JP3179936B2 - 画像濃度制御装置 - Google Patents
画像濃度制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスの画像
濃度を制御する画像濃度制御装置に関するものである。
濃度を制御する画像濃度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＯＡ化の急速な進歩にともない、高品位
な画質を得る複写機、プリンター、ファクシミリが強く
要望されている。この様な要求があるなかで、これまで
は複写画像の濃度を測定し、予め設定しておいた基準濃
度信号と比較して画像濃度制御を行い、常に一定の濃度
の画像を実現するようにしている。例えば、特開平４−
８５６０２号公報では、高濃度の基準濃度パッチと低濃
度の基準濃度パッチを備えており、まずこれらの基準濃
度パッチを帯電した感光体上に投影して基準濃度パッチ
の潜像を作成し、これを現像手段により可視像にしてそ
の濃度を検出する。そして、予め設定しておいた基準濃
度信号と比較し、電子写真プロセスの定性モデルを用い
て制御入力の変化方向を決定し、検出された濃度が基準
濃度信号と等しくなるまで繰り返し制御を行うことによ
り、常に一定の濃度の画像を得ていた。
な画質を得る複写機、プリンター、ファクシミリが強く
要望されている。この様な要求があるなかで、これまで
は複写画像の濃度を測定し、予め設定しておいた基準濃
度信号と比較して画像濃度制御を行い、常に一定の濃度
の画像を実現するようにしている。例えば、特開平４−
８５６０２号公報では、高濃度の基準濃度パッチと低濃
度の基準濃度パッチを備えており、まずこれらの基準濃
度パッチを帯電した感光体上に投影して基準濃度パッチ
の潜像を作成し、これを現像手段により可視像にしてそ
の濃度を検出する。そして、予め設定しておいた基準濃
度信号と比較し、電子写真プロセスの定性モデルを用い
て制御入力の変化方向を決定し、検出された濃度が基準
濃度信号と等しくなるまで繰り返し制御を行うことによ
り、常に一定の濃度の画像を得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
ような画像濃度制御装置では定性的な制御入力の変化方
向のみが決定され、定量的な制御入力の変化量は一定刻
みで与える構成となっているため、この方式を実施した
場合には出力濃度が基準濃度信号と等しくなるまでの制
御の繰り返しに多くの回数を要するという問題点があっ
た。
ような画像濃度制御装置では定性的な制御入力の変化方
向のみが決定され、定量的な制御入力の変化量は一定刻
みで与える構成となっているため、この方式を実施した
場合には出力濃度が基準濃度信号と等しくなるまでの制
御の繰り返しに多くの回数を要するという問題点があっ
た。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、少ない
制御の繰り返し回数で一定濃度の画像を得ることができ
る画像濃度制御装置を提供することを目的とする。
制御の繰り返し回数で一定濃度の画像を得ることができ
る画像濃度制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の画像濃度制御装
置は、電子写真プロセスの感光体を所定の帯電電圧に帯
電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の露光量で
投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、潜像を所
定の現像バイアス電圧に設定された現像剤によって現像
して可視像とする現像手段と、原稿台上に設けられた少
なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パッチを帯
電、露光、現像して感光体上に作成した可視像の出力濃
度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の出力濃度
と予め設定された目標濃度との誤差を算出する誤差算出
手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数を乗じて
帯電電圧、露光量の変化量を演算する変化量演算手段
と、変化量演算手段で演算された帯電電圧の変化量およ
び露光量の変化量を帯電電圧、露光量に加算する設定値
更新手段と、設定値更新手段が帯電電圧、露光量を更新
した後に更新後の帯電電圧、露光量に従って変化量変換
関数を更新する関数更新手段とを備え、前記関数更新手
段が、実験により帯電電圧、露光量に応じた帯電電圧、
露光量の変化量に対する出力濃度の変化量との関係を求
めることによって予め設定された変化量変換関数の記憶
手段と、更新後の帯電電圧、露光量に従って変化量変換
関数を選択する手段を備えたことを特徴とする。
置は、電子写真プロセスの感光体を所定の帯電電圧に帯
電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の露光量で
投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、潜像を所
定の現像バイアス電圧に設定された現像剤によって現像
して可視像とする現像手段と、原稿台上に設けられた少
なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パッチを帯
電、露光、現像して感光体上に作成した可視像の出力濃
度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の出力濃度
と予め設定された目標濃度との誤差を算出する誤差算出
手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数を乗じて
帯電電圧、露光量の変化量を演算する変化量演算手段
と、変化量演算手段で演算された帯電電圧の変化量およ
び露光量の変化量を帯電電圧、露光量に加算する設定値
更新手段と、設定値更新手段が帯電電圧、露光量を更新
した後に更新後の帯電電圧、露光量に従って変化量変換
関数を更新する関数更新手段とを備え、前記関数更新手
段が、実験により帯電電圧、露光量に応じた帯電電圧、
露光量の変化量に対する出力濃度の変化量との関係を求
めることによって予め設定された変化量変換関数の記憶
手段と、更新後の帯電電圧、露光量に従って変化量変換
関数を選択する手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】又、前記関数更新手段が、予め設定された
少なくとも１つのパラメータで表された基準変化量変換
関数の記憶手段と、更新後の帯電電圧、露光量と現像バ
イアス電圧とに基づき帯電電圧の変化量と露光量の変化
量に対する出力濃度の変化量の変化率を算出し、変化量
の変化率に基づいてパラメータの変化率を算出する変化
率算出手段と、基準変化量変換関数と変化率算出手段の
出力に基づいて変化量変換関数を演算する変化量変換関
数演算手段とを備えたことを特徴とする。
少なくとも１つのパラメータで表された基準変化量変換
関数の記憶手段と、更新後の帯電電圧、露光量と現像バ
イアス電圧とに基づき帯電電圧の変化量と露光量の変化
量に対する出力濃度の変化量の変化率を算出し、変化量
の変化率に基づいてパラメータの変化率を算出する変化
率算出手段と、基準変化量変換関数と変化率算出手段の
出力に基づいて変化量変換関数を演算する変化量変換関
数演算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、変化量変換関数によって定量
的な制御入力の変化量を誤差算出手段の出力より決定
し、かつ電子写真プロセスの特性変動に応じて関数更新
手段にて、更新後の帯電電圧と露光量とに基づき、現在
の特性変動に応じた変化量変換関数を選択し、又は更新
後の帯電電圧と露光量とに基づいてプロセスの特性変動
を推定し、特性変動に応じた変化量変換関数の変化率を
算出し、その変化率と基準変化率変換関数とに基づき変
化量変換関数を演算し、又は誤差算出手段の出力の符号
を検出する誤差符号検出手段の出力の履歴を用いて、変
化量変換関数が最適な変化量変換関数に近づくように修
正することにより、環境変化等により電子写真プロセス
の特性変動が生じた場合でも、少ない制御の繰り返し回
数で出力濃度を基準濃度信号と等しくすることができ
る。
的な制御入力の変化量を誤差算出手段の出力より決定
し、かつ電子写真プロセスの特性変動に応じて関数更新
