JPH05297720A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経時環境変動や，原稿種類に対応する応答性
が良く，常に安定した画像濃度が得られることを目的と
する。 【構成】 ファジィコントローラ２０１に，Ｖ_SP／Ｖ_SG
値，及び，画像形成信号の積算値が入力されると，ファ
ジィコントローラ２０１は，狙いの画像濃度を維持する
ために必要なトナー補給量を得るためのトナー補給クラ
ッチ２０３のＯＮ時間を推論し，制御する。ここで画像
形成信号の積算値は，推論直前の原稿一枚分の画像形成
信号（レーザビームの点灯時間）が積算カウンタ２０２
によって積算された値であり，Ａ３黒ベタ一枚相当分の
積算カウント値で除算することによって記録紙サイズＡ
３に対する画像面積率が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置等の記録濃
度の制御における画像形成方法に関し，より詳細には，
常に適正な画像形成を行える画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置にお
いては，所定の方法により担体上に形成された静電潜像
が，現像装置からトナーと呼ばれる着色微粒子を供給さ
れて現像される。トナーは，通常，静電潜像とは逆極性
に帯電されており，静電潜像に静電的に吸着されること
により現像が行われる。

【０００３】トナーを静電潜像とは逆極性に帯電される
方法として，現像剤をトナーとキャリアで構成（一般
に，このような現像剤を二成分系現像剤という），両者
を混合攪拌することにより互いに摩擦帯電させる方法が
知られている。

【０００４】ところが，二成分系現像剤を使用する現像
方法では，トナーを十分に帯電させることができる反
面，現像に際してはトナーのみが消費されるため，現像
剤におけるトナー濃度（画像濃度）を常に一定に保つた
めの制御が必要である。このために，記録濃度を制御す
るための画像形成方法として，現像剤のトナー濃度を測
定し，トナー濃度に基づいて，トナー補給量を制御する
方法が用いられている。

【０００５】このような画像形成方法では，現像剤のト
ナー濃度を測定する方法として，例えば，感光体上に基
準となる静電潜像パターン（画像濃度関連値を検出する
ための検出用パターン）を作成し，これを現像した後，
光学的センサを用いて現像画像の濃度を光電的に測定す
る間接的な現像剤トナー濃度測定方法や，現像剤の重量
を測定したり，透磁率を測定したりするトナー濃度セン
サを用いて直接的な現像剤トナー濃度測定方法が用いら
れている。

【０００６】ここで，光学的センサとしてＰセンサ（フ
ォトセンサ）を用いた場合を例として，従来の画像形成
方法について具体的に説明する。

【０００７】図２３は従来の画像形成方法を適用した複
写装置を示し，コンタクトガラス板３０１上の原稿（図
示せず）の画像は，第１ミラー３０２，第２ミラー３０
３，インミラーレンズ３０４，及び，第３ミラー３０５
を介して感光体ドラム３０６の表面に投影される。感光
体ドラム３０６の回転（図中では反時計方向）に同期し
て，第１ミラー３０２及び第２ミラー３０３が所定の速
度比で左方に走査駆動される。感光体ドラム３０６の静
電潜像は，現像装置３０７の現像ローラ３０７ａの現像
剤（トナーとキャリアからなる二成分系現像剤）で現像
される。このようにして感光体ドラム３０６の表面に形
成されたトナー像は，転写チャージャー３０８で記録紙
に転写される。記録紙は分離ベルト３０９で定着部（図
示せず）に送られる。

【０００８】一方，第１ミラー３０２のホームポジショ
ンにおける画像投影視野には，図示の如く，検出用パタ
ーンとなる白パターンＰ₀ と黒パターンＰ₁ が付されて
おり，第１ミラー３０２が露光走査のために左方に駆動
されると，感光体ドラム３０６上に白パターンＰ₀ と黒
パターンＰ₁ の静電潜像が連続して形成される。

【０００９】現像装置３０７と転写チャージャー３０８
の間には，感光体ドラム３０６表面のトナー濃度を検出
するためのＰセンサ（フォトセンサ）３１０が配置され
ており，Ｐセンサ３１０の検出信号は増幅器３１１で増
幅及び波形整形されてＡ／Ｄコンバータ３１２でＡ／Ｄ
変換（アナログ・デジタル変換）されてＭＰＵ（マイク
ロプロセッサ）３１３に出力される。

【００１０】ＭＰＵ３１３は，白パターンＰ₀ と黒パタ
ーンＰ₁ の対応トナー像の濃度比（Ｖ_SP／Ｖ_SG）を演算
し，濃度比に基づいて，トナー供給量を定め，トナー供
給量に対応する時間の間，ソレノイドドライバ３１４に
ソレノイド付勢指示を与える。ドライバ３１４は，ソレ
ノイド付勢指示を入力するとクラッチソレノイド３１５
に通電する。クラッチソレノイド３１５が通電される
と，トナー切出しローラ３１６が回転し，トナーがトナ
ー貯留槽より現像装置３０７へ供給される。

【００１１】尚，３１７は感光体ドラム３０６を一様に
帯電する帯電チャージャーを示し，３１８は帯電チャー
ジャー３１７で帯電した感光体ドラム３０６表面の所定
部分（白パターンＰ₀ と黒パターンＰ₁ が投影される部
分）を除電するイレースランプを示す。

【００１２】ここで，イレースランプ３１７の付勢を制
御することにより，白パターンＰ₀と黒パターンＰ₁ の
静電潜像が１０枚コピーする毎に１回感光体ドラム３０
６上に作成され，そのときのトナー濃度がＰセンサ３１
０によって検出される。

【００１３】以上の構成において，記録濃度の制御動作
を図２４〜図２６を参照して詳細に説明する。Ｐセンサ
３１０を用いたトナー濃度検知は，感光体ドラム３０６
上に現像されたパターン像の濃度変化を現像剤中のトナ
ー濃度の変化として捕らえて，現像剤中のトナー濃度を
制御するものである。

【００１４】トナー濃度の検知時期は，図２４に示すよ
うに，電源投入後にスタートキーが押下された時の１枚
目とその後の１０枚毎に行われ，トナー濃度が薄いと検
知された場合は，次のトナー濃度検知時期まで１０枚の
間１枚毎にクラッチソレノイド３１５がＯＮ→ＯＦＦし
て，トナー切出しローラ３１６を介してトナーの補給を
続ける。一方，イレースランプ３１７は，トナー濃度検
知時期に同期してＯＦＦし，感光体ドラム３０６上に白
パターンＰ₀ と黒パターンＰ₁ の静電潜像が形成され
る。

【００１５】白パターンＰ₀ と黒パターンＰ₁ のパター
ン像（現像後の像）がＰセンサ３１０の位置に来ると，
Ｐセンサ３１０は，発光ダイオードをＯＮしてパターン
像に光を照射し，反射光をフォトトランジスタで受光
し，パターン像の濃度を検知する。

【００１６】図２５に示すように，Ｐセンサ３１０の出
力は，トナー濃度が低い場合（白パターンＰ₀ の場合)
には反射光が強くなるので大きな値となり，トナー濃度
が高い場合（黒パターンＰ₁ の場合) には反射光が弱く
なるので小さな値となる。ＭＰＵ３１３は，Ｐセンサ３
１０からの入力データが４回連続して 2.5Ｖより下がっ
た時点より前の９〜16までの平均をとりＶ_SGとし，Ｐセ
ンサ３１０からの入力データが４回連続して 2.5Ｖより
下った後，その後の９〜16までの平均をとりＶ_SPとす
る。

