JPH0830165A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スキャナモータのオン、オフの制御と定着器
のオン、オフ（スタンバイ）の制御に関するファースト
プリントタイムの低下と無駄な電力消費の問題を解決す
る。 【構成】 定着手段の定着器１０９の温まり具合の状態
量を生成する手段と、単位時間当たりのプリント枚数の
状態量を生成する手段と、スキャナモータの回転数を即
プリント可能な回転数に保持しておく時間の操作量を生
成する手段と、定着器の温度を即プリント可能な温度に
しておく時間の操作量を生成する手段と、状態量と操作
量との関係を定性的な規則として関係付ける規則手段
と、前記状態量が所定の集合に属する度合に基づいて、
前記操作量を推論する推論手段とを設ける。そして、操
作量の推論に基づいてスキャナモータの回転数を即プリ
ント可能な回転数に保持しておく時間と、定着器の温度
を即プリント可能な温度に保持しておく時間を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ走査手段と定着
手段を有するレーザビームプリンター等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザを走査させるためのスキャナモー
タと、トナーをプリント用紙に定着させるための熱と圧
力を与える定着器を有する画像形成装置において、プリ
ント終了後は規定時間経った後にスキャナモータをオフ
し、さらに定着器をオフまたはスタンバイ温度にしてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では装置の使用頻度に関わらず、プリント終了後は
規定時間経った後にスキャナモータをオフし、さらに定
着器をオフまたはスタンバイ温度にしていたため、装置
の使用頻度の高い場合に時間を短く規定していたために
ファーストプリントタイムの低下を招く問題、また、使
用頻度の低い場合に時間を長く規定していたために無駄
な電力消費を招く問題が存在した。

【０００４】さらに、全ての状態を定式化してスキャナ
モータの回転数を即プリント可能な回転数に保持してお
く時間と、定着器の温度をプリント可能な温度にしてお
く時間をその状態に応じて変更する方法は、全ての状態
からスキャナモータの回転数を即プリント可能な回転数
に保持して置く時間と、定着器の温度を即プリント可能
な温度に保持しておく時間を算出しなくてはならず、全
ての状態とスキャナモータの回転数を即プリント可能な
回転数に保持しておく時間と、定着器の温度を即プリン
ト可能な温度に保持しておく時間を定式化しにくいとい
う問題がある。

【０００５】つまり、スキャナモータの回転数を即プリ
ント可能な回転数に保持しておく時間と、定着器の温度
を即プリント可能な温度に保持しておく時間を求めよう
とすることで、全ての状態を決定する状態量の数が多く
なった場合や、前記状態量と操作量であるスキャナモー
タの回転数を即プリント可能な回転数に保持しておく時
間と、定着器の温度を即プリント可能な温度に保持して
おく時間との関係があいまいなものが存在する場合、状
態量と操作量との関係を定式化することが困難であると
いう問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決することを目的として成されたもので、前述の課題
を解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、レ
ーザを走査させるためのスキャナモータと、トナーをプ
リント用紙に定着させるための熱と圧力を与える定着器
を有する画像形成装置において、前記定着手段の定着器
の温まり具合の状態量を生成する手段と、単位時間当た
りのプリント枚数の状態量を生成する手段と、スキャナ
モータの回転数を即プリント可能な回転数に保持してお
く時間の操作量を生成する手段と、定着器の温度を即プ
リント可能な温度にしておく時間の操作量を生成する手
段と、前記状態量と前記操作量との関係を定性的な規則
として関係付ける規則手段と、前記規則手段による規則
に従い、前記状態量が所定の集合に属する度合に基づい
て、前記操作量を推論する推論手段とを備え、前記推論
手段による操作量の推論に基づいてスキャナモータの回
転数を即プリント可能な回転数に保持しておく時間と、
定着器の温度を即プリント可能な温度に保持しておく時
間を制御する。

