JPH0310263A - 画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機やレーザープリンタのような画像形成装
置において、ファジー推論を用いる画像形成方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

例えば電子写真複写装置等の画像形成装置においては、
電子写真感光体表面に形成したトナー像を紙等の転写材
に転写し、コピーを得るが、感光体は表面上に残留され
たトナーを種々の形態をしたクリーニング手段にて除去
した後繰り返し画像形成工程に供せられる。

この種のクリーニング手段としては、ウレタンゴム等の
弾性材からなるクリーニングブレードを使用した構成が
一般的であり、斯る構成は簡単で小型コンパクトであり
、しかも残留トナーの除去機能もすぐれているので従来
から広く実用されている。

しかしながら、このようなりリーニングブレードはトナ
ー除去機能は優れているが、転写材として最も頻繁に使
用されているように転写紙を用いた場合には該転写紙か
ら発生するロジン、タルク等の析出物或いは装置内の高
電圧部材から発生するコロナ生成物等の除去には不十分
であり、このような物質が感光体表面に付着すると高湿
下において画像流れを生じ著しくコピー像の質を低下せ
しめるという問題があった。

特に非磁性トナーは、磁性トナーのようにマグネタイト
を含んでいないため感光体表面に対する研磨力が弱いた
め、磁性トナーに比べ上記問題が生じやすい。また感光
体表面へのトナーの部分的な融着もしくは均一な融着を
生じやすい傾向にある。

一方、近年、記録像がより明瞭となり且つ情報の理解が
より容易となる等の理由から、例えばフォーマットの色
と計算値やデータの値の色とが異なる色で表現されたり
、ＣＡＤにより出力された図面の一部が他の色で出力さ
れる等、２色又は多色で識別されることが望まれており
、黒色以外の色トナーが多く使用されるようになってき
た。

そこで、非磁性トナーを使用する場合、即ち、色コピー
を取るときには、連続コピー時の転写紙どうしの間や、
感光体の前或いは後回転時などの非画像領域に磁性トナ
ーを少し感光体に現像し、ブレード部材やマグネットロ
ーラ等のクリーニング手段に供給して、非磁性ｌ・ナー
の研磨力不足を補う方法が提案されている。

また近年アモーファスシリコン感光体の高耐久性を生か
し、感光体表面のクリーニングの長期高信頼性を図るた
め、クリーニング手段としてマグネットローラを設け、
該ローラ上に磁性粒子層を形成し、この磁性粒子で感光
体表面を摺擦し、前記付着物を除去するように構成した
ものが提案され、実際に使用されている。

しかし、このように構成されたクリーニング手段におい
ては、磁性トナーのクリーニングに対しては非常に高い
信頼性が得られているが、非磁性トナーのみが多く使用
された場合にはマグネットローラ上の磁性粒子層の表面
が非磁性トナーで覆われてしまい、その結果クリーニン
グ手段の容器外へと非磁性トナーが落下し、機内汚れや
画像汚れを生じさせることがあった。

〔発明が解決しようとしている課題〕

本発明の目的は、磁性トナー及び非磁性トナーを使用し
て画像を形成する方法において、特に非磁性トナーが使
用される場合に、磁性トナーをクリーニング手段に供給
し、感光体表面の研磨力不足を補うこと、或いは、前記
クリーニング手段のマグネットローラ上の磁性トナー層
が非磁性トナーで覆われてしまうことを防止することで
あり、長期にわたり非磁性トナーを使用しても、高品質
の画像を得ることのできる画像形成方法を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、非磁性トナーを使用してコピーをする
場合、その原稿濃度やコピー設定枚数等により供給する
磁性トナー量をファジー推論によって決定するようにし
たものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明を実施する基本ブロック図である。工
３０１は中央演算装置（ＣＰＵ）で例えば１６ｂｉｔマ
イクロ・コンピューターを使用し実際にファジィ推論を
行う。１３０２は後述するＲＯＭでファジィ規則及び、
メンバシップ関数を記憶する。１３０３は後述するＲＡ
Ｍでファジィ推論を行う際作業領域として用いる。１３
０４はアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器、１３０５はデジタル信号をアナログ信号に変換
するＤ／Ａ変換器、１３０６は感光体１３１の表面電位
を測定する電位センサー、１３０７はブランク露光、１
３０８は現像バイアスであり、それそれＣＰＵ１３０１
からの指令により所定の出力値を制御される。１３０４
．、　１３０５は例えばＮＥＣの入出力回路ポートμＰ
Ｄ８２５５を使用する。

