擠壓裝置，圖像形成裝置，控制擠壓裝置的方法，以及計算機可讀存儲介質與流程

2024-02-13 03:44:16

本發明涉及擠壓裝置，圖像形成裝置，控制擠壓裝置的方法，以及計算機可讀存儲介質。

背景技術：

電子照相圖像形成裝置通過光寫入在感光體上形成靜電潛像並且顯影該靜電潛像以得到調色劑圖像。該調色劑圖像被轉印至紙並且通過熱量、壓力等被定影在紙上，由此在紙上形成圖像。

在全色圖像形成裝置中，已知的技術是將調色劑圖像轉印至中間轉印體，並且將被轉印的調色劑圖像從該中間轉印體轉印至紙。例如，彩色調色劑圖像一次被轉印(主要轉印)至諸如中間轉印帶和中間轉印鼓的中間轉印體。多種色彩的彩色調色劑圖像在中間轉印體上重疊之後，該彩色調色劑圖像從中間轉印體被轉印(次要轉印)至紙。隨後地，紙上的彩色調色劑圖像被定影，由此實現了全色圖像。

在使用這樣的中間轉印體的圖像形成裝置中，中間轉印體中發生的速度波動導致了彩色調色劑圖像在主要轉印的過程中的對位失準。彩色調色劑圖像的對位失準能夠導致顏色不規則或有條紋的圖像，因此降低了圖像質量。

為了抑制中間轉印體的速度波動，常規上通過提高加工軸和電機的準確性或通過使用高精度的齒輪來抑制旋轉偏心度。在控制系統中，使用兩個傳感器來抑制旋轉檢測系統的旋轉編碼器安裝件的偏心度，或者增加控制電路的增益以增加探測靈敏度，由此抑制旋轉波動。這些措施能夠有效抑制由周期的穩態幹擾導致的中間轉印體的速度波動。

由於在進行次要轉印中紙急速行進到在中間轉印體與輥之間的夾持部，同樣能夠產生中間轉印體的速度波動。例如，當紙進入夾持部，輥的負載增大或減小，並且中間轉印體的轉印速度立即減緩或降低。換言之，發生中間轉印的速度波動體。

紙急速行進是非穩態的、瞬態的擾動，並且具有寬的頻率特性。上述措施難以有效抑制由諸如非穩態的擾動導致的中間轉印體的速度波動。

由紙急速行進導致的擾動不僅可以造成中間轉印體的速度波動，而且通過外殼/殼體使光寫入單元或主要轉印單元振動。這種振動造成圖像質量的下降。

在日本特開專利公開No.2008-139749中，為了抑制由紙通過導致的中間轉印帶的負載波動和速度波動，設置了夾持中間轉印帶的面向負載輥(load facing roller)。通過提前將轉動負載給予該面向負載輥，不只是在紙通過時，負載變動的影響被減小。面向負載輥通過滑動抵接部被給予旋轉負載、並且通過彈簧進入壓接中間轉印帶。

在日本專利No.4807752中，擠壓輥和熱輥夾持其間的記錄介質，並且致動器控制施加到擠壓輥的彈簧的擠壓力。致動器調整保持擠壓輥的保持部件與彈簧和熱輥之間的距離，由此改變彈簧的擠壓力。

在日本特開專利公開No.2008-139749中，雖然輥的位置由凸輪控制，但是輥通過彈簧的擠壓力沒有被控制。在這種配置的前提下，例如，由於紙的形狀和厚度的波動，力能夠突然作用於中間轉印帶。

在日本專利No.4807752中，雖然致動器控制保持部件的位置，但是致動器不能直接控制熱輥的擠壓力。在這種配置的前提下，對熱輥的擠壓力的調整局限於彈簧的可移動範圍之內。此外，難以提升對控制熱輥的擠壓力的響應性。

因此，存在將作用於能夠接近或分離物體的零件上的力設置為具有高精度和良好的響應性的需要。

技術實現要素：

本發明的一個目的是至少部分地解決常規技術中的問題。

根據一個實施例，提供了一種包括擠壓器的擠壓裝置，該擠壓器包括被配置成與第一部件接近或分離的第二部件；彈性部件，該彈性部件被配置成沿著第二部件接近第一部件的方向向擠壓器施加力，彈性部件被安裝在擠壓器上；致動器，該致動器被配置成沿著第二部件接近第一部件或與第一部件分離的方向向擠壓器施加力，該致動器被安裝在擠壓器上；捕獲器，該捕獲器被配置成獲取包括擠壓器的位置、擠壓器的速度、以及通過致動器施加至擠壓器的力中的至少一個的參數；以及控制器，該控制器被配置成基於該參數來反饋控制致動器。

根據另一個實施例，提供了包括第一部件的圖像形成裝置，該第一部件包括圖像在其上形成的中間轉印體；以及根據上述實施例的擠壓裝置。第二部件壓接被安排在第二部件與第一部件之間的紙上，並且將形成在第一部件上的圖像轉印至紙。

根據另一個實施例，提供了一種控制包括擠壓器的擠壓裝置的方法，該擠壓器包括：被配置成與第一部件接近或分離的第二部件；彈性部件，其被配置成沿著第二部件接近第一部件的方向向擠壓器施加力，該彈性部件被安裝在擠壓器上；以及被配置成沿著第二部件接近第一部件或與第一部件分離的方向向擠壓器施加力的、被安裝在擠壓器上的致動器。該方法包括：獲取包括擠壓器的位置、擠壓器的速度、以及通過致動器施加至擠壓器的力中的至少一個的參數；以及基於該參數來反饋控制致動器。

根據再另一個實施例，提供了一種帶有可執行程序的計算機可讀存儲介質，該可執行程序存儲在該計算機可讀存儲介質上且在擠壓裝置的計算機中被執行，該擠壓器包括：被配置成與第一部件接近或分離的第二部件；彈性部件，其被配置成沿著第二部件接近第一部件的方向向擠壓器施加力，該彈性部件被安裝在擠壓器上；以及致動器，其被配置成沿著第二部件接近第一部件或與第一部件分離的方向向擠壓器施加力，該致動器被安裝在擠壓器上。程序指示計算機來執行：獲取包括擠壓器的位置、擠壓器的速度、以及通過致動器施加至擠壓器的力中的至少一個的參數；以及基於該參數來反饋控制致動器。

通過閱讀本發明當前優選實施例的以下具體實施方式可以更好地理解本發明的上述和其他目的、特徵、優點、以及技術和工業重要性。

附圖說明

圖1是示意性地示出根據第一實施例的圖像形成裝置的示例性構型的圖表。

圖2是示出包括第一實施例的帶機構的圖像形成裝置的部分的透視圖。

圖3是示出第一實施例的帶驅動控制器的示例性構型的框圖。

圖4是示出包括第一實施例的擠壓裝置的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖5是示出第一實施例的擠壓控制器的示例性構型的框圖。

圖6是示出第一實施例的擠壓裝置的操作實例的側視圖。

圖7是示出第一實施例的將調色劑圖像轉印至轉印紙的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖8是示出根據第二實施例的包括擠壓裝置的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖9是示出包括第二實施例的擠壓裝置的第一變型的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖10是示出包括第二實施例的擠壓裝置的第二變型的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖11是示出根據第三實施例的包括擠壓裝置的圖像形成裝置的部分的側視圖。

圖12是示出根據第四實施例的張力調節裝置的側視圖。

圖13是示出用於在實施例中執行反饋控制計算的構型的實例的框圖。

圖14是示出擠壓控制器的另一構型實例(1號)的框圖。

圖15是示出擠壓控制器的另一構型實例(2號)的框圖。

圖16是示出擠壓控制器的另一構型實例(3號)的框圖。

圖17是示出實現從分開位置到接觸位置的實例的數據表。

圖18是示出了當使用軌跡發生器在時間序列中改變的目標軌跡位置時和在不使用任何軌跡發生器的情況下目標位置逐步地改變時待被控制的目標的機構單元的響應結果的曲線圖。

具體實施方式

以下參照附圖詳細描述圖像形成裝置和用於控制擠壓裝置的方法的實施例。根據實施例和部件的描述，對於任一部件可以一起描述多種表述。對於部件和其描述，將不限於使用在這裡沒有描述其他的表述。此外，對於任一部件和其描述的多個沒有被描述的表述不限於使用其他表述。

以下描述了將根據實施例的擠壓裝置作為圖像形成裝置的實例用於形成彩色圖像的複印機的實例。但是，擠壓裝置能夠被用於其他裝置；例如，可以將擠壓裝置用於從諸如個人電腦(PC)的外部控制器的圖像數據和形成圖像的列印裝置。例如，擠壓裝置同樣能夠被用於複印機、印表機、掃描儀裝置、傳真機和諸如在複印功能、印表機功能、掃描儀功能和傳真機功能中具有至少兩種功能的多功能印表機的圖像形成裝置。

如果擠壓裝置包括通過彈性部件和致動器將部件來抵靠物體的結構，能夠將根據實施例的擠壓裝置用於其他種類的裝置。例如，該擠壓裝置同樣能夠用於感光體、紙輸送輥、熱定影輥、以及噴墨印表機和複印機的紙輸送輥。

