JP2008158246A

JP2008158246A - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP2008158246A
Application number: JP2006346900A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Kobayashi; 清高小林
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2008-07-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress wasteful consumption of toner after a toner near-end is detected in an image forming apparatus that performs a calibration operation. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes an image forming section, a density detecting section, a calibration section and a toner near-end detecting section. The image forming apparatus forms a first patch using toner when performing the calibration operation. The density detecting section is capable of detecting the density of a toner image containing the first patch. Based on the first patch detected by the density detecting section, a calibration control section controls the calibration operation. The toner near-end detecting section detects a toner near-end. If a toner near-end is detected, the image forming apparatus stops the subsequent calibration operations. Also, the image forming section forms a second patch lower in density than the first patch. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像形成装置、特に、所定のタイミングでキャリブレーション動作を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that performs a calibration operation at a predetermined timing.

従来の画像形成装置として、画像データのドットカウントを行ってトナー消費量を算出し、累積トナー消費量が所定量を超えた場合に、トナーニアエンド（トナー残量が僅か）を検知し、トナーニアエンドが検知されて以降は、トナー残量を把握するための特別な画像パターン（パッチ）を形成して、パッチの濃度を光学式センサによって検知し、パッチの濃度が所定値以下になった場合にトナーエンド（トナー残量なし）と判断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional image forming apparatus, the toner consumption is calculated by performing dot count of image data, and when the cumulative toner consumption exceeds a predetermined amount, the toner near-end (the remaining amount of toner) is detected and the toner near-end is detected. After the image is detected, a special image pattern (patch) for determining the toner remaining amount is formed, the patch density is detected by an optical sensor, and the patch density falls below a predetermined value. It is known that toner end (no remaining toner) is determined (for example, see Patent Document 1).

又、別の従来の画像形成装置として、トナーニアエンドを磁気センサによって検知することで無駄なトナー消費を抑えるとともに、トナーニアエンドが検知されて以降に、光学式センサに切り替えてパッチの濃度を検知することにより、トナーエンド検知を行う画像形成装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平６−３２４５６９号公報特開２０００−１３７３７７号公報特開２００５−１０７０４７号公報特開２０００−２７８５４３号公報 As another conventional image forming apparatus, the toner near end is detected by a magnetic sensor to suppress wasteful toner consumption, and after the toner near end is detected, the optical sensor is switched to detect the density of the patch. Thus, an image forming apparatus that performs toner end detection is known (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-6-324569 JP 2000-137377 A JP 2005-1007047 A JP 2000-278543 A

特許文献１及び２の画像形成装置では、トナーニアエンドが検知されて以降は、トナー残量が少ないためにトナーが十分に補給されない。このため、トナーニアエンド以降も通常の濃度のパッチが繰り返し形成されることにより、現像ローラへのトナー供給が追いつかなくなる場合がある。 In the image forming apparatuses of Patent Documents 1 and 2, after the toner near end is detected, the remaining amount of toner is small, so that the toner is not sufficiently supplied. For this reason, the toner supply to the developing roller may not be able to catch up by repeatedly forming a patch having a normal density after the toner near end.

ところで、従来より、濃度補正や色味補正を行うためのキャリブレーション動作を行う画像形成装置が知られている（例えば、特許文献３及び４参照）。この種の画像形成装置では、所定のタイミングで濃度補正等のためのパッチが形成され、このパッチの濃度に基づいて濃度、色味等の補正を行うことにより、画質を適切に維持するようにしている。 By the way, conventionally, an image forming apparatus that performs a calibration operation for performing density correction and color correction is known (for example, see Patent Documents 3 and 4). In this type of image forming apparatus, patches for density correction and the like are formed at a predetermined timing, and the image quality is appropriately maintained by correcting the density and color based on the density of the patch. ing.

本発明の目的は、キャリブレーション動作を行う画像形成装置において、トナーニアエンドが検知されて以降の無駄なトナー消費を抑えることにある。 An object of the present invention is to suppress wasteful toner consumption after a toner near end is detected in an image forming apparatus that performs a calibration operation.

請求項１に記載の画像形成装置は、所定のタイミングでキャリブレーション動作を行う画像形成装置であって、画像形成手段と、濃度検知手段と、キャリブレーション手段と、トナーニアエンド検知手段と、トナーエンド手段とを備えている。画像形成手段は、キャリブレーション動作に際してトナーを用いて第１パッチを形成する。濃度検知手段は、第１パッチを含むトナー像の濃度を検知可能である。キャリブレーションン制御手段は、濃度検知手段により検知された第１パッチの濃度に基づいて、キャリブレーション動作を制御する。トナーニアエンド検知手段は、トナーニアエンドを検知する。トナーエンド検知手段は、トナーエンドを検知する。そして、トナーニアエンドが検知された場合に、画像形成装置は、以降のキャリブレーション動作を停止するとともに、画像形成手段は、第１パッチよりも濃度の小さい第２パッチを形成する。トナーエンド検知手段は、濃度検知手段により検知された第２パッチの濃度に基づいてトナーエンドを検知する。 The image forming apparatus according to claim 1 is an image forming apparatus that performs a calibration operation at a predetermined timing, and includes an image forming unit, a density detecting unit, a calibration unit, a toner near-end detecting unit, and a toner end. Means. The image forming unit forms the first patch using toner during the calibration operation. The density detection unit can detect the density of the toner image including the first patch. The calibration control unit controls the calibration operation based on the density of the first patch detected by the density detection unit. The toner near end detection means detects the toner near end. The toner end detection means detects the toner end. When the toner near end is detected, the image forming apparatus stops the subsequent calibration operation, and the image forming unit forms a second patch having a density lower than that of the first patch. The toner end detection unit detects the toner end based on the density of the second patch detected by the density detection unit.

