JPH07319334A

JPH07319334A - 電子写真印刷機制御方法

Info

Publication number: JPH07319334A
Application number: JP7105817A
Authority: JP
Inventors: Mark A Hopkins; エイ．ホプキンスマーク
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1995-12-08
Also published as: US5390004A; EP0682294A3; EP0682294B1; EP0682294A2; DE69523980D1; DE69523980T2

Abstract

(57)【要約】【目的】修正値の３次元経験的マトリックスの構成を
必要としない、電子写真プリンタの制御に特に適した３
入力・３出力システム制御方法を提供する。【構成】プログラム120 にはベタ領域濃度測定値SD、
ハーフトーン濃度測定値HDが入力され、レーザソースパ
ワーＰ_Lの調整値と現像ユニット関連のバイアス電圧Ｖ
_biasの調整値が出力される。プログラム140 は２つの連
続した明領域濃度測定値LDを受け取り、各測定値はファ
ジー化ファンクション144 で複数のエラーサブセットに
割り当てられる。エラーサブセットのメンバシップは２
次元ルックアップテーブル146 に与えられ、エラーサブ
セットのジョイントメンバシップのエクステントが決定
される。それに基づき修正値が得られ、ファンクション
148でクリーニング電圧Ｖ_cleanの調整値に変換され
る。Ｖ_bias及びＶ_cleanに対する修正値はスコロトロン
関連の初期電位Ｖ_gridに対する調整値に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真印刷機におい
て印刷の質を維持する制御システムに関する。さらに詳
細には、本発明は「ファジー論理」技術を用いる制御シ
ステム及び制御方法に関し、該制御システム及び制御方
法により、プリンタの測定の容易な出力パラメータを用
いて、システムにおける少数の重要入力パラメータを調
整することが可能である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真プロセスの非常に正確な制御が望ましい場合、精密度
の高いシステムの設計者は、個々に且つ集合的に最終的
なコピー又は印刷の品質に顕著な効果を及ぼす非常に多
くのプロセス変量を、突きつけられる。このような変量
には、電荷保持面上で行われる初期静電帯電や、レーザ
又は他の露光デバイスの出力等があり、これらの変量は
一般に、前もってセットされるか、又はプリンタを使用
する過程で正確に制御されるかが可能である。その他の
プロセス変量は、基本的な印刷の質に同様に重要な影響
を与えるが、それほど容易に調整されない。このような
変量は、電荷保持面の暗放電（dark-discharge）特性、
初期帯電デバイスのパワーと電荷保持面上の電荷保持力
との間の相互作用、そして現像段階での帯電の複雑な相
互作用等に関係する変量を包含する。このようなその他
の重要な変量を既存のシステムにおいて制御することは
困難であるばかりでなく、あらゆる変量が基本的な印刷
の質に与える実際の影響を、設計者は完全には理解し得
ない。

【０００３】米国特許第５，２０４，７１８号は、ファ
ジー論理を使用するプロセス制御デバイスを開示する。
しかしながらこのシステムは、例えば、入力としての表
面電位、連続使用の度合、温度及び湿度といったシステ
ム内の比較的多くの測定物理的変量に応答する中枢ネッ
トワークを使用して、トナー供給に対する理論上最適な
制御を得る。

【０００４】米国特許第５，２０４，９３５号は、入力
に応答して出力されたオペレーションの結果が、入力に
より特定されたアドレスに格納されるというオペレーシ
ョンセクションメモリユニットを有するファジー論理回
路を開示する。オペレーションの結果は修正可能である
ので、ファジー論理オペレーションの内容の変更は、メ
モリユニットの内容を修正するだけで処理されることが
できる。

【０００５】米国特許第５，２１４，４７６号は、シス
テムの或る測定される入力が、磁気センサにより検知さ
れる現像ユニット内のトナー濃度（toner concentratio
n ）を包含するという、画像形成装置のファジー論理制
御システムを開示する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様によれ
ば、トナーが電荷保持面に与えられる複数の処理ステー
ションを有する電子写真印刷機を制御する方法が提供さ
れる。第１の制御プログラムは、完全にトナーによりカ
バーされるように意図される電荷保持面の第１領域にお
いて電荷保持面に与えられるトナーの第１の光学的濃度
と、そしてまた第１の所定の割合でトナーによりカバー
されるように意図される電荷保持面の第２領域において
電荷保持面上に与えられるトナーの第２の光学的濃度と
を入力として受け取る。第１の制御プログラムは、第１
の制御プログラムへの入力に応答する第１及び第２の調
整パラメータを出力し、各調整パラメータは、少なくと
も１つの現像ステーションに関連する。第２の制御プロ
グラムは、第２の所定の割合でトナーによりカバーされ
るように意図される電荷保持面の第３の領域において電
荷保持面に与えられるトナーの第３の光学的濃度の連続
する測定値を、入力として受け取る。第２の制御プログ
ラムへの各入力は、少なくとも１つのエラーサブセット
に割り当てられる。少なくとも１つの現像ステーション
に関連する第３の調整パラメータは、エラーサブセット
における複数の入力のジョイントメンバシップのエクス
テントから少なくとも部分的に得られる。

