片材的数目）×（八个区域）的图像浓度数据，由此形成柱状图。柱状图划分为在四个阶段中的浓度范围，由此确定在图像形成中哪个浓度范围呈现出最高频率。然后，获得用于斑块检测ATR控制的目标调色剂承载量，以便获得与该图像浓度对应的调色剂承载量。
[0169] 上文中，已经通过采用以下示例描述了各个实施例中描述的配置：在该示例中，用于重置ATR斑块的调色剂承载量的目标值的定时与用于Dmax控制的定时匹配。然而，除非与执行Dmax控制的频率相比更频繁地执行重置，否则可以在任意定时执行重置。ATR斑块的调色剂承载量的目标值可以重置的频率等于或小于执行Dmax控制的频率。
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