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レーザー印刷は、静電 デジタル印刷プロセスです。レーザー光線を「ドラム」と呼ばれる負に帯電したシリンダー上で繰り返し往復させて、異なる電荷を持つ画像を定義することで、高品質のテキストとグラフィックス (および中品質の写真) を生成します。 [1]次に、ドラムは選択的に帯電した粉末インク (トナー) を集め、画像を紙に転写します。その後、紙は加熱されて、テキスト、画像、またはその両方が紙に永久的に定着します。デジタルコピー機と同様に、レーザープリンターはゼログラフィー印刷プロセスを採用しています。レーザー印刷は、アナログコピー機で実装されている従来のゼログラフィーとは異なり、後者では、既存の文書から光を反射して露光されたドラムに画像を形成します。
レーザー プリンターは1970 年代にXerox PARCで発明されました。その後数年間で、 IBM、Canon、Xerox、Apple、Hewlett-Packardなど多くの企業によって、オフィス市場、そして家庭用市場にレーザー プリンターが導入されました。数十年の間に、品質と速度が向上し、価格が下がり、かつては最先端だった印刷デバイスが今ではどこにでも普及しています。
歴史
1960年代、ゼロックス社は複写機市場で支配的な地位を占めていた。[2] 1969年、ゼロックス社の製品開発部門で働いていたゲイリー・スタークウェザーは、レーザー光線を使って複写機のドラムに直接コピーする画像を「描く」というアイデアを思いついた。1971年に設立されたばかりのパロアルト研究所(ゼロックス PARC) に異動した後、スタークウェザーはゼロックス 7000 複写機を改造して SLOT (スキャン レーザー出力端末) を作った。1972年、スタークウェザーはバトラー・ランプソンとロナルド・ライダーと協力して制御システムと文字発生器を追加し、EARS (イーサネット、アルト リサーチ文字発生器、スキャン レーザー出力端末) と呼ばれるプリンターを開発した。これが後にゼロックス 9700レーザー プリンターとなった。[3] [4] [5] 1976年に、レーザープリンターの最初の商用実装であるIBM 3800がリリースされました。これはデータセンター向けに設計され、メインフレームコンピューターに接続されたラインプリンターを置き換えました。IBM 3800は連続文房具への大量印刷に使用され、 240ドット/インチ（dpi）の解像度で毎分215ページ（ppm）の速度を達成しました。このプリンターは8,000台以上販売されました。[6]
その後すぐに、1977年にゼロックス9700が市場に投入された。IBM 3800とは異なり、ゼロックス9700は特定の既存プリンタの置き換えを目的としていなかったが、フォントの読み込みを限定的にサポートしていた。ゼロックス9700は、さまざまな内容のカットシート紙に高価値文書を印刷するのに優れていた（保険証券など）。[6]ゼロックス9700の商業的成功に触発され、日本のカメラおよび光学機器メーカーであるキヤノンは、1979年に低価格のデスクトップレーザープリンタであるキヤノンLBP-10を開発した。その後、キヤノンは大幅に改良されたプリントエンジンであるキヤノンCXの開発に着手し、LBP-CXプリンタが完成した。コンピュータユーザーへの販売経験がなかったキヤノンは、シリコンバレーの3社、ディアブロデータシステムズ（オファーを拒否）、ヒューレットパッカード（HP）、アップルコンピュータとの提携を模索した。[7] [8]
