JPH0572859A - Electrophotgraphic process controller - Google Patents

Electrophotgraphic process controller

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Publication number
JPH0572859A
JPH0572859A JP4033713A JP3371392A JPH0572859A JP H0572859 A JPH0572859 A JP H0572859A JP 4033713 A JP4033713 A JP 4033713A JP 3371392 A JP3371392 A JP 3371392A JP H0572859 A JPH0572859 A JP H0572859A
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JP
Japan
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state
image forming
operation amount
electrophotographic process
unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4033713A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhisa Kaneya
光久 金矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/855,509 priority patent/US5220373A/en
Publication of JPH0572859A publication Critical patent/JPH0572859A/en
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a controller capable of optimally controlling an electrophotographic process mechanism. CONSTITUTION:This electrophotographic process controller is an image forming process controller determining an optimum manipulated variable for forming an image, composed of a measuring part measuring the states of each part inside an image forming device, a preprocessing part 1 converting information obtained from the measuring part into a parameter displaying a prescribed state, and a neural network having prescribed learning in advance, and has a state predicting part 2 inputting the parameter and the information on the manipulated variable to the input layer of the neural network and outputting the predictive state of a specific part inside the image forming device from the output layer of the neural network, a state comparing part 4 comparing the output of the state predicting part 2 with the target state of the specific part, and a manipulated variable determining part 3 making a difference in the manipulated variable from the present one, based on the result of the comparison of the state comparing part 4, sending it to the state predicting part 2, and determining a quantity obtained by adding the difference to the present maniplated variable, as the optimum manipulated variable, when the result of the comparison is converged.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセス機構
によって複写或いは印刷等を行なう複写機、プリンタ、
ファクシミリ等の画像形成装置及びその作像装置におい
て、電子写真プロセスの各部及びその作像装置各部を制
御する電子写真プロセス制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copying machine, a printer, etc. for copying or printing by an electrophotographic process mechanism.
The present invention relates to an electrophotographic process control device for controlling each part of an electrophotographic process and each part of the image forming device in an image forming apparatus such as a facsimile and its image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子写真プロセスにおける現像制
御方式には、感光体ドラム上の表面電位やトナー付着量
等を表面電位計やフォトセンサ等により計測し、実験等
により予め作成された表(以下、「テーブル」という)
を参照して求めた各計測値に対応するトナー供給量や現
像バイアスの操作量等によって制御する方法、または、
装置内の各部の操作量を変化させ、センサ等で装置状態
をフィードバックしながら公知のPID制御等の方法を
用いて最適な操作量を見つけることにより制御する方
法、さらには、ファジィ推論を行なう演算装置を実装す
ることにより、複雑多様に絡み合う数多くの状態パラメ
ータから、総合的判断に基づいて各制御対象を操作する
方法等が考案されている。
2. Description of the Related Art In a conventional development control system in an electrophotographic process, a surface potential and a toner adhesion amount on a photosensitive drum are measured by a surface potential meter, a photo sensor, etc., and a table prepared in advance by experiments ( Hereinafter referred to as a "table")
A method of controlling by the toner supply amount or the operation amount of the developing bias corresponding to each measured value obtained by referring to
A method in which the operation amount of each part in the device is changed and the device state is fed back by a sensor or the like to find an optimum operation amount using a known method such as PID control, and further, a fuzzy inference operation is performed. By mounting the device, a method of operating each control target based on a comprehensive judgment from many state parameters that are intricately and entangled is devised.

【0003】参考特許:[1]特開平2−311860
号公報…複写機のファジィ制御システム [2]特開昭63−85769号公報…画像形成装置
Reference patent: [1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-311860
Fuzzy control system for copying machine [2] Japanese Patent Laid-Open No. 63-85769: Image forming apparatus

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上述した電子写真プロセスの制御方式では、何れの制御
方法においても、以下のような問題点を有している。
However, in the above-mentioned conventional control method for the electrophotographic process, any control method has the following problems.

【0005】第1に、実験等により予め作成されたテー
ブルを参照して求めた各計測値に対応する操作量によっ
て制御する方法では、装置のあらゆる場合についての最
適な操作量が得られない。
First, the method of controlling by the operation amount corresponding to each measured value obtained by referring to a table created in advance by experiments or the like cannot obtain the optimum operation amount for all cases of the apparatus.

【0006】すなわち、環境条件等も考慮し装置のあら
ゆる場合を想定して実験を行ない、その全ての操作値デ
ータをテーブルとして装置内に保持しておくことは、実
験の手間や装置のコスト等を考えると現実的ではない。
また、装置の全ての場合を網羅しようとすると、膨大な
量の実験が必要となると共に、装置内に保持するテーブ
ルのデータ量も非常に多くなる。したがって、この種の
方式では、結果として装置の代表的な場合についてのみ
無難と思われる値をテーブルとして装置内に保持するに
留まり、装置の全ての場合について最適な制御を行なう
ことは難しい。さらに、機差(製造上のバラツキ等によ
る作像装置毎の特性の差をいう)や経時変化等を考慮
し、操作値にはある程度の余裕(誤差)を含まさなけれ
ばならず、あらゆる場合について最適な操作値による制
御を行なうことは非常に困難である。 第2に、作像装
置の状態を表わすパラメータの中に、感光体ドラムの表
面電位やトナー付着量等のようにその計測に制限がある
ため、実際にはPID制御等のフィードバックを用いた
繰り返し制御を行なうのは困難である。
That is, it is necessary to carry out an experiment assuming all cases of the apparatus in consideration of environmental conditions and to store all the operation value data in the apparatus as a table in the labor of the experiment and the cost of the apparatus. Is not realistic considering.
Further, in order to cover all cases of the device, a huge amount of experiments are required, and the amount of data of the table held in the device becomes very large. Therefore, in this type of system, as a result, the values that are considered safe only in a typical case of the device are retained in the device as a table, and it is difficult to perform optimum control in all the cases of the device. Furthermore, in consideration of machine differences (meaning differences in characteristics of each image forming device due to manufacturing variations, etc.) and changes over time, it is necessary to include a certain amount of margin (error) in the operating values. It is very difficult to perform control with respect to the optimum operating value. Secondly, among the parameters that represent the state of the image forming apparatus, there are limits to the measurement such as the surface potential of the photosensitive drum and the toner adhesion amount. Therefore, in practice, feedback using PID control or the like is repeated. It is difficult to control.

【0007】従来の制御法では、感光体の表面電位やト
ナー付着量等を計測し、その値をフィードバックしなが
ら帯電器や露光器に与える電圧/電流等の値(操作値)
をPID制御等の方法により変化させ操作する。そし
て、この計測−操作値の決定をするためには、感光体の
表面電位やトナー付着量を目標とする値に収束するまで
繰り返す。しかしながら、実際には以下のような制限が
あるために感光体の表面電位やトナー付着量等を繰り返
し計測することはできない。
In the conventional control method, the surface potential of the photoconductor, the toner adhesion amount, etc. are measured, and the value (operation value) of the voltage / current or the like given to the charger or the exposure device is measured while feeding back the value.
Is operated by a method such as PID control. Then, in order to determine the measurement-operation value, the measurement is repeated until the surface potential of the photoconductor or the toner adhesion amount converges to a target value. However, in practice, the surface potential of the photoconductor, the toner adhesion amount, and the like cannot be repeatedly measured because of the following limitations.

