CN101256380A - 图像形成设备和图像密度控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成设备，包括：图像载体，配置为承载静电潜像；显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件内部的二成份显影剂中的调色剂浓度；以及控制器。所述控制器配置为：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息、及用来确定显影器件中调色剂的充电特性的第二信息；基于第一信息和第二信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于来自调色剂浓度检测器的输出和调色剂浓度控制基准值来控制调色剂浓度。

Description

图像形成设备和图像密度控制方法
技术领域
本发明总体上涉及一种诸如复印机、打印机、传真机、和至少包含上述功能中的两个的多功能机的图像形成设备、以及一种由所述图像形成设备执行的图像密度控制方法，更具体地说，涉及一种使用二成份显影剂的图像形成设备和图像密度控制方法。
背景技术
总体上，诸如复印机、打印机、传真机、等等的电子照相图像形成设备在图像载体上形成静电潜像，利用调色剂来对静电潜像显影，然后把调色剂图像转写到记录介质的片材上。
作为对静电潜像显影的方法，广泛所知的是使用包含调色剂和磁载体的二成份显影剂的方法。在这样的二成份显影方法中，在下文中简称为显影剂的二成份显影剂通过图像载体内部提供的磁极的磁性而沉积在图像载体上，以便在其上形成磁刷。磁刷在静电潜像上摩擦，来对静电潜像显影。当前，因为便于色彩图像形成，因此这样的二成份显影方法广泛使用。
然而，在这样的二成份显影方法中，如果由诸如显影剂中调色剂相对载体的重量比率的比率而表示的调色剂浓度过高，则调色剂可能分散在输出图像的背景上，或者细节分辨率能力可能劣化。与之相比，当调色剂浓度过低时，密实(solid)图像部分的图像密度可能降低，或者磁载体可能沉积在图像载体上。因此，重要的是，例如，通过基于显影器件中调色剂浓度的检测结果来控制调色剂供给，以把显影剂中的调色剂浓度维持在优选的范围之内。
然而，即使调色剂浓度保持恒定，取决于输出片材的图像面积比率，在连续打印期间，图像密度能够波动。例如，与输出片材的图像面积比率较低的情况相比，当较高的图像面积比率的图像被输出时，调色剂消耗较大，并且较多的调色剂新供给到显影器件。下文中，调色剂补充量指显影器件中现存调色剂中新供给的调色剂的比率。
新供给的调色剂被不充分充电，因此，当调色剂补充量较大时，在随后的图像形成之前，难以把平均调色剂的充电量提高到希望的级别，导致图像密度的上升。与之相比，当较低的图像面积比率的图像被输出时，调色剂消耗较小，较少的调色剂被供给。即，与输出片材的图像面积比率较高的情况相比，在显影器件中存在相对长的时间段的调色剂的量较大。调色剂存在于显影器件中越长，调色剂被搅拌并过度充电的程度越高，导致平均充电量的增大和图像密度的降低。
在在先的申请中，已经提出了一种图像形成设备，该图像形成设备包括：信息检测装置，用来检测用于确定调色剂补充量的信息；以及校正装置。调色剂补充量能够通过例如输出片材的图像面积比率来确定。通过使用基于信息检测装置的检测结果而确定的调色剂补充量，用于连续的图像形成中随后的图像形成的平均调色剂充电量被检测，然后校正装置校正用来控制调色剂浓度的基准值。从而，通过控制显影器件中的调色剂浓度，图像密度维持在恒定的密度。
然而，调色剂的充电特性倾向于随时间而改变，并且/或者随环境条件的改变而改变，以致难以进行稳定的调色剂浓度控制。
发明内容
鉴于前述，此处公开的本发明的各种示例性实施例提供一种能够维持恒定的图像密度的图像形成设备和图像密度控制方法。
在本发明的一个示例性实施例中，图像形成设备包括：图像载体，配置为承载静电潜像；显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件内部的二成份显影剂中的调色剂浓度；以及控制器。所述控制器配置为：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息、及用来确定显影器件中调色剂的充电特性的第二信息；基于第一信息和第二信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于来自调色剂浓度检测器的输出和调色剂浓度控制基准值来控制调色剂浓度。
在本发明的另一示例性实施例中，图像形成设备包括：图像载体，配置为承载静电潜像；显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件中二成份显影剂中的调色剂浓度；以及控制器。所述控制器配置为：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息；至少基于第一信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于调色剂浓度控制基准值和来自调色剂浓度检测器的输出来控制调色剂浓度。所述控制器以比沿降低调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值的改变速度低的改变速度，来沿增大调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值。
在本发明的另一示例性实施例中，图像密度控制方法包括：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息、及用来确定显影器件中调色剂的充电特性的第二信息；基于第一信息和第二信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于来自调色剂浓度检测器的输出和调色剂浓度控制基准值来控制调色剂浓度。
附图说明
对本公开及其许多伴生的优点的更完整的领会，在当与附图相关联地考虑时参照随后的具体实施例将变得更好理解的情况下，将容易地获得，其中：
图1示意性地示出按照示例性实施例的图像形成设备的主要部分的结构；
图2是图1所示的图像形成设备中包括的用来形成黄图像的图像形成单元的放大图；
图3是用来控制调色剂浓度的控制器的控制框图；
图4是示出导磁率传感器的输出值和显影器件中显影剂中的调色剂浓度之间的关系的图；
图5是示出取决于图像面积比率的显影伽玛(gamma)的差异的图；
图6是示出图像面积比率和显影伽玛之间的关系的图；
图7示出在目标输出值调整中执行的处理序列；
图8是示出图像面积比率移动平均值和调色剂浓度调整量之间的关系的图；
图9是示出试验1的结果的图；
图10是示出试验2的结果的图；
图11是示出试验3的结果的图；
图12示出在另一目标输出值调整中执行的处理序列；
图13是示出当初始显影伽玛高于适当范围时图12所示的目标输出值调整和比较例的结果的图；
图14是示出当初始显影伽玛低于适当范围时图12所示的目标输出值调整和比较例的结果的图；
图15是示出试验A的结果的图；
图16是示出试验B的结果的图；
图17是示出试验C的结果的图；
图18示出在另一目标输出值调整中执行的处理序列；以及
图19是示出图18所示的目标输出值调整和比较例的结果的图。
具体实施方式
在描述图中图示的优选实施例的过程中，出于清楚说明的缘故而采用特定的术语。然而，本专利说明书的公开不意图限制于如此选择的特定术语，应当理解，每个具体元件包括以类似方式操作并实现类似效果的所有技术上的等同物。
现在参照附图，其中，贯穿多个视图，相似的参考标号表示相同或相应的部分，具体参照图1，描述按照本发明的示例性实施例的色彩激光图像形成设备。
图1是图像形成设备的主要部分的示意图。参照图1，图像形成设备包括用来分别形成品红、蓝绿、黄、和黑的调色剂图像的四个图像形成单元1Y、1C、1M、和1Bk，从箭头A所示的中间转写带6的移动方向(带移动方向)的上游依次定位。应当注意，参考字符中包含的字母Y、C、M、和Bk分别表示品红、蓝绿、黄、和黑。图像形成单元1Y、1C、1M、和1Bk分别包含感光体单元10Y、10C、10M、和10Bk、以及显影器件20Y、20C、20M、和20Bk。感光体单元10Y、10C、10M、和10Bk分别包含作为图像载体的感光体11Y、11C、11M、和11Bk。图像形成单元1Y、1C、1M、和1Bk被定位为：感光体11Y、11C、11M、和11Bk的旋转轴沿箭头A所示的带移动方向按规则的间隔相互平行地定位。
