JPH0310272A - 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〕 本発明は電子写真複写機や電子写真式レーザプリンタの
ような画像形成装置、特にそのトナー補給の改良に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来この種のトナー補給装置は、一般に透磁率や光反射
率や体積変化量を検知して現像器内のトナー量（２成分
現像剤においてはキャリアとトナーの混合比）を検出し
、それを一定にすべく、ｌ・ナーホツパ側から、トナー
の補給量制御を行っていた。

例えば、２成分現像剤を用いて光反射率を測定する場合
は、キャリアとトナーの混合比によって光反射率が変化
するのを利用して具体的には現像剤の反射光量をホトダ
イオードで受光し、その時の出力電圧と、ある一定基準
電圧との比較により出力電圧が低い場合はトナーホッパ
ーからトナーをある時間又はある量補給し、出力電圧が
基準電圧と同−又は高い場合はトナーを補給を停止する
という制御を行うことて略一定に現像剤中のトナー量を
維持する方法がとられている。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
複写機などの画像形成装置のトナー補給装置のトナー量
制御に於いては、室温。

湿度、複写枚数、原稿濃度等の状態量が変動した場合に
、トナーを定量補給したり、上記基準電圧に適応させる
だけの補給では良好な画像が得られない。

具体的には、原稿濃度が高く、かつ枚数が多い場合、現
像剤中のトナー量の消費が大きく、トナーホッパからの
トナー補給が間に合わないことが生じ、濃度低下及び極
端な場合は白抜は等の著しい画像欠陥を招（時がある。

又、上述の状態を満足すべ（、トナーホッパからの一定
時間のトナー量を増大させた場合、逆に現像剤中のトナ
ー消費が少ない時点でトナー補給制御した場合、過剰に
トナーが現像剤中に入り過ぎ、濃度の変動が生じたり、
極端な場合は地力ブリが発生し、画像劣化を招く問題が
あった。

また、画像形成装置内の湿度、及び、若しくは温度が変
動したりすると、トナー流動性や帯電特性が変化し、ト
ナー濃度の変化に対して同量のトナーを補給したのでは
現像画像の画質が変化することがある。

また、画像形成装置の使用時間が長期に及び、トナーや
キャリアの劣化、即ち現像剤の劣化、等が生じた場合も
同様な問題を生じることがある。

〔発明の概要〕

本発明は良好な画像が形成できるようにトナー補給を制
御するようにした画像形成装置を提供することを主な目
的とする。この目的の為の本発明は、像担持体に形成さ
れた静電像をトナーとキャリアを有する現像剤を用いて
現像する画像形成装置であって、トナー濃度を検出し、
この検出値に応じてトナーを補給する画像形成装置に於
いて、湿度、温度、装置の使用時間の少なくとも１つに
応じてトナー補給を制御する制御手段を有することを特
徴とする画像形成装置である。

〔発明の実施例〕

以下、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、本発明のトナー補給装置の基本ブロック図で
ある。８０１は後述するＣＰＵ　（中央演算処理装置）
で実際にファジィ推論を行う。８０３は後述するＲＯＭ
（リートオンリーメモリ）でファジィ規則及びメンバシ
ップ関数を記憶する。８０５は後述するＲＡＭ　（ラン
ダムアクセスメモリ）でファジィ推論を行う際演算作業
領域として用いる。８０７はポート、８１３と８１４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
、１４０は現像ローラ、１３９は現像器、１９０はトナ
ーを収容しているホッパー、８１８はホッパー内のトナ
ーを現像器へ送り込むローラ８１８′を駆動するＤＣモ
ータ−，８１５はＤＣモーターを駆動する駆動回路、８
１７は現像器内のトナー量（トナー濃度）を検知するト
ナーセンサー、８１６は画像形成装置内湿度を検知する
湿度センサーである。それぞれのセンサの出力は電圧値
てＡ／Ｄ変換器に入力される。

