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ベルトウォーク制御技術

レーザープリンターの小型低コスト化によって、ビジネス環境にも対応できる印刷速度と普通紙画像品質、高信頼性を兼ね備えたレーザープリンターのニーズが高まっています。
タンデム方式のカラーレーザープリンターでは、Y,M,C,Kの4色の露光現像ユニットを直線状に配置し、回転駆動する中間転写ベルト上にトナー画像を順次転写し、フルカラー画像を形成します。そのため、タンデム方式で良好なカラー画像を得るためには、中間転写ベルトのウォーク(蛇行)を防止し、4色のトナー画像位置ずれを最小限に抑える必要があります。

従来、高速機では、ベルトウォーク量をセンサーで検出し、ウォーク方向をコントロールするステアリングロールの傾きを制御する方法が採用されています。また、低速機では、ベルト内周面にリブと呼ばれる凸部材を貼り、これをベルト張架ロールの凹部にはめることで、ベルトのウォークを最小限に抑えています。今回、新たに小型カラーレーザープリンター向けに自動ベルトウォーク制御LSBA(Leverage Self Belt Aligner) 技術を開発しました(図1)。

本技術は、2軸の張架ロールによって中間転写ベルトユニットを構成しています。2軸の一端は固定され、他端は図1に示すようにステアリングロールにプーリー、アーム、コイルスプリングを加えた部品構成とし、この2本の張架ロール間の捻れを適切な角度に保つことにより、ベルトウォークを最小限に抑えることが可能になりました。

ベルトウォーク制御のメカニズムについて説明します。中間転写ベルトはあらかじめブーリー側に片寄るように設計します。ベルトがブーリー側に片寄る時に生じる端部への力(1)は、一端が固定されているアームの「てこの原理」によって、シャフトを押し下げる方向(2)に働き、スプリングを押し下げます。その結果、このベルトが端部へ押す力とバネの反発力がセルフバランスする角度にステアリングロールの傾きが自動的に調整されるので、ウォークがおさまるだけでなく、ベルト全体(一周)のウォーク変動量を常に最小限に抑えることができます。本技術は、原理的にベルトの速度に影響されないため、高速回転においてもウォークコントロールの作用や効果を維持することが可能です。この利点を活かして、ベルトの高速化による高い生産性を実現しました。

図1:自動ベルトウォーク制御機構LSBAイメージ図