CN105446096A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了图像形成装置。图像形成装置包括图像承载构件、显影设备、供给设备以及控制单元。所述图像承载构建承载潜像。所述显影设备使用调色剂来显影潜像。所述供给设备对所述显示设备供给调色剂。所述控制单元执行排出操作，以在不将调色剂转移到记录介质上的情况下消耗从显影设备转移到图像承载构件上的调色剂。所述控制单元执行第一劣化积分信息超过第一执行阈值以及第二劣化积分信息超过比第一执行阈值大的第二执行阈值的排出操作。控制单元基于至少第一劣化阈值来取得第一劣化信息，并基于比第一劣化阈值大的至少第二劣化阈值来取得第二列化信息。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及包括显影设备的图像形成装置，该显影设备对在电子照相复印机、激光束打印机等的图像承载构件上形成的静电潜像进行显影以使调色剂图像显影。

背景技术

在传统的电子照相图像形成装置中，当具有低覆盖率的图像被连续输出时，在显影设备中几乎不消耗和供给调色剂的状态下长时间搅拌并摩擦显影剂。例如，显影剂被输送显影剂的显影剂输送螺杆搅拌，并且在显影套筒和刮刀之间被摩擦。结果，为了电荷控制和流动性控制而被提供给调色剂的外部添加剂可能与调色剂分离或者含在调色剂表面中(在下文中，也被称作调色剂劣化)。调色荆劣化造成诸如粒状效果之类的图像质量下降，从而使打印图像质量下降。

例如，日本专利申请特开第2006-023327号和日本专利申请特开第2000-310909号提出解决该问题的技术。更具体地说，通过强制排出劣化的调色剂并且按照对应于排出量的量供给调色剂来执行调色剂刷新，从而图像质量被保持。

当具有低覆盖率的图像被连续输出时，不仅发生上面描述的由调色剂劣化造成的图像质量下降而且发生以下问题。更具体地说，当紧接在具有低覆盖率的图像被连续输出之后具有高覆盖率的图像被连续输出时，图像浓度大幅波动。

这是由于从连续低覆盖率图像输出切换为连续高覆盖率图像输出所致的显影设备中的调色剂带电量的急剧变化所造成的。当低覆盖率图像被输出时，因为在显影设备中交换的调色剂的量小，因此调色剂带电量很可能由于调色剂和载体(carrier)之间的过度摩擦带电而是高的。另一方面，当高覆盖率图像被输出时，因为大量调色剂被消耗和供给，因此调色剂带电量很可能是低的。

在日本专利申请特开第2006-023327号和日本专利申请特开第2000-310909号中讨论的刷新控制对于抵抗由于作为连续输出低覆盖率图像的结果的调色剂劣化造成的图像质量下降是有效的。然而，对于抵抗由在低覆盖率图像输出被切换为高覆盖率图像输出时发生的调色剂带电量的变化所造成的浓度波动，刷新控制可能不是足够有效的。这是因为上面描述的两个问题不一定同时发生。更具体地说，当连续低覆盖率图像输出被执行时，在用于防止由于调色剂劣化造成的图像质量下降的定时执行的传统调色剂刷新控制对于防止由于覆盖率的切换所致的调色剂带电量的变化而造成的图像浓度波动而言可能不是足够有效的。

总的看来，利用传统刷新控制来解决上面两个问题的尝试仅可能导致不必要的调色剂消耗或者不足的刷新效果。

发明内容

本发明是为了解决上面描述的问题。更具体地说，本发明致力于提供一种图像形成装置，该图像形成装置能够在低覆盖率图像被连续形成时或者在连续的低覆盖率图像形成被切换到连续的高覆盖率图像形成时防止发生图像质量下降。基于用于放置调色剂恶化的第一阈值和用于防止浓度变化的第二阈值两者来执行调色剂刷新控制。

根据本发明的一方面，图像形成装置包括被配置为承载潜像的图像承载构件、被配置为使在图像承载构件上形成的潜像显影以获得调色剂图像的显影设备、被配置为将调色剂供给到显影设备的供给单元以及被配置为能够执行排出操作的控制单元，该排出操作在不将调色剂转移到记录介质的情况下消耗从显影设备转移到图像承载构件上的调色剂，其中控制单元被配置为在通过对第一劣化信息求积分而获得的第一劣化积分信息超过第一执行阈值的情况下以及在通过对第二劣化信息求积分而获得的第二劣化积分信息超过比第一执行阈值大的第二执行阈值的情况下执行排出操作，其中控制单元被配置为基于在每个预定定时取得的与调色剂消耗量有关的信息和第一劣化阈值来取得第一劣化信息，并且基于在每个预定定时取得的与调色剂消耗量有关的信息和第二劣化阈值来取得第二劣化信息，并且其中第二劣化阈值大于第一劣化阈值。

本发明的其他特征将从参考附图对示例性实施例的以下描述中变得清楚。

附图说明

图1是示出根据第一示例性实施例的图像形成装置的示意图。

图2是示出根据本示例性实施例的图像形成装置中的感光鼓周围的配置的示图。

图3是示出根据本示例性实施例的图像形成装置中的图像处理单元的系统配置的框图。

图4是示出布置在根据本示例性实施例的图像形成装置中的显影设备的第一示意图。

图5是示出布置在根据本示例性实施例的图像形成装置中的显影设备的第二示意图。

图6是示出布置在根据本示例性实施例的图像形成装置中的温度传感器的控制块配置示例的框图。

图7是示出根据第一示例性实施例的打印的片材数量与调色剂BrunaureEmettTeller(BET)值之间的关系的示图。

图8是示出根据第一示例性实施例的基于片材的平均调色剂逗留量与调色剂BET值之间的关系的示图。

图9是示出根据第一示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(1)的流程图。

图10是示出根据第一示例性实施例的具有各种覆盖率的图像打印中的打印的片材数量与基于片材的平均调色剂逗留量之间的关系的示图。

图11是示出在调色剂排出控制下在根据第一示例性实施例的图像形成装置中执行的处理的流程图。

图12是示出在根据第一示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(1)的表格。

图13是示出在根据第一示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(2)的表格。

图14是示出在根据第一示例性实施例的图像形成装置中的具有各种覆盖率的连续图像形成中的调色剂带电量的表格。

图15是示出根据第一示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(2)的流程图。

图16是示出根据第三示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(1)的流程图。

图17是示出根据第二示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(1)的流程图。

图18是示出根据第二示例性实施例的图像形成装置中的调色剂刷新控制(2)的流程图。

图19是示出图像形成装置中的调色剂排出操作的控制块配置示例的框图。

具体实施方式

根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置在下面被详细描述。

<图像形成装置的概览>

如在图1中示出，根据本示例性实施例的图像形成装置包括四个图像形成站Y、M、C和K，这四个图像形成站分别包括感光鼓1(1Y、1M、1C和1K)作为潜像承载构件。中间转印设备120被布置在图像形成站下面。在中间转印设备120中，作为中间转印构件的中间转印带121被围绕辊122、123和124展开，并且在由箭头指示的方向上运行。

在本示例性实施例中，感光鼓1(1Y、1M、1C和1K)中的每一个的表面通过各自由激光驱动器(未示出)驱动的激光发射设备3(3Y、3M、3C和3K)中的对应一个而被曝光，其中感光鼓1(1Y、1M、1C和1K)中的每一个的表面是通过采用用于非接触带电的电晕带电系统的初次带电设备2(2Y、2M、2C和2K)中的对应一个而带电的。这样，静电潜像被分别形成在感光鼓1(1Y、1M、1C和1K)上。潜像通过作为显影单元的显影设备4(4Y、4M、4C和4K)而被显影，由此黄色、品红色、青色和黑色调色剂图像(显影剂图像)被分别形成。

