コピーの不思議Q&A|Ricoh Japan


コピーの不思議Q&A


「不思議だなぁ...」と思うことが、科学する心の第一歩です。みんなが毎日便利に使っている機械の内側には、そんな不思議の秘密がぎっしり詰まっています。「キッズのためのQ&A」では、タカハシ博士とコーラ隊長が、皆さんから寄せられたコピー機、プリンター、ファックスについての質問にお答えします。なぜだろう?不思議だなぁ!と思ったら、ここをクリックしてメールで質問を送ってください。


コピー機の構造に関する質問コピー機の構造に関する質問

石井博己くんからの質問:

「 色の粉がどこで混ぜられるか教えてください」

結論からお答えしますと、カラーコピー機では色を混ぜているというよりも、「色を重ねている」という表現が近いのです (コピー機の内部では、4色のトナーを混ぜ合わせて色を作っているわけではありません)。

もちろん、単に重ねただけでは色が綺麗に出ません。 そこで定着装置というトナーに熱と圧力を加えて溶かす装置がありますが、この定着装置で「重ねた4色のトナーを溶かし、混ぜる」ことにより、綺麗な色を出しています。

以下、もう少し詳しく説明します。

色のついた粉は、トナーといいます。 トナーには色の三原色であるシアン・トナー(青っぽい色)、マゼンタ・トナー(赤っぽい色)、イエロー・トナー(黄色)があります。 そして、この三原色にブラック(黒)を加え、合計4色のトナーがカラー・コピー機の中に入っており、これらの色の重ね合わせで、様々な色を作り出すことができます。

カラー・コピー機の中にある、これら色を付ける装置は下の図のような構造になっています。

コピー用紙を紙搬送ベルトに乗せ、CMYK色の作像部に通すことで、各色を重ねていきます

コピー用紙は、この図の右下から入って、紙の上に順次各色のトナーを重ねていき、最後に左上の定着部で熱を加えられて、トナーは溶けてコピー用紙の上にしっかりとくっつきます。

各色のトナーが重なったコピー用紙は、定着部で暖められて溶かされますコピー用紙が定着装置に入る前と後の、トナーの状態について説明しましょう。 定着装置に入る前は、コピー用紙にはトナーが粉の状態で紙についています。

この、粉の状態では、綺麗な色は出ていません。



粉の状態のトナーは、定着を通過する時、200℃くらいの高い温度で暖められて、溶かされます。 そうすると「粉の状態」から薄い「膜の状態」になり、綺麗な色が現われてきます。 膜の状態は表面が滑らかですが、溶ける前の粉の状態は表面がデコボコしていますので、あたった白色光が色々な方向に反射(乱反射)して、綺麗な色が出ません。 この状態を下図に示しました。 この図では、参考としてマゼンタ・トナーとイエロー・トナーをコピー用紙に重ねた状態を示しました。

定着前の粉の状態と、定着後の膜の状態では、光の反射の仕方が違います

絵の具で様々な色を作る時には、筆で色を混ぜます。 ですが、カラーコピー機(印刷でも同じですが)では、色を混ぜる必要がありません。 色を重ねれば良いのです。なぜでしょう? 不思議ですね。

この謎への詳しい回答は、テキスト(青本)の12ページから15ページ、「4. 色重ねの秘密」に書かれていますが、それはさておき、トナーと絵の具のこの違いは、使っている色材の、光を通す能力が高いか低いかに起因します。 トナーに使っている色材やフィルターは、光を通す能力が非常に高いのです(この光を通す能力を、透明性あるいは「透過性が高い/低い」といいます)。

トナーは透過性の高い色材なので、トナーの表面にあたった白色光はトナーの層を通過して紙の表面まで到達し、そこで反射されて、またトナー層を通過して私達の目に届きます。 いっぽう、絵の具は透過性が低いので、光は絵の具の中を通ることができません。 ですから、絵の具の表面で反射した光のみが私達の目に届きます。

絵の具で色を作る時には、色を混ぜ合わせて「表面に出しておく」ことが必要なのです。

トナーの場合は透過性が高いので、色によって光は通過しますトナーは透過性が高いので、イエローとマゼンタを重ねておけば、光はイエローを通過し、マゼンタを通過したあと綺麗な赤色として目に返ってきます (イエローとマゼンタを重ねて赤色ができることは、テキストの17ページにも書かれています。参考にしてください)。



絵の具は透過性が低いので、ほとんどの光は絵の具の表面で反射します絵の具は透過性が低いので、絵の具の表面で反射した色光によって色が決まります。 イエローとマゼンタを重ねて塗ってしまうと赤にはならず、上に塗った(最後に塗った)イエローの色が見えることになります。



絵の具で赤を表現する際には、あらかじめ色を混ぜて赤色を作っておかねばならないわけです (ただ実際は、絵の具のには最初から赤が用意されていますので、混ぜて作る必要はありませんが...)。

絵の具の場合はトナーのように色を重ねるのではなく、予め色を混ぜたりして作る必要があります