【０００７】本発明の請求項１の態様は、トナーが電荷
保持面に与えられる複数の処理ステーションを有する電
子写真印刷機を制御する方法であって；完全にトナーで
カバーされるように意図される前記電荷保持面上の第１
の領域において前記電荷保持面上に与えられるトナーの
第１の光学的濃度と、第１の所定の割合でトナーにより
カバーされるように意図される前記電荷保持面上の第２
の領域において前記電荷保持面上に与えられるトナーの
第２の光学的濃度とを、第１の制御プログラムにおいて
入力として受け取るステップと；前記第１の制御プログ
ラムに対する入力に応答して、各々が少なくとも１つの
現像ステーションに関連する調整パラメータである第１
及び第２の調整パラメータを出力するステップと；第２
の所定の割合でトナーによりカバーされるように意図さ
れる前記電荷保持面上の第３の領域において前記電荷保
持面に与えられるトナーの第３の光学的濃度の連続する
測定値を、第２の制御プログラムにおいて入力として受
け取るステップと；第２の制御プログラムへの各入力
を、少なくとも１つのエラーサブセットに割り当てるス
テップと；１つのエラーサブセットにおける複数の入力
のジョイントメンバシップのエクステントから少なくと
も部分的に、少なくとも１つの処理ステーションに関連
する第３の調整パラメータを得るステップと；を含む。

【０００８】本発明の請求項２の態様は、上記請求項１
の態様において、第３の調整パラメータを得るステップ
が、電荷保持面に初期帯電を行うための帯電ソース、電
荷保持面の部分を選択可能に放電する露光器、及び電荷
保持面に静電的にトナーを与える現像ユニット、のうち
の少なくとも１つを制御するための調整パラメータを得
ることを含む。

【０００９】本発明の請求項３の態様は、上記請求項２
の態様において、第１及び第２の調整パラメータを出力
するステップが、露光器に関連する電力値に関連する調
整パラメータを出力することを含む。

【００１０】

【実施例】図１は、一般に「レーザプリンタ」として知
られる電子写真プリンタがデジタル画像データを使用し
て普通紙上に乾式トナー画像を生成する、よく知られた
システムの基本的な構成要素を示す。プリンタ内には、
ベルト又はドラムの形態であり得ると共に電荷保持面を
含む受光体（例えば感光体）１０が設けられる。受光体
１０はここでは、１セットのローラ上に搭載されると共
に、処理方向Ｐの方向に移動される。図１において左か
ら右に（時計回り方向に）移動しながら、プリントされ
るべき望ましい画像に一致する静電潜像が受光体１０上
に生成される一連の基本的なステップ、即ち、この潜像
が次に乾式トナーでどのように現像されるか、そして現
像された画像が普通紙シートに如何に転写されるか、と
いうことを示す。電子写真プロセスにおける第１のステ
ップは、関連する受光体表面の全体的な帯電である。図
１の左方に見るように、この初期帯電は、参照番号１２
で示される「スコロトロン」として知られる帯電源によ
り実行される。スコロトロン１２は一般に、ホットワイ
ヤ（加熱抵抗線）等のイオン発生構造を含み、スコロト
ロンを通過する受光体１０の表面上に静電荷を与える。
受光体１０の帯電された部分は次に、ラスタ出力スキャ
ナ、即ちＲＯＳにより、プリントされるべき望ましい画
像に一致する形状に選択的に放電される。ＲＯＳは一般
に、当該技術で知られるように、レーザソース１４と、
レーザソース１４と共に動作する回転ミラー１６とを含
み、帯電された受光体１０の或る領域を放電する。図１
は、電荷保持面を選択的に放電するレーザソースを示す
が、この（放電する）目的のために使用されることので
きる他の装置には、ＬＥＤバーや、コピー機の場合には
光レンズシステムが含まれる。レーザソース１４は、そ
れに供給されるデジタル画像データに従って変調され
（オン・オフされ）、回転ミラー１６は、レーザソース
１４からの変調ビームを、受光体１０のプロセス方向Ｐ
に垂直な主走査方向に移動させる。レーザソース１４
は、関連する特定パワーレベル（ここではＰ _Lと示す）
を有するレーザビームを出力する。

【００１１】受光体１０の或る領域がレーザソース１４
により放電された後、残った帯電領域は、供給用の乾式
トナーを受光体１０の表面に接触させる現像ユニット１
８により現像される。「放電領域現像」を示す実施例で
は、トナーは、受光体１０上の十分に静電電荷を有さな
い領域にのみ付着する。次に現像画像は、受光体１０の
移動により、転写スコロトロン２０を含む転写ステーシ
ョンに進行し、受光体１０に付着するトナーは、一般的
には普通紙シートであるプリントシートに転写スコロト
ロン２０により電気的に転写され、プリントシート上に
画像が形成される。その上にトナー画像を有する普通紙
シートは、次にフューザ（融着装置）２２を通るように
進行し、フューザ２２は、トナーを用紙シートの中に溶
融又はフュージング（融着）して、永久的な画像を生成
する。図１で示されるプリンタのシステムの要素のいく
つかは、制御システム１００により制御される。以下に
制御システム１００の動作を詳細に記載する。請求項で
使用するように、「処理ステーション」という言葉は、
スコロトロン１２、レーザソース１４、及び現像ユニッ
ト１８等（これらに限定されない）の、受光体へのトナ
ーの付与に影響を与えるあらゆるユニットに対して適用
する。

