JP2017026954A - 加圧装置、画像形成装置および加圧装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ対間のニップ圧を高精度かつ応答性よく制御する。【解決手段】実施形態の加圧装置は、第１ローラおよび第２ローラの少なくとも一方の位置を変位させて、前記第１ローラと前記第２ローラとを接近または離間させる駆動部と、前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置をフィードバック制御する位置制御手段と、前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの間に作用する力をフィードバック制御する力制御手段と、前記位置制御手段によるフィードバック制御によって前記第１ローラと前記第２ローラとを離間位置から当接位置とした後に、前記力制御手段によるフィードバック制御によって前記力がニップ圧の目標値となるよう、フィードバックの制御対象を切り替える制御方法切替手段と、を備えた。【選択図】図７

Description

本発明は、加圧装置、画像形成装置および加圧装置の制御方法に関する。

従来、タンデムカラー方式の画像形成装置など、中間転写体を用いる画像形成装置においては、中間転写体に速度変動が生じると色むらやスジ画像等が発生して画質の低下を招くという課題がある。中間転写体の速度変動は、例えば、中間転写体とローラとの間のニップに用紙が突入する際に発生する。ニップに用紙が突入する際の衝撃力は非定常かつ過渡的であり、ブロードな周波数特性を有するため、中間転写体の速度制御により抑制することが困難である。これに対する従来技術としては、ニップに生じる圧力（ニップ圧）を制御する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、媒体がニップに突入する前は圧力を低く保ち、媒体がニップに突入した後に圧力を上げる技術が開示されている。しかし、特許文献１に記載の技術では、媒体が定着ニップに突入する時に定着ニップに圧力が加わっているので、紙突入時の衝撃力を完全に抑えることはできない。

また、特許文献２には、紙サイズまたは紙厚に合わせて二次転写ローラの位置を動かし、ニップに生じる転写圧を静的に調整する技術が開示されている。しかし、特許文献２に記載の技術では、ローラの温度特性や個体差に応じて圧力を制御することは難しい。

また、特許文献３には、レジストローラ対において紙抜けの直前にローラ対の圧接力を弱め、搬送に必要なニップ圧を確保しつつ、紙抜け時に生じる振動を抑制する技術が開示されている。

これらの従来技術は、いずれも制御対象を圧力（ニップ圧）またはローラ位置のいずれか１つとしている。圧力を制御対象とする際、用紙突入から転写が始まるまでの時間は一般的に５〜１０ミリ秒程度であり、この短い時間内に圧力制御を行うことは難しいという課題がある。一方、ローラ位置を制御対象とする際には、ローラは弾性体であり環境変化や経年劣化に応じて弾性係数は変化するので、例えばローラ変形量に基づいてローラ位置を制御しても、ニップ圧を厳密に制御することは難しいという課題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ローラ対間のニップ圧を高精度かつ応答性よく制御することができる加圧装置、画像形成装置および加圧装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、表面の少なくとも一部に像担持体が形成されるシート状の媒体を挟み込んで当該媒体に圧力を加えながら搬送方向に送り出す第１ローラおよび第２ローラと、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置を変位させて、前記第１ローラと前記第２ローラとを接近または離間させる駆動部と、前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置をフィードバック制御する位置制御手段と、前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの間に作用する力をフィードバック制御する力制御手段と、前記位置制御手段によるフィードバック制御によって前記第１ローラと前記第２ローラとを離間位置から当接位置とした後に、前記力制御手段によるフィードバック制御によって前記力がニップ圧の目標値となるよう、フィードバックの制御対象を切り替える制御方法切替手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、先に第１ローラと第２ローラとの位置を制御して両者を当接位置とした後に、フィードバックの制御対象を位置から力に切り替えて、第１ローラと第２ローラとの間に作用する力が目標値となるよう制御する。このように２段階でフィードバック制御を行うので、ローラ対間のニップ圧を高精度かつ応答性よく制御することができるという効果を奏する。

図１は、一実施形態に係る画像形成装置の構造例を概略的に示す図である。 図２は、斥力ローラと二次転写ローラとが離間している状態を示した模式図である。 図３は、斥力ローラと二次転写ローラとが当接している状態を示した模式図である。 図４は、ニップに作用する力を示した模式図である。 図５は、ニップの距離とニップ圧との関係を模式的に示したグラフである。 図６は、加圧装置の構造例を概略的に示した図である。 図７は、加圧装置が実行する一連の制御処理の概略的な手順を示したフローチャートである。 図８は、加圧装置が実行する目標プロファイル生成処理の手順を示したフローチャートである。 図９は、加圧装置が実行する離間制御の手順を示したフローチャートである。 図１０は、加圧装置が実行する遷移制御の手順を示したフローチャートである。 図１１は、加圧装置が実行する当接制御の手順を示したフローチャートである。 図１２は、変形例１における力制御部の構成例を示す制御図である。 図１３は、変形例１における当接制御の処理手順例を示すフローチャートである。 図１４は、変形例２における当接制御の処理手順例を示したフローチャートである。 図１５は、ＦＩＦＯバッファを実装した際に用いるソースコードの例を示した説明図である。 図１６は、当接位置目標プロファイルの一例を示した説明図である。 図１７は、第２の実施形態にかかる加圧装置の構造例を概略的に示した図である。

以下に添付図面を参照して、加圧装置、画像形成装置および加圧装置の制御方法の実施形態を詳細に説明する。以下では、本実施形態に係る画像形成装置として、タンデムカラー方式の画像形成装置を適用し、本実施形態に係る加圧装置として、当該画像形成装置が有する転写部を適用した例について説明する。但し、以下に示す実施形態は一例であり、これにより本発明が限定されるものではない。

本実施形態に係る加圧装置は、ローラ対を有するその他の加圧機構に適用してもよい。例えば、本実施形態を、定着部、感光体、用紙搬送部などが有するローラ対の制御に適用してもよい。尚、本実施形態に係る加圧装置として転写部以外の構成を適用する際には、本実施形態に係る画像形成装置はタンデムカラー方式の画像形成装置に限定されない。このような際には、本実施形態に係る画像形成装置を、モノクロ方式の画像形成装置や、インクジェット方式の画像形成装置に適用してもよい。尚、本実施形態にかかる画像形成装置は、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクシミリのいずれに適用してもよいし、或いは、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用してもよい。

（第１の実施形態）
＜画像形成装置の構造例＞
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の構造例を概略的に示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、スキャナユニット１１と、中間転写ベルト１２と、駆動ローラ１３と、二つの従動ローラ１４と、斥力ローラ１５と、四つの感光体ユニット１６と、モータ１７と、減速機構１８とを備えている。また、画像形成装置１は図１に示すように、ベルトエンコーダセンサ１９と、給紙ユニット２１と、給紙ローラ２２と、紙搬送ローラ２３と、二つのレジストローラ２４とを備えている。また、画像形成装置１は図１に示すように、二次転写ローラ２５と、定着ユニット２６と、排紙ユニット２７と、操作入力部２８とを備えている。

斥力ローラ１５は第１ローラの一例であり、二次転写ローラ２５は第２ローラの一例である。

スキャナユニット１１は、原稿台の上面に載置された原稿の画像を読み取る。中間転写ベルト１２は無端ベルトで構成されており、駆動ローラ１３、従動ローラ１４、及び斥力ローラ１５に架け渡される。中間転写ベルト１２と、駆動ローラ１３と、従動ローラ１４と、斥力ローラ１５とを含む機構を、ベルト機構と称する。