图像形成设备还包括：二次转写辊3；配准辊对5；定影器7；调色剂盒30Y、30C、30M、和30Bk，含有调色剂；温度和湿度传感器61；以及反射密度传感器62，用来检测中间转写带6上的图像密度。温度和湿度传感器61在片材传输路径上位于二次转写辊3的上游，作为环境检测器来检测图像形成设备内部的温度和湿度。
图像形成单元1Y、1C、1M、和1Bk在感光体11Y、11C、11M、和11Bk上形成调色剂图像，在一次转写处理中，调色剂图像被转写并彼此叠加，在中间转写带6上成为色彩图像。随着中间转写带6旋转移动，叠加的色彩图像传输到位于二次转写辊3和中间转写带6之间的二次转写部件。
图像形成设备还包括未示出的光学写入单元，该光学写入单元把激光LY、LC、LM、和LBk引导到感光体11Y、11C、11M、和11Bk的表面上，并且该光学写入单元定位在图像形成单元1Y、1C、1M、和1Bk之下。在光学写入单元之下，提供有包含转写片材的片材盒。转写片材从片材盒进给，并沿图1中点划线所示的片材传输路径传输到配准辊5定位的临时停止位置。配准辊5按照定时把转写片材转送到二次转写部件，使转写片材叠放在中间转写带6上的色彩图像上。在二次转写辊3把色彩图像转写到转写片材上之后，定影器7把调色剂图像定影在其上，然后转写片材排出到未示出的排出托盘上。
图2是图像形成单元1Y的放大示意图。参照图2在下文进一步描述图像形成单元1Y。图像形成单元1C、1M、和1Bk具有与图像形成单元1Y类似的结构，因此省略其描述。
在图2中，如上所述，图像形成单元1Y包括感光体单元10Y和显影器件20Y。除了感光体11Y之外，感光体单元10Y还包括刷辊12Y、作为感光体清洁器的清洁刮片13Y、和充电辊15。刷辊12把润滑剂涂敷到感光体11Y的表面上，并从其去除电荷。刷辊12Y包括：刷部件，形成为带有导电性纤维；以及金属芯，连接至未示出的用来施加放电偏压的电源。
在如上所述而配置的感光体单元10Y中，被施加电压的充电辊15Y向感光体11Y的表面均匀地充电。在扫描感光体11Y的充电表面的同时，未示出的光学写入单元把被调制并偏转的激光LY引导到其上，因此在其上形成静电潜像。显影器件20Y把静电潜像显影为黄调色剂图像。在感光体11Y和中间转写带6彼此面对的一次转写部件处，调色剂图像转写到图1所示的中间转写带6上。在调色剂图像从感光体11Y转写之后，感光体11Y的表面由清洁刮片13Y清洁，然后，刷辊12Y向其涂敷预定或希望的量的润滑剂，从其去除电荷来作为对下一图像形成的准备。
显影器件20Y通过二成份显影剂来对静电潜像显影，该二成份显影剂包括充负电的调色剂和磁载体，在下文中简称为显影剂。而且，显影器件20Y包括：显影套(developing sleeve)22Y，作为显影剂载体，包含非磁材料；以及磁辊，未示出，作为固定在显影套22Y内部的磁场生成器。显影套22Y定位为：从显影器件20Y的显影箱的在感光体11Y侧提供的开口部分地暴露。
显影器件20Y还包括：第一和第二螺旋器23Y和24Y，作为搅拌传输组件；显影辅助器(developing doctor)25Y；导磁率传感器26Y，作为调色剂浓度检测器；粉末泵27Y，作为调色剂供给器。图像形成单元1Y还包括未示出的显影偏压电源，作为显影电场生成器，用来向显影套22Y施加显影偏压。显影偏压包括其上叠加有交流电压(AC成份)的负直流电压(DC成份)。因此，显影套22Y相对于感光体11Y的金属基体层而被施偏压到预定或希望的电压。
应当注意，作为替代，可以仅仅负DC电压(DC成份)施加到显影套22Y作为显影偏压。
在图2中，第一螺旋器23Y定位在第一搅拌传输路径中，第二螺旋器24Y定位在第二搅拌传输路径中。包含在显影箱中的显影剂被第一和第二螺旋器23Y和24Y搅拌并传输，从而调色剂被摩擦充电。更具体地说，第一搅拌传输路径中的一些显影剂沉积在显影套22Y的表面上。在显影剂的厚度由显影辅助器25Y调整之后，显影套22Y上的显影剂传输到面向感光体11Y的显影区域。在显影区域中，显影套22Y上显影剂中包含的调色剂由于显影电场的效应而附着在感光体11Y上的静电潜像上，从而形成调色剂图像。在穿过显影区域之后，显影剂在显影剂释放位置脱离显影套22Y，并返回到第一搅拌传输路径，其中，用来释放显影剂的极性定位在所述显影剂释放位置。显影剂沿第一搅拌传输路径向下游传输，并进一步从第一搅拌传输路径的下游端传输到第二搅拌传输路径的上游端。在第二搅拌传输路径中，从粉末泵27新供给调色剂。然后，显影剂经由第二搅拌传输路径传输到其下游端，并进一步传输到第一搅拌传输路径的上游端。导磁率传感器26Y配置在显影箱中与第二搅拌传输路径的底部相对应的位置。
因为随着调色剂在图像形成中消耗，显影箱中显影剂中的调色剂浓度下降，调色剂由粉末泵27Y从图1中所示的调色剂盒30Y供给。通过按照来自导磁率传感器26Y的输出值Vt来供给调色剂，调色剂浓度在希望的范围内调整。更具体地说，基于从目标输出值Vtref减去导磁率传感器26Y的输出值Vt(Vtref减Vt)而得到的差Tn，来控制调色剂供给。目标输出值Vtref是用来控制调色剂浓度的基准值(调色剂浓度控制基准值)。当差Tn是正数时，调色剂浓度确定为充足，粉末泵27Y不供给调色剂。与之相比，当差Tn是负数时，调色剂浓度确定为不充足，粉末泵27Y供给调色剂。差Tn的绝对值越大，粉末泵27Y供给的调色剂量越大，从而输出值Vt接近目标输出值Vtref。
而且，当其上形成图像的片材数目达到给定数目时，执行处理控制操作，所述处理控制操作包括目标输出值Vtref、充电电势、光强度、等等的调整。例如，片材的基准数目可以在10和50之间。按照图像形成速度等等，片材的基准数目确定在大约5和200之间，但不限于此。更具体地说，例如，多个半色调图案和密实(filled-in)图案形成在感光体11Y上并转写到中间转写带6上。半色调图案和密实图案的图像密度由反射密度传感器62检测来确定调色剂附着量。目标输出值Vtref、充电电势、光强度、等等被调整，以便把调色剂附着量设置为目标量。
而且，在本实施例中，除了处理控制操作之外，还针对每次图像形成来调整目标输出值Vtref。目标输出值调整将与调色剂浓度控制一起在下文进一步详细地描述。
在四个感光体11Y、11C、11M、和11Bk中，仅仅位于最下游的黑的感光体11Bk恒定接触中间转写带6，与中间转写带6形成永久转写夹合。为了在转写片材上形成色彩图像，四个感光体11Y、11C、11M、和11Bk全部接触中间转写带6。与之相比，为了在转写片材上形成黑图像，仅仅感光体11Bk接触中间转写带6，感光体11Y、11C、和11M与中间转写带6分离。
参照图3在下文描述用来控制调色剂浓度的控制器。
图3示出在图1所示的图像形成设备中包含的控制器100的结构。针对显影器件20Y、20C、20M、和20Bk的每个来配置控制器100。因为控制器100具有类似的结构，因此用于色彩标识的参考字符Y、C、M、和Bk在下文中省略。
如图3所示，每个控制器100包括CPU(中央处理单元)101、ROM(只读存储器)102、RAM(随机存取存储器)103、和I/O(输入和输出)单元104。应当注意，四个控制器100可以共享其一些部件。在本实施例中，控制器100共享CPU 101、ROM 102、和RAM 103。
导磁率传感器26和反射密度传感器62经由未示出的模拟-数字(A/D)转换器连接到I/O单元104。控制器100与用来驱动粉末泵27的调色剂供给驱动电机31、温度和湿度传感器61、和配置来对输出片材的数目计数的片材计数器63相通信。基于输出片材的数目，能够确定调色剂特性随时间的改变。
控制器100向调色剂供给驱动电机31传送控制信号，以便按照由CPU 101执行的预定或希望的调色剂浓度控制程序来控制调色剂供给。而且，通过执行预定或希望的目标值调整程序，针对各个图像形成来调整目标输出值Vtref，以便维持恒定的图像密度。由CPU 101执行的调色剂浓度控制程序和目标值调整程序存储在ROM 102中。RAM 103包括Vt寄存器、Vtref寄存器、和Vs寄存器。Vt寄存器临时存储从导磁率传感器26经由I/O单元104接收的输出值Vt。Vtref寄存器存储目标输出值Vtref，该目标输出值Vtref是当显影器件20中的显影剂中的调色剂浓度与目标调色剂浓度类似或相同时将被导磁率传感器26输出的基准值。Vs寄存器存储来自反射密度传感器62的输出值Vs。应当注意，也用作目标值改变器的控制器100也称为调色剂浓度控制基准值改变器。