圖1是示意性地示出根據第一實施例的串聯式彩色電子照相圖像形成裝置10的示例性構型的圖表。如圖1所示，圖像形成裝置10包括掃描儀單元11、中間轉印帶12、驅動輥13、兩個從動輥14、排斥力輥15、四個感光體單元16、電機17、減速機構18、帶編碼器傳感器19、供紙單元21、供紙輥22、紙張輸送輥23、兩個對位輥24、次要轉印輥25、定影單元26、以及排紙單元27。中間轉印帶12是第一部件和中間轉印體的實例。次要轉印輥25是第二部件的實例。

掃描儀單元11讀取安裝在文件基座頂面上的文件的圖像。中間轉印帶12繞在驅動輥13、從動輥14、以及排斥力輥15上面。包括中間轉印帶12、驅動輥13、從動輥14、以及排斥力輥15的機構被稱為帶機構30。

四個感光體單元16分別對應四種顏色，包括：黃色(Y)、青色(C)、洋紅色(M)、以及黑色(K)。每一個感光體單元16包括鼓狀感光體鼓作為潛像載體、以及諸如感光體清潔輥的各種部件。

感光體單元16將相應的YCMK顏色的調色劑圖像重疊在作為圖像形成介質的中間轉印帶12上以形成全彩圖像。感光體單元16不受限於該實例，例如，可以向圖像形成裝置10提供與相應的YCM顏色對應的三種感光體單元16。

驅動輥13驅動中間轉印帶12。電機17通過減速機構18來驅動驅動輥13。減速機構18包括具有不同數量齒的齒輪18a、18b。齒輪18a、18b彼此嚙合，降低了電機17的旋轉速度，並且將旋轉傳遞至驅動輥13。

帶編碼器傳感器19是用於測量中間轉印帶12的表面速度的編碼器。帶編碼器傳感器19檢測形成在中間轉印帶12上的影調範圍(scale)、並且生成脈衝輸出。

供紙單元21容納多張堆疊的轉印紙S。轉印紙S是紙的實例。供紙輥22將轉印紙S從供紙單元21分發至圖1中用雙短虛線鏈示出的輸送路徑。紙張輸送輥23被安排在輸送路徑上以將從供紙輥22分發的轉印紙S輸送至對位輥24。對位輥24執行轉印紙S的傾斜校正、轉印紙S的輸送等。

次要轉印輥25被安排以面對排斥力輥15。排斥力輥15在中間轉印帶12和次要轉印輥25中間內形成夾持部、並且保持夾持。次要轉印輥25通過感光體單元16將在中間轉印帶12上形成的相應的YCMK顏色的調色劑圖像轉印至穿過夾持部的轉印紙S。

次要轉印輥25能夠自由地旋轉、並且通過與中間轉印帶12或被輸送的轉印紙S相接觸來旋轉。圖像形成裝置10可以包括用於旋轉地驅動次要轉印輥25的機構。

定影單元26通過加熱和擠壓將由次要轉印輥25轉印的調色劑圖像定影在轉印紙S上。具有被轉印和被定影的調色劑圖像的轉印紙S被排出至排紙單元27。

在上述構型中，中間轉印帶12的表面速度中發生的速度波動能夠導致相應的YCMK顏色的調色劑圖像的對位失準或者調色劑圖像的擴張與收縮。這些現象能夠導致諸如色移或被稱為帶的色階的圖像缺陷。

中間轉印帶12的表面速度變化的成因的實例包括摩擦負載、諸如驅動輥13和齒輪18a、18b的旋轉體的偏心度和負載波動、中間轉印帶12的厚度波動、檢測旋轉體旋轉位置的旋轉編碼的安裝偏心度、減速機構18的安裝偏心度和負載波動、電機17的旋轉不規則、轉印紙S進入到夾持部的急速行進、以及通過打開和關閉離合器(clutch)的轉矩波動。

中間轉印帶12的速度波動的多個原因能夠被認為是幹擾。由摩擦負載所造成的中間轉印帶12的速度波動是穩態的或極低頻分量。針對這個原因，能夠通過反饋控制來抑制速度波動。由中間轉印帶12的厚度的波動所造成的速度波動相比於由其他旋轉體等的偏心度所造成的速度波動同樣是相對低的頻率分量。針對這個原因，基於中間轉印帶12的表面速度，反饋控制能夠抑制速度波動。

在旋轉體的波動分量中，減速機構18的偏心度和電機17的旋轉不規則具有接近於由旋轉體和中間轉印帶12的剛度或驅動輥13與減速機構18之間連接部件的剛度導致的機械共振的頻率(在下文中被稱為帶機構30的機械共振頻率)的頻率。在這種情況的前提下，簡單地將中間轉印帶12的表面速度反饋的控制系統是具有響應頻率的控制系統，該響應頻率是帶機構30的機械共振頻率或是更低的頻率。結果是，由於增益不足，幹擾不能被充分抑制，使其難以實現所期望要求的規格。

在這些情形的前提下，開發了雙迴路反饋控制系統，該系統包括速度降低後反饋驅動軸的旋轉速度的小迴路和反饋帶的表面速度的大迴路。例如，從安裝在驅動軸上的旋轉編碼獲得驅動軸的旋轉速度。例如，從帶表面的編碼圖案獲得帶的表面速度。

日本專利申請特開No.2009-222112披露了帶驅動控制器，該帶驅動控制器在雙迴路反饋控制系統中進一步包括在小迴路中放大期望的頻率的增益的單元。這個結構能夠抑制由減速機構偏心度或電機旋轉不規則導致的頻率分量。

以下參照圖2和圖3對圖像形成裝置10進行更詳細的描述。圖2是示意性示出包括第一實施例的帶機構30的圖像形成裝置10的部分的透視圖。

減速機構18的齒輪18a形成在電機17的軸上。減速機構18的齒輪18b是降低齒輪18a的旋轉速度並且將旋轉傳遞至驅動輥13的減速齒輪。在圖2的實例中，齒輪18a、18b構成了減速機構18。

在減速機構18中，輸入側齒輪(齒輪18a)可以被安裝在電機17的軸上。雖然在圖2的實施例中，減速機構18包括兩個齒輪18a、18b，但是減速機構18並不受限於該實例。例如，減速機構18可以包括三個或更多個的齒輪或可以是行星齒輪機構。

旋轉編碼器的編碼輪33被安裝在減速機構18的輸出軸(圖2的實例中的齒輪18b)上。兩個驅動軸編碼器傳感器35、36被安排為面對編碼輪33。

驅動軸編碼器傳感器35、36讀取編碼輪33的狹縫。驅動軸編碼器傳感器35、36被安排在相對於編碼輪33異相180度的位置。通過使用驅動軸編碼器傳感器35、36輸出的平均值，編碼輪33的偏心分量被校正。

驅動軸編碼器傳感器35、36檢測編碼輪33的運動並且輸出編碼脈衝作為二進位信號。驅動軸編碼器傳感器35、36的輸出可以是異相90度的兩相二進位信號、單相模擬信號、或兩相模擬信號。

以下描述使用兩個驅動軸編碼器傳感器35、36的實例。但是，編碼輪33的偏心分量能夠通過中間轉印帶12的表面速度的反饋被抑制。在這種情況下，可以僅使用驅動軸編碼器傳感器35、36中的一個。

在帶機構30中，驅動輥13被作為減速機構18的輸出軸的齒輪18b的旋轉軸驅動。減速機構18的輸出軸和驅動輥13的軸可以是一體形成的或者是例如出於可維護性的目的通過接合機構聯接的。

中間轉印帶12通過驅動輥13、從動輥14、以及排斥力輥15支撐。驅動輥13驅動中間轉印帶12。從動輥14具有用於中間轉印帶12的張力調節機構。排斥力輥15具有將在中間轉印帶12上形成的調色劑圖像轉印至轉印紙S的轉印軸的功能。

在中間轉印帶12的表面上設置了編碼器圖案38。帶編碼器傳感器19讀取編碼器圖案38，由此檢測中間轉印帶12的表面速度(帶表面速度)。換言之，帶編碼器傳感器19根據讀取的編碼器圖案38輸出編碼器脈衝作為二進輸出。

可以在中間轉印帶12的背面上設置編碼器圖案38。在圖2的實例中，在兩個從動輥14之間內設置了帶編碼器傳感器19。但是，這是一個實例，但是為了準確測量帶表面速度，帶編碼器傳感器19可以被設置在中間轉印帶12是平坦的另一個位置處。例如，帶編碼器傳感器19可以被安排在驅動輥13與一個從動輥14之間或者驅動輥13與排斥力輥15之間。

例如，當帶編碼器傳感器19被安排在相應的輥的旋轉軸的任一個上時，旋轉軸曲率的影響出現在帶編碼器傳感器19的輸出中。在這種情況下，編碼器圖案38的間隔能夠通過中間轉印帶12在生產過程中的厚度波動而改變，並且由於環境變化，帶編碼器傳感器19檢測的帶表面速度能夠是不準確的。針對這個原因，帶編碼器傳感器19被安排成避免在相應的輥的轉動軸上的位置。

能夠通過各種方法提供編碼器圖案38。例如，具有片形的編碼器圖案38可以附著於中間轉印帶12。編碼器圖案38可以直接在中間轉印帶12上起作用。在製作中間轉印帶12的過程中，編碼器圖案38可以與中間轉印帶12一體形成。

