JPH09185235A - 画像形成装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー・キャリ混合比センサや電位センサを
必要とせず、しかもトナー濃度誤差が累積することもな
く、簡易でありながら高精度にトナー供給量を制御でき
るようにする。 【解決手段】 画像濃度制御用ルール（２９）を用いて
操作量補正を行い画像濃度が制御される。画像濃度制御
用ルールを用いてトナーの供給制御も行われる。実際の
操作量に応じたベタ濃度が測定され、ベタ濃度に適合し
たルールが合成される（３９）。合成したルールを利用
して標準操作量のベタ濃度が算出される（５２）。標準
トナー濃度または標準帯電量時の標準ベタ濃度が出力さ
れ（５４）、算出ベタ濃度と比較される（５５）。両ベ
タ濃度のエラーがゼロになるようにトナー供給の制御を
行い、現像器内のトナー濃度または帯電量が標準値にな
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、電子写真方式の
画像形成装置および方法に関し、現像器へのトナー供給
制御を精度よくしかも低コストで行うことができるよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二成分現像による電子写真方式を
用いた画像形成装置においては、トナー供給を精度よく
行うために、様々な手法が用いられていた。すなわち、
トナー供給によりトナー濃度（現像器内のトナーとキャ
リアとの混合比。以下ではこの混合比をＴＣと呼ぶ）が
決まり、トナー濃度や環境変化などによってトナーの帯
電量が決まる。この結果、出力画像の画質とくに画像濃
度がトナー濃度から大きな影響を受ける。最良の画質を
得るためには、最適なトナー量を供給する必要がある。

【０００３】従来のトナー供給量の決定方法には、代表
的なものとして以下の三種類が挙げられる。

【０００４】第１の方法は、例えば、特開昭６３−１７
７１７４号公報、特開昭６３−２６７９７９号公報、特
開昭６４−３５５８０号公報、特開平１−１４７５７２
号公報、特開平１−１６１３８１号公報、特開平１−２
１４７５５号公報、特開平２−２５６０７９号公報およ
び特公平３−７１０６７号公報等に開示されるように、
ＴＣセンサを用いて直接的に現像器内のＴＣを測定し、
ＴＣの測定値が規定値になるように現像器へのトナー供
給を行う方式である（以下、この方式をＡＴＣ方式と呼
ぶ）。ＴＣが一定でもトナー帯電量は環境条件等に応じ
て変化してしまうので、画像濃度を一定にするには、静
電潜像の電位コントラストなど、他の電子写真パラメー
タの最適化と併用されることが多い。

【０００５】第２の方法は、例えば、実開昭６２−６０
７４２号公報、特開昭６３−１４２３７９号公報、特開
昭６３−２９６０７１号公報、特公昭６３−６０９０９
０号公報に開示されるように、出力画像とは別にパッチ
上の基準画像を作成し、現像された基準画像の濃度を測
定して、その濃度が規定値になるようにトナー供給を行
うものである（以下、この方式をＡＤＣ方式と呼ぶ）。
この方式では、多くの場合、基準パッチの静電画像が常
に一定の電位コントラストの下で現像しているため、パ
ッチの濃度が規定値になるということは、トナー帯電量
が一定に保たれるように、ＴＣが可変制御されることを
意味する。

【０００６】第３の方法は、例えば、特開昭６４−１０
８０７０号公報、特開平１−３１４２６８号公報、特開
平２−８８７３号公報、特開平２−１１０４７６号公
報、特開平３−７５６７５号公報、特開平３−２８４７
７６号公報に開示されるように、出力画像の画像濃度
（全面に分布している濃度の総計）あるいは書き込む画
素の数を経数詞、それに応じてトナーの消費量を推定
し、トナーの供給を行うものである。すなわち、画像を
形成するために消費するであろうトナー量を、供給する
という方式である（以下、この方式をピクセルカウンテ
ィング方式と呼ぶ）。

【０００７】ところで、以上の従来のトナー供給方法に
はいずれにも技術的課題が残っていた。ＡＴＣ方式で
は、ＴＣセンサを現像器の中に内蔵しなければならず、
ＴＣセンサのコストがかかる。またＴＣセンサの取り付
け位置に的確に現像剤を搬送して、正しいトナー濃度を
読みとらせることが難しいという問題もあった。

【０００８】またＴＣセンサ固有の問題もあった。すな
わち磁性によってＴＣを測定するタイプのセンサでは、
測定値にヒステリシスが生じたり、また光（色や反射光
量）によって測定するセンサでは、黒トナーのトナー濃
度が測定できなかった。

【０００９】例えば、特開昭６１−９８３７０号公報
や、特開幣−１１４１８３号公報に開示されるように、
温度や湿度の影響を補正する工夫も行われているけれど
も、補正を実現するためには、さらに温度センサや湿度
センサをＴＣセンサの近傍に増設しなければならず、二
次的、三次的な問題が発生してくる。

【００１０】ＡＤＣ方式では、例えば温度、湿度、電子
写真装置に影響する外部環境変数が変化した場合、画像
濃度の変化をＴＣを可変制御することにより補正してい
る。この方式には、通常、ＴＣは意図的に低下させるこ
とができないという、問題がある。例えば、急激に温
度、湿度が上昇した場合、トナー帯電量が低下して画像
濃度は急激に高くなる。このとき、これを補正するよう
にＴＣを積極的に低下させることは通常できない。従
来、画像を出力し、これに応じてトナーが消費され、自
然にＴＣが低下するのを待つしかないのが現状である。

【００１１】逆に、温度、湿度が低下した場合には、ト
ナー帯電量が上昇して画像濃度は急激に低くなる。その
ためトナーを急速に供給してＴＣを高め、画像濃度を上
昇させる必要がある。しかし、急速にトナーを供給して
も実効が現れるまでには時間遅れがある。すなわちトナ
ーのような粉体を追加供給した場合、現像器内の現像剤
（トナーとキャリアの混合物）と追加トナーとが均一に
混合されるまでに、かなりの撹拌時間が必要なのであ
る。また、トナーをあまり急に追加すると、追加トナー
が均一に混合されるまでの間、現像器のトナー供給口付
近だけ著しくＴＣが上昇してしまい、画像に濃度むらが
発生してしまう。したがって、トナー供給速度にも制約
があった。

【００１２】このように従来のＡＤＣ方式には応答性が
低いという問題があった。さらにこの方式では、画像出
力を得るために標準設定、すなわち帯電電位や露光電位
などを一定に保った状態で、基準パッチ画像を作成する
のが通常であり、これを正確に行うための電位センサ等
の高価なセンサが必要になる。

【００１３】ピクセルカウンティング方式では、１プリ
ントごとではわずかなトナー供給誤差であっても、長期
的には誤差が累積して、最終的に大きなトナー濃度誤差
につながるという問題があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の事
情を考慮してなされたものであり、ＴＣセンサや電位セ
ンサを必要とせず、しかもトナー濃度誤差が累積するこ
ともなく、簡易でありながら高精度にトナー供給量を制
御できる画像形成装置および方法を提供することを目的
としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明では、以上の目
的を達成するために、静電潜像をトナーで現像して画像
を形成し、かつ上記トナーの所定の特性を目標値に制御
する、電子写真方式の画像形成装置に、現像装置に上記
トナーを供給するトナー供給手段と、参照用画像を形成
する手段と、形成された参照用画像に関する物理量を測
定する手段と、上記参照用画像に関する上記物理量と画
像形成装置本体の所定の操作量との関係を規定するルー
ルを記憶する記憶手段と、上記ルールを用いて上記操作
量を補正して上記参照画像に関する上記物理量を制御す
る手段と、所定の条件に上記ルールを適用して、上記所
定の条件下における、上記参照用画像に関する上記物理
量の値を算出する算出手段と、上記所定の条件および上
記トナーの特性の目標値に応じて決定される、上記参照
画像に関する上記物理量の値を出力する出力手段と、上
記算出手段で算出した値、および上記出力手段から出力
された値の差を生成する手段と、上記トナー供給手段へ
供給されるトナーの量を、上記差に応じて調整する手段
とを設けるようにしている。

【００１６】この構成によれば、上記トナーの特性が目
標値を取るときに予想される上記参照画像に関する物理
量と、上記物理量を制御するのに用いるルールによって
算出される上記物理量とを比較し、これによって上記目
標値と、現在のトナーの特性の値とを間接的に比較し、
この比較結果に応じてトナーの供給を制御し、もって、
トナーの特性を上記目標値に維持するように制御してい
る。

【００１７】この構成において、上記トナーの特性は、
例えばトナー・キャリア混合比やトナー帯電量とするす
ることができる。

【００１８】また、上記算出手段は、上記測定手段で測
定された値を基準にして上記参照用画像に関する上記物
理量の値を算出するようにできる。

【００１９】また、この発明では上述の目的を達成する
ために、静電潜像をトナーで現像して画像を形成し、か
つ上記トナーのトナー・キャリア混合比を目標値に制御
する、電子写真方式の画像形成装置に、現像装置に上記
トナーを供給するトナー供給手段と、参照用画像を形成
する手段と、形成された参照用画像の光学濃度を測定す
る手段と、上記参照用画像の光学濃度と画像形成装置本
体の所定の操作量との関係を規定するルールを記憶する
記憶手段と、上記ルールを用いて上記操作量を補正して
上記参照画像に関する上記物理量を制御する手段と、上
記操作量を所定の標準値としたときの上記参照画像の光
学濃度を上記ルールを適用して算出する算出手段と、上
記操作量が上記所定の標準値とし、上記トナーのトナー
・キャリア混合比が上記目標値としたとき予想される、
上記参照画像の光学濃度を出力する出力手段と、上記算
出手段で算出した光学濃度、および上記出力手段から出
力された光学濃度の差を生成する手段と、上記トナー供
給手段へ供給されるトナーの量を、上記差に応じて調整
する手段とを設けるようにしている。

【００２０】この構成によれば、上記トナー・キャリア
混合比が目標値を取るときに予想される上記参照画像の
光学濃度と、上記光学濃度を制御するのに用いるルール
によって算出される上記光学濃度とを比較し、これによ
って上記目標値と、現在のトナー・キャリア混合比とを
間接的に比較し、この比較結果に応じてトナーの供給を
制御し、もって、トナー・キャリア混合比を上記目標値
に維持するように制御している。

【００２１】この構成において、上記画像形成装置本体
の環境変数を測定する環境変数測定手段とを有し、上記
出力手段は上記環境変数測定手段の測定出力に応じて上
記光学濃度を予想して出力するようにできる。

