JPH09190127A

JPH09190127A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09190127A
Application number: JP8001235A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takazawa; 浩高澤; Eishin Suzuki; 鈴木英信
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】搬送系の速度を適宜補正して記録媒体後端の
記録禁止領域を確実に確保する。【解決手段】定着器１０９に与える電圧に依存する温
度の温まり具合と記録紙の搬送速度を状態量とし、記録
紙有無センサ１１２による記録紙の後端位置を検出した
時点から記録紙の後端の画像に対応するレーザの発生タ
イミングまでの時間を操作量として規定する。そして、
これら状態量をファジールールに従って、操作量を推論
し、記録紙後端の記録タイミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式に従っ
て可視画像を所定の記録媒体上に形成する画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真方式のプリンタ（例えば
レーザビームプリンタやＬＥＤプリンタ等）は、印刷情
報を受信しビットマップイメージを生成すると共に、装
置全体の制御を司るコントローラ部と、実際に印刷を行
うプリンタエンジン部とで構成される。

【０００３】プリンタエンジン部は、コントローラ部か
らプリント信号を受信すると、所定の搬送モータを駆動
して記録紙の内部への搬送を行うと共に、熱定着器の加
熱を開始し、定着可能な温度になるよう制御する。

【０００４】一方、回転ドラム上に形成された静電潜像
には現像器によるトナーが付着し、顕像化させ、そのト
ナー像が搬送されてきた記録紙上に転写される。こうし
て、トナーが転写された記録紙は、熱定着器に搬送さ
れ、そこで熱融着され外部に排出される。

【０００５】熱定着器としては、記録紙を所定圧力で挟
持する、ヒーター内蔵の一対の加圧ローラで構成される
のが普通である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この加圧ロ
ーラは高温になると熱膨張して、その外径が大きくなる
ように変換する。この結果、転写処理済みの記録紙の搬
送速度（転写ローラの速度）と定着器の加圧ローラの速
度が一定に保たれず、加圧ローラの影響を受け、結果的
に記録紙の後端位置の記録禁止領域（記録紙に印刷して
はならない領域をいう）を超えて記録が行われてしま
う。

【０００７】また、転写ローラ、感光ドラムの径のばら
つきによりプリント用紙搬送速度が不安定になることが
あり最適なプリント用紙後端画像記録を実現できていな
いという問題もある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題点に
鑑みなされたものであり、搬送系の速度を適宜補正して
記録媒体後端の記録禁止領域を確実に確保することを可
能ならしめる画像形成装置を提供しようとするものであ
る。

【０００９】この課題を解決するため、本発明の画像形
成装置は以下に示す構成を備える。すなわち、電子写真
方式でもって所定の記録媒体上に可視画像を形成する画
像形成装置において、記録紙の搬送時間の状態量を生成
する第１の生成手段と、画像形成の定着手段の温度の温
まり具合の状態量を生成する第２の生成手段と、画像形
成直前の記録媒体の後端位置を検出する検出手段と、該
検出手段で検出された後端検知から計時して画像記録を
制御する際の操作量を生成する第３の生成手段と、前記
第１、第２の生成手段で生成されたそれぞれの状態量と
前記操作量との関係を定性的な規則として関係付け、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
操作量の推論値に基づいてプリント用紙後端画像記録を
制御する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る実施形態の一例を詳細に説明する。