1981年、オフィス用に設計された最初の小型パーソナルコンピュータであるゼロックスStar 8010が市場に登場しました。このシステムはデスクトップメタファーを使用しており、 Apple Macintoshが登場するまで商業販売では比類のないものでした。革新的ではありましたが、Starワークステーションは非常に高価なシステム（17,000米ドル）であり、対象としていた企業や機関のごく一部にしか購入できませんでした。[9]その後、1984年に、大量販売を目的とした最初のレーザープリンターであるHP LaserJetがリリースされました。これは、HPソフトウェアで制御されるCanon CXエンジンを使用していました。LaserJetの直後に、ブラザー工業、IBM、およびその他の企業からプリンターが続きました。第1世代のマシンは、セットされた用紙の長さよりも円周が長い大きな感光ドラムを備えていました。より高速に回復するコーティングが開発されると、ドラムは1回の通過で複数回用紙に接触できるようになり、直径を小さくすることができました。 1年後、アップルはLaserWriter（これもCanon CXエンジンをベースとしていた）[10]を発表したが、新しくリリースされたPostScriptページ記述言語を採用した（この時点まで、各メーカーは独自のページ記述言語を使用していたため、サポートソフトウェアは複雑で高価だった）。PostScriptでは、プリンタのブランドや解像度にほとんど依存せずに、テキスト、フォント、グラフィックス、画像、色を使用できた。AldusがMacintoshとLaserWriter用に開発したPageMakerも1985年にリリースされ、この組み合わせはデスクトップパブリッシングで非常に人気となった。[5] [6] レーザープリンタは、1ページに複数のフォントで非常に高速かつ高品質のテキスト印刷をビジネスおよび家庭市場にもたらした。この時代に一般に入手可能な他のプリンタでは、この機能の組み合わせを提供できるものはなかった。[要出典]
印刷工程
レーザービームは、印刷するページの画像を、帯電した光導電性の回転する円筒形ドラムに投影します。[11] 光導電性は、レーザー光にさらされた領域から帯電した電子を伝導します。次に、粉末インク（トナー）粒子は、レーザービームが照射されていないドラムの残りの部分に静電的に引き付けられます。
次に、ドラムは画像を紙に転写し、紙は直接機械に通されます。最後に、紙はフィニッシャーに渡され、フィニッシャーは熱を使用して、画像を表すトナーを紙に瞬時に定着させます。
レーザーは通常、赤色光または赤外線を放射する アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)半導体レーザーです。
ドラムにはセレンがコーティングされていますが、最近では有機モノマーであるN-ビニルカルバゾールで作られた有機 光伝導体がコーティングされています。
このプロセスには通常 7 つのステップが含まれており、以下のセクションで詳しく説明します。
ラスター画像処理
印刷する文書は、PostScript、プリンター コマンド言語(PCL)、Open XML Paper Specification (OpenXPS) などのページ記述言語でエンコードされます。ラスター イメージ プロセッサ(RIP) は、ページ記述をビットマップに変換し、プリンターのラスター メモリに保存します。ページ上の各水平ドット ストリップは、ラスターラインまたはスキャン ラインと呼ばれます。
レーザー印刷は、各ページが常に単一の連続プロセスでレンダリングされ、途中で一時停止することがない点で他の印刷技術と異なります。一方、インクジェットなどの他の技術では、数行ごとに一時停止することがあります。[12]バッファーアンダーラン（描画するドットが揃う前にレーザーがページ上の点に到達すること）を回避するために、レーザープリンターは通常、ページ全体のビットマップイメージを保持するのに十分なラスターメモリを必要とします。