【００２２】また、この発明では、上述の目的を達成す
るために、静電潜像をトナーで現像して画像を形成し、
かつ上記トナーの帯電量を目標値に制御する、電子写真
方式の画像形成装置に、現像装置に上記トナーを供給す
るトナー供給手段と、参照用画像を形成する手段と、形
成された参照用画像の光学濃度を測定する手段と、上記
参照用画像の光学濃度と画像形成装置本体の所定の操作
量との関係を規定するルールを記憶する記憶手段と、上
記ルールを用いて上記操作量を補正して上記参照画像の
光学濃度を制御する手段と、上記操作量を、上記参照画
像の潜像の電位を所定の標準電位にする値にしたとき
の、上記参照画像の光学濃度を、上記ルールを用いて算
出する算出手段と、上記参照画像の潜像の電位を上記標
準電位にし、上記トナーの帯電量を上記目標値としたと
きに予想される、上記参照画像の光学濃度を出力する出
力手段と、上記算出手段で算出した光学濃度、および上
記出力手段から出力された光学濃度の差を生成する手段
と、上記トナー供給手段へ供給されるトナーの量を、上
記差に応じて調整する手段とを設けるようにしている。

【００２３】この構成によれば、上記トナーの帯電量が
目標値を取るときに予想される上記参照画像の光学濃度
と、上記光学濃度を制御するのに用いるルールによって
算出される上記光学濃度とを比較し、これによって上記
目標値と、現在のトナーの帯電量とを間接的に比較し、
この比較結果に応じてトナーの供給を制御し、もって、
トナーの帯電量を上記目標値に維持するように制御して
いる。

【００２４】この構成において、上記算出手段は、上記
画像形成装置本体の環境変数を測定する環境変数測定手
段と、上記出力手段は上記環境変数測定手段の測定出力
に応じて、上記参照画像の潜像の電位を上記標準電位に
する上記操作量の値を出力する手段とを具備するように
構成できる。

【００２５】また、以上の構成において、上記参照用画
像を複数回形成し、形成したときの上記物理量および上
記操作量のデータに基づいて上記ルールを形成するルー
ル形成手段を設けてもよい。あるいは、上記参照用画像
を複数回形成し、形成したときの上記光学濃度および上
記操作量のデータに基づいて上記ルールを形成するルー
ル形成手段を設けてもよい。

【００２６】また上記ルール記憶手段は異なる状態ごと
にルールを記憶するようにしてもよい。

【００２７】また上記参照用画像を形成し、形成したと
きの上記物理量および操作量のデータに適合するルール
を、上記ルール記憶手段に記憶されているルールから合
成し、この合成したルールを用いて上記算出部が上記画
像濃度を算出するようにしてもよい。

【００２８】また上記状態の異同は、温度、湿度および
形成画像の累積枚数の少なくとも１つにより決定される
ようにしてもよい。

【００２９】またこの発明では、以上の目的を達成する
ために、静電潜像をトナーで現像して画像を形成し、か
つ上記トナーの所定の特性を目標値に制御する、電子写
真方式の画像形成方法において、現像装置に上記トナー
を供給するステップと、参照用画像を形成するステップ
と、形成された参照用画像に関する物理量を測定するス
テップと、上記参照用画像に関する上記物理量と画像形
成装置本体の所定の操作量との関係を規定するルールを
記憶するステップと、上記ルールを用いて上記操作量を
補正して上記参照画像に関する上記物理量を制御するス
テップと、所定の条件に上記ルールを適用して、上記所
定の条件下における、上記参照用画像に関する上記物理
量の値を算出するステップと、上記所定の条件および上
記トナーの特性の目標値に応じて決定される、上記参照
画像に関する上記物理量の値を出力するステップと、上
記算出した値、および上記出力された値の差を生成する
ステップと、上記トナー供給手段へ供給されるトナーの
量を、上記差に応じて調整するステップとを実行するよ
うにしている。

【００３０】この方法によれば、記トナーの特性が目標
値を取るときに予想される上記参照画像に関する物理量
と、上記物理量を制御するのに用いるルールによって算
出される上記物理量とを比較し、これによって上記目標
値と、現在のトナーの特性の値とを間接的に比較し、こ
の比較結果に応じてトナーの供給を制御し、もって、ト
ナーの特性を上記目標値に維持するように制御してい
る。

【００３１】

【発明の実施の態様】以下この発明の２つの実施例につ
いて図面を参照して説明する。これらの実施例は、レー
ザ出力およびスコロトロン帯電器のグリッド電位を操作
量として画像濃度を制御する静電写真方式の画像形成装
置に、この発明を適用したものである。すなわち、レー
ザ出力およびスコロトロン帯電器のスコロ電位と画像濃
度（ベタ濃度やハイライト濃度等）との関係を規定する
制御ルールを用いて、画像濃度が一定になるように制御
を行う。制御ルールは、画像形成装置を駆動して得た事
例データから作成してもよいし、あるいは事前に準備さ
れたものを用いてもよい。そして、この制御ルールを用
いてトナーに関する特性例えばＴＣやトナー帯電量を一
定にするように制御する。まず、実施例１および実施例
２に用いられる画像形成装置の具体的な構成および画像
濃度の制御系の構成を説明する。

【００３２】［１］ 画像形成装置の構成 ［１．１］ ＩＯＴの構成 画像形成装置の画像出力部ＩＯＴ（イメージアウトプッ
トターミナル）の概要を図２に示す。なお、図２では、
画像読み取り部や画像処理部は省略している。すなわ
ち、電子写真方式による画像出力部ＩＯＴのみを示して
いる。

【００３３】図２を用いて画像形成手順を説明すると、
まず、画像読み取り部（図示せず）で原稿を読み取った
り、あるいは外部のコンピュータ（図示せず）などで作
成されたりして得られた原画像信号に、画像処理部（図
示せず）で適切な処理を行う。これにより得られる入力
画像信号は、レーザー出力部１に入力され、レーザー光
線Ｒを変調する。このようにして、入力画像信号によっ
て変調されたレーザー光線Ｒが、感光体２上にラスター
照射される。

【００３４】一方、感光体２はスコロトロン帯電器３に
よって一様に帯電され、レーザ光線Ｒが照射されると、
その表面には入力画像信号に対応した静電潜像が形成さ
れる。次いで、現像器６により上記静電潜像がトナー現
像され、転写装置７によって現像トナーが用紙（図示せ
ず）上に転写され、定着装置８によって定着される。そ
の後、感光体２はクリーナー１１によりクリーニングさ
れ、一回の画像形成動作が終了する。また、１０は現像
濃度センサであり、画像エリア外に形成される現像パッ
チ（後述）の濃度を検出する。

【００３５】［１．２］ 現像パッチ作成機構およびそ
のモニタ機構 つぎに現像パッチおよびそのモニタ機構について説明す
る。現像パッチは、出力画像濃度をモニタするためのも
のであり、図３に示すように、ベタ（網点カバレッジ１
００％）濃度パッチＰＡ１とハイライト（網点カバレッ
ジ２０％）濃度パッチＰＡ２の二種類を採用している。
そして、これらべ夕濃度パッチＰＡ１、ハイライト濃度
パッチＰＡ２は、図３に示すように、いずれも２〜３ｃ
ｍ角程度の大きさに設定され、感光体２の画像エリア外
に形成されるようになっている。すなわち、図４に示す
ように、画像エリア２ａに潜像が形成された後、空きエ
リア２ｂにおいてべ夕濃度パッチＰＡ１とハイライト濃
度パッチＰＡ２が順次形成されるようになっている。

【００３６】また、濃度センサ１０は、感光体２の表面
に光を照射するＬＥＤ照射部と、感光体２の表面からの
正反射光または拡散光を受光するフォトセンサとから構
成されており、図３に示すラインＬ１は、現像液度セン
サ１０の検出ラインである。したがって、ベタ濃度パッ
チＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２は、検出ライン
Ｌ１上に形成されるようになっており、現像濃度センサ
１０の近傍を順次通過する。

【００３７】ここで、図５は、現像濃度センサ１０の出
力信号の一例を示す図である。図示のように、まず、原
稿の画像に応じた濃度検出信号が得られ、次いで、ベタ
濃度パッチＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２の各濃
度検出信号が得られる。ベタ濃度パッチＰＡ１とハイラ
イト濃度パッチＰＡ２は、画像エリア外に形成されてい
るため、用紙に転写されることはなく、また、クリーナ
ー１１の部分を通過する際に消去される。

【００３８】なお、この実施例において、現像パッチの
濃度を検出しているのは、ユーザーが手にする定着画像
の濃度（最終画像濃度）と相関が高く、しかもクリーナ
ー１１による除去が可能なためである。また、現像パッ
チは、画像形成時以外のタイミングであれば、画像エリ
ア内に形成してもよい。また、現像パッチとしては、他
の網点カバレッジのものを用いてもよい。

【００３９】［２］ 画像濃度の制御 ［２．１］ 画像濃度制御部の構成 次に、図６は、スコロトロン帯電器３およびレーザー出
力部１を制御して画像の濃度を制御する画像濃度制御部
２０の構成を示すブロック図である。図において、２１
は濃度調整ダイアルであり、操作者が所望の濃度に応じ
た値を設定する。濃度調整ダイアル２１の設定値は、変
換器２２によって、現像濃度センサ１０の出力に換算し
た値（この実施例の場合は「０」〜「２５５」の間の
値）に変換される。変換器２２から出力される目標濃度
は、制御量メモリ２３において保持される。この場合、
制御量メモリ２３は、許容誤差量も記憶している。

【００４０】一方、現像濃度センサ１０の出力信号とメ
モリ２３の出力信号とは、濃度コンパレータ２４におい
て比較される。この比較においては、メモリ２３が記憶
している許容誤差量が参照される。そして、現像濃度セ
ンサ１０の出力信号は、両者の差が許容値以内であれ
ば、制御ルール検索器３０に供給され、許容値以上であ
れば制御事例メモリ２５に供給される。

【００４１】制御事例メモリ２５は、制御事例を記憶す
るメモリであり、状態量（代表値）、操作量、制御量の
３種の量を一組にして記憶する。このように、制御事例
を記憶するのは、本実施例においては、過去に記憶され
た制御事例に基づいて種々の制御を行うためである。

【００４２】ここで、制御事例メモリ２５に記憶される
状態量とは、電子写真のプロセスに支配的な影響を及ぼ
す温度や湿度、あるいは経時的劣化量などをいうが、こ
れらの状態量がある限られた時間内ではほぼ一定とみな
せるため、この実施例の場合は、その代用として事例の
発生時刻（日付と時分秒）や形成した画像枚数を用いて
いる。発生時刻が、所定の時間単位（３分、５分あるい
は１０分等の予め決めた時間単位）内にあれば、画像出
力部ＩＯＴの状態は等しいとして取り扱うようにしてい
る。これは、発生時刻が互いに近い事例同士であれば、
両者はほぼ同様な温度湿度下にあって、経時的劣化の度
合いも同じ程度であろうと期待できるためである。ま
た、発生時刻を示す時刻データは、この実施例において
は、図６に示すクロツクタイマ４０から供給されるよう
になっている。また累積枚数に基づいて同じ状態かどう
かを判断することができる次に、操作量とは、被制御対
象の出力値を変化させるパラメータの調整量をいい、こ
の実施例の場合は、スコロトロン帯電器３のグリッド電
圧設定値（０〜２５５、以下スコロ設定値と略称する）
とレーザーバワー設定値（０〜２５５、以下ＬＰ設定値
と略称する）の２種である。この２つの量を操作量とし
たのは、制御しようとしている最終画像濃度がベタ濃度
部とハイライト濃度部の二点であること、および、スコ
ロ設定値とＬＰ設定値が、ベタ濃度とハイライト濃度に
相関が高いためである。