【００１１】先ず、実施形態におけるプリンタの構造及
びその動作を図８に従って説明する。

【００１２】図示において、１はプリンタ装置本体であ
り、本実施形態ではレーザビームプリンタの場合を示し
てある。２は感光体ドラム、３は光学ユニットで、ビデ
オインターフェース（不図示）を介して送出されてきた
ビデオデータによりレーザ光を変調する。レーザ光は定
速回転している不図示のポリゴンミラーの側面で反射さ
れ、更に図示の折り返しミラー４で反射されて、感光ド
ラム２の表面上を走査する。５は帯電器で感光体ドラム
２を一様に帯電させる。６は現像器で感光体ドラム２上
の静電潜像をトナー像に現像する。７は転写器で感光体
ドラム２のトナー像を記録媒体である用紙に転写する。
８はクリーナで転写後、感光体ドラム２上に残留するト
ナーを回収する。９は用紙カセット、１０は給紙ローラ
で用紙カセット９に積載された用紙を装置内部に給紙す
る。１１２は給紙センサで、給紙された紙の有無を検知
する。１３は定着器で、用紙に転写されたトナー像を加
熱・加圧する事で定着させる。１４は排紙センサで、定
着器１３から排紙された紙の有無を検知する。１５は排
紙トレイである。１１３は定着器の手前に設けられた定
着前センサである。

【００１３】図１は実施形態のプリンタ装置の構成を示
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度算出機能、演算機能、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事である。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ＲＯＭ１０２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、操作量を算出する事である。

【００１４】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、プリント用紙
搬送時間を求める場合等に用いられる。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１０２（ｂ）、そして制御
プログラム等を記憶する記憶部１０２（ｃ）を有する。
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。

【００１５】メインモータドライバ１１０はＣＰＵ１０
１からの指示を受けると、メインモータ１１１を駆動す
る信号を出力する。メインモータ１１１はメインモータ
駆動信号に応じてプリント用紙の搬送を開始する。ま
た、１１２は給紙部に設けられた給紙センサであり（位
置は図８参照）、１１３は定着器の手前に設けられた定
着前センサである。つまり、センサ１１２と１１３は転
写ローラ（不図示）の前後に配置されている。

【００１６】本装置における状態量検知部として機能す
るものは、定着器１３内に設けられた熱源であるヒータ
１０９（ａ）、ヒータ温度を検知するサーミスタ１０９
（ｂ）等を有する定着手段１０９、プリント用紙搬送時
間を検出するためのセンサ１１２及び１１３である。こ
れら定着手段１０９、センサとしての検出手段１１２及
び１１３の出力信号はそれぞれＣＰＵ１０１に入力され
る。本実施形態に係る装置でのファジィ制御には、状態
量としてプリント用紙搬送時間を検出する検出手段によ
る検出時間、定着手段の目標温度、単位電力当たりの温
度上昇率、単位電力当たりの温度下降率、またプリント
用紙記録枚数の内、例えば、（ａ）プリント用紙搬送時
間、（ｂ）単位電力当たりの温度上昇率を用いる。そし
て操作量として、プリント用紙後端検知から画像記録禁
止までの計時された時間を用いる。つまり、給紙センサ
１１２によって、記録紙の後端、つまり、記録紙有りの
状態から記録紙無しの状態に変化したことを検出し、そ
の時点から計時して、記録紙の後端に設ける必要がある
記録禁止領域（後端から約２mmの位置）の直前のライン
の静電潜像の形成タイミング時間を予測する。そして、
この予測時間になったら、レーザビームの発光を禁止
し、記録紙後端の記録禁止領域を確保する。尚、給紙セ
ンサ１１２で記録紙の後端位置を検出する以前に、記録
紙の先頭位置が定着器１３の位置まで搬送されており、
この予測時間は定着器１３の引っ張りの影響を受けてい
ることになる。

【００１７】さて、図３〜図５は、実施形態における集
合のメンバーシップ関数を示したものである。図３は、
プリント用紙搬送時間のメンバーシップ関数、図４は定
着器の単位電力当たりの温度上昇率のメンバーシップ関
数、そして図５はプリント用紙後端検知から画像記録禁
止までの計時された時間のメンバーシップ関数を示して
いる。

【００１８】そして、図３〜図５から明らかなように、
プリント用紙搬送時間（定着器１３の温度に依存するの
で、実際は定着器１３の温度）、定着器の単位電力当た
りの温度上昇率、プリント用紙後端検知から画像記録禁
止までの計時された時間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におい
て、プリント用紙搬送時間の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」，「ｄｔ
Ｍ」，「ｄｔＨ」が付してあり、それぞれ、ｄｔＬ：「プリント用紙搬送時間が速い」を表すメンバ
ーシップ関数ｄｔＭ：「プリント用紙搬送時間が中位い」を表すメン
バーシップ関数ｄｔＨ：「プリント用紙搬送時間が遅い」を表すメンバ
ーシップ関数とする。それぞれの集合に属する度合は、“０”から
“１”までの任意の値をとる。

