JPH11157185A - 画像形成装置のファジイ制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置の制御システムに包含される複
雑な関係、例えば外部環境の変化あるいは画像形成装置
各部の交互作用等の情報をメンバーシップ関数に置き換
えてあいまい情報として取り扱い、このあいまい情報に
基づきより適切なる制御を行い、常に高品位の複写画像
を得ること。 【解決手段】 画像形成装置各部における各種アナログ
信号を検出する各種センサ部１００と、該センサ部１０
０により検出されたアナログ信号をファジイ演算のため
の入力信号に変換する変換器１０８と、該変換器１０８
からの出力に基づきファジイ演算処理を行うファジイ演
算装置１１０と、該ファジイ演算装置１１０からの出力
により画像形成装置に対する各種制御を行う制御用ＭＰ
Ｕ１１１と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等に応用可能なファジイ制御システム
に関し、より詳細には、例えば複写機の各種制御処理に
ファジイ演算処理を応用した画像形成装置のファジイ制
御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機の各部に設置された各種セ
ンサが、例えば感光体表面電位、原稿面照度、露光面照
度、感光体上の残留電位、トナー濃度あるいは複写機各
部の温度あるいは湿度をアナログ信号として検出し、該
検出情報値を制御部に入力し、制御はその検出情報値に
基づいて予め内蔵されているプログラムに基づいて所定
の演算処理を行い、該演算処理の結果を制御信号として
必要に応じて複写機各部の制御対象へと出力する。

【０００３】上記の如き、制御処理を行うことによっ
て、例えば、現像剤濃度センサにおいて、適性な現像処
理を行うための現像剤濃度が必要以上に高い値であるこ
とを検出したとき、制御部はその値を入力して現像剤濃
度が必要以上に高いものであることを内蔵プログラムに
基づき判断し、その後現像装置に対して制御信号を出力
し、トナー供給を抑える制御を行う。

【０００４】上記のように複写機各部における検出セン
サの検出値に基づき、制御部が各部の状態を所定のプロ
グラムに基づき判断し、その結果に基づいて制御信号を
出力して各部の制御を行うことにより、複写機各部の状
況に応じて、自動的にその複写処理を実行するのに最適
な状況を設定し、複写処理によって良好な画像が得られ
るようになっている。

【０００５】また、上記の如き制御処理を行うファジイ
の制御部を設計する場合、常に良好な複写画像を得るた
めに外的環境や複写機内部における各部要因の時間的な
変化を考慮してその制御方式や制御プログラムが設計さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複写機にあっては、複写機内部に設置された各部の状況
をセンサにより検出された正確なアナログ情報値に基づ
いてのみ制御部は複写機が置かれている状況を判断する
ため、複写機各部における複数要因の複雑な交互関係等
総合的な判断を必要とするようなあいまいな情報の処理
を行うことができない。

【０００７】近年、複写機、すなわち電子写真システム
も大規模になり、その動作あるいは制御が複雑になり、
従来のように個々独立した正確な情報だけを収集するこ
とのみを追求していくと、かえってシステム自体を不正
確に把握する恐れがある。

【０００８】換言すると、上記のように複写機内部の各
要因はそれぞれ複雑に関連して一連の複写処理を実行す
るため、各要因の交互作用等総合的な判断をせずに、個
々の要因毎の別個独立した制御方式、制御プログラムで
は満足のいく適切な複写制御を行うことができず、常に
高品位の複写画像を獲得することができないという不具
合がある。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、画像形成装置制御システムに包含される複雑な
関係、例えば外部環境の変化あるいは画像形成装置各部
の交互作用等の情報をメンバーシップ関数に置き換えて
あいまい情報として取り扱い、このあいまい情報に基づ
きより適切なる画像形成装置の制御を行い、常に高品位
の複写画像を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、画像形成装置各部における各種アナロ
グ信号を検出する検出手段により検出されたアナログ信
号をファジイ演算のための入力信号に変換する変換手段
と、前記変換手段からの出力に基づきファジイ演算処理
を行うファジイ演算手段と、前記ファジイ演算手段から
の出力により画像形成装置に対する各種制御を行う制御
手段とを有する画像形成装置のファジイ制御システムを
提供するものである。

【００１１】また、ファジイ演算処理を行うファジイ演
算手段に対して前記変換手段からの信号および操作部か
らのあいまい情報を入力する。

【００１２】さらに、前記制御手段はシステム制御手段
と連係をとりながら画像形成装置に対する各種制御を行
う。

【００１３】すなわち、本発明による画像形成装置のフ
ァジイ制御システムは、例えば、複写機各部の要因の交
互作用等に生ずるあいまい情報に基づき画像形成装置の
複写プログラムをファジイ演算処理により適切に制御す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて具体的に説明する。図１は本発明である画像形成
装置のファジイ制御システムの全体構成を示すブロック
図である。

