レーザー印刷
HP LaserJet 4200 シリーズ プリンタ (追加の 500 枚用紙トレイ上に設置)

レーザー印刷は、静電的なデジタル印刷プロセスです。レーザービームを「ドラム」と呼ばれる負に帯電した円筒上を繰り返し往復させ、異なる電荷を持つ画像を形成することで、高品質のテキストやグラフィック（および中程度の品質の写真）を生成します。 [ 1 ]ドラムは帯電した粉末インク（トナー）を選択的に集め、画像を紙に転写します。その後、紙は加熱され、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採用されている従来のゼログラフィーとは異なり、既存の文書からの光を感光体ドラムに反射させることで画像を形成します。

レーザープリンターは1970年代にゼロックスPARCで発明されました。その後、 IBM、キヤノン、ゼロックス、アップル、ヒューレット・パッカードなど多くの企業によって、オフィス市場、そして家庭用市場向けにレーザープリンターが発売されました。数十年にわたり、品質と速度は向上し、価格は低下しました。かつては最先端だった印刷機器は、今ではどこにでも普及しています。

歴史

ゲイリー・スタークウェザー（2009年撮影）がレーザープリンターを発明しました。

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に勤務していたゲイリー・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年に当時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）を製作した。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、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を完成させた。これが後のゼロックス9700レーザープリンタとなった。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 1976年、レーザープリンターの最初の商用実装であるIBM 3800が発売されました。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の代替となりました。IBM 3800は、連続紙への大量印刷に使用され、240 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 ]

その後まもなく、1977年にゼロックス 9700が市場に投入されました。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ませんでしたが、フォントの読み込みに対するサポートは限定的でした。ゼロックス 9700は、さまざまなコンテンツ（保険証券など）の高価値文書をカットシート紙に印刷するのに優れていました。[ 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Canon LBP-10を開発しました。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Canon CXの開発に着手し、LBP-CXプリンタが誕生しました。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、申し出を断ったディアブロデータシステムズ、ヒューレットパッカード（HP）、およびアップルコンピュータの3つのシリコンバレーの企業との提携を模索しました。[ 7 ] [ 8 ]

1981 年、オフィスでの使用を目的とした最初の小型パーソナルコンピュータであるXerox Star 8010 が発売されました。このシステムはデスクトップ メタファーを採用しており、商業販売ではApple Macintoshが登場するまで、これを上回るものはいませんでした。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 ( 17,000 ドル) で、対象としていた企業や団体のごく一部にしか購入できませんでした。[ 9 ]その後、1984 年には、量販市場向けの最初のレーザー プリンタであるHP LaserJetが発売されました。このプリンタは Canon CX エンジンを搭載し、HP ソフトウェアで制御されていました。[ 10 ] : 5–8 LaserJet の後には、ブラザー工業、IBMなどのプリンタがすぐに続きました。第一世代のマシンは、セットされた用紙の長さよりも円周の長い大きな感光ドラムを備えていました。高速回復コーティングが開発されると、ドラムは 1 回の通過で用紙に複数回接触できるようになり、直径を小さくできました。 1年後、アップル社はLaserWriter（キヤノンCXエンジンベース）を発表したが[ 11 ]、新発売の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が複雑で高価だった）。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、画像、色を使用できる。Aldus社がMacintoshとLaserWriter向けに開発したPageMakerも1985年に発表され、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 ] レーザープリンタにより、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が可能になり、ビジネスおよび家庭市場に貢献した。当時、一般に入手可能な他のプリンタでは、このような機能の組み合わせは提供できなかった。

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。[ 12 ] 光導電性は、レーザー光が照射された領域から帯電した電子を運び去ります。粉末状のインク（トナー）粒子は、レーザー光が照射されていないドラムの残りの領域に静電的に引き寄せられます。

ドラムは画像を紙に転写し、紙は直接接触して機械内を通過します。最後に、紙はフィニッシャーに送られ、そこで熱によって画像を表すトナーが紙に瞬時に定着されます。

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から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。

