(57)【要約】【課題】トナーの帯電量にかかわらず安定した濃度の画像を形成するとともに、トナー濃度の目標値として機能する出力目標値Ｖｔｒｅｆをより高濃度側に補正することに起因する濃度オーバー量を低減することができる。【解決手段】Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色についてそれぞれ、テストトナー像のトナー付着量を光学センサユニット１０３によって検知した結果に基づいてトナー濃度センサ（１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量を算出し、算出結果に基づいてＶｔｒｅｆを補正した後、トナー濃度センサの出力値Ｖｔと補正後の出力目標値Ｖｔれｆとの差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、現像剤のトナー濃度を前記補正量に対応する分だけ変化させるための補給クラッチ（８３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のＯＮ時間である補正対応駆動量を算出し、算出結果の分だけ補給クラッチをオンしてトナーを補給する補正対応補給処理を実施するようにした。【選択図】図９
2014002209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記潜像担持体又は前記転写体上のトナー像における単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果と目標値との差分、及び差分の累積に基づいて前記トナー補給手段の駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
所定のタイミングで形成したテストトナー像に対するトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて前記目標値の補正量を算出し、算出結果に基づいて前記目標値を補正する目標値補正処理を実施するとともに、前記目標値を補正した後、前記差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、現像剤のトナー濃度を前記補正量に対応する分だけ変化させるための前記トナー補給装置の駆動量である補正対応駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像装置にトナーを補給する補正対応補給処理を実施するように、前記制御手段を構成した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、
前記目標値の補正の有無にかかわらず、前記差分に基づくトナー補給を実施する場合には、それに先立って、現像に伴うトナー消費量の予測値である消費予測値を現像済みの画像の画像面積に基づいて算出し、算出結果に基づいた駆動量で前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する予測補給処理を実施し、その後のトナー濃度検知手段による検知結果と前記木曜値との差分及び前記累積に基づいた駆動量で前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する実測補給処理を、前記差分に基づくトナー補給処理として実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記目標値補正処理にて、前記補正対応駆動量を複数に分割した複数の分割駆動量を算出した後、それら分割駆動量についてそれぞれ前記補正対応補給処理を個別に実施し、且つ、それら補正対応補給処理にてそれぞれ、前記分割駆動量と前記消費予測値と前記トナー濃度検知手段による検知結果とに基づいてトナー濃度の仮目標値を算出し、前記分割駆動量と、前記消費予測値に応じた前記トナー補給手段の駆動量である現像対応駆動量との加算値の分だけ前記トナー補給手段を駆動した後に、前記トナー濃度検知手段による検知結果と前記仮目標値との差分、及び差分の累積に基づいて、前記差分に相当するトナーを補給するのに必要な前記トナー補給手段の駆動量を実測対応駆動量として算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を追加駆動する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
複数の前記分割駆動量を、それぞれに対応させて個別に記憶している係数に基づいてそれぞれ個別に算出する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３の画像形成装置において、
複数の前記分割駆動量を、分割番号と分割駆動量との関係を示す関数に基づいて算出する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかの画像形成装置において、
複数の前記分割駆動量にそれぞれ対応する複数の前記補正対応補給処理についてそれぞれ、前記実測対応駆動量の算出のために前記トナー補給手段による検知結果を取得する際の取得タイミングを前記潜像担持体の線速に応じて決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れかの画像形成装置において、
前記目標値補正処理にて、複数の前記分割駆動量を求める際における分割数を、前記補正量に応じて決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかの画像形成装置において、
環境を検知する環境検知手段を設けるとともに、
前記テストトナー像に対するトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果と、前記環境検知手段による検知結果とに基づいて前記補正対応駆動量、又は複数の前記分割駆動量を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成した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、現像手段内の現像剤のトナー濃度をトナー濃度検知手段によって検知した結果と、目標値との差分、及び差分の累積に基づいて現像手段にトナーを補給する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、潜像担持体たる感光体と、感光体の表面に担持された静電潜像を現像する現像手段たる現像器と、現像器内にトナーを補給するトナー補給装置とを有している。現像器は、回転する現像スリーブの表面に担持した現像剤を現像スリーブの回転に伴って現像領域に搬送する。そして、現像スリーブと感光体とが対向している現像領域にて、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤中のトナーを感光体上の静電潜像に転移させることで静電潜像を現像する。
【０００３】
現像に寄与したことによってトナー濃度を低下させた現像剤は、現像ローラの回転に伴って現像器内の現像剤収容部に戻される。現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度は、透磁率センサ等からなるトナー濃度検知手段によって検知される。現像に伴ってトナー濃度を低下させた現像剤が現像剤収容部に戻されるのに伴って、現像剤収容部内の現像剤のトナー濃度が目標値を下回ると、それが制御部に検知される。制御部は、所定のタイミングでトナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果を取得し、その検知結果と所定の目標値の差分とに基づいた駆動量でトナー補給装置を駆動することで、現像剤収容部にトナーを補給して現像剤のトナー濃度を回復させる。
【０００４】
このようなトナー補給において、単純にトナー濃度の検知結果と目標値との差分に比例する駆動量を求める処理（以下、比例処理という）を実施し、その駆動量でトナー補給装置を駆動しても、トナー濃度を正確に目標値に調整することはできない。これは次に説明する理由による。即ち、比例処理は、トナー濃度の検知結果と目標値との差分を相殺するのに必要な必要補給量だけトナーを補給するためのトナー補給装置の駆動量を求めるものである。理論的には、その駆動量でトナー補給装置を駆動すれば、必要補給量のトナーが補給されることになる。しかしながら、トナー補給装置の駆動量と実際のトナー補給量との関係には、装置毎の固体誤差があったり、トナー流動性の変動に伴う経時変動があったりする。このため、比例処理によって求められた駆動量によるトナー補給量と、必要補給量とには、どうしても誤差が発生してしまう（以下、この誤差を補給誤差という）。このような補給誤差が発生することから、比例処理によって求めた駆動量でトナー補給装置を駆動するだけでは、トナー濃度を正確に目標値に調整することができないのである。
【０００５】
補給誤差によるトナー濃度の目標値からのずれを低減し得る画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、周知のＰＩＤ制御を利用して、トナー補給装置の駆動量を決定するようになっている。後述する理由により、特許文献１に記載の画像形成装置は、ＰＩＤ制御を利用することで、トナー流動性の変化による経時変動があったりしても、トナー濃度をより正確に目標値に近づけることができる。
【０００６】
一方、同じトナー濃度の現像剤であっても、トナーの単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）が変化すると、現像領域で現像剤の磁性キャリアから潜像に転移するトナー量が変化することから、現像濃度が変化してしまう。このため、トナー濃度を単純に一定の目標値に調整しているだけでは、長期に渡って現像濃度を安定化させることはできない。そこで、例えば特許文献２に記載の画像形成装置のように、テストトナー像を形成してそのトナー付着量（画像濃度）を検知した結果に基づいて、トナー濃度の目標値を補正する目標値補正処理を定期的に実施するのが一般的である。かかる構成では、トナーの帯電量の変動にかかわらず、安定した濃度の画像を形成することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の画像形成装置において、トナー補給装置の駆動量を決定するために用いられているＰＩＤ制御は、機械の駆動制御の分野で広く用いられているものである。ＰＩＤ制御では、例えば速度などといった制御対象の現在値と目標値との差分に基づいて、比例処理、積分処理、及び微分処理によってそれぞれ必要制御量を算出する。そして、それらの総和を制御量として制御対象を制御する。
【０００８】
ＰＩＤ制御における比例処理では、制御対象の現在値と目標値の差分に比例係数Ｐを乗ずることで、その差分に対応する必要制御量を算出する。トナー補給では、制御対象たるトナー濃度の現在値と目標値との差分に比例計数Ｐを乗ずることで、その差分に対応するトナー補給装置の必要駆動量を算出するのである。
【０００９】