【0008】例えば、感光体ドラム上に作られる静電潜
像(以下単に、潜像という)の帯電部および露光部の表
面電位を計測するには、計測の基準となる潜像のパター
ンを感光体ドラム上に作像し、このパターンの帯電部お
よび露光部(必要ならいくつかの中間調部)について表
面電位の計測を行なう。しかし、この感光体ドラム上に
生成された潜像パターンは、そのプロセス上、必然的に
現像(感光体ドラムにトナーが付着)されてしまうの
で、このパターンのトナー像を転写紙等に転写させない
限り装置のクリーニング部に非常に大きな負担がかか
り、場合によってはクリーニングの実施ができなくな
る。このパターンのトナー像を実際に転写紙等に転写す
ることは、転写紙の浪費や処理工程の増加を招くので、
このような制御方式による装置では、そのクリーニング
部を保護するために、このパターンの生成頻度を極力少
なくすることが求められる。また、このようなパターン
を作成した場合には、トナーの無駄な消費を増大させる
ことにもなる。
For example, in order to measure the surface potentials of a charging portion and an exposing portion of an electrostatic latent image (hereinafter, simply referred to as a latent image) formed on a photosensitive drum, a latent image pattern serving as a measurement reference is exposed. An image is formed on the body drum, and the surface potential of the charged portion and the exposed portion (some halftone portions if necessary) of this pattern is measured. However, the latent image pattern generated on this photoconductor drum is inevitably developed (toner is attached to the photoconductor drum) in the process, so the toner image of this pattern is not transferred to transfer paper or the like. As far as possible, the cleaning part of the device is extremely burdened, and in some cases cleaning cannot be performed. Actually transferring the toner image of this pattern onto a transfer paper or the like causes waste of the transfer paper and an increase in processing steps.
In an apparatus using such a control method, in order to protect the cleaning portion, it is required to reduce the generation frequency of this pattern as much as possible. Further, when such a pattern is created, wasteful consumption of toner is also increased.

【0009】さらに、従来の制御方式は、感光体に対す
るトナー付着量を計測する際も、上述した内容と同様な
パターンのトナー像が作成されてしまい、このパターン
像のクリーニングに関する同じ問題を有しているため、
その計測頻度は制限される。また、上述の問題に加え
て、計測を行なう際は、帯電−露光−現像−クリーニン
グのプロセスを経るので時間がかかり、その反復計測は
装置自体の性能低下、すなわち、装置のコピー速度やプ
リント速度の低下、および、ファースト・コピーからプ
リント出力までの時間の増大を招く不具合も引き起こ
す。
Further, in the conventional control method, even when the amount of toner adhered to the photoconductor is measured, a toner image having the same pattern as that described above is created, and the same problem as cleaning of this pattern image occurs. Because
The measurement frequency is limited. In addition to the above-mentioned problems, it takes time to perform the measurement because the process of charging-exposure-developing-cleaning is performed, and the repeated measurement deteriorates the performance of the apparatus itself, that is, the copying speed and the printing speed of the apparatus. And a problem that causes an increase in the time from first copy to print output.

【0010】さらにまた、操作量を決定するための各パ
ラメータは、複雑に依存しあっているため、従来のよう
なPID制御や簡単なルールでは、その制御を収束させ
るのが難しい。
Furthermore, since each parameter for determining the manipulated variable depends on each other in a complicated manner, it is difficult to converge the control by the conventional PID control or a simple rule.

【0011】このような感光体表面電位をいつまでも測
定し得ないという制限は、感光体表面電位が既知である
ことが前提となっているファジィ演算を用いた従来の方
式でも当然問題となる。
Such a limitation that the surface potential of the photoconductor cannot be measured forever is naturally a problem even in the conventional method using the fuzzy calculation which is premised on that the surface potential of the photoconductor is known.

【0012】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
のであって、電子写真プロセスにおいて、ニューラル・
ネットワークを使用した作像装置状態予測手段を用いる
ことによって、感光体上の表面電位およびトナー付着量
等の計測頻度に制限のあるパラメータや計測が困難なパ
ラメータを推定し生成することにより、従来の問題点を
解決すると共に、作像装置各部の最適な制御を行なうこ
とにより、より高品位な画像を出力する複写機、プリン
タもしくはファクシミリ等を実現することのできる電子
写真プロセス制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in an electrophotographic process, a neural
By using a network-based image forming apparatus state predicting means to estimate and generate parameters with limited measurement frequency such as surface potential on the photoconductor and toner adhesion amount and parameters difficult to measure, To provide an electrophotographic process control device capable of solving a problem and realizing a copying machine, a printer, a facsimile or the like which outputs a higher quality image by optimally controlling each part of the image forming device. With the goal.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、画像形成のための最適操
作量を決定する画像形成プロセス制御装置であって、画
像形成装置内の各部分の状態を計測する計測部と、上記
計測部から得られた情報を所定の状態を表わすパラメー
タに変換する前処理部と、予め所定の学習をさせておい
たニューラル・ネットワークで構成され、その入力層に
上記パラメータ及び操作量に関する情報を入力し、その
出力層から上記画像形成装置内の特定部分の予測状態を
出力させる状態予測部と、上記状態予測部の出力と上記
特定部分の目標状態との比較を行なう状態比較部と、上
記状態比較部の比較結果に基づいて現在の操作量からの
操作量の差分量を生成し上記状態予測部に送出し、上記
比較結果が収束した場合にはその差分量を現在の操作値
に加えた量を最適操作量として決定する操作量決定部と
を有する構成としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is an image forming process control apparatus for determining an optimum operation amount for image formation, which is provided in the image forming apparatus. The measurement unit for measuring the state of each part of the above, a preprocessing unit for converting the information obtained from the measurement unit into a parameter representing a predetermined state, and a neural network which has been subjected to predetermined learning in advance. , A state prediction unit that inputs the information about the parameter and the operation amount to the input layer and outputs the predicted state of a specific portion in the image forming apparatus from the output layer, an output of the state prediction unit and the specific portion Based on the comparison results of the state comparison unit that compares the target state with the state comparison unit, a difference amount of the operation amount from the current operation amount is generated and sent to the state prediction unit, and the comparison result converges. It is configured to have an operation amount determination unit that determines the amount of addition of the difference amount to the current operating value as the optimum operation amount when.

【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の電
子写真プロセス制御装置において、ファジィ演算を行な
うファジィ演算部を有し、ファジィ演算を行なうことに
より上記画像形成装置内の各部分の操作量を決定する構
成としている。
According to a second aspect of the present invention, in the electrophotographic process control apparatus according to the first aspect, a fuzzy arithmetic unit for performing a fuzzy arithmetic operation is provided, and the fuzzy arithmetic operation is performed to operate each part in the image forming apparatus. It is configured to determine the amount.

【0015】請求項3記載の発明は、電子写真プロセス
機構を持つ複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像
形成装置の作像装置において、静電潜像坦持体たる感光
体の表面電位、トナー付着量、温・湿度等の作像装置の
内部/外部状態をセンサ等により計測する計測手段と、
上記計測手段により得られた上記作像装置の内部/外部
状態及び/又は帯電チャージャ若しくはグリッドの電位
等の帯電量や露光量等の上記作像装置内部の操作量情報
とを上記作像装置の状態を表わすパラメータに変換する
前処理手段と、上記作像装置の状態を表わすパラメータ
を入力とし、予め実験等により得られた上記作像装置の
状態を表わすパラメータを教師値として、上記作像装置
の系の特性を学習させておいたニューラル・ネットワー
クを用いた上記作像装置の状態を推定する状態予測手段
と、上記状態予測手段により推定された上記作像装置の
状態と制御の目標とする上記作像装置の状態とを比較す
る状態比較手段と、上記状態比較手段により出力された
比較結果から上記作像装置の各部分の操作量を計算し、
上記作像装置の各部分の最適な操作量を決定する操作量
決定手段とを具備する構成としている。
According to a third aspect of the present invention, in an image forming apparatus of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer and a facsimile having an electrophotographic process mechanism, the surface potential of a photoconductor as an electrostatic latent image carrier and toner adhesion. Measuring means for measuring the internal / external state of the image forming device such as quantity, temperature and humidity with a sensor,
The internal / external state of the image forming apparatus and / or the operation amount information inside the image forming apparatus such as the charge amount such as the electric potential of the charger or the grid and the exposure amount obtained by the measuring means are stored in the image forming apparatus. The pre-processing means for converting into a parameter representing the state and the parameter representing the state of the image forming apparatus are input, and the parameter representing the state of the image forming apparatus previously obtained by an experiment or the like is used as a teacher value to form the image forming apparatus. State prediction means for estimating the state of the image forming apparatus using a neural network in which the characteristics of the system have been learned, and the state of the image forming apparatus estimated by the state estimating means and the control target. A state comparing means for comparing the state of the image forming apparatus, and the operation amount of each part of the image forming apparatus is calculated from the comparison result output by the state comparing means,
An operation amount determining means for determining an optimum operation amount of each part of the image forming apparatus is provided.