【０００７】前記規則手段は、状態量と操作量とをそれ
ぞれメンバーシップ関数で表現したファジィ集合を記憶
する第一の記憶手段と、状態量と操作量をファジィプロ
ダクションルールの形で表現した規則を記憶する第２記
憶手段とを備え、前記推論手段は、状態量が所定の集合
に属する度合を前記第１の記憶手段に記憶された状態量
のメンバーシップ関数に基づいて算出する第１の算出手
段と、前記適合度に基づき、前記第２の記憶手段に記憶
された規制の推論結果を求める第２の算出手段と、各算
出手段により求められた各規制の推論結果に基づき操作
量を算出する第３の算出手段を備える。

【０００８】以上の構成において、画像形成装置のスキ
ャナモータの回転数を即プリント可能な回転数にしてお
く時間の制御と、定着器の温度を即プリント可能な温度
に保持しておく時間の制御において、定着器の温まり具
合の状態量と、単位時間当たりのプリント枚数の状態
量、スキャナモータの回転数を即プリント可能な回転数
に保持しておく時間の操作量と、定着器の温度を即プリ
ント可能な温度に保持しておく時間の操作量のあいまい
な関係をファジィ推論にて定式化し、前述のスキャナモ
ータの回転数を即プリント可能な回転数に保持しておく
時間の制御と、定着器の温度を即プリント可能な温度に
保持しておく時間の制御を行うように機能する。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明に係る好
適な実施例を詳細に説明する。図１は本発明の実施例に
係る画像形成装置（以下、装置という）の構成を示すブ
ロック図である。同図においてＣＰＵ１０１は、本装置
全体を制御する主制御部であり、その主な機能は以下に
説明する適合算出機能、演算機能及び、算出機能であ
る。即ち適合度算出機能としては、検知された状態量の
適合度を、ＲＯＭ１０２に記憶されている状態量のメン
バーシップ関数に基づき算出することである。また、演
算機能としては算出された適合度に基づき、所定の演算
によりＲ０Ｍ１０２に記憶されている各規則の推論結果
を求める。算出機能としては、求められた各規則の推論
結果に基づき、操作量を算出することである。

【００１０】１０４はタイマー、１０５はカウンタであ
り、これらは検知された状態量、例えば、定着器温度の
単位時間当たりの変化率を求める場合等に用いられる。

【００１１】ＲＯＭ１０２はその他、メンバーシップ関
数を記憶する記憶部１０２（ａ）、及びファジィプロダ
クションルールの形で表現した規則を記憶する記憶部１
０２（ｂ）、そして制御プログラム等を記憶する記憶部
（ｃ）を有する。

【００１２】また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１がファ
ジィ推論を行う際、作業領域（ワークエリア）として用
いられる。ポリゴンモータドライバ１１３はＣＰＵ１０
１から、ファジィ推論によって算出された実際の操作量
を受け、ポリゴンモータオン時間制御信号を出力する。
ポリゴンモータ１１２（ａ）は、ポリゴンモータオン時
間制御信号に応じて、即プリント可能な回転数に保持し
ておく時間をファジィ推論で制御される。また、ヒータ
ドライバ１０７はＣＰＵ１０１から、ファジィ推論によ
って算出された実際の操作量を受け、ヒータオン時間制
御信号を出力する。ヒータ１０９（ａ）は、ヒータオン
時間制御信号に応じて、即プリント可能な温度に保持し
ておく時間をファジィ推論で制御される。本装置におけ
る状態量検知部として機能するものは、熱源であるヒー
タ１０９（ａ）、ヒータ温度を検知するサーミスタ１０
９（ｂ）等を有する定着手段１０９、光源である半導体
レーザ光を走査するためのポリゴンミラー１１２（ａ）
等を有する走査手段１１２である。