ＣＰＵ８０１はポート８０７を介して、よ（知られてい
るＰＷＭ駆動パルスを発振させ、駆動回路８１５を介し
てＤＣモータ−８１８の速度を制御するものである。Ｄ
Ｃモータ−８１８を３Ｏｒｐｍで回転させるのにはデユ
ーティ比５０％で駆動させればよ（、この時現像器内に
は１分間に５０ｇのトナーがホッパー１９０から送り込
まれることとなる。

次に第２図で本発明における現像器１３９及びトナー補
給装置１９０の説明をする。現像器１３９は現像剤担持
体１４０とトナー濃度検出装置８１７と２本スクリュの
現像剤撹拌、搬送装置から成り、用いた現像剤はキャリ
アと非磁性トナーから成る２成分現像剤であり、現像担
持体１４０の内部にマグネットが固定された非磁性スリ
ーブの回転に伴って現像剤を電子写真感光体等像担持体
側に搬送し、現像磁極により磁気ブラシを形成し、静電
潜像を顕像化する。

その時現像剤担持体に対向して設けたトナー濃度検出装
置８１７によって、現像剤のトナー濃度を光反射によっ
て検出し、本体のＣＰＵで基準レベル値と比較すること
でトナー補給装置１９０のモータ８１８を駆動し、トナ
ー搬送ローラ８１８′を駆動させる。トナー搬送ローラ
８１８′は円筒状の回転体に溝を形成し、回転すること
で溝中に非磁性トナーを入れ搬送し、現像器１３９の２
本スクリュ上に補給する。そして２本スクリュによって
現像剤と非磁性トナーを十分に撹拌混合し、再び現像担
持体１／ＩＯに現像剤を搬送、供給し、現像に供するも
のである。

ここでトナー濃度検出装置は現像剤中のトナー量を光反
射量で検出し、光−電気変換する。そしてあらかじめＣ
ＰＵ８０１にＡ／Ｄ変換した基準となる現像剤中のトナ
ー量の光−電気変換値と比較し、基準より高い出力の場
合はトナー補給をせず、逆の場合はトナー補給を実行す
る。本実施例では現像剤中のトナー量の初期設定値（基
準値）は現像剤３００ｇに対してトナー量は２５ｇであ
り、デジタル値で１２８にする。そしてデジタル値でＯ
はトナー量でＯｇ、２５５はトナー量で５０ｇに設定す
る。

トナー濃度検出装置による光反射量とＡ／Ｄ変換による
デジタル値が比例することは言うまでもない。

今後本発明ではトナー濃度検出装置の光−電気変換アナ
ログ値は示さずに、結果算出される現像剤中のトナー量
で具体的に説明していく。

次に本発明のトナー補給装置のトナー補給制御動例につ
いて述べる。トナー補給制御を行う際の状態量として、 ■　現像器内の目標トナー量（トナー濃度）に対する現
在のトナー量（トナー濃度）のトナー消費偏差 ■　単位時間当りのトナー消費変化量であるトナー消費
勾配 ■　画像形成装置内の湿度 の３つの状態量を用いる。

■の場合は、原稿濃度、記録紙サイズなどに関連する量
であることはいうまでもない。

トナー補給制御を行う際の制御量として、■　トナー補
給速度（ローラ８１８′　　の回転速度）の速度偏差を
用いる。

第３図（ａ）、　　（ｂ）、　　（Ｃ）、　　（ｄ）は
上記■〜■の状態量および制御量のメンバシップ関数と
呼ばれるファジィ集合である。トナー消費偏差、トナー
消費勾配、機内湿度、及びトナー補給速度偏差を大きく
いくつかの集合に分け、例えば 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） Ｏ付近 ４）　　ＰＳ　（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　　Ｓｍａｌｌ）正
の値で絶対値が小さい ５）　　ＦＢ　（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　　Ｂｉｇ）正の値
で絶対値が大きい とする。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。（ａ）はトナー消費偏差のメンバシップ関数
、（ｂ）はトナー消費勾配のメンパンツブ関数、（ｃ）
は機内湿度のメンバシップ関数、（ｄ）はトナー補給速
度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、ト
ナー消費偏差がＯｇのとき、ＺＯという集合に属する度
合は０てあり、トナー消費偏差が２．５ｇまたは３．５
ｇ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。