【００１５】複写機の各部に設置され、各部の各種情報
を検出する各種センサ１００（例えば、感光体表面電位
を検出する検出センサ１０１、原稿に対する光源からの
照度を検出する検出センサ１０２、露光面に対する照度
を検出する検出センサ１０３、感光体表面の残留電位を
検出する検出センサ１０４、複写機内部、特に必然的に
加熱される箇所における温度を検出する温度検出センサ
１０５、複写機各部の湿度を検出する湿度検出センサ１
０６と、現像処理のために使用される現像剤の濃度を検
出する濃度検出センサ１０７がある）と、前記各種セン
サ１００が検出したアナログ信号を入力して、該アナロ
グ信号をファジイ演算用数値へ変換するアナログ入力／
ファジイ演算用数値出力変換器１０８と、それぞれのセ
ンサ出力に対応するメンバーシップ関数と操作部１０９
からの希望状態信号に対応するメンバーシップ関数の演
算を行うファジイ演算装置１１０と、該ファジイ演算装
置１１０からのファジイ演算信号を入力して各種制御対
象１１２に対して制御信号をそれぞれ出力する制御用Ｍ
ＰＵ１１１とから構成される。

【００１６】前記制御用ＭＰＵが制御信号を出力する各
種制御対象１１２には、例えば、帯電器の放電電流１１
３、照明ランプ電圧１１４、現像バイアス電圧１１５、
調湿、調温ヒータ１１６、現像剤濃度制御１１７、転写
放電電流１１８、定着ヒータ電圧１１９がある。

【００１７】また、制御用ＭＰＵ１１１は、通信ポート
１２０（通常はシリアル通信）を介してシーケンス制御
ＭＰＵ１２１と連係をとりながら各種制御対象１１２を
制御する。

【００１８】つぎに、ファジイ演算装置１１０の内部構
造をブロック図にして図２に示す。アナログ入力／ファ
ジイ演算用数値出力変換器１０８からのファジイ演算用
数値出力を入力する各センサ信号に対応する、例えば、
感光体表面電位対応数値入力部２０１、原稿面照度・露
光面照度対応数値入力部２０２、感光体残留電位対応数
値入力部２０３、温度対応数値入力部２０４、湿度対応
数値入力部２０５、現像剤濃度対応数値入力部２０６等
を有する数値入力部２００と、それぞれの数値入力部２
００に対応し、数値入力部２００からの信号をサンプル
ホールドする入力レジスタ群２０７と、前記入力レジス
タ群２０７にホールドされている信号により稼働し、該
入力に対応してメンバーシップ関数が示す集合に属する
確度を求めるためのそれぞれの入力レジスタに対応する
メンバーシップ関数発生回路群２０８と、前記メンバー
シップ関数発生回路群２０８によって求められたメンバ
ーシップ関数の値としての各確度の最小値を検出する関
係ネットワーク／最小値検出回路２０９と、操作部１０
９からの希望状態信号を入力して、メンバーシップ関数
を発生する濃度関係に対応する出力メンバーシップ関数
発生回路２１０と、コントラスト関係に対応する出力メ
ンバーシップ関数発生回路２１１と、地肌汚れ関係に対
応する出力メンバーシップ関数発生回路２１２と、各出
力メンバーシップ関数発生回路２１０、２１１、２１２
からのそれぞれのメンバーシップ関数および関係ネット
ワーク／最小値検出回路２０９からのメンバーシップ関
数の値としての各確度の最小値を入力し、メンバーシッ
プ関数において上記最小値を超える部分を削除するそれ
ぞれの出力メンバーシップ関数発生回路２１０、２１
１、２１２に対応する閾値回路２１３、２１４、２１５
と、前記閾値回路２１３、２１４、２１５からの信号を
入力して該入力値の最大値を接続する関数を求めるそれ
ぞれの閾値回路２１３、２１４、２１５に対応する最大
値による関数発生回路２１６、２１７、２１８と、前記
最大値による関数発生回路２１６、２１７、２１８から
入力された関数値の重心を計算してファジイ制御のため
の出力値を求める関係ネットワーク／重心計算回路２１
９と、前記関係ネットワーク／重心計算回路２１９から
の出力値により各制御対象を制御するために制御用ＭＰ
Ｕにそれぞれ対応する信号を出力する各制御対象対応出
力部２２０とから構成される。