手段にて、更新後の帯電電圧と露光量とに基づき、現在
の特性変動に応じた変化量変換関数を選択し、又は更新
後の帯電電圧と露光量とに基づいてプロセスの特性変動
を推定し、特性変動に応じた変化量変換関数の変化率を
算出し、その変化率と基準変化率変換関数とに基づき変
化量変換関数を演算し、又は誤差算出手段の出力の符号
を検出する誤差符号検出手段の出力の履歴を用いて、変
化量変換関数が最適な変化量変換関数に近づくように修
正することにより、環境変化等により電子写真プロセス
の特性変動が生じた場合でも、少ない制御の繰り返し回
数で出力濃度を基準濃度信号と等しくすることができ
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例の画像濃度制御装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【０００９】図１は本発明の第１実施例における画像濃
度制御装置の構成を示す。図１において、１００は帯電
コロトロン、１０２は露光サブシステム、１０４は現像
サブシステム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１
０は原稿、１１２は濃度検出器、１１４は高濃度の基準
濃度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８
は高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１
２０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー
像、１２２は原稿台である。
度制御装置の構成を示す。図１において、１００は帯電
コロトロン、１０２は露光サブシステム、１０４は現像
サブシステム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１
０は原稿、１１２は濃度検出器、１１４は高濃度の基準
濃度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８
は高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１
２０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー
像、１２２は原稿台である。
【００１０】２００は画像制御部、２０２は誤差検出
器、２０４は制御終了検査部、２０６は変化量算出器、
２０８は制御入力更新部、２１０は制御入力生成部、２
１２は変化量変換関数記憶部、２１４は変化量変換関数
選択部、２１６は変化量変換関数更新部である。
器、２０４は制御終了検査部、２０６は変化量算出器、
２０８は制御入力更新部、２１０は制御入力生成部、２
１２は変化量変換関数記憶部、２１４は変化量変換関数
選択部、２１６は変化量変換関数更新部である。
【００１１】次に、その動作を説明する。まず、電子写
真プロセスの動作について説明すると、感光体１０６は
帯電コロトロン１００によって流入電流Ｉｄを受けて初
期表面電位Ｖ0 に帯電される。次に、露光サブシステム
１０２にて照明および結像光学系を介して原稿１１０の
像が感光体１０６上に形成される。このとき画像部分で
は画像濃度ＤIMに対応した実効光エネルギーＥIMが、背
景部（バックグランド部）では濃度ＤBGに対応する実効
光エネルギーＥBGが各々感光体１０６に与えられる。露
光前に一様にＶ0 であった感光体１０６の表面電位は原
稿濃度に対応した実効光エネルギーを受けて減衰し、現
像サブシステム１０４に至るときには画像部分でＶIM、
バックグランド部でＶBGとなっている。トナー１０８の
トナー濃度ＴC などと現像器の諸設定パラメータ（スリ
ーブ回転速度、スリーブと感光体１０６間の距離、着磁
パターン、バイアス電圧ＶBIASなど）から感光体１０６
の表面電位に対応したトナー量が現像されて感光体１０
６の表面に付着する。このとき同時に、高濃度の基準濃
度パッチ１１４に対してはトナー像１１８が形成され、
低濃度の基準濃度パッチ１１６に対してはトナー像１２
０が形成される。
真プロセスの動作について説明すると、感光体１０６は
帯電コロトロン１００によって流入電流Ｉｄを受けて初
期表面電位Ｖ0 に帯電される。次に、露光サブシステム
１０２にて照明および結像光学系を介して原稿１１０の
像が感光体１０６上に形成される。このとき画像部分で
は画像濃度ＤIMに対応した実効光エネルギーＥIMが、背
景部（バックグランド部）では濃度ＤBGに対応する実効
光エネルギーＥBGが各々感光体１０６に与えられる。露
光前に一様にＶ0 であった感光体１０６の表面電位は原
稿濃度に対応した実効光エネルギーを受けて減衰し、現
像サブシステム１０４に至るときには画像部分でＶIM、
バックグランド部でＶBGとなっている。トナー１０８の
トナー濃度ＴC などと現像器の諸設定パラメータ（スリ
ーブ回転速度、スリーブと感光体１０６間の距離、着磁
パターン、バイアス電圧ＶBIASなど）から感光体１０６
の表面電位に対応したトナー量が現像されて感光体１０
６の表面に付着する。このとき同時に、高濃度の基準濃
度パッチ１１４に対してはトナー像１１８が形成され、
低濃度の基準濃度パッチ１１６に対してはトナー像１２
０が形成される。
【００１２】次に、濃度検出器１１２は高濃度及び低濃
度の基準濃度パッチのトナー像の濃度を検出し、誤差検
出器２０２はこれらの検出値をそれぞれ予め設定する基
準高濃度信号及び基準低濃度信号と比較しそれぞれ高濃
度誤差信号及び低濃度誤差信号を算出する。変化量算出
器２０６は高濃度誤差信号及び低濃度誤差信号と変化量
変換関数更新部２１６の変化量変換関数に基づいて誤差
信号が０になるような帯電電圧、露光量の変化量を算出
し、制御入力更新部２０８で変化量算出器２０６で算出
された帯電電圧、露光量の変化量をそれぞれ前回の制御
入力である帯電電圧、露光量に加算し、その加算値を今
回値として帯電電圧、露光量を更新する。そして、制御
入力生成部２１０で制御入力更新部２０８で更新した帯
電電圧、露光量に基づき、帯電コロトロン、露光サブシ
ステムの入力を生成する。
度の基準濃度パッチのトナー像の濃度を検出し、誤差検
出器２０２はこれらの検出値をそれぞれ予め設定する基
準高濃度信号及び基準低濃度信号と比較しそれぞれ高濃
度誤差信号及び低濃度誤差信号を算出する。変化量算出
器２０６は高濃度誤差信号及び低濃度誤差信号と変化量
変換関数更新部２１６の変化量変換関数に基づいて誤差
信号が０になるような帯電電圧、露光量の変化量を算出
し、制御入力更新部２０８で変化量算出器２０６で算出
された帯電電圧、露光量の変化量をそれぞれ前回の制御
入力である帯電電圧、露光量に加算し、その加算値を今
回値として帯電電圧、露光量を更新する。そして、制御
入力生成部２１０で制御入力更新部２０８で更新した帯
電電圧、露光量に基づき、帯電コロトロン、露光サブシ
ステムの入力を生成する。
【００１３】また、変化量変換関数記憶部２１２は予め
設定された複数の変化量変換関数を記憶しており、変化
量変換関数選択部２１４では変化量変換関数記憶部２１
２の複数の変化量変換関数の中から制御入力更新部２０
８で更新した帯電電圧、露光量に基づき最適な変化量変
換関数を選択する。変化量変換関数更新部２１６では変
化量変換関数選択部２１４で選択された変化量変換関数
により変化量変換関数を更新する。
設定された複数の変化量変換関数を記憶しており、変化
量変換関数選択部２１４では変化量変換関数記憶部２１
２の複数の変化量変換関数の中から制御入力更新部２０
８で更新した帯電電圧、露光量に基づき最適な変化量変
換関数を選択する。変化量変換関数更新部２１６では変
化量変換関数選択部２１４で選択された変化量変換関数
により変化量変換関数を更新する。
【００１４】以上の動作により基準となる濃度と等しい
濃度の画像を実現する。なお、誤差検出手段２０２と変
化量算出器２０６の間に、制御終了検査部２０４が設置
されており、誤差検出手段２０２の出力である高濃度誤
差信号及び低濃度誤差信号が近似的に０である場合に望
みの画像が得られたと判断し制御動作を終了する。
濃度の画像を実現する。なお、誤差検出手段２０２と変
化量算出器２０６の間に、制御終了検査部２０４が設置
されており、誤差検出手段２０２の出力である高濃度誤
差信号及び低濃度誤差信号が近似的に０である場合に望
みの画像が得られたと判断し制御動作を終了する。
【００１５】以下電子写真プロセスの現像までの基本動
作について詳細に説明する。電子写真プロセスでは、帯
