(57)【要約】【課題】現像剤によって現像される像担持体上の静電潜像に対応する画像データに即した該現像剤へのトナー補給制御を精度良く行うことができる画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、トナー濃度検出センサ１４１にて検出された現像剤のトナー濃度を測定し、現像剤によって現像される感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに基づき、現像剤のトナー消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを予測し、トナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎと、トナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎとに基づき、現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを推定し、該推定された現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎと、予め設定されたトナー設定濃度値Ｓとに基づき、現像剤へのトナーの補給制御を行う。【選択図】図５
2008241897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記憶部と、前記記憶部に記憶された画像データに基づき静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置とを備え、
前記現像装置は、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の外周面に前記現像剤を供給しつつ前記現像剤担持体の軸方向に沿った所定の搬送方向に搬送するように該現像剤をループ状に循環させる循環搬送部と、
前記循環搬送部を循環する前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサとを有し、
前記循環搬送部における前記現像剤に対してトナーの補給が行われるように構成された画像形成装置であって、
前記トナー濃度検出センサにて検出された現像剤のトナー濃度を前記現像剤搬送方向に沿った所定の搬送長さごとに測定するトナー濃度測定手段と、
前記トナー濃度測定手段にて測定された前記搬送長さごとの現像剤のトナー測定濃度値を前記記憶部に記憶する記憶手段と、
前記記憶部に記憶された画像データのうち、前記搬送長さごとの現像剤によって現像される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に該特定された前記各搬送長さの現像剤に対する特定領域の画像データに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段と、
前記記憶手段にて前記記憶部に記憶された前記各搬送長さの現像剤の前記トナー測定濃度値と、前記トナー消費量予測手段にて予測された対応する前記各搬送長さの現像剤の前記トナー予測消費量とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤による現像後の該現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度推定手段と、
前記トナー濃度推定手段にて推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値と、予め設定されたトナー設定濃度値とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給制御を行うトナー補給制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記循環搬送部は、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するように前記軸方向に延びる第１搬送路と、
前記第１搬送路に沿って延び且つ該第１搬送路と共にループ状の循環搬送路を形成するように該第１搬送路に連通する第２搬送路と、
前記第１搬送路における前記現像剤を前記軸方向の一方側から他方側へ搬送する第１搬送部材と、
前記第２搬送路における前記現像剤を前記軸方向の他方側から一方側へ搬送する第２搬送部材とを備え、
前記第１及び第２搬送路にて形成される前記循環搬送路において前記第１及び第２搬送部材が協働して前記現像剤を循環させるように構成されており、
前記第２搬送路に前記トナー濃度検出センサが設けられていると共に、該第２搬送路において前記現像剤へのトナー補給が行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー濃度検出センサは、前記現像剤に対してトナーの補給が行われる位置よりも前記現像剤搬送方向下流側に配置されており、
前記トナー濃度推定手段は、前記トナー補給制御手段にて補給される前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給量に基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナー補給後の該現像剤のトナー濃度を推定すると共に、該推定された前記各搬送長さの現像剤の前記補給後トナー推定濃度値と、前記トナー補給制御手段にてトナーが補給された後の前記トナー濃度測定手段にて測定された対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー測定濃度値とを比較して得られた差分を積算し、
前記トナー補給制御手段は、前記トナー濃度推定手段にて積算された積算値に基づき、前記トナー設定濃度値を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー濃度推定手段は、推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値に対して平均化処理を行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー濃度推定手段は、推定された前記各搬送長さの現像剤の前記補給後トナー推定濃度値に対して平均化処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記平均化処理は、処理対象のトナー推定濃度値を含む前後の１又は連続する複数のトナー推定濃度値の平均値を求めることにより行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記平均化処理は、所定の分布関数を用いた畳み込み演算により行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー消費量予測手段は、前記記憶部に記憶された画像データに基づき形成される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像の領域を一辺が前記現像剤搬送方向に且つ他辺が前記現像剤搬送方向と直交する方向に分割した矩形の画像ブロックに分けると共に該分けられた画像ブロックに対応する画像データに基づき、前記各画像ブロックで消費される現像剤のトナー消費量を予測し、前記各搬送長さの現像剤に対する前記特定領域の画像データに対応する画像ブロックのトナー予測消費量に基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー消費量予測手段は、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めるにあたり、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を、対応する前記各搬送長さの現像剤に対する前記特定領域の画像データに対応する画像ブロックの合計トナー予測消費量とすることで、該対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得ることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記各搬送長さの現像剤が現像の際に前記像担持体上を移動する現像軌跡仮想ラインと前記各画像ブロックとが重なり合う重なり度合いに応じた係数が該画像ブロックごとに予め設定されており、
前記トナー消費量予測手段は、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めるにあたり、前記各搬送長さの現像剤の前記現像軌跡仮想ラインと重なり合う画像ブロックのトナー予測消費量に該画像ブロックとの前記重なり度合いに応じた係数を掛け合わせて合計することで、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得ることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナー消費量予測手段は、前記現像装置における前記循環搬送部を循環する前記現像剤の１巡の時間を、１サイクルの画像形成に要する時間の整数倍とすることを特徴とする請求項８から１０の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
記憶部と、前記記憶部に記憶された画像データに基づき静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置とを備え、
前記現像装置は、
前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の外周面に前記現像剤を供給しつつ前記現像剤担持体の軸方向に沿った所定の搬送方向に搬送するように該現像剤をループ状に循環させる循環搬送部と、
前記循環搬送部を循環する前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサとを有し、
前記循環搬送部における前記現像剤に対してトナーの補給が行われるように構成された画像形成装置のトナー補給制御方法であって、
前記トナー濃度検出センサにて検出された現像剤のトナー濃度を前記現像剤搬送方向に沿った所定の搬送長さごとに測定し、該測定された前記搬送長さごとの現像剤のトナー測定濃度値を前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶された画像データのうち、前記搬送長さごとの現像剤によって現像される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に該特定された前記各搬送長さの現像剤に対する特定領域の画像データに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー消費量を予測し、前記記憶部に記憶された前記各搬送長さの現像剤の前記トナー測定濃度値と、対応する前記各搬送長さの現像剤の前記トナー予測消費量とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤による現像後の該現像剤のトナー濃度を推定し、該推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値と、予め設定されたトナー設定濃度値とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給制御を行うことを特徴とするトナー補給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いて画像形成を行うデジタル複合機等の電子写真方式の画像形成装置及びトナー補給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の画像形成装置として、像担持体（例えば、感光体）の表面を帯電させ、その帯電域に、記憶部に記憶された画像データに基づき画像露光（例えば、レーザ光を照射）して静電潜像を形成するものがある。この静電潜像は、現像装置によりトナー像として可視像化（現像）され、該可視像化されたトナー像が記録用紙等の記録材に静電的に転写された後、該記録材に転写されたトナー像が定着装置により該記録材に固着される。