【００１９】この各制御対象対応出力部２２０には、例
えば、帯電器放電電流対応出力部２２１、照明ランプ対
応出力部２２２、現像バイアス対応出力部２２３、調温
・調湿ヒータ対応出力部２２４、現像剤濃度対応出力部
２２５、転写放電電流対応出力部２２６、定着ヒータ電
圧対応出力部２２７等を有する。

【００２０】以上の構成において、その動作を図３Ａ、
Ｂ、Ｃおよび図４に基づいて説明する。複写機内部のそ
れぞれの箇所に設置されている各種センサ１００が、例
えば感光体の表面電位（１０１）、原稿面照度（１０
２）、露光面照度（１０３）、感光体上の残留電位（１
０４）、温度（１０５）、湿度（１０６）あるいは現像
剤の濃度（１０７）に関するそれぞれの物理量を検出し
てそのアナログ情報値をアナログ入力／ファジイ演算用
数値出力変換器１０８へ出力する。

【００２１】アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変
換器１０８では、前記アナログ情報値を入力して、各種
センサ１００に対応した単位の変化量からファジイ演算
装置１１０に対する入力に適した数値に変換する。例え
ば、図３Ａにおいて表面電位に関して、図３Ｂにおいて
現像面照度に関して、また図３Ｃにおいて感光体残留電
位に関して、それぞれ入力されたアナログ情報値をファ
ジイ演算用数値出力に置き換えた場合の例をグラフにて
示してある。

【００２２】すなわち、図３Ａにおいては、横軸にセン
サ１０１により検出された感光体の表面電位がＶで表示
されており、また縦軸に予め決定されたファジイ演算用
数値出力０．０〜１．０を設定している。同様に図３Ｂ
では、横軸にセンサ１０２により検出された原稿面の照
度がＬＵＸで表示されており、さらに図３Ｃでは、横軸
にセンサ１０４により検出された感光体の残留電位がＶ
で表示されている。

【００２３】但し、図３Ｂ、Ｃも同様に縦軸には全て予
め決定されたファジイ演算用数値出力を０．０〜１．０
に設定している。上記のアナログ情報値としての物理量
は、例えば１０〜６０μＡの電流とか、０．１〜３．８
Ｖの電圧等と適宜決定することができる。

【００２４】アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変
換器１０８から出力されるファジイ演算用数値出力はフ
ァジイ演算装置１１０に入力される。ファジイ演算装置
１１０においては、入力されたファジイ演算用数値出力
に対応するメンバーシップ関数と、操作部１０９からの
希望状態信号に対応するメンバーシップ関数の演算処理
を行い、各種制御部１１２に対応した出力を制御用ＭＰ
Ｕ１１１に出力する。その結果、ファジイ演算に基づい
たあいまい制御信号により複写機の各部が制御される。

【００２５】つぎにファジイ演算装置１１０の動作に関
し、詳細に説明する。アナログ入力／ファジイ演算用数
値出力変換器１０８からのファジイ演算用数値出力はそ
れぞれ対応する数値入力部２００に入力される。

【００２６】数値入力部２００からの出力信号は予め決
められたタイミングで入力レジスタ群２０７にサンプル
ホールドされ、該サンプルホールドされた信号の出力に
よりそれぞれ対応するメンバーシップ関数発生回路群２
０８が動作する。

【００２７】該メンバーシップ関数発生回路群２０８が
それぞれの情報に基づいて発生させたメンバーシップ関
数は関係ネットワーク／最小値検出回路２０９に出力さ
れ、関係ネットワーク／最小値検出回路２０９におい
て、メンバーシップ関数の値として求められている各確
度の最小値が検出される。

【００２８】また、関係ネットワーク／最小値検出回路
２０９は、メンバーシップ関数発生回路群２０８の１つ
が各種センサ部１００の中の複数要因と関連性をもつの
で、フィードバックを行う。

【００２９】各情報に対応した出力メンバーシップ関数
を発生される出力メンバーシップ関数発生回路２１０、
２１１、２１２は、操作部１０９からのそれぞれ対応す
る希望状態信号を入力する。それぞれの閾値回路２１
３、２１４、２１５では、関係ネットワーク／最小値検
出回路２０９からの出力をそれぞれの出力メンバーシッ
プ関数発生回路２１０、２１１、２１２の操作部１０９
から入力された情報値に基づく閾値で複数の関数波形を
成形し、それぞれの最大値による関数発生回路２１６、
２１７、２１８により前記複数の関係波形から、出力値
の最大値を接続する関数が求められる。