また、ＰＩＤ制御における積分処理では、制御対象の現在値と目標値との差分を過去から現在に至るまで累積していき、その累積値に積分係数Ｐを乗ずることで、その累積に対応する制御量を算出する。この制御量は、装置の固体誤差などに起因して発生する制御対象の変化誤差（例えば補給誤差）をある程度まで相殺するためのものである。具体的には、制御対象の現在値と目標値との差分を相殺することが可能な変化量である必要変化量（例えば必要補給量）と、比例処理で求められた必要制御量による制御対象の変化量（例えばトナー補給量）との間に偏差のある状態が長時間続いたとする。すると、それに応じて、積分処理によって求められる制御量が変化して制御対象を目標値に近づけようとするのである。
【００１０】
また、ＰＩＤ制御における微分処理では、制御対象の現在値と目標値との差分を微分した結果に微分ゲインＤを乗ずることで、微分値に対応する必要制御量を算出する。この必要制御量は、前述の差分の変化に比例した量で変化することから、制御対象を迅速に目標値に近づけようとする。
【００１１】
特許文献１に記載の画像形成装置は、このようなＰＩＤ制御を利用してトナー濃度の検知結果を目標値に一致させるようにトナー補給量を調整する。これにより、トナー補給装置の駆動量とトナー補給量との関係に、装置毎の固体誤差があったり、トナー流動性の変化による経時変動があったりしても、トナー濃度をより正確に目標値に近づけることができるのである。
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置など、少なくとも比例処理と積分処理とに基づいてトナー補給装置の駆動量を制御する構成において、安定した濃度の画像を形成する狙いで上述した目標値補正処理を採用したとする。すると、次のような問題を引き起こすことが本発明者らの実験によって判明した。即ち、目標値補正処理を実施した後、しばらく経過するまでの間に、トナー濃度を目標値よりも高くしてしまうことがある。
【００１３】
そこで、本発明者らは、その原因について調べたところ、次のようなことを見出した。即ち、通常、現像剤のトナー濃度と目標値との差分は、現像に伴って発生するトナー濃度の低下量（以下、現像による濃度低下量という）と、上述した補給誤差とが加算されたものである。このような差分であれば、比例処理と積分処理とに基づいて算出した駆動量でトナー補給装置を駆動することで、トナー濃度を正確に目標値に近づけることができる。しかしながら、トナー濃度の目標値を補正した直後においては、現像による濃度低下量や補給誤差の他に、目標値の補正量という人為的操作量がトナー濃度と目標値との差分の中に含まれてしまう。そして、積分処理を実施する構成では、その人為的操作量が、補給誤差の一部として積算されてしまう。このため、目標値を補正してからしばらくの間は、補給誤差に対応する量のトナーを補給するものとして積分処理によって求められる駆動量が、本来の駆動量（補給誤差だけに対応する駆動量）からずれてしまう。そして、トナー濃度をより高くするように目標値を補正した場合に、積分処理によって求められる駆動量が、本来の駆動量よりも多くなることから、トナー濃度が目標値よりも高くなってしまう（以下、濃度オーバーという）のである。
【００１４】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、トナーの帯電量にかかわらず安定した濃度の画像を形成するとともに、トナー濃度の目標値をより高い値に補正することに起因する濃度オーバー量を低減することができる画像形成装置である。
【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、本発明は、潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記潜像担持体又は前記転写体上のトナー像における単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段と、トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果と目標値との差分、及び差分の累積に基づいて前記トナー補給手段の駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する処理を実施する制御手段とを備える画像形成装置において、所定のタイミングで形成したテストトナー像に対するトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて前記目標値の補正量を算出し、算出結果に基づいて前記目標値を補正する目標値補正処理を実施するとともに、前記目標値を補正した後、前記差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、現像剤のトナー濃度を前記補正量に対応する分だけ変化させるための前記トナー補給装置の駆動量である補正対応駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像装置にトナーを補給する補正対応補給処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、目標値補正処理を所定のタイミングで定期的に実施することで、そのときのトナーの帯電量で目標の現像濃度を得ることができる値にトナー濃度の目標値を設定し直す。このような目標値の補正を定期的に行いながら、現像剤のトナー濃度を目標値に近づけるように現像手段にトナーを補給することで、トナーの帯電量にかかわらず、安定した濃度の画像を形成することができる。
また、本発明において、目標値補正処理の実施によってトナー濃度の目標値を補正した場合には、その後、トナー濃度検知手段による検知結果と目標値との差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、補正対応補給処理を実施する。この補正対応補給処理においては、目標値の補正量に対応する分だけ現像剤のトナー濃度を変化させるために必要なトナー補給装置の駆動量である補正対応駆動量を算出する。補正対応補給処理に先立って目標値をより高濃度側の値に補正している場合には、補正対応駆動量が正の値になることから、トナー補給装置の駆動によってトナー補給が行われて、目標値の補正量とほぼ同じ分だけトナー濃度が増加する。これにより、トナー濃度の検知結果と目標値との差分に基づくトナー補給を行う前に、現像剤のトナー濃度を、目標値の補正量に応じた分だけ増加させておく。すると、その後にトナー補給を行う際には、トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果と、補正後の目標値との差分に、目標値の補正量という人為的操作量が殆ど含まれなくなる。このように、補正後の目標値とトナー濃度の検知結果との差分の中に、目標値の補正量という余計な人為的操作量が含まれてしまうことを抑えることで、目標値をより高い値に補正することに起因する濃度オーバー量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるＹトナー像を作像するためのプロセスユニットを拡大して示す拡大概略図。
【図３】同プロセスユニットの外観を示す斜視図。
【図４】同プロセスユニットの現像ユニットを示す分解平面図。
【図５】同プリンタにおけるＹ用のトナーボトルを示す斜視図。
【図６】ボトル部とホルダー部とに分解した状態の同トナーボトルを示す斜視図。
【図７】同プリンタのトナー補給装置を示す斜視図。
【図８】同トナー補給装置に装着された状態のトナーボトルと、その周囲構成とを示す概略構成図。
【図９】同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図。
【図１０】中間転写ベルト４１上に中間転写されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋテストトナー像と、光学センサユニットとを示す平面図。
【図１１】テストトナー像のトナー付着量に基づく出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に基づいて、単純に出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正した場合における出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフ。
【図１２】トナー補給動作を複数回に分けて行う構成において、同補正量に基づいて単純に単純に出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正した場合における出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフ。
【図１３】補正前の出力目標値Ｖｔｒｅｆと、補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆと、目標値補正処理の開始時における出力値Ｖｔとの関係の一例を示すグラフ。
【図１４】分割番号と分割駆動時間との関係を示すグラフ。
【図１５】実施例に係るプリンタにおける補給開始タイミングと、仮目標値との関係を示すグラフ。
【図１６】目標値補正処理を実施している際の同プリンタにおける出力値Ｖｔの経時変化を仮目標値の経時変化とともに示すグラフ。
【図１７】同プリンタの制御部によって実施される目標値補正処理における各処理工程を示すフローチャート。
【図１８】目標値補正処理の実施に伴って発生する理想的な出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフ。
【図１９】複数の分割補正対応補給処理におけるそれぞれの補給開始タイミングと補給時間比との関係を示すデータテーブル。
【図２０】具体例１に係るプリンタにおいて目標値補正処理の実施に伴って発生する理想的な出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフ。
【図２１】同グラフを実現するためのトナー補給量の経時変化を示すグラフ。
【図２２】図２１のグラフの近似直線式ｆ（ｔ）をｆ（ｔ）の面積∫ｆ（ｔ）ｄｔで除算した結果を示すグラフ。
【図２３】トナー補給直後における出力値Ｖｔの経時変化の一例を示すグラフ。
【図２４】具体例３に係るプリンタにおいて、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が比較的大きい場合の目標値補正処理における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化を示すグラフ。
【図２５】同プリンタにおいて、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が比較的小さい場合の目標値補正処理における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化を示すグラフ。
【図２６】実施例に係るプリンタにおいて、常温常湿の環境下で目標値補正処理を実施した場合における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化の一例を示すグラフ。
【図２７】同プリンタにおいて、高温高湿の環境下で目標値補正処理を実施した場合における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化の一例を示すグラフ。
【図２８】具体例４に係るプリンタにおいて、高温高湿の環境下で目標値補正処理を行った場合における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を、画像形成装置としての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について説明する。