【０００３】
この種の画像形成装置において、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いて現像を行う場合には、現像装置における現像剤担持体に担持された現像剤中のトナー及びキャリアのうちトナーのみを像担持体に付着させて消費させる方式が一般的に採用されている。このため、現像装置における現像剤のトナー濃度を適正に保つため、該現像剤に対して適宜トナーが補給されるトナー補給制御がなされる。
【０００４】
２成分現像剤を用いる画像形成装置では、通常、現像剤のトナー濃度をセンサによって直接的に、或いは、間接的に検出し、この検出値に基づき、現像剤へのトナーの補給制御が行われている。現像剤のトナー濃度を検出するセンサとしては、代表的には、現像剤中のキャリア成分を検出する透磁率センサを挙げることができる。
【０００５】
このような従来の画像形成装置では、一般的には、トナー濃度を検出するセンサの検出値のみでトナー補給制御を行うことが多く、この場合、現像剤によって現像される像担持体上の静電潜像に対応する画像データに即したトナー補給制御がなされていない。
【０００６】
この点、下記特許文献１には、トナー濃度を検出するセンサを使用せずに、書き込み画素数を検出してトナー消費量を推定することで、トナー補給制御を行う画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１６０３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載の画像形成装置では、画像データから推定されたトナー消費量に基づきトナー補給制御が行えるものの、トナー濃度を検出するセンサを使用しないことにより誤差が累積する場合がある。そのため、画像形成が行われるにつれてトナー濃度が適正な値から大きくずれるおそれがあり、トナー消費量の推定精度が良くない。従って、トナー補給制御の精度が悪化する。
【０００８】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、現像剤によって現像される像担持体上の静電潜像に対応する画像データに即した該現像剤へのトナー補給制御を精度良く行うことができる画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するために、次の画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供する。
【００１０】
（１）画像形成装置
記憶部と、前記記憶部に記憶された画像データに基づき静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置とを備え、前記現像装置は、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の外周面に前記現像剤を供給しつつ前記現像剤担持体の軸方向に沿った所定の搬送方向に搬送するように該現像剤をループ状に循環させる循環搬送部と、前記循環搬送部を循環する前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサとを有し、前記循環搬送部における前記現像剤に対してトナーの補給が行われるように構成された画像形成装置であって、前記トナー濃度検出センサにて検出された現像剤のトナー濃度を前記現像剤搬送方向に沿った所定の搬送長さごとに測定するトナー濃度測定手段と、前記トナー濃度測定手段にて測定された前記搬送長さごとの現像剤のトナー測定濃度値を前記記憶部に記憶する記憶手段と、前記記憶部に記憶された画像データのうち、前記搬送長さごとの現像剤によって現像される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に該特定された前記各搬送長さの現像剤に対する特定領域の画像データに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段と、前記記憶手段にて前記記憶部に記憶された前記各搬送長さの現像剤の前記トナー測定濃度値と、前記トナー消費量予測手段にて予測された対応する前記各搬送長さの現像剤の前記トナー予測消費量とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤による現像後の該現像剤のトナー濃度を推定するトナー濃度推定手段と、前記トナー濃度推定手段にて推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値と、予め設定されたトナー設定濃度値とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給制御を行うトナー補給制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（２）トナー補給制御方法
記憶部と、前記記憶部に記憶された画像データに基づき静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置とを備え、前記現像装置は、前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の外周面に前記現像剤を供給しつつ前記現像剤担持体の軸方向に沿った所定の搬送方向に搬送するように該現像剤をループ状に循環させる循環搬送部と、前記循環搬送部を循環する前記現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサとを有し、前記循環搬送部における前記現像剤に対してトナーの補給が行われるように構成された画像形成装置のトナー補給制御方法であって、前記トナー濃度検出センサにて検出された現像剤のトナー濃度を前記現像剤搬送方向に沿った所定の搬送長さごとに測定し、該測定された前記搬送長さごとの現像剤のトナー測定濃度値を前記記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶された画像データのうち、前記搬送長さごとの現像剤によって現像される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に該特定された前記各搬送長さの現像剤に対する特定領域の画像データに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー消費量を予測し、前記記憶部に記憶された前記各搬送長さの現像剤の前記トナー測定濃度値と、対応する前記各搬送長さの現像剤の前記トナー予測消費量とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤による現像後の該現像剤のトナー濃度を推定し、該推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値と、予め設定されたトナー設定濃度値とに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給制御を行うことを特徴とするトナー補給制御方法。
【００１２】
本発明に係る画像形成装置及びトナー補給制御方法によれば、前記トナー濃度検出センサを用い、該トナー濃度検出センサにより検出された前記トナー測定濃度値と前記特定領域の画像データから予測された前記トナー予測消費量とによって、前記現像後トナー推定濃度値を推定し、該推定された前記現像後トナー推定濃度値と前記トナー設定濃度値とに基づき、現像剤へのトナーの補給制御を行うので、現像剤によって現像される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像データに即した該現像剤へのトナー補給制御を精度良く行うことができる。
【００１３】
前記循環搬送部として、例えば、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給するように前記軸方向に延びる第１搬送路と、前記第１搬送路に沿って延び且つ該第１搬送路と共にループ状の循環搬送路を形成するように該第１搬送路に連通する第２搬送路と、前記第１搬送路における前記現像剤を前記軸方向の一方側から他方側へ搬送する第１搬送部材と、前記第２搬送路における前記現像剤を前記軸方向の他方側から一方側へ搬送する第２搬送部材とを備え、前記第１及び第２搬送路にて形成される前記循環搬送路において前記第１及び第２搬送部材が協働して前記現像剤を循環させるように構成されており、前記第２搬送路に前記トナー濃度検出センサが設けられていると共に、該第２搬送路において前記現像剤へのトナー補給が行われるものを挙げることができる。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置において、前記トナー濃度検出センサは、前記現像剤に対してトナーの補給が行われる位置よりも前記現像剤搬送方向下流側に配置されており、前記トナー濃度推定手段は、前記トナー補給制御手段にて補給される前記各搬送長さの現像剤へのトナーの補給量に基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤へのトナー補給後の該現像剤のトナー濃度を推定すると共に、該推定された前記各搬送長さの現像剤の前記補給後トナー推定濃度値と、前記トナー補給制御手段にてトナーが補給された後の前記トナー濃度測定手段にて測定された対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー測定濃度値とを比較して得られた差分を積算し、前記トナー補給制御手段は、前記トナー濃度推定手段にて積算された積算値に基づき、前記トナー設定濃度値を調整するようにしてもよい。こうすることで、前記トナー補給制御手段にて補給されるトナー補給量の誤差を自動的に修正することができる。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置において、実際に前記循環搬送部を循環する前記現像剤の搬送中の撹拌作用等によってトナー濃度が平均化することを考慮して、このことを前記トナー推定濃度値に反映させるという観点から、前記トナー濃度推定手段は、推定された前記各搬送長さの現像剤の前記現像後トナー推定濃度値に対して平均化処理を行うことが好ましい。また、前記トナー濃度推定手段は、推定された前記各搬送長さの現像剤の前記補給後トナー推定濃度値に対して平均化処理を行ってもよい。
【００１６】
この場合、処理対象のトナー推定濃度値とは異なるトナー推定濃度値を利用して平均化処理を行うことができる。例えば、前記平均化処理は、処理対象のトナー推定濃度値を含む前後の１又は連続する複数のトナー推定濃度値の平均値を求めることにより行うことができる。また、前記平均化処理は、所定の分布関数を用いた畳み込み演算により行うことができる。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置において、前記トナー消費量予測手段は、前記記憶部に記憶された画像データに基づき形成される前記像担持体上の静電潜像に対応する画像の領域を一辺が前記現像剤搬送方向に且つ他辺が前記現像剤搬送方向と直交する方向に分割した矩形の画像ブロックに分けると共に該分けられた画像ブロックに対応する画像データに基づき、前記各画像ブロックで消費される現像剤のトナー消費量を予測し、前記各搬送長さの現像剤に対する前記特定領域の画像データに対応する画像ブロックのトナー予測消費量に基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求める態様を例示できる。
