(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、
上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、
上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、
上記合流箇所又は該合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する箇所である上記現像剤循環経路上の特定箇所をトナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、
上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段の補給動作を制御する補給制御手段とを有し、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づく補給動作を上記トナー補給手段に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データを、上記先行補給不可現像剤についての第１予測データと、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第２予測データとに区分し、該第１予測データから上記先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は該第２予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記予測データ算出手段は、上記画像情報に基づいて上記予測データを算出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、
上記予測データ算出手段は、上記画像情報を、上記先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報と、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報とに区分し、該先行補給不可領域情報については予測データを算出せずに該先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出するものであり、
上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した上記先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を上記最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
上記現像剤循環経路上の所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、
上記補給制御手段は、上記予測データだけでなく該トナー濃度検知手段の検知結果も考慮して、上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
潜像担持体と、
画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、
上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、
上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、
上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出する検出手段と、
該検出手段の検出結果から算出されるトナー補給量分のトナーを上記トナー補給手段に補給させることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達する前に該合流箇所を通過することになる該現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記検出手段は、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が現像に寄与した画像についての上記画像情報に基づいて、該現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを算出するものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体上の潜像を二成分現像剤により現像することで得られるトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像装置（現像手段）内を現像剤循環搬送路に沿って循環搬送される二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）中のトナーが画像形成によって消費されると、その消費分のトナーをトナー補給手段により現像剤に補給する。このトナー補給の際に採用される従来のトナー補給方法としては、次のような方法が知られている。例えば、潜像担持体上に露光装置（潜像形成手段）が潜像形成する際に用いる画素書込情報（画像情報）から、その潜像を現像することで消費すると予想されるトナー消費量を算出する。そして、算出したトナー消費量に見合った量のトナーを一括して又は一定間隔で断続的に現像剤に補給するという方法である。また、現像装置内で現像剤を循環搬送するための搬送スクリュー（現像剤搬送手段）上の所定箇所（所定の検出箇所）にトナー濃度センサー（トナー濃度検知手段）を設ける。そして、このトナー濃度センサーで上記所定の検出箇所におけるトナー濃度を測定し、そのトナー濃度が目標トナー濃度となるように、トナーを一括して又は一定間隔で断続的に現像剤に補給するという方法もある。
【０００３】
しかしながら、いずれのトナー補給方法も、現像装置全体での現像剤中のトナー濃度を所望のトナー濃度に維持することは可能であるが、現像装置内を循環搬送される現像剤の循環方向におけるトナー濃度ムラ（以下、単に「トナー濃度ムラ」という。）が生じやすいという不具合があった。これは、現像によりトナーが消費された現像剤の存在位置とは何ら関係のないタイミングで、トナーを現像剤へ補給するものであったためである。
【０００４】
この不具合を軽減できる画像形成装置として、特許文献１に開示された画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、画素書込情報（画像情報）からこの画素書込情報に対応する潜像を現像することで消費すると予想されるトナー消費量を予測し、予測したトナー消費量から現像剤循環搬送路内の特定箇所における現像剤のトナー濃度の時間変化を示す予測データを算出する。そして、その予測データに基づいて当該特定箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように補給制御を行う。この特定箇所は、現像剤循環搬送路の一部を構成する現像剤供給搬送路（現像剤担持体へ供給しながら現像剤を現像剤担持体回転軸方向へ搬送する搬送路）よりも現像剤循環方向上流側であって所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側に位置している。したがって、この画像形成装置によれば、トナー濃度ムラが解消された現像剤を現像剤供給搬送路へ送り込むことができ、トナー濃度ムラが解消された現像剤を現像剤担持体へ供給して現像に用いることができる。
【０００５】
図２５は、上記特許文献１に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法によりトナー濃度ムラを解消できる現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
この現像装置は、現像領域でトナーを消費した現像ロール１２上の現像済み現像剤を再び現像剤供給搬送路１４へ戻す供給回収一体方式を採用したものである。この現像装置において、図示しない搬送部材（搬送スクリュー等）によって現像剤供給搬送路１４内を搬送される現像剤は、図中白抜き矢印（上向き）で示すように現像ロール１２に順次汲み上げられ、現像ロール１２の回転に伴って現像領域へ搬送される。そして、現像領域を通過して現像に寄与した現像済み現像剤は、図中白抜き矢印（下向き）で示すように、現像ロール１２から離脱して現像剤供給搬送路１４へ回収される。現像剤供給搬送路１４の下流端まで搬送された現像剤は、現像剤攪拌搬送路９の上流端へ移動し、図示しない搬送部材（搬送スクリュー等）によって現像剤攪拌搬送路９内を搬送される。現像剤攪拌搬送路９の上流端の上方にはトナー補給口１７が開口しており、そのトナー補給口１７から補給用トナーが落下してトナー補給が行われる。そして、補給されたトナーは、現像剤供給搬送路１４から移動してきた現像剤（トナー濃度が低い状態）と一緒に現像剤攪拌搬送路９内の図示しない搬送部材により搬送されることで、攪拌混合され、現像剤内に分散する。現像剤攪拌搬送路９の下流端まで搬送された現像剤は、現像剤供給搬送路１４の上流端へ移動し、再び現像剤攪拌搬送路９内を搬送される。
【０００６】
このように、この現像装置の循環経路は図２５に示す循環経路Ａの１つだけであり、現像ロール１２から回収された現像済み現像剤は、すべて、現像剤供給搬送路１４の下流端から現像剤攪拌搬送路９の上流端へ達し、トナー補給口１７からトナー補給を受けることができる。よって、画素書込情報（画像情報）から予測した予測データに基づいて、これにより把握されるトナー消費量分のトナーを消費した現像済み現像剤の部分がトナー補給口１７との対向位置に到達するタイミングを特定し、そのタイミングで当該トナー消費量分のトナーを補給するようにすることで、トナー濃度ムラを解消することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法は、以下のような構成を有する現像装置ではトナー濃度ムラを解消できない場合があるという問題があった。
図２６は、上記特許文献１に記載された画像形成装置が採用するトナー補給方法ではトナー濃度ムラを解消できない現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
この現像装置は、図２５に示した現像装置と同様に供給回収一体方式を採用したものであるが、現像剤供給搬送路１４と現像剤攪拌搬送路９とを仕切る仕切部材２２に複数（図示では４つ）の連通孔が設けられている。これにより、現像剤供給搬送路１４と現像剤攪拌搬送路９との間は、各搬送路の両端箇所だけでなく、仕切部材２２の各連通孔の箇所でも、互いに連通した状態になっている。よって、現像剤供給搬送路１４内を搬送されている現像剤の一部は、現像剤供給搬送路１４の下流端まで搬送されることなく、仕切部材２２の各連通孔から現像剤攪拌搬送路９へと搬送される。したがって、この現像装置の循環経路は、図２６に示すように、現像剤供給搬送路１４の上流端から下流端まで搬送された後に現像剤攪拌搬送路９の上流端から下流端まで搬送されるという循環経路Ｂのほか、現像剤供給搬送路１４の途中から仕切部材２２の各連通孔を経由して現像剤攪拌搬送路９へ搬送される循環経路Ｃ〜Ｆも存在する。
【０００８】
このような循環経路Ｃ〜Ｆに沿って搬送される現像剤は、現像剤攪拌搬送路９の上流端に設けられたトナー補給口１７との対向位置（所定の補給箇所）を通過しない。そのため、循環経路Ｃ〜Ｆに沿って搬送される現像済み現像剤のトナー消費量が予め把握できているとしても、その現像済み現像剤に対してそのトナー消費量分のトナーを直接的に補給することはできない。
【０００９】
一方で、循環経路Ｃ〜Ｆに沿って搬送される現像済み現像剤のトナー消費量を予め把握することは、例えば画素書込情報（画像情報）から可能である。よって、現像済み現像剤が仕切部材２２の連通孔を通過して現像剤攪拌搬送路９内に搬送されてくるタイミングに当該連通孔の箇所へ到達する現像剤攪拌搬送路９内の現像剤に対し、その現像済み現像剤のトナー消費量分のトナーを先行して補給しておくという補給方法を採用することができる。この補給方法によれば、連通孔を通ってきた現像済み現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤（トナー濃度が過剰な状態）と現像剤攪拌搬送路９内の合流箇所で合流し、当該現像済み現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度が目標トナー濃度に回復する。よって、このような補給方法を採用すれば、図２６に示すようにトナー補給口１７との対向箇所を通過しないで現像剤が循環する循環経路Ｃ〜Ｆを有する構成をもった現像装置であっても、例えば画素書込情報（画像情報）から各循環経路を通る現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを把握することで、トナー濃度ムラを解消することが可能である。
【００１０】