【００１２】図２を見ながら引き続き図１を参照して、
電子写真プロセスにおける種々のステーションを通る受
光体１０上の代表（標本）小領域の静電的「変遷」を、
詳細に記載する。図２では、受光体１０の特定領域にお
ける帯電を、受光体１０の表面の特定領域上の静電位
（電圧）により表す。まず、スコロトロン１２による受
光体表面の初期帯電が行われ、所与領域は初期高電位Ｖ
_gridとなる。本実施例ではＶ_gridは＋２４０Ｖである
が、これは一例であって本発明はこれに限定されない。
初期帯電が受光体１０上で一旦行われると、この帯電は
直ちに減衰し始めて、代表領域がＲＯＳに到達するまで
に、電位は、本実施例では２３０Ｖである「暗減衰電
位」Ｖ_ddpまでわずかに減衰する。露光ステップにおい
て、対象の特定領域がレーザ１４の動作により放電され
ると、その特定領域上の電位は、５０ＶのＶ_exp値まで
著しく減少され、その電位は、特に、高電位に帯電され
た領域と比べて、トナーがその領域に引き付けられない
ことを保証するのに十分低いものである。

【００１３】現像剤ハウジングに印加される電圧である
バイアス電圧Ｖ_biasもシステムに関係する。Ｖ_biasは、
プリンタを使用する過程で容易に調整されることのでき
るパラメータである。暗減衰電位Ｖ_ddpとバイアス電圧
Ｖ_biasとの差は、「クリーニング電圧」Ｖ_cleanとして
知られる。バイアス電圧Ｖ_biasと露光電圧Ｖ_expとの差
である現像電圧Ｖ_devも、図２で示される。印刷の品質
に対するこれらの値の関連性について、以下に詳細に記
載する。

【００１４】電子写真プリンタにおける別の重要なパラ
メータは、「飽和」電圧Ｖ_satであり、Ｖ_satは、レー
ザソース１４がフルパワーで動作している時の理論上の
最大放電である。本実施例ではＶ_satは３０Ｖであり、
これは即ち、あらゆる実用強度のレーザが受光体を完全
に放電することは一般には不可能であるということであ
る。Ｖ_satの値は一般に受光体１０自体の性質に依存
し、システムにおける特定レーザ１４の最大出力は、Ｖ
_satの値に、概して漸近的な影響を及ぼす。多くの場
合、Ｖ_sat値は一定であると考えられ得るが、それはな
ぜならレーザソース１４のパワーが多大に増したとして
も、Ｖ_sat値には実質的な影響を及ぼさないからであ
る。

【００１５】電子写真プロセスの異なる段階における電
位の種々の値は全て、全体的なシステムにより生成され
る印刷の全体的な質に影響を及ぼす。理想的な「印刷の
質」は、多くの方法でその程度を明確にされることがで
きるが、本発明のシステムは、３つの独特な性能測定に
基づき、印刷の質の決定を行う。印刷の質のこれらの重
要な測定とは、（１）トナーにより完全にカバーされる
ように意図される、代表現像領域の暗い部分であるベタ
領域濃度、（２）トナーにより約４０％〜６０％カバー
されるように意図される、代表領域のコピー品質である
ハーフトーン領域濃度、（３）トナーにより約５％〜２
５％カバーされるように意図される、代表領域のコピー
品質である明領域濃度、である。ハーフトーンは一般
に、特定の解像度のドットスクリーンにより生成され、
このようなスクリーンの性質はハーフトーンの絶対的な
外観に多大な影響を有するが、同じタイプのハーフトー
ンスクリーンが各テストに対して使用される限り、あら
ゆる一般的なハーフトーンスクリーンが使用されてよ
い。ベタ領域濃度とハーフトーン濃度の両方は、当該技
術においてよく知られる光学的検知システムにより容易
に測定され得る。図１で示されるように、概して参照番
号２４で示される濃度計を現像ステップの後で用いて、
当該技術で知られる方法で受光体１０上に作成されるハ
ーフトーン濃度テストパッチ（ＨＤとマークされる）、
明濃度テストパッチ（ＬＤとマークされる）、及びベタ
濃度テストパッチ（ＳＤとマークされる）の光学的濃度
を測定する。テストパッチの正しい光学的濃度を測定す
るシステムは、例えば米国特許第４，９８９，９８５号
や米国特許第５，２０４，５３８号で示されており、そ
れら両特許は、本出願の譲受人に譲渡されており、それ
らの関連部分を参照して本文の記載の一部とする。

【００１６】印刷の質に影響を及ぼす種々の電位値は、
完全には理解されない程多様に影響を及ぼす。より把握
し難いのは、印刷プロセスに付随して生じる或る電位値
が、これもまた完全には理解されないように他の電位値
に影響を及ぼす可能性があるということである。本発明
は、３つの容易に測定可能な出力パラメータ、即ちベタ
領域濃度、ハーフトーン濃度、及び明領域濃度を用い、
それによって、より容易に制御される３つのシステム入
力、即ちスコロトロン１２の帯電電圧、現像ユニット１
８に関連するバイアス電圧Ｖ_bias、及びレーザソース１
４のレーザパワーＰ_Lを制御しながら「ファジー論理」
技術を使用して、この複雑で多様に変化するプロセスを
制御するシステムを提起する。