次にトナー消費偏差とトナー消費勾配と機内湿度の状態
量から、トナー補給速度偏差を算出する方法について述
べる。

トナー補給速度偏差の決定には、例えば、次のようなフ
ァジィ規則を用いる。

（ルール１） ｉｆ　　　）ナー消費偏差＝ＰＢ　　ａｎｄ　　トナー
消費勾配＝ＺＯａｎｄ　　機内湿度＝２０ ｔｈｅｎ　　トナー補給速度偏差＝ＰＢ（ルール２） ｉｆ　　　トナー消費偏差−ＰＳ　　ａｎｄ　　トナー
消費勾配＝ＺＯａｎｄ　　機内湿度＝２０ ｔｈｅｎ　　）ナー補給速度偏差−ＰＳこのようにファ
ジィ規則を必要に応じて設定する。

この場合のファジィ規則を第１表に示す。

（第１表） （Ｅ　ｉｓ　ＰＢ　ａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　
ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ）　→Ｈｉｓ　ＰＢ（Ｅ　ｉｓ　ＰＳ
　ａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ
）　−＞　Ｈｉｓ　ＰＳ（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ
　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ）　−＞　Ｈｉ
ｓ　ＺＯ（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＰＥ　
ａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　２０）　→Ｈｉｓ　ＮＢ（Ｅ　ｉ
ｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＰＳ　ａｎｄ　ＳＰ　ｉ
ｓ　ＺＯ）　−）　Ｈｉｓ　ＮＳ（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎ
ｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ）　−
＞　Ｈｉｓ　ＺＯ（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ
　ＮＳ　ａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ）　→Ｈｉｓ　ＰＳ
（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＮＢ　ａｎｄ　
ＳＰ　ｉｓ　ＺＯ）　−）　Ｈｉｓ　ＰＢ（Ｅ　ｉｓ　
ＺＯａｎｄ　ＤＥ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＳＰ　ｉｓ　Ｐ
Ｂ）　→Ｈｉｓ　ＰＳ（Ｅ　ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＤＥ　
ｉｓ　ＺＯａｎｄ　ＳＰ　Ｊｓ　ＮＢ）　→Ｈｉｓ　Ｎ
Ｓ第１表で、Ｅはトナー消費量偏差、ＤＥはトナー消費
勾配、ＳＰは湿度、Ｈはトナー補給速度偏差を示す。

第４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、トナー補給速度偏差を算出する一例
である。

例として、トナー消費偏差−Ｘ、トナー消費勾配＝ｙ１
機内湿度−２の場合を考える。

（ルール１）では、トナー消費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、
トナー消費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、機内湿度のメン
バシップ関数により入力２に対してμ２の度合でＺＯの
集合に含まれる。

その後、μＸとμｙとμ２の最小値をとり、その値とト
ナー補給速度偏差のメンバシップ関数とのＭＩＮ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。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
により得られたトナー補給速度偏差と設定する。

以」二は説明を簡単にする為、ルール１とルール２との
みを使用した場合を説明したが、実際は第１表に示した
ルール全てについて夫々演算して各集合を求め、各集合
の最大値をとって新たな集合を算出し、この集合の重心
を算出して、これをトナー補給速度偏差とし、モータ８
１８をこれに対応した速度で駆動する。

次に第５図のフローチャートを参照して、全体の動作フ
ローを説明する。

ステップ１０００は１００　ｍ　ｓ　ｅ　ｃごとに入る
割込みで、ステップ１００１はセンサー８１７で検出さ
れたトナー量（トナー濃度）を計測し、あらかじめ定ま
った規定量のトナー量（トナー濃度）と比較して、トナ
ー濃度をチエツクする。

トナー無の時（トナー濃度が規定濃度より低い時）ステ
ップ１００２で第６図のファジィ推論のザブルーチンを
コールして、トナー補給速度偏差を設定する。

第６図において、前述と同様にステップ２０００でトナ
ー量（トナー濃度）を計測して、ステップ２００１であ
らかじめ定まった規定量のトナー量（トナー濃度）との
差をトナー消費量偏差とし、前回（０，１秒前）とのト
ナー消費量偏差と今回のトナー消費量偏差との差を、ト
ナー消費量勾配（ｇｌｏ、１ｓｅｃ）として算出する。

