JPH113000A - 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、トナー濃度或いは複写機各部
の温度或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、制御部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、適正な現像処
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複写機の
制御を設計する場合、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、その動作或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、請求項１に係る画像形成装置のファジイ
制御システムは、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、を有するものである。

【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及び操作部から
のあいまい情報を入力する。

【００１２】さらに、前記制御手段はシーケンス制御手
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、画像形成装置各部の要
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
装置の複写プロセスをファジイ演算処理により適切に制
御するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
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。

【００１５】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】複写機の各ブロックに設置され、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１０６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、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１
０９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ＭＰＵ１１１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越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２１９
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ＭＰＵ
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。

【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。

【００２２】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（１
０１）、原稿面照度（１０２）、露光面照度（１０
３）、感光体上の残留電位（１０４）、温度（１０
５）、湿度（１０６）或いは現像剤の濃度（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。

【００２３】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
原稿面照度に関して、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
ジイ演算用数値の出力に置き換えた場合の例をグラフに
して示してある。

【００２４】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。

【００２５】但し、図３Ｂ、Ｃも同様に縦軸には予め決
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、０．１〜３．８Ｖ
の電圧等と適宜決定することができる。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】各情報に対応した出力メンバーシップ関数
を発生させ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数波形から、出力値
の最大値を接続する関数が求められる。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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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且つ総合的に把握
し、その結果、より適切な制御を実現することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】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
装置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、外部環境の変化或
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】本発明による複写機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。

【符合の説明】

１００ 各種センサ部 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 ２００ 数値入力部 ２０７ 入力レジスタ群 ２０８ メンバーシップ関数発生回路群 ２０９ 関係ネットワーク／最小値検出回路 ２１０、２１１、２１２ 出力メンバーシップ関数発生
回路 ２１３、２１４、２１５ 閾値回路 ２１６、２１７、２１８ 最大値による関数発生回路 ２１９ 関係ネットワーク／重心計算回路 ２２０ 各制御対象対応出力部

【手続補正書】

【提出日】平成１０年６月２４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
ー、ファクシミリ等の画像形成装置に対して応用可能な
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】従来における画像形成装置、例えば複写
機にあっては、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、トナー濃度或いは複写機各部
の温度或いは湿度をアナログ信号として検出する。その
後、該検出情報値を制御部に入力し、制御部はその検出
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実行し、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
する構成を採用している。

【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、適正な現像処
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
力することにより、トナー供給を抑制するように制御を
実行する。

【０００４】上記のように複写機各部に設置された検出
センサからの検出値に基づき、制御部が各部の状態を所
定プログラムに基づいて判断する。その判断結果により
制御信号を出力して各部の制御を行い、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、一連の複写処理により良好な画像が得
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複写機の
制御を設計する場合、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の要因の複雑な交互
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】言い換えると、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、請求項１に係る画像形成装置のファジイ
制御システムは、画像形成装置各部における各種状態を
検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検
出値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および操作部からの情報
に基づいてファジイ演算処理を実行するファジイ演算手
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、を有するもの
である。

【００１１】また、請求項２に係る画像形成装置のファ
ジイ制御システムは、前記検出手段が、感光体表面電
位、原稿面照度、露光面照度、感光体残留電位、温度、
湿度、現像剤濃度のうちの、少なくとも一つを検出する
ものである。

【００１２】また、請求項３に係る画像形成装置のファ
ジイ制御システムは、前記ファジイ演算手段が、前記変
換手段からの入力信号に基づいてメンバシップ関数を発
生させるメンバシップ関数発生手段と、前記操作部から
の入力信号に基づいてメンバシップ関数を発生させるメ
ンバシップ関数発生手段を備えているものである。

【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、画像形成装置各部の要
因の交互作用等に生ずるあいまい情報および操作部を介
して入力されるユーザーの要求情報に基づき画像形成装
置の複写プロセスをファジイ演算処理に基づいて適切に
制御するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
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
詳細に説明する。

【００１５】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。
複写機の各ブロックに設置され、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１０
５、複写機各部の湿度を検出する湿度検出センサ１０６
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）とを備えている。

【００１６】加えて、前記各種センサ１００が検出した
アナログ信号を入力し、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ＭＰＵ１１１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、証明ランプ電圧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。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とを備えている。

【００１９】さらに、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１０９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とを備えている。

【００２０】さらに、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２０
９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
越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、２１１、２１２に対応する閾値回路
２１３、２１４、１５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、２
１５に対応する最大値による関数発生回路２１６、２１
７、２１８とを備えている。

【００２１】さらに、前記最大値による関数発生回路２
１６、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２１９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ＭＰＵ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。

【００２２】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。

【００２３】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）或いは現像剤
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。

【００２４】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
原稿面照度に関して、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
ジイ演算用数値の出力に置き換えた場合の例をグラフに
して示してある。

【００２５】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。

【００２６】但し、図３Ｂ、Ｃも同様に縦軸には予め決
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、０．１〜３．８Ｖ
の電圧等と適宜決定することができる。

【００２７】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。

【００２８】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。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２０８が動作する。

【００２９】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。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
を発生させ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数波形から、出力値
の最大値を接続する関数が求められる。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且つ総合的に把握
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】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
状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出さ
れた検出値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および操作部から
の情報に基づいてファジイ演算処理を実行するファジイ
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、外部環境の変化或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とともに、上記あい
まい情報に加えて、操作部からのユーザーの要求情報に
基づきファジイ演算を実行するため、上記のとおり、交
互作用のある画像形成装置各部の検出値と共にユーザー
の要求を同時に処理することができ、処理速度が向上
し、さらに、制御速度が向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複写機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。

【符合の説明】 １００ 各種センサ部 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 ２００ 数値入力部 ２０７ 入力レジスタ群 ２０８ メンバーシップ関数発生回路群 ２０９ 関係ネットワーク／最小値検出回路 ２１０、２１１、２１２ 出力メンバーシップ関数発生
回路 ２１３、２１４、２１５ 閾値回路 ２１６、２１７、２１８ 最大値による関数発生回路 ２１９ 関係ネットワーク／重心計算回路 ２２０ 各制御対象対応出力部

Claims (1)

【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。