この画像形成装置では、トナーニアエンドが検知されるまでは、第１パッチを形成してその濃度を検知し、その濃度に基づいて濃度補正、色味補正等のキャリブレーション動作が行われる。そして、トナーニアエンドが検知されると、以降のキャリブレーション動作は停止されるとともに、第２パッチを用いてトナーエンド検知がされる。 In this image forming apparatus, until the toner near end is detected, the first patch is formed and its density is detected, and calibration operations such as density correction and color correction are performed based on the density. When the toner near end is detected, the subsequent calibration operation is stopped and the toner end is detected using the second patch.

ここでは、トナーニアエンドが検知されて以降はキャリブレーション動作が行われないので、トナー消費量が抑えられ、トナーニアエンドからトナーエンドまでに印刷可能な補償枚数の間は濃度の良好な画像を得ることができる。 Here, since the calibration operation is not performed after the toner near end is detected, the toner consumption is suppressed, and an image having a good density is obtained during the compensation number of sheets that can be printed from the toner near end to the toner end. Can do.

また、トナーエンド検知は、第１パッチよりも濃度の小さい第２パッチを用いて行われるので、トナー消費量を抑えつつ正確なトナーエンドの検知が可能である。 Further, since the toner end detection is performed using the second patch having a density lower than that of the first patch, it is possible to accurately detect the toner end while suppressing the toner consumption.

請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１の装置において、画像形成手段は、非画像形成時に第２パッチを形成する。 An image forming apparatus according to a second aspect is the apparatus according to the first aspect, wherein the image forming means forms the second patch during non-image formation.

この画像形成装置では、第２パッチ画像の形成は、パッチ以外の画像を形成する通常画像形成動作を行っている時間以外の非画像形成時に行われるので、生産性が落ちるのを回避でき、また、トナー残量をリアルタイムで把握できる。非画像形成時としては、例えば、連続印刷における、各頁についての印刷動作の合間（以下、紙間ともいう）などが挙げられる。 In this image forming apparatus, the formation of the second patch image is performed during non-image formation other than the time during which the normal image forming operation for forming an image other than the patch is performed. , Toner remaining amount can be grasped in real time. Examples of the non-image formation include, for example, intervals between printing operations for each page in continuous printing (hereinafter also referred to as “paper interval”).

請求項３に記載の画像形成装置は、請求項１又は２の装置において、トナーニアエンドが検知された後であっても、トナーエンドが検知されるまでに画像形成装置の電源がオフされた後にオンされた場合は、キャリブレーション動作の停止を解除してキャリブレーション動作を行う。 According to a third aspect of the present invention, in the apparatus of the first or second aspect, even after the toner near end is detected, the image forming apparatus is turned off until the toner end is detected. When turned on, the calibration operation is canceled after stopping the calibration operation.

トナーニアエンドが検知されてからトナーエンドに至るまでに電源のオン・オフがされた場合は、起動時にキャリブレーション動作を行うのが好ましい。そこで、この画像形成装置では、電源オン時に限って、停止したキャリブレーション動作を行うようにしている。 When the power is turned on / off from the detection of the toner near end to the end of the toner, it is preferable to perform a calibration operation at the time of startup. Therefore, in this image forming apparatus, the stopped calibration operation is performed only when the power is turned on.

請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかの装置において、画像形成手段は、タッチダウン現像方式を採用したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the image forming unit employs a touch-down developing system.

タッチダウン現像方式を採用した画像形成装置では、画像形成動作の際に、現像ローラに隣接して配置された磁気ローラ上に磁気ブラシが形成され、トナーのみが現像ローラに移行し、現像ローラ上のトナーによって静電潜像が顕像化される。この種の画像形成装置では、特に、通常の画像形成ができる程度のトナー濃度があるにも関わらず、ゴースト画像が生じたり、トナーエンドを誤検知したりする不都合が顕著に発生する。 In an image forming apparatus employing a touch-down development method, a magnetic brush is formed on a magnetic roller disposed adjacent to a developing roller during an image forming operation, and only toner is transferred to the developing roller. The electrostatic latent image is visualized by the toner. In this type of image forming apparatus, in particular, a ghost image is generated or a toner end is erroneously detected in spite of a toner density sufficient for normal image formation.

しかし、請求項４の画像形成装置では、キャリブレーション動作により適正な濃度補正、色味補正を行った後、現像ローラ上のトナー層厚の変化、トナー残量を第２パッチにより検知するため、ゴースト画像の発生やトナーエンドの誤検知を抑制することができる。 However, in the image forming apparatus according to the fourth aspect, after the appropriate density correction and color correction are performed by the calibration operation, the toner layer thickness change on the developing roller and the toner remaining amount are detected by the second patch. Generation of ghost images and erroneous detection of toner end can be suppressed.

