DE4213541C2 - Verfahren zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere
ein Verfahren, um das Übertragen eines Bildes
auf ein Papierblatt, das Trennen des Papierblattes und den
Transport des Papierblattes zu steuern.
Eine Bilderzeugungseinrichtung, bei welcher eine Bildüber
tragung, eine Papiertrennung und ein Papiertransport ge
steuert werden kann, ist beispielsweise in der offenge
legten japanischen Patentanmeldung Nr. 1 25 074/1983 (JP 58-125 074 A) beschrie
ben. Die in dieser Veröffentlichung beschriebene Einrichtung
weist einen Feuchtigkeitsfühler, welcher auf Feuchtigkeit
im Inneren des Geräts anspricht, und eine Papiertransport
einrichtung mit einer Heizeinheit auf, um ein Aufzeichnungs
medium, d. h. ein Papierblatt zu entfeuchten bzw. zu trocknen.
Die Papiertransporteinrichtung wird auf der Basis des Aus
gangssignals des Feuchtigkeitsfühlers gesteuert, um eine
Papiertransportgeschwindigkeit einzustellen, wodurch ein
Papierblatt ständig in einem geforderten Zustand für eine
hohe Bildqualität gehalten wird. In der offengelegten japa
nischen Patentanmeldung Nr. 64 270/1982 (JP 57-64 270 A) ist eine elektrosta
tische Kopiermethode beschrieben, bei welcher die Dicke und
der spezifische Widerstand eines Papierblattes während eines
Intervalls zwischen dem Zuführen des Papiers und der Bild
übertragung gemessen wird, Berechnungen mit den gemessenen
Werten durchgeführt werden und verschiedene Bedingungen be
züglich einer Bildübertragung und einer Papiertrennung in
Anpassung an die Rechenergebnisse gesteuert werden. Durch
diese Art Verfahren ist beabsichtigt, unabhängig von der
Art eines Papierblattes und von Umgebungsbedingungen eine
glatte und reibungslose Papiertrennung zu fördern, um dadurch
zu verhindern, daß die Bildqualität bei den Bildübertragungs-
und Blatttrennschritten verschlechtert wird.
Jedoch wird bei den vorstehend beschriebenen, herkömmlichen
Vorgehensweisen jeweils ein Bildübertragungs-, ein Papier
trenn- und ein Papiertransportzustand auf der Basis ledig
lich einer unabhängigen Steuerinformation, z. B. des Ausgangs
signals des Feuchtigkeitsfühlers (siehe offengelegte Patent
anmeldung Nr. 1 25 074/1983) oder der Dicke und des spezifi
schen Widerstands eines Papierblattes (siehe offengelegte
Anmeldung Nr. 64 270/1982) bestimmt. Oder anders ausgedrückt,
bei den herkömmlichen Verfahren werden einfach Bildübertra
gungs-, Papiertrenn- und Papiertransportbedingungen als feste
Werte oder als angemessene Werte eingestellt, die einer ty
pischen Situation zugeordnet sind und es wird überhaupt nicht
eine komplizierte Wechselbeziehung zwischen elektrischen und
physikalischen Kenndaten, einer Umgebungs- und Zeitinformation
usw. bestimmt. Insbesondere werden, selbst wenn der Zustand
eines Papierblattes, welcher die Bildübertragung, das Papier
trennen und den Papiertransport beeinflußt, geändert wird,
bei den herkömmlichen Lösungen einfach Bedingungen einge
stellt, welche verhindern, daß die Bildqualität merklich
schlechter wird. Folglich
sind die Einstellbedingungen einfach Standardbedingungen,
welche nicht optimal an jeweils eine bestimmte Situation angepaßt
sind. Optimale Werte für Bildübertragungs
Papiertrenn- und Papiertransport-Bedingungen sowie zusätz
liche Bedingungen werden nicht berechnet.
Im allgemeinen ist hinsichtlich der Beziehung zwischen der
Papiereigenschaft, der Übertragungs-, Trenn- und der Transport
eigenschaft dünnes Papier oder ähnliches extrem geschmeidiges
Papier nicht leicht trennbar, während Farbpapier und Papier,
dessen elektrischer Widerstand beispielsweise infolge von
Feuchtigkeit erniedrigt worden ist, hinsichtlich der Über
tragungseigenschaften schlechter als die übrigen sind. Ferner
hat Banknotenpapier oder ein entsprechend rauhes Papier eine
schlechte Übertragungseigenschaft. Dagegen ist ein Papierblatt,
das kein Tonerbild an seinem vorderen Randteil hat, nicht
ohne weiteres trennbar, und ein Punkt-, ein Linien- oder ein
ähnliches Halbtonbild wird schlechter, wenn die Übertragungs
voraussetzung übermäßig hoch ist. Da außerdem eine Bildüber
tragungsvorrichtung und eine Bildtrennvorrichtung infolge
von Alterung schlechter werden, können die Übertragungs-,
Trenn- und Transporteigenschaften nicht konstant gehalten wer
den, wenn nicht verschiedene Bedingungen bzw. Voraussetzun
gen geändert werden.
Aus dem Zeitschriftenbeitrag Zimmermann, Hans-Jürgen: "Prinzipien
der Fuzzy Logic", in der deutschen Zeitschrift: Spektrum
der Wissenschaft, März 1993, sind Prinzipien bekannt,
wie mit Hilfe unscharfer Logik Steuerungen vorgenommen werden
können. Diesem Artikel sind keine Anregungen zu entnehmen,
wie diese Prinzipien auf ein Verfahren zum Steuern
eines Bilderzeugungsgerätes übertragen werden könnten.