【００３０】その後、関係ネットワーク／重心計算回路
２１９によって前記最大値による関数発生回路２１６、
２１７、２１８から出力される関数の重心が計算され、
ファジイ演算による出力値を求めて各制御対象対応出力
部２２０に出力する。

【００３１】図４は本発明におけるファジイ演算処理の
概念を示す具体例である。すなわち、ファジイ演算装置
の一部の機能を模式的に図示したものである。例えば、
図４Ａの「もし、感光体表面電位が大で、そのときの原
稿面照度が小であると濃度補正係数は大である」におい
て、「感光体表面電位が大」「原稿面照度が小」をメン
バーシップ関数によって、その集合を図４Ａの（１）、
（２）のように定義する。ここで図４Ａにおいて縦の鎖
線が濃度対応出力メンバーシップ関数発生回路２１０か
らの閾値を示す。

【００３２】上記メンバーシップ関数（１）、（２）と
閾値を意味する縦の鎖線との交点により「感光体表面電
位が大」「原稿面照度が小」である集合に属する確度が
求められる。この確度の最小値を求め、上記「濃度補正
係数は大」集合を定義しているメンバーシップ関数
（３）の値に対して、該最小値を超える部分を削除する
ことにより、図３Ａによる濃度補正係数値の集合が求め
られる。

【００３３】同様に図４Ｂ、Ｃからもそれぞれ濃度補正
係数の集合（６）、（９）が求められ、該濃度補正係数
の集合（３）、（６）、（９）の最大値を最終的な関数
値とする関数（１０）を作成し、該関数（１０）の重心
を上記図４Ａ、Ｂ、Ｃにより決定される濃度補正係数の
値とする。

【００３４】図４に示したこの例はファジイ演算装置の
一部の機能を模式的に表したものであり、実際にはファ
ジイ演算装置１１０は、より多数の入力因子と、出力因
子により複雑な関係を演算することになる。

【００３５】上記の如く、本発明にあっては、ファジイ
制御を電子写真システムに応用し、従来実現不可能であ
ったシステムから発生するあいまい情報を処理すること
により、システム全体をより正確に、かつ、総合的に把
握し、その結果、より適切な制御を実現することができ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明による画
像形成装置のファジイ制御システムにあっては、画像形
成装置各部における各種アナログ信号を検出する検出手
段により検出されたアナログ信号をファジイ演算のため
の入力信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの
出力に基づきファジイ演算処理を行うファジイ演算手段
と、前記ファジイ演算手段からの出力により画像形成装
置に対する各種制御を行う制御手段とを有するため、画
像形成装置制御システムに包含される複雑な関係、例え
ば外部環境の変化あるいは画像形成装置各部の交互作用
等をメンバーシップ関数に置き換えてあいまい情報とし
て取り扱い、このあいまい情報に基づきより適切なる画
像形成装置の制御を行うことにより、常に高品位の複写
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置のファジイ制御シス
テムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１におけるファジイ演算装置の構造を示すブ
ロック図である。

【図３】Ａ、Ｂ、Ｃは各センサに対応した単位の変化量
をファジイ演算装置の入力に適した数値に変換する場合
の対応関係を示したグラフである。

【図４】本発明によるファジイ制御の概念を示した説明
図である。

【符号の説明】

１００ 各種センサ １０８ アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変換器 １０９ 操作ブロック １１０ ファジイ演算装置 １１１ 制御用ＭＰＵ １１２ 各種制御対象部

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 画像形成装置のファジイ制御システム

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等に応用可能なファジイ制御システム
に関し、より詳細には、例えば複写機の各種制御処理に
ファジイ演算処理を応用した画像形成装置のファジイ制
御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機の各部に設置された各種セ
ンサが、例えば感光体表面電位、原稿面照度、露光面照
度、感光体上の残留電位、トナー濃度あるいは複写機各
部の温度あるいは湿度をアナログ信号として検出し、該
検出情報値を制御部に入力し、制御はその検出情報値に
基づいて予め内蔵されているプログラムに基づいて所定
の演算処理を行い、該演算処理の結果を制御信号として
必要に応じて複写機各部の制御対象へと出力する。

【０００３】上記の如き、制御処理を行うことによっ
て、例えば、現像剤濃度センサにおいて、適性な現像処
理を行うための現像剤濃度が必要以上に高い値であるこ
とを検出したとき、制御部はその値を入力して現像剤濃
度が必要以上に高いものであることを内蔵プログラムに
基づき判断し、その後現像装置に対して制御信号を出力
し、トナー供給を抑える制御を行う。