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１〜４のいずれかの装置において、タンデム型カラープリンタである。 An image forming apparatus according to a fifth aspect is the tandem type color printer according to any one of the first to fourth aspects.

本発明によれば、トナーニアエンドが検知されて以降はキャリブレーション動作が行われないので、トナー消費量が抑えられ、トナーニアエンドからトナーエンドまでに印刷可能な補償枚数の間は濃度の良好な画像を得ることができる。 According to the present invention, since the calibration operation is not performed after the toner near end is detected, the toner consumption is suppressed, and an image having a good density is compensated between the number of compensation sheets that can be printed from the toner near end to the toner end. Can be obtained.

＜画像形成装置の構成＞
図１に、本発明の一実施形態が採用されたタンデム型カラープリンタ１１を示す。 <Configuration of image forming apparatus>
FIG. 1 shows a tandem type color printer 11 in which an embodiment of the present invention is adopted.

プリンタ１１は、画像形成部４（画像形成手段）と、定着装置５９と、濃度センサ５５（濃度検知手段）と、制御部３０（図３参照）とを備えている。プリンタ１１は、外部のＰＣなどに接続され、画像データを送受信可能である。 The printer 11 includes an image forming unit 4 (image forming unit), a fixing device 59, a density sensor 55 (density detecting unit), and a control unit 30 (see FIG. 3). The printer 11 is connected to an external PC or the like and can transmit and receive image data.

画像形成部４は、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色に対応する感光体ドラム３Ａ〜３Ｄ、帯電器５６Ａ〜５６Ｄ、露光装置５７Ａ〜５７Ｄ、現像装置５１Ａ〜５１Ｄ、トナーコンテナ５０Ａ〜５０Ｄ及び転写装置５８Ａ〜５８Ｄと、中間転写ベルト５４とを有している。なお、中間転写ベルト５４を除く画像形成部４の各部の参照符号末尾のアルファベットＡ〜Ｄはそれぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色に対応するものであることを示す。また、以下の説明で、アルファベットＡ〜Ｄが各部の参照符号から省略されている場合は、各色の各部に共通するものとする。 The image forming unit 4 includes photosensitive drums 3A to 3D, chargers 56A to 56D, exposure devices 57A to 57D, developing devices 51A to 51D, toner containers 50A to 50D, and transfer units corresponding to black, yellow, cyan, and magenta. The devices 58A to 58D and the intermediate transfer belt 54 are included. Note that alphabets A to D at the end of reference numerals of the respective parts of the image forming unit 4 excluding the intermediate transfer belt 54 correspond to the respective colors of black, yellow, cyan, and magenta. In the following description, when alphabets A to D are omitted from the reference numerals of the respective parts, they are common to the respective parts of the respective colors.

感光体ドラム３は、画像形成動作に伴って回転し、表面に静電潜像が形成される。 The photosensitive drum 3 rotates in accordance with the image forming operation, and an electrostatic latent image is formed on the surface.

帯電器５６は、感光体ドラム３の表面を一様に帯電させるためのものである。 The charger 56 is for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 3.

露光装置５７は、外部のＰＣから送信された画像データ等に基づいて、帯電器５６により帯電された感光体ドラム３に対し露光して、静電潜像を形成する。 The exposure device 57 exposes the photosensitive drum 3 charged by the charger 56 based on image data transmitted from an external PC, and forms an electrostatic latent image.

現像装置５１は、感光体ドラム３表面にトナーを供給して、静電潜像を顕像化させるためのものであり、ここでは、タッチダウン現像方式を採用したものが用いられている。この現像装置５１は、図２に示すように、ケーシング１２と、ケーシング１２内に配置された現像ローラ２、磁気ローラ１、穂切りブレード９、パドルミキサー２２、撹拌ミキサー２３、仕切板２６及びトナーセンサ２５とを有する。 The developing device 51 is for supplying toner to the surface of the photosensitive drum 3 to visualize the electrostatic latent image, and here, a device adopting a touch-down developing method is used. As shown in FIG. 2, the developing device 51 includes a casing 12, a developing roller 2 disposed in the casing 12, a magnetic roller 1, a spike cutting blade 9, a paddle mixer 22, a stirring mixer 23, a partition plate 26, and a toner. Sensor 25.

ケーシング１２内には、トナー及びキャリアからなる現像剤が収容されている。ケーシング１２には、現像ローラ２を一部露出して配置するための開口が設けられている。 In the casing 12, a developer composed of toner and a carrier is accommodated. The casing 12 is provided with an opening for arranging the developing roller 2 so as to be partially exposed.