【００１９】例えば、図３において、プリント用紙搬送
時間が１０ｓｅｃ．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、即ち、適合は“１．
０”であり、ｄｔＬに属する度合は“０．２”である。
また、プリント用紙後端検知から画像記録禁止までの計
時された時間、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。つまり、ルール１：ＩＦ（ｄｔ＝ｄｔＬＡＮＤｄＴ＝ｄＴ
Ｌ）ＴＨＥＮｄｓＬルール９：ＩＦ（ｄｔ＝ｄｔＨＡＮＤｄＴ＝ｄＴ
Ｈ）ＴＨＥＮｄｓＨ但し、ｄｔ＝プリント用紙搬送時間、ｄＴ＝定着器の単
位電力当たりの温度上昇率、ｄｓ＝プリント用紙後端検
知から画像記録禁止までの計時された時間である。ここ
で、本実施形態における、すべてのファジィプロダクシ
ョンルールを図２に示す。

【００２０】次に、本実施形態に係る装置において、プ
リント用紙後端検知から画像記録禁止までの計時された
時間をルール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。

【００２１】まず、ルール１，ルール９に従って推論す
ると、図６に示すように、プリント用紙搬送時間αに対
しては（図６（ａ）参照）、プリント用紙搬送時間のメ
ンバーシップ関数μαの度合でｄｔＬの集合に含まれ、
定着器の単位電力当たりの温度上昇率βに対しては（図
６（ｂ）参照）、定着器の単位電力当たりの温度上昇率
のメンバーシップ関数μβの度合でｄＴＬの集合に含ま
れる。そして求められたμαとμβ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
る度合として、その値でプリント用紙後端検知から画像
記録禁止までの計時された時間のメンバーシップ関数
（この場合、ｄｓＬ）をスライスする。この結果は、図
６（ｃ）に示す集合Ｓ１（斜線部）で示す台形となる。

【００２２】同様に、ルール９に従って推論すると、演
算結果は、図６（ｄ）及び（ｅ）に基づいて、図６
（ｆ）に示す集合Ｔ１（斜線部）で示す台形を得る。

【００２３】次に、このように示して求めた各規則によ
る推論結果、即ち、集合Ｓ１，Ｔ１を合成することで図
６（ｇ）に示す合成結果である集合Ｕ１（斜線部）を得
る。。この集合Ｕ１の重心（点Ｐ１とする）を求める事
で、点Ｐ１に対応するプリント用紙後端検知から画像記
録禁止までの計時された時間ｄｓを求める。

【００２４】以下、この時間ｄｓに基づき、記録紙の後
端位置の記録禁止領域になった場合に、レーザビームの
発光を禁止し、記録禁止領域を確実に確保する。尚、レ
ーザビームの発光を禁止するには、例えば、ビデオ信号
と禁止／許可信号とをゲートを介して、レーザ素子の駆
動回路に供給すれば良い。この禁止／許可信号を発生す
るためのタイミングはタイマ１０４を用い、上記時間ｄ
ｓに基づいて発生を制御する。

【００２５】以上のように、プリント用紙搬送時間、定
着器の単位電力当たりの温度上昇率を直接検知し、かつ
それらをもとにプリント用紙後端検知から画像記録禁止
までの計時された時間の決定をファジィ制御を用いて行
う。

【００２６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、プリント用紙搬送時間、定着器の単位電力当たりの
温度上昇率、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、それによりプ
リント用紙後端検知から画像記録禁止までの計時された
時間の制御を行うことで、画像形成装置において最適な
プリント用紙後端画像記録タイミングの制御を行うこと
ができるという効果がある。

【００２７】尚、上記実施形態では、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２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、複数の規則の合成時に面積
の重心をとる代りに、縦軸で最大となる値に対する横軸
の推論結果としてもよい。更に、ファジィプロダクショ
ンルールの数や内容を、経験に基づいて変形することも
可能である。