次に、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に詳
しく説明する。

第２図には本発明に係る画像形成装置を具現化した２色
記録を可能とする電子写真装置の一例が概略図示される
。本実施例によると、ドラム状の像担持体、即ちアモル
ファスシリコン等の光導電層を有した電子写真感光体ト
ラム１が矢印方向に回転自在に担持され、その回りに画
像形成手段が配置される。更に説明すると、感光体ドラ
ム１の周囲には第１の帯電器２と、画像露光３と、第１
の現像器６、第２の現像器７、ポスト帯電器８、転写・
分離帯電器９、クリーニング器１０とを有する。クリー
ニング手段１０と第１の帯電器２との間に前露光手段１
１、及び画像露光３と第１の現像器６の間にブランク露
光手段４と電位センサー５がある。

第３図はクリーニング手段として、クリーニング・ブレ
ードとマグネット・ローラを備えた前述のクリーニング
装置概略図である。１０１はクリーニング・ブレード、
１０２はマグネット・ローラ、１０３はマグネット・ロ
ーラ上の磁性粒子（磁性トナー）層の厚さを規制する規
制部材、１０４は廃トナー搬送スクリュー、１０５は磁
性粒子（磁性トナー）層で感光体表面を摺擦している。

１０５は感光体にマグネット・ローラから塗布された磁
性粒子である。

第１の現像器が非磁性トナー、第２の現像器が一成分磁
性トナーを現像するものである。感光体は直径１０８　
ｍ　ｍであり、周速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃとした。感
光体のダーク電位を電位センサー位置で＋５００Ｖ、明
部電位を＋９０Ｖとし、第１現像器の現像バイアスとし
て、Ａｃ１８００Ｈｚ　・１４００ＶｐｐにＤＣ＋１２
０Ｖを重量し、一方の第２現像器の現像バイアスとして
Ａｃ１８００Ｈｚ・１４００Ｖｐｐ＋ｌニーＤＣ９０Ｖ
を重量した。アモルファスシリコン感光体は電位の暗減
衰が大きいためこの時の第１現像位置でのダーク電位は
＋　４−２０　Ｖ　、明部電位は６０Ｖ、第２現像位置
のダーク電位は＋３９０Ｖ、明部電位は５０Ｖである。

次に、本発明に基づ（磁性トナーの供給方法について以
下に述べる。

先ず、磁性トナー供給毒を制御する際の状態量として、 ■　原稿濃度（感光体の平均電位） ■　非磁性トナーによるコピー時のコピー設定枚数 ■　コピー紙の面積（サイズ） の３つの状態量を用いる。

これは、原稿濃度が濃いものほど、コピー用紙への現像
剤転写後に感光体表面に残る転写残トナーが多く、それ
に見合った量の磁性トナーを供給する必要があるからで
ある。

さらに良い制御を行なうためには、非磁性トナーでコピ
ーを取る枚数を状態量に加える。それは、原稿濃度が濃
くてもコピー枚数が少なければ、磁性トナーを供給する
量が少なくてもよいし、逆に原稿濃度が薄（てもコピー
枚数が多ければ全体としての転写残トナーは多くなり、
従って磁性トナーを多く供給する必要があるからである
。

同様なことは、コピー用紙の面積（サイズ）、について
も言える。

このように、上記■、■の状態量を考慮すると、コピー
枚数、コピーサイズにより原稿濃度が薄くても十分な磁
性トナー量を供給出来るし、原稿濃度が漢くても、余分
な磁性ｌ・ナーを供給して無駄に消費することがなく、
より適切な制御が可能となる。