Mit der Erfindung soll daher ein Verfahren zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes
geschaffen werden, bei welchem eine wirksame Übertragung,
Trennung und Beförderung eines Papierblattes gesteigert
werden und dadurch attraktive Bilder unabhängig von der
Papierart und den Umgebungsbedingungen sichergestellt werden,
während gleichzeitig die Häufigkeit eines Papierstaus in
Papierübertragungs- und Papiertrennstationen merklich herab
gesetzt wird. Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren
zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes geschaffen werden, bei welchem die Toner
menge minimiert ist, die auf einem leitfähigen Element nach
einer Bildübertragung verbleibt, um dadurch die Reinigungs
möglichkeit zu verbessern und einen verschwenderischen Toner
verbrauch zu reduzieren. Ferner soll mit der Erfindung
ein Verfahren zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes geschaffen werden, bei welchem
das Steuersystem vereinfacht ist und eine genaue Steuerung
gefördert wird, indem verschiedene Faktoren klassifiziert
und jede notwendige Voraussetzung als eine Verknüpfung von
Zugehörigkeitsfunktionen der verschiedenen Faktoren geschätzt
wird.
Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Verfahren zum Steuern eines
Bilderzeugungsgerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die
Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der
rückbezogenen Unteransprüche.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus
führungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeich
nungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Bilderzeugungseinrich
tung, um ein Bilderzeugungsverfahren gemäß der
Erfindung durchzuführen;
Fig. 2 bis 7 Graphen, welche die Zugehörigkeitsfunktion
(membership function) der Dicke eines Papierblat
tes, des Oberflächenverhältnisses einer Vorlage,
der Tonerkonzentration eines Entwicklers, von
relativer Feuchtigkeit, der Benutzungsdauer bzw.
einer Übertragungsspannung wiedergeben;
Fig. 8 ein Blockdiagramm, welches schematisch einen Ausschnitt aus einem Steuer
system in einer Bilderzeugungseinrichtung darstellt;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Fuzzy-Bewertungs
prozesses,
Fig. 10 bis 13 Graphen, die jeweils die Zugehörigkeitsfunktion
eines Trommelpotentials, der Menge an aufgebrach
tem Toner, des elektrischen Widerstandes eines
Papierblattes bzw. der Veränderung von relativer
Feuchtigkeit wiedergeben;
Fig. 14 ein Blockdiagramm, das schematisch ein
Steuersystem wiedergibt, bei welchem die Erfindung
in der Praxis durchführbar ist;
Fig. 15 ein anderes Blockdiagramm, das schematisch ein weiteres
Steuersystem wiedergibt, bei welchem die Erfindung
in der Praxis durchführbar ist und
Fig. 16 bis 22 Graphen, welche die Zugehörigkeitsfunktion der
Dicke eines Papierblattes, der Korrekturgröße
einer Übertragungsspannung, einer Korrekturgröße
einer Entwicklungsvorspannung, des Bezugswertes
einer Entwicklungsvorspannung, der Anzahl an her
gestellten Kopien, des Bezugswertes der Menge an
Vorübertragungs-Entladungslicht bzw. der Korrek
turgröße einer derartigen Lichtmenge wiedergeben.
In Fig. 1 ist ein Bilderzeugungsgerät dargestellt,
mit dem ein Bilderzeugungsverfahren gemäß der Erfindung
durchgeführt werden kann. Die Bilderzeugungseinrichtung besteht wie üblich
aus einem Bildleseabschnitt 100 und einem Bilder
zeugungsabschnitt 110, um Bilddaten, welche von dem Bildleseab
schnitt 100 erzeugt worden sind, auf ein Aufzeichnungsmedium,
z. B. ein Papierblatt zu übertragen.
Der Bildleseabschnitt 100 weist eine Glasplatte 101 auf,
auf welche eine Vorlage bzw. ein Dokument gelegt wird. Eine
Lichtquelle 102 beleuchtet die Vorlage auf der Glasplatte 101
während die Lichtquelle in einer vorherbestimmten Richtung bewegt wird.
Ein Spiegel 103 ist zusammen mit der Lichtquelle 102 beweg
bar, um eine Reflexion von der Vorlage abzulenken. Spiegel
103 und 105 lenken nacheinander die Reflexion von dem Spie
gel 103 ab. Eine Linsenanordnung 106 fokussiert die Refle
xion von dem Spiegel 105 auf einen
Bildsensor 107. Andererseits weist der Bilderzeugungsab
schnitt 110 eine photoleitfähige Trommel 114 auf, um auf die
ser elektrostatisch ein latentes Bild zu erzeugen. Ein Poly
gonalspiegel 111 ist mit einer hohen Drehzahl drehbar, um
einen Laserstrahl über einem konstanten Winkel zu lenken.
Eine Linsenanordnung 112 korrigiert den Laserstrahl von
dem Polygonalspiegel 111, so daß der Strahl ein konstantes
Intervall auf der Oberfläche der Trommel 114 hat. Ein Spiegel
113 reflektiert den Laserstrahl von der Linsenanordnung
112 in Richtung der Trommel 114. Ein Hauptlader 115 lädt
gleichförmig die Oberfläche der Trommel 114. Nachdem die ge
ladene Oberfläche der Trommel 114 mittels des Laserstrahls
von dem Spiegel 113 aus belichtet worden ist, entwickelt eine
Entwicklungseinheit 116 das sich ergebende latente Bild auf
der Trommel 114, um ein entsprechendes Tonerbild zu erzeugen.