まず、実施形態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、実施形態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、シアン、マゼンタ、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。
【００１９】
図２は、Ｙトナー像を作像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。また、図３は、プロセスユニット１Ｙの外観を示す斜視図である。これらの図において、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に示されるように、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。
【００２０】
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。帯電手段としての帯電装置５Ｙは、図示しない駆動手段によって図１中の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において、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。
【００２１】
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７Ｙ内を示す分解構成図である。現像手段としての現像ユニット７Ｙは、図２や図４に示されるように、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュウ８Ｙが配設された第１剤収容室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搬送スクリュウ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剤収容室１４Ｙも有している。
【００２３】
循環経路を形成しているこれら２つの剤収容室内には、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搬送スクリュウ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剤収容室９Ｙ内のＹ現像剤を図２中の手前側（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搬送スクリュウ８Ｙの上方に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによって、第１剤収容室９Ｙにおけるトナー補給口１７Ｙに対向する箇所（以下「補給位置」という。）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搬送スクリュウ８Ｙにより第１剤収容室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剤収容室１４Ｙ内に進入する。
【００２４】
第２剤収容室１４Ｙ内の第２搬送スクリュウ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中の奥側（図４の矢印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搬送スクリュウ１１Ｙの上方には、現像ロール１２Ｙが第２搬送スクリュウ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中で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。
【００２５】
第２搬送スクリュウ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搬送スクリュウ１１Ｙ上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ１１Ｙにより第２剤収容室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剤収容室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。
【００２６】
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に送られる。この制御部は、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。
【００２７】
制御部は、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用の出力目標値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，Ｍ，Ｋ用の出力目標値Ｖｔｒｅｆのデータをそれぞれ格納している。透磁率センサからなるトナー濃度センサからの出力値は、トナー濃度と相関するため、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の出力目標値Ｖｔｒｅｆはそれぞれ、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度の目標値として機能する。但し、現像剤のトナー濃度が高くなるにつれて現像剤の透磁率が低下してトナー濃度センサからの出力値が低下することから、トナー濃度の目標値が高くなるにつれて、その目標値に対応する出力目標値Ｖｔｒｅｆは低くなる。
【００２８】
Ｙ用の現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力値とＹ用の出力目標値圧Ｖｔｒｅｆとを比較し、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、トナー補給装置のＹ用の補給クラッチをその量に応じた時間分だけ繋ぐ。これにより、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剤収容室９Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容室１４Ｙ内のＹ現像剤のトナー濃度はトナー濃度の目標値の付近に維持される。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。
【００２９】
図２において、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。
【００３０】
図１において、プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下方には、光書込ユニット２０が配設されている。この光書込ユニット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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、記録材である記録シートＰが複数枚重ねられた記録シート束の状態で収容されており、一番上の記録シート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中で反時計回りに回転駆動すると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録シート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中で反時計回りに回転駆動すると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録シートＰが給紙路３３に向けて排出される。
【００３３】
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シート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内を鉛直方向の下側から上側に向けて搬送される。
【００３４】
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シート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、記録シート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。
【００３５】
プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの上方には、中間転写ベルト４１を張架しながら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、ニップ入口ローラ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。
【００３６】
４つの１次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、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。
【００３７】
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シート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シートＰに一括２次転写される。そして、記録シートＰの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００３８】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、記録シート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。
【００３９】
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。
【００４０】
本プリンタは、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。
【００４１】
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２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。
【００４２】
定着ベルト６４における加熱ローラ６３に対する掛け回し箇所には、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。
【００４３】
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。
【００４４】
２次転写ニップを通過した記録シート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シートＰに定着する。
【００４５】