メモリ要件は1 インチあたりのドット数の 2 乗に比例して増加するため、600 dpi ではモノクロで最低 4 MB、カラーで 16 MB (600 dpi のまま) が必要です。ページ記述言語を使用した完全なグラフィカル出力の場合、300 dpi でモノクロのレター サイズまたはA4サイズのドット ページ全体を保存するために、最低 1 MB のメモリが必要です。300 dpi では、平方インチあたり 90,000 ドット (リニア インチあたり 300 ドット) です。一般的な 8.5 × 11 の用紙には 0.25 インチ (6.4 mm) の余白があるため、印刷可能領域は 8.0 x 10.5 インチ (200 mm × 270 mm)、つまり 84 平方インチに減少します。 84 平方インチ × 平方インチあたり 90,000 ドット = 7,560,000 ドット。1メガバイト= 1,048,576 バイト、または 8,388,608 ビット。これは、300 dpi でページ全体を保持するのに十分な大きさで、ラスター イメージ プロセッサ用に約 100 キロバイトが残ります。
カラー プリンタでは、4 つのCMYKトナー レイヤーはそれぞれ個別のビットマップとして保存され、通常、印刷を開始する前に 4 つのレイヤーすべてが前処理されるため、300 dpi のフルカラー レター サイズまたは A4 サイズのページに最低 4 MB が必要です。
1980年代、メモリチップはまだ非常に高価だったため、その時代のエントリーレベルのレーザープリンタの希望小売価格は常に4桁の米ドルでした。初期のパーソナルコンピュータの原始的なマイクロプロセッサは非力でグラフィック作業には不十分だったため、接続されたレーザープリンタは通常、オンボード処理能力がより高かった。[13]その後、メモリの価格は大幅に下がり、PCと周辺機器ケーブル（最も重要なのはSCSI）の性能が急速に向上したため、ラスタライズを送信側PCにオフロードするローエンドのレーザープリンタの開発が可能になりました。このようなプリンタでは、オペレーティングシステムの印刷スプーラが各ページの生のビットマップをターゲット解像度でPCのシステムメモリにレンダリングし、そのビットマップを直接レーザーに送信します（送信側PC上の他のすべてのプログラムの速度が低下します）。[14] NECのいわゆる「ダム」または「ホストベース」レーザープリンターの登場により、低価格の300dpiレーザープリンターの小売価格は1994年初頭までに700ドルまで下がり、1995年初頭には600ドルまで下がりました。 [15] HP は1997年9月にホストベースのLaserJet 6Lを発表しました。これは600dpiのテキストを毎分最大6ページ印刷でき、価格はわずか400ドルでした。[17]
1200 dpi のプリンターは、2008 年以降、家庭用市場で広く販売されています。2400 dpi の電子写真印刷プレートメーカー、つまり基本的にはプラスチックシートに印刷するレーザー プリンターも販売されています。
充電
古いプリンタでは、ドラムと平行に配置されたコロナワイヤ、または最近のプリンタでは一次帯電ローラーが、暗闇の中で表面に静電気を保持できる回転する感光ドラムまたはベルトである感光体（別名、光伝導体ユニット）に静電気を投影します。
プライマリ帯電ローラーにACバイアス電圧を印加して、以前の画像によって残った残留電荷を除去します。ローラーはドラム表面に DCバイアスも印加して、均一な負電位を確保します。
多数の特許[指定] では、感光ドラムのコーティングを、光充電層、電荷漏れバリア層、および表面層を備えたシリコン「サンドイッチ」として説明しています。1 つのバージョン[指定]では、水素を含むアモルファス シリコンを光受容層として、窒化ホウ素を電荷漏れバリア層として、さらにドープされたシリコンの表面層 (特に、十分な濃度でシリコン窒化物の加工に似た酸素または窒素を含むシリコン) を使用しています。
暴露する
レーザー プリンターはレーザーを使用します。これは、レーザーが特にプリンター内部の短距離で、高度に焦点を絞った、正確で強力な光線を形成できるためです。レーザーは回転する多角形ミラーに向けられ、レンズとミラーのシステムを通して光線を感光ドラムに導き、1 秒間に最大 6,500 万回の速度でピクセルを書き込みます。 [18]ドラムはスイープ中も回転し続け、スイープの角度はこの動きを補正するためにわずかに傾けられます。プリンターのメモリに保持されているラスター化されたデータのストリームは、レーザーがスイープするにつれてレーザーを急速にオン/オフにします。
