JP3058171B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業状の利用分野］ 本発明は、ファジィ推論を用いた制御手段を有する画
像形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の画像形成装置の制御装置に於いては、
状態量に応じた確定的な判断に基づき、定式的な制御を
行っていた。

例えば、定着装置では、一般にサーミスタ等の感温素
子により定着装置の温度を検出し、あらかじめ設定した
一定の温度レベルを境にヒータ等の熱源へのヒータ制御
を行っていた。例えば、180度よりも検出温度が低い場
合にはヒータを通電（ON）にし、180度よりも検出温度
が高い場合にはヒータを通電停止（OFF）にしていた。

また、目標温度に対する変動を小さくする為の改善策
として、現在の温度に応じてヒータON時間を可変にする
など様々な手法が考案されている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、複写機などの画像形成装置は環境によ
る変動が大きく、状態量と制御量の関係があいまいな関
係に支配されている場合が多いため、状態量が多くなる
につれ、上記従来例のように、定式化することがほとん
どの場合、困難であった。

例えば、定着装置の温度制御に於いては、室温、複写
枚数、原稿濃度、紙種、定着装置自体の温度等の状態量
が変動した場合に、転写紙に転写したトナーを定着する
定着能力も複雑に変動するという経験的な関係は知られ
ていたが、それらの状態量と制御量の関係を定式化する
となるとは困難であった。具体的には、環境、及び通
紙、非通紙状態で放熱の度合が異なり、従来のようにい
ある温度以上でOFF、以下でONのような制御では、温度
変動（以下リップルと呼ぶ）が生じ、この温度リップル
の最小値が、トナーを転写紙に定着するに十分な温度で
あることが必要で、温調設定温度を理想状態よりさらに
高めに設定する必要があった。このため、余分な電力を
消費し、定着器を構成する部材により耐熱性のあるもの
を使用する必要があるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、状態量と制御量の関係があいまいな
関係に支配されているような複写機、レーザプリンタ、
インクジェットプリンタ等の画像形成装置の制御装置に
於いて、そのあいまいな関係をファジィ推論を行うこと
で制御量を導出する画像形成装置の制御装置を提供する
事にある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本出願の第１の発明の画像
形成装置は、転写紙上に形成された可視像を熱により定
着する定着プロセスを含む複数の画像形成プロセスを有
する画像形成装置において、少なくとも前記定着プロセ
スに関わる目標温度に対する現在の温度偏差、及び単位
時間あたりの温度変化量である温度勾配を含み、前記複
数の画像形成プロセスに関わる複数の状態量を取得する
状態量手段と、状態量としての前記温度偏差が小なる場
合は前記転写紙へ加えられる熱量を小ならしめるよう
に、且つ状態量としての前記温度勾配が大なる場合は前
記熱量を小ならしめるように、前記定着プロセスを制御
するための制御量とそれぞれの前記状態量とを定性的に
関係づける複数のファジィルールを記憶するルール記憶
手段と、前記状態量手段により取得された前記温度偏差
及び前記温度勾配が予め状態量をあいまい集合で表現し
た関数に属する度合に基いて、前記記憶手段に記憶され
たファジィルールに従い前記定着プロセスを制御するた
めの制御量をファジィ推論して出力すると共に、当該フ
ァジィ推論を用いることなく前記複数の画像形成プロセ
ス中の他の１つを制御するための制御量を出力する中央
処理装置を有することを特徴とする。

また第２の発明の画像形成装置は、転写紙上に形成さ
れた可視像を熱により定着する定着プロセスを含む複数
の画像形成プロセスを有する画像形成装置において、少
なくとも前記定着プロセスに関わる目標温度に対する現
在の温度偏差、及び紙サイズを含み、前記複数の画像形
成プロセスに関わる複数の状態量を取得する状態量手段
と、状態量としての前記温度偏差が大なる場合は前記転
写紙へ加えられる熱量を大ならしめるように、且つ状態
量としての前記紙サイズが大なる場合は前記熱量を大な
らしめるように、前記定着プロセスを制御するための制
御量とそれぞれの前記状態量とを定性的に関係づける複
数のファジィルールを記憶するルール記憶手段と、前記
状態量手段により取得された前記温度偏差及び前記紙サ
イズが予め状態量をあいまい集合で表現した関数に属す
る度合に基いて、前記記憶手段に記憶されたファジィル
ールに従い前記定着プロセスを制御するための制御量を
ファジィ推論して出力すると共に、当該ファジィ推論を
用いることなく前記複数の画像形成プロセス中の他の１
つを制御するための制御量を出力する中央処理装置を有
することを特徴とする。