この勾配は被複写原稿の濃度や、コピー紙のサイズ等、
トナーを消費する速度に影響を与えるファイターに対応
する。

ステップ２００２で湿度センサー８１６により、湿度を
計測し、ステップ２００３．２００４て第１表の全ての
ファジィルールについて、ＣＰＵ８０１により前述した
方法で、各ファジィ規則に従い状態量のファジィ集合に
属する度合から制御量のファジィ集合に属する度合を算
出する。

ステップ２００５で、各ルールに属する集合の最大値を
算出し、ステップ２００６でその最も可能性の高い制御
量の重心を求め、その重心をステップ２００７　）ナー
補給速度偏差として設定する。

第５図に戻って、ステップ１００３て、前回の速度デー
タにステップ１００２のファジィ推論で設定された速度
偏差を加算し、ステップ１００４で速度データが０以下
の時は、ステップ１００５て速度データを０として、ス
テップ１００７て補給をストップする。

ステップ１００４で速度データが０より大の時は、ステ
ップ１００６で速度データに従って、前述したＰＷＭの
デユティ比を切替えてトナー補給を行う。

ステップ１００１て、トナー有の時（トナー濃度が規定
値以上の時）はステップ１００５で速度データをＯとし
、ステップ１００７で補給をストップする。

（第２実施例） 第１実施例では、トナー濃度検出装置において、検出さ
れたトナー濃度を規準トナー濃度の一定値と比較し、そ
の時様々な状態量に応じてトナー補給速度をファジィ制
御するものであったが、その他に同様の状態量に応じて
トナー補給速度制御するかわりに、測定トナー濃度と比
較される基準トナー濃度の値をある幅で変動させる制御
手段を用いることも可能である。

特に環境により現像剤の現像特性が変化するのは良く知
られている。具体的には低湿時には現像剤のトナーの電
荷量が増大するため、現像性が著しく低下し、高湿時に
はトナーの電荷量が減少しキャリアとの結合力が低下す
るため現像性が増大し、極端な場合、地力ブリを発生さ
せてしまう。

そんため、低湿時には基準トナー量（ａ度）レベルを高
（することで現像器内の現像剤の１・す濃度を高くして
現像性を向上させ、高湿時はその逆の制御を行うことで
全環境て略一定の画像濃度を維持することが可能となる
。

又、この現象は湿度だけでなく原稿濃度などにも関連す
る。つまり原稿濃度が高いものはトナー消費勾配が大き
くなり、常に新しいトナーが補給されるためトナーの電
荷量が減少する。そして原稿濃度が低いものは逆にトナ
ーがあまり消費されないため（トナー消費勾配が小さい
）、トナーの電荷量が増大し現像性が低下する。これら
の現象にも同様の制御が必要であり、上述の制御により
より安定した画像濃度を維持てきる。

そこで状態量をまとめると、 ■　単位時間当りのトナー消費変化量であるトナー消費
勾配 ■　機内の湿度 の２つになる。■の場合は原稿濃度、紙サイズなどに関
連する量であることはいうまでもない。

トナー濃度検出装置の制御を行う際の制御量として■本
体のＣＰＵに記憶された基準トナー量偏差を用いる。

第７図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）に上記■〜■の
状態量及び制御量のメンバシップ関数と呼ばれるファジ
ィ集合を示す。

