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インクジェット技術入門

～基礎から応用まで幅広く解説～

著者富士ゼロックス(株) 研究技術開発本部 マーキング技術研究所
藤井 雅彦　氏
発刊日 2012年3月20日
体裁A4  140頁
価格(税込)
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ISBNコード978-4-905507-00-0
発行(株)Ｒ＆Ｄ支援センター

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インクジェット、印刷関連の技術者・研究者のバイブル本！

書籍趣旨

≪発刊にあたって≫

インクジェットによる記録方式は、他のマーキング方式に比べ記録プロセスが単純なため、プリンタの小型化、カラー化を低コストで実現しやすい。このためインクジェット方式によるプリンタは、パーソナル市場はもちろん、オフィスにまで広がりを見せている。また広幅化が容易、超高速化が可能といったポテンシャルを活かし、ラージフォーマットや印刷領域にまで展開されてきている。さらに記録対象に非接触という特徴から様々な媒体上への記録が可能であり、捺染やパッケージングなどの産業分野、あるいはRapid Prototyping(3D 模型)、ディスプレイ、Printed Electronics などの工業分野や製造装置への応用、いわゆるデジタルファブリケーションへの進出も著しい。近年のプリントヘッドの性能向上により、極微量の液体の移動を正確に制御できるという特徴から、バイオや医療分野での応用も見られる。記録メカニズムが単純である故に、インクジェット技術を会得するためには、まず各基本構成技術をしっかり理解した上で、お互いのつながりを把握することが必要である。

本書ではインクジェットの各種方式や特徴について説明した後、インクジェットの歴史を振り返る。次に主要構成技術として、システム技術、プリントヘッド技術、インク・メディア技術、そして画像形成技術のうちインクジェットで特に特徴的なものを取り上げ説明する。最後にインクジェットの今後の展望や、特徴を活かした応用について述べる。

目次

１．はじめに
　　1.1　インクジェット記録方式とは？
　　1.2　インクジェット方式の特徴

２．インクジェット方式の分類
　　2.1　連続噴射型
　　　2.1.1　荷電偏向制御型
　　　2.1.2　新しい連続噴射型(Stream)
　　2.2　オンデマンド型
　　　2.2.1　サーマルインクジェット方式(　バブルジェット)
　　　2.2.2　ピエゾインクジェット方式
　　　2.2.3　サーマルインクジェットとピエゾインクジェットの比較
　　　　①寿命
　　　　②使用インク範囲
　　　　③ノズル数
　　　　④ノズル解像度
　　　　⑤小ドロップ化
　　　　⑥ドロップサイズ変調
　　　2.2.4　その他オンデマンド方式
　　　　①静電吸引型インクジェット方式
　　　　②静電変位型インクジェット
　　　　③　AIP（音響エネルギー方）
　　　　④　SIJ（ソリッドインクジェット）方式
　　　　⑤　UVLT　方式
　　　　⑥連帳機(Production　Printer)　に採用されている方式
　　2.3　その他の方式

３．インクジェット技術の研究・開発の歴史
　　3.1　インクジェットの発明者と同時性
　　3.2　インクジェットプリンタの傾向と代表的なヘッド開発会社

４．プリンタシステム技術
　　4.1　シリアルプリンタの動作
　　　4.1.1　メカニカル動作
　　　4.1.2　紙送り
　　　4.1.3　プリントカートリッジタイプ（オンキャリッジタイプ）
　　　4.1.4　プリントカートリッジタイプ
　　4.2　メンテナンス動作
　　　4.2.1　予備吐出（ダミージェット）
　　　4.2.2　パージ（バキューム）
　　　4.2.3　ワイプ
　　　4.2.4　キャップ
　　4.3　メンテナンスのスケジュール
　　　　①ユーザーメンテナンス
　　　　②スケジュールメンテナンス
　　　　③電源オン・オフメンテナンス
　　　　④異常検出時メンテナンス
　　4.4　ミスト回収機構
　　4.5　インク滴吐出不良(　画質不良)　検出機能
　　4.6　シリアルプリンタとラインプリンタの比較
　　　4.6.1　ライン(　紙幅)　ヘッド搭載プリンタの特徴と課題
　　　4.6.2　ラインプリンタの市場におけるポジショニング
　　　4.6.3　ラインプリンタの構成例と課題への対応

