JPH09265247A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 事例に基づいて画質を制御していく画像形成
装置において画質の制御が発振状態になったときにこの
発振状態を抑制して、画質の制御量を速やかに目標値に
収束させる。 【解決手段】 制御ゲイン調整部１０９は、制御誤差１
０８を監視し、前回と今回の制御誤差がともに許容誤差
を上回り、かつその符号が逆のときには、制御ゲイン１
０２を減少させる。制御ゲインを減少させることにより
発振状態が抑圧されて制御量が目標値に収束するように
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式、
インクジェット方式等、種々の方式を用いた画像形成装
置およびその制御方法に関し、とくに画像を常に所定の
品質に保つための制御を安定に行えるようにしたもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、状態が変化したときにも、
その変化に追随してかつ簡易に制御ゲイン（制御ルー
ル）を適応させる画像形成装置を提案している（特願平
７−３２４４４１号）。図２２はこの画像形成装置の画
質制御系の概要を示すものであり、この図２２におい
て、所定に画質例えば画像濃度に関する目標値１００が
与えられ、この目標値１００と実際の制御量（測定画像
濃度）１０１との差が求められ、この差と制御ゲイン１
０２とから操作量１０３が決定され、制御系１０４を制
御する。制御ゲイン１０２は事例に基づいて決定され
る。この画質制御において、画質の誤差、例えば、画像
濃度の誤差が許容範囲以内であれば、いままでの制御ゲ
イン１０２がそのまま用いられる。画質の誤差が許容範
囲を超えたときには、制御事例が採取されてその制御事
例に基づいて新たな制御ゲイン１０２が作成される。こ
うして複数の制御ゲイン１０２が用意される。制御ゲイ
ン推論部１０５は、操作量の変化量１０６、制御量の変
化量１０７、制御誤差１０８に基づいて最適な制御ゲイ
ン１０２を推論する。

【０００３】以上のような構成においては、一旦制御ゲ
インが所定数の事例により計算されたときは、その制御
ゲインはその状態における最適な制御ゲインであり、状
態が変化しない限り、以降の制御量は通常許容誤差内に
収まる。

【０００４】ところが、以上の制御は離散的に行われる
ため、所定の誤差に対して現在の制御ゲインでつぎの操
作量の補正量を計算した結果、制御量と目標値との差
（誤差）の大きさが許容誤差を越え、前後の誤差の符号
が逆になると言う状況に陥ることがある。そしてこのよ
うな状況が連続して起こり発振状態となることがある。

【０００５】この場合、制御は目標値にすばやく収束し
ないばかりでなく、制御ゲインもすばやく改善されず、
闇雲に事例のみが獲得されるという事態となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の事
情を考慮してなされたものであり、事例に基づいて画質
を制御していく画像形成装置において画質の制御が発振
状態になったときに迅速に発振状態を抑制し、画質の制
御量を速やかに目標値に収束させることを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】この発明で
は、以上の目的を達成するために、画像形成の事例のデ
ータに基づいて計算される制御ゲインを用いて、画像品
質に関する制御量が、目標値になるように操作量を制御
し、上記制御量と上記目標値との差が予め定めた許容値
を越えたときに新たな事例のデータを採取して新たな制
御ゲインを計算する画像形成装置に、上記制御量と上記
目標値との差の大きさが所定の値以上であることを検出
する手段と、継続する画像形成動作において上記所定の
値以上の差が検出されとときに、上記差の符号が逆であ
るかどうかを判別する手段と、上記符号が逆であること
が判別されたときに、上記制御ゲインを減少させる手段
とを設けるようにしている。

【０００８】この構成によれば、発振状態を検出し、こ
れに基づいて制御ゲインを減少させ、もって発振を抑制
して制御量が目標値に収束するようにできる。収束した
後には通常の制御ゲインで制御を行える。

【０００９】また、この構成において、上記新たな制御
ゲインを計算するために上記新たな事例のデータを採取
しているときには、上記符号が逆であることが判別され
ても上記制御ゲインを減少させないようにすることがで
きる。状態が変化して新たな事例を採取し新たな制御ゲ
インを計算し直さなくてはならないときには、状態が変
化したことに応じて制御量と目標値との差が大きくなる
が、このときに制御ゲインを減少させると正しく事例デ
ータを採取することが困難となり、ひいては誤った制御
ゲインを計算することになる。制御ゲインを計算するた
めに必要最小限の所定数の事例に満たないときには、制
御ゲインを減少させないようにすれば、そのような問題
を回避できる。