四つの感光体ユニット１６は、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｋ）の四色に対応する。感光体ユニット１６は、潜像担持体としてのドラム状の感光体ドラム及び感光体クリーニングローラのような種々の部品を、それぞれ有する。

駆動ローラ１３は、中間転写ベルト１２を回転駆動する。モータ１７は、減速機構１８を介して、駆動ローラ１３を駆動する。減速機構１８は、歯数が異なる歯車１８ａ，１８ｂを有する。歯車１８ａ、１８ｂは、互いに噛み合い、モータ１７の回転を減速させて駆動ローラ１３に伝達する。

ベルトエンコーダセンサ１９は、中間転写ベルト１２の表面速度を計測するためのエンコーダである。ベルトエンコーダセンサ１９は、中間転写ベルト１２上に形成されたスケールを検出してパルス出力を生成する。

感光体ユニット１６は、画像形成媒体である中間転写ベルト１２にＹＣＭＫ各色のトナー画像を重ね、フルカラー画像を形成する。なお、感光体ユニット１６はこれに限らず、例えば、ＹＣＭ各色に対応する三つの感光体ユニット１６が画像形成装置１に設けられても良い。

給紙ユニット２１は、複数の転写紙Ｓを積層して収容する。転写紙Ｓは、印字媒体の一例である。給紙ローラ２２は、転写紙Ｓを給紙ユニット２１から、図１に二点鎖線で示される搬送経路へ送り出す。紙搬送ローラ２３は、当該搬送経路に配置され、給紙ローラ２２から送り出された転写紙Ｓをレジストローラ２４まで搬送する。レジストローラ２４は、転写紙Ｓのスキュー補正及び転写紙Ｓの搬送などを行う。

二次転写ローラ２５は、斥力ローラ１５に対向して配置される。斥力ローラ１５（中間転写ベルト１２）と二次転写ローラ２５との間には、二次転写ニップ領域が形成される。尚、以下では簡単のため、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との間の間隙を二次転写ニップ領域（以下では単にニップと称する）として取り扱う。二次転写ローラ２５は、感光体ユニット１６によって中間転写ベルト１２に形成されたＹＣＭＫ各色のトナー画像を、当該ニップを通過する転写紙Ｓに転写する。

二次転写ローラ２５は、自由に回転可能であり、例えば搬送される中間転写ベルト１２又は転写紙Ｓに当接することで回転する。なお、画像形成装置１は、二次転写ローラ２５を回転駆動させる機構を有しても良い。

定着ユニット２６は、二次転写ローラ２５によって転写されたトナー画像を、加熱及び加圧によって転写紙Ｓ上に定着させる。排紙ユニット２７に、トナー画像が転写及び定着された転写紙Ｓが排出される。

操作入力部２８は、例えば画像形成装置１の上面に設けられた操作パネルであり、ユーザインターフェースを有する入出力装置である。尚、操作入力部２８として、画像形成装置１に接続したＰＣやタブレット端末から、ユーザの操作入力を受付けてもよい。

上述の構成において、中間転写ベルト１２の表面速度が変動すると、ＹＣＭＫ各色のトナー画像の重ね合わせ位置のずれや、トナー画像の伸び縮みが生じる可能性がある。これにより、バンディングと呼ばれる色ずれや色の濃淡のような画像の不具合が生じるおそれがある。中間転写ベルト１２の表面速度の変動は、例えば、斥力ローラ１５（中間転写ベルト１２）と二次転写ローラ２５との間のニップに、転写紙Ｓ等の媒体が突入した際に生じる。

＜ニップ距離とニップ圧について＞
ここで、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との間のニップの距離と、ニップに発生するニップ圧とについて、図２ないし図５を用いて説明する。

図２は、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とが離間している状態を示した模式図である。ニップ７０の距離ｄ（長さ）は、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５の軸間距離Ｌから、斥力ローラ１５の半径ｄ１と、二次転写ローラ２５の半径ｄ２とを減じた長さとなる。即ち、ｄ＝Ｌ−ｄ１−ｄ２である。図２に示すように斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とが離間している場合、ｄ＞０となる。

図３は、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とが当接している状態を示した模式図である。斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とが当接している場合には、ｄ≦０となる。斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との間にニップ圧を印加するためには、外力を斥力ローラ１５の軸または二次転写ローラ２５の軸の少なくともいずれか一方に加える。そして、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５を当接させた上で、上記いずれか一方のローラ軸をさらに押し込む必要がある。

図４は、ニップ７０に作用する力を示した模式図である。ニップ７０には、ローラ軸の押し込みにより圧力分布が生じる。この圧力分布の総和Ｐ１が、所謂ニップ圧となる。ニップ圧Ｐ１は、二次転写ローラ２５の自重Ｐ２と、二次転写ローラ２５の軸を支えるために支持部３５に加えている外力の総和Ｐ３とにより、Ｐ１＝Ｐ３−Ｐ２で表すことができる。つまり、ニップ圧Ｐ１は外力Ｐ３が大きいほど増加する。

図５は、ニップの距離ｄとニップ圧Ｐ１との関係を模式的に示したグラフである。当接した後にさらに外力Ｐ３を増大させると、ローラ軸同士は更に押し込まれてニップの距離ｄは負の値をとりながらその絶対値が増加することとなる。即ち、斥力ローラ１５または二次転写ローラ２５の少なくとも一方の表面は弾性変形し、軸間距離は更に接近することとなる。即ち、図５に示すように、ニップの距離ｄ≧０であればニップ圧Ｐ１＝０であり、ニップの距離ｄ＜０となるとニップ圧Ｐ１＞０となり、ニップ圧が生じることとなる。

＜位置制御と力制御について＞
ここで、ニップの距離ｄは、斥力ローラ１５または二次転写ローラ２５の位置を検出する位置センサ等により比較的容易に測定することができる。従って、加圧装置１０は、位置センサ等の出力をモニタリングすることで、ニップの距離ｄを算出し、算出した距離ｄをフィードバックして例えば二次転写ローラ２５の位置を制御すればよい。このように二次転写ローラ２５の位置を測定してフィードバック制御（位置制御）すると、位置センサの出力が迅速に安定する。即ち、実際の位置と目標値との偏差がゼロに近づくまでの時間は短い。

しかしながら、図５にも示されるように、ニップの距離ｄとニップ圧Ｐ１との関係は単純な方程式で示される関係ではない。また、ニップの距離ｄとニップ圧Ｐ１との関係は、温度やその他の条件によっても変化してしまうため、関係式を明確化することは難しい。即ち、ニップの距離ｄをフィードバック制御する制御方法は、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５の押し当て機構を粗動する際には向いているが、押し当て機構を微動させてニップ圧Ｐ１の圧力を微調整する際には不向きである。

ここで、ニップ圧Ｐ１は、上述したようにＰ１＝Ｐ３−Ｐ２なる関係式で表されるから、適切な外力Ｐ３を加えることによりニップ圧Ｐ１を直接的に制御できるといえる。即ち、外力Ｐ３を制御するアクチュエータの出力をモニタリングし、当該出力をフィードバックしてニップ圧Ｐ１を制御（力制御）することにより、ニップ圧Ｐ１を調節することができる。