Papierkassetten 117 und 118 sind herausnehmbar an dem Geräte
gehäuse gehaltert, und jede ist mit einem Stapel Papierblät
ter bestimmter Größe geladen. Abzugsrollen 117a bzw. 118a
sind den Papierkassetten 117 und 118 zugeordnet, um die Pa
pierblätter einzeln in Richtung einer Papierübertragungssta
tion zuzuführen. Eine Ausrichtrolle 119 befördert das von
einer der Papierkassetten 117 und 118 zugeführte Papierblatt
zu einem vorherbestimmten Zeitpunkt zu der Bildübertragungs
station. Ein Übertragungsband 120 erhält und transportiert
das Papierblatt von der Ausrichtrolle 119. Eine Übertragungs
rolle 121 berührt die Rückseite des Übertragungsbandes 120
und ist mit einer nicht dargestellten Energiequelle verbunden.
Die Übertragungsrolle 121 überträgt bei Anliegen einer vor
herbestimmten Übertragungsspannung das Tonerbild von der
Trommel 114 auf das von dem Übertragungsband 120 ge
haltene Papierblatt und trennt das Papierblatt von der
Trommel 114. Eine Fixiereinheit 122 fixiert das Tonerbild
auf dem Papierblatt. Eine Reinigungseinheit 123 weist eine
Reinigungsschneide 123a auf, um den Toner zu entfernen, wel
cher nach der Bildübertragung auf der Trommel 114 verbleibt.
Eine Entladungslampe 124 entlädt Ladung, welche ebenfalls
auf der Trommel 114 verblieben ist.
Wenn während des Betriebs die Lichtquelle 102 eine auf die
Glasplatte 101 gelegte Vorlage abtastet, fällt die daraus
resultierende Reflexion von der Vorlage über die Spiegel 103
bis 105 und die Linsenanordnung 106 auf den CCD-Bildsensor
107. Folglich erzeugt der CCD-Bildsensor 107 Bilddaten, wel
che die Vorlage darstellen. Die Bilddaten werden einer vor
herbestimmten Bildverarbeitung unterzogen und dann von einem
nicht dargestellten Halbleiterlaser aus in Form eines Laser
strahls abgegeben. Der Laserstrahl wird über den Polygonal
spiegel 111, die Linsenanordnung 112 und den Spiegel
113 auf die Trommel 114 geleitet. Der Laserstrahl erzeugt
somit elektrostatisch ein latentes Bild auf der Trommel 114,
dessen Oberfläche durch den Hauptlader 115 gleichförmig
geladen worden ist. Die Entwicklungseinheit 116 entwickelt
das latente Bild, wodurch ein Tonerbild erzeugt wird. Das
Tonerbild wird durch die Transferrolle 121 an ein Papierblatt
übertragen, das von der Papierkassette 117 oder 118 über
die Ausrichtrolle 119 zugeführt und an dem Übertragungsband
120 gehalten worden ist. Das Papierblatt, welches das Toner
bild trägt, wird von der Trommel 114 getrennt und dann durch
das Übertragungsband 120 zu der Fixiereinheit 122 befördert.
Nachdem das Tonerbild durch die Fixiereinheit 122 auf dem
Papierblatt fixiert worden ist, wird das Papierblatt aus
der Einrichtung ausgetragen. Mittels der Reinigungseinheit
123 wird der auf der Trommel 114 verbliebene Toner entfernt,
während mittels der Entladungslampe 124 Ladung entladen
wird, welche ebenfalls auf der Trommel 114 verblieben ist.
Die Trommel 114 ist nunmehr bereit, eine weitere Folge von
Bilderzeugungsschritten durchzuführen.
Wie vorstehend ausgeführt, wird in der dargestellten Ausfüh
rungsform eine Übertragungsspannung über das Übertragungsband
120 an die Übertragungsrolle 121 mit dem Ergebnis angelegt,
daß das Tonerbild von der Trommel 114 an ein Papierblatt
übertragen wird.
Die Übertragungscharakteristik beim Übertragen eines Tonerbildes auf ein
Papierblatt wird durch verschiedene Ursachen oder Faktoren
geändert. Von dem Zeitstandpunkt her können die Faktoren
in kurzfristige, mittelfristige und langfristige Faktoren
eingeteilt werden. Die kurzfristigen Faktoren sind die Art
und Dicke eines Papierblattes und der augenblickliche Zu
stand einer Vorlage. Wenn beispielsweise ein verhältnis
mäßig dünnes Papierblatt verwendet wird, läßt sich voraus
sichtlich das Papierblatt nicht glatt von der Trommel 114
trennen und es kommt zu einem Stau in der Transportbahn.
In einem solchen Fall muß die Übertragungsspannung verrin
gert werden. Wenn das Flächenverhältnis von kompakten, festen
Bildanteilen einer Vorlage gering ist, können ein Papier
blatt und die Trommel 114 fest aneinander haften, was wieder
um eine mangelhafte Trennung zur Folge hat. Hinsichtlich ei
nes mittelfristigen Faktors, z. B. eines Tages, ändert sich die
Tonerkonzentration eines Entwicklers und folglich die Toner
menge, die auf ein Papierblatt zu übertragen ist. Auch die
Kenndaten, wie beispielsweise der elektrische Widerstand
eines Papierblattes, ändern sich durch eine Änderung in der
Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit, was sich auf die
Übertragungsfähigkeit auswirkt. Ferner ändern sich hinsicht
lich eines Langzeitaspektes die Kenndaten eines Materials
des Übertragungsbandes 120, wodurch sich ebenfalls die Über
tragungsfähigkeit ändert.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Lage wird bei der
Ausführungsform die Übertragungsspannung, welche an die
Übertragungsrolle 121 anzulegen ist, mit Hilfe der folgenden
Regeln gesteuert.
Die nachstehend wiedergegebenen Tabellen 1 und
2 zeigen Steuerregeln bzw. -vorschriften, welche die kurz
fristig veränderlichen Faktoren betreffen.