【００４３】また、スコロ設定値およびＬＰ設定値は、
各々操作量メモリ３２に記憶されており、操作量補正演
算器３１の出力信号に対応した値が適宜読み出されるよ
うになっている。そして、操作量メモリ３２から読み出
されたスコロ設定値はグリッド電源１５に供給され、こ
れにより、グリッド電源１５はスコロ設定値に応じた電
圧をスコロトロン帯電器３に印加する。また、操作量メ
モリ３２から読み出されたＬＰ設定値は、光量コントロ
ーラ１６に供給され、これにより、光量コントローラ１
６はＬＰ設定値に応じたレーザーバワーをレーザー出力
部１に与える。

【００４４】つぎに、制御事例メモリ２５に供給される
制御量は、現像濃度センサ１０の出力信号であり、以上
の結果、制御メモリ２５には、例えば、図７に示すよう
な制御事例が記憶される。この表において、例えば、ク
ラスタ１の事例１は、状態量（発生時刻）が１９９５年
１２月１日１２時０分１０秒、ＬＰ設定値が「８３」、
スコロ設定値が「１３０」、制御量（センサ出力値）が
ベタ部分について「１８５」、ハイライト部分について
「２３」であり、クラスタ２の事例１は、状態量１９９
５年１２月２日９時０分５秒、ＬＰ設定値が「１４
８」、スコロ設定値が「１１５」、制御量がベタ部につ
いて「１８５」、ハイライト部について「３０」であ
る。後述するように、制御事例のクラスタごとに制御ル
ールが作成される。

【００４５】次に、図６に示す状態量コンパレータ２
６、クラスタメモリ２７および制御ルール演算器２８
は、制御事例メモリ２５に記憶された制御事例を参照し
て制御ルールを抽出する機能を有している。なお、これ
らのブロックの作用については、後に詳述する。

【００４６】また、制御ルールメモリ２９は、制御ルー
ル演算器２８か算出した制御ルールを複数記憶するメモ
リであり、制御ルール検索器３０から要求があると、そ
の要求に応じた制御ルールを返信する。この場合、制御
ルール検索器３０は、濃度コンパレータ２４から供給さ
れる濃度差および操作量メモリ３２から供給される操作
量（すなわち、ＬＰ設定値、スコロ設定値）に応じた制
御ルールを、制御ルールメモリ２９に要求するようにな
っている。制御ルールメモリ２９は図８に示すように制
御ルールの係数（ゲイン）をストアする。先に説明した
制御事例メモリ２５は、制御ルールを作成するための事
例をストアするが、最新の制御ルール以外は、基本的に
用いることがないので、事例のクラスタを作成するたび
に、以前のクラスタのデータをリセットする。

【００４７】つぎに、操作量補正値演算器３１は、制御
ルール検索器３０によって検索された制御ルールを用い
て、操作量の補正値を求め、求められた補正値を操作量
メモリ３２に供給する。操作量の補正値（操作量自体で
もよい）を求めるのに適用される制御ルールをとくに明
瞭に表したい場合には、これを適用制御ルールと呼ぶこ
とにする。これにより、操作量メモリ３２は、操作量補
正値に対応した操作量、すなわち、ＬＰ設定値およびス
コロ設定値を、グリッド電源１５および光量コントロー
ラ１６に各々供給する。

【００４８】一方、基準パッチ信号発生器４２は、ベタ
濃度パッチＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２の作成
を指示する回路であり、パッチ作成タイミングにおいて
校正用基準パッチ信号を画像出力部ＩＴＯに出力する。
これによって、図３に示すベタ濃度パッチＰＡ１とハイ
ライト濃度パッチＰＡ２が作成される。

【００４９】この場合、基準パッチ信号発生器４２の動
作タイミングは、Ｉ／Ｏ調整部４１によって行われる。
Ｉ／Ｏ調整部４１は、クロックタイマ４０が出力するタ
イム信号を監視し、ベタ濃度パッチＰＡ１とハイライト
濃度パッチＰＡ２が所定位置に形成されるように、基準
パッチ信号発生器４２に動作タイミング信号を供給す
る。

【００５０】［２．２］ 初期設定動作 つぎに、図９を主に参照して画像濃度制御の初期設定処
理（いわゆる、機能の立ち上げ処理）について説明す
る。まず、技術者は、制御用パラメータとして選ばれた
スコロ設定値とＬＰ設定値を適当に設定する（Ｓ１
１）。そして、画像濃度制御部２０は、ベタ濃度パッチ
ＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２を作成し（Ｓ１
２）、それぞれの光学濃度を現像濃度センサ１０により
測定し（Ｓ１３）、その内容を制御事例として制御事例
メモリ２５に記憶させる（Ｓ１４）。この結果、制御事
例メモリ２５には、最初の制御事例（制御事例１）が記
憶される。

【００５１】同様にして、スコロ設定値とＬＰ設定値を
それぞれ変化させつつ、さらに２回分の制御事例を制御
事例メモリに記憶させる。すなわち、技術者は制御装置
立上げ時（状態量が等しい時間以内）に、合計して３組
の制御事例を作成して、制御事例メモリ２５に記憶させ
る（Ｓ１５）。

【００５２】上記のようにして、初期設定時の３組の制
御事例が制御事例メモリ２６に記憶されると、その記憶
内容が状態量コンパレータ２６およびクラスタメモリ２
７を介して制御ルール演算器２８に供給され、ここで、
制御ルールが求められる。この場合の制御ルールは、図
１０に示すような制御事例平面として抽出される（Ｓ１
６）。なお図１０の制御事例平面を決定するには、独立
した３組の制御事例が必要である。もちろん４以上の制
御事例を用いてもよい。この場合には、平均二乗誤差法
等を用いて、最適な制御事例平面を決定する。なお平面
を表す制御ルールのほかに曲面を表す制御ルールを用い
ることもできる。

【００５３】図１０において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、初
期設定における３組の制御事例についてのスコ口設定値
とＬＰ設定値の組み合わせを示す点である。ここで、点
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するハイライト濃度（ハイライ
ト濃度パッチの検出濃度）を示す点をＨ１，Ｈ２，Ｈ３
とし、同様に点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するべ夕濃度
（べ夕濃度パッチの検出濃度）を示す点をＢ１，Ｂ２，
Ｂ３とする。そして、点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を通る平面を
ベタ事例平面ＢＰとし、点Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を通る平面
をハイライト事例平面ＨＰとする。ここで、状態量が変
化しない場合に、スコロ設定値とＬＰ設定値を適宜変化
させたときに得られるべ夕濃度を示す点は、すべてベタ
事例平面ＢＰ内に収まることになる。また、同様にし
て、状態量が変化しない場合に、スコロ設定値とＬＰ設
定値を適宜変化させたときに得られるハイライト濃度を
示す点は、全てハイライト事例平面ＨＰ内に収まる。こ
のように、ベタ事例平面ＢＰおよびハイライト事例平面
ＨＰは、状態量が変化しない場合の全ての事例を示して
いることになり、言い換えれば、これらの平面がイニシ
ャル時のベタ濃度とハイライト濃度に関する制御ルール
を示すことになる。以上の処理により、画像濃度制御の
初期設定処理が終了する。

【００５４】このようにして得られた制御ルールを用い
ると所定の目標濃度についてスコロ設定値およびＬＰ設
定値を一意に決定できる。すなわち、ユーザからの所望
の濃度指示値が入力されると、指示値に応じベタ濃度
（ベタ目標濃度）およびハイライト濃度（ハイライト目
標濃度）が計算される。図１１に示すように、ベタ事例
平面ＢＰおよびハイライト事例平面ＨＰに、ベタ目標濃
度をとる平面（ベタ目標濃度平面ＢＴＰ）およびハイラ
イト目標濃度をとる平面（ハイライト目標濃度平面ＨＴ
Ｐ）をそれぞれ重ねる。ベタ事例平面ＢＰおよびベタ目
標平面ＢＴＰの交線ＢＴＬは、ベタ濃度に関する制御ル
ールを満たし、かつベタ目標濃度をとる点の集合であ
る。また、ハイライト事例平面ＨＰおよびハイライト目
標濃度平面ＨＴＰの交線ＨＴＬは、ハイライト濃度に関
する制御ルールを満たし、かつハイライト目標濃度をと
る点の集合である。そして交線ＢＴＬおよびＨＴＬの双
方をともに満たすスコロ設定値およびＬＰ設定値の組を
求める。このスコロ設定値およびＬＰ設定値の組は、ス
コロ設定値の座標軸およびＬＰ設定値の座標軸が形成す
る平面への交線ＢＴＬおよびＨＴＬの射影の交点であ
る。

【００５５】数式を用いて示せば、つぎのようになる。
ベタ濃度に関する制御ルールおよびハイライト濃度に関
する制御ルールはそれぞれ Ｄ１００＝ａ１・ＬＰ＋ａ２・ＳＣ＋ａ３ Ｄ２０ ＝ｂ１・ＬＰ＋ｂ２・ＳＣ＋ｂ３ となる。ここでＤ１００はベタ濃度、Ｄ２０はハイライ
ト濃度、ＬＰはＬＰ設定値、ＳＣはスコロ設定値であ
る。またａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３は係数で
ある。この式をスコロ設定値ＳＣおよびＬＰ設定値ＬＰ
について解くと、 ＳＣ＝（ｂ１・Ｄ１００−ａ１・Ｄ２０−ａ３・ｂ１＋
ａ１・ｂ３）／（ａ２・ｂ１−ａ１・ｂ２） ＬＰ＝（ｂ２・Ｄ１００−ａ２・Ｄ２０−ａ３・ｂ２＋
ａ２・ｂ３）／（ａ１・ｂ２−ａ２・ｂ１） を得る。この式のＤ１００およびＤ２０にベタ目標濃度
およびハイライト目標濃度を代入すれば、ＬＰおよびＳ
Ｃが決定する。

【００５６】制御ルールを満たす事例のベタ濃度および
ハイライト濃度が、事前に測定されている場合には、そ
のベタ濃度およびハイライト濃度からスコロ設定値およ
びＬＰ設定値を求めることもできる。すなわち ΔＤ１００＝ａ１・ΔＬＰ＋ａ２・ΔＳＣ ΔＤ２０ ＝ｂ１・ΔＬＰ＋ｂ２・ΔＳＣ ただしΔＤ１００は事例のベタ濃度と目標ベタ濃度との
差分、ΔＤ２０は事例のハイライト濃度と目標ベタ濃度
との差分、ΔＬＰは事例のＬＰ設定値と次回のＬＰ設定
値との差分、ΔＳＣは事例のスコロ設定値と次回のスコ
ロ設定値との差分である。この式をスコロ設定値の差分
ΔＳＣおよびＬＰ設定値の差分ΔＬＰについて解いて、 ΔＳＣ＝（ｂ１・ΔＤ１００−ａ１・ΔＤ２０）／（ａ
２・ｂ１−ａ１・ｂ２） ΔＬＰ＝（ｂ２・ΔＤ１００−ａ２・ΔＤ２０）／（ａ
１・ｂ２−ａ２・ｂ１） を得る。この式にΔＤ１００およびΔＤ２０を代入して
ΔＬＰおよびΔＳＣを決定し、次回のスコロ設定値およ
びＬＰ設定値を求めることができる。