【００１３】これら定着手段１０９、走査手段１１２が
それぞれ定着可能、走査可能となる出力信号はそれぞれ
のヒータドライバ１０７、ポリゴンモータドライバ１１
３を介してＣＰＵ１０１に入力される。本実施例に係る
装置でのファジィ制御には、状態量として検出温度の単
位時間当たりの変化率ｄＴ、単位時間当たりのプリント
枚数を用いる。そして、操作量としてポリゴンモータド
ライバ１１３へ入力されるポリゴンモータオン時間制御
信号、ヒータドライバ１１７へ入力されるヒータオン時
間制御信号を用いる。

【００１４】図３、図４はそれらの集合のメンバーシッ
プ関数を示したものである。図３（ａ）は、検出温度の
単位時間当たりの変化率ｄＴのメンバーシップ関数、図
３（ｂ）は単位時間当たりのプリント枚数ｄＰのメンバ
ーシップ関数、そして、図４（ａ）はポリゴンモータド
ライバ１１３へ入力されるポリゴンモータオン時間制御
信号メンバーシップ関数、図４（ｂ）はヒータドライバ
１１７へ入力されるヒータオン時間制御信号のメンバー
シップ関数を示す。そして、図３、図４から明らかなよ
うに、検出温度の単位時間当たりの変化率ｄＴ、単位時
間当たりのプリント枚数ｄＰ、ポリゴンモータドライバ
１１３へ入力されるポリゴンモータオン時間制御信号Ｔ
ｍ、ヒータドライバ１１７へ入力されるヒータオン時間
制御信号Ｔｈのファジィ集合は、それぞれ３個のメンバ
ーシップ関数を有する。例えば図３（ａ）において、検
出温度の単位時間当たりの変化率ｄＴの３個のメンバー
シップ関数に対して、ファジィラベルは、「ｄＴＬ」、
「ｄＴＭ」、「ｄＴＨ」が付してあり、それぞれ、 ｄＴＬ：「検出温度の単位時間当たりの変化率ｄＴが小
さい」を表すメンバーシップ関数 ｄＴＭ：「検出温度の単位時間当たりの変化率ｄＴが中
位い」を表すメンバップ関数 ｄＴＨ：「検出温度の単位時間当たりの変化率ｄＴが大
きい」を表すメンバップ関数とする。

【００１５】それぞれの集合に属する度合いは、”０”
から”１”までの値の任意の値を取る。例えば、図３
（ａ）において、検出温度の単位時間当たりの変化率が
中位いの場合、ファジィラベルｄＴＭを付したファジィ
集合に属する度合い、即ち、適合度は”１．０”で有
り、ｄＴＬに属する度合いは”０．２”また、ｄＴＨに
属する度合いは”０．２”である。

【００１６】またポリゴンモータドライバ１１３へ入力
されるポリゴンモータオン時間制御信号の決定、および
ヒータドライバ１１７へ入力されるヒータオン時間制御
信号の決定には、例えば以下に示す〈ルール１〉、およ
び〈ルール９〉のファジィプロダクションルールを用い
る。

【００１７】つまり、 〈ルール１〉 ＩＦ（ｄＴ＝ｄＴＬ ＡＮＤ ｄＰ＝ｄ
ＰＬ）ＴＨＥＮ Ｔｍ＝ＴｍＭ、Ｔｈ＝ＴｈＬ 〈ルール９〉 ＩＦ（ｄＴ＝ｄＴＨ ＡＮＤ ｄＰ＝ｄ
ＰＨ）ＴＨＥＮ Ｔｍ＝ＴｍＨ、Ｔｈ＝ＴｈＨ 但し、ｄＴ＝定着手段の温度の単位時間当たりの変化
率、ｄＰ＝単位時間当たりのプリント枚数、Ｔｍ＝ポリ
ゴンモータドライバへ入力されるオン時間制御信号、Ｔ
ｈ＝ヒータドライバへ入力されるオン時間制御信号であ
る。ここで、本実施例における、すべてのファジィプロ
ダクションルールを第２図に示す。

【００１８】次に本実施例に係る装置において、給紙ソ
レノイドドライバへ入力されるオン時間制御信号、およ
び定着手段に与えるエネルギーを制御する信号を、〈ル
ール１〉、〈ルール９〉の推論方法に基づいて決定する
方法を説明する。