【００１７】図３は、電子写真プロセスに関連する種々
の電位同士間の基本的相互作用を示すシステム図であ
る。図３では、関連電位同士間の関係（複数）は、純粋
に数学的に関連しており、Ｖ_ddpに対するＶ_gridの関係
のようなより緻密又は複雑な関係は、ｆ₁、ｆ₂ 、
ｇ₁、ｇ₂ 、及びｇ₃等の経験的関係として示される。
図３に見得る注目すべき関係は、現像電圧Ｖ_devが、ボ
ックス９０で示すようにＶ_bi _asとＶ_expとの差であると
ともに、ボックス９２の関数ｆ₂ を介してベタ領域濃度
ＳＤに対して経験的な関係を有することと、Ｖ_ddpとＶ
_biasとの差であるＶ_cl _eanの値が、ＬＤの値に対する経
験的に決定可能な関係であるｆ₃を有することとを含
む。例えばボックス９６の関数ｇ₃を介して、ハーフト
ーン濃度ＨＤに対して相関性の高い関係を有すると理論
づけられる「放電比」ＤＲの概念もまた、重要である。
ボックス９４で示される放電比は、図３で示されるよう
に、特定の受光体の飽和電圧Ｖ_satを考慮に入れた比率
であると規定され、Ｖ_satは、その値は所与の装置に対
しては実質的に一定であると見られてきたが、ボックス
９５で示される関係ｇ₂ によりレーザパワーＰ_Lにも幾
分関係する。

【００１８】電子写真プロセスにおける種々の電位同士
間の複雑な関係は、参照番号９９で示される１つの「ブ
ラックボックス」の中に組織化され、その入力及び出力
については、出力は容易に測定され得るものに、そして
入力は容易に制御され得るものに限定される。即ち、ブ
ラックボックス９９中でこれに関係のある出力は、ベタ
領域濃度ＳＤ、ハーフトーン領域濃度ＨＤ、明領域濃度
ＬＤである。同様に、ブラックボックス９９への入力
は、Ｖ_gridとして示されるスコロトロン１２に関連する
電圧と、Ｐ_Lとして示されるレーザソース１４のパワー
と、現像ユニット１８に関連するバイアス電圧Ｖ
_biasと、である。

【００１９】参照して本文の記載の一部となっている係
属中の米国特許出願番号第０８／１４３，６１０号は、
２つの測定濃度、即ちベタ濃度ＳＤとハーフトーン濃度
ＨＤを入力として受け取るファジー論理システムを開示
する。これらの読取り値を組み合わせて考慮して、２入
力・２出力ファジー論理コントローラを形成するそのシ
ステムは、Ｖ_grid及びＰ_Lの調整値を出力する。その出
願に記載されるように、２つの測定されたＳＤ及びＨＤ
の入力は、ファジー論理分析に委ねられる。まずそれぞ
れの測定値（ＳＤ及びＨＤ）は、エラー（誤差）サブセ
ットにおいてジョイントメンバシップに割り当てられ
る。これらのジョイントメンバシップは次に、可能なエ
ラーサブセット空間のセットにおいて、ジョイントメン
バシップのエクステントを算定するように使用される。
次にジョイントメンバシップは、Ｖ _grid又はＰ_L等の調
整可能な物理的パラメータに対する修正値の多次元セッ
トに供給される。各エラーサブセット空間におけるベタ
濃度エラー値ＳＤとハーフトーン濃度エラー値ＨＤのジ
ョイントメンバシップのエクステントは、重み付け入力
として修正値のセットに適用され、重み付けされた修正
値が各調整可能な物理的パラメータに与えられ、そして
次にパラメータが、修正値に従って調整される。

【００２０】上記特許出願において詳細に述べられてい
る２入力・２出力ファジー論理コントローラでは、２つ
の入力値（ＨＤ若しくはＳＤ、又はそれらに関するエラ
ー値）の各々は７つのエラーサブセットに与えられ、一
般には各エラー読取り値は２つのこのようなエラーサブ
セットにおいてメンバシップを有する。２つの入力読取
り値の各々に対する７つのエラーサブセットは結合され
て７×７のエラーサブセットマトリックスを形成し、上
記特許出願において述べられた実施例では、７×７マト
リックスにおける各修正値は、−５から５までのスケー
ル上に存在し、全１１個のスケールにおいて可能なファ
ジー駆動修正サブセットを作成し、そしてそれらは最終
的に変換されて、Ｖ_gridとＰ_Lの実際の制御に対して適
用される。

【００２１】上記特許出願において述べられた２入力フ
ァジー論理コントローラは、各マトリックスの横列及び
縦列におけるエラーサブセットのジョイントメンバシッ
プの理解と適用のために、少なくとも１つの２次元マト
リックスを必要とする。即ち、典型的なマトリックスで
は、ＨＤのような１つの入力のエラーサブセット（複
数）が、マトリックスの横列を形成し、一方ＳＤのよう
な他の入力のエラーサブセット（複数）が、縦列を形成
する。従ってマトリックス中の各個々のスロットは、Ｈ
Ｄ及びＳＤのエラーサブセットの唯一の組合せを表すと
共に、その唯一の組合せに応じた「修正値」を割り当て
られる。２次元のマトリックスは容易に理解されると共
に使用可能なルックアップテーブルに変換されるが、そ
のようなことは、３入力ファジー論理コントローラの場
合には負担となり得る。あらゆる種類の３入力ファジー
論理コントローラでは、３次元マトリックスの使用を要
求する３セットのエラーサブセットでのジョイントメン
バシップが決定されなければならない。３次元マトリッ
クスは、コンピュータメモリにおけるルックアップテー
ブルのスペースを消費することにおいて深刻な問題を呈
するが、より一層緊急の問題は、例えば経験的データに
基づくルックアップテーブル等の原型の作成である。