トナー消費勾配、機内湿度、及び基準ｌ・ナー量偏差を
大きくいくつかの集合に分け、例えば、トナー消費勾配
の場合には、 １）　　　ＮＢ　（Ｎｅｇａｔｉｖｅ　　Ｂｉｇ）負の
値で絶対値が大きい ２）　　　ＮＳ　（Ｎｅｇａｔｊｖｅ　　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。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。（ａ）はトナー消費勾配のメンバシブ関数、
（ｂ）は機内湿度のメンバシップ関数、（Ｃ）は基準ト
ナー量偏差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、トナ
ー消費勾配が０ｇ１０．１ｓｅｃの時、２０という集合
に属する度合はＯであり、トナー消費勾配が０　、５　
ｇ　／　Ｏ、ｌ　ｓ　ｅ　ｃまたは＋０．５ｇ１０．１
ｓｅｃ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。次にトナ
ー消費勾配と機内湿度の状態量から基準トナー量偏差を
算出する方法について述べる。

基準トナー量偏差の決定には例えば、次のようなファジ
ィ規則を用いる。

（ルール１） 】ｆ　　トナー消費勾配＝ＰＢ　　ａｎｄ　機内湿度−
ＺＯｔｈｅｎ　　基準トナー量（濃度）偏差＝ＮＳ（ル
ール２） ｉｆ　　　トナー消費勾配＝ＰＳ　　ａｎｄ　機内湿度
＝ＮＢｔｈｅｎ　　基準トナー量（濃度）偏差＝２０こ
のようにファジィ規則を必要に応じて設定する。

この場合の前件部と後件部間のファジィ規則を第２表に
示す。

（第　２　表） 第８図は前記（ルールｌ）と（ルール２）を用いてファ
ジィ推論により基準トナー量（濃度）偏差を算出する一
例である。例としてトナー消費勾配Ｘ２機内温度−ｙの
場合を考える。（ルール１）ではトナー消費勾配のメン
バシップ関数により入力Ｘに対してμＸの度合でＰＢの
集合に含まれ、機内湿度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の集合に含まれる。

その後μＸとμｙの最小値をとり、その値と基準トナー
量偏差のメンバシップ関数とのＭＩＮ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。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
り得られた基準トナー量（濃度）偏差と設定する。

尚、簡単の為第８図はルール１，２についてのみ演算を
行った例を示したが、実際は第２表に示したルールにつ
いて全て演算を行い、最終的に重心を求めることは前述
したのと同様である。

３ 第９図のフローチャー１・を参照して全体の動作フロー
を説明する前に、第９図で使われるサブルーチンである
ファジィ推論２を第１０図で説明する。

ステップ４００１でトナー量（濃度）を計測してステッ
プ４．　ＯＯ２で前回計測したトナー量（濃度）との差
をトナー消費量偏差とし、前回（０，１秒前）のトナー
消費量偏差と今回のトナー消費量偏差との差をトナー消
費量勾配（ｇｌｏ、１ｓｅｃ）として算出する。

ステップ４００３で湿度センサー８１６により、湿度を
計測し、ステップ４００４．４．００５で第２表の全て
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ジィ集合に属する度合から、制御
量のファジィ集合に属する度合を算出する。

ステップ４００６で、各ルールに属する集合の最大値を
算出し、ステップ４００７てその最も可能性の高い制御
量の重心を求め、その重心をステップ４００８で、基準
トナー量（濃度）偏差として設定する。

４ 第９図に戻ってステップ３００２で前回の基準トナー量
（濃度）にステップ３００１のファジィ推論で設定され
た基準トナー量（濃度）偏差を加算し、ステップ３００
３でステップ３００２で求まった基準トナー量（ａ度）
と検知したトナー量（ａ度）とを比較して、トナー有無
（トナー濃度が基準より高いか低いか）を判別する。ト
ナー無の時はステップ３００５でトナー補給を開始し、
トナー有の時は、ステップ３００４でトナー補給をスト
ップする。

（第３実施例） 以上の様にファジィ理論を第１の実施例ではトナー補給
速度制御の応用として、第２の実施例では基準トナー量
（濃度）制御の応用として説明してきたが、全く同様の
手法を用いて、トナー補給速度制御及び基準トナー量（
濃度）制御を同時に実施することで、より安定した画質
を得ることが可能となり、高耐久化が達成できる。