レーザープリンターの図
レーザープリンターの音

ラスター画像処理

印刷される文書は、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ています。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。ページ上の各水平方向のドットの列は、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、インクジェットなどの他の印刷技術では数行ごとに一時停止するのに対し、各ページは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はありません。[ 13 ]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特定の点に到達してしまう状態）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二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 (600 dpi のまま) で最低 16 MB 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 (線形インチあたり 300 ドット) です。一般的な 8.5 x 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 x 270 mm)、つまり 84 平方インチに減少します。 84 平方インチ × 90,000 ドット/平方インチ = 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、ページ全体を 300 dpi で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年代には、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に搭載されていた原始的なマイクロプロセッサは非力で、グラフィックス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、より高性能なオンボード処理能力を持っていました。[ 14 ]その後、メモリの価格は大幅に低下し、PCと周辺ケーブル（最も重要なのはSCSI ）の急速な性能向上により、ラスタライズ処理を送信側の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するという犠牲を払って）。[ 15 ] 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、低価格帯の300dpiレーザープリンターの小売価格は1994年初頭には700ドルまで下がり、 [ 16 ] 1995年初頭には600ドルまで下がりました。 [ 17 ] 1997年9月、HPはホストベースの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。[ 18 ]

1200 dpi のプリンターは、2008 年以降、家庭用市場で広く利用されています。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 プリンターも利用できます。

充電

感光ドラムに負電荷を付与する

古いプリンタでは、ドラムに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、回転する感光ドラムまたはベルトである感光体（光伝導体ユニットとも呼ばれます）に静電気を投影します。感光体は、暗い場所にある間、表面に静電気を保持することができます。

一次帯電ローラーにはACバイアス電圧が印加され、前の画像によって残った残留電荷を除去します。また、ローラーはドラム表面に DCバイアスを印加し、均一な負電位を確保します。

多くの特許では、感光ドラムのコーティングは、光帯電層、電荷リークバリア層、そして表面層を備えたシリコン「サンドイッチ」構造であると説明されています。あるバージョンでは、受光層として水素を含むアモルファスシリコン、電荷リークバリア層として窒化ホウ素、そして表面層としてドープシリコン（特に酸素または窒素を含むシリコン）が使用されています。このシリコンは、十分な濃度で加工した窒化シリコンに似ています。

暴露する

レーザー光は感光ドラム上の負電荷を選択的に中和し、静電​​像を形成します。
Dell P1500のレーザーユニット。白い六角形は回転するスキャナーミラーです。

レーザープリンターはレーザーを使用しています。レーザーは、特にプリンター内部の短距離において、高度に集束した、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面鏡に照射され、レンズとミラーのシステムを通して光受容体ドラムに照射され、毎秒最大6500万回の速度でピクセルを書き込みます。 [ 19 ]ドラムは走査中も回転し続け、この動きを補正するために走査角度がわずかに傾けられています。プリンターのメモリに保持されたラスター化されたデータストリームは、レーザーの走査に合わせて高速にオン/オフを切り替えます。

レーザービームはドラム表面の電荷を中和（または反転）し、ドラム表面に負の静電像を残します。この像は負に帯電したトナー粒子をはじきます。しかし、レーザーが照射されたドラム上の領域は一時的に電荷を帯びなくなり、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るトナーは、ロールのゴム表面からドラム表面の帯電した部分へと移動します。[ 20 ] [ 21 ]

一部の非レーザープリンター（LEDプリンター）は、レーザーの代わりに、ページ幅全体にわたる発光ダイオードの配列を使用して画像を生成します。「露光」は、一部の文書では「書き込み」とも呼ばれます。

現像

ドラムが回転すると、 15ミクロンの厚さのトナーが現像ロールに連続的に塗布されます。潜像を有する感光体の表面は、トナーで覆われた現像ロールに露出されます。

トナーは、カーボンブラックまたは着色剤を混合した乾燥したプラスチック粉末の微粒子で構成されています。トナー粒子はトナーカートリッジ内で負に帯電し、現像ドラム上に排出されると、感光体の潜像（ドラム表面でレーザーが照射された領域）に静電的に引き寄せられます。負電荷同士は互いに反発するため、負に帯電したトナー粒子は、（帯電ローラーによって予め付与された）負電荷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通します。感光ドラムには、レーザーが照射された場所と全く同じ位置に、トナー粒子のパターンが塗布されています。トナー粒子はドラムと紙の両方に対して非常に弱い吸着力しか持ちませんが、ドラムへの吸着力はより弱く、粒子はドラム表面から紙表面へと再び転写されます。一部のプリンターでは、紙の裏側にプラスに帯電した「転写ローラー」を配置し、マイナスに帯電したトナーを感光ドラムから紙へ引き寄せる役割も担っています。

