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Oce Gemini Technology

逆襲をかける電子写真 目次

  1. 電子写真方式に求められるプロダクションプリンターとしての課題
  2. Versant 3100 (富士ゼロックス)
  3. bizhub PRESS C1100 (コニカミノルタ)
  4. image PRESS C850 (キヤノン)
  5. RICOH Pro C7110(リコー)
  6. Océダイレクトイメージングテクノロジー
  7. Oce Gemini Technology
  8. Oce Radiant定着と組合わせカラー連帳紙へ対応する両面同時転写機構
  9. 花開くトナー機
  10. 液体現像への期待

Oce Gemini Technology

Océ のGeminiTechnologyへのこだわりには並々ならぬものがある。

このTechnologyは、Océ VaioPrint 6000 Ultra などに採用されている「1パス両面同時転写」技術である。この技術は各社が検討し特許なども数多く出されているが、このOcé以上に実用化できているところはない。Océの思い入れが感じられ、極めて特徴的な技術である。

図1 Océ VaioPrint 6000 Ultra

Océ VaioPrint 6000 Ultra シリーズは「スループット、印刷品質、使いやすさの向上」などを目指して開発され、「両面印刷速度の飛躍的向上、高い表裏見当精度、ジャムの低減」などを達成したモノクロプロダクションプリンターである。これらに貢献しているGeminiTechnologyについてその内容を俯瞰し、両面印刷技術のこれまでについても考えてみたい。

複写機における1パス両面同時転写技術

両面に印刷するためには、通常一面目をプリント後反転機構などにより用紙を裏返し、再度印字機構へ送り込む必要がある。そのため両面印刷のためには複雑な機構と多くの処理時間を必要としていた。また、表裏の見当合わせにも技術を必要とする。そのため、各社は出来るだけ簡易に両面複写印刷できるような方法を検討していた。人はカールソンの昔から、両面複写への夢を持っていたようである。ここではプリンターに先立って開発されてきた「複写機における1パス両面印刷を行うための機構」について簡単に見てみたい。

関連特許1は二個の感光体を使用して途中で用紙を反転する構成である。

ここでは表面用と裏面用の印字機構が直列に配置されている。原稿台上の書籍の一面目を感光ベルトにより用紙表面側に印刷された用紙は自動的に反転されたのち裏面用の印字機構に送られ、同様二面目が用紙裏面に複写される。左右ページを1パス動作で両面複写することを可能としている。

図2 二個の感光体を直列に使用する両面印刷関連特許1(1975年出願)

しかしこのままでは装置も大型となり、実用的ではない。

関連特許2では表裏用の感光ドラムを重ね合わせ、同時転写としている。

複写動作はロール紙からの用紙供給により開始され、搬送途中に設置されたカッターにより裁断された紙は感光ドラムニップ部に導かれる。原稿積載部より送り出された原稿はその両面を光学的に読み取られる。表面原稿は図中上部の感光ドラムに照射され、裏面原稿は下部ドラムに照射される。ニップ部ではトナー画像が用紙両面に転写され、これにより1パス両面同時転写が実現している。

この方式の問題は、感光ドラムを直接合わせることの困難さにある。

図3 感光ドラム同士で同時転写とした両面印刷関連特許2(1974年出願)

実用的な同時転写を実現するには中間転写ベルトの登場を待つこととなる。

関連特許3は中間転写ベルトを介して表裏同時転写する構成である。

原稿台で読み取られた画像は感光ドラム上でトナー像へ現像され、表面側中間転写ベルトの移動により作られたニップ部で中間転写ベルト上へ一次転写される。同様に裏面側中間転写ベルト上にも転写され図示するような両中間転写ベルト上のトナー像が作られる。その後、搬送路により送られた用紙に二次転写と定着が行われ、1パス両面転写定着同時複写が完成する。

図4 中間転写ベルトを用いた同時転写の両面関連特許3(1984年出願)