由相应图像形成站形成的调色剂图像通过由作为初次转印单元的转印刮刀5(5Y、5M、5C和5K)施加的转印偏压而被转印到由聚酰亚胺树脂制成的中间转印带121上，以便一个在另一个上面地重合。这样形成在中间转印带121上的四色调色剂图像通过面向辊124的作为二次转印单元的二次转印辊125而被转印到作为转印材料的记录片材P上。未被转印到记录片材P上并且因此残留在中间转印带121上的调色剂通过中间转印带清洁器114b而被除去。上面已经转印有调色剂图像的记录片材P通过包括定影辊131和132的定影设备而被加压/加热，由此永久图像被获得。在初次转印之后残留在感光鼓1上的初次转印残留调色剂通过清洁器9(9Y、9M、9C和9K)而被除去。这样，图像形成装置变为准备好下一次图像形成。

<图像形成装置中的感光鼓周围的配置>

参考图2来详细描述根据本实施例实施例的作为图像形成装置的潜像承载构件的感光鼓1中的每一个周围的配置。感光鼓1周围的配置在各颜色之间是相同的，因而对应于各颜色之一的配置将被代表性地描述。

在图2中，在根据本示例性实施例的图像形成装置中，作为静电潜像承载构件的感光鼓1被可旋转地布置。通过非接触(电晕)带电初次带电设备2而均匀带电的感光鼓1的表面通过激光发射设备3而被曝光。这样，静电潜像被形成在感光鼓1上。静电潜像通过显影设备4而被可视化。然后，可视图像通过转印制刀5而被转印到中间转印带121上。感光鼓1上的转印残留调色剂通过清洁刮刀接触型的清洁器9而被除去。然后，感光鼓1上的电势通过预曝光灯10而被除去，以使得感光鼓1被再次用于形成下一图像。显影设备4包含带隙温度传感器4T作为用于显影设备4中的显影剂的温度检测单元。

<图像处理的概览>

将参考在图3中示出的框图来描述根据本示例性实施例的图像形成装置中的图像处理单元的系统配置。

作为来自诸如文档扫描仪、计算机(信息处理装置)等的外部装置(未示出)的彩色图像数据的RGB图像数据视情况通过图3中的外部输入接口(外部输入I/F)200而被输入。LOG转换单元201基于包括在只读存储器(ROM)210等中存储的数据的查找表(LUT)将输入的RGB图像数据的亮度数据转换为CMY浓度数据(CMY图像数据)。掩蔽底色去除(UCR)单元202从CMY图像数据中提取黑色(Bk)分量数据并且对CMKY图像数据执行矩阵计算以校正记录颜色材料的浑浊不清(muddiness)。LUT单元203通过使用伽马LUT对输入的CMKY数据中的每一种颜色执行浓度校正，通过利用伽马LUT，图像数据符合打印机单元中的理想色调特性。内容由中央处理单元(CPU)206来设置的伽马LUT是基于加载到随机存取存储器(RAM)211上的数据来生成的。脉宽调制单元204输出具有与从LUT单元203输入的图像数据(图像信号)的电平相对应的脉宽的脉冲信号。激光驱动器205基于该脉冲信号来驱动激光发射设备3，由此感光鼓1被用激光束照射以使得静电潜像被形成。

视频信号计数单元207求与输入到LUT单元203的600dpi图像数据相对应的单个图像中的相应像素的电平(0到255电平)的积分。图像数据积分值被称作视频计数。在输出图像中的所有像素的电平是255时获得的视频计数的最大值是512。当由于电路配置而存在限制时，激光信号计数单元208可以被用来代替视频信号计数单元207以通过对来自激光驱动器205的图像信号执行类似的计算来获得视频计数。打印机控制器单元209基于视频计数来控制每一个处理单元执行下面描述的排出操作。

<显影设备的配置>

参考图4和图5来更详细地描述显影设备4。在本示例性实施例中，显影设备4包括显影剂容器20，显影剂容器20包含作为包括调色剂和载体的显影剂的双组分显影剂。显影剂容器20包含作为显影剂承载构件(调色剂承载构件)的显影套筒24和调控在显影套筒24上携带的显影剂的穗(bristle)的调控刮刀(穗切割构件)25。

在本示例性实施例中，显影剂被包含在显影室21a和搅拌室21b中，显影室21a和搅拌室21b是通过在基本上中央部分处由在图中的片材表面上的垂直方向上延伸的分隔壁23在水平方向上将显影剂容器20的内部空间划分为左侧和右侧来定义的。

显影室21a和搅拌室21b分别包括第一输送螺杆22a和第二输送螺杆22b作为各自用作显影剂搅拌和输送单元的输送构件。第一输送螺杆22a被布置在显影室21a中的底部中，同时与显影套筒24的轴向方向基本上平行。第一输送螺杆22a进行旋转以在一个沿着轴向方向的方向上输送显影室21a中的显影剂。第二输送螺杆22b被布置在搅拌室21b中的底部中，同时与第一输送螺杆22a平行。第二输送螺杆22b在与第一输送螺杆22a的输送方向相反的方向上输送搅拌室21b中的显影剂。

通过上面描述的经由第一输送螺杆22a和第二输送螺杆22b的旋转的输送，显影剂通过分隔壁23的两个端部分处的开口部分(即，连通部分)26和27(见图5)而在显影室21a与搅拌室21b之间循环。

在搅拌室21b内部，检测双组分显影剂的调色剂浓度的电感传感器35被布置。根据来自电感传感器35的检测输出来执行调色剂供给。在下面详细描述控制调色剂供给的方法。

在本示例性实施例中，显影室21a和搅拌室21b被排列在水平方向上的左侧和右侧。可替代地，本发明可适用于其中显影室21a和搅拌室21b被垂直排列的显影设备，或者具有其他配置的显影设备。

在本示例性实施例中，显影剂容器20在与面向感光鼓1的显影区域a相对应的部分处具有开口部分。显影套筒24以显影套筒24被部分地暴露给感光鼓1的方式被可旋转地布置在开口部分处。

在本示例性实施例中，显影套筒24的直径是20mm，感光鼓1的直径80mm，并且显影套筒24和感光鼓1的最接近部分之间的距离大约是400μm。利用该配置，可以利用被输送到与感光鼓1相接触的显影区域a的显影剂来执行显影。显影套筒24由诸如铝和不锈钢之类的非磁性材料制成，并且包含在不可旋转状态下的磁辊24m作为磁场单元。

作为穗切割构件的调控到刀25是由在显影套筒24的纵轴方向上延伸的铝板等制成的非磁性构件。调控刮刀25在显影套筒24的旋转方向上被布置在感光鼓1的上游侧。显影剂的调色剂和载体都穿过调控刮刀25和显影套筒24的远端部分之间的间隙以便被输送到显影区域a。

通过调节调控刮刀25与显影套筒24的表面之间的间隙，通过磁刷对在显影套筒24上保持的显影剂进行穗切割的量被调控。因此，被输送到显影区域a的显影剂的量被调节。在本示例性实施例中，调控刮刀25将显影套筒24上的每单位面积的显影剂涂覆量调控为30mg/cm²。

调控刮刀25与显影套筒24之间的间隙被设置为200至1000μm并且优选是300至700μm。在本示例性实施例中，间隙被设置为500μm。

在显影区域a中，显影设备4的显影套筒24以高达感光鼓的旋转速度的1.75倍的旋转速度在顺应感光鼓1的旋转方向的方向上旋转。旋转速度可以被设置为作为高达感光鼓1的旋转速度的1.3至2.0倍的任意值。显影套筒24的更高旋转速度可以实现更高的显影效率。然而，过高的旋转速度造成诸如调色剂飞散和显影剂劣化之类的问题。因此，旋转速度优选被设置在上面描述的范围内。

带隙温度传感器4T被布置在显影剂容器20中的开口部分(即，连通部分)26中。带隙温度传感器4T用作检测关于显影设备4中的温度的信息的温度检测单元。带隙温度传感器4T被布置在显影设备4中的显影荆中，并且因而直接检测显影剂的温度。温度传感器4T优选被布置在显影剂容器20中的如下位置处以实现高度精确检测：在该位置处传感器表面被浸没在显影剂中。然而，温度传感器4T的布置位置不限于此。通过布置在图像形成装置主体中的温度传感器可以以略低的精度检测显影设备4中的温度。