【００５７】制御ルールは係数ａ１，ａ２，ａ３，ｂ
１，ｂ２，ｂ３により、また係数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ
２により表すことができる。

【００５８】［２．３］ 基本的な動作 つぎに初期設定後の動作について説明する。初期設定後
の動作は、図１２に示すように、画像形成動作（Ｓ２２
およびＳ２３）と適用ルールの適合化動作（Ｓ２４）と
からなる。画像形成動作は通常の電子写真方式の画像形
成動作である。適用ルールの適合化動作は、画像濃度を
制御する際に適用するルールを適合化する動作である。
適合化動作は、パッチ画像を形成し、その画像濃度を測
定して行うことができる。詳細は後に説明する。この例
では、主たる画像と同時にパッチの画像を形成すること
ができるので（図４）、適合化を行うタイミングでは、
主たる画像のほかにパッチの画像を形成する（Ｓ２１、
Ｓ２２）。適合化を行うタイミングは任意に設定でき、
たとえば主たる画像を所定枚数形成するたびに行うよう
にできる。１枚形成するたびに行ってもよく、１０枚ご
とに行ってもよい。または所定の時間経過後に行うよう
にしたり、所定のイベントの発生に応じて行うようにも
できる。

【００５９】主画像の形成動作（Ｓ２２）は図１３に示
すように行われる。まず電源投入直後かどうかが判断さ
れる（Ｓ３１）。電源投入時には、測定したベタ濃度お
よびハイライト濃度がないので、セットアップ用のベタ
濃度パッチおよびハイライト濃度パッチを形成する。こ
のときのスコロ設定値およびＬＰ設定値は前回の（電源
オフ直前の）値を用いてもよいし、デフォルト値を用い
てもよい。形成したベタ濃度パッチおよびハイライト濃
度パッチの濃度を画像濃度センサ１０で測定する（Ｓ３
３）。

【００６０】つぎに濃度目標値がユーザにより変更され
ているかどうかを判別する（Ｓ３４）。変更されていな
いときには、現在のスコロ設定値およびＬＰ設定値で主
画像の潜像を形成し（Ｓ３７）、さらにトナーで潜像を
現像する（Ｓ３８）。目標値が変更されているときに
は、目標値に対応するベタ濃度およびハイライト濃度を
算出し、直前に測定したベタ濃度およびハイライト濃度
との差分ΔＤ１００およびΔＤ２０を計算する。現在の
状態に適用されている制御ルールを、 ΔＤ１００＝ａ１・ΔＬＰ＋ａ２・ΔＳＣ ΔＤ２０ ＝ｂ１・ΔＬＰ＋ｂ２・ΔＳＣ とし、これに先のΔＤ１００およびΔＤ２０を代入し
て、ΔＬＰおよびΔＳＣを算出する（Ｓ３５）。このΔ
ＬＰおよびΔＳＣを現在のＬＰ設定値ＬＰおよびスコロ
設定値ＳＣから引いて、新たなＬＰ設定値およびスコロ
設定値とする（Ｓ３６）。そしてこの新たなＬＰ設定値
およびスコロ設定値で主画像の潜像を形成し、この潜像
をトナーで現像する（Ｓ３７、Ｓ３８）。

【００６１】主画像およびパッチ画像の形成動作（Ｓ２
３）を図１４に示す。この動作は図１３とほぼ同様であ
り、対応するステップに対応する番号を付して詳細な説
明は省略する。要するに、主画像およびパッチ画像を形
成する動作（Ｓ２３）では、ステップＳ３９において主
画像のほかにパッチ画像の潜像を形成するようにしてい
る。

【００６２】適用ルールの適合化の動作は、図１５に示
すように、現在の状態に対応する最新の制御ルールを修
正する、最新制御ルール修正動作（Ｓ４７）と、状態が
遷移したあとに、新たな状態に対応する新たな制御ルー
ルを生成する、制御ルール作成動作（Ｓ４２）と、現在
保持されている１つまたは複数の制御ルールから最適な
制御ルールを合成する適用ルール合成動作（Ｓ４８）と
からなっている。

【００６３】図１５において、まず、画像形成装置本体
の状態が遷移したかどうかを判別する（Ｓ４１）。画像
生成装置本体の状態が遷移したかどうかは、画像形成の
時刻および累積画像枚数に基づいて判別する。所定の時
間が経過しているときや、所定の枚数の画像を形成した
後には、画像形成装置本体の状態が遷移している蓋然性
が高く、このような代用値を用いることができる。この
判別は、画像形成装置本体の具体的な状態量たとえば温
度、湿度等に基づいて決定してもよく、また状態量の他
の代用値を用いてもよい。

【００６４】状態が遷移しているときにはルール作成動
作（ストアしている事例データ等）を初期化する（Ｓ４
１、Ｓ４２）。ルール作成ステップＳ４４においては、
状態遷移後の事例のデータをストアし、新たな状態の制
御ルールを生成するのに十分な数の事例のデータがスト
アされたら、新たな制御ルールを生成する。制御ルール
が生成された場合には、ルール作成動作を終了し、制御
ルール作成モードをリセットする（Ｓ４５、Ｓ４６）。
状態が遷移していない場合には、今の動作が制御ルール
作成モードかどうかを判別する（Ｓ４３）。今の動作が
制御ルール作成モードのときには、制御ルール作成動作
を行う（Ｓ４４）。今の動作がルール作成モードでない
ときには、すなわち、状態が遷移した後、その状態に対
応する新たな制御ルールがすでに生成されているときに
は、その制御ルールを修正する動作を行う（ステップＳ
４７）。

【００６５】以上の動作により、状態が遷移するたび
に、制御ルール作成が初期化され、その状態の継続中に
十分な数の事例がストアされると制御ルールが生成され
る。したがって、通常複数の制御ルールが用意されるこ
とになる。制御ルールの最大個数を予め決めておき、最
大個数の制御ルールが用意された後には、所定のルール
で制御ルールを更新していってもよい。

【００６６】適用ルール合成の動作（Ｓ４８）は、現在
の状態と各制御ルールとの適合度を算出し、この適合度
に応じて各制御ルールを重み付けし、組み合わせ、以降
の画像形成に適用する適用ルールを合成するものであ
る。適合度は、たとえば、直前に形成されたパッチの濃
度と、その形成時のスコロ設定値およびＬＰ設定値を各
制御ルールに当てはめたときの濃度との間の偏差が、小
さいほど大きくなるように選ぶことができる。

【００６７】たとえば、制御ルールＲｉ（ｉは正の整
数）のベタ濃度の偏差をＥ１００，ｉ、ハイライト濃度
の偏差をＥ２０，ｉとすると、ベタ濃度の適合度ｗ１０
０，ｉおよびハイライト濃度の適合度ｗ２０，ｉは、 ｗ１００，ｉ＝（１／Ｅ１００，ｉ）／（Σ（１／Ｅ１
００，ｊ）） ｗ２０，ｉ＝（１／Ｅ２０，ｉ）／（Σ（１／Ｅ２０，
ｊ））となり、（ただしΣはｊについての総和を意味す
る。） 全体の適合度ｗｉはｗｉ＝ｗ１００，ｉ×ｗ２０，ｉと
なる。

【００６８】図１６は、クラスタＡおよびクラスタＢの
ベタ事例平面についての適合度ｗ１００，ｉを計算する
例を示す。図において、現在のスコロ設定値およびＬＰ
設定値がそれぞれＳＣ、ＬＰのときの実際のベタパッチ
濃度がＢ０とする。またこのときのクラスタＡのベタ事
例平面のベタパッチ濃度がＢ１とし、クラスタＢのベタ
事例平面のベタパッチ濃度がＢ２とする。そうすると、
偏差Ｅ１００，１およびＥ１００，２はそれぞれ｜Ｂ０
−Ｂ１｜および｜Ｂ０−Ｂ２｜となる。クラスタが現在
２つしかないとすると、ｗ１００，１＝（１／｜Ｂ０−
Ｂ１｜）／（１／｜Ｂ０−Ｂ１｜＋１／｜Ｂ０−Ｂ２
｜）となり、またｗ１００，２＝（１／｜Ｂ０−Ｂ２
｜）／（１／｜Ｂ０−Ｂ１｜＋１／｜Ｂ０−Ｂ２｜）と
なる。同様に、ハイライト濃度の適合度ｗ１００，１お
よびｗ１００，２を求め、総合的な適合度ｗ１およびｗ
２を得る。この適合度ｗ１およびｗ２は総和（ｗ１＋ｗ
２）で割られて正規化された適合度Ｗ１およびＷ２とな
る。

【００６９】このように、この画像濃度制御では、状態
が遷移するたびに、その状態に適した新たな制御ルール
を生成する動作が開始され、十分な事例が準備される
と、新たな制御ルールが生成される。したがって、出荷
前に様々なデータを取り様々な状況に適切に対処するよ
うにする必要がなく、大幅なコスト削減が可能になる。
また、種々の制御ルールを時事刻々と変化する状況に対
する適合度に基づいて合成するようにしているので、少
ない制御ルールでも種々の状況に適切に対処することが
できる。この場合、例えば典型的な状態に対応する制御
ルールを予め出荷前に組み込んでおけば、種々の状態に
即座に対応することができる。制御ルールの記憶管理に
おいて、これら典型的な制御ルールを更新不能にしてお
けば、新たな制御ルールを登録するときにこのような典
型的な制御ルールを消去しないで済む。

【００７０】［２．４］ 適用制御ルールの適合化の詳
細な制御フロー つぎに適用制御ルールの適合化（Ｓ２４）の詳細な制御
例について図１７〜図２２を参照して説明する。