電サブプロセス、露光サブプロセス、現像サブプロセス
の３つのサブプロセスを通して、感光体１０６上にはト
ナー像が形成される。原稿１１０の画像濃度を入力画像
濃度ＤIMとし、それに対応する感光体１０６上のトナー
像の濃度ＤS を出力画像濃度とすると、両者の関係は入
力画像がソリッド画像の場合には次式で表現できる。
作について詳細に説明する。電子写真プロセスでは、帯
電サブプロセス、露光サブプロセス、現像サブプロセス
の３つのサブプロセスを通して、感光体１０６上にはト
ナー像が形成される。原稿１１０の画像濃度を入力画像
濃度ＤIMとし、それに対応する感光体１０６上のトナー
像の濃度ＤS を出力画像濃度とすると、両者の関係は入
力画像がソリッド画像の場合には次式で表現できる。
【００１６】
【数１】
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】ここで、Ｓは感光体１０６の感度であり、
γS は現像サブプロセス１０４の各パラメータおよびト
ナー１０８の物性や劣化度合い、感光体１０６の膜厚お
よび誘電率などで決まる定数、ＶBIASは現像バイアス電
圧である。さらに、感光体表面電位ＶDDP 、実効光エネ
ルギーＥBGは、調整可能なパラメータであり、これらを
調節することにより入力画像濃度ＤIMに対する出力画像
濃度ＤS の値を調整することが可能である。感光体表面
電位ＶDDP は直接には操作できないが、帯電コロトロン
１００からの流入電流Ｉd を操作することで間接的に操
作が可能である。
γS は現像サブプロセス１０４の各パラメータおよびト
ナー１０８の物性や劣化度合い、感光体１０６の膜厚お
よび誘電率などで決まる定数、ＶBIASは現像バイアス電
圧である。さらに、感光体表面電位ＶDDP 、実効光エネ
ルギーＥBGは、調整可能なパラメータであり、これらを
調節することにより入力画像濃度ＤIMに対する出力画像
濃度ＤS の値を調整することが可能である。感光体表面
電位ＶDDP は直接には操作できないが、帯電コロトロン
１００からの流入電流Ｉd を操作することで間接的に操
作が可能である。
【００２０】入力画像濃度ＤIMと出力画像濃度ＤS の関
係は、（数１）〜（数３）より、
係は、（数１）〜（数３）より、
【００２１】
【数４】
【００２２】という式が得られ、図２に示す実測濃度特
性曲線のようになる。画像制御の目的はこの実測濃度特
性曲線を望ましい目標濃度特性曲線に一致させることで
ある。
性曲線のようになる。画像制御の目的はこの実測濃度特
性曲線を望ましい目標濃度特性曲線に一致させることで
ある。
【００２３】したがって、電子写真プロセスの特性を表
わす関数（数１）〜（数３）を実験等で定量的に求める
ことができれば、目的を満足させる調整可能パラメータ
ＶDDP、ＥBGを求めることができる。
わす関数（数１）〜（数３）を実験等で定量的に求める
ことができれば、目的を満足させる調整可能パラメータ
ＶDDP、ＥBGを求めることができる。
【００２４】しかしながら、（数２）の感光体感度Ｓは
環境温度、湿度、劣化度などで変化するパラメータであ
り、（数３）の現像定数γS も環境温度、湿度、トナー
の物性や劣化度合い、感光体の膜厚および誘電率などで
変化するパラメータである。
環境温度、湿度、劣化度などで変化するパラメータであ
り、（数３）の現像定数γS も環境温度、湿度、トナー
の物性や劣化度合い、感光体の膜厚および誘電率などで
変化するパラメータである。
【００２５】そのため、初期環境、初期プロセス状態に
おいて実験などにより求めた電子写真プロセスの調整可
能パラメータを入力とし出力画像濃度を出力とした入出
力特性を表わす関数に基づき制御を行う方法では、環境
およびプロセス状態が初期から変化しない場合は良好な
制御性能が得られるが、環境およびプロセス状態の変化
が生じ、感光体感度Ｓや現像定数γs が変化することに
よって入出力特性が変化した場合は制御性能が劣化す
る。
おいて実験などにより求めた電子写真プロセスの調整可
能パラメータを入力とし出力画像濃度を出力とした入出
力特性を表わす関数に基づき制御を行う方法では、環境
およびプロセス状態が初期から変化しない場合は良好な
制御性能が得られるが、環境およびプロセス状態の変化
が生じ、感光体感度Ｓや現像定数γs が変化することに
よって入出力特性が変化した場合は制御性能が劣化す
る。
【００２６】そこで、予め環境、プロセス状態を複数設
定し、それぞれの環境について入出力特性を表す関数を
実験等により求め、入力値の情報から複数の入出力特性
を表す関数の中から最適なものを選択し、それに基づき
制御を行うことで常に良好な制御性能を保つことができ
る。
定し、それぞれの環境について入出力特性を表す関数を
実験等により求め、入力値の情報から複数の入出力特性
を表す関数の中から最適なものを選択し、それに基づき
制御を行うことで常に良好な制御性能を保つことができ
る。
【００２７】以下、画像制御部２００の動作について詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２８】今、制御入力生成部２１０により、電子写
真プロセスへの入力である感光体表面電位ＶDDP 、実効
光エネルギーＥBGで構成される制御入力
真プロセスへの入力である感光体表面電位ＶDDP 、実効
光エネルギーＥBGで構成される制御入力
【００２９】
【数５】
【００３０】に基づきｋ回目の試行を行ったとする。制
御入力Ｘ（ｋ）により電子写真プロセスは濃度検出器１
１２によって検出された高濃度部の濃度ＤS ＿h と低濃
度部の濃度ＤS ＿l で構成される出力
御入力Ｘ（ｋ）により電子写真プロセスは濃度検出器１
１２によって検出された高濃度部の濃度ＤS ＿h と低濃
度部の濃度ＤS ＿l で構成される出力
【００３１】
【数６】
【００３２】を実現したとする。この時、制御入力更新
部２０８は、ｋ回目の試行で制御入力生成部２１０が電
子写真プロセスに入力した制御入力Ｘ（ｋ）を基準制御
入力Ｘold として記憶する。なお、１回目の試行を行な
う以前の時（初期状態）は基準制御入力Ｘold には初期
制御入力Ｘini を与えて記憶しておく。
部２０８は、ｋ回目の試行で制御入力生成部２１０が電
子写真プロセスに入力した制御入力Ｘ（ｋ）を基準制御
入力Ｘold として記憶する。なお、１回目の試行を行な
う以前の時（初期状態）は基準制御入力Ｘold には初期
制御入力Ｘini を与えて記憶しておく。
【００３３】変化量変換関数記憶部２１２は、複数の環
境、プロセス状態を設定して実験等により求めたそれぞ
れの環境、プロセス状態に対応する変化量変換関数と、
それぞれの環境において出力画像濃度を基準画像濃度に
一致させる制御入力を記憶している。ここで、設定する
環境、プロセス状態は、出力画像濃度を基準濃度に一致
させる制御入力が様々に変化するように設定する。以
下、詳細に説明する。複数の環境、プロセス状態を設定
するそれぞれの環境、プロセス状態をｉ（ｉ＝１、２、
３・・・）で表すことにする。
境、プロセス状態を設定して実験等により求めたそれぞ
れの環境、プロセス状態に対応する変化量変換関数と、
それぞれの環境において出力画像濃度を基準画像濃度に
一致させる制御入力を記憶している。ここで、設定する
環境、プロセス状態は、出力画像濃度を基準濃度に一致
させる制御入力が様々に変化するように設定する。以
下、詳細に説明する。複数の環境、プロセス状態を設定
するそれぞれの環境、プロセス状態をｉ（ｉ＝１、２、
３・・・）で表すことにする。
【００３４】今、ｉで表される環境、プロセス状態を設
定し、ｉの環境における入力の変化に対する出力の変化
量
定し、ｉの環境における入力の変化に対する出力の変化
量
【００３５】
【数７】
【００３６】を実験により求め、次にこの入力の変化に
対する出力の変化量の逆関数を求めることにより、変化
量変換関数は、以下のように得られる。
対する出力の変化量の逆関数を求めることにより、変化
量変換関数は、以下のように得られる。
【００３７】
【数８】
【００３８】（数８）のａi 、ｂi 、ｃi 、ｄi は、出
力濃度により変化する。ａi およびｃi は、実験式とし
て、
力濃度により変化する。ａi およびｃi は、実験式とし
て、
【００３９】
【数９】
【００４０】
【数１０】
【００４１】の高濃度の関数となる。また、ｂi および
ｄi は、
ｄi は、
【００４２】
【数１１】
【００４３】
【数１２】
【００４４】の低濃度の関数となる。また、ｉの環境、
プロセス状態で高濃度と低濃度の出力を目標出力に一致