【００１７】現像剤中のトナー濃度が適正の時，図２６
（ａ）に示すように，Ｖ_SGが４Ｖの場合，Ｖ_SPは約0.44
Ｖであるとすると，現像剤中のトナー濃度が低くなった
場合，感光体ドラム３０６上に現像されるパターン像も
薄くなるので，図２６（ｂ）に示すように，Ｖ_SPは0.44
Ｖより高くなる。一方，トナー濃度が高い場合には，図
２６（ｃ）に示すように，パターン濃度が濃くなるの
で，Ｖ_SPは0.44Ｖより低くなる。従って，Ｖ_SPの値から
トナー補給をするか否か判定することができる。実際に
は，Ｖ_SGが必ずしも４Ｖではないので，Ｖ_SPとＶ_SGの比
率を用いて，Ｖ_SP／Ｖ_SG＝ 1/9（≒0.44/4）を基準とし
て，Ｖ_SP／Ｖ_SGの大小によりトナー補給を制御するもの
である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
画像形成方法によれば，トナー濃度が低くなった後にト
ナー補給を開始するため，トナーを多量に消費する原稿
が続いた場合には，トナー濃度の変化が急激となり，安
定したトナー濃度を得ることが困難となるという問題点
があった。

【００１９】また，従来の画像形成方法では，トナーを
補給してからトナー濃度が濃くなるまでの間の時間遅れ
を考慮していないため，トナー濃度のバラツキの幅が大
きくなる，換言すれば，制御精度が十分でないという問
題点もあった。

【００２０】また，従来の画像形成方法によれば，検出
用パターンと検出用パターンの間に消費されるトナー消
費量は，原稿の画素密度，及び，経時環境等により大き
く変化するため，常に，トナー消費量に見合った適切な
トナー補給を行うことができないという問題点もあっ
た。ここでは，検出用パターン間の原稿の画素密度の変
化（換言すれば，トナー消費量の変化）が，光学的セン
サ出力のフィードバック系において外乱要因となってい
おり，これを補ってトナー濃度に対する精度を向上させ
るには，検出用パターンの作成頻度を増やして，フィー
ドバック量を増加させる方法が考えられるが，検出用パ
ターンを頻繁に作成すると無駄なトナー消費の増加や，
クリーニングにかかる負担の増加等の不具合が生じる。

【００２１】一方，特開昭６３−３３７０４号公報に示
されるように，画像形成信号を計数し，消費トナー量を
検出する第１の検出手段と，現像ローラの稼働時間を求
め，飛散して消費されるトナー量を検出する第２の検出
手段とに基づいて，トナー補給を行ってトナー濃度を一
定に保つものが開示されているが，画像形成信号と消費
トナー量の関係は，経時環境による現像剤の劣化による
キャリアの帯電能力（ＣＡ）変動の影響を受けて，一定
ではないため，現像装置の現像能力が変動してしまい，
状態（経時環境）に対応して，理想の画像品質（トナー
濃度）を維持することは困難であるという問題点があっ
た。

【００２２】また，一般に電子写真方式に用いられる二
成分現像剤は，経時において現像剤劣化によるＣＡ（キ
ャリアの帯電能力）の低下があり，また，現像剤周辺の
環境条件においても，低温低湿では電荷蓄積度が増して
Ｑ／Ｍが上昇し，高温高湿では電荷漏洩度が増してＱ／
Ｍが減少するという現像がある。このようにＱ／Ｍに対
して相互的に影響を与える因子が数多いにもかかわら
ず，換言すれば，制御目標に影響を与える多元的な多く
の情報を考慮して最適な制御値を決定する必要があるに
もかかわらず，１〜２の因子が単独に与える影響のみを
考慮して制御値を決めていたため，状態の変化（経時環
境）に対応することができず，高画像品質を維持できな
いという問題点もあった。

【００２３】また，従来の画像形成方法では，例えば，
高速機のように時間的制約が厳しい場合には，検出用パ
ターンを多く作成できなかったり，制御演算を高速に行
わなければならないため，高精度の制御を行うことが困
難であるという問題点があった。

【００２４】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て，光学的センサやトナー濃度センサを用いた従来の画
像形成方法と比較して，経時環境変動や，原稿種類に対
応する応答性が良く，安定した画像濃度が得られること
を第１の目的とする。

【００２５】また，本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって，制御精度を低下させずに光学的センサの検出
用パターンの作成回数減らすことができ，検出用パター
ンを作成することによる無駄なトナーの消費，クリーニ
ング装置への負担，コピースピードの低下等を低減する
ことを第２の目的とする。

【００２６】また，本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって，黒ベタ連続作像時のように，連続して多量の
トナーを消費し，且つ，多量のトナー補給を必要とする
場合でも，狙いとする画像濃度を維持することができる
ことを第３の目的とする。

【００２７】また，本発明は上記に鑑みてなされたもの
であって，時間的制約が厳しい場合でも，容易に高精度
の制御を行うことができることを第４の目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために，電子写真方式を利用する画像形成装置に
おいて，検出用パターンの光学的センサによる反射濃度
比，及び，トナー消費量予測信号を入力情報として，所
望の画像濃度を維持するためのトナー補給量を推論し，
推論結果に基づいて，トナー補給制御を行う画像形成方
法を提供するものである。尚，この時，前記入力情報の
入力タイミング毎に異なる演算ブロックを使用して演算
を行い，且つ，タイミング周期の長い方の演算ブロック
の出力を次の入力情報の入力があるまで保持し，その値
を他のタイミング周期の短い方の演算ブロックの出力値
と共に，入力情報として使用することが望ましい。ま
た，出力される記録紙のサイズに基づいて，前記トナー
補給量の推論に使用する出力関数のスケールを変更する
ことが望ましい。

【００２９】また，本発明は上記の目的を達成するため
に，電子写真方式を利用する画像形成装置において，検
出用パターンの光学的センサによる反射濃度比，その履
歴情報，及び，トナー消費量予測信号を入力情報とし
て，所望の画像濃度を維持するためのトナー補給量を推
論し，推論結果に基づいて，トナー補給制御を行う画像
形成方法を提供するものである。尚，この時，前記入力
情報の入力タイミング毎に異なる演算ブロックを使用し
て演算を行い，且つ，タイミング周期の長い方の演算ブ
ロックの出力を次の入力情報の入力があるまで保持し，
その値を他のタイミング周期の短い方の演算ブロックの
出力値と共に，入力情報として使用することが望まし
い。また，出力される記録紙のサイズに基づいて，前記
トナー補給量の推論に使用する出力関数のスケールを変
更することが望ましい。

【００３０】また，本発明は上記の目的を達成するため
に，電子写真方式を利用する画像形成装置において，検
出用パターンの光学的センサによる反射濃度比と，その
履歴情報，或いは／及び，検出用パターン作成時のトナ
ー濃度と前回の狙いのトナー濃度との差分値とに基づい
て，狙いのトナー濃度を推論し，且つ，トナー濃度と狙
いのトナー濃度との差分に基づいて，狙いのトナー濃度
を維持するためのトナー補給制御を行う画像形成方法を
提供するものである。尚，前述した狙いのトナー濃度の
推論，及び，トナー補給量の推論を，それぞれ異なる推
論ブロックで異なる検知タイミング，及び，演算タイミ
ングで行うことが望ましい。また，前述した狙いのトナ
ー濃度は，現状値からの変更量で示されることが望まし
い。

【００３１】また，本発明は上記の目的を達成するため
に，トナー濃度センサの出力に基づいて，トナー補給制
御を行う画像形成装置において，検出用パターンの光学
的センサによる反射濃度比，及び，その履歴情報に基づ
いて，狙いのトナー濃度を総合的に推論して，設定或い
は変更する画像形成方法を提供するものである。尚，前
述した狙いのトナー濃度の推論，及び，トナー補給量の
推論を，それぞれ異なる推論ブロックで異なる検知タイ
ミング，及び，演算タイミングで行うことが望ましい。
また，前述した狙いのトナー濃度は，現状値からの変更
量で示されることが望ましい。

