(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、
該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、１つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、
該現像手段により現像されることで該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、
上記現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する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連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段と、
該トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて、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担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときの二成分現像剤のトナー濃度の時間変化によるトナー濃度検出手段の出力波形を算出する予測データ算出手段と、
該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した出力波形に基づいて上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御し、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、トナー濃度むらが無い状態の現像剤に対する駆動源の１回の補給動作による該特定箇所の該トナー濃度検出手段の出力波形をもとに該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体と、
画像情報を取得する画像情報取得手段と、
該画像情報取得手段が取得した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、
該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、
該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、１つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、
該現像手段により現像されることで該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、
上記画像情報取得手段が取得した画像情報に基づき、その画像情報に基づく潜像を現像した二成分現像剤について、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担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときのトナー濃度の時間変化を示す消費波形を算出する予測データ算出手段と、
該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した消費波形に基づいて上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御し、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である消費波形を打ち消すように、トナー濃度むらが無い状態の現像剤に対する駆動源の１回の補給動作による該特定箇所のトナー濃度の時間変化である補給波形をもとに該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有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、
上記補給制御手段は、トナー濃度ムラが無い状態の二成分現像剤に対して上記所定の補給箇所でトナー補給を行ったときにおける上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化が、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トナー濃度の時間変化の逆位相となるように、上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御す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が画像形成によりトナーを消費すると、その消費分のトナーをトナー補給手段により二成分現像剤に補給する。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二成分現像剤に補給するという方法である。また、現像装置内で二成分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（トナー濃度検出手段）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二成分現像剤に補給するという方法もある。
しかし、いずれのトナー補給方法も、トナーを一括して又は一定間隔で断続的に二成分現像剤へ補給するものであったため、現像装置内を循環搬送される二成分現像剤の循環方向のトナー濃度ムラ（以下、単に「トナー濃度ムラ」という。）を解消することは困難であった。以下、図面を参照して詳しく説明する。
【０００３】
図１８は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を循環搬送する現像装置の一例を示す説明図である。
この現像装置においては、２本の搬送スクリュー８，１１により図中矢印Ａで示すように二成分現像剤が循環搬送される。現像剤循環搬送路のうち第２搬送スクリュー１１が設置された部分には現像ロール１２が対向しており、この部分では二成分現像剤が現像ロール表面に汲み上げられ、かつ、現像領域を通過した二成分現像剤が戻される。また、現像剤循環搬送路のうち第２搬送スクリュー１１が設置された部分には、その上部にトナー補給口１７が設けられ、このトナー補給口１７を介して図示しないトナー補給手段によりトナーが補給される。また、図中Ｂに示す箇所は、トナー濃度センサによりトナー濃度ムラを測定する測定箇所である。
【０００４】
図１９は、トナーを一括して二成分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２０は、トナーを一定間隔で断続的に二成分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二成分現像剤を用いて所定の潜像を現像した後の二成分現像剤について、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二成分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二成分現像剤について、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２０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二成分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。
【０００５】
図１９及び図２０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、トナーを一括して二成分現像剤に補給する方法や、トナーを一定間隔で断続的に二成分現像剤に補給する方法では、トナー補給後の二成分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や大きさ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、消費波形の違いに関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、トナー補給後の二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
【０００６】