【００１０】また、この発明によれば、上述目的を達成
するために、画像品質に関する制御量が、目標値になる
ように操作量を制御する画像形成装置に、上記目標値を
設定する手段と、上記制御量を測定する手段と、一連の
画像形成プロセスにおいて実際に加えられた操作量と、
その操作量が加えられたときに実際に測定された制御量
とに基づいて決定される、上記操作量および制御量の関
数のパラメータ（制御ゲイン）を、１又は複数個、制御
ルールとして記憶する記憶手段と、画像形成装置本体の
状態の遷移を判別する状態遷移判別手段と、上記状態遷
移判別手段の判別出力に応じて、一連の画像形成プロセ
スにおける上記操作量と上記制御量の実測値とから上記
関数の新たなパラメータを決定し、制御ルールとして上
記記憶手段に記憶させる手段と、上記制御量に基づいて
上記操作量を算出するために適用する適用制御ルール
を、上記１の関数のパラメータから、または上記複数個
の関数のパラメータの少なくとも一部を組み合わせて、
演算する適用制御ルール演算手段と、上記適用制御ルー
ルと、上記制御量の上記目標値に対するエラーとに基づ
いて上記操作量を変化させる手段と、上記制御量の上記
目標値に対するエラーの大きさが所定の値以上であるこ
とを検出する手段と、継続する画像形成動作において上
記所定の値以上のエラーが検出されたときに、その符号
が逆であるかどうかを判別する手段と、上記符号が逆で
あることが判別されたときに、上記操作量の変化の程度
を少なくするようにする手段を設けるようにしている。

【００１１】この構成においても、発振状態に陥ったと
きには速やかに操作量の変化を少なくするように制御を
行って、もって制御量が目標値に迅速に収束するように
することができる。

【００１２】また、この発明によれば、上述の目的を達
成するために、画像品質に関する制御量が目標値になる
ように操作量を制御する画像形成装置の制御方法におい
て、実際に加えられた操作量、および上記操作量が加え
られたときに測定された制御量に基づいて、初期状態の
制御ルールを１または複数個生成するステップと、上記
制御量に基づいて上記操作量を算出するために適用する
適用制御ルールを、上記１または複数の制御ルールから
生成するステップと、画像形成装置本体の状態の遷移を
判別するステップと、上記状態の遷移の判別に応じて、
画像形成時の操作量および制御量から新たな制御ルール
を生成するステップと、上記新たな制御ルールを加味し
て上記適用制御ルールを変更するステップと、上記制御
量の上記目標値に対するエラーの大きさが所定の値以上
であることを検出するステップと、継続する画像形成動
作において上記所定の値以上のエラーが検出されととき
に、その符号が逆であるかどうかを判別するステップ
と、上記符号が逆であることが判別されたときに、上記
操作量の変化の程度を少なくするステップとを実行する
ようにしている。

【００１３】この構成においても、発振状態に陥ったと
きには速やかに操作量の変化を少なくするように制御を
行って、もって制御量が目標値に迅速に収束するように
することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施例について説
明する。 ［実施例１］まずこの発明の原理的な構成を示す実施例
１について説明する。

【００１５】図１は、この実施例を全体として示すもの
で、この図１において、図２０と対応する箇所には対応
する符号を付して詳細な説明を省略する。図１において
は、従来の事例ベース推論による制御ゲイン推論部１０
５に制御ゲイン調整部１０９を設けている。制御ゲイン
調整部１０９は、目標値１００と制御量１０１との差
（制御誤差）１０８を監視してゲイン調整を行うもので
ある。この制御ゲイン調整部１０９は事例に基づく推論
結果によるゲインで制御系１０４が収束しない場合に、
それを補い、制御量１０１を目標値１００に収束させる
ように制御ゲインに所定の操作を加えるものである。こ
の操作は事例ベース推論による制御ゲインを減少させる
ような演算である。

【００１６】具体的には、所定の操作量１０３で実際の
制御対象を動作させると、その結果として制御系の制御
量１０１が測定されて出力される。この制御量１０１を
目標値１００と比較して、その誤差１０８が計算され
る。制御ゲイン演算部１０５でプリント毎に推論され更
新されるゲインを、誤差１０８に乗じてその誤差に対す
る操作量１０３の補正量を計算する。そして制御量が目
標値に収束しない場合には制御ゲイン調整部１０９がゲ
インを調整する。

【００１７】図２はゲイン調整の動作を説明するもので
ある。図２の動作は以下の通りである。 ステップＳ１：画像を形成して、そのときの画質、例え
ば画像濃度を測定する。 ステップＳ２：制御誤差が許容範囲かどうかを判断す
る。 ステップＳ３：新制御ルール（制御ゲイン）を作成する
ために事例を獲得しているモードかどうかを判別する。 ステップＳ４：前回の画像形成時の制御誤差が、許容範
囲を超えるものであり、その結果、記憶されているかど
うかを判別する。 ステップＳ５：前回と今回の許容範囲を超える制御誤差
の符号が逆かどうかを判別する。 ステップＳ６：制御ゲインを減少させるモードにする。 ステップＳ７：Ｅ１／（Ｅ０＋Ｅ１）を減少計数とす
る。この減少計数を用いて画像形成時の制御ゲインが減
少させられる。ただしＥ０は前回の制御誤差の絶対値で
あり、Ｅ１は今回の制御誤差の絶対値である。 ステップＳ８：ゲイン減少モードかどうか判別する。 ステップＳ９：ゲイン減少計数を１に戻す。 ステップＳ１０：今回の制御誤差のデータを記憶する。 ステップＳ１１：今回の制御誤差を次回のプロセスに備
え前回の制御誤差とする。