【００３２】また，本発明は上記の目的を達成するため
に，トナー濃度センサの出力に基づいて，トナー補給制
御を行う画像形成装置において，検出用パターンの光学
的センサによる反射濃度比，及び検出用パターン作成時
のトナー濃度と前回の狙いのトナー濃度との差分値に基
づいて，狙いのトナー濃度を総合的に推論して，設定或
いは変更する画像形成方法を提供するものである。尚，
前述した狙いのトナー濃度の推論，及び，トナー補給量
の推論を，それぞれ異なる推論ブロックで異なる検知タ
イミング，及び，演算タイミングで行うことが望まし
い。また，前述した狙いのトナー濃度は，現状値からの
変更量で示されることが望ましい。

【００３３】

【作用】本発明の画像形成方法は，検出用パターンの光
学的センサによる反射濃度比，及び，トナー消費量予測
信号を入力情報として，所望の画像濃度を維持するため
のトナー補給量を推論し，推論結果に基づいて，トナー
補給制御を行う。

【００３４】また，本発明の画像形成方法は，検出用パ
ターンの光学的センサによる反射濃度比，その履歴情
報，及び，トナー消費量予測信号を入力情報として，所
望の画像濃度を維持するためのトナー補給量を推論し，
推論結果に基づいて，トナー補給制御を行う。

【００３５】また，本発明の画像形成方法は，検出用パ
ターンの光学的センサによる反射濃度比と，その履歴情
報，或いは／及び，検出用パターン作成時のトナー濃度
と前回の狙いのトナー濃度との差分値とに基づいて，狙
いのトナー濃度を推論し，且つ，トナー濃度と狙いのト
ナー濃度との差分に基づいて，狙いのトナー濃度を維持
するためのトナー補給制御を行う。

【００３６】また，本発明の画像形成方法は，検出用パ
ターンの光学的センサによる反射濃度比，及び，その履
歴情報に基づいて，狙いのトナー濃度を総合的に推論し
て，設定或いは変更する。

【００３７】また，本発明の画像形成方法は，検出用パ
ターンの光学的センサによる反射濃度比，及び検出用パ
ターン作成時のトナー濃度と前回の狙いのトナー濃度と
の差分値に基づいて，狙いのトナー濃度を総合的に推論
して，設定或いは変更する。

【００３８】

【実施例】以下，本発明の画像形成方法を，〔実施例
１〕，〔実施例２〕，〔実施例３〕，〔実施例４〕，
〔実施例５〕，〔実施例６〕の順に図面を参照して詳細
に説明する。

【００３９】〔実施例１〕図１は，実施例１の画像形成
方法を利用した画像形成装置の構成を示す説明図であ
り，図において，１００は画像読取部であり，１１０は
画像読取部にて読み取った画像情報を記録紙に転写する
作像部である。

【００４０】画像読取部１００は，原稿を載置するコン
タクトガラス１０１と，コンタクトガラス１０１に載置
された原稿に対して，移動しながら光を照射する光源１
０２と，光源１０２と共に移動し，原稿からの反射光を
偏向するミラー１０３と，同様にミラー１０３からの反
射光を所定方向へ偏向するミラー１０４，１０５と，ミ
ラー１０５からの反射光を集束させるレンズ１０６と，
レンズ１０６からの光を読み取るＣＣＤ１０７とから構
成されている。

【００４１】作像部１１０は，高速で回転してレーザビ
ームを等角度で走査するポリゴンミラー１１１と，ポリ
ゴンミラー１１１により等角度で走査されたレーザビー
ムを感光体ドラム１１４面上において等間隔になるよう
に補正するｆθレンズ１１２と，ｆθレンズ１１２から
のレーザビームを感光体ドラム１１４に導くミラー１１
３と，静電潜像を形成する感光体ドラム１１４と，感光
体ドラム１１４の表面を均一に帯電する帯電チャージャ
１１５と，帯電チャージャ１１５による帯電処理後，ミ
ラー１１３により導かれたレーザビームによる露光によ
り形成された静電潜像を顕像化する現像装置１１６とを
有する。

【００４２】また，所定サイズの記録紙を収納し，装置
本体に対し着脱自在に構成されている給紙カセット１１
７，１１８と，給紙カセット１１７，１１８から１枚毎
に記録紙を転写部方向へ搬送する給紙ローラ１１７ａ，
１１８ａと，給紙ローラ１１７ａ，１１８ａにより給紙
された記録紙を所定のタイミングをとって転写部に送り
出すレジストローラ１１９と，レジストローラ１１９に
より送り出された記録紙に対し感光体ドラム１１４上の
像を転写する転写チャージャ１２１ａと，転写処理後，
記録紙を感光体ドラム１１４から分離する分離チャージ
ャ１２１ｂと，分離チャージャ１２１ｂにより感光体ド
ラム１１４から分離された記録紙を定着ユニット１２２
方向へ搬送する搬送ベルト１２０と，転写処理後におけ
る記録紙上の像を定着させる定着ユニット１２２と，転
写処理後における感光体ドラム１１４表面の残留トナー
を除去するクリーニングユニット１２３と，感光体ドラ
ム１１４表面の残留電荷を除去する除電ランプ１２４と
から構成されている。尚，１２５は給紙カセット１１
７，１１８周辺に配置され，湿度を検知する湿度セン
サ，記録紙の給紙間隔を検知するタイマ及び記録紙の厚
みを検知する紙厚センサを示し，１２６は転写前露光を
実行するＰＴＬ，１２７は記録紙の電気抵抗値を検知す
る抵抗値検知部，１２８は転写チャージャ１２１ａ，分
離チャージャ１２１ｂの使用時間を積算するタイマであ
る。

【００４３】また，本実施例では，感光体ドラム１１４
として負帯電用有機感光体を使用し，現像剤としてマイ
ナス帯電トナーを含有する２成分現像剤を使用する反転
現像システムを利用している。更に，実施例１では，ト
ナー消費量予測信号として画像形成信号を用い，具体的
には，レーザビームの点灯時間を利用している。ここで
レーザビームの点灯時間は，画像形成信号として後述す
る積算カウンタ２０２によって順次積算カウントされ
る。

【００４４】以上の構成において，その動作を説明す
る。第１に画像読取部１００において，コンタクトガラ
ス１０１上に載置された原稿は，光源１０２により照明
され，その反射光がミラー１０３，１０４，１０５，及
び，レンズ１０６を介してＣＣＤ１０７に読み取られ
る。ＣＣＤ１０７に読み取られた画像情報は所定の画像
処理を経て，半導体レーザ（図示せず）からレーザビー
ムとして出射される。

【００４５】レーザビームはポリゴンミラー１１１，ｆ
θレンズ１１２，ミラー１１３を介して感光体ドラム１
１４へ導かれる。一方，感光体ドラム１１４は事前に帯
電チャージャ１１５によりその表面を均一に帯電されて
おり，上記レーザビームにより露光されて静電潜像を形
成する。この時の感光体ドラム１１４の表面電位は通常
地肌部電位（暗部電位）Ｖ_D が約−８００Ｖ，画像部電
位（明部電位）Ｖ_L が約−１００Ｖに設定されており，
現像バイアス電位Ｖ_B の約−６００Ｖとの電位差で現像
される。感光体ドラム１１４上に形成された静電潜像は
現像装置１１６により顕像化され，該顕像は給紙カセッ
ト１１７，１１８から給紙ローラ１１７ａ，１１８ａ，
及び，レジストローラ１１９によって搬送された記録紙
に対し，転写チャージャ１２１ａにより転写される。