しかしながら、各循環経路を通る現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを画素書込情報（画像情報）から把握した結果に基づいてトナー補給を開始できる最速の補給開始時期（最速補給時期）にトナー補給を開始したとしても、そのトナー補給を受けた現像剤が、当該画素書込情報に対応する現像済み現像剤が仕切部材２２の連通孔を経由して現像剤攪拌搬送路９に入り込んでくる時期までに、その連通孔の箇所へ到達できない場合がある。例えば、トナー補給口１７に最も近い循環経路Ｆを通る現像剤であれば、予測データに基づいてトナーを先行して補給した現像剤を合流させることが可能であっても、トナー補給口１７から最も離れた循環経路Ｃを通る現像剤ではトナーを先行して補給した現像剤を合流させることができない場合がある。このように先行トナー補給が間に合わない現像剤（先行補給不可現像剤）が存在する現像装置では、現像装置内を循環搬送される現像剤のうち先行補給不可現像剤を含んだ現像剤部分でトナー濃度が落ち込み、トナー濃度ムラを引き起こす。
【００１１】
なお、この問題は、現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを画素書込情報（画像情報）から把握する場合に限られない。例えば、循環経路の所定箇所に配置されたトナー濃度検知手段の検知結果から現像済み現像剤のトナー消費量及び通過タイミングを把握する際にも、その検知結果に基づいた先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する場合があり、そのような場合には上記問題が同様に生じ得る。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する構成において生じるトナー濃度ムラを迅速に解消することが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、上記合流箇所又は該合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する箇所である上記現像剤循環経路上の特定箇所をトナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段と、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、該予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記トナー補給手段の補給動作を制御する補給制御手段とを有し、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づく補給動作を上記トナー補給手段に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した予測データを、上記先行補給不可現像剤についての第１予測データと、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第２予測データとに区分し、該第１予測データから上記先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は該第２予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記予測データ算出手段は、上記画像情報に基づいて上記予測データを算出することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記予測データ算出手段は、上記画像情報を、上記先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報と、上記最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報とに区分し、該先行補給不可領域情報については予測データを算出せずに該先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出するものであり、上記補給制御手段は、上記予測データ算出手段が算出した上記先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を上記最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御するとともに、該最速補給時期以降は上記予測データ算出手段が算出した予測データに基づいて上記特定箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように該トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、上記現像剤循環経路上の所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、上記補給制御手段は、上記予測データだけでなく該トナー濃度検知手段の検知結果も考慮して、上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像担持体と、画像情報に基づいて該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、該現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体の表面に供給し、該現像剤担持体の表面に担持された二成分現像剤を該現像剤担持体の回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを上記潜像担持体表面上の潜像に付着させて該潜像を現像する現像装置と、上記現像剤循環経路上における所定の補給箇所で上記現像装置内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段を備えており、上記現像装置により現像されることで上記潜像担持体上に形成されたトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、上記現像剤循環経路は、現像領域を通過して上記現像剤担持体から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が、上記所定の補給箇所を経由せずに搬送され、上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって上記現像剤供給搬送路の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流する経路を有するものであり、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出する検出手段と、該検出手段の検出結果から算出されるトナー補給量分のトナーを上記トナー補給手段に補給させることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達する前に該合流箇所を通過することになる該現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を該最速補給時期に追加補給するように上記トナー補給手段の補給動作を制御することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記検出手段は、上記所定の補給箇所を経由せずに上記合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が現像に寄与した画像についての上記画像情報に基づいて、該現像済み現像剤が該合流箇所を通過するタイミングと該現像済み現像剤のトナー消費量とを算出するものであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項１に係る発明では、トナー補給が行われていない二成分現像剤が特定箇所を通過する際のトナー濃度の時間変化の予測データに基づいて、その特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給動作を制御する。ここで、当該トナー補給動作を行うのが可能な最速補給時期に所定のトナー補給箇所でトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達するよりも前にその合流箇所を通過することになる現像済み現像剤と合流する二成分現像剤（先行補給不可現像剤）に対しては、先行してトナー補給を行った現像剤を合流させることができないので、そのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができず、トナー濃度ムラが生じる。本請求項１に係る発明では、このように先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対し、そのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を上記予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給する。
また、請求項６に係る発明でも、所定の補給箇所を経由せずに合流箇所へ搬送される現像済み現像剤の合流箇所通過タイミング及びトナー消費量の検出結果に基づいてトナー補給動作を行うのが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達するよりも前にその合流箇所を通過することになる現像済み現像剤を含む二成分現像剤（先行補給不可現像剤）に対しては、先行してトナー補給を行った現像剤を合流させることができない。よって、この先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができず、トナー濃度ムラが生じる。本請求項６に係る発明では、このように先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対し、これに含まれる現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を上記検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給する。
いずれにしても、本発明では、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に対して本来補給すべきトナーの少なくとも一部が、最速補給時期に追加で補給される。このような追加のトナー補給を行うと、その追加のトナー補給を受けた二成分現像剤部分のトナー濃度は、一時的には、現像済み現像剤と合流する合流箇所を過ぎた後も、目標トナー濃度を上回った過剰な状態になる。しかしながら、最速補給時期に追加のトナー補給を受けた濃度過剰現像剤は、現像剤循環経路において、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に最も近接した箇所に位置している。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーを先行補給不可現像剤へ最も効率よく拡散させることができる。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復する。一方、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復する。その結果、現像装置内を循環搬送される現像剤のトナー濃度ムラを迅速に解消することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上より、本発明は、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する構成において生じるトナー濃度ムラを迅速に解消することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係るプリンタを示す概略構成図である。
【図２】同プリンタにおけるＹトナー像を生成するためのプロセスユニットの構成を示す概略図である。
【図３】同プロセスユニットの外観を示す斜視図である。
【図４】同プロセスユニットにおける現像ユニット内を現像剤が循環する現像剤循環搬送路周辺の現像ユニット構成を示す説明図である。
【図５】トナーを一括して現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
【図６】トナーを一定間隔で断続的に現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
【図７】感光体上における潜像の偏在状況と、トナー濃度ムラの状態との関係を示す説明図である。
【図８】感光体上における潜像の位置と、トナー濃度ムラの状態との関係を更に詳しく示した説明図である。
【図９】実施形態１におけるトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
【図１０】同プリンタにおけるトナー補給装置の補給基礎パターンを示すグラフである。