しかしながら外力Ｐ３によるフィードバック制御は、アクチュエータより先の支持部３５やニップ７０の挙動をモニタリングしない。従って、二次転写ローラ２５の位置を目標位置に収束させつつ、ニップ圧Ｐ１を狙った時間内に迅速に目標範囲内に納めることは困難である。つまり、外力Ｐ３をフィードバック制御する制御方法（力制御）は、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５の押し当て機構を微動させる際には向いているが、押し当て機構を粗動させて当接、離間の切り替えをする際には不向きである。

以上をまとめると、ニップの距離ｄによるフィードバック制御（位置制御）は粗動時の制御に向き、外力Ｐ３によるフィードバック制御（力制御）は微動時の制御に向く。そこで本実施形態では、これら２種類のフィードバック制御を、当接状態となった際に切り替えることにより、双方の利点を活用して、スピーディな当接制御を行いつつ、圧力調整機能の向上を図るものである。

＜加圧装置の構造例＞
図６は、加圧装置１０の構造例を概略的に示した図である。加圧装置１０は、図１でも示したように、斥力ローラ１５と、二次転写ローラ２５と、レジストローラ２４と、中間転写ベルト１２とを備えている。また、加圧装置１０は図６に示すように、支持部３５と、回転軸３５ａと、弾性体３６と、アクチュエータ３７と、突入センサ３８と、脱出センサ３９と、を備えている。

また、加圧装置１０は、位置検出部４１と、駆動力検出部４２と、出力安定判定部４３と、位置目標生成部４４と、駆動力目標生成部４５と、記憶部４６と、制御部５０と、を備えている。制御部５０は、位置制御部５１と、力制御部５２と、タイマ部５３と、制御切替部５４とを備える。位置目標生成部４４および駆動力目標生成部４５は、画像形成装置１の操作入力部２８（図１参照）と接続されている。

斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５は、ともに円柱形状のローラであり、ローラの中心軸が互いに平行となるように配置されている。斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５は、接離方向Ｘに接近および離間可能に設けられている。斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５が接近すると、互いのローラ側面同士が接触し、ニップ７０には斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との軸間距離に応じたニップ圧が発生する。斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５が離間すると、互いのローラ側面間には隙間が形成され、ニップ圧はゼロとなる。

斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５は、図中の矢印で示すように、互いに逆方向に回転する。レジストローラ２４は、シート状の媒体２０をニップ７０に向かって搬送する。レジストローラ２４のローラ対同志の当接位置と、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５との当接位置とは同じ高さに設けられ、レジストローラ２４により搬送される媒体２０はニップ７０に対して垂直に突入する。媒体２０がニップ７０に突入すると、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５は、媒体２０を挟み込み、ニップ圧（転写ニップ圧）を加えながら媒体２０を搬送方向Ｙに送り出す。

尚、ここでは媒体２０を搬送する搬送手段の一例として、レジストローラ２４を用いた例を示したが、搬送手段はこの例に限定されない。搬送手段として、静電気を帯電させた搬送ベルト等を用いてもよい。この場合は、中間転写ベルト１２と当該搬送ベルトとの間の領域が二次転写ニップ領域ということになる。

中間転写ベルト１２の二次転写ローラ２５側の表面には、感光体ユニット１６（図１参照）により重ね合わされたトナー画像が形成されている。即ち、中間転写ベルト１２の表面には、薄層の像担持体３０が付着している。中間転写ベルト１２の回転に伴い、中間転写ベルト１２上の像担持体３０もまた、ニップ７０に搬入される。像担持体３０がニップ７０に搬入されると、像担持体３０はニップ７０を通過している媒体２０の表面に接触する。そして、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５によるニップ圧を受けて、中間転写ベルト１２上に付着している像担持体３０は、媒体２０の表面に転写される。

支持部３５は、二次転写ローラ２５を、接離方向Ｘに移動可能に支持する。支持部３５の一方の端部には、二次転写ローラ２５が回転可能に取り付けられる。支持部３５は、回転軸３５ａを中心として所定角度回転することにより、二次転写ローラ２５を接離方向Ｘに移動可能とする。これにより、斥力ローラ１５および二次転写ローラ２５は、接近および離間可能となる。

弾性体３６は、例えば圧縮バネであり、一端が支持部３５に取り付けられ、他端が画像形成装置１の筐体等に取り付けられる。弾性体３６は、二次転写ローラ２５が斥力ローラ１５の方向に向かう方向（図６における上方向）の力を支持部３５に作用させる。

支持部３５において二次転写ローラ２５が取り付けられた端部とは反対側の端部には、アクチュエータ３７が取り付けられる。アクチュエータ３７（駆動部）は、例えば並進アクチュエータである。アクチュエータ３７の一方の端部は支持部３５の二次転写ローラ２５とは反対側の面に取り付けられ、他方の端部は画像形成装置１の筐体等に取り付けられる。アクチュエータ３７は、流れる電流に応じて、接離方向Ｘのいずれかの方向に向かう力を支持部３５に作用させる。尚、作用力の大きさは、アクチュエータ３７に流す電流に比例する。

第１に、アクチュエータ３７は支持部３５に対して、二次転写ローラ２５が斥力ローラ１５に向かう方向（図６における上方向）に力を作用させる。即ち、アクチュエータ３７は、二次転写ローラ２５を、斥力ローラ１５または当該斥力ローラ１５に架けられた中間転写ベルト１２に向かって押す。

第２に、アクチュエータ３７は支持部３５に対して、二次転写ローラ２５が斥力ローラ１５から離れる方向（図６における下方向）に力を作用させる。即ち、アクチュエータ３７は、二次転写ローラ２５を、斥力ローラ１５または当該斥力ローラ１５に架けられた中間転写ベルト１２から遠ざかる方向に引っ張る。

このように、アクチュエータ３７は、二次転写ローラ２５の位置を変位させて、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とを接近または離間させ、ニップ７０の距離を制御する。また、アクチュエータ３７は、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５とが当接した状態でその駆動力（出力）を制御することにより、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との間に作用するニップ圧を変化させる。

尚、アクチュエータ３７の構成は、二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５との間の距離を接近または離間させられれば上述した構成に限定されずともよい。即ち、アクチュエータ３７は、二次転写ローラ２５および斥力ローラ１５のうち少なくとも一方に力を作用させて、両者のうち少なくとも一方の位置を変位させる構成を有せばよい。

尚、上述では、二次転写ローラ２５側にのみ支持部３５を設けて、二次転写ローラ２５側のみを移動させることによりニップ距離またはニップ圧を変化させる構成としたが、実施形態はこれに限定されない。他の例として、斥力ローラ１５側に支持部３５、弾性体３６、および各種制御手段と同等の構成を設けて、斥力ローラ１５側を駆動してもよい。あるいは、斥力ローラ１５側および二次転写ローラ２５側の双方にアクチュエータ３７、弾性体３６および各種制御手段と同等の構成を設けて、双方の位置を制御する構成としてもよい。

突入センサ３８（突入検出部）および脱出センサ３９（脱出検出部）は、例えば光センサモジュールで構成される。突入センサ３８は、媒体２０のニップ７０への突入を検出する。即ち、突入センサ３８は、媒体２０の搬送方向Ｙに対する先端部（図６では右端）の位置を検出し、突入センサ３８とニップ７０との距離に基づいて、媒体２０の先端部がニップ７０に突入するタイミングを算出する。

脱出センサ３９は、媒体２０のニップ脱出を検出する。即ち、脱出センサ３９は、媒体２０の搬送方向Ｙに対する後端部（図６では左端）が、ニップ７０から脱出したことを検出する。