また、第３の発明の画像形成装置は、転写紙上に形成
された可視像を熱により定着する定着プロセスを含む複
数の画像形成プロセスを有する画像形成装置において、
少なくとも前記定着プロセスに関わる単位時間当たりの
温度変化量である温度勾配、及び紙サイズを含み、前記
複数の画像形成プロセスに関わる複数の状態量を取得す
る状態量手段と、状態量としての前記温度勾配が大なる
場合は前記転写紙へ加えられる熱量を小ならしめるよう
に、且つ状態量としての前記紙サイズが大なる場合は前
記熱量を大ならしめるように、前記定着プロセスを制御
するための制御量とそれぞれの前記状態量とを定性的に
関係づける複数のファジィルールを記憶するルール記憶
手段と、前記状態量手段により取得された前記温度勾配
及び紙サイズが予め状態量をあいまい集合で表現した関
数に属する度合に基いて、前記記憶手段に記憶されたフ
ァジィルールに従い前記定着プロセスを制御するための
制御量をファジィ推論して出力すると共に、当該ファジ
ィ推論を用いることなく前記複数の画像形成プロセスの
他の１つを制御するための制御量を出力する中央処理装
置を有することを特徴とする。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は、本発明を画像形成装置の定着装置に適用し
た場合の基本ブロック図である。801は後述するCPUで実
際にファジイ推論を行う。803は後述するROMでファジイ
規則及び、メンバシップ関数を記憶する。804は後述す
るRAMでファジイ推論を行う際作業領域として用いる。8
07は後述するI/O、813はアナログ信号をディジタル信号
に変換するA/D変換器、163は搬送されてきた記録紙を熱
定着で定着させる定着器、163−１は定着ローラに熱を
加えるヒータ、163−２は定着ヒータの温度を検知する
サーミスタ、163−３はCPU801からの指令により定着ヒ
ータを駆動する制御回路である。

第２図は本発明の画像形成装置の一実施例の内部構成
を示す。第２図において、100は画像読み取り機能と画
像記録機能を有する本体、200は両面記録の際に記録媒
体（用紙）を裏返しにする両面処理機能や同一記録媒体
に対して複数回の記録を行う多重記録機能を有するペデ
ィスタル、300は原稿の自動給送を行う循環式原稿給送
装置（以下、RDFと称する）、400はステイプル付丁合装
置（以下、ステイプルソータと称する）であり、これら
の200〜400の各装置は本体100に対し、自在に組合せ使
用できる。

A.本体（100） 本体100において、101は原稿を載置する原稿台ガラ
ス、103は原稿証明する照明ランプ（露光ランプ）、10
5、107、109はそれぞれ原稿の反射光の光路を変更する
走査用反射ミラー（走査ミラー）、111は合焦および変
倍機能を有するレンズ、113は光路を変更する第４の反
射ミラー（走査ミラー）である。115は光学系を駆動す
る光学系モータ、117、119、121はそれぞれセンサであ
る。

131は感光ドラム、133は感光ドラム131を駆動するメ
インモータ、135は高圧ユニット、137はブランク露光ユ
ニット、139は現像器、141は転写帯電器、147は分離帯
電器、および145はクリーニング装置である。

151は上段カセット、153は下段カセット、171は手差
し給紙口、155および157は給紙ローラ、159はレジスト
ローラである。また、161は画像記録された記録紙を定
着側へ搬送する搬送ベルト、163は搬送されてきた記録
紙を熱定着で定着させる定着器、167は両面記録の際に
用いるセンサである。

上述の感光ドラム131の表面は光導電体と導電体を用
いたシームレス感光体から成り、このドラム131は回動
可能に軸支されて、後述の複写開始キーの押下に応答し
て作動するメインモータ133により、本図の矢印の方向
に回転を開始する。次いで、ドラム131の所定回転制御
および電位制御処理（前処理）が終了すると、原稿台ガ
ラス101上に置かれた原稿は、第１走査ミラー105と一体
に構成された照明ランプ103により照明され、その原稿
の反射光は第１走査ミラー105、第２走査ミラー107、第
３走査ミラー109、レンズ111、および第４走査ミラー11
3を経てドラム131上に結像する。

ドラム131は高圧ユニット135によりコロナ帯電され
る。その後、照明ランプ103により照射された像（原稿
画像）がスリット露光され、公知のカールソンプロセス
でドラム131上に静電潜像が形成される。

次に、感光ドラム131上の静電潜像は、現像器139の現
像ローラ140により現像され、トナー像として可視化さ
れ、そのトナー像が転写帯電器141により後述のように
転写紙上に転写される。