レーザービームはドラムの表面の電荷を中和（または反転）し、ドラムの表面に負の静電気画像を残し、負に帯電したトナー粒子をはじきます。しかし、レーザーが当たったドラムの領域は瞬間的に電荷を帯びず、次のステップでトナーを塗布した現像ロールによってドラムに押し付けられたトナーは、ロールのゴム表面からドラム表面の帯電した部分に移動します。[19] [20]
一部の非レーザー プリンター ( LED プリンター) では、レーザーを使用する代わりに、ページの幅に渡る発光ダイオードの配列を使用して画像を生成します。一部のドキュメントでは、「露光」は「書き込み」とも呼ばれます。
現像
ドラムが回転すると、トナーが 15ミクロンの厚さの層で現像ロールに連続的に塗布されます。潜像のある感光体の表面は、トナーで覆われた現像ロールにさらされます。
トナーは、カーボン ブラックまたは着色剤を混ぜた乾燥プラスチック粉末の微粒子です。トナー粒子はトナー カートリッジ内で負に帯電し、現像ドラム上に現れると、感光体の潜像 (レーザーが当たったドラムの表面の領域) に静電的に引き付けられます。負電荷は互いに反発するため、負に帯電したトナー粒子は、負電荷 (帯電ローラーによって事前に付与された) が残っているドラムには付着しません。
転送中
次に、紙を感光ドラムの下に転がします。感光ドラムには、直前にレーザーが当たった場所にトナー粒子のパターンが塗られています。トナー粒子はドラムと紙の両方に対して非常に弱い引力しか持ちませんが、ドラムへの結合はより弱く、粒子はドラムの表面から紙の表面へ再び転写されます。一部のマシンでは、紙の裏側に正に帯電した「転写ローラー」を使用して、負に帯電したトナーを感光ドラムから紙へ引き寄せるのを助けます。
融合
用紙は定着アセンブリのローラーを通過し、最高 427 °C (801 °F) の温度と圧力によってトナーが用紙に永久的に接着されます。ローラーの 1 つは通常中空チューブ (ヒート ローラー) で、もう 1 つはゴム製の裏地付きローラー (プレッシャー ローラー) です。中空チューブの中央に放射熱ランプが吊り下げられ、その赤外線エネルギーによってローラーが内側から均一に加熱されます。トナーが適切に接着されるためには、定着ローラーが均一に熱くなければなりません。
一部のプリンターでは、非常に薄い柔軟な金属箔ローラーを使用しているため、加熱される熱質量が少なくなり、定着器がより迅速に動作温度に到達できます。用紙が定着器を通過する速度が遅いほど、トナーが溶けるローラー接触時間が長くなり、定着器はより低い温度で動作できます。小型で安価なレーザー プリンターは、この省エネ設計のため、通常、用紙が高温の定着器をより速く通過し、接触時間が非常に短い大型の高速プリンターと比較して、印刷速度が遅くなります。
清掃と充電
ドラムが 1 回転すると、電気的に中性の柔らかいプラスチック ブレードがドラムに接触し、感光体ドラムに残っているトナーをすべて除去して廃棄容器に排出します。次に、帯電ローラーが、きれいになったドラムの表面に均一な負電荷を再び与え、レーザーが再び当たるように準備します。
連続印刷
ラスター イメージの生成が完了すると、印刷プロセスのすべてのステップが次々に高速で連続して実行されます。これにより、非常に小型でコンパクトなユニットを使用できるようになります。このユニットでは、感光体が充電され、数度回転してスキャンされ、さらに数度回転して現像される、といった処理が行われます。ドラムが 1 回転する前に、プロセス全体が完了します。
プリンタによって、これらの手順の実装方法は異なります。LEDプリンタは、発光ダイオードの直線配列を使用して、ドラムに光を「書き込み」ます。トナーはワックスまたはプラスチックをベースにしているため、紙が定着アセンブリを通過すると、トナーの粒子が溶けます。紙は、反対に帯電している場合とそうでない場合があります。定着器は、赤外線オーブン、加熱された圧力ローラー、または (一部の非常に高速で高価なプリンタでは)キセノン フラッシュ ランプです。レーザー プリンタに最初に電源が投入されたときに実行されるウォームアップ プロセスは、主に定着器エレメントの加熱で構成されます。