【００２２】多くの技術が、遺伝的アルゴリズム等の多
様に変化し得るシステムの複雑な経験的評価に対して現
在利用することができるが、本発明のシステムは、修正
値の３次元経験的マトリックスの構成を必要としない、
電子写真プリンタの制御に特に適した３入力・３出力シ
ステムを提起する。本発明の好適実施例に従えば、ある
測定入力、詳細にはＳＤ及びＨＤテストパッチの濃度値
（又は実際の測定値を理想値と比較することに基づくエ
ラー値）が、本文の記載の一部となっている上記特許出
願で述べられたような２入力ファジー制御プログラムに
供給される。同時に、本発明の場合には、明濃度ＬＤ測
定値である第３の入力が、別のファジー論理分析プログ
ラムに供給される。ＬＤ測定の２つの値、即ち第１の印
刷からのＬＤ読取り値と、第１の印刷に続く印刷からの
ＬＤ読取り値が考慮される。このように、３入力システ
ムは実際には、２つの別個の２入力システムと考えら
れ、２入力システムのうちの１つは、同じタイプの濃度
の２つの測定値を時間を分けて受け取る。

【００２３】図４は、本発明に従う３入力・３出力ファ
ジー論理システムを概説する簡易なシステム図である。
図１と比較して見ることができるように、全体としての
システムは、ボックス１００により示される。制御シス
テム１００への入力は、ＳＤ、ＨＤ、及びＬＤの測定値
と規定される。制御システム１００の出力は、Ｐ_L、Ｖ
_grid、及びＶ_biasと規定され、それらの全ては、それぞ
れが例えばレーザソース１４、スコロトロン１２、又は
現像ユニット１８と動作上協働する電位差計を調整する
ことにより、電子写真プリンタにおいて実時間中にかな
り直接的に制御されることができるパラメータである。

【００２４】概して参照番号１００で示される制御シス
テム内には、本実施例では概して１２０及び１４０で示
される２つの独特なプログラムがある。ここで使用され
る「プログラム」という言葉は、独立型コンピュータに
おいて、又はコンピュータの一部において実施されるこ
とのできるプログラムを意味するものとし、そのような
プログラムは、ルックアップテーブルと、或る入力に応
答して或る出力を行うように使用される他のアルゴリズ
ムの使用を包含し得る。本実施例では、これらのプログ
ラムはファジー論理技術を備えるが、このようなファン
クションが実時間中にファジー論理技術を実際に実行す
る必要がないことは本発明の範囲内であると意図され
る。それは即ち、１２０及び１４０のようなプログラム
は、本質上全体的に、入力の単一の組合せに対して出力
の単一の組合せが応答するというルックアップテーブル
からなることが可能であると考えることができ、可能な
出力の実際の値は、前もって算定されてルックアップテ
ーブル内に単に置かれているものである。

【００２５】いずれにしても、示される本発明の実施例
では、プログラム１２０にまず目を向けると、その測定
値が理想的な値と比較される時にエラー値（誤差）とし
ても入力され得るＳＤ及びＨＤの入力読取り値が、１２
２及び１２４として示されるファジー化ファンクション
に入力される。それぞれの場合に、ＳＤ及びＨＤのエラ
ー値は、以下に詳細に述べる様に、ノーエラー（エラー
無し）、ローネガティブ（低い程度のマイナス）、ハイ
ネガティブ（高い程度のマイナス）、メディアムネガテ
ィブ（中程度のマイナス）、メディアムポジティブ（中
程度のプラス）等の、１つ以上のエラーサブセットに割
り当てられる。これらのエラーサブセットにおけるメン
バシップは次に、ファンクション１２６及び１２８によ
り表される２次元のルックアップテーブルに与えられ、
多様なエラーサブセットのジョイントメンバシップのエ
クステントが決定されると共に、ファジー化ファンクシ
ョン１２２及び１２４からのエラーセットの単一の組合
せにおけるジョイントメンバシップのエクステントに基
づいて修正値が引き出される。最終的に、それぞれのル
ックアップテーブル１２６及び１２８からの修正値は、
「ファジー解除」されると共に、図示されるように、フ
ァンクション１３０及び１３２において現実のパラメー
タ調整値、即ちＰ_L及びＶ_biasに対する調整値に変換さ
れる。電子写真印刷に適用される場合にプログラム１２
０において実行される示される技術は、その内容を参照
して本文の記載の一部としている、あるいはそうでなけ
れば、教示されていることを、ここで述べる目的に対し
て適応させることが可能である特許出願において、教示
されている。上記特許出願では、望ましい出力パラメー
タは、Ｖ_biasではなくＰ_LとＶ_gridであったが、本発明
のシステムの状況では、特に２次元のルックアップテー
ブル１２８に関する経験的ファンクションが、Ｖ _biasの
適切な出力値を生成するために作成され得るということ
が、当業者には明らかであろう。

