レーザープリンターはどのように機能しますか？
30年以上にわたって、レーザープリンターは私たちの印刷方法を変革し、最初に高品質の白黒印刷をすべての企業の手の届くところに置き、その後デスクトップパブリッシング革命を引き起こし、次に小さなオフィスと家。
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現在でも、レーザープリンタはビジネスの至る所に存在し、高速で大量のワークロードに対しては他の追随を許しません。しかし、レーザープリンターはどのように機能しますか？レーザー、帯電ドラム、トナーの組み合わせは、ページに表示されるテキストと画像をどのように生成しますか？
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プロセスの歴史
まず、レーザープリンターの歴史についての簡単なレッスン。レーザープリンターは、1938年にアメリカの弁理士チェスターカールソンによって開発されたプロセスである電子写真の原理に依存しています。カールソンは、紙の白い領域からの光を反射することで、テキストのページのコピーを作成できることを発見しました。充電されたドラム。
光はドラムの電荷を中和したので、反対に帯電した微細で乾燥した着色された粉末の粒子が露出されていない領域に適用されたとき、それは付着しました。次に、このトナーをドラムから紙に転がして、熱と圧力で所定の位置に融着させることができます。カールソンの発明は、最初のコピー機と、コピーの代名詞となったゼロックスという会社の創設の両方につながりました。
1969年、ゼロックスの研究者であるゲイリースタークウェザーは、電子写真をさらに1段階進めました。写真プロセスを使用してドラム上に画像を作成する代わりに、レーザーを使用してデジタル画像を描画してみませんか？ 8年後、ゼロックスは初期のレーザープリンターである9700電子印刷システムをリリースしました。
Xeroxのテクノロジーは機能しましたが、マスマーケットに対応する準備ができていませんでした。それには、イノベーターのユニークなパートナーシップが必要でした。 1970年代半ば、プロトタイプのレーザープリンターを開発したキヤノンは、このテクノロジーを商用ビジネスプリンターに導入することに関心があるかどうかをHPに尋ねました。これにより、HPの最初のレーザープリンターであるHP 2680Aが開発されました（上記の魅力的なプロモーション写真を参照）。そこから最初のマスマーケットレーザー、オリジナルの1985 HPLaserJetが登場しました。
レーザープリンター内部
LaserJetテクノロジーは30年間で劇的に変化しましたが、基本的なプロセスは基本的に同じです。指示は、PCからプリンターにプリンターコマンド言語（PCL）の形式で送信されます。これは、印刷するテキスト、印刷する場所、スタイルを設定する方法をプリンターに指示すると同時に、グラフィック要素をPCLに分解します。コード。次に、プリンタのラスターイメージプロセッサ（RIP）が、これらの命令を画像に変換して、完成したページに印刷します。
しかし、この画像はどのようにしてそこに到達するのでしょうか？まず、一次帯電ローラーまたはコロナワイヤーによって円筒形ドラムに負電荷が印加されます。次に、レンズとミラーの配置を介して動作するレーザーが、RIPによって作成された画像を一度に1行ずつドラム表面にエッチングします。レーザーが当たった領域は、より正の電荷を持っています。これは、負に帯電したトナーがドラムの表面に転写されると、レーザーでマークされた領域に付着し、負に帯電したままの領域から落ちることを意味します。
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次に、トナーは転写ローラーによってドラムの表面から紙に転写され、転写ローラーは紙の下側に正の電荷を加え、ドラムから負に帯電したトナーを引き付けます。トナーは静電気で固定された状態で、定着ユニットに送られます。、熱と圧力の組み合わせを使用して、トナーを恒久的に所定の位置に固定します。
白黒レーザーとカラーレーザーはどちらも同じ基本プロセスを使用しますが、重要な違いが1つあります。モノラルレーザープリンターでは、ドラムとトナーカートリッジが1つだけですが、カラーレーザープリンターでは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4つのカートリッジがあり、それぞれにドラム、トナー、一次帯電ローラーと関連するメカニズムがあります。 。
実際、カラーレーザーの技術の大部分は実際にはトナーカートリッジ内にありますが、トナーの配合は印刷品質、パフォーマンス、信頼性にとって非常に重要です。メーカーがユーザーにオリジナルのトナーカートリッジを使い続けるように促すのは、これらのカートリッジが機械的に頑丈で信頼性が高く、使用されているトナーがそのプリンタライン用に設計されたものであることを知っているからです。
レーザープリンターの利点と制限
システムとして、レーザープリンタープロセスは信じられないほど効果的です。改良により、速度は1分あたり1ページ（ppm）未満から50ppm以上に増加し、解像度は4倍以上になりました。さらに、レーザープリンターは、インクジェットプリンターやソリッドインクプリンターなど、ライバルの印刷技術に比べて歴史的にいくつかの利点を享受してきました。
レーザーは、普通紙でも鮮明なテキストと明るいフルカラーグラフィックスを生成し、カラーと白黒の印刷速度にほとんど違いはありません。レーザー印刷も信頼性の高いテクノロジーであり、レーザープリンターは4,000〜15,000ページの月間ワークロードを処理できます。そのため、レーザープリンターは、ビジネス対応のワークグループプリンターの大部分を占めています。、ただし、最新のインクジェットは現在、厳しい競争を提供しています。
それでも、いくつかの制限がレーザーを妨げています。まず、カートリッジ内のトナー粒子は、メカニズムを循環するのに多くの時間を費やします。つまり、時間の経過とともに劣化する傾向があります。これにより、カートリッジ内のすべてのトナーを使用できなくなるため、一部が無駄になります。第二に、レーザープリンタのフューザーユニットは、トナーを紙に溶かすために大量の熱を必要とします。これは、エネルギー料金を増加させ、環境に悪影響を及ぼします。
HPは、より小さく、より速く、よりエネルギー効率の高い新しいトナー配合と新しいプリンターラインであるLaserJet Mシリーズで、この分野をリードしています。継続的な研究、開発、革新を通じて、レーザープリンターはますます強力になります。
トナーとは？
初期のレーザープリンターは、樹脂、顔料、およびさまざまな添加剤のブレンドを使用し、熱いうちにブレンドしてペーストを形成し、次に冷却して粉砕して乾燥粉末にしました。トナーは、粒子が可能な限り均一なサイズと形状である場合に最適に機能するため、これらのトナーは、最小および最大の粒子を取り除くためにふるいにかけられました。粉砕されたトナーは今日でも多くのレーザープリンターで使用されていますが、粒子のサイズは以前の数分の1になっています。
しかし、1997年に、HPは化学プロセスを使用して、シアン、マゼンタ、黄色のトナー粒子を成長させ、主要なレーザープリンターで使用しました。各小さな球形の粒子は、コアから必要な正確なサイズと形状に成長しました。これにより、トナーがより制御しやすくなり、カートリッジと印刷エンジンをよりよく流れるようになり、印刷速度、解像度、および各カートリッジで印刷できるページ数が向上しました。現在、HPのすべてのColorSphereおよびColorSphere 3トナーはこの方法で製造されており、最新バージョンでは、耐久性のある外殻の内側にインクの柔らかいコアが巻かれているため、ページの歩留まりが向上し、トナーが低融点で融着します。
画像は著作権で保護されています HP そして HPコンピューターミュージアム 。