また、以上の実施例で示した状態量の以外の他の状態量
を加えてもなんら差しつかえはな（、より制御性が向上
すると考えられる（例えば温度。

現像剤の劣化度）。具体的にトナー消費量偏差、湿度の
状態量に温度の状態量を導入した時の基準トナー量制御
の応用として、第１１図に温度のメンバシップ関数（、
Ｔ　）及び第３表に温度とトナー消費量偏差のファジィ
規則を示す。トナーの温度特性は一般的に低温になる程
流動性が向上し、トナー電荷量が大きくなる傾向があり
、現像性が低下するためそれに応じて基準トナー量（濃
度）もやや大きくしないと適正濃度が維持てきない。そ
して、温度が上がるとトナーの樹脂成分のガラス転移点
に近づくため流動性が低下し、トナー電荷量が減少気味
となりカブリ等の問題が生じる。そのため基準トナー量
（濃度）をやや小さくすることが望ましい。

以上の傾向から第３表のファジィ規則が決定される。

第３表で、ＤＥは第７図（ａ）に示されたものである。

ＤＶは第７図（Ｃ）に示されている。

（第　３　表） さらに第４表に温度と湿度のファジィ規則を示す。

温度のトナー特性が上述と同様であり、湿度の方が温度
よりトナー特性に対して影響力が大きいため、第４表の
ようにファジィ規則を作るのが望ましい。尚、第４表の
ＳＰは第７図（ｂ）に、ＤＶは第７図（Ｃ）に示された
ものを使用できる。

（第　４　表） 他の状態量として現像剤の劣化度を次に示す。現像剤の
劣化度としてトータルの複写枚数（枚数カウンタによっ
て計測される）及びその時の複写枚数偏差、つまり複写
の稼動状態から現像剤の劣化度を推論し、基準トナー量
を制御する。

第１２図に複写枚数についてのメンバーシップ関数、第
１３図に単位時間（１時間）当りの複写枚数についての
メンバーシップ関数を示す。

第５表にトータル複写枚数と複写枚数偏差によるファジ
ィ規則を示す。

（第　５　表） 現像剤の劣化はトータル複写枚数（即ち画像形成装置使
用時間）にほぼ比例して現像性（画像濃度）が低下する
。これは２成分現像剤の場合トナーの電荷増大及びキャ
リアの表面汚染（トナーの融着）や破損等によりトナー
を十分保持できなくなるためであり、１成分現像剤の場
合はトナー電荷増大及びスリーブ表面の摩耗や表面汚染
等によるトナーの搬送力低下のためである。そのため基
準トナー量（濃度）をある程度増加させる必要が生じる
。

そして複写枚数偏差は現像剤の稼動状態を示す因子であ
り、複写枚数偏差が大きい程現像剤の電荷量が増大し、
現像性が低下する。そして休止が長い場合は電荷量が増
大して現像剤も電荷の逃げが生じて適正電荷量に戻るた
め現像性が良（なる。

以上これらの関係から第５表に示されるファジィ規則が
決定されたわけである。

同様の考え方で、第６表はトナー消費量偏差とトータル
複写枚数との関連づけを示したファジィ規則であり、第
７表はトナー消費量偏差と複写枚数偏差のファジィ規則
であり、第８表は湿度とトータル複写枚数の関係のファ
ジィ規則であり、第９表は湿度と複写枚数偏差のファジ
ィ規則である。

各表で、ＤＥ、ＳＰ、ＤＶは第７図に示されたものが使
用でき、規則の後件部はＤＶである。

（第　６　表） （第　７　表） （第　８　表） （第　９　表） 各表に基づいたファジィ推論、重心の演算については前
述したと同様に行われ、フローチャートは第９図、第１
０図と同様に行うことができるので、煩雑を避ける為に
省略する。