より好ましくは、脱出センサ３９は、突入センサ３８によるニップ突入のタイミング、媒体２０のサイズ、用紙搬送速度、等の情報に基づいて、用紙後端部がニップ７０から脱出するタイミングを算出し、ニップ脱出のタイミングを予期するとよい。これにより、ニップ脱出時における中間転写ベルト１２の速度変動を和らげることができる。

位置検出部４１は、例えば光ビームを用いたセンサモジュールである。位置検出部４１は、支持部３５の移動位置を検出し、検出した支持部３５の移動位置に基づき、二次転写ローラ２５の位置を検出する。尚、位置検出部４１は、アクチュエータ３７に埋め込んだエンコーダ、レゾルバ、ひずみゲージなどを用いて支持部３５の移動位置を検出してもよい。

駆動力検出部４２は、アクチュエータ３７の出力（駆動力）を検出する。駆動力検出部４２は例えば、アクチュエータ３７の電力消費量からアクチュエータ３７が支持部３５に作用させる力を検出するセンサモジュールである。尚、駆動力検出部４２は、ひずみゲージやピエゾ素子を用いてアクチュエータ３７の作用力を検出してもよい。この際、ひずみゲージまたはピエゾ素子は、その一端を斥力ローラ１５のローラ軸に取り付けて、他端を二次転写ローラ２５のローラ軸に取り付けるなどすればよい。

出力安定判定部４３は、例えばＡ／Ｄ変換器及びプロセッサで構成される。出力安定判定部４３は、オペアンプを用いたアナログ演算回路で構成してもよい。出力安定判定部４３は、位置検出部４１の出力信号（出力値）が安定化したかを判定し、安定化した際には制御部５０に通知する。例えば、出力安定判定部４３は、位置検出部４１のある時点の出力と直近の出力との差が所定の閾値以下となったときに、位置検出部４１の出力が安定化したと判定する。

尚、出力安定判定部４３は、上述以外の方法で出力安定化を判定してもよい。例えば、出力安定判定部４３は、位置検出部４１の出力（位置）と、位置目標プロファイルに基づく位置目標値との差が所定の閾値以下となったときに、位置検出部４１の出力が安定化したと判定してもよい。また、出力安定判定部４３は、出力安定化を判定する際に、上述した判定基準を合わせて利用して、判定基準の論理積や論理和に基づいて、安定化の判定を行ってもよい。

位置目標生成部４４は、例えばプロセッサ等により構成される。位置目標生成部４４は、位置検出部４１の出力および操作入力部２８からの入力に基づいて、位置目標プロファイルを生成し、記憶部４６に保存する。なお、位置目標生成部４４は、位置目標プロファイルとして、当接位置目標プロファイルと、離間位置目標プロファイルとを生成する。

位置目標プロファイルとは、二次転写ローラ２５を斥力ローラ１５に対して接近または離間する際の、二次転写ローラ２５の目標位置の時間推移を示したものである。当接位置目標プロファイルは、当接処理時に用いられるプロファイルであり、離間位置目標プロファイルは、離間処理時に用いられるプロファイルである。

より具体的には、位置目標生成部４４は、位置検出部４１が画像形成装置１の起動時に取得した二次転写ローラ２５の位置情報と、操作入力部２８から入力された媒体２０に関する情報とに基づいて、当接位置目標プロファイルを生成する。媒体２０に関する情報としては、例えば媒体２０の厚み、種類、表面弾性などの特性を用いる。

位置目標生成部４４は、これらの情報に基づいて、二次転写ローラ２５が媒体２０の表面に当接する位置を算出し、二次転写ローラ２５の当接動作を行う際の二次転写ローラ２５の位置の時間推移を決定し、当接位置目標プロファイルとする。

また、位置目標生成部４４は、アクチュエータ３７が二次転写ローラ２５の離間動作を行う際の二次転写ローラ２５の位置の時間推移を、離間位置目標プロファイルとして設定する。この際、位置目標生成部４４は、二次転写ローラ２５の位置の時間推移を、位置検出部４１が画像形成装置１の起動時に取得した二次転写ローラ２５の位置情報に基づいて決定する。

駆動力目標生成部４５は、例えばプロセッサ等により構成される。駆動力目標生成部４５は、操作入力部２８からの入力に基づいて力目標プロファイルを生成し、記憶部４６に保存する。

力目標プロファイルとは、アクチュエータ３７が二次転写ローラ２５の当接動作を行う際の二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５との間に作用する力、即ち、アクチュエータ３７の駆動力の目標値について、時間推移を示したものである。

駆動力目標生成部４５は、アクチュエータ３７が当接動作を行う際の駆動力の時間推移を、操作入力部２８から入力された媒体２０の厚み、種類、表面弾性などの特性に応じて決定し、力目標プロファイルとする。

記憶部４６は、例えば主記憶装置または補助記憶装置であり、位置目標プロファイルおよび力目標プロファイルを記憶する。また、記憶部４６は、位置目標プロファイルとして、当接位置目標プロファイルと、離間位置目標プロファイルとを記憶する。

制御部５０は、例えばプロセッサと、アクチュエータ３７の動作を制御するためのドライバインターフェイスとで構成される。制御部５０は、図６に示すように、位置制御部５１、力制御部５２、タイマ部５３、制御切替部５４を主に備えている。

概略的には、位置制御部５１は、位置目標プロファイルと位置検出部４１の検出結果とに基づいて、二次転写ローラ２５の位置をフィードバック制御する。これにより、位置制御部５１は、二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５との当接動作（図７では、離間位置から当接位置に到達させるまでの遷移制御、即ちステップＳ３の動作となる。）を制御する。また、位置制御部５１は、離間動作（図７では、当接位置から離間位置に到達させるまでの離間制御、即ちステップＳ２の動作となる。）を制御する。

一方、力制御部５２は、力目標プロファイルと駆動力検出部４２の検出結果とに基づいて、二次転写ローラ２５の斥力ローラ１５に対する作用力（アクチュエータ３７の駆動力）をフィードバック制御する。これにより、力制御部５２は、二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５との当接動作（図７では、ステップＳ４の当接動作）を制御する。

より具体的には、位置制御部５１は、突入センサ３８が媒体２０のニップ７０への突入を検出すると、記憶部４６から当接位置目標プロファイルを読み込む。位置制御部５１は、当接位置目標プロファイルから得られるその時点ごとの二次転写ローラ２５の目標位置と、位置検出部４１が検出した二次転写ローラ２５の位置との差を算出する。そして、位置制御部５１は、算出した差がゼロとなるよう、アクチュエータ３７をフィードバック制御する。

また、位置制御部５１は、脱出センサ３９により媒体２０がニップ７０から脱出したことが検出されると、記憶部４６から離間位置目標プロファイルを読み込む。位置制御部５１は、離間位置目標プロファイルと、位置検出部４１が検出した二次転写ローラ２５の位置とに基づいて、アクチュエータ３７をフィードバック制御し、二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５とを離間位置に移動させる。

力制御部５２は、位置制御部５１が当接位置目標プロファイルによって二次転写ローラ２５を当接位置まで移動させ、出力安定判定部４３が当該当接位置で安定したことを判定すると、記憶部４６から力目標プロファイルを読み込む。力制御部５２は、当該力目標プロファイルから得られるその時点ごとの駆動力の目標値と、駆動力検出部４２が検出した駆動力の値との差を算出する。そして、力制御部５２は、算出した差がゼロとなるよう、アクチュエータ３７をフィードバック制御する。

