【コピーの転写とは？】高画質を支える重要な技術！

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転写とは？トナーを紙に移動させる印刷技術のひとつ

「転写」とは画像や文字の通りにトナーを用紙へ写し出す工程のことを指します。コピー機・複合機で原稿を読み取ったり、データを出力して用紙へ印刷する際には、この「転写」の工程を経ています。

転写がうまく機能しないと、画質の良い印刷物が得られません。プリントやコピーでは非常に重要な工程なので、高画質を求められる方は、画像や文字がどのようにして用紙に映し出されているのか？製品による違いは何なのか？を知っておきましょう。

著者紹介

大手事務機メーカーのコピー機部門で、生産技術職として約8年勤務していました。本体の生産ライン立ち上げなど、生産技術系の仕事で様々な本体の問題を検討してきたので、コピー機における印刷のメカニズムは熟知しています。

今回は、その中でも画質を決める大切な要素である「転写」についてお伝えしたいと思います。

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転写の工程

1分間に何十枚ものスピードで印刷されていくうえで、コピー機・複合機の内部では複雑な動作が繰り返し行われています。その中で、転写はどのような動作をしているのでしょうか？

印刷の仕組みとともに理解していきましょう。

印刷の仕組みと工程

読み取った原稿や出力したデータを用紙へ印刷するまでには、幾つもの工程を経ています。

コピー機・複合機では『トナー』と言う粒状の樹脂を、静電気の力で用紙に運び、熱と圧力で定着させて印刷物が完成します。トナーを運ぶのは『感光体ドラム』と呼ばれる特殊な材料が何層にもコーティングされた筒状の部品です。ドラムに静電気を帯びさせることで、トナーを吸引して用紙へ運び出すことができます。

まずは、印刷工程における一連の流れを簡単に見ていきましょう。

このように、コピー機・複合機では『感光体ドラム』を使って、静電気の力でトナーを用紙へ運び、像を描いています。転写は、上記の工程の「4」にあたり、用紙にトナーを乗せる重要な役割を果たしています。

転写の具体的な方法とは？

では、実際にどうやって用紙へトナーを転写させているのでしょうか？転写方式の違いと、具体的な構成を確認していきましょう。

直接転写とベルト転写

転写方式には大きく分けて「直接転写方式」と「中間転写ベルト方式」の2つがあり、直接転写はドラム上のトナーを用紙に直接転写し、ベルト方式では『中間転写ベルト』と呼ばれるフィルムに、作像する一次転写を経て、用紙に二次転写を行います。

この方式の違いは現在、モノクロ機とカラー機の違いと言っても良いでしょう。

モノクロ機では、ブラック1色のトナーのみを使用するため、ドラム上のトナーから直接、用紙に転写されます。カラー機では「タンデム式」と言って4色分のドラムがあり、一度、中間転写ベルト上に全色分の作像を行ってから用紙へ転写します。

カラー機でも「ロータリー式」と呼ばれる1つのドラムに4色の作像を行い直接転写する製品や、4色分のドラムそれぞれが用紙へ直接転写する製品もありますが、最初に挙げた「直接転写方式」と「中間転写ベルト方式」の2つが現在の主流です。

転写工程の構成

ドラムの対になる位置には『転写ローラー』＝スポンジ状のローラーがあり、転写するタイミングでドラムと近接するように加圧されます。

つまり、ドラム上のトナーを用紙または中間転写ベルトに押し付けているのですが、それだけではトナーが移動しきれないため、ドラム表面とは逆の電荷をかけることで静電気を発生させ、トナーを引き寄せます。

直接転写の場合はドラム直下を用紙が通過しますが、ベルト転写の場合は中間転写ベルトが用紙へ転写する形となり、それによって用紙の表面性に追従しやすし、印刷できる用紙のタイプの幅を拡げることができます。

ちなみに、厚紙の場合は転写時の圧力やローラーにかける電圧の強さなど、転写条件が普通紙とは異なり、同じ条件のまま印刷しようとすると転写不良を起こしてしまう恐れがあります。対応している用紙であれば、設定を変更する項目があるはずなので、しっかりと設定をしてから印刷を行いましょう。