現像ローラ２は、感光体ドラム３から所定距離離れて配置されている。現像ローラ２は、直流電源７ａ及び交流電源７ｂと直列に接続されており、直流に交流が重畳されたバイアスが印加される。現像ローラ２は、画像形成時に、磁気ローラ１表面に形成された磁気ブラシが接触し、両ローラ２，１のバイアス差｜ＤＣ７ａ−ＤＣ８｜によりトナーが供給され、表面にトナー薄層が形成され、トナーを感光体ドラム３に飛翔させる。現像されずに現像ローラ２上に残ったトナーは、磁気ローラ１上の磁気ブラシが現像ローラ２上のトナー層に接触し、両ローラ２，１の周速差によるブラシ効果とパドルミキサー２２による磁気ブラシの撹拌により、掻き取りブレードなどの特別な装置が設けられていなくても回収及び入れ替えが行われる。 The developing roller 2 is disposed at a predetermined distance from the photosensitive drum 3. The developing roller 2 is connected in series with a DC power source 7a and an AC power source 7b, and a bias in which AC is superimposed on DC is applied. The developing roller 2 is in contact with a magnetic brush formed on the surface of the magnetic roller 1 during image formation, and is supplied with toner by a bias difference | DC7a-DC8 | between the rollers 2 and 1, so that a thin toner layer is formed on the surface. Then, the toner is caused to fly to the photosensitive drum 3. The toner remaining on the developing roller 2 without being developed is brought into contact with the toner layer on the developing roller 2 by the magnetic brush on the magnetic roller 1, and the brush effect due to the peripheral speed difference between the two rollers 2 and 1 and the paddle mixer 22. By the stirring of the magnetic brush, collection and replacement are performed even if a special device such as a scraping blade is not provided.

現像ローラ２には、具体的な現像バイアスとして、通常画像形成時の場合は、例えば、Ｖｄｃ＝２００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝２７％が印加される。 In the case of normal image formation, for example, Vdc = 200 V, Vpp = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, and Duty ratio = 27% are applied to the developing roller 2 as a specific developing bias.

磁気ローラ１は、現像ローラ２から所定距離離れて配置されている。磁気ローラ１は、複数の磁極を有する固定磁石（図示せず）と、固定磁石の外周を囲むよう配置され、回転自在な非磁性金属材料からなる円筒状のスリーブ（図示せず）とを有している。磁気ローラ１は、直流電源８と接続されており、画像形成時に、スリーブの表面には磁気ブラシが形成される。 The magnetic roller 1 is disposed at a predetermined distance from the developing roller 2. The magnetic roller 1 has a fixed magnet (not shown) having a plurality of magnetic poles, and a cylindrical sleeve (not shown) made of a nonmagnetic metal material that is disposed so as to surround the outer periphery of the fixed magnet. is doing. The magnetic roller 1 is connected to a DC power source 8, and a magnetic brush is formed on the surface of the sleeve during image formation.

磁気ローラ１には、具体的な現像バイアスとして、通常画像形成時の場合は、例えば、Ｖｄｃ＝４００Ｖ、Ｖｐｐ＝３００Ｖ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝２７％が印加される。なお、現像ローラ２及び磁気ローラ１に対する印加バイアスは、最適な画像濃度が得られるよう、キャリブレーション動作の結果に基づいて適宜調節される。 In the case of normal image formation, for example, Vdc = 400V, Vpp = 300V, frequency f = 2.7 kHz, and Duty ratio = 27% are applied to the magnetic roller 1 as a specific developing bias. Note that the bias applied to the developing roller 2 and the magnetic roller 1 is appropriately adjusted based on the result of the calibration operation so as to obtain an optimum image density.

穂切りブレード９は、磁気ローラ１上に一定の層厚の磁気ブラシを形成するためのものである。 The ear cutting blade 9 is for forming a magnetic brush having a constant layer thickness on the magnetic roller 1.

パドルミキサー２２、仕切板２６及び撹拌ミキサー２３は、トナー及びキャリアを撹拌しながら、仕切板２６の軸方向両側の仕切がない部分を介して循環搬送するためのものである。 The paddle mixer 22, the partition plate 26, and the stirring mixer 23 are for circulating and transporting the toner and the carrier through the portions without partitions on both sides in the axial direction of the partition plate 26 while stirring the toner and the carrier.

トナーセンサ２５は、透磁率センサであり、現像剤中のトナー濃度を検知する。 The toner sensor 25 is a magnetic permeability sensor, and detects the toner concentration in the developer.

トナーコンテナ５０は、内部にトナーが収容され、現像装置５１の上部に着脱自在に装着される。トナーセンサ２５によって、トナー濃度が所定量以下になったことが検知されると、トナーコンテナ５０内から現像装置５１内にトナーが補給される。 The toner container 50 contains toner therein and is detachably attached to the upper portion of the developing device 51. When the toner sensor 25 detects that the toner concentration is equal to or less than a predetermined amount, the toner is supplied from the toner container 50 into the developing device 51.

転写装置５８は、感光体ドラム３表面に形成されたトナー像を記録紙上又は中間転写ベルト５４上に転写することができる。転写装置５８は、図示しない電源と接続され、画像形成時に、感光体ドラム３の表面電位と逆極性の転写バイアスが印加される。 The transfer device 58 can transfer the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 3 onto the recording paper or the intermediate transfer belt 54. The transfer device 58 is connected to a power source (not shown), and a transfer bias having a polarity opposite to the surface potential of the photosensitive drum 3 is applied during image formation.

中間転写ベルト５４は、無端ベルトで構成され、画像形成時に、図２において反時計回りに循環駆動することで、用紙又は表面に形成されたトナー像を担持して搬送可能である。 The intermediate transfer belt 54 is constituted by an endless belt, and can carry and convey a toner image formed on a sheet or a surface by circulatingly driving it counterclockwise in FIG. 2 during image formation.