【００２８】＜第２の実施形態＞本第２の実施形態で
は、ファジィ制御のための状態量として、上記第１の実
施形態で用いた単位時間当たりの温度上昇率ｄＴの代り
に、プリント枚数ｄＭを用いる。図７は、本第２の実施
形態に係るすべてのファジィプロダクションルールを示
し、同図において、ｄＭＬ，ｄＭＭ，ｄＭＨはそれぞ
れ、ｄＭＬ：「プリント枚数が少ない」を表すファジィ集合ｄＭＭ：「プリント枚数が中位い」を表すファジィ集合ｄＭＨ：「プリント枚数が多い」を表すファジィ集合である。なお、プリント用紙後端検知から画像記録禁止
までの計時された時間を求める方法は上記第１の実施形
態と同様であるのでここでは説明を省略する。

【００２９】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、画像形成装置の制御に関係するあいまいな変動要因
（状態量）から、最適な制御量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プリ
ント用紙後端画像記録タイミングを制御できるという効
果がある。また、複数のパラメータに基づいて制御量を
決定するもので、入力データの一部に誤差があっても、
制御量に大幅な誤差が生じるのを防止できる。

【００３０】尚、上記実施形態では、プリンタ単体の装
置を例にして説明したが、例えばファクシミリや複写機
等に内蔵される印刷部分であっても構わない。

【００３１】すなわち、本発明は、複数の機器から構成
されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置
に適用しても良い。また、本発明はシステム或は装置に
プログラムを供給することによって実施される場合にも
適用できることは言うまでもない。この場合、本発明に
係るプログラムを格納した記憶媒体が本発明を構成する
ことになる。そして、該記憶媒体からそのプログラムを
システム或は装置に読み出すことによって、そのシステ
ム或は装置が、予め定められた仕方で動作する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送系の速度を適宜補正して記録媒体後端の記録禁止領
域を確実に確保することが可能になる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における画像形成装置の主要構成部の
ブロック構成図である。

【図２】第１の実施形態における全ファジィプロダクシ
ョンルールを示す図である。

【図３】第１の実施形態における状態量を表すメンバー
シップ関数の１つを示す図である。

【図４】第１の実施形態における状態量を表すメンバー
シップ関数の１つを示す図である。

【図５】第１の実施形態における操作量を表すメンバー
シップ関数を示す図である。

【図６】第１の実施形態において、プリント用紙後端検
知から画像記録禁止までの計時された時間を決定する方
法を説明するための図である。

【図７】第２の実施形態における全ファジィプロダクシ
ョンルールを示す図である。

【図８】実施形態におけるプリンタの断面構造図であ
る。

【符号の説明】

１０１ＣＰＵ１０２ＲＯＭ１０３ＲＡＭ１０７ヒータドライバ１０９定着器１１２，１１３記録紙センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式でもって所定の記録媒体上
に可視画像を形成する画像形成装置において、記録紙の搬送時間の状態量を生成する第１の生成手段
と、画像形成の定着手段の温度の温まり具合の状態量を生成
する第２の生成手段と、画像形成直前の記録媒体の後端位置を検出する検出手段
と、該検出手段で検出された後端検知から計時して画像記録
を制御する際の操作量を生成する第３の生成手段と、前記第１、第２の生成手段で生成されたそれぞれの状態
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、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値に基づいてプリント用紙後端画像
記録を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記規則は、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１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の記
憶手段とを含み、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
れた規則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則の推論結果に基づき操作量
を算出する第３の算出手段とを備えることを特徴とした
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】定着手段は、熱源であるヒータと圧力を
加える為の加圧ローラを有した定着器を含み、この場合
の状態量は、プリント用紙搬送時間、定着器の温度上昇
勾配、温度下降勾配、目標温度、プリント枚数の少なく
とも一つ、あるいはこれらの組み合わせであり、操作量
はプリント用紙後端画像記録タイミングであることを特
徴とする請求項１の画像形成装置。