JPH0310264A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機やレーザープリンタのような画像形成装
置において、ファジィ推論を用いる定着装置に関するも
のである 〔従来の技術〕 従来、定着不良を防止するために時開５６−２５７５４
のように定着ローラ温度がある設定値より低い時は低速
で高い時は高速で定着ローラーを回転するものや時開５
６−８５７７０のように、線画面積画像のちがいによっ
てコピー間隔をかえるもの、時開５６−１５４７５７の
ように熱容量によって単位時間当りのコピー枚数をかえ
るもの、あるいは周囲温度によって単位時間当りのコピ
ー枚数をかえたりする提案など多数の提案がなされてい
る。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
上記従来例では、低温高温切りかえのような極端な切り
かえや少ない状態量をもとにしてコピー速度や通紙間隔
を決定しているものがほとんどであった。しかし現実に
は多くの要因が定着性能に影響をあたえているため、周
囲温度など単一の状態量だけでなく多くの要因を考えて
多数の状態量から適切な定着目標温度や複写、周期とい
った物を決定する必要がある。ところが従来、これらを
適切に制御することは難しかった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的とし
たところは、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、レザプリンタ等の記録装
置に於いて、そのあいまいな関係をファジィ推論を行う
ことで制御量を算出する記録装置を提供する事にある。

上記目的を達成するため、本発明は、装置の使用状態に
応じて記録スピードの変更もしくは記録動作の停止を行
う記録装置であって、上記変更もしくは停止を行う基準
値が変更される記録装置において、ファジィ集合を用い
て、推論を行い上記基準値を決定することを特徴とした
ものである。

〔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図が本発明の画像形成装置の概略断面図で、１０
１は原稿を載置する原稿台ガラス、１０３は原稿照明す
る照明ランプ（露光ランプ）、１０５１０７．１０９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．　１１９１２１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、１
５９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であ
る。尚、搬送ベルトは任意に停止状態である 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、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。次いて、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１３１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）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、そのトナー像が定着帯電器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１
５３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。

、転写後のトラム１３１は、そのまま回転を続行して、
クリーニング装置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。

第２図は本発明の画像形成装置の特徴的な部分を示すた
めの制御回路のブロック図である。

８０１はＣＰＵで実際にファジィ推論を行う。８０３は
ＲＯＭでファジィ規則及びメンバーシップ関数を記憶す
る。８０４はＲＡＭでファジィ推論を行う際作業領域と
して用いる。８０７，８０８はｌ１０８０９が定着、器
の温度を検知するセンサー８１０が周囲温度（室温）を
検知するセンサー、８１１がメインＯＮからの経過時間
をＣＰＵに入力するタイマー、８１２が定着ヒーターの
ＯＮ時間のみ動くタイマーである。

８１３〜８１６までは、８０９〜８１２までの入力信号
に基づきファジィ推論を行った後制御する。

搬送間隔は、ここて記録スピードと定義され、この記録
スピードの変更もしくは記録動作の停止を行うために給
紙ローラ８１３、レジストローラ８１４、光学モーター
８１５の回転制御とブランク露光ランプ８１６の露光タ
イミングの制御を行うことができる。

制御方法の基本としては定着装置のある基準温度ＴＲ（
たとえば１６５°Ｃ）より、ローラー表面温度が低くな
ったら通紙間隔を広くする。かなり低くなったら大きく
通紙間隔をひろげるという制御方法をとる。そしてこの
基準温度を周囲温度や経過時間等で制御することにする
。

まず第３図■〜■にそれぞれメンバーシップ関数を記し
た。■は温度偏差（実測定着ローラー表面温度ＴＭから
ローラー基準表面温度Ｔ　Ｒ）のメンバーシップ関数で
ある。

ア）ＲはＰｏ５ｉｔｉｖｅ イ）２０はＺｅｒ。

つ）ＮＳはＮｅｇａｔｉｖｅ　　Ｓｍａｌｌ工）ＮＢは
Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　Ｂｉｇという集合を、メンバーシ
ップ関数で表している。

■は定着ローラーの単位時間当りの温度変化をあられず
温度勾配のメンバーシップ関数である。

■は紙間量をあられすメンバーシップ関数である。

ａ）ＺＯはＺｅｒ。

ｂ）ｓはＳｈｏｒｔ ｃ）ＭはＭ　ｅ　ｄ　ｉ　ｖ　ｍ ｄ）ＬはＬｏｎｇ というファジィ集合をあられすメンバーシップ関数であ
る。この紙間はり。という基準の紙間■とＬｍａｘとい
う紙間量の間で制御されることになる。