【００２６】概括的な制御システム１００内の２入力・
２出力プログラム１２０に加えて、２つの入力、即ち一
続きの印刷工程における明濃度ＬＤテストパッチの測定
反射値とその前に測定されたＬＤテストパッチの測定値
とを受け取るプログラム１４０が設けられる。換言すれ
ば、プログラム１４０への２つの入力は、連続して測定
された２つの異なる明濃度テストパッチの測定値であ
り、その測定値は時間を分けてではあるが、装置の一走
行中の一続きの印刷を行う過程においてであることが好
ましい。（ここでも、ＬＤの値は、ＬＤの実際の測定値
を理想値と比較することにより、ＬＤのエラー値に変換
されることができる。請求項に対しても、「測定値」
が、測定値を理想値と比較することに基づくエラー値の
ことも意味することができると、理解されるべきであ
る。時間の遅延は、１つ以上の印刷により入力値を分け
得るファンクション１４２によりなされることが好まし
い。

【００２７】連続したＬＤ値は、ファジー化ファンクシ
ョン１４４に与えられ、各個々の測定値は、最新のＬＤ
読取りから直接的に、又は遅延ファンクション１４２を
介して与えられる。図５は、ファジー論理技術において
スカラーエラーが複数のエラーサブセットに割り当てら
れる方法の１つの可能な例を示す。可能なエラー値のス
ケールは、ノーエラー（ＮＥ；ゼロ周辺）、スモールポ
ジティブ（ＳＰ；程度の小さいプラス）、スモールネガ
ティブ（ＳＮ；程度の小さいマイナス）、メディアムポ
ジティブ（ＭＰ；中程度のプラス）、メディアムネガテ
ィブ（ＭＮ；中程度のマイナス）、ラージポジティブ
（ＬＰ；程度の大きいプラス）、及びラージネガティブ
（ＬＮ；程度の大きいマイナス）等の有用な範囲に分け
られる。直接的スカラーシステムは、一方のエラー範囲
が終了する所で他方のエラー範囲が開始し得る（例えば
ＭＰとＬＰの間）が、ファジー論理技術は、エラーサブ
セットとして知られる多様なエラー範囲が、普通は対称
エクステントにオーバーラップすることを提起する。従
って、１つのエラーの単一のスカラー値は、或るエラー
サブセットにおける一部であると共に、また別のエラー
サブセットにおける一部でもあると解釈され得る。

【００２８】図５のグラフの横軸は、ゼロエラーを基準
とするレンジを示し、そのレンジでは、測定エラー値が
ＬＮからＬＰまでに属する。グラフの縦軸は、横軸にお
ける所与の値が、多くのエラーサブセット空間内にどれ
だけ置かれるかの割合を０から１までの値で示す。グラ
フの上で重なり合っている種々の斜めの線は、線形的に
みて、横軸上の測定エラー値が各エラーサブセット内に
どれだけあるかを示す。−０．０７５〜＋０．０７５の
エラー値に対応する中心の三角形は、この例では「ノー
エラー」ＮＥサブセットであると解釈される。測定エラ
ー値は、測定エラー値をある程度までは「ノーエラー」
サブセットに置くために正確に０である必要はないが、
測定エラー値がスカラー０から「離れる」につれて、測
定値はノーエラーサブセットにおいて次第に減少すると
みなされる。さらにこの例では、０〜０．２５までのエ
ラー値は、「スモールポジティブ」（ＳＰ）エラーサブ
セット、０．０７５〜０．６までのエラー値は「メディ
アムポジティブ」（ＭＰ）エラーサブセット、約０．２
５〜は「ラージポジティブ」（ＬＰ）サブセットであ
る。図５に見ることができるように、このグラフのマイ
ナスの部分にも、プラスの部分と対称の構成が存在す
る。或るエラーセットの減少エクステントは、横軸に沿
う同じ位置の隣のエラーセットにおける相補的な増加に
より釣合いがとられる、ということがさらに気付かれる
であろう。その例としては、０．０７５〜０．２５まで
の横軸の値を見ると、ＳＰエラーサブセットのエクステ
ントが減少するにつれて、まさに相補的な形態でＭＰエ
ラーサブセットのエクステントが増加する。

【００２９】従って、一例を挙げると、＋０．２として
示される幾分プラスの典型的なＬＤエラー読取り値は、
例えばＳＰサブセットにおいては３０％、ＭＰサブセッ
トにおいは７０％の値を与えられ、これら２つのサブセ
ットにおける組み合わせられたメンバシップは、足して
１になる。他のスカラーエラー値に関するその他の例
も、同じように図５において示される。ファジー化ファ
ンクション１４４からの２つのエラーサブセット値は、
複数のエラーサブセット間で必要に応じて重み付けさ
れ、２次元のルックアップテーブル１４６に与えられ
る。

【００３０】図６は、エラーサブセット値が与えられる
ことのできる典型的且つ代表的なルックアップテーブル
を示す。この図に見ることができるように、図６のテー
ブルは、縦列の見出しが、現ＬＤ読取り値のエラーサブ
セットを示し、横列の見出しが、例えば遅延ファンクシ
ョン１４２から来る前ＬＤ読取り値の可能なエラーサブ
セットを示す２次元マトリックスである。２次元マトリ
ックス中の各スロットは、（２つの）エラーサブセット
の単一の組合せを示し、図６のマトリックスにおける各
スロットにおいては−５〜＋５までのスケール上に修正
値を見ることができる。これらの修正値は最終的に、機
械のパラメータに対する実際の現実の調整に関係する。
以下に詳細に述べることとなる図７のテーブルは、左の
縦列における修正値と、右の縦列における実際のクリー
ニング電界の大きさの修正値との間の変換テーブルの可
能な一例を示す。