この点について説明すると、図１８に示した現像装置において、第２搬送スクリュー１１により搬送される二成分現像剤は、現像ロール１２による現像剤搬送方向に対して直交する方向へ現像剤循環搬送路に沿って搬送され、現像ロール１２の表面に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、再び現像剤循環搬送路へ戻され、第２搬送スクリュー１１により搬送される。潜像担持体上において潜像の位置が偏在していると、現像後の二成分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、そのような状態の二成分現像剤が現像剤循環搬送路へ戻されることになる。この場合、現像剤循環搬送路に戻された後の二成分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、潜像担持体上における潜像の偏在状況によって変わってくる。
【０００７】
図２１は、潜像担持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。なお、図中矢印Ａは、第２搬送スクリュー１１による二成分現像剤の搬送方向を示すものであり、図中矢印Ｃは、潜像担持体の表面移動方向を示すものである。
図２１の上部に記載されているのは、記録材上に形成された３つの画像パターンを示すものであり、図２１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二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、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ときの測定結果（消費波形）を示すグラフである。
図２１に示すように、潜像担持体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、トナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される位置からトナー濃度センサによる測定箇所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、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサの測定箇所Ｂへ搬送されるまでに搬送スクリューによる攪拌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。
【０００８】
図２２は、潜像担持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２２には、第２搬送スクリューによる二成分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、潜像担持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２２には、第２搬送スクリューによる二成分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二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、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、潜像担持体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二成分現像剤を用いて現像した後の二成分現像剤について、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。
【０００９】
第２搬送スクリュー１１による二成分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２２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、トナーを消費した二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路に戻される位置からトナー濃度センサによる測定箇所Ｂ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、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサによる測定箇所Ｂ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、トナーを消費した二成分現像剤の部分がトナー濃度センサによる測定箇所Ｂ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。
一方、潜像担持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２２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二成分現像剤の部分が現像剤循環搬送路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測定箇所Ｂ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測定箇所Ｂへ到達するまでに受ける攪拌量に違いはない。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、トナーを消費した二成分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。
【００１０】
以上のように、消費波形は、潜像担持体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、従来の補給方法では、現像装置内に存在する二成分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、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することはできない。
【００１１】
特許文献１には、画像データの濃度分布をヒストグラム解析し、その解析結果に基づいて複数のトナー補給口から補給量を互いに独立して制御できる構成により現像装置内のトナー濃度ムラを抑えるというトナー補給方法が開示されている。この方法によれば、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することも可能である。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２１９０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、上記特許文献１に記載されたトナー補給方法では、トナー濃度ムラを解消するために、複数のトナー補給口から補給量を互いに独立して制御できる構成が必要である。具体的には、同特許文献１の実施例では、６つのトナー補給口から補給量を互いに独立して同時に制御できる構成を採用しており、実際にはこの程度の数のトナー補給口に対して同時に独立した補給制御ができる構成がなければトナー濃度ムラを解消することができない。複数のトナー補給口それぞれに対して独立した補給制御を同時に行うためには、各トナー補給口からトナーを補給するためのトナー補給部材を駆動する駆動源をトナー補給口ごとに個別に備えることが必要となる。そのため、トナー補給用の駆動源が１つだけである従来の一般的な装置に比べて、複数の駆動源の配置スペースが必要となるので装置が大型化するという問題や、駆動源複数個分の部品コストがかかるためコストが高騰するという問題がある。
【００１４】
本発明は、以上の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、装置の大型化やコストを高騰させることなく、二成分現像剤のトナー濃度ムラを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】
【００１５】