【００１８】この実施例においては、そのときのプリン
ト（Ｎ−１枚目）の誤差が制御ゲイン調整が必要な誤差
範囲であるかどうかを判断して、制御ゲイン調整が必要
ならばつぎのプリント（Ｎプリント目）までその状態お
よび誤差を記憶しておく。そしてつぎのプリント（Ｎ枚
目）においても同様に誤差を監視して、制御ゲイン調整
が必要な誤差範囲であるかどうかを判定する。制御ゲイ
ン調整が必要な範囲であれば、その符号が逆数であるか
どうかを判定する。

【００１９】ここで制御ゲイン調整が必要な制御誤差の
範囲で、しかもその符号が逆である状態（発振状態）と
なったとする。この状態は、そのままでは、これまで推
論した制御ゲインでは制御量を目標値に収束させること
が困難であることを意味している。なぜならば、これま
で推論したゲインが適応しているならば、当然第１のエ
ラーが発生したらつぎのプリント（Ｎプリント目）での
制御量の誤差は理論的にはゼロのはずだからである。

【００２０】したがって、この状態を検知したら、この
実施例のように、制御ゲイン調整部１０９を動作させ
て、所定の演算を行い制御ゲインを減少させる。この演
算は、例えば、記憶しているＮプリント目の誤差（Ｅ
１）を、記憶しているＮ−１プリント目の誤差（Ｅ０）
とＮプリント目の誤差の和で割った値（Ｅ１／（Ｅ０＋
Ｅ１））を計算する。この計算結果をこの状態での減少
係数とする。したがって、この減少係数とこのときのゲ
インを乗じたものにＮプリント目の誤差（Ｅ１）を乗じ
てつぎのプリントの操作量の補正量として設定する。こ
のような、制御ゲイン調整を行った結果を図４に示す。

【００２１】減少係数は、上記のような比例計算以外の
手法で求めることもできる。上述のように発振状態は、
制御誤差が許容誤差を越えて現像濃度の目標値を挟んで
符号が変わるようになるため、確率として一番高い調整
量を減少係数として設定すればよい。例えば、一義的に
１／２を減少係数として制御ゲイン調整を行うようにし
て簡便に制御ゲインの調整を行うことができる。

【００２２】また、制御ルールを作成する際に重要な、
状態変化直後の事例獲得時には、当然目標値と制御量と
の差が許容誤差範囲を逸脱している。このとき制御ゲイ
ンの調整を行ってしまうと正しく事例が獲得でいないば
かりか、誤った制御ルールを作成してしまうおそれがあ
る。この実施例においては、このような問題を回避する
ために、事例数を計数してその数が制御ルールを計算で
きる数以下の時には、制御ゲインの調整を行わないよう
にしている。

【００２３】従前の例では、図３に示すように、目標濃
度を境にして、制御量（測定濃度）が許容誤差範囲をは
ずれ、しかも、目標濃度に収束しない状態（７プリント
以降）が従前では起こっていたが、この実施例によれ
ば、このような状態が続いていることを検知でき、しか
も図４に示すように収束しない状況を回避できるという
効果がある。

【００２４】また、はじめに獲得した事例（許容誤差を
超えているもの）に近い値で、上記の状況に陥ることが
あり、制御は目標値に収束しないばかりか、闇雲に事例
のみが獲得追加される。この実施例では、このような事
態も回避することができる。

【００２５】また、図５に示すように、この実施例で
は、制御ルールを計算可能な事例数以下の時には、制御
ゲインの調整を行わないようにでき、この場合、本来制
御ゲイン調整が不要であったにもかかわらず、ゲイン調
整がなされた事例に基づいて計算した制御ルールを記憶
しなくても済む。

【００２６】［実施例２］つぎにこの発明のより詳細な
構成を示す実施例２について説明する。この実施例は、
スコロトロン帯電器で光導電体表面に一様帯電を行った
後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静
電潜像をトナーにより現像する電子写真方式の画像形成
装置に、この発明を適用したものである。この実施例で
は、制御量は、画像濃度（ベタ濃度およびハイライト濃
度の２種類）であり、操作量はスコロトロン帯電器のグ
リッド電位およびレーザ光線の出力部の出力としてい
る。

【００２７】（１）画像形成装置の構成 まず、この実施例の画像形成装置の画像出力部ＩＯＴ
（イメージアウトプットターミナル）の概要を図６に示
す。なお、図６では、画像読み取り部や画像処理部は省
略している。すなわち、電子写真方式による画像出力部
ＩＯＴのみを示している。

【００２８】図６を用いて画像形成手順を説明すると、
まず、画像読み取り部（図示せず）で原稿を読み取った
り、あるいは外部のコンピュータ（図示せず）などで作
成されたりして得られた原画像信号に、画像処理部（図
示せず）で適切な処理を行う。これにより得られる入力
画像信号は、レーザー出力部１に入力され、レーザー光
線Ｒを変調する。このようにして、入力画像信号によっ
て変調されたレーザ光線Ｒが、感光体２上にラスター照
射される。

【００２９】一方、感光体２はスコロトロン帯電器３に
よって一様に帯電され、レーザ光線Ｒが照射されると、
その表面には入力画像信号に対応した静電潜像が形成さ
れる。次いで、現像器６により上記静電潜像がトナー現
像され、転写装置７によって現像トナーが用紙（図示せ
ず）上に転写され、定着装置８によって定着される。そ
の後、感光体２はクリーナー１１によりクリーニングさ
れ、一回の画像形成動作が終了する。また、１０は現像
濃度センサであり、画像エリア外に形成される現像パッ
チ（後述）の濃度を検出する。