【００４６】像が転写された記録紙は，分離チャージャ
１２１ｂにより感光体ドラム１１４より分離され，転写
ベルト１２０により搬送されて定着ユニット１２２に入
り定着処理を経た後，装置外部へ排出される。また，転
写処理を終了した感光体ドラム１１４はクリーニングユ
ニット１２３により残留トナーが除去され，除電ランプ
１２４により残留電荷が除去された後，次回の画像形成
処理に備えて待機状態となる。

【００４７】また，図１に示したＰＴＬ１２６は転写チ
ャージャ１２１ａにより転写処理前に感光体ドラム１１
４に光照射することにより，感光体ドラム１１４上の余
分な電荷を消滅させる。

【００４８】ここで，画像形成領域外の感光体ドラム１
１４上には，コピー枚数１５枚に一度，画像濃度制御用
の検出用パターンが形成され，感光体ドラム１１４に近
接して対向配置された反射型の光学的センサで基準画像
（顕像化した検出用パターン）の反射率に対応した検知
信号電圧Ｖ_SP及び基準画像内感光体ドラム１１４の面の
検知信号電圧Ｖ_SGが出力され，狙いの画像濃度に対応す
るＶ_SP／Ｖ_SGと比較することによって，画像濃度の高低
を判定している。

【００４９】図２の制御ブロック図を参照して，実施例
１における制御のフローを説明する。ファジィコントロ
ーラ２０１に，Ｖ_SP／Ｖ_SG値，及び，画像形成信号の積
算値が入力されると，ファジィコントローラ２０１は，
狙いの画像濃度を維持するために必要なトナー補給量を
得るためのトナー補給クラッチ２０３のＯＮ時間を推論
し，制御する。ここで画像形成信号の積算値は，推論直
前の原稿１枚分の画像形成信号（レーザビームの点灯時
間）が積算カウンタ２０２によって積算された値であ
り，Ａ３黒ベタ１枚相当分の積算カウント値で除算する
ことによって記録紙サイズＡ３に対する画像面積率が得
られる。

【００５０】次に，ファジィコントローラ２０１におけ
る推論過程を以下に示す。ファジィコントローラ２０１
は，言語的に表現された制御ルールを定量化し，実際の
数値に置き換え可能にしたものである。即ち，ルールの
作り方によって，推論結果，ひいては制御能力が大きく
変わってしまうため，この制御ルールの表現方法は非常
に重要であり，ここで使用するパラメータを的確に選択
する必要がある。

【００５１】実施例１では，目標とする画像濃度を表す
ものとして，光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGを用い，トナー
消費量予測信号として画像形成信号の積算値をとること
で，顕像パターン（検出用パターン）間に作成される画
像の情報量（換言すれば，トナー消費量）によって制御
精度が変動するのを防いでおり，光学的センサの情報の
みの場合と比較して，制御精度を大きく向上させること
ができる一つの要因となっている。また，単純に画像形
成信号を乗じた場合と比較しても有利である。これは画
像形成信号の積算値とトナー消費量の関係は画像の種類
（ベタ，ドット等）にもよるが，一般的には完全なベタ
画像は少なく，図３の実線で示すように非線形であるた
めで，しかもＶ_SP／Ｖ_SGと密接に関連しているからであ
る。

【００５２】また，実施例１では，総合的な推論に，フ
ァジィ推論を用いており，画像濃度が薄いというあいま
いな概念は，光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGが低いという表
現に置き換えることで論理的に推論が可能であり，これ
らは言語的ルールによって表１に示すように表現され
る。

【００５３】実施例１によるルールは前件部（もし〜な
ら）と後件部（〜とする）からなっている。

【表１】

【００５４】これらの７個のルールは，図４（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すようなメンバーシップ関数によ
り，定量的にファジィ変数として表され，演算可能とな
る。実施例１においては上記７個のルールを用いて推論
しているが，特にこれに限定するものではなく，更にル
ールの数を増やしてきめ細かい制御を行うことも可能で
あり，それぞれの制御系に適した設計を行えば良い。前
件部における推論演算は，通常の方法により，先ず，入
力に対して前件部の適合度を入力値と前件部変数のＭＡ
Ｘを取ることによって求め，後件部変数と前件部適合度
のＭＩＮをとってそのルールの結論とする。与えられた
全てのルールについてそれぞれの結論を求めた後，全結
論のＭＡＸを取ることにより最終的な推論結果として，
設定した画像濃度に対して必要なトナー補給量を得るた
めに必要なトナー補給クラッチ２０３のＯＮ時間が得ら
れる。

【００５５】ここで，具体的に，もしＶ_SP／Ｖ_SGが少し
低く，且つ，画像形成信号の積算値が出力画像面積率４
０％であった場合に関して計算例を示すと，先ず，これ
らの入力によって先のルール１〜７を用いて狙いの補給
量を演算する。図５に示すように，例えば，Ｖ_SP／Ｖ_SG
＝０．０５，画像形成信号の積算値の出力記録紙（Ａ
３）に対する面積率が４０％という条件に対して，ルー
ル７ではＶ_SP／Ｖ_SG＝０．０５はＶ_SP／Ｖ_SGが中ぐらい
低いという集合に０．３０のグレード（属する度合）で
あるというように各ルールに属する各メンバーシップ関
数との交点を計算する。この交点のうち，最小の値（ル
ール７では０）の計算を行い，結論を求める。全てのル
ールに関して同様に結論を求めた後，合成出力によって
全ての結論のＭＡＸをとり（図中の斜線で示す部）その
重心を求めることで推論結果（ここでは，トナー補給ク
ラッチ２０３のＯＮ時間：３．５秒）が得られる。

【００５６】この推論は，コピー１枚毎に行われ，顕像
パターン作成時（１５枚に１回）以外は，Ｖ_SP／Ｖ_SGの
データは前回のデータを用い，画像情報のみを更新して
演算が行われる。尚，ここでは原稿がＡ３の場合を例と
して説明したが，実施例１では出力画像のサイズに応じ
て出力のメンバーシップ関数のスケールが自動的に切り
替わるようになっている。従って，例えば，Ａ４の原稿
の場合にはスケールは１／２に切り替わって演算を行う
（図４（ｃ）のスケール１からスケール２へ切り替わ
る）。このような構成にすることで，画像形成信号の積
算値／原稿面積相当に対するトナー消費量の関係を原稿
サイズによらず，しかもサイズ別にメンバーシップ関数
を設定することなく，うまく取り込むことが可能であ
る。

【００５７】また，実施例１では，トナー消費量予測信
号としてレーザビームの点灯時間を用いているが，特に
これに限定するものではなく，例えば，スキャナの読取
データ，画像処理データ等を使用することも可能であ
る。

【００５８】このような方法で制御することにより，消
費量に応じて検知用パターンを作成しな時でもファジィ
推論を用いて細かくトナー補給制御を行っているため，
従来のＰセンサやトナー濃度センサのみによる画像濃度
（もしくはトナー濃度）の制御に比較して，経時環境変
動，原稿の種類に対する応答性が良く，常に画像濃度を
所望の濃度に制御することが可能である。

【００５９】図６は，従来の１〜１０枚程度に１回の割
合で検出用パターンを形成してトナー補給制御を行う方
法と，本実施例の画像形成方法のトナー補給制御とを比
較したものであり，図示の如く，Ａ４サイズの６％の画
像面積の原稿の連続コピーからＡ４サイズの６０％の画
像面積の原稿の連続コピーになった場合でも安定した画
像濃度を得ることができる。換言すれば，様々な原稿面
積に対応した高精度の画像濃度制御（トナー補給制御）
を行うことができる。