磁性トナーを供給する際の制御量としては、■　感光体
の非画像形成領域でのブランク露光ＯＦＦ時間を用いる
。

第４図は上記■〜■の状態量および制御量のメンバーシ
ップ関数と呼ばれるファジィ集合である。図中、原稿濃
度、コピー設定枚数、紙面積及びブランク露光ＯＦＦ時
間を大きくいくつかの集合に分けである。

例えば、原稿濃度の場合には、第２図の電位センサー５
によって原稿に対応した感光体の平均電位を読み取り、
その値によって第４図（ａ）のように４通りに分類しで
ある。

１）ＨＪ（＋かなり電位が高い（例えば４００ｖ以上で
ダーク電位に近い、もしくはダーク 電位）（原稿濃度がかなり濃い） ２）Ｈ：電位が高い（例えば３００Ｖでハーフトーンと
ダーク電位の間）（原稿濃度が濃い）３）Ｌ　：電位が
低い（例えば２００■でハーフトーン電位程度）（原稿
濃度かうすい） ４）　ＬＬ：電位がかなり低い（例えば１００ｖで白地
電位に近い）（原稿濃度がかなりうすい） 等である。

また、コピー設定枚数については、画像比率が１０％で
あるような原稿を基準として、１）ＨＨ：コピー枚数が
非常に多い（例えば８００枚以上） ２）Ｈ：コピー枚数が多い（例えば６００枚程度）３）
Ｌ：コピー枚数が少ない（例えば４００枚）４）　ＬＬ
：コピー枚数がかなり少ない（２００枚以下） 紙面積については、 １）Ｂ　：コピー紙が大きい（例えばＢ４サイス２５７
Ｘ　３６４．　ｍ耐） ２）Ｍ：コピー紙が中間の大きさである（例えばＡ４サ
イズ２１０Ｘ２９７ｍ　ｒｒ？）３）Ｓ　、コピー紙が
小さい（例えばＡ５５サイズ１４８Ｘ２１０イ） 等である。

また、制御量としてのブランク露光ＯＦＦ時間の例を第
４図の（ｄ）、　　（ｅ）に示してあり、１）ＶＬ：か
なり長い時間（例えば１５ｍ５ｅｃ）　０ＦＦ２）Ｌ：
長い時間（例えば１２ｍｓｅｃ）ＯＦＦ３）Ｍ：中程度
の時間（例えば９ｍ５ｅｃ）ＯＦＦ４）Ｓ：短い時間（
例えば６　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ　）　ＯＦ　Ｆ５）ＶＳ：か
なり短い時間（例えば３　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ　）　ＯＦ　
Ｆ６）ＺＯ：非常に短い時間（例えば１　ｍ　ｓ　ｅ　
ｃ　）だけＦＦ である。

なお第４図の（ａ）〜（ｅ）において、縦軸は０〜１ま
でであり、ある集合に属している割合を表わしている。

（実施例１） 状態量を原稿濃度のみとして、そのときの制御量、即ち
ブランク露光ＯＦＦ時間を制御した例について述べる。

第４図の（ａ）及び（ｅ）をメンバーシップ関数として
、そのときのルールを第５図（ａ）の如く決める。例え
ば原稿濃度が上記Ｈに属するとき、ブランクＯＦＦ時間
は上記Ｍに属している。

さて、第５図（ｂ）のようにある原稿濃度（平均電位）
がＸのときのブランクＯＦＦ時間を決定する方法につい
て記す。Ｘなる原稿濃度は、集合Ｈ及びＬにそれぞれμ
ｖ、最なる割合で属している。ブランクＯＦＦ時間は、
以下のように決定する。第５図（Ｃ）のようにμＶにつ
いては集合Ｍに属し、斜線部■で示された台形とし、μ
ｋについては集合Ｓに属し、やはり斜線部■の台形とす
る。その後、この２つの集合、Ｍ■とＳ■の最大値をと
り、第５図（ｄ）の太線部と斜線部で表わされた集合を
作り、この集合の重心を計算して、得られたブランク露
光ＯＦＦ時間が、ファジー推論による値である。