【００３０】（２）現像パッチ作成機構およびそのモニ
タ機構 ここで、この実施例における現像パッチおよびそのモニ
タ機構について説明する。現像パッチは、出力画像濃度
をモニタするためのものであり、図７に示すように、ベ
タ（網点カバレッジ１００％）濃度パッチＰＡ１とハイ
ライト（網点カバレッジ２０％）濃度パッチＰＡ２の二
種類を採用している。そして、これらべ夕濃度パッチＰ
Ａ１、ハイライト濃度パッチＰＡ２は、図７に示すよう
に、いずれも２〜３ｃｍ角程度の大きさに設定され、感
光体２の画像エリア外に形成されるようになっている。
すなわち、図８に示すように、画像エリア２ａに潜像が
形成された後、空きエリア２ｂにおいてべ夕濃度パッチ
ＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２が順次形成される
ようになっている。

【００３１】また、濃度センサ１０は、感光体２の表面
に光を照射するＬＥＤ照射部と、感光体２の表面からの
正反射光または拡散光を受光するフォトセンサとから構
成されており、図７に示すラインＬ１は、現像液度セン
サ１０の検出ラインである。したがって、ベタ濃度パッ
チＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２は、検出ライン
Ｌ１上に形成されるようになっており、現像濃度センサ
１０の近傍を順次通過する。

【００３２】ここで、図９は、現像濃度センサ１０の出
力信号の一例を示す図である。図示のように、まず、原
稿の画像に応じた濃度検出信号が得られ、次いで、ベタ
濃度パッチＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２の各濃
度検出信号が得られる。ベタ濃度パッチＰＡ１とハイラ
イト濃度パッチＰＡ２は、画像エリア外に形成されてい
るため、用紙に転写されることはなく、また、クリーナ
ー１１の部分を通過する際に消去される。

【００３３】なお、この実施例において、現像パッチの
濃度を検出しているのは、ユーザーが手にする定着画像
の濃度（最終画像濃度）と相関が高く、しかもクリーナ
ー１１による除去が可能なためである。また、現像パッ
チは、画像形成時以外のタイミングであれば、画像エリ
ア内に形成してもよい。また、現像パッチとしては、他
の網点カバレッジのものを用いてもよい。

【００３４】（３）制御部の構成 次に、図１０は、スコロトロン帯電器３およびレーザー
出力部１を制御する制御部２０の構成を示すブロック図
である。図において、２１は濃度調整ダイアルであり、
操作者が所望の濃度に応じた値を設定する。濃度調整ダ
イアル２１の設定値は、変換器２２によって、現像濃度
センサ１０の出力に換算した値（この実施例の場合は
「０」〜「２５５」の間の値）に変換される。変換器２
２から出力される目標濃度は、制御量メモリ２３におい
て保持される。この場合、制御量メモリ２３は、許容誤
差量も記憶している。

【００３５】一方、現像濃度センサ１０の出力信号とメ
モリ２３の出力信号とは、濃度コンパレータ２４におい
て比較される。この比較においては、メモリ２３が記憶
している許容誤差量が参照される。そして、現像濃度セ
ンサ１０の出力信号は、両者の差が許容値以内であれ
ば、適用制御ルール演算器３０に供給され、許容値以上
であれば制御事例メモリ２５に供給される。

【００３６】制御事例メモリ２５は、制御事例を記憶す
るメモリであり、状態量（代表値）、操作量、制御量の
３種の量を一組にして記憶する。このように、制御事例
を記憶するのは、本実施例においては、過去に記憶され
た制御事例に基づいて種々の制御を行うためである。

【００３７】ここで、制御事例メモリ２５に記憶される
状態量とは、電子写真のプロセスに支配的な影響を及ぼ
す温度や湿度、あるいは経時的劣化量などをいうが、こ
れらの状態量がある限られた時間内ではほぼ一定とみな
せるため、この実施例の場合は、その代用として事例の
発生時刻（日付と時分秒）や形成した画像枚数を用いて
いる。発生時刻が、所定の時間単位（３分、５分あるい
は１０分等の予め決めた時間単位）内にあれば、画像出
力部ＩＯＴの状態は等しいとして取り扱うようにしてい
る。これは、発生時刻が互いに近い事例同士であれば、
両者はほぼ同様な温度湿度下にあって、経時的劣化の度
合いも同じ程度であろうと期待できるためである。ま
た、発生時刻を示す時刻データは、この実施例において
は、図６に示すクロツクタイマ４０から供給されるよう
になっている。また累積枚数に基づいて同じ状態かどう
かを判断することができる次に、操作量とは、被制御対
象の出力値を変化させるパラメータの調整量をいい、こ
の実施例の場合は、スコロトロン帯電器３のグリッド電
圧設定値（０〜２５５、以下スコロ設定値と略称する）
とレーザーバワー設定値（０〜２５５、以下ＬＰ設定値
と略称する）の２種である。この２つの量を操作量とし
たのは、制御しようとしている最終画像濃度がベタ濃度
部とハイライト濃度部の二点であること、および、スコ
ロ設定値とＬＰ設定値が、ベタ濃度とハイライト濃度に
相関が高いためである。