【００６０】また，画像形成信号を利用して制御してい
るため，検出用パターンの作成間隔（即ち，光学的セン
サの検知間隔）を従来の１〜１０枚程度に１回であった
ものを２〜３倍程度に延ばしても従来と同等以上の制御
精度を得ることができる。

【００６１】また，ファジィルール（推論ルール）の変
更によって，異機種の画像形成装置のプロセス制御にも
適応可能である。更に，二次的な効果として開発期間，
開発コストの低減等を図ることができる。

【００６２】〔実施例２〕図７は，実施例２の制御ブロ
ック図を示す。実施例２において，画像形成装置の構成
は実施例１と同様であるので図示及び説明を省略する。

【００６３】ファジィコントローラ２１２にＶ_SP／Ｖ_SG
値，ラッチ２１１を介して前回のＶ _SP／Ｖ_SGとの差分，
画像形成信号の積算値／記録紙面積相当が入力される
と，記録紙サイズに応じて実施例１と同様に出力メンバ
ーシップ関数のスケールを変更し，必要なトナー補給量
を得るためのトナー補給クラッチ２１４のＯＮ時間を演
算し，制御する。ここで画像形成信号の積算値は，推論
直前の原稿１枚分の画像形成信号（レーザビームの点灯
時間）が積算カウンタ２１３によって積算された値であ
り，Ａ３黒ベタ１枚相当分の積算カウント値で除算する
ことによって記録紙サイズＡ３に対する画像面積率が得
られる。

【００６４】Ｖ_SP／Ｖ_SG（及びその履歴情報）は新しい
入力があるまで同じ値を保持し，画像情報は１枚毎に更
新され，演算をコピー１枚毎に行う点は実施例１と同様
である。

【００６５】次に，ファジィコントローラ２１２におけ
る推論について説明する。実施例２では目標とする画像
濃度を示すものとして光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGを用
い，その他にトナー消費予測信号として画像形成信号の
積算値を取ることで顕像パターン間に作成される画像の
情報量（換言すれば，トナー消費量）によって制御精度
が悪化するのを防いでおり，更に，光学的センサのＶ_SP
／Ｖ_SGの履歴を情報として取り込むことによって，未来
の画像濃度を推定することが出来るので，常時画像濃度
を所望の濃度にするために必要なトナー補給時間を演算
することができる。

【００６６】尚，ファジィ推論のルール及び演算方法
は，基本的に実施例１と同様であるので説明を省略する
が，実施例２では，実施例１に加えて光学的センサのＶ
_SP／Ｖ_SGの履歴情報が加わっているため，例えば，Ｖ_SP
／Ｖ_SGが高く，前回のＶ_SP／Ｖ_SGも同じくらい高く，同
様の画像が連続して取られた場合，次回のトナー補給量
は前回よりも多めに補給するというようなルールが記述
されることになる。図８（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）に実施例２におけるメンバーシップ関数を示す。

【００６７】前述したように実施例２では，光学的セン
サのＶ_SP／Ｖ_SGの履歴情報を取り込んでいるため，制御
精度を向上させることができ，更に検出用パターンの作
成回数を低減させることができる。

【００６８】また，実施例２においても，実施例１（図
６参照）と同様に様々な原稿面積に対応した高精度の画
像濃度制御（トナー補給制御）を行うことができる。ま
た，画像形成信号を利用して制御しているため，検出用
パターンの作成間隔（即ち，光学的センサの検知間隔）
を従来の１〜１０枚程度に１回であったものを２〜３倍
程度に延ばしても従来と同等以上の制御精度を得ること
ができる。

【００６９】〔実施例３〕図９は，実施例３の制御ブロ
ック図を示す。実施例３において，画像形成装置の構成
は実施例１と同様であるので図示及び説明を省略する。

【００７０】ファジィコントローラ２２２に，Ｖ_SP／Ｖ
_SG値，及び，ラッチ２２１を介して前回のＶ_SP／Ｖ_SGと
の差分が入力されると，ファジィコントローラ２２２
は，単位画像形成信号に対するトナー補給量の変更度合
を推論し，単位補給量当たりのトナー補給量（ここで
は，変更度合）を決定する。単位画像形成信号当たりト
ナー補給量記憶・読み出し部２２３は，ファジィコント
ローラ２２２で決定した変更度合に応じた単位画像形成
信号当たりトナー補給量を記憶する。

【００７１】ファジィコントローラ２２５は，単位画像
形成信号当たりトナー補給量と画像形成信号の積算値を
入力すると，必要なトナー補給量を得るための，トナー
補給クラッチ２２６のＯＮ時間を演算し，制御する。こ
こで画像形成信号の積算値は，直前の原稿１枚分の画像
形成信号（レーザビームの点灯時間）が積算カウンタ２
２４によって積算された値である。

【００７２】換言すれば，ファジィコントローラ２２２
には，所定回数毎（例えば，１５枚に１回）の入力タイ
ミングでＶ_SP／Ｖ_SG（及びその履歴情報）が入力され，
単位画像形成信号当たりトナー補給量記憶・読み出し部
２２３は，ファジィコントローラ２２２で決定した変更
度合に応じた単位画像形成信号当たりトナー補給量を次
の入力があるまで（例えば，１５枚相当の画像形成が行
われる間）保持する。

【００７３】一方，ファジィコントローラ２２５は，原
稿１枚毎に積算カウンタ２２４から出力される画像形成
信号と，単位画像形成信号当たりトナー補給量記憶・読
み出し部２２３に保持されている変更度合に応じた単位
画像形成信号当たりトナー補給量とを入力情報としてト
ナー補給クラッチ２２６のＯＮ時間を演算し，制御す
る。

【００７４】尚，実施例３においては，単位画像形成信
号当たりトナー補給量記憶・読み出し部２２３でファジ
ィコントローラ２２２の出力結果を保持しているため，
Ｖ_SP／Ｖ_SG（及びその履歴情報）を新しい入力があるま
で他の手段を用いて別に保持しておく必要はない。

【００７５】ファジィ演算においてその演算速度は，入
力因子の各入力ステップを乗じた割合で決まってくる。
従って，実施例３のようにトナー補給制御の推論入力情
報の入力タイミングによって演算ブロックを分けて，タ
イミング周期の長い方の演算ブロックの出力を次に入力
があるまでラッチしておき，その値を他のタイミング周
期の短い方の入力情報とするとにより，検知用パターン
を作成しない時でもそれ以前の情報，画像形成信号から
消費量に応じた適切なトナー補給制御を行うことができ
る。また，演算の高速化を図ることができるため，高速
機対応のトナー補給制御が可能となる。

【００７６】尚，ファジィ推論のルール及び演算方法
は，基本的に実施例１と同様であるので説明を省略す
る。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）はファジィコントロ
ーラ２２２のメンバーシップ関数を示し，図１１
（ａ），（ｂ），（ｃ）はファジィコントローラ２２５
のメンバーシップ関数を示す。

【００７７】また，実施例３においても，実施例１（図
６参照）と同様に様々な原稿面積に対応した高精度の画
像濃度制御（トナー補給制御）を行うことができる。ま
た，画像形成信号を利用して制御しているため，検出用
パターンの作成間隔（即ち，光学的センサの検知間隔）
を従来の１〜１０枚程度に１回であったものを２〜３倍
程度に延ばしても従来と同等以上の制御精度を得ること
ができる。