させる制御入力
プロセス状態で高濃度と低濃度の出力を目標出力に一致
させる制御入力
【００４５】
【数１３】
【００４６】を記憶している。環境、プロセス状態ｉを
様々に変化させて設定し、実験をすることにより多くの
高濃度と低濃度の出力を目標出力に一致させる（数１
３）の制御入力と対応する（数８）で表される変化量変
換関数が求められる。
様々に変化させて設定し、実験をすることにより多くの
高濃度と低濃度の出力を目標出力に一致させる（数１
３）の制御入力と対応する（数８）で表される変化量変
換関数が求められる。
【００４７】次に、変化量変換関数選択部２１４では、
制御入力生成部２１０が電子写真プロセスに入力した制
御入力Ｘ（ｋ）と、変化量変換関数記憶部２１２に記憶
されている複数のｉ環境、プロセス状態における濃度出
力を目標出力に一致させる（数１３）で表される制御入
力Ｘi を、評価関数
制御入力生成部２１０が電子写真プロセスに入力した制
御入力Ｘ（ｋ）と、変化量変換関数記憶部２１２に記憶
されている複数のｉ環境、プロセス状態における濃度出
力を目標出力に一致させる（数１３）で表される制御入
力Ｘi を、評価関数
【００４８】
【数１４】
【００４９】に基づき比較する。（数１４）中で、Ｅ
BGMIN 、ＥBGMAX 、ＶDDPMIN、ＶDDPMAXは、それぞれ予
め設定する露光量下限値、露光量上限値、帯電電圧下限
値、帯電電圧上限値である。評価関数（数１４）を最小
とする制御入力Ｘi は、制御入力Ｘ（ｋ）に距離が近い
ものであるので、制御入力Ｘi に対応するｉ環境におけ
る変化量変換関数をｋ回目制御時の変化量変換関数とし
て選択する。
BGMIN 、ＥBGMAX 、ＶDDPMIN、ＶDDPMAXは、それぞれ予
め設定する露光量下限値、露光量上限値、帯電電圧下限
値、帯電電圧上限値である。評価関数（数１４）を最小
とする制御入力Ｘi は、制御入力Ｘ（ｋ）に距離が近い
ものであるので、制御入力Ｘi に対応するｉ環境におけ
る変化量変換関数をｋ回目制御時の変化量変換関数とし
て選択する。
【００５０】変化量変換関数更新部２１６は、変化量変
換関数選択部２１４で選択された変化量変換関数により
変化量変換関数を更新する。
換関数選択部２１４で選択された変化量変換関数により
変化量変換関数を更新する。
【００５１】次に、誤差検出器２０２は、出力ベクトル
Ｙと、この２つの濃度の望ましい値である基準高濃度信
号ＤS ＿hdと、基準低濃度信号ＤS ＿ldとでから構成さ
れる基準出力Ｙd とを比較し、誤差信号
Ｙと、この２つの濃度の望ましい値である基準高濃度信
号ＤS ＿hdと、基準低濃度信号ＤS ＿ldとでから構成さ
れる基準出力Ｙd とを比較し、誤差信号
【００５２】
【数１５】
【００５３】を出力する。
【００５４】次に、変化量算出器２０６で、誤差検出器
２０２の出力であるｅ（ｋ）と変化量変換関数更新部２
１６の出力である変化量変換関数
２０２の出力であるｅ（ｋ）と変化量変換関数更新部２
１６の出力である変化量変換関数
【００５５】
【数１６】
【００５６】を乗ずることにより、（数１７）により制
御入力の変化量
御入力の変化量
【００５７】
【数１７】
【００５８】を出力する。
【００５９】そして、制御入力更新部２０８は、基準入
力ベクトルＸold に入力変化△Ｘ（ｋ＋１）を加えて、
ｋ＋１回目の制御入力
力ベクトルＸold に入力変化△Ｘ（ｋ＋１）を加えて、
ｋ＋１回目の制御入力
【００６０】
【数１８】
【００６１】を作成し、制御入力生成部２１０により、
電子写真プロセスにこの入力が与えられ、同じ動作を繰
り返す。
電子写真プロセスにこの入力が与えられ、同じ動作を繰
り返す。
【００６２】なお、誤差検出器２０２と変化量算出器２
０６の間に、制御終了検査器２０４が設置されており、
誤差検出器２０２の出力が近似的に０である場合、望み
の画像が得られたと判断し、学習動作を終了する。
０６の間に、制御終了検査器２０４が設置されており、
誤差検出器２０２の出力が近似的に０である場合、望み
の画像が得られたと判断し、学習動作を終了する。
【００６３】これにより、環境およびプロセス状態の変
化が生じ、入出力特性が変化した場合でも、予め出力画
像濃度を基準濃度に一致させる制御入力が様々に変化す
るように環境、プロセス状態を設定して実験により求め
た複数の環境、プロセス状態に対応する複数の変化量変
換関数の中から、制御入力と評価関数に基づき最適な変
化量変換関数を選択することで、常に良好な制御性能を
保つことができる。
化が生じ、入出力特性が変化した場合でも、予め出力画
像濃度を基準濃度に一致させる制御入力が様々に変化す
るように環境、プロセス状態を設定して実験により求め
た複数の環境、プロセス状態に対応する複数の変化量変
換関数の中から、制御入力と評価関数に基づき最適な変
化量変換関数を選択することで、常に良好な制御性能を
保つことができる。
【００６４】次に、本発明の第２実施例として環境およ
びプロセス状態の変化に伴い（数１）〜（数３）感光体
感度Ｓや現像定数γS の変化が生じた場合、電子写真プ
ロセスの特性を表わす関数（数１）〜（数３）に基づき
感光体感度Ｓや現像定数γSの変化を推定することによ
り、入出力特性を表す関数の変化を求め、初期に実験等
により求めた入出力特性を表す関数と入出力特性を表す
関数の変化とに基づき制御を行うことで常に良好な制御
性能を保つことができる画像濃度制御装置を提供する。
びプロセス状態の変化に伴い（数１）〜（数３）感光体
感度Ｓや現像定数γS の変化が生じた場合、電子写真プ
ロセスの特性を表わす関数（数１）〜（数３）に基づき
感光体感度Ｓや現像定数γSの変化を推定することによ
り、入出力特性を表す関数の変化を求め、初期に実験等
により求めた入出力特性を表す関数と入出力特性を表す
関数の変化とに基づき制御を行うことで常に良好な制御
性能を保つことができる画像濃度制御装置を提供する。
【００６５】以下、本発明の第２の実施例画像濃度制御
装置について、図３を参照しながら説明する。
装置について、図３を参照しながら説明する。
【００６６】図３において、１００は帯電コロトロン、
１０２は露光サブシステム、１０４は現像サブシステ
ム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１０は原稿、
１１４は高濃度の基準濃度パッチ、１１６は低濃度の基
準濃度パッチ、１１８は高濃度の基準濃度パッチ１１４
に対するトナー像、１２０は低濃度の基準濃度パッチ１
１６に対するトナー像、１２２は原稿台、１２６は高濃
度検出器、１２８は低濃度検出器、３００は画像制御
部、２０２は誤差検出器、２０４は制御終了検査部、２
０６は変化量算出器、２０８は制御入力更新部、２１０
は制御入力生成部、３０２は基準変化量変換関数記憶
部、３０４は変化率算出部、３０６は変化量変換関数演
算部、２１６は変化量変換関数更新部である。なお、第
１実施例と同様の動作を行う構成要素には第１実施例と
同じ参照番号をつけている。
１０２は露光サブシステム、１０４は現像サブシステ
ム、１０６は感光体、１０８はトナー、１１０は原稿、
１１４は高濃度の基準濃度パッチ、１１６は低濃度の基
準濃度パッチ、１１８は高濃度の基準濃度パッチ１１４
に対するトナー像、１２０は低濃度の基準濃度パッチ１
１６に対するトナー像、１２２は原稿台、１２６は高濃
度検出器、１２８は低濃度検出器、３００は画像制御
部、２０２は誤差検出器、２０４は制御終了検査部、２
０６は変化量算出器、２０８は制御入力更新部、２１０
は制御入力生成部、３０２は基準変化量変換関数記憶
部、３０４は変化率算出部、３０６は変化量変換関数演
算部、２１６は変化量変換関数更新部である。なお、第
１実施例と同様の動作を行う構成要素には第１実施例と
同じ参照番号をつけている。
【００６７】次に、以上の構成の画像濃度制御装置の動
作を説明する。まず、電子写真プロセスの動作について
は第１実施例と同じであるが、本実施例では画像制御部
２００が画像制御部３００に代えられ、それに伴って制
御入力生成部２１０と変化量変換関数更新部２１６の間
に変化率算出部３０４が設けられ、複数の変化量変換関
数を記憶する変化量変換関数記憶部２１２に代えて、基
準となる１つの変化量変換関数を記憶する基準変化量変
換関数記憶部３０２が設けられ、変化量変換関数選択部
２１４に代えて、変化量変換関数演算部３０６が設けら
れている。
作を説明する。まず、電子写真プロセスの動作について
は第１実施例と同じであるが、本実施例では画像制御部
２００が画像制御部３００に代えられ、それに伴って制