以上の画像形成部４は、後述するキャリブレーション動作に際して、所定印字枚数ごとに、図４に示すような基準パッチ４０（第１パッチ）を形成する。この基準パッチ４０は、濃度を搬送方向に段階的に異ならせた複数の領域で構成される。また、画像形成部は、トナーニアエンドが検知されて以降は、図５に示すような基準パッチ４０よりも濃度の小さいハーフトーン画像４１（第２パッチ）を基準パッチ４０に代えて形成する。このハーフトーン画像４１は、マクベス反射濃度計により測定したベタ画像の濃度より小さければ良く、ここでは、１．０以下、好ましくは０．８以下のものが用いられる。また、ハーフトーン画像４１は、ここでは、紙間、すなわち、連続印刷の場合の各頁の印刷動作の合間に感光体ドラム３に形成され、中間転写ベルト５４上に転写される。また、ハーフトーン画像、基準パッチ４０を形成すべきタイミングで形成されるが、このタイミングは適宜変更可能である。 The image forming unit 4 described above forms a reference patch 40 (first patch) as shown in FIG. 4 for each predetermined number of printed sheets in a calibration operation described later. The reference patch 40 is composed of a plurality of areas in which the density is changed stepwise in the transport direction. Further, after the toner near end is detected, the image forming unit forms a halftone image 41 (second patch) having a density lower than that of the reference patch 40 as shown in FIG. The halftone image 41 only needs to be smaller than the density of the solid image measured by the Macbeth reflection densitometer. Here, the halftone image 41 is 1.0 or less, preferably 0.8 or less. Further, the halftone image 41 is formed on the photosensitive drum 3 between the sheets, that is, between the printing operations of each page in the case of continuous printing, and is transferred onto the intermediate transfer belt 54. Further, the halftone image and the reference patch 40 are formed at the timing to be formed, but this timing can be changed as appropriate.

定着装置５９は、用紙上に転写されたトナー像を溶融定着させるための装置であり、内部にヒータを内蔵する加熱ローラ及び加圧ローラを有している。 The fixing device 59 is a device for fusing and fixing the toner image transferred onto the paper, and has a heating roller and a pressure roller with a built-in heater.

濃度センサ５５は、反射型の光学式センサで構成されている。濃度センサ５５は、中間転写ベルト５４及び用紙上に転写されたトナー像の濃度を検知することができる。 The density sensor 55 is composed of a reflective optical sensor. The density sensor 55 can detect the density of the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 54 and the paper.

制御部３０（キャリブレーション制御手段、トナーニアエンド検知手段、トナーエンド検知手段）は、ＣＰＵ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成され、図３に示すように、画像形成部４、濃度センサ５５等の各部に接続されている。制御部３０は、ＣＰＵがメモリ内に格納された所定のプログラムを実行することにより、各部の制御を行うほか、キャリブレーション制御部３１、トナーニアエンド検知部３２、及びトナーエンド検知部３３として機能する。 The control unit 30 (calibration control means, toner near end detection means, toner end detection means) is composed of a microcomputer having a CPU and a memory. As shown in FIG. 3, each part such as an image forming unit 4 and a density sensor 55 is provided. It is connected to the. The control unit 30 functions as a calibration control unit 31, a toner near end detection unit 32, and a toner end detection unit 33 in addition to controlling each unit by the CPU executing a predetermined program stored in the memory. .

キャリブレーション制御部３１は、濃度センサ５５により検知された基準パッチ４０の濃度に基づいて、キャリブレーション動作を制御する。キャリブレーション動作は、基準パッチ４０を用いて、図６に示す手順（後述）に従って行われる。キャリブレーション動作は、所定の印字枚数ごとに及びプリンタ１１の電源が投入されたときに行われる。なお、プリンタ１１は、トナーニアエンド検知部３２によりトナーニアエンドと判断された場合、トナーエンドに至るまでは、以降のキャリブレーション動作を停止するが、トナーエンドに至るまでに電源がオフされ、その後再度電源が投入された場合に限って、キャリブレーション動作の停止を解除してキャリブレーション動作を行う。 The calibration control unit 31 controls the calibration operation based on the density of the reference patch 40 detected by the density sensor 55. The calibration operation is performed according to the procedure (described later) shown in FIG. The calibration operation is performed every predetermined number of printed sheets and when the printer 11 is turned on. When the toner near-end detection unit 32 determines that the toner near-end is detected, the printer 11 stops the subsequent calibration operation until the toner-end is reached, but the power is turned off until the toner-end is reached, and then again. Only when the power is turned on, the calibration operation is canceled and the calibration operation is stopped.

トナーニアエンド検知部３２は、画像データのドット数をカウントし、ドット数が所定値以下になるとトナーニアエンドと判断する。 The toner near-end detection unit 32 counts the number of dots of the image data, and determines that the toner near-end is reached when the number of dots is equal to or less than a predetermined value.