すなわち、上段カセット151もしくは下段カセット153
内の転写紙、又は手差し給紙口171にセットされた転写
紙は、給紙ローラ155もしくは157により本体装置内に送
られ、潜像先端と転写紙の先端とが一致される。その
後、転写帯電器141とドラム131との間を転写紙が通過す
ることにより、本体100の外へ排出される。

転写後のドラム131は、そのまま回転を続行して、ク
リーニングローラおよび弾性ブレードで構成されたクリ
ーニング装置145により、その表面が清掃される。

B.ペディスタル（200） ペディスタル200は、本体100から切り離すことがで
き、2000枚の転写紙を収納し得るデッキ201および両面
コピー用中間トレイ203とを有している。また、その200
0枚収納可能なデッキ201のリフタ205は、給紙ローラ207
に常に転写紙が当接するように、転写紙の量に応じて上
昇する。

また、211は両面記録側ないし多重記録側の経路と排
出側経路との経路を切り換える排紙フラッパ、213、215
は搬送ベルトの搬送路、217は転写紙押え用の中間トレ
イおもりである。排紙フラッパ211、および搬送路213、
215を通った転写紙は裏返しされて両面コピー用中間ト
レイ203に収納される。219は両面記録と多重記録の経路
を切り換える多重フラッパであり、搬送路213と215の間
に配設され、上方に回動することにより転写紙を多重記
録用搬送路211に導く。223は多重フラッパ219を通る転
写紙の末端を検知する多重排紙センサである。225は経
路227を通じて転写紙をドラム131側へ給送する給紙ロー
ラである。229は機外へ転写紙を排出する排出ローラで
ある。

両面記録（両面複写）時や多重記録（多重複写）時に
は、まず、本体100の排紙フラッパ211を上方に上げて、
複写済みの転写紙をペディスタル200の搬送路213、215
を介して中間トレイ203に格納する。このとき、両面記
録時には多重フラッパ219を下げておき、多重記録時に
は多重フラッパ219を上げておく。この中間トレイ203
は、例えば99枚までの転写紙を格納することができる。
中間トレイ203に格納された転写紙は中間トレイおもり2
17により押さえられる。

次に行う裏面記録時、または多重記録時には、中間ト
レイ203に格納されている転写紙が、下から１枚づつ給
紙ローラ225、おもり217との作用により、経路227を介
して本体100のレジストローラ159へ導かれる。

C.RDF（循環式原稿給送装置）（300） RDF300において、301は原稿束302をセットする搭載ト
レイである。まず、片面原稿時では、半月ローラ304及
び分離ローラ303によって原稿束302の最下部から一枚づ
つ分離され、分離された原稿は搬送ローラ305及び全面
ベルト306によりプラテンガラス101の露光位置までパス
Ｉ〜IIを通って搬送停止され、その後に複写動作が開始
する。複写終了後はプラテンガラス101上の原稿はパスI
II、IVを通って搬送大ローラ307によりパスＶ、６へ送
られ、さらに排紙ローラ308により再び原稿束302の最上
面に戻される。

309は原稿一循環を検知するためのリサイクルレバー
であり、原稿給送開始時に原稿束の上部にこのリサイク
ルレバー309を載せ、原稿が順次給送されて最終原稿の
後端がリサイクルレバー309を抜ける時に自重で積載ト
レイ301上に落下することにより原稿の一循環を検知し
ている。

次に、両面原稿時には前述のように原稿をいったんパ
スＩ、IIからパスIIIに導き、複写終了後、回動可能な
切り換えフラッパ310を切り換えることにより原稿の先
端をパスに導き、搬送ローラ305によりパスIIを通って
全面ベルト306でプラテンガラス101上に原稿を搬送停止
させる。すなわち、搬送大ローラ307の回転によりパスI
II〜IV〜IIのルートで原稿の反転が実行される構成とな
っている。

また、原稿束302を一枚づつパスＩ〜II〜III〜IV〜Ｖ
〜６を通してリサイクルレバー309により一循検知され
るまで搬送することにより、原稿の枚数をカウントする
こともできる。

D.ステイプルソーター（ステイプル付き丁合装置）（40
0） ステイプルソーター400は20ビンの固定のノンソート
トレイ411を有し、丁合を行う。

ソートモードの場合には、複写済みシートは、本体の
排紙ローラ229から順次排出され、ソーター400の搬送ロ
ーラ401に入り、搬送パス403を通って排出ローラ405か
らトレイ412の各ビンに排出される度毎に、図示しない
ビンシフトモータにより、各ビンを上下に移動させて丁
合を行っていく。また、ステイプルモードが選択され
て、本体100からステイプル信号が入力すると、ビンシ
フトモータで１ビンづつ移動させながらステイプル装置
420が各ビンのシートをステイプル（staple）して行
く。