例如，帶編碼器傳感器19是具有等距狹縫的反射型光學傳感器。但是，帶編碼器傳感器19可以是能夠根據編碼器圖案38準確檢測中間轉印帶12的表面位置的任意傳感器。

例如，帶編碼器傳感器19可以使用帶有電荷耦合器件(CCD)作為圖像元件的照相機來對編碼器圖案38進行成像，並且對拍攝的圖像進行圖像處理，由此檢測表面位置。進一步地，帶編碼器傳感器19可以是能夠通過圖像處理根據帶表面上的不規則檢測表面位置的都卜勒型或傳感器型。在這種情況下，可以省略編碼器圖案38。

圖像形成裝置10進一步包括帶驅動控制器40。驅動軸編碼器傳感器35、36的輸出和帶編碼器傳感器19的輸出被輸入至帶驅動控制器40。

帶驅動控制器40使用驅動軸編碼器傳感器35、36和帶編碼傳感器19的輸出信號計算驅動輥13的旋轉速度和帶表面速度。帶驅動控制器40基於計算結果執行特定的控制計算，並且確定用於在特定速度下驅動電機17的指令值。指令值被遞送到電機驅動器46(如圖3所示)，並且電機驅動器46根據指令值驅動電機17。

電機17是有刷電機或是無刷電機。根據電機17的類型確定電機驅動器46的驅動電路。電機驅動器46可以是電壓控制型或是電流控制型。電流控制型的電機驅動器46對於時間推移的變化和環境變化具有良好的魯棒性。用於電機驅動器46的指令值的信號類型的實例包括但並不受限於模擬值、數字值、以及脈衝寬度調製(PWM)。電機驅動器46可以是能夠得到與指令值輸出成比例的任一個。電機驅動器46可以是PWM驅動的或線性驅動的。

可以使用模擬值或數字值來執行由帶驅動控制器40執行的控制計算。例如，通常可以使用諸如中央處理單元(CPU)和數位訊號處理器(DSP)的數字計算設備執行控制計算，並且在本示例中，描述為控制計算利用軟體。該描述不是受限的，並且對於簡單的控制計算或沒有參數變化的操作邏輯，該控制計算可以使用硬體邏輯執行。

圖3是示出第一實施例的帶驅動控制器40的示例性構型的框圖。圖3同樣示出了用於說明的電機17、減速機構18、帶編碼器傳感器19、帶機構30、以及驅動軸編碼器傳感器35、36。

如圖3所示，帶驅動控制器40包括比較器41、42，帶速度補償器44，驅動軸速度補償器45，電機驅動器46，驅動軸速度計算器47以及帶速度計算器48。

在帶驅動控制器40中，電機驅動器46根據驅動軸速度補償器45輸出的指令值驅動電機17，並且驅動包括電機17、減速機構18和帶機構30的機構單元。圖3共同地示出了電機17和減速機構18並且共同地示出了兩個驅動軸編碼器傳感器35、36。

帶驅動控制器40通過包括大迴路和小迴路的雙迴路來控制電機17的旋轉速度。大迴路基於帶機構30的帶編碼器傳感器19的輸出來反饋帶表面速度。小迴路基於被安裝在齒輪18b的驅動軸上的驅動軸編碼器傳感器35、36的輸出來反饋驅動軸的旋轉速度。

將提前設置的中間轉印帶12的目標速度(目標帶速度)輸入到比較器41的一個輸入端。帶速度計算器48基於提供至帶機構30的帶編碼器傳感器19的輸出來計算中間轉印帶12的速度(帶速度)。所計算的帶速度被輸入至比較器41的另一端。

比較器41將對輸入到一個輸入端與另一個輸入端的值進行比較並且輸出差值。更具體地，比較器41從輸入至一個輸入端的目標帶速度中減去輸入至另一輸入端的帶速度輸入，並且輸出帶速度偏差。帶速度偏差被輸入至帶速度補償器44。

帶速度補償器44基於帶速度偏差而輸出目標驅動軸速度。目標驅動軸速度是用於驅動驅動輥13的目標速度以便將中間轉印帶12的帶表面速度控制為恆定的。目標驅動軸速度被輸入至比較器42的一個輸入端。

驅動軸速度計算器47基於驅動軸編碼器傳感器35、36計算齒輪18b的驅動軸的旋轉速度(驅動軸速度)。所計算的驅動軸速度被輸入至比較器42的另一個輸入端。

比較器42將輸入至一個輸入端與另一個輸入端的值進行比較並且輸出差值。更具體地，比較器42從輸入至被減輸入端的目標驅動軸速度中減去輸入至減去輸入端的驅動軸速度，並且輸出驅動軸速度差。

驅動軸速度補償器45基於驅動軸速度偏差計算指定電機17的旋轉速度的電機指令值(指令值)。將電機指令值輸入至電機驅動器46。電機驅動器46根據從驅動軸速度補償器45輸入的校正的電機指令值驅動電機17。

例如，電機驅動器46將與校正指令值成比例的電壓或電流傳到電機17。電機17的旋轉通過齒輪18a、18b傳遞給驅動輥13以驅動包括中間轉印帶12的帶機構30。

通過旋轉編碼器(驅動軸編碼器傳感器35、36)檢測齒輪18b的驅動軸的旋轉速度，進而通過線性編碼器(帶編碼器傳感器19)檢測帶表面速度。在這種情形的前提下，驅動軸的旋轉速度和帶表面速度具有不同的單位制。

旋轉編碼器的檢測輸出通常以角度的形式被輸出並且用弧度單位制(rad)來表示。線性編碼器的檢測輸出以長度形式被輸出並且用米單位制(m)來表示。由驅動軸編碼器傳感器35、36和帶編碼器傳感器19確定的速度被轉換為所述單位制中的任一個。

當驅動軸的旋轉速度被適配為帶表面速度時，速度單位是米/秒(m/s)。驅動軸速度計算器47包括將驅動軸速度的單位制轉換為「m/s」的係數。驅動軸速度補償器45同樣具有用於適配為「m/s」的係數。

當帶表面速度被適配為驅動軸速度時，速度單位是弧/秒(rad/s)。帶速度補償器44具有將目標驅動軸速度的單位制轉換為「rad/s」的係數。

位於內側上且反饋旋轉編碼器(驅動軸編碼器35、36)的值的小迴路的響應頻率充分地高於位於外側上且反饋線性編碼器(帶編碼器19)的值的大迴路的響應頻率。通常，小迴路的響應頻率帶比大迴路的響應頻率帶高出5至10倍。

圖4是部分地切斷並且示意性示出包括第一實施例的擠壓裝置60的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖4所示，圖像形成裝置10進一步包括擠壓裝置60。

擠壓裝置60包括擠壓單元61、彈簧62、致動器(電機)63、編碼器64、以及凸輪65。彈簧62是彈性部件的實例。編碼器64是獲取單元的實例。

如圖2所示，擠壓單元61包括次要轉印輥25、兩個支撐部件67、以及兩個梁68。擠壓單元61能夠沿著次要轉印輥25與繞在排斥力輥15上的中間轉印帶12接近或分離的方向(例如上下方向)移動。擠壓單元61可以例如被軌道限制在其例如上下方向的移動方向。

兩個支撐部件67被安排以互相面對。次要轉印輥25被安排在兩個支撐部件67之間。兩個支撐部件67可旋轉地支撐次要轉印輥25。例如，兩個梁68形成為圓柱形狀並且從一個支撐部件67延伸至另一支撐部件67。擠壓單元61的構型不受限於該實例。

如圖4所示，例如，彈簧62是壓縮彈簧。彈簧62的一端被安裝在擠壓單元61的一個梁68上。例如，彈簧62的另一端被固定在圖像形成裝置10的殼體。

彈簧62沿著擠壓單元61的次要轉印輥25接近排斥力輥15的方向(圖4中的上方)施加力至擠壓單元61，中間轉印帶12繞在排斥力輥15上面。換言之，彈簧62朝向排斥力輥15和繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12推動次要轉印輥25。彈簧62向擠壓單元61施加的力與彈簧62的擴張與收縮的量成比例。

彈簧62支撐擠壓單元61並且執行擠壓單元61的重力補償。進一步地，彈簧62朝向排斥力輥15和中間轉印帶12推動次要轉印輥25，由此產生次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的轉印壓力。

例如，致動器63是具有音圈電機的平移致動器。致動器63不受限於該實例並且可以是能夠控制力的諸如三相線性電機的另一個致動器。

致動器63的一端被安裝在擠壓單元61的另一個梁68上。彈簧62和致動器63可以被安裝在同一個梁68上。例如，致動器63的另一端被固定至圖像形成裝置10的殼體。因此，彈簧62和致動器63被平行地安裝在擠壓單元61上。

致動器63根據流過其的電流沿第一方向D1或第二方向D2施加力到擠壓單元61。致動器63向擠壓單元61施加的力的大小與流過致動器63的電流成比例。

第一方向D1是擠壓單元61的次要轉印輥25接近排斥力輥15的方向(圖4中的向上的方向)，中間轉印帶12繞在排斥力輥15上面。換言之，致動器63朝向排斥力輥15和繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12推動次要轉印輥25。

第二方向D2是次要轉印輥25與排斥力輥15分離的方向(圖4中的向下的方向)，中間轉印帶12繞在排斥力輥15上面。換言之，致動器63沿著與排斥力輥15和繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12分開的方向拉動次要轉印輥25。