将详细描述温度传感器4T。在本示例性实施例中，由SensirionAG制造的温度和湿度传感器SHT1x系列被用作温度传感器4T。如在图6中示出，温度传感器4T包括作为湿度检测设备的静电容量聚合物的感测元件1001以及作为温度检测设备的带隙温度传感器1002，它们每个都是被耦接到14位A/D转换器1003并且通过数字接口1004执行串行输出的互补金属氧化物半导体(CMOS)设备。作为温度检测设备的带隙温度传感器1002使用电阻根据温度线性地改变的热敏电阻器并且从而根据电阻来计算温度。作为湿度检测设备的静电容量聚合物1001是其中插入有作为介电构件的聚合物的电容器。静电容量聚合物1001检测从电容器的静电容量转换的湿度，因为吸收到聚合物的水分的量根据湿度而改变，因此电容器的静电容量相对于湿度而线性地改变。

在上面描述的配置中，当显影被执行时，显影套筒24在由图中的箭头指示的方向(逆时针方向)上旋转。显影套筒24承载双组分显影剂，其层厚度通过调控刮刀25使用磁刷进行的穗切割而被调控。显影套筒24将层厚度经过调控的显影剂输送到面向感光鼓1的显影区域a。这样，显影剂被供给到在感光鼓1上形成的静电潜像，由此静电潜像被显影。在该过程中，电源将DC电压和AC电压相互叠加的显影偏压电压施加到显影套筒24，由此显影效率被提高，就是说，调色剂被潜像吸引被促进。在本示例性实施例中，-500V的DC电压和具有1800V的峰-峰电压Vpp及12kHz的频率f的AC电压被使用。

在第一示例性实施例中，由激光发射设备3获得的曝光电势(即，实心部分电势)与DC电压值之间的电势差被以如下方式控制：用于形成实心图像的感光鼓1上的每单位面积的调色剂量被设置为0.5mg/cm²。一般而言，当AC电压被施加以在使用双组分显影剂和磁刷的方法中提高显影效率时，高质量图像可以被获得但是蒙雾(fogging)很可能发生。因此，通过提供在施加到显影套筒24的DC电压与感光鼓1上的带电电势(即，空白部分电势)之间的电势差来防止蒙雾。

<显影设备中的显影剂的概览>

在这里，将详细描述根据本示例性实施例的显影设备4的显影剂容器20中包含的包括调色荆和载体的双组分显影剂。

调色剂包括：含有粘合剂树脂、着色剂和必要时任何其他添加剂在内的着色树脂颗粒，以及外部地添加有诸如硅胶细粉之类的外部添加剂的着色颗粒。调色剂是带负电荷的聚酯树脂。调色剂的体积平均颗粒直径优选地等于或者大于4μm并且等于或者小于10μm，并且更优选地等于或者小于8μm。

作为载体，具有氧化或非氧化表面的诸如铁、镍、钴、锰、铬和稀土元素之类的金属、这些的合金、氧化物铁氧体等可以被有利地使用。制造这些磁性颗粒的方法并不受特别限制。载体的重量平均颗粒直径是20至60μm，并且优选地是30至50μm。载体的电阻率等于或者大于10⁷Ωcm，并且优选地等于或者大于10⁸Ωcm，这是本示例性实施例中的情况。

在本示例性实施例中使用的调色剂的体积平均颗粒直径是在下面描述的设备和方法中测量的。作为测量设备，TA-II型库尔特计数器(由BeckmanCoulterInc.制造的)、用于输出数目平均颗粒直径分布和体积平均颗粒直径分布的接口(由NikkakiBiosCo.Ltd.制造的)和个人计算机CX-I(由CanonInc.制造的)被使用。作为电解水溶液，通过使用一级氯化钠制备的1％氯化钠溶液被使用。

在本示例性实施例中，通过以8％的重量百分比(调色剂/(调色剂+载体))混合调色剂和载体来获得双组分显影剂，并且400g的双组分显影剂被填充在显影设备4中。

在下面描述测量方法。向100至150ml的量的电解水溶液，添加0.1ml的量的优选为烷基苯磺酸盐的表面活性剂作为分散剂，并且添加0.5到50mg的量的测量样本。其中悬浮有样本的电解水溶液在超声分散设备中经历大约1到3分钟的分散处理。然后，利用TA-II型库尔特计数器的100μm孔径，2至40μm的颗粒的颗粒直径分布被测量以获得体积平均颗粒直径分布。从这样获得的体积平均颗粒直径分布中获得体积平均颗粒直径。

为了测量在本示例性实施例中使用的载体电阻率，具有4cm的测量电极表面和0.4cm的电极间距离的夹层式电池被使用。根据作为在如下电极之间施加外加电压E(V/cm)的结果而在电路中流动的电流来测量载体电阻率：1lkg的重量被施加到所述电极中的一个。

<显影设备中的显影剂供给方法>

参考图4和图5来描述本示例性实施例中的显影剂供给方法。

包含作为调色剂和载体的混合物的双组分显影剂的料斗31被布置在显影设备4的上部。构成调色剂供给单元(供给设备)的料斗31在下部包括作为螺杆形式的供给构件的供给螺杆32。供给螺杆32具有延伸到布置在显影设备4的前端部分处的显影剂供给端口30的位置的一端。

按照对应于图像形成所消耗的量的量的调色剂借助供给螺杆32的旋转力和显影荆的重量而被从料斗31通过显影剂供给端口30供给到显影剂容器20。这样，供给的显影剂被从料斗31供给到显影设备4中。

供给方法使用已知的块供给系统，其中不是按需供给任意期望量的调色剂，而是每次通过供给螺杆32的单次旋转来供给预先设置的单个块的供给量(在本示例性实施例中为300mg)。当供给螺杆32的相位在单个旋转周期内是可变的时，调色剂供给量发生波动。因此，其中以旋转周期为单位来供给调色剂的块供给系统被优选用来实现稳定的供给量。

<确定将被供给的调色剂的量的方法>

将描述确定将被供给到显影设备4中的调色剂的量的方法。

在第一示例性实施例中，供给设备31所供给的调色荆的量F是由F＝F(Vc)+F(In)确定的，其中F(Vc)是根据视频计数而预测的调色剂消耗量，并且F(In)是通过由电感传感器35检测到的调色剂浓度信息而获得的调色剂消耗量。视频计数和电感传感器35的检测结果是关于调色剂消耗量的信息。

如何确定供给量的基本概念如下。确定根据视频计数预测的调色剂消耗量的前馈操作被执行，然后补偿与显影设备4中的目标调色剂浓度的差的反馈操作被执行。可以利用仅来自电感传感器35的信息来确定供给调色剂量F。然而，这可能导致供给控制的延迟，这是由于在调色剂被实际供给之后供给调色剂到达电感传感器35的时间的滞后所致。因此，本示例性实施例使用对于提高调色剂供给精度是优选的系统，其中调色剂消耗量基于视频计数而被粗略地确定，然后调色剂消耗量基于电感信息而被校正。

<基于视频计数的供给量的计算>

如上面参考图3描述的，视频信号计数单元207计算每一个打印片材的视频计数V(Y)、V(M)、V(C)和V(K)。在本示例性实施例中，颜色之一的A4尺寸片材的单面上的完全实心图像(具有100％覆盖率的图像)的视频计数是512。视频计数表示关于单个打印片材的覆盖率信息，并且可以被用来估计每一片材的调色剂消耗量。例如，当512的视频计数在本示例性实施例中被输出时，因为每单位面积的调色剂量是0.5mg/cm²，因此消耗量被计算为312mg＝0.5mg×A4尺寸。视频计数和调色剂消耗量F(Vc)被设置为成比例关系。例如，当视频计数是256时，(156mg＝312mg×256/512)的F(Vc)被计算。

