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レーザープリンターおよび複合機の搭載技術

キヤノンは、レーザープリンターおよび複合機の開発において、画質、スピード、操作性などの基本性能の向上はもちろん、ネットワーク対応、拡張性の実現といったさまざまなニーズに対応し、かつ環境配慮にも配慮した製品開発を続けています。

2018/12/27技術紹介

電子写真技術のプリントプロセス

レーザープリンター、オフィス向け複合機、デジタルプロダクションプリンティングシステムなどは、同じ原理でプリントを行っています。

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1 帯電
感光ドラム表面にマイナスの静電気を帯びさせます。

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2 露光
光で感光ドラムに画像を描きます。レーザー光の照射部分は静電気がなくなります。

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3 現像
トナーを感光ドラムに近づけると、静電気のない部分にだけトナーが付着します。

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4 転写
感光ドラムを用紙に密着させ(※)、用紙裏側からプラス電荷を与えて、トナーを用紙に移します。

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5 定着
トナーが転写された用紙に熱と圧力を加えて、トナーを用紙に定着させます。

  • (※)
    カラー製品のほとんどは、感光ドラムから中間転写ベルトにトナーを移し、それを用紙に移す方式になっています。

コンフィギュレーションフリー・アーキテクチャー

#物理学

プリンターから複合機まで、機能の組合せ自在

単機能プリンターから複合機まで、多品種な製品を低コストで短期開発できるよう、デバイスや操作部、機能の組合せが自在で、かつ軽量コンパクトなアーキテクチャーを開発しました。
このアーキテクチャーを用いることで、スキャナーやプリンターといったデバイスや操作部、コピーやプリントやスキャンなどの機能を自在に組み合わせ、製品化できるようになりました。
このアーキテクチャーは、各デバイスや機能をブロック構造で実現し、それらのブロックを組み合わせることで多品種モデルを容易に製品化できます。また、ブロックの流用が簡単であるため、開発の効率化と高品質化に貢献。モバイルプリントや認証機能などの新機能追加も容易となり、高機能化にも貢献します。
さらに、このアーキテクチャーは、言語依存部分が完全分離されており、同時に30言語以上の製品化対応を可能としています。

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コンフィギュレーションフリー・アーキテクチャーの概念図

オートメディアセンシング技術

#自動化#機械工学#電気工学#情報工学#物理学

メディアの種類を自動判別し、最適設定でプリント

レーザープリンターおよび複合機には、紙だけでなく樹脂フィルムなどさまざまなメディア(用紙)が使用されます。トナーを定着させる際の最適な熱量はメディアによって異なるため、ユーザーはPC画面やプリンター本体の操作パネルで、使用するメディアに合わせた設定をする必要があります。熱量が少ないと、4色(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)のトナーがメディア上で溶け切らず画質が低下したり、はがれやすいプリントになったりします。一方、熱量が多いとメディアに過剰な熱が伝わり、メディアが曲がってしまうこともあります。

キヤノンは、この面倒なマニュアル設定を不要とし、設定ミスによるプリントの失敗を防ぐことを可能にする、高精度なオートメディアセンシング技術を開発しました。

トレイから送り出されたメディアの表側にLEDで光を当てて、その表面をCMOSセンサーで撮影し、凹凸を測定します。次にメディアに超音波を送信し、透過した超音波から紙の坪量(※1)を測定します。この二つの情報を本体内部(ライブラリー)にあるデータと比較し、6種類(※2)のメディアのどれに該当するかを瞬時に自動判別。この判別結果をもとに最適な設定でプリントを行います。

自動判別のためのデータライブラリーは、数千におよぶメディアの表面画像を解析してつくられました。オートメディアセンシング技術を搭載したレーザープリンターおよび複合機では、ユーザーの負荷なく、メディアに左右されない安定した高画質なプリントを可能にしています。

  • (※1)坪量
    紙の厚さで品質を示す単位。1㎡あたりの紙の重量とグラムで表す。
  • (※2)6種類のメディア
    普通紙、ボンド紙(小切手、証券類や高級事務用などに使われる良質の用紙)、薄紙、厚紙、グロス紙(写真プリントなどに使われる光沢紙)、グロスフィルム(光沢のある樹脂フィルム)の6種。

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メディアの種類を判別する仕組み

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CMOSセンサーと超音波センサー

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メディア表面の画像例

生産性向上と省エネに貢献するオンデマンド定着技術

#機械工学#電気工学#物理学#環境配慮

レーザープリンターおよび複合機では、粉状のトナーに熱をかけて溶かし、加圧ローラーで圧力をかけてメディアに定着させています。
これまで広く用いられていた定着技術は、ローラー内部に設けられたハロゲンヒーターから伝わる熱(輻射熱)で定着ローラーを温める方式でした。しかし、この方式では定着ローラーが温まるのが遅いため、プリントを開始するまで時間がかかるだけでなく、プリント待機中も定着ローラーを常に温め続けることが必要でした。そこで、キヤノンは、早期からこの課題に目をつけ、熱容量の小さい定着フィルムと定着フィルムを直接加熱するセラミックヒーターからなるオンデマンド定着器を開発しました。オンデマンド定着技術により、待機時に温めておく必要がなく、プリントコマンド(印刷指令)を受信した時点でヒーターが作動し瞬時に熱を与えることから、プリントを開始するまでの時間を数分から数秒へ短縮することを可能にしました。高速FPOT(ファーストプリントアウトタイム:1枚目のメディアが出力される時間)を実現したと同時にプリントするときだけ熱することで待機中の電力消費をなくし、大幅な省エネも達成した画期的な技術です。キヤノンは、オンデマンド定着技術を低速機から高速機までの多くの製品に展開し、さらなる高速立ち上げを実現するべく開発を続けています。

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カラーオンデマンド定着技術(1分34秒)

本体の小型化に貢献する4 in 1 薄型レーザースキャナー

#機械工学#電気工学#物理学#環境配慮

光で感光ドラムに画像を描くためのレーザースキャナー。従来のレーザースキャナーは、4つの感光ドラムに対し、4つのレーザースキャナーで走査していました。「4 in 1レーザースキャナー」は、一つのポリゴンミラーに向かって4色分のレーザー光を斜めにあてて光路を4方向に分け、ミラーで反射してそれぞれの感光ドラムへ導くという方法です。ポリゴンミラーをスキャナー本体中央の低位置に配置し、レーザーの光路を綿密に設計することで「4 in 1薄型レーザースキャナー」を開発。これにより、レーザープリンターおよび複合機の本体の薄型化を実現しました。

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4 in 1薄型レーザースキャナー

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