故障
レーザー プリンターの内部機構はやや繊細で、一度損傷すると修理が不可能になることがよくあります。特にドラムは重要な部品です。ドラムは数時間以上周囲の光にさらされてはいけません。光によってドラムの電荷が失われ、最終的には消耗してしまうからです。破れた紙片など、レーザーの動作を妨げるものがあれば、レーザーがドラムの一部を放電するのを妨げ、その部分が白い縦縞として現れることがあります。中性ワイパー ブレードがドラムの表面から残留トナーを取り除けない場合、そのトナーがドラム上で 2 度循環し、回転するたびに印刷されたページに汚れが生じることがあります。帯電ローラーが損傷したり、十分な電力がない場合、ドラムの表面を適切に負に帯電できず、次の回転でドラムが現像ロールから過剰なトナーを拾い上げ、前の回転の薄い画像がページの下部に繰り返されることがあります。
トナー ドクター ブレードによって、現像ロールにトナーが滑らかで均一な層で塗布されない場合、ブレードがトナーを削り取った箇所に白い筋が印刷されることがあります。また、ブレードによって現像ロールにトナーが残りすぎると、ロールの回転時にトナー粒子が剥がれ、下の用紙に付着し、定着プロセス中に用紙に付着することがあります。その結果、印刷されたページ全体が暗くなり、非常に柔らかいエッジを持つ幅広の縦縞になります。
定着ローラーの温度が十分高くない場合、または周囲の湿度が高すぎる場合、トナーは用紙にうまく定着せず、印刷後に剥がれ落ちることがあります。定着ローラーの温度が高すぎる場合、トナーのプラスチック成分が汚れ、印刷されたテキストが濡れたように見えたり、汚れたように見えたり、溶けたトナーが用紙の裏側に染み込んだりすることがあります。
各メーカーは、自社のトナーは自社のプリンタ専用に開発されており、他のトナー配合は、負電荷を受け入れる傾向、現像ロールから感光体ドラムの放電領域に移動する傾向、紙に適切に定着する傾向、または各回転でドラムからきれいに剥がれる傾向の点で、元の仕様と一致しない可能性があると主張しています。[引用が必要]
パフォーマンス
ほとんどの電子機器と同様に、レーザープリンターのコストは長年にわたって大幅に低下しています。1984年、HP LaserJetの販売価格は3,500ドルで、[21]小さく低解像度のグラフィックスでも問題があり、重量は32kg（71ポンド）でした。1990年代後半までには、モノクロレーザープリンターは他の印刷技術に取って代わり、ホームオフィスで使用できるほど安価になりましたが、カラーインクジェットプリンター（下記参照）は依然として写真品質の再現性において優位性を持っていました。2016年現在、ローエンドのモノクロレーザープリンターは75ドル未満で販売されており、これらのプリンターはオンボード処理がなく、ラスターイメージ[アップデート]の生成をホストコンピューターに依存する傾向がありますが、それでもほぼすべての状況で1984年のLaserJetよりも優れた性能を発揮します。
レーザープリンターの速度は大きく異なり、処理中のジョブのグラフィックの強度など、多くの要因に依存します。最速のモデルは、1分間に200ページ以上のモノクロ印刷が可能です（1時間あたり12,000ページ）。最速のカラーレーザープリンターは、1分間に100ページ以上（1時間あたり6,000ページ）印刷できます。超高速レーザープリンターは、クレジットカードや公共料金の請求書などの個人文書の大量郵送に使用され、一部の商用アプリケーションではリソグラフィーと競合しています。[22]
この技術にかかるコストは、用紙、トナー、ドラムの交換費用、および定着アセンブリや転写アセンブリなどのその他の部品の交換費用など、さまざまな要因の組み合わせによって決まります。多くの場合、ソフトプラスチック ドラムを搭載したプリンターは、ドラムの交換が必要になるまでそのコストが明らかにならないほど、所有コストが非常に高くなることがあります。