【００１８】
かかる態様では、前記各画像ブロックのトナー予測消費量から、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めることができるので、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得るための演算処理の簡素化を図ることができる。
【００１９】
この場合、さらに次の具体的態様を例示できる。即ち、
（ａ）前記トナー消費量予測手段は、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めるにあたり、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を、対応する前記各搬送長さの現像剤に対する前記特定領域の画像データに対応する画像ブロックの合計トナー予測消費量とすることで、該対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得る態様、
（ｂ）前記各搬送長さの現像剤が現像の際に前記像担持体上を移動する現像軌跡仮想ラインと前記各画像ブロックとが重なり合う重なり度合いに応じた係数が該画像ブロックごとに予め設定されており、前記トナー消費量予測手段は、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求めるにあたり、前記各搬送長さの現像剤の前記現像軌跡仮想ラインと重なり合う画像ブロックのトナー予測消費量に該画像ブロックとの前記重なり度合いに応じた係数を掛け合わせて合計することで、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得る態様である。
【００２０】
前記（ｂ）の態様では、前記（ａ）の態様に比べて前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を精度良く求めることができる。
【００２１】
また、前記各画像ブロックのトナー予測消費量から、対応する前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を求める場合、前記トナー消費量予測手段は、前記現像装置における前記循環搬送部を循環する前記現像剤の１巡の時間を、１サイクルの画像形成に要する時間の整数倍とすることが好ましい。こうすることで、前記各搬送長さの現像剤に対する前記特定領域の画像データに対応する画像ブロックが、１サイクルの画像形成に要する時間の整数倍ごとに一致するため、それだけ、前記各搬送長さの現像剤のトナー予測消費量を得るための演算処理を簡素化できる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤によって現像される像担持体上の静電潜像に対応する画像データに即した該現像剤へのトナー補給制御を精度良く行うことができる画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略側面図である。
【００２５】
先ず、図１に示す画像形成装置１００全体の構成について説明する。図１に示す画像形成装置１００は、ここでは、電子写真方式の画像形成プロセスによって画像を形成するデジタル複合機とされている。画像形成装置１００は、像担持体（ここでは感光体ドラム）２１と、感光体ドラム２１表面を帯電させるための帯電装置（ここでは帯電器）２２と、感光体ドラム２１上に静電潜像を形成するための光書込ユニット２３と、前記静電潜像を現像剤によって可視像化（現像）して感光体ドラム２１上にトナー像を形成するための現像装置２４と、感光体ドラム２１上のトナー像を記録用紙等の記録材に転写するための転写装置（ここでは転写ユニット）２５と、記録材上の転写画像を該記録材に定着するための定着装置（ここでは定着ユニット）２７と、転写ユニット２５によって転写されずに感光体ドラム２１表面に残った残留トナーを除去するためのクリーニング装置（ここではクリーナユニット）２６とを備えている。
【００２６】
詳しくは、画像形成装置１００は、原稿から読取られた画像データを取得したり、或いは、パーソナルコンピュータやファクシミリ装置等の外部処理装置（後述する図４参照）１２３から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録材に形成するものである。画像形成装置１００は、その構成を大別すると、原稿搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、画像形成部（以下、プリンタエンジンという）１２９、搬送路４０及び給紙部１０５からなっている。
【００２７】
原稿搬送部１０１は、少なくとも１枚の原稿が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送するようになっている。また、原稿搬送部１０１は、この原稿を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿を原稿排紙トレイ１２に排出するようになっている。
【００２８】
原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３が配設されている。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿が通過する際に、原稿裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿裏面の画像を示す画像データを出力するものである。
【００２９】
画像読取り部１０２は、原稿が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿表面を露光するようになっている。また、画像読取り部１０２は、第１及び第２走査ユニット１５，１６のミラーによって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像するようになっている。ＣＣＤ１８は、原稿表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力するものである。
【００３０】
画像読取り部１０２は、さらに、原稿が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５，１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿表面を露光するようになっている。また、画像読取り部１０２は、第１及び第２走査ユニット１５，１６によって原稿表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿表面の画像をＣＣＤ１８上に結像するようになっている。
【００３１】
ＣＩＳ１３若しくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、後述する制御部２００及び記憶部１５０（図１では図示省略、図４参照）により各種の画像処理を施されてから、プリンタエンジン１２９に出力される。
【００３２】
なお、原稿搬送部（ＡＤＦ）１０１及び画像読取り部１０２により、イメージスキャナユニット１２５を構成している。
【００３３】
プリンタエンジン１２９は、記憶部１５０に記憶された画像データに基づき原稿画像を記録材に記録するものであって、既述の感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込ユニット２３、現像装置２４、転写ユニット２５、クリーナユニット２６及び定着ユニット２７を備えている。
【００３４】
感光体ドラム２１は、所定の回転方向（図中矢印Ｙ方向）に所定の一定の周速度Ｖｃで回転駆動されるものである。感光体ドラム２１は、記憶部１５０に記憶された画像データに基づき静電潜像が形成されるようになっている。感光体ドラム２１は、ここでは、表層が有機光導電性材料からなる有機感光体とされている。
【００３５】
帯電器２２は、ここでは、チャージャー型のものとされている。なお、帯電器２２は、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであってもよい。
【００３６】
光書込ユニット２３は、ここでは、二つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂ及び二つのミラー群２９ａ，２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）とされている。この光書込ユニット２３は、入力される画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ，２８ｂからそれぞれ出射するようになっている。また、光書込ユニット２３は、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ，２９ｂを介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光するようになっている。これにより、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成することができる。また、光書込ユニット２３は、ここでは、高速画像形成処理に対応するために二つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂを備えた２ビーム方式が採用され、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減できるようになっている。
【００３７】
なお、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。
【００３８】
現像装置２４は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナー及び磁性キャリアを主成分とする２成分現像剤（図示せず）を用い磁気ブラシを形成して現像し、トナー像（可視像とも称する）を感光体ドラム２１表面に形成するものである。この現像装置２４の詳細については、のちほど説明する。
【００３９】
転写ユニット２５は、ここでは、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３及び弾性導電性ローラ３４を備えている。転写ベルト３１は、これらのローラ３２〜３４及び他のローラに張架されている。転写ベルト３１は、これらのローラの回転によって表面が移動することで、その表面に載せられた記録材を搬送するようになっている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０9〜１×１０13Ω／ｃｍ）を有している。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられている。これにより、転写ベルト３１上の記録材を感光体ドラム２１表面に押し付けることができる。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の転写電界が印加される。この逆極性の転写電界により感光体ドラム２１表面のトナー像を転写ベルト３１上の記録材に転写することができる。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有する場合は、弾性導電性ローラ３４に印加される転写電界の極性が（＋）極性とされる。
【００４０】
定着ユニット２７は、ここでは、記録材を加熱及び加圧して、該記録材上のトナー像を加熱定着させるものとされている。
【００４１】