融合

トナーは熱と圧力によって紙に定着します。

用紙は定着器アセンブリ内のローラーを通過し、最高427℃（801℉）の高温と圧力によってトナーが用紙に永久的に定着します。ローラーの1つは通常、中空管（ヒートローラー）で、もう1つはゴム製のローラー（プレッシャーローラー）です。中空管の中央には輻射熱ランプが吊り下げられており、その赤外線エネルギーがローラーを内側から均一に加熱します。トナーが適切に定着するには、定着ローラーが均一に加熱されている必要があります。

一部のプリンターでは、非常に薄く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、定着器がより早く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、ローラーとトナーの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、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に比べて、一般的に印刷速度が遅くなります。

清掃と充電

カラーレーザープリンタの出力の拡大図。青みがかった背景を持つ画像の4つのドットを構成する個々のトナー粒子を示しています。

ドラムが一回転すると、電気的に中性な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トナータンクに排出します。その後、帯電ローラーがドラム表面に均一な負電荷を再び付与し、レーザーによる再照射に備えます。

連続印刷

ラスター画像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に実行されます。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、感光体を帯電させ、数度回転させてスキャンし、さらに数度回転させて現像する、といった一連の処理が行われます。ドラムが1回転する前に、このプロセス全体を完了できます。

プリンターによって、これらのステップの実装方法は異なります。LEDプリンターは、発光ダイオードの直線配列を用いてドラムに光を「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としているため、用紙が定着器を通過すると、トナー粒子が溶けます。用紙は逆極性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、加熱された加圧ローラー、または（一部の非常に高速で高価なプリンターでは）キセノンフラッシュランプのいずれかです。レーザープリンター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

トナー切れによる線が入ったレーザープリント

レーザープリンターの内部機構は非常に繊細で、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。特にドラムは非常に重要な部品です。ドラムは数時間以上外光にさらさないでください。光によって電荷が失われ、最終的には摩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は、ドラムの一部の放電を妨げ、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表面から残留トナーを除去できない場合、そのトナーはドラム上を再び循環し、回転するたびに印刷ページに汚れが生じます。帯電ローラーが損傷したり、十分な電力が供給されなかったりすると、ドラム表面を適切に負に帯電させることができず、次の回転で現像ロールから過剰なトナーがドラムに付着し、前の回転で得られた薄くなった画像がページの下部に繰り返し現れます。

トナードクターブレードが現像ロールにトナーを滑らかかつ均一に塗布できない場合、ブレードがトナーを削りすぎた箇所に白い筋が現れることがあります。また、ブレードが現像ロールにトナーを過剰に残した場合、現像ロールの回転時にトナー粒子が剥がれ落ち、下の用紙に付着し、定着プロセスで用紙に付着する可能性があります。その結果、印刷​​されたページ全体が暗くなり、縁が非常にぼやけた太い縦縞模様になります。

定着ローラーの温度が十分でない場合、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と、トナーのプラスチック部分が汚れ、印刷された文字が濡れたように、または汚れたように見えることがあります。また、溶けたトナーが用紙の裏側に染み込むこともあります。

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、他社のトナー配合は、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、用紙に適切に定着する傾向、または回転ごとに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。

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年に販売されたHP LaserJetは3,500ドルで、[ 22 ]小さく低解像度のグラフィックスでさえ問題があり、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、家庭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年の時点で、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、処理対象のジョブのグラフィック処理能力など、多くの要因に依存します。最高速モデルは、毎分200ページ以上のモノクロ印刷（毎時12,000ページ）が可能です。最高速のカラーレーザープリンターは、毎分100ページ以上（毎時6,000ページ）の印刷が可能です。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情報を大量に郵送する際に使用され、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。 [ 23 ]