【００７１】まず、適用制御ルールの適合化の全体の流
れについて図１７および図１８を参照して説明する。 ［ステップＳ１０１］ 測定したベタ濃度と、目標ベタ
濃度との間の誤差Ｅ１００を求める。同様に測定したハ
イライト濃度パッチの濃度と、目標ハイライト濃度Ｅ２
０との間の誤差を求める。 ［ステップＳ１０２］ 既存の１番目の事例の時刻およ
び累積枚数と現在の時刻および累積枚数との差を計算す
る。 ［ステップＳ１０３］ 時間差が１０分以内で、かつ累
積枚数の差が２０枚以内かどうかを調べる。時間差が１
０分以内で、かつ累積枚数の差が２０枚以内であれば、
状態は遷移していないと判断し、現在の制御ルールの修
正動作に移行する。時間差が１０分を超えた場合、ある
いは累積枚数の差が２０枚を超えた場合には、状態が遷
移したと判断し、新たな制御ルールを作成するモードに
移行する（ステップＳ１０４、１０５、１０６）。 ［ステップＳ１０４〜Ｓ１０６］ 状態の遷移の判別に
応じて新たな制御ルールを生成する動作である。まず、
遷移前の状態においてストアされていた事例および保持
事例を削除する（Ｓ１０４）。つぎに、現在の日付、時
刻、累積枚数を事例の一番目に仮登録する（Ｓ１０
５）。つぎに、クラスタ作成フラグをオンにする（Ｓ１
０６）。ここで、クラスタとは、１つの状態において検
出された事例の塊をいい、クラスタに含まれる事例のデ
ータに基づいてその状態の制御ルールが作成される。ク
ラスタ作成フラグがオンであることは、新たな制御ルー
ルを作成するモードになっていることを示す。 ［ステップＳ１０７〜Ｓ１０９］ これら一連のステッ
プでは、顕著な事例があったときにそれを事例として付
加するようになっている。顕著な事例とは、新たな制御
ルールを作成する上で考慮しなければならない事例また
は現在の制御ルールを修正する上で考慮しなければなら
ない事例をいう。この例では、現在のベタ濃度誤差およ
びハイライト濃度の誤差のいずれかが許容誤差を超えて
いる場合である。まず、ステップＳ１０７において許容
誤差範囲かどうかを判別する。許容誤差は、ベタ濃度に
ついては６レベル、ハイライト濃度については５レベル
である。濃度誤差が許容誤差を上回る場合には、現在の
日付、時刻を記録し、事例のデータを記憶した後（Ｓ１
０８、Ｓ１０９）、制御ルール作成・修正のステップＳ
１１０に進む。事例のデータの記録については図１９を
参照して後に詳述する。誤差が許容誤差範囲内であれ
ば、そのまま制御ルール作成・修正のステップＳ１１０
に進む。 ［ステップＳ１１０］ 制御ルール作成・修正のステッ
プにおいては、状態が遷移した場合には新たな制御ルー
ルを作成し、また、状態が遷移したいない場合にはその
状について作られた制御ルールを修正する。また、制御
ルールについて適合度を計算する。制御ルール作成・修
正の詳細については図２０および図２１を参照して後に
詳述する。 ［ステップＳ１１１］ すべての制御ルールＲｉの係数
ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２に制御ルールの適合度Ｗｉを掛
けたものの総和Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を求め、これを
適用制御ルールの係数とする。すなわち、偏差ΔＤ６０
およびΔＤ２０に基づいて操作量の補正量ΔＳＣおよび
ΔＬＰを求める。

【００７２】ΔＤ６０＝Ａ１・ΔＳＣ＋Ａ２・ΔＬＰ ΔＤ２０＝Ｂ１・ΔＳＣ＋Ｂ２・ΔＬＰ をΔＳＣおよびΔＬＰを解いて、 ΔＳＣ＝（Ｂ２・ΔＤ６０−Ａ２・ΔＤ２０）／（Ａ１
・Ｂ４−Ａ２・Ｂ１） ΔＬＰ＝（Ｂ１・ΔＤ６０−Ａ１・ΔＤ２０）／（Ａ２
・Ｂ１−Ａ１・Ｂ２） を得ることができる。ただし、 Ａ１＝Σａ１ｉ・Ｗｉ Ａ２＝Σａ２ｉ・Ｗｉ Ｂ１＝Σｂ１ｉ・Ｗｉ Ｂ２＝Σｂ２ｉ・Ｗｉ である。ここでΣはｉについての総和を意味する。 ［ステップＳ１１２〜Ｓ１１４］ 補正量を求められる
かどうかを判別する（Ｓ１１２）。すなわち、Ａ１・Ｂ
２−Ａ２・Ｂ１がゼロ値をとる場合、すなわち合成した
適用制御ルールのベタ濃度平面およびハイライト濃度平
面が平行する場合には、ΔＳＣおよびΔＬＰの解が求め
られないので、補正量をゼロとし、前回のスコロ設定値
およびＬＰ設定値をそのまま用いる（Ｓ１１４）。解が
求められる場合には、上式からΔＳＣおよびΔＬＰを求
める（Ｓ１１３）。 ［ステップＳ１１５］ 以上で求めたΔＳＣおよびΔＬ
Ｐに基づいてスコロ設定値およびＬＰ設定値を補正す
る。

【００７３】つぎに顕著な事例のデータを記憶する動作
（Ｓ１０９）について図１９を参照して説明する。 ［ステップＳ１２０］ クラスタ作成フラグがオンかど
うかをチェックする。クラスタ作成フラグがオフのとき
には、すなわち、状態が遷移していないときには、顕著
な事例のデータが得られれば、この顕著な事例を保管
し、その状態の制御ルールを補正するのに用いる。 ［ステップＳ１２１〜Ｓ１２２］ クラスタ作成フラグ
がオンのときには、今までに保管されている顕著な事例
が２以上かどうかをチェックする（Ｓ１２１）。２以下
の場合には、ステップＳ１２４に進み、事例のデータを
保管する。事例が２以上のときには、ステップＳ１２２
で、制御ルールが計算できるかどうかをチェックする。
この実施例の場合、通常は３つの事例があれば、ルール
を作成できるが、３つの事例のデータが直線上に並んだ
りするときには、制御ルールの平面を規定できないの
で、制御ルールを計算できない。このような場合には、
新たな事例を保管することなく、保持事例として保管し
ておく（Ｓ１２３）。この保管事例のデータは、後に制
御ルールを作成するに足る数の事例のデータが揃ったと
きに、補充的なデータとして、利用する。 ［ステップＳ１２４］ 操作量（スコロ設定値およびＬ
Ｐ設定値）および制御量（ベタ濃度およびハイライト濃
度）を記録する。また、記録した事例の数を１だけ増分
する。また保持事例があればそれを追加登録する。以上
のようにして、顕著な事例のデータの登録が行われる。

【００７４】つぎに、制御ルールの作成・修正の動作
（Ｓ１１０）について説明する。 ［ステップＳ１３０］ 制御ルールの作成・修正動作
は、まず現在の状態の制御ルールの係数の計算から始ま
る。これについては図２２を参照して後に詳述する。な
お、現在の制御ルールが新たに作成された場合や、修正
された場合には、書き込みフラグが１とされ、そうでな
い場合にはゼロとされる（図２２のステップＳ１５３参
照）。 ［ステップＳ１３１］ 書き込みフラグがオンかどうか
をチェックする。オンの場合、すなわち、現在の状態の
制御ルールが、新たに作成されたり、修正されたりした
場合には、新たな制御ルールの作成か、従前の制御ルー
ルの修正かに応じて異なった処理を行う。オフの場合に
はそのままステップＳ１４０に進む。 ［ステップＳ１３２］ クラスタ作成フラグがオンかど
うかをチェックする。クラスタ作成フラグがオンのと
き、すなわち、新たな制御ルールを作成するときには、
ステップＳ１３３に進み、クラスタ作成フラグがオフの
とき、すなわち、制御ルールを修正するときには、その
ままステップＳ１３７に進む。 ［ステップＳ１３３］ 顕著な事例の数が３以上かどう
かをチェックする。３以上でないときには、制御ルール
を新たに作れないので、ステップＳ１３７に進む。３以
上の場合には、制御ルールを作れるので、ステップＳ１
３４に進む。 ［ステップＳ１３４〜Ｓ１３６］ ステップＳ１３４に
おいては、クラスタ番号すなわちルール番号を１だけ増
分する。つぎにステップＳ１３５において、クラスタ中
の１番目の事例の日付、時刻を最新クラスタ（制御ルー
ル）に登録し、さらにステップＳ１３６において、クラ
スタ作成フラグをオフにする。 ［ステップＳ１３７〜Ｓ１３９］ ルール計算ステップ
で計算した制御ルールを用いて最新クラスタ（最新制御
ルール）を登録・更新する（Ｓ１３７）。その後、累積
枚数を最新クラスタに登録し、書き込みフラグをオフに
する（Ｓ１３８、Ｓ１３９）。 ［ステップＳ１４０〜Ｓ１４６］ この一連のステップ
では、複数の制御ルールについて適合度を求め、この適
合度に応じて適用制御ルールを合成する。制御ルールが
１つしかない場合には、これをそのまま適用制御ルール
とする。まず、現在のスコロ設定値およびＬＰ設定値を
各制御ルールに当てはめて、各制御ルールのベタ濃度お
よびハイライト濃度を計算する。そして、実際に測定し
たベタ濃度およびハイライト濃度との偏差を計算する
（Ｓ１４０）。ベタ濃度の偏差をＥ６０とし、ハイライ
ト濃度の偏差をＥ２０とする。つぎに各制御ルールのベ
タ濃度の偏差Ｅ６０を、最小のベタ濃度の偏差で割る。
同様に各制御ルールのハイライト濃度の偏差Ｅ２０を最
小のハイライト濃度の偏差で割る（Ｓ１４１）。つぎ
に、ベタ濃度の偏差について、割った値の逆数の値の総
和を求め、割った値の逆数をこの総和で割って正規化す
る。これをベタ濃度についての各制御ルールの寄与率と
いう。同様にハイライト濃度の偏差について、割った値
の逆数の総和を求め、割った値の逆数をこの総和で割っ
て正規化する。これをハイライト濃度についての各制御
ルールの寄与率という（Ｓ１４２）。この後、各制御ル
ールについて、ベタ濃度およびハイライト濃度の寄与率
を互いに乗じて、その制御ルールの寄与率とする（Ｓ１
４３）。つぎに、各制御ルールの寄与率を、最大の寄与
率で割り、割って得た値を、割って得た値の総和で割っ
て、正規化する（Ｓ１４４、Ｓ１４５）。こうして得た
値を各制御ルールＲｉの適合度Ｗｉとして記憶する。

【００７５】以上のようにして適合度が計算され、適用
制御ルールが求められる。すなわち、すべての制御ルー
ルＲｉの係数ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２に制御ルールの適
合度Ｗｉを掛けたものの総和Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を
求め、これを適用制御ルールの係数とする。

【００７６】Ａ１＝Σｗｉ・ａ１ｉ Ａ２＝Σｗｉ・ａ２ｉ Ｂ１＝Σｗｉ・ｂ１ｉ Ｂ２＝Σｗｉ・ｂ２ｉ ただしΣはｉについての総和である。

【００７７】つぎに制御ルールの係数の計算（Ｓ１３
０）について図２２を参照して説明する。 ［ステップＳ１５０］ まず、事例データの数が３以上
あるかどうかをチェックする。３以上なければ、制御ル
ールの係数を計算できないから、計算処理を終了する。
事例が３以上のときは、ステップＳ１５１に進む。 ［ステップＳ１５１］ 最小二乗法を用いて、最適な制
御ルールの係数ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２、ｂ３を
計算する。 ［ステップＳ１５２］ ａ１・ｂ２−ａ２・ｂ１がゼロ
かどうかをチェックする。ゼロであると、制御平面は平
行になって、スコロ設定値およびＬＰ設定値を計算でき
ないので、そのような制御ルールの係数は採用せずに、
制御ルールの計算を終了する。 ［ステップＳ１５３］ ａ１・ｂ２−ａ２・ｂ１がゼロ
でない場合には、制御ルールの係数として採用でき、書
き込みフラグをオンにして、制御ルールの係数の計算の
処理を終了する。