【0016】そして、請求項4記載の発明は、請求項3
記載の電子写真プロセス制御装置において、ファジィ演
算を行なうファジィ演算手段を有し、ファジィ演算を行
なうことにより上記作像装置の各部分の操作量を決定す
る構成としている。
The invention according to claim 4 is the same as claim 3
The electrophotographic process control apparatus described above has a fuzzy operation means for performing a fuzzy operation, and the operation amount of each part of the image forming apparatus is determined by performing the fuzzy operation.

【0017】また、請求項5記載の発明は、電子写真プ
ロセス機構を有する画像形成装置において、感光体ドラ
ムの表面電位、画像濃度、温度や湿度等の装置内部状態
及び装置外部状態を計測する計測手段により得られた情
報を状態を表わすパラメータに変換する前処理手段と、
予め実験等により得られた状態を表わすパラメータを教
師値として、装置の系の特性が学習されているニューラ
ル・ネットワークを用いた状態予測手段と、この状態予
測手段の予測結果及び/若しくは装置内部状態並びに装
置外部状態を表わすパラメータ及び/若しくは上記装置
の操作盤からの情報及び/若しくは現在の操作量を使用
してファジィ演算を行ない、上記装置の帯電器および露
光器の電圧や電流等の装置各部のコントロールを行なう
各制御部に送る操作量を決定する操作量決定手段とを具
備する構成としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in an image forming apparatus having an electrophotographic process mechanism, a measurement for measuring the surface potential of the photosensitive drum, the image density, the internal state of the apparatus and the external state of the apparatus. Preprocessing means for converting the information obtained by the means into parameters representing the state,
State prediction means using a neural network in which the characteristics of the system of the device are learned by using a parameter representing the state obtained in advance by experiments as a teacher value, and the prediction result of this state prediction means and / or the internal state of the device Fuzzy calculation is performed by using the parameter indicating the external state of the apparatus and / or information from the operation panel of the apparatus and / or the current operation amount, and each section of the apparatus such as voltage and current of the charger and the exposure unit of the apparatus. And an operation amount determining means for determining an operation amount to be sent to each control unit for controlling the above.

【0018】[0018]

【作用】本発明によれば、作像装置の内部状態ならびに
装置外部状態を表わすパラメータとニューラル・ネット
ワークを用いた状態予測手段とを使用して、感光体の状
態が予測され、装置各部の最適な操作量がファジィ演算
により決定され、場合毎に即したきめの細かい制御が可
能となる。また、感光体上に像を形成して表面電位およ
びトナー付着量を計測することは、1回の制御につき1
回しか行なわないため、現像された基準となるパターン
をクリーニングする回数が減り、クリーニング部分への
負担が軽くなる。また、経時変化等により予測の難しい
系の変化が起こり、予測された状態と実際の状態とが食
い違ってきたような場合でも、随時ニューラル・ネット
ワークを学習させ、系の変化を状態予測手段の中に取り
込むことにより対処することができる。さらに、ニュー
ラル・ネットワークの汎化能力により、より少ない実験
で状態予測手段が構築される。
According to the present invention, the state of the photoconductor is predicted by using the parameters representing the internal state of the image forming apparatus and the external state of the apparatus and the state predicting means using the neural network, and the optimum state of each unit of the apparatus is predicted. The amount of operation is determined by fuzzy calculation, and fine-tuned control suitable for each case is possible. Further, forming an image on the photoconductor and measuring the surface potential and the toner adhesion amount are performed once per control.
Since it is performed only once, the number of times the developed reference pattern is cleaned is reduced, and the burden on the cleaning portion is reduced. In addition, even if a system change that is difficult to predict occurs due to changes over time, and the predicted state and the actual state are inconsistent with each other, the neural network is trained at any time, and the system change is detected in the state prediction means. Can be dealt with. In addition, the generalization capability of neural networks allows state prediction tools to be built with less experimentation.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0020】但し、本明細書の記述から明らかに想起し
得る範囲の構成・作用については、説明の煩雑化を避け
る上から、その図示並びに開示を省略、もしくは簡略化
する。 まずはじめに、請求項1および請求項3記載の
発明の一実施例について説明する。
However, regarding the configuration and operation of the range that can be clearly recalled from the description of this specification, illustration and disclosure thereof will be omitted or simplified in order to avoid complication of description. First, an embodiment of the invention described in claims 1 and 3 will be described.

【0021】図1は本発明による電子写真プロセス制御
装置の基本構成を示す図である。まず、本装置の基本構
成について説明する。
FIG. 1 is a diagram showing the basic construction of an electrophotographic process control apparatus according to the present invention. First, the basic configuration of this device will be described.

【0022】図1において、本発明による電子写真プロ
セス制御装置は、センサ等より装置の内部状態(例え
ば、帯電器や露光器の操作値)および外部状態(例え
ば、外部の温度や湿度)を取り込み、装置の内部/外部
の状態を表わすパラメータを生成する前処理部1と、学
習機能を持ったニューラル・ネットワークを用いて作像
装置各部の状態の予測・推定を行なう状態予測部2と、
帯電器や露光器等の作像装置の各要素駆動部へ送る操作
量を決定する操作量決定部3と、目標とする状態と予測
される状態とを比較し、その差分を生成する状態比較部
4よりなる。
In FIG. 1, the electrophotographic process control apparatus according to the present invention takes in the internal state of the apparatus (for example, the operation value of the charger or the exposure unit) and the external state (for example, the external temperature and humidity) from a sensor or the like. , A preprocessing unit 1 for generating parameters representing the internal / external state of the apparatus, a state prediction unit 2 for predicting / estimating the state of each unit of the image forming apparatus using a neural network having a learning function,
An operation amount determination unit 3 that determines the operation amount to be sent to each element driving unit of the image forming apparatus such as a charger or an exposure device, and a target state and a predicted state are compared, and a state comparison is performed to generate the difference. It consists of part 4.

【0023】また、状態予測部2内には、作像装置の現
在の状態を表わすパラメータを有する現在状態、作像装
置に現在与えている操作量および操作量差分を入力と
し、現在状態において操作量を操作量差分だけ変化させ
て作像装置に与えた場合の作像装置の状態を、予測し出
力するニューラル・ネットワークが組み込まれている。
このニューラル・ネットワークは、予め実験等によって
得られた状態を表わすパラメータを教師値とし、後述す
る方法により学習済みとする。
Further, the current state having a parameter representing the current state of the image forming apparatus, the operation amount and the operation amount difference currently given to the image forming apparatus are input into the state predicting section 2, and the operation is performed in the current state. A neural network for predicting and outputting the state of the image forming device when the amount is changed by the operation amount difference and given to the image forming device is incorporated.
In this neural network, a parameter representing a state obtained in advance by an experiment or the like is used as a teacher value, and it has been learned by a method described later.