トナーエンド検知部３３は、トナーニアエンドが検知された後は、電源投入時を除いて、トナーエンドが検知されるまで、以下の状態となった場合にトナーエンドと判断する。すなわち、トナーニアエンドが検知されてから最初に行った印刷動作において、ドット数が所定値を超えた場合、印字枚数が補償枚数を超えた場合、及び、濃度センサ５５により検知されたハーフトーン画像４１の濃度が所定の濃度以下となった場合に、トナーエンドと判断する。 After the toner near end is detected, the toner end detection unit 33 determines that the toner end has occurred in the following state until the toner end is detected except when the power is turned on. That is, in the first printing operation performed after the toner near end is detected, when the number of dots exceeds a predetermined value, the number of printed sheets exceeds the number of compensated sheets, and the halftone image 41 detected by the density sensor 55. Is determined to be a toner end.

また、制御部３０は、キャリブレーション動作停止後であっても、ハーフトーン画像４１を用いても現像バイアス等の調節をすることができるため、キャリブレーション動作に基づいて調節した場合ほど正確な調節ができないにしても、トナーエンドまでの補償枚数間良好な画像を得ることができる。 Further, the control unit 30 can adjust the development bias or the like even after the calibration operation is stopped or using the halftone image 41. Therefore, the control unit 30 can adjust more accurately as the adjustment is performed based on the calibration operation. Even if this is not possible, a good image can be obtained between the number of compensations up to the toner end.

プリンタ１１は、以上の各部に加え、表示部（図示せず）、３つの給紙カセット５３を含む給紙部、定着装置５９を通った用紙を排出するための排出部等をさらに備えている。 In addition to the above-described units, the printer 11 further includes a display unit (not shown), a paper feed unit including three paper feed cassettes 53, a discharge unit for discharging paper that has passed through the fixing device 59, and the like. .

表示部には、印刷動作に関する種々の情報が表示されるとともに、トナーエンドが検知された場合に、トナーコンテナ５０の交換を促すメッセージが表示される。 The display unit displays various types of information related to the printing operation, and displays a message prompting replacement of the toner container 50 when the toner end is detected.

＜画像形成装置の動作＞
次に、プリンタ１１の動作について説明する。 <Operation of Image Forming Apparatus>
Next, the operation of the printer 11 will be described.

このプリンタ１１に電源が投入されると、定着装置５９のヒータの加熱や、各種ソフトウェアの読み出し、パラメータの初期化などの初期動作が行われる。そして、初期動作が終わると、キャリブレーション動作が行われる。 When the printer 11 is turned on, initial operations such as heating the heater of the fixing device 59, reading various software, and initializing parameters are performed. When the initial operation is finished, a calibration operation is performed.

キャリブレーション動作では、図６に示すように、まず、画像形成部４により中間転写ベルト５４上に基準パッチ４０が形成される（Ｓ１）。ベルト５４上の基準パッチ４０は、濃度センサ５５により、基準パッチ４０の各領域の濃度が検知され（Ｓ２）、各濃度は、それぞれの領域の目標値である目標画像濃度と比較される（Ｓ３）。次いで、検知された基準パッチ４０の濃度が目標画像濃度に一致するように入力画像信号を補正するための階調補正カーブが作成される（Ｓ４）。これにより、以降の画像形成動作において、このような階調補正カーブに基づいて、入力画像信号を補正してから出力することで、所望の濃度の画像が得られる。 In the calibration operation, as shown in FIG. 6, first, the reference patch 40 is formed on the intermediate transfer belt 54 by the image forming unit 4 (S1). In the reference patch 40 on the belt 54, the density sensor 55 detects the density of each area of the reference patch 40 (S2), and each density is compared with the target image density which is the target value of each area (S3). ). Next, a gradation correction curve for correcting the input image signal is created so that the detected density of the reference patch 40 matches the target image density (S4). As a result, in the subsequent image forming operation, an image having a desired density can be obtained by correcting the input image signal based on such a gradation correction curve and outputting it.

キャリブレーション動作が終了し、外部のＰＣ等から画像データを伴う印刷ジョブを取得すると、これに基づいて通常画像形成動作が行われる（Ｓ１１）。このとき、制御部３０により画像データのドットカウントが行われ、ドット数が所定値以下となるまでの間は、所定枚数の印刷動作が行われるごとにキャリブレーション動作が行われる（Ｓ１２のＮｏ→Ｓ１３）。一方、ドット数が所定値以下となりトナーニアエンドと判断された場合は（Ｓ１２のＹｅｓ）、次回の画像形成動作（Ｓ１４）終了時に行われるキャリブレーション動作が停止され（Ｓ１５）、ステップＳ１４の画像形成動作でカウントされたドット数がが所定値を超えた場合（Ｓ１６のＮｏ）、若しくは、印字枚数が所定枚数を超えた場合は（Ｓ１７のＮｏ）、トナーエンドと判断され（Ｓ２０）、表示部にトナーコンテナ５０の交換を促すメッセージが表示される（Ｓ２１）。 When the calibration operation is completed and a print job with image data is acquired from an external PC or the like, a normal image forming operation is performed based on the print job (S11). At this time, the dot count of the image data is performed by the control unit 30, and a calibration operation is performed every time a predetermined number of printing operations are performed until the number of dots becomes equal to or less than a predetermined value (No in S12 → S13). On the other hand, if the number of dots is equal to or less than the predetermined value and it is determined that the toner is near end (Yes in S12), the calibration operation performed at the end of the next image forming operation (S14) is stopped (S15), and the image formation in step S14 is performed. When the number of dots counted in the operation exceeds a predetermined value (No in S16), or when the number of printed sheets exceeds a predetermined number (No in S17), it is determined that the toner has ended (S20), and the display unit A message prompting replacement of the toner container 50 is displayed (S21).