このようにして定着処理が施された記録シート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シートＰは、このスタック部６８に順次スタックされる。
【００４６】
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ボトル７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋが配設されている。トナーボトル７２Ｙ，７２Ｃ，７２Ｍ，７２Ｋ内の各色トナーは、トナー補給装置により、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。トナーボトル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。
【００４７】
図４において、トナー濃度センサ１０Ｙは、第１剤収容室９Ｙ内において、第２剤収容室１４Ｙに進入する直前の現像剤のトナー濃度を検知する。また、トナー補給口１７Ｙは、第２剤収容室１４Ｙから第１剤収容室９Ｙ内に進入した直後の現像剤に対してトナーを補給する位置に設けられている。つまり、第１剤収容室９Ｙ内において、トナー濃度センサ１０Ｙは、トナー補給口１７Ｙよりも下流側の位置で現像剤のトナー濃度を検知する。
【００４８】
図５は、Ｙ用のトナーボトル７２Ｙを示す斜視図である。同図において、Ｙ用のトナーボトル７２Ｙは、粉体としての図示しないＹトナーを収容する粉体収容部たるボトル状のボトル部７３Ｙと、粉体排出部たる円筒状のホルダー部７４Ｙとを備えている。
【００４９】
ホルダー部７４Ｙは、図６に示されるように、ボトル状のボトル部７３Ｙの頭部に係合して、ボトル部７３Ｙを回転自在に保持する。ボトル部７３Ｙの内周面には、容器の外側から内側に向けて突出するスクリュウ状の螺旋突起がボトル軸線方向に延在するように形成されている。
【００５０】
図７は、本プリンタにおけるトナー補給装置７０を示す斜視図である。同図において、トナー補給手段としてのトナー補給装置７０は、４つのトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍを載置するボトル載置台９５、それぞれのボトル部を個別に回転駆動するボトル駆動部９６などを備えている。ボトル載置台９５上にセットされたトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍは、それぞれホルダー部をボトル駆動部９６に係合させている。
【００５１】
図中矢印Ｘ１で示されるように、ボトル駆動部９６に係合しているトナーボトル７２Ｍをボトル載置台９５上でボトル駆動部９６から遠ざける方向にスライド移動させると、トナーボトル７２Ｍのホルダー部７４Ｍがボトル駆動部９６から外れる。このようにして、トナー補給装置７０からトナーボトル７２Ｍを取り外すことができる。
【００５２】
一方、トナーボトル７２Ｍが装着されていない状態のトナー補給装置７０において、図中矢印Ｘ２で示されるように、ボトル載置台９５上でトナーボトル７２Ｍをボトル駆動部９６に近づける方向にスライド移動させると、トナーボトル７２Ｍのホルダー部７４Ｍがボトル駆動部９６に係合する。このようにして、トナー補給装置７０にトナーボトル７２Ｍを装着することができる。他色用のトナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃについても、同様の操作を行うことでトナー補給装置７０に脱着することができる。
【００５３】
トナーボトル７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの頭部外周面には、それぞれ図示しないギヤ部が形成されているが、このギヤ部はホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍに覆い隠されている。但し、ホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍの周面の一部には、ギヤ部を部分的に露出させるための図示しない切り欠きが形成されおり、ギヤ部はこの切り欠きから自らの一部を露出させている。
【００５４】
トナーボトル７２Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍのホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍがボトル駆動部９６に係合すると、ボトル駆動部９６に設けられた図示しないＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用のボトル原動ギヤが、前述の切り欠きを介してボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍのギヤ部に噛み合う。そして、ボトル駆動部９６のＫ，Ｙ，Ｃ，Ｍ用のボトル原動ギヤが図示しない駆動系によって回転駆動することで、ボトル部７３Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍがホルダー部７４Ｋ，Ｙ，Ｃ，Ｍ上で回転駆動される。
【００５５】
図５において、ボトル部７３Ｙがこのようにしてホルダー部７４Ｙ上で回転せしめられると、ボトル部７３Ｙ内のＹトナーが上述のスクリュウ状の螺旋突起に沿ってボトル底側からボトル頭部側に向けて移動する。そして、粉体を収容する収容体たるボトル部７３Ｙの先端に設けられた図示しないボトル開口を通って、円筒状のホルダー部７４Ｙ内に流入する。
【００５６】
図８は、トナー補給装置に装着された状態のトナーボトルと、その周囲構成とを示す概略構成図である。同図において、トナーボトルは、ホルダー部７４Ｙの箇所で破断した横断面が示されている。上述したように、このホルダー部７４Ｙには、ホルダー部７４Ｙよりも図中奥側に存在している図示しないボトル部が回転駆動することで、ボトル部内のＹトナーが送り込まれてくる。
【００５７】
トナーボトルのホルダー部７４Ｙは、トナー補給装置のホッパ部７６Ｙに係合している。このホッパ部７６Ｙは、図紙面に直交する方向に扁平な形状に構成され、同図においては、中間転写ベルト４１の手前側に位置している。ホルダー部７４Ｙの底に形成されているトナー排出口７５Ｙと、トナー補給装置のホッパ部７６Ｙに形成されているトナー受入口とは、互いに連通している。
【００５８】
トナーボトルのボトル部からホルダー部７４Ｙに送り込まれたＹトナーは、自重によってホッパ部７６Ｙ内に落とし込まれる。ホッパ部内では、回転可能な回転軸部材７７Ｙに固定された可撓性に富んだ押圧フィルム７８Ｙが回転軸部材７７Ｙとともに回転する。ホッパ部７６Ｙの内壁には、ホッパ部７６Ｙ内におけるＹトナーの有無を検知する圧電素子からなるトナー検知センサ８２Ｙが固定されている。
【００５９】
押圧フィルム７８Ｙは、その回転に伴ってＹトナーをトナー検知センサ８２Ｙの検知面に向けて押圧する。これにより、トナー検知センサ８２Ｙがホッパ部７６Ｙ内のトナーを良好に検知することが可能になる。トナーボトルのボトル部の回転駆動制御は、このトナー検知センサ８２ＹがＹトナーを良好に検知するようになるように行われる。よって、ボトル部内にＹトナーが十分に存在している限り、ボトル部からホルダー部７４Ｙを介してホッパ部７６Ｙ内に十分量のＹトナーが落とし込まれて、ホッパ部７６Ｙ内は十分量のトナーで満たされる。
【００６０】
一方、ボトル部を頻繁に回転させているにもかかわらず、トナー検知センサ８２ＹによってＹトナーが検知され難くなる状態に変化すると、図示しない制御部は、ボトル部内のＹトナーが残り僅かであるとみなして、「トナーニアエンド」の警報をユーザーに報知する。
【００６１】
ホッパ部７６Ｙの下部には、横搬送管７９Ｙが接続されており、ホッパ部７６Ｙ内のＹトナーは、自重によってテーパーを滑り落ちでこの横搬送管７９Ｙ内に落とし込まれる。横搬送管７９Ｙ内には、トナー補給スクリュウ８０Ｙが配設されており、その回転駆動に伴って、Ｙトナーを横搬送管７９Ｙの長手方向に沿って横搬送する。
【００６２】
横搬送管７９Ｙの長手方向の一端部には、落下案内管８１Ｙが鉛直方向に延在する姿勢で接続されている。この落下案内管８１Ｙの下端は、現像ユニット７Ｙの第１剤収容室９Ｙのトナー補給口１７Ｙに接続されている。横搬送管７９Ｙ内のトナー補給スクリュウ８０Ｙが回転すると、横搬送管７９Ｙの長手方向の一端部まで搬送されたＹトナーが、落下案内管８１Ｙとトナー補給口１７Ｙとを通じて現像ユニット７Ｙの第１剤収容室９Ｙ内に落下する。これにより、第１剤収容室９Ｙ内にＹトナーが補給される。他色（Ｃ，Ｍ，Ｋ）においても、同様にしてトナーが補給される。
【００６３】
図１において、２次転写ニップの入口付近には、光学センサユニット１０３が配設されている。この光学センサユニット１０３は、中間転写ベルト４１の周方向における全域のうち、２次転写ニップの入口の付近に配設されたニップ入口ローラ４９に対する掛け回し箇所に対し、ベルトおもて面側から所定の間隙を介して対向している。なお、光学センサユニット１０３の役割については後述する。
【００６４】
図９は、実施形態に係るプリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部１００は、演算手段たるＣＰＵ（Central Processing Unit）１００ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００ｃ、フラッシュメモリ１００ｄなどを具備している。そして、ＲＯＭ１００ｃに記憶している制御プログラムに基づいて、各色のプロセスユニットや光書込ユニット７などの各種機器の駆動を制御する。
【００６５】
制御部１００には、各種の機器が接続されているが、同図においては、それら機器のうち、主要なものだけを示している。制御部１００に接続されたトナー濃度センサ１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の現像器のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ現像剤のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー濃度を検知するものであり、それぞれ透磁率センサからなる。
【００６６】
制御部１００に接続されたトナー補給装置７０は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の補給クラッチ８３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋや、補給モータ８４などを有している。補給クラッチ８３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、補給モータ８４の回転駆動力をＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー補給機構に繋いだり、繋ぐのを中止したりするものである。ここで言うトナー補給機構は、トナーボトルを回転駆動させるためのボトル原動ギヤ、ホッパ部（例えば図８の７６Ｙ）の回転軸部材（例えば図８の７７Ｙ）、トナー補給スクリュウ（例えば図８の８０Ｙ）などからなるものである。Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の補給クラッチ８３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを、それぞれ所定の時間だけ繋ぐことで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用のトナー補給機構をそれぞれ所定時間だけ駆動して、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーをそれぞれ所定時間だけ補給することができる。