【００３８】また、スコロ設定値およびＬＰ設定値は、
各々操作量メモリ３２に記憶されており、操作量補正演
算器３１の出力信号に対応した値が適宜読み出されるよ
うになっている。そして、操作量メモリ３２から読み出
されたスコロ設定値はグリッド電源１５に供給され、こ
れにより、グリッド電源１５はスコロ設定値に応じた電
圧をスコロトロン帯電器３に印加する。また、操作量メ
モリ３２から読み出されたＬＰ設定値は、光量コントロ
ーラ１６に供給され、これにより、光量コントローラ１
６はＬＰ設定値に応じたレーザーバワーをレーザー出力
部１に与える。

【００３９】次に、制御事例メモリ２５に供給される制
御量は、現像濃度センサ１０の出力信号であり、以上の
結果、制御メモリ２５には、例えば、図１１に示すよう
な制御事例が記憶される。この表において、例えば、ク
ラスタ１の事例１は、状態量（発生時刻）が１９９５年
１２月１日１２時０分１０秒、ＬＰ設定値が「８３」、
スコロ設定値が「１３０」、制御量（センサ出力値）が
ベタ部分について「１８５」、ハイライト部分について
「２３」であり、クラスタ２の事例１は、状態量１９９
５年１２月２日９時０分５秒、ＬＰ設定値が「１４
８」、スコロ設定値が「１１５」、制御量がベタ部につ
いて「１８５」、ハイライト部について「３０」であ
る。後述するように、制御事例のクラスタごとに制御ル
ールが作成される。

【００４０】次に、図１０に示す状態量コンパレータ２
６、クラスタメモリ２７および制御ルール演算器２８
は、制御事例メモリ２５に記憶された制御事例を参照し
て制御ルールを抽出する機能を有している。なお、これ
らのブロックの作用については、後に詳述する。

【００４１】また、制御ルールメモリ２９は、制御ルー
ル演算器２８か算出した制御ルールを複数記憶するメモ
リであり、適用制御ルール演算器３０から要求がある
と、その要求に応じた制御ルールを返信する。この場
合、適用制御ルール演算器３０は、濃度コンパレータ２
４から供給される濃度差および操作量メモリ３２から供
給される操作量（すなわち、ＬＰ設定値、スコロ設定
値）に応じた制御ルールを、制御ルールメモリ２９に要
求するようになっている。制御ルールメモリ２９は図１
２に示すように制御ルールの係数（ゲイン）をストアす
る。先に説明した制御事例メモリ２５は、制御ルールを
作成するための事例をストアするが、最新の制御ルール
以外は、基本的に用いることがないので、事例のクラス
タを作成するたびに、以前のクラスタのデータをリセッ
トする。

【００４２】次に、操作量補正値演算器３１は、適用制
御ルール演算器３０によって検索された制御ルールを用
いて、操作量の補正値を求め、求められた補正値を操作
量メモリ３２に供給する。操作量の補正値（操作量自体
でもよい）を求めるのに適用される制御ルールをとくに
明瞭に表したい場合には、これを適用制御ルールと呼ぶ
ことにする。これにより、操作量メモリ３２は、操作量
補正値に対応した操作量、すなわち、ＬＰ設定値および
スコロ設定値を、グリッド電源１５および光量コントロ
ーラ１６に各々供給する。

【００４３】一方、基準パッチ信号発生器４２は、ベタ
濃度パッチＰＡ１とハイライト濃度パッチＰＡ２の作成
を指示する回路であり、パッチ作成タイミングにおいて
校正用基準パッチ信号を画像出力部ＩＯＴに出力する。
これによって、図７に示すベタ濃度パッチＰＡ１とハイ
ライト濃度パッチＰＡ２か作成される。

【００４４】この場合、基準パッチ信号発生器４２の動
作タイミングは、Ｉ／Ｏ調整部４１によって行われる。
Ｉ／Ｏ調整部４１は、クロックタイマ４０か出力するタ
イム信号を監視し、ベタ濃度パッチＰ１とハイライト濃
度パッチＰ２が所定位置に形成されるように、基準パッ
チ信号発生器４２に動作タイミング信号を供給する。

【００４５】またこの実施例では、補正演算調整部４３
が設けられ、操作量補正演算部３１の動作を制御してい
る。この補正演算制御部４３は、発振状態を検出し、そ
の検出時に操作量の補正量を減少させるものである。

【００４６】（４）初期設定動作 つぎに、上記構成によるこの実施例の動作について説明
する。初めに、図１３を主に参照して初期設定処理（い
わゆる、機能の立ち上げ処理）について説明する。ま
ず、技術者は、制御用パラメータとして選ばれたスコロ
設定値とＬＰ設定値を適当に設定する（Ｓ１１）。そし
て、制御部２０は、ベタ濃度パッチＰＡ１とハイライト
濃度パッチＰＡ２を作成し（Ｓ１２）、それぞれの光学
濃度を現像濃度センサ１０により測定し（Ｓ１３）、そ
の内容を制御事例として制御事例メモリ２５に記憶させ
る（Ｓ１４）。この結果、制御事例メモリ２５には、最
初の制御事例（制御事例１）が記憶される。