両面印刷(用紙の両面に印刷) により、用紙のコストが半分になり、ファイル量も減りますが、用紙のパスが長くなるためページ印刷速度は遅くなります。以前はハイエンド プリンターでしか利用できなかった両面印刷ユニットは、現在では中価格帯のオフィス プリンターで一般的になっていますが、すべてのプリンターが両面印刷ユニットに対応しているわけではありません。
オフィスなどの商業環境では、職場のレーザープリンターのパフォーマンスと効率を向上させる外部ソフトウェアを使用する企業がますます一般的になっています。このソフトウェアを使用すると、1日に印刷できるページ数の制限、カラーインクの使用制限、無駄と思われるジョブのフラグ付けなど、従業員がプリンターを操作する方法を規定するルールを設定できます。[23]
カラーレーザープリンター
カラー レーザー プリンターは、通常、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック( CMYK )のカラー トナー (乾燥インク) を使用します。モノクロ プリンターは1 つのレーザー スキャナー アセンブリのみを使用しますが、カラー プリンターには 2 つ以上のレーザー スキャナー アセンブリがあり、4 色それぞれに 1 つずつある場合がよくあります。
カラー印刷では、各色の印刷の間に位置合わせエラーと呼ばれるわずかなずれが発生する可能性があるため、印刷プロセスが複雑になります。これにより、意図しない色の縁取り、ぼやけ、または色領域の端に沿った明暗の縞模様が発生します。高い位置合わせ精度を実現するために、一部のカラー レーザー プリンタでは、「転写ベルト」と呼ばれる大きな回転ベルトを使用しています。転写ベルトはすべてのトナー カートリッジの前を通過し、各トナー層がベルトに正確に塗布されます。その後、結合された層が均一な 1 つの手順で紙に塗布されます。
通常、カラー プリンターは、モノクロのみのページを印刷する場合でも、モノクロ プリンターよりもページあたりのコストが高くなります。
液体電子写真法 (LEP) は、 HP Indigo印刷機で使用される同様のプロセスで、トナーの代わりに静電気で帯電したインクを使用し、定着器の代わりに加熱された転写ローラーを使用して、帯電したインク粒子を溶かしてから紙に塗布します。
カラーレーザー転写プリンター
カラーレーザー転写プリンターは、熱プレスで貼り付けられる転写シートである転写メディアを作成するために設計されています。これらの転写は通常、企業やチームのロゴが入ったカスタム T シャツやカスタム ロゴ製品を作成するために使用されます。
2 部カラー レーザー転写は、カラー レーザー プリンターがカラー トナー (ドライ インク)、通常はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック( CMYK ) を使用する 2 段階プロセスの一部です。ただし、濃い色の T シャツに印刷するように設計された新しいプリンターは、特殊な白トナーを使用して、濃い色の衣類や濃い色のビジネス製品に転写できるようにします。
CMYK カラー印刷プロセスでは、独自の画像処理プロセスによって何百万もの色を忠実に表現できます。
インクジェットプリンターとのビジネスモデル比較
メーカーは、低価格のカラーレーザープリンターとインクジェットプリンターの両方に同様のビジネスモデルを採用しています。プリンターは安く販売されていますが、交換用のトナーとインクは比較的高価です。レーザープリンターとレーザートナーカートリッジはどちらも初期費用が高いにもかかわらず、カラーレーザープリンターの平均ページランニングコストは通常わずかに低くなっています。これは、レーザートナーカートリッジはインクジェットカートリッジよりもコストに対して多くのシートを印刷できるためです。[24] [25]