詳しくは、定着ユニット２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５内部には、該加熱ローラ３５表面を所定温度（定着温度：概ね１６０〜２００℃）に設定するための熱源が設けられている。また、加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に図示しない加圧部材が配置されている。この定着ユニット２７は、加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接部（定着ニップ部と称される）に記録材が搬送されてくると、各ローラ３５，３６により記録材が搬送されつつ、記録材上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されるようになっている。これにより、トナー像を記録材上に定着することができる。
【００４２】
クリーナユニット２６は、ここでは、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収するクリーニングブレード２６Ａを有するものとされている。
【００４３】
搬送路４０には、記録材を搬送するための複数対の搬送ローラ４１と、一対のレジストローラ４２とが設けられている。一対のレジストローラ４２は、複数対の搬送ローラ４１からの記録材を感光体ドラム２１上の静電潜像と同期をとって搬送するものである。
【００４４】
給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、複数枚の記録材を蓄積しておくためのものであり、ここでは、画像形成装置１００の下部に設けられている。
【００４５】
また、画像形成装置１００の側面には、複数種の記録材を多量に収容可能な大容量給紙トレイ（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズ及び／又は少量の記録材を供給するための手差しトレイ５３が設けてられている。手差しトレイ５３とは反対側の側面に排紙トレイ４７が配置されている。
【００４６】
次に、現像装置２４について詳述する。図２及び図３は、図１に示す現像装置２４の概略断面図である。図２は、現像装置２４を側面から視た図であり、図３は、現像装置２４を平面から視た図である。
【００４７】
図２及び図３に示すように、現像装置２４は、現像剤担持体５５、循環搬送部６０及びトナー濃度検出センサ１４１を備えている。
【００４８】
現像剤担持体５５は、現像剤を担持するものであり、ここでは現像ローラとされている。現像剤担持体５５は、表面に現像剤を担持して所定の回転方向（図中矢印Ｚ）に所定の一定の周速度Ｖｄで回転駆動されるようになっている。これにより、現像剤担持体５５は、表面に担持した現像剤を、感光体ドラム２１上の静電潜像を現像する所定の現像位置Ｐ４へ搬送することができる。
【００４９】
具体的には、現像剤担持体５５は、非磁性のステンレス鋼からなる円筒体のスリーブ７８と、外周部に沿って回転方向ＺにＮ極の磁極Ｎ１，Ｓ極の磁極Ｓ１，Ｎ極の磁極Ｎ３，Ｎ極の磁極Ｎ２，Ｓ極の磁極Ｓ２がこの順で並んだマグネットロール７９とを備えている。スリーブ７８内部にはマグネットロール７９が収容されている。スリーブ７８は、マグネットロール７９に対して相対回転可能とされており、矢印Ｚ方向に回転駆動されるようになっている。
【００５０】
循環搬送部６０は、現像剤担持体５５の外周面の所定の供給位置Ｐ３で現像剤を供給しつつ現像剤担持体５５の軸方向に沿った所定の搬送方向（図中Ｘ１方向）に搬送するように該現像剤をループ状に循環させるものである。
【００５１】
詳しくは、循環搬送部６０は、現像剤担持体５５に現像剤を供給すると共に、該現像剤担持体５５の前記搬送方向Ｘ１に所定の搬送速度Ｖｓで該現像剤をループ状に循環搬送させるようになっている。
【００５２】
本実施の形態では、循環搬送部６０は、第１搬送路６７と、第２搬送路６９と、第１搬送部材６１と、第２搬送部材６３とを備えている。
【００５３】
第１搬送路６７は、現像剤担持体５５に現像剤を供給するように軸方向に延びている。第２搬送路６９は、第１搬送路６７に沿って延び且つ第１搬送路６７と共にループ状の循環搬送路５７を形成するように軸方向の一端部６９ａが第１搬送路６７の軸方向の一端部６７ａに且つ他端部６９ｂが第１搬送路６７の他端部６７ｂに連通している。
【００５４】
第１搬送部材６１は、第１搬送路６７における現像剤を軸方向の一方側６７ａから他方側６７ｂへ搬送するものである。第２搬送部材６３は、第２搬送路６９における現像剤を軸方向の他方側６９ｂから一方側６９ａへ搬送するものである。
【００５５】
そして、循環搬送部６０は、第１及び第２搬送路６７，６９にて形成される循環搬送路５７において第１及び第２搬送部材６１，６３が協働して現像剤を循環させるように構成されている。
【００５６】
具体的には、循環搬送路５７は両端部が互いに連通し、往路と復路の関係となる第１搬送路６７と第２搬送路６９にて形成され、第１搬送路６７は、現像剤担持体５５に近接するように配置されている。第１搬送部材６１は、ここでは、第１搬送路６７内の現像剤を軸方向の一方側６７ａから他方側６７ｂへ搬送するための第１搬送スクリューとされている。第２搬送部材６３は、ここでは、第２搬送路６９内の現像剤を軸方向の他方側６９ｂから一方側６９ａへ搬送するための第２搬送スクリューとされている。
【００５７】
第１搬送路６７には、軸回転する第１搬送スクリュー６１が配置されておいる。第２搬送路６９には、軸回転する第２搬送スクリュー６３が配置されている。この第１及び第２搬送スクリュー６１，６３には、それぞれ、現像剤の搬送とトナー及びキャリアの混合とを行うための螺旋状フィン７１，７３が設けられている。
【００５８】
また、第１及び第２搬送スクリュー６１，６３は、それぞれ、一方の端部において駆動歯車７５，７７が互いに噛合した状態で設けられており、これにより、互いに逆方向に回転するようになっている。そして、第１及び第２搬送スクリュー６１，６３は、スリーブ７８と共に回転駆動されるようになっている。
【００５９】
さらに説明すると、現像装置２４は、現像剤担持体５５を支持する本体部５９を備えている。本体部５９は、現像剤担持体５５の近傍に循環搬送路５７を形成している。循環搬送路５７を形成する第１及び第２搬送路６７，６９は、両端部が連通するように本体部５９を仕切板７４にて分け隔てることで形成されている。そして、本体部５９内に収容された現像剤が第１及び第２搬送路６７，６９内を循環しつつ搬送されるようになっている。
【００６０】
トナー濃度検出センサ１４１は、循環搬送部６０を循環する現像剤のトナー濃度を検出するものである。詳しくは、トナー濃度検出センサ１４１は、循環搬送部６０の所定の検出位置Ｐ１で現像剤のトナー濃度を検出するようになっている。なお、トナー濃度検出センサ１４１は、ここでは、現像剤中のキャリア成分を検出する透磁率センサとされており、現像剤のトナー濃度に関する情報を検出できるようになっている。
【００６１】
本実施の形態では、トナー濃度検出センサ１４１は、第２搬送路６９において、検出位置Ｐ１（ここでは軸方向の中央部）に検出部１４１ａが位置するように設けられている。
【００６２】
画像形成装置１００は、現像装置２４における現像剤にトナーを補給するトナー補給装置７０をさらに備えている。トナー補給装置７０はトナーを貯留するタンクを備えている。
【００６３】
第２搬送路６９において、所定の補給位置Ｐ６で現像剤に対してトナーの補給が行われるようになっている。詳しくは、第２搬送路６９の補給位置Ｐ６（ここでは軸方向の他端部６９ｂ）には、トナー補給装置７０から補給されるトナーを受け入れるトナー補給口６５が形成されている。
【００６４】
以上説明した現像装置２４では、第１搬送路６７を搬送方向Ｘ１に搬送される現像剤は、マグネットロール７９にて形成される磁極の磁力によってスリーブ７８に担持される。このとき、スリーブ７８上には磁力によりキャリアが吸着されると共に該吸着されたキャリアに摩擦帯電によってトナーが吸着される。
【００６５】
スリーブ７８に担持された現像剤は、該スリーブ７８の回転方向Ｚの回転によって搬送され、本体部５９に設けられた層厚規制部材５８にて層厚が規制された状態で感光体ドラム２１表面と対向した現像位置Ｐ４に移行する。現像位置Ｐ４に移行した現像剤は、スリーブ７８と感光体ドラム２１との間に印加される現像バイアス電圧によって、トナーのみが感光体ドラム２１上の静電潜像へ静電的に移行して該静電潜像を可視像化（現像）する。
【００６６】
こうして現像された現像剤は、その後、マグネットロール７９の磁極Ｎ３，Ｎ２によって形成される反発磁界領域においてスリーブ７８の表面から落下し、第１搬送路６７に戻されて第２搬送路６９へ搬送され、循環搬送路５７を循環する。循環搬送路５７を循環する現像剤は、制御部２００のトナー補給制御によって、検出位置Ｐ１におけるトナー濃度検出センサ１４１にてトナー濃度が検出されると共に補給位置Ｐ６におけるトナー補給口６５でトナー補給装置７０から必要に応じてトナーが補給される。このトナー補給制御については、のちほど詳述する。
【００６７】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１００の制御系について説明する。図４は、本実施の形態に係る画像形成装置１００の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【００６８】
図４に示すように、制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２１を備えている。なお、ＣＰＵ１２１に代えてＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いてもよい。記憶部１５０は、各種制御プログラムや必要な関数を記憶しており、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいる。
【００６９】
制御部２００は、ＣＰＵ１２１によって、各種制御プログラムを記憶部１５０から読み出し、該読み出した制御プログラムが実行されることで、画像形成プロセス制御を行うように構成されている。
【００７０】
なお、トナー濃度センサ１４１は検出信号が入力されるように制御部２００の入力系に接続されている。また、トナー補給装置７０は作動信号が出力されるように制御部２００の出力系に接続されている。
【００７１】
具体的には、制御部２００は、システムコントローラ１０１、ＨＤＤコントローラ１０５、通信インターフェイス１０７、Ｉ／Ｏコントローラ１１３及びイメージコントローラ１１５を備えている。これらの制御系１０１，１０５，１０７，１１３，１１５は、ＰＣＩバス１１７により相互に接続されている。
【００７２】
システムコントローラ１０１はＣＰＵ１２１に接続されている。このシステムコントローラ１０１は、画像形成装置１００を構成する各手段との間でデータ信号や制御信号の送受信を行って複写動作やプリント動作などを統括的に制御するものである。システムコントローラ１０１は、データ転送制御の下で各種制御プログラムがシステムメモリ１１９に読み出され、これをＣＰＵ１２１が実行することによって各種制御が実現されるようになっている。
【００７３】
ＨＤＤコントローラ１０５は、画像形成装置１００に備えられた外部メモリ１０３を接続している。外部メモリ１０３は、ここではハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという）とされている。このＨＤＤ１０３は、原稿から読み取った読み取り画像データの処理や、画像データのプリンタ処理などの際に、必要に応じてその処理データを記憶する大容量の不揮発メモリである。また、ＨＤＤ１０３は、画像形成装置１００と通信可能な外部処理装置１２３からの要求に応じて、その外部処理装置から送信されてくる画像データの保存先としても用いることができる。また、ＨＤＤコントローラ１０５は、このＨＤＤ１０３における画像データの保存や消去などの処理を行うことができる。