タイマ部５３は、例えば水晶振動子と分周回路とを有するクロックモジュールである。タイマ部５３は、位置制御部５１、力制御部５２、制御切替部５４に対してクロック信号（クロックパルス）を出力する。位置制御部５１、力制御部５２、制御切替部５４は、タイマ部５３からのクロック信号に同期して各部の処理を開始し、実行する。

クロック周波数は大きいほど制御部５０の処理速度は速くなるが、逆に制御部５０のプロセッサの処理能力も高くする必要があり、コストアップにつながる。そこで、クロック周波数は、加圧装置１０の一連の動作に必要なクロック周波数を選択するとよい。一例として、クロックパルスの周期は、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との当接時の位置制御に合わせて、０．５ミリ秒とするとよい。

制御切替部５４は、例えばプロセッサで構成される。制御切替部５４は、マルチプレクサで構成されてもよい。制御切替部５４は、位置制御部５１および力制御部５２の出力、出力安定判定部４３からの出力信号、突入センサ３８、脱出センサ３９からの出力等に応じて、位置制御部５１による位置制御と、力制御部５２による力制御とを切り替える。概略的には、制御切替部５４は、位置制御部５１によるフィードバック制御によって二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５とを離間位置から当接位置とする。その後に、制御切替部５４は、アクチュエータ３７に入力する制御信号を、位置制御部５１の出力から力制御部５２の出力に切り替える。そして、制御切替部５４は、力制御部５２によるフィードバック制御によって二次転写ローラ２５と斥力ローラ１５との間に作用する力がニップ圧の目標値となるよう、フィードバックの制御対象を切り替える。

＜動作例＞
次に、加圧装置１０が実行する各種制御処理の手順例について、フローチャートを用いて説明する。

図７は、加圧装置１０が実行する一連の制御処理の概略的な手順を示したフローチャートである。操作入力部２８から印刷ジョブが入力されると、入力された印刷ジョブの内容に応じて、加圧装置１０は目標プロファイル生成処理を行う（ステップＳ１）。目標プロファイル生成処理の手順は、図８にて説明する。目標プロファイル生成処理が終了すると加圧装置１０は離間制御を行う（ステップＳ２）。離間制御の手順は、図９にて説明する。離間制御が終了すると、加圧装置１０は遷移制御に移行する（ステップＳ３）。遷移制御の手順は、図１０にて説明する。遷移制御の後、加圧装置１０は当接制御を行う（ステップＳ４）。画像形成装置１の電源がオフとなり印刷処理が終了すると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、加圧装置１０は一連の制御処理を終了する。電源オフとならない間は（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ１に移行し、操作入力部２８から入力された次の印刷ジョブに応じて、ステップＳ１以降の処理を行う。

尚、目標プロファイル生成処理（ステップＳ１）については、印刷ジョブを受付けた際ではなく、加圧装置１０の起動時に限って行うとしてもよい。

図８は、加圧装置１０が実行する目標プロファイル生成処理の手順を示したフローチャートである。

まず、位置目標生成部４４は、起動時の二次転写ローラ２５の位置に基づいて、離間位置目標プロファイルを生成し、記憶部４６に格納する（ステップＳ１１）。次に、位置目標生成部４４は当接位置目標プロファイルを生成し、記憶部４６に格納する（ステップＳ１２）。例えば、位置目標生成部４４は、各種用紙の厚み、用紙の種類などの特性に関する情報を記憶部４６から読み込んで、各用紙に応じた当接位置目標プロファイルを生成する。

次に、駆動力目標生成部４５は力目標プロファイルを生成し、記憶部４６に格納する（ステップＳ１３）。例えば、駆動力目標生成部４５は、各種用紙の厚み、用紙の種類、表面弾性等の特性に関する情報を記憶部４６から読み込んで、各用紙に応じた力目標プロファイルを生成する。

図９は、加圧装置１０が実行する離間制御の手順を示したフローチャートである。タイマ部５３から演算開始のトリガとなるクロック信号が入力されると（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２に移行する。クロック信号が入力されない間は（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ２１にて待機する。

突入センサ３８が媒体２０のニップ突入を検出した際には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御切替部５４は処理を遷移制御（図７のステップＳ３、図１０参照）に切り替える。突入センサ３８がニップ突入を検出しなければ（ステップＳ２２：Ｎｏ）、制御切替部５４は制御を切り替えず、位置制御部５１による離間制御を続行する。位置制御部５１は記憶部４６から離間位置目標プロファイルを読み込む（ステップＳ２３）。

尚、ステップＳ２２では、突入センサ３８の出力信号に基づき、ニップ突入のタイミングとなったか否かを判定したが、遷移制御（ステップＳ３）に移行するタイミングはニップ突入時点には限定されない。その他の例として、突入センサ３８の出力信号を受けたタイミングに対して所定の遅れ時間を加算して、遷移制御に移行するとしてもよい。遅れ時間は、例えば、媒体２０がニップに突入してから、ニップ圧が媒体２０に印加され始めるまでの遅れ時間などに基づいて決定すればよい。

位置制御部５１は、当接位置目標プロファイルから得られるその時点ごとの二次転写ローラ２５の目標位置と、位置検出部４１が検出した二次転写ローラ２５の位置との残差を算出する（ステップＳ２４）。そして、位置制御部５１は、残差に応じた駆動信号を生成し、アクチュエータ３７に当該駆動信号を出力する（ステップＳ２５）。例えば、位置制御部５１は、残差を解消するように二次転写ローラ２５の移動距離および移動方向を決定し、これらを含めて駆動信号を生成する。その後、ステップＳ２１に移行し、位置制御部５１は、クロック信号の周期でステップＳ２２以降の手順を繰り返す。

図１０は、加圧装置１０が実行する遷移制御の手順を示したフローチャートである。タイマ部５３から演算開始のトリガとなるクロック信号が入力されると（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３２に移行する。クロック信号が入力されない間は（ステップＳ３１：Ｎｏ）、ステップＳ３１にて待機する。

位置制御部５１は、クロック信号が入力されると、記憶部４６から当接位置目標プロファイルを読み込む（ステップＳ３２）。位置制御部５１は、当接位置目標プロファイルから得られるその時点ごとの二次転写ローラ２５の目標位置と、位置検出部４１が検出した二次転写ローラ２５の位置との残差を算出する（ステップＳ３３）。そして、位置制御部５１は残差に応じた駆動信号を生成し、アクチュエータ３７に当該駆動信号を出力する（ステップＳ３４）。例えば、位置制御部５１は、残差を解消するように二次転写ローラ２５の移動距離および移動方向を決定し、これらを含めて駆動信号を生成する。

次に、出力安定判定部４３は、位置検出部４１が検出した二次転写ローラ２５の位置（位置出力）が、目標位置において安定したか否かを判定する（ステップＳ３５）。位置出力が目標位置において安定していない間（ステップＳ３５：Ｎｏ）はステップＳ３１に戻って、クロック信号の周期でステップＳ３２以降の処理を繰り返す。出力安定判定部４３によって、位置出力が目標位置において安定したと判定されると（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、位置制御部５１は、出力安定した際のアクチュエータ３７の駆動力を記憶部４６に保存する（ステップＳ３６）。保存された駆動力の情報は、図１３で後述する処理にて用いられる。その後、制御切替部５４は処理を当接制御（図７のステップＳ４、図１１参照）に進める。