【０００４】上記のように複写機各部における検出セン
サの検出値に基づき、制御部が各部の状態を所定のプロ
グラムに基づき判断し、その結果に基づいて制御信号を
出力して各部の制御を行うことにより、複写機各部の状
況に応じて、自動的にその複写処理を実行するのに最適
な状況を設定し、複写処理によって良好な画像が得られ
るようになっている。

【０００５】また、上記の如き制御処理を行うファジイ
の制御部を設計する場合、常に良好な複写画像を得るた
めに外的環境や複写機内部における各部要因の時間的な
変化を考慮してその制御方式や制御プログラムが設計さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複写機にあっては、複写機内部に設置された各部の状況
をセンサにより検出された正確なアナログ情報値に基づ
いてのみ制御部は複写機が置かれている状況を判断する
ため、複写機各部における複数要因の複雑な交互関係等
総合的な判断を必要とするようなあいまいな情報の処理
を行うことができない。

【０００７】近年、複写機、すなわち電子写真システム
も大規模になり、その動作あるいは制御が複雑になり、
従来のように個々独立した正確な情報だけを収集するこ
とのみを追求していくと、かえってシステム自体を不正
確に把握する恐れがある。

【０００８】換言すると、上記のように複写機内部の各
要因はそれぞれ複雑に関連して一連の複写処理を実行す
るため、各要因の交互作用等総合的な判断をせずに、個
々の要因毎の別個独立した制御方式、制御プログラムで
は満足のいく適切な複写制御を行うことができず、常に
高品位の複写画像を獲得することができないという不具
合がある。

【０００９】特に、上記不具合は、画像形成装置に特有
であり、複数の要因に影響を受ける画像の濃度制御（調
整）においては極めて深刻なものとなる。

【００１０】加えて、画像形成装置のように、複雑なシ
ステムにおける複数の各種要因に対してファジイ制御を
実行する場合には、ファジイ演算を行う箇所に過大なる
負荷がかかり、各制御対象に対する制御処理において、
処理速度等何らかの影響を及ぼすおそれがある。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あって、画像形成装置制御システムに包含される複雑な
関係、例えば外部環境の変化あるいは画像形成装置各部
の交互作用等の情報をメンバーシップ関数に置き換えて
あいまい情報として取り扱い、このあいまい情報に基づ
きより適切なる画像濃度にかかる画像形成装置の制御を
行い、常に高品位の複写画像を得、さらに、ファジイ演
算を実行することによる各種制御対象に対する制御への
影響を回避するための負荷分散を行うことを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、請求項１にかかる画像形成装置のファ
ジイ制御システムにあっては、画像形成装置各部におけ
る各種アナログ信号を検出する検出手段と、前記検出手
段により検出されたアナログ信号をファジイ演算のため
の入力信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの
出力に基づきファジイ演算処理を行うファジイ演算手段
と、前記ファジイ演算手段からの出力により画像形成装
置に対する各種制御を行う制御手段と、を備え、前記フ
ァジイ演算手段と前記制御手段とが別ユニットにより構
成されていることを特徴とする。

【００１３】また、請求項２にかかる画像形成装置のフ
ァジイ制御システムにあっては、画像形成装置における
感光体表面電位および／または原稿面照度を検出する検
出手段と、前記検出手段により検出された情報をファジ
イ演算のための入力信号に変換する変換手段と、前記変
換手段からの信号に基づき濃度補正係数のファジイ演算
処理を行うファジイ演算手段と、前記ファジイ演算処理
後の濃度補正係数に基づき現像剤濃度の制御を行う制御
手段と、を有することを特徴とする。

【００１４】また、請求項３にかかる画像形成装置のフ
ァジイ制御システムにあっては、前記制御手段は、通信
手段を介してシーケンス制御手段と連係をとりながら各
種制御対象を制御することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像形成装
置のファジイ制御システムの実施の形態を図面に基づい
て具体的に説明する。図１は、本発明である画像形成装
置のファジイ制御システムの全体構成を示すブロック図
である。

