JP2010217379A - Toner residual amount monitoring device, image forming apparatus, toner residual amount monitoring program - Google Patents

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Yasuhiro Funayama
康弘 舩山
Keiji Jitsukata
啓二 實方
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To discriminate that a toner residual amount becomes zero with high accuracy. <P>SOLUTION: When toner concentration of a high concentration reference image exceeds a third threshold S3 and becomes low concentration, it is determined that fluctuation of developability occurs, and a first threshold S1 and a second threshold S2 are shifted to a high concentration side at a fixed rate (see the first threshold (corrected) S1H and the second threshold (corrected) S2H shown by a two-dot chain line). By shifting to the first threshold (corrected) S1H and the second threshold (corrected) S2H, it is possible to forcibly supply toner at a triangular mark F, and determination is made at the same toner concentration as that in property in a steady state. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナー残量監視装置、画像形成装置、トナー残量監視プログラムに関する。   The present invention relates to a toner remaining amount monitoring device, an image forming apparatus, and a toner remaining amount monitoring program.

二成分現像剤を用いた画像形成装置において、トナー濃度(トナー量/(トナー量+キャリア量))を制御(例えば、目標は約8wt%)するため、定期的に基準画像(パッチ画像)を形成し、濃度センサによって読み取った当該基準画像の濃度値に基づいて、トナー量を加減している。なお、この明細書において、二成分現像剤をトナーとキャリアとに明確に区別する必要がない場合、単に「現像剤」、「トナー」という場合がある。   In an image forming apparatus using a two-component developer, in order to control the toner density (toner amount / (toner amount + carrier amount)) (for example, the target is about 8 wt%), a reference image (patch image) is regularly displayed. The toner amount is adjusted based on the density value of the reference image that is formed and read by the density sensor. In this specification, there is a case where the two-component developer is simply referred to as “developer” or “toner” when it is not necessary to clearly distinguish the toner from the carrier.

この場合、トナー濃度の広いレンジ(例えば、2〜12wt%)をカバーし、かつ周囲に環境変動があっても対応可能となるように、定常状態の基準画像濃度が濃度センサのダイナミックレンジ(検出範囲)の中央領域になるように設定している。このため、トナー濃度制御のための基準画像は、中間調(グレー画像)の基準画像が採用される。   In this case, the steady-state reference image density is the dynamic range (detection) of the density sensor so that it covers a wide range of toner density (for example, 2 to 12 wt%) and can cope with environmental fluctuations in the surroundings. (Range) is set to be the central area. For this reason, a halftone (gray image) reference image is adopted as the reference image for toner density control.

トナー濃度と基準画像濃度との相関関係は、例えば、正比例的に推移するが(y=ax+b)、現像剤の種類や、周囲環境、画像形成装置の仕様を含めた要因(現像性)により、特性が平行移動する。言い換えれば、前記正比例の公式の傾きaは変わらないが、定数bが変動する。   The correlation between the toner density and the reference image density, for example, changes in direct proportion (y = ax + b), but the factor (developability) including the type of developer, the surrounding environment, and the specifications of the image forming apparatus As a result, the characteristics are translated. In other words, the slope a of the direct proportional formula does not change, but the constant b varies.

ところで、上記トナー濃度制御では、基準画像の濃度値が極端に薄い場合、補給するトナーの有無、すなわちトナー残量の有無を判別するようになっている。   By the way, in the toner density control, when the density value of the reference image is extremely thin, the presence / absence of toner to be replenished, that is, the presence / absence of the remaining amount of toner is determined.

より具体的には、前記基準画像の目標濃度に対して2つのしきい値を設定しておき、濃度センサからの出力値と比較する。   More specifically, two threshold values are set for the target density of the reference image, and compared with the output value from the density sensor.

すなわち、相対的に目標濃度から遠いしきい値(以下、「第1のしきい値」という)と、相対的に目標濃度に近いしきい値(以下、「第2のしきい値」という)を設定しておき、濃度センサによる検出の結果、第1のしきい値よりも低濃度となり、強制的にトナー補給を行っても、第2のしきい値よりも高濃度に戻らない場合、トナー残量がほとんど無いと判定(空判定)する。   That is, a threshold relatively far from the target density (hereinafter referred to as “first threshold”) and a threshold relatively close to the target density (hereinafter referred to as “second threshold”). Is set to be lower than the first threshold value as a result of detection by the density sensor, and even if the toner is forcibly replenished, the density does not return to the higher value than the second threshold value. It is determined that there is almost no remaining toner (empty determination).

なお、参考として、特許文献1では、基準画像で現像器のトナー濃度を調整するとき、基準画像の目標値を出力されている画像や、トナー帯電量に基づいて補正することが開示されている。   For reference, Patent Document 1 discloses that when the toner density of the developing device is adjusted with a reference image, the target value of the reference image is corrected based on the output image and the toner charge amount. .

また、特許文献2では、相対的に低濃度、中濃度、高濃度の基準画像を形成し、現像カーブの状態を検出することで、現像剤の異常を検出し、トナー濃度を制御することが開示されている。   Further, in Patent Document 2, it is possible to form a reference image having relatively low density, medium density, and high density and detect a development curve state, thereby detecting a developer abnormality and controlling the toner density. It is disclosed.

特開2005−017627公報JP 2005-017627 A 特開平7−271173号公報JP-A-7-271173

本発明は、本構成を有しない場合に比べて、トナーの残量が空になったことを精度よく判別することができるトナー残量監視装置、画像形成装置、トナー残量監視プログラムを得ることが目的である。   The present invention provides a toner remaining amount monitoring device, an image forming apparatus, and a toner remaining amount monitoring program that can accurately determine that the remaining amount of toner has become empty as compared with the case without this configuration. Is the purpose.

請求項1に記載の発明は、像保持体に対峙して配置され、トナー成分とキャリア成分とによって生成された現像剤によって現像された中間調画像データに基づく基準画像の濃度検出する濃度センサと、記濃度センサで検出した基準画像の濃度が、目標濃度よりも低濃度側、かつ相対的に目標濃度に遠い濃度である第1のしきい値よりも低濃度となった場合に、強制的に少なくともトナー成分を補給する強制補給手段と、記強制補給手段による強制補給後において、前記濃度センサで検出した基準画像の濃度が、目標濃度よりも低濃度側、かつ相対的に目標濃度に近い濃度である第2のしきい値よりも高濃度にならない場合、トナーの残量が不足と判定する判定手段と、記像保持体に、前記基準画像よりも高濃度階調データで形成した高濃度基準画像を、前記濃度センサで検出したときの濃度が、予め定めた第3のしきい値を超えて低濃度となった場合に、前記第1のしきい値及び第2のしきい値を前記目標濃度側に近づけるように補正する補正手段と、を有している。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a density sensor for detecting the density of a reference image based on halftone image data that is disposed opposite to an image carrier and developed by a developer generated by a toner component and a carrier component. When the density of the reference image detected by the density sensor is lower than the first threshold value, which is lower than the target density and relatively far from the target density, it is compulsory. And at least after the forced supply by the forced supply means, the density of the reference image detected by the density sensor is lower than the target density and relatively close to the target density. When the density does not become higher than the second threshold value, the determination means for determining that the remaining amount of toner is insufficient, and a high density gradation data higher than the reference image formed on the image holding body. Concentration group When the density when the image is detected by the density sensor exceeds a predetermined third threshold value and becomes low density, the first threshold value and the second threshold value are set as the first threshold value and the second threshold value, respectively. And a correction unit that performs correction so as to approach the target density side.

請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発明において、前記中間調画像データが、全階調幅を均等に3分割したときの中間に位置する領域の階調の画像データである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the halftone image data is image data of a gradation of a region located in the middle when the entire gradation width is equally divided into three. .