【0024】次に、本発明による電子写真プロセス制御
装置の動作について説明する。
Next, the operation of the electrophotographic process control apparatus according to the present invention will be described.

【0025】(1)制御動作 図2に時刻tにおける装置の状態を示す。この時、前処
理部1で生成された作像装置の状態をS(t)、作像装置
の各要素駆動部に送られている操作量をE(t)とする。
状態予測部2は、現在(時刻t)における操作量E(t)
および作像装置の現在状態S(t)から電子写真プロセス
の系をエミュレートし、操作量E(t)を操作量差分ΔE
(t)だけ変化させた時(時刻t+1)の作像装置の状態
s(t+1)を予測するものとする。
(1) Control Operation FIG. 2 shows the state of the apparatus at time t. At this time, the state of the image forming apparatus generated by the preprocessing unit 1 is S (t), and the operation amount sent to each element driving unit of the image forming apparatus is E (t).
The state prediction unit 2 determines the operation amount E (t) at the current time (time t).
And the system of the electrophotographic process is emulated from the current state S (t) of the image forming device, and the manipulated variable E (t) is calculated as the manipulated variable difference ΔE.
It is assumed that the state s (t + 1) of the image forming device at the time of changing only (t) (time t + 1) is predicted.

【0026】初期状態では操作量差分ΔE(t)は0とな
っているので、状態予測部2から出力される予測状態s
(t+1) は現在状態S(t)と同じになる(操作量を変化さ
せないため、当然、状態も変化しないと予測される)。
In the initial state, since the manipulated variable difference ΔE (t) is 0, the predicted state s output from the state prediction unit 2
(t + 1) becomes the same as the current state S (t) (it is expected that the state does not change because the operation amount is not changed).

【0027】例えば、温度の急激な変化が発生し、作像
装置の内部/外部の状態変化等で作像装置の各要素駆動
部へ送る操作量を再設定する必要が生じた場合(制御を
行なう場合)は、以下の手順で行なう(図3参照)。
For example, when a sudden temperature change occurs and it is necessary to reset the operation amount to be sent to each element drive unit of the image forming device due to a change in internal / external state of the image forming device (control is performed). If it is done), follow the procedure below (see FIG. 3).

【0028】各センサより作像装置の内部/外部の状
態を取り込み、前処理部1で状態S(t)を生成する。こ
の状態の生成とは、例えばセンサの出力するアナログ・
データをデジタル・データに変換したり、ニューラル・
ネットワークに入力するために値の正規化を行なったり
するパラメータの生成処理を指す。
The internal / external state of the image forming apparatus is fetched from each sensor, and the state S (t) is generated by the preprocessing unit 1. The generation of this state means, for example, the analog output from the sensor.
Data can be converted to digital data, neural
It refers to the process of generating parameters that normalize values for input to the network.

【0029】操作量決定部3で操作量差分ΔE(t)=
0(初期値)とし、その値を状態予測部2に送る。
In the manipulated variable determiner 3, the manipulated variable difference ΔE (t) =
The value is set to 0 (initial value), and the value is sent to the state prediction unit 2.

【0030】状態予測部2では、現在状態S(t)、操
作量E(t)および操作量差分ΔE(t)より、操作量E
(t)が操作量差分ΔE(t)だけ変化した場合の作像装置
の状態s(t+1) を予測し、出力する。
The state predictor 2 calculates the operation amount E from the current state S (t), the operation amount E (t) and the operation amount difference ΔE (t).
The state s (t + 1) of the image forming apparatus when (t) changes by the operation amount difference ΔE (t) is predicted and output.

【0031】状態比較部4では、予測状態s(t+1) と
予め設定されている目標状態Siとを比較し、その差分
を状態差分eとして操作量決定部3に送る。
The state comparing section 4 compares the predicted state s (t + 1) with a preset target state Si and sends the difference to the manipulated variable determining section 3 as a state difference e.

【0032】操作量決定部3では状態差分eの絶対値
が小さくなるように操作量差分ΔE(t)を変化させ、そ
の値を状態予測部2に送る。
The manipulated variable determiner 3 changes the manipulated variable difference ΔE (t) so that the absolute value of the state difference e becomes small, and sends the value to the state predictor 2.

【0033】上記したからの操作を状態差分eが
最小もしくは許容される値よりも小さくなるまで繰り返
す。
The above-described operation is repeated until the state difference e becomes smaller than the minimum or allowable value.

【0034】操作量決定部3では、上記の操作が収束し
た際(状態差分eが最小となるか許容される値よりも小
さくなった場合)のΔE(t)を用いて、次(時刻t+
1)における新たな操作量E(t+1)=E(t)+ΔE(t)
を生成し、作像装置の各要素駆動部へ送る(図4参
照)。
The manipulated variable determiner 3 uses ΔE (t) when the above operation converges (when the state difference e becomes the minimum or becomes smaller than the allowable value) by using the following (time t +
New manipulated variable E (t + 1) = E (t) + ΔE (t) in 1)
Is generated and sent to each element driving unit of the image forming device (see FIG. 4).

【0035】例えば、本発明を感光体の帯電部の表面電
位の制御に適用した場合を例にとり、その動作を説明す
る。操作対象は帯電器のグリッドへの印加電圧である。
図7は、3層の階層型ニューラル・ネットワークを使っ
て構成した帯電部の表面電位の状態予測部の一例であ
る。図8は、操作量決定のためのフローチャートであ
る。
For example, the operation of the present invention will be described by taking the case where the present invention is applied to the control of the surface potential of the charging portion of the photoconductor as an example. The operation target is the voltage applied to the grid of the charger.
FIG. 7 is an example of a surface potential state predicting unit of a charging unit configured by using a three-layer hierarchical neural network. FIG. 8 is a flowchart for determining the manipulated variable.

【0036】まずはじめに、感光体表面上に基準とする
潜像パターンを作像し、現在状態の帯電電位を計測す
る。現在状態の帯電電位と目標とする目標状態の帯電電
位との差(状態差分)の絶対値が許容範囲より大きかっ
た場合、帯電器グリッド電位操作量差分を調整しながら
帯電器グリッド電位を操作量差分だけ変化させた時の帯
電電位を状態予測部に予測させる。操作量差分の調整と
帯電電位の予測を、予測状態の予測帯電電位と目標とす
る目標状態の帯電電位との差(状態差分)の絶対値が許
容範囲より小さくなるまで繰り返し、その差分が許容範
囲となった時の帯電器グリッドの操作量差分と、現在の
帯電器グリッドの電位とを加えたものを、新しい帯電器
グリッドの電位として各要素駆動部へ送る。
First, a latent image pattern as a reference is formed on the surface of the photoconductor, and the charging potential in the current state is measured. When the absolute value of the difference (state difference) between the charging potential of the current state and the target charging potential of the target state is larger than the allowable range, the operating amount of the charger grid potential is adjusted while adjusting the difference of the operating amount of the charger grid potential. The state prediction unit is made to predict the charging potential when the difference is changed. The adjustment of the manipulated variable difference and the prediction of the charging potential are repeated until the absolute value of the difference (state difference) between the predicted charging potential in the predicted state and the target charging state in the target state becomes smaller than the allowable range, and the difference is allowed. The difference between the manipulated variable of the charger grid when it reaches the range and the current potential of the charger grid is sent to each element drive unit as the potential of the new charger grid.