【００７４】
通信インターフェイス１０７は、外部処理装置１２３を接続可能としている。この通信インターフェイス１０７は、外部処理装置１２３からの画像データを受け入れるための通信インターフェイス手段である。通信インターフェイス１０７は、外部処理装置１２３からの画像形成要求があった場合には、その情報に基づいて画像形成動作を実行するようになっている。また、通信インターフェイス１０７は、スキャナユニット１２５で読み取った画像データを外部処理装置１２３へ送信することもできる。
【００７５】
Ｉ／Ｏコントローラ１１３は、画像形成装置１００に備えられた表示部１０９及び入力部１１１を接続している。このＩ／Ｏコントローラ１１３は、表示部１０９及び入力部１１１におけるデータの入出力制御を行うようになっている。表示部１０９は、画像形成装置１００の表示情報を表示する表示装置を備えている。この表示装置は、液晶表示装置やＬＥＤランプ等で構成することができる。入力部１１１は、画像形成装置１００の入力情報を入力する入力装置を備えている。この入力装置は、シートキーや液晶表示装置の表面に設けられたタッチパネル等で構成することができる。
【００７６】
イメージコントローラ１１５は、スキャナコントローラ１２７を介してスキャナユニット１２５を接続していると共に、エンジンコントローラ１３１を介してプリンタエンジン１２９を接続している。また、イメージコントローラ１１５は、画像メモリ１３３及び画像処理ＬＳＩ１３５も接続している。
【００７７】
スキャナコントローラ１２７は、スキャナユニット１２５におけるスキャニング動作の制御を行うものである。
【００７８】
エンジンコントローラ１３１は、トナー濃度センサ１４１や他のセンサの検出信号を受けると共に、画像形成に関する処理を実行するプリンタエンジン１２９に対して制御信号を出力することにより、プリンタエンジン１２９を制御するものである。また、エンジンコントローラ１３１は、画像データを制御信号に合わせてプリンタエンジン１２９における光書込ユニット２３へ送信するようになっている。エンジンコントローラ１３１は、プリンタエンジン１２９におけるトナー補給装置７０を作動する作動信号を該トナー補給装置７０へ送信するようになっている。なお、エンジンコントローラ１３１には、画像データ及び後述するトナー測定濃度値を記憶するメモリ１３１ａが設けられている。
【００７９】
イメージコントローラ１１５は、スキャナユニット１２５によって読み取られた画像データの転送処理や、プリンタエンジン１２９に対して送信するデータの転送処理などを行うものである。また、イメージコントローラ１１５は、メモリ１１５ａに記憶される画像データについて各種画像処理を行い、画像データに対して圧縮、伸張、回転などの処理なども行う。このイメージコントローラ１１５は、例えば、高速データ処理を行うためのＬＳＩなどによって構成され得る。
【００８０】
画像メモリ１３３は、プリンタエンジン１２９にて画像形成するための画像データを一時的に格納するものであり、画像データを格納するメモリ領域が形成されるページメモリを含んでいる。
【００８１】
画像処理ＬＳＩ１３５は、印刷すべき画像データに対して、領域分離処理、領域分離された文字領域や網点領域に適した強調や平滑化のフィルタ処理、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換及び黒生成、原稿画像の階調を再現するためのディザや誤差拡散等の中間調処理など、プリンタエンジン１２９で高画質の画像を形成するための各種画像処理を施すものである。
【００８２】
なお、記憶部１５０は、前記した各種メモリ１３１ａ，１１５ａ，１３３を含んでいる。
【００８３】
次に、制御部２００における画像データの処理の流れについて説明する。図５は、制御部２００における画像データの処理の流れを示す図である。
【００８４】
図５に示すように、制御部２００では、スキャナユニット１２５により読み取られた原稿画像に基づく画像データが入力されると（ステップＳＴ１）、該入力された画像データは、先ず、画像処理ＬＳＩ１３５にて領域分離処理がなされる（ＳＴ２）。ここで、領域分離処理とは、入力画像データ中の各画素が、文字領域、網点領域、写真領域等のうちの何れに属するか判別する処理をいう。
【００８５】
領域分離処理された画像データは、イメージコントローラ１１５にて圧縮処理がなされ（ＳＴ３）、一旦、画像メモリ１３３（１５０）及び／又はＨＤＤ１０３に記憶される（ＳＴ４）。
【００８６】
こうして記憶された圧縮画像データは、イメージコントローラ１１５にて伸張処理がなされ（ＳＴ５）、画像メモリ１３３にページ単位で格納される。
【００８７】
伸張処理された画像データは、画像処理ＬＳＩ１３５にて階調を再現する場合には中間調処理がなされ、また、画像の拡大又は縮小が指定された場合には該指定された設定に基づき拡大処理又は縮小処理がなされると共に（ＳＴ６）、イメージコントローラ１１５にて必要に応じて画像の回転処理がなされる（ＳＴ７）。
【００８８】
このようにして処理された画像データは、エンジンコントローラ１３１にてプリンタエンジン１２９による画像形成処理がなされる（ＳＴ８）。
【００８９】
次に、本発明の実施に係る画像形成装置１００の制御部２００によるトナー補給制御について詳述する。
【００９０】
制御部２００は、前記制御プログラムを実行することで、トナー濃度センサ１４１で現像装置２４における現像剤のトナー濃度を測定すると共に画像データに基づきトナー消費量を予測し、トナー測定濃度値とトナー予測消費量とから現像後のトナー濃度を推定することで、トナー補給を行うようになっている。
【００９１】
即ち、前記制御プログラムは、制御部２００を、トナー濃度測定手段、記憶手段、トナー消費量予測手段、トナー濃度推定手段及びトナー補給制御手段を含む手段として機能させるためのものである。
【００９２】
図６は、現像剤が循環する循環搬送部６０を模式的に示した平面図である。図７は、トナー濃度測定濃度値、トナー予測消費量、現像後トナー濃度推定値及び補給後トナー濃度推定値がメモリに書き込まれる状態を示す図である。
（トナー濃度の測定）
前記トナー濃度測定手段は、トナー濃度検出センサ１４１にて検出された現像剤のトナー濃度を現像剤搬送方向Ｘ１に沿った所定の搬送長さごとに測定するものである。
【００９３】
前記トナー濃度測定手段では、ここでは、循環搬送部６０を一定の搬送速度Ｖｓで循環する現像剤のトナー濃度をトナー濃度検出センサ１４１にて所定の設定時間ｔ１，ｔ２，…，ｔｎごとに測定するようになっている。なお、搬送長さは、ここでは、循環する現像剤の１巡分の長さを２以上の整数ｎで割った長さである。また、現像剤は循環するので、現像剤が１巡するとｎは１に戻る。
（トナー測定濃度値の記憶）
前記記憶手段は、前記トナー濃度測定手段にて測定された搬送長さごとの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎを搬送長さごとの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎに対応させた状態で記憶部１５０に記憶するものである。
【００９４】
前記記憶手段は、ここでは、前記トナー濃度測定手段にて測定された設定時間ｔ１，ｔ２，…，ｔｎごとの現像剤のトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎを設定時間ｔ１，ｔ２，…，ｔｎごとに対応させた状態でエンジンコントローラ１３１におけるメモリ１３１ａ（１５０）に順次記憶するようになっている。
（トナー消費量の予測）
前記トナー消費量予測手段は、記憶部１５０に記憶された画像データのうち、搬送長さごとの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎによって現像される感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像データの領域を特定すると共に該特定された各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎに対する特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを予測する。
【００９５】
前記トナー消費量予測手段は、ここでは、搬送速度Ｖｓで搬送される現像剤が循環搬送部６０の検出位置Ｐ１から現像剤担持体５５の搬送方向Ｘ１上流側端部の画像形成開始位置Ｐ２を経て下流側端部の画像形成終了位置Ｐ５にわたって搬送方向Ｘ１に沿って搬送されつつ周速度Ｖｄで回転される現像剤担持体５５に担持された状態で供給位置Ｐ３から現像位置Ｐ４に至るタイミングと、周速度Ｖｃで回転される感光体ドラム２１上の静電潜像が現像位置Ｐ４に至るタイミングとにより、搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎごとの画像データｄ１，ｄ２，…，ｄｎの領域を特定している。
（現像後のトナー濃度推定）
前記トナー濃度推定手段は、前記記憶手段にて記憶部１５０に記憶された各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎと、前記トナー消費量予測手段にて予測された対応する各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎとに基づき、対応する各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎによる現像後の該現像剤のトナー濃度Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを推定する。
【００９６】
前記トナー濃度推定手段は、ここでは、エンジンコントローラ１３１におけるメモリ１３１ａに記憶されている各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎをメモリ１３１ａから順次読み出し、該読み出したトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎから、対応する各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを減した値（（Ｅ１−Ｈ１），（Ｅ２−Ｈ２），…，（Ｅｎ−Ｈｎ））を現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎとし、この現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを順次メモリ１３１ａに記憶する。
（トナーの補給制御）
前記トナー補給制御手段は、前記トナー濃度推定手段にて推定された各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎと、予め設定されたトナー設定濃度値Ｓとに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎへのトナーの補給制御を行う。
【００９７】
前記トナー補給制御手段は、ここでは、搬送速度Ｖｓで搬送される現像剤が循環搬送部６０の検出位置Ｐ１から補給位置Ｐ６に至るタイミングにより、前記各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎへのトナーの補給タイミングを特定している。
【００９８】
そして、前記トナー補給制御手段は、現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎと、トナー設定濃度値Ｓとに基づき、対応する前記各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎへのトナー補給の有無を判定すると共に、トナー補給を行う場合はそのトナー補給量を求める。