【００７８】［３］ 実施例１ 実施例１は、上述の画像形成装置において、トナー供給
方法にＡＴＣ方式を採用したものである。この実施例で
は、ＴＣを所定の規定値としたときに予定される画像濃
度（ベタ濃度やハイライト濃度。この実施例ではベタ濃
度を用いている）と、現像器６（図２）内の現実のＴＣ
の値に対応した画像濃度とを比較し、その誤差に応じて
トナー供給量を制御して現像器６内のＴＣが規定値とな
るように制御を行うようにしている。

【００７９】［３．１］ トナー供給制御部５０の構成 図１はＡＴＣ方式でトナー供給量を制御するトナー供給
制御部５０を示している。図１において、トナー供給制
御部５０は、標準操作量メモリ５１、ベタ濃度算出器５
２、標準ベタ濃度検索器５４、画像濃度比較器５５とか
らなっている。また、トナー供給制御部５０は画像出力
部ＩＯＴ（図２）内に設けられた温度・湿度センサ５３
から測定出力信号を受け取るとともに、画像濃度制御部
２０の制御ルール検索器３０から適用制御ルールを受け
取るようになっている。

【００８０】標準操作量メモリ５１は、標準操作量、こ
の実施例の場合標準スコロ設定値および標準ＬＰ設定値
をストアしている。ベタ濃度算出器５２は、画像濃度制
御用に用意された制御ルール検索器３０を用いてベタ濃
度用制御ルールを検索し、標準スコロ設定値および標準
ＬＰ設定値の場合のベタ濃度を算出する。ベタ濃度よう
制御ルールは現像器６内のトナーのＴＣ値に応じたもの
であるから、このように算出されたベタ濃度も、現像器
６内のトナーのＴＣ値に応じたものとなる。

【００８１】標準ベタ濃度検索器５４は、状態量と、目
標ＴＣ値、かつ標準操作量の下で上記状態量に応じたベ
タ画像濃度の値とを示すルックアップテーブル（ＬＵ
Ｔ）を格納している。この例では状態量として温度およ
び湿度を用いている。ＬＵＴの内容は例えば図２３に示
すようなものである。図２３の例では、温度は５度単
位、湿度は２０％単位となっている。より細かな単位で
は、補間を行って標準ベタ濃度を算出する。標準ベタ濃
度検索器５４は、画像出力部ＩＯＴ内の温度・湿度セン
サ５３の出力信号に応じてベタ濃度標準値を出力する。
状態量として温度、湿度を用いたのは、トナーの帯電量
は湿度と相関が高く、また感光体上の静電潜像の電位は
温度と相関が高いためである。

【００８２】画像濃度比較器５５は、ベタ濃度算出器５
２で算出された、現像器６内のトナーのＴＣ値に応じた
ベタ濃度と、標準ベタ濃度検索器５４で検索された、目
標ＴＣ値に対応するベタ濃度標準値とを比較する。比較
結果はトナー供給装置５６に供給され、トナー供給装置
５６は、比較結果に応じた適量のトナーを現像器６に補
給する。

【００８３】［３．２］ トナー供給制御部５０の動作 つぎに、図２４および図２５図をも参照してトナー供給
制御部５０の動作について説明する。なお以下の動作に
おいては、前述の画像濃度制御の初期設定や駆動時の動
作がすでになされており、ベタ濃度パッチに関する制御
ルールが抽出されているものとする。

【００８４】また、標準操作量メモリ５１には、温度湿
度（状態量）が標準値のときに、感光体のパッチの静電
潜像の電位が標準電位となるようなＬＰ設定値とスコロ
設定値とを予めストアしておく（ここでは、１３８、１
４５とする）。

【００８５】まず、現在のＬＰ設定値およびスコロ設定
値（ここでは、９６、７６とする）においてベタ濃度パ
ッチが作成され、ベタ濃度が現像濃度センサ１０により
測定される（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。この測定例を図２
５に×印で示す。つぎに、この測定値Ｂ６を用いて、測
定値に最も適合する制御ルールを合成する。すなわち、
ベタ濃度についての各制御ルール（ａ１、ａ２、ａ３）
にＬＰ設定値、スコロ設定値（９６、７６）を代入して
得たベタ濃度の計算値と、実測値Ｂ６との偏差Ｅ１００
を求め（Ｓ２０３）、各制御ルールの偏差Ｅ１００を最
小の偏差Ｅ１００で割る（Ｓ２０４）。そして偏差Ｅ１
００について割った値の逆数の総数を求め、各制御ルー
ルの逆数をこの総和で割って、各制御ルールの適合度Ｗ
とする（ＳＳ２０５）。これは、図２１のステップＳ１
４２の各制御ルールの偏差Ｅ１００の寄与率と同じであ
る。このようにして求めた適合度を重みとして各制御ル
ール（ａ１、ａ２、ａ３）を組み合わせて、測定値に最
も適合する制御ルールを合成する（Ｓ２０６）。合成し
た制御ルールの係数をＡ１、Ａ２、Ａ３とすると、 Ａ１＝ΣＷｉ・ａｉ、 Ａ２＝ΣＷｉ・ｂｉ、 Ａ３＝
ΣＷｉ・ｃｉ となる。合成したルールは図２５においてＢＲＰで示
す。そして、この合成した制御ルールに、標準操作量
（１３８、１４５）を代入して標準操作量に対応するベ
タ濃度を算出する（Ｓ２０７）。算出されたベタ濃度を
図２５に＋印で示す。

【００８６】他方、標準ベタ濃度検索器５４は、温度・
湿度センサ５３からの出力信号に応じて、その温度、湿
度下で、かつ規定のＴＣ値下で、標準操作量を印加した
ときの標準ベタ濃度を出力する（Ｓ２０８）。標準ベタ
濃度の平面を図２５においてＳＴＰで示す。画像濃度比
較器５５は、この標準ベタ濃度と、制御ルールから算出
されたベタ濃度とを比較し（Ｓ２０９）、トナー供給装
置５６は、この比較結果ΔＤに応じて、適量のトナーを
現像器６に供給する（Ｓ２１０）。具体的には、ベタ濃
度差に比例した時間だけ、ディスペンス・モータを駆動
する。ベタ濃度差ΔＤと、モータの駆動時間との間の比
例定数は事前の実験により決定する。

【００８７】この構成では、ＴＣが規定値のときのベタ
濃度と、現実のＴＣ値に応じたベタ濃度を比較し、この
比較結果がゼロになるようにトナー供給量を制御してい
る。したがって、ＴＣ値を規定値に制御することができ
る。

【００８８】［３．３］ 実施例１の効果 （１）この実施例では、上述の制御ルールを用いること
により、ＴＣセンサを用いることなく、ＴＣを常に一定
に保つように制御することができる。この結果、センサ
が不要になり、コスト削減が図れる。また、ＴＣセンサ
の削減により、現像器６内の現像剤の流れを妨げる要因
が減り、現像器や現像剤の負担を低減できるとともに、
現像器６の設計の自由度を増す効果がある。

【００８９】（２）さらに、この実施例では、画像濃度
制御とトナー供給制御の両方を行うため、画像出力部Ｉ
ＯＴは常に安定した最終画像が形成できる。この際、Ｔ
Ｃが一定になるように制御されているため、ＡＤＣ方式
のように、積極的にＴＣを変化させるように制御するわ
けではない。すなわち、画像のプリントにより消費した
トナーの分量だけトナーを補給すればよく、ＡＤＣ方式
に比べ応答性が高くなる。ただし、ＴＣが常に一定に保
たれるように制御されるため、環境の変動に伴いトナー
の帯電量は変化してしまう。この変動は、画像濃度制御
で、補正可能であり問題とならない。

【００９０】［３．４］ 実施例１の変形例 （１）この実施例において用いた光学式の現像濃度セン
サは単なる一例であり、本発明の効果を得るためには、
現像パッチの濃度が正しく測定できるセンサであればど
のような方式のものでもよい。また、モニタする対象
も、最終画像濃度と相関が高いものであれば、どのよう
なものでもよく、例えば、現像像、転写像、定着像のど
れをモニタしてもよい。

【００９１】（２）この実施例では、現像パッチの濃度
としてベタ（網点カバレッジ１００％）濃度パッチとハ
イライト（網点カバレッジ２０％）濃度パッチの二種類
を採用したが、このに種類に限られず、例えば編み点カ
バレッジ５０に対応する濃度のみを対象としてもよい
し、さらに多くの種類のパッチを用いて、より多くの階
調ポイントを制御してもよい。ただし、各階調ポイント
をそれぞれ属率に制御したい場合には、制御用パラメー
タの種類を階調ポイント数に見合った数だけ用意する必
要がある。

【００９２】（３）この実施例では、現像バイアス設定
値を固定値としたが、例えばレーザーパワー設定値を固
定とし、スコロトロン帯電器のグリッド電圧設定値と現
像バイアスとを制御パラメータとして採用することもで
きる。これは現像バイアスもベタ濃度とハイライト濃度
に高い相関を持っているためである。したがって、別の
組み合わせとして、スコロトロン帯電器のグリッド電圧
設定値を固定し、レーザーパワー設定値と現像バイアス
とを制御パラメータとして採用することもできる。

【００９３】あるいは、レーザーパワー設定値、現像バ
イアス設定値、およびスコロトロン帯電器のグリッド電
圧設定値の三つの階調ポイントを制御することも可能で
ある。すなわち、例えば、網点カバレッジが１００％、
５０％、２０％というように行うことができる。

【００９４】（４）現像パッチの作成と、センシングは
従来とまったく同様に行え、この発明を行う上での制約
は何もない。従来行われているように、画像形成するた
びに毎回パッチを作成してもよいし、一連のジョブの前
のみ、あるいは後のみにパッチを作成してもよい。ある
いは、所定枚数ごと、一定時間ごとにパッチを作成して
もよい。

【００９５】一般にパッチ作成とその検出は、頻度が高
いほど精度よく画像濃度の再現状態を把握できる長所が
あるが、その分トナーを消耗するなどの短所がある。画
像形成装置の仕様や目的に合わせて、最適なパッチ作成
頻度を採用すればよい。

【００９６】（５）制御ルール検索器において、制御ル
ールの適合度を求めて合成する際に、適合度が所定値
（１０％または２０％等）より小さいものは無視して残
りの制御ルールについて再び適合度を求め、これらを構
成して制御を行うようにしてもよい。このように制御す
ることで、関連性の薄い制御ルールの影響を受けずに済
むので、より精度の高い制御を行うことができる。

【００９７】（６）この実施例では、画像濃度の制御の
ための状態量として時刻および累積枚数を、トナー供給
制御のための状態量として温度、湿度を用いているが、
これらの状態量を組み合わせてもよい。例えば、濃度の
制御ルールを検索する際に、予め温度５度ごとにクラス
タを分類しておき、動作時の温度センサの出力値からそ
の温度を含むクラスタ群の中から適合する制御ルールを
算出することにより、画像濃度の制御精度をより高める
ことができる。さらに、状態量として経過時間を取り入
れ、これらの状態量を、画像濃度制御、トナー供給制御
に組み合わせて用いることにより、制御精度を高めても
よい。