第３図は上述の本体100に設けた操作パネルの配置構
成例を示す。操作パネルは、以下に述べるようなキー群
600とディスプレイ群700とを有する。

E.キー群（600） 第３図において、601はアスタリスク（＊）キーであ
り、オペレータ（使用者）が、綴じ代量の設定とか、原
稿枠消しのサイズ設定等の設定モードのときに用いる。
606はオールリセットキーであり、標準モードに戻すと
きに押す。また、オートシャットオフ状態から標準モー
ドに復帰させるときにもこのキー602を押す。

605は複写開始キー（コピースタートキー）であり、
複写を開始するときに押す。

604はクリア／ストップキーであり、待機（スタンバ
イ）中はクリアキー、複写記録中はストップキーの機能
を有する。このクリアキーは、設定した複写枚数を解除
するときにも使用する。また、ストップキーは連続複写
を中断するときに押す。この押した時点での複写が終了
した後に、複写動作が停止する。

603はテンキーであり、複写枚数を設定するときに押
す。また＊（アスタリスク）モードを設定するときにも
使う。619はメモリキーであり、使用者が頻繁に使うモ
ードを登録しておくことが出来る。ここでは、M1〜M2の
４通りのモードの登録が出来る。

611及び612は複写濃度キーであり、複写濃度を手動で
調節するときに押す。613はAEキーであり、原稿の濃度
に応じて、複写濃度を自動的に調節するとき、またはAE
（自動濃度調節）を解除して濃度調節をマニュアル（手
動）に切り換えるときに押す。607はカセット選択キー
であり、上段カセット151、中段カセット153、下段ペー
パデッキ201を選択するときに押す。また、RDF300に原
稿が載っているときには、このキー607によりAPS（自動
紙カセット選択）が選択できる。APSが選択されたとき
には、原稿と同じ大きさのカセットが自動選択される。

610は等倍キーであり、等倍（原寸）の複写をとると
きに押す。616はオート変倍キーであり、指定した転写
紙のサイズに合わせて原稿の画像を自動的に縮小・拡大
を指定するときに押す。

626は両面キーであり、片面原稿から両面複写、両面
原稿から両面複写、または両面原稿から片面複写をとる
ときに押す。625は綴じ代キーであり、転写紙の左側へ
指定された長さの綴じ代を作成することが出来る。624
は写真キーであり、写真原稿を複写するときに押す。62
3は多重キーであり、２つの原稿から転写紙の同じ面に
画像を作成（合成）するときに押す。

620は原稿枠消しキーであり、使用者が定形サイズ原
稿の枠消しを行うときに押し、その際に原稿のサイズは
アスタリスクキー601で設定する。621はシート枠消しキ
ーであり、カセットサイズの大きさに合わせて原稿の枠
消しをするときに押す。

614はステイプル、ソート、グループの排紙方法を選
択する排紙方法選択キーであり、記録後の用紙をステイ
プラが接続されている場合は、ステイプルモードとソー
トモードの選択またはその選択モードの解除ができ、仕
分けトレイ（ソーター）が接続されている場合は、ソー
トモードとグループモードの選択またはその選択モード
の解除が出来る。

615は紙折り選択キーであり、A3やB4のサイズの記録
済紙を断面Ｚ型に折るＺ折りと、A3やB4のサイズの記録
済紙を半分に折る半折りのいずれか一方の選択及びその
選択の解除が出来る。

F.ディスプレイ群（700） 第３図において、701は複写に関する情報を表示するL
CD（液晶）タイプのメッセージディスプレイであり、た
とえば５×７ドットで１文字をなし、40文字文メッセー
ジや、定形変倍キー608、609、等倍キー610、ズームキ
ー617、618で設定した複写倍率を表示できる。このディ
スプレイ701は半透過形液晶であって、バックライトに
２色用いてあり、通常はグリーンのバックライトが点灯
し、異常時とか複写不能状態時にはオレンジのバックラ
イトが点灯する。

706は等倍表示器であり、等倍を選択したときに点灯
する。703はカラー現像器表示器であり、複写枚数また
は自己診断コードを表示する。705は使用カセット表示
器であり、上段カセット151、中段カセット153、下段カ
セット201のいずれかが選択されているかを表示する。

704はAE表示器であり、AEキー613によりAE（自動濃度
調節）を選択したときに点灯する。709は予熱表示器で
あり、両面原稿から両面複写、または片面原稿から両面
複写をとるときに点灯する。