【００７８】〔実施例４〕図１２は，実施例４の画像形
成方法を利用した画像形成装置の構成を示す説明図であ
る。図において，現像装置１１６内部にはトナー濃度
（以下，Ｔ．Ｃと記載する）を検出するためのトナー濃
度センサ１２９が組み込まれている。ここで，トナー濃
度センサ１２９はコピー１枚おきのタイミングで近傍５
点の平均的なデータを取り込むようになっている。トナ
ー濃度センサ１２９は，具体的にはトナー濃度の変化に
よる透磁率の変化を電圧の変化として出力するタイプの
ものであり，狙いのＴ．Ｃに対する出力電圧との比較に
よってＴ．Ｃの高低を判定している。尚，その他の構成
は実施例１と共通であるので説明を省略する。

【００７９】図１３の制御ブロック図を参照して，実施
例４における制御のフローを説明する。ファジィコント
ローラ２３４に，狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部２３１，
ラッチ２３２，及び，差分計算２３３を介して，Ｔ．Ｃ
の狙いの値との差分，Ｔ．Ｃの前回との差分が入力され
ると，ファジィコントローラ２３４は，その値に応じて
トナー補給量（ここでは，補給時間）を推論し，トナー
補給クラッチ２３８の制御を行う。

【００８０】また，ファジィコントローラ２３７に，ラ
ッチ２３５及び差分計算２３６を介して，Ｖ_SP／Ｖ_SGの
狙い値との差分，及び，Ｖ_SP／Ｖ_SGの前回との差分が入
力されると，ファジィコントローラ２３７は，その値に
応じてＴ．Ｃの狙いの値を変更し，新たな入力があるま
で，出力結果を狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部２３１に保
持しておく。尚，本実施例では，ファジィコントローラ
２３７の出力結果を絶対量としてではなく狙いのＴ．Ｃ
変化量（ΔＴ．Ｃ）として出力変更することにより，経
時環境でトナー濃度センサの出力特性がずれてきた場合
にも対応できるようにしている。

【００８１】ファジィ演算においてその演算速度は，入
力因子の各入力ステップを乗じた割合で決まってくる。
従って，本実施例のようにトナー補給制御の推論入力情
報の入力タイミングによって演算ブロックを分けて，タ
イミング周期の長い方の演算ブロックの出力を次の入力
があるまでラッチしておき，その値を他方のタイミグン
周期の短い方の入力情報とすることにより，演算の高速
化を図ることができ，高速機対応のトナー補給制御が可
能となる。

【００８２】次に，ファジィコントローラ２３４，２３
７における推論過程を以下に示す。ファジィコントロー
ラ２３４，２３７は，言語的に表現された制御ルールを
定量化し，実際の数値に置き換え可能にしたものであ
る。即ち，ルールの作り方によって，推論結果，ひいて
は制御能力が大きく変わってしまうため，この制御ルー
ルの表現方法は非常に重要であり，ここで使用するパラ
メータを的確に選択する必要がある。

【００８３】実施例４では，目標とする画像濃度を表す
ものとして，光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGを用い，その履
歴を情報として取り込むことによって，画像が安定した
状態であるかどうかによって，狙いのＴ．Ｃを変えるべ
きかどうかを判断している。これは，画像濃度が不安定
な状態にあるのに狙いのＴ．Ｃを変えてしまうと，トナ
ー補給に時間遅れがあるために最終目標とする画像濃度
が狙いに収束せず発散する恐れがあるためである。ま
た，狙いのＴ．Ｃに対して実際のＴ．Ｃとの差分，及
び，Ｔ．Ｃの履歴を情報として取り込むことによって，
未来のＴ．Ｃを推定することができ，常時Ｔ．Ｃが狙い
の値になるようにトナー補給量を前もって切り替えるよ
うになっている。

【００８４】また，実施例４では，総合的な推論に，フ
ァジィ推論を用いており，画像濃度が薄いというあいま
いな概念は，光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGが低いという表
現に置き換えることで論理的に推論が可能であり，これ
らは言語的ルールによって表２，表２に示すように表現
される。

【００８５】実施例４によるルールは前件部（もし〜な
ら）と後件部（〜とする）からなっている。尚，表２は
ファジィコントローラ２３４の制御ルール，表３はファ
ジィコントローラ２３７の制御ルールを示す。

【００８６】

【表２】

【００８７】

【表３】

【００８８】これらの１０個のルールは，図１４及び図
１５に示すようなメンバーシップ関数により，定量的に
ファジィ変数として表され，演算可能となる。実施例４
においては上記１０個のルールを用いて推論している
が，特にこれに限定するものではなく，更にルールの数
を増やしてきめ細かい制御を行うことも可能であり，そ
れぞれの制御系に適した設計を行えば良い。前件部にお
ける推論演算は，通常の方法により，先ず，入力に対し
て前件部の適合度を入力値と前件部変数のＭＡＸを取る
ことによって求め，後件部変数と前件部適合度のＭＩＮ
をとってそのルールの結論とする。与えられた全てのル
ールについてそれぞれの結論を求めた後，全結論のＭＡ
Ｘを取ることにより最終的な推論結果として，狙いの
Ｔ．Ｃ変更量（ΔＴ．Ｃ）及び必要なトナー補給量を得
るために必要なトナー補給時間を得ることができる。

【００８９】ここで，図１４において，もし，Ｔ．Ｃが
狙いの２％に対して１．５％で，前回差分値との差分が
−０．５％である場合のトナー補給時間を演算してみる
と，７秒となる。図１５において，Ｖ_SP／Ｖ_SGに関して
も同様に演算することによって，狙いのＴ．Ｃの変更量
（ΔＴ．Ｃ）を得ることができる。

【００９０】このような方法で制御することにより，常
時検知可能なトナー濃度センサ１２９を用いて，トナー
濃度を所定値に保つと共に，画像濃度が狙いの濃度にな
るように，画像が安定している時だけ狙いのトナー濃度
を変更して制御しているため，高精度の画像濃度制御が
可能となり，Ｐセンサパターンの作成回数を１／２〜１
／３に減少させても，従来と同等以上の制御精度を得る
ことができる。

【００９１】尚，実施例４においては，ファジィコント
ローラ２３４によってＴ．Ｃを所定値に保つように制御
しているが，単純にファジィコントローラ２３７の出力
になるようにＯＮ・ＯＦＦ制御を行っても良い。

【００９２】〔実施例５〕図１６は，実施例５の制御ブ
ロック図を示す。実施例５において，画像形成装置の構
成は実施例４と同様であるので図示及び説明を省略す
る。

【００９３】ファジィコントローラ２４４に，狙いの
Ｔ．Ｃ記憶読み出し部２４１，ラッチ２４２，及び，差
分計算２４３を介して，Ｔ．Ｃの狙いの値との差分，
Ｔ．Ｃの前回との差分が入力されると，ファジィコント
ローラ２４４は，その値に応じてトナー補給量（ここで
は，補給時間）を推論し，トナー補給クラッチ２４６の
制御を行う。

【００９４】また，ファジィコントローラ２４５に，Ｖ
_SP／Ｖ_SG，光学的センサの検知パターン作成時のＴ．Ｃ
と狙いのＴ．Ｃとの差分Ｄが入力されると，ファジィコ
ントローラ２４５は，その値に応じて狙いのＴ．Ｃ変更
量（ΔＴ．Ｃ）を出力する。ファジィコントローラ２４
５から出力された狙いのＴ．Ｃ変更量（ΔＴ．Ｃ）はフ
ァジィコントローラ２４５に新しい入力があるまで，狙
いのＴ．Ｃ記憶読み出し部２４１に保持される。尚，本
実施例では，ファジィコントローラ２４５の出力結果を
絶対量としてではなく狙いのＴ．Ｃ変化量（ΔＴ．Ｃ）
として出力変更することにより，経時環境でトナー濃度
センサの出力特性がずれてきた場合にも対応できるよう
にしている。