請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記高濃度階調データが、全階調幅を複数分割したときの最も高濃度側に位置する領域の階調の画像データである。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the high density gradation data is a floor of a region located on the highest density side when the entire gradation width is divided into a plurality of parts. Key image data.

請求項4に記載の発明は、前記請求項1〜請求項3の何れか1項記載の発明において、前記補正手段が、元の第1のしきい値及び第2のしきい値に対して60%とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects of the present invention, the correction unit is configured to perform the original first threshold value and the second threshold value. 60%.

請求項5に記載の発明は、前記請求項1〜請求項4の何れか1項記載の発明において、前記第3のしきい値よりも高濃度となった時点で、前記第1のしきい値及び第2のしきい値を元のレベルに復帰させる復帰手段をさらに有する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first threshold is reached when the concentration becomes higher than the third threshold value. There is further provided return means for returning the value and the second threshold value to the original level.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5の何れか1項記載のトナー残量監視装置を搭載した画像形成装置である。   A sixth aspect of the present invention is an image forming apparatus equipped with the toner remaining amount monitoring device according to any one of the first to fifth aspects.

請求項7に記載の発明は、コンピュータに、前記請求項1〜請求項5の何れか1項記載のトナー残量監視を実行させるトナー残量監視プログラムである。   A seventh aspect of the present invention is a toner remaining amount monitoring program that causes a computer to execute the toner remaining amount monitoring according to any one of the first to fifth aspects.

請求項1記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、トナーの残量が空になったことを精度よく判別することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately determine that the remaining amount of toner is empty as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項2に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、トナー濃度の検出幅を拡大することができる。   According to the second aspect of the present invention, the detection range of the toner density can be expanded as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項3に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、目標濃度よりも低濃度側において、現像性に依存することがない、トナー濃度−基準画像濃度の特性を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, the toner density-reference image density characteristic can be obtained on the lower density side than the target density without depending on the developability as compared with the case without this configuration. Can do.

請求項4に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、トナーの残量の監視精度を最大限に高めることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to maximize the monitoring accuracy of the remaining amount of toner as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項5に記載の発明によれば、トナー成分が正常に補給された場合は、元の第1のしきい値及び第2のしきい値に復帰することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, when the toner component is normally replenished, the original first threshold value and the second threshold value can be restored.

請求項6記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、トナーの残量が空になったことを精度よく判別することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to accurately determine that the remaining amount of toner is empty as compared with the case where this configuration is not provided.

請求項7記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、トナーの残量が空になったことを精度よく判別することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to accurately determine that the remaining amount of toner is empty as compared with the case where this configuration is not provided.

本実施の形態に係るプリンタの概略図である。1 is a schematic diagram of a printer according to an embodiment. 本実施の形態に係るプリンタにおける制御ユニットのハード構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of the control unit in the printer which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るトナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a toner density-halftone reference image density characteristic curve according to the present embodiment. 本実施の形態に係るトナー濃度−高濃度基準画像濃度特性曲線を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a toner density-high density reference image density characteristic curve according to the present embodiment. 本実施の形態に係る印刷制御管理部における、トナー残量監視制御を機能的示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram functionally illustrating toner remaining amount monitoring control in a print control management unit according to the present exemplary embodiment. 本実施の形態に係るトナー濃度制御及び空検知制御のための流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow for toner density control and empty detection control according to the present embodiment.

図1には、画像形成装置としてのプリンタ10が示されている。プリンタ10は、フルカラー画像又は白黒画像を形成するデジタルプリンタである。   FIG. 1 shows a printer 10 as an image forming apparatus. The printer 10 is a digital printer that forms a full-color image or a monochrome image.

プリンタ10内部の上方には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各トナーを収容するトナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kが交換可能に設けられている。なお、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(黒)の各色に対応する部材の符号にY、M、C、Kを付与して区別する。   Above the inside of the printer 10, toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K that contain yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners are replaceably provided. . In the following description, Y, M, C, and K are given to the reference numerals of the members corresponding to the colors of yellow, magenta, cyan, and black (black) for distinction.

トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kには、それぞれトナー供給路13Y、13M、13C、13Kの一端が接続されている。なお、トナー供給路13Y、13M、13C、13Kは、管状部材で構成されている。   One ends of toner supply paths 13Y, 13M, 13C, and 13K are connected to the toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K, respectively. The toner supply paths 13Y, 13M, 13C, and 13K are formed of tubular members.

トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kには、トナーディスペンサ(図示省略)が設けられている。   The toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K are provided with toner dispensers (not shown).

また、プリンタ10内部の中央には、Y、M、C、Kの現像剤に対応する4つの画像形成ユニット12(12Y、12M、12C、12K)が、図1の正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。   Further, in the center of the printer 10, four image forming units 12 (12Y, 12M, 12C, 12K) corresponding to Y, M, C, and K developers are diagonally downward to the right in the front view of FIG. It is arrange | positioned in the state which accumulated a part toward each other.

画像形成ユニット12は、感光体28を備えている。感光体28の周囲には、感光体28の表面に接触して感光体28を一様に帯電する帯電装置の一例としての帯電ロールと、前述の露光光Lにより感光体28上に形成された静電潜像を各色の二成分現像剤で現像する現像部と、転写後の感光体28の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプと、除電後の感光体28の表面を清掃するクリーニングユニットとが設けられている。   The image forming unit 12 includes a photoreceptor 28. Around the photoreceptor 28, a charging roll as an example of a charging device that contacts the surface of the photoreceptor 28 and uniformly charges the photoreceptor 28, and the exposure light L is formed on the photoreceptor 28. A developing unit that develops an electrostatic latent image with a two-component developer of each color, an erase lamp as an example of a static elimination device that performs static elimination by irradiating the surface of the photoreceptor 28 after transfer, and a photoreceptor after static elimination And a cleaning unit for cleaning the surface of 28.

二成分現像剤は、非磁性タイプのトナーと、磁性を有するキャリアとが混合されたものである。ここで、トナー供給路13Y、13M、13C、13Kの他端が、4つの画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kにそれぞれ接続されており、トナーディスペンサの駆動によって、各色のトナーが各画像形成ユニット12に供給されるようになっている。   The two-component developer is a mixture of a non-magnetic type toner and a magnetic carrier. Here, the other ends of the toner supply paths 13Y, 13M, 13C, and 13K are connected to the four image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K, respectively, and the toner of each color forms each image by driving the toner dispenser. The unit 12 is supplied.

各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの上方には、転写部14が設けられている。転写部14は、中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の内側に配置され、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの各トナー像を中間転写ベルト16に多重転写させる4つの一次転写部材としての一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kと、中間転写ベルト16上で重ねられたトナー像を、記録用紙Pに転写させる二次転写ロール20とを有している。   A transfer unit 14 is provided above the image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K. The transfer unit 14 is disposed inside the intermediate transfer belt 16 and the intermediate transfer belt 16, and four primary transfer members that multiplex-transfer the toner images of the image forming units 12 </ b> Y, 12 </ b> M, 12 </ b> C, and 12 </ b> K onto the intermediate transfer belt 16. Primary transfer rolls 18Y, 18M, 18C, and 18K, and a secondary transfer roll 20 that transfers the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 16 onto the recording paper P.