致動器63沿著第一方向D1或者第二方向D2向擠壓單元61施加力，由此調節次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的轉印壓力。進一步地，致動器63向擠壓單元61施加力，由此抑制擠壓單元61的振動或者移動擠壓單元61。隨後將描述致動器63的詳細操作。

例如，編碼器64是線性編碼器。編碼器64可以是諸如渦電流位移計、電容位移計、使用焦距的非觸式傳感器以及可變電阻的接觸式傳感器的另一個設備。

例如，編碼器64包括圖案64a和傳感器64b。圖案64a被提供至擠壓單元61並且能夠與擠壓單元61一起移動。傳感器64b被安排為面對圖案64a、檢測圖案64a、並且輸出編碼器脈衝，該編碼脈衝是響應於被檢測的圖案64b的二進位輸出。傳感器64b讀取圖案64a，由此檢測擠壓單元61的位置(位移)。擠壓單元61的位置是參數的實例。例如，編碼器64檢測擠壓單元61在上下方向的位移量。

例如，凸輪65形成為橢圓形。凸輪65的形狀不受限於該實例。凸輪65被安排為面對擠壓單元61的支撐部件67的上端67a。支撐部件67的上端67a是支撐構件67a面對繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12的端部。凸輪65可以被安排在另一位置。

凸輪65通過諸如電機的驅動單元而旋轉。凸輪65旋轉，由此造成了次要轉印輥25和繞在排斥力輥15上的中間轉印帶12彼此接近或分離。

例如，當圖像形成裝置10不運轉時，凸輪65被安排在凸輪65的長軸朝向支撐部件67延伸的位置(圖4中實線示出的位置)。在這種情況下，凸輪65與支撐部件67的上端67a接觸。

支撐部件67與凸輪65接觸，由此導致了次要轉印輥25與繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12分離。換言之，凸輪65將由彈簧62推動的擠壓單元61支撐在次要轉印輥25與中間轉印帶12分離的位置。通過這種構型抑制了次要轉印輥25和排斥力輥15之間通過接觸壓力的變形。

例如，當圖像形成裝置10運轉用於列印時，凸輪65旋轉，並且縮短了凸輪65的中心軸與凸輪面對支撐部件67的外緣之間的距離。彈簧62推動擠壓單元61，並且擠壓單元61根據凸輪65的旋轉向上移動。通過這種操作，第二轉印輥25接近繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12。

當凸輪65進一步旋轉時，次要轉印輥25被壓接在中間轉印帶12上。凸輪65進一步旋轉以與支撐部件67的上端67a分離。換言之，凸輪65與擠壓單元61分開。

當圖像形成裝置10操作時，凸輪65被安排為凸輪65的短軸朝向支撐部件67延伸的位置(圖4中雙點劃線示出的位置)。凸輪65與擠壓單元61分開，並且彈簧62和致動器63推動擠壓單元61以引起次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的轉印壓力。

穿過次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的夾持部的轉印紙S通過次要轉印輥25被壓接在中間轉印帶12上。通過這種操作，中間轉印帶12上的調色劑圖像被轉印至轉印紙S。進一步地，通過施加偏置電壓，帶電荷的調色劑圖像被更加緊固地轉印至轉印紙S。

當圖像形成裝置10轉換成不運轉狀態時，凸輪65再一次旋轉。旋轉的凸輪65再一次與支撐部件67的上端67a接觸。凸輪65將擠壓單元61向下推動，由此導致了次要轉印輥25與中間轉印帶12分離。次要轉印輥25與通過凸輪65分離的中間轉印帶12之間的最大距離大於與圖像形成裝置10相對應的轉印紙S的最大厚度。

擠壓裝置60進一步包括擠壓控制器70。擠壓控制器70是控制器的實例。擠壓控制器70基於擠壓單元61的位置(位移)、擠壓單元61的速度、以及流過致動器63的電流執行致動器63的反饋控制。通過這種構型，抑制了擠壓單元61的振動，並且動態控制了次要轉印輥25的轉印壓力以及擠壓單元61的位置。

例如，擠壓控制器70基於擠壓單元61的位置執行致動器63的反饋控制(位置控制)，由此定位擠壓單元61。位置控制調節次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的距離(分離量)。

擠壓控制器70基於擠壓單元61的速度執行致動器63的反饋控制(速度控制)，由此移動擠壓單元61以平滑地遵循目標值。此外，速度控制改善了發生在由彈簧62支撐的擠壓單元61中的特有的振動(機械共振)的阻尼特性並且加速了振動的收斂。

擠壓控制器70基於流過致動器63的電流執行致動器63的反饋控制(電流控制)，由此將與電流成比例的致動器63的力控制為期望的值。通過致動器63施加至擠壓單元61的力被控制，由此將次要轉印輥25推動中間轉印帶12的力調節至期望值。

圖5是示出第一實施例的擠壓控制器70的示例性構型的框圖。如圖5所示，擠壓控制器70包括比較器71、72、73；位置補償器74；速度補償器75；電流補償器76、驅動器77、以及速度變換器78。速度變換器78是獲取單元的實例。圖5同樣示出了用於說明的致動器63和編碼器64。

在擠壓控制器70中，驅動器77根據從電流補償器76輸出的電壓指令值將電壓施加至致動器63。換言之，驅動器77驅動致動器63。

電流檢測器81被提供至驅動器77。電流檢測器81是獲取單元的實例。電流檢測器81檢測流過致動器63的電流。電流檢測器81可以被提供至致動器63。例如，電流檢測器81是使用電阻來檢測的電流傳感器或霍爾元件。

如上所述，致動器63向擠壓單元61施加的力與流過致動器63的電流成比例。換言之，擠壓控制器70通過電流檢測器81獲取致動器63向擠壓單元61施加的力。致動器63向擠壓單元61施加的力是參數的實例。

擠壓控制器70是包括電流控制、速度控制、以及位置控制的反饋迴路的多迴路控制系統。電流控制的反饋迴路反饋流過致動器63的電流以控制致動器63。速度控制的反饋迴路基於編碼器64的輸出來反饋擠壓單元61的速度以控制致動器63。位置控制的反饋迴路基於編碼器64的輸出來反饋擠壓單元61的位置以控制致動器63。

電流控制的反饋一般要求高頻帶，並且可以通過不同於用於速度控制和對位置控制的那些的計算器來計算，並且控制計算可以是模擬計算或數字計算。驅動器、電流檢測器和電流控制的反饋適合於(cut out to)形成可以被使用的被稱為電流放大器的單元。

擠壓單元61的目標位置P被輸入至比較器71的一個輸入端。隨後將描述擠壓單元61的目標位置P。進一步地，作為擠壓單元61的位置(位移)的編碼器64的輸出被輸入至比較器71的另一輸入端。

比較器71將輸入至一個輸入端與另一個輸入端的值進行比較並且輸出差值。更具體地，比較器71從輸入至一個輸入端的目標位置P中減去輸入至另一輸入端的位移輸入並且輸出位置偏差。位置偏差被輸入至位置補償器74。

位置補償器74基於位置偏差輸出速度指令值。速度指令值是用於驅動致動器63的目標速度以將擠壓單元61控制至目標位置P。速度指令值被輸入至比較器72的一個輸入端。

速度變換器78基於編碼器64的輸出計算擠壓單元61的速度。換言之，速度變換器78根據編碼器64的輸出獲取擠壓單元61的速度。擠壓單元61的速度是參數的實例。

例如，速度變換器78使用參考時鐘測量編碼器64或者編碼器脈衝的周期的差值並且取其倒數，由此計算出擠壓單元61的速度。速度變換器78可以通過另一種方法計算出擠壓單元61的速度。所計算出的擠壓單元61的速度被輸入至補償器72的另一個輸入端。

比較器72將輸入至一個輸入端與另一個輸入端的值進行比較並且輸出差值。更具體地，比較器72從輸入至被減輸入端的速度指令值中減去輸入至減去輸入端的擠壓單元61的速度，並且輸出速度偏差。速度偏差被輸入至速度補償器75。

速度補償器75基於速度偏差計算電流指令值。電流指令值是用於驅動致動器63的目標電流值以將擠壓單元61控制至目標速度。電流指令值被輸入至比較器73。進一步地，電流檢測器81的輸出(致動器63的電流)被輸入至比較器73。

比較器73將輸入一個輸入端與另一個輸入端的值進行比較並且輸出差值。更具體地，比較器73從輸入至一個輸入端的電流指令值中減去輸入至另一輸入端的致動器63的電流，並且輸出電流偏差。電流偏差被輸入至電流補償器76。

電流補償器76基於電流偏差計算電壓指令值。電壓指令值是用於驅動致動器63的電壓指令值以控制通過致動器63施加至擠壓單元61的力。

電壓指令值被輸入值驅動器77。驅動器77根據從電流補償器76輸入的電壓指令值驅動致動器63。例如，驅動器77將與電壓指令值相對應的電壓施加至致動器63。

致動器63將與驅動器77施加的電壓相對應的力施加至擠壓單元61。由致動器63施加的力引起的擠壓單元61的位移通過編碼器64檢測。

電流控制反饋迴路(小迴路)的響應頻率充分地高於電流控制反饋迴路外側上的速度控制反饋迴路(中間迴路)的響應頻率。速度控制反饋迴路(中間迴路)的響應頻率充分地高於速度控制反饋迴路外側上的位置控制反饋迴路(大迴路)的響應頻率。