图4是示出来自导磁率传感器26的输出值Vt和显影剂中调色剂浓度之间的关系的图。在图4中，垂直轴表示来自导磁率传感器26的输出值Vt，水平轴表示显影剂中的调色剂浓度。
如图4所示，在实际使用的范围内，从输出值Vt和显影剂中调色剂浓度之间的关系观察到共线近似。该关系具有如下特性：随着显影剂中调色剂浓度增大，来自导磁率传感器26的输出值Vt降低。基于该特性，当来自导磁率传感器26的输出值Vt大于目标输出值Vtref时，粉末泵27被驱动来供给调色剂。与之相比，当输出值Vt小于目标输出值Vtref时，粉末泵27被停止来断开调色剂供给。在本实施例中，基于来自导磁率传感器26的输出值Vt，针对各个图像形成来控制调色剂供给。
下面描述作为用来评估调色剂补充量的信息的图像面积比率、和基于图像面积比率来改变作为调色剂浓度控制基准值的目标输出值Vtref的处理。
图5示出根据输出片材图像面积比率的显影伽玛(γ)差异，所述显影伽玛(γ)是调色剂附着量相对于显影电势的关系式的斜率。为了创建图5所示的图，具有相同图像面积比率的图像以138毫米每秒(mm/s)的标准线速度连续地形成在100个片材上。如图5所示，因为当具有较高图像面积比率的图像被输出时，在预定或给定时间段期间显影器件20中的调色剂补充量较大，并且在相对长的时间段较少的调色剂存在于显影器件20中，因此，当输出片材的图像面积比率较高时，显影γ较高。即，显影器件20中存在较少的过度充电的调色剂。与之相比，当输出片材的图像面积比率较低时，在相对长的时间段较大量的调色剂存在于显影器件20中，显影器件20中有较多的过度充电的调色剂。因而，显影能力在图像面积比率较高的情况下高于图像面积比率较低的情况。
如上所述，由于在给定时间段中显影器件20中调色剂补充量的差异，因而显影能力波动。显影能力的波动影响图像密度，因此，变得难以维持输出片材中的恒定图像密度。因此，目标输出值Vtref被改变，以便维持恒定显影能力，即，即使在给定时间段显影器件20中的调色剂补充量变化，原则上也保持显影γ恒定。通过改变目标输出值Vtref，调色剂浓度被调整，从而导磁率传感器26的输出值Vt接近改变的目标输出值Vtref。因此，当显影器件20中调色剂补充量较高时，例如，当输出片材的图像面积比率较高时，通过降低调色剂浓度，以及当显影器件20中调色剂补充量较低时，例如，当输出片材的图像面积比率较低时，通过增大调色剂浓度，显影能力能够保持恒定。
应当注意，基于以平方厘米为单位的输出图像的面积、表示为百分比的图像面积比率、等等，在给定时间段显影器件20中的调色剂补充量能够被评估。在本实施例中，作为例子，基于图像面积比率来评估调色剂补充量。以百分比为单位的图像面积比率被转换为以毫克每页为单位的调色剂补充量。在本实施例中，当具有100％图像面积比率的密实图像通过适当的显影能力而形成在A4尺寸的转写片材上时，300mg的调色剂被消耗，并且300mg的调色剂被补充。即，调色剂补充量为300mg/page(毫克/页)。然而，在把图像面积比率转换为调色剂补充量的过程中，所有输出的转写片材应当被转换为标准片材尺寸，例如，A4尺寸。在本实施例中，显影器件20的调色剂容量是240g。
图6是示出图像面积比率和显影γ之间的关系的图，其中，水平轴表示图像面积比率(％)，垂直轴表示显影γ(mg/cm2/kV)。在图6中，水平线表示显影γ为0.85。
为了创建图6所示的图，以保持恒定的调色剂浓度，以与用来创建图5所示的图的138mm/s的标准线速度相同的标准线速度，针对各个图像面积比率，100个片材连续输出。如图6所示，当图像面积比率高于5％的标准值时，显影γ倾向于增大。因此，在本实施例中，当图像面积比率高于5％时，为了维持恒定的图像密度，优选增大目标输出值Vtref，以便降低调色剂浓度和显影γ。与之相比，当目标输出值Vtref增大之后输出图像面积比率为5％或更低的图像时，目标输出值Vtref被降低，以便增大调色剂浓度。
图7是由作为目标值改变器(调色剂浓度控制基准值改变器)的图3所示的控制器100执行的目标值调整中执行的处理的序列。
每次在完成一个打印任务之后，执行此目标值调整。在S1，控制器100评估在先前任务中最近输出的几个片材或几十个片材的图像面积比率移动平均值(％)。或者，可以评估图像面积比率的平均值，来取代其移动平均值。在本实施例中，因为适合于理解显影剂的当前特性的先前输出片材的调色剂补充量的历史能够基于其移动平均值而确定，因此图像面积比率移动平均值用作用来确定调色剂补充量的第一信息。使用下面示出的公式1来计算图像面积比率移动平均值，以简化其计算。
M(i)＝(1/N)[M(i-1)×(N-1)+X(i)]·······公式1
其中，M(i)是当前移动平均值，N是图像面积比率采样数目(片材累积数目)，M(i-1)是先前计算的移动平均值，X(i)是当前图像面积比率。应当注意，当前移动平均值M(i)和当前图像面积比率X(i)针对各个色彩分别计算。
在本实施例中，因为基于先前移动平均值M(i-1)而计算当前移动平均值M(i)，因此不需要在图3所示的RAM 103中存储最近输出的几个片材或几十个片材的图像面积比率的数据，大幅减少RAM 103的存储区域使用。而且，控制响应能够通过根据需要改变片材的累积数目N来调整。例如，通过按照使用条件的改变和/或随时间来改变片材的累积数目N，目标输出值Vtref能够有效地调整。
在如上所述计算当前移动平均值M(i)之后，在S2，控制器100从RAM 103的Vtref寄存器获得导磁率传感器26的初始目标输出值Vtref1和当前目标输出值Vtref2。通过使用下面示出的公式2来确定初始目标输出值Vtref1和当前目标输出值Vtref2。
Vtc＝Vti+ΔVtref······公式2
其中，ΔVtref是目标输出值Vtref的调整量(目标值调整量)。
而且，在S3，控制器100获得导磁率传感器26的敏感度SV。敏感度是各个传感器固有的值，表示为伏特每重量百分比(V/wt％)。导磁率传感器26的敏感度SV是图5所示的图中绘制的线的斜率的绝对值。在S4，控制器100获得导磁率传感器26的上一输出值Vt，然后，在S5，计算在S2获得的当前目标输出值Vtref2和上一输出值Vt之间的差D1(Vt-Vtref2)。
控制器100确定是否基于一定的预定标准来改变目标输出值Vtref，所述标准诸如，先前的处理控制操作是否成功、差D1(Vt-Vtref2)是否在预定或希望的范围之内。在本实施例中，在S6，控制器100确定在S5计算的差D1是否在预定或希望的范围之内。
当差D1在预定或希望的范围之内时，在S7，控制器100参照查询表(LUT)来确定目标输出值Vtref的调整量ΔVtref，在所述查询表(LUT)中，调色剂浓度量ΔTC与图像面积比率移动平均值相关。更具体地说，参照查询表，控制器100确定与在S1获得的移动平均值相对应的调色剂浓度调整量ΔTC。在确定调色剂浓度调整量ΔTC之后，使用在S3获得的导磁率传感器26的敏感度SV，按照下面所示的公式3，控制器100计算目标值调整量ΔVtref。
ΔVtref＝(-1)×ΔTC×SV······公式3
如此计算的目标值调整量ΔVtref存储在RAM 103中。应当注意，针对各个色彩分别计算目标值调整量ΔVtref。
下面所示的表1是当导磁率传感器26的敏感度SV为0.3时查询表的例子。
表1
  图像面积比率移动平均值(％)   ΔTC(V/wt％)   ΔVtref(V)
  M(i)＜1   0.5   -0.15
  1＝＜M(i)＜2   0.4   -0.12
  2＝＜M(i)＜3   0.3   -0.09
  3＝＜M(i)＜4   0.2   -0.06
  4＝＜M(i)＜6   0.0   0.00
  6＝＜M(i)＜7   -0.1   0.03
  7＝＜M(i)＜8   -0.2   0.06
  8＝＜M(i)＜9   -0.3   0.09
  9＝＜M(i)＜10   -0.4   0.12
  10＝＜M(i)＜20   -0.5   0.15