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、該潜像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、１つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、該現像手段により現像されることで該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、上記現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する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連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段と、該トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて、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担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときの二成分現像剤のトナー濃度の時間変化によるトナー濃度検出手段の出力波形を算出する予測データ算出手段と、該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した出力波形に基づいて上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御し、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、トナー濃度むらが無い状態の現像剤に対する駆動源の１回の補給動作による該特定箇所の該トナー濃度検出手段の出力波形をもとに該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有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、潜像担持体と、画像情報を取得する画像情報取得手段と、該画像情報取得手段が取得した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、該潜像担持体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段とを有し、該現像手段は、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して該潜像担持体と対向する現像領域へ搬送し、該現像領域を通過した二成分現像剤を再び該現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体と、１つの駆動源からの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで該現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中の二成分現像剤へトナーを補給するトナー補給手段とを備えており、該現像手段により現像されることで該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、上記画像情報取得手段が取得した画像情報に基づき、その画像情報に基づく潜像を現像した二成分現像剤について、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担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する特定箇所を通過する、トナー補給を行わないときのトナー濃度の時間変化を示す消費波形を算出する予測データ算出手段と、該現像剤循環搬送路中を二成分現像剤が循環しているときに、該予測データ算出手段が算出した消費波形に基づいて上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御し、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である消費波形を打ち消すように、トナー濃度むらが無い状態の現像剤に対する駆動源の１回の補給動作による該特定箇所のトナー濃度の時間変化である補給波形をもとに該所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段とを有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、上記補給制御手段は、トナー濃度ムラが無い状態の二成分現像剤に対して上記所定の補給箇所でトナー補給を行ったときにおける上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化が、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トナー濃度の時間変化の逆位相となるように、上記トナー補給手段がもつ上記１つの駆動源を制御することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明においては、現像を行ったことにより上記特定箇所で生じるトナー濃度の時間変化の予測データを算出し、この予測データに基づいて上記所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する。二成分現像剤は現像剤循環搬送路を循環しているので、その二成分現像剤のトナー濃度ムラは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として把握することができる。そして、このようなトナー濃度の時間変化の予測値である予測データに基づいて、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所定の補給箇所でのトナー補給量を調整するので、少なくとも上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することができる。この特定箇所は、現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置している。したがって、本発明によれば、現像によりトナーを消費した二成分現像剤が再び現像剤担持体へ二成分現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。
また、本発明において、補給制御手段の制御対象は、トナー補給手段がもつ１つ（単一）の駆動源である。そのため、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は１つで済む。したがって、トナー濃度ムラを打ち消すために駆動源が複数必要となる特許文献１に記載の装置等がもつ装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
【００１７】
ここで、トナー濃度検出手段の検出結果は、上記特定箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度であって、上記特定箇所を通過する二成分現像剤のトナー濃度ではない。所定の検出箇所におけるトナー濃度の時間変化と、上記特定箇所におけるトナー濃度の時間変化とでは、その移動の間に現像剤搬送手段から受ける攪拌作用により、その半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度に違いが生じる。これは、図２２を参照して上述した理由と同様の理由による。よって、単に所定の検出箇所から上記特定箇所まで二成分現像剤が移動する時間分だけトナー濃度検出手段の検出結果（所定の検出箇所でのトナー濃度の時間変化）の位相を進めたものは、上記特定箇所でのトナー濃度の時間変化とは一致しない。したがって、このようにトナー濃度検出手段の検出結果から得られる上記所定の検出箇所でのトナー濃度の時間変化の位相を単に進めたものを用いて、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補給制御を行っても、トナー濃度ムラを打ち消すことができない。
そこで、請求項１に係る発明では、トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて上記特定箇所で生じるトナー濃度の時間変化の予測データを算出し、この予測データに基づいて上記所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する。この予測データを、所定の検出箇所から上記特定箇所までの間に二成分現像剤が現像剤搬送手段から受ける攪拌作用を考慮して算出される。したがって、上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを上述したように解消することができる。