【００４７】同様にして、スコロ設定値とＬＰ設定値を
それぞれ変化させつつ、さらに２回分の制御事例を制御
事例メモリに記憶させる。すなわち、技術者は制御装置
立上げ時（状態量が等しい時間以内）に、合計して３組
の制御事例を作成して、制御事例メモリ２５に記憶させ
る（Ｓ１５）。

【００４８】上記のようにして、初期設定時の３組の制
御事例が制御事例メモリ２６に記憶されると、その記憶
内容が状態量コンパレータ２６およびクラスタメモリ２
７を介して制御ルール演算器２８に供給され、ここで、
制御ルールが求められる。この場合の制御ルールは、図
１４に示すような制御事例平面として抽出される（Ｓ１
６）。なお図１４の制御事例平面を決定するには、独立
した３組の制御事例が必要である。もちろん４以上の制
御事例を用いてもよい。この場合には、平均二乗誤差法
等を用いて、最適な制御事例平面を決定する。

【００４９】図１４において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、初
期設定における３組の制御事例についてのスコ口設定値
とＬＰ設定値の組み合わせを示す点である。ここで、点
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するハイライト濃度（ハイライ
ト濃度パッチの検出濃度）を示す点をＨ１，Ｈ２，Ｈ３
とし、同様に点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応するべ夕濃度
（べ夕濃度パッチの検出濃度）を示す点をＢ１，Ｂ２，
Ｂ３とする。そして、点Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を通る平面を
ベタ事例平面ＢＰとし、点Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を通る平面
をハイライト事例平面ＨＰとする。ここで、状態量が変
化しない場合に、スコロ設定値とＬＰ設定値を適宜変化
させたときに得られるべ夕濃度を示す点は、すべてベタ
事例平面ＢＰ内に収まることになる。また、同様にし
て、状態量が変化しない場合に、スコロ設定値とＬＰ設
定値を適宜変化させたときに得られるハイライト濃度を
示す点は、全てハイライト事例平面ＨＰ内に収まる。こ
のように、ベタ事例平面ＢＰおよびハイライト事例平面
ＨＰは、状態量が変化しない場合の全ての事例を示して
いることになり、言い換えれば、これらの平面がイニシ
ャル時のベタ濃度とハイライト濃度に関する制御ルール
を示すことになる。以上の処理により、本実施例におけ
る初期設定処理が終了する。

【００５０】このようにして得られた制御ルールを用い
ると所定の目標濃度についてスコロ設定値およびＬＰ設
定値を一意に決定できる。すなわち、ユーザからの所望
の濃度指示値が入力されると、指示値に応じベタ濃度
（ベタ目標濃度）およびハイライト濃度（ハイライト目
標濃度）が計算される。図１５に示すように、ベタ事例
平面ＢＰおよびハイライト事例平面ＨＰに、ベタ目標濃
度をとる平面（ベタ目標濃度平面ＢＴＰ）およびハイラ
イト目標濃度をとる平面（ハイライト目標濃度平面ＨＴ
Ｐ）をそれぞれ重ねる。ベタ事例平面ＢＰおよびベタ目
標平面ＢＴＰの交線ＢＴＬは、ベタ濃度に関する制御ル
ールを満たし、かつベタ目標濃度をとる点の集合であ
る。また、ハイライト事例平面ＨＰおよびハイライト目
標濃度平面ＨＴＰの交線ＨＴＬは、ハイライト濃度に関
する制御ルールを満たし、かつハイライト目標濃度をと
る点の集合である。そして交線ＢＴＬおよびＨＴＬの双
方をともに満たすスコロ設定値およびＬＰ設定値の組を
求める。このスコロ設定値およびＬＰ設定値の組は、ス
コロ設定値の座標軸およびＬＰ設定値の座標軸が形成す
る平面への交線ＢＴＬおよびＨＴＬの射影の交点であ
る。

【００５１】数式を用いて示せば、つぎのようになる。
ベタ濃度に関する制御ルールおよびハイライト濃度に関
する制御ルールはそれぞれ Ｄ１００＝ａ１・ＬＰ＋ａ２・ＳＣ＋ａ３ Ｄ２０ ＝ｂ１・ＬＰ＋ｂ２・ＳＣ＋ｂ３ となる。ここでＤ１００はベタ濃度、Ｄ２０はハイライ
ト濃度、ＬＰはＬＰ設定値、ＳＣはスコロ設定値であ
る。またａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３は係数で
ある。この式をスコロ設定値ＳＣおよびＬＰ設定値ＬＰ
について解くと、 ＳＣ＝（ｂ１・Ｄ１００−ａ１・Ｄ２０−ａ３・ｂ１＋
ａ１・ｂ３）／（ａ２・ｂ１−ａ１・ｂ２） ＬＰ＝（ｂ２・Ｄ１００−ａ２・Ｄ２０−ａ３・ｂ２＋
ａ２・ｂ３）／（ａ１・ｂ２−ａ２・ｂ１） を得る。この式のＤ１００およびＤ２０にベタ目標濃度
およびハイライト目標濃度を代入すれば、ＬＰおよびＳ
Ｃが決定する。