  20＝＜M(i)＜30   -0.6   0.18
  30＝＜M(i)＜40   -0.7   0.21
  40＝＜M(i)＜50   -0.8   0.24
  50＝＜M(i)＜60   -0.9   0.27
  60＝＜M(i)＜70   -1.0   0.30
  70＝＜M(i)＜80   -1.0   0.30
  80＝＜M(i)   -1.0   0.30
下面描述创建用于本实施例的查询表的方法。
图8中，水平轴表示图像面积比率的移动平均值(％)，垂直轴表示相对于标准调色剂浓度在改变调色剂浓度以维持恒定显影γ的负方向的调色剂浓度调整量(wt％)。
按照图8所示的图，例如，当移动平均值为80％时，通过以设置为-1(wt％)的调色剂浓度调整量ΔTC来控制调色剂浓度，显影γ保持恒定。因为利用对数近似，与图像面积比率移动平均值相对应的调色剂浓度调整量ΔTC能够更精确地近似，因此通过使用对数近似来确定查询表中的调色剂浓度调整量ΔTC。在本实施例中，如表1所示，调色剂浓度调整量ΔTC和目标输出值Vtref，当移动平均值小于10％时针对移动平均值的每个百分比来改变，当移动平均值为10％或更大时针对每个10％来改变。按照显影剂和/或显影器件的特性，能够改变用来设置这些调整量的这样的间隔。
而且，因为显影剂的使用条件取决于色彩，因此可以针对各个色彩来设置目标输出值调整的条件，诸如设置这些调整量的间隔和执行调整的定时。具体地，优选针对各个色彩设置最大调整量。在此情况下，例如，使用下面所示的公式来取代上面描述的公式3。
ΔVtref＝(-1)×ΔTC×SV×COEF1······公式4
其中，COEF1是色彩校正系数。
在如上文所描述在S7基于查询表确定ΔVtref之后，在S8，基于在S7获得的ΔVtref和在S2获得的Vtref1，使用下面所示的公式5，控制器100针对各个色彩来计算调整的目标输出值Vtref3。
Vtref3＝Vtref1+ΔVtref······公式5
在S9，控制器100检查调整的目标输出值Vtref3是否在预定或希望的范围之内。更具体地说，当调整的目标输出值Vtref3超过该范围时，控制器100把目标输出值Vtref设置为该范围的上限，当调整的目标输出值Vtref3低于该范围时，控制器100把目标输出值Vtref设置为下限。当调整的目标输出值Vtref3在上限和下限之间时，控制器100把目标输出值Vtref设置为该调整的目标输出值Vtref3。在S10，控制器100把如此调整的目标输出值Vtref存储在RAM 103中，作为当前目标输出值。
优选的是，在连续的图像形成中，目标输出值被调整的定时是每次当一个显影处理结束后随后的显影处理开始之前。通过在每次显影处理结束后随后的显影处理开始之前调整目标输出值，即使在连续的图像形成中，基于针对每个输出片材而调整的目标输出值，能够控制调色剂浓度。
应当注意，调色剂充电特性即调色剂如何容易地充电的改变，能够由除调色剂补充量之外的因素而导致。例如，调色剂充电特性随时间和/或根据环境条件的改变而改变。
当显影器件中的调色剂随时间和/或根据环境条件的改变而变得更容易充电时，在随后的图像形成之前，调色剂能够过度充电，并且其平均充电量增大。与之相比，当显影器件中的调色剂变得不容易充电时，在随后的图像形成之前，调色剂不能充分地充电，其平均充电量降低。即，即使在给定时间段调色剂补充量相同，取决于其充电特性，在随后的图像形成中，显影器件中的平均调色剂充电量可能不同。
而且，当显影器件中目标调色剂浓度增大或降低时，平均调色剂充电量改变。
如上所述，基于在给定时间段期间最近输出的几个或几十个片材的图像面积比率移动平均值，来确定调色剂浓度调整量ΔTC。
当目标调色剂浓度被调整为增大时，调色剂被提供，以便增大显影器件中的调色剂浓度。例如，在较高图像面积比率的图像连续地输出之后，较低图像面积比率的图像连续地输出，关于各个输出的图像，图像面积比率移动平均值降低。因而，如果基于较小数目的片材来计算图像面积比率移动平均值，则移动平均值中的差异较大，导致目标调色剂浓度中的快速增大。作为结果，供给较大量的调色剂，关于下一图像形成降低显影器件中的平均调色剂充电量，并增大图像密度。
而且，当调色剂浓度突然增大时，调色剂接触载体的概率突然降低，对调色剂充电变难。在此情况下，需要更长的时间来使平均调色剂充电量上升到希望的级别。
因而，当目标调色剂浓度增大时，优选把用来计算图像面积比率移动平均值的输出片材的数目设置为较大的数目，以便减小移动平均值中的差异。通过减小移动平均值中的差异，目标调色剂浓度逐渐增大，在给定时间段期间供给到显影器件的调色剂量减小，从而减弱图像密度的降低。
与之相比，当调色剂浓度被调整为降低时，供给到显影器件的调色剂量降低。在此情况下，如果图像面积比率移动平均值基于较大数目的片材来计算，并且目标调色剂浓度逐渐调整，则将发生如下所述的现象。
例如，在较低图像面积比率的图像连续地输出之后较高图像面积比率的图像连续地输出的情况下，如果目标调色剂浓度逐渐降低，则供给到显影器件的调色剂量逐渐降低。在此情况下，调色剂供给的降低不充分，过量的调色剂被供给到显影器件。而且，因为显影器件中调色剂量较大，因此调色剂接触载体的概率较低，新供给的调色剂不充分地充电，关于下一图像形成降低显影器件中的平均调色剂充电量，并增大图像密度。
因此，与调整基准值来增大调色剂浓度的情况相比，优选的是，当用来控制调色剂浓度的基准值被调整以降低调色剂浓度时，更快地改变调色剂浓度。
如上所述，关于恒定图像密度，目标调色剂浓度的增大速度不同于目标调色剂浓度的降低速度。
为了确认图7所示的目标输出值调整，以不同的显影γ来执行下面描述的试验1到3。
试验1
在试验1中，在23℃的温度和65％的湿度的标准环境条件下，执行上面描述的目标输出值调整。作为试验1开始之前的显影γ的值的初始显影γ在从0.6mg/cm2/kV到1.2mg/cm2/kV的范围之内。当针对每20个片材，图像面积比率从零增大20％时，此试验1检查图像密度稳定性。在试验1中，使用上述的公式1来计算图像面积比率移动平均值，片材N的累积数目设置为10，并且目标图像密度设置为1.4。
图9是示出试验1的结果的图。虽然图9示出当初始显影γ处于从0.6mg/cm2/kV到1.2mg/cm2/kV的范围之内时的结果，但是即使当初始显影γ在该范围之外时仍获得类似的结果。在图9中，水平轴示出输出片材的数目，右垂直轴示出目标值调整量ΔVtref，左垂直轴示出图像密度(ID)。在图9所示的图中，虚线示出目标值调整量ΔVtref，实线示出图像密度。
如图9所示，通过执行图7所示的目标输出值调整，针对各个图像面积比率来维持大体恒定的图像密度。即，在试验1到3中所使用的显影系统中，当显影γ处于从0.6mg/cm2/kV到1.2mg/cm2/kV的范围之内时，通过执行图7所示的目标输出值调整，图像密度保持为大体恒定。
试验2
在试验2中，初始显影γ为1.8mg/cm2/kV，在与试验1相类似的条件下，执行目标输出值调整。图10是示出试验2的结果的图。
如图10所示，在显影γ高达1.8mg/cm2/kV的情况下，当图像面积比率为20％或更高时，图像密度增大。
当显影γ高达1.8mg/cm2/kV时图像密度随着图像面积比率的增大而上升的原因推测如下：当显影γ较高时，显影系统中的调色剂相对不容易充电，因而不充分地充电。在此状态下，显影能力较高，相应地显影γ较高。在这样的调色剂相对不容易充电的状态下，当具有较高图像面积比率的图像被输出，并且较大量的调色剂供给到显影系统时，显影系统中不充分充电的调色剂量增大。因此，随着输出图像的图像面积比率增大，图像密度增大。
因而，当显影γ(显影能力)较高，且调色剂相对不容易充电时，显影系统中的调色剂浓度应当比试验1有所降低，以便通过增大调色剂接触载体的概率来更好地改变调色剂。
试验3
在试验3中，在与试验1类似的条件下，执行目标输出值调整，初始显影γ是0.4mg/cm2/kV。图11是示出试验3的结果的图。
如图11所示，当图像面积比率处于从零到50％的范围之内时，图像密度下降。
推测为，在显影γ低达0.4mg/cm2/kV，且图像面积比率较低的情况下，发生图像密度的降低，这是因为，当显影γ较低时，显影系统中的调色剂容易充电，从而充分地充电，因此显影能力降低，相应地，显影γ降低。当在显影系统中的调色剂容易充电的状态下输出较低图像面积比率的图像时，供给到显影系统的调色剂量较低，导致在随后的图像形成之前调色剂将在显影系统中过度充电。因此，当输出图像的图像面积比率较低时，图像密度降低。