図１１は、加圧装置１０が実行する当接制御の手順を示したフローチャートである。タイマ部５３から演算開始のトリガとなるクロック信号が入力されると（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、ステップＳ４２に移行する。クロック信号が入力されない間は（ステップＳ４１：Ｎｏ）、ステップＳ４１にて待機する。

力制御部５２は、クロック信号が入力されると、記憶部４６から力目標プロファイルを読み込む（ステップＳ４２）。力制御部５２は、力位置目標プロファイルから得られるその時点ごとのアクチュエータ３７の駆動力と、駆動力検出部４２が検出した駆動力との残差を算出する（ステップＳ４３）。そして、力制御部５２は、残差に応じた駆動信号を生成し、アクチュエータ３７に当該駆動信号を出力する（ステップＳ４４）。例えば、力制御部５２は、残差を解消するような駆動力の大きさと方向とを決定し、これらを含めて駆動信号を生成する。

次に、脱出センサ３９がニップ脱出を検出すると（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、制御部５０は図７のステップＳ５に処理を進める。脱出センサ３９がニップ脱出を検出しない間は（ステップＳ４５：Ｎｏ）、ステップＳ４１に戻って、ステップＳ４１以降の処理を続ける。

尚、媒体２０の後端（搬送方向に対して後端）がニップから脱出する際には、ニップ圧は小さい方がよく、また、当接状態から離間状態への移行は速やかに行う方がよい。即ち、ステップＳ４５：ＹｅｓからステップＳ５への移行のタイミングは速やかに行う方がよい。したがって、図９のステップＳ２２：ＹｅｓからステップＳ３に移行する際のように、センサ検出タイミングに遅れ時間を加算することはここでは行わない。脱出センサ３９の検出タイミングに即対応して、ステップＳ５へ移行するとよい。

＜変形例１＞
第１の実施形態の変形例１として、上述した力制御部５２の機能を、積分器５２１の構成を用いて実現する例について説明する。

図１２は、変形例１における力制御部５２の構成例を示す制御図である。変形例１では、図１２に示すように、力制御部５２が積分器５２１を備えている。尚、積分器５２１の機能は、アナログ回路（積分回路）によって構成されてもよいし、ソフトウェア的に構成されてもよい。図１２に示すように、積分器５２１に入力される力目標プロファイルＦｔは、時間に無関係な定数とし、簡単のため、積分器５２１の制御系は連続系で定義する。力制御部５２は、位置制御（図７のステップＳ３）から力制御（図７のステップＳ４）への切り替え時に、位置制御時のアクチュエータ３７の出力を取得（検出）する。そして、力制御部５２は、取得した位置制御時のアクチュエータ３７の出力を積分器５２１の初期値Ｆ０として設定（更新）する（図１３のステップＳ４０２）。このように、積分器５２１の初期値をＦ０とすると、積分器５２１の出力Ｆ、即ち、力制御部５２の出力Ｆは、次式１のように表すことができる。尚、１／Ｋｐは積分器５２１の時定数である。

式１から、積分器５２１の出力Ｆは、位置制御から力制御への切り替え直後の時間ｔ＝０において積分器５２１の出力初期値Ｆ０となる。即ち、Ｆ＝Ｆ０（ｔ＝０）である。また、積分器５２１の出力Ｆは、時間ｔの経過につれてＦ＝Ｆｔに漸近することとなる。

時定数１／Ｋｐは当接時間に応じて設定されればよい。一例として、Ａ３サイズの紙を線速３００ｍｍ／ｓで搬送する場合には、紙の突入から脱出まで約１秒間必要である。位置制御による粗動の時間を０．４秒間と仮定すると、力制御を約０．６秒間行うこととなる。よって、時定数１／Ｋｐはそれよりも短い時間を設定することが望ましく、例えば０．０１〜０．０５秒程度に設定することが望ましい。

次に、このように力制御部５２が積分器５２１の構成を有する場合における、当接制御（図７のステップＳ４）の処理手順例について説明する。

図１３は、変形例１における当接制御の処理手順例を示すフローチャートである。図１１と同様の手順については同一の符号を付してここでの説明を省略する。ステップＳ４１に先だち、力制御部５２は、積分器５２１（図１２参照）の初期値を計算する（ステップＳ４０１）。即ち、力制御部５２は、当接制御（ステップＳ４）の開始時の駆動力を、遷移制御（ステップＳ３、図１０参照）の終了時、即ち、図１１のステップＳ３６で示したタイミングの駆動力と一致させるよう、積分器５２１の初期値を計算する。そして、力制御部５２は、算出した初期値を積分器５２１に設定する。

このように、図１３に示した例で加圧装置１０は、位置制御部５１による遷移制御（図７のステップＳ３）から、力制御部５２による当接制御（図７のステップＳ４）に制御方法を切り替える際に、切替前後で制御切替部５４の出力を一致させる。即ち加圧装置１０は、遷移制御において位置制御部５１がアクチュエータ３７に指示する駆動出力と、直前の演算周期において力制御部５２がアクチュエータ３７に指示した駆動出力とを一致させる。

このような構成とすることで、加圧装置１０は、制御方法を切り替える際のアクチュエータ３７の駆動出力を連続的として、切替時の出力変化をスムーズにすることができる。

＜変形例２＞
第１の実施形態の変形例２として、当接制御時に当接位置目標プロファイルを更新する例について説明する。

図１４は、変形例２における当接制御の処理手順例を示したフローチャートである。図１１と同様の手順については同一の符号を付してここでの説明を省略する。図１４に示す処理手順例では、ステップＳ４５：Ｙｅｓの場合に力制御部５２が、新たに設けたステップＳ４０３およびＳ４０４の手順を踏み、その後ステップＳ５に移行する。

位置検出部４１は、脱出センサ３９が媒体２０のニップ脱出を検出すると、二次転写ローラ２５の位置を検出（取得）する（ステップＳ４０３）。そして、力制御部５２は、新たに取得された位置情報を用いて、遷移制御（図７のステップＳ３、または、図１０参照）で用いられる当接位置目標プロファイルを更新し、記憶部４６に保存する（ステップＳ４０４）。

尚、上述ではステップＳ４０４において、力制御部５２が当接位置目標プロファイルを更新するとしたが、更新処理は、位置目標生成部４４により行われてもよい。また、上述では、ステップＳ４５において脱出センサ３９が媒体２０のニップ脱出を検出した際に、位置検出部４１が二次転写ローラ２５の位置を検出するとしたが、位置検出のタイミングはこれに限定されない。位置検出部４１は、当接制御から離間制御に切り替わる前のいずれかのタイミング（即ち、当接制御の終了時）において、二次転写ローラ２５の位置を検出すればよい。

このように、図１４に示した例で加圧装置１０は、力制御部５２による当接制御の終了時点における二次転写ローラ２５の位置情報を取得し、これにより当接位置目標プロファイルを更新する。このような構成とすることで、加圧装置１０は、実際の装置状態や室内環境等における当接状態に合わせて、当接位置目標プロファイルを更新することができる。そして加圧装置１０は、当接制御（図７のステップＳ４）における当接位置を、次回の遷移制御（ステップＳ３）においてフィードバックすることができる。これにより、加圧装置１０は、制御方法を切り替わる際にニップ圧が非連続的に変化することを軽減して、画質の向上を図ることができる。