御入力生成部２１０と変化量変換関数更新部２１６の間
に変化率算出部３０４が設けられ、複数の変化量変換関
数を記憶する変化量変換関数記憶部２１２に代えて、基
準となる１つの変化量変換関数を記憶する基準変化量変
換関数記憶部３０２が設けられ、変化量変換関数選択部
２１４に代えて、変化量変換関数演算部３０６が設けら
れている。
【００６８】以下、第１実施例と異なる点のみについて
説明する。基準変化量変換関数記憶部３０２は、初期の
状態において実験等により求めた１つの基準変化量変換
関数を行列として記憶している。入力の変化に対する出
力の変化量
説明する。基準変化量変換関数記憶部３０２は、初期の
状態において実験等により求めた１つの基準変化量変換
関数を行列として記憶している。入力の変化に対する出
力の変化量
【００６９】
【数１９】
【００７０】を実験等により求め、次にこの入力の変化
に対する出力の変化量の逆関数を求めることにより、基
準変化量変換関数は、実験的に以下のように得られる。
に対する出力の変化量の逆関数を求めることにより、基
準変化量変換関数は、実験的に以下のように得られる。
【００７１】
【数２０】
【００７２】（数２０）のａ0 、ｂ0 、ｃ0 、ｄ0 は、
出力濃度により変化する。ａ0 およびｃ0 は、
出力濃度により変化する。ａ0 およびｃ0 は、
【００７３】
【数２１】
【００７４】
【数２２】
【００７５】のように、高濃度の出力の関数となる。ま
た、ｂ0 およびｄ0 は、
た、ｂ0 およびｄ0 は、
【００７６】
【数２３】
【００７７】
【数２４】
【００７８】のように、低濃度の出力の関数となる。そ
して、初期の状態で高濃度と低濃度の出力を目標出力に
一致させる制御入力
して、初期の状態で高濃度と低濃度の出力を目標出力に
一致させる制御入力
【００７９】
【数２５】
【００８０】を記憶している。
【００８１】次に、変化率算出部３０４では、制御入力
生成部２１０が電子写真プロセスに入力した制御入力Ｘ
（ｋ）と、濃度検出器１１２によって検出された高濃度
部の濃度Ｄs ＿h と低濃度部の濃度Ｄs ＿l から、変化
量変換関数の初期状態の基準変化量変換関数からの変化
を算出する。
生成部２１０が電子写真プロセスに入力した制御入力Ｘ
（ｋ）と、濃度検出器１１２によって検出された高濃度
部の濃度Ｄs ＿h と低濃度部の濃度Ｄs ＿l から、変化
量変換関数の初期状態の基準変化量変換関数からの変化
を算出する。
【００８２】以下、変化率算出部３０４の動作について
詳細に説明する。基準変化量変換関数記憶部３０２に記
憶している初期の状態で高濃度と低濃度の出力を目標出
力に一致させる制御入力ＥBG0 およびＶDDP0および低濃
度の基準濃度パッチ１１４の濃度ＤIM＿l および高濃度
の基準濃度パッチ１１６の濃度ＤIM＿h にそれぞれ対応
する出力画像濃度の基準値ＤS ＿ldおよびＤS ＿hdの関
係は（数１）〜（数３）より、
詳細に説明する。基準変化量変換関数記憶部３０２に記
憶している初期の状態で高濃度と低濃度の出力を目標出
力に一致させる制御入力ＥBG0 およびＶDDP0および低濃
度の基準濃度パッチ１１４の濃度ＤIM＿l および高濃度
の基準濃度パッチ１１６の濃度ＤIM＿h にそれぞれ対応
する出力画像濃度の基準値ＤS ＿ldおよびＤS ＿hdの関
係は（数１）〜（数３）より、
【００８３】
【数２６】
【００８４】
【数２７】
【００８５】となる。（数２６）、（数２７）から、初
期の状態の感光体感度の推定値
期の状態の感光体感度の推定値
【００８６】
【数２８】
【００８７】が求められ、（数２６）、（数２７）と
（数２８）より初期の状態の現像定数の推定値
（数２８）より初期の状態の現像定数の推定値
【００８８】
【数２９】
【００８９】が求められる。ところで、（数１９）で表
される入力の変化に対する出力の変化量の行列の各要素
は（数２６）、（数２７）をＥBGもしくＶDDP で偏微分
することにより、以下のように表される。
される入力の変化に対する出力の変化量の行列の各要素
は（数２６）、（数２７）をＥBGもしくＶDDP で偏微分
することにより、以下のように表される。
【００９０】（数２６）をＥBGで偏微分することによ
り、
り、
【００９１】
【数３０】
【００９２】（数２６）をＶDDP で偏微分することによ
り、
り、
【００９３】
【数３１】
【００９４】同様に（数２７）をＥBGで偏微分すること
により、
により、
【００９５】
【数３２】
【００９６】また、同様に（数２７）をＶDDP で偏微分
することにより、
することにより、
【００９７】
【数３３】
【００９８】となる。ここで、（数２８）、（数２９）
で求められた初期の状態の感光体感度推定値Ｓ0 ＿E と
現像定数推定値γs0＿E と、制御入力ＥBG0 およびＶ
DDP0を（数２９）（数３０）（数３１）（数３２）（数
３３）に代入することにより、初期の状態における入力
の変化に対する出力の変化量の推定値Ａ0 ＿E が求めら
れ、逆関数を求めることにより、初期の状態の変化量変
換関数の推定値
で求められた初期の状態の感光体感度推定値Ｓ0 ＿E と
現像定数推定値γs0＿E と、制御入力ＥBG0 およびＶ
DDP0を（数２９）（数３０）（数３１）（数３２）（数
３３）に代入することにより、初期の状態における入力
の変化に対する出力の変化量の推定値Ａ0 ＿E が求めら
れ、逆関数を求めることにより、初期の状態の変化量変
換関数の推定値
【００９９】
【数３４】
【０１００】が求められる。
【０１０１】一方、制御入力生成部２１０が電子写真プ
ロセスに入力した制御入力（数５）と、濃度検出器１１
２によって検出された出力（数６）の関係は、（数１）
〜（数３）より、
ロセスに入力した制御入力（数５）と、濃度検出器１１
２によって検出された出力（数６）の関係は、（数１）
〜（数３）より、
【０１０２】
【数３５】
【０１０３】
【数３６】
【０１０４】となる。（数３５）、（数３６）から、ｋ
回目制御時の感光体感度の推定値
回目制御時の感光体感度の推定値
【０１０５】
【数３７】
【０１０６】が求められ、（数３５）、（数３６）と
（数３７）よりｋ回目制御時の現像定数の推定値
（数３７）よりｋ回目制御時の現像定数の推定値
【０１０７】
【数３８】
【０１０８】が求められる。（数３７）、（数３８）で
求められたｋ回目制御時の感光体感度の推定値と現像定
数の推定値と（数２９）（数３０）（数３１）（数３
２）（数３３）により、ｋ回目制御時の入力の変化に対
する出力の変化量の推定値Ａ＿E（ｋ）が求められ、逆
関数を求めることにより、ｋ回目制御時の変化量変換関
数の推定値
求められたｋ回目制御時の感光体感度の推定値と現像定
数の推定値と（数２９）（数３０）（数３１）（数３
２）（数３３）により、ｋ回目制御時の入力の変化に対
する出力の変化量の推定値Ａ＿E（ｋ）が求められ、逆
関数を求めることにより、ｋ回目制御時の変化量変換関
数の推定値
【０１０９】
【数３９】
【０１１０】が求められる。（数３４）、（数３９）よ
り、ｋ回目制御時の変化量変換関数の初期の状態の基準
変化量変換関数からの変化率
り、ｋ回目制御時の変化量変換関数の初期の状態の基準
変化量変換関数からの変化率
【０１１１】
【数４０】
【０１１２】が求められる。
【０１１３】次に、変化量変換関数演算部３０６では、
変化率算出部３０４で算出されたｋ回目制御時の変化量
変換関数の初期の状態の基準変化量変換関数からの変化
率（数４０）と、初期の状態の基準変化量変換関数（数
２０）から、（数４１）に基づき、ｋ回目制御時の変化
量変換関数
変化率算出部３０４で算出されたｋ回目制御時の変化量
変換関数の初期の状態の基準変化量変換関数からの変化
率（数４０）と、初期の状態の基準変化量変換関数（数
２０）から、（数４１）に基づき、ｋ回目制御時の変化
量変換関数
【０１１４】
【数４１】
【０１１５】が算出される。
【０１１６】これにより、環境およびプロセス状態の変
化に伴い電子写真プロセスの特性を表わす関数（数１）
〜（数３）の感光体感度Ｓや現像定数γS が変化し、入
出力特性が変化した場合でも、変化に適応して変化量変
換関数を更新し、それに基づき制御を行うことで常に良
好な制御性能を保つことができる。また、基準となる基
準変化量変換関数は、初期の状態において１つだけ求め
ることになるので、多くの実験を行うことが不必要とな
る。
化に伴い電子写真プロセスの特性を表わす関数（数１）
〜（数３）の感光体感度Ｓや現像定数γS が変化し、入
出力特性が変化した場合でも、変化に適応して変化量変
換関数を更新し、それに基づき制御を行うことで常に良