<基于电感信息的供给量的计算>

将详细描述如何基于电感信息确定调色剂消耗量F(In)。双组分显影剂包括磁性载体和非磁性调色剂作为主要成分。因此，当显影剂的调色剂浓度(调色剂颗粒重量与载体和调色剂颗粒的总重量的比例)改变时，基于磁性载体和非磁性调色剂之间的混合比例的表观磁导率改变。结果得到的检测到的输出(Vsig)根据调色剂浓度(T/D比例)基本上线性地改变。因此，电感传感器35的检测输出依赖于显影设备4中的双组分显影剂的调色剂浓度。

更具体地说，指示显影剂中的非磁性调色剂的更高百分比的更高调色剂浓度导致显影剂的更低表观磁导率，因而更低的检测输出被获得。另一方面，更低调色剂浓度导致显影剂的更高表观磁导率，因而更高的检测输出被获得。可以通过以上面描述的方式使用电感传感器35来检测显影剂的调色剂浓度。然后，将检测到的Vsig与初始基准信号Vref相比较，并且基于计算其间的差(Vsig-Vref)的结果来确定调色剂供给单元的调色剂供给量F(In)。初始基准信号Vref是与显影剂的初始状态(即，初始调色剂浓度)相对应的输出值，并且控制被执行以补偿Vsig与初始基准信号Vref之间的差。例如，当Vsig-Vref＞0时，它意味着显影剂的调色剂浓度低于目标调色剂浓度，因而根据该差而需要的调色剂供给量被确定。因此，Vsig与Vref之间的更大差对应于更大的调色剂供给量。当Vsig-Vref≤0时，它意味着调色剂浓度高于目标调色剂浓度，因而负值的调色剂消耗量F(In)被计算。

<控制调色剂刷新的方法>

在下面将详细描述作为本发明的特征的控制调色剂刷新(调色剂排出)的方法，但是首先，将再次详细描述上面描述的由于图像形成所致的调色剂劣化的机理。

在具有上述配置的图像形成装置中，当低覆盖率图像被形成时，显影荆容器20中的仅一小部分调色剂被传送到感光鼓1。因此，显影剂容器20中的调色剂在长时间段内被第一输送螺杆22a和第二输送螺杆22b搅拌并且在穿过调控到刀25时被摩擦。结果，上面描述的调色剂上的外部添加剂被分离或者含在调色剂表面中，由此发生导致图像质量下降的调色剂的流动性和带电率的下降。该机理中重要的是调色剂劣化与调色剂逗留在显影设备4中的时间段成比例地继续进行。因此，可以通过缩短逗留时间来降低调色剂劣化。因此，在一个传统地提出的方法中，设置了停机时间，在该停机时间期间显影设备4中的劣化调色剂通过被在感光鼓1上的非图像区域上显影(转移)而被强制排出(消耗)。在该过程中，其间执行调色剂排出操作的停机时间和调色剂排出频率基于如下事实而被根据覆盖率改变：调色剂劣化多快地继续进行取决于覆盖率(调色荆劣化在低覆盖率的情况下继续进行地更快)。覆盖率是最大图像形成面积中的调色剂面积的比率，并且在黑色实心图像中是100％而在空白图像中是0％。

参考图10来描述在具有不同覆盖率的图像形成中显影设备4中的调色剂逗留时间如何改变以及调色剂劣化如何继续进行。图10示出显影设备4中的基于片材的平均调色剂逗留量与具有不同覆盖率的图像形成中的打印的片材数量之间的关系。基于片材的平均调色剂逗留量指示按照片材的数目计数的逗留在显影设备4中的调色剂的平均量。

图10中的实线指示关于具有0％的覆盖率的图像形成中的打印的片材数量的基于片材的平均调色剂逗留量。当覆盖率为0％时，调色剂不被消耗。因此，当打印片材的数目被增加1时，显影设备4中的所有调色剂按照对应于单张片材的量而保持在显影设备4中，因而基于片材的平均调色剂逗留量也被增加1。图10中的虚线指示关于当具有1％的覆盖率的图像被形成时的打印片材数目的基于片材的平均调色剂逗留量。在这里，与0％覆盖率的情况不一样，调色剂被1％的覆盖率消耗，因而与1％的覆盖率相对应的调色剂的量被与供给调色剂(即，新调色剂)相交换。因此，每当打印片材的数目被增加1时，基于片材的平均调色剂逗留量由于与新调色剂交换的量而被增加略微小于单张片材的量的量。因此，基于片材的平均调色剂逗留量随着打印片材的数目增加而变得更接近于饱和量。图10中的短划线指示关于具有2％的覆盖率的图像被形成的情况下的打印片材数目的基于片材的平均调色剂逗留量。在这里，与新调色剂相交换的调色剂的量对应于2％的覆盖率并且因而是1％的覆盖率的情况下的两倍大。因此，基于片材的平均调色剂逗留量的增加率被进一步降低，并且饱和的基于片材的平均调色剂逗留量被降低。类似地，点划线指示以5％的覆盖率执行图像形成的情况。在这里，增加率甚至被进一步降低，并且饱和的基于片材的平均调色剂逗留量被进一步降低。饱和的基于片材的平均调色剂逗留量与平均覆盖率成反比，并且在本示例性实施例的条件下当覆盖率是1％、2％和5％时分别大约是7200、3600和1450。

将描述上述基于片材的平均调色剂逗留量如何与调色剂劣化率成比例。如上所述，当调色剂在长时间段内被搅拌和摩擦时，调色剂劣化在显影设备4中发生，并且调色剂颗粒上的外部添加剂被分离或者包含，因此得调色剂流动性和带电率被改变。可以通过使用BrunaureEmettTeller(BET)值定量地识别外部添加剂的状态变化。在本示例性实施例中，通过使用由QuantachromeCorporation制造的quadrasorbSI来测量调色剂的BET值。用来识别调色剂表面上的外部添加剂的附着状态的变化的调色剂的BET值指示在调色剂表面上附着的外部添加剂的量。调色剂表面上的更小量的外部添加剂对应于更低的BET值。因此，在外部添加剂以大BET值被外部地添加到基础调色剂时获得调色剂的更大BET值，并且在外部添加剂被含在外部添加剂中的调色剂树脂中或者与调色剂表面分离时调色剂的BET值被降低。当外部添加剂被从调色剂表面中完全消除时，调色剂的BET值变得等于基础调色剂的BET值。

每当在30℃的环境下对具有0％、1％和2％的覆盖率的1000张片材执行图像形成时，对显影剂进行采样。图7和图8是如下图表：其中，作为调色剂劣化水平的指标的BET值分别关于打印的片材数量和基于片材的平均调色剂逗留量而被绘制。在图7中可见BET值随着打印的片材数量的增大而减小，并且BET值在具有更低覆盖率的图像被形成时被更大幅减小。BET值不下降到1.6m²/g左右的值以下。这表明在达到1.6m²/g的点处外部添加剂被基本上消除，因而BET值1.6m²/g等价于如上所述的基础调色剂的BET值。图8是通过用基于片材的平均调色剂逗留量来代替图7中的横轴上的打印的片材数量而获得的图表。图8表明基于片材的平均调色剂逗留量与BET值变化以相同速率改变，而不论所形成图像的覆盖率是0％、1％还是2％。这意味着可以利用基于片材的平均调色剂逗留量来唯一地识别调色剂劣化水平(本示例性实施例中的BET值)。

在本示例性实施例中，在指示调色剂劣化水平的BET值降低到2.0m²/g或者2.0m²/g以下时显著地发生调色剂飞散、蒙雾和粒状效果。因此，如在图8中示出，与2.0m²/g的BET值相对应的4000张片材的基于片材的平均调色剂逗留量是问题发生的阈值。例如，当具有2％或更高的覆盖率的图像被形成时，饱和的基于片材的平均调色剂逗留量如在图10中示出是3600张片材。因此，即使当具有上述覆盖率的图像被形成达长时间段时，上述问题也不发生。当覆盖率是1％时，上述问题在打印的片材数量超过6000的点处或其附近发生。因此，在本示例性实施例中，在具有2％或更高的覆盖率的图像被连续形成时不发生显著水平的蒙雾和粒状效果。如上所述，调色剂由于在具有低覆盖率的图像被形成时在长时间段内逗留在显影设备4中而劣化。总的看来，应当以基于片材的平均调色剂逗留量不增加到预定数目片材或其以上的方式来执行调色剂刷新控制。因此，为了防止调色剂劣化，2％的覆盖率被设置为阈值，并且当具有等于或者低于2％的覆盖率的图像被形成时，应当以对应于与2％的覆盖率的差的量的调色剂被消耗并且随后被供给的方式执行刷新。