【００３１】図６のテーブルにファジー論理制御の一般
的な原理を適用することにおいて、例えば、ファジー化
ファンクション１４４を介して供給された現エラー読取
り値が、ＳＮサブセットにおいては０．７であり、ＭＮ
サブセットにおいては０．３であると仮定する。さら
に、前低濃度ＬＤエラー値は、エラーサブセットが、Ｓ
Ｎにおいて０．５であり、ＭＮにおいて０．５であった
（そしてもちろん、全ての他のサブセットに対しては０
であった）と仮定する。このような分布状態は、テーブ
ルの欄外に示されている。従って、図６における２次元
ルックアップテーブルにおいて対象となるエラーサブセ
ットは、陰影領域にあるものである。重み付け値は、指
示されたコンディションにおける２つのエラーのジョイ
ントメンバシップ（Joint membership）毎に、マトリッ
クス中のこれら４つのスロットの各々に割り当てられ、
２つのメンバシップの最小値（min ）をとることにより
得られる。従って、

【００３２】Joint membership（現エラー＝ＭＮ、前エ
ラー＝ＭＮ）＝min(0.3, 0.5) ＝0.3

【００３３】Joint membership（現エラー＝ＳＮ、前エ
ラー＝ＭＮ）＝min(0.7, 0.5) ＝0.5

【００３４】Joint membership（現エラー＝ＭＮ、前エ
ラー＝ＳＮ）＝min(0.3, 0.5) ＝0.3

【００３５】Joint membership（現エラー＝ＳＮ、前エ
ラー＝ＳＮ）＝min(0.7, 0.5) ＝0.5

【００３６】全ての４つが算定された後、これらの値
は、全てのジョイントメンバシップの総計が１．００で
あるように重み付けされる。この場合は、ジョイントメ
ンバシップの全てを、１．６（即ち０．３＋０．５＋
０．３＋０．５）で割る。この例に対するファジー作動
調整は、２次元マトリックスにおける関連するスロット
の修正値に、関連するスロットのエラーサブセットの規
格化されたジョイントメンバシップに基づく係数を乗算
することにより、図７の２次元ルックアップテーブルか
ら得られる。２次元マトリックス内のそれぞれのスロッ
トにおける個々の修正値は、図７の変換テーブルにおい
て見受けられるように、ボルトで表現される実際の現実
のクリーニング電界の大きさの修正値に対応する。例え
ば、図６のテーブルからの３の修正値は０．４５ボルト
に変換され、１の修正値は０．０５ボルトに変換され
る。

【００３７】基礎のファジー修正値を実際の電圧値に変
換し、重み付けの式にこれらの値を適用すると、実際の
電圧修正を以下のように計算することができる。

【００３８】［(0.45)0.3 + (0.05)0.5 + (0.05)0.3 +
(0.05)0.5 ］／1.6 = 0.125 ボルト

【００３９】式中、括弧内の項は電圧の修正値であり、
括弧外の値は特定のスロットにおけるジョイントメンバ
シップのエクステントであり、全てはジョイントメンバ
シップの合計である規格化ファクタ１．６により規格化
される。従ってこの状況では、クリーニング電界電圧
は、０．１２５ボルト増分されるべきである。

【００４０】ルックアップテーブル１４６からの修正値
は、ファンクション１４８において現実のパラメータ調
整値であるＶ_cleanに対する調整値に変換されるが、プ
ログラム１４０から最終的に得られるＶ_clean調整値は
もちろん、実際Ｖ_bias値とＶ _ddp値との差である。これ
らの中では、Ｖ_gridに最終的に関連するＶ_biasのみが、
プリンタを動作する過程で容易に調整されることができ
る。従って、Ｖ_bias値とＶ_clean値に対して計算された
修正値を得ると共に、単純なあるアルゴリズムを介し
て、Ｖ_gridに対する適切な調整値を該修正値から得るた
めに、ファンクション１００内に或る種のファンクショ
ン（ここでは概して参照番号１６０で示す）が設けられ
ることが可能である。別法としては、プログラム１２０
が、その出力の１つが前掲の特許出願のようにＶ_biasで
はなくＶ_gridであると共に、現像ユニット１８に直接与
えられることのできるＶ_biasに対する適切な調整値をＶ
_gridから引き出すように作成されることが可能である。

【００４１】３つの入力を有する経験に基づくファジー
論理制御システムのセットアップを容易にすることに加
えて、本発明のシステムにより表される特定の「簡単な
方法」は、独特な利点を有する。主に、ＬＤのような明
るいハーフトーン濃度は、Ｖ _cleanの値に密接に関連す
るが、ＳＤ及びＨＤの値に最も大きな影響を及ぼす物理
的ファクタからは、明らかにうまく切り離されている。
従って、プログラム１４０によりＶ_cleanの修正値を
（他とは）切り離して得ることは、ＳＤ及びＨＤの値に
応答するプログラム１２０の挙動にあまり影響を及ぼさ
ない。大方、ＳＤ及びＨＤに応答する修正システムは、
ＬＤに応答する制御システムから明らかに独立してい
る。