第４図はこの紙間制御のためのファジィルールを表した
ものである。次にこのファジィルールにしたがって紙間
の拡張中を求めてみる。第５図に温度偏差をＸ１温度勾
配をｙとした時の重心値を求めた例を示す。

（ルール１）は 温度偏差ＮＢ　　ａｎｄ　　温度勾配ＮＳ　　ｔｈｅｎ
　紙間Ｌ０（ルール２） 温度偏差ＮＢ　　ａｎｄ　温度勾配Ｚ　Ｏｔｈｅｎ　紙
間Ｌ０（ルール３） 温度偏差ＮＳ　　ａｎｄ　温度勾配Ｎ　Ｓ　　ｔ　ｂ　
ｅ　ｎ　紙間Ｍ。

（ルール４） 温度偏差ＮＳ　　ａｎｄ　温度勾配ＺＯｔｈｅｎ　紙間
Ｓ０温度偏差Ｘ１温度勾配ｙとそれぞれのメンバーシッ
プ関数との交点を求める。その値をμｍ２゜μ２３．シ
１３．シ２４としてそれぞれルールごとにＭＩＮ演算を
し、このＭＩＮ値で紙間のメンバーシップ関数の頭を切
りおとした物を斜線横線縦線で示した。

これらの台形の重心を紙間となるように制御する。

この制御は光学モーター８１５のスタートタイミング、
レジストローラ８１４、給紙ローラ８１３、ブランク露
光８１６のタイミングをずらすことによって行う。

第６図にはこのファジィ制御のフローチャートを示した
。まず定着ローラーの温度を検知センサー８０９て検知
しく６−１）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（６−
２）。

その後、全てのファジィルールについて、前述した方法
で各ファジィ規則に従い状態量のファに属する度合を算
出しく６−３）　（６−４）、各ルールに属する集合の
最大値を算出しく６−５）、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く６−６）、紙間の設定
を行い（６−７）、リターンする。

〔他の実施例１〕 次に、状態量として周囲温度及びメインスイッチＯＮか
らの経過時間を用いローラー基準表面温度を制御する方
法を示す。これはローラー基準表面温度をかえることに
よって最終的に紙間を上記２つの状態量によってもかえ
るようにしたものである。

第７図に周囲温度、経過時間のメンバーシップ関数を示
した。

（ａ）が周囲温度を示すメンバーシップ関数である。そ
して、 ＴＬは低温Ｔ　ｅ　ｍ　ｐ　ｅ　ｒ　ａ　ｔ　ｕ　ｒ　
ｅ　、　Ｌ　ｏ　ｗを示す。

ＴＭは中温Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　Ｍｅｄｉｕｍを
示す。

ＴＨは高温Ｔ　ｅ　ｍ　ｐ　ｅ　ｒ　ａ　ｔ　ｕ　ｒ　
ｅ　　Ｉ（ｉ　ｇ　ｈを示す。

また（ｂ）は、メインスイッチＯＮからの経過時間を示
すメンバーシップ関数で、 Ｓは経過時間が短いＳｈｏｒｔ Ｍは経過時間が中くらいＭ　ｅ　ｄ　ｉ　ｕ　ｍＬは経
過時間が長いＬｏｎｇ を示している。

また（Ｃ）はローラーの基準温度ＴＲを示すメンバーシ
ップ関数である。このローラーの基準温度ＴＲは結果的
にはＴ　Ｒｍａｘ　”　１６５°ＣとＴ　Ｒｍｉ。＝１
５５°Ｃの間で決定されることになる。

また経過時間が８０分を越える場合にはファジィ推論を
行うことなく、ローラーの基準温度はＴ　Ｒｍｉｎ＝１
５５°Ｃと決定されるようになっている。これは、周囲
温度なども同様でメンバーシップ関数でとりあつかって
いる範囲外の入力値が入力された場合は、ファジィ推論
することな（一義的に制御数値が決定されるようになっ
ている。

次に、周囲温度及び経過時間からファジィ推論によって
ローラー表面基準温度を決定する方法を示す。第８図に
この場合のファジィルールを示した。

次に周囲温度１０℃、経過時間３０分の場合のローラー
表面基準温度をファジィルールにしたがって決定すると
まず周囲温度１０℃というのはＴＬ低温というファジィ
集合に完全に属しておりその数値は１ということになる
。次に経過時間３０分というのは、Ｓ短いというファジ
ィ集合とＭ中ぐらいというファジィ集合に、それぞれ０
．５という割合で属している。そこで第９図に示すよう
に（ルール１）、（ルール２）ともにＭＩＮ演算により
０．５となる。この０．５で基準温度のメンバーシップ
関数の頭を切りおとし斜線で示した台形の重心を取ると
１６２．５℃という数値を得ることになる。この基準温
度の決定のデーターをもとにして、さらにローラー温度
と温度勾配をもとにして紙間の決定がなされることにな
る。