如在本说明书的开篇部分中描述，还存在当具有低覆盖率的图像被形成一段时间并且调色剂带电量被大幅增加时发生的大的图像浓度波动的问题。然后，如果具有高覆盖率的图像被形成，则由于调色剂供给而发生调色剂带电量的急剧减少。

图14示出了通过以1％、2％、5％、10％和20％的覆盖率在1000张片材上形成图像而获得的显影设备4中的调色剂带电量。例如，当具有2％的覆盖率的图像被连续形成时，调色剂带电量是47μC/g，其在Δ带电量方面与在具有20％的覆盖率的图像被连续形成时获得的37μC/g的调色剂带电量相差10μC/g。这意味着调色剂带电量已经改变调色剂带电量的绝对值40μC/g的大约25％。

当图像在恒定的显影对比电势下被形成时，图像浓度的变化与调色剂带电量的变化成反比。因此，图像浓度也被改变大约25％。假定色泽变化的一般可接受极限值是ΔE＜5，则浓度的可允许变化是大约15至20％。因此，上面描述的25％的调色剂带电量变化是不可接受的。通过针对显影对比电势执行已知的斑块图像控制来调控浓度变化。然而，当调色剂带电量大幅变化时，其中检测调色剂浓度变化并且执行反馈的图像控制导致控制之前和之后的浓度之间的大差，并且因而是不利的。因此，调色剂带电量变化优选被调控为小于预定量。在本示例性实施例中，目标调色剂带电量变化在中心调色剂带电量40μC/g的15％内，即，在Δ6μC/g内。如在图14中示出，在具有5％的覆盖率的图像被连续形成在1000张片材上时获得43μC/g的调色剂带电量，并且在具有20％或者更高的覆盖率的图像被连续形成在1000张片材上时获得37μC/g的调色剂带电量。带电量之间的差是6μC/g，因而浓度变化被连续调控为在可允许范围内。总的看来，为了调控调色剂带电量变化，5％的覆盖率被设置为阈值，并且当具有等于或者小于5％的覆盖率的图像被形成时，可以以对应于与5％的覆盖率的差的量的调色剂被消耗并且随后被供给的方式执行刷新。

如上所述，优选在2％的覆盖率被设置为阈值的情况下执行调色剂刷新控制，以防止由于调色剂劣化所致的诸如蒙雾和粒状效果之类的图像故障。为了将由于从低覆盖率图像形成到高覆盖率图像形成的切换所造成的调色剂带电量变化所致的色泽(tint)变化调控为在可允许范围内，可以在5％的覆盖率被设置为阈值的情况下执行调色剂刷新控制。调色剂刷新控制需要在5％的覆盖率被设置为阈值的情况下被执行以实现图像故障的防止和色泽变化的调控两者。然而，在这种情况下，为了防止图像故障而过度地执行刷新。在本示例性实施例中，如在下面描述，以用于执行调色剂刷新的阈值被设置为最佳值以防止调色剂被多于必要地排出的方式如在下面详细描述的执行控制。

描述用于控制调色剂强制消耗操作的方法和操作条件。调色剂强制消耗和控制方法的基本概念在各颜色之间是相同的。因此，在以下描述中提到的流程图中在一些情况下省略关于颜色的描述，并且这意味着为各颜色所共用的控制被执行。在本示例性实施例中，以下典型例子被描述为可容易理解的示例。在该典型例子中，对每个打印图像的各个YMCK颜色具有Y＝3％、M＝3％、C＝5％并且K＝1.0％的覆盖率的图像(在下文中，被称作“黑色低占空图像图”)被连续形成在A4尺寸片材上。

<用于在低覆盖图像被连续形成时防止图像故障的调色剂刷新控制(1)>

将参考在图9中示出的流程图来描述用于在低覆盖图像被连续形成时防止图像故障的调色剂刷新控制(1)。

当图像形成在步骤S1中开始时，视频信号计数单元207如上面参考图3描述的计算每个打印片材中的各个颜色的视频计数V(Y)、V(M)、V(C)和V(K)。在本示例性实施例中，A4尺寸片材的一面上的具有一个颜色的完全实心图像(具有100％的覆盖率的图像)的视频计数是512。因此，“黑色低占空图像图”的视频计数是V（Y)＝15、V(M)＝15、V(C)＝26并且V(K)＝5。在这里，通过对小数点之后的数进行四舍五入来计算视频计数。

然后，在步骤S2中，调色剂劣化阈值视频计数Vt被设置。调色剂劣化阈值视频计数Vt是与防止由于调色剂劣化所致的图像质量下降所需的最小调色剂消耗量相对应的视频计数。在本示例性实施例中，Vt被切换为10以防止诸如蒙雾和流动性下降之类的图像故障，并且被切换为26以调控在低覆盖率图像形成被切换为高覆盖率图像形成时发生的色泽变化。

回来参考图9，在步骤S3中，作为视频计数V与调色剂劣化阈值视频计数Vt之间的差的Vt-V被计算。在步骤S4中，确定Vt-v是正值还是负值。基于作为如下差的比较信息(第一信息)来执行调色剂刷新控制，所述差是作为第一阈值的第一调色剂劣化阈值视频计数Vt(＝10)与作为与调色剂消耗量有关的信息的视频计数V之间的差。当Vt-V是正值时(步骤S4中的“正”)，它意味着调色剂劣化由于低覆盖率而继续进行，并且处理继续进行到步骤S5。在步骤S5中，(Vt-V)被添加到第一调色剂劣化积分值X(第一积分信息)。另一方面，当Vt-V是负值时(步骤S4中的“负”)，它意味着具有高覆盖率的图像被打印并且因而调色剂劣化状态通过调色剂交换而被恢复，处理继续进行到步骤S6。在步骤S6中，作为负值的(Vt-V)被添加到考虑到恢复量的第一调色剂劣化积分值X。当计算被简单执行时，调色剂劣化积分值X可能被降低到比0小。在这种情况下，因为即使当具有高覆盖率的图像被连续打印并且因而调色剂被频繁交换时也无法达到比初始状态下的质量高的质量，因此第一调色剂劣化积分值X被设置为0。

然后，在步骤S7中，每当图像形成被执行时在步骤S5或步骤S6中计算并更新的第一调色剂劣化积分值X与第一排出执行阈值A(第一预定值)之间的差(A-X)被计算。第一排出执行阈值A是任意预定可设置的值。当排出执行阈值A小时，调色剂排出操作被频繁地执行而不管将被连续形成的图像的覆盖率如何。第一排出执行阈值A在本示例性实施例中被设置为512。如果第一排出执行阈值A被设置为过高，则在调色剂排出操作被执行之前其间调色剂劣化继续进行的时间段变长，并且因而不是可取的，这是因为新调色剂和劣化调色剂的二元分布很有可能被形成在显影设备4中。调色剂刷新控制不恢复劣化调色剂本身，而是作为替代以一定频率消耗劣化调色剂并且供给新调色剂以使得平均调色剂劣化被降低。因此，优选按照一间隔(频率)执行控制，由此防止显影剂中的调色剂劣化大幅波动。例如，在具有0％的覆盖率的图像被形成(就是说，调色剂消耗小并且因而调色剂劣化最快速地继续进行)的情况下，每当至少50张A4片材被打印时执行调色剂刷新。鉴于此，用于执行调色剂刷新的第一调色剂排出执行阈值被设置为512。