また、請求項２に係る発明では、上記特定箇所におけるトナー濃度の時間変化の予測データを、画像情報取得手段が取得した画像情報に基づいて算出する。この予測データも、所定の検出箇所から上記特定箇所までの間に二成分現像剤が現像剤搬送手段から受ける攪拌作用を考慮して算出される。したがって、上記特定箇所における二成分現像剤のトナー濃度ムラを上述したように解消することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、本発明によれば、装置の大型化やコストを高騰させることなく、二成分現像剤のトナー濃度ムラを解消することが可能となるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
図４は、現像ユニット内を二成分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。
現像手段である現像ユニット７Ｙは、図２や図４に示すように、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー８Ｙが配設された第１剤収容部９Ｙを有している。また、トナー濃度検出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などが配設された第２剤収容部１４Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、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現像剤が内包されている。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、第１剤収容部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、第１剤収容部９Ｙにおけるトナー補給口１７Ｙに対向する箇所（以下「補給箇所」という。）よりも現像剤循環方向上流側に位置する所定の検出箇所を通過する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により第１剤収容部９Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１８Ｙを経て第２剤収容部１４Ｙ内に進入する。
【００２３】
第２剤収容部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スリーブ１５Ｙ内に固定配置されたマグネットローラ１６Ｙを内包し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により第２剤収容部１４Ｙの端部まで搬送されたＹ現像剤は、連通口１９Ｙを経て第１剤収容部９Ｙ内に戻る。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。
【００２４】
図５は、トナー補給制御を行う機構の機能ブロック図である。
トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤のトナー濃度の検出結果は、電気信号として図示しない制御部１００に送られる。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。制御部１００は、ＲＡＭの中にトナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像ユニット７Ｃ，７Ｍ，７Ｋに搭載された各トナー濃度センサ１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｙ用の現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、比較結果に応じた量のＹトナーをトナー補給口１７Ｙから供給するように、Ｙ用のトナー補給装置７０の駆動源７１Ｙを制御する。この制御により、現像に伴うＹトナーの消費によってＹトナー濃度が低下したＹ現像剤に対し、第１剤収容部９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部１４Ｙ内のＹ現像剤のトナー濃度は目標トナー濃度範囲内に維持される。他色用の現像ユニット７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ内における現像剤についても同様である。なお、本実施形態１におけるトナー補給制御は、トナー濃度ムラを打ち消すように行うものであるが、その詳細については後述する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
以下、本発明の特徴部分であるトナー補給制御について説明する。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。
本実施形態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（第２剤収容部１４Ｙ）までの間、詳しくは補給箇所から第２剤収容部１４Ｙの現像剤循環方向上流端部までの間に位置する任意の箇所（特定箇所）である後述の測定箇所Ｂ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５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。
【００３７】
補給制御部１０２は、予測データ算出手段として機能する制御部１００の予測データ算出部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、トナー濃度センサ１０Ｙの検出結果に基づき、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、後述の測定箇所Ｂ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制御部１００の補給制御部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。
【００３８】
上記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、上記トナー濃度センサ１０Ｙとは別に、第１剤収容部９Ｙにおける上記トナー補給口１７Ｙよりも現像剤循環方向下流側に位置する図４の符号Ｂで示す測定箇所を通過するＹ現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。この測定用センサは、上記トナー濃度センサ１０Ｙと同じものである。
【００３９】
そして、最初に、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。
図６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、測定用センサにより測定箇所Ｂ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。
【００４０】
次に、上記トナー濃度センサ１０Ｙの検出箇所における単位消費波形と、上記測定箇所Ｂにおける単位消費波形とを測定する。
図７は、上記トナー濃度センサ１０Ｙの検出箇所における単位消費波形と、上記測定箇所Ｂにおける単位消費波形とを比較したグラフである。
図７に示す各単位消費波形Ｓ１，Ｓ２は、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出用の単位面積に相当する同一の単位画像をそれぞれプリントしてＹトナーを消費した後、トナー補給を行わずに各センサでトナー濃度の時間変化をそれぞれ検出したときの検出結果を示す波形（これを「単位消費波形」という。）である。なお、単位消費波形Ｓ１，Ｓ２を求める際のトナー濃度検出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、現実的にはセンサ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出用の単位面積を決定するのがよい。
図７において、２つの単位消費波形Ｓ１，Ｓ２を比較すると、半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度とが互いに異なっている。これは、各センサによる検出位置の違いにより、Ｙトナーを消費したＹ現像剤が各センサの検出箇所まで搬送される間に第１搬送スクリュー８Ｙから受ける攪拌量の違いによるものである。
【００４１】
次に、上記単位消費波形Ｓ２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８は、単位消費波形Ｓ２と、この単位消費波形Ｓ２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。