好な制御性能を保つことができる。また、基準となる基
準変化量変換関数は、初期の状態において１つだけ求め
ることになるので、多くの実験を行うことが不必要とな
る。
【０１１７】次に、本発明の第３実施例の画像濃度制御
装置について説明する。この第３実施例の目的は、ｋ回
目以前の制御において、出力濃度が基準濃度に一致しな
かった場合の履歴情報を用いてｋ回目制御時の変化量変
換関数を修正することで制御性能を向上させることであ
る。
装置について説明する。この第３実施例の目的は、ｋ回
目以前の制御において、出力濃度が基準濃度に一致しな
かった場合の履歴情報を用いてｋ回目制御時の変化量変
換関数を修正することで制御性能を向上させることであ
る。
【０１１８】以下、本発明の第３の実施例の画像濃度制
御装置について図４を参照しながら説明する。図４にお
いて、１００は帯電コロトロン、１０２は露光サブシス
テム、１０４は現像サブシステム、１０６は感光体、１
０８はトナー、１１０は原稿、１１４は高濃度の基準濃
度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８は
高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１２
０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー像、
１２２は原稿台、１２６は高濃度検出器、１２８は低濃
度検出器、４００は画像制御部、２０２は誤差検出器、
２０４は制御終了検査部、２０６は変化量算出器、２０
８は制御入力更新部、２１０は制御入力生成部、３０２
は基準変化量変換関数記憶部、４０２は誤差符号検出
器、４０４は誤差符号履歴記憶部、４０６は修正符号演
算部、４０８は変化量変換関数修正部、２１６は変化量
変換関数更新部である。ここで、第１実施例と同様の動
作を行う構成要素には第１実施例と同じ参照番号をつけ
ている。
御装置について図４を参照しながら説明する。図４にお
いて、１００は帯電コロトロン、１０２は露光サブシス
テム、１０４は現像サブシステム、１０６は感光体、１
０８はトナー、１１０は原稿、１１４は高濃度の基準濃
度パッチ、１１６は低濃度の基準濃度パッチ、１１８は
高濃度の基準濃度パッチ１１４に対するトナー像、１２
０は低濃度の基準濃度パッチ１１６に対するトナー像、
１２２は原稿台、１２６は高濃度検出器、１２８は低濃
度検出器、４００は画像制御部、２０２は誤差検出器、
２０４は制御終了検査部、２０６は変化量算出器、２０
８は制御入力更新部、２１０は制御入力生成部、３０２
は基準変化量変換関数記憶部、４０２は誤差符号検出
器、４０４は誤差符号履歴記憶部、４０６は修正符号演
算部、４０８は変化量変換関数修正部、２１６は変化量
変換関数更新部である。ここで、第１実施例と同様の動
作を行う構成要素には第１実施例と同じ参照番号をつけ
ている。
【０１１９】次に、以上の構成の画像濃度制御装置の動
作を説明する。まず、電子写真プロセスの動作について
は第２実施例と同じであるが、本実施例では画像制御部
３００が画像制御部４００に代えられ、それに伴って誤
差検査器２０２と変化量変換関数更新部２１６の間に誤
差符号検査器４０２と誤差符号履歴記憶部４０４と修正
符号演算部４０６と変化量変換関数修正部４０８が設け
られている。
作を説明する。まず、電子写真プロセスの動作について
は第２実施例と同じであるが、本実施例では画像制御部
３００が画像制御部４００に代えられ、それに伴って誤
差検査器２０２と変化量変換関数更新部２１６の間に誤
差符号検査器４０２と誤差符号履歴記憶部４０４と修正
符号演算部４０６と変化量変換関数修正部４０８が設け
られている。
【０１２０】以下、画像制御部４００の第１実施例と異
なる点のみを説明する。
なる点のみを説明する。
【０１２１】誤差符号検出器４０２は、（数１５）で表
される誤差検出器２０２の出力信号ｅ（ｋ）の定性値
［ｅ1 （ｋ）］、［ｅ2 （ｋ）］を出力する。ここで、
［ ］は、変数の符号のみに注目した値を表し、正の場
合は＋１、０の場合は０、負の場合は−１を出力する。
但し、変数が０というのは、変数が近似的に０であるこ
とを意味する。また、誤差符号履歴記憶部４０４は誤差
符号検出器４０２の出力である定性値［ｅ1 （ｋ）］、
［ｅ2 （ｋ）］を記憶する。
される誤差検出器２０２の出力信号ｅ（ｋ）の定性値
［ｅ1 （ｋ）］、［ｅ2 （ｋ）］を出力する。ここで、
［ ］は、変数の符号のみに注目した値を表し、正の場
合は＋１、０の場合は０、負の場合は−１を出力する。
但し、変数が０というのは、変数が近似的に０であるこ
とを意味する。また、誤差符号履歴記憶部４０４は誤差
符号検出器４０２の出力である定性値［ｅ1 （ｋ）］、
［ｅ2 （ｋ）］を記憶する。
【０１２２】修正符号演算器４０６では、制御回数ｋが
２回目以上の場合に、誤差符号履歴記憶部４０４に記憶
しているｋ回目の定性値［ｅ1 （ｋ）］、［ｅ
2 （ｋ）］とｋ−１回目の定性値［ｅ1 （ｋ−１）］、
［ｅ2 （ｋ−１）］に基づき、（数２０）で表される変
化量変換関数の帯電電圧の変化量に関するパラメータａ
およびｂを修正する方向を表す符号と、変化量変換関数
の露光量に関するパラメータｃおよびｄを修正する方向
を表す符号を算出する。
２回目以上の場合に、誤差符号履歴記憶部４０４に記憶
しているｋ回目の定性値［ｅ1 （ｋ）］、［ｅ
2 （ｋ）］とｋ−１回目の定性値［ｅ1 （ｋ−１）］、
［ｅ2 （ｋ−１）］に基づき、（数２０）で表される変
化量変換関数の帯電電圧の変化量に関するパラメータａ
およびｂを修正する方向を表す符号と、変化量変換関数
の露光量に関するパラメータｃおよびｄを修正する方向
を表す符号を算出する。
【０１２３】以下詳細に修正符号演算器４０６の動作に
ついて説明する。帯電電圧の変化量および露光量の変化
量の算出式（数１７）より、（数２０）で表される変化
量変換関数のパラメータのうち帯電電圧の変化量の算出
に関するパラメータはａ、ｂであり、露光量の変化量の
算出に関するパラメータはｃ、ｄである。実験等で求め
られる結果から、帯電に関するパラメータの値の間に
は、
ついて説明する。帯電電圧の変化量および露光量の変化
量の算出式（数１７）より、（数２０）で表される変化
量変換関数のパラメータのうち帯電電圧の変化量の算出
に関するパラメータはａ、ｂであり、露光量の変化量の
算出に関するパラメータはｃ、ｄである。実験等で求め
られる結果から、帯電に関するパラメータの値の間に
は、
【０１２４】
【数４２】
【０１２５】露光に関するパラメータの値の間には、
【０１２６】
【数４３】
【０１２７】の大小関係がある。（数４２）、（数４
３）中で｜ ｜は、変数の絶対値を表す。すなわち、
（数１７）より、帯電電圧の変化量の決定にはｅ（ｋ）
のうちｅ1（ｋ）が支配的であり、露光量の変化量の決
定にはｅ（ｋ）のうちｅ2 （ｋ）が支配的であることが
わかる。帯電電圧の変化量とｅ1 （ｋ）、露光量の変化
量とｅ2 （ｋ）を関連させて現象をとらえることとす
る。（数１７）により変化量△Ｘ（ｋ）を決定し制御を
行ったとき、変化量変換関数が最適に設定されていると
きは、制御後の出力濃度の誤差ｅ（ｋ）は０となる。と
ころが、変化量変換関数が最適でない場合は、０でない
誤差ｅ（ｋ）が生じることとなる。
３）中で｜ ｜は、変数の絶対値を表す。すなわち、
（数１７）より、帯電電圧の変化量の決定にはｅ（ｋ）
のうちｅ1（ｋ）が支配的であり、露光量の変化量の決
定にはｅ（ｋ）のうちｅ2 （ｋ）が支配的であることが
わかる。帯電電圧の変化量とｅ1 （ｋ）、露光量の変化
量とｅ2 （ｋ）を関連させて現象をとらえることとす
る。（数１７）により変化量△Ｘ（ｋ）を決定し制御を
行ったとき、変化量変換関数が最適に設定されていると
きは、制御後の出力濃度の誤差ｅ（ｋ）は０となる。と
ころが、変化量変換関数が最適でない場合は、０でない
誤差ｅ（ｋ）が生じることとなる。
【０１２８】誤差符号履歴記憶部４０４に記憶している
ｋ回目の定性値［ｅ1 （ｋ）］とｋ−１回目の定性値
［ｅ1 （ｋ−１）］の符号に着目すると、例えば［ｅ1
（ｋ）］＝−で、［ｅ1 （ｋ−１）］＝−の場合、与え
られた帯電電圧の変化量が過小であったことがわかり、
帯電電圧の変化量を増加させる方向に帯電電圧の変化量
を決定する変化量変換関数のパラメータａ、ｂを修正す
る。また［ｅ1 （ｋ）］＝−で、［ｅ1 （ｋ−１）］＝
＋の場合、与えられた帯電電圧の変化量が過大であった
ことがわかり、帯電電圧の変化量を減少させる方向に帯
電電圧の変化量を決定する変化量変換関数のパラメータ