【0037】(2)学習動作 次に、状態予測部2内のニューラル・ネットワークは、
以下のような手順で学習を行なう。
(2) Learning Operation Next, the neural network in the state prediction unit 2
Follow the steps below to learn.

【0038】現在状態の学習(図5参照)。Learning the current state (see FIG. 5).

【0039】操作量差分ΔEが0の場合には操作量によ
らず予測状態s は現在状態Sに等しくなければいけな
い。
When the manipulated variable difference ΔE is 0, the predicted state s must be equal to the current state S regardless of the manipulated variable.

【0040】したがって、時刻tにおいて、現在状態S
(t)、操作量E(t)、操作量差分ΔE(t)=0を入力と
し、教師値T(t)=S(t)として、例えば逆伝播学習則
等によりニューラル・ネットワークの学習を行なう。
Therefore, at time t, the current state S
(t), the manipulated variable E (t), and the manipulated variable difference ΔE (t) = 0 are input, the learning value T (t) = S (t) is set, and learning of the neural network is performed by, for example, a back propagation learning rule. To do.

【0041】予測状態の学習(図6参照)。Learning prediction state (see FIG. 6).

【0042】次に操作量をΔE(t)変化させた際の状態
の予測の学習は、以下のようにして行なう。まず、時刻
tにおける作像状態の状態S(t)、作像装置の各要素駆
動部への操作量E(t)、それに操作量差分ΔE(t)を
入力として固定する。次に新たな操作量E(t+1)=E
(t)+ΔE(t) を操作量決定部3で生成し、作像装置
の各要素駆動部へ送る。そして、各要素駆動部で送られ
てきた操作量に基づいて装置の各部(帯電器グリッド、
露光器等)を制御する。新たな作像装置の内部/外部状
態をセンサ等より取り込み、前処理部1で状態S(t+1)
を生成した後、教師値T(t+1)=S(t+1)としてニューラ
ル・ネットワークの学習を行なう。
Next, the learning of the prediction of the state when the manipulated variable is changed by ΔE (t) is performed as follows. First, the state S (t) of the image forming state at time t, the operation amount E (t) to each element driving unit of the image forming apparatus, and the operation amount difference ΔE (t) are fixed as inputs. Next, a new manipulated variable E (t + 1) = E
(t) + ΔE (t) is generated by the manipulated variable determiner 3 and sent to each element driver of the image forming apparatus. Then, each part of the apparatus (charger grid,
Control the exposure device). The internal / external state of the new image forming device is fetched from the sensor etc., and the state S (t + 1) is set in the preprocessing unit 1.
After generating, the learning of the neural network is performed with the teacher value T (t + 1) = S (t + 1).

【0043】次に、請求項2および請求項4記載の発明
の一実施例について説明する。
Next, an embodiment of the invention described in claims 2 and 4 will be described.

【0044】図9は、請求項2および請求項4記載の発
明の基本構成を示す図である。本発明による制御装置
は、請求項1記載の発明の基本構成(図1参照)におけ
る操作量決定部3と状態比較部4とを、これらの内部に
ファジィ演算装置を有する操作量決定部3に置き換えた
構成とする。操作量決定部3は、状態比較部4およびフ
ァジィ演算部5より構成されている。
FIG. 9 is a diagram showing a basic configuration of the inventions described in claims 2 and 4. In the control device according to the present invention, the operation amount determining unit 3 and the state comparing unit 4 in the basic configuration (see FIG. 1) of the invention according to claim 1 are provided in the operation amount determining unit 3 having a fuzzy arithmetic unit therein. Use the replaced configuration. The manipulated variable determiner 3 includes a state comparator 4 and a fuzzy calculator 5.

【0045】次に、本発明による電子写真プロセス制御
装置の動作について説明する。
Next, the operation of the electrophotographic process control apparatus according to the present invention will be described.

【0046】(1)制御動作 制御装置の基本的な動作は、請求項1記載の発明と以下
の点を除き同様である。 すなわち、操作量決定部3で
は、状態差分eおよび/または予測状態s(t+1) および
/または目標状態Siを使いファジィ演算を行ない、状
態差分eの絶対値が小さくなるような操作量差分ΔE
(t)を生成し、状態予測部2に送る(請求項1記載の発
明のに同じ)。ファジィ演算部5には、操作量決定部
3では状態差分eおよび/または予測状態s(t+1) およ
び/または目標状態Siを入力とし、操作量差分ΔE
(t)を生成するためのルールと、各入出力パラメータを
ファジィ化/非ファジィ化するためのメンバ・シップ関
数とが、実験等により作成されて予め組み込まれている
ものとする。
(1) Control Operation The basic operation of the control device is the same as the invention described in claim 1 except for the following points. That is, the manipulated variable determiner 3 performs a fuzzy calculation using the state difference e and / or the predicted state s (t + 1) and / or the target state Si to reduce the absolute value of the state difference e. ΔE
(t) is generated and sent to the state prediction unit 2 (the same as the invention according to claim 1). In the fuzzy calculator 5, the manipulated variable determiner 3 receives the state difference e and / or the predicted state s (t + 1) and / or the target state Si as input, and the manipulated variable difference ΔE
It is assumed that the rule for generating (t) and the membership function for fuzzifying / defuzzifying each input / output parameter are created by experimentation or the like and are incorporated in advance.

【0047】(2)学習動作 状態予測部2内のニューラル・ネットワークの学習方法
は、請求項1記載の発明と同様である。
(2) Learning operation The learning method of the neural network in the state predicting section 2 is the same as the invention described in claim 1.

【0048】次に、請求項5記載の発明による電子写真
プロセス制御装置の一実施例について説明する。
Next, an embodiment of the electrophotographic process control apparatus according to the present invention will be described.

【0049】図10は、請求項5記載の発明の電子写真
プロセス制御装置の基本構成を示すブロック図である。
すなわち、本発明による電子写真プロセス制御装置は、
センサ部100、前処理部10、状態予測部20および
操作量決定部30で構成されている。
FIG. 10 is a block diagram showing the basic arrangement of an electrophotographic process control apparatus according to the fifth aspect of the invention.
That is, the electrophotographic process control apparatus according to the present invention,
The sensor unit 100, the preprocessing unit 10, the state prediction unit 20, and the operation amount determination unit 30 are included.

【0050】ここで、センサ部100は、タイマ10
1,温度計102,湿度計103,トナー濃度計10
4,複写/プリント枚数カウンタ107,画像濃度計1
08,感光体表面電位計109等の計測手段、および、
操作パネル情報105,原稿情報106等を有してい
る。
Here, the sensor unit 100 includes a timer 10
1, thermometer 102, hygrometer 103, toner concentration meter 10
4, copy / print number counter 107, image densitometer 1
08, measuring means such as photoconductor surface potential meter 109, and
It has operation panel information 105, document information 106, and the like.

【0051】図10において、前処理部10は、センサ
部100より取り込まれた各計測値および情報を、状態
予測部20および操作量決定部30に入力可能な形態に
変換する。この変換方式としては、例えばアナログ/デ
ジタル変換(A/D変換)がある。
In FIG. 10, the preprocessing unit 10 converts each measurement value and information fetched from the sensor unit 100 into a form that can be input to the state prediction unit 20 and the operation amount determination unit 30. Examples of this conversion method include analog / digital conversion (A / D conversion).

【0052】操作量決定部30には、ファジィ演算装置
が組み込まれており、このファジィ演算装置によりファ
ジィ演算を行なうことによって、状態予測部20の制
御、および、複写機等の画像形成装置の各部の制御部へ
送る操作量を生成する。
A fuzzy arithmetic unit is incorporated in the manipulated variable determining unit 30, and the fuzzy arithmetic unit performs fuzzy arithmetic operations to control the state predicting unit 20 and each unit of the image forming apparatus such as a copying machine. Generate an operation amount to be sent to the control unit of.