中間転写ベルト16は、図示しないモータで駆動される駆動ロール22と、中間転写ベルト16の張力を調整するテンションロール24と、二次転写ロール20と対向配置されたバックアップロール26とで構成されるローラ群に、一定の張力で巻き掛けられており、駆動ロール22により、図1の矢印X方向(反時計回り方向)に周回駆動されるようになっている。   The intermediate transfer belt 16 includes a drive roll 22 that is driven by a motor (not shown), a tension roll 24 that adjusts the tension of the intermediate transfer belt 16, and a backup roll 26 that is disposed to face the secondary transfer roll 20. It is wound around the roller group with a constant tension, and is driven to rotate in the direction of arrow X (counterclockwise direction) in FIG.

一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kは、中間転写ベルト16を挟んでそれぞれの画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの感光体28(28Y、28M、28C、28K)と対向配置されている。また、一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kは、給電ユニット(図示省略)によって、トナー極性とは逆極性(本実施形態では一例として正極性)の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、二次転写ロール20も、給電ユニットによって、トナー極性とは逆極性の転写バイアス電圧が付与されるようになっている。   The primary transfer rolls 18Y, 18M, 18C, and 18K are disposed to face the photoreceptors 28 (28Y, 28M, 28C, and 28K) of the respective image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K with the intermediate transfer belt 16 interposed therebetween. . The primary transfer rolls 18Y, 18M, 18C, and 18K are applied with a transfer bias voltage having a polarity opposite to the toner polarity (positive polarity in this embodiment as an example) by a power supply unit (not shown). Yes. The secondary transfer roll 20 is also applied with a transfer bias voltage having a polarity opposite to the toner polarity by the power supply unit.

また、中間転写ベルト16の駆動ロール22が設けられている位置の外周面には、クリーニング装置30が設けられている。クリーニング装置30は、クリーニングブラシ32及びクリーニングブレード34を備えており、クリーニングブラシ32及びクリーニングブレード34によって、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。   A cleaning device 30 is provided on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 16 where the drive roll 22 is provided. The cleaning device 30 includes a cleaning brush 32 and a cleaning blade 34, and residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 16 are removed by the cleaning brush 32 and the cleaning blade 34.

さらに、中間転写ベルト16のテンションロール24が設けられている位置の外周面には、濃度センサ112が設けられている。この濃度センサ112は、中間転写ベルト16の幅方向の両端部に設けられ、主として、画像濃度やトナー濃度(TC)の状態を観察するための基準画像の濃度を検出する約目を有している。   Further, a density sensor 112 is provided on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 16 where the tension roll 24 is provided. The density sensors 112 are provided at both ends of the intermediate transfer belt 16 in the width direction, and mainly have an eye for detecting the density of a reference image for observing the state of image density and toner density (TC). Yes.

プリンタ10の記録用紙Pの搬送経路と反対側の側面近傍には、プリンタ10の各部の駆動制御を行う制御ユニット36が設けられている。また、画像形成ユニット12の下側には、帯電された感光体28の表面に各色に対応した露光光L(LY、LM、LC、LK)を照射して静電潜像を形成する露光ユニット40が設けられている。   In the vicinity of the side surface of the printer 10 opposite to the conveyance path of the recording paper P, a control unit 36 that performs drive control of each part of the printer 10 is provided. An exposure unit that forms an electrostatic latent image by irradiating the surface of the charged photoreceptor 28 with exposure light L (LY, LM, LC, LK) corresponding to each color on the lower side of the image forming unit 12. 40 is provided.

露光ユニット40は、4つの画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kに共通の1つのユニットで構成されており、4つの半導体レーザ(図示省略)を各色の色材階調データに応じて変調して、これらの半導体レーザから露光光LY、LM、LC、LKを階調データに応じて出射するように構成されている。なお、露光ユニット40は、各画像形成ユニット12毎に個別に設けてもよい。   The exposure unit 40 is composed of one unit common to the four image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K, and modulates four semiconductor lasers (not shown) according to the color material gradation data of each color. Thus, the exposure light LY, LM, LC, LK is emitted from these semiconductor lasers according to the gradation data. The exposure unit 40 may be provided for each image forming unit 12 individually.

また、露光ユニット40は、矩形のフレーム38で密閉されており、内部には、各露光光Lを主走査方向に走査するためのfθレンズ(図示省略)及びポリゴンミラー42が設けられている。フレーム38の上面には、4本の露光光LY、LM、LC、LKを、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの感光体28に向けて出射するためのガラス窓44Y、44M、44C、44Kが設けられている。   The exposure unit 40 is hermetically sealed with a rectangular frame 38, and an fθ lens (not shown) for scanning each exposure light L in the main scanning direction and a polygon mirror 42 are provided therein. On the upper surface of the frame 38, glass windows 44Y, 44M, and 44C for emitting four exposure lights LY, LM, LC, and LK toward the photoreceptors 28 of the image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K. , 44K are provided.

ここで、露光ユニット40の半導体レーザから出射された露光光LY、LM、LC、LKはポリゴンミラー42に照射され、このポリゴンミラー42から反射した光がfθレンズを介して偏向走査される。ポリゴンミラー42で偏向走査された露光光LY、LM、LC、LKは、結像レンズ及び複数枚のミラーからなる光学系(図示省略)を介して、感光体28上の露光ポイントに走査露光される。   Here, the exposure light LY, LM, LC, and LK emitted from the semiconductor laser of the exposure unit 40 is applied to the polygon mirror 42, and the light reflected from the polygon mirror 42 is deflected and scanned through the fθ lens. The exposure lights LY, LM, LC, and LK deflected and scanned by the polygon mirror 42 are scanned and exposed to exposure points on the photosensitive member 28 via an optical system (not shown) including an imaging lens and a plurality of mirrors. The

一方、露光ユニット40の下側には、記録用紙Pが収納された給紙カセット46が配置されている。また、給紙カセット46の端部から鉛直方向上方には、記録用紙Pを搬送する用紙搬送路50が設けられている。   On the other hand, a paper feed cassette 46 in which the recording paper P is stored is disposed below the exposure unit 40. A sheet conveyance path 50 for conveying the recording sheet P is provided vertically above the end of the sheet feeding cassette 46.

用紙搬送路50には、記録用紙Pを給紙カセット46から送り出す給紙ロール48と、記録用紙Pを1枚ずつ給紙させる用紙分離搬送用のロール対52と、中間転写ベルト16上の画像の移動タイミングと記録用紙Pの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせロール54とが設けられている。ここで、給紙カセット46から給紙ロール48によって順次送出された記録用紙Pは、用紙搬送路50を経由して、間欠的に回転する用紙先端位置合わせロール54によって中間転写ベルト16の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。   In the sheet conveyance path 50, a sheet feeding roll 48 that feeds the recording sheet P from the sheet feeding cassette 46, a sheet separating and conveying roll pair 52 that feeds the recording sheet P one by one, and an image on the intermediate transfer belt 16. Is provided with a paper leading edge alignment roll 54 for adjusting the movement timing of the recording paper P and the conveyance timing of the recording paper P. Here, the recording paper P sequentially sent out from the paper feed cassette 46 by the paper feed roll 48 passes through the paper transport path 50 and is secondary to the intermediate transfer belt 16 by the paper tip alignment roll 54 that rotates intermittently. It is once transported to the transfer position and stopped.

二次転写ロール20の上方には、定着装置60が設けられている。定着装置60は、加熱された加熱ロール62と、この加熱ロール62に圧接された加圧ロール64とを備えている。ここで、二次転写ロール20によって各色のトナー像が転写された記録用紙Pは、加熱ロール62と加圧ロール64との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Pの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ロール66によって、プリンタ10の上部に設けられた排出部68に排出されるようになっている。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト16の表面は、クリーニング装置30によって残留トナーや紙粉等が除去される。   A fixing device 60 is provided above the secondary transfer roll 20. The fixing device 60 includes a heated heating roll 62 and a pressure roll 64 pressed against the heating roll 62. Here, the recording paper P on which the toner image of each color has been transferred by the secondary transfer roll 20 is fixed by heat and pressure at the pressure contact portion between the heating roll 62 and the pressure roll 64, and the recording paper P is transported downstream in the conveyance direction. A discharge roller 66 as an example of a discharge device provided in the printer 10 is discharged to a discharge unit 68 provided in the upper part of the printer 10. Residual toner, paper dust, and the like are removed from the surface of the intermediate transfer belt 16 after the secondary transfer process of the toner image by the cleaning device 30.