然后，在步骤S8中，确定在步骤S7中计算出的第一调色剂劣化积分值X与第一排出执行阈值A之间的差(A-X)是正值还是负值。当差(A-X)是正值时(步骤S8中的“正”)，确定调色剂劣化尚未继续进行到立即需要调色剂排出的水平，并且处理继续进行到步骤S9。然后，在步骤S9中，图像形成被继续执行。另一方面，当差(A-X)是负值时(步骤S8中的“负”)，确定调色剂劣化已经继续进行到需要立即执行调色剂排出的水平，并且因而处理继续进行到步骤S10。在步骤S10中，图像形成被中断以执行调色剂排出操作。在调色剂排出操作结束之后，在步骤S11中，第一调色剂劣化积分值X被复位为0。

参考图11来描述调色剂排出操作。当在步骤S8中确定差(A-X)是负值时，在图11中的步骤S100中，作为控制单元的打印机控制器单元209中断图像形成并且执行调色剂排出操作。在步骤S101中，用与正常图像形成中的极性相反的极性来施加初次转印偏压(就是说，具有与感光鼓1上的调色荆图像的极性相同的极性的转印偏压)。然后，在步骤S102中，与等价于第一排出执行阈值A的视频计数相对应的量的调色剂被排出，并且与排出量相对应的量的调色剂被供给。在排出操作(强制消耗操作)期间，优选地以显影套筒24至少旋转单次的方式来执行控制。感光鼓1上的用于调色剂排出操作的潜像优选地是关于感光鼓1的纵向方向的实心图像，以使得实现其间执行排出的最短可能停机时间。排出到感光鼓1上的调色剂被设置为具有这样的转印偏压，利用该转印偏压调色剂未被转印到中间转印带121上。因此，在步骤S103中，排出的调色剂被感光鼓清洁器9收集。然后，在步骤S104中，第一调色剂劣化积分值X在步骤S104中被复位为0。在步骤S105中，作为最终处理，初次转印偏压被复位为正常图像形成中的极性，并且在步骤S106中，调色剂排出操作被终止，以使得正常图像形成操作被恢复。

如在作为简单控制框图的图19中示出，视频计数1006的结果和来自视频计数存储单元1010的信息被传输到作为控制单元的打印机控制器单元209。打印机控制器单元209指令图像形成单元1009根据在图9和图11中的流程图中示出的调色剂排出控制来执行调色剂排出操作。用于在低覆盖率图像被连续形成时防止图像故障的调色剂刷新控制如上所述。

<用于在低覆盖图像形成被切换到高覆盖图像形成时调控色泽变化的调色剂刷新控制(2)>

参考图15中的流程图来描述该调色剂刷新控制。基本控制流程与调色剂刷新控制(1)中的相同。在步骤S201中，视频信号计数单元207计算每个打印片材中的各个颜色的视频计数V(Y)、V(M)、V(C)和V(K)。如将在下面描述的，在视频计数V小于10的情况下，视频信号计数单元207将视频计数V设置为10。如上所述，为了将色泽变化调控为在可允许值内，调色剂刷新控制需要用作为5％的覆盖率的阈值来执行。因此，在步骤S202中，调色剂劣化阈值视频计数Vt被设置为第二调色剂劣化阈值Vt＝26(当512是100％时5％是26)。

在调色剂刷新控制(1)中被设置为第一排出执行阈值A＝512的排出执行阈值A被设置为第二排出执行阈值A′＝8000(第二预定值)。更具体地说，例如，当具有2％的覆盖率的图像被连续形成时，每当图像被形成在单张片材上时获得Vt(26)-V(10)＝16的增加，因而每当图像被形成在500张片材上时执行调色剂刷新控制。因此，基于代表如下差的比较信息(第二信息)来执行调色剂刷新控制，所述差是在作为第二阈值的第二调色剂劣化阈值视频计数Vt(＝26)与作为与调色剂消耗量有关的信息的视频计数V之间的差。与等价于第二排出执行阈值A′的视频计数相对应的量的调色剂被排出到感光鼓1上。因此，与实心图像被形成在大约15张A4片材上时消耗的量相对应的调色剂量被消耗并供给。

根据本示例性实施例的设置执行阈值A′的方法将被描述。在本示例性实施例中，调色剂带电量的在其中覆盖率为2％并且调色剂带电量为最高的情况与其中覆盖率为20％并且调色剂带电量为最低的情况之间的差被设置为不高于ΔE＜5。因此，调色剂带电量被设置为距离中心值在大约Δ6μC/g内。在本示例性实施例中，调色剂带电量在具有2％的覆盖率的图像被连续形成在500张片材上时是43.5μC/g，并且在具有20％的覆盖率的图像被连续形成在500张片材上时是37μC/g。因此，即使当具有有着最大偏移量的调色剂带电量的、具有2％的覆盖率的图像被连续输出时，通过将执行阈值A。设置为8000，每当500张片材被打印时肯定执行刷新操作。因此，ΔE＜5可以被设置。执行阈值A′不限于如在本示例性实施例中一样的8000，并且可以被适当地设置为根据色泽变化的可接受水平的任意值。在本示例性实施例中，执行阈值A′的上限被设置为16000。

在本示例性实施例中，调色剂劣化阈值Vt在调色剂刷新控制(2)中比在调色剂刷新控制(1)中大。在本示例性实施例中，第二调色剂排出执行阈值A′大于第一调色剂排出执行阈值A。在单次排出操作中排出(转移)的调色剂的量被设置为在调色剂刷新控制(2)中比在调色剂刷新控制(1)中大。利用这种配置，调色剂排出控制可以被适当地执行以调控调色剂劣化和浓度变化中的每个。因此，以防止停机时间过长并且防止刷新被过度或者不足地执行的方式执行刷新控制。

描述排出阈值A′(＝8000)为何可以被设置为大于调色剂刷新控制(1)中的A(＝512)的原因。如上所述，色泽变化是由低覆盖率图像形成和高覆盖率图像形成之间的调色剂带电量的差造成的。调色剂带电量很有可能通过显影设备4中的调色剂中的电荷递送和接收而被平均。因此，通过将排出阈值A′设置为大的值，带电量较少可能在显影设备中波动。例如，在紧接在具有5％或者更低的低覆盖率的图像被打印在少量片材(诸如100张片材)上之后打印具有高覆盖率的图像的情况下，当执行阈值所指示的频率过低时，即使平均覆盖率超过5％，调色剂也可能被多于必要地排出。这可以通过使执行阈值所指示的频率增大来防止。在调色剂刷新控制(1)中，已经以在将具有低于2％的覆盖率的图像看作对应于2％的覆盖率的图像的同时执行调色剂排出控制的方式执行调色剂刷新。因此，同样在调色剂刷新控制(2)中，在将具有低于2％的覆盖率的所有图像看作对应于2％的覆盖率的图像的同时执行控制计算。更具体地说，在步骤S201中，在视频计数V小于10的情况下，视频信号计数单元207将视频计数V设置为10。

然后，在步骤S203中，作为视频计数V与第二调色剂劣化阈值视频计数Vt之间的差的Vt-V被计算。在步骤S204中，确定Vt-V是正值还是负值。当Vt-V是正值时(步骤S204中的“正”)，它意味着调色剂带电量由于低覆盖率而大幅偏离中心值，并且处理继续进行到步骤S205。在步骤S205中，(Vt-V)被添加到第二调色剂劣化积分值X′(第二积分信息)。另一方面，当Vt-V是负值时(步骤S204中的“负”)，它意味着具有高覆盖率的图像被打印并且因而调色剂劣化状态通过调色剂交换而被恢复，并且处理继续进行到步骤S206。在步骤S206中，负值被添加到考虑到恢复量的第二调色剂劣化积分值X′。当计算被简单执行时，第二调色剂劣化积分值X′可能被降低到比0小。在这种情况下，因为即使当具有高覆盖率的图像被连续打印并且因而调色剂被频繁交换时也无法达到比初始状态下的质量高的质量，因此调色剂劣化积分值X′被设置为0。然后，在步骤S207中，每当图像形成被执行时在步骤S205或步骤S206中计算并更新的第二调色剂劣化积分值X′与第二排出执行阈值A′之间的差(A′-X′)被计算。

