高品位・高速でロール紙に印刷。デジタル印刷の生産性向上に貢献

連帳プリンター

高品位なカタログ、帳票、ポスター、チラシ、ダイレクトメールなどの商業印刷で活躍する「連帳プリンター」。キヤノンは、オフセット印刷用コート紙などへの印刷を可能にし、オフセット印刷に迫る画質と生産性を実現しています。

商業印刷用プリンターのしくみ

商業印刷用プリンターには、さまざまな印刷方法がありますが、主に従来方式の「オフセット印刷」と最新の「インクジェット印刷」に分けられます。オフセット印刷はアルミ板に露光・現像して「版」をつくり、水と油が反発する作用を利用して、インクのつく部分とつかない部分をつくり出すことで印刷を行います。一度版をつくれば繰り返し刷ることができ、短時間に大量の印刷を低コストで行えるのが特長ですが、カラー原稿ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）4つの色に分解して版を作るため、少量印刷の場合は単価が高くなります。
インクジェット印刷は、インクを微細なノズルから紙に直接吹き付けて印刷します。版が不要なためすぐに印刷でき、デザインや書式は同じでも、宛名などのデータだけを変えて印刷する「バリアブル印刷」も容易です。

連帳プリンターのしくみ

商業印刷用プリンターは、用紙一枚ずつに印刷するカットシートタイプと、ロール紙に連続して印刷する連帳タイプに分けられます。基本的なしくみはどちらも同じで「コントローラー」「プリンター（エンジン）」「乾燥」「搬送」ユニットなどで構成されます。
インクジェット方式の連帳プリンターでは、給紙装置から送り出されたロール紙がプリンター部に搬送され、印刷が行われます。コントローラーが、プリントヘッドの各ノズル向けに印刷データ(テキスト、ラインアート、画像)をピクセル情報に変換し、印刷用紙に各ページデータを正しい順で配置する「面付け」などの印刷ジョブを組み立てるなど、プリンター部を制御。プリンター部で印刷された用紙は乾燥ユニットで熱を加えたり冷却したりすることでインクが固定され、巻き取り装置に巻き取られます。印刷された用紙は最終印刷物（書籍や雑誌、ダイレクトメールなど）を仕上げるために、裁断や綴じ、製本などのさまざまな後加工が行われます。

コントローラーのしくみ

コントローラーはページ技術言語(PDL)で記述されたプリントデータを受信し、フレーム（ページごとの画像データ）に変換し印刷すべき内容をプリンター部に送信します。大量の計算と画像データの処理が必要で、ソフトウエアのアルゴリズム次第で処理速度が大きく変化するため、いかに内部データ量を削減してメモリアクセス時間を削減できるかが、高速処理のカギとなります。

プリンター部のしくみ

インクジェット印刷はプリントヘッドと印刷媒体（用紙など）が非接触のため、表面が粗いものや凹凸のあるものなど幅広い媒体にプリントできます。
印刷方式には、「スキャン方式」と「シングルパス方式」の2つの方式があります。スキャン方式は、プリントヘッドとインクタンクを載せて左右に走査してインク滴を吐出するユニット「ヘッドキャリッジ」を用紙に対して横方向（副走査方向）に往復運動させてプリントを完成させる方式で、高精細な印刷に適しています。シングルパス方式はプリントヘッドを紙幅いっぱいに配置し、搬送している用紙にプリントする方式で、高速印刷・高生産性が求められるプリント、また産業分野への応用に向いています。

インクジェット用インク

通常、インクジェットプリンターでは、印刷の三原色であるCMYのインクに色の調整が難しい黒（K）を加え、CMYK4色のインクのドットを混在させて色を表現します。印刷した用紙を顕微鏡で拡大すると4色の細かなインクのドットが見えるのはこのためです。インク滴は小さいほどなめらかな階調表現ができ、高画質な画像を印刷できます。
インクジェットプリンター用のインクは用途に応じて、水性染料・水性顔料・溶剤・油性顔料・UV硬化型・ソリッドインクなどがあり、吐出の安定性はもちろん、プリントヘッド内では乾燥を抑えてノズルの目詰まりがないようにしながら、紙の上ではすばやく乾燥して固まる、という相反する特性の両立が求められます。

乾燥部のしくみ

インクジェット方式のプロダクションプリンターでは、さまざまな方法を組み合わせて、インクを用紙に定着させます。高速印刷では、主に加熱サドルや乾燥ドラムによる接触乾燥やエアーフローテーションによる非接触乾燥が採用され、大判印刷では一般的にUV乾燥が採用されています。キヤノンでは、これらの技術をそれぞれのプリンターとインクに合わせてカスタマイズしています。また、過熱蒸気などを利用する最新の技術も積極的に導入しています。

キヤノンの商業印刷用プリンターの技術

キヤノンの連帳プリンター「ProStream」は、ロール紙の表面に印刷を行う装置と裏面に印刷を行う装置がセットになったツインエンジンで構成された商業印刷用プリンターです。従来のインクジェット印刷では難しかったオフセット印刷用のコート紙に高い品質で印刷するために、独自の顔料インクとベースコート剤を開発。乾燥機構も含めて設計し、さまざまな用紙への高精細印刷を実現しました。

インクセットテクノロジー

「ProStream」は独自技術のベースコート剤「カラーグリップ」と高濃度の「ポリマー顔料インク」によるインクセットテクノロジーにより、オフセット印刷用コート紙に印刷するとインクがはじかれてしまうというインクジェットの課題を克服しています。
カラーグリップは使用する紙にあわせてカラーインクのプリント前に常に紙表面に塗布されます。紙の風合いを変えることなく紙表面を整え、インク液滴の正確な着弾を実現し、顔料粒子をすばやく固定することを可能にしました。上質紙、書籍用紙、コミック誌のように表面がざらざらしている紙では、カラーグリップによりインクの顔料成分を用紙の表面に多く止めることができ、インクのしみ込みやにじみを抑制することができます。一方、コート紙のような表面がツルツルした用紙の場合はインクが紙にしみ込みにくく、インク同士が混ざり合ってしまうという現象が発生しやすくなるため、カラーグリップがこれを抑制し、画像がぼんやりするのを防ぎます。