図2に示される如く、制御ユニット36は、メインコントロール部70を含んでいる。メインコントロール部70は、CPU72、RAM74、ROM76、I/O(入出力部)78、及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス80を有している。   As shown in FIG. 2, the control unit 36 includes a main control unit 70. The main control unit 70 includes a CPU 72, a RAM 74, a ROM 76, an I / O (input / output unit) 78, and a bus 80 such as a data bus or a control bus for connecting them.

I/O78には、前記プリンタ10における搬送系や、画像形成のための走査露光系、現像系等の各処理系を制御し、管理するための印刷制御管理部88が接続されている。   Connected to the I / O 78 is a print control management unit 88 for controlling and managing each processing system such as a transport system in the printer 10, a scanning exposure system for image formation, and a development system.

より詳細には、印刷制御管理部88には、搬送制御部100、走査露光制御部102、現像制御部104、転写制御部106、定着制御部108が接続され、各部の制御を管理している。   More specifically, the print control management unit 88 is connected to the conveyance control unit 100, the scanning exposure control unit 102, the development control unit 104, the transfer control unit 106, and the fixing control unit 108, and manages the control of each unit. .

印刷制御管理部88は、I/O78ではなく、直接バス80に接続された構成であってもよい。また、ここでは、印刷に関する制御を印刷制御管理部88に集約する構成としたが、当該制御をメインコントロール部70で実行する構成であってもよい。   The print control management unit 88 may be configured to be directly connected to the bus 80 instead of the I / O 78. Here, the control related to printing is integrated in the print control management unit 88, but the main control unit 70 may execute the control.

また、I/O78には、UI(ユーザ・インターフェイス)82が接続されている。UI82は、ユーザーからの入力指示を受け付け、かつユーザーへ画像処理に関する情報を報知する役目を有している。さらに、I/O78には、ハードディスク84が接続されている。また、I/O78は、I/F86を介して通信回線網90に接続されている。   A UI (user interface) 82 is connected to the I / O 78. The UI 82 has a function of receiving an input instruction from the user and notifying the user of information related to image processing. Further, a hard disk 84 is connected to the I / O 78. The I / O 78 is connected to the communication line network 90 via the I / F 86.

ここで、濃度センサ112を用いた画像濃度制御のための基準画像と、トナー濃度制御のための基準画像とは、基本的にその形状は形成手順に違いはないが、その濃度パターンに違いがある。   Here, the reference image for image density control using the density sensor 112 and the reference image for toner density control basically have the same shape but the difference in the density pattern. is there.

画像濃度制御のための基準画像は、低濃度から高濃度までの段階的な複数の基準画像を形成し、露光量や現像バイアス等に基づく画像濃度特性曲線を描き、全濃度域でそれぞ適正な補正値を策定する。   As the reference image for image density control, a plurality of stepwise reference images from low density to high density are formed, and an image density characteristic curve based on the exposure amount, development bias, etc. is drawn, and appropriate for all density areas Develop a correct correction value.

一方、トナー濃度制御のための基準画像は、基本的には単一濃度でよい。しかしながら、トナー濃度を広いレンジ(例えば、2wt%〜8wt%)で検出すると共に、周囲環境の変動があっても検出可能となるように、濃度センサ112の検出可能範囲(ダイナミックレンジ)の中央に設定することが好ましい。この結果、中間調(グレー画像)の基準画像を適用している。   On the other hand, the reference image for controlling the toner density may basically be a single density. However, the toner density is detected in a wide range (for example, 2 wt% to 8 wt%), and at the center of the detectable range (dynamic range) of the density sensor 112 so that it can be detected even if the surrounding environment changes. It is preferable to set. As a result, a reference image of halftone (gray image) is applied.

さらに、トナー濃度制御では、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kの残量を判別している。   Further, in the toner density control, the remaining amounts of the toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K are determined.

図3は、トナー濃度−中間調基準画像特性曲線を示しており、実線Aが定常状態における特性である。   FIG. 3 shows a toner density-halftone reference image characteristic curve, and a solid line A is a characteristic in a steady state.

トナー濃度の目標を0.8wt%とすると、このときの中間調基準画像濃度を検出した濃度センサ112の出力値の目標は、縦軸数値102〜105程度に設定される。この数値は、大きくなればなるほど、濃度が薄いことを示す数値である。   Assuming that the target of toner density is 0.8 wt%, the target of the output value of the density sensor 112 that has detected the halftone reference image density at this time is set to a numerical value of about 102 to 105 on the vertical axis. This numerical value is a numerical value indicating that the higher the value is, the lower the density is.

トナー濃度に変化、特に中間調基準画像濃度が薄くなっていくと、目標値に補正するべく、画像形成時にトナーを供給するとき増量することで、トナー濃度を目標値に維持する。これがトナー濃度制御である。なお、トナー濃度制御では、当然中間調基準画像濃度が濃くなる場合もあり、この場合は現像部内のトナーを廃棄する。   When the toner density changes, particularly when the halftone reference image density becomes lighter, the toner density is maintained at the target value by increasing when supplying toner at the time of image formation in order to correct the target value. This is toner density control. In the toner density control, naturally, the halftone reference image density may be increased. In this case, the toner in the developing unit is discarded.

ところが、トナー濃度が目標に至らず、予め定めた第1のしきい値S1よりも低濃度になった場合(図3の黒丸(●)印Cの位置参照)、トナーディスペンサを強制的に駆動して、トナーを補給し、その回復状態を観察する。観察の結果、第2のしきい値S2を超えて高濃度になれば(図3の白丸(○)印Dの位置参照)、トナー残量があると判定する。一方、観察の結果、第2のしきい値S2を超えない場合(図3のばつ(×)印Eの位置参照)、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kの残量が不足している判定する。   However, when the toner density does not reach the target and becomes lower than the predetermined first threshold value S1 (see the position of the black circle (●) mark C in FIG. 3), the toner dispenser is forcibly driven. Then, the toner is replenished and the recovery state is observed. As a result of observation, if the density exceeds the second threshold value S2 (see the position of the white circle (◯) mark D in FIG. 3), it is determined that there is a remaining amount of toner. On the other hand, if the second threshold value S2 is not exceeded as a result of the observation (see the position of the cross (X) mark E in FIG. 3), the remaining amount of the toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K is determined to be insufficient. To do.

ところで、前記トナー濃度制御の基礎でもあり、前記残量判定のための基礎でもある、トナー濃度−中間調基準画像濃度特性は、現像性により変化する。   Incidentally, the toner density-halftone reference image density characteristic, which is the basis for the toner density control and the basis for the remaining amount determination, varies depending on the developing property.

現像性とは、現像剤の種類や、周囲環境、画像形成装置の仕様を含めた変動である。   The developability is a variation including the type of developer, the surrounding environment, and the specifications of the image forming apparatus.