【図１１】同現像ユニットにおけるトナー濃度検出箇所における単位消費波形と、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。
【図１２】任意の画像を形成したときにおける任意消費波形と、その任意消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形とを示すグラフである。
【図１３】ショートカット循環経路が存在する場合について、図１２に示したグラフと同じ画像を形成したときにおける任意消費波形Ｓを、図１２に示した任意消費波形Ｓ０及びこれによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形Ｈ０と一緒に表したグラフである。
【図１４】実施形態１におけるトナー補給制御のフローチャートである。
【図１５】実施形態１における任意消費波形を複数の単位消費波形に分解したグラフ、すなわち、予測データの内容を示すグラフである。
【図１６】図中上部に記載した任意消費波形及びこれを分解した４つの単位消費波形と、実施形態１のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形及び追加補給波形並びにこれらを合成した補給波形Ｈとを示すグラフである。
【図１７】図中上部に記載した任意消費波形及びこれを分解した４つの単位消費波形と、比較例のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形並びにこれらを合成した補給波形Ｈ１とを示すグラフである。
【図１８】比較例におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。
【図１９】実施形態１におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。
【図２０】変形例におけるトナー補給制御のフローチャートである。
【図２１】１つの記録紙上に形成される１つの画像上の４つの領域１〜４を示す説明図である。
【図２２】（ａ）〜（ｄ）は、図２１に示した画像上の４つの領域ごとの消費波形を示すグラフである
【図２３】実施形態２の現像ユニットの一例を示す概略断面図である。
【図２４】同現像ユニットを図２３の矢印Ｆ方向から見た現像ユニット内の現像剤循環経路を説明する説明図である。
【図２５】特許文献１に記載された従来の画像形成装置が採用するトナー補給方法によりトナー濃度ムラを解消できる現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
【図２６】特許文献１に記載された従来の画像形成装置が採用するトナー補給方法ではトナー濃度ムラを解消できない現像装置の一構成例を模式的に表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〔実施形態１〕
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態（以下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説明する。
まず、本実施形態１に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態１に係るプリンタを示す概略構成図である。
このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す。）用の４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
【００１８】
図２は、Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙの構成を示す概略図である。
図３は、プロセスユニット１Ｙの外観を示す斜視図である。
このプロセスユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙとを有している。感光体ユニット２Ｙ及び現像ユニット７Ｙは、図３に示すように、プロセスユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。ただし、プリンタ本体から取り外した状態では、現像ユニット７Ｙを図示しない感光体ユニットに対して着脱することができる。
【００１９】
感光体ユニット２Ｙは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置５Ｙなどを有している。
帯電手段である帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図２中時計回り方向に回転駆動する感光体３Ｙの表面を帯電ローラ６Ｙにより一様帯電させる。具体的には、図２中反時計回りに回転駆動する帯電ローラ６Ｙに対して図示しない電源から帯電バイアスを印加し、その帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙに近接又は接触させることで、感光体３Ｙを一様帯電させる。なお、帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシ等の他の帯電部材を近接又は接触させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体３Ｙを一様帯電させるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電した感光体３Ｙの表面は、後述する潜像形成手段としての光書込ユニット２０から発せられるレーザー光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
【００２０】
図４は、現像ユニット内を現像剤が循環する現像剤循環搬送路周辺の現像ユニット構成を示す説明図である。
現像装置である現像ユニット７Ｙは、図２や図４に示すように、現像剤撹拌搬送路９Ｙ内に、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー８Ｙが配設されている。また、現像剤供給搬送路１４Ｙ内には、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュー１１Ｙが配設されている。更に、現像ユニット７Ｙは、トナー濃度検知手段としての透磁率センサからなるトナー濃度センサ１０Ｙ、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュー１１Ｙ、現像剤担持体としての現像ロール１２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３Ｙなども備えている。これら２つの搬送路内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる二成分現像剤である図示しないＹ現像剤が収容されている。
【００２１】
第１搬送スクリュー８Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、現像剤撹拌搬送路９Ｙ内のＹ現像剤を図２中手前側（図４中矢印Ａの方向）へ搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１搬送スクリュー８Ｙ上に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによって、現像剤撹拌搬送路９Ｙにおけるトナー補給口１７Ｙに対向する補給箇所（本実施形態１では現像剤撹拌搬送路９Ｙの上流端付近）よりも現像剤循環方向下流側に位置する所定の検出箇所（本実施形態１では現像剤撹拌搬送路９Ｙの下流端付近）を通過するＹ現像剤のトナー濃度が検知される。そして、第１搬送スクリュー８Ｙにより現像剤撹拌搬送路９Ｙの下流端まで搬送されたＹ現像剤は、端部連通口１８Ｙから現像剤供給搬送路１４Ｙの上流端に進入する。
【００２２】
現像剤供給搬送路１４Ｙ内の第２搬送スクリュー１１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、Ｙ現像剤を図２中奥側（図４中矢印Ａの方向）へ搬送する。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュー１１Ｙの図２中上方には、現像ロール１２Ｙが第２搬送スクリュー１１Ｙと平行な姿勢で配設されている。この現像ロール１２Ｙは、図２中反時計回り方向に回転駆動する非磁性スリーブからなる現像剤担持体としての現像スリーブ１５Ｙ内に、固定配置されたマグネットローラ１６Ｙが内包された構成となっている。第２搬送スクリュー１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、マグネットローラ１６Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙの表面と所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュー１１Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュー１１Ｙにより現像剤供給搬送路１４Ｙの下流端まで搬送されたＹ現像剤は、端部連通口１９Ｙを経て現像剤撹拌搬送路９Ｙの上流端に戻る。このようにして、Ｙ現像剤は現像ユニット内を循環搬送される。
【００２３】
また、本実施形態１の現像ユニット７Ｙには、現像剤供給搬送路１４Ｙと現像剤撹拌搬送路９Ｙとを仕切る仕切部材２２に４つの連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている。本実施形態１は、これらの連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが搬送路９Ｙ，１４Ｙの現像剤搬送方向に沿って４つ配置された例であるが、その位置や数は適宜設定可能である。このような連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを搬送路９Ｙ，１４Ｙの途中に設けることで、現像剤供給搬送路１４Ｙ内を搬送される現像剤の一部が現像剤供給搬送路１４Ｙの下流端に到達する前に、各連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを経由して現像剤撹拌搬送路９Ｙへと移送される。このような連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられていない場合、現像剤循環経路を流れる現像剤の現像剤循環方向への撹拌は、現像剤循環方向に隣接する現像剤同士の間でしか生じない。これに対し、本実施形態１のように搬送路９Ｙ，１４Ｙの途中に連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを設けた場合、現像剤供給搬送路１４Ｙを流れる現像剤の一部が連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを通って移送され、現像剤撹拌搬送路９Ｙの上流側から流れてくる現像剤と合流して撹拌される。したがって、現像剤循環方向への撹拌が促進され、現像剤循環経路を循環する現像剤全体のトナー濃度ムラを早期に解消することが可能である。
【００２４】
感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト４１に中間転写される。感光体ユニット２Ｙのドラムクリーニング装置４Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙの表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体３Ｙの表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色用のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにおいても、同様にして感光体３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＣトナー像、Ｍトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト４１上に中間転写される。
【００２５】
プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図１中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザー光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上には、それぞれＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザー光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイを採用したものを用いてもよい。
【００２６】