Die Tabellen 3
und 4 zeigen Steuerregeln bzw. -vorschriften, welche mittel
fristigen Faktoren zugeordnet sind.
Die Tabellen 5 und 6 listen
Steuerregeln bzw. -vorschriften bezüglich der langfristigen
Faktoren auf.
Tabelle 2 | |
Regel 1: | |
Wenn D=L und OD=L, dann Tb=NL | |
Regel 2: | Wenn D=L und OD=M, dann Tb=NM |
Regel 3: | Wenn D=M und OD=L, dann Tb=NM |
Regel 4: | Wenn D=M und OD=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn D=M und OD=H, dann Tb=PM |
Regel 6: | Wenn D=H und OD=M, dann Tb=PM |
Regel 7: | Wenn D=H und OD=H, dann Tb=PL |
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 2 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion der Dicke
(D) eines Papierblattes, was durch eine Einrichtung festge
stellt worden ist.
Fig. 3 zeigt eine Zugehörigkeitsfunktion eines Vorlagen-
Flächenverhältnisses (OD) (das beispielsweise anhand eines
Ausgangssignals eines Scanners bestimmt worden ist).
Tabelle 4 | |
Regel 1: | |
Wenn T.C=L und RH=L, dann Tb=PL | |
Regel 2: | Wenn T.C=L und RH=M, dann Tb=PM |
Regel 3: | Wenn T.C=M und RH=L, dann Tb=PM |
Regel 4: | Wenn T.C=M und RH=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn T.C=M und RH=H, dann Tb=NM |
Regel 6: | Wenn T.C=H und RH=M, dann Tb=NM |
Regel 7: | Wenn T.C=H und RH=H, dann Tb=NL |
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 4 zeigt eine Zugehörigkeitsfunktion der
Tonerkonzentration (T.C) eines Entwicklers (welche bei
spielsweise durch einen Tonerkonzentrationsfühler festge
stellt wird). Ein Graph (L, M, H) in Fig. 5 zeigt eine Zugehörigkeits
funktion der relativen Feuchtigkeit (RH) (welche beispiels
weise mittels eines Feuchtigkeitsfühlers festgestellt worden
ist).
Regel 1: | |
Wenn T = L, dann Tb = 2 | |
Regel 2: | Wenn T = M, dann Tb = PL |
Regel 3: | Wenn T = H, dann Tb = PL |
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 6 zeigt eine Zugehörigkeitsfunktion der Benutzungsdauer
(T), (welche mittels eines Zeitgebers gezählt
worden ist), während mit den Graphen (NL, NM, L, PM, PL) in Fig. 7 die Zugehörigkeits
funktion der zu steuernden Übertragungsspannung (Tb) wieder
gegeben ist.
In Fig. 8 ist schematisch ein Ausschnitt aus einem Steuersystem einer Bilderzeugungs
einrichtung dargestellt. Das Steuersystem weist einen Analog-
Digital-Umsetzer (ADC) 801 auf, um die analogen Ausgangswerte
beispielsweise eines Papierdickenfühlers zu digitalisieren,
eine Einrichtung, um das Flächenverhältnis einer Vorlage zu
bestimmen, einen Tonerkonzentrationsfühler, einen Feuchtig
keitsfühler und einen Zeitgeber, welcher auf die Benutzungs
dauer anspricht. Ein Fuzzy-Berechnungsabschnitt, z. B. ein
Mikroprozessor 802, spricht auf die digitalen Signale des
AD-Umsetzers 801 an, um eine Übertragungs-, eine Trenn- und
eine Transportbedingung und zusätzliche Bedingungen durch
eine Fuzzy-Berechnung als eine Verknüpfung der Zugehörig
keitsfunktion der verschiedenen Signale zu schätzen. Eine
Übertragungsspannungsquelle 803 wird durch ein Steuersignal
gesteuert, das zu dem Ergebnis einer von dem Mikroprozessor
802 durchgeführten Fuzzy-Berechnung paßt.
Nach der Fuzzy-Bewertung einer Übertragungsspannung, welche
durch verschiedene Faktoren bewirkt ist, werden die Bewer
tungsergebnisse, die jeweils einem der entsprechenden Fak
toren zugeordnet sind, einer MAX-Verknüpfung unterzogen, um
eine endgültige Übertragungsspannung festzulegen. Fig. 9 ist
eine schematische Darstellung des Prozesses einer derartigen
Fuzzy-Bewertung. Bei der vorstehend beschriebenen Steuerung
kann eine optimale Übertragungsspannung für die Übertragungs
rolle 121 in einer momentanen Situation bestimmt werden.
Nunmehr wird ein weiterer Teilaspekt der Erfindung be
schrieben. In der in Fig. 1 dargestellten Bilderzeugungsein
richtung enthalten die Faktoren, welche die Übertragungskenn
daten beeinflussen, den Zustand des Toners und den Potential
zustand der Trommel 114 vor der Bildübertragung.
Wenn beispielsweise eine auf den Toner aufgebrachte Ladungs
menge klein ist, (was einer niedrigen Tonerkonzentration ent
spricht) kann der Toner nicht auf ein Papierblatt übertragen
werden, wenn nicht die Übertragungsspannung erhöht wird. Wenn
das Potential der Trommel 114 hoch ist, muß die Übertragungs
spannung erniedrigt werden, um das Trennen eines Papierblat
tes von der Trommel 114 sicherzustellen. Kenndaten außer den
jenigen des Geräts enthalten die charakteristischen Werte
eines Papierblattes und der Umgebung. Hinsichtlich einer
derartigen Situation steuert dann die Ausführungsform die
an die Übertragungsrolle 121 anzulegende Übertragungsspannung
entsprechend den folgenden Regeln. Die nachstehend wiederge
gebenen Tabellen 7 und 8 geben die Faktoren an, welche die
Übertragungscharakteristik bewirken und der Einrichtung zu
zuschreiben sind, während Tabelle 9 und 10 andere Faktoren
wiedergeben.