なお、標準モードでRDF300を使用している時では複写
枚数１枚、濃度AEモード、オート用紙選択、等倍、片面
原稿から片面複写の設定になる。RDF300を未使用時の標
準モードでは複写枚数１枚、濃度マニュアルモード、等
倍、片面原稿から片面複写の設定となっている。RDF300
の使用時と未使用時の差はRDF300に原稿がセットされて
いるか否かで決まる。

710は電源ランプであり、電源スイッチ（図示しな
い）をオン（投入）にすると点灯する。

G.制御装置（800） 第４図は第２図の実施例の制御装置800の構成例を示
す。第４図において、801は本発明を実行するための演
算制御を行う中央演算装置（CPU）であり、例えば16ビ
ット・マイクロコンピュータを使用する。803は本発明
にかかる制御手順（制御プログラム）をあらかじめ格納
した読み取り専用メモリ（ROM）であり、CPU801はこのR
OM803に格納された各構成装置を制御する。805は入力デ
ータの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置
であるところのランダムアクセスメモリ（RAM）であ
る。

807はメインモータ133等の負荷にCPU801の制御信号を
出力する出力信号転送用のインタフェイス（I/O）、809
は画先センサ121等の入力信号を入力してCPU801に送る
入力信号転送用のインタフェイス、811はキー群600とデ
ィスプレイ群700とを入出力制御するインタフェイスで
ある。これらのインタフェイス807、809、811は例えばN
ECの入出力回路ポートμPD8255を使用する。

なお、ディスプレイ群700は第３図の各表示器であ
り、例えばLED（発光ダイオード）やLCD（液晶ディスプ
レイ）を使用している。またキー群600は第３図の各キ
ーであり、公知のキーマトリックスによってどのキーが
押されたかがCPU801にわかるように構成されている。

H.動作例 次に本発明を画像形成装置の定着装置に適用した場合
の温度制御動作例について述べる。温度制御を行う際の
状態量として 目標温度に対する現在の温度の温度偏差 単位時間当たりの温度変化量である温度勾配 紙面積 の３つの状態量を用いる。

ただし、この他にも室温、設定枚数、原稿濃度紙サイ
ズ、放置時間などを用いても良い。

一方、温度制御を行う際の制御量として ヒ−タ163−１のON時間 を用いる。

ただし、定着装置の目標温度、コピ−間隔、定着排熱
ファンの速度などを制御しても良い。

第５図は上記〜の状態量および制御量のメンバシ
ップ関数と呼ばれるファジイ集合である。温度偏差、温
度勾配、紙面積、およびヒ−タON時間を大きくいくつか
の集合に分け、例えば、温度偏差の場合には、 １）NB（Negative Big） 負の値で絶対値が大きい。

２）NS（Negative Small） 負の値で絶対値が小さい。

３）ZO（Zero） ０付近。

４）PS（Positive Small） 正の値で絶対値が小さい。

５）PB（Positive Big） 正の値で絶対値が大きい。

とする。ただしこの分割の仕方はあくまでも一例であり
７段階などに分けることも可能である。ここでは各々の
集合に属する度合を０から１までの値で表現する。第５
図において、 （ａ）は温度偏差のメンバシップ関数、 （ｂ）は温度勾配のメンバシップ関数、 （ｃ）は単位時間当りに定着器を通る紙面積のメンバシ
ップ関数、 （ｄ）はヒータON時間のメンバシップ関数である。

（ａ）のZO（zero）を例にとり説明すると、温度偏差
が０℃のときはZOという重合に属する度合は、1.0であ
り、温度偏差が1.5℃または−1.5℃の時はZOという集合
に属する度合は0.5であるという意味である。他の場合
も同様である。

次に温度偏差と温度勾配と紙面積の状態量からヒータ
ON時間を算出する方法について述べる。

ヒータON時間の決定には、例えば次のようなファジイ
規則を用いる。いま簡単のために、２つのルールで説明
する。

（ルール１） If 温度偏差＝PB and 温度勾配＝ZO and 紙面積＝ME then ヒータON時間＝PB （ルール２） If 温度偏差＝PS and 温度勾配＝ZO and 紙面積＝ME then ヒータON時間＝PS このようにファジィ規則を必要に応じて設定する。こ
の規則は、経験則・実験などにより適切に定めることが
できる。また、コンピュータによりランダムに、あるい
は適当なアルゴリズムにしたがって設定しても良い。