フローチャー１・を第１０図に示した。

これは、周囲温度や経過時間を入力しく１Ｏ−１）（１
０−２）、これをもとにファジィ推論して、（１０７）
で基準温度を決定する。そして次にローラー温度を入力
しく１Ｏ−８）、温度偏差を基準温度とローラー温度か
ら算出（１０−９）、そしてファジィ推論により紙間の
設定（１０−１４’）を得るという形になっている。

〔他の実施例２〕 前記実施例において目標温度、基準温度、紙間といった
制御量の決定のために、周囲温度、ローラー表面温度、
温度勾配、経過時間といった状態量を用いたが、原稿濃
度やコピーモートリれき、定着ヒーターのＯＮ時間の積
算値といったような状態量を用いることもできる。たと
えば、経過時間のかわりに定着ヒーターのＯＮ時間の積
算値を用いることである。これは、メインスイッチＯＮ
から１０分後でもコピーをその間に多数枚採った後の定
着装置周囲のあたたまり方と１０分間コピーせずに放置
された場合の定着装置周囲のあたたまり方とでは、コピ
ーを多数枚取った後の定着装置周囲の方があたたまって
いるため定着性が良い。というようなことも考慮した形
となる。基本的には、前記実施例中における経過時間を
ヒーターのＯＮ時間の積算値（定着装置の発熱量）とし
て第１１図に示すように時間の数値がやや小さ（なるこ
とだけである。ファジィ規則は前記実施例と同じ物が使
用できるのでここでは省略する。また、状態量から制御
量を得るプロセスも同様としたことができるので省略す
る。

〔他の実施例３〕 その他、コピーりれきとして例えば定着器の耐久枚数等
の情報を状態量として制御することもできる。つまり、
定着装置の定着ローラーなどは古くなると離型性も悪く
なり表面性も悪くなる。また加圧ローラーなどのゴム硬
度の減少や多径の縮み等の問題が発生してくる。これに
ともなって定着性も悪くなったりオフセット現象も発生
しやすくなったりする。

このような状態となると当然定着性能をある一部レベル
に制御するためには新品状態の定着装置の制御とは異な
った制御量をもって紙間や基準温度等の制御を行うこと
がより高性能な定着装置の実現につながる。この実施例
ではさらに定着装置の耐久枚数を状態量として加えたも
のを記す。第１２図はこの耐久状態のメンバーシップ関
数てＮｅｗが耐久枚数が少ない新しい状態をあられしＯ
ｌｄが耐久枚数が多く古い状態を示している。第１３図
がファジィ規則をあられしており、Ｏｌｄの方がやや基
準温度が高くなるようになっている。つまり紙間として
わややひろくなるような結果となる。このファジィ規則
をもともして基準温度そして紙間を求める方法について
は、前記実施例と同じであるのでここでは省略した。

〔発明の効果〕

以上説明したように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ービームプリンター
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
御量を算出することができ画像形成装置の制御を行うこ
とができる。このことにより画像形成装置の温度制御及
び通紙量制御が適切となり消費電力の低減や定着性の向
上、画像形成の生産性の向上環を実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した記録装置の概略図、第２図は
本発明の記録装置の制御回路ブロック図、第３図■、■
、■はメンバーシップ関数を示す図、第４図は紙間制御
のためのファジィルールを示す表、 第５図は重心値を求める説明図、 第６図はファジィ制御のフローチャート、第７図（ａ）
、　　（ｂ）、　　（ｃ）はメンバーシップ関数を示す
図、 第８図はファジィルールを説明する表、第９図はメンバ
ーシップ関数を説明する図、第１０図はファジィ推論を
示すフローチャート、第１１図は時間積算量を変数とし
たメンバーシップ関数を示す図、 第１２歯は耐久枚数のメンバーシップ関数を示す図、 第１３図はファジィ規則を示す図である。 １０１は原稿台ガラス、 １０３は照明ランプ、 １０５．１０７，１０９は走査ミラー １１１はレンズ、 １３１は感光ドラム、 １３９は現像器、 １４１は転写帯電器、 １４７は分離帯電器、 １４５はクリーニング装置、 １６３は定着器である。 ６５４−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）装置の使用状態に応じて記録スピードの変更もし
   くは記録動作の停止を行う記録装置であって、上記変更
   もしくは停止を行う基準値が変更される記録装置におい
   て、 ファジィ集合を用いて推論を行い、上記基準値を決定す
   ることを特徴とした記録装置。
2. （２）上記装置の使用状態は温度状態であることを特徴
   とした特許請求の範囲第１項記載の記録装置。