因此，当显影γ(显影能力)较低且调色剂容易充电时，显影系统中的调色剂浓度应当比试验1有所增大，从而，通过降低调色剂接触载体的概率，调色剂未过度地充电。
应当注意，虽然在用于试验1到3的显影系统中，当显影γ处于从0.6mg/cm2/kV到1.2mg/cm2/kV的范围之内时，图像密度大体恒定，但是显影γ的范围取决于显影器件的配置。
图12示出按照另一示例性实施例的在目标输出值调整中执行的处理序列。
鉴于试验1到3的结果，在图12所示的目标输出值调整中，基于作为用来确定调色剂补充量的第一信息的图像面积比率和作为用来确定显影系统中调色剂充电特性的第二信息的显影γ(显影能力)，来调整目标输出值Vtref。
如图12所示，在本目标输出值调整中，在S11计算图像面积比率移动平均值之后，在S12，控制器100获得在处理控制操作中计算的显影γ。
应当注意，在图12所示的目标输出值调整中，每次输出100个片材之后，执行处理控制操作。
在获得显影γ之后，类似于图7所示的目标输出值调整，在S13，控制器100还获得初始目标输出值Vtref1和当前目标输出值Vtref2。控制器100还在S14获得导磁率传感器26的敏感度SV，在S15获得先前的输出值Vt，然后，在S16，通过从先前的输出值Vt减去当前目标输出值Vtref2来计算差D1。在S17，控制器100确定差D1是否处于预定或希望的范围之内。
当差D1处于预定或希望的范围之内时(S17处为YES(是))，在S18，控制器100参照在S12获得的显影γ，确定校正系数COEFa来调整调色剂浓度调整量ΔTC。在图12所示的目标输出值调整中，当显影γ超过适当范围时，校正系数COEFa设置为-0.2wt％，当显影γ低于适当范围时，校正系数COEFa设置为0.2wt％。通过这样的校正系数COEFa，当显影γ超过适当范围时，调色剂浓度与当显影γ处于适当范围时所使用的调色剂浓度相比降低。与之相比，当显影γ低于适当范围时，调色剂浓度与当显影γ处于适当范围时所使用的调色剂浓度相比增大。
应当注意，针对各个显影系统分别设置校正系数COEFa。
在S19，基于查询表(LUT)和校正系数COEFa，控制器100确定目标值调整量ΔVtref。更具体地说，类似于图7所示的目标值调整，控制器100参照查询表并确定与所计算的图像面积比率移动平均值相对应的调色剂浓度调整量ΔTC。在确定调色剂浓度调整量ΔTC之后，控制器100通过使用在S18确定的校正系数COEFa来调整该调色剂浓度调整量ΔTC，然后，通过使用导磁率传感器26的敏感度SV，按照下文所示的公式6，来计算目标值调整量ΔVtref。
ΔVtref＝(-1)×(ΔTC+COEFa)×SV······公式6
目标值调整量ΔVtref针对各个色彩来计算，并存储在RAM 103中。
在如上所述基于查询表和校正系数COEFa来确定目标值调整量ΔVtref之后，在S21，控制器100按照公式5，针对各个色彩来计算调整的目标输出值Vtref3，然后，检查调整的目标输出值Vtref3是否处于预定或希望的范围之内。类似于图7所示的目标值调整，在S22，控制器100把目标输出值Vtref设置为范围的上限、范围的下限、和调整的目标输出值Vtref3之一，把目标输出值Vtref存储在RAM 103中。
在本实施例中，因为每次在输出100个片材之后执行处理控制操作，因此每次在输出100个片材之后调整该调色剂浓度调整量ΔTC。
而且，虽然在上面的描述中，基于作为用来确定显影器件中调色剂充电特性的信息的显影γ，通过使用校正系数COEFa来调整调色剂浓度调整量ΔTC，以便确定目标值调整量ΔVtref，但是，目标值调整量ΔVtref能够以不同方式确定。例如，不同的查询表可以针对显影γ处于适当范围之内、在该范围之上、和低于该范围的情况而准备，并存储在RAM 103中，从而按照适合于显影γ的查询表来确定目标值调整量ΔVtref。还在此情况下，即使图像面积比率移动平均值相同，参照用于较低显影γ的查询表而确定的目标值调整量ΔVtref小于当显影γ处于适当范围之内时所使用的目标值调整量ΔVtref，以便把调色剂浓度设置为较高的值。与之相比，即使图像面积比率移动平均值相同，参照用于较高显影γ的查询表而确定的目标值调整量ΔVtref大于当显影γ处于适当范围之内时所使用的目标值调整量ΔVtref，以便把调色剂浓度设置为较低的值。
而且，虽然在上面的描述中，针对查询表中包含的全部图像面积比率，调色剂浓度调整量ΔTC增大或降低0.2wt％，但是其校正系数能够不同地设置。例如，因为如图10所示，当显影γ较高时，随着图像面积比率移动平均值增大，图像密度增大，因此，当图像面积比率移动平均值较高时所使用的校正系数COEFa可以设置为比当图像面积比率移动平均值较低时所使用的校正系数COEFa大的值。与之相比，因为如图11所示，在显影γ较低的情况下，当图像面积比率移动平均值较低时，图像密度降低，因此，当图像面积比率移动平均值较低时所使用的校正系数COEFa可以设置为比当图像面积比率移动平均值较高时所使用的校正系数COEFa大的值。
应当注意，虽然上面仅仅描述了针对较高显影γ和较低显影γ的校正系数，但是，可替换的是，取决于显影γ，可以使用多于两个的校正系数。
下面描述被执行来评估图12所示的目标值调整的短期(short running)测试。在短期测试中，450个片材以120mm/s的标准线速度连续输出，图像面积比率如下面表2所示而变化。
图13和14分别示出当初始显影γ高于适当范围和低于适当范围时短期测试的结果。在图13和14的每个中，实线表示目标输出值调整的结果，其中，调色剂浓度调整量ΔTC相对于图12所示的显影γ而调整，虚线表示比较例的结果，其中，调色剂浓度调整量ΔTC不相对于显影γ而调整。
表2
  输出片材的数目   0-50   50-100   100-150   150-200   200-250   250-300   300-350   350-400   400-450
  图像面积比率(％)   5   10   5   30   5   50   5   80   5
参照图13，在其结果由虚线所示的比较例中，图像密度随图像面积比率的增大而增大，并且贯穿测试高于1.4的目标图像密度。与之相比，按照图13中实线所示的结果，通过执行图12所示的目标输出值调整，图像密度贯穿测试维持与1.4的目标图像密度接近。
因而，如在图12所示的目标输出值调整中，当显影γ高于适当范围时，通过从调色剂浓度调整量ΔTC减去校正系数COEFa，并且把调色剂浓度设置为比当显影γ处于适当范围时使用的值低的值，图像密度能够维持大体恒定。
参照图14，在其结果由虚线所示的比较例中，图像密度随图像面积比率的降低而降低，并且贯穿测试低于1.4的目标图像密度。与之相比，按照图14中实线所示的结果，通过执行图12所示的目标输出值调整，图像密度贯穿测试维持与1.4的目标图像密度接近。
因而，如在图12所示的目标输出值调整中，当显影γ低于适当范围时，通过向调色剂浓度调整量ΔTC加上校正系数COEFa，并且把调色剂浓度设置为比当显影γ处于适当范围之内时使用的值高的值，图像密度能够维持大体恒定。
而且，虽然在上面的描述中，与显影能力相对应的显影γ用作用来确定显影器件中调色剂充电特性的第二信息，但是调色剂充电特性可以以不同的方式来确定。例如，调色剂充电特性能够基于显影器件中环境条件而确定。
在较低的温度和较低的湿度的环境条件下，因为显影器件中的调色剂容易充电，因此图像密度降低。与之相比，在较高的温度和较高的湿度的环境条件下，因为显影器件中的调色剂相对不容易充电，因此图像密度增大。
因而，调色剂浓度调整量ΔTC能够基于图像形成设备内部的所检测的环境条件而调整。即，当所检测的环境条件是例如温度为10℃且湿度为15％的较低的温度和较低的湿度的环境条件时，校正系数COEFa加到调色剂浓度调整量ΔTC。通过此调整，较低温度和较低湿度环境条件下显影器件中的调色剂浓度从正常环境条件下使用的调色剂浓度增大。因此，调色剂与载体接触的概率降低，从而调色剂不容易充电。作为结果，在图像形成设备内部检测的较低温度且较低湿度的环境条件下，调色剂浓度能够防止降低。