一方、ステップＳ１４の画像形成動作でカウントされたドット数が所定値以内であって（Ｓ１６のＹｅｓ）、かつ、印字枚数が所定枚数以内であった場合は（Ｓ１７のＹｅｓ）、キャリブレーション動作を行うべきタイミングと同じタイミングで、基準パッチ４０に代えてハーフトーン画像４１が形成される（Ｓ１８）。このハーフトーン画像４１の濃度が所定値以下となるまでの間は、外部から画像データを受け付けた場合は画像形成動作が行われる（Ｓ１９のＹｅｓ→Ｓ１４）。一方、ハーフトーン画像４１の濃度が所定値以下となった場合は（Ｓ１９のＮｏ）、トナーエンドと判断される（Ｓ２０）、トナーコンテナの交換が促される（Ｓ２１）。 On the other hand, if the number of dots counted in the image forming operation in step S14 is within the predetermined value (Yes in S16) and the number of printed sheets is within the predetermined number (Yes in S17), the calibration operation is performed. A halftone image 41 is formed instead of the reference patch 40 at the same timing as that to be performed (S18). Until the density of the halftone image 41 becomes equal to or lower than a predetermined value, when image data is received from the outside, an image forming operation is performed (Yes in S19 → S14). On the other hand, when the density of the halftone image 41 is equal to or lower than the predetermined value (No in S19), it is determined that the toner is ended (S20), and the replacement of the toner container is prompted (S21).

そして、トナーコンテナ５０が交換されると、トナーニアエンドの検知のために累積されたドット数がクリアされるとともに、キャリブレーション動作の停止が解除され、停止前と同様に所定印字枚数ごとに行われる。 When the toner container 50 is replaced, the accumulated number of dots for toner near-end detection is cleared and the stop of the calibration operation is released, and is performed for each predetermined number of printed sheets as before the stop. .

このように構成されたプリンタ１１によれば、トナーニアエンドが検知されて以降はキャリブレーション動作が停止するので、トナー消費量を抑えて、補償枚数の間は濃度の良好な画像を得ることができる。また、トナーニアエンド検知以降は、基準パッチ４０よりも濃度の小さいハーフトーン画像４１によってトナーエンド検知されるので、トナー消費量を抑えつつ正確なトナーエンドの検知が可能となる。これにより、トナーコンテナ５０を適切な時期に交換し、現像装置５１にトナーを補給することができる。 According to the printer 11 configured as described above, the calibration operation is stopped after the toner near-end is detected. Therefore, it is possible to suppress the toner consumption and obtain an image having a good density during the compensation number. . Further, after the toner near-end detection, the toner end is detected by the halftone image 41 having a density lower than that of the reference patch 40, so that it is possible to accurately detect the toner end while suppressing the toner consumption. Accordingly, the toner container 50 can be replaced at an appropriate time, and the developing device 51 can be replenished with toner.

また、ハーフトーン画像４１の形成は、紙間に行われるので、特に連続印刷時において、生産性が落ちるのを回避でき、トナー残量をリアルタイムで把握できる。 In addition, since the halftone image 41 is formed between the sheets, it is possible to avoid a drop in productivity and to grasp the remaining amount of toner in real time, particularly during continuous printing.

＜他の実施形態＞
（ａ）第２パッチは、中間転写ベルト上に限らず、感光体ドラムや、記録紙上に形成されても良い。前者の場合は、濃度センサは、感光体ドラム近傍であって現像装置と転写装置との間に配置される。後者の場合は、上記の濃度センサ５５と同様の位置に配置され、用紙の搬送タイミングに合わせて、第２パッチの形成が行われる。 <Other embodiments>
(A) The second patch may be formed not only on the intermediate transfer belt but also on a photosensitive drum or recording paper. In the former case, the density sensor is disposed in the vicinity of the photosensitive drum and between the developing device and the transfer device. In the latter case, the second patch is formed at the same position as the density sensor 55 described above, and the second patch is formed in accordance with the paper transport timing.

（ｂ）画像形成装置は、トナーコンテナを備えず、それ自体が交換可能な現像装置を備えたものであってもよい。この場合において、現像剤の劣化度合い（現像性能）を判断するために、現像バイアスを固定して、第３のパッチとして特別の画像パターンを形成し、このパッチの濃度を検知することで現像性能を検知する動作を行うようにしても良い。 (B) The image forming apparatus may not include a toner container but may include a developing device that can be replaced by itself. In this case, in order to determine the deterioration degree (development performance) of the developer, the development bias is fixed, a special image pattern is formed as the third patch, and the development performance is detected by detecting the density of this patch. You may make it perform the operation | movement which detects.