【００６７】
制御部１００には、温度センサ１０１や湿度センサ１０２も接続されている。制御部１００は、環境検知手段たる温度センサ１０１からの出力信号に基づいて、複写機内の温度を把握することができる。また、環境検知手段たる湿度センサ１０２からの出力信号に基づいて、複写機内の湿度を把握することができる。
【００６８】
制御部１００には、光学センサユニット１０３も接続されている。そして、この光学センサユニット１０３は、Ｋ用光学センサ１０４と、カラー用光学センサ１０５とを有している。
【００６９】
Ｋ用光学センサ１０４は、周知の正反射型フォトセンサからなっており、発光素子と、正反射型受光素子とを具備している。そして、発光素子から中間転写ベルト（４１）のおもて面に向けて発した光を、ベルトおもて面上で反射させた後、その正反射光を正反射型受光素子で受光する。正反射型受光素子は、正反射光の受光量に応じた電圧を制御部１００に出力する。
【００７０】
カラー用光学センサ１０５は、周知のマルチ反射型フォトセンサからなっており、発光素子と正反射受光素子と拡散反射型受光素子とを具備している。そして、発光素子から中間転写ベルト（４１）のおもて面に向けて発した光を、ベルトおもて面上で反射させる。ベルトおもて面上で正反射した正反射光は正反射受光素子によって受光され、その受光量に応じた電圧が正反射受光素子から出力される。また、ベルトおもて面上で拡散反射した拡散反射光は拡散反射受光素子によって受光され、その受光量に応じた電圧が拡散反射受光素子から出力される。
【００７１】
制御部１００は、１枚の記録シートに対して画像がプリントされる毎に、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれトナー補給処理を実施する。そして、このトナー補給処理では、予測補給処理と、実測補給処理とを実施する。
【００７２】
予測補給処理は、画像の現像のために使用したトナー消費量の予測値を消費予測値として求め、その現像を終えた後に、その消費予測値と同じ分のトナーを補給する処理である。消費予測値に応じた駆動時間だけトナー補給装置の補給クラッチを繋ぐことで、消費予測値と同じ分のトナーを現像器に補給する。画像面積とトナー消費量とは相関し、且つ画像面積は画像を構成するドットの総ドット数（以下、画像の総ドット数という）に相関する。そこで、制御部１００は、画像の総ドット数に基づいて消費予測値を算出するようになっている。
【００７３】
また、実測補給処理は、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ（１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）からの出力電圧Ｖｔ（トナー濃度の検知結果）と、トナー濃度センサの出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差に基づいて、トナーを補給する制御である。上述した予測補給処理を実施することで、現像に伴ってトナーを消費した現像剤のトナー濃度をある程度まで回復させることが可能であるため、予測補給処理の実施後、しばらくすると、トナー濃度が目標値の付近まで上昇する。しかし、予測補給処理はあくまでもトナー消費量の予測値に基づいてトナーを補給する処理であることから、トナー濃度を正確に目標値に一致させることはできない。そこで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、予測補給処理の実施後、所定時間が経過した時点で実測補給処理を実施する。そして、トナー濃度センサからの出力電圧Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差分に基づいて、その差分をなくすトナー補給量となる補給クラッチ（８３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）の繋ぎ時間（以下、クラッチＯＮ時間という）を算出した後、そのクラッチＯＮ時間だけ補給クラッチを繋ぐことでトナー補給を行う。
【００７４】
実測補給処理においては、周知のＰＩ制御又はＰＩＤ制御により、少なくとも、出力電圧Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆの差分に比例する比例ゲイン（比例処理）と、差分の累積に比例する積分ゲイン（積分処理）とを用いた関数に基づいて、クラッチＯＮ時間を算出する。具体的には、ＰＩ制御を採用した場合には、比例ゲインと積分ゲインとを用いた関数に基づいてクラッチＯＮ時間を算出する。また、ＰＩＤ制御を採用した場合には、比例ゲインと積分ゲインと微分ゲインとを用いた関数に基づいてクラッチＯＮ時間を算出する。微分ゲインは、トナー濃度をより迅速に目標値まで上昇させるために用いられるものである。ＰＩＤ制御を採用したトナー補給手段の駆動量（例えばクラッチＯＮ時間）の算出法は、特許文献２に開示されているので、その詳細な説明については省略する。
【００７５】
また、制御部１００は、所定枚数のプリントを行う毎などの定期的なタイミングで、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれ、トナー濃度の目標値としての出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正するための目標値補正処理を実施する。この目標値補正処理では、まず、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の感光体にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋテストトナー像を形成して中間転写ベルト４１上に中間転写する。
【００７６】
図１０は、中間転写ベルト４１上に中間転写されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋテストトナー像ＴｐＹ，ＴｐＣ，ＴｐＭ，ＴｐＫと、光学センサユニット１０３とを示す平面図である。なお、同図においては、鉛直方向下方から上方に向けて見上げた場合の中間転写ベルト４１等の平面図を示している。
【００７７】
光学センサユニット１０３のＫ用光学センサ１０４とカラー用光学センサ１０５とは、互いにベルト幅方向にずれた位置に配設されている。そして、Ｋテストトナー像ＴｐＫは、中間転写ベルト４１のベルト幅方向における全域のうち、ベルトの移動に伴ってＫ用光学センサ１０４との対向位置を通過する領域に形成される。制御部１００は、Ｋテストトナー像ＴｐＫがＫ用光学センサ１０４の対向位置を通過するタイミングにおけるＫ用光学センサ１０４の正反射受光素子からの出力に基づいて、Ｋテストトナー像ＴｐＫに対する単位面積あたりのＫトナー付着量（画像濃度）を算出する。そして、算出結果と、Ｋトナーの目標付着量（目標画像濃度）との差に基づいて、Ｋ用の出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量を算出した後、その補正量の分だけ出力目標値Ｖｔｒｅｆをシフトさせることで出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正する。
【００７８】
一方、Ｙ，Ｃ，Ｍテストトナー像ＴｐＹ，ＴｐＣ，ＴｐＫは、中間転写ベルト４１のベルト幅方向における全域のうち、ベルトの移動に伴ってカラー光学センサ１０５との対向位置を通過する領域に、Ｙ，Ｃ，Ｍという順でベルト移動方向に沿って並んで形成される。制御部１００は、Ｙテストトナー像ＴｐＹがカラー用光学センサ１０５の対向位置を通過するタイミングにおけるカラー用光学センサ１０５の正反射受光素子からの出力と、拡散反射受光素子からの出力とを取得する。そして、それらの出力に基づいて、Ｙテストトナー像ＴｐＹに対する単位面積あたりのＹトナー付着量を算出する。また、同様にして、Ｃ，Ｍテストトナー像ＴｐＣ，ＴｐＭに対する単位面積あたりのＣ，Ｍトナー付着量を算出する。そして、Ｙ，Ｃ，Ｍについてそれぞれ、算出結果と、トナーの目標付着量との差に基づいて、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量を算出した後、その補正量の分だけ出力目標値Ｖｔｒｅｆをシフトさせることで出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正する。
【００７９】
なお、受光素子からの出力電圧に基づいてトナー付着量を求める方法については、例えば特開２００６−１３９１８０号公報等に開示されているように、周知の技術になっているので、本明細書においてはその詳細な説明を省略する。
【００８０】
また、複数の記録シートＰに対して画像を連続的に出力する連続プリントモードの実施中においては、各色のテストパター像が、中間転写ベルト４１の周方向における全領域のうち、先行する記録シートＰと後続の記録シートＰとの間のシート間対応領域に形成される。これにより、連続プリントモードを中断することなく、出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正することができる。
【００８１】
図１１は、テストトナー像のトナー付着量に基づいて算出した出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に基づいて、単純に出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正した場合におけるトナー濃度センサからの出力値Ｖｔ（トナー濃度の検知結果）の経時変化を示すグラフである。同図では、出力目標値Ｖｔｒｅｆをより小さな値に補正した場合（トナー濃度の目標値をより高い値に補正した場合）の例を示している。この場合、図示のように、トナー濃度センサからの出力値Ｖｔが急激に低下して補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆに近づくが、低下量が過剰になって出力値Ｖｔが補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆよりも大きく下回ってしまう。これは、トナー濃度が補正後の目標値よりもかなり高くなってしまうこと、即ち、濃度オーバーが発生していることを意味している。
【００８２】
かかる濃度オーバーが発生するのは、次に説明する理由からである。即ち、通常、現像剤のトナー濃度と目標値との差分は、現像による濃度低下量と補給誤差とが加算されたものである。しかしながら、トナー濃度の目標値を補正した直後においては、現像による濃度低下量や補給誤差の他に、目標値の補正量という人為的操作量がトナー濃度と目標値との差分の中に含まれてしまう。そして、その人為的操作量が、補給誤差の一部として積算されてしまう。このため、目標値を補正してからしばらくの間は、補給誤差に対応する量のトナーを補給するものとして積分処理によって求められる駆動量が、本来の駆動量からずれてしまう。トナー濃度の目標値をより高濃度側の値に補正した場合には、積分処理によって求められる駆動量が、本来の駆動量よりも多くなることから、濃度オーバーが発生してしまうのである。