Tabelle 8 | |
Regel 1: | |
Wenn T.C=L und Vd=H, dann Tb=PL | |
Regel 2: | Wenn T.C=L und Vd=M, dann Tb=PM |
Regel 3: | Wenn T.C=M und Vd=H, dann Tb=PM |
Regel 4: | Wenn T.C=M und Vd=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn T.C=M und Vd=L, dann Tb=NM |
Regel 6: | Wenn T.C=H und Vd=M, dann Tb=NM |
Regel 7: | Wenn T.C=H und VK=L, dann Tb=Nl |
Tabelle 10 | |
Regel 1: | |
Wenn D=L und RH=L, dann Tb=NL | |
Regel 2: | Wenn D=L und RH=M, dann Tb=NM |
Regel 3: | Wenn D=M und RH=L, dann Tb=NM |
Regel 4: | Wenn D=M und RH=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn D=M und RH=H, dann Tb=PM |
Regel 6: | Wenn D=H und RH=M, dann Tb=PM |
Regel 7: | Wenn D=H und RH=H, dann Tb=PL |
Fig. 10 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion des Potentials
(Vd) der Trommel 114 (was beispielsweise mitels eines Po
tentialfühlers festgestellt worden ist).
Bei dem
nachstehend Beschriebenen werden die verschiedenen
Faktoren, welche die Übertragungscharakteristik beeinflussen,
in drei Arten eingeteilt, d. h. die Kenndaten eines Entwick
lers, die Kenndaten eines Papierblattes und die Umgebungs-
Kenndaten. Die Kenndaten eines Entwicklers enthalten die
Tonerkonzentration eines Entwicklers und die aufgebrachte
Tonermenge auf der Trommel 114. Die Kenndaten eines Papier
blattes enthalten dessen elektrischen Widerstand, während
die Umgebungskenndaten die relative Feuchtigkeit und die
Änderungsgröße bzw. deren Veränderung enthalten. Im Hinblick
auf eine derartige Situation steuert dann die Ausführungsform
die Übertragungsspannung an der Übertragungsrolle 121 mit
Hilfe der folgenden Regeln.
Die nachstehend wiedergegebenen Tabel
len 11 und 12 geben die veränderlichen Faktoren eines Ent
wicklers an, die Tabellen 13 und 14 zeigen die veränderlichen
Faktoren eines Papierblattes und die Tabellen 15 und 16 zeigen
die veränderlichen Umgebungsfaktoren.
Tabelle 12 | |
Regel 1: | |
Wenn T.C=L und MA=L, dann Tb=PL | |
Regel 2: | Wenn T.C=L und MA=M, dann Tb=PM |
Regel 3: | Wenn T.C=M und MA=L, dann Tb=PM |
Regel 4: | Wenn T.C=M und MA=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn T.C=M und MA=H, dann Tb=NM |
Regel 6: | Wenn T.C=M und MA=M, dann Tb=NM |
Regel 7: | Wenn T.C=M und MA=H, dann Tb=NL |
Tabelle 14 | |
Regel 1: | |
Wenn D=L und R=H, dann Tb=NL | |
Regel 2: | Wenn D=L und R=M, dann Tb=NM |
Regel 3: | Wenn D=M und R=H, dann Tb=NM |
Regel 4: | Wenn D=M und R=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn D=M und R=L, dann Tb=PM |
Regel 6: | Wenn D=M und R=M, dann Tb=PM |
Regel 7: | Wenn D=H und R=L, dann Tb=PL |
Tabelle 16 | |
Regel 1: | |
Wenn RH=L und ΔRH=N, dann Tb=NL | |
Regel 2: | Wenn RH=L und ΔRH=Z, dann Tb=NM |
Regel 3: | Wenn RH=M und ΔRH=N, dann Tb=NM |
Regel 4: | Wenn RH=M und ΔRH=Z, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn RH=M und ΔRH=P, dann Tb=PM |
Regel 6: | Wenn RH=H und ΔRH=Z, dann Tb=PM |
Regel 7: | Wenn RH=H und ΔRH=P, dann Tb=PL |
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 11 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion der
aufgebrachten Tonermenge (MA) (welche beispielsweise mittels
eines optischen Reflexionsdichtefühlers gefühlt worden ist).
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 12 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion des
elektrischen Widerstands (R(Ω)) des Papierblattes.
Ein Graph (L, M, H) in Fig. 13 zeigt die Zugehörig
keitsfunktion der Veränderung (Δ RH) der relativen Feuchtig
keit (welche beispielsweise mittels eines Feuchtigkeitssen
sors festgestellt worden ist). Die anderen Zugehörigkeitsfunk
tionen sind dieselben wie vorher beschrieben.
Eine Fuzzy-Bewertung bzw. Schätzung bei jedem der veränder
lichen Faktoren, wie vorstehend ausgeführt ist, wird mit
Erfolg bei Verwirklichung einer stabilen Steuerung
durchgeführt, indem unnatürliche Steuerwerte ausgeschaltet
werden. Da ferner die veränderlichen Faktoren bezüglich der
Zeit eingeteilt werden und einer Fuzzy-Bewertung unterworfen
werden, kann eine Steuerung durchgeführt werden, selbst wenn
die Faktoren sich im Laufe der Zeit ändern. Da außerdem das
veränderliche Faktorsystem auf einer Schrittbasis oder auf
einer Bestandteilbasis eingeteilt und einer Fuzzy-Bewertung
unterzogen wird, ist eine Steuerung erreichbar, selbst wenn
sich die Faktoren ändern.