【００５２】制御ルールを満たす事例のベタ濃度および
ハイライト濃度が、事前に測定されている場合には、そ
のベタ濃度およびハイライト濃度からスコロ設定値およ
びＬＰ設定値を求めることもできる。すなわち ΔＤ１００＝ａ１・ΔＬＰ＋ａ２・ΔＳＣ ΔＤ２０ ＝ｂ１・ΔＬＰ＋ｂ２・ΔＳＣ ただしΔＤ１００は事例のベタ濃度と目標ベタ濃度との
差分、ΔＤ２０は事例のハイライト濃度と目標ベタ濃度
との差分、ΔＬＰは事例のＬＰ設定値と次回のＬＰ設定
値との差分、ΔＳＣは事例のスコロ設定値と次回のスコ
ロ設定値との差分である。この式をスコロ設定値の差分
ΔＳＣおよびＬＰ設定値の差分ΔＬＰについて解いて、 ΔＳＣ＝（ｂ１ΔＤ１００−ａ１ΔＤ２０）／（ａ２ｂ
１−ａ１ｂ２） ΔＬＰ＝（ｂ２ΔＤ１００−ａ２ΔＤ２０）／（ａ１ｂ
２−ａ２ｂ１） を得る。この式にΔＤ１００およびΔＤ２０を代入して
ΔＬＰおよびΔＳＣを決定し、次回のスコロ設定値およ
びＬＰ設定値を求めることができる。

【００５３】制御ルールは係数ａ１，ａ２，ａ３，ｂ
１，ｂ２，ｂ３により、また係数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ
２により表すことができる。

【００５４】なお、このような構成においては、濃度測
定用パッチとしてベタパッチとハイライトパッチとを用
いたが（濃度差８０％）、測定用のパッチとしては種々
の濃度のものを用いることができる。ただし２つのパッ
チの濃度差が少なくとも３０％以上離れていることが望
まれる。濃度差が３０％以上ある場合には図１６、１７
に示すように高濃度のパッチから求めた事例平面ＳＨの
目標実現ラインＬＨと低濃度のパッチから求めた事例平
面ＳＬの目標実現ラインＬＬが求められ、図１８に示す
ように、この目標実現ラインＬＨおよびＬＬの射影が、
スコロ設定値の座標軸およびＬＰ設定値の座標軸が形成
する平面上で交わって適切なスコロ設定値およびＬＰ設
定値の範囲で解（ＬＰｘ、ＳＣｘ）を求めることができ
る。しかしながら、高濃度パッチと低濃度パッチとの濃
度差が３０％を下回ると、図１９４に示すように、高濃
度のパッチの事例平面の目標実現ラインＬＨと、低濃度
のパッチの事例平面の目標実現ラインＬＬとがほぼ平行
になってしまい、図２０に示すように、適切なＬＰ設定
値およびスコロ設定値では解が得られないおそれがあ
る。例えば、ＬＰ設定値およびスコロ設定値の操作可能
範囲をともに０〜５１１とする場合、これを外れた領域
で解（ＬＰｙ，ＳＣｙ）が得られ、適切な制御ができな
くなる。

【００５５】したがって、パッチの濃度差を３０％以上
にすることが重要である。

【００５６】（５）初期設定後の動作 初期設定後は、以下の式を用いて操作量の補正量を求め
画像濃度を制御することができる。

【００５７】ΔＳＣ＝（ｂ１ΔＤ１００−ａ１ΔＤ２
０）／（ａ２ｂ１−ａ１ｂ２） ΔＬＰ＝（ｂ２ΔＤ１００−ａ２ΔＤ２０）／（ａ１ｂ
２−ａ２ｂ１） また状態が変化した場合にはそれを検出して新たな制御
ルールを生成する。また複数の制御ルールを合成して適
切な制御ルールを求め画像濃度を制御することができ
る。

【００５８】この場合、制御ルール（操作量の補正量）
の調整を行って上述の発振状態を回避する。この制御ル
ールの調整の動作を図２１に示す。図２１において図２
と対応する箇所には対応する符号を付して詳細な説明を
省略する。図２１においては、ステップＳ３２で制御ル
ール調整モードに設定し、これに応じてステップＳ３３
において補正演算調整部４３が制御ルールの調整を行
う。例えば前掲のΔＳＣおよびΔＬＰをそれぞれＥ１／
（Ｅ０＋Ｅ１）倍する。あるいはΔＳＣおよびΔＬＰを
１／２倍する。これにより次回の制御において過大に操
作量が修正されずに済み、制御量が目標値に収束するき
っかけを作る。

【００５９】なお、この発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、種々変更が可能である。例えば、画像
濃度等、画質の測定は画像形成毎に行うのではなく、所
定枚数毎に行ったり、何らかの事象が発生したときに行
ったりするようにしてもよい。この場合、相前後する画
像濃度等、画質の測定について発振状態を検出して発振
状態を抑圧すればよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、事例に基づいて画質を制御していく画像形成装置に
おいて画質の制御が発振状態になったときにこの発振状
態を検出し制御ゲインまたは制御ルールを調整して迅速
に発振状態を抑制するようにしているので、画質の制御
量を速やかに目標値に収束させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の原理的な構成を具現化した実施例１
を示すブロック図である。