＜変形例３＞
第１の実施形態の変形例３として、当接位置の平均値を用いて当接位置目標プロファイルを更新する構成について説明する。変形例３は、変形例２に対する更なる変形例である。

加圧装置１０は、二次転写ローラ２５の位置について平均値を算出し、平均化された位置情報を用いて当接位置目標プロファイルを更新してもよい。二次転写ローラ２５の位置の平均値を算出するには、例えば、ＦＩＦＯ（Fast In Fast Out）型の記憶領域（ＦＩＦＯバッファ）を用いるとよい。

即ち、加圧装置１０は、図１４のステップＳ４０３にて検出された二次転写ローラ２５の位置情報を、ＦＩＦＯバッファに順次格納する。当該記憶領域は、記憶部４６（図６参照）内に設けてもよいし、記憶部４６以外の記憶装置に設けてもよい。そして、加圧装置１０は、ＦＩＦＯバッファに記憶されている複数の位置情報を用いて、当接位置目標プロファイルを更新してもよい。

図１５は、ＦＩＦＯバッファを実装した際に用いるソースコードの例を示した説明図である。ここでは一例として、ａｖｅｒａｇｅ関数を用いた１０点移動平均を用いる。ｄｏｕｂｌｅ型の変数を引数にとる関数ａｖｅｒａｇｅを呼び出すと、関数内のＦＩＦＯバッファは１０個を上限として引数の信号を記憶し、その平均値を返り値として返す。

この位置信号（位置情報）は用紙がニップを通過する度に制御部５０に送られるので、たとえば１分間に６０枚印刷する印刷設定では、信号は１秒ごとに更新される。このとき、１秒ごとの信号の移動平均を１０点取ると、信号に含まれる０．０６２Ｈｚ以上の信号成分、周期にすると１６秒よりも短い周期の信号は無視できるようになる。これにより、計測に伴う信号のノイズ成分を効率良く除去できる。

加圧装置１０は、上述のようにして算出された位置情報の平均値を用いて、当接制御で用いられる当接位置目標プロファイルを設定する。

図１６は、当接位置目標プロファイルの一例を示した説明図である。当接位置目標プロファイルの初期位置は必然的に離間位置であり、到達位置には、上述のようにして求められた当接位置の平均値が採用される。例えば、約３０ミリ秒間に初期位置から到達位置まで移動するような当接目標プロファイルを設定する。そのうち、約１５ミリ秒間に初期位置からニップ７０の距離ｄが０になるような位置へ移動し、約１５ミリ秒間に距離ｄが０から到達位置に移動するよう、当接目標プロファイルを設定する。

このように加圧装置１０は、位置情報を平均化して当接位置目標プロファイルを更新することで、有限インパルス応答フィルタを構成することができる。従って、加圧装置１０は、１回分の位置情報で当接位置目標プロファイルを作成した際に含みうる計測誤差や経時変化の影響を除去し、当接位置目標プロファイルの質向上を図ることができる。これにより、加圧装置１０は、二次転写ローラ２５の位置をより迅速に安定化することが可能となる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、並進型のアクチュエータ３７を用いて支持部３５の位置を変位させ、駆動力検出部４２が並進型アクチュエータの特性に基づきアクチュエータ３７の駆動力を検出（算出）する構成について説明した。これに対して第２の実施形態では、回転型のアクチュエータ２３７（即ちモータ、図１７参照）を用いて支持部３５の位置を変位させ、モータの特性に基づきアクチュエータ２３７の駆動力を検出（算出）する構成について説明する。

尚、第２の実施形態に、上述した第１の実施形態の変形例を適宜適用してもよい。

図１７は、第２の実施形態にかかる加圧装置２１０の構造例を概略的に示した図である。尚、図１７では、第２の実施形態に係る加圧装置２１０を含む画像形成装置２０１の一部を、部分的に切り欠いて概略的に示している。第１の実施形態に係る加圧装置１０と同様の構成要素についてはその図示を省略する場合がある。或いは、第１の実施形態と同様の機能を持つ構成要素については、同一の符号を付して以下での説明を省略する場合がある。また、同一の符号を付した構成要素は、互いに全ての機能および性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能および性質を有してもよい。

図１７に示すように、第２の実施形態のアクチュエータ２３７は、回転型のアクチュエータであり、具体例としては、汎用的なＤＣモータが用いられる。なお、アクチュエータ２３７はこれに限らず、ＡＣモータであっても良い。また、アクチュエータ２３７は、ブラシ付きモータでもブラシレスモータでも良い。アクチュエータ２３７は、トルク制御が可能な他の回転型アクチュエータであっても良い。

支持部材６７の一方の端部６７ｂに、回転軸３５ａが配置される。支持部材６７の他方の端部６７ｃに、伝達機構９５を介して、アクチュエータ２３７が取り付けられる。伝達機構９５は、ギヤ９５ａと、伝達歯車９５ｂとを有する。

ギヤ９５ａは、支持部材６７の他方の端部６７ｃの端面に形成される。伝達歯車９５ｂは、アクチュエータ２３７の駆動軸に取り付けられる。なお、伝達歯車９５ｂは、アクチュエータ２３７の駆動軸と一体に形成されても良い。

アクチュエータ２３７が駆動すると、駆動軸によって伝達歯車９５ｂが回転する。伝達歯車９５ｂは、ギヤ９５ａを介して、アクチュエータ２３７のトルクを支持部３５に伝達する。これにより、アクチュエータ２３７の駆動軸の回転方向に応じ、支持部３５が回転軸３５ａを中心として揺動する。

支持部３５が揺動することによって、二次転写ローラ２５が中間転写ベルト１２に対し、接近又は離間する。すなわち、アクチュエータ２３７は、トルクを支持部３５に伝達することによって、二次転写ローラ２５が中間転写ベルト１２に向かう又は中間転写ベルト１２から離れる方向の力を、支持部３５に作用させる。

伝達機構９５の構成は、上記のものに限らない。例えば、伝達機構９５は、摩擦、ベルト、及びワイヤのような他の手段を用いることにより、アクチュエータ２３７のトルクを支持部３５に伝えても良い。

弾性体３６は、支持部材６７の他方の端部６７ｃに設けられた梁部材６８に取り付けられる。弾性体３６が支持部３５に取り付けられた位置と回転軸３５ａとの間の距離は、ギヤ９５ａと回転軸３５ａとの間の距離よりも短い。

エンコーダ６４はロータリエンコーダで構成され、アクチュエータ２３７の駆動軸の回転量を検出し、エンコーダパルスを出力する。位置検出部４１（図６参照）は、アクチュエータ２３７の駆動軸の回転量から、支持部３５の変位を算出する。また、駆動力検出部４２（図６参照）は、アクチュエータ２３７に流れる電流と、モータ定数とからアクチュエータ２３７の駆動力を検出（算出）する。

制御部５０（図６参照）は、支持部３５の位置（変位）と、支持部３５の速度と、アクチュエータ２３７に流れる電流と、に基づくアクチュエータ２３７のフィードバック制御を行う。制御部５０の機能構成については、第１の実施形態と同様である。

アクチュエータ２３７は、回転駆動することによって支持部３５に力を作用させる回転型アクチュエータである。アクチュエータ２３７は、支持部材６７の他方の端部６７ｃに配置される。これにより、より大きな減速比が得られ、アクチュエータ２３７が支持部３５に作用させる力に対し、二次転写ローラ２５が中間転写ベルト１２に押し付けられる力が大きくなる。