与之相比，当所检测的环境条件是例如温度为27℃且湿度为80％的较高的温度和较高的湿度的环境条件时，从调色剂浓度调整量ΔTC减去校正系数COEFa。通过从调色剂浓度调整量ΔTC减去校正系数COEFa，较高温度且较高湿度环境条件下显影器件中的调色剂浓度降低为比标准环境条件下使用的调色剂浓度低的值。因此，调色剂与载体接触的概率增大，调色剂充电特性提高，因此，在图像形成设备内部检测的较高温度且较高湿度的环境条件下，防止或减弱图像密度的升高。
应当注意，虽然优选把温度和湿度传感器定位在接近显影器件20的位置，但是，环境条件可以基于由沿片材传输路径配置以如图1所示确定转写电流的温度和湿度传感器获得的检测结果而确定。
而且，显影器件中调色剂充电特性倾向于随时间而改变。例如，当调色剂随时间经过而使用时，从外部添加到调色剂颗粒的添加剂可以分离出来，并脱离调色剂颗粒，降低调色剂的整体流动性，结果是降低调色剂与载体接触的概率。而且，调色剂充电特性随时间而劣化，并且调色剂变得不容易充电。随着调色剂的充电特性如此劣化，图像密度增大。
因而，或者，调色剂浓度调整量ΔTC可以基于调色剂特性随时间的变化而调整为用来确定显影器件中调色剂充电特性的第二信息。当调色剂特性随时间改变时，从调色剂浓度调整量ΔTC减去校正系数COEFa，以便降低显影器件中的调色剂浓度。通过这样的调整，调色剂与载体接触的概率能够增大，显影器件中调色剂充电特性提高，从而可靠地维持图像密度。
应当注意，调色剂特性随时间的改变能够基于由图3所示的片材计数器63计数的输出片材的数目而确定。即，用来确定调色剂充电特性已经劣化的输出片材的基准数目通过试验而预先确定。当输出片材的数目达到预定基准数目时，图3所示的控制器100确定调色剂充电特性已经劣化，并且从调色剂浓度调整量ΔTC检测校正系数COEFa。
或者，通过使用用来确定调色剂特性随时间的改变的两种或更多的类型的信息，即，用来确定环境条件的信息和用来确定显影γ的信息，调色剂充电特性可以综合地确定。基于如此确定的调色剂充电特性，可以确定将被添加到调色剂浓度调整量ΔTC或从调色剂浓度调整量ΔTC减去的校正系数COEFa。
而且，虽然在上面的描述中，通过把校正系数COEFa添加到调色剂浓度调整量ΔTC或者从调色剂浓度调整量ΔTC减去校正系数COEFa，来改变目标值调整量ΔVtref，或者，目标值调整量ΔVtref可以通过向其添加校正系数或者从其减去校正系数来改变。或者，目标值调整量ΔVtref可以通过除以校正系数或乘以校正系数来改变。
如上所述，基于目标值调整中对显影γ的检测，调色剂充电特性能够更精确地确定。或者，调色剂充电特性能够基于显影器件中的环境条件或者显影剂特性的改变而确定。与调色剂充电特性基于显影γ而确定的情况不同，当调色剂充电特性基于环境条件或显影剂特性的改变而确定时，不需要形成调色剂图案。
而且，控制器100用作调色剂浓度控制基准值改变器，并基于与调色剂充电特性有关的信息来改变目标输出值Vtref的调整量ΔVtref，该目标输出值Vtref的调整量ΔVtref是基于与调色剂补充量有关的信息而确定的调色剂浓度控制基准值。因而，目标输出值Vtref能够被调整，以维持显影器件的显影能力恒定。
而且，当控制器100确定调色剂相对容易充电时，调整量ΔVtref被改变，以增大显影器件中的目标调色剂浓度。通过此调整，调色剂被防止过度充电，并且图像密度能够保持恒定。而且，在调色剂相对容易充电的情况下，当调色剂补充量(图像面积比率移动平均值)较小时，图像密度更有可能降低。因此，即使当通过把与较低图像面积比率移动平均值相对应的调整量ΔVtref设置为比与较大图像面积比率移动平均值相对应的调整量ΔVtref大的量来相对容易地对调色剂充电时，图像密度的降低仍能够防止或减弱。
与之相比，当调色剂相对不容易充电时，即使图像面积比率移动平均值保持相同，调色剂浓度仍应当从标准条件下使用的调色剂浓度降低。即，当控制器100确定调色剂相对不容易充电时，调整量ΔVtref被改变，以降低调色剂浓度。通过降低调色剂浓度，在随后的图像形成之前，调色剂与载体接触的概率增大，调色剂能够充分地充电，从而，维持恒定的图像密度。
而且，当调色剂相对不容易充电时，与图像面积比率移动平均值较小的情况相比，当图像面积比率移动平均值较大时，图像密度更有可能增大。因而，当调色剂相对不容易充电时，与较大图像面积比率移动平均值相对应的调整量ΔVtref设置为比与较小图像面积比率移动平均值相对应的值大的量。通过此调整，在调色剂相对不容易充电的情况下，当图像面积比率移动平均值较大时，图像密度的增大能够被防止或减弱。
基于下文描述的试验A到C，下面描述按照另一示例性实施例的目标输出值调整，试验A到C被执行来确认图7所示的目标输出值调整。
试验A
在试验A中，在23℃的温度和65％的湿度的标准环境条件下执行目标输出值调整。此试验A用来检查当图像面积比率从零开始每20个片材增大20％时的图像密度稳定性。图像面积比率移动平均值使用公式1来计算，片材的累积数目N设置为10，并且目标图像密度设置为1.4。试验A的结果如图15所示，其中，水平轴示出输出片材的数目，右垂直轴示出目标值调整量ΔVtref，左垂直轴示出图像密度。目标值调整量ΔVtref由虚线示出，图像密度由实线示出。
如图15所示，当目标值调整量ΔVtref从较低的值增大时，即，调色剂浓度从较高的值降低时，通过执行如图7所示的目标输出值调整，图像密度保持大体恒定。
试验B
在试验B中，环境条件和所使用的显影系统与试验A相同。试验B用来检查当目标输出值调整在图像面积比率从100开始每20个片材降低20％的条件下执行时的图像密度稳定性。试验B的结果如图16所示。
如图16所示，在目标值调整量ΔVtref从较高的值降低，即调色剂浓度从较低的值增大的情况下，当输出片材的数目处于大约从30到80的范围时，图像密度高于1.4的目标值。
从试验B的结果来看，很明显，在目标值调整量ΔVtref从较高的值降低，即调色剂浓度从较低的值增大的情况下，在与试验A相同的显影系统中，图像密度稳定性不充分。
试验C
在试验C中，环境和其它条件与试验B相同。试验C使用如下的显影系统，其中，用来计算图像面积比率移动平均值的片材累积数目N设置为20，并且，检查图像密度稳定性。试验C的结果如图17所示。
如图17所示，在片材的累积数目N设置为20，并且目标值调整量ΔVtref从较高的值降低，即调色剂浓度从较低的值增大的情况下，图像密度保持大体恒定。因此，图像密度稳定性充分。
下面描述以下事实的原因，即，与片材累积数目N设置为10的试验B相比，在片材累积数目N设置为20的试验C中，图像密度更稳定。
如图16所示，在用于试验B(片材的累积数目为10)的显影系统中，例如，在输出片材的数目达到20且图像面积比率从100％降低到80％之后，目标值调整量ΔVtref突然降低，然后变得稳定于给定值。随着目标值调整量ΔVtref突然降低，调色剂浓度突然增大。与之相比，如图17所示，在用于试验C(片材的累积数目为20)的显影系统中，在输出片材的数目达到20且图像面积比率降低到80％之后，目标值调整量ΔVtref逐渐降低，调色剂浓度逐渐增大。推测为，这是因为，在图7所示的目标值调整中，目标值调整量ΔVtref参照查询表基于图像面积比率移动平均值而确定，在所述查询表中，图像面积比率移动平均值与目标值调整量ΔVtref相关。
例如，在片材的累积数目N为10的情况下，当输出片材的数目达到20且图像面积比率从100％下降到80％时，目标值调整量ΔVtref下降，直到输出片材的数目达到30，由此图像面积比率移动平均值与80％的图像面积比率相对应。当输出片材的数目从30增大到40时，目标值调整量ΔVtref保持该值。
与之相比，在片材的累积数目N为20的情况下，目标值调整量ΔVtref持续降低，直到输出片材的数目达到40，由此图像面积比率移动平均值与80％的图像面积比率相对应。
即，当片材的累积数目为10时，目标值调整量ΔVtref设置为与在输出片材的数目从20到30增大10的期间处于从80％到100％的范围之内的图像面积比率移动平均值相对应的查询表中的每个值。与之相比，当片材的累积数目为20时，目标值调整量ΔVtref设置为与在输出片材的数目从20到40增大20的期间处于从80％到100％的范围之内的图像面积比率移动平均值相对应的查询表中的所有值。因此，当输出片材的数目在试验B中增大10以及在试验C中增大20时，调色剂浓度稳定在给定值。即，目标值调整量ΔVtref改变的速度(改变速度)在试验C中比在试验B中低。通过把用来计算移动平均值的片材的累积数目N从10增大到20以降低改变速度，目标值调整量ΔVtref的突然降低能够被防止或减弱。改变速度表示为