Nunmehr wird die gesamte Erfindung be
schrieben. Die Bildübertragbarkeit und die Papiertrennfähig
keit ändern sich mit der Art und der Dicke eines Papierblat
tes und dem Zustand einer Vorlage kurzfristig, ändern sich
mit einer Änderung der Tonermenge, was einer Änderung in
der Reibungsladung des Entwicklers und der Tonerkonzentra
tion des Entwicklers sowie einer Änderung in der Umgebung
zuzuschreiben ist, mittelfristig und ändern sich mit einer
Änderung der Kenndaten des Übertragungsbandes, was der
Gesamtbenutzungsdauer und der Gesamtanzahl von hergestellten
Kopien zuzuschreiben ist, langfristig. Um die Bildübertrag
barkeit und die Papiertrennfähigkeit in angemessener Weise
zu verbessern und zu erhalten, reicht ein einfaches Steuern
der Übertragungsspannung und anderer Bedingungen, die sich
direkt auf die Übertragbarkeit beziehen, nicht aus. Wenn bei
spielsweise die auf die leitfähige Trommel aufgebrachte To
nermenge extrem klein ist, sind natürlich keine angemessenen
Bedingungen mit der Übertragungsspannung erhältlich. Selbst
wenn die auf die Trommel aufgebrachte Tonermenge
angemessen ist, müssen jedoch, wenn die Übertragungsspannung
höher gemacht werden muß als die Kriechentladung und die
Gasentladung beispielsweise infolge eines besonderen Zustands
eines Papierblattes, Bedingungen außer der Übertragungsbedin
gung geändert werden, um dadurch attraktive Bilder zu ge
währleisten.
In Fig. 14 ist dargestellt, daß ein
exclusiver Fuzzy-Berechnungsabschnitt jedem der kurzfristig,
mittelfristig oder langfristig veränderlichen Faktoren zu
geordnet ist, um eine Übertragungsspannung und eine Entwick
lungsvorspannung festzusetzen. In Fig. 14 sind daher AD-Um
setzer 1401 bis 1403, welche jeweils die Ausgangswerte ver
schiedener Sensoren in digitale Signale umsetzen, Fuzzy-
Berechnungsabschnitte, z. B. Mikroprozessoren 1404 bis 1406,
welche auf die digitalen Signale von den AD-Umsetzern 1401
bis 1403 ansprechen, um eine Fuzzy-Berechnung auf der Basis
der Bewertung durchzuführen, um Verknüpfungen der folgenden
Zugehörigkeitsfunktionen der Signale zu erzeugen, ein Ab
schnitt 1407, um Manipulationswerte festzusetzen, welche
für die jeweiligen Steuersubjekte auf der Basis der Aus
gangssignale der Berechnungsabschnitte 1404 bis 1406 bestimmt
sind, eine Übertragungsenergiequelle 1408
und eine Vorspannungsenergiequelle 1409 dar
gestellt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführung werden eine Pa
pierdicke-Information von einem Papierdickenfühler und eine
Vorlagen-Flächenverhältnisinformation an den AD-Umsetzer 1401
als kurzfristige veränderliche Faktoren angelegt und in digi
tale Signale D bzw. OD umgesetzt. Der Fuzzy-Berechnungsab
schnitt 1404 führt eine Verarbeitung mit Hilfe der digitalen
Signale D und OD entsprechend der folgenden Steuerregeln
(Tabellen 17 und 18) durch, welche den kurzfristigen verän
derlichen Faktoren zugeordnet sind.
Tabelle 18 | |
Regel 1: | |
Wenn D=LL und OD=L, dann ΔTb=NL und ΔVB=NM | |
Regel 2: | Wenn D=L und OD=L, dann ΔTb=NM und ΔVb=Z |
Regel 3: | Wenn D=L und OD=M, dann ΔTb=NM und ΔVb=Z |
Regel 4: | Wenn D=M und OD=M. dann ΔTb=Z und ΔVb=Z |
Regel 5: | Wenn D=H und OD=H, dann ΔTb=PM und ΔVb=Z |
Regel 6: | Wenn D=H und OD=M, dann ΔTb=PM und ΔVb=Z |
Regel 7: | Wenn D=HH und OD=H, dann ΔTb=PL und ΔVb=PM |
Bezüglich der mittelfristigen veränderlichen Faktoren werden
eine Konzentrations- und eine Feuchtigkeits-Information von
einem Tonerkonzentrationsfühler bzw. einem Feuchtigkeitsfüh
ler an den AD-Umsetzer (ADC) 1402 angelegt, um in digitale
Signale TC und RH umgesetzt zu werden. Der Fuzzy-Berechnungs
abschnitt 1405 führt eine Fuzzy-Berechnung mit den digitalen
Signalen TC und RH entsprechend den folgenden Steuerregeln
durch (Tabellen 19 und 20).