光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録材である記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ及び第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動すると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが、カセットの図１中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図１中反時計回りに回転駆動すると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図１中下側から上側に向けて搬送される。また、給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００２７】
各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図１中上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら図１中反時計回りに無端移動させる転写ユニット４０が配設されている。転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１のほか、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図１中反時計回りに無端移動する。４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、このように無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の内周面にトナーとは逆極性（本実施形態１ではプラス極性）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ用、Ｃ用、Ｍ用、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、その外周面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上の各色トナー像が重なり合うように１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という。）が形成される。
【００２８】
２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括２次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２９】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させており、これによってベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００３０】
なお、転写ユニット４０の第１ブラケット４３は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ４８の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。本実施形態１のプリンタは、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第１ブラケット４３を図中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ４８の回転軸線を中心にしてＹ用、Ｃ用、Ｍ用の１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍを図中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト４１をＹ用、Ｃ用、Ｍ用の感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍから離間させる。そして、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋのうち、Ｋ用のプロセスユニット１Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ用、Ｃ用、Ｍ用のプロセスユニットを無駄に駆動させることによるそれらプロセスユニットの消耗を回避することができる。
【００３１】
２次転写ニップの図中上方には、定着手段としての定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２とを備えている。定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト６４を加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張架しながら、図１中反時計回り方向に無端移動せしめる。この無端移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３の掛け回し箇所には、図１中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００３２】
定着ベルト６４のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ６１に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が約１４０℃に維持される。２次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が記録紙Ｐに定着する。
【００３３】
このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。
【００３４】
転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー、Ｃトナー、Ｍトナー、Ｋトナーをそれぞれ収容する４つのトナー収容器であるトナーカートリッジ７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋが配設されている。トナーカートリッジ７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋ内の各色トナーは、トナー補給装置７０により、それぞれ、プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに適宜供給される。トナーカートリッジ７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００３５】
以下、本発明の特徴部分であるトナー補給制御について、まず、仕切部材２２に連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられていない一般的な構成をもつ現像ユニットを例に挙げて説明する。
なお、トナー補給制御の内容は、各色とも同様であるので、以下はＹトナーの補給制御を例に挙げて説明する。
図５は、トナーを一括して現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
図６は、トナーを一定間隔で断続的に現像剤へ補給する場合のトナー補給とトナー濃度ムラとの関係を示すグラフである。
これらのグラフにおいて細実線で示す波形（消費波形）は、トナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて所定の潜像を現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。すなわち、この消費波形は、現像後に生じるトナー濃度ムラの一例を示している。
また、点線で示す波形（補給波形）は、トナー濃度ムラがない状態の現像剤に対してそれぞれの方法でトナー補給を行った後の現像剤について、上記トナー濃度センサによりトナー濃度を測定した結果を示す波形である。なお、図６における二点鎖線で示す各波形は、断続的に行われる各トナー補給の個別補給波形を示すものであり、二点鎖線で示す各波形を合成した波形が点線で示す補給波形となる。
また、太実線で示す波形は、消費波形と補給波形とを合成したものであり、所定の潜像を現像した後の現像剤についてそれぞれの補給方法によりトナー補給を行った後のトナー濃度ムラを示すものである。
【００３６】
図５及び図６において太実線で示すように、従来のトナー補給方法のように、トナーを一括して現像剤に補給する方法や、トナーを一定間隔で断続的に現像剤に補給する方法では、トナー補給後の現像剤においてトナー濃度ムラが存在することがわかる。
特に、実際の画像形成における消費波形は、形成する画像によって、具体的には現像対象となる潜像の位置、面積、電位等によって変化するため、一定でない。そのため、従来の補給方法のように、消費波形の違いに拘わらず消費分のトナーを一定のタイミング及び一定の速度で補給する場合には、トナー補給後の現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
【００３７】
この点について説明すると、第２搬送スクリュー１１Ｙにより搬送される現像剤は、現像剤供給搬送路１４Ｙ内を搬送され、その搬送中に現像ロール１２の表面に順次担持されて現像領域へ搬送される。そして、現像領域で現像に寄与した後、再び現像剤供給搬送路１４Ｙ内に戻され、第２搬送スクリュー１１Ｙにより搬送される。感光体３Ｙ上において潜像の位置が偏在していると、現像後の現像剤にはトナーを多く消費する部分とトナーをほとんど消費していない部分とが存在し、そのような状態の現像剤が現像剤供給搬送路１４Ｙへ戻されることになる。この場合、現像剤供給搬送路１４Ｙに戻された後の現像剤にはトナー濃度ムラが発生する。しかも、そのトナー濃度ムラの状態は、感光体３Ｙ上における潜像の偏在状況によって変わってくる。
【００３８】
図７は、感光体３Ｙ上における潜像の偏在状況と、トナー濃度ムラの状態との関係を示す説明図である。なお、図中矢印Ａは、第２搬送スクリュー１１Ｙによる現像剤の搬送方向を示すものであり、図中矢印Ｃは、感光体３Ｙの表面移動方向を示すものである。
図７の上部に記載されているのは、記録紙Ｐ上に形成された３つの画像パターンを示すものであり、図７の下部に記載されているのは、各画像パターンにそれぞれ対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ１０Ｙによりトナー濃度を測定したときの測定結果（消費波形）を示すグラフである。
図７に示すように、感光体３Ｙ上における潜像の偏在状況によって、消費波形すなわちトナー濃度ムラの状態が変わってくることがわかる。なお、図中左に描かれた画像パターンと図中右に描かれた画像パターンとを比較すると、後者の方が前者よりも消費波形がブロードになっている。これは、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路１４Ｙに戻される位置からトナー濃度センサ１０Ｙによるトナー濃度検知箇所（特定箇所）Ｂまでの現像剤搬送距離が後者の方が長く、搬送スクリューによる攪拌作用を多く受けることによる違いである。すなわち、後者の方が、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサ１０Ｙのトナー濃度検知箇所へ搬送されるまでに搬送スクリューによる攪拌作用を多く受けているため、前者よりもトナー濃度ムラが幾分解消された結果、消費波形がブロードになったものである。
【００３９】
図８は、感光体３Ｙ上における潜像の位置と、トナー濃度ムラの状態との関係を更に詳しく示した説明図である。
図８には、第２搬送スクリューによる現像剤の搬送方向における互いに異なる３つの位置に潜像が形成された３つの画像パターンと、感光体表面移動方向における互いに異なる２つの位置に潜像が形成された２つの画像パターンとが描かれている。なお、一部の画像パターンは重複している。また、いずれの画像パターンも画像面積は皆同じである。
また、図８には、第２搬送スクリュー１１Ｙによる現像剤搬送方向に関する３つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ１０Ｙによりトナー濃度を測定したときの測定結果（消費波形）を示すグラフを、図中下部に記載している。また、感光体３Ｙ表面移動方向に関する２つの画像パターンそれぞれに対応する潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いて現像した後の現像剤について、トナー補給を行わずに上記トナー濃度センサ１０Ｙによりトナー濃度を測定したときの測定結果（消費波形）を示すグラフを、図中左部に記載している。
【００４０】