【００９８】（７）この実施例においては、推論ルール
は自動的に抽出されるが、推論ルールを予め技術者が実
験により準備しておいてもよい。

【００９９】（８）この実施例では、実測値に最も適合
するルールを合成するようにしたが、１つの制御ルール
を選択するようにしてもよく、また１つの制御ルールし
か準備しなくてもよい。この場合にも、制御ルールはそ
の状態に適合したものである方がよい。制御ルールがそ
の状態から若干逸脱していても、ベタ濃度の実測値を用
いて標準操作量に応じたベタ濃度の算出を行えば（例え
ばΔＤ＝ａ１・ΔＬＰ＋ａ２・ΔＳＣからΔＤを求め、
これを実測値Ｄに加算して標準操作量に応じたベタ濃度
Ｄを求める）、計算されたベタ濃度は実際のＴＣを反映
したものとなる。したがって、近衛他のウドを標準ベタ
濃度と比較し、その比較結果でトナー供給量を制御して
も、実際のＴＣ値を目標ＴＣ値に近づけることができ
る。

【０１００】［４］ 実施例２ 実施例２は、上述の画像形成装置において、トナー供給
方法にＡＤＣ方式を採用したものである。この実施例で
は 、トナー帯電量を規定値としたときに予定される画
像濃度（ベタ濃度やハイライト濃度。この実施例でもベ
タ濃度を用いる）と、現像機内の現実のトナー帯電量に
対応した画像濃度とを比較し、その誤差に応じてトナー
供給量を制御して現像器内のトナーの帯電量が規定値に
なるように制御を行うようにしている。。

【０１０１】［４．１］ トナー供給制御部６０の構成 図２６は、この実施例のトナー供給制御部６０の構成を
示すもので、この図においてトナー供給制御部６０は、
標準操作量検索器６２、ベタ濃度算出器６３、標準ベタ
濃度メモリ６４、および画像濃度比較器６５を有してい
る。標準操作量検索器６２は、状態量と、この状態量の
下で感光体２のベタ濃度パッチＰＡ１形成部分の電位を
所定の標準値にするスコロ設定値およびＬＰ設定値の組
とを示すＬＵＴを格納している。ＬＵＴの内容の例を図
２７に示す。この例では、状態量として、画像出力部Ｉ
ＯＴ内の温度を採用している。温度を状態量とするの
は、パッチ形成時における感光体２の静電潜像の電位
が、温度と相関が高いからである。このＬＵＴにおいて
も温度は５度単位となっており、それより細かい単位に
ついては、補間を行ってＬＰ標準設定値およびスコロ標
準設定値を計算する。標準操作量検索器６２は、画像出
力部ＩＯＴ内の温度センサ６１の出力信号を受け、現在
の状態量におけるスコロ標準設定値とＬＰ標準設定値と
を決定する。

【０１０２】ベタ濃度算出器６３は、制御ルール検索器
３０によって検索されたベタ濃度用の制御ルールを用い
て、操作量が標準操作量検索器６２から出力されるスコ
ロ標準設定値およびＬＰ標準設定値に設定される場合
の、現像器６内の現状のトナー帯電量に対応したベタ濃
度を推論する。なお推論の方法については後述する。

【０１０３】標準ベタ濃度メモリ６４は、パッチ形成時
の感光体２の静電潜像の電位が標準電位のときに、規定
値のトナー帯電量のトナーにより形成される画像の濃度
すなわちベタ濃度標準値を記憶している。画像濃度比較
器６５は、標準ベタ濃度メモリ６４にストアされている
ベタ濃度標準値と、現像器６のトナーの現状の状態にお
いて標準電位の部分に形成される画像の濃度とを比較す
る。この比較結果は、トナー供給装置５６に送られ、ト
ナー供給装置５６は比較結果に応じて適量のトナーを現
像器６内に供給する。

【０１０４】［４．２］ トナー供給制御部の動作 つぎに、図２８および図２９図をも参照してトナー供給
制御部６０の動作について説明する。なお以下の動作に
おいては、前述の画像濃度制御の初期設定や駆動時の動
作がすでになされており、ベタ濃度パッチに関する制御
ルールが抽出されているものとする。

【０１０５】まず、画像出力部ＩＯＴ現在のＬＰ設定値
およびスコロ設定値（ここでは、９６、７６とする）に
おいてベタ濃度パッチが作成され、ベタ濃度が現像濃度
センサ１０により測定される（Ｓ２３１、Ｓ２３２）。
この測定例を図２９に×印で示す。つぎに、この測定値
Ｂ７を用いて、測定値に最も適合する制御ルールを合成
する。すなわち、各制御ルール（ａ１、ａ２、ａ３）に
ＬＰ設定値、スコロ設定値（９６、７６）を代入して得
たベタ濃度の計算値と、実測値Ｂ７との偏差Ｅ１００を
求め（Ｓ２３３）、各制御ルールの偏差Ｅ１００を最小
の偏差Ｅ１００で割る（Ｓ２３４）。そして偏差Ｅ１０
０について割った値の逆数の総数を求め、各制御ルール
の逆数をこの総和で割って、各制御ルールの適合度Ｗと
する（ＳＳ２３５）。これは、図２１のステップＳ１４
２の各制御ルールの偏差Ｅ１００の寄与率と同じであ
る。このようにして求めた適合度を重みとして各制御ル
ール（ａ１、ａ２、ａ３）を組み合わせて、測定値に最
も適合する制御ルールを合成する（Ｓ２３６）。合成し
た制御ルールの係数をＡ１、Ａ２、Ａ３とすると、 Ａ１＝ΣＷｉ・ａｉ、 Ａ２＝ΣＷｉ・ｂｉ、 Ａ３＝
ΣＷｉ・ｃｉ となる。合成した制御ルールは図２９においてＢＲＰで
示される。そして、この合成した制御ルールに、標準操
作量検索器６２からのＬＰ標準設定値およびスコロ標準
設定値をを代入して標準トナー帯電量、標準操作量に対
応するベタ濃度を算出する（Ｓ２３７、Ｓ２３８）。こ
のベタ濃度を図２９において＋印およびＢＲ２で示す。

【０１０６】他方、ベタ濃度標準値メモリ６４から、標
準トナー帯電量、標準電位の下で形成される画像の濃
度、すなわちベタ濃度標準値が読み出され（Ｓ２３
９）、ベタ濃度標準値と、ベタ濃度算出器６３で算出さ
れたベタ濃度とベタ濃度比較器６５で比較される（Ｓ２
４０）。ベタ濃度標準値は図２９においてＴＣＰおよび
三角印で示される。そしてトナー供給装置５６は、この
比較結果に応じて、適量のトナーを現像器６に供給する
（Ｓ２４１）。具体的には、ベタ濃度差に比例した時間
だけ、ディスペンス・モータを駆動する。ベタ濃度差
と、モータの駆動時間との間の比例定数は事前の実験に
より決定する。

【０１０７】この構成では、トナー帯電量が標準値のと
きのベタ濃度と、現実のトナー帯電量の値に応じたベタ
濃度とを比較し、この比較結果がゼロになるようにトナ
ー供給量を制御している。したがって、トナー帯電量の
値を標準値に制御することができる。

【０１０８】なお、この実施例では、温度を状態量とし
てが、温度以外に、湿度または累積枚数を用いてもよ
い。さらに、これらの状態量を組み合わせて用いてもよ
い。

【０１０９】［４．３］ 実施例２の効果 （１）この実施例では、画像濃度制御に用いる制御ルー
ルを用いることにより、電位センサ（標準電位測定用の
電位センサ）を必要とせずに、トナーの帯電量を一定に
保つことができる。したがって、センサを削減でき、コ
ストの低減が図れる。

【０１１０】（２）この実施例では、画像制御用パッチ
をとな供給制御用にも兼用しているため、トナー供給制
御だけのために特別な基準パッチを作成しなくともよ
い。パッチ作成回数を増加させないので、直接に出力画
像作成に係わらないプロセスを削減でき、プリント速度
の増加につながる。また、現像パッチ作成回数が増加し
ないので、クリーナに対する付加増大、寿命の低下を抑
制でき、また廃棄トナーの量を抑えることができ、環境
を保全するのに役立つ。

【０１１１】（３）この実施例では、画像濃度制御とト
ナー供給制御（ＡＤＣ）の双方を行うため、画像出力部
ＩＯＴにおいて、常に安定した最終画像が得られる。こ
の際、トナー供給は、トナー帯電量が一定となるように
制御されるので、画像濃度をより安定させる働きがあ
る。すなわち、温度や湿度がゆっくりと変化した場合に
は、トナーの帯電量が一定に制御されるため、現像パッ
チ濃度の環境変動に対する変動は、主に感光体の静電潜
像電位の変動のみとなる。したがって操作量の設定値は
標準値近傍に納まり、差長量の極端な設定によるＩＯＴ
各部のストレスや、かぶり等の画質劣化の発生等の二次
的障害の発生を低減できる効果がある。

【０１１２】なお温度、湿度等の環境が急激に変化した
場合には、トナー供給制御の応答が追いつかず、トナー
帯電量が一時的に変動する可能性がある。このため、従
来のＡＤＣ方式のトナー供給制御では、静電潜像電位を
一定に保つ用に制御しているため、トナー帯電量が目標
値となるまでの過渡状態において、出力画像の濃度が大
きく変化してしまうという欠点があった。この実施例に
おいては、このような場合においても、画像濃度制御の
方で対応可能であり、画像出力部ＩＯＴは常に安定した
最終画像を出力する。とくに、トナー帯電量が少なすぎ
るときに、その効果が大きい。

【０１１３】［４．４］ 実施例２の変形例 （１）この実施例においても、画像濃度の制御と推論ル
ールの抽出について、実施例１と同様の変形が可能であ
る。また、状態量も、時刻と温度、湿度を組み合わせて
制御精度を向上させることができる。

【０１１４】（２）この実施例においては、トナー供給
制御部６０の標準操作量検索器６２にＬＵＴを利用した
けれども、現在の状態量における標準操作量設定値を出
力するものであれば、どのような手段を用いてもよい。
例えば、１０℃と２５℃の２点の標準操作量設定値を予
め規定しておき、それ以外の温度における設定値は比例
配分により求めるようにしてもよい。