この第３のパッチを形成する際の現像バイアスとしては、例えば、現像ローラには、Ｖｄｃ＝２００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．６ｋＶ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝２７％が印加され、磁気ローラには、Ｖｄｃ＝３５０Ｖ、Ｖｐｐ＝３００Ｖ、周波数ｆ＝２．７ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ比＝２７％が印加される。 As the developing bias for forming the third patch, for example, Vdc = 200 V, Vpp = 1.6 kV, frequency f = 2.7 kHz, Duty ratio = 27% is applied to the developing roller, and the magnetic roller Are applied with Vdc = 350V, Vpp = 300V, frequency f = 2.7 kHz, and duty ratio = 27%.

このような現像性能検知動作は、キャリブレーション動作と併用して行われるのが好ましいが、ニアエンド検知されてからトナーエンドまでの間は、キャリブレーション動作と共に停止されることで、より多くのトナー消費量を抑えることができる。 Such a development performance detection operation is preferably performed in combination with the calibration operation. However, during the period from the near end detection to the toner end, it is stopped together with the calibration operation, so that more toner is consumed. The amount can be reduced.

（ｃ）第２パッチは、紙間に限らず、他のタイミングで形成されてもよい。 (C) The second patch is not limited to the interval between sheets, and may be formed at other timings.

（ｄ）画像形成装置は、現像剤として一成分現像剤を用いるものであっても良い。また、画像形成装置は、タンデムカラー機に限定されず、さらに、複写機、複合機等であってもよい。 (D) The image forming apparatus may use a one-component developer as a developer. The image forming apparatus is not limited to a tandem color machine, and may be a copying machine, a multifunction machine, or the like.

本発明の一実施形態が採用された画像形成装置を示す縦断面図。1 is a longitudinal sectional view showing an image forming apparatus in which an embodiment of the present invention is adopted. 前記画像形成装置の現像装置を示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a developing device of the image forming apparatus. 前記画像形成装置の制御部を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control unit of the image forming apparatus. 基準パッチを示す平面図。The top view which shows a reference | standard patch. ハーフトーン画像を示す平面図。The top view which shows a halftone image. キャリブレーション動作を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating a calibration operation | movement. 前記画像形成装置の動作を説明するためのフローチャート。6 is a flowchart for explaining the operation of the image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１タンデム型カラープリンタ（画像形成装置）
４画像形成部（画像形成手段）
５５濃度センサ（濃度検知手段）
３１キャリブレーション制御部（キャリブレーション制御手段）
３２トナーニアエンド検知部（トナーニアエンド検知手段）
３３トナーエンド検知部（トナーエンド検知手段）
４０基準パッチ（第１パッチ）
４１ハーフトーン画像（第２パッチ）
５１Ａ〜５１Ｄ現像装置
1 Tandem color printer (image forming device)
4 Image forming unit (image forming means)
55 Concentration sensor (concentration detection means)
31 Calibration control unit (calibration control means)
32 Toner near-end detection unit (toner near-end detection means)
33 Toner end detection unit (toner end detection means)
40 Reference patch (first patch)
41 Halftone image (2nd patch)
51A-51D Developing device

Claims

所定のタイミングでキャリブレーション動作を行う画像形成装置であって、
前記キャリブレーション動作に際してトナーを用いて第１パッチを形成する画像形成手段と、
前記第１パッチを含むトナー像の濃度を検知可能な濃度検知手段と、
前記濃度検知手段により検知された前記第１パッチの濃度に基づいて、前記キャリブレーション動作を制御するキャリブレーション制御手段と、
トナーニアエンドを検知するトナーニアエンド検知手段と、
トナーエンドを検知するトナーエンド検知手段とを備え、
前記トナーニアエンドが検知された場合に、前記画像形成装置は、以降の前記キャリブレーション動作を停止するとともに、前記画像形成手段は、前記第１パッチよりも濃度の小さい第２パッチを形成し、
前記トナーエンド検知手段は、前記濃度検知手段により検知された第２パッチの濃度に基づいてトナーエンドを検知する、
画像形成装置。 An image forming apparatus that performs a calibration operation at a predetermined timing,
Image forming means for forming a first patch using toner during the calibration operation;
Density detecting means capable of detecting the density of a toner image including the first patch;
Calibration control means for controlling the calibration operation based on the density of the first patch detected by the density detection means;
Toner near-end detection means for detecting toner near-end;
A toner end detecting means for detecting the toner end,
When the toner near end is detected, the image forming apparatus stops the subsequent calibration operation, and the image forming unit forms a second patch having a density lower than that of the first patch,
The toner end detection means detects a toner end based on the density of the second patch detected by the density detection means;
Image forming apparatus.

前記画像形成手段は、非画像形成時に前記第２パッチを形成する、請求項１に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming unit forms the second patch during non-image formation.

トナーニアエンドが検知された後であっても、トナーエンドが検知されるまでに前記画像形成装置の電源がオフされた後にオンされた場合は、前記キャリブレーション動作の停止を解除して前記キャリブレーション動作を行う、請求項１又は２に記載の画像形成装置。 Even after the toner near end is detected, if the image forming apparatus is turned on before the toner end is detected, the calibration operation is stopped and the calibration is stopped. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus performs an operation.

前記画像形成手段は、タッチダウン現像方式を採用したものである、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming unit employs a touch-down development method.

タンデム型カラープリンタである、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is a tandem type color printer.