【0053】状態予測部20には、現在状態、操作量、
操作量差分を入力とし、現在状態において操作量を操作
量差分だけ変化させた場合に予測される状態を出力する
ニューラル・ネットワークが組み込まれており、状態の
予測を行なう。
The state predicting section 20 has a current state, an operation amount,
A neural network that inputs the operation amount difference and outputs a state predicted when the operation amount is changed by the operation amount difference in the current state is incorporated, and the state is predicted.

【0054】ここで、ニューラル・ネットワークは、予
め実験等により得られた状態を表わすパラメータを教師
値として、装置の系の特性が学習済になっている。
Here, the neural network has already learned the characteristics of the system of the apparatus by using a parameter representing a state obtained in advance by experiments as a teacher value.

【0055】次に、上述のように構成された本発明によ
る電子写真プロセス制御装置の動作を図11により説明
する。
Next, the operation of the electrophotographic process control apparatus according to the present invention constructed as described above will be described with reference to FIG.

【0056】センサ部100からの各計測値及び情報
は、A/D変換器等からなる前処理部10において、状
態予測部20および操作量決定部30に入力可能な形態
に加工(変換)される。
Each measurement value and information from the sensor unit 100 is processed (converted) into a form that can be input to the state prediction unit 20 and the operation amount determination unit 30 in the preprocessing unit 10 including an A / D converter. It

【0057】この前処理部10により変換されたセンサ
部100からの各パラメータは、タイマ101,温度計
102,湿度計103,トナー濃度計104,パネル情
報105,原稿情報106(プリンタ及びデジタル式の
複写機の場合のみ),複写/プリント枚数カウンタ10
7のリアルタイム計測(プロセスを止めずに測定するこ
と)が可能なA群のパラメータと、プロセスを中断して
パターン等を生成する必要があるためリアルタイム計測
が不可能な画像濃度計108、および、感光体表面電位
計109のB群のパラメータとに分けられる。
The parameters converted from the sensor unit 100 by the preprocessing unit 10 are the timer 101, the thermometer 102, the hygrometer 103, the toner densitometer 104, the panel information 105, the document information 106 (printer and digital type). (For copiers only), Copy / print counter 10
7 parameters of group A capable of real-time measurement (measurement without stopping the process), and image densitometer 108 incapable of real-time measurement because it is necessary to interrupt the process to generate a pattern or the like, and It is divided into the parameters of the B group of the photoconductor surface potential meter 109.

【0058】そして、A群のパラメータは、リアルタイ
ムで常に測定され、また、B群のパラメータは、前回測
定された値が保持されて、操作量決定部30に入力され
る。この操作量決定部30では、前処理部10から送ら
れてくる各パラメータに基づく所定のメンバーシップ関
数を用いて、複写機等の画像形成装置の各部の制御部へ
送る操作量を計算する。
The parameters of the group A are constantly measured in real time, and the values of the parameters of the group B, which have been measured last time, are held and input to the manipulated variable determiner 30. The operation amount determining unit 30 calculates the operation amount to be sent to the control unit of each unit of the image forming apparatus such as a copying machine by using a predetermined membership function based on each parameter sent from the preprocessing unit 10.

【0059】一方、図12に示すように、各種条件(装
置の状態変化等)により、操作量変更の必要が発生する
と、 (1).操作量決定部30は、装置全体のコントロール
を司る中央演算装置に要求をだし、プロセスを停止し
て、B群のパラメータの測定を行なわせる。
On the other hand, as shown in FIG. 12, when it is necessary to change the manipulated variable due to various conditions (changes in the state of the device), (1). The manipulated variable determiner 30 issues a request to the central processing unit that controls the entire apparatus, stops the process, and causes the parameters of the group B to be measured.

【0060】(2).次に、操作量決定部30は、状態
予測部20に対し操作量差分および状態予測リクエスト
を送り状態を予測させる。
(2). Next, the manipulated variable determiner 30 causes the state predictor 20 to send a manipulated variable difference and a state prediction request to predict the state.

【0061】(3).状態予測部20では、予め実験等
により装置の系を学習させておいたニューラルネットワ
ークを用いて、前処理部10からの各パラメータ、操作
量決定部30からの現在の操作量および操作量差分パラ
メータを用いて、現在の操作量を操作量差分だけ動かし
た場合の装置の状態を予測し、状態パラメータを生成し
て操作量決定部30へ送る。
(3). In the state prediction unit 20, each parameter from the preprocessing unit 10, the current operation amount and the operation amount difference parameter from the operation amount determination unit 30 are used by using a neural network in which the system of the device has been learned in advance by experiments or the like. Is used to predict the state of the device when the current operation amount is moved by the operation amount difference, and a state parameter is generated and sent to the operation amount determination unit 30.

【0062】(4).操作量決定部30では、目標とす
る状態と、状態予測部20から送られてきた状態パラメ
ータとを比較し、もしも、目標とする状態とずれている
場合には、状態差分パラメータを変更し、再度(2),
(3)の動作を行なう。
(4). In the manipulated variable determiner 30, the target state is compared with the state parameter sent from the state predictor 20, and if the target state deviates, the state difference parameter is changed, Again (2),
The operation of (3) is performed.

【0063】(5).このようにして、予測される状態
が目標とする状態に収束するまで以上の操作を行なう。
この際、操作量差分と、操作量差分に対する予測状態の
変化および/もしくは装置内部ならびに装置外部の状態
を表すパラメータを用いた所定のメンバーシップ関数を
用いてファジィ演算を行ない、これにより状態差分の変
更を行なう。
(5). In this way, the above operation is performed until the predicted state converges to the target state.
At this time, a fuzzy operation is performed using a predetermined membership function using the manipulated variable difference and the change in the predicted state with respect to the manipulated variable difference and / or the parameter representing the state inside the device and the state outside the device. Make changes.

【0064】そして、予測された状態が目標とする状態
に収束した際の操作量差分を、実際の操作量の変化分と
して新たな操作量を決定する。
Then, a new manipulated variable is determined by using the manipulated variable difference when the predicted state converges to the target state as the change amount of the actual manipulated variable.

【0065】一方、状態予測部20内のニューラル・ネ
ットワークは、各種条件(予測のずれやユーザの指定
等)により、再学習の必要が発生すると、以下のような
手順で学習を行なう。
On the other hand, the neural network in the state predicting unit 20 performs the learning in the following procedure when it is necessary to re-learn due to various conditions (deviation of prediction, user's designation, etc.).

【0066】「1」.現在状態の学習 操作量差分が「0」の場合には操作量によらず予測状態
は現在状態に等しくなければいけない。したがって、現
在状態、操作量、操作量差分(=0)を入力とし、現在
状態を教師値としてニューラル・ネットワークの学習を
行なう。
"1". When the learning operation amount difference in the current state is “0”, the predicted state must be equal to the current state regardless of the operation amount. Therefore, the current state, the manipulated variable, and the manipulated variable difference (= 0) are input, and the neural network is learned using the current state as a teacher value.

