意外と知らないコピー機の仕組みについて、原理をわかりやすく解説

普段自宅や会社で当たり前のように使っているコピー機・複合機ですが、どのような仕組みで印刷されているのか、その原理を説明できる人は少ないでしょう。

仕組みを知っていると、コピー機にトラブルが起きた時に適切な対処ができるようになります。

今後のためにも、コピー機の仕組みを知っていきましょう。

コピーの仕組み

まずはコピーの仕組みについてですが、インクジェットとトナーそれぞれの仕組みを解説していきたいと思います。

文字をドットマトリクス(書面にした文字が形成されるドットの長方形の基盤)に画素分割し、書く画素の位置情報に応じた電圧でインク粒子を帯電します。

さらに静電場で偏向して印刷物に到達させることで印字します。

画像出典元：日立　インクジェットプリンタの原理

詳しく流れを見ていきましょう。

➀メインボトルのインクを供給ポンプで加圧し、ノズルから液柱状に噴出させる
➁液柱を電歪素子の振動で一定の大きさのインク粒子に調整する
③インク粒子1個ごとに、帯電電極で印字ドット位置情報に適した電圧に帯電させる
④帯電したインク粒子は、偏向電極間の通過時に帯電量に応じて運動方向が変えられ、印刷物に到達する
⑤印刷されないインク粒子は、ガターでとらえて回収ポンプを通ってメインボトルに戻る

〇サブボトル(インクボトル)はメインボトルのインク量を調整します。

〇補力液(溶剤タンク)はメインボトルのインク濃度を調整します。

トナーの場合も印刷までに5つの工程があります。

- ➁露光
- 原稿の像を感光体に映し出す。
- 感光体は、暗いところでは表面に静電気を貯めておくことができ、光が当たると電気を通す導電体の性質を持つようになるため、表面の静電気を逃してしまう。
- この性質により、レーザー光が当たった部分は感光体上の静電気が消え、レーザー光を当てなかった部分は静電気が残り、原稿の文字が浮かび上がる

- ③現像
- 感光体上にできた静電気の像の上にトナーという粉状のインクを付着させる。
- トナーは鉄粉と混ぜると摩擦により静電気が発生するため、感光体上の静電気の像とくっつく。
- トナーと鉄粉を混ぜたものを「現像剤」といい、現像剤に磁石を近づけることで鉄粉がくっついて連なり、ブラシのようになったものを「磁気ブラシ」という。
- 磁気ブラシで感光体を撫でることで、マイナスの静電気の像にプラスのトナーが引き寄せられて像が浮かび上がる

- ④転写
- 感光体上に浮き出たトナーの像を用紙に写す工程
- 感光体上のトナーはプラスに帯電しているので、用紙をマイナスに帯電させてトナーを引き寄せ、写していく

- ⑤定着
- 用紙に写したトナーは粉状なので、擦れてとれてしまう危険性がある
- そこで、トナーに定着ローラーで熱を加えて溶かし、用紙の繊維に絡みつかせる
- 熱されたトナーが冷えて固まることで、印字がとれなくなる
- それと同時に、加圧ローラーで圧着させる
- コピーの仕組みは5つの工程で終了ですが、次のコピーに備えるために「クリーニング」と「除電」という作業が入ってきます。