第２搬送スクリュー１１Ｙによる現像剤搬送方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図８の下部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期及び半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度が異なる。これは、上述したように、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路１４Ｙに戻される位置からトナー濃度センサ１０Ｙによるトナー濃度検知箇所までの現像剤搬送距離の違いによるものである。詳しくは、ピーク時期の違いは、単純に、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでの時間の違いによるものである。また、半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度の違いは、トナーを消費した現像剤の部分がトナー濃度センサ１０Ｙによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでに受けた攪拌の量の違いによるものである。
【００４１】
一方、感光体表面移動方向において互いに異なる位置に同一面積の潜像を形成した場合、図８の左部に示すように、各画像パターンに対応する消費波形は、そのピーク時期が異なるだけでその半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度に違いはない。これは、各画像パターンは、いずれもトナーを消費した現像剤の部分が現像剤供給搬送路１４Ｙに戻される位置が同じであるため、トナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所までの現像剤搬送距離に違いはなく、したがってトナー濃度センサによるトナー濃度検知箇所へ到達するまでに受ける攪拌の量に違いはない。よって、半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度に違いは出ない。しかし、トナーを消費した現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される時期が異なるため、ピーク時期に違いが出る。
【００４２】
以上のように、消費波形は、感光体３Ｙ上における潜像の大きさはもとより、潜像の位置によっても変わってくるので、実際の画像形成においては一定にならない。そのため、従来の一般的な補給方法では、現像装置内に存在する現像剤全体の平均トナー濃度を目標トナー濃度に維持することはできても、現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
【００４３】
図９は、本実施形態１におけるトナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
本実施形態１においては、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データ（画像情報）を取得する画像情報取得手段としての画像情報取得部１０３が制御部１００に設けられている。この制御部１００は、演算手段たるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、データ記憶手段であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、各種の演算処理や、制御プログラムの実行を行うことができる。画像情報取得部１０３は、取得した画像データの必要部分を予測データ算出手段としての予測データ算出部１０１へ送る。予測データ算出部１０１は、受信したデータから、当該画像データに基づく潜像を現像することでトナーを消費した現像済み現像剤に生じる後述のトナー濃度検知箇所（特定箇所）Ｂでのトナー濃度の時間変化（予測データ）を算出する。なお、本実施形態１では、光書込ユニット２０から発せられるレーザー光の数（ドット数）をカウントした情報を画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うが、パーソナルコンピュータや画像読取装置からの画像データを画像情報とし、その画像情報に基づいて予測データの算出を行うようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態１のトナー補給制御では、Ｙ現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度範囲内に維持するために必要な量のＹトナーをトナー補給口１７Ｙから補給する。ただし、本実施形態１では、その量のＹトナーを、トナー補給口１７Ｙに対向する箇所（補給箇所）から、現像ロール１２ＹへＹ現像剤を供給する箇所（現像剤供給搬送路１４Ｙ）までの間、詳しくは補給箇所から現像剤供給搬送路１４Ｙの上流端までの間に位置する任意の箇所（特定箇所）である後述のトナー濃度検知箇所を通過するＹ現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるように、補給箇所でのトナー補給量を調整する。補給箇所でのトナー補給量の調整は、図９に示すように、補給制御手段として機能する制御部１００の補給制御部１０２により、トナー補給装置７０のトナー補給部材を駆動する駆動源７１Ｙの駆動タイミング、駆動時間、駆動速度等を制御することで行う。なお、トナー補給部材は、駆動源７１Ｙの駆動力によりトナー補給口１７ＹからＹ現像剤へのトナー供給を調整できるものであれば、公知のものを広く利用できる。
【００４５】
補給制御部１０２は、予測データ算出手段として機能する予測データ算出部１０１が算出した予測データに基づいて、トナー補給装置７０がもつ１つの駆動源７１Ｙを制御する。ここで、予測データ算出部１０１は、画像データに基づき、ＲＯＭに記憶されている演算プログラムや演算テーブルを用いて、トナー濃度検知箇所におけるＹ現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データを算出する。そして、補給制御手段として機能する補給制御部１０２は、予測データ算出部１０１が算出した予測データに基づき、後述する各種の単位補給パターンの組み合わせで１つの駆動源７１Ｙの駆動制御を行うことで、トナー濃度ムラを解消する。
【００４６】
単位補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、単位補給パターンの具体的な作成手順について説明する。
まず、トナー濃度検知箇所を通過するＹ現像剤のトナー濃度を上記トナー濃度センサ１０Ｙにより測定し、トナー補給装置７０によるトナー補給動作の基礎パターン（以下「補給基礎パターン」という。）を測定する。
【００４７】
図１０は、本実施形態１におけるトナー補給装置７０の補給基礎パターンを示すグラフである。
各波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５は、トナー濃度ムラがない状態のＹ現像剤に対し、１回の駆動源７１Ｙの駆動動作（以下「補給動作」という。）により補給されるトナー量（以下「単位補給量」という。）が互いに異なる５つの補給パターンでトナー補給を行ったときに、トナー濃度センサ１０Ｙによりトナー濃度検知箇所でのトナー濃度の時間変化を検出した結果を示す波形（以下「補給基礎波形」という。）である。なお、補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５の順に、単位補給量が多くなる。また、単位補給量は、１回の補給動作における駆動源７１Ｙの駆動時間や駆動速度を変更することで変動させることができる。
【００４８】
一方、トナー濃度ムラがない状態のＹ現像剤を用い、記録紙Ｐ上でのトナー濃度検知用の単位面積に相当する単位画像をプリントしてＹトナーを消費した後、トナー補給を行わずにトナー濃度センサ１０Ｙでトナー濃度の時間変化を検知したときの検知結果を示す波形を、単位消費波形とする。なお、単位消費波形を求める際のトナー濃度検知用の単位面積としては、画像情報の１ドット面積が理想ではあるが、現実的にはトナー濃度センサ１０Ｙの分解能やノイズの影響あるいはトナー補給装置７０の微小量補給性能などにより制限されるので、これらを考慮してなるべく小さく設定可能なトナー濃度検知用の単位面積を決定するのがよい。
【００４９】
次に、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形を求める。
図１１は、単位消費波形と、この単位消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す単位補給波形とを示すグラフである。
トナー濃度検知箇所における単位消費波形と、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５とから、単位消費波形Ｓ’を打ち消すような単位補給波形Ｈ’を、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５を組み合わせて作成する。ここで、単位消費波形Ｓ’は、トナー濃度検知用の単位面積に相当する潜像を現像した後のＹ現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。一方、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５は、単位補給量が互いに異なる補給動作を１回だけ行ったときにそのトナー補給を受けたＹ現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化を示している。したがって、図１１に示すように、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５を適宜組み合わせた単位補給波形Ｈ’が単位消費波形Ｓ’の逆位相に相当する波形に近い波形となるようにトナー補給動作を行えば、少なくとも上記トナー濃度検知箇所を通過した後のＹ現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。すなわち、トナー濃度検知用の単位面積に相当する潜像を現像したＹ現像剤が再び現像剤供給搬送路１４Ｙに搬送されて現像に寄与する前に、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
【００５０】
このようにして単位補給波形Ｈ’を求めたら、その単位補給波形Ｈ’を構成する補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５の組み合わせに対応するトナー補給動作が、単位補給パターンとなる。図１１に示したグラフでは、第２補給基礎波形Ｈ２の補給動作を行い、次に第３補給基礎波形Ｈ３の補給動作を行い、最後に第２補給基礎波形Ｈ２の補給動作を行うというトナー補給動作を行うことで、これらの補給基礎波形を合成した単位補給波形Ｈ’が単位消費波形Ｓ’の逆位相に相当する波形に近い波形となる。すなわち、このトナー補給動作が本実施形態１における単位補給パターンとなる。
【００５１】
図１２は、任意の画像を形成したとき（例えばユーザーの希望に基づく画像を形成したとき）における任意消費波形Ｓ０と、その任意消費波形Ｓ０によるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形とを示すグラフである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、その画像データが制御部１００の予測データ算出部１０１に送られる。予測データ算出部１０１では、この画像データに基づく潜像に対応した任意の消費波形、すなわち、トナー濃度検知箇所におけるトナー濃度の時間変化を示す任意消費波形Ｓ０を得ることができる。そして、このようにして得られる任意消費波形Ｓ０を、図１１に示した単位消費波形Ｓ’に逐次分解する。したがって、これらの単位消費波形Ｓ’を合成して得られる任意消費波形Ｓ０は、任意消費波形Ｓ０を示すトナー濃度ムラを持ったＹ現像剤のトナー濃度をトナー濃度検知箇所で検出したとした場合の時間変化を示す波形に近似した波形（予測値）となる。
【００５２】
本実施形態１において、予測データ算出部１０１は、所定の演算プログラムを実行することで、上述したメカニズムに基づき、画像データから、その画像データに基づく潜像を現像した現像剤がトナー濃度検知箇所を通過するときのトナー濃度の時間変化である予測データ（任意消費波形Ｓ０）を算出する。具体的には、この任意消費波形Ｓ０を分解して得られる複数の単位消費波形Ｓ’の組み合わせを、予測データとして算出する。
【００５３】
このようにして予測データ算出部１０１が算出した予測データ（複数の単位消費波形Ｓ’の組み合わせのデータ）は、補給制御部１０２に送られる。ここで、これらの単位消費波形Ｓ’にそれぞれ対応した複数の単位補給波形Ｈ’を組み合わせることで、図１２に示すように、任意消費波形Ｓ０が示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形Ｈ０、すなわち、任意消費波形Ｓ０の逆位相となる波形に近い補給波形Ｈ０を作り出すことができる。したがって、補給制御部１０２は、予測データに基づき、その複数の単位消費波形Ｓ’の組み合わせに対応する単位補給波形Ｈ’の組み合わせを求める。次に、求めた単位補給波形Ｈ’の組み合わせに対応するように、予めＲＡＭに記憶しておいた単位補給パターンを複数組み合わせることで、その予測データに対応するトナー補給動作を決定する。そして、決定したトナー補給動作で駆動源７１Ｙの駆動制御を行う。このようなトナー補給動作により得られる補給波形は、各単位補給パターンによる単位補給波形Ｈ’を合成したものとなるので、図１２に示す補給波形Ｈ０となる。したがって、任意消費波形Ｓ０が示すトナー濃度ムラは、このようなトナー補給制御により、図１２の太い実線で示すようにトナー濃度検知箇所では十分に解消されることになる。