【0067】「2」.予習状態の学習 操作量を操作量差分変化させた際の状態の予測の学習
は、次のようにして行なう。先ず、状態、操作量、それ
に操作量差分を入力として固定する。次に、新たな操作
量(=現在の操作量+操作量差分)によって、装置の各
部(帯電器グリッドや露光器等)を制御する。そして、
新たな装置の内部状態ならびに外部状態をセンサ部10
0から取り込み、前処理部10で加工した後の、このと
きの状態を教師値としてニューラル・ネットワークの学
習を行なう。
"2". Learning of preparatory state Learning of state prediction when the operation amount is changed by the operation amount difference is performed as follows. First, the state, the operation amount, and the operation amount difference are fixed as inputs. Next, each unit (charger grid, exposure device, etc.) of the apparatus is controlled by a new operation amount (= current operation amount + operation amount difference). And
The sensor unit 10 detects the internal state and the external state of the new device.
The neural network is learned by using the state at this time, which is taken in from 0 and processed by the preprocessing unit 10, as a teacher value.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明した本発明による電子写真プロ
セス制御装置は、以下のような作用効果を奏するもので
ある。
The electrophotographic process control device according to the present invention described above has the following operational effects.

【0069】(1)装置各部のよりきめの細かい制御が
可能となる。
(1) Finer control of each part of the apparatus becomes possible.

【0070】本発明による電子写真プロセス制御装置で
は、従来あったテーブル参照を用いた操作量の決定方式
に比べて、作像装置の状態毎に即したよりきめの細かい
制御が可能である。これによって従来よりも高品質な画
像を期待できると共に、地肌汚れや、黒ベタ部の白抜け
および濃度不足等の異常画像の発生を回避することが可
能となる。
The electrophotographic process control apparatus according to the present invention enables finer control in accordance with each state of the image forming apparatus, as compared with the conventional method of determining the operation amount using the table reference. As a result, it is possible to expect a higher quality image than before, and it is possible to avoid the occurrence of abnormal images such as background stains, white spots in black solid portions, and insufficient density.

【0071】(2)クリーニング部分の負荷を低減する
ことができる。
(2) The load on the cleaning portion can be reduced.

【0072】本発明による電子写真プロセス制御装置で
は、表面電位、トナー濃度等の計測は、1回の制御につ
き1回しか行なわないため、繰返し基準パターンを作成
しながら操作量を決定する方法に比べると、現像された
基準パターンをクリーニングする回数が減り、クリーニ
ング部分への負担が軽くなる。このことにより、装置の
寿命が延び、その信頼性も向上する。
In the electrophotographic process control apparatus according to the present invention, the surface potential, the toner density and the like are measured only once for each control, so that the operation amount is determined while the repeated reference pattern is created. As a result, the number of times the developed reference pattern is cleaned is reduced, and the burden on the cleaning portion is reduced. This extends the life of the device and improves its reliability.

【0073】(3)機差や感光体ドラム等の経時変化に
も追従した制御を行なうことが可能となる。
(3) It is possible to perform control in accordance with machine differences and changes with time of the photosensitive drum and the like.

【0074】本発明装置による電子写真プロセス制御装
置では、機差により作像装置の特性にバラツキのある場
合や、経時変化等により予測の難しい系の変化が起こ
り、予測された状態と実際の状態とが食い違ってきたよ
うな場合でも、随時ニューラル・ネットワークを再学習
させ、系の特性変化を状態予測部の中に取り込むことに
より対処することができる。これにより、制御装置を経
時変化に追従させることができ、常に最適な制御を行な
うことができる。
In the electrophotographic process control apparatus according to the apparatus of the present invention, there are variations in the characteristics of the image forming apparatus due to machine differences, changes in the system that are difficult to predict due to changes over time, and the predicted state and the actual state. Even if the two differ from each other, it can be dealt with by re-learning the neural network at any time and incorporating the characteristic change of the system into the state prediction unit. As a result, the control device can be made to follow changes over time, and optimum control can always be performed.

【0075】(4)装置自体のプロセス速度が向上す
る。
(4) The process speed of the apparatus itself is improved.

【0076】従来のPID制御等のアルゴリズムでは、
複雑に依存しあう複数の操作量差分操作して、状態予測
部の予測状態を目標値に収束させるのが難しかったが、
本発明の方式では、ファジィ演算を用いて状態差分を作
り出しているので、予測状態のより早い収束が期待で
き、装置自体のプロセス速度も向上する。
In the conventional algorithm such as PID control,
It was difficult to converge the prediction state of the state prediction unit to the target value by performing a plurality of operation amount difference operations that depend on each other in a complicated manner.
In the method of the present invention, since the state difference is created by using the fuzzy calculation, it is possible to expect a faster convergence of the predicted state and improve the process speed of the device itself.

【0077】(5)開発期間、コストの低減を図ること
ができる。
(5) The development period and cost can be reduced.

【0078】本発明装置による電子写真プロセス制御装
置では、ニューラル・ネットワークの汎化能力により、
より少ない実験で状態予測部を構築することができる。
つまり、温・湿度等の環境要因による作像装置の状態、
および装置の各要素駆動部への操作量等のパラメータに
ついての、より少ない組合せのデータから状態予測機能
を実現できるということであり、これは、同一の機能を
テーブル参照方式などで実現しようとした場合、各パラ
メータについてのあらゆる組合せについての膨大な実験
を行なわなければならない上に、装置内膨大な量のテー
ブルを保持しなければならないことと比べて開発期間及
びコストの大幅低減になる。
In the electrophotographic process control apparatus according to the present invention, the generalization ability of the neural network
The state predictor can be constructed with fewer experiments.
In other words, the state of the image forming device due to environmental factors such as temperature and humidity,
And, it means that the state prediction function can be realized from a smaller number of combinations of data regarding parameters such as the operation amount to each element drive unit of the device. This is to realize the same function by a table reference method or the like. In this case, the development period and the cost are greatly reduced as compared with the case where a huge amount of tables must be held in the apparatus in addition to the huge experiment for every combination of each parameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の基本構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an electrophotographic process control apparatus according to the first and third aspects of the present invention.

【図2】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の制御動作の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a control operation of the electrophotographic process control apparatus according to the first and third aspects of the invention.

【図3】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の制御動作の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a control operation of the electrophotographic process control apparatus according to the first and third aspects of the invention.

【図4】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の制御動作の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control operation of the electrophotographic process control device according to the first and third aspects of the invention.

【図5】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の学習動作の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a learning operation of the electrophotographic process control apparatus according to the first and third aspects of the invention.

【図6】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の学習動作の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a learning operation of the electrophotographic process control device according to the first and third aspects of the invention.

【図7】請求項1および請求項3記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の3層の階層型ニューラル・ネッ
トワークを使って構成した帯電部の表面電位の状態予測
部の一例である。
FIG. 7 is an example of a surface potential state predicting unit of a charging unit configured by using a three-layer hierarchical neural network of the electrophotographic process control apparatus according to the first and third aspects of the invention.

【図8】図7の電子写真プロセス制御装置の操作量決定
のためのフローチャートである。
8 is a flow chart for determining an operation amount of the electrophotographic process control apparatus of FIG.

【図9】請求項2および請求項4記載の発明による電子
写真プロセス制御装置の基本構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a basic configuration of an electrophotographic process control apparatus according to the inventions of claims 2 and 4.

【図10】請求項5記載の発明による電子写真プロセス
制御装置の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a basic configuration of an electrophotographic process control apparatus according to the invention of claim 5.

【図11】請求項5記載の発明による電子写真プロセス
制御装置の動作を説明するためのブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram for explaining the operation of the electrophotographic process control apparatus according to the fifth aspect of the invention.