【００１９】まず、〈ルール１〉、〈ルール９〉に従っ
て推論すると、第５図に示すように、検出温度の単位当
たりの変化率αに対しては（図５（ａ）参照）、検出温
度の単位時間当たりの変化率のメンバーシップ関数μα
の度合いでｄＴＬの集合に含まれ、単位時間当たりのプ
リント枚数βに対しては（図５（ｂ）参照）、単位時間
当たりのプリント枚数のメンバーシップ関数μβの度合
いでｄＰＬの集合に含まれる。そして、求められたμα
とμβとの最小値をとりその最小値が〈ルール１〉の前
件部（ＩＦの部分）が満たされる度合いとして、その値
でポリゴンモータドライバへ入力されるオン時間制御信
号のメンバーシップ関数（この場合、ＴｍＭ）をスライ
スする。同様にヒータドライバへ入力されるオン時間制
御信号のメンバーシップ関数（この場合、ＴｈＬ）をス
ライスする。この結果は、第５図（ｃ）、（ｄ）に示す
Ｓ１、Ｓ２（斜線部）で示す台形となる。同様に、〈ル
ール９〉に従って推論すると、演算結果は、第５図
（ｇ）、（ｈ）に示す集合Ｔ１、Ｔ２（斜線部）で示す
台形となる。

【００２０】次に、このようにして求めた各規則による
推論結果、即ち、集合Ｓ１、Ｔ１を合成し、同様に集合
Ｓ２、Ｔ２とを合成する。その合成結果は、第５図
（ｉ）、（ｊ）に示す集合Ｕ１、Ｕ２（斜線部）とな
り、この集合Ｕ１、Ｕ２の重心（点Ｐ１、Ｐ２とする）
を求めることで、点Ｐ１に対応するポリゴンモータドラ
イバへ入力するポリゴンモータオン時間制御信号Ｔｍ、
およびヒータドライバへ入力するヒータオン時間制御信
号Ｔｈを求める。

【００２１】このように、検出温度の単位時間当たりの
変化率、単位時間当たりのプリント枚数を直接検知しか
つ、それらをもとにポリゴンモータドライバへ入力され
るポリゴンモータオン時間、ヒータドライバへ入力され
るヒータオン時間の決定をファジィ制御を用いて行う。
以上説明したように、本実施例によれば、検出温度の単
位時間当たりの変化率、単位時間当たりのプリント枚
数、またこれら相互の比較結果、そして相互に関係する
あいまいな変動要因（状態量）に対して、ファジィ制御
を用いて最適な制御量を算出し、それによりポリゴンモ
ータドライバへ入力される制御信号の制御、ヒータドラ
イバへ入力される制御信号の制御を行うことで、画像形
成装置において装置の使用頻度に応じて、頻度の高い場
合にはファーストプリントタイムを短くすることがで
き、頻度の低い場合には無駄にスキャナモータと定着器
を駆動しておくことがなくなり消費電力の低減を図るこ
とができるという効果がある。

【００２２】尚、上記従来例では、ファジィプロダクシ
ョンルール、メンバーシップ関数、制御プログラム等を
ＲＯＭに格納し、ＲＡＭを用いて演算を行っているが、
あらかじめ状態量の入力に対応する操作量を計算してお
き、この値を出力するＲＯＭを用いて制御を行ってもよ
い。こうすることで、処理速度を向上させることができ
る。さらに、状態量の数は３つに限定されず、それ以上
の数の状態量を組み合わせてもよい。また、上述のファ
ジィ推論のアルゴリズムは一例であって、それを変形し
ても差し支えない。例えば、複数の規制の合成時に面積
の重心をとる代わりに、縦軸で最大となる値に対す横軸
の値を推論結果としてもよい。さらにファジィプロダク
ションルールの数や内容も、経験に基づいて変形するこ
とも可能である。