トナー濃度と基準画像濃度との相関関係は、図3に示される如く、正比例的に推移するが(y=ax+b)、現像剤の種類や、周囲環境、画像形成装置の仕様を含めた、現像性により、特性が平行移動する。言い換えれば、前記正比例の公式の傾きaは変わらないが、定数bが変動し、例えば、二点鎖線Bのようにシフトする。なお、トナー濃度と基準画像濃度との相関関係は、正比例に限定されるものではなく、二次関数的に変化する場合もある。いずれにしても、所謂右肩下がりの曲線であり、現像性による変動は平行移動となる。   As shown in FIG. 3, the correlation between the toner density and the reference image density changes in direct proportion (y = ax + b), but includes the type of developer, the surrounding environment, and the specifications of the image forming apparatus. Depending on the developability, the properties move in parallel. In other words, the slope a of the direct proportional formula does not change, but the constant b changes and shifts as indicated by a two-dot chain line B, for example. Note that the correlation between the toner density and the reference image density is not limited to a direct proportion and may change in a quadratic function. In any case, it is a so-called downward-sloping curve, and the variation due to developability is parallel movement.

このシフトした特性曲線(図3の二点鎖線B)の下で、トナー残量判定を行うと、前記第1のしきい値S1を超えるときのトナー濃度(図3の黒丸(●)印C’が、平常状態の特性曲線(図3の実線A参照)のときに第1のしきい値S1を超えるときのトナー濃度よりも、さらに低濃度側になり、この差分が検出遅れとなって、トナー残量判定精度を悪化させる原因となっている。   When the remaining amount of toner is determined under this shifted characteristic curve (two-dot chain line B in FIG. 3), the toner density when the first threshold value S1 is exceeded (black circle (●) mark C in FIG. 3). 'Is a lower density side than the toner density when exceeding the first threshold value S1 in the normal state characteristic curve (see the solid line A in FIG. 3), and this difference becomes a detection delay. This is a cause of deteriorating the accuracy of toner remaining amount determination.

そこで、本実施の形態では、高濃度基準画像の濃度センサ112で検出することで、前記トナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線の変化(主として、低濃度側への変化)を第3のしきい値と比較することで判定している。   Therefore, in the present embodiment, a change (mainly, a change toward the low density side) of the toner density-halftone reference image density characteristic curve is detected by the third sensor by detecting the density sensor 112 of the high density reference image. Judgment is made by comparing with the threshold value.

図4に示される如く、高濃度基準画像(所謂黒ベタ画像)では、トナーが充分に残っており、適正トナー濃度以上に保持されているときは、高濃度基準画像を検出した濃度センサ112の出力値は、一定のレベルで推移するが、トナー濃度が4wt%〜5wt%程度になると、徐々に低濃度側に変化する特性を持っている。   As shown in FIG. 4, in the high density reference image (so-called black solid image), when the toner remains sufficiently and is maintained at a proper toner density or higher, the density sensor 112 that has detected the high density reference image. Although the output value changes at a constant level, it has a characteristic of gradually changing to a lower density side when the toner density reaches about 4 wt% to 5 wt%.

そこで、高濃度基準画像のトナー濃度が4wt%〜5wt%となる濃度センサ112の出力値を第3のしきい値とし、第3のしきい値S3を超えて低濃度となった場合に、現像性の変動が発生していると判断し、図3の第1のしきい値S1及び第2のしきい値S2を一定の割合で高濃度側にシフトする(図3の二点鎖線で示した第1のしきい値(補正)S1Hと、第2のしきい値(補正)S2H参照)。   Therefore, when the output value of the density sensor 112 at which the toner density of the high density reference image is 4 wt% to 5 wt% is set as the third threshold value, and the density becomes lower than the third threshold value S3, It is determined that a change in developability has occurred, and the first threshold value S1 and the second threshold value S2 in FIG. 3 are shifted to a high density side at a certain rate (in the two-dot chain line in FIG. 3). First threshold value (correction) S1H and second threshold value (correction) S2H shown).

この第1のしきい値(補正)S1Hと第2のしきい値(補正)S2Hとすることで、図3の△印Fで強制トナー補給とすることが可能であり、定常状態の特性と同一トナー濃度での判定となる。   By setting the first threshold value (correction) S1H and the second threshold value (correction) S2H, it is possible to perform forced toner supply at the Δ mark F in FIG. The determination is made with the same toner density.

図5は、前記印刷制御管理部88における、トナー濃度制御とトナー残量監視制御のための機能ブロック図である。なお、この図5の各ブロックは機能別に分類したものであり、印刷制御管理部88のハード構成を限定するものではない。   FIG. 5 is a functional block diagram for toner density control and toner remaining amount monitoring control in the print control management unit 88. Each block in FIG. 5 is classified according to function, and the hardware configuration of the print control management unit 88 is not limited.

印刷制御管理部88には、画像形成実行制御部114が設けられ、前記搬送制御部100、走査露光制御部102、現像制御部104、転写制御部106、定着制御部108がそれぞれ接続されている。   The print control management unit 88 is provided with an image formation execution control unit 114, to which the conveyance control unit 100, the scanning exposure control unit 102, the development control unit 104, the transfer control unit 106, and the fixing control unit 108 are connected. .

この画像形成実行制御部114には、トナー濃度制御部116が接続されている。このトナー濃度制御部116には、前述した図3に示すトナー濃度−中間調基準画像濃度特性マップが格納されている。このトナー濃度制御部116には、画像形成実行制御部114から、トナー濃度制御実行指示信号が入力されるようになっており、このトナー濃度制御実行指示信号に基づいて、トナー濃度制御部116は起動する。   A toner density control unit 116 is connected to the image formation execution control unit 114. The toner density control unit 116 stores the toner density-halftone reference image density characteristic map shown in FIG. The toner density control unit 116 is supplied with a toner density control execution instruction signal from the image formation execution control unit 114. Based on the toner density control execution instruction signal, the toner density control unit 116 to start.

トナー濃度制御部116が起動すると、まず、画像形成実行制御部114に対して、中間基準画像を形成するための指示信号を送出すると共に、高濃度基準画像形成指示部118に対して、実行指示信号を送出する。高濃度基準画像形成指示部118では、この実行指示信号に基づいて、前記画像形成実行制御部114に対して、高濃度基準画像を形成するための指示信号を送出する。   When the toner density control unit 116 is activated, first, an instruction signal for forming an intermediate reference image is sent to the image formation execution control unit 114 and an execution instruction is given to the high density reference image formation instruction unit 118. Send a signal. Based on the execution instruction signal, the high density reference image formation instruction unit 118 sends an instruction signal for forming a high density reference image to the image formation execution control unit 114.

この結果、画像形成実行制御部114では、搬送制御部100、走査露光制御部102、現像制御部104、転写制御部106、定着制御部108を制御して、中間調基準画像と高濃度基準画像のそれぞれを、例えば、中間転写ベルト16上に形成する。   As a result, the image formation execution control unit 114 controls the conveyance control unit 100, the scanning exposure control unit 102, the development control unit 104, the transfer control unit 106, and the fixing control unit 108, and thus the halftone reference image and the high density reference image. Each of these is formed on the intermediate transfer belt 16, for example.

形成された中間調基準画像と高濃度基準画像は、中間転写ベルト16の搬送方向に沿って一列に形成されるようになっており、それぞれ時間差で濃度センサ112によって濃度が検出される。   The formed halftone reference image and high density reference image are formed in a line along the conveyance direction of the intermediate transfer belt 16, and the density is detected by the density sensor 112 with a time difference.

中間基準画像の濃度センサ112による検出値は、前記トナー濃度制御部116へ送出されトナー濃度制御管理が実行される。   A value detected by the density sensor 112 of the intermediate reference image is sent to the toner density control unit 116, and toner density control management is executed.