例如，內側反饋迴路的響應頻率帶是在該內側反饋迴路外側上的反饋迴路的響應頻率帶的5至10倍。通過這種構型，減少了由濾波器和離散化導致的相位延遲從而使反饋控制穩定。

例如，根據圖像形成裝置10的性能、用戶的要求、以及轉印紙S和中間轉印帶12的特性的各種方法確定擠壓單元61的目標位置P。例如，擠壓裝置61的目標位置P由轉印紙S的厚度確定，以抑制由轉印紙S急速行進到夾持部中所導致的中間轉印帶12的速度波動。

在這種情況下，擠壓控制器70獲取急速行進到次要轉印輥25與繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12之間的夾持部的轉印紙的厚度，並且計算與轉印紙S的厚度相對應的擠壓單元61的目標位置。通過各種方法獲取轉印紙S的厚度。

如圖4所示，圖像形成裝置10進一步包括紙厚度傳感器85、輸入單元86、以及儲存單元87。紙厚度傳感器85、輸入單元86、以及儲存單元87是紙信息獲取單元的實例。

紙厚度傳感器85被安排在轉印紙S的輸送路徑中的次要轉印輥25的上遊側上。紙厚度傳感器85檢測被輸送的轉印紙S的厚度並且將信號輸出至擠壓控制器70。基於紙厚度傳感器85輸出的信號，擠壓控制器70計算與轉移紙S的厚度相對應的擠壓單元61的目標位置P。擠壓控制器70反饋控制致動器63以便將擠壓單元61控制為所計算的目標位置P。

使用這種構型，紙厚度傳感器85能夠實時地確定紙的厚度，並且擠壓控制器70能夠執行靈活的控制。

擠壓控制器70不受限於該實例。例如，與關於轉印紙S的信息相對應的關於擠壓單元61的多個目標位置P的信息被預先存儲在儲存單元87中。輸入單元86接收來自用戶的關於轉印紙S的信息輸入。

當用戶將關於轉印紙S的信息輸入至輸入單元86時，擠壓控制器70獲取來自儲存單元87的與關於轉印紙S的信息相對應的關於擠壓單元61的目標位置P的信息。擠壓控制器70反饋控制致動器63以將擠壓單元61控制在所獲取的目標位置P。因此，可以基於預先存儲的紙信息(轉印紙S的厚度)確定擠壓單元61的目標位置P。

在這種情況下，當轉印紙S急速行進到次要轉印而並非紙厚度傳感器85的夾持部中時，使用反射型極限傳感器等的紙正時傳感器可以被用作檢測正時的單元，並且基於紙正時傳感器的信號，可以改變擠壓單元61的目標位置P。

這樣的構型消除了通過紙厚度傳感器85的感應、並且能夠增加擠壓控制器70的控制的速度。

除了預先在儲存單元87中存儲紙信息，可以在伺服器中存儲紙信息。具體地，輸入單元86接收來自用戶的有關收轉印紙S上的輸入信息(例如，紙的名稱)。在這種情況下，當用戶將轉印紙S的信息輸入至輸入單元86時，擠壓控制器70試圖從儲存單元87獲取與關於轉印紙S的信息相對應的關於擠壓單元61的目標位置P的信息。如果擠壓控制器70確定與關於轉印紙S上的信息相對應的關於擠壓單元61的目標位置P的信息沒有被儲存在存儲單元87中，則擠壓控制器70使用被提供至圖像形成裝置的網絡I/F從特定伺服器請求關於轉印紙S的信息。伺服器從資料庫獲取關於轉印紙S的信息，並且將關於轉印紙S的信息傳送至發出請求的圖像形成裝置。

圖像形成裝置從網絡I/F接收從伺服器傳送的關於轉印紙S的信息，並且將信息通知擠壓控制器70。擠壓控制器70將所接收的關於轉印紙S的信息儲存在儲存單元87中，並且獲取目標位置P。擠壓控制器70反饋控制致動器63以便將擠壓單元61控制在所獲取的目標位置P。因此，如果儲存單元87中沒有紙信息，可以從伺服器或分開設置的信息處理裝置處獲取紙信息。這樣的構型能夠處理新的紙並且將信息增加至常規紙，因此提高了用戶的便利性。

例如，當紙厚度傳感器85檢測輸送的轉印紙S的厚度時，擠壓控制器70根據轉印紙S的厚度確定目標位置P。圖6是示出第一實施例的擠壓裝置60的操作實例的側視圖。如圖6所示，例如，當轉印紙是一片厚紙時，為了抑制轉印紙S急速行進到夾持部時中間轉印帶12的速度波動，次要轉印輥25與中間轉印帶12之間互相分離以使其之間的空隙變寬。當事先知道轉印紙S的厚度時，可以設定目標位置P，並且在紙厚度傳感器85或紙正時傳感器檢測轉印紙S之前，次要轉印輥25與中間轉印帶12可以互相分離。

在這種情況下，例如，根據轉印紙S的厚度，擠壓控制器70將次要轉印輥25與中間轉印帶12分離0.5mm的位置設定為目標位置P。擠壓控制器70反饋控制致動器63，使得擠壓單元61被安排在目標位置P處。

例如，通過擠壓控制器70的反饋控制導致致動器63沿第二方向D2移動與中間轉印帶12接觸的次要轉印單元。致動器63向擠壓單元61施加超過彈簧62推動擠壓單元61的力，由此沿著第二方向D2移動擠壓單元61。

當擠壓單元61被安排在目標位置P處，致動器63將與彈簧62推動擠壓單元61相等的、並且朝向第二方向D2的力施加至擠壓單元61。使用這種構型，彈簧62的力與致動器63的力被抵消，並且擠壓單元61被保持在目標位置P處。

例如，當轉印紙S充分薄時，擠壓控制器70將次要轉印輥25使用合適的轉印壓力壓接中間轉印帶12的位置設定為目標位置P。擠壓控制器70反饋控制致動器63並且將擠壓單元61控制為目標位置P，由此將次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的轉印壓力保持在適當水平。

進一步地，由於轉印紙S進入到夾持部的急速行進或作用於圖像形成裝置10的外力，擠壓單元61能夠振動。擠壓控制器70獲取由通過編碼器64的輸出的振動導致的擠壓單元61的位移。

擠壓控制器70基於擠壓單元61的位移和根據該位移得到的速度來反饋控制致動器63，由此將擠壓單元61控制為目標位置P。換言之，擠壓控制器70反饋控制致動器63以便衰減擠壓單元61的振動。

圖7是示出第一實施例中將調色劑圖像轉印至轉印紙S的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖7所示，當轉印紙S進入次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的夾持部時，次要轉印輥25將轉印紙S壓接中間轉印帶12。

例如，次要轉印輥25將轉印紙S壓接中間轉印帶12的力(轉印壓力)Fp由下方程式(1)表示。

Fp＝Fs+Fa (1)

在方程式(1)中，Fs是彈簧62施加至擠壓單元61的力。Fa是致動器63施加至擠壓單元61的力。可以將力Fs與力Fa之外的任何力增加到轉印壓力Fp。例如，力Fs與力Fa分別由以下方程式(2)與方程式(3)表示。

Fs＝k×x (2)

Fa＝Kf×I (3)

k是彈簧62的彈簧常數。x是彈簧62的伸縮量。Kf是致動器63的推力常數。I是流過致動器63的電流。擠壓控制器70能夠通過改變流過致動器63的電流I的值來調節轉印壓力Fp。

在上述說明中，通過控制擠壓單元61的目標位置P，電流I被改變以控制轉印壓力Fp。在這種情況下，擠壓量相當於轉印壓力Fp，即，根據彈簧62的彈簧常數和夾持部的彈簧常數確定和設置目標位置P。考慮轉印紙S的厚度計算出擠壓量從而成為轉印壓力Fp。在接觸過程中，控制系統可以被改變為僅電流控制或電流控制和目標速度為0的速度控制，以執行電流I的值相當於轉印壓力Fp作為目標的反饋控制。

以下參考圖14中的框圖描述操作。圖14是包括用以改善振動衰減作為小迴路的電流控制和速度控制並且包括在控制系統中切換的切換單元301的定位系統。

當保持分離狀態時，當分離狀態變為接觸狀態時，或當接觸狀態變為分離狀態時，執行用於遵循期望的目標位置的定位控制。當執行定位時，切換單位301被設定至A側。以下描述當切換單位301被設定至A側時的運行。

通過比較器71將編碼器64檢測的和反饋的擠壓單元61的目標位置和位移(位置)互相比較，並且輸出位置偏差。位置偏差被輸入至位置補償器74，並且輸出速度指令值。速度指令值經過切換單元301並且通過比較器72與擠壓單元61的速度進行比較，且輸出速度偏差。通過速度變換器78根據由編碼器64檢測的擠壓單元61的位移來計算擠壓單元61的速度。

速度偏差被輸入至速度補償器75，並且輸出電流指令值。電流指令值被輸入至補償器73並且與檢測流過致動器電流的電流檢測器81的輸出進行比較，且輸出電流偏差。電流偏差被輸入至電流補償器76，電流補償器76輸出電壓指令值、驅動驅動器77，並且驅動器77以與電壓指令值相當的電壓來驅動致動器63。通過這種操作，能夠將擠壓單元61定位在期望的目標位置處。