【００５４】
以上の説明は、仕切部材２２に連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられていない一般的な構成におけるものであるが、本実施形態１の現像ユニットには仕切部材２２に連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが設けられている。そのため、本実施形態１の現像ユニットの現像剤循環経路は、図２６に示したように、現像剤供給搬送路１４Ｙの上流端から下流端まで搬送された後に現像剤攪拌搬送路９Ｙの上流端から下流端まで搬送されるという循環経路（以下「主循環経路」という。）Ｂのほか、現像剤供給搬送路１４Ｙの途中から仕切部材２２の連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを経由して現像剤攪拌搬送路９Ｙへ搬送される４つの循環経路（以下「ショートカット循環経路」という。）Ｃ〜Ｆも存在する。
【００５５】
ショートカット循環経路Ｃ〜Ｆに沿って搬送される現像剤（ショートカット現像剤）は、現像剤攪拌搬送路９Ｙの上流端に設けられたトナー補給口１７Ｙとの対向位置（補給箇所）を通過しない。このようなショートカット現像剤については、そのショートカット現像剤が仕切部材２２の連通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを通過して現像剤攪拌搬送路９Ｙ内に搬送されてくるタイミングに当該連通孔２２ａの箇所へ到達することになる主循環経路を流れる現像剤に対し、そのショートカット現像剤に含まれる現像済み現像剤のトナー消費量分のトナーを先行して補給するという補給方法を採用する。これにより、ショートカット現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤（トナー濃度が過剰な状態）と現像剤攪拌搬送路９Ｙ内の合流箇所で合流することで、当該ショートカット現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることができる。よって、補給箇所を通過しないショートカット循環経路Ｃ〜Ｆを有する現像ユニットであっても、トナー濃度ムラを解消することが可能である。
【００５６】
図１３は、ショートカット循環経路が存在する場合について、図１２に示したグラフと同じ画像を形成したときにおける任意消費波形Ｓを、図１２に示した任意消費波形Ｓ０及びこれによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形Ｈ０と一緒に表したグラフである。
本実施形態においては、現像ロール１２Ｙから最初に離脱した部分の現像済み現像剤が最も早くトナー濃度検知箇所に到達する循環経路は、現像剤供給搬送路１４Ｙの最上流に位置する第１ショートカット循環経路Ｃである。次に早いのは第２ショートカット循環経路Ｄであり、以下、第３ショートカット循環経路Ｅ、第４ショートカット循環経路Ｆの順である。そして、最も遅く到達するのは、主循環経路Ｂを通る場合である。よって、第１ショートカット循環経路Ｃを経由した現像済み現像剤がトナー濃度検知箇所に到達してから、主循環経路Ｂを経由した現像済み現像剤がトナー濃度検知箇所に到達するまでの現像済み現像剤分は、現像剤循環経路が主循環経路Ｂのみである図１２に示した例における現像済み現像剤よりも早くトナー濃度検知箇所に到達することになる。その結果、図１３に示す任意消費波形Ｓは、図１２に示す任意消費波形Ｓ０と比較して、ブロードの状態となる。ただし、いずれも互いに同じ画像を形成したときの消費波形であるため、その積分値（トナー消費量）は同じとなる。
【００５７】
ここで、上述した予測データに基づくトナー補給制御によってトナー補給を開始できる最速の補給開始時期（最速補給時期）にトナー補給を開始したとしても、そのトナー補給を受けた現像剤がショートカット循環経路Ｃ〜Ｆを経由したショートカット現像剤との合流箇所に到達する前に、一部のショートカット現像剤は当該合流地点を通過してしまう。すなわち、図１３に示すグラフにおいて、任意消費波形Ｓのうち図示の最速補給時期に対応する時間（最速補給時期にトナー補給された現像剤がトナー濃度検知箇所に到達する時間）よりも前（図１３中左側）の任意消費波形部分については、先行してトナー補給を行う場合でも、その消費波形に応じた先行トナー補給が間に合わない。そのため、このように先行トナー補給が間に合わない現像剤部分についてはトナー濃度が回復せず、トナー濃度ムラの原因となる。
【００５８】
次に、本実施形態１におけるトナー補給制御の具体的内容について説明する。
図１４は、本実施形態１におけるトナー補給制御のフローチャートである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、予測データ算出部１０１は、画像データを順次取得していく（Ｓ１）。そして、取得した画像データから、トナー濃度検知箇所におけるトナー濃度の時間変化を示す任意消費波形Ｓを順次作成し、これを図１１に示した単位消費波形Ｓ’に逐次分解して、当該任意消費波形Ｓを分解して得られる複数の単位消費波形Ｓ’の組み合わせを、予測データとして算出する（Ｓ２）。
【００５９】
図１５は、本実施形態１における任意消費波形Ｓを複数の単位消費波形Ｓ’に分解したグラフ、すなわち、予測データの内容を示すグラフである。
単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’，Ｓ３’，Ｓ４’の組み合わせ（ここでは４つの単位消費波形だけ例示してある。）である図１５に示すような予測データを算出したら、次に、その予測データを受け取った補給制御部１０２は、各単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’，Ｓ３’，Ｓ４’について、その単位消費波形を打ち消す先行トナー補給が間に合うか否かを判断する（Ｓ３）。図１５において点線で示された最初のうちの単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’については、先行トナー補給が間に合わない。すなわち、図示の最速補給時期に対応する時間（最速補給時期にトナー補給された現像剤がトナー濃度検知箇所に到達する時間）よりも前（図１５中左側）の部分を含んだ単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’については、先行トナー補給が間に合わないと判断される（Ｓ３のＮｏ）。このように先行トナー補給が間に合わないと判断された各単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’を打ち消すのに必要なトナー量を算出し、その合計量を追加補給量として算出する（Ｓ４）。
【００６０】
一方、図１５において実線で示された単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’は、図示の最速補給時期に対応する時間よりも前（図１５中左側）の部分を含まないので、先行トナー補給が間に合うと判断される（Ｓ３のＹｅｓ）。これらの単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’については、各単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’について、これを打ち消すのに必要なトナー量（補給量）を算出するとともに（Ｓ５）、その補正タイミングを算出する（Ｓ６）。
【００６１】
なお、トナー濃度センサ１０Ｙから得られるトナー濃度の検知結果と目標トナー濃度との差分値に基づいて、上述した単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’についての追加補給量や、上述した単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’についての補給量を補正するのが好ましい。この場合、トナー濃度が目標トナー濃度により近い状態で、トナー濃度ムラを解消することができる。
【００６２】
補給制御部１０２は、まず、先行トナー補給が間に合う単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’についての各補給量及び各補正タイミングに基づき、予めＲＡＭに記憶しておいた単位補給パターンを複数組み合わせることで、任意消費波形Ｓのうち、これらの単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’を合成して得られる部分、すなわち、図示の最速補給時期に対応する時間よりも後の部分（予測データの一部）に対するトナー補給動作を決定する。一方で、補給制御部１０２は、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’についての追加補給量が最速補給時期に一度に補給されるようなトナー補給動作も決定する。そして、これらのトナー補給動作に基づき、駆動源７１Ｙの駆動制御を行う（Ｓ７）。
【００６３】
図１６は、図中上部に記載した任意消費波形Ｓ及びこれを分解した４つの単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’，Ｓ３’，Ｓ４’と、本実施形態１のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形Ｈ’及び追加補給波形Ｈ’’並びにこれらを合成した補給波形Ｈとを示すグラフである。
補給制御部１０２は、駆動源７１Ｙの駆動制御を行う場合、まず、最速補給時期が到来したときに追加補給量を一度に補給するための追加補給動作を行う。これにより得られる補給波形は、図１６に示す追加補給波形Ｈ’’のとおりである。この追加補給波形Ｈ’’で示される追加補給動作によって、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’に補給すべきトナーが補給されることになる。ただし、この追加補給動作により補給するトナー量は、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’に補給すべきトナーの全量である必要はなく、その一部の量であってもよい。このような追加補給動作の後、先行トナー補給が間に合う単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’に対応するトナー補給タイミングが到来したら、図１６に示すように、それらの単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’を打ち消す単位補給波形Ｈ３’，Ｈ４’を作り出すトナー補給動作が行われる。
【００６４】
以上のようなトナー補給動作により得られる補給波形は、追加補給波形Ｈ’’及び単位補給波形Ｈ３’，Ｈ４’を合成したものとなるので、図１６に示す補給波形Ｈとなる。このような補給波形Ｈのうち、追加補給波形Ｈ’’が重畳していない波形部分すなわち単位補給波形Ｈ３’，Ｈ４’のみで形成される波形部分については、これに対応する部分の任意消費波形Ｓが示すトナー濃度ムラが、トナー濃度検知箇所において十分に解消される。一方、補給波形Ｈのうち追加補給波形Ｈ’’が重畳した波形部分については、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’のトナー消費量分だけトナーが過剰な状態になっているので、トナー濃度検知箇所において局所的にトナー濃度が高い状態になる。しかしながら、このようなトナー濃度が高い状態の現像剤（濃度過剰現像剤）は、先行トナー補給が間に合わない現像剤（先行補給不可現像剤）に最も近接した箇所で、現像剤循環経路を流れていく。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーは先行補給不可現像剤へ迅速に拡散していく。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤（すなわち単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’に対応する現像剤）については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していき、また、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤（すなわち追加補給波形Ｈ’’に対応する現像剤）についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していく。その結果、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは迅速に解消される。