【００８３】
なお、トナー濃度の目標値である出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が比較的大きい場合に、その補正量に相当するトナーを一気に補給したとする。すると、現像器内において、現像剤搬送方向の一部の領域に位置する現像剤に対して多量のトナーが補給されるのに対し、他の領域に位置する現像剤に対してはトナー補給が殆どなされないことから、現像剤搬送方向においてトナー濃度が大きくばらついてしまう。そこで、特開２００１−１３７４６号公報には、トナー補給動作を複数回に分けて行って、トナーを少しずつ補給することで、現像剤搬送方向におけるトナー濃度のバラツキの発生を抑えるようにした画像形成装置が提案されている。
【００８４】
このようにトナー補給動作を複数回に分けて行う構成においても、例えば図１２に示されるように、複数回のトナー補給動作を完了した後、しばらくの間は、出力値Ｖｔが出力目標値Ｖｔｒｅｆよりも低くなってしまう。即ち、濃度オーバーが発生してしまう。出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正に起因して発生する出力値Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差分が、差分の累積に反映されることから、補正に起因する差分の影響が累積に対して十分に小さくなるまで、トナーが過剰に補給されてしまうからである。
【００８５】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
制御部１００は、上述した目標値補正処理の中で、補正対応補給処理を実施する。なお、目標値補正処理の実施中にも、上述したトナー補給処理の実施タイミングが到来したときには、目標値補正処理と並行してトナー補給処理が行われる。
【００８６】
補正対応補給処理では、出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正した後、出力値Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、次のような処理を行う。即ち、まず、現状の出力値Ｖｔ（トナー濃度）を出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応する分だけ変化させるのに必要な補給クラッチのクラッチＯＮ時間（駆動量）としての補給対応駆動時間（補正対応駆動量）を算出する。
【００８７】
図１３は、補正前の出力目標値Ｖｔｒｅｆと、補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆと、目標値補正処理の開始時における出力値Ｖｔとの関係の一例を示すグラフである。同図において、時点ｔ１は、目標値補正処理の開始時点を示している。この一例において、時点ｔ１における出力値Ｖｔは、補正前の出力目標値Ｖｔｒｅｆよりも低い値になっている。つまり、時点ｔ１におけるトナー濃度は目標値よりも高くなっている。
【００８８】
目標値補正処理の開始により、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が算出されて、補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆが求められると、補給対応駆動時間が次のようにして算出される。即ち、現像器内に収容されている磁性キャリアは、現像によって消費されないことから、現像器内には常に一定量の磁性キャリアが収容されている。この磁性キャリアの収容量であるキャリア収容量Ｍｃ［ｇ］と、現像器内におけるトナーの収容量であるトナー収容量Ｍｔ［ｇ］とを利用することで、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応するトナー補給量を求めることが可能である。詳しくは、トナー濃度は、トナー収容量Ｍｔをトナー収容量Ｍｔとキャリア収容量Ｍｃとの合計で除算した値である。そこで、出力値Ｖｔに基づいてトナー濃度を算出し、算出結果に基づいてトナー収容量Ｍｔを求める。また、補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆに対応するトナー濃度を補正後トナー濃度として求めた後、同様にして、補正後トナー濃度にした場合におけるトナーの収容量である補正後トナー収容量Ｍｔ’を求める。そして、補正後トナー収容量Ｍｔ’からトナー収容量Ｍｔを減じることで必要トナー補給量Ｍｓを求めた後、この必要トナー補給量Ｍｓのトナー補給を可能にする補給クラッチのクラッチＯＮ時間を所定のアルゴリズムに基づいて算出して、その結果を補給対応駆動時間とする。
【００８９】
出力目標値Ｖｔｒｅｆをより小さな値に補正する場合、即ち、トナー濃度の目標値をより高濃度側に補正する場合には、補給対応駆動時間が正の値になる。これに対し、出力目標値Ｖｔｒｅｆをより大きな値に補正する場合、即ち、トナー濃度の目標値をより低濃度側に補正する場合には、補給対応駆動時間が負の値になる。この場合、補給対応駆動時間に対応する補給クラッチのオン動作は行われない。つまり、トナーは補給されない。
【００９０】
補給対応駆動時間を算出したら、次に、制御部１００は、上述した予測補給処理と同様に、消費予測値を算出する。具体的には、消費予測値を直近に算出したときから現時点までにおける現像済みの画像の総ドット数に基づいて、その画像の現象に寄与したトナーの消費予測値を算出する。そして、その消費予測値と同量のトナーを補給するために必要な補給クラッチのクラッチＯＮ時間（駆動量）を、現像対応駆動時間として求める。
【００９１】
さらに、制御部１００は、補正対応駆動時間と現像対応駆動時間との加算値と同じ時間分だけ補給クラッチを繋いで、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応するトナー量と、消費予測値とを合計した量のトナーを補給する。このように、出力目標値Ｖｔｒｅｆを補正した後には、出力値Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応するトナー量と、消費予測値とを合計した量のトナーを補給する。これにより、現像剤のトナー濃度を、少なくとも目標値の補正量に応じた分だけ増加させておく。すると、その後に出力値Ｖｔと出力目標値Ｖｔｒｅｆとの差分に基づくトナー補給を実施する際には、その差分に、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量という人為的操作量が殆ど含まれなくなる。このように、補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆと出力値Ｖｔとの差分の中に、補正量という余計な人為的操作量が含まれてしまうことを抑えることで、出力目標値Ｖｔｒｅｆをより高濃度側に補正することに起因する濃度オーバー量を低減することができる。
【００９２】
なお、現像対応駆動時間は必ず正の値になるのに対し、補正対応駆動時間は正の値になることもあれば、負の値になることもある。負の値の補正対応駆動時間と、現像対応駆動時間との加算値が負の値になった場合、トナー補給は行われない。
【００９３】
制御部１００は、目標値補正処理において、このようにして補正対応補給処理を終えたら。出力目標値Ｖｔｅｒｆを予め求めておいた補正量の分だけシフトさせて補正する。その後、出力目標値Ｖｔｅｒｆを補正して目標値補正処理を終了する。
【００９４】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
実施例に係るプリンタの制御部１００は、目標値補正処理にて、補正対応駆動時間を複数に分割した複数の分割駆動時間（分割駆動量）を算出した後、それら分割駆動時間についてそれぞれ補正対応補給処理を個別に実施する。以下、分割駆動時間に対応する補正対応補給処理を分割補正対応補給処理という。
【００９５】
図１４は、分割番号と分割駆動時間との関係を示すグラフである。同図においては、補正対応駆動時間を５つに分割する例を示しているが、５つ未満又は５つを超える分割数で補正対応駆動時間を分割してもよい。図示のように補正対応駆動時間を５つに分割して５つの分割駆動時間を得た場合には、それぞれの分割駆動時間に対応させて分割補正対応補給処理を５回実施する。１，２，３，４，５回目の分割補正対応処理では、分割番号１，２，３，４，５に対応する分割駆動時間に基づいて、トナーの補給が行われる。
【００９６】
それぞれの分割補正対応補給処理では、まず、次のようにして出力値Ｖｔについての仮目標値Ｖｔｐｒｏを算出する。即ち、仮目標値Ｖｔｐｒｏについては、分割補正対応補給処理の実施後における出力値Ｖｔを予測し、その結果と同じ値にする。より詳しくは、分割補正対応補給処理では、分割駆動時間だけトナー補給を実施する際のトナー補給量と、予測補給処理を実施する場合のトナー補給量との合計と同じ分だけ現像器にトナーを補給するようになっている。
【００９７】
そこで、前者のトナー補給量を把握するために、分割駆動時間と同じ分だけ補給クラッチを繋いだ場合におけるトナー補給量を分割駆動時間と所定のアルゴリズムとに基づいて算出する。また、消費予測値を直近に算出したときから現時点までにおける現像済みの画像の総ドット数に基づいて消費予測値を算出し、算出結果を後者のトナー補給量とする。そして、前者のトナー補給量と、後者のトナー補給量との合計値、現在の出力値Ｖｔに対応するトナー収容量Ｍｔ、キャリア収容量Ｍｃなどに基づいて、分割補正対応補給処理を実施したと仮定した場合における現像器内の現像剤のトナー濃度を算出する。この算出結果に対応する出力値Ｖｔと同じ値を仮目標値Ｖｔｐｒｏとする。
【００９８】
制御部１００は、このようにして仮目標値Ｖｔｐｒｏを算出したら、次に、分割駆動時間と、前述の消費予測値に対応する補給クラッチのクラッチＯＮ時間（駆動量）である現像対応駆動時間との加算値の分だけ補給クラッチを繋ぐ。これにより、現状の出力値Ｖｔを仮目標値Ｖｔｐｒｏの付近まで近づけることができる量のトナーを現像器内に補給する。
【００９９】
このようなトナー補給により、出力値Ｖｔは、例えば図１５に示されるように変化する。同図において、時点ｔａは、分割駆動時間と現像対応駆動時間との加算値に応じたトナー補給が開始される時点を示している。時点ｔａからしばらくすると、前述の加算値に応じた量のトナーが現像器に補給されることから、出力値Ｖｔが仮目標値Ｖｔｐｒｏの付近まで低下する。つまり、トナー濃度がトナー濃度の仮目標値の付近まで上昇する。しかしながら、トナー濃度を仮目標値と厳密に一致させることは困難である。
【０１００】
そこで、制御部１００は、分割補正対応補給処理において、分割駆動時間と現像対応駆動時間との加算値に応じたトナー補給を終えた後、所定時間が経過すると、トナー補給処理における実測補給処理を行う。具体的には、周知のＰＩ制御又はＰＩＤ制御により、現状の出力値Ｖｔと、仮目標値Ｖｔｐｒｏとの差分、及び差分の累積に基づいて、差分に相当するトナーを補給するのに必要な補給クラッチのクラッチＯＮ時間を実測対応駆動時間として算出する。そして、算出結果と同じ時間だけ、補給クラッチを追加駆動して（繋いで）、その時間に相当する分のトナーを追加で補給する。なお、実測対応駆動時間が負の値になった場合には、追加駆動に代えて、その負の値を次回の分割補正対応補給処理に持ち越す。但し、最後（本例では５回目）の分割補正対応補給処理においては、前述の負の値を次のトナー補給処理に持ち越す。