この技術のコストは、用紙、トナー、ドラム交換費用、そして定着アセンブリや転写アセンブリといったその他の部品の交換費用など、様々な要因の組み合わせによって決まります。軟質プラスチックドラムを搭載したプリンターは、ドラム交換が必要になるまでそのコストが顕在化しないことが多く、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）は、用紙の搬送経路が長くなるため印刷速度は遅くなりますが、用紙コストを半減させ、ファイル数を削減できます。以前はハイエンドプリンターにしか搭載されていませんでしたが、現在ではミッドレンジのオフィスプリンターでも一般的になっています。ただし、すべてのプリンターが両面印刷ユニットを搭載でき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性能と効率を向上させる外部ソフトウェアの利用がますます一般的になっています。このソフトウェアは、従業員がプリンターをどのように使用するかを規定するルールを設定するために使用できます。例えば、1日に印刷できるページ数に制限を設けたり、カラーインクの使用量を制限したり、無駄と思われるジョブにフラグを付けたりすることができます。[ 24 ]

カラーレーザープリンター

HPカラーレーザープリンターのカートリッジ引き出しを開けると、内部に4つのトナーカートリッジが見える。

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レーザースキャナアセンブリを1つだけ使用しますが、カラープリンターは2つ以上、多くの場合4色それぞれに1つずつ搭載されています。

カラー印刷では、各色の印刷の間に位置ずれと呼ばれるごくわずかな位置ずれが発生するため、印刷プロセスが複雑になります。位置ずれは、意図しない色にじみ、ぼやけ、あるいは色領域の端に明暗の筋状の印刷を引き起こします。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ーでは「転写ベルト」と呼ばれる大型の回転ベルトを採用しています。この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、各トナー層をベルトに正確に塗布します。そして、複合されたトナー層は、均一な一回のステップで用紙に塗布されます。

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あり、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、熱プレス機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。これらの転写メディアは、企業やチームのロゴを印刷したカスタムTシャツやカスタムロゴ製品の作成によく使用されます。

2 部カラー レーザー転写は、2 段階のプロセスの一部であり、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、および黒( CMYK ) のカラー トナー (ドライ インク) を使用します。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の転写を可能にします。

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り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。プリンター本体は安価に販売される一方で、交換用のトナーとインクは比較的高価です。カラーレーザープリンターの平均ランニングコストは通常​​、レーザープリンターとレーザートナーカートリッジの初期費用が高いにもかかわらず、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印刷枚数が多いため、カラーレーザープリンターの方がわずかに低くなります。[ 25 ] [ 26 ]

カラーレーザープリンターの印刷品質は、解像度（通常600～1200 dpi）とわずか4色のトナーの使用によって制限されます。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ことは、しばしば困難です。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印刷できます。[ 27 ]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で大量印刷に適した選択肢であり、インクジェットプリンターは大判プリンターや家庭用プリンターに重点を置いている傾向があります。レーザープリンターはより正確なエッジ処理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インクジェットプリンターよりもはるかに高速ですが、一般的に大きくかさばります。[ 28 ]

偽造防止マーク

カラーレーザープリンターで印刷された白い紙の上の小さな黄色い点は、ほとんど目に見えません。クリックすると高解像度の画像が表示されます。

現代のカラーレーザープリンターの多くは、トレーサビリティを確保するため、印刷物にほぼ目に見えないドットラスターを刻みます。ドットは黄色で、大きさは約0.1mm（0.0039インチ）、ラスターは約1mm（0.039インチ）です。これは、偽造業者の追跡を支援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ます。[ 29 ]ドットには、印刷された用紙ごとに、印刷日時やプリンターのシリアル番号などのデータが2進化10進数でエンコードされており、メーカーは紙片を追跡することで購入場所、場合によっては購入者を特定することができます。

電子フロンティア財団などのデジタル権利擁護団体は、印刷者のプライバシーと匿名性の侵害を懸念している。[ 30 ]特に、トラッキングドットは、内部告発者であるリアリティ・ウィナーの逮捕と有罪判決に直接つながったツールとして関与しているとされた。[ 31 ] [ 32 ]