前記高濃度基準画像形成指示部118は、高濃度基準画像検出値読出部120に接続されている。高濃度基準画像形成指示部118では、前記画像形成実行制御部114に対して、高濃度画像形成指示を出すときに、高濃度基準画像検出値読出部120に対して、画像形成実行制御部114から高濃度基準画像の濃度センサ112による検出値を読み出すように指示する。   The high density reference image formation instructing unit 118 is connected to the high density reference image detected value reading unit 120. When the high density reference image formation instruction unit 118 issues a high density image formation instruction to the image formation execution control unit 114, the image formation execution control unit 114 is provided to the high density reference image detection value reading unit 120. To read the detection value of the high density reference image by the density sensor 112.

前記トナー濃度制御部116は、トナー残量判定部122に接続されており、前記画像形成実行制御部114から得た濃度センサ検出値を、そのままトナー残量判定部122へ送出する。トナー残量判定部122は、しきい値補正実行部124を介してしきい値メモリ126に接続されている。   The toner density control unit 116 is connected to the toner remaining amount determination unit 122 and sends the density sensor detection value obtained from the image formation execution control unit 114 to the toner remaining amount determination unit 122 as it is. The toner remaining amount determination unit 122 is connected to the threshold value memory 126 via the threshold value correction execution unit 124.

トナー残量判定部122は、しきい値補正実行部124での補正実行がない場合(トナー濃度−中間調基準画像濃度特性が、図3の実線Aの定常状態の場合)は、しきい値メモリ126に記憶された第1のしきい値S1と第2のしきい値S2とを読み出し、トナー残量の判定を実行する。   When the correction by the threshold correction execution unit 124 is not executed (when the toner density-halftone reference image density characteristic is in a steady state indicated by a solid line A in FIG. 3), the toner remaining amount determination unit 122 The first threshold value S1 and the second threshold value S2 stored in the memory 126 are read, and the remaining toner amount is determined.

すなわち、第1のしきい値S1よりも低濃度になった場合(図3の実線A上の黒丸(●)印C参照)、現像制御部104へ、トナーディスペンサの強制駆動を指示し、トナーを強制補給すると共に、トナー濃度制御を継続して、このトナーの強制補給の結果、トナー濃度がどこまで回復するかを観察する。   That is, when the density becomes lower than the first threshold value S1 (see the black circle (●) mark C on the solid line A in FIG. 3), the development controller 104 is instructed to forcibly drive the toner dispenser, and the toner The toner density control is continued, and the extent to which the toner density is restored as a result of the forced toner supply is observed.

観察の結果、第2のしきい値S2よりも高濃度になった場合(図3の実線A上の白丸(○)印D参照)は、トナー残量有りと判定し、第2のしきい値S2よりも低濃度側に維持された場合(図3の実線A上のばつ(×)印E参照)は、「トナー残量無し(空)」と判定する。   As a result of the observation, if the density is higher than the second threshold value S2 (see the white circle (◯) mark D on the solid line A in FIG. 3), it is determined that there is a remaining amount of toner, and the second threshold is reached. When the density is maintained lower than the value S2 (see the cross (X) mark E on the solid line A in FIG. 3), it is determined that “no toner remaining (empty)”.

トナー残量判定部122は、報知制御部128に接続されており、トナー残量判定において、「トナー残量無し(空)」と判定(空検知)した場合、報知制御部128へ報知指示信号を送出する。報知制御部128では、この報知指示に基づいて、トナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kが空であることを報知するように、UI82を制御する。   The toner remaining amount determination unit 122 is connected to the notification control unit 128. When the toner remaining amount determination determines that there is no toner remaining (empty) (empty detection), a notification instruction signal is sent to the notification control unit 128. Is sent out. Based on this notification instruction, the notification control unit 128 controls the UI 82 to notify that the toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K are empty.

一方、前記高濃度基準画像検出値読出部120によって読み出した高濃度基準画像の濃度センサ112による検出値は、比較部130に送出されるようになっている。   On the other hand, the detection value by the density sensor 112 of the high density reference image read by the high density reference image detection value reading unit 120 is sent to the comparison unit 130.

比較部130には、前述した図4に示すトナー濃度−高濃度基準画像濃度特性マップが格納されている。   The comparison unit 130 stores the above-described toner density-high density reference image density characteristic map shown in FIG.

比較部130では、前記高濃度基準画像検出値読出部120から高濃度基準画像から濃度センサ112で検出した検出値が入力されると、前記しきい値メモリ126から第3のしきい値S3を読み出し、両者を比較するようになっている。   When the detection value detected by the density sensor 112 from the high density reference image is input from the high density reference image detection value reading unit 120 to the comparison unit 130, the third threshold value S3 is set from the threshold memory 126. Read and compare both.

この比較結果は、しきい値補正要否判定部132へ送出され、しきい値(すなわち、第1のしきい値S1と第2のしきい値S2)の補正が必要か否かを判定する。   This comparison result is sent to the threshold value correction necessity determination unit 132 to determine whether or not the threshold values (that is, the first threshold value S1 and the second threshold value S2) need to be corrected. .

補正が必要となる判定は、図4に示すように、高濃度基準画像から読み取った検出値が、第3のしきい値S3を超えたと判断されたとき、現像性に関わらず、トナー濃度が4wt%〜5wt%以下になったときである。   As shown in FIG. 4, when the detection value read from the high density reference image is determined to exceed the third threshold value S3, the determination that the correction is necessary is performed regardless of the developability. This is when 4 wt% to 5 wt% or less.

このような場合、定常状態のトナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線(図3の実線A参照)から、低濃度状態のトナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線(図3の二点鎖線B参照)に変位したと考えられ、この二点鎖線Bの特性曲線に合う、第1のしきい値(補正)S1H及び第2のしきい値(補正)S2Hとするべく、しきい値補正要否判定部132では、しきい値補正実行部124に対して、補正実行信号を送出する。   In such a case, the toner density-halftone reference image density characteristic curve in the low density state (see the two-dot chain line B in FIG. 3) from the steady state toner density-halftone reference image density characteristic curve (see solid line A in FIG. 3). It is necessary to correct the threshold value so that the first threshold value (correction) S1H and the second threshold value (correction) S2H match the characteristic curve of the two-dot chain line B. The rejection determination unit 132 sends a correction execution signal to the threshold correction execution unit 124.

しきい値補正実行部124では、この補正実行信号に基づいて、前記トナー残量判定部122が第1のしきい値S1及び第2のしきい値S2を読み出すとき、補正されて読み出すことになる(第1のしきい値(補正)S1H及び第2のしきい値(補正)S2H)。   Based on this correction execution signal, the threshold correction execution unit 124 corrects and reads out the first threshold S1 and the second threshold S2 when the toner remaining amount determination unit 122 reads out the first threshold S1 and the second threshold S2. (First threshold value (correction) S1H and second threshold value (correction) S2H).

以下に本実施の形態の作用を説明する。   The operation of this embodiment will be described below.

(画像形成手順)
画像データは、さらにイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色の色材階調データに変換され、露光ユニット40に順次出力される。露光ユニット40では、各色の色材階調データに応じて各露光光Lを出射して、各感光体28に走査露光を行い、潜像(静電潜像)が形成される。
(Image formation procedure)
The image data is further converted into color material gradation data of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and sequentially output to the exposure unit 40. In the exposure unit 40, each exposure light L is emitted according to the color material gradation data of each color, and each photoconductor 28 is scanned and exposed to form a latent image (electrostatic latent image).

感光体28上に形成された静電潜像は、現像部によって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー像として顕在化される(現像)。そして、各画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの感光体28上に順次形成された各色のトナー像は、4つの一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kによって中間転写ベルト16上に順次多重転写される。   The electrostatic latent image formed on the photoreceptor 28 is visualized as a toner image of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) by the developing unit (development). ). The toner images of the respective colors sequentially formed on the photoreceptors 28 of the image forming units 12Y, 12M, 12C, and 12K are sequentially multiplexed on the intermediate transfer belt 16 by the four primary transfer rolls 18Y, 18M, 18C, and 18K. Transcribed.