【図２】上述実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図３】従前の制御系で起こる発振状態を説明する図で
ある。

【図４】上述実施例により発振状態が抑制されたことを
説明する図である。

【図５】上述実施例の発振状態の抑圧とゲイン計算用事
例の取得との関係を説明する図である。

【図６】この発明を電子写真方式の画像形成装置に適用
した実施例２の画像出力部ＩＯＴの構成を示すブロック
図である。

【図７】上述実施例２の濃度検出用のパッチの生成を説
明する図である。

【図８】上述実施例２のパッチおよび入力信号の画像の
形成タイミングを説明する図である。

【図９】上述実施例２において形成された画像の濃度を
説明する図である。

【図１０】上述実施例２の制御部２０の構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】図１０の制御事例メモリ２５に記憶される事
例データを説明する図である。

【図１２】図１０の制御ルールメモリ２９に記憶される
制御ルールを説明する図である。

【図１３】上述実施例２の初期設定時の動作を説明する
フローチャートである。

【図１４】図１３の動作を説明するための図である。

【図１５】図１３の動作を説明するための図である。

【図１６】図１３の動作を説明するための図である。

【図１７】図１３の動作を説明するための図である。

【図１８】図１３の動作を説明するための図である。

【図１９】図１３の動作を説明するための図である。

【図２０】図１３の動作を説明するための図である。

【図２１】上述実施例２の制御ルールの調整を説明する
フローチャートである。

【図２２】従来の制御系を説明する図である。

【符号の説明】

１００ 目標値 １０１ 制御量 １０２ 制御ゲイン １０３ 操作量 １０４ 制御系 １０５ 制御ゲイン推論部 １０６ 操作量の変化量 １０７ 制御量の変化量 １０８ 目標値と制御量との差（制御誤差） １０９ 制御ゲイン調整部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成の事例のデータに基づいて計算
   される制御ゲインを用いて、画像品質に関する制御量
   が、目標値になるように操作量を制御し、上記制御量と
   上記目標値との差が予め定めた許容値を越えたときに新
   たな事例のデータを採取して新たな制御ゲインを計算す
   る画像形成装置において、 上記制御量と上記目標値との差の大きさが所定の値以上
   であることを検出する手段と、 継続する画像形成動作において上記所定の値以上の差が
   検出されとときに、上記差の符号が逆であるかどうかを
   判別する手段と、 上記符号が逆であることが判別されたときに、上記制御
   ゲインを減少させる手段とを有することを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 上記新たな制御ゲインを計算するために
   上記新たな事例のデータを採取しているときには、上記
   符号が逆であることが判別されても上記制御ゲインを減
   少させないようにした請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 画像品質に関する制御量が、目標値にな
   るように操作量を制御する画像形成装置において、 上記目標値を設定する手段と、 上記制御量を測定する手段と、 一連の画像形成プロセスにおいて実際に加えられた操作
   量と、その操作量が加えられたときに実際に測定された
   制御量とに基づいて決定される、上記操作量および制御
   量の関数のパラメータを、１又は複数個、制御ルールと
   して記憶する記憶手段と、 画像形成装置本体の状態の遷移を判別する状態遷移判別
   手段と、 上記状態遷移判別手段の判別出力に応じて、一連の画像
   形成プロセスにおける上記操作量と上記制御量の実測値
   とから上記関数の新たなパラメータを決定し、制御ルー
   ルとして上記記憶手段に記憶させる手段と、 上記制御量に基づいて上記操作量を算出するために適用
   する適用制御ルールを、上記１の関数のパラメータか
   ら、または上記複数個の関数のパラメータの少なくとも
   一部を組み合わせて、演算する適用制御ルール演算手段
   と、 上記適用制御ルールと、上記制御量の上記目標値に対す
   るエラーとに基づいて上記操作量を変化させる手段と、 上記制御量の上記目標値に対するエラーの大きさが所定
   の値以上であることを検出する手段と、 継続する画像形成動作において上記所定の値以上のエラ
   ーが検出されたときに、その符号が逆であるかどうかを
   判別する手段と、 上記符号が逆であることが判別されたときに、上記操作
   量の変化の程度を少なくするようにする手段を有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 画像品質に関する制御量が目標値になる
   ように操作量を制御する画像形成装置の制御方法におい
   て、 実際に加えられた操作量、および上記操作量が加えられ
   たときに測定された制御量に基づいて、初期状態の制御
   ルールを１または複数個生成するステップと、 上記制御量に基づいて上記操作量を算出するために適用
   する適用制御ルールを、上記１または複数の制御ルール
   から生成するステップと、 画像形成装置本体の状態の遷移を判別するステップと、 上記状態の遷移の判別に応じて、画像形成時の操作量お
   よび制御量から新たな制御ルールを生成するステップ
   と、 上記新たな制御ルールを加味して上記適用制御ルールを
   変更するステップと、 上記制御量の上記目標値に対するエラーの大きさが所定
   の値以上であることを検出するステップと、 継続する画像形成動作において上記所定の値以上のエラ
   ーが検出されとときに、その符号が逆であるかどうかを
   判別するステップと、 上記符号が逆であることが判別されたときに、上記操作
   量の変化の程度を少なくするステップとを有することを
   特徴とする画像形成装置の制御方法。