ａ、ｂを修正する。この考え方に基づき、パラメータの
修正方向をまとめると（表１）のようになる。
ｋ回目の定性値［ｅ1 （ｋ）］とｋ−１回目の定性値
［ｅ1 （ｋ−１）］の符号に着目すると、例えば［ｅ1
（ｋ）］＝−で、［ｅ1 （ｋ−１）］＝−の場合、与え
られた帯電電圧の変化量が過小であったことがわかり、
帯電電圧の変化量を増加させる方向に帯電電圧の変化量
を決定する変化量変換関数のパラメータａ、ｂを修正す
る。また［ｅ1 （ｋ）］＝−で、［ｅ1 （ｋ−１）］＝
＋の場合、与えられた帯電電圧の変化量が過大であった
ことがわかり、帯電電圧の変化量を減少させる方向に帯
電電圧の変化量を決定する変化量変換関数のパラメータ
ａ、ｂを修正する。この考え方に基づき、パラメータの
修正方向をまとめると（表１）のようになる。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】露光量の変化量に関するパラメータｃ、ｄ
に関しても同様に、
に関しても同様に、
【０１３１】
【表２】
【０１３２】（表１）中の［δａ］、［δｂ］、［δ
ｃ］、［δｄ］は、（数８）で表される変化量変換関数
のパラメータの変化の符号を表し、例えば［δａ］＝＋
は、変化量変換関数のパラメータａを増加させる方向に
修正することを意味し、［δａ］＝−は、変化量変換関
数のパラメータａを減少させる方向に修正することを意
味し、［δａ］＝０は、変化量変換関数のパラメータａ
を変化させないことを意味している。
ｃ］、［δｄ］は、（数８）で表される変化量変換関数
のパラメータの変化の符号を表し、例えば［δａ］＝＋
は、変化量変換関数のパラメータａを増加させる方向に
修正することを意味し、［δａ］＝−は、変化量変換関
数のパラメータａを減少させる方向に修正することを意
味し、［δａ］＝０は、変化量変換関数のパラメータａ
を変化させないことを意味している。
【０１３３】変化量変換関数修正部４０８では、修正符
号演算器４０６で演算された［δａ］、［δｂ］、［δ
ｃ］、［δｄ］に基づき、それぞれに対応した修正係数
ηa、ηb 、ηc 、ηd を（数４４）〜（数４７）に基
づいて演算する。
号演算器４０６で演算された［δａ］、［δｂ］、［δ
ｃ］、［δｄ］に基づき、それぞれに対応した修正係数
ηa、ηb 、ηc 、ηd を（数４４）〜（数４７）に基
づいて演算する。
【０１３４】
【数４４】
【０１３５】
【数４５】
【０１３６】
【数４６】
【０１３７】
【数４７】
【０１３８】（数４４）〜（数４７）中で、δは正の微
小量で、δ＝０．０５程度を設定する。演算したηa 、
ηb 、ηc 、ηd の値は記憶しておき、次回演算時に用
いることとなる。なお、１回目の試行を行なう以前の時
（初期状態）はηa 、ηb 、ηc 、ηd には１を与えて
記憶しておく。次に、変化量変換関数を、基準変化量変
換関数記憶部３０２に記憶されている基準変化量変換関
数（数２０）とηa 、ηb 、ηc 、ηd に基づき（数４
８）により求める。
小量で、δ＝０．０５程度を設定する。演算したηa 、
ηb 、ηc 、ηd の値は記憶しておき、次回演算時に用
いることとなる。なお、１回目の試行を行なう以前の時
（初期状態）はηa 、ηb 、ηc 、ηd には１を与えて
記憶しておく。次に、変化量変換関数を、基準変化量変
換関数記憶部３０２に記憶されている基準変化量変換関
数（数２０）とηa 、ηb 、ηc 、ηd に基づき（数４
８）により求める。
【０１３９】
【数４８】
【０１４０】変化量変換関数更新部２１６は、変化量変
換関数修正部４０８で選択された変化量変換関数により
変化量変換関数を更新する。
換関数修正部４０８で選択された変化量変換関数により
変化量変換関数を更新する。
【０１４１】これにより、予め設定した変化量変換関数
が最適でない場合でも、制御履歴を用いて修正すること
により、最適な変化量変換関数に近づけることができ、
良好な制御性能を得ることができる。
が最適でない場合でも、制御履歴を用いて修正すること
により、最適な変化量変換関数に近づけることができ、
良好な制御性能を得ることができる。
【０１４２】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように変化量変
換関数によって定量的な制御入力の変化量を誤差算出手
段の出力より決定し、かつ関数更新手段にて更新後の帯
電電圧と露光量とに基づき、現在の特性変動に応じた変
化量変換関数を選択し、又は更新後の帯電電圧と露光量
とに基づいてプロセスの特性変動を推定し、特性変動に
応じた変化量変換関数の変化率を算出し、その変化率と
基準変化率変換関数とに基づき変化量変換関数を演算
し、又は誤差算出手段の出力の符号を検出する誤差符号
検出手段の出力の履歴を用いて、変化量変換関数が最適
な変化量変換関数に近づくように修正することにより、
環境変化等により電子写真プロセスの特性変動が生じた
場合でも、特性変動に適応した変化量変換関数に基づい
て定量的な制御入力の変化量を決定することができ、少
ない制御の繰り返し回数で出力濃度が基準濃度信号と等
しい高品質な画像を生成することができる画像濃度制御
装置を提供できる。
換関数によって定量的な制御入力の変化量を誤差算出手
段の出力より決定し、かつ関数更新手段にて更新後の帯
電電圧と露光量とに基づき、現在の特性変動に応じた変
化量変換関数を選択し、又は更新後の帯電電圧と露光量
とに基づいてプロセスの特性変動を推定し、特性変動に
応じた変化量変換関数の変化率を算出し、その変化率と
基準変化率変換関数とに基づき変化量変換関数を演算
し、又は誤差算出手段の出力の符号を検出する誤差符号
検出手段の出力の履歴を用いて、変化量変換関数が最適
な変化量変換関数に近づくように修正することにより、
環境変化等により電子写真プロセスの特性変動が生じた
場合でも、特性変動に適応した変化量変換関数に基づい
て定量的な制御入力の変化量を決定することができ、少
ない制御の繰り返し回数で出力濃度が基準濃度信号と等
しい高品質な画像を生成することができる画像濃度制御
装置を提供できる。
【図１】本発明の第１実施例における画像濃度制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】入力画像濃度ＤIMと出力画像濃度ＤS の関係を
表す濃度特性図である。
表す濃度特性図である。
【図３】本発明の第２実施例における画像濃度制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第３実施例における画像濃度制御装置
の構成図である。
の構成図である。
１００ 帯電コロトロン １０２ 露光サブシステム １０４ 現像サブシステム １０６ 感光体 １０８ トナー １１０ 原稿 １１２ 濃度検出器 １１４ 高濃度の基準濃度パッチ １１６ 低濃度の基準濃度パッチ １１８ 高濃度の基準濃度パッチに対するトナー像 １２０ 低濃度の基準濃度パッチに対するトナー像 １２２ 原稿台 ２００ 画像制御部 ２０２ 誤差検出器 ２０４ 制御終了検査部 ２０６ 変化量算出器 ２０８ 制御入力更新部 ２１０ 制御入力生成部 ２１２ 変化量変換関数記憶部 ２１４ 変化量変換関数選択部 ２１６ 変化量変換関数更新部 ３００ 画像制御部 ３０２ 基準変化量変換関数記憶部 ３０４ 変化率算出部 ３０６ 変化量変換関数演算部 ４００ 画像制御部 ４０２ 誤差符号検出器 ４０４ 誤差符号履歴記憶部 ４０６ 修正符号演算部 ４０８ 変化量変換関数修正部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−186255（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−72859（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127477（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−55866（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 21/00
Claims (5)
- 【請求項１】 電子写真プロセスの感光体を所定の帯電
電圧に帯電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の
露光量で投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、