Tabelle 20 | |
Regel 1: | |
Wenn T.C=L und RH=L, dann Vb=PL | |
Regel 2: | Wenn T.C=L und RH=M, dann Vb=PM |
Regel 3: | Wenn T.C=M und RH=L, dann Vb=PM |
Regel 4: | Wenn T.C=M und RH=M, dann Vb=Z |
Regel 5: | Wenn T.C=M und RH=H, dann Vb=NM |
Regel 6: | Wenn T.C=H und RH=M, dann Vb=NM |
Regel 7: | Wenn T.C=H und RH=H, dann Vb=NL |
Für die langfristigen veränderlichen Faktoren werden eine
Zeitgeber- und eine Kopienanzahl-Information von einem Be
nutzungsdauer-Zeitgeber bzw. einem Kopienzähler dem AD-Um
setzer (ADC) 1403 zugeführt, damit sie in digitale Signale
T und CC umgesetzt werden. Der Fuzzy-Berechnungsabschnitt
1406 führt eine Fuzzy-Berechnung mit Hilfe der digitalen
Signale T und CC entsprechend den folgenden Steuerregeln
(Tabellen 21 und 22) durch:
Tabelle 22 | |
Regel 1: | |
Wenn T=L und CC=L, dann Tb=PL | |
Regel 2: | Wenn T=L und CC=M, dann Tb=PM |
Regel 3: | Wenn T=L und CC=H, dann Tb=PM |
Regel 4: | Wenn T=M und CC=M, dann Tb=Z |
Regel 5: | Wenn T=H und CC=L, dann Tb=NM |
Regel 6: | Wenn T=H und CC=M, dann Tb=NM |
Regel 7: | Wenn T=H und CC=H, dann Tb=NL |
Wie vorstehend ausgeführt, ist
eine Übertragungs- und eine Vorspannung für eine Entwicklung
durch die Fuzzy-Berechnung mit Hilfe der veränderlichen Fak
toren festgelegt. Insbesondere wird
eine Übertragungs- und eine Vorspannung dadurch fest
gelegt, daß Information bezüglich kurzfristiger veränderli
cher Faktoren festgestellt wird, es wird eine Bezugs-Vor
spannung auf der Basis von Information bezüglich der mit
telfristigen veränderlichen Faktoren festgelegt und es wird
eine Bezugs-Übertragungsspannung auf der Basis von Informa
tion bezüglich langfristiger veränderlicher Faktoren fest
gelegt, wodurch selektiv die Übertragungs- oder die Vorspan
nung gesteuert werden. Folglich sind eine Übertragungs- und
eine Vorspannung, die jeweils zu einer ganz bestimmten Situa
tion passen, erreichbar, um attraktive Bilder sicherzustel
len, während gleichzeitig ein Papierstau oder ein ähnlicher
Fehler ausgeschlossen ist.
Es ist zu beachten, daß die in Fig. 14 dargestellten Fuzzy-
Berechnungsabschnitte 1404 bis 1406 selektiv ein Steuern in
Anpassung an die Feststellzeitpunkte der jeweiligen verän
derlichen Faktoren bewirken können, um die Häufigkeit von
solchen Feststellungen und einer Fuzzy-Berechnung zu redu
zieren. Es kön
nen die lang-, mittel- und kurzfristigen Faktoren jeweils
alle 1000, alle 100 bzw. bei jeder Kopie festgestellt wer
den, um die Häufigkeit einer solchen Feststellung und einer
Fuzzy-Berechnung zu reduzieren. Selbst bei einer derartigen
Feststellung ist der vorstehend beschriebene Vorteil eben
falls erreichbar, da die Faktoren bezüglich der Zeit ent
sprechend klassifiziert werden.
In Fig. 15 ist eine Ausführung dargestellt, um die Übertra
gungsspannung und die Lichtmenge für eine Vorübertragungs-
Entladung auf der Basis von Information zu steuern, welche
sich auf die kurz- und die mittelfristigen veränderlichen
Faktoren bezieht. Die mittel- und die kurzfristigen Faktoren
werden jeweils alle 500 bzw. bei jeder Kopie festgestellt.
In Fig. 15 sind Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 1501 und 1502,
die jeweils verschiedene Informationssignale von Sensoren
in digitale Signale umsetzen, Fuzzy-Berechnungsabschnitte,
z. B. Mikroprozessoren 1503 und 1504, welche auf die digita
len Signale von den AD-Umsetzern 1501 und 1502 zum Durchfüh
ren einer Fuzzy-Berechnung, um die Verknüpfungen der folgen
den Zugehörigkeitsfunktionen der Signale zu bewerten, ein
Abschnitt 1505, um Manipulationswerte für die Steuersubjekte
entsprechend den Ausgangswerten der Berechnungsabschnitte
1503 und 1504 zu bestimmen, eine zu manipulierende Übertra
gungsenergiequelle 1506 und eine zu manipulierende Vorüber
tragungs-Entladungs-Energiequelle dargestellt.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden eine
Dicken-Information von einem Papierdickenfühler und eine
Vorlagen-Flächenverhältnis-Information an den AD-Umsetzer
1501 als kurzfristige veränderliche Faktoren angelegt und
in digitale Signale D bzw. OD umgesetzt. Der Fuzzy-Berech
nungsabschnitt 1503 führt eine Fuzzy-Berechnung mit den
Signalen D und OD entsprechend den folgenden Steuerregeln
durch, welche kurzfristigen Faktoren zugeordnet sind.
Tabelle 24 | |
Regel 1: | |
Wenn D=L und OD=L, dann Tb=NL und ΔPT=NL | |
Regel 2: | Wenn D=L und OD=M, dann Tb=NM und ΔPT=Z |
Regel 3: | Wenn D=M und OD=L, dann Tb=NM und ΔPT=NM |
Regel 4: | Wenn D=M und OD=M, dann Tb=Z und ΔPT=Z |
Regel 5: | Wenn D=M und OD=H, dann Tb=PM und ΔPT=PM |
Regel 6: | Wenn D=H und OD=M, dann Tb=PM und ΔPT=Z |
Regel 7: | Wenn D=H und OD=H, dann Tb=PL und ΔPT=PL |
Hinsichtlich der mittelfristigen variablen Faktoren werden
Konzentration- und Kopienanzahl-Informationen von einem To
nerkonzentrationssensor bzw. einem Kopienzähler an den AD-
Umsetzer 1502 angelegt, um in digitale Signale TC und CC um
gesetzt zu werden. Der Fuzzy-Berechnungsabschnitt 504 führt
eine Fuzzy-Berechnung mit den digitalen Signalen TC und CC
entsprechend den folgenden Steuerregeln durch, welche mit
telfristigen Faktoren zugeordnet sind.