然后，在步骤S208中，确定在步骤S207中计算出的调色剂劣化积分值X′与排出执行阈值A′之间的差(A′-X。)是正值还是负值。当差(A′-X′)是正值时(步骤S208中的“正”)，确定调色剂劣化尚未继续进行到立即需要调色剂排出的水平，并且处理继续进行到步骤S209。在步骤S209中，图像形成被继续执行。另一方面，当差(A′-X′)是负值时(步骤S208中的“负”)，确定调色剂劣化已经继续进行到需要立即执行调色剂排出的水平，并且处理继续进行到步骤S210。在步骤S210中，图像形成被中断以执行调色剂排出操作。在调色剂排出操作结束之后，在步骤S211中，第二调色剂劣化积分值X′被复位为0。

利用上面描述的调色剂排出控制方法将“黑色低占空图像图”的图像连续形成在1000张片材上的具体情况被考虑。

参考图12给出关于调色剂刷新控制(1)的描述。图12中的表格示出当“黑色低占空图像图”的图像被形成在单张片材上时在根据本示例性实施例的调色剂刷新控制中如何针对每个颜色计算调色剂劣化积分值X。如在图12中的表格中示出，当“黑色低占空图像图”的图像被形成时，由于足够高的覆盖率，调色剂劣化积分值X对于所有黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)都是0。

另一方面，针对黑色(K)的每张片材的第一调色剂劣化积分值X是+5。这是因为覆盖率是1.0％并且视频计数v(k)是5，其小于调色剂劣化阈值视频计数Vt＝10。因此，每当102张片材被打印时调色剂排出操作被执行，这是因为第一排出执行阈值A是512并且因而512/5＝102(小数点之后的数字被向下取整)。

参考图13给出关于调色剂刷新控制(2)的描述。图13中的表格示出当“黑色低占空图像图”的图像被形成在单张片材上时在根据本示例性实施例的调色剂刷新控制中如何针对每一个颜色计算第二调色剂劣化积分值X′。如在图13中的表格中示出，当“黑色低占空图像图”的图像被形成时，与覆盖率为3％的Y和M相对应的视频计数是15。因此，与第二调色剂劣化阈值视频计数Vt＝26的差Vt-V是26-15＝+11。因此，每个打印片材的第二调色剂劣化积分值X′是+11。与覆盖率为5％的C相对应的视频计数是26。因此，与第二调色剂劣化阈值视频计数Vt＝26的差是Vt-V＝0，由此每个打印片材的第二调色剂劣化积分值X′是0。K的覆盖率是1.0％但是在具有低于2％的覆盖率的图像已经在调色剂刷新控制(1)下被形成并且因而差已经通过刷新而被补偿时被看作2.0％。因此，对应于2％的覆盖率的视频计数是10，并且因而每个打印片材的第二调色剂劣化积分值X′是+16，作为视频计数与第二调色剂劣化阈值视频计数Vt＝26之间的差。因此，当“8000/16＝500”张片材被打印时排出操作被执行，这是因为用于K的第二排出执行阈值A′是8000。

如上所述，在本示例性实施例中，可以按照与调色剂劣化水平和调色剂带电量的状态相对应的适当频率来执行调色剂刷新控制以便不会过多或者不足。因此，可以提供能够防止诸如蒙雾和粒状效果之类的图像故障并且将色泽变化调控为在可接受的范围内的图像形成装置。

作为用例，只有诸如通常在办公室中使用的图像之类的具有5％或者更低的低覆盖率的图像可以被输出。一些用户可能偏好生产率多过图像质量。在这种情况下调色剂刷新控制(2)无需被执行。因此，当然可以使用其中可以打开和关闭调色剂刷新控制(2)的模式。调色剂刷新控制(2)被执行以调控当在连续执行低覆盖率图像形成之后执行高覆盖率图像形成时的浓度变化，并且因而当不执行高覆盖率图像形成时无需被执行。因此，其中调色剂刷新控制(1)和调色剂刷新控制(2)二者可以被执行的第一模式和其中只有调色剂刷新控制(1）可以被执行的第二模式可以各自被选择性地执行。例如，用户可以通过操作单元来设置期望的模式之一。

在上面描述的本示例性实施例中，利用调色剂劣化阈值视频计数Vt＝10和26来分别执行调色剂刷新控制(1)和调色剂刷新控制(2)。可替代地，调色剂劣化阈值视频计数Vt在两种情况下都可以被设置为10，并且调色剂刷新控制(2)中的检测到的视频计数V可以被负偏移(计算)16以使得差Vt-V将是相同的并且相同的效果可以被获得。

在上面描述的第一示例性实施例中，基于图像形成期间的每一个预定定时(每当打印被执行时)处的调色剂消耗量的调色剂排出控制被描述。在第二示例性实施例中，考虑到以下两种情况的调色剂刷新控制被描述：即在图像形成正在进行中的同时执行诸如斑块浓度控制之类的中断控制的情况，以及显影套筒24在图像形成未在进行中时由于后旋转和作为图像形成操作之前的准备操作的预旋转而被驱动的情况。调色剂强制排出的配置和基本概念与第一示例性实施例中的那些是相同的并且因而将不被描述。参考图17中的流程图来描述与第一示例性实施例的差。

调色剂刷新控制(1)将被描述。与根据第一示例性实施例的调色剂刷新控制的差被描述(步骤S303至S308)，并且对剩余处理的描述被省略。如在图9中示出，在第一示例性实施例中，每个颜色的第一调色剂劣化阈值视频计数Vt和视频计数V之间的差被计算。在第二示例性实施例中，基于作为关于显影套筒24的驱动信息的显影套筒驱动时间系数α来执行调色剂刷新控制。在步骤S303中，打印机控制器单元209基于显影套筒驱动时间检测单元1011的信息来计算在视频计数V的前一计算与视频计数V的当前计算之间的显影套筒驱动时间。在步骤S304中，基于来自显影套筒驱动时间检测单元1011的信息来计算显影套筒驱动时间系数α。更具体地说，通过将在前一视频计数V被计算的点与当前视频计数V被计算的点之间的总显影套筒驱动时间除以预先设置的基准显影套筒驱动时间来获得显影套筒驱动时间系数α。基准显影套筒驱动时间被定义为在单张片材上形成图像所需的驱动时间。因此，当在图像形成期间不执行与进行中的图像形成不同的中断控制时或者当在中断控制期间不驱动显影套筒24时，总显影套筒驱动时间等于基准显影套筒驱动时间，因而α＝1。

然后，在进入到步骤S305的处理过程中，执行显影套筒驱动时间系数α×调色剂劣化阈值视频计数Vt的计算。在步骤S306中，确定αVt-V是正值还是负值。当α＝1时，1×Vt-V并且因而与第一示例性实施例中的计算相同的计算被执行。因为调色剂劣化按照与显影套筒驱动时间的扩展量成比例的量而继续进行，因此调色剂劣化阈值视频计数Vt被乘以α。当αVt-V是正值时(步骤S306中的“正”)，它意味着覆盖率低并且因而调色剂劣化继续进行，并且处理继续进行到步骤S307。因而，在步骤S307中，(αVt-V)被添加到调色剂劣化积分值X。

另一方面，当αVt-V是负值时(步骤S306中的“负”)，它意味着具有高覆盖率的图像被打印并且因而调色剂劣化状态通过调色剂交换而被恢复，并且处理继续进行到步骤S308。在步骤S308中，负值被添加到考虑到恢复量的调色荆劣化积分值X。当计算被简单执行时，调色剂劣化积分值X可能被降低到比0小。在这种情况下，因为即使当具有高覆盖率的图像被连续打印并且因而调色剂被频繁交换时也无法达到比初始状态下的质量高的质量，因此调色剂劣化积分值X被设置为0。