−例について述べると、原稿濃度が平均電位として２７
０Ｖのとき、集合Ｈに属する割合は０，７（μに０．７
）、Ｌに属する割合は０．３（μシ＝０．３）である。

このときの重心、即ちブランク露光をＯＦＦする時間は
約７．８．ｍ５ｅｃである。

（実施例２） 状態量として原稿濃度とコピー設定枚数の２つをとった
場合について述べる。第６図（ａ）にルールを示す。こ
のときのメンバシップ関数は第４図の（ａ）。

（ｂ）、　　（ｄ）である。今、第７図（ａ）、　　（
ｂ）のように、ある原稿濃度Ｘについては、集合り及び
Ｈｌあるコピー設定枚数ｙについては集合、Ｌ及びＨに
それぞれある割合で属している。従って、以下の４通り
について 原稿濃度　　　コピー設定枚数 −ＩＴ−１ ＨＬ Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　Ｈ Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　Ｌ （実施例１）のように重心を求めれば良い。求め方を第
７図に示しである。第７図の（ａ）、　　（ｂ）、　　
（ｃ）は、原稿濃度、コピー枚数がそれぞれＸ、ｙので
、集合Ｈに属する割合がおのおのμシ、μνであり、そ
のときのブランクＯＦＦ時間が集合りの斜線部で表わし
である。そして、ブランクＯＦＦ時間は、μＶとμＶの
最小値によって決定される。

他の３通りについても同様であり、結局ブランクＯＦＦ
時間は、第７図（ｃ）、　　（ｆ）、　　（ｉ）、　　
（１２）がら、その最大値を選び、第７図（ｍ）のよう
に太線で囲まれた斜線部の集合となる。この図形の重心
が、求める最適なブランクをＯＦＦする時間（ブランク
ＯＦＦ時間）である。

（実施例３） 状態量を原稿濃度、コピー設定枚数、紙面積とした場合
であり、新たにルールとして第６図（ｂ）が追加される
。

求めるブランクＯＦＦ時間は、実施例１）及び２）と同
様に、ブランクＯＦＦ時間の集合を求め、その図形の重
心から決定される。

上記実施例のフローチャートを第１０図に示す。

以下、実験例につき簡単に記すと、例えば実施例２に基
づいて、電子写真複写装置本体として第２図のもの、ま
たクリーニング装置として第３図の構成を有した装置で
先に述べた条件で種々の原稿濃度を持つオリジナルのコ
ピーをしたところ、赤色（非磁性）コピーのみ５０００
０枚のコピーを行なっても、マグネット・ローラ上の磁
性トナー層が非磁性トナーで覆われることなく、従って
機内飛散も良好であった。

なお、第８図にブランク露光により磁性トナーを供給す
るシーケンス図を示してお（。現像バイアスは現像に寄
与しないときは、感光体に現像剤が現像されないような
値に設定されている。シーケンス例は２枚連続コピーに
おいて転写紙どうしの間と後回転時に磁性トナーを供給
する方法である。また、ブランク露光ＯＦＦ時間を一定
として、露光強度を変えても良いし、或いはＯＦＦ時間
と強度の両者を制御しても良い。

第９図は、ブランク露光を使用せず磁性トナー用の現像
バイアスを用いるときのシーケンス図である。この場合
、転写紙どうしの間や後回転時にブランクＯＦＦは行な
われず、感光体の電位は約３０Ｖである。そこで、前述
のブランク露光ＯＦＦ時間を磁性トナー用現像バイアス
ＯＮ時間とすれば良い。