【００１６】複写機の各部に設置され、各部の各種情報
を検出する各種センサ１００（例えば、感光体表面電位
を検出する検出センサ１０１、原稿に対する光源からの
照度を検出する検出センサ１０２、露光面に対する照度
を検出する検出センサ１０３、感光体表面の残留電位を
検出する検出センサ１０４、複写機内部、特に必然的に
加熱される箇所における温度を検出する温度検出センサ
１０５、複写機各部の湿度を検出する湿度検出センサ１
０６と、現像処理のために使用される現像剤の濃度を検
出する濃度検出センサ１０７がある）と、前記各種セン
サ１００が検出したアナログ信号を入力して、該アナロ
グ信号をファジイ演算用数値へ変換するアナログ入力／
ファジイ演算用数値出力変換器１０８と、それぞれのセ
ンサ出力に対応するメンバーシップ関数と操作部１０９
からの希望状態信号に対応するメンバーシップ関数の演
算を行うファジイ演算装置１１０と、該ファジイ演算装
置１１０からのファジイ演算信号を入力して各種制御対
象１１２に対して制御信号をそれぞれ出力する制御用Ｍ
ＰＵ１１１とから構成される。

【００１７】前記制御用ＭＰＵが制御信号を出力する各
種制御対象１１２には、例えば、帯電器の放電電流１１
３、照明ランプ電圧１１４、現像バイアス電圧１１５、
調湿、調温ヒータ１１６、現像剤濃度制御１１７、転写
放電電流１１８、定着ヒータ電圧１１９がある。

【００１８】また、制御用ＭＰＵ１１１は、通信ポート
１２０（通常はシリアル通信）を介してシーケンス制御
ＭＰＵ１２１と連係をとりながら各種制御対象１１２を
制御する。

【００１９】つぎに、ファジイ演算装置１１０の内部構
造をブロック図にして図２に示す。アナログ入力／ファ
ジイ演算用数値出力変換器１０８からのファジイ演算用
数値出力を入力する各センサ信号に対応する、例えば、
感光体表面電位対応数値入力部２０１、原稿面照度・露
光面照度対応数値入力部２０２、感光体残留電位対応数
値入力部２０３、温度対応数値入力部２０４、湿度対応
数値入力部２０５、現像剤濃度対応数値入力部２０６等
を有する数値入力部２００と、それぞれの数値入力部２
００に対応し、数値入力部２００からの信号をサンプル
ホールドする入力レジスタ群２０７と、前記入力レジス
タ群２０７にホールドされている信号により稼働し、該
入力に対応してメンバーシップ関数が示す集合に属する
確度を求めるためのそれぞれの入力レジスタに対応する
メンバーシップ関数発生回路群２０８と、前記メンバー
シップ関数発生回路群２０８によって求められたメンバ
ーシップ関数の値としての各確度の最小値を検出する関
係ネットワーク／最小値検出回路２０９と、操作部１０
９からの希望状態信号を入力して、メンバーシップ関数
を発生する濃度関係に対応する出力メンバーシップ関数
発生回路２１０と、コントラスト関係に対応する出力メ
ンバーシップ関数発生回路２１１と、地肌汚れ関係に対
応する出力メンバーシップ関数発生回路２１２と、各出
力メンバーシップ関数発生回路２１０、２１１、２１２
からのそれぞれのメンバーシップ関数および関係ネット
ワーク／最小値検出回路２０９からのメンバーシップ関
数の値としての各確度の最小値を入力し、メンバーシッ
プ関数において上記最小値を超える部分を削除するそれ
ぞれの出力メンバーシップ関数発生回路２１０、２１
１、２１２に対応する閾値回路２１３、２１４、２１５
と、前記閾値回路２１３、２１４、２１５からの信号を
入力して該入力値の最大値を接続する関数を求めるそれ
ぞれの閾値回路２１３、２１４、２１５に対応する最大
値による関数発生回路２１６、２１７、２１８と、前記
最大値による関数発生回路２１６、２１７、２１８から
入力された関数値の重心を計算してファジイ制御のため
の出力値を求める関係ネットワーク／重心計算回路２１
９と、前記関係ネットワーク／重心計算回路２１９から
の出力値により各制御対象を制御するために制御用ＭＰ
Ｕにそれぞれ対応する信号を出力する各制御対象対応出
力部２２０とから構成されている。

【００２０】この各制御対象対応出力部２２０には、例
えば、帯電器放電電流対応出力部２２１、照明ランプ対
応出力部２２２、現像バイアス対応出力部２２３、調温
・調湿ヒータ対応出力部２２４、現像剤濃度対応出力部
２２５、転写放電電流対応出力部２２６、定着ヒータ電
圧対応出力部２２７等を有する。

【００２１】以上の構成において、その動作を図３Ａ、
Ｂ、Ｃおよび図４に基づいて説明する。複写機内部のそ
れぞれの箇所に設置されている各種センサ１００が、例
えば感光体の表面電位（１０１）、原稿面照度（１０
２）、露光面照度（１０３）、感光体上の残留電位（１
０４）、温度（１０５）、湿度（１０６）あるいは現像
剤の濃度（１０７）に関するそれぞれの物理量を検出し
てそのアナログ情報値をアナログ入力／ファジイ演算用
数値出力変換器１０８へ出力する。