【００９９】
具体的には、メモリ１３１ａに記憶された現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎとトナー設定濃度値Ｓ（制御閾値）とを比較し、トナー設定濃度値Ｓが現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎより低いと判断した場合には、その差分だけトナー補給装置７０からトナーを補給する。例えば、トナー補給装置７０が単位時間当たりに一定量のトナーを補給するものである場合、トナー設定濃度と現像後トナー推定濃度値とを減じた差分となるように、トナーの補給開始タイミングと終了タイミングとを制御することができる。
【０１００】
以上説明したように、本発明の実施に係る画像形成装置１００では、トナー濃度検出センサ１４１を用い、該トナー濃度検出センサ１４１により検出されたトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎと特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎから予測された対応するトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎとによって、対応する現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを推定し、該推定された現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎとトナー設定濃度値Ｓとに基づき、対応する現像剤へのトナーの補給制御を行うので、現像剤によって現像される感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像データに即した該現像剤へのトナー補給制御を精度良く行うことが可能となる。
【０１０１】
本実施の形態についてさらに説明すると、トナー濃度検出センサ１４１は、本実施の形態では、現像剤に対してトナーの補給が行われる位置Ｐ６よりも現像剤搬送方向Ｘ１下流側に配置されている。
【０１０２】
そして、前記トナー濃度推定手段は、本実施の形態では、前記トナー補給制御手段にて補給される各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎへのトナーの補給量に基づき、対応する各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎへのトナー補給後の該現像剤のトナー濃度Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎを推定すると共に、該推定された各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎの補給後トナー推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎと、前記トナー補給制御手段にてトナーが補給された後の前記トナー濃度測定手段にて測定された対応する各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎとを比較して得られた差分（（Ｇ１−Ｅ１），（Ｇ２−Ｅ２），…，（Ｇｎ−Ｅｎ））を所定のサンプル数（例えば、循環する現像剤の１巡分）だけ積算する。
【０１０３】
そして、前記トナー補給制御手段は、前記トナー濃度推定手段にて積算された積算値に基づき、トナー設定濃度値Ｓを調整する。
【０１０４】
また、前記トナー濃度推定手段は、本実施の形態では、推定された各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎ及び補給後トナー推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎに対して平均化処理を行っている。
【０１０５】
次に、現像剤にトナーが補給される具体的動作について図５から図８を参照しながら説明する。図８は、各搬送長さの現像剤ｄ１，ｄ２，…，ｄｎがトナーを消費する画像の領域を示す模式図である。
【０１０６】
本実施の形態に係る画像形成装置１００では、トナーの補給動作が行われるにあたり、先ず、トナー濃度センサ１４１が循環搬送路５７を循環する現像剤のトナー濃度を所定の設定時間ｔ１，ｔ２，…，ｔｎごとに測定する。即ち、循環する現像剤を仮想的に搬送方向Ｘ１に同じ長さのｎ個のブロックに分けられた各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー濃度をセンサ１４１が順に検出するものとすることができる。
【０１０７】
なお、トナー濃度を検出する際には、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎにつき、１回ずつ検出してその検出値を代表値としてもよいし、複数回検出してその平均値を代表値としてもよい。
【０１０８】
エンジンコントローラ１３１におけるメモリ１３１ａでは、図７に示すように、センサ１４１により検出された１巡分の各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎが書き込まれるメモリ領域が形成される。以降求められる値も同様にメモリ領域が形成される。なお、メモリ内に形成されるメモリ領域は、各値が処理に必要な分だけ確保されており、処理に必要でなくなった値は順次に上書きされるようになっている。
【０１０９】
ここでは、これらのメモリ領域をエンジンコントローラ１３１に設けているが、それに限定されるものではない。例えば、イメージコントローラ１１５におけるメモリ１１５ａ（１５０）の一部を利用してもよいし、画像メモリ１３３（１５０）の一部を利用するようにしてもよい。
【０１１０】
次に、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが循環搬送路５７を１巡する間に消費する現像剤のトナー消費量を該現像剤にて現像される静電潜像に対応する画像データに基づき予測する。なお、画像データは、イメージスキャナユニット１２５により原稿をスキャンすることで得られるデータの他、画像形成装置１００に接続される外部処理装置から受信することで得られるデータなどを含む。
【０１１１】
各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎは、循環搬送路５７における第１搬送路６７から現像剤担持体５５へトナーを供給する幅（画像形成幅）Ｗを通過する際にトナーを消費する。また、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎは、画像形成幅Ｗを通過する際、図８に示すように、回転する感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像１１ａ，１１ｂ…に対して斜めのラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎに沿った領域でトナーを消費することになる。即ち、このラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎは、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが現像の際に感光体ドラム２１上を移動する現像軌跡仮想ラインである。このラインＬの傾きは、現像剤の搬送速度Ｖｓと、感光体ドラム２１に静電潜像が形成される速度Ｖｃ（感光体ドラム２１の周速度（画像形成速度））とによって決定される。
【０１１２】
画像メモリ１３３に記憶された画像データは、光書込ユニット２３にて所定のタイミングで感光体ドラム２１に静電潜像として書き込まれる。該書き込まれた静電潜像は、現像剤担持体５５からトナーの供給を受けて可視像化される。一方、感光体ドラム２１にトナーを供給した現像剤担持体５５は、第１搬送路６７を搬送される現像剤からトナーの供給を受ける。
【０１１３】
このため、光書込ユニット２３にて感光体ドラム２１に静電潜像が書き込まれてから、現像剤担持体５５からトナーの供給を受けるまでの感光体ドラム２１の回転に要する時間と、感光体ドラム２１にトナーを供給した現像剤担持体５５が第１搬送路６７を搬送される現像剤からトナーの供給を受けるまでに現像剤担持体５５の回転に要する時間とが経過したタイミングで、回転している感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する位置を現像剤搬送方向Ｘ１に向けて搬送されている現像剤ブロックからトナーが消費されることになる。
【０１１４】
従って、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが画像形成幅Ｗを通過するタイミングによって、感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像１１ａ，１１ｂ…の現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎのうちの何れのラインに沿った領域が対応するかを特定することができる。
【０１１５】
また、感光体ドラム２１に静電潜像として書き込まれる画像メモリ１３３の各原稿ａ，ｂ，ｃに対応する画像データ１３３ａ，１３３ｂ，…についても、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎと対応する各現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎに沿った画像メモリ１３３内の画像データの領域を特定することができる。
【０１１６】
そこで、特定された各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎに対する特定領域に対応する画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに基づき、対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー消費量を予測することができる。換言すれば、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが画像形成幅Ｗを通過する際のトナー消費量を、画像メモリ１３３の対応する特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに基づいて、予測することができる。
【０１１７】
例えば、現像剤が、現像剤搬送速度Ｖｓで第１搬送路６７及び第２搬送路６９で形成される循環搬送路５７を２２秒で１巡し、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが、画像形成幅Ｗを９秒で通過するとする。また、画像形成速度として、回転する感光体ドラム２１に、１分間に原稿２０枚分（即ち９秒間に原稿３枚分）の静電潜像が形成されるとし、図８に示すように、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字が記載された原稿ａ，ｂ，ｃをソート（部単位）で複数部数画像形成するとする。
【０１１８】
このような場合、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎは、画像形成幅Ｗを通過する際、つまり画像形成幅Ｗを通過する９秒間に、図８に示すように、感光体ドラム２１に形成される原稿３枚分の静電潜像に対して、それぞれ、斜めの各現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎに沿った領域でトナーを消費することになる。なお、ラインＬ２やラインＬ３に対応する現像剤ブロックのように、４枚目の画像に対してトナーを消費するブロックもあるが、１枚目の画像に対してはそれだけトナーは消費されていないため、各ラインＬの長さは、同じである。従って、各ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎは、上記条件のもとでは、実質的には、離間して並べられた原稿３枚分の対角線の長さになる。