VH＝VtrefC/NX
其中，VH是改变速度，VtrefC是目标值调整量ΔVtref的改变量，NX是被要求稳定目标输出值Vtref的图像形成的数目(图像形成数目)。
假定目标输出值Vtref通过连续地输出片材而首先被稳定到第一值VtrefA，然后，其图像面积比率不同于先前图像形成的图像面积比率的图像连续输出，目标输出值Vtref被相应地改变到第二值VtrefB。在此情况下，图像形成数目NX是被要求把目标输出值Vtref稳定到第二值VtrefB的图像形成的数目。
应当注意，改变量VtrefC是通过从第一值VtrefA减去第二值VtrefB而获得的值。
在用于试验B的显影系统中，当图像面积比率降低时，用来计算目标值调整量ΔVtref的图像面积比率移动平均值突然降低。因此，目标值调整量ΔVtref突然降低，导致调色剂浓度突然增大。因此，供给到显影器件的调色剂量突然增大，并且未充分充电的调色剂的量在显影器件中增大，因此，图像密度变得高于目标图像密度。具体地，当图像面积比率较高时，调色剂消耗较大，较大量的调色剂新供给到显影器件，导致调色剂浓度的突然增大。因此，与图像面积比率较低的情况相比，当图像面积比率较高时，图像密度可能超过目标图像密度。
与之相比，在用于试验C的显影系统中，即使图像面积比率降低，图像面积比率移动平均值也不突然降低。因为目标值调整量ΔVtref逐渐降低，因此调色剂浓度逐渐增大，相应地，供给到显影器件的调色剂量逐渐增大。因此，平均调色剂充电量能够在随后的图像形成之前升高到希望的级别，从而稳定图像密度。
应当注意，当调色剂浓度降低时，不优选如试验C中那样把片材的累积数目N设置为20。如果片材的累积数目N设置为20，则与片材的累积数目N设置为10的情况相比，改变速度较慢，从而调色剂浓度缓慢降低。即，供给到显影器件的调色剂量未降低到希望的级别。而且，因为显影器件中的调色剂浓度过度，因此在随后的图像形成之前调色剂未充分充电，并且平均调色剂充电量较低。作为结果，图像密度过度。具体地，当图像面积比率移动平均值较低且调色剂浓度较高时，较大量的调色剂存在于显影器件中。如果较高图像面积比率的图像在此状态下连续输出，则新供给到显影器件的调色剂量较大。如果调色剂浓度缓慢地降低，则调色剂与载体接触的概率未及时地上升到希望的级别，导致图像密度增大。
因此，与片材的累积数目N为20且目标调色剂浓度缓慢降低的情况相比，通过把片材的累积数目N设置为10从而立即降低目标调色剂浓度，显影器件中平均调色剂充电量的降低能够更好地防止或减弱。因此，显影能力的降低能够更好地防止或减弱，图像密度能够被防止超过目标图像密度。
从试验A到C的结果看，优选的是，调色剂浓度的改变速度当调色剂浓度增大时比当调色剂浓度降低时慢。即，优选的是，当显影器件中的目标调色剂浓度增大及降低时，以不同的速度改变目标输出值Vtref。
图18示出基于试验A到C的结果在按照另一示例性实施例的目标输出值调整中执行的处理序列。在目标输出值调整中，当目标输出值Vtref被调整以增大调色剂浓度时目标输出值Vtref的改变速度比当目标输出值Vtref被调整以降低调色剂浓度时慢。更具体地说，当目标输出值Vtref被调整以增大调色剂浓度时用来计算图像面积比率移动平均值的图像面积比率采样数目(片材的累积数目N)比当目标输出值Vtref被调整以降低调色剂浓度时大。通过使用较大数目的采样，当较低图像面积比率的图像被连续输出时，换句话说，当目标调色剂浓度增大时，改变速度被降低。通过降低该改变速度，目标调色剂浓度能够逐渐地增大，从而图像密度的升高能够被防止或减弱。
在图18所示的目标输出值调整中，图像面积比率采样的数目(片材的累积数目N)当目标输出值Vtref被调整以增大调色剂浓度时设置为20，当目标输出值Vtref被调整以降低调色剂浓度时设置为10。应当注意，基于显影剂的特性、显影器件内部的显影剂容量、和显影器件的结构，来确定采样的数目。
而且，能够基于图像面积比率的改变来确定目标输出值Vtref被调整为增大还是降低显影器件中的调色剂浓度。更具体地说，当最近输出的片材的图像面积比率大于在先前的目标输出值调整中计算的图像面积比率移动平均值时，确定图像面积比率在增大。与之相比，当上一片材的图像面积比率小于在先前的目标输出值调整中计算的图像面积比率移动平均值时，确定图像面积比率在降低。
参照图18，下面更详细地描述上述的目标输出值调整序列。
如图18所示，在S31，图3所示的控制器100确定上一输出片材的图像面积比率在增大还是在降低。更具体地说，从先前计算的图像面积比率移动平均值M(i-1)减去当前图像面积比率X(i)。在S32，当通过相减而获得的值为零或负值时，控制器100确定图像面积比率在增大，利用设置为10的图像面积比率采样N1的第一值来计算图像面积比率移动平均值M(i)。与之相比，在S33，当通过相减而获得的值大于零时，控制器100确定图像面积比率在降低，利用设置为20的图像面积比率采样N2的第二值来计算图像面积比率移动平均值M(i)。
从S34到S42，控制器100执行与图7中从S2到S10执行的处理相类似的处理，以调整目标输出值Vtref。
下面描述被执行来评估图18所示的目标输出值调整的短期测试。在短期测试中，以138mm/s的标准线速度来连续输出450个片材，图像面积比率如上面所示的表2所示而变化。
图19示出短期测试的结果。在图19中，实线示出图18所示的目标输出值调整的结果，其中，当图像面积比率在增大以及在降低时，图像面积比率采样数目N不同，虚线示出比较例的结果，其中，图像面积比率采样数目N在那两种情况下相同。
参照图19，在虚线所示的比较例的结果中，当输出片材的图像面积比率降低时，图像密度暂时增大。具体地，当第一图像面积比率的图像被连续输出，然后低于第一图像面积比率的第二图像面积比率的图像被连续输出，图像面积比率中的差异越大，图像密度变得越高。与之相比，在图18所示的目标输出值调整的结果中，贯穿测试，图像密度大体恒定在1.4的目标值左右。
因此，如在图18所示的目标输出值调整中，当当前图像面积比率降低时，通过与当前图像面积比率增大时所使用的采样数目相比增加图像面积比率的采样数目，图像密度的突然增大能够被防止或减弱，图像密度能够保持大体恒定。
而且，当显影器件中的调色剂相对容易被充电时，即使目标调色剂浓度相对快地增大，调色剂仍能够在随后的图像形成之前充分地充电。然而，当显影器件中的调色剂相对不容易充电时，目标调色剂浓度应当以较低的速度增大，以便在随后的图像形成之前对调色剂充分地充电并且保持图像密度恒定。因而，优选按照调色剂充电特性来改变目标调色剂浓度的改变速度(改变速度)。与调色剂充电特性相关的信息(第二信息)包括显影器件中的环境条件和调色剂特性随时间的改变。
当基于环境条件来确定调色剂充电特性时，控制器100获得图1所示的温度和湿度传感器61的检测结果。即，控制器100用作第二信息检测器。在较低温度且较低湿度的条件下，例如，10℃的温度和15％的湿度，当显影器件中的调色剂被搅拌时每单位时间的充电量较大，调色剂相对容易充电。因此，在此情况下，通过与23℃的温度和65％的湿度的正常环境条件下所使用的采样数目相比减少图像面积比率的采样数目，来增大改变速度。与之相比，在例如27℃的温度和80％的湿度的较高温度且较高湿度的条件下，当显影器件中的调色剂被搅拌时每单位时间的充电量较小，调色剂相对不容易充电。因此，在此情况下，通过与正常环境条件下所使用的采样数目相比增加图像面积比率的采样数目，来降低改变速度。
而且，在基于调色剂特性随时间的改变来确定调色剂充电特性的情况下，当调色剂充电特性劣化时，通过增大图像面积比率采样的数目，来降低改变速度。应当注意，基于输出片材的数目来确定调色剂特性随时间的改变。即，用来确定调色剂充电特性已经劣化的输出片材的基准数目通过试验来预先确定。当输出片材的数目达到预定基准数目时，控制器100增大图像面积比率采样的数目，以降低改变速度。
或者，可以通过使用与显影器件中的环境条件相关的信息以及与调色剂特性随时间的改变相关的信息二者，来综合地确定调色剂充电特性。
如上所述，按照图12和18所示的示例性实施例，即使显影器件中的调色剂充电特性随环境条件中的改变而改变，仍能够获得良好的图像密度。