【００６５】
特に、本実施形態においては、図４に示すように、第１搬送スクリュー８Ｙにより現像剤攪拌搬送路９Ｙの下流端まで搬送された現像剤は、その下流端壁面によってその搬送方向への移動が阻止される。そして、第１搬送スクリュー８Ｙにより後から送られてくる現像剤によって順次押し込まれることで、その搬送方向を９０°曲げられ、端部連通口１８Ｙから現像剤供給搬送路１４Ｙの上流端に進入する。このような現像剤攪拌搬送路９Ｙの下流端における現像剤の動きにより、現像剤循環方向で隣り合う部分の現像剤同士の混合が促進される。よって、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤と、これに対して現像剤循環方向で隣り合っている濃度過剰現像剤とは、現像剤攪拌搬送路９Ｙの下流端において混合され、トナー濃度が急速に回復する。よって、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは、現像剤供給搬送路１４Ｙの上流端から搬送される時点では、おおよそ解消された状態になる。
【００６６】
ここで、比較例として、本実施形態のような追加補給動作を行う代わりに、単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’を打ち消す単位補給波形Ｈ３’，Ｈ４’の後に、単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’に対応する単位補給波形Ｈ１’，Ｈ２’の補給動作を入れた場合の例について説明する。
図１７は、図中上部に記載した任意消費波形Ｓ及びこれを分解した４つの単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’，Ｓ３’，Ｓ４’と、本比較例のトナー補給制御を行ったときの単位補給波形Ｈ１’，Ｈ２’，Ｈ３’，Ｈ４’並びにこれらを合成した補給波形Ｈ１とを示すグラフである。
図１８は、本比較例におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。
本比較例によれば、単位補給波形Ｈ３’，Ｈ４’により、先行トナー補給が間に合う単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’についてのトナー濃度ムラは解消することができる。しかしながら、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’については、トナー濃度ムラを解消することができない。そして、本比較例では、単位補給波形Ｈ１’，Ｈ２’に対応する箇所はトナー濃度が正常値であるため、単位補給波形Ｈ１’，Ｈ２’の補給動作を行うことにより、当該箇所のトナー濃度は過剰な状態になる。その結果、本比較例によると、トナー濃度検知箇所において図１８に示すようなトナー濃度ムラが生じる。ただし、本比較例でも、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’におけるトナー消費量分のトナーは、単位補給波形Ｈ１’，Ｈ２’により補給されるため、現像ユニット内の現像剤全体におけるトナー濃度（平均値）は一定に保たれる。
【００６７】
図１９は、本実施形態１におけるトナー補給制御を実施した場合のトナー濃度検知箇所を通過する現像剤のトナー濃度の時間変化を示すグラフである。なお、このグラフには、図１８に示した比較例のグラフも点線で表示してある。
本実施形態１では、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’のトナー消費量分のトナーを、最速補給時期のタイミングで、単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’の消費波形を打ち消すトナー補給動作に追加で補給する。よって、この追加補給後の消費波形部分のトナー濃度ムラは単位消費波形Ｈ３’，Ｈ４’のトナー補給動作によって解消される。その結果、本実施形態１によると、トナー濃度検知箇所では図１９の実線で示すようなトナー濃度ムラが生じる。
【００６８】
図１９に示すように、本実施形態によれば、トナー濃度検知箇所でも、比較例よりトナー濃度ムラのピーク値がΔＶｔ１だけ小さく抑えられている。これは、搬送距離は短いながらも、トナー濃度検知箇所までの搬送中に、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’に対応する先行補給不可現像剤と追加補給波形Ｈ’’に対応する濃度過剰現像剤との攪拌が進んだ結果による。
また、図１９に示すように、本実施形態によれば、トナー濃度検知箇所でトナー濃度ムラが生じる範囲（現像剤搬送方向長さ）が、比較例よりもΔＴ２だけ狭く抑えられている。トナー濃度ムラが生じる範囲を狭く抑えるほど、現像剤搬送中の攪拌作用によってトナー濃度ムラが解消されるスピードが早くなる。したがって、本実施形態によれば、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤が存在する場合でも、その先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを、上記比較例のトナー補給制御を行う場合よりも早く解消することができる。
【００６９】
〔変形例〕
次に、上記実施形態１のトナー補給制御の一変形例について説明する。
図２０は、本変形例におけるトナー補給制御のフローチャートである。
実際の画像形成時において任意の画像を形成する際、予測データ算出部１０１は、画像データを順次取得していく（Ｓ１１）。上記実施形態１では、取得した画像データから予測データを作成し、その後に、先行トナー補給が間に合わない単位消費波形Ｓ１’，Ｓ２’と先行トナー補給が間に合う単位消費波形Ｓ３’，Ｓ４’とに区分し、それぞれ別の処理を行った。これに対し、本変形例では、予測データを作成する前に、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可画像領域と先行トナー補給が間に合う先行補給可能画像領域とに区分し、先行補給不可画像領域については予測データの算出を行わない。
【００７０】
図２１は、１つの記録紙上に形成される１つの画像上の４つの領域１〜４を示す説明図である。
図２２（ａ）〜（ｄ）は、図２１に示した画像上の４つの領域ごとの消費波形を示すグラフである。
上記実施形態１の現像ユニットでは、現像ロール１２の回転軸方向（図２１の左右方向）に沿って並んだショートカット循環経路Ｃ〜Ｆの配置や、現像剤循環経路中のトナー補給箇所の位置などの関係で、１つの画像上における位置の違いによって先行トナー補給が間に合う画像領域と間に合わない画像領域とが生じる。
【００７１】
例えば、図２１に示す領域１の消費波形と最速補給時間との関係は、図２２（ａ）に示すようなものとなる。この領域１は、現像剤供給搬送路１４Ｙの上流側に対応する箇所で現像されるので、その現像済み現像剤の多くは、第１ショートカット循環経路Ｃや第２ショートカット循環経路Ｄを通過してトナー濃度検知箇所へと搬送される。したがって、当該領域１についての消費波形の立ち上がりが最速補給時間よりも早く、そのため先行トナー補給が間に合わない。
また、画像上の位置が領域１よりも現像剤供給搬送路の下流側へズレた領域２の消費波形と最速補給時間との関係は、図２２（ｂ）に示すようなものとなる。この領域２は、現像剤供給搬送路１４Ｙの下流側に対応する箇所で現像されるので、その現像済み現像剤の多くは、第３ショートカット循環経路Ｅや第４ショートカット循環経路Ｆを通過してトナー濃度検知箇所へと搬送される。したがって、領域２についての消費波形は、領域１についての消費波形よりも遅れたものとなる。ただし、領域２についての消費波形も、その立ち上がりが最速補給時間よりも早いので、先行トナー補給が間に合わない。
【００７２】
また、画像上の位置が領域１よりも紙搬送方向（感光体表面移動方向）の下流側へズレた領域３の消費波形と最速補給時間との関係は、図２２（ｃ）に示すようなものとなる。この領域３は、領域１と同じく現像剤供給搬送路１４Ｙの上流側に対応する箇所で現像されるが、領域１よりも遅れて現像が行われる。その結果、領域３についての消費波形は、領域１についての消費波形よりも遅れたものとなり、その立ち上がりは最速補給時間よりも遅れる。よって、領域３については先行トナー補給が間に合う。
同様に、画像上の位置が領域２よりも紙搬送方向（感光体表面移動方向）の下流側へズレた領域４の消費波形と最速補給時間との関係は、図２２（ｄ）に示すように、その立ち上がりは最速補給時間よりも遅れる。よって、領域４についても先行トナー補給が間に合う。
【００７３】
以上の結果より、先行トナー補給が間に合わない画像領域Ｘと先行トナー補給が間に合わない画像領域Ｙとの画像上の位置は、図２１に示すようなものとなる。本変形例では、この結果に基づき、予測データ算出部１０１は、取得した画像データを、先行トナー補給が間に合わない画像領域Ｘの部分と、先行トナー補給が間に合う画像領域Ｙの部分とに区分する（Ｓ１２）。そして、先行トナー補給が間に合わないと判断された画像データ部分については（Ｓ１２のＮｏ）、その画像データ部分について消費されるトナー量を算出し、これを追加補給量として算出する（Ｓ１３）。一方、先行トナー補給が間に合うと判断された画像データ部分については（Ｓ１２のＹｅｓ）、上述した実施形態の場合と同様に予測データを算出し（Ｓ１４）、その予測データから求められる消費波形を打ち消すのに必要なトナー量（補給量）を算出するとともに（Ｓ１５）、その補正タイミングを算出する（Ｓ１６）。
【００７４】
その後、補給制御部１０２は、駆動源７１Ｙの駆動制御を行い、まず、最速補給時期が到来したときに追加補給量を一度に補給するための追加補給動作を行って、先行トナー補給が間に合わない画像領域Ｘで消費される分のトナーを追加で補給する。もちろん、この追加補給動作により補給するトナー量は、先行トナー補給が間に合わない画像領域Ｘで消費される分のトナーの全量である必要はなく、その一部の量であってもよい。このような追加補給動作の後、先行トナー補給が間に合う画像領域Ｙについての単位消費波形に対応するトナー補給タイミングが到来したら、それらの単位消費波形を打ち消す単位補給波形を作り出すトナー補給動作を行う。
【００７５】
〔実施形態２〕
次に、上記実施形態１の場合と同様に、本発明をプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。
なお、本実施形態２の構成、動作は、現像ユニット内の現像剤循環経路が異なる点を除いて上述した実施形態１と同様であるので、以下、その相違点についてのみ説明し、他の説明は省略する。
【００７６】
図２３は、本実施形態２の現像ユニット１０７Ｙの一例を示す概略断面図である。
図２４は、本現像ユニット１０７Ｙを図２３の矢印Ｆ方向から見た、現像ユニット１０７Ｙ内の現像剤循環経路を説明する説明図である。
本実施形態２の現像ユニット１０７Ｙは、現像剤供給搬送路１１４Ｙと現像剤回収搬送路１０９Ｙとが、仕切板１２２を挟んで上下に形成されている。仕切板１２２の両端部には開口部がそれぞれ設けられている。具体的には、現像剤供給搬送路１１４Ｙの現像剤搬送方向上流側と現像剤回収搬送路１０９Ｙの現像剤搬送方向下流側との間は開口部１１８Ｙによって連通している。現像剤回収搬送路１０９Ｙの現像剤搬送方向上流側に設けられた開口部１１９Ｙは、現像剤供給搬送路１１４Ｙの現像剤搬送方向下流側の端部に連通している。また、この開口部１１９Ｙの上部には、補給トナーを補給するためのトナー補給口１１７Ｙが配置されている。
【００７７】
本実施形態２における現像ユニット１０７Ｙは、現像領域でトナーを消費した現像ロール１２上の現像済み現像剤を現像剤供給搬送路１１４Ｙとは別の搬送路である現像剤回収搬送路１０９Ｙへ回収する供給回収分離方式を採用している。そのため、本実施形態２の現像ユニットの現像剤循環経路は、図２４に示したように、現像剤供給搬送路１１４Ｙの上流端から下流端まで搬送された後に現像剤回収搬送路１０９Ｙの上流端から下流端まで搬送されるという循環経路（以下「主循環経路」という。）Ｂ’のほか、現像剤供給搬送路１１４Ｙから現像ロール１１２Ｙに汲み上げられて現像領域を通過して現像剤回収搬送路１０９Ｙへ回収されるという循環経路（ショートカット循環経路）Ｃ’も存在する。
【００７８】