【０１０１】
図１６は、本プリンタにおいて、目標値補正処理を実施している際の出力値Ｖｔの経時変化を仮目標値の経時変化とともに示すグラフである。本プリンタにおける目標値補正処理では、５回の分割補正対応補給処理により、トナーを段階的に補給することで、図示のように、出力値Ｖｔを徐々に補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆに近づけていく。
【０１０２】
かかる構成では、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応する量のトナーを一気に補給してしまうことに起因して発生する次のような事態を回避する。即ち、現像器内において現像剤搬送方向における一部の領域だけに多量のトナーを補給することで、現像剤搬送方向におけるトナー濃度の大きな偏差を発生させてしまうという事態である。そして、トナー補給に伴って発生するトナー濃度の現像剤搬送方向の偏差を低減して、現像剤搬送方向においてトナー濃度を安定させることができる。
【０１０３】
また、複数の分割補正対応補給処理において、それぞれ実測補給処理によって補給クラッチを追加駆動を実施する際、出力目標値Ｖｔｒｅｆの代わりに、仮目標値Ｖｔｐｒｏを用いる。これにより、分割補正対応補給処理でのトナー補給に伴う出力値Ｖｔの低下分に応じた値を出力値Ｖｔの仮の目標値に設定して、その仮の目標値と現状の出力値Ｖｔとの差分に応じた量のトナーを適切に追加補給する。そして、この追加補給によって出力値Ｖｔをより確実に予め想定していた出力値変化パターンの曲線に沿って変化させることができる。
【０１０４】
図１７は、実施例に係るプリンタにおける目標値補正処理の各処理工程を示すフローチャートである。制御部１００は、目標値補正処理を開始すると、まず、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの各色についてそれぞれテストトナー像を形成する（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）。そして、各色についてそれぞれ、テストトナー像のトナー付着量を検知した結果に基づいて出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量を算出した後（Ｓ２）、算出結果に基づいて補正対応駆動時間を算出する（Ｓ３）。
【０１０５】
次に、制御部１００は、補正対応駆動時間を複数に分割して複数の分割駆動時間を求めた後（Ｓ４）、運用分割番号Ｎｂを１に設定してから（Ｓ５）、複数の分割補正対応補給処理を実施する（Ｓ６〜Ｓ１０）。
【０１０６】
具体的には、まず、運用分割番号Ｎｂと同じ分割番号の分割駆動時間などに基づいて、その分割駆動時間に対応する仮目標値Ｖｔｐｒｏを算出した後（Ｓ６）、その分割駆動時間に対応する補給開始タイミングが到来するまで待機する（Ｓ７でＮ）。そして、補給開始タイミングが到来すると（Ｓ７でＹ）、分割駆動時間と現像対応駆動時間との加算値の分だけ補給クラッチを繋いでトナーを補給する（Ｓ８）。このトナー補給が終了すると、終了時点から所定時間経過した後に（Ｓ９でＹ）、実測対応駆動時間に応じたトナーの追加補給を行う（Ｓ１０）。そして、運用分割番号Ｎｂを１の加算によって更新した後、更新後の運用分割番号Ｎｂが分割数を超えていなければ（Ｓ１２でＮ）、処理フローを上記Ｓ６にループさせて、次の分割番号に対応する分割補正対応補給処理を実施する。これに対し、更新後の運用分割番号Ｎｂが分割数を超えている場合には（Ｓ１２でＹ）、目標値補正処理を終了する。
【０１０７】
図１８は、目標値補正処理の実施に伴って発生する理想的な出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフである。このグラフの曲線に沿って出力値Ｖｔを変化させる態様が、出力値Ｖｔを最も迅速に補正後の出力目標値Ｖｔの付近まで変化させることができ、その曲線は予めの実験によって解析されたものである。グラフにおける複数のプロット点は、それぞれ前述の実験のときにおける出力値Ｖｔの測定結果を示している。
【０１０８】
図１９は、複数の分割補正対応補給処理におけるそれぞれの補給開始タイミングと補給時間比との関係を示すデータテーブルである。補給開始タイミングは、目標値補正処理の開始時点からの経過時間で表されている。複数の分割番号において、図１８のグラフの曲線を実現するのに適した補給時間比がそれぞれ予め設定されている。制御部１００は、それぞれの分割補正対応補給処理についてそれぞれ、その分割番号に対応する係数としての補給時間比を補正対応駆動時間に乗ずることで、分割駆動時間を算出する。
【０１０９】
次に、実施例に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した各具体例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各具体例に係るプリンタの構成は、実施例と同様である。
［具体例１］
図２０は、具体例１に係るプリンタにおいて補正対応補給処理の実施に伴って発生する理想的な出力値Ｖｔの経時変化を示すグラフである。図２１は、図２０に示されるグラフの曲線を実現することが可能なトナー補給量の経時変化を示すグラフである。また、図２２は、図２１のグラフの近似直線式ｆ（ｔ）をｆ（ｔ）の面積∫ｆ（ｔ）ｄｔで除算した結果を示すグラフである。具体例１に係るプリンタの制御部１０は、この「ｆ（ｔ）／∫ｆ（ｔ）ｄｔ」という関数を予め記憶している。そして、複数の分割番号にそれぞれ対応する複数の分割駆動時間を、それぞれその関数に基づいて算出する。
【０１１０】
かかる構成では、図１９に示されるようなデータテーブルに比べてデータ容量の小さな前述の関数を記憶すればよいので、実施例に係るプリンタに比べて、制御部１００のデータ記憶容量を低減することができる。
【０１１１】
［具体例２］
図２３は、プロセス線速と、トナー補給直後における出力値Ｖｔの経時変化の一例との関係を示すグラフである。プロセス線速は、感光体や中間転写ベルトの線速である。具体例２に係るプリンタは、ユーザーからの命令に応じて、通常プリントモードと、高速プリントモードとを繰り替えてプリントジョブを行うようになっている。高速プリントモードでは、通常プリントモードよりも高速で画像を出力するために、プロセス線速をより速くする。
【０１１２】
図２３に示されるグラフの原点は、トナー補給が開始された時点を表している。に示されるように、高速プリントモードでは、通常プリントモードに比べて、トナーの補給が開始されてから（原点）、出力値Ｖｔが安定するまで（トナー濃度が安定するまで）に要する時間が短くなる（時点ｔａ＜時点ｔｂ）。
【０１１３】
一方、複数の分割補正対応補給処理において、トナーの追加補給を行うに当たっては、上述したように、それに先立って実測対応駆動時間を算出する必要があるが、そのために出力値Ｖｔを取得するタイミングは、次のようなタイミングであることが望ましい。即ち、トナーの追加補給に先立って、分割駆動時間と現像対応駆動時間との加算値に基づくトナー補給が行われた後、出力値Ｖｔが安定したタイミングである。このタイミングは、図２３に示されるように、通常プリントモードの方が遅い。このため、プリントモードにかかわらず、通常プリントモードでのタイミングで出力値Ｖｔを取得すれば、プリントモードにかかわらず安定した状態の出力値Ｖｔを取得することが可能である。
【０１１４】
しかしながら、このような構成では、高速プリントモードにおいては、出力値Ｖｔの安定化の後、ある程度の無駄なタイムラグを経て出力値Ｖｔを取得することになるため、分割補正対応補給処理の実施時間を無駄に長くしてしまう。
【０１１５】
そこで、本プリンタの制御部１００は、複数の分割補正対応補給処理においてそれぞれ、実測対応駆動時間の算出のために出力値Ｖｔを取得する際の取得タイミングをプロセス線速に応じて決定する。より詳しくは、高速プリントモードでは、通常プリントモードに比べて前述の取得タイミングを早くする。かかる構成では、分割補正対応補給処理の実施時間を無駄に長くすることなく、実測対応駆動時間の算出のために取得する出力値Ｖｔとして安定した状態のものを取得して、トナーの追加補給の際におけるトナー濃度の検知誤差によるトナー濃度の不適切化を軽減することができる。
【０１１６】
［具体例３］
図２４は、具体例３に係るプリンタにおいて、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が比較的大きい場合の目標値補正処理における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化を示すグラフである。また、図２５は、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量が比較的小さい場合の目標値補正処理における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化を示すグラフである。
【０１１７】
出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に基づいて算出される必要トナー補給量Ｍｓは、補正量の大きさに応じて変化する。そして、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に対応する補正対応駆動時間の分割数を一定にしていると、必要トナー補給量Ｍｓが比較的小さい場合に、次のような不具合を引き起こすおそれがでてくる。即ち、複数の分割補正対応補給処理におけるトナー補給量がトナー補給装置７０の補給分解能を超えるほど少なくなって、トナーを正確に補給することができなくなるという不具合である。
【０１１８】
そこで、具体例３に係るプリンタの制御部１００は、図２４や図２５に示されるように、目標値補正処理にて、補正対応駆動時間を複数に分割して複数の分割駆動量を求める際における分割数を、出力目標値Ｖｔｒｅｆの補正量に応じて決定するようになっている。具体的には、補正量が大きくなるほど、分割数を増やすようになっている。
【０１１９】
かかる構成では、図２５に示されるように、補正量が比較的小さい場合であっても、複数の分割補正対応補給処理におけるトナー補給量がトナー補給装置７０の補給分解能を超えるほど少なくなってしまうという事態の発生を回避することができる。
【０１２０】
［具体例４］
図２６は、実施例に係るプリンタにおいて、常温常湿の環境下で目標値補正処理を実施した場合における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化の一例を示すグラフである。また、図２７は、実施例に係るプリンタにおいて、高温高湿の環境下で目標値補正処理を実施した場合における出力値Ｖｔ及び仮目標値Ｖｔｐｒｏの経時変化の一例を示すグラフである。
【０１２１】
高温高湿の環境下では、常温常湿の環境下に比べてトナーが吸湿することで、トナーの流動性が悪くなる。これにより、同じ時間だけ補給クラッチを繋いでいても、高温高湿の環境下では、常温常湿の環境下に比べて単位時間あたりのトナー補給量が少なくなってしまう。このため、環境にかかわらず、同じ法則で複数の分割番号に対応する分割駆動時間を求めると、環境によっては、トナー補給量が適正値からずれて、トナー濃度を目標値の付近に調整することができなくなってしまう。