中間転写ベルト16上に多重転写された各色のトナー像は、二次転写ロール20によって、搬送されてきた記録用紙P上に二次転写される。そして、記録用紙P上の各色のトナー像が定着装置60で定着され、定着後の記録用紙Pは、排出トレイ68に排出される。   The respective color toner images transferred onto the intermediate transfer belt 16 are secondarily transferred onto the conveyed recording paper P by the secondary transfer roll 20. Then, the toner images of the respective colors on the recording paper P are fixed by the fixing device 60, and the recording paper P after fixing is discharged to the discharge tray 68.

トナー像の転写工程が終了した後の感光体28の表面は、クリーニングユニット76によって残留トナーや紙粉等が除去される。また、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等が、クリーニング装置30で除去される。   Residual toner, paper dust, and the like are removed from the surface of the photoreceptor 28 after the toner image transfer process is completed by the cleaning unit 76. Further, residual toner, paper dust, and the like on the intermediate transfer belt 16 are removed by the cleaning device 30.

図6は、本実施の形態に係るトナー濃度制御に伴うトナーカートリッジ11Y、11M、11C、11Kの空検知判定制御を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing empty detection determination control of the toner cartridges 11Y, 11M, 11C, and 11K accompanying the toner density control according to the present embodiment.

ステップ200では、トナー濃度制御時期か否かが判断され、否定判定されると、ステップ202へ移行して、前回のトナー濃度制御時において、現像剤(トナー)を強制補給したか否かが判断される。このステップ202で否定判定された場合は、このルーチンは終了する。   In step 200, it is determined whether or not it is the toner concentration control time. If a negative determination is made, the process proceeds to step 202, and it is determined whether or not the developer (toner) is forcibly replenished in the previous toner concentration control. Is done. If a negative determination is made in step 202, this routine ends.

(トナー濃度制御+空判定予測)
ステップ200で肯定判定されると、トナー濃度制御時期+空判定予測時期であると判断し、ステップ204へ移行して中間調基準画像を形成する指示を行い、次いでステップ206へ移行して高濃度基準画像を形成する指示を行い、ステップ208へ移行する。この指示によって、中間転写ベルト16上には、中間調基準画像と高濃度基準画像が形成される。
(Toner density control + empty judgment prediction)
If an affirmative determination is made in step 200, it is determined that it is the toner density control time + empty determination prediction time, and the process proceeds to step 204 to instruct to form a halftone reference image. An instruction to form a reference image is issued, and the process proceeds to step 208. By this instruction, a halftone reference image and a high density reference image are formed on the intermediate transfer belt 16.

ステップ208では、濃度センサ112を用いて、前記ステップ204、206で指示し、かつ中間転写ベルト16上に形成された中間調基準画像の濃度Pm、並びに高濃度基準画像の濃度Pdを検出する。   In step 208, the density sensor 112 is used to detect the density Pm of the halftone reference image formed on the intermediate transfer belt 16 and the density Pd of the high density reference image, which are instructed in steps 204 and 206.

次のステップ210では、濃度センサ112の検出値Pm、Pdを読み込み、次いでステップ212へ移行して、第3のしきい値S3を読み出して、ステップ214へ移行する。   In the next step 210, the detection values Pm and Pd of the density sensor 112 are read, then the process proceeds to step 212, the third threshold value S3 is read, and the process proceeds to step 214.

ステップ214では、高濃度基準画像の濃度Pdと、第3のしきい値S3とを比較する。比較の結果、Pd≧S3と判定された場合は、トナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線が、図3の定常状態(実線A)から低濃度状態(二点鎖線B)に移行していると判断し、ステップ216で第1のしきい値S1を補正してS1Hとし、次いでステップ218へ移行して、第2のしきい値S2を補正してS2Hとして、ステップ222へ移行する(制御上は、SS1←S1H、SS2←S2Hとする)。この補正は、予め定められた割合で一律に行う場合、略60%程度高濃度側にシフトすればよい。なお、一律でシフトせず、細かい演算の下でシフトさせるようにしてもよい。   In step 214, the density Pd of the high density reference image is compared with the third threshold value S3. As a result of the comparison, if it is determined that Pd ≧ S3, the toner density-halftone reference image density characteristic curve shifts from the steady state (solid line A) to the low density state (two-dot chain line B) in FIG. In step 216, the first threshold value S1 is corrected to S1H, then the process proceeds to step 218, the second threshold value S2 is corrected to S2H, and the process proceeds to step 222 (control). The above is SS1 ← S1H, SS2 ← S2H). When this correction is uniformly performed at a predetermined ratio, it may be shifted to the high density side by about 60%. In addition, you may make it shift according to a detailed calculation instead of shifting uniformly.

また、前記ステップ214での比較の結果、Pd>S3と判定された場合は、トナー濃度−中間調基準画像濃度特性曲線が、図3の定常状態(実線A)を維持していると判断し、ステップ220へ移行して、現在第1のしきい値(補正)S1Hと第2のしきい値(補正)S2Hとなっている場合は、その補正を解除し(制御上は、SS1←S1、SS2←S2とする)、ステップ222へ移行する。   If it is determined in step 214 that Pd> S3, it is determined that the toner density-halftone reference image density characteristic curve maintains the steady state (solid line A) in FIG. , The process proceeds to step 220, and if the current value is the first threshold value (correction) S1H and the second threshold value (correction) S2H, the correction is canceled (SS1 ← S1 in terms of control) , SS2 ← S2), the process proceeds to step 222.

ステップ222では、中間調基準画像に基づくトナー濃度制御を実行する。このトナー濃度制御は、トナー濃度が薄い場合は、画像形成時にトナーを増量し、トナー濃度が濃い場合は、現像部に貯留されているトナーを廃棄して減量する、といった従前の制御であるため、詳細は省略する。   In step 222, toner density control based on the halftone reference image is executed. This toner density control is a conventional control in which when the toner density is low, the amount of toner is increased during image formation, and when the toner density is high, the toner stored in the developing unit is discarded and reduced. Details are omitted.

次のステップ224では、中間調基準画像の濃度Pmと現在の第1のしきい値SS1(S1又はSH1)とを比較する。この比較の結果、Pm<SS1の場合は、現像剤が空になる可能性はないため、このルーチンは終了する。また、ステップ224での比較の結果、Pm≧SS1の場合は、現像剤が空に近い(ニヤエンプティ)可能性があるため、ステップ226へ移行して、トナーディスペンサを駆動して、強制的に現像剤を補給するように指示し、このルーチンは終了する。   In the next step 224, the density Pm of the halftone reference image is compared with the current first threshold value SS1 (S1 or SH1). As a result of this comparison, if Pm <SS1, there is no possibility that the developer will be emptied, so this routine ends. As a result of the comparison in step 224, if Pm ≧ SS1, the developer may be nearly empty (near empty), so the process moves to step 226 to drive the toner dispenser and forcefully An instruction is given to replenish the developer, and this routine ends.

(強制補給後の空判定)
一方、前記ステップ202で肯定判定されると、強制補給後の空判定時期と判断し、ステップ228へ移行して中間調基準画像を形成する指示を行い、ステップ230へ移行する。この指示によって、中間転写ベルト16上には、中間調基準画像形成される。
(Empty judgment after forced replenishment)
On the other hand, if an affirmative determination is made in step 202, it is determined that it is the empty determination time after forced replenishment, the process proceeds to step 228, an instruction to form a halftone reference image is issued, and the process proceeds to step 230. By this instruction, a halftone reference image is formed on the intermediate transfer belt 16.