【００２３】（他の実施例）図６は、第２の実施例のフ
ァジィプロダクションルールを示す。第１の実施例では
ファジィプロダクションルールの数が多いため細かい制
御が可能となる反面、メモリーの要領が大きくなってし
まう。そこで、第２の実施例はメモリー容量を減らして
できるだけルールどうしが滑らかにつながるようにした
ものである。

【００２４】脱ファジィの方法は、重心法以外にも縦軸
で最大となる値に対する横軸の値を推論結果としてもよ
い。さらに、ファジィプロダクションルールの数や内容
も、経験に基づいて変形することも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
装置の使用頻度と、装置を即プリント可能な状態にして
おく時間に関するあいまいな状態量と操作量の関係をフ
ァジィ推論にて明確に定式化することで、複雑な要因を
考慮した的確なスキャナモータの回転数を即プリント可
能な回転数に保持しておく時間と、定着器の温度を即プ
リント可能な温度に保持しておく時間を制御できた。こ
れにより装置の使用頻度に応じて、頻度の高い場合には
ファストプリントタイムを短くすることができ、頻度低
い場合には無駄にスキャナモータと定着器を駆動してお
くことがなくなり消費電力の低減を図ることができる画
像形成装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置の
構成を示すブロツク図である。

【図２】図２は、実施例に係るファジィプロダクション
ルールテーブルを示す図である。

【図３】図３は、実施例に係る状態量のメンバーシップ
関数を示す図である。

【図４】図４は、実施例に係る操作量のメンバーシップ
関数を示す図である。

【図５】図５は、実施例に係るポリゴンモータオン時間
制御信号と、ヒータオン時間制御信号を決定する方法を
示す図である。

【図６】図６は、他の実施例に係るファジィプロダクシ
ョンルールテーブルを示す図である。

【符号の説明】

１０１ ＣＰＵ １０２ ＲＯＭ １０３ ＲＡＭ １０４ タイマ １０５ カウンタ １０６ 紙サイズセンサ １０７ ヒータドライバ １０８ Ａ／Ｄコンバータ １０９ 定着器 １１０ 給紙ソレノイドドライバ １１１ 給紙ソレノイド １１２ スキャナユニット １１３ ポリゴンモータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梨子田 安昌 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 英信 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 高澤 浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザを走査させるためのスキャナモー
   タと、トナーをカット用紙に定着させるための定着手段
   を有する画像形成装置において、前記定着手段の定着器
   の温まり具合の状態量を生成する手段と、単位時間当た
   りのプリント枚数の状態量を生成する手段と、スキャナ
   モータの回転数を即プリント可能な回転数に保持してお
   く時間の操作量を生成する手段と、定着器の温度を即プ
   リント可能な温度にしておく時間の操作量を生成する手
   段と、前記状態量と前記操作量との関係を定性的な規則
   として関係付ける規則手段と、前記規則手段による規則
   に従い、前記状態量が所定の集合に属する度合に基づい
   て、前記操作量を推論する推論手段とを備え、前記推論
   手段による操作量の推論に基づいてスキャナモータの回
   転数を即プリント可能な回転数に保持しておく時間と、
   定着器の温度を即プリント可能な温度に保持しておく時
   間を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記規則手段は、状態量と操作量とをそれぞれメンバー
   シップ関数で表現したファジィ集合を記憶する第一の記
   憶状態量と、状態量と操作量をファジィプロダクション
   ルールの形で表現した規則を記憶する第二記憶状態量と
   を備え、前記推論手段は、状態量が所定の集合に属する
   度合である適合度を前記第１の記憶手段に記憶された状
   態量のメンバーシップ関数に基づいて算出する第１の算
   出手段と、前記適合度に基づき、前記第２の記憶手段に
   記憶された規制の推論結果を求める第２の算出手段と、
   各算出手段により求められた各規制の推論結果に基づき
   操作量を算出する第３の算出手段を備えることを特徴と
   する画像形成装置。