【００２２】アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変
換器１０８では、前記アナログ情報値を入力して、各種
センサ１００に対応した単位の変化量からファジイ演算
装置１１０に対する入力に適した数値に変換する。例え
ば、図３Ａにおいて表面電位に関して、図３Ｂにおいて
現像面照度に関して、また図３Ｃにおいて感光体残留電
位に関して、それぞれ入力されたアナログ情報値をファ
ジイ演算用数値出力に置き換えた場合の例をグラフにて
示してある。

【００２３】すなわち、図３Ａにおいては、横軸にセン
サ１０１により検出された感光体の表面電位がＶで表示
されており、また縦軸に予め決定されたファジイ演算用
数値出力０．０〜１．０を設定している。同様に図３Ｂ
では、横軸にセンサ１０２により検出された原稿面の照
度がＬＵＸで表示されており、さらに図３Ｃでは、横軸
にセンサ１０４により検出された感光体の残留電位がＶ
で表示されている。

【００２４】但し、図３Ｂ、Ｃも同様に縦軸には全て予
め決定されたファジイ演算用数値出力を０．０〜１．０
に設定している。上記のアナログ情報値としての物理量
は、例えば１０〜６０μＡの電流とか、０．１〜３．８
Ｖの電圧等と適宜決定することができる。

【００２５】アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変
換器１０８から出力されるファジイ演算用数値出力はフ
ァジイ演算装置１１０に入力される。ファジイ演算装置
１１０においては、入力されたファジイ演算用数値出力
に対応するメンバーシップ関数と、操作部１０９からの
希望状態信号に対応するメンバーシップ関数の演算処理
を行い、各種制御部１１２に対応した出力を制御用ＭＰ
Ｕ１１１に出力する。その結果、ファジイ演算に基づい
たあいまい制御信号により複写機の各部が制御される。

【００２６】つぎにファジイ演算装置１１０の動作に関
し、詳細に説明する。アナログ入力／ファジイ演算用数
値出力変換器１０８からのファジイ演算用数値出力はそ
れぞれ対応する数値入力部２００に入力される。

【００２７】数値入力部２００からの出力信号は予め決
められたタイミングで入力レジスタ群２０７にサンプル
ホールドされ、該サンプルホールドされた信号の出力に
よりそれぞれ対応するメンバーシップ関数発生回路群２
０８が動作する。

【００２８】該メンバーシップ関数発生回路群２０８が
それぞれの情報に基づいて発生させたメンバーシップ関
数は関係ネットワーク／最小値検出回路２０９に出力さ
れ、関係ネットワーク／最小値検出回路２０９におい
て、メンバーシップ関数の値として求められている各確
度の最小値が検出される。

【００２９】また、関係ネットワーク／最小値検出回路
２０９は、メンバーシップ関数発生回路群２０８の１つ
が各種センサ部１００の中の複数要因と関連性をもつの
で、フィードバックを行う。

【００３０】各情報に対応した出力メンバーシップ関数
を発生される出力メンバーシップ関数発生回路２１０、
２１１、２１２は、操作部１０９からのそれぞれ対応す
る希望状態信号を入力する。それぞれの閾値回路２１
３、２１４、２１５では、関係ネットワーク／最小値検
出回路２０９からの出力をそれぞれの出力メンバーシッ
プ関数発生回路２１０、２１１、２１２の操作部１０９
から入力された情報値に基づく閾値で複数の関数波形を
成形し、それぞれの最大値による関数発生回路２１６、
２１７、２１８により前記複数の関係波形から、出力値
の最大値を接続する関数が求められる。

【００３１】その後、関係ネットワーク／重心計算回路
２１９によって前記最大値による関数発生回路２１６、
２１７、２１８から出力される関数の重心が計算され、
ファジイ演算による出力値を求めて各制御対象対応出力
部２２０に出力する。

【００３２】図４は、本発明におけるファジイ演算処理
の概念を示す具体例である。すなわち、ファジイ演算装
置の一部の機能を模式的に図示したものである。例え
ば、図４Ａの「もし、感光体表面電位が大で、そのとき
の原稿面照度が小であると濃度補正係数は大である」に
おいて、「感光体表面電位が大」「原稿面照度が小」を
メンバーシップ関数によって、その集合を図４Ａの
（１）、（２）のように定義する。ここで図４Ａにおい
て縦の鎖線が濃度対応出力メンバーシップ関数発生回路
２１０からの閾値を示す。