ポリマー顔料インクは、ポリマーの中にインクの顔料成分を含みカラーグリップに触れるとゲル化する特徴をもっています。インク同士の混色や用紙へのしみ込み・にじみの抑制が可能になり、着弾を整えます。乾燥の際の加熱工程では顔料とポリマーが用紙の表面に多く残り、さらに加熱すると用紙の表面にしっかりとした膜を形成します。用紙の表面になるべく多くの顔料をとどめることにより、さまざまな用紙に高い濃度での印刷を可能にしています。

エアーフローテーション非接触乾燥

キヤノン独自の「エアーフローテーション非接触乾燥技術」は、熱した空気を紙の両面に吹き付けロール紙を浮かせ、プリントした紙に直接触れることなく乾燥させるため、用紙への負荷や損傷を回避することができます。乾燥機では、常に最適な量のエネルギーが供給できるようリアルタイムで自動制御が行われています。これにより、無駄なエネルギーの消費を避け、常に最適な品質を実現しています。

DigiDotテクノロジー

「ProStream」の新プリントヘッドは、1200dpiの解像度と印字する内容に応じて2ピコリットル、4.6ピコリットルのインク滴を吐出するマルチレベル印刷を行う「DigiDotテクノロジー」を搭載しています。インク滴のサイズを変更することで、インク消費量を効率良くコントロールしながら細部は鮮明に、なめらかで自然なグラデーションを表現します。

インラインクオリティコントロール

高速印刷では品質管理が非常に重要です。多くの企業では、この品質管理が手作業で行われ、エラーが発生しやすい状況になっています。キヤノンは、高速カメラシステムをベースに独自の自動品質管理技術を開発しました。インラインクオリティコントロール (IQC) では、特性の異なる用紙に合わせて印刷機を自動で調整することで印刷品質を最適化できるだけでなく、個々のノズルを連続的に監視して、印刷成果物の制作開始から終了まで欠陥がないことを確認できます。

PreFireシミュレーション

インクを吐出していない時にいつでも印刷ヘッド内でインクを再循環させる「Pre-Fire」技術は、インク排出の必要をなくすとともに、ヘッドの動きとインクの節約を実現。一貫した液滴サイズと着弾配置を可能にしました。また、ノズル詰まり防止にも有効に働きます。

ヘッドセーフ

インクの吐出間隔が一定時間以上空くと、インクが乾燥したり粘性が高くなってノズルが詰まってしまいます。これを予防するために、使っていない色（CMY）のヘッドの下に水で満たされたヘッド用のキャップを取り付け、ヘッドを乾燥やホコリによる目詰まりから守る「ヘッドセーフ」を装備しています。いつも最適な状態にヘッドを保ち、フルカラーモード/モノクロモードの簡単ですばやい切り替えを可能にします。

用紙搬送

キヤノンは薄紙から厚紙まで幅広い用紙に対応した「用紙搬送テクノロジー」を開発。複数の用紙駆動ローラーをセンサーで精密にコントロールし、用紙の張力を常に一定に保っています。さらに、横方向の用紙エッジ調整を行うステアリングフレームにより用紙の蛇行を最小限に抑え、高い印刷精度を実現しています。

SPA MPコントローラー

「ProStream」は、大量生産の印刷環境向けに独自に設計されたデータ処理システムであるSRA（Scalable Raster Architecture）MPコントローラーと革新的なPDFワークフローを搭載しています。IPDS、PCL、PDFなどのページ記述言語（PDL）のデータを高解像度のラスターイメージ（無数のドットで描かれた画像）にリアルタイムで変換。これにより、2台同時にプリンターを動かす「ProStream」でも、途切れのない高速印刷が可能です。
オペレーターは直感的なユーザーインターフェイスにより、プリンターのパフォーマンスを最大限に高めることができます。オプションのPDF DFE（PRISMAcontrol）を使用すれば、PDFファイルを直接プリンターに送り、生産管理を行うことができます。

PRISMAソフトウエア

キヤノンのワークフロー管理システム「PRISMAcontrol」では、各印刷システムに対して、PDF処理およびジョブ管理機能を備えたワークフローをワンストップで実現することが可能です。オペレーターは、ロール紙に印刷ジョブのギャンギング（同じ紙面上に異なる種類の印刷データを面付け）を行ったり、印刷順序を変更したりすることができ、印刷環境の急な変化にも柔軟に対応することができます。
「PRISMAproduction」は、商業印刷と帳票印刷の両方を対象とした高い生産性と柔軟性をあわせ持つ高機能デジタル印刷ワークフロー管理システムです。デジタル印刷物の生産を一元的、かつ強力にコントロールし、印刷物生産の競争性を高めます。
このソフトウエアはモジュール構造により、簡単に構成・設定変更が可能です。必要なオプションモジュールを必要なときに追加することで、全体的な操作感を変えることなく新たなニーズに対応するほか、初期投資を低く抑え、ビジネスの拡大にあわせて拡張していくことが可能なワークフローシステムとなっています。また、優れた設計のGUIを備え、印刷オペレーターが設定や操作をスムーズに行えるため、印刷物の準備から出力完了までの時間を短縮します。定型ジョブについては完全な自動化が可能で、ヒューマンエラーを未然に防ぎ、印刷システム全体の信頼性を高めることができます。