上記測定箇所Ｂにおける単位消費波形Ｓ２と、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５とから、単位消費波形Ｓ２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Ｓ２は、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像した後のＹ現像剤が測定箇所Ｂ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現像剤が測定箇所Ｂ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８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Ｓ２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、少なくとも上記測定箇所Ｂ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、トナー濃度検出用の単位面積に相当する潜像を現像したＹ現像剤が再び第２剤収容部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。
【００４２】
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８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Ｓ２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における単位補給パターンとなる。
【００４３】
次に、本実施形態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９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Ｓと、その任意消費波形Ｓ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し、これによりトナーを消費したＹ現像剤のトナー濃度がトナー濃度センサ１０Ｙにより連続的に又は断続的に検出され、その検出結果は制御部１００の予測データ算出部１０１に送られる。この検出結果からは、トナー濃度センサ１０Ｙの検出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’を得ることができる。ここで、このようにして得られる任意消費波形Ｓ’を、図７に示した単位消費波形Ｓ１に逐次分解する。この単位消費波形Ｓ１は、その単位消費波形Ｓ１に対応するトナー濃度センサ１０Ｙの検出箇所から第１搬送スクリュー８Ｙにより現像剤が測定箇所Ｂまで搬送されることにより、図７に示したように測定箇所Ｂでは単位消費波形Ｓ２となる。したがって、任意消費波形Ｓ’を分解して得られる各単位消費波形Ｓ１に対応した各単位消費波形Ｓ２を合成して得られる任意消費波形Ｓは、トナー濃度センサ１０Ｙの検出箇所において任意消費波形Ｓ’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、測定箇所Ｂで検出したとした場合の波形に近似した波形（予測値）となる。
【００４４】
本実施形態において、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、トナー濃度センサ１０Ｙの検出結果（任意消費波形Ｓ’）から、測定箇所Ｂでの予測データ（任意消費波形Ｓ）を算出する。具体的には、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Ｓ１の組み合わせに対応する複数の単位消費波形Ｓ２の組み合わせを、予測データとして算出する。
【００４５】
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Ｓ２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Ｓ２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９に示すように、任意消費波形Ｓが示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形Ｈ、すなわち、任意消費波形Ｓの逆位相となる波形に近い補給波形Ｈ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Ｓ２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９に示す補給波形Ｈとなる。したがって、任意消費波形Ｓ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９の太い実線で示すように測定箇所Ｂでは十分に解消されることになる。
【００４６】
以上、本実施形態１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３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋと、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、感光体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段としての現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋとを有し、現像ユニット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。各現像ユニットは、Ｙ現像ユニットを例に挙げると、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー８Ｙ及び第２搬送スクリュー１１Ｙと、現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して感光体と対向する現像領域へ搬送し、現像領域を通過した二成分現像剤を再び現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体としての現像ロール１２Ｙと、１つの駆動源７１Ｙからの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中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、現像剤循環搬送路における上記所定の補給箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する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連続的又は断続的に検出するトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ１０Ｙとを備えている。そして、本プリンタは、トナー濃度センサ１０Ｙの検出結果に基づいて、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現像ロール１２Ｙへ二成分現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所である特定箇所としての測定箇所Ｂを通過する、トナー補給を行わないときの二成分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予測データ算出手段としての予測データ算出部１０１と、現像剤循環搬送路中をＹ現像剤が循環しているときに、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がもつ上記１つの駆動源７１Ｙを制御し、上記測定箇所Ｂを通過するＹ現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段としての補給制御部１０２とを有する。これにより、少なくとも測定箇所ＢにおけるＹ現像剤のトナー濃度ムラを解消することができるので、現像によりトナーを消費したＹ現像剤が再び現像ロール１２ＹへＹ現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。しかも、本プリンタでは、補給制御部１０２の制御対象は、トナー補給装置７０がもつ１つ（単一）の駆動源７１Ｙである。よって、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は１つで済むので、装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
【００４７】