カラーレーザーの印刷品質は、解像度（通常 600～1200 dpi）と 4 色のトナーしか使用しないという制限があります。同じ色や微妙な色のグラデーションを広い範囲に印刷するのは難しいことがよくあります。写真印刷用に設計されたインクジェット プリンターは、はるかに高品質のカラー画像を生成できます。[26]インクジェット プリンターとレーザー プリンターを詳細に比較すると、レーザー プリンターは高品質の大量印刷に理想的ですが、インクジェット プリンターは大判プリンターや家庭用に重点を置く傾向があります。レーザー プリンターは、より正確なエッジと深みのある単色カラーを提供します。さらに、カラーレーザー プリンターは、一般的に大きくてかさばりますが、インクジェット プリンターよりもはるかに高速です。[27]
偽造防止マーク
最近のカラーレーザープリンターの多くは、トレーサビリティのために、印刷物にほぼ目に見えないドットラスターで印をつけている。ドットは黄色で、大きさは約0.1 mm (0.0039インチ)、ラスターは約1 mm (0.039インチ)である。これは、偽造者を追跡するために米国政府とプリンターメーカーが結んだ契約の結果だと言われている。[28]ドットは、印刷されたすべての用紙に、印刷日時やプリンターのシリアル番号などのデータを2進化10進数でエンコードしており、これによりメーカーは紙片をトレースして購入場所や場合によっては購入者を特定できる。
電子フロンティア財団などのデジタル権利擁護団体は、印刷する人々のプライバシーと匿名性が侵害されることを懸念している。[29]
トナーカートリッジのスマートチップ
インクジェットプリンターと同様に、トナーカートリッジには、トナーカートリッジの売上を伸ばすために、印刷可能なページ数を減らす（カートリッジ内の使用可能なインクまたはトナーの量が時には50％にまで減少する）スマートチップが含まれている場合があります[30] 。 [31]この手法は、プリンターユーザーにとって高価であるだけでなく、廃棄物も増え、環境への負荷が高まります。これらのトナーカートリッジでは（インクジェットカートリッジと同様に）、リセットデバイスを使用して、スマートチップによって設定された制限を無効にすることができます。また、一部のプリンターでは、カートリッジ内のインクを使い切る方法を示すオンラインウォークスルーが掲載されています。[32] これらのチップはエンドユーザーにメリットをもたらしません。一部のレーザープリンターは、印刷されたページ数を電気的にカウントするチップを使用するのではなく、光学的なメカニズムを使用してカートリッジ内の残りのトナーの量を評価しており、チップの唯一の機能は、カートリッジの使用可能期間を短縮する代替手段としての
安全上の危険、健康上のリスク、および注意事項
トナーのクリーニング
トナー粒子は静電気特性を持つように配合されており、他の粒子、物体、または搬送システムや掃除機のホースの内部と擦れると静電気を帯びることがあります。帯電したトナー粒子からの静電気放電により、掃除機の袋の中の可燃性粒子が発火したり、十分な量のトナーが空気中に浮遊している場合は小規模な粉塵爆発を引き起こしたりすることがあります。トナー粒子は非常に細かいため、従来の家庭用掃除機のフィルター バッグでは十分に濾過されず、モーターを通り抜けたり、室内に戻ったりします。
トナーがレーザー プリンター内にこぼれた場合、効果的なクリーニングには、導電性ホースと高効率 ( HEPA ) フィルターを備えた特殊なタイプの掃除機が必要になることがあります。これらの特殊なツールは、「ESD 安全」(静電放電安全) または「トナー掃除機」と呼ばれます。
オゾンの危険性
印刷プロセスの通常の過程で、プリンター内部の高電圧によりコロナ放電が発生し、少量のイオン化酸素と窒素が生成され、これが反応してオゾンと窒素酸化物を形成します。大型の業務用プリンターやコピー機では、排気流内の活性炭フィルターがこれらの有毒ガスを分解し[要出典]、オフィス環境の汚染を防止します。
しかし、業務用プリンターのフィルター処理ではオゾンの一部が漏れてしまうため、家庭用の小型プリンターのほとんどではオゾンフィルターがまったく使用されていません。レーザープリンターやコピー機を換気の悪い狭い空間で長時間使用すると、これらのガスが蓄積してオゾン臭や刺激を感じるレベルに達することがあります。極端な場合には、理論的には健康被害が発生する可能性もあります。[33]