ここで、If以下は前件部（条件部）であり、then以下
は後件部（結論部）である。

本実施例の場合のファジィ規則を第６図に示す。

第７図は、前記（ルール１）と（ルール２）を用いて
ファジィ推論により、ヒータON時間を算出する一例であ
る。

例として、温度偏差＝ｘ、温度勾配＝ｙとした場合を
考える。

（ルール１）では、温度偏差のメンバシップ関数よ
り、入力ｘに対してμｘの度合でPBの集合に含まれ、温
度勾配のメンバシップ関数により、入力ｙに対してμｙ
の度合でZOの集合に含まれ、紙面積のメンバシップ関数
により、入力ｚに対してμｚの度合でMEの集合に含まれ
る。その後、μｘとμｙとμｚの最小値をとり、その値
がルール１の条件部が満たされる度合とする。その値と
ヒータON時間のメンバシップ関数とのMIN（最小値）演
算をとると、Ｓの斜線部で示す台形となる。（ルール
２）においても同様の計算を行い、Ｔの斜線部で示す台
形がでてくる。この台形の面積はそのルール自体が導出
すべき制御量を示す確率を表すものと考えられる。

その後、Ｓの集合とＴの集合の最大値をとり、Ｕの斜
線部で示す新たな集合を作成する。この集合の重心を計
算して得られた値をファジィ推論により得られたヒータ
のON時間と設定する。すなわち、重心を通る垂線と横軸
との交点が求めるべき制御量である。同様のことを第６
図で示したファジイ規則のすべてについて行う。

なお、上記重心の変わりに単にそれぞれのルールから
求めた制御量の平均をとってもよい。また、合成した図
形Ｕの面積を２分するところを取っても良い。

次に第８図を参照して、本発明の動作フローを説明す
る。これは、10ms割り込みのフローチャートである。

まず、第９図で設定されるヒータON時間ｔに応じてｔ
が０か否かを判断して（８−１）、０であれば、ファジ
イ推論によりヒータON時間ｔを設定するファジイ推論サ
ブルーチンを呼び、その後、リターンする。

一方（８−１）の判断で否の場合は、ヒータON時間ｔ
が正か負かを判断し（８−３）、正の場合にはｔの値を
１減算して（８−４）、その後ヒータON時間ｔが０か否
かを判断して（８−５）、０の場合には、ファジイ推論
サブルーチン（８−７）を呼び、その後、リターンす
る。（８−５）の判断で、否の場合には、ヒータをONに
して（８−６）、リターンする。

（８−３）の判断で、ヒータON時間ｔが負の場合に
は、ｔの値を１加算して（８−８）、その後ヒータON時
間ｔが０か否かを判断して（８−９）、０の場合には、
ファジイ推論サブルーチン（８−７）を呼び、その後、
リターンする。（８−９）の判断で、否の場合にはヒー
タをOFFにして（８−10）、リターンする。

次に第９図のフローチャートを参照して、ファジイ推
論サブルーチン動作フローを説明する。

まず、定着ローラの温度をサーミスタ163−２で計測
し（９ー１）、目標温度に対する現在の温度の偏差及び
単位時間当りの温度変化である温度勾配を算出する（８
ー２）。

また、使用者あるいはRDF300により指定された紙サイ
ズより紙面積を算出する（８ー３）。

その後、全ての図６のファジイルールについて、前述
した方法で各ファジイ規則に従い状態量のファジイ集合
に属する度合から制御量のファジイ集合に属する度合を
算出し（８ー４）（８ー５）、各ルールに属する集合の
最大値を算出し（８ー６）、その最も可能性の高い制御
量を重心を求めることで算出し（８ー７）、その重心を
ヒータON時間ｔとして設定する（８−８）。

ヒータON時間ｔは、10ms割り込みの中でヒータON時間
を制御する時に使用され、10msを単位とした値を設定す
る。

上述の様に、本実施においては、ファジイ規則に基づ
き、温度偏差が大きいとき、温度勾配が小さいとき、紙
面積が大きいときは、加熱手段への通電時間を長くし、
温度偏差、温度勾配、紙面積が中くらいのときは通電時
間を中くらいにし、温度偏差が小さいとき、温度勾配が
大きいとき、紙面積が小さいときは加熱手段への通電時
間を小さくするようにしている。

以上説明したように、本発明の上記実施例によれば、
環境による変動が大きく、状態量と制御量の関係があい
まいな関係に支配されている複写機、レーザプリンタ、
インクジェットプリンタ等の画像形成装置において、複
雑に関係する状態量から、制御量を導出する事が出来、
その時点での環境に応じて、画像形成を行うことが出来
る。このことにより、画像形成装置の電力の消費、紙詰
まり、破損等を最小限に押さえることができ、更にプロ
セス制御などを最適に行うことが出来るため、画像の質
が向上し、画像形成の信頼性を著しく向上させることが
できるものである。