また、回転型アクチュエータは、第１の実施形態で用いられる直動型（並進型）アクチュエータより一般的に安価である。このため、第２の実施形態では加圧装置２１０の製造コストを低減することが可能である。したがって、小型且つ安価なアクチュエータ２３７を利用することが可能となり、画像形成装置２０１のレイアウトの自由度が向上するとともに製造コストが低減される。さらに、画像形成装置２０１の消費エネルギーが低減される。

尚、第２の実施形態における二次転写ローラ２５と、弾性体３６と、アクチュエータ２３７と、回転軸３５ａとの配置は、図１７に示す配置に限られない。加圧装置２１０の構成及び配置は、弾性体３６が支持部３５に所望の力を作用させ、アクチュエータ２３７が所望の減速比を介したトルクを支持部３５に作用させることが可能であれば良い。

以上説明した通り、上記実施形態によれば、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との位置を制御した後に、フィードバックの制御対象を位置から力に切り替えて、斥力ローラ１５と二次転写ローラ２５との間に作用する力が目標値となるよう制御する。このように２段階でフィードバック制御を行うので、位置制御によってローラ対を迅速に当接状態とした後に、力制御に切り替えてニップ圧を微調節することができる。従って、ローラ対間のニップ圧を高精度かつ応答性よく制御することができ、画質の向上を図ることができる。

１、２０１ 画像形成装置
１０、２１０ 加圧装置
１５ 斥力ローラ
２０ 媒体
２５ 二次転写ローラ
３７、２３７ アクチュエータ
３８ 突入センサ
３９ 脱出センサ
４１ 位置検出部
４２ 駆動力検出部
４３ 出力安定判定部
４４ 位置目標生成部
４５ 駆動力目標生成部
４６ 記憶部
５０ 制御部
５１ 位置制御部
５２ 力制御部
５３ タイマ部
５４ 制御切替部

特開２０１０−１５１９８３号公報 特開平５−２８９５６９号公報 特開２０１４−０３８２０１号公報

Claims (10)

1. 表面の少なくとも一部に像担持体が形成されるシート状の媒体を挟み込んで当該媒体に圧力を加えながら搬送方向に送り出す第１ローラおよび第２ローラと、
   前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置を変位させて、前記第１ローラと前記第２ローラとを接近または離間させる駆動部と、
   前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置をフィードバック制御する位置制御手段と、
   前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの間に作用する力をフィードバック制御する力制御手段と、
   前記位置制御手段によるフィードバック制御によって前記第１ローラと前記第２ローラとを離間位置から当接位置とした後に、前記力制御手段によるフィードバック制御によって前記力がニップ圧の目標値となるよう、フィードバックの制御対象を切り替える制御方法切替手段と、
   を備えた加圧装置。
2. 前記第１ローラと前記第２ローラとの間のニップへの、前記媒体の突入を検出する突入検出部を更に備え、
   前記制御方法切替手段は、前記第１ローラと前記第２ローラとが離間した状態で、前記突入検出部が前記ニップへの前記媒体の突入を検出すると、前記位置制御手段によって前記第１ローラと前記第２ローラとを当接状態とした後に、前記力制御手段によって前記第１ローラおよび前記第２ローラの間のニップ圧を前記目標値とする、
   請求項１に記載の加圧装置。
3. 前記ニップからの前記媒体の脱出を検出する脱出検出部を更に備え、
   前記制御方法切替手段は、前記第１ローラと前記第２ローラとが当接した状態で、前記脱出検出部が前記ニップからの前記媒体の脱出を検出すると、前記位置制御手段によって、前記第１ローラと前記第２ローラとを離間状態とする、
   請求項２に記載の加圧装置。
4. 前記第２ローラの位置を検出する位置検出部を更に備え、
   前記駆動部は前記第２ローラの位置を変位させて、前記第１ローラと前記第２ローラとを接近または離間させ、
   前記位置制御手段は、前記第１ローラと前記第２ローラとを当接状態とする際の、前記第２ローラの目標位置を時間推移に対して定めた当接位置目標プロファイルと、前記位置検出部の検出結果との差に基づいて、前記第２ローラの位置をフィードバック制御し、
   前記制御方法切替手段は、前記位置検出部が検出した前記第２ローラの位置が前記当接位置目標プロファイルで定められた目標位置にて安定すると、前記位置制御手段によるフィードバック制御から前記力制御手段によるフィードバック制御に切り替える、
   請求項１ないし３のいずれか１つに記載の加圧装置。
5. 前記第１ローラと前記第２ローラとの間に作用する力を検出する力検出部を更に備え、
   前記力制御手段は、前記第１ローラと前記第２ローラとが当接状態である際の、前記第１ローラと前記第２ローラとの間に作用する力の目標値を時間推移に対して定めた力目標プロファイルと、前記力検出部の検出結果との差に基づいて、前記第１ローラと前記第２ローラとの間に作用する力をフィードバック制御する、
   請求項１ないし４のいずれか１つに記載の加圧装置。
6. 前記位置制御手段は、前記位置検出部が検出した前記第２ローラの位置が前記当接位置目標プロファイルで定められた目標位置にて安定すると、前記位置が安定した際の前記駆動部の駆動力を記憶部に保存し、
   前記力制御手段は、前記位置制御手段によるフィードバック制御から前記力制御手段によるフィードバック制御に切り替えた後の前記駆動力を、前記記憶部に保存されている前記駆動力に基づいて決定する、
   請求項４に記載の加圧装置。
7. 前記位置検出部は、前記力制御手段による前記第１ローラと前記第２ローラとの当接制御の終了時に、前記第２ローラの位置を検出し、
   前記位置制御手段は、前記位置検出手段が前記当接制御の終了時に検出した前記第２ローラの位置を用いて、前記当接位置目標プロファイルを更新し、次に前記第１ローラと前記第２ローラとを当接位置とする際に、更新後の前記当接位置目標プロファイルを用いて前記駆動部をフィードバック制御する、
   請求項４または６に記載の加圧装置。
8. 前記位置検出手段は、前記当接制御の終了前に、前記第２ローラの位置履歴を検出することにより複数個の位置情報を記憶部に格納し、
   前記位置制御手段は、前記記憶部に格納されている前記複数個の位置情報に基づいて、前記当接位置目標プロファイルを更新する、
   請求項７に記載の加圧装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１つに記載の加圧装置を備えた画像形成装置。
10. 加圧装置で実行される制御方法であって、前記加圧装置は、
    表面の少なくとも一部に像担持体が形成されるシート状の媒体を挟み込んで当該媒体に圧力を加えながら搬送方向に送り出す第１ローラおよび第２ローラと、
    前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置を変位させて、前記第１ローラと前記第２ローラとを接近または離間させる駆動部と、を備え、
    前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの少なくとも一方の位置をフィードバック制御する位置制御工程と、
    前記駆動部を制御して、前記第１ローラおよび前記第２ローラの間に作用する力をフィードバック制御する力制御工程と、
    前記位置制御工程によるフィードバック制御によって前記第１ローラと前記第２ローラとを離間位置から当接位置とした後に、前記力制御工程によるフィードバック制御によって前記力がニップ圧の目標値となるよう、フィードバックの制御対象を切り替える制御方法切替工程と、
    を含む加圧装置の制御方法。

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