Tabelle 26 | |
Regel 1: | |
Wenn T.C=L und T=L, dann PT=NL | |
Regel 2: | Wenn T.C=L und T=M, dann PT=NM |
Regel 3: | Wenn T.C=M und T=L, dann PT=NM |
Regel 4: | Wenn T.C=M und T=M, dann PT=Z |
Regel 5: | Wenn T.C=M und T=H, dann PT=PM |
Regel 6: | Wenn T.C=H und T=M, dann PT=PM |
Regel 7: | Wenn T.C=H und T=H, dann PT=PL |
Wie vorstehend ausgeführt, wird bei dieser Ausführungsform
eine selektive Steuerung durch die Fuzzy-Berechnung einer
Übertragungsspannung und einer Lichtmenge für eine Vorüber
tragungsentladung bezüglich der zugeordneten veränderlichen
Faktoren durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform wird da
her eine wirksame Bildübertragung gesteigert und eine hohe
Bildqualität erhalten, während es zu einem Minimum an Papier
stau kommt.
Ein Graph in Fig. 16 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion der
Papierdicke (D). Ein Graph in Fig. 17 zeigt die Zugehörig
keits-Funktion der Korrekturgröße (ΔTb) der zu steuernden
Übertragungsspannung. Ein Graph in Fig. 18 zeigt die Zuge
hörigkeitsfunktion des Korrekturwerts (ΔVb) der zu steuern
den Entwicklungs-Vorspannung. Ein Graph in Fig. 19 zeigt die
Zugehörigkeits-Funktion des Bezugswertes (Vb) der zu steuern
den Vorspannung. Ein Graph in Fig. 20 zeigt die Zugehörig
keitsfunktion der Anzahl an hergestellten Kopien (CC). Ein
Graph in Fig. 21 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion des Bezugs
wertes (PT) der Lichtmenge für eine Vorübertragungs-Entladung.
Ein Graph in Fig. 22 zeigt die Zugehörigkeitsfunktion des
Korrekturwerts (ΔPT) der zu steuernden Lichtmenge.
Somit ist durch die Erfindung ein Bilderzeugungsverfahren
geschaffen, welches eine wirksame Bildübertragung auf ein
Papierblatt und eine wirksame Trennung sowie einen wirksamen
Transport eines Papierblattes fördert. Folglich sind durch
das erfindungsgemäße Verfahren haltbare und dauerhafte Bilder
unabhängig von der Papierart und den Umgebungsbedingungen
gewährleistet, wenn gleichzeitig die Häufigkeit eines Pa
pierstaus in Bildübertragungs- und Papiertrennstationen
merklich herabgesetzt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren
minimiert die Tonermenge, welche auf einem photoleitfähigen
Element nach einer Bildübertragung verbleibt, wodurch es
leichter zu reinigen ist und ein verschwenderischer Toner
verbrauch reduziert wird. Da außerdem bei dem erfindungsge
mäßen Verfahren veränderliche Faktoren klassifiziert werden
und ein Zustand als eine Verknüpfung von Zugehörigkeitsfunk
tionen bewertet wird, wird dadurch das Steuersystem verein
facht und eine genaue Steuerung gesteigert.
Claims (7)
1. Verfahren zum Steuern eines Bilderzeugungsgerätes, welches ein photoleitfähiges
Element enthält, auf welchem ein Tonerbild erzeugt wird, welches auf ein Papierblatt
übertragen wird, mit einer einem Papierblattstapel zugeordneten Papierabzieh- und
Trenneinrichtung mit einer Papiertransporteinrichtung, um ein Papierblatt durch das
Gerät zu transportieren und mit Sensoren zur Messung von Kenngrößen, die
charakteristisch sind für die Bildübertragung, die Papiertrennung und den Papiertransport,
wonach diese Kenngrößen in Gruppen zusammengefaßt werden und jede
Gruppe einer eigenen Berechnungseinheit (1404, 1405, 1406) zugeordnet wird, wobei
die Zuordnung der Kenngrößen zu der jeweiligen Gruppe nach dem Kriterium
erfolgt, ob sich die Kenngröße üblicherweise kurz-, mittel- oder langfristig ändert,
und
die Berechnungsergebnisse dieser Berechnungseinheit (1404, 1405, 1406) in einer
übergeordneten weiteren Berechnungseinheit (1407) miteinander verknüpft werden,
um Signale zu berechnen, die zur Steuerung des photoleitfähigen Elements, der
Papierabzieh- und Trenneinrichtung und der Papiertransporteinrichtung verwendet
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzfristigen Kenngrößen
die Papierdicke und das Hell-Dunkel-Verhältnis der Vorlage sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittelfristigen
Kenngrößen die Feuchtigkeit und die Tonerkonzentration sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langfristigen
Kenngrößen die Benutzungsdauer und die Kopienzahl sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweiligen Berechnungseinheiten nach der Methode der Fuzzy-
Berechnung arbeiten.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
das Signal zur Steuerung des photoleitfähigen Elements die Übertragungsspannung
(Tb) steuert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Signal zur Steuerung des photoleitfähigen Elements die Vorspannung (Vb) steuert.
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