【００３３】上記メンバーシップ関数（１）、（２）と
閾値を意味する縦の鎖線との交点により「感光体表面電
位が大」「原稿面照度が小」である集合に属する確度が
求められる。この確度の最小値を求め、上記「濃度補正
係数は大」集合を定義しているメンバーシップ関数
（３）の値に対して、該最小値を超える部分を削除する
ことにより、図３Ａによる濃度補正係数値の集合が求め
られる。

【００３４】同様に図４Ｂ、Ｃからもそれぞれ濃度補正
係数の集合（６）、（９）が求められ、該濃度補正係数
の集合（３）、（６）、（９）の最大値を最終的な関数
値とする関数（１０）を作成し、該関数（１０）の重心
を上記図４Ａ、Ｂ、Ｃにより決定される濃度補正係数の
値とする。

【００３５】図４に示したこの例はファジイ演算装置の
一部の機能を模式的に表したものであり、実際にはファ
ジイ演算装置１１０は、より多数の入力因子と、出力因
子により複雑な関係を演算することになる。

【００３６】上記の如く、本発明にあっては、ファジイ
制御を電子写真システムに応用し、従来実現不可能であ
ったシステムから発生するあいまい情報を処理すること
により、システム全体をより正確に、かつ、総合的に把
握し、その結果、より適切な制御を実現することができ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上、説明したとおり、請求項１にかか
る画像形成装置のファジイ制御システムにあっては、フ
ァジイ演算手段と各種制御対象に対する制御手段とが別
ユニットにより構成されているため、システムにとって
負荷が大きいファジイ演算を実行することによる負荷分
散が実現し、ファジイ演算を実行することによる各種制
御対象に対する制御への影響を回避する効果を奏する。

【００３８】また、請求項２にかかる画像形成装置のフ
ァジイ制御システムにあっては、感光体表面電位および
／または原稿面照度を検出し、該検出された情報をファ
ジイ演算のための入力信号に変換し、該信号に基づき濃
度補正係数のファジイ演算処理を行い、ファジイ演算処
理後の濃度補正係数に基づき現像剤濃度の制御を行うた
め、画像形成装置において、特に重要なパラメータとな
る濃度補正係数を適切に決定することができ、良好な複
写画像を得るという効果を奏する。

【００３９】また、請求項３にかかる画像形成装置のフ
ァジイ制御システムにあっては、制御手段が、通信手段
を介してシーケンス制御手段と連係をとりながら各種制
御対象を制御するため、シーケンス制御手段との連係に
より、よりきめの細かい制御が実現するという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置のファジイ制御シス
テムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示したファジイ演算装置の構造を示すブ
ロック図である。

【図３】Ａ、Ｂ、Ｃは各センサに対応した単位の変化量
をファジイ演算装置の入力に適した数値に変換する場合
の対応関係を示したグラフである。

【図４】本発明によるファジイ制御（濃度補正係数）の
概念を示した説明図である。

【符号の説明】 １００ 各種センサ １０８ アナログ入力／ファジイ演算用数値出力変換器 １０９ 操作部 １１０ ファジイ演算装置 １１１ 制御用ＭＰＵ １１２ 各種制御対象部 １２０ 通信ポート １２１ シーケンス制御ＭＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置各部における各種アナログ
   信号を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出されたアナログ信号をファジイ
   演算のための入力信号に変換する変換手段と、 前記変換手段からの出力に基づきファジイ演算処理を行
   うファジイ演算手段と、 前記ファジイ演算手段からの出力により画像形成装置に
   対する各種制御を行う制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置のファジイ制御
   システム。
2. 【請求項２】 画像形成装置各部における各種アナログ
   信号を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出されたアナログ信号をファジイ
   演算のための入力信号に変換する変換手段と、 前記変換手段からの信号および操作部からのあいまい情
   報に基づきファジイ演算処理を行うファジイ演算手段
   と、 前記ファジイ演算手段からの出力により画像形成装置に
   対する各種制御を行う制御手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置のファジイ制御
   システム。
3. 【請求項３】 画像形成装置各部における各種アナログ
   信号を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出されたアナログ信号をファジイ
   演算のための入力信号に変換する変換手段と、 前記変換手段からの信号および操作部からのあいまい情
   報に基づきファジイ演算処理を行うファジイ演算手段
   と、 前記ファジイ演算手段からの出力により画像形成装置に
   対する各種制御を行う制御手段と、 前記制御手段がシーケンス制御手段と情報交換を行うた
   めの接続手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置のファジイ制御
   システム。