【０１１５】（３）実施例１のＡＴＣ方式と実施例２の
ＡＤＣ方式の双方を同じ画像形成装置に組み込み、その
装置の使用目的や使用状況に応じて２つの制御方式を切
り替えて用いるようにしてもよい。例えば、１日に数百
枚を出力する装置では、ＡＤＣ方式とし、トナーの帯電
量を一定に制御することで環境変動に対する変動分を減
少させ、操作量の変動幅を小さくするとともに、事例数
やクラスタの数を減少させることによりメモリの使用量
を減少させる。他方、１日に数枚程度しかプリントしな
い装置では、ＡＴＣ方式を用い、ＴＣを常に一定に保つ
ようにする。ＡＤＣ方式では、ＴＣを大きく変更するに
はそれ相当の枚数の出力を要するので、出力枚数が少な
い場合には、適当でない。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像濃度等の特性値を制御するのに用いるルールに
基づいて、所定の条件下の画像濃度等の特性値を算出
し、さらに、上述所定の条件の下、かつトナーに関する
所定の特性（例えばＴＣやトナー帯電量）を所定の目標
値に維持しているという条件の下で予想される画像濃度
等の特性値を決定し、これら２つの画像濃度等の特性値
を比較し、比較結果に応じて現像器へのトナー供給を制
御し、上述トナーに関する所定の特性が上述目標値を維
持するようにしている。したがって、ＴＣやトナー帯電
量等のトナーの特性に関するエラーは、上述２つの画像
濃度等の特性値の比較結果を介して、間接的に測定さ
れ、ＴＣやトナー帯電量を直接に測定する必要がなく、
センサを削減することができる。しかも、画像濃度の測
定用のパッチや、制御ルール、制御機構を兼用すること
ができるので、トナー制御用に必要なコストを削減する
ことができる。また、画像濃度の制御値とトナー供給の
制御により最終的な画像を高品質に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１のトナー供給制御部５０
の構成を主に示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施例１および実施例２に用いる
電子写真方式の画像形成装置の画像出力部ＩＯＴの構成
を示すブロック図である。

【図３】 この発明の実施例１および実施例２に用いる
濃度検出用のパッチの生成を説明する図である。

【図４】 図３のパッチおよび入力信号の画像の形成タ
イミングを説明する図である。

【図５】 図４において形成された画像の濃度を説明す
る図である。

【図６】 この発明の実施例１および実施例２に用いる
画像濃度制御部２０の構成を示すブロック図である。

【図７】 図６の制御事例メモリ２５に記憶される事例
データを説明する図である。

【図８】 図６の制御ルールメモリ２９に記憶される制
御ルールを説明する図である。

【図９】 上述実施例２の初期設定時の動作を説明する
フローチャートである。

【図１０】 図９の動作を説明するための図である。

【図１１】 図９の動作を説明するための図である。

【図１２】 上述の初期設定の後の基本的な動作を説明
するフローチャートである。

【図１３】 図１２の主画像の形成の処理を説明するフ
ローチャートである。

【図１４】 図１２の主画像およびパッチ画像の形成の
処理を説明するフローチャートである。

【図１５】 図１２の適用制御ルールの適合化の処理を
説明するフローチャートである。

【図１６】 図１５の動作を説明するための図である。

【図１７】 図１５の動作のより詳細な処理を説明する
フローチャートである。

【図１８】 図１５の動作のより詳細な処理を説明する
フローチャートである。

【図１９】 図１７の事例データの追加の処理の詳細を
示すフローチャートである。

【図２０】 図１８の制御ルールの作成・修正の処理の
詳細を示すフローチャートである。

【図２１】 図１８の制御ルールの作成・修正の処理の
詳細を示すフローチャートである。

【図２２】 図２０の制御ルールの係数の計算処理の詳
細を示すフローチャートである。

【図２３】 図１の実施例１の予想ベタ濃度検索部５４
内のＬＵＴのデータ構成を説明する図である。

【図２４】 図１の実施例１の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図２５】 図１の実施例１の動作を説明する図であ
る。

【図２６】 この発明の実施例２をトナー供給制御部６
０の構成を説明するブロック図である。

【図２７】 図２６の実施例２の標準操作量検索器６２
内のＬＵＴのデータ構成を説明する図である。

【図２８】 図２６の実施例２の動作を説明するための
フローチャートである。

【図２９】 図２６の実施例２の動作を説明する図であ
る。

【符号の説明】

６ 現像器 １０ 現像濃度センサ ２４ 濃度コンパレータ ２９ 制御ルールメモリ ３０ 制御ルール検索器 ３１ 操作量補正演算器 ３２ 操作量メモリ ５０ ＡＴＣ方式のトナー供給制御部 ５１ 標準操作量メモリ ５２ ベタ濃度算出部 ５３ 温度・湿度センサ ５４ 標準ベタ濃度検索器 ５５ 画像濃度比較器 ５６ トナー供給装置 ６０ ＡＤＣ方式のトナー供給制御部 ６１ 温度センサ ６２ 標準操作量設定値検索器 ６３ ベタ濃度算出部 ６４ ベタ濃度標準値メモリ ６５ 画像濃度比較器

【手続補正書】

【提出日】平成９年１月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】第２の方法は、例えば、実開昭６２−６０
７４２号公報、特開昭６３−１４２３７９号公報、特開
昭６３−２９６０７１号公報、特公昭６３−６０９０９
号公報に開示されるように、出力画像とは別にパッチ上
の基準画像を作成し、現像された基準画像の濃度を測定
して、その濃度が規定値になるようにトナー供給を行う
ものである（以下、この方式をＡＤＣ方式と呼ぶ）。こ
の方式では、多くの場合、基準パッチの静電画像が常に
一定の電位コントラストの下で現像しているため、パッ
チの濃度が規定値になるということは、トナー帯電量が
一定に保たれるように、ＴＣが可変制御されることを意
味する。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像をトナーで現像して画像を形成
   し、かつ上記トナーの所定の特性を目標値に制御する、
   電子写真方式の画像形成装置において、 現像装置に上記トナーを供給するトナー供給手段と、 参照用画像を形成する手段と、 形成された参照用画像に関する物理量を測定する手段
   と、 上記参照用画像に関する上記物理量と画像形成装置本体
   の所定の操作量との関係を規定するルールを記憶する記
   憶手段と、 上記ルールを用いて上記操作量を補正して上記参照画像
   に関する上記物理量を制御する手段と、 所定の条件に上記ルールを適用して、上記所定の条件下
   における、上記参照用画像に関する上記物理量の値を算
   出する算出手段と、 上記所定の条件および上記トナーの特性の目標値に応じ
   て決定される、上記参照画像に関する上記物理量の値を
   出力する出力手段と、 上記算出手段で算出した値、および上記出力手段から出
   力された値の差を生成する手段と、 上記トナー供給手段へ供給されるトナーの量を、上記差
   に応じて調整する手段とを有することを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 上記トナーの特性をトナー・キャリア混
   合比とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記トナーの特性をトナー帯電量とする
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記算出手段は、上記測定手段で測定さ
   れた値を基準にして上記参照用画像に関する上記物理量
   の値を算出する請求項１、２または３記載の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 静電潜像をトナーで現像して画像を形成
   し、かつ上記トナーのトナー・キャリア混合比を目標値
   に制御する、電子写真方式の画像形成装置において、 現像装置に上記トナーを供給するトナー供給手段と、 参照用画像を形成する手段と、 形成された参照用画像の光学濃度を測定する手段と、 上記参照用画像の光学濃度と画像形成装置本体の所定の
   操作量との関係を規定するルールを記憶する記憶手段
   と、 上記ルールを用いて上記操作量を補正して上記参照画像
   に関する上記物理量を制御する手段と、 上記操作量を所定の標準値としたときの上記参照画像の
   光学濃度を上記ルールを適用して算出する算出手段と、 上記操作量が上記所定の標準値とし、上記トナーのトナ
   ー・キャリア混合比が上記目標値としたとき予想され
   る、上記参照画像の光学濃度を出力する出力手段と、 上記算出手段で算出した光学濃度、および上記出力手段
   から出力された光学濃度の差を生成する手段と、 上記トナー供給手段へ供給されるトナーの量を、上記差
   に応じて調整する手段とを有することを特徴とする画像
   形成装置。
6. 【請求項６】 上記画像形成装置本体の環境変数を測定
   する環境変数測定手段とを有し、上記出力手段は上記環
   境変数測定手段の測定出力に応じて上記光学濃度を予想
   して出力する請求項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 静電潜像をトナーで現像して画像を形成
   し、かつ上記トナーの帯電量を目標値に制御する、電子
   写真方式の画像形成装置において、 現像装置に上記トナーを供給するトナー供給手段と、 参照用画像を形成する手段と、 形成された参照用画像の光学濃度を測定する手段と、 上記参照用画像の光学濃度と画像形成装置本体の所定の
   操作量との関係を規定するルールを記憶する記憶手段
   と、 上記ルールを用いて上記操作量を補正して上記参照画像
   の光学濃度を制御する手段と、 上記操作量を、上記参照画像の潜像の電位を所定の標準
   電位にする値にしたときの、上記参照画像の光学濃度
   を、上記ルールを用いて算出する算出手段と、 上記参照画像の潜像の電位を上記標準電位にし、上記ト
   ナーの帯電量を上記目標値としたときに予想される、上
   記参照画像の光学濃度を出力する出力手段と、 上記算出手段で算出した光学濃度、および上記出力手段
   から出力された光学濃度の差を生成する手段と、 上記トナー供給手段へ供給されるトナーの量を、上記差
   に応じて調整する手段とを有することを特徴とする画像
   形成装置。
8. 【請求項８】 上記算出手段は、 上記画像形成装置本体の環境変数を測定する環境変数測
   定手段と、 上記出力手段は上記環境変数測定手段の測定出力に応じ
   て、上記参照画像の潜像の電位を上記標準電位にする上
   記操作量の値を出力する手段とを有する請求項７記載の
   画像形成装置。
9. 【請求項９】 上記参照用画像を複数回形成し、形成し
   たときの上記物理量および上記操作量のデータに基づい
   て上記ルールを形成するルール形成手段を有する請求項
   １、２、３または４記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 上記参照用画像を複数回形成し、形成
    したときの上記光学濃度および上記操作量のデータに基
    づいて上記ルールを形成するルール形成手段を有する請
    求項５、６、７または８記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 上記ルール記憶手段は異なる状態ごと
    にルールを記憶する請求項９または１０記載の画像形成
    装置。
12. 【請求項１２】 上記参照用画像を形成し、形成したと
    きの上記物理量および操作量のデータに適合するルール
    を、上記ルール記憶手段に記憶されているルールから合
    成し、この合成したルールを用いて上記算出部が上記画
    像濃度を算出する請求項１１記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 上記状態の異同は、温度、湿度および
    形成画像の累積枚数の少なくとも１つにより決定される
    請求項１１記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 静電潜像をトナーで現像して画像を形
    成し、かつ上記トナーの所定の特性を目標値に制御す
    る、電子写真方式の画像形成方法において、 現像装置に上記トナーを供給するステップと、 参照用画像を形成するステップと、 形成された参照用画像に関する物理量を測定するステッ
    プと、 上記参照用画像に関する上記物理量と画像形成装置本体
    の所定の操作量との関係を規定するルールを記憶するス
    テップと、 上記ルールを用いて上記操作量を補正して上記参照画像
    に関する上記物理量を制御するステップと、 所定の条件に上記ルールを適用して、上記所定の条件下
    における、上記参照用画像に関する上記物理量の値を算
    出するステップと、 上記所定の条件および上記トナーの特性の目標値に応じ
    て決定される、上記参照画像に関する上記物理量の値を
    出力するステップと、 上記算出した値、および上記出力された値の差を生成す
    るステップと、 上記トナー供給手段へ供給されるトナーの量を、上記差
    に応じて調整するステップとを有することを特徴とする
    画像形成方法。