ショートカット循環経路Ｃ’に沿って搬送される現像剤（ショートカット現像剤）は、現像剤回収搬送路１０９Ｙの上流端に設けられたトナー補給口１１７Ｙとの対向位置（補給箇所）を通過しない。このようなショートカット現像剤については、そのショートカット現像剤が現像ロール１２を経由して現像剤回収搬送路１０９Ｙ内に搬送されてくるタイミングに現像剤回収搬送路１０９Ｙ内の合流箇所へ到達することになる主循環経路を流れる現像剤に対し、そのショートカット現像剤（現像済み現像剤）のトナー消費量分のトナーを先行して補給するという補給方法を採用する。これにより、ショートカット現像剤が、先行してトナーが補給された現像剤（トナー濃度が過剰な状態）と現像剤回収搬送路１０９Ｙ内の合流箇所で合流することで、当該ショートカット現像剤を含む合流後の現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させることが可能である。
【００７９】
このような現像ユニットを用いて任意の画像を形成する場合の任意消費波形も、上記実施形態１における図１３に示した任意消費波形Ｓと同様のものとなる。そのため、先行トナー補給が間に合わない部分が生じ、これが原因でトナー濃度ムラを引き起こすが、このようなトナー濃度ムラも、上述した実施形態１（上記変形例を含む。）におけるトナー補給制御を行うことで同様に解消することができる。
【００８０】
以上、上述した実施形態１及び２に係る画像形成装置としてのプリンタは、潜像担持体としての感光体３と、画像情報に基づいて感光体上に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット２０と、トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤を現像剤循環経路に沿って循環搬送するとともに、現像剤循環経路の一部を担う現像剤供給搬送路１４，１１４中を搬送されている二成分現像剤を現像剤担持体としての現像ロール１２，１１２の表面に供給し、現像ロール１２，１１２の表面に担持された二成分現像剤を現像ロールの回転により現像領域へ搬送し、現像領域にて二成分現像剤中のトナーを感光体表面上の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置としての現像ユニット７，１０７と、現像剤循環経路上における所定の補給箇所で現像ユニット７，１０７内の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置７０とを備えており、現像ユニット７，１０７により現像されることで感光体上に形成されたトナー像を最終的に記録材としての記録紙Ｐ上に転移させて画像形成を行う。この現像ユニットの現像剤循環経路は、現像領域を通過して現像ロール１２，１１２から離脱した現像済み現像剤の少なくとも一部が所定の補給箇所を経由せずに搬送され、当該所定の補給箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像剤供給搬送路１４，１１４の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する合流箇所で、当該所定の補給箇所を通過した二成分現像剤と合流するショートカット循環経路Ｃ〜Ｆ，Ｃ’を有している。そして、この現像ユニット７，１０７は、この合流箇所よりも現像剤循環方向下流側であって現像剤供給搬送路１４，１１４の上流端よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所として設定したトナー濃度検知箇所を、トナー補給が行われないままの二成分現像剤が通過するときのトナー濃度の時間変化の予測データを算出する予測データ算出手段としての予測データ算出部１０１と、上記トナー濃度検知箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、予測データ算出部１０１が算出した予測データに基づいてトナー補給装置７０の補給動作を制御する補給制御手段としての補給制御部１０２とを有し、補給制御部１０２は、予測データ算出部１０１が算出した予測データに基づく補給動作をトナー補給装置７０に行わせることが可能な最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達するよりも前に該合流箇所を通過することになる先行補給不可現像剤についてのトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を当該予測データから算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を当該最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置７０の補給動作を制御する。これにより、このようにトナーが追加補給された現像剤は、トナーが過剰な状態になっているので、トナー濃度検知箇所において局所的にトナー濃度が高い状態になる。しかしながら、このようなトナー濃度が高い状態の現像剤（濃度過剰現像剤）は、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤に最も近接した箇所で、現像剤循環経路を流れていく。よって、現像剤循環経路を搬送している間の撹拌作用により、当該濃度過剰現像剤中の過剰トナーは先行補給不可現像剤へ迅速に拡散していく。これにより、トナー濃度が低い状態の先行補給不可現像剤については、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していき、また、トナー濃度が高い状態の濃度過剰現像剤についても、そのトナー濃度が目標トナー濃度に向けて迅速に回復していく。その結果、濃度過剰現像剤や先行補給不可現像剤の箇所で生じていたトナー濃度ムラは迅速に解消される。
特に、上記実施形態１（上記変形例を除く。）及び２において、補給制御部１０２は、予測データ算出部１０１が算出した予測データを、先行補給不可現像剤についての第１予測データと、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が上記合流箇所に到達した後に該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤についての第２予測データとに区分し、第１予測データから先行補給不可現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を算出して、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置７０の補給動作を制御するとともに、最速補給時期以降は第２予測データに基づいてトナー濃度検知箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給装置７０の補給動作を制御する。これにより、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを解消しつつ、先行補給可能現像剤についてのトナー濃度ムラも適切に解消することができる。
また、予測データは、例えば上記合流箇所を通過する現像剤のトナー濃度を連続的又は断続的に検知するトナー濃度検知手段を設け、その検知結果から算出することが可能である。しかしながら、この場合には、トナー濃度検知手段を設ける必要があるため、部品点数が増加し、コストアップにつながる。そこで、本実施形態では、画像データに基づいて予測データを算出することとしている。これにより、トナー濃度検知手段を設けることなく予測データを算出できるので、コストを抑えることができる。
また、上記変形例においては、画像情報を、先行補給不可現像剤によって現像される先行補給不可領域情報である画像領域Ｘの情報と、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達した後に当該合流箇所を通過することになる先行補給可能現像剤によって現像される先行補給可能領域情報である画像領域Ｙの情報とに区分し、その先行補給不可領域情報については予測データを算出せずにその先行補給不可領域情報で消費されるトナー量を算出し、該先行補給可能領域情報については予測データを算出する。そして、算出した先行補給可能領域情報で消費されるトナー量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置７０の補給動作を制御するとともに、最速補給時期以降は算出した予測データに基づいてトナー濃度検知箇所を通過する先行補給可能現像剤のトナー濃度の時間変化が無くなるようにトナー補給装置７０の補給動作を制御する。これにより、予測データの算出処理の処理負荷を軽減できる。
また、上述したように、現像剤循環経路上の所定の検出箇所であるトナー濃度検知箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ１０を設け、予測データだけでなくトナー濃度センサ１０の検知結果も考慮して、トナー補給装置７０の補給動作を制御するようにすれば、トナー濃度ムラを解消するだけでなく、現像ユニット内の現像剤全体におけるトナー濃度（平均値）も目標トナー濃度に保つことが可能となる。
【００８１】
なお、上記実施形態１及び２においては、先行トナー補給が間に合う先行補給可能現像剤については、その消費波形を打ち消すように予測データを用いたトナー補給動作を行っているが、先行補給可能現像剤について予測データを用いないトナー補給動作を行ってもよい。特に、上記変形例のように、所定の補給箇所を経由せずに合流箇所へ搬送される現像済み現像剤が当該合流箇所を通過するタイミングと当該現像済み現像剤のトナー消費量とを検出手段（例えばトナー濃度検知手段の検知結果や画像データから当該タイミング及び当該トナー消費量を検出する手段）を設け、最速補給時期にトナー補給された場合の二成分現像剤が合流箇所に到達する前に当該合流箇所を通過することになる現像済み現像剤のトナー濃度を目標トナー濃度に回復させるのに必要なトナー補給量を当該検出手段の検出結果から算出し、算出したトナー補給量の少なくとも一部を最速補給時期に追加補給するようにトナー補給装置７０の補給動作を制御するようにすれば、予測データを用いることなく、先行トナー補給が間に合わない先行補給不可現像剤によるトナー濃度ムラを迅速に解消できる。
【００８２】
なお、上記実施形態１や２では、単一の単位消費波形Ｓ’を用いる場合について説明したが、互いに異なる複数の単位消費波形Ｓ’を用い、各単位消費波形に対応する複数種類の単位補給波形Ｈ’を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
７，１０７  現像ユニット
８  第１搬送スクリュー
９ 現像剤攪拌搬送路
１０  トナー濃度センサ
１１  第２搬送スクリュー
１２，１１２  現像ロール
１４，１１４ 現像剤供給搬送路
１５  現像スリーブ
１６  マグネットローラ
１７，１１７  トナー補給口
２０  光書込ユニット
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  連通孔
２２，１２２  仕切部材
４１  中間転写ベルト
７０  トナー補給装置
１００  制御部
１０１  予測データ算出部
１０２  補給制御部
１０３  画像情報取得部
１０９  現像剤回収搬送路
Ａ  循環経路
Ｂ  主循環経路
Ｃ〜Ｆ  ショートカット循環経路
Ｈ’，Ｈ１’，Ｈ２’，Ｈ３’，Ｈ４’  単位補給波形
Ｈ’’  追加補給波形
Ｈ，Ｈ０  補給波形
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５ 補給基礎波形
Ｓ’，Ｓ１’，Ｓ２’，Ｓ３’，Ｓ４’  単位消費波形
Ｓ，Ｓ０  任意消費波形
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００８−２９９３１５号公報
【図１】
0005578434.tif 000002
【図２】
0005578434.tif 000003
【図３】
0005578434.tif 000004
【図４】
0005578434.tif 000005
【図５】
0005578434.tif 000006
【図６】
0005578434.tif 000007
【図７】
0005578434.tif 000008
【図８】
0005578434.tif 000009
【図９】
0005578434.tif 000010
【図１０】
0005578434.tif 000011
【図１１】
0005578434.tif 000012
【図１２】
0005578434.tif 000013
【図１３】
0005578434.tif 000014
【図１４】
0005578434.tif 000015
【図１５】
0005578434.tif 000016
【図１６】
0005578434.tif 000017
【図１７】
0005578434.tif 000018
【図１８】
0005578434.tif 000019
【図１９】
0005578434.tif 000020
【図２０】
0005578434.tif 000021
【図２１】
0005578434.tif 000022
【図２２】
0005578434.tif 000023
【図２３】
0005578434.tif 000024
【図２４】
0005578434.tif 000025
【図２５】
0005578434.tif 000026
【図２６】
0005578434.tif 000027