【０１１９】
そして、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎは、対応する各現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎと、各原稿ａ，ｂ，ｃに対応する画像データ１３３ａ，１３３ｂ，…のトナー消費に関わる部分とが重なる部分、図示例では、図８における原稿ａ、原稿ｂ及び原稿ｃの「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の文字部分とラインＬとが重なる部分において、トナーを消費する。従って、一つの現像剤ブロックｄが画像形成幅Ｗを通過する際に、図８に示す現像軌跡仮想ラインＬ上において消費するトナー量を画像データＩから予測することができる。
【０１２０】
例えば、図８に示す現像軌跡仮想ラインＬ１に対応する現像剤ブロックｄ１は、原稿ａ〜ｃに対応する画像データ１３３ａ，１３３ｂ，…のうちの特定領域に対応する画像データＩ１に基づいてトナー消費量が予測される。
【０１２１】
具体的には、図５に示すように、画像メモリ１３３に保存された画像処理後の原稿ａ，ｂ，ｃの画像データ１３３ａ，１３３ｂ，…のうちの特定領域に対応する各画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに基づいて、イメージコントローラ１１５がトナーを付着させるべき各面積率を算出し、この各面積率から、対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎに対する各現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎにおけるトナーの消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを予測する（ＳＴ９）。なお、トナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎは、例えば、各現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎに対応する画像データにおける画素のうちトナー消費に関わる総画素数に、１画素当たりのトナー付着量を乗じて求めることができる。
【０１２２】
そして、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎについて、センサ１４１による各トナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎから、対応する各トナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを減じて、補給位置Ｐ６における対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを算出し（ＳＴ１０）、メモリ１３１ａに書き込む。
【０１２３】
本実施の形態では、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値を書き込む際に、平均化処理を行って書き込むようにしている。
【０１２４】
この平均化処理は、例えば、現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを関数ｆ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）とした場合、処理対象の現像後トナー推定濃度値ｆ（ｉ）を含む前後の現像後トナー推定濃度値を用いて下記の式（１）により算出してもよい。
【０１２５】
【数１】
2008241897.tif 000003
また、所定の分布関数ｑ（ｊ）を用いて下記の式（２）の畳み込み演算により平均化後のｆ（ｉ）を算出してもよい。
【０１２６】
【数２】
2008241897.tif 000004
このように、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを平均化してメモリ１３１ａに書き込むことで、実際に循環搬送部６０を循環する現像剤の搬送中の撹拌作用等によってトナー濃度が平均化することを現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎに反映させることが可能となる。
【０１２７】
次に、エンジンコントローラ１３１は、メモリ１３１ａに書き込まれた現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎからトナーの補給の要否を判定する（ＳＴ１１）。
【０１２８】
エンジンコントローラ１３１は、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを、予め定められたトナー設定濃度値Ｓ（制御閾値）と比較し、現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎがトナー設定濃度値Ｓより低いと判断した場合に、その差分だけトナーをトナー補給装置７０から補給する。
【０１２９】
また、エンジンコントローラ１３１は、現像剤の搬送速度Ｖｓに基づいて、センサ１４１によりトナー濃度が検出された各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎが補給位置Ｐ６へ到達する時間を計っており、センサ１４１によるトナー濃度の検出位置Ｐ１と補給位置Ｐ６におけるトナー補給とのタイミングを合わせている。そして、エンジンコントローラ１３１は、トナー補給量が、トナー設定濃度値Ｓから現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを減じた差分となるように、補給の開始と終了のタイミングを合わせている（ＳＴ１２）。
【０１３０】
なお、ここでは、トナー消費量を予測する際に、画像メモリ１３３に保存された印刷直前の画像データを使用している。しかし、図５に示すように、領域分離された画像データからイメージコントローラ１１５が出力画像データとなるようにシミュレーションし（ＳＴ１３）、これに基づいて、上記と同様に、トナーの消費量を予測してもよい。
【０１３１】
本実施の形態では、トナー補給後の各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー濃度Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎを推定し、この推定値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎとセンサ１４１によるトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎとを比較し、トナー設定濃度値Ｓを調整している。
【０１３２】
ここでは、既述したように、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎがセンサ１４１により測定され、そのトナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎからトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎが減算された現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎを推定し、この現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎに基づいて、トナー補給の有無や補給量が決められる。そして、トナー補給後の各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの補給後トナー推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎは、例えば、現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎに補給量を加算することで推定できる。ここで、本実施の形態の場合、センサ１４１を通過した後、現像されて補給位置Ｐ６を通過し、再びセンサ１４１を通過する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー濃度は、トナー設定濃度値Ｓとなっているはずである。
【０１３３】
かかる観点から、本実施の形態では、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの補給後トナー推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎと、前記トナー補給制御手段にてトナーが補給された後にセンサ１４１にて検出されて前記トナー濃度測定手段にて測定された対応する各トナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎとを比較する。そして比較した差分を例えば１巡分積算し、この積算値に応じてトナー設定濃度値Ｓを変化させている。具体的には、得られた積算値がプラスとなる場合には、トナー設定濃度値Ｓを下げ、また、得られた積算値がマイナスとなる場合には、トナー設定濃度値Ｓを上げることができる。
【０１３４】
このように、トナー補給後の各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎの補給後推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎと、センサ１４１による測定結果とを比較することで、トナー補給量の誤差を自動的に修正することができる。
【０１３５】
なお、各トナー測定濃度値Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎとの比較に先立ち、各補給後トナー推定濃度値Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎに対して平均化処理を行ってもよい。この場合、例えば、前記した現像後トナー推定濃度値Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎの平均化処理と同様の処理を行うことができる。
【０１３６】
また、本実施の形態においては、トナーの消費量を予測するにあたり、感光体２１上の静電潜像に対応する画像を矩形の画像ブロックに分けて求めてもよい。
【０１３７】
図９は、感光体２１上の静電潜像に対応する画像を矩形のブロックに分けて現像後のトナー消費量を求める場合の説明図である。
【０１３８】
本実施の形態では、前記トナー消費量予測手段は、図９に示すように、記憶部１５０に記憶された画像データ１３３ａ，１３３ｂ，…に基づき形成される感光体ドラム２１上の静電潜像に対応する画像１１ａ，１１ｂ，…の領域を一辺が現像剤搬送方向Ｘ１にｋ１（ここではｋ１は２以上の整数）分割するとともに、他辺が現像剤搬送方向Ｘ１と直交する方向（印字出力方向）Ｘ２にｋ２（ここではｋ２は２以上の整数）分割して矩形の画像ブロックＲに分けると共に該分けられた画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋ（ｋ＝ｋ１×ｋ２）に対応する画像データに基づき、各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋで消費される現像剤のトナー消費量Ｈ１’，Ｈ２’，…，Ｈｋ’を予測し、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎに対する特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎに対応する画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋのトナー予測消費量Ｈ１’，Ｈ２’，…，Ｈｋ’に基づき、対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを求めるようになっている。