〔効　果〕

以上、本発明によればトナー補給を好適に制御して直接
的に画像の安定化及び画像形成の信頼性を著しく向上さ
せることができ、結果として現像装置のみならず複写装
置の信頼性及び高耐久が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の制御回路ブロック図、第２
図は本発明が適用できる現像装置の説明図、第３図はメ
ンバーシップ関数の説明図、第４図は演算の説明図、第
５図、第６図は本発明の一実施例の制御フローチャート
、第７図は他のメンバシップ関数の説明図、第８図は他
の演算例の説明図、第９図、第１０図は本発明の他の実
施例の制御フローチャート、第１１図、第１２図、第１
３図は他のメンバシップ関数の説明図である。 １４０は現像剤担持体、１９０はトナーホッパ、８０１
はＣＰＵ、８０３はＲＯＭ、８０５はＲＡＭ、８１６は
湿度センサ、８１７はトナー濃度センサである。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体に形成された静電像をトナーとキャリア
   を有する現像剤を用いて現像する画像形成装置であって
   、トナー濃度を検出し、この検出値に応じてトナーを補
   給する画像形成装置に於いて、 湿度、温度、装置の使用時間の少なくとも１つに応じて
   トナー補給を制御する制御手段を有することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. （２）像担持体に形成された静電像をトナーとキャリア
   を有する現像剤を用いて現像する画像形成装置であって
   、トナーを適宜補給する画像形成装置に於いて、 トナー補給を制御する為の少なくとも１つの状態量を検
   知する状態量検知手段と、 トナー補給装置を制御する制御量と上記状態量について
   の夫々のあいまい集合を記憶した記憶手段と、 上記状態量と制御量の間の関係の規則を記憶した記憶手
   段と、 前述の規則に従い状態量の集合に属する度合から制御量
   の集合に属する度合を算出し、その最も可能性の高い制
   御量を推論する推論手段と、を有し、制御量を推論手段
   により推論し、制御することを特徴とする画像形成装置
   。
3. （３）前記推論手段は、 その時点での少なくともひとつの状態量が、各規則の前
   件部の状態量をあいまい集合で表現した関数に属する度
   合を算出する適合度算出手段、各規則の後件部の制御量
   をあいまい集合で表現した関数が、その時点での状態量
   に合致する度合を、前述の適合度算出手段により算出さ
   れた度合を用いて推論する推論手段、 全ての規則について、前述の推論手段で推論された結果
   を合成する合成手段、 前述の合成手段により算出された関数から実際の制御量
   を算出する制御量算出手段、 とを含むことを特徴とする請求項（２）に記載の画像形
   成装置。
4. （４）制御量制御手段は、トナー補給速度制御手段への
   速度指令手段、トナー濃度検知装置の基準レベルのシフ
   ト指令手段のうち少なくともひとつを制御することを特
   徴とする請求項（２）又は（３）に記載の画像形成装置
   。
5. （５）規則記憶手段は、単位時間あたりのトナー消費量
   が大きいときは、トナー補給速度制御手段への速度指令
   を大きくし、単位時間あたりのトナー消費量が中くらい
   のときはトナー補給速度制御手段への速度指令を中くら
   いにし、単位時間あたりのトナー消費量が小さいときは
   トナー補給速度制御手段への速度指令を小さくするよう
   にしたことを特徴とする請求項（４）に記載の画像形成
   装置。
6. （６）規則記憶手段は、湿度が高いときは、トナー補給
   速度制御手段への速度指令を大きくし、湿度が中くらい
   のときは、トナー補給速度制御手段への速度指令を中く
   らいにし、湿度が低いときは、トナー補給速度制御手段
   への速度指令を小さくするようにしたことを特徴とする
   請求項（４）に記載の画像形成装置。
7. （７）規則記憶手段は、トナー量偏差が大きいときはト
   ナー補給速度制御手段への速度指令を大きくし、トナー
   量偏差が中くらいのときは、トナー補給速度制御手段へ
   の速度指令を中くらいにし、トナー量偏差が小さいとき
   は、トナー補給速度制御手段への速度指令を小さくする
   ことを特徴とする請求項（４）に記載の画像形成装置。
8. （８）規則記憶手段は、湿度が高いときはトナー濃度検
   知装置の基準レベルのトナー濃度を低くし、湿度が中く
   らいのときは基準レベルのトナー濃度を中くらいにし、
   湿度が低いときは、基準レベルのトナー濃度を高くする
   ことを特徴とする請求項（４）に記載の画像形成装置。