在调色剂劣化积分值X被计算之后的处理的流程(步骤S309至S313)与第一示例性实施例中的处理的流程相同，并且因而将不被描述。

当调色剂在中断控制期间例如由于浓度控制斑块、调色剂供给控制斑块、对准偏移校正斑块等而被消耗时，与调色剂的消耗量相对应的视频计数可以被添加以计算视频计数V。

然后，在调色剂刷新控制(2)中，如在图18中的流程图中示出的，如在调色剂刷新控制(1)中一样考虑到显影套筒24的驱动来执行控制。根据本示例性实施例的调色剂刷新控制(2)的流程与根据第一示例性实施例的调色剂刷新控制(2)的流程相同并且因而将不被描述(除了步骤S503至S508之外)。与第一示例性实施例的差被描述(步骤S503至S508)。如在图15中的流程图中示出的第一示例性实施例中一样，每个颜色的第二调色剂劣化阈值视频计数Vt和视频计数V之间的差被计算。然而，第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于计算显影套筒驱动时间系数α的处理被添加(步骤S503至S508)。

如上所述，在第二示例性实施例中，基于与套筒驱动时间相对应的调色剂消耗量来执行控制。因而，根据调色剂劣化和调色剂带电量来适当地执行调色剂排出控制。

根据本示例性实施例，在调色剂刷新控制(1)和调色剂刷新控制(2)中，基于视频计数V和显影套筒驱动时间系数α×调色剂劣化阈值视频计数Vt来执行调色剂排出控制。然而，这不应该以限制意义来解释。例如，可以每次计算V/α并且可以基于调色剂劣化阈值视频计数Vt和V/α之间的差(正或者负)来执行调色剂排出控制。关于显影套筒24的驱动信息在本示例性实施例中被用作驱动时间，驱动量(旋转量)可以被使用。

在第三示例性实施例中，根据显影设备4所被布置于的环境的温度来部分地修改在第一和第二示例性实施例中描述的控制的内容。因此，可以利用温度和调色剂带电量状态根据环境中的调色剂劣化水平以适当频率来执行调色剂排出操作，以便不会被过度或者不足地执行。

当显影设备4所被布置于的环境的温度高时，调色剂劣化速率很可能关于打印的片材数量而变高。这是因为作为基础调色剂的树脂在温度上升时变软，并且外部添加剂由于显影设备4中的负载而变得更可能被分离或包含。因此，在温度已经上升的环境中，需要根据结果更快的调色剂劣化速率来执行调色剂刷新。在第三示例性实施例中，调色剂劣化阈值视频计数Vt(本示例性实施例中的第一调色剂劣化阈值视频计数Vt)根据显影设备4中的温度而是可变的。如上所述，调色剂劣化阈值视频计数Vt是与防止图像质量由于调色剂劣化而下降所需的最小调色剂消耗量相对应的视频计数。当在本示例性实施例中描述的调色剂和显影设备4被使用时，第一调色剂劣化阈值视频计数Vt根据温度而被改变如下。更具体地说，在具有不高于30℃的温度的环境中Vt＝10(对应于2％的覆盖率)，在具有30至35℃的范围内的温度的环境中Vt＝13(对应于2.5％的覆盖率)，在具有35至40℃的范围内的温度的环境中Vt＝16(对应于3％的覆盖率)，并且在具有40至45℃的范围内的温度的环境中Vt＝18(对应于3.5％的覆盖率)。

在第三示例性实施例中，用于防止当低覆盖率图像被连续形成时的图像故障的调色剂刷新控制(1)如在图16中的流程图中示出的而被执行。更具体地说，在步骤S401中，视频计数V被计算。在步骤S402中，温度传感器4T检测显影设备4中的温度。然后，在步骤S403中，根据由温度传感器4T获得的检测结果来设置第一调色剂劣化阈值视频计数Vt。然后，通过与第一和第二示例性实施例中的那些相同的处理流程基于这样设置的Vt和视频计数V来执行调色剂刷新控制(1)。在步骤S404之后的处理过程的流程与第一示例性实施例中的步骤S3之后的处理过程相同，因此将不做描述。

另一方面，在调色剂刷新控制(2)中，第二调色剂劣化阈值视频计数Vt不根据显影设备4中的温度而被改变。因此，通过与在第一和第二示例性实施例中的描述的那些相同的处理流程来执行调色剂刷新控制(2)。如上所述，调色剂刷新控制(2)被执行以将由于覆盖率的变化所致的调色剂带电量的变化调控为不大于预定值。调色剂带电量对其间调色剂在显影设备4中被搅拌的时间段高度敏感，但是对显影设备4中的温度不是非常敏感。因此，控制被执行而不管显影设备4中的温度如何，并且因而与第一和第二示例性实施例中的那些相同。与在调色剂刷新控制(1)中一样，第二调色剂劣化阈值视频计数Vt可以根据温度而改变。仍然，调色剂带电量对温度不是非常敏感，并且因而优选在比调色剂刷新控制(1)中的变化范围小的范围内改变。

在示例性实施例中，当劣化阈值Vt与视频计数V之间的差是负值时添加负值的方法被描述(考虑到显影剂劣化恢复效果的方法)。可替代地，当Vt-V是负值时，Vt-V可以被设置为0。在这种情况下，劣化阈值Vt与视频计数V之间的差总是正值，并且仅向上计数被执行。

在本示例性实施例中，视频计数被用作关于调色剂消耗量的信息。然而，这不应当以限制意义来解释，并且供给信息可以被使用。

利用本发明，可以提供如下的图像形成装置：其能够尽可能多地减少不必要的调色剂消耗，并且当低覆盖图像形成被连续执行或者被切换为高覆盖图像形成时能够防止图像质量下降。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是将会明白，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将符合最宽广的解释以包含所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，包括：

图像承载构件，被配置为承载潜像；

显影设备，被配置为使用调色剂使在图像承载构件上形成的潜像显影；

供给单元，被配置为将调色剂供给到显影设备；以及

控制单元，被配置为执行排出操作，以在不将调色剂转移到记录介质上的情况下消耗从显影设备转移到图像承载构件上的调色剂，

其中，控制单元被配置为在通过对第一劣化信息求积分而获得的第一劣化积分信息超过第一执行阈值的情况下以及在通过对第二劣化信息求积分而获得的第二劣化积分信息超过比第一执行阈值大的第二执行阈值的情况下执行排出操作，

其中，控制单元被配置为基于每次在满足第一预定条件时所取得的与调色剂消耗量有关的信息和第一劣化阈值来取得第一劣化信息，并且基于每次在满足第二预定条件时所取得的与调色剂消耗量有关的信息和第二劣化阈值来取得第二劣化信息，并且

其中，第二劣化阈值大于第一劣化阈值。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，控制单元被配置为基于与调色剂消耗量有关的信息与第一劣化阈值之间的差来取得第一劣化信息，并且基于与调色剂消耗量有关的信息与第二劣化阈值之间的差来取得第二劣化信息。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，控制单元被配置为基于与调色剂消耗量有关的信息、与所述显影设备有关的驱动信息和第一劣化阈值来取得第一劣化信息，并且基于与调色剂消耗量有关的信息、与显影剂承载构件有关的驱动信息和第二劣化阈值来取得第二劣化信息。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，控制单元被配置为以如下方式控制排出操作：当排出操作被执行单次时从显影设备转移到图像承载构件的调色剂的量在基于第二劣化信息执行排出操作的情况下比在基于第一劣化信息执行排出操作的情况下所转移的调色剂的量大。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，还包括被配置为检测温度的温度传感器，

其中，控制单元被配置为根据由温度传感器获得的检测结果来改变第一劣化阈值，并且

其中，第二劣化阈值不根据温度而改变或者根据在比第一劣化阈值的改变范围小的范围内根据温度而改变。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，控制单元被配置为选择性地执行其中基于第一劣化阈值和第二劣化阈值来执行排出操作的第一模式和其中执行基于第一劣化阈值的排出操作而不执行基于第二劣化阈值的排出操作的第二模式。