〔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、制御部１００の予測データ算出部１０１における予測データの算出方法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、予測データ算出部１０１の予測データの算出方法について説明し、他の説明は省略する。
【００４８】
図１０は、本実施形態２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２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。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剤に生じる測定箇所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、本実施形態では、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、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ようにしてもよい。
【００４９】
補給制御部１０２は、予測データ算出手段として機能する制御部１００の予測データ算出部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、測定箇所Ｂ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制御部１００の補給制御部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、後述する各種の基本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。
【００５０】
上記基本補給パターンは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、基本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、第１剤収容部９Ｙにおける上記トナー補給口１７Ｙよりも現像剤循環方向下流側に位置する測定箇所Ｂ（図４参照）を通過するＹ現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。そして、最初に、上述した実施形態１の場合と同様、トナー補給装置７０によるトナー補給動作の補給基礎パターンを測定する（図６参照）。
【００５１】
次に、感光体表面移動方向に対して直交する方向（以下「感光体軸方向」という。）について感光体３Ｙの表面を複数の領域に分割し、各領域にトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像の潜像をそれぞれ形成し、各潜像をトナー濃度ムラがない状態のＹ現像剤を用いてそれぞれ現像した後のＹ現像剤を、トナー補給を行わずに測定箇所Ｂの計測用センサでトナー濃度の時間変化（基本消費波形）を測定する。なお、基本消費波形を求める際のトナー濃度検出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、現実的にはセンサ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出用の単位面積を決定するのがよい。また、感光体３Ｙの表面を上述したように複数の領域に分割する場合の分割間隔は、トナー濃度検出用の単位面積に応じて適宜設定される。このようにして測定される基本消費波形は、図２２の下部に記載したグラフのようになる。ただし、図２２の下部のグラフに描かれているのは、上述した複数の領域のうち、その両端に位置する２つの領域と中央に位置する１つの領域だけである。
【００５２】
図２２の下部に示すグラフにおいて、感光体表面上の感光体軸方向位置が互いに異なる３つの潜像についての基本消費波形を互いに比較すると、半値幅（ブロード状態）及び最小トナー濃度とが互いに異なっている。これは、潜像を現像してトナーを消費したＹ現像剤部分が現像剤循環搬送路に戻される位置から測定箇所Ｂまでの距離が互いに異なることにより、戻されたＹ現像剤が測定箇所Ｂまで搬送される間に第１搬送スクリュー８Ｙから受ける攪拌量が違うことによるものである。
【００５３】
なお、感光体表面移動方向における互いに異なる位置に形成した各潜像を現像した後の消費波形は、上述したように、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。よって、感光体軸方向の同一位置に形成された潜像についての基本消費波形を把握していれば、感光体表面移動方向における互いに異なる位置に形成した潜像についての消費波形は、当該基本消費波形の位相を所定時間だけ進ませる又は遅らせるだけで得ることができる。したがって、感光体軸方向について感光体３Ｙの表面を分割した各領域の単位画像の潜像についての各基本消費波形を測定するだけで、感光体上の全位置に形成される潜像についての消費波形を把握することができる。
【００５４】
次に、各基本消費波形Ｋｎによるトナー濃度ムラを打ち消す基本補給波形をそれぞれ求める。
図１１は、ある基本消費波形Ｋｎと、その基本消費波形Ｋｎによるトナー濃度ムラを打ち消す基本補給波形Ｊｎ’とを示すグラフである。
基本消費波形Ｋｎと、各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５とから、基本消費波形Ｋｎを打ち消すような波形を各補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５を組み合わせて作成し、その波形を基本補給波形Ｊｎ’として求める。このようにして求めた基本補給波形Ｊｎ’となるようなトナー補給動作を行えば、当該基本消費波形Ｋｎに対応する潜像を現像したことによるトナー濃度ムラを、少なくとも上記測定箇所Ｂでは解消することができる。そして、各基本補給波形Ｊｎ’を構成する補給基礎波形Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５の組み合わせにそれぞれ対応するトナー補給動作が、各基本補給パターンとなる。
【００５５】
次に、本実施形態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１２は、図中上部に記載した任意の画像を形成したときにおける任意消費波形Ｋと、その任意消費波形Ｋによるトナー濃度ムラを打ち消す補給波形Ｊ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を感光体３Ｙ上の各位置に分解し、各分解潜像に対応する基本消費波形Ｋｎを得る。このようにして得た各基本消費波形Ｋｎを合成したものは、図１２に示す任意消費波形Ｋに近似した波形（予測値）、すなわち、当該画像データに基づく潜像を現像した現像剤が測定箇所Ｂを通過するときのトナー濃度の時間変化を示す消費波形に近似したものとなる。本実施形態２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測定箇所Ｂを通過するときのトナー濃度の時間変化である任意消費波形Ｋの分解成分である複数の基本消費波形Ｋｎの組み合わせを、予測データとして算出する。
【００５６】
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（複数の基本消費波形Ｋｎ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、これらの基本消費波形Ｋｎにそれぞれ対応した複数の基本補給波形Ｊｎ’を組み合わせることで、図１２に示すように、任意消費波形Ｋが示すトナー濃度ムラを打ち消すような補給波形Ｊ、すなわち、任意消費波形Ｋの逆位相となる波形に近い補給波形Ｊ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、その複数の基本消費波形Ｋｎの組み合わせに対応する基本補給波形Ｊｎ’の組み合わせを求める。次に、求めた基本補給波形Ｊｎ’の組み合わせに対応するように、予めＲＡＭに記憶しておいた各種基本補給パターンを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、各基本補給パターンによる基本補給波形Ｊｎ’を合成したものとなるので、図１２に示す補給波形Ｊとなる。したがって、任意消費波形Ｋ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測定箇所Ｂでは十分に解消されることになる。
【００５７】
〔変形例〕