【０１３９】
詳しくは、前記トナー消費量予測手段は、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎ（例えばｄ１）のトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎ（例えばＨ１）を、対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎ（例えばｄ１）に対する特定領域の画像データＩ１，Ｉ２，…，Ｉｎ（例えばＩ１）に対応する画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋ（例えばＲ１，Ｒ２，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１６，…）の合計トナー予測消費量（例えばＨ１’＋Ｈ２’＋Ｈ６’＋Ｈ７’＋Ｈ１１’＋Ｈ１２’＋Ｈ１６’＋…）とすることで、該対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎ（例えばｄ１）のトナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎ（例えばＨ１）を求めるようになっている。
【０１４０】
さらに具体的に説明すると、図９に示すように、各原稿ａ〜ｃに対応する画像１１ａ，１１ｂ，…を矩形の画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋに分け、各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋのトナー消費量Ｈ１’，Ｈ２’，…，Ｈｋ’を予測する。そして、各ブロックＲに対応するラインＬ上の画像ブロックＲのトナー消費量を積算することで、各ブロックＲのトナー消費量を予測する。
【０１４１】
また、各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋのトナー消費量を予測する場合、現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎが各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋの通る長さに応じた係数をかけて演算することで、予測の精度を上げることができる。
【０１４２】
即ち、現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎと各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋとが重なり合う重なり度合いに応じた係数Ｋが該画像ブロックごとに予め設定されており、前記トナー消費量予測手段は、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎ（例えばｄ１）の現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎ（例えばＬ１）と重なり合う画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋ（例えばＲ１，Ｒ２，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１６，…）のトナー予測消費量（例えばＨ１’，Ｈ２’，Ｈ６’，Ｈ７’，Ｈ１１’，Ｈ１２’，Ｈ１６’，…）に該画像ブロックとの前記重なり度合いに応じた係数Ｋ（例えば０．８，０．４，０．８，０．７，０．６，０．８，０．２）を掛け合わせ、得られた値を合計（例えば０．８×Ｈ１’＋０．４×Ｈ２’＋０．８×Ｈ６’＋０．７×Ｈ７’＋０．６×Ｈ１１’＋０．８×Ｈ１２’＋０．２×Ｈ１６’＋…）することで、対応する各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎ（例えばｄ１）のトナー予測消費量を求めるようになっている。
【０１４３】
さらに具体的に説明すると、図９に示すように、現像軌跡仮想ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎが矩形の画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋの対角線を通過する場合の係数を１とし、これを基準として画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋを通る長さに応じて係数を変化させることができる。例えば、画像ブロックＲ１，Ｒ６のようにラインＬ１との重なりが長い場合は１に近い大きな係数になり、画像ブロックＲ１６のようにラインＬ１との重なりが短い場合は小さな係数になる。このように、原稿ａ，ｂ，ｃに対応する画像１１ａ，１１ｂ，１１ｃを矩形の画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋに分け、この画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋに対応する画像データから、トナー予測消費量Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎを求めることで、トナーの消費量を容易な演算処理で予測することができる。
【０１４４】
なお、各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋのトナー消費量を予測する場合、前述のように、各画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋに対応する画像データにおける画素のうちトナー消費に関わる総画素数に、１画素当たりのトナー付着量を乗じて求めることができる。また、隣接画素による影響を考慮して複数のパターンに基づいてテーブルを参照して付着量を補正するようにしてもよい。
【０１４５】
また、本実施の形態では、前記トナー消費量予測手段は、現像装置２４における循環搬送部６０を循環する現像剤の１巡の時間を、１サイクル（１枚）の画像形成に要する時間の整数倍としている。
【０１４６】
このように、現像剤の１巡の時間を、１サイクルの画像形成に要する時間の整数倍にしておくことで、各ラインＬ１，Ｌ２，…，Ｌｎが画像ブロックＲ１，Ｒ２，…，Ｒｋを通過する位置を、１サイクルの画像形成に要する時間の整数倍ごとに一致させることで特定できるため、現像剤の１巡内において係数を特定することができる。これにより、画像ブロックを累計する組合せを削減でき、それだけ、各現像剤ブロックｄ１，ｄ２，…，ｄｎのトナー予測消費量を得るための演算処理を簡素化できる。
【０１４７】
本発明の実施に係る画像形成装置１００は、本実施の形態の構成に限らず、適宜変更可能である。
【０１４８】
例えば、本実施の形態では、スキャナユニット１２５から読み取られた画像データについて説明したが、外部処理装置１２３から送られた画像データであってもよい。また、トナー濃度値などを保存するメモリは、イメージコントローラ１１５に設けたり、画像メモリ１３３を使用したりしてもよい。さらに、トナー濃度値やトナー予測消費量を書き込むメモリ領域を必ずしも分ける必要はなく、例えば、概念上環状に配置されたリングバッファを用いてトナー測定濃度値とトナー推定濃度値とが互いに不要になったデータを上書きするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す現像装置を側面から視た概略断面図である。
【図３】図１に示す現像装置を平面から視た概略断面図である。
【図４】図１に示す画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図５】制御部における画像データの処理の流れを示す図である。
【図６】現像剤が循環する循環搬送部を模式的に示した平面図である。
【図７】トナー濃度測定濃度値、トナー予測消費量、現像後トナー濃度推定値及び補給後トナー濃度推定値がメモリに書き込まれる状態を示す図である。
【図８】各搬送長さの現像剤がトナーを消費する画像の領域を示す模式図である。
【図９】感光体上の静電潜像に対応する画像を矩形のブロックに分けて現像後のトナー消費量を予測する場合の説明図である。
【符号の説明】
【０１５０】
２１                        像担持体（感光体ドラム）
２４                        現像装置
５５                        現像剤担持体（現像ローラ）
５７                        循環搬送路
６０                        循環搬送部
６１                        第１搬送部材
６３                        第２搬送部材
６７                        第１搬送路
６９                        第２搬送路
１００                      画像形成装置
１４１                      トナー濃度検出センサ
１５０                      記憶部
ｄ１，ｄ２，…，ｄｎ        搬送長さ
Ｅ１，Ｅ２，…，Ｅｎ        トナー測定濃度値
Ｆ１，Ｆ２，…，Ｆｎ        現像後トナー推定濃度値
Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｎ        補給後トナー推定濃度値
Ｈ１，Ｈ２，…，Ｈｎ        トナー予測消費量
Ｈ１’，Ｈ２’，…，Ｈｋ’  画像ブロックのトナー予測消費量
Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｎ        特定領域の画像データ
Ｐ６                        トナーの補給が行われる位置
Ｒ１，Ｒ２，…，Ｒｋ        画像ブロック
Ｓ                          トナー設定濃度値
Ｘ１                        現像剤搬送方向
【図１】
2008241897.tif 000005
【図２】
2008241897.tif 000006
【図３】
2008241897.tif 000007
【図４】
2008241897.tif 000008
【図５】
2008241897.tif 000009
【図６】
2008241897.tif 000010
【図７】
2008241897.tif 000011
【図８】
2008241897.tif 000012
【図９】
2008241897.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月28日(2007.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
【数１】
2008241897.tif 000014
また、所定の分布関数ｑ（ｊ）を用いて下記の式（２）の畳み込み演算により平均化後のｆ（ｉ）を算出してもよい。