【００４２】プログラム１４０は、数多くの印刷を行う
過程で、ＬＤの値を時間を分けて読取る方法を用いるこ
とにおいて、比較的長い時定数に頼る。ＬＤハーフトー
ンエラーがよりゆっくりと簡単に修正されるようにする
ことは、本発明のシステムの設計の一部であり、このよ
うに設計することは、低濃度エラーが、一続きの印刷工
程においてＳＤ及びＨＤのエラーよりも顕著でないこと
から、都合がよい。ＬＤエラーをよりゆっくりと、そし
て他の濃度エラーから独立させて修正する別の理由は、
Ｖ_cleanが変わり得る範囲が比較的小さいということ
と、ＬＤ濃度を変えるためにＶ_cleanに対して行うこと
のできる調整が、上記のことにより限定されるというこ
とである。たとえＬＤハーフトーン濃度において大きな
エラーがある場合でも、より高濃度のＳＤ及びＨＤにお
いてもエラーがある場合には、より高い濃度のＳＤ及び
ＨＤの値がかなり安定化するまで、Ｖ_cleanの値を一定
に保つことが最も都合がよい。即ち、時間にわたって最
良質の印刷を生成するためには、より高い濃度の修正を
まず行い［それはなぜなら、このようなより高い濃度の
修正はより容易に目につく（より容易に行うことができ
る）からである］、その後システムのＬＤ応答態様をシ
ステムに適応させることが、より良い方法である。それ
にもかかわらず、標準的なゼログラフィックコンディシ
ョンのかなり広い範囲にわたって、低濃度部において全
体的な印刷システムの応答を一定に保つために、Ｖ
_cleanの値を適切に変えることが示されてきた。

【００４３】多様な実施例と共に本発明を述べてきた
が、多くの別法、変更等が当業者には明らかであろう。
従って本発明は、請求項の趣旨及び広い範囲内にある別
法、変更等を全て包含するものと意図する。

【００４４】

【発明の効果】本発明では、プリンタの測定の容易な出
力パラメータを用いて、システムにおける少数の重要入
力パラメータを調整することができる制御システム及び
制御方法が提供される。本発明のシステムは、修正値の
３次元経験的マトリックスの構成を必要としない、電子
写真プリンタの制御に特に適した３入力・３出力制御シ
ステム及び制御方法を提起するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真プリンタの基本的構成要素の単純化さ
れた正面図である。

【図２】電子写真プリンタの電荷保持面が種々のステー
ションを通るにつれての、該電荷保持面の部分における
相対的電位を示すグラフである。

【図３】図１の代表的な電子写真プリンタ内での種々の
ファンクションと電位の相互関係を示すシステム図であ
る。

【図４】本発明に従う制御システムを示すシステム図で
ある。

【図５】本発明に従って、スカラーエラーを１つ以上の
エラーサブセットに割り当てる原理を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の制御システムで使用され得る２入力フ
ァジー論理テーブルの例である。

【図７】変換テーブルの一例であり、その変換テーブル
により、図６で示されるテーブルのようなテーブルから
得られた修正値が、本発明の制御システムを備える電子
写真プリンタにおいて実際の電圧値に変換され得る。

【符号の説明】

１０受光体１２スコロトロン１４レーザソース１６回転ミラー１８現像ユニット１００制御システム１２０、１４０プログラム１２２、１２４、１４４ファジー化ファンクション１２６、１２８、１４６２次元ルックアップテーブ
ル１３０、１３２、１４８ファンクション１６０ファンクション

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーが電荷保持面に与えられる複数の
処理ステーションを有する電子写真印刷機を制御する方
法であって、完全にトナーでカバーされるように意図される前記電荷
保持面上の第１の領域において前記電荷保持面上に与え
られるトナーの第１の光学的濃度と、第１の所定の割合
でトナーによりカバーされるように意図される前記電荷
保持面上の第２の領域において前記電荷保持面上に与え
られるトナーの第２の光学的濃度とを、第１の制御プロ
グラムにおいて入力として受け取るステップと、前記第１の制御プログラムに対する入力に応答して、各
々が少なくとも１つの現像ステーションに関連する調整
パラメータである第１及び第２の調整パラメータを出力
するステップと、第２の所定の割合でトナーによりカバーされるように意
図される前記電荷保持面上の第３の領域において前記電
荷保持面に与えられるトナーの第３の光学的濃度の連続
する測定値を、第２の制御プログラムにおいて入力とし
て受け取るステップと、第２の制御プログラムへの各入力を、少なくとも１つの
エラーサブセットに割り当てるステップと、１つのエラーサブセットにおける複数の入力のジョイン
トメンバシップのエクステントから少なくとも部分的
に、少なくとも１つの処理ステーションに関連する第３
の調整パラメータを得るステップと、を含む電子写真印刷機制御方法。
【請求項２】第３の調整パラメータを得るステップ
が、電荷保持面に初期帯電を行うための帯電ソース、電
荷保持面の部分を選択可能に放電する露光器、及び電荷
保持面に静電的にトナーを与える現像ユニット、のうち
の少なくとも１つを制御するための調整パラメータを得
ることを含む、請求項１の電子写真印刷機制御方法。
【請求項３】第１及び第２の調整パラメータを出力す
るステップが、露光器に関連する電力値に関連する調整
パラメータを出力することを含む、請求項２の電子写真
印刷機制御方法。