【００９５】ファジィ演算においてその演算速度は，入
力因子の各入力ステップを乗じた割合で決まってくる。
従って，本実施例のようにトナー補給制御の推論入力情
報の入力タイミングによって演算ブロックを分けて，タ
イミング周期の長い方の演算ブロックの出力を次の入力
があるまでラッチしておき，その値を他方のタイミグン
周期の短い方の入力情報とすることにより，演算の高速
化を図ることができ，高速機対応のトナー補給制御が可
能となる。

【００９６】実施例５では，目標とする画像濃度を表す
ものとして，光学的センサのＶ_SP／Ｖ_SGを用い，検知パ
ターン作成時のＴ．Ｃと狙いのＴ．Ｃとの差分Ｄを考慮
することで，画像濃度が不安定な状態にあっても狙いの
Ｔ．Ｃを適切に変更することができるようになってい
る。また，狙いのＴ．Ｃに対して実際のＴ．Ｃとの差
分，及び，Ｔ．Ｃの履歴を情報として取り込むことによ
って，未来のＴ．Ｃを推定することができ，常時Ｔ．Ｃ
が狙いの値になるようにトナー補給量を前もって切り替
えるようになっている。

【００９７】また，実施例５におけるファジィ推論の制
御ルール，演算方法は，基本的に実施例４と同様であ
り，説明を省略するが，狙いのＴ．Ｃ変更量を推論する
ルールのみ異なり，表４に示すように制御ルールが記述
されている。尚，実施例５で使用するメンバーシップ関
数を図１７及び図１８に示す。

【００９８】

【表４】

【００９９】このような方法で制御することにより，狙
いのＴ．Ｃに対してトナーが追従していないような場合
や，狙いのＴ．Ｃに対してオーバーシュートしてしまっ
たような場合でも，あらゆる経時環境において適切な狙
いのＴ．Ｃを決定し，画像濃度制御を行うことができ
る。

【０１００】〔実施例６〕図１９は，実施例６の制御ブ
ロック図を示す。実施例６は，実施例４と実施例５を組
み合わせた画像形成方法であり，画像形成装置の構成は
実施例４と同様であるので図示及び説明を省略する。ま
た，制御ルール，演算方法等も，実施例４及び実施例５
と同様であるので説明を省略する。

【０１０１】図１９の制御ブロック図を参照して，実施
例６における制御のフローを説明する。ファジィコント
ローラ２５４に，狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部２５１，
ラッチ２５２，及び，差分計算２５３を介して，Ｔ．Ｃ
の狙いの値との差分，Ｔ．Ｃの前回との差分が入力され
ると，ファジィコントローラ２５４は，その値に応じて
トナー補給量（ここでは，補給時間）を推論し，トナー
補給クラッチ２５８の制御を行う。

【０１０２】また，ファジィコントローラ２５７に，ラ
ッチ２５５及び差分計算２５６を介して，Ｖ_SP／Ｖ_SGの
狙い値との差分，及び，Ｖ_SP／Ｖ_SGの前回との差分が入
力され，更に光学的センサの検知パターン作成時のＴ．
Ｃと狙いのＴ．Ｃとの差分Ｄが入力されると，ファジィ
コントローラ２５７は，その値に応じて狙いのＴ．Ｃ変
更量（ΔＴ．Ｃ）を変更し，新たな入力があるまで，出
力結果を狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部２５１に保持して
おく。

【０１０３】図２０及び図２１は，ファジィコントロー
ラ２５４，２５７で使用するメンバーシップ関数を示
す。また，図２２は，従来の１〜１０枚程度に１回の割
合で検出用パターンを形成してトナー補給制御を行う方
法と，本実施例の画像形成方法のトナー補給制御とを比
較したものであり，図示の如く，Ａ４サイズの６％の画
像面積の原稿の連続コピーからＡ４サイズの６０％の画
像面積の原稿の連続コピーになった場合でも安定した画
像濃度を得ることができる。換言すれば，様々な原稿面
積に対応した高精度の画像濃度制御（トナー補給制御）
を行うことができる。

【０１０４】このような構成とすることによって，実施
例４及び実施例５の特徴とそれぞれ生かし，あらゆる経
時環境，原稿種類に対応した高精度な画像濃度制御を行
うことができる。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の画像形成
方法は，電子写真方式を利用する画像形成装置におい
て，検出用パターンの光学的センサによる反射濃度比，
及び，トナー消費量予測信号を入力情報として，所望の
画像濃度を維持するためのトナー補給量を推論し，推論
結果に基づいて，トナー補給制御を行うため，光学的セ
ンサやトナー濃度センサを用いた従来の画像形成方法と
比較して，経時環境変動や，原稿種類に対応する応答性
が良く，安定した画像濃度を得ることができる。また，
制御精度を低下させずに光学的センサの検出用パターン
の作成回数減らすことができ，検出用パターンを作成す
ることによる無駄なトナーの消費，クリーニング装置へ
の負担，コピースピードの低下等を低減することができ
る。また，黒ベタ連続作像時のように，連続して多量の
トナーを消費し，且つ，多量のトナー補給を必要とする
場合でも，狙いとする画像濃度を維持することができ
る。更に，時間的制約が厳しい場合でも，容易に高精度
の制御を行うことができる。

【０１０６】また，本発明の画像形成方法は，電子写真
方式を利用する画像形成装置において，検出用パターン
の光学的センサによる反射濃度比，その履歴情報，及
び，トナー消費量予測信号を入力情報として，所望の画
像濃度を維持するためのトナー補給量を推論し，推論結
果に基づいて，トナー補給制御を行うため，光学的セン
サやトナー濃度センサを用いた従来の画像形成方法と比
較して，経時環境変動や，原稿種類に対応する応答性が
良く，安定した画像濃度を得ることができる。また，制
御精度を低下させずに光学的センサの検出用パターンの
作成回数減らすことができ，検出用パターンを作成する
ことによる無駄なトナーの消費，クリーニング装置への
負担，コピースピードの低下等を低減することができ
る。また，黒ベタ連続作像時のように，連続して多量の
トナーを消費し，且つ，多量のトナー補給を必要とする
場合でも，狙いとする画像濃度を維持することができ
る。更に，時間的制約が厳しい場合でも，容易に高精度
の制御を行うことができる。

【０１０７】また，本発明の画像形成方法は，電子写真
方式を利用する画像形成装置において，検出用パターン
の光学的センサによる反射濃度比と，その履歴情報，或
いは／及び，検出用パターン作成時のトナー濃度と前回
の狙いのトナー濃度との差分値とに基づいて，狙いのト
ナー濃度を推論し，且つ，トナー濃度と狙いのトナー濃
度との差分に基づいて，狙いのトナー濃度を維持するた
めのトナー補給制御を行うため，光学的センサやトナー
濃度センサを用いた従来の画像形成方法と比較して，経
時環境変動や，原稿種類に対応する応答性が良く，安定
した画像濃度を得ることができる。また，制御精度を低
下させずに光学的センサの検出用パターンの作成回数減
らすことができ，検出用パターンを作成することによる
無駄なトナーの消費，クリーニング装置への負担，コピ
ースピードの低下等を低減させることができる。また，
黒ベタ連続作像時のように，連続して多量のトナーを消
費し，且つ，多量のトナー補給を必要とする場合でも，
狙いとする画像濃度を維持することができる。また，時
間的制約が厳しい場合でも，容易に高精度の制御を行う
ことができる。