ステップ230では、濃度センサ112を用いて、前記ステップ228で指示し、かつ中間転写ベルト16上に形成された中間調基準画像の濃度Pmを検出する。   In step 230, the density sensor 112 is used to detect the density Pm of the halftone reference image that is instructed in step 228 and formed on the intermediate transfer belt 16.

次のステップ232では、濃度センサ112の検出値Pmを読み込み、ステップ234へ移行する。   In the next step 232, the detection value Pm of the density sensor 112 is read, and the process proceeds to step 234.

ステップ234では、中間調基準画像の濃度Pmと現在の第2のしきい値SS2(S2又はSH2)とを比較する。この比較の結果、Pm<SS2の場合は、強制補給によってトナー濃度が戻ったため、現像剤が空になる可能性はなく、このルーチンは終了する。また、ステップ234での比較の結果、Pm≧SS2の場合は、強制補給してもトナー濃度が回復しないため、現像剤が空であると判断し、ステップ236へ移行して、空判定報知制御を実行し、このルーチンは終了する。   In step 234, the density Pm of the halftone reference image is compared with the current second threshold value SS2 (S2 or SH2). As a result of this comparison, if Pm <SS2, the toner density has returned by forced replenishment, so there is no possibility that the developer will be emptied, and this routine ends. As a result of the comparison in step 234, if Pm ≧ SS2, the toner density does not recover even if forcible replenishment. Therefore, it is determined that the developer is empty, and the process proceeds to step 236, where empty determination notification control is performed. And this routine ends.

なお、本実施の形態では、現像剤の強制補給が実行された場合、中間調基準画像のみを形成し、その濃度が第2のしきい値S2(又はS2H)を下回ったか否かを判断するようしたが、次のトナー濃度制御時期に実行するようにしてもよい。   In this embodiment, when the forced supply of the developer is executed, only the halftone reference image is formed, and it is determined whether the density is lower than the second threshold value S2 (or S2H). However, it may be executed at the next toner density control timing.

P 記録用紙
10 プリンタ(画像形成装置)
11Y、11M、11C、11K トナーカートリッジ
12Y、12M、12C、12K 画像形成ユニット
14 転写部
16 中間転写ベルト
18Y、18M、18C、18K 一次転写ロール
20 二次転写ロール
28Y、28M、28C、28K 感光体
36 制御ユニット
40 露光ユニット
60 定着装置
70 メインコントロール部
88 印刷制御管理部
100 搬送制御部
102 走査露光制御部
104 現像制御部
106 転写制御部
108 定着制御部
114 画像形成実行制御部(強制補給手段)
116 トナー濃度制御部
118 高濃度基準画像形成指示部
120 高濃度基準画像検出値読出部
122 トナー残量判定部(判定手段)
124 しきい値補正実行部(補正手段)
126 しきい値メモリ
128 報知制御部
130 比較部(補正手段)
132 しきい値補正要否判定部(補正手段)
P Recording paper 10 Printer (image forming device)
11Y, 11M, 11C, 11K Toner cartridge 12Y, 12M, 12C, 12K Image forming unit 14 Transfer unit 16 Intermediate transfer belt 18Y, 18M, 18C, 18K Primary transfer roll 20 Secondary transfer roll 28Y, 28M, 28C, 28K Photoconductor 36 control unit 40 exposure unit 60 fixing device 70 main control unit 88 print control management unit 100 transport control unit 102 scanning exposure control unit 104 development control unit 106 transfer control unit 108 fixing control unit 114 image formation execution control unit (forcible supply unit)
116 toner density control unit 118 high density reference image formation instruction unit 120 high density reference image detection value reading unit 122 toner remaining amount determination unit (determination unit)
124 threshold correction execution unit (correction means)
126 Threshold Memory 128 Notification Control Unit 130 Comparison Unit (Correction Unit)
132 Threshold correction necessity determination unit (correction means)

Claims (7)

像保持体に対峙して配置され、トナー成分とキャリア成分とによって生成された現像剤によって現像された中間調画像データに基づく基準画像の濃度検出する濃度センサと、
前記濃度センサで検出した基準画像の濃度が、目標濃度よりも低濃度側、かつ相対的に目標濃度に遠い濃度である第1のしきい値よりも低濃度となった場合に、強制的に少なくともトナー成分を補給する強制補給手段と、
前記強制補給手段による強制補給後において、前記濃度センサで検出した基準画像の濃度が、目標濃度よりも低濃度側、かつ相対的に目標濃度に近い濃度である第2のしきい値よりも高濃度にならない場合、トナーの残量が不足と判定する判定手段と、
前記像保持体に、前記基準画像よりも高濃度階調データで形成した高濃度基準画像を、前記濃度センサで検出したときの濃度が、予め定めた第3のしきい値を超えて低濃度となった場合に、前記第1のしきい値及び第2のしきい値を前記目標濃度側に近づけるように補正する補正手段と、
を有するトナー残量監視装置。
A density sensor for detecting the density of a reference image based on halftone image data that is arranged opposite to the image carrier and developed by the developer generated by the toner component and the carrier component;
When the density of the reference image detected by the density sensor is lower than the first threshold, which is a density lower than the target density and relatively far from the target density, forcibly. Forced supply means for supplying at least toner components;
After the forcible supply by the forcible supply means, the density of the reference image detected by the density sensor is lower than the target density and higher than the second threshold value that is a density relatively close to the target density. A determination unit that determines that the remaining amount of toner is insufficient when the density is not reached;
When the density sensor detects a high density reference image formed with higher density gradation data than the reference image on the image carrier, the density exceeds a predetermined third threshold value, and the density is low. A correction means for correcting the first threshold value and the second threshold value closer to the target density side,
A toner remaining amount monitoring device.
前記中間調画像データが、全階調幅を均等に3分割したときの中間に位置する領域の階調の画像データである前記請求項1に記載のトナー残量監視装置。   2. The toner remaining amount monitoring device according to claim 1, wherein the halftone image data is image data of a gradation in a region located in the middle when the entire gradation width is equally divided into three. 前記高濃度階調データが、全階調幅を複数分割したときの最も高濃度側に位置する領域の階調の画像データである前記請求項1又は請求項2に記載のトナー残量監視装置。   The toner remaining amount monitoring device according to claim 1, wherein the high density gradation data is image data of a gradation of a region located on the highest density side when the entire gradation width is divided into a plurality of parts. 前記補正手段が、元の第1のしきい値及び第2のしきい値に対して60%とする前記請求項1〜請求項3の何れか1項記載のトナー残量監視装置。   4. The toner remaining amount monitoring device according to claim 1, wherein the correction unit sets 60% of the original first threshold value and the second threshold value. 5. 前記第3のしきい値よりも高濃度となった時点で、前記第1のしきい値及び第2のしきい値を元のレベルに復帰させる復帰手段をさらに有する前記請求項1〜請求項4の何れか1項記載のトナー残量監視装置。   The said 1st threshold value and a 2nd threshold value are further returned to the original level at the time of becoming a density | concentration higher than the said 3rd threshold value. 5. The toner remaining amount monitoring device according to any one of 4 above. 前記請求項1〜請求項5の何れか1項記載のトナー残量監視装置を搭載した画像形成装置。   An image forming apparatus equipped with the toner remaining amount monitoring device according to any one of claims 1 to 5. コンピュータに、前記請求項1〜請求項5の何れか1項記載のトナー残量監視を実行させるトナー残量監視プログラム。   6. A toner remaining amount monitoring program for causing a computer to execute the toner remaining amount monitoring according to claim 1.
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