Océ の深い読みから生まれたGeminiTechnology

Océは極めてプリントボリュームの大きな市場、特にブックオンデマンドへの進出を重要視していた。しかし、用紙搬送スピードのアップは機器の信頼性を低下させる。そこでOcéは狙う市場でのプリントのほとんどが両面印刷であることに注目し、両面を同時に印刷すれば印字速度を早くできると考えるに至った。Océは転写と定着を同時に行う方式を長年にわたって採用しており、そこから、印刷機構を左右に並べて両面同時印刷するという現在の方式が用いられるにいたった。GeminiTechnologyは、Océが多くの機種に採用してきた方式を発展させたものであり、2006年に発表された。これまでのものとは、プリントエンジンを左右に配置しているところが異なっている。

Gemini Technologyのプロセスは、帯電、露光、現像、転写・定着、クリーニング、後露光、で構成されている。①帯電:OPCはPETベースの5層で構成され、コロナ帯電により帯電される。②フレーミング:LEDプリントヘッドは用紙サイズよりもわずかに大きなサイズでOPC上をフレーミングして照射し、OPCの除電が行われる。これにより、トナー飛散が防止される。③露光:LEDプリントヘッドはその後OPC上に光をあてて放電させ、白色部を生成する。④現像:現像器はトナータンクとマグネットローラで構成されている。マグネットローラはトナーを吸引しトナーブラシを形成する。⑤転写・定着:転写・定着はOPCベルトと転写搬送定着ベルトTTF(Transfer Trans Fusing Belt)が接触し、TTFベルトにトナーが移動することにより始まる。その後、トナーは加熱(約105℃)と圧着により、用紙へ転写される。つまり、通常の電子写真のような静電転写ではない。転写に電荷は使用しておらず、加熱と圧着のみで進行する。用紙は定着・転写ユニットへ入る直前にプレヒートユニットを通過する。これにより転写効率が向上する。⑥クリーニング:転写効率は100%ではないため、TTFベルト上にトナーは付着する。これはクリーナによりクリーニングされる。トナーの粘着性を利用し紙粉や残留トナーの排除が行われる。⑦後露光:転写後もOPCベルトには電荷が残っているため、それを除去するプロセスがセットされる。

このプロセスが表裏用として左右に設けられている。

図5 Gemini Technologyのプロセス

OcéのGemini Technologyは1996年に合併したSiemens Nixdorf社printer部門からの影響をかなりのところ受けているものと考えられる。ここに示した特許では、同時転写ではないが対向する印刷モジュールにより中間転写ベルトを用いて帳票紙に表裏の印刷を行っている。

図6 両面同時転写定着に関する原型に影響を与えたと考えられるSiemens Nixdorf社の特許(1993年出願)

Gemini Technologyでは両面同時に転写定着が行われるため、1面目定着後の用紙収縮の心配もする必要がなく、表裏の見当精度を高く保つことが出来る。

また、両面時も定着は一度で済むため、エネルギーも少なくて、省エネにも貢献する。

両面印刷のための用紙反転部も必要なく、ジャムなども発生しづらい。更には、転写に電荷が関与しないため、温湿度の影響も受けずらく、安定した品質が期待できる。

1パス両面同時転写技術のこれから

Gemini Technologyを採用したOcé VaioPrint 6000 Ultra はPODを始めとするドキュメント印刷に絶大な力を発揮する。

そのために給紙や排紙などの用紙搬送機構などについてもこの目的により適応したものが考えられ、使用されている。給紙に於いては「超音波による重送検知センサー」「用紙送りタイミングコントロールによる搬送方向画像位置制御」「2個のローラによる斜め送り補正」「エスケープトレイ」「印刷機構をバイパスする機構の採用による本体給紙デッキのインサータ使用」などが設定されている。

排紙に関しては特に積載時のスタック精度の確保に力が入れられている。そのために、「用紙を摘まんで積載するフリップユニット」「イジェクトレイによる取り出し可能位置への移動」などが機構化され、目的とする印刷作業の最適化が図られている。

その中で、こうして見てくると、「1パス両面同時転写」はプロダクションプリンターとしては極めて合理的な技術であることに気が付く。

1パス両面同時転写技術はこれからもその生産性の高さを生かすべく進展していくものと考えられる。その進化は「カラー品質」「表裏印刷品質」「機構の安定性」などに更に目覚ましい発展を示すことであろう。

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