【図12】請求項5記載の発明による電子写真プロセス
制御装置の他の動作を説明するためのブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram for explaining another operation of the electrophotographic process control apparatus according to the invention of claim 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,10 前処理部 2,20 状態予測部 3,30 操作量決定部 4 状態比較部 5 ファジィ演算部 100 センサ部 101 タイマ 102 温度計 103 湿度計 104 トナー濃度計 105 操作パネル情報 106 原稿情報 107 複写/プリント枚数カウンタ 108 画像濃度計 109 感光体表面電位計 1, 10 Pre-processing unit 2, 20 State prediction unit 3, 30 Manipulation amount determination unit 4 State comparison unit 5 Fuzzy calculation unit 100 Sensor unit 101 Timer 102 Thermometer 103 Hygrometer 104 Toner density meter 105 Operation panel information 106 Original information 107 Copying / printing counter 108 Image densitometer 109 Photoconductor surface potential meter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06G 7/60 7368−5B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location G06G 7/60 7368-5B

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画像形成のための最適操作量を決定する画
像形成プロセス制御装置であって、 画像形成装置内の各部分の状態を計測する計測部と、 上記計測部から得られた情報を所定の状態を表わすパラ
メータに変換する前処理部と、 予め所定の学習をさせておいたニューラル・ネットワー
クで構成され、その入力層に上記パラメータ及び操作量
に関する情報を入力し、その出力層から上記画像形成装
置内の特定部分の予測状態を出力させる状態予測部と、 上記状態予測部の出力と上記特定部分の目標状態との比
較を行なう状態比較部と、 上記状態比較部の比較結果に基づいて現在の操作量から
の操作量の差分量を生成し上記状態予測部に送出し、上
記比較結果が収束した場合にはその差分量を現在の操作
値に加えた量を最適操作量として決定する操作量決定部
とを有することを特徴とする電子写真プロセス制御装
置。
1. An image forming process control apparatus for determining an optimum operation amount for image forming, comprising: a measuring section for measuring the state of each part in the image forming apparatus; and information obtained from the measuring section. It is composed of a pre-processing unit for converting into a parameter representing a predetermined state, and a neural network which has been subjected to predetermined learning in advance, and inputs information on the above parameters and manipulated variables into its input layer, and from the output layer to the above Based on the comparison result of the state prediction unit that outputs the predicted state of the specific portion in the image forming apparatus, the state comparison unit that compares the output of the state prediction unit and the target state of the specific portion, and the comparison result of the state comparison unit. Generates a difference amount of the operation amount from the current operation amount and sends it to the state prediction unit, and when the comparison result converges, the difference amount is added to the current operation value as the optimum operation amount. Electrophotographic process control device characterized by having an operation amount determination unit constant to.
【請求項2】請求項1記載の電子写真プロセス制御装置
において、 ファジィ演算を行なうファジィ演算部を有し、ファジィ
演算を行なうことにより上記画像形成装置内の各部分の
操作量を決定することを特徴とする電子写真プロセス制
御装置。
2. The electrophotographic process control apparatus according to claim 1, further comprising a fuzzy operation section for performing fuzzy operation, wherein the operation amount of each portion in the image forming apparatus is determined by performing the fuzzy operation. Characteristic electrophotographic process control device.
【請求項3】電子写真プロセス機構を持つ複写機、プリ
ンタ及びファクシミリ等の画像形成装置の作像装置にお
いて、 静電潜像坦持体たる感光体の表面電位、トナー付着量、
温・湿度等の作像装置の内部/外部状態をセンサ等によ
り計測する計測手段と、 上記計測手段により得られた上記作像装置の内部/外部
状態及び/又は帯電チャージャ若しくはグリッドの電位
等の帯電量や露光量等の上記作像装置内部の操作量情報
を上記作像装置の状態を表わすパラメータに変換する前
処理手段と、 上記作像装置の状態を表わすパラメータを入力とし、予
め実験等により得られた上記作像装置の状態を表わすパ
ラメータを教師値として、上記作像装置の系の特性を学
習させておいたニューラル・ネットワークを用いた上記
作像装置の状態を推定する状態予測手段と、 上記状態予測手段により推定された上記作像装置の状態
と制御の目標とする上記作像装置の状態とを比較する状
態比較手段と、 上記状態比較手段により出力された比較結果から上記作
像装置の各部分の操作量を計算し、上記作像装置の各部
分の最適な操作量を決定する操作量決定手段とを具備す
ることを特徴とする電子写真プロセス制御装置。
3. In an image forming apparatus of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer and a facsimile having an electrophotographic process mechanism, the surface potential of a photoconductor as an electrostatic latent image carrier, the toner adhesion amount,
Measuring means for measuring the internal / external state of the image forming apparatus such as temperature and humidity by a sensor, etc., and the internal / external state of the image forming apparatus and / or the potential of the charger or grid obtained by the measuring means. Preprocessing means for converting the operation amount information inside the image forming device such as the charge amount and the exposure amount into a parameter representing the state of the image forming device, and a parameter representing the state of the image forming device are input, and experiments etc. are performed in advance. State predicting means for estimating the state of the image forming device using a neural network in which the characteristics of the system of the image forming device have been learned using the parameter representing the state of the image forming device obtained as a teaching value. And a state comparing means for comparing the state of the image forming apparatus estimated by the state predicting means with the state of the image forming apparatus targeted for control, and output by the state comparing means. An electrophotographic process comprising: an operation amount determining means for calculating an operation amount of each part of the image forming device from the comparison result and determining an optimum operation amount of each part of the image forming device. Control device.
【請求項4】請求項3記載の電子写真プロセス制御装置
において、 ファジィ演算を行なうファジィ演算手段を有し、ファジ
ィ演算を行なうことにより上記作像装置の各部分の操作
量を決定することを特徴とする電子写真プロセス制御装
置。
4. The electrophotographic process control apparatus according to claim 3, further comprising fuzzy operation means for performing fuzzy operation, wherein the operation amount of each part of the image forming apparatus is determined by performing fuzzy operation. And an electrophotographic process control device.
【請求項5】電子写真プロセス機構を有する画像形成装
置において、 感光体ドラムの表面電位、画像濃度、温度や湿度等の装
置内部状態及び装置外部状態を計測する計測手段により
得られた情報を状態を表わすパラメータに変換する前処
理手段と、 予め実験等により得られた状態を表わすパラメータを教
師値として、装置の系の特性が学習されているニューラ
ル・ネットワークを用いた状態予測手段と、 この状態予測手段の予測結果及び/若しくは装置内部状
態並びに装置外部状態を表わすパラメータ及び/若しく
は上記装置の操作盤からの情報及び/若しくは現在の操
作量を使用してファジィ演算を行ない、上記装置の帯電
器及び露光器の電圧や電流等の装置各部のコントロール
を行なう各制御部に送る操作量を決定する操作量決定手
段とを具備することを特徴とする電子写真プロセス制御
装置。
5. In an image forming apparatus having an electrophotographic process mechanism, information obtained by a measuring means for measuring the surface potential, image density, temperature and humidity of the photosensitive drum, and the external state of the apparatus is used. A pre-processing means for converting into a parameter representing the state, a state predicting means using a neural network in which the characteristics of the system of the apparatus are learned by using a parameter representing the state obtained by an experiment or the like in advance as a teacher value, A fuzzy calculation is performed by using the prediction result of the prediction means and / or the parameter indicating the internal state of the apparatus and the external state of the apparatus and / or the information from the operation panel of the apparatus and / or the current operation amount, and the charger of the apparatus. And operation amount determining means for determining the operation amount to be sent to each control unit for controlling each unit of the apparatus such as voltage and current of the exposure device Electrophotographic process control apparatus characterized by comprising a.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021141544A (en) * 2020-03-09 2021-09-16 コニカミノルタ株式会社 Prediction device, image forming apparatus, program, and prediction system
US11758058B2 (en) 2021-09-21 2023-09-12 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus controlling timing of forming measurement image based on prior measurements and density of image to be formed
US11818304B2 (en) 2021-09-28 2023-11-14 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus determining information related to a density of an image to be formed based on a determination condition
US11977349B2 (en) 2021-07-13 2024-05-07 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

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