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 カートリッジにも、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 50% にまで減少することもある[ 33 ] )スマートチップが組み込まれている場合があります。これは、トナー カートリッジの売上を伸ばすための措置です。[ 34 ]この手法は、プリンター ユーザーにとってコストがかかるだけでなく、廃棄物も増え、環境への負荷も増大させます。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、プリンターによっては、カートリッジ内のインクを使い切る方法を紹介するオンライン ウォークスルーが掲載されています。[ 35 ] これらのチップはエンド ユーザーにはメリットがありません。レーザー プリンターの中には、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量を評価しているものもあり、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でした。

安全上の危険、健康リスク、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、あるいは搬送システムや掃除機のホース内部と擦れ合うと静電気を帯びる可能性があります。帯電したトナー粒子からの静電気放電は、掃除機のフィルターバッグ内の可燃性粒子に発火したり、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可能性があります。トナー粒子は非常に微細であるため、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、モーターを通過したり、室内に戻ったりする可能性があります。

レーザープリンター内にトナーがこぼれた場合、効果的な清掃には、導電性ホースと高性能（HEPA）フィルターを備えた特殊な掃除機が必要になる場合があります。これらの特殊なツールは、「ESD-safe」（静電気放電対応）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ます。これらのイオン化酸素と窒素は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、排気流に活性炭フィルターが組み込まれており、これらの有害ガスを分解することでオフィス環境の汚染を防いでいます。

しかし、業務用プリンターのフィルター処理ではオゾンが一部漏れてしまうため、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は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、オゾン臭や刺激を感じるレベルに達する可能性があります。極端な場合には、理論上、健康被害を引き起こす可能性があります。[ 36 ]

呼吸器系の健康リスク

プリンターの排出ガスに関する研究に関するビデオ

オーストラリアのクイーンズランド州で2012年に実施された研究によると、一部のプリンターはサブミクロンの粒子を排出しており、呼吸器疾患との関連が疑われている。[ 37 ]クイーンズランド工科大学の研究で評価された63台のプリンターのうち、最も粒子を排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、研究対象となった機械は既に建物内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、同じモデルの機械間でも粒子排出量が大幅に異なることを指摘した。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台のプリンターから、燃えているタバコと同じくらいの粒子が排出されたという。[ 38 ] [ 39 ]

超微粒子の吸入による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、さまざまな結果をもたらす可能性があります。

2011年12月、オーストラリア政府機関であるSafe Work Australiaは既存の研究を検証し、「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」と結論付けました。また、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。このレビューではまた、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、「このような排出物は呼吸器組織に接触した後、『粒子状』のままである可​​能性は低いため、健康への影響は『粒子状』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」と指摘しています。[ 40 ]

ドイツ社会傷害保険は、トナー粉塵への曝露、およびコピー・印刷サイクルによる健康への影響を調査するためのヒト研究プロジェクトを委託しました。ボランティア（対照群23名、曝露群15名、喘息患者14名）が、曝露チャンバー内で規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。この研究は、多様なプロセスと対象者を対象としており、高濃度のレーザープリンター放出物への曝露が、報告されている疾患につながる検証可能な病理学的プロセスを引き起こすことを裏付けるものではありませんでした。[ 41 ]

レーザープリンターからの排出量を削減するための提案として、フィルターを後付けすることが盛んに議論されています。フィルターは、プリンターのファンの通気口に粘着テープで固定することで、粒子状物質の排出を削減します。しかし、すべてのプリンターには排紙トレイがあり、そこから粒子状物質が排出されます。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は全体の排出量に占める排紙トレイの割合を削減することはできません。[ 42 ]

航空輸送禁止

2010年の貨物機爆破計画の後、別の貨物機で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発見されたことを受けて、米国運輸保安局は、通過便の乗客に対し、機内持ち込み手荷物と預け入れ手荷物の両方で、重量が1ポンド（0.45kg）を超えるトナーまたはインクカートリッジを持ち込むことを禁止した。[ 43 ] [ 44 ] 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、この禁止措置はほとんどの旅行者には影響しないと指摘した。[ 44 ]

参照

参考文献

  1. ^ 「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。
  2. ^ 「ゼロックス研究所創設者ジェイコブ・E・ゴールドマン氏、90歳で死去」ニューヨーク・タイムズ紙、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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