特に本発明を定着装置に適用すれば定着装置の電力消
費を最小限に押さえることができ、定着器を構成する部
材により耐熱性のあるものを使用しなければならないと
いうことがなくなる。また、環境の変動に対して定着性
の向上を図ることができるため、画質が安定し、信頼性
が向上する。

なお、本実施例において用いたファジイ規則、メンバ
−シップ関数は、一例にすぎず、規則・関数の種類・個
数などは適用する画像形成装置のプロセスや精度に応じ
て変更することが可能である。その際に上記関数記憶手
段に記憶されたあいまい集合（メンバ−シップ関数の集
合）を例えば第３図に示した操作パネルからの指示によ
り変更することができる。ここで、あいまい集合の変更
は例えば、外部記憶装置としてのICカードに予め種々の
場合に適合したメンバ−シップ関数を記憶させておき、
このICカードからのデータを前記関数記憶手段に読み込
むことで実現できる。また、この時ICカードを国毎の気
温、湿度、紙・トナ−の種類の相違など制御量に影響を
与える様々な要因（曖昧さを有する）を考慮して多数作
っておき、場所・季節などの条件に応じて使い分けるこ
ともできる。

また、前記推論手段は、上述の様に実際の制御時に最
適の制御量を演算により算出しても良く、また状態量と
あいまい集合に基づき予め演算した結果をROMテ−ブル
入れておき、これを検索するようにしても良い。

上述の実施例においては、電子写真の画像形成んプロ
セスを例として説明したが、画像形成プロセスはこれに
限らず、例えばインクジェット記録装置において、被記
録材上にインクを吐出した後これを乾燥させるプロセス
なども同様に、ファジイ推論を利用することができる。
すなわち、乾燥のための温風或は熱風を送る時間の制御
などが考えられる。

また、上記実施例においては、プロセスの一例として
定着プロセスを中心に説明したが、帯電手段の帯電時
間、露光手段の露光時間、現像手段の現像スピ−ド、転
写手段の転写スピ−ド、給紙手段の給紙スピ−ド、搬送
手段の搬送スピ−ドなど様々なプロセスに本発明のファ
ジイ推論を適用することができる。

なお、本発明は、当然ながら白黒のみでなく、カラ−
の画像形成装置にも適用可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、複数の画像形成プロセスの制御を行
う中央処理装置を用いて、状態量と制御量の関係があい
まいな関係に支配されているようなプロセスの１つを制
御するための制御量をファジィ推論を用いて推論すると
共に、他のプロセスを制御する制御量をファジィ推論を
用いることなくに出力より、従来の装置に対して特に付
加的に処理装置などを増設することなく、当該制御量を
用いて円滑且つ高精度な制御を実現することが可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本ブロック図、 第２図は、本発明の実施例の複写機の全体構成図、 第３図は、本発明の実施例の複写機の操作パネルの外観
図、 第４図は、本発明の実施例の制御装置の回路図、 第５図は、メンバ−シップ関数を示す図、 第６図は、ファジイ規則を示す図、 第７図は、ファジイ推論方法の説明図、 第８図は、割り込みフロ−チャ−ト、 第９図は、本発明を定着器に適用した場合のフロ−チャ
−トである。 801……CPU 803……ROM 805……RAM 807……I/O 813……A/D変換器 163−１……ヒ−タ 163−２……サ−ミスタ 163−３……駆動回路