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転写方式によって印刷速度や本体サイズが変わる！？

ここまで転写方式には幾つかの種類があることを説明しました。実は、転写方式の違いは画質や印刷速度、さらには本体のサイズにも深く関係しています。

それぞれの方式によって、どのような特徴があるのでしょうか。

コピー機・複合機のモノクロ機は、トナーがブラック1色のため、ドラムがひとつだけです。直接転写方式なので、中間転写ユニットを持ちません。そのため、カラー機に比べて省スペースにすることができ、印刷速度もカラー機に比べて高速です。

一方、カラー機の主流であるタンデム式のベルト転写では、各色のドラムが並列に並んでおり、1色ずつ中間転写ベルトに作像し色を重ねていきます。カラー機としては、高速かつ高画質な印刷品質が得られるバランスの取れた方式です。

タンデム式では、直接転写の場合、用紙に1色ずつ転写していくため、転写効率は高いものの、用紙自体のバラつきや送り速度の誤差で、色のズレが生じるなど印刷に影響が生じることがあります。

また、ロータリー式は1つのドラムで転写を行います。ドラム上に各色分の作像工程を繰り返した後に、転写をするため、省スペースや画質・色の表現に優れるものの、全色同時に作像が可能なタンデム式の方に比べて印刷スピードが劣ります。

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転写の各要素が画質の良し悪しを決める！

繰り返しになりますが、転写の工程は印刷物の画質に大きく影響します。ドラム上に作像された画像や文字を正しい位置に効率よく用紙に写すことができるか？は、転写の工程で決まります。

転写効率に影響する代表的な要素と、そこに不具合が起きた場合、どのような画像不良を引き起こすのか？を幾つか紹介します。

転写ローラーの圧力

転写ローラーは、ドラムや中間転写ベルトからトナーを受け取るために、転写を行うタイミングで一定の圧力に加圧されます。

圧力が強くなりすぎてしまうことはほとんどありませんが、部品不良などで加圧し損ねてしまったり、ローラーの前奥で圧力差が生じてしまうと、濃淡が発生や色抜けの原因になります。

また、圧力が低いと用紙がすべって、一部だけブレたような画像不良も起こります。

転写ローラーにかける電圧

転写ローラーには、ドラムから中間転写ベルトまたは中間転写ベルトから用紙などにトナーを引き寄せるため、電圧をかけて静電気を帯びさせています。

この電圧に過不足があると、色ムラなどの画像不良が発生します。なお、製品によっては中間転写ベルトから用紙へ転写する二次転写電圧を変更することが可能です。

中間転写ユニット内の異物

中間転写ベルトの内側に異物が発生し、転写ローラー上に侵入しまうと、その部分だけ転写ができず、白ポチが付いたような画像不良を引き起こします。

ドラムに傷をつけてしまう場合もあるので、中間転写ベルトユニット周辺を操作する際は、ゴミやトナーなどを落とさないように気を付けましょう。

中間転写ベルト寄り

中間転写ベルトユニットでは、フィルム状の薄いベルトが複数のローラーに抱えられて回転しており、一次転写を行う転写ローラーも各色の位置に配置しています。

そのため、各ローラーの関係にズレが生じてしまうと、中間転写ベルトが正しい位置で回転し続けることができず、前奥方向に寄ってしまうことがあります。

このような状態になってしまうと、ドラムから転写される各色の位置にズレが生じ、色ズレした画像が発生します。

しかし、基本的に使用しているだけで位置関係にズレが生じることは稀なので、この不具合が発生することは、かなりイレギュラーな状況です。

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まとめ

仕事で何気なく使用しているコピー機・複合機ですが、内部では非常に複雑な動作が繰り返し行われています。画像不良が起きた際は、この転写の工程で何かしらの不具合が起きている可能性があるので、今回お伝えした内容を頭の片隅に入れておくと、原因が分かりやすく、迅速な復旧が期待できます。

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