以下描述了在接觸之後在期望的轉印壓力Fp下執行力控制的情況。在擠壓單元61被定位在接觸狀態的期望位置處之後，切換單元301被切換至B側以切換至包括速度反饋和電流反饋的控制系統。在這種情況下，從切換單元的B側輸入目標速度0。通過將目標速度設定為0，能夠改善抑制擠壓單元61的振動的性能。目標速度經過切換單元301並且通過比較器72與擠壓單元61的速度進行比較，且輸出速度偏差。

速度變換器78根據編碼器64檢測的擠壓單元61的位移來計算擠壓單元61的速度。速度偏差被輸入至速度補償器75中，並且輸出電流指令值。電流指令值和相當於轉印壓力Fp的目標電流值302被輸入至補償器73並且與檢測流過致動器電流的電流檢測器81的輸出進行比較，且輸出電流偏差。電流偏差被輸入至電流補償器76，電流補償器76輸出電壓指令值、驅動驅動器77，並且驅動器77以與電壓指令值相當的電壓來驅動致動器63。通過這種操作，擠壓單元61以相當於轉印壓力Fp的壓力被擠壓。

為了改善擠壓單元61的振動衰減的性能，當切換單元301被切換至B側時可以改變速度補償器75以執行力控制。

雖然描述了具有速度控制系統的形式以改善振動衰減的性能，但是可以採用僅具有電流反饋控制執行力控制的形式。在這種情況下，其中速度補償器75輸出的電流指令值被設定為零，相當於轉印壓力Fp的目標電流值302被輸入至補償器73並且與電流檢測器81的輸出相比較，並且輸出電流偏差。電流偏差被輸入至電流補償器76、電流補償器76輸出電壓指令值、驅動驅動器77，並且驅動驅動器77以與電壓指令值相當的電壓驅動致動器63。通過這種操作，擠壓單元61以相當於轉印壓力Fp的壓力被擠壓。

例如，取決於轉印紙S的類型，可能需要大於彈簧62的力Fs的轉印壓力Fp。在這種情況下，擠壓控制器70通過電流I以便引起致動器63朝第一方向D1向擠壓單元61施加力。通過這種操作，致動器63的力Fa被增加至彈簧62的力Fs以將轉印壓力Fp增加至期望值。

相比之下，取決於轉印紙S的類型，可能需要小於彈簧62的力Fs的轉印壓力Fp。在這種情況下，擠壓控制器70通過電流I以引起致動器63朝第二方向D2向擠壓單元61施加力。通過這種操作，致動器63的力Fa減少彈簧62的力Fs以將轉印壓力Fp減少至期望值。

根據第一實施例，在圖像形成裝置10中，彈簧62和致動器63被安裝在擠壓單元61上並且施加力。基於編碼器64獲得的包括擠壓單元61的位置(位移)、速度、以及力的參數，致動器63被擠壓控制器70反饋控制。使用這種構型，擠壓單元61的次要轉印輥25壓接中間轉印帶12的力被設定為具有高精度和良好的響應性。

通過彈簧62的力和針對期望值是可控的致動器63的力得到擠壓單元61的次要轉印輥25壓接中間轉印帶12的力(轉印壓力)。使用這種構型，即使當使用強彈簧62或弱彈簧62時，控制致動器63以得到期望的轉印壓力。強彈簧62增加了擠壓單元61的機械共振頻率。相比之下，弱彈簧62減少了圖像形成裝置10的製造成本。

擠壓控制器70基於包括擠壓單元61的位置(位移)的參數來反饋控制致動器63。擠壓控制器70基於包括擠壓單元61的速度的參數來反饋控制致動器63。使用這種構型，擠壓單元61被定位，並且得到了次要轉印輥25壓接中間轉印帶12時用於次要轉印輥25的轉印壓力和正時。進一步地，能夠抑制由轉印紙S至夾持部的急速行進以及擠壓單元61的振動導致的幹擾。

擠壓控制器70基於擠壓單元61的速度來反饋控制致動器63，由此實質上增加了衰減係數。使用這種構型，擠壓單元61的振動更有效地衰減。

擠壓控制器70基於流過致動器63的電流來反饋控制致動器63。使用這種構型，得到了用於次要轉印輥25的轉印壓力的期望值，並且抑制了由轉印紙S進入到夾持部的急速行進所導致的幹擾。進一步地，得到了用於控制致動器63的抵抗參數波動的高響應性和魯棒性。

調整次要轉印輥25的轉印壓力，由此得到適合於調色劑圖像的轉印條件的轉印壓力。使用這種構型，不需要次要轉印輥25施加過多的轉印壓力，並且能夠減少圖像形成裝置10的能量消耗。

圖像形成裝置10包括擠壓裝置60，由此精細控制次要轉印輥25的轉印壓力、次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的間隙以及擠壓單元61的操作正時。使用這種構型，抑制了由例如轉印紙S進入夾持部的急速行進所導致的幹擾，並且能夠根據轉印紙S的類型設定適當的轉印壓力。結果是，減少了由於負載波動或中間轉印帶12的振動所導致的圖像異常，因此獲得了能夠設定更適當的轉印條件的圖像形成裝置10。

擠壓控制器70基於轉印紙S的厚度控制致動器63，由此將中間轉印帶12與次要轉印輥25分離。使用這種構型，當轉印紙S進入次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的夾持部中時，抑制了中間轉印帶12的負載波動和速度波動。

在第一實施例中，彈簧62是從梁68處延伸基本上向下並且向上推動擠壓單元61的壓縮彈簧。彈簧62不受限於該實例並且可以是從梁68基本向上延伸並且將擠壓單元61向上拉動的張力彈簧。類似地，致動器63可以如圖4所示從梁68起基本向下延伸或者從梁68起基本向上延伸。

雖然第一實施例中圖5所描述的框圖是包括電流控制反饋的形式，但是，當與轉印壓力Fp相當的擠壓量受控時或者當電流和電壓幾乎互相成比例時，可以採用沒有電流控制反饋的電壓控制型控制系統。具體地，電壓控制型控制系統在圖15中的框圖中示出。控制器70包括比較器71、72，位置補償器74，速度補償器75，驅動器77以及速度變換器78。

在電壓控制型的情況中，需要考慮與致動器的速度或角速度成比例的感應電壓。圖15的速度補償器補償感應電壓並且通常在濾波器的類型和常數方面不同於圖5中的速度補償器75。速度補償器的輸出是相當於通過驅動器77至致動器63的電壓的值。

以下參考圖8至圖10描述了第二實施例。在以下多個實施例的描述中，與已經被描述的部件具有相似功能的部件將會被附以相同的標記，並且可能省略對其的描述。附以同樣標記的多個部件不一定享有所有的功能和特性，並且取決於相應的實施例可以具有不同的功能和特性。

圖8是部分地切除並且示意性示出包括根據第二實施例的擠壓裝置60的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖8所示，第二實施例的擠壓單元61包括旋轉軸91。旋轉軸91是支點的實例。

例如，旋轉軸91被固定至圖像形成裝置10的殼體。旋轉軸91穿過擠壓單元61的支撐部件67的一端67b。旋轉軸91可以被安排在擠壓單元61的另一部分中。

擠壓單元61繞旋轉軸91是可擺動的。擠壓單元61擺動，由此引起了次要轉印輥25與繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12接近或遠離。換言之，擠壓單元61是可擺動部件的實例。

梁68被安排在支撐部件67的另一端67c上。彈簧62的一端被安裝在梁68上。致動器63的一端被安裝在相同的梁68上。

圖8中的彈簧62是張力彈簧。彈簧62從梁68起基本上向上延伸。彈簧62沿著次要轉印輥25接近排斥力輥15的方向(圖8中的上方)施加力至擠壓單元61，中間轉印帶12繞在排斥力輥上面。換言之，彈簧62朝向排斥力輥15和繞在排斥力輥15上面的中間轉印帶12拉動次要轉印輥25。

彈簧62支撐擠壓單元61並且執行擠壓單元61的重力補償。進一步地，彈簧62朝向排斥力輥15和中間轉印帶12方向拉動次要轉印輥25，由此產生在次要轉印輥25與中間轉印帶12之間的轉印壓力。

致動器63是與第一實施例類似的平移致動器。致動器63從梁68起基本向下延伸。換言之，圖8中的致動器63沿與彈簧62相反的方向延伸。致動器63根據流過其的電流施加力至擠壓單元61。

例如，第二實施例中的編碼器64是接觸式位移計。編碼器64與支撐部件67相接觸、檢測擠壓單元61的位移並且輸出脈衝。編碼器64不受限於該實例，並且例如可以是第一實施例中同樣的線性編碼器。

次要轉印輥25沿擠壓單元61的縱向方向(圖8的橫向方向)被安排在支撐部件67的一端67b與另一端67c之間。在這種配置的前提下，致動器63被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離長於次要轉印輥25被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離。

圖9是部分地切除並且示意性示出包括第二實施例的擠壓裝置60的第一變型的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖9所示，第一變型的致動器63的一端被安裝在梁68上，該梁不同於彈簧62安裝在其上的梁。