【０１２２】
例えば、図２６、図２７の例では、常温常湿の環境下では（図２６）、トナーが適切な流動性を発揮することで、適切な量のトナーが補給されていることから、理想的な曲線に近いかたちで、出力値Ｖｔが補正後の出力目標値Ｖｔｒｅｆに徐々に近づいている。これに対し、高温高湿の環境下では（図２７）、トナーの流動性が悪化することで、トナーの補給量が適切な値よりも不足してしまうことから、理想的な曲線から大きくずれて変化パターンで、出力値Ｖｔが下降している。これにより、出力値Ｖｔが理想的な値からずれている。
【０１２３】
そこで、具体例４に係るプリンタの制御部１００は、次のような処理を行うようになっている。即ち、環境検知手段たる温度センサ１０１による温度検知結果と、環境検知手段たる湿度センサによる湿度検知結果とに基づいて、環境の状態を把握する。そして、目標値補正処理において、補正対応駆動時間に基づいて複数の分割駆動時間を算出した後、必要に応じてそれらの算出結果を補正する。具体的には、高温高湿の環境下においては、複数の分割駆動時間に対してそれぞれ１．１を乗じて、１０％増しの値にする補正を行う。
【０１２４】
かかる構成では、環境変動に伴ってトナーの流動性が変化することに起因するトナー補給量の不適切化の発生を回避して、トナー濃度を正確に調整することができる。例えば、図２８に示されるように、トナーの流動性が悪くなる高温高湿の環境下においても、複数の分割補正対応補給処理の実施により、出力値Ｖｔを理想的な変化パターンに近い態様で補正後の出力目標値Ｖｔｅｒｆに近づけていくことができる。なお、実施形態に係るプリンタにおいては、環境に基づいて、補正対応駆動時間を補正すれば、同様の効果を得ることが可能である。
【０１２５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、潜像を担持する潜像担持体（例えば感光体３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）と、トナー及びキャリアを含有する現像剤を用いて前記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段（例えば現像器７Ｙ）と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段（例えばトナー濃度センサ１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段（例えばトナー補給装置７０）と、前記潜像担持体上のトナー像を転写体に転写する転写手段（例えばＴｅｓ名ｈユニット４０）と、前記潜像担持体又は前記転写体上のトナー像における単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段（例えば光学センサユニット１０３）と、トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果と目標値との差分、及び差分の累積に基づいて前記トナー補給手段の駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する処理を実施する制御手段（例えば制御部１００）とを備える画像形成装置において、所定のタイミングで形成したテストトナー像に対するトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて前記目標値の補正量を算出し、算出結果に基づいて前記目標値を補正する目標値補正処理を実施するとともに、前記目標値を補正した後、前記差分に基づくトナー補給を実施するのに先立って、現像剤のトナー濃度を前記補正量に対応する分だけ変化させるための前記トナー補給装置の駆動量である補正対応駆動量を算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を駆動して前記現像装置にトナーを補給する補正対応補給処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【０１２６】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記目標値の補正の有無にかかわらず、前記差分に基づくトナー補給を実施する場合には、それに先立って、現像に伴うトナー消費量の予測値である消費予測値を現像済みの画像の画像面積に基づいて算出し、算出結果に基づいた駆動量で前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する予測補給処理を実施し、その後のトナー濃度検知手段による検知結果と前記木曜値との差分及び前記累積に基づいた駆動量で前記トナー補給手段を駆動して前記現像手段にトナーを補給する実測補給処理を、前記差分に基づくトナー補給処理として実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、トナー補給処理において、予測補給処理を実施することで、現像に伴うトナー消費によるトナー濃度の低下がトナー濃度検知手段による検知位置で大きく現れる前に、その低下を相殺し得る量のトナーを現像手段に補給することで、トナー濃度を迅速に回復させることができる。更には、目標値補正処理中でも、トナー補給処理における予測補給処理と同様の処理を行うことで、目標値補正処理中の現像動作によるトナー濃度の変動を抑えることができる。
【０１２７】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記目標値補正処理にて、前記補正対応駆動量を複数に分割した複数の分割駆動量を算出した後、それら分割駆動量についてそれぞれ前記補正対応補給処理を個別に実施し、且つ、それら補正対応補給処理にてそれぞれ、前記分割駆動量と前記消費予測値と前記トナー濃度検知手段による検知結果とに基づいてトナー濃度の仮目標値を算出し、前記分割駆動量と、前記消費予測値に応じた前記トナー補給手段の駆動量である現像対応駆動量との加算値の分だけ前記トナー補給手段を駆動した後に、前記トナー濃度検知手段による検知結果と前記仮目標値との差分、及び差分の累積に基づいて、前記差分に相当するトナーを補給するのに必要な前記トナー補給手段の駆動量を実測対応駆動量として算出し、算出結果に基づいて前記トナー補給手段を追加駆動する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、目標値補正処理にて、目標値の補正量に対応する分の必要トナー補給量を、複数に分割して徐々に補給していくことで、現像器内において、現像剤搬送方向における一部の領域だけに対してトナーが一気に補給されるという現象を解消して、現像剤搬送方向におけるトナー濃度の大きな偏差の発生を回避することができる。更に、複数の補正対応補給処理にてそれぞれ、トナー補給処理における実測補給処理と同様のトナー補給を行うことで、トナー濃度をより正確に仮目標値に近づけることができる。
【０１２８】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、複数の前記分割駆動量を、それぞれに対応させて個別に記憶している係数（例えば図１９における補給時間比に基づいてそれぞれ個別に算出する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、トナー濃度を目標値に迅速に近づけるのに適した補給量変化パターンでトナーを補給して、トナー濃度を迅速に目標値に近づけることができる。
【０１２９】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｃにおいて、複数の前記分割駆動量を、分割番号と分割駆動量との関係を示す関数に基づいて算出する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、態様Ｅに比べて、制御部のデータ記憶容量を低減することができる。
【０１３０】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｃ〜Ｅの何れかにおいて、複数の前記分割駆動量にそれぞれ対応する複数の前記補正対応補給処理についてそれぞれ、前記実測対応駆動量の算出のために前記トナー補給手段による検知結果を取得する際の取得タイミングを前記潜像担持体の線速に応じて決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、分割補正対応補給処理の実施時間を無駄に長くすることなく、トナー補給手段の検知結果として安定した状態のものを取得してトナー濃度の検知誤差によるトナー濃度の不適切化を軽減することができる。
【０１３１】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｃ〜Ｆの何れかにおいて、前記目標値補正処理にて、複数の前記分割駆動量を求める際における分割数を、前記補正量に応じて決定する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、トナー濃度の目標値の補正量が比較的小さい場合に、複数の補正対応補給処理におけるトナー補給量がトナー補給手段の補給分解能を超えるほど少なくなってしまうという事態の発生を回避することができる。
【０１３２】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ａ〜Ｇの何れかにおいて、環境を検知する環境検知手段（例えば温度センサ１０１、湿度センサ１０２）を設けるとともに、前記テストトナー像に対するトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果と、前記環境検知手段による検知結果とに基づいて前記補正対応駆動量又は複数の前記分割駆動量を補正する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、環境変動に伴ってトナーの流動性が変化することに起因するトナー補給量の不適切化の発生を回避して、トナー濃度を正確に調整することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
７Ｙ：現像器（現像手段）
１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：トナー濃度センサ（トナー濃度検知手段）
４０：転写ユニット（転写手段）
７０：トナー補給装置（トナー補給手段）
１００：制御部（制御手段）
１０１：温度センサ（環境検知手段）
１０２：湿度センサ（環境検知手段）
１０３：光学センサユニット（付着量検知手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３４】
【特許文献１】特開２０１０−７２１５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１８６８４７号公報
【図１】
2014002209.tif 000003
【図２】
2014002209.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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