【０１０８】また，本発明の画像形成方法は，トナー濃
度センサの出力に基づいて，トナー補給制御を行う画像
形成装置において，検出用パターンの光学的センサによ
る反射濃度比，及び，その履歴情報に基づいて，狙いの
トナー濃度を総合的に推論して，設定或いは変更するた
め，光学的センサやトナー濃度センサを用いた従来の画
像形成方法と比較して，経時環境変動や，原稿種類に対
応する応答性が良く，安定した画像濃度を得ることがで
きる。また，制御精度を低下させずに光学的センサの検
出用パターンの作成回数減らすことができ，検出用パタ
ーンを作成することによる無駄なトナーの消費，クリー
ニング装置への負担，コピースピードの低下等を低減さ
せることができる。また，黒ベタ連続作像時のように，
連続して多量のトナーを消費し，且つ，多量のトナー補
給を必要とする場合でも，狙いとする画像濃度を維持す
ることができる。また，時間的制約が厳しい場合でも，
容易に高精度の制御を行うことができる。

【０１０９】また，本発明の画像形成方法は，トナー濃
度センサの出力に基づいて，トナー補給制御を行う画像
形成装置において，検出用パターンの光学的センサによ
る反射濃度比，及び検出用パターン作成時のトナー濃度
と前回の狙いのトナー濃度との差分値に基づいて，狙い
のトナー濃度を総合的に推論して，設定或いは変更する
ため，光学的センサやトナー濃度センサを用いた従来の
画像形成方法と比較して，経時環境変動や，原稿種類に
対応する応答性が良く，安定した画像濃度を得ることが
できる。また，制御精度を低下させずに光学的センサの
検出用パターンの作成回数減らすことができ，検出用パ
ターンを作成することによる無駄なトナーの消費，クリ
ーニング装置への負担，コピースピードの低下等を低減
させることができる。また，黒ベタ連続作像時のよう
に，連続して多量のトナーを消費し，且つ，多量のトナ
ー補給を必要とする場合でも，狙いとする画像濃度を維
持することができる。また，時間的制約が厳しい場合で
も，容易に高精度の制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成方法を利用した画像形成装
置の構成を示す説明図である。

【図２】実施例１の制御ブロック図である。

【図３】トナー消費量と画像形成信号の積算値の関係を
示す説明図である。

【図４】実施例１で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図５】実施例１における推論例を示す説明図である。

【図６】従来の方法によるトナー補給制御と本実施例の
画像形成方法のトナー補給制御との比較を示す説明図で
ある。

【図７】実施例２の制御ブロック図である。

【図８】実施例２で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図９】実施例３の制御ブロック図である。

【図１０】実施例３で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１１】実施例３で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１２】実施例４の画像形成方法を利用した画像形成
装置の構成を示す説明図である。

【図１３】実施例４の制御ブロック図である。

【図１４】実施例４で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１５】実施例４で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１６】実施例５の制御ブロック図である。

【図１７】実施例５で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１８】実施例５で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図１９】実施例６の制御ブロック図である。

【図２０】実施例６で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図２１】実施例６で使用するメンバーシップ関数であ
る。

【図２２】従来の方法によるトナー補給制御と本実施例
の画像形成方法のトナー補給制御との比較を示す説明図
である。

【図２３】従来の画像形成方法を適用した複写装置を示
す説明図である。

【図２４】従来の画像形成方法の制御動作を示す説明図
である。

【図２５】従来の画像形成方法の制御動作を示す説明図
である。

【図２６】従来の画像形成方法の制御動作を示す説明図
である。

【符号の説明】

１００ 画像読取部 １１０ 作
像部 ２０１ ファジィコントローラ ２０２ 積
算カウンタ ２０３ トナー補給クラッチ ２１１ ラッチ ２１２ フ
ァジィコントローラ ２１３ 積算カウンタ ２１４ ト
ナー補給クラッチ ２２１ ラッチ ２２２ フ
ァジィコントローラ ２２３ 単位画像形成信号当たりトナー補給量記憶・
読み出し部 ２２４ 積算カウンタ ２２５ フ
ァジィコントローラ ２２６ トナー補給クラッチ ２３１ 狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部 ２３２ ラッチ ２３３ 差
分計算 ２３４ ファジィコントローラ ２３５ ラッチ ２３６ 差
分計算 ２３７ ファジィコントローラ ２３８ ト
ナー補給クラッチ ２４１ 狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部 ２４２ ラッチ ２４３ 差
分計算 ２４４ ファジィコントローラ ２４５ ファジィコントローラ ２４６ ト
ナー補給クラッチ ２５１ 狙いのＴ．Ｃ記憶読み出し部 ２５２ ラッチ ２５３ 差
分計算 ２５４ ファジィコントローラ ２５５ ラッチ ２５６ 差
分計算 ２５７ ファジィコントローラ ２５８ ト
ナー補給クラッチ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式を利用する画像形成装置に
   おいて，検出用パターンの光学的センサによる反射濃度
   比，及び，トナー消費量予測信号を入力情報として，所
   望の画像濃度を維持するためのトナー補給量を推論し，
   推論結果に基づいて，トナー補給制御を行うことを特徴
   とする画像形成方法。
2. 【請求項２】 電子写真方式を利用する画像形成装置に
   おいて，検出用パターンの光学的センサによる反射濃度
   比，その履歴情報，及び，トナー消費量予測信号を入力
   情報として，所望の画像濃度を維持するためのトナー補
   給量を推論し，推論結果に基づいて，トナー補給制御を
   行うことを特徴とする画像形成方法。
3. 【請求項３】 前記入力情報の入力タイミング毎に異な
   る演算ブロックを使用して演算を行い，且つ，タイミン
   グ周期の長い方の演算ブロックの出力を次の入力情報の
   入力があるまで保持し，その値を他のタイミング周期の
   短い方の演算ブロックの出力値と共に，入力情報として
   使用することを特徴とする請求項１または２記載の画像
   形成方法。
4. 【請求項４】 出力される記録紙のサイズに基づいて，
   前記トナー補給量の推論に使用する出力関数のスケール
   を変更することを特徴とする請求項１または２記載の画
   像形成方法。
5. 【請求項５】 電子写真方式を利用する画像形成装置に
   おいて，検出用パターンの光学的センサによる反射濃度
   比と，その履歴情報，或いは／及び，検出用パターン作
   成時のトナー濃度と前回の狙いのトナー濃度との差分値
   とに基づいて，狙いのトナー濃度を推論し，且つ，トナ
   ー濃度と狙いのトナー濃度との差分に基づいて，狙いの
   トナー濃度を維持するためのトナー補給制御を行うこと
   を特徴とする画像形成方法。
6. 【請求項６】 トナー濃度センサの出力に基づいて，ト
   ナー補給制御を行う画像形成装置において，検出用パタ
   ーンの光学的センサによる反射濃度比，及び，その履歴
   情報に基づいて，狙いのトナー濃度を総合的に推論し
   て，設定或いは変更することを特徴とする画像形成方
   法。
7. 【請求項７】 トナー濃度センサの出力に基づいて，ト
   ナー補給制御を行う画像形成装置において，検出用パタ
   ーンの光学的センサによる反射濃度比，及び検出用パタ
   ーン作成時のトナー濃度と前回の狙いのトナー濃度との
   差分値に基づいて，狙いのトナー濃度を総合的に推論し
   て，設定或いは変更することを特徴とする画像形成方
   法。
8. 【請求項８】 前記狙いのトナー濃度の推論，及び，ト
   ナー補給量の推論を，それぞれ異なる推論ブロックで異
   なる検知タイミング，及び，演算タイミングで行うこと
   を特徴とする請求項５，６または７記載の画像形成方
   法。
9. 【請求項９】 前記狙いのトナー濃度は，現状値からの
   変更量で示されることを特徴とする請求項５，６または
   ７記載の画像形成方法。