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−33161（ＪＰ，Ｕ) 管野道夫著「ファジイ制御」初版，日 刊工業新聞社，1988年５月30日 Ｐ. Ｐ．１〜４ 寺野寿郎・浅居喜代治・管野道夫編 「応用ファジイシステム入門」第１版 株式会社オーム社 1989年５月25日 Ｐ．Ｐ．１〜７，Ｐ．Ｐ．51〜56 日経エレクトロニクス 1987年７月27 日号，Ｎｏ．426 解説「実用期に入っ たファジイ理論」Ｐ．Ｐ．130〜152 東芝レビュー第43巻第４号 昭和63年 「ファジイ制御技術の動向」Ｐ．Ｐ. 300〜303 日本ロボット学会誌 第６巻第６号 1988年12月「ファジイ制御法」Ｐ．Ｐ. 60〜67（通頁528〜535)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転写紙上に形成された可視像を熱により定
   着する定着プロセスを含む複数の画像形成プロセスを有
   する画像形成装置において、 少なくとも前記定着プロセスに関わる目標温度に対する
   現在の温度偏差、及び単位時間あたりの温度変化量であ
   る温度勾配を含み、前記複数の画像形成プロセスに関わ
   る複数の状態量を取得する状態量手段と、 状態量としての前記温度偏差が小なる場合は前記転写紙
   へ加えられる熱量を小ならしめるように、且つ状態量と
   しての前記温度勾配が大なる場合は前記熱量を小ならし
   めるように、前記定着プロセスを制御するための制御量
   とそれぞれの前記状態量とを定性的に関係づける複数の
   ファジィルールを記憶するルール記憶手段と、 前記状態量手段により取得された前記温度偏差及び前記
   温度勾配が予め状態量をあいまい集合で表現した関数に
   属する度合に基いて、前記記憶手段に記憶されたファジ
   ィルールに従い前記定着プロセスを制御するための制御
   量をファジィ推論して出力すると共に、当該ファジィ推
   論を用いることなく前記複数の画像形成プロセス中の他
   の１つを制御するための制御量を出力する中央処理装置
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】転写紙上に形成された可視像を熱により定
   着する定着プロセスを含む複数の画像形成プロセスを有
   する画像形成装置において、 少なくとも前記定着プロセスに関わる目標温度に対する
   現在の温度偏差、及び紙サイズを含み、前記複数の画像
   形成プロセスに関わる複数の状態量を取得する状態量手
   段と、 状態量としての前記温度偏差が大なる場合は前記転写紙
   へ加えられる熱量を大ならしめるように、且つ状態量と
   しての前記紙サイズが大なる場合は前記熱量を大ならし
   めるように、前記定着プロセスを制御するための制御量
   とそれぞれの前記状態量とを定性的に関係づける複数の
   ファジィルールを記憶するルール記憶手段と、 前記状態量手段により取得された前記温度偏差及び前記
   紙サイズが予め状態量をあいまい集合で表現した関数に
   属する度合に基いて、前記記憶手段に記憶されたファジ
   ィルールに従い前記定着プロセスを制御するための制御
   量をファジィ推論して出力すると共に、当該ファジィ推
   論を用いることなく前記複数の画像形成プロセス中の他
   の１つを制御するための制御量を出力する中央処理装置
   を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】転写紙上に形成された可視像を熱により定
   着する定着プロセスを含む複数の画像形成プロセスを有
   する画像形成装置において、 少なくとも前記定着プロセスに関わる単位時間当たりの
   温度変化量である温度勾配、及び紙サイズを含み、前記
   複数の画像形成プロセスに関わる複数の状態量を取得す
   る状態量手段と、 状態量としての前記温度勾配が大なる場合は前記転写紙
   へ加えられる熱量を小ならしめるように、且つ状態量と
   しての前記紙サイズが大なる場合は前記熱量を大ならし
   めるように、前記定着プロセスを制御するための制御量
   とそれぞれの前記状態量とを定性的に関係づける複数の
   ファジィルールを記憶するルール記憶手段と、 前記状態量手段により取得された前記温度勾配及び紙サ
   イズが予め状態量をあいまい集合で表現した関数に属す
   る度合に基いて、前記記憶手段に記憶されたファジィル
   ールに従い前記定着プロセスを制御するための制御量を
   ファジィ推論して出力すると共に、当該ファジィ推論を
   用いることなく前記複数の画像形成プロセスの他の１つ
   を制御するための制御量を出力する中央処理装置を有す
   ることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】前記定着プロセスを制御するための制御量
   は、前記定着装置への通電時間であることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】前記定着プロセスを制御するための制御量
   は、前記定着装置の目標温度であることを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】前記定着プロセスを制御するための制御量
   は、コピー間隔であることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】前記定着プロセスを制御するための制御量
   は、前記定着装置への排熱ファン速度であることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】前記状態量を前記あいまい集合で表現した
   関数を記憶する関数記憶手段を有することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】前記関数記憶手段に記憶された前記関数を
   変更する変更手段を有することを特徴とする請求項８に
   記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記変更手段は、操作部からの指示によ
    り前記関数を変更することを特徴とする請求項９に記載
    の画像形成装置。
11. 【請求項１１】前記変更手段は、外部記憶装置の記憶内
    容に応じて前記関数を変更することを特徴とする請求項
    ９記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】前記外部記憶装置は、ICカードであるこ
    とを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】前記複数の画像形成プロセスは感光体上
    に潜像を形成し、現像手段により可視化し、転写紙上に
    可視画像を転写するプロセスであることを特徴とする請
    求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】前記複数の画像形成プロセスを実行する
    手段は、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、給
    紙手段、搬送手段、定着手段を含むことを特徴とする請
    求項13に記載の画像形成装置。