潜像を所定の現像バイアス電圧に設定された現像剤によ
って現像して可視像とする現像手段と、原稿台上に設け
られた少なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パ
ッチを帯電、露光、現像して感光体上に作成した可視像
の出力濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の
出力濃度と予め設定された目標濃度との誤差を算出する
誤差算出手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数
を乗じて帯電電圧、露光量の変化量を演算する変化量演
算手段と、変化量演算手段で演算された帯電電圧の変化
量および露光量の変化量を帯電電圧、露光量に加算する
設定値更新手段と、設定値更新手段が帯電電圧、露光量
を更新した後に更新後の帯電電圧、露光量に従って変化
量変換関数を更新する関数更新手段とを備え、 前記関数更新手段が、実験により帯電電圧、露光量に応
じた帯電電圧、露光量の変化量に対する出力濃度の変化
量との関係を求めることによって予め設定された変化量
変換関数の記憶手段と、更新後の帯電電圧、露光量に従
って変化量変換関数を選択する手段 を備えたことを特徴
とする画像濃度制御装置。 - 【請求項２】 電子写真プロセスの感光体を所定の帯電
電圧に帯電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の
露光量で投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、
潜像を所定の現像バイアス電圧に設定された現像剤によ
って現像して可視像とする現像手段と、原稿台上に設け
られた少なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パ
ッチを帯電、露光、現像して感光体上に作成した可視像
の出力濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の
出力濃度と予め設定された目標濃度との誤差を算出する
誤差算出手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数
を乗じて帯電電圧、露光量の変化量を演算する変化量演
算手段と、変化量演算手段で演算された帯電電圧の変化
量および露光量の変化量を帯電電圧、露光量に加算する
設定値更新手段と、設定値更新手段が帯電電圧、露光量
を更新した後に更新後の帯電電圧、露光量に従って変化
量変換関数を更新する関数更新手段とを備え、 前記関数更新手段が、予め設定された少なくとも１つの
パラメータで表された基準変化量変換関数の記憶手段
と、更新後の帯電電圧、露光量と現像バイアス電圧とに
基づき帯電電圧の変化量と露光量の変化量に対する出力
濃度の変化量の変化率を算出し、変化量の変化率に基づ
いてパラメータの変化率を算出する変化率算出手段と、
基準変化量変換関数と変化率算出手段の出力に基づいて
変化量変換関数を演算する変化量変換関数演算手段と を
備えたことを特徴とする画像濃度制御装置。 - 【請求項３】 関数更新手段が、電子写真プロセスの出
力濃度が目標濃度に一致したときにのみ変化量変換関数
を更新するようにしたことを特徴とする請求項１又は２
記載の画像濃度制御装置。 - 【請求項４】 電子写真プロセスの感光体を所定の帯電
電圧に帯電させる帯電手段と、原稿台上の原稿を所定の
露光量で投影して感光体に潜像を作成する露光手段と、
潜像を所定の現像バイアス電圧に設定された現像剤によ
って現像して可視像とする現像手段と、原稿台上に設け
られた少なくとも１つの基準濃度パッチと、基準濃度パ
ッチを帯電、露光、現像して感光体上に作成した可視像
の出力濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段の
出力濃度と予め設定された目標濃度との誤差を算出する
誤差算出手段と、誤差算出手段の出力に変化量変換関数
を乗じて帯電電圧、露光量の変化量を演算する変化量演
算手段と、変化量演算手段で演算された帯電電圧の変化
量および露光量の変化量を帯電電圧、露光量に加算する
設定値更新手段と、設定値更新手段が帯電電圧、露光量
を更新した後に更新後の帯電電圧、露光量に従って変化
量変換関数を更新する関数更新手段とを備え、 前記関数更新手段が、予め設定された少なくとも１つの
パラメータで表された基準変化量変換関数の記憶手段
と、誤差算出手段の出力の符号を検出する誤差符号検出
手段と、誤差符号検出手段の出力の履歴に従って基準変
化量変換関数のパラメータを修正する変化量変換関数修
正手段とを備えた ことを特徴とする画像濃度制御装置。 - 【請求項５】 高濃度と低濃度の２つの基準濃度パッチ
を設けて出力濃度の高濃度と低濃度をそれぞれの目標濃
度とし、変化量変換関数修正手段を、誤差符 号検出手段
の出力である低濃度の誤差符号の履歴の前回値が正であ
り今回値が負であるときおよび前回値が負で今回値が正
であるときは露光量の変化量を減ずる方向に変化量変換
関数のパラメータを修正し、前回値が負であり今回値が
負であるときおよび前回値が正であり今回値が正である
ときは露光量の変化量を増やす方向に変化量変換関数の
パラメータを修正し、誤差符号検出手段の出力である高
濃度の誤差符号の履歴の前回値が正であり今回値が負で
あるときおよび前回値が負であり今回値が正であるとき
は帯電電圧の変化量を減ずる方向に変化量変換関数のパ
ラメータを修正し、前回値が負であり今回値が負である
ときおよび前回値が正であり今回値が正であるときは帯
電電圧の変化量を増やす方向に変化量変換関数のパラメ
ータを修正するように構成したことを特徴とする請求項
４記載の画像濃度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12663293A JP3179936B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 画像濃度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12663293A JP3179936B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 画像濃度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337561A JPH06337561A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3179936B2 true JP3179936B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=14940002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12663293A Expired - Fee Related JP3179936B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 画像濃度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179936B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1074891B1 (en) | 1999-07-28 | 2004-12-01 | Seiko Epson Corporation | Image forming apparatus and method |
| JP3446727B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2003-09-16 | セイコーエプソン株式会社 | 画像形成装置および画像形成方法 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP12663293A patent/JP3179936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06337561A (ja) | 1994-12-06 |
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Legal Events
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