與彈簧62相似，致動器63從梁68起基本向上延伸。與上述致動器63相似，第一變型的致動器63同樣根據流過其的電流向擠壓單元61施加力。換言之，致動器63沿著次要轉印輥25與排斥力輥15接近或分離的方向向擠壓單元61施加力，其中中間轉印帶12繞在排斥力輥15上面。

致動器63安裝於其上的梁68與彈簧62安裝於其上的梁68相比更遠離旋轉軸91。致動器63被安裝在擠壓單元61的位置與旋轉軸91之間的距離長於彈簧62被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離。

圖10是部分地切除並且示意性示出包括第二實施例的擠壓裝置60的第二變型的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖10所示，第二變型的旋轉軸91被安排在支撐部件67的一端67b與另一端67c之間。

兩個梁68被安排在比旋轉軸91更接近支撐部件67的一端67b的位置處。致動器63的一端被安裝在更接近支撐部件67的一端67b的梁68上。彈簧62的一端被安裝在更接近旋轉軸91的梁68上。

次要轉印輥25被安排在比旋轉軸91更接近支撐部件67的另一端67c的位置處。換言之，旋轉軸91被安排在次要轉印輥25、彈簧62與致動器63之間。

類似於第一實施例，第二變型的致動器63同樣地由擠壓控制器70控制。擠壓控制器70基於擠壓單元61的位置(位移)、擠壓單元61的速度、以及流過致動器63的電流執行致動器63的反饋控制。

在第二實施例的圖像形成裝置10中，致動器63被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離長於次要轉印輥25被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離。使用這種構型，次要轉印輥25的轉印壓力大於通過致動器63向擠壓單元61施加的力。結果是，能夠使用小型低價的致動器63，這增加了圖像形成裝置10布局的自由度並且減少了其製造成本。進一步地，減少了圖像形成裝置10的能量消耗。

致動器63被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離短於次要轉印輥25被安裝在擠壓單元61上的位置與旋轉軸91之間的距離。在這種情況下，減少了致動器63的可移動量，並且增加了圖像形成裝置10布局的自由度。

以下參考圖11描述第三實施例。圖11是部分地切除並且示意性示出包括根據第三實施例的擠壓裝置60的圖像形成裝置10的部分的側視圖。如圖11所示，第三實施例的致動器63是旋轉型致動器。

例如，第三實施例的致動器63是通用的直流(DC)電機。致動器63不受限於該實例並且可以是交流(AC)電機。致動器63可以是有刷電機或是無刷電機。致動器63可以是能夠控制轉矩的另一旋轉型致動器。

旋轉軸91被安排在支撐部件67的一端67b上。致動器63通過傳動機構95被安裝在支撐部件67的另一端67c上。傳動機構95包括齒輪95a和傳動齒輪95b。

齒輪95a形成在支撐部件67的另一端67c的端面上。傳動齒輪95b被安裝在致動器63的驅動軸上。傳動齒輪95b可以與致動器63的驅動軸一體形成。

當驅動致動器63時，傳動齒輪95b通過驅動軸旋轉。傳動齒輪95b通過齒輪95a將致動器63的扭矩傳遞至擠壓單元61。通過這種操作，擠壓單元61根據致動器63的驅動軸的旋轉方向而繞旋轉軸91擺動。

擠壓單元61擺動，由此導致次要轉印輥25與中間轉印帶12接近或分離。換言之，致動器63將扭矩傳遞至擠壓單元61，由此沿著次要轉印輥25接近中間轉印帶12或與中間轉印帶12分離的方向向擠壓單元61施加力。

傳動機構95的構型不受限於以上一個構型。例如，傳動機構95可以使用諸如摩擦、帶和線的另一種手段將致動器63的扭矩傳遞至擠壓單元61。

彈簧62的被安裝在設置在支撐部件67的另一端67c上的梁68上。彈簧62被安裝在擠壓單元61的位置與旋轉軸91之間的距離短於齒輪95a與旋轉軸91之間的距離。

第三實施例的編碼器64是旋轉編碼器。例如，編碼器64檢測致動器63的驅動軸的旋轉量並且輸出編碼器脈衝。擠壓控制器70根據致動器63的驅動軸的旋轉量計算擠壓單元61的位移。

類似於第一實施例，第三實施例的致動器63同樣地由擠壓控制器70控制。擠壓控制器70基於擠壓單元61的位置(位移)、擠壓單元61的速度、以及流過致動器63的電流執行致動器63的反饋控制。

在第三實施例中的圖像形成裝置10中，致動器63是被旋轉地驅動以向擠壓單元61施加力的旋轉型致動器。旋轉型致動器的價格通常低於諸如第一實施例中的平移型致動器的致動器的價格。由於這個原因，降低了包括致動器63為旋轉型致動器的擠壓裝置60的製造成本。

致動器63被安排在支撐部件67的另一端67c上。使用這種構型，得到了更大的減速比，並且次要轉印輥25壓接中間轉印帶12的力大於通過致動器63向擠壓單元61施加的力。結果是，能夠使用小型低價的致動器63，這增加了圖像形成裝置10布局的自由度並且減少了其製造成本。進一步地，減少了圖像形成裝置10的能量消耗。

第三實施例中的次要轉印輥25、彈簧62、致動器63以及旋轉軸91的配置不受限於圖11中示出的配置。擠壓裝置60的構型和配置可以是任意的使得彈簧62能夠向擠壓單元61施加期望的力並且致動器63能夠以期望的減速比向擠壓單元61施加扭矩。

以下參考圖12描述第四實施例。圖12是部分地切除並且示意性示出根據第四實施例的張力調節裝置100的側視圖。張力調節裝置100是擠壓裝置的實例。

張力調節裝置100向紙狀或帶狀體施加張力並且將張力控制為期望值。例如，張力調節裝置100向紙101施加張力。紙101是第一部件的實例。

張力調節裝置100包括與第三實施例的擠壓裝置相似的擠壓裝置60。張力調節裝置100包括取代次要轉印輥25的輥102。類似於次要轉印輥25，輥102由支撐部件67支撐。紙101繞在輥102上面。

彈簧62沿著輥102接近紙101的方向向擠壓單元61施加力。致動器63沿著輥102與紙101接近或分離的方向向擠壓單元61施加力。張力調節裝置100的擠壓控制器70控制致動器63，由此控制輥102壓接紙101的力(張力)。

類似於第一實施例，第四實施例的致動器63由擠壓控制器70控制。擠壓控制器70基於擠壓單元61的位置(位移)、擠壓單元61的速度以及流過致動器63的電流來執行致動器63的反饋控制。

例如，第四實施例的張力調節裝置100被用於調節圖像形成裝置10的中間轉印帶12的張力。在這種情況下，例如，紙101被用於圖像形成裝置10的中間轉印帶12，由此輥102被用於圖像形成裝置10的從動輥14。

不受限於圖像形成裝置10，張力調節裝置100能夠被用於各種裝置。例如，紙101可以是諸如連續表格紙、紙張、布、以及薄膜的另一主體。換言之，張力調節裝置100能夠用於連續表格紙的圖像形成裝置的供紙系統或製造紙張、布或薄膜的機器的輸送系統。

圖13是示出用於在實施例中執行反饋控制計算的構型的實例的框圖。圖13同樣示出了用於說明的致動器63、編碼器64以及驅動器77。

不僅諸如邏輯電路和FPGA的電子硬體，而且軟體也能夠實施實施例的計算電路、存儲器等。圖13示出了運行軟體的構型。

如圖13所示，總線200以互相通信的方式連接諸如CPU 201的計算器、諸如ROM 202和RAM 203的存儲器、計數器204、編程的I/O(PLO)205、PWM發生器(圖13中被示出為PWM)206、以及諸如模數轉換器(ADC)207的外圍設備。

例如，ROM 202在其中用於存儲CPU 201的操作程序以控制整個構型。RAM 203被用作工作存儲器並且在其中儲存例如獲得的信息和計算的結果。

操作程序可以作為可安裝的或可執行的文件被記錄或設置在諸如CD、FD、DVD、以及快閃記憶體器的計算機可讀存儲介質中。

進一步地，操作程序可以被儲存在與諸如網際網路的網絡相連並且經由所提供的網絡被下載的計算機中。操作程序可以經由諸如網際網路的網絡被提供或分布。

用於實施擠壓裝置60的反饋控制的控制程序被模塊化為包括以上單元(圖5中的比較器71、72、73，位置補償器74，速度補償器75，電流補償器76以及速度變換器78)。作為實際的硬體，CPU 201從ROM 202讀取程序並且執行該程序，由此將單元加載在RAM 203上並且在RAM 203上生成(generate)補償器71、72、73，位置補償器74，速度補償器75，電流補償器76以及速度變換器78。圖4中的儲存單元87能夠被配置成在RAM 203內使用特定的區域。

計數器204對編碼器64的脈衝進行計數或以基本時鐘測量脈衝間隔。例如，通過採用所測量的計數值的差值或取周期的倒數來計算擠壓單元61的速度。指示計算速度的信息被供應至CPU 201。

PIO 205是CPU 201與驅動器77之間的接口。PIO 205指定驅動器77的開關、制動器的開關、致動器63的驅動方向等。驅動器77的輸入可以是PWM輸入或模擬輸入。對於PWM輸入，PWM發生器206根據CPU 201的指令向驅動器77輸入佔空比相當於驅動致動器63的電壓或電流的PWM信號。對於模擬輸入，數模轉換器被用於代替PWM發生器206。