本変形例では、制御部１００の予測データ算出部１０１が算出する予測データに対して補給波形を用いて分解を行う方法と同等の効果を得る方法として、後述するように補給波形を事前に考慮して消費波形に対して逆位相となる補給波形を生成するトナー補給パターンを指示する逆位相フィルタを用いることにより、補給結果が予測データの逆位相となるための制御サンプリング毎の補給量を画像情報より直接的に算出する。
【００５８】
本変形例においても、トナー補給制御を行う機構の機能ブロック図は図１０に示す通りであり、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。画像情報取得部１０３は、取得した画像データの必要部分を逆位相フィルタへ送る。逆位相フィルタは、受信したデータから、補給結果が逆位相波形となる補給パターンを生成し、画像情報に基づく補給パターンにより、制御サンプリング周期毎の補給量を算出する。なお、本変形例でも、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補給量の算出を行うが、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補給量の算出を行うようにしてもよい。
【００５９】
上記逆位相フィルタは、予め実験等を行うことで得ることができる。以下、逆位相フィルタの作成手順について説明する。
【００６０】
まず、第１剤収容部９における上記トナー補給口１７よりも現像剤循環方向下流側に位置する測定箇所Ｂ（図４参照）を通過する現像剤のトナー濃度を検出する測定用センサを実験用として配置する。そして、トナー補給口１７よりトナーの補給を行い、測定箇所Ｂの計測用センサでトナー濃度の時間変化（補給波形）を測定する。このように測定して測定される補給波形は、図１３（ｂ）に示したグラフのようになる。また、本変形例において補給波形は代表的な補給量でトナーの補給をした際に生じる１パターンのみを単位補給波形として計測している。
【００６１】
次に、感光体表面移動方向に対して直交する方向（以下「主走査方向」という）について感光体３の表面を複数の領域に分割し、各領域にトナー濃度検出用の単位面積に相当する同一の単位画像の潜像をそれぞれ形成する。そして、各潜像をトナー濃度ムラがない状態の現像剤を用いてそれぞれ現像した後の現像剤を、トナー補給を行わずに測定箇所Ｂの計測用センサでトナー濃度の時間変化（消費波形）を測定する。
【００６２】
ここで、消費波形を求める際のトナー濃度検出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。ところが、現実的にはセンサ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。よって、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出用の単位面積を決定するのがよい。例えば、画像情報の分解能が低い場合やコントローラの処理速度に制限のある場合には、単位面積の最小単位を印刷用紙１枚全部として、消費波形の振幅を印刷１枚毎のトータル画像面積として近似しても良い。
【００６３】
また、感光体３Ｙの表面を上述したように複数の領域に分割する場合の分割間隔は、トナー濃度検出用の単位面積に応じて適宜設定される。
【００６４】
このようにして測定される消費波形は、図１３（ｂ）に示したグラフのようになる。ただし、図１３（ｂ）に描かれている消費波形のグラフは、図１３（ａ）に示す上述した複数の領域の領域Ａだけについてのものである。
【００６５】
上述したようにして求めた補給波形及び消費波形から図１４の関係を満たすような逆位相フィルタを構築する。図１４に示す逆位相フィルタの縦軸は、制御サンプリング周期毎の補給量指示値（トナー量［ｍｇ］やモータ駆動時間換算値［ｍｓｅｃ］など］である。また、逆位相フィルタの横軸は、制御サンプリング周期（逆位相フィルタのグラフに示される棒と棒との間が１サンプル周期であり、通常固定値であって例えば２００［ｍｓｅｃ］など）である。
【００６６】
ここで、図１４を図１５を用いて簡単に説明すると次のようになる。任意の画像面積率の消費を１回行うと、画像面積率に応じた擬似インパルス信号が逆位相フィルタに与えられる。逆位相フィルタは、この擬似インパルス信号により制御サンプリング周期毎にインパルス応答を作成し、インパルス応答の振幅に従って補給量を指示する逆位相波形が作成される。この逆位相波形により指示された補給量を補給することにより、逆位相波形は消費波形の逆位相であるので、消費波形を打ち消すこととなる。また、逆位相フィルタの作成方法としては、一般に知られている「Ｆｉｌｔｅｒｅｄ−Ｘ  ＬＭＳ」というシステム同定手法を用いたが、これに限るものではない。逆位相フィルタとしては、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）などに実装されているＦＩＲフィルタなどでも良いし、ＩＩＲフィルタを用いたパラトリックモデルで近似しても良い。
【００６７】
また、消費波形と補給波形とにタイムラグが生じる場合には、逆位相フィルタの前後に時間遅れ要素を別途設けるなどしても良い。
【００６８】
図１６（ａ）に示すような画像情報を基に主走査方向を領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分けした感光体３の表面に形成される画像の主走査方向の領域毎の最小単位面積での各消費波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する各逆位相フィルタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを上述した手法により作成すると図１６（ｂ）に示すようなものになる。
【００６９】
ここで、画像位置や画像面積が変化したとき、トナー補給量は最小単位面積の逆位相フィルタの出力結果の重ね合わせによって求めることができ、任意の逆位相波形を作ることができる。つまり、逆位相フィルタは、任意の時刻に任意の振幅の擬似インパルス信号を入力すると、以降入力振幅に比例した振幅の出力を自動的に行う。上記主走査方向の各領域での逆位相フィルタの形状や個数はあくまでも１つであり、逆位相フィルタに別々の擬似インパルス信号を順次入力していくと、それらが自動的に入力振幅に比例し、またタイムラグ分ずらして重ね合わせた逆位相波形を出力する。
【００７０】
また、実際の画像面積率が最小単位面積よりも小さい場合は、逆位相フィルタに与える擬似インパルス信号の振幅を、最小単位面積に対する画像面積率倍したものとする。これによって、逆位相フィルタの出力値は自動的に最小単位面積に対する画像面積率倍に変更される。
【００７１】
次に、図１７に示す画像情報から逆位相フィルタを用いて消費波形に対して逆位相となる逆位相波形を予測データとして算出し、その予測データに基づいた補給量でトナー補給することで測定箇所Ｂにおけるトナー濃度ムラを解消するする場合について説明を行う。
【００７２】
ユーザーが図１７に示す画像情報に基づいた印刷を行うと、画像情報取得部１０３によって感光体３の表面における主走査方向の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に各最小単位面積の位置での画像面積率が算出され、それを予測データ算出部１０１へ送られる。そして、予測データ算出部１０１により印刷のタイムラグを考慮して、画像面積率に応じた振幅の擬似インパルス信号が主走査方向の領域毎の各逆位相フィルタに与えられる。各逆位相フィルタは、この擬似インパルス信号により制御サンプリング周期毎にインパルス応答を生成し、インパルス応答の振幅に従って補給量を指示する主走査方向の領域毎の消費波形に対して補給結果が逆位相波形となる補給パターンを算出する。このように算出した主走査方向の領域毎の補給量は制御サンプリング周期毎に合計され、補給結果が測定箇所Ｂを通過する、トナー補給を行わないときの現像剤のトナー濃度の時間変化の予測データの逆位相となる補給量が算出される。この補給量を基にして補給制御部１０２によってトナー補給動作を制御されたトナー補給装置７０が制御サンプリング周期毎に所定の補給量でトナーを補給する。この補給に係る主走査方向の領域毎の逆位相波形を重ね合わせた予測データが消費波形の逆位相波形であるので、上記補給量に応じてトナー補給装置７０がトナー補給を行うことにより、上記画像情報に基づいて印刷を行ったときの消費波形を打ち消すことができる。よって、測定箇所Ｂにおけるトナー濃度ムラを十分に解消することができる。
【００７３】