呼吸器系の健康リスク
オーストラリアのクイーンズランド州で2012年に実施された調査によると、一部のプリンターはサブミクロンの粒子を放出しており、呼吸器疾患との関連が疑われている。[34]クイーンズランド工科大学の調査で評価された63台のプリンターのうち、最も粒子を放出するプリンターのうち17台はHP製、1台は東芝製だった。しかし、調査対象となった機械は建物内にすでに設置されていた機械のみであり、特定のメーカーに偏っていた。著者らは、同じモデルの機械の間でも粒子の放出量にかなりばらつきがあることを指摘した。クイーンズランド工科大学のモラフスカ教授によると、1台のプリンターが放出する粒子の量は燃えているタバコと同じくらいだった。[35] [36]
超微粒子を吸入した場合の健康への影響は粒子の組成によって異なりますが、呼吸器の炎症から、心血管疾患や癌などのより重篤な病気まで、さまざまな影響が出る可能性があります。
2011 年 12 月、オーストラリア政府機関Safe Work Australia は既存の研究をレビューし、「レーザー プリンターの排出物と健康への悪影響を直接関連付ける疫学研究は見つからなかった」と結論付け、複数の評価では「レーザー プリンターの排出物への曝露による直接的な毒性および健康影響のリスクは無視できる」と結論付けています。このレビューでは、排出物が揮発性または半揮発性有機化合物であることが示されているため、「そのような排出物が呼吸器組織と接触した後は「粒子」のままになる可能性は低いため、健康への影響は「粒子」の物理的特性よりもエアロゾルの化学的性質に関係していると考えるのが理にかなっている」とも指摘しています。[37]
ドイツ社会傷害保険は、トナー粉塵への曝露とコピーおよび印刷サイクルによる健康への影響を調べるための人体研究プロジェクトを委託しました。ボランティア（23人の対照者、15人の曝露者、14人の喘息患者）は、曝露チャンバー内の特定の条件下でレーザープリンターの放出物に曝露されました。広範囲のプロセスと被験者に基づく研究の結果は、高レベルのレーザープリンターの放出物への曝露が、報告された病気につながる検証可能な病理学的プロセスを開始することを確認できませんでした。[38]
レーザープリンターからの排出物を削減するためのよく議論されている提案は、フィルターを後付けするというものである。フィルターは、粒子の排出物を削減するために、プリンターのファンの通気口に粘着テープで固定される。しかし、すべてのプリンターには、粒子の排出口となる排紙トレイがある。排紙トレイにはフィルターを取り付けることができないため、後付けフィルターで全体の排出量に占める割合を減らすことは不可能である。[39]
航空輸送禁止
2010年の貨物機爆破計画では、爆発物を詰めたトナーカートリッジを積んだレーザープリンターが別の貨物機で発見されたため、米国運輸保安局は、通過便の乗客が重量1ポンド（0.45kg）を超えるトナーカートリッジまたはインクカートリッジを機内持ち込み手荷物と預け入れ手荷物の両方で持ち込むことを禁止した。[40] [41] PC Magazineは、ほとんどのカートリッジが規定の重量を超えないため、この禁止令はほとんどの旅行者には影響しないだろうと指摘した。[41]
参照
参考文献
- ^ 「レーザー プリンター - Merriam-Webster によるレーザー プリンターの定義」。merriam-webster.com。
- ^ 「ゼロックス研究所の創設者ジェイコブ・E・ゴールドマン氏が90歳で死去」。ニューヨーク・タイムズ。2011年12月21日。
1960年代後半、当時オフィス用コピー機の主要メーカーであったゼロックス社は...
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さらに読む
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