例如，驅動器77根據從安裝在致動器63上的霍爾元件輸出的霍爾信號HU、HV以及HW的邏輯通過三相電流U、V以及W，以驅動致動器63。作為檢測系統的編碼器64檢測通過致動器63驅動的機構的移動並且輸出編碼器脈衝。

CPU 201根據目標值執行圖5中位置補償器74、速度補償器75、電流補償器76以及速度變換器78的計算。CPU 201通過電流檢測器81檢測流過致動器63的電流並且通過ADC 207捕獲電流值。CPU 201基於電流值執行電流的反饋控制。在這種情況下，電流控制的響應頻率和採樣頻率通過編碼器64被設定成高於位置和速度控制的響應頻率和採樣頻率。驅動器77可以通過電流檢測器81檢測流過致動器63的電流並且執行電流的反饋控制。

本發明的上述實施例不限制發明的範圍並且僅是包含在本發明範圍的實例。本發明的實施例可以是在不偏離本發明的主旨的情況下關於特定的使用、結構、形狀、動作和效果的部分通過對上述實施例執行改變、省略和增加來獲得的。

例如，在上述實施例中，致動器63被電力驅動並且向擠壓單元61施加力。但是，致動器不受限於該實例並且可以通過諸如油壓、氣壓和水壓的另一手段被驅動。進一步地，彈簧62不受限於螺旋彈簧並且可以是是諸如板簧的另一種彈簧。

在上述實施例中，擠壓控制器70是包括電流控制、速度控制和位置控制的三重多迴路控制系統。但是，擠壓控制器70可以是包括單個的或雙個反饋迴路的控制系統。

例如，擠壓控制器70可以僅具有電流控制的反饋迴路。在這種情況下，根據預設目標電流值和電流檢測器81檢測的致動器63的電流來計算電流偏差。電流補償器76基於電流偏差計算電壓指令值。這樣構造的擠壓控制器70能夠適當地控制次要轉印輥25的轉印壓力。

擠壓控制器70可以僅具有電流控制和速度控制的反饋迴路。在這種情況下，根據預設目標速度(例如，0m/s)和通過速度變換器78計算的擠壓單元61的速度來計算速度偏差。這樣構造的擠壓控制器70能夠快速地衰減擠壓單元61的振動。

在這樣構造的擠壓控制器70中，速度變換器78的輸出可以與任一值相乘。通過這種操作，衰減係數實質上減小了，並且擠壓單元61的振動被更加快速地衰減。

進一步地，預設目標值可以被增加至速度補償器75輸出的電流指令值。通過這種操作，次要轉印輥25的轉印壓力能夠被控制為取決於目標值的值。

擠壓控制器70包括電流控制的反饋迴路。但是，擠壓控制器70可以具有代替電流控制的反饋迴路的電壓控制的反饋迴路。

擠壓控制器70的位置補償器74、速度補償器75以及電流補償器76是基於經典控制理論設計的比例積分(PI)補償器。位置補償器74可以是比例(P)補償器。

圖5中示出的擠壓控制器70的構型是基於經典控制理論的反饋控制系統。擠壓控制器70不受限於該實例並且可以是基於現代控制理論的狀態反饋控制系統或是基於魯棒控制理論的反饋控制系統。

以下考慮了擠壓裝置60的構型和控制中的以下要點。能夠與第一部件(排斥力輥15)接近或遠離的第二部件(次要轉印輥25(擠壓裝置60))包括產生期望的力的彈性部件(彈簧62)以及致動器63，並且基於各種參數被反饋控制。但是，當反饋控制系統的目標值逐步改變時，考慮以下故障。

首先，待被控制的物體的機械共振頻率被激發，並且至目標值的收斂可能更差。相對於目標值的偏差是大的，由補償器輸出的操作量增加，以及經過致動器63的電壓或電流是飽和的，這會增加過衝(overshoot)至目標值或使至目標值的收斂更差。當使用諸如彈簧62的彈性部件時或當抵接部的彈力主要通過接觸力來起作用，特別是由彈性部件和抵接部生成的力由致動器63來補償時，那麼致動器63的電壓或電流有可能是飽和的。另外，需要直流方式的電壓或電流用於補償由彈性部件與抵接部生成的力，並且在待被生成用於在驅動方向之間加速驅動或減速驅動的力或扭轉的方面存在不同的非線性。該非線性導致至目標值的收斂更差的問題。在對接觸時間和分離時間具有嚴格要求的裝置中，需要快速操作和目標值的穩定收斂，由於成本限制和構型限制，這導致了電壓或電流的飽和。

同樣當執行軌跡生成時，期望根據驅動條件和驅動裝置容易地改變特性。對於特別地期望標準化以用於降低成本或提高效率的產品，期望僅通過改變常數來改變特性。

以下描述了考慮以上故障的構型實例。將參照圖16描述控制系統的構型。控制系統的構型包括圖5中目標位置之後的目標軌跡發生器303。軌跡發生器303被描述為當目標位置改變時在時間序列中從一個時間點輸出目標軌跡位置的數據表。根據機構的特性或操作需要提前準備數據表。

圖17是示出實現從分離位置Xopen到接觸位置Xclose的操作的數據表。當輸入接觸位置Xclose時，目標軌跡位置被輸出作為時間序列數據以便根據控制步距(step)從分離位置Xopen接近接觸位置Xclose。

數據表在規定(規定的數量的步距)內從分離位置Xopen改變至接觸位置Xclose並且設定諸如減少機構機械共振頻率的軌跡以及使電壓和電流不飽和的最短軌跡的提前設計的項目。圖17是考慮了檢測器解析度的數據表。可以取決於目標位置的差異和規定的時間的差異來準備多個數據表。數據表可以配備有在分離位置Xopen至接觸位置Xclose之間正規化的縱軸的目標位置以及正規化的橫軸的規定的時間(規定的數量的步距)。

以下描述了軌跡發生器303是濾波器的情況。數字控制的濾波器通常被表示為通過控制步距(採樣頻率)離散化的形式。該實例由下面方程式(4)示出的離散傳遞函數表示。

其中，z-1指示一個採樣延遲。通過改變該濾波器的分母和分子的常數a0至an以及b0至bn，能夠改變濾波器的特性。

例如，當n＝9、a0＝1、a1至a9＝0且b0至b9＝0.1時，得到了10倍(10-times)的移動平均濾波器(FIR濾波器)。另外，能夠取決於設置來設定初級或次級低通濾波器(IIR濾波器)。例如，當具有100Hz截止頻率的初級低通濾波器由具有1kHz的採樣頻率的離散傳遞函數來表示，n＝1、a0＝1、a1＝-0.5335、b0＝0且b1＝0.4665。

雖然上面描述了FIR濾波器與IIR低通濾波器，但是同樣能夠設定截斷特定頻率的帶阻濾波器或者使特定頻率通過的帶通濾波器。它們可以跨多個步(step)相乘(multiplied)(以串接(cascade)方式連接)。圖17的特性是通過逐步地輸入到移動平均濾波器的三階段乘法(three-step multiplication)所得到的結果。

圖18是示出了當使用通過軌跡發生器在時間序列中改變的目標軌跡位置時和在沒有使用任何軌跡發生器的情況下目標位置逐步地改變時，待被控制的物體的機構單元的響應結果的曲線圖。在沒有軌跡生成的情況下，被施加至反饋控制系統的目標位置大量地改變以增加補償器的輸出的操作量，並且電壓或電流飽和，致使無能力執行線性反饋控制。由於這個原因，圖18中沒有軌跡生成的實例示出了大的過衝並且發生了不同於機構的機械共振頻率的振動，這使至目標值的收斂更差。相比之下，具有軌跡生成的實例是通過低通濾波器抑制機械共振頻率並且生成目標軌跡位置的軌跡發生器，以便抑制電壓或電流飽和。結果是，因機械共振頻率的振動被抑制，並且通過反饋控制能夠提高對於目標位置的定位性能。

當本實施例的構型被用於圖像形成裝置的次要轉印單元並且在如沒有圖18的軌跡生成的實例那樣來執行這樣的響應時，次要轉印的轉印壓力的波動可能增加，將調色劑圖像從中間體轉印體至紙可能會在特性方面發生變化，並且可能出現諸如圖像密度不均勻的有缺點的轉印。相比之下，如帶有軌跡生成的實例那樣執行這樣的響應時，由此減少了轉印壓力的波動並且使調色劑圖像能夠穩定地從中間轉印體轉印至紙。

如在圖18中可以看到的，當執行軌跡生成時，改變目標位置後位置偏差立即是小的，來自補償器中的操作量是小的，並且延遲了控制器的對象的操作的啟動。該延遲意味著從分離狀態到接觸狀態的時間被延遲並且轉印壓力的啟動同樣被延遲。當目標位置改變時，能夠通過提前正時來調整這些延遲。

上述實施例產生了以高精度和良好的響應性來設定將作用於能夠與物體接近或分離的零件的力的效果。

雖然本發明已經關於具體實施例描述了本發明用於清楚、完整的披露，但是所附權利要求書並不因此受限而是被解釋為包含所屬領域的技術人員可以想到的公平合理地落入在此闡述的基本教導內的體現所有的修改和替代構造。