以上、本実施形態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３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋと、画像情報である画像データ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と、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、感光体上に形成された潜像を二成分現像剤により現像する現像手段としての現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋとを有し、現像ユニット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。各現像ユニットは、Ｙ現像ユニットを例に挙げると、現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を搬送する現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー８Ｙ及び第２搬送スクリュー１１Ｙと、現像剤循環搬送路を循環する二成分現像剤を表面に担持して感光体と対向する現像領域へ搬送し、現像領域を通過した二成分現像剤を再び現像剤循環搬送路へ戻す現像剤担持体としての現像ロール１２Ｙと、１つの駆動源７１Ｙからの駆動力により駆動するトナー補給部材を駆動することで現像剤循環搬送路における所定の補給箇所で循環中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とを備えている。そして、本プリンタは、画像情報取得部１０３が取得した画像データに基づき、その画像データに基づく潜像を現像したＹ現像剤について、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現像ロール１２ＹへＹ現像剤を供給する箇所よりも現像剤循環方向上流側に位置する任意箇所である特定箇所としての測定箇所Ｂを通過する、トナー補給を行わない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、現像剤循環搬送路中をＹ現像剤が循環しているときに、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がもつ上記１つの駆動源７１Ｙを制御し、上記測定箇所Ｂを通過するＹ現像剤のトナー濃度の時間変化を無くすように、所定の補給箇所でのトナー補給量を調整する補給制御手段としての補給制御部１０２とを有する。これにより、少なくとも測定箇所ＢにおけるＹ現像剤のトナー濃度ムラを解消することができるので、現像によりトナーを消費したＹ現像剤が再び現像ロール１２ＹへＹ現像剤を供給する箇所へ搬送されるまでに、そのトナー濃度ムラを解消することができる。しかも、本プリンタでは、補給制御部１０２の制御対象は、トナー補給装置７０がもつ１つ（単一）の駆動源７１Ｙである。よって、トナー濃度ムラを打ち消すために必要なトナー補給用の駆動源は１つで済むので、装置の大型化やコストの高騰の問題は発生しない。
【００７４】
なお、上記実施形態１では、単一の単位消費波形Ｓ２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Ｓ２を用い、各単位消費波形に対応する単位補給波形Ｈ’を用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態２では、各基本消費波形Ｋｎはいずれも同じ画像面積の潜像についてもものであるが、異なる画像面積の潜像についてのものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【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二成分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】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。
【図６】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７】同現像ユニットにおけるトナー濃度センサの検出箇所における単位消費波形と、測定箇所Ｂにおける単位消費波形とを比較したグラフである。
【図８】同単位消費波形と、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９】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１０】実施形態２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１１】ある基本消費波形と、その基本消費波形によるトナー濃度ムラを打ち消す基本補給波形とを示すグラフである。
【図１２】図中上部に記載した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Ｊとを示すグラフである。
【図１３】（ａ）感光体表面を主走査方向に領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに区分けした模式図。（ｂ）トナー補給波形及び消費波形を示すグラフである。
【図１４】逆位相フィルタと他の波形との関係を示す説明図である。
【図１５】逆位相フィルタ（補給信号）、補給波形及び逆位相波形の関係を示す説明図である。
【図１６】（ａ）画像情報の模式図である。（ｂ）主走査方向の領域毎の消費波形に対する各逆位相フィルタを示す説明図である。
【図１７】画像情報から逆位相フィルタを用いて補給量を算出する場合の説明図である。
【図１８】現像剤循環搬送路に沿って二成分現像剤を循環搬送する現像装置の一例を示す説明図である。
【図１９】トナーを一括して二成分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２０】トナーを一定間隔で断続的に二成分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２１】潜像担持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２２】潜像担持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。
【符号の説明】
【００７６】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ  プロセスユニット
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ  感光体
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ  現像ユニット
８Ｙ  第１搬送スクリュー
９Ｙ  第１剤収容部
１０Ｙ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｋ  トナー濃度センサ
１１Ｙ  第２搬送スクリュー
１２Ｙ  現像ロール
１４Ｙ  第２剤収容部
１７Ｙ  トナー補給口
２０  光書込ユニット
４０  転写ユニット
５０  ２次転写ローラ
６０  定着ユニット
７０  トナー補給装置
７１Ｙ  駆動源
７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋ  トナーカートリッジ
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
【図１】
0005424074.tif 000002
【図２】
0005424074.tif 000003
【図３】
0005424074.tif 000004
【図４】
0005424074.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005424074.tif 000007
【図７】
0005424074.tif 000008
【図８】
0005424074.tif 000009
【図９】
0005424074.tif 000010
【図１０】
0005424074.tif 000011
【図１１】
0005424074.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005424074.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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