なお、このときＡ、Ｃ，成分を１８００　Ｈｚ　、　　
１４．００　Ｖ　ｐ　ｐとし、Ｖｄ、ｃ、＝−２５０Ｖ
一定とした。

或いは、ＯＮ時間を一定として現像バイアスを以下のよ
うにしても良い。

１）　　ＶＬ　：　ｄ、ｃ、−２５０Ｖ２）　　Ｌ　　
：　ｄ、ｃ、−２００Ｖ３）　　Ｍ　　：　ｄ、ｃ、−
１５０Ｖ４）　　Ｓ　　：　ｄ、ｃ、−１００Ｖ５）　
　ＶＳ　：　ｄ、ｃ、　−５０Ｖ６）　　ＺＯ：　ｄ、
ｃ、　　　ＯＶ 磁性トナーを供給しないときは感光体に現像剤が現像さ
れない電位、例えば＋６００Ｖに設定される。

なお、非画像領域として画像コピー時の転写紙間と後回
転時について説明したが、前回転時でも〜１６ 良いことは言うまでもない。また、転写紙間も常に行な
うのでなく、何枚か毎に磁性トナーを供給しても良い。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、非磁性トナーを使用してコピー
をする時に磁性トナーを供給する方法として、原稿濃度
や、コピー設定枚数、コピー紙面積などからファジィ（
Ｆｕｚｚｙ）推論によって磁性トナー供給量を適切に決
定することにより、効率良く、機内飛散等を防止出来、
長期にわたる品質の維持が可能となった。即ち、ファジ
ー推論により、従来のデジタル的制御がアナログ的にな
り、濃度とかコピー枚数、紙面積というあいまいな量（
ａい、うすい、多い、少ない、大きい、小さい）が適切
に処理され、品質が維持されると共に、同じような処理
を従来の方法で行うに比べ、はるかにメモリ手段の数が
削減出来、製品のコストも下げることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本ブロック図、 第２図は本発明を実施した２色電子写真装置概略図、 第３図はマグネット・ローラを有するクリーナー概略図
、 第４図（ａ）〜（ｅ）は実施例のメンバーシップ関数を
示すグラフ、 第５図（ａ）〜（ｄ）は実施例（１）のルールと制御方
法の説明図、 第６図（ａ）と（ｂ）は実施例（２）、　　（３）のル
ールの説明図、 第７図は実施例（２）の制御方法説明図、第８図はブラ
ンク露光で感光体の非画像領域に磁性トナーを供給する
シーケンス図、 第９図は現像バイアスで同じ（磁性トナーを供給するシ
ーケンス図、 第１０図は本発明の一実施例フローチャートを示す。 図において １・・・感光体 ２・・・主帯電器 ３・・画像露光 ４・・・ブランク露光 ５・・・電位センサー ６・・・第１現像器 ７・・・第２現像器 １０・・・クリーニング手段 １０１・・・クリーニング・ブレード １０２・・・マグネット・ローラ １０５・・・磁性トナー層 １０５　（ａ）・・・磁性トナーコート層〆′ 鎖 ＵダＪ 図（α少 （７７１Ｓｅｃ、） ６４３− ０ｂ−側絨層優 嬰貫ソーＬ偲− １ミ 王目繁 ７ ／２ ５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性トナーと非磁性トナーを選択的に使用する画
   像形成装置において、 非磁性トナー使用時、像担持体の非画像形成領域に磁性
   トナーを供給するに際し、該磁性トナー量を制御するた
   めの少なくとも１つの状態量を検知する状態量検知手段
   と、 該磁性トナー量を制御する制御手段と、 上記の状態量と制御量の関係を定性的な規則として関係
   づける規則記憶手段と、 上記の状態量と制御量を少なくともひとつのあいまい集
   合で表現した関数記憶手段と、 上記の各規則に従い状態量の集合に属する度合から制御
   量の集合に属する度合を算出し、その最も可能性の高い
   制御量を推論する推論手段と、 を有し、制御量を推論手段により推論し、制御すること
   を特徴とする画像形成方法。
2. （２）上記状態量検知手段は、原稿濃度、非磁性トナー
   コピー設定枚数、紙サイズのうち少なくとも１つを検知
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   の画像形成方法。
3. （３）上記制御量制御手段は、ブランク露光ＯＦＦ時間
   、ブランク露光強度、磁性トナー用現像バイアス印加時
   間、同現像バイアス印加量のうち少なくとも１つを制御
   することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
   の画像形成方法。