如上所述，在图18所示的目标输出值调整中，当目标调色剂浓度增大时的目标调色剂浓度的改变速度比当目标调色剂浓度降低时慢。通过此调整，当目标调色剂浓度增大时，调色剂逐渐增大，从而显影器件中的未充分充电的调色剂量不突然增大。与之相比，当目标调色剂浓度降低时，调色剂快速降低。从而，图像密度的增大能够被防止或减弱。
而且，用作调色剂浓度控制基准值改变器的控制器100基于在给定时间段期间形成的图像的图像面积比率移动平均值，来改变目标输出值Vtref。因而，因为最近输出的片材的调色剂补充量的历史能够获得，因此目标输出值Vtref能够被更好地调整，显影剂的当前特性能够更好地确定。
而且，当目标调色剂浓度增大时，用来计算其移动平均值的图像面积比率采样数目N(片材的累积数目)设置为比当目标调色剂浓度降低时使用的数目大的数目。通过此调整，即使当前图像面积比率与先前输出的片材的图像面积比率相比显著地降低，移动平均值仍未显著降低。作为结果，调色剂浓度的突然增大能够防止，保持显影能力恒定，以保持图像密度恒定。与之相比，因为当目标调色剂浓度降低时图像面积比率的采样数目N较小，因此，当当前图像面积比率与先前输出的片材的图像面积比率相比显著地增大时，移动平均值显著增大。因此，调色剂浓度能够更快地降低到与该图像面积比率相对应的值，从而保持显影能力恒定，以保持图像密度恒定。
而且，目标调色剂浓度的优选改变速度取决于显影器件中的调色剂充电特性。因而，在通过检测用来确定调色剂充电特性的信息并且根据所检测的信息设置改变速度来增大以及降低调色剂浓度的二者的情况下，图像密度能够保持恒定。
可以根据上述教导来进行多种另外的修改和变化。因而应当理解，在所附的权利要求的范围之内，本专利说明书的公开可以以此处具体描述之外的方式来实施。
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2007年2月26日在日本专利局提交的日本专利申请No.2007-045664号的优先权，其整体内容通过引用包含于此。

Claims (19)

1.一种图像形成设备，包括：
图像载体，配置为承载静电潜像；
显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；
调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；
调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件内部的二成份显影剂中的调色剂浓度；以及
控制器，配置为：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息、及用来确定显影器件中调色剂的充电特性的第二信息；基于第一信息和第二信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于调色剂浓度控制基准值和来自调色剂浓度检测器的输出来控制调色剂浓度。
2.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述第二信息与调色剂的显影能力有关。
3.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述第二信息与显影器件内部的环境条件有关。
4.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述第二信息与二成份显影剂随时间的改变有关。
5.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述控制器基于所述第一信息来确定调色剂浓度控制基准值的调整量，并且基于所述第二信息来改变所述调整量。
6.按照权利要求5所述的图像形成设备，其中，当所述第二信息表示调色剂容易充电时，所述控制器沿增大显影器件中调色剂浓度的方向来改变调色剂浓度控制基准值的调整量。
7.按照权利要求6所述的图像形成设备，其中，当所述第二信息表示调色剂容易充电时，在其中在预定时间段中显影器件中的调色剂补充量较小的情况下调色剂浓度控制基准值的调整量的改变量比在其中在该预定时间段中显影器件中的调色剂补充量较大的情况下所使用的值大。
8.按照权利要求5所述的图像形成设备，其中，当所述第二信息表示调色剂不容易充电时，所述控制器沿降低显影器件中调色剂浓度的方向来改变调色剂浓度控制基准值的调整量。
9.按照权利要求8所述的图像形成设备，其中，当所述第二信息表示调色剂不容易充电时，在其中在预定时间段中显影器件中的调色剂补充量较大的情况下调色剂浓度控制基准值的调整量的改变量比在其中在预定时间段中显影器件中的调色剂补充量较小的情况下所使用的值大。
10.按照权利要求1所述的图像形成设备，其中，在先前图像形成之后随后图像形成之前，所述控制器改变调色剂浓度控制基准值。
11.一种图像形成设备，包括：
图像载体，配置为承载静电潜像；
显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；
调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；
调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件中二成份显影剂中的调色剂浓度；以及
控制器，配置为：检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息；至少基于第一信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及基于调色剂浓度控制基准值和来自调色剂浓度检测器的输出来控制调色剂浓度，
其中，所述控制器以比沿降低调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值的改变速度低的改变速度，来沿增大调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值。
12.按照权利要求11所述的图像形成设备，其中，所述控制器检测在预定时间段期间形成的图像的图像面积和图像面积比率之一，作为所述第一信息，以及基于图像面积和图像面积比率之一的移动平均值，来改变调色剂浓度控制基准值。
13.按照权利要求12所述的图像形成设备，其中，当所述控制器沿增大调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值时用来计算图像面积和图像面积比率之一的采样数目比当所述控制器沿降低调色剂浓度的方向改变调色剂浓度控制基准值时所使用的采样数目大。
14.按照权利要求13所述的图像形成设备，其中，所述控制器还检测用来确定调色剂的充电特性的第二信息，以及基于所述第二信息来对改变速度进行改变。
15.按照权利要求14所述的图像形成设备，其中，所述控制器检测与显影能力有关的信息，作为所述第二信息。
16.按照权利要求14所述的图像形成设备，其中，所述控制器检测用来确定显影器件内部的环境条件的信息，作为所述第二信息。
17.按照权利要求14所述的图像形成设备，其中，所述控制器检测用来确定二成份显影剂随时间的改变的信息，作为所述第二信息。
18.一种用于图像形成设备的图像密度控制方法，所述图像形成设备包括：
图像载体，配置为承载静电潜像；
显影器件，配置为通过包含调色剂和磁载体的二成份显影剂来对静电潜像显影；
调色剂供给器，配置为向显影器件供给调色剂；
调色剂浓度检测器，配置为检测显影器件内部的二成份显影剂中的调色剂浓度；以及
控制器，
所述图像密度控制方法包括：
检测用来确定预定时间段期间显影器件中的调色剂补充量的第一信息、及用来确定显影器件中调色剂的充电特性的第二信息；
基于第一信息和第二信息来改变调色剂浓度控制基准值；以及
基于来自调色剂浓度检测器的输出和调色剂浓度控制基准值来控制调色剂浓度。
19.按照权利要求18所述的图像密度控制方法，还包括：
取决于沿增大调色剂浓度的方向来改变调色剂浓度控制基准值还是沿降低调色剂浓度的方向来改变调色剂浓度控制基准值，来改变调色剂浓度控制基准值的改变速度。
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