５．プリントヘッド技術
　　5.1　サーマルインクジェット　　　　　　　　
　　　5.1.1　サーマルインクジェットの吐出原理
　　　5.1.2　サーマルインクジェットの駆動波形
　　　5.1.3　大気連通方式の吐出原理
　　　5.1.4　LD-Shot　方式の吐出原理
　　　5.1.5　プリントヘッドの基本構成
　　　5.1.6　プリントヘッドの作製・構成例
　　5.2　ピエゾインクジェット　　　　　　　　　
　　　5.2.1　基本動作原理
　　　5.2.2　ピエゾインクジェットの駆動方法
　　　5.2.3　ピエゾインクジェットの基本構成
　　　5.2.4　ピエゾインクジェットヘッドの作製・構成例
　　5.3　プリントヘッド噴射特性の変動要因と対応
　　5.4　ラインヘッドへのアプローチ
　　5.5　吐出インク範囲と課題
　　5.6　ドット径変調技術

６．インク・メディア技術
　　6.1　インクの基本組成
　　6.2　インクの分類
　　　6.2.1　溶媒による分類
　　　　①水性インク
　　　　②オイル系インクと溶剤系インク
　　　　③無溶媒系インク
　　　6.2.2　浸透性による分類
　　　6.2.3　色材による分類
　　　　①UV　硬化型インクとソルベントインク
　　　　②水性熱硬化型インク
　　　　③白インク
　　6.3　メディアの分類と要求性能
　　　6.3.1紙ベースのメディア
　　　　①普通紙
　　　　②コート紙と光沢紙
　　　　③カールとコックリング(　カクル)
　　　　④紙の目

７．画像形成技術
　　7.1　画像処理
　　　7.1.1　プリントデータの処理フロー例
　　　7.1.2　色変換
　　　7.1.3　ハーフトーン処理(2　値化)
　　　7.1.4　マルチパスプリント
　　　7.1.5　その他の処理技術例
　　　7.1.6　プリンタドライバと画像処理
　　　7.1.7　画像の欠陥補正技術

８．インクジェット、今後の展望
　　8.1　高画質化
　　　8.1.1　小インク滴化と流路の微細化
　　　8.1.2　インクの多色化
　　　8.1.3　画質向上の課題とアプローチ
　　8.2　高速化
　　8.3　インクジェットの市場と今後
　　　8.3.1　市場の分類
　　　8.3.2　インクジェットの応用領域
　　　　①写真プリンタ
　　　　②サインディスプレイ、美術品・文化財のArchive
　　　　③バリアブルプリント、連帳機、トランスプロモ、書籍印刷
　　　　④ダイレクトマーキング
　　8.4　デジタルファブリケーションの展開
　　　8.4.1　エレクトロニクス分野、ディスプレイ
　　　8.4.2　光学部品、医療

書籍趣旨

≪発刊にあたって≫

インクジェットによる記録方式は、他のマーキング方式に比べ記録プロセスが単純なため、プリンタの小型化、カラー化を低コストで実現しやすい。このためインクジェット方式によるプリンタは、パーソナル市場はもちろん、オフィスにまで広がりを見せている。また広幅化が容易、超高速化が可能といったポテンシャルを活かし、ラージフォーマットや印刷領域にまで展開されてきている。さらに記録対象に非接触という特徴から様々な媒体上への記録が可能であり、捺染やパッケージングなどの産業分野、あるいはRapid Prototyping(3D 模型)、ディスプレイ、Printed Electronics などの工業分野や製造装置への応用、いわゆるデジタルファブリケーションへの進出も著しい。近年のプリントヘッドの性能向上により、極微量の液体の移動を正確に制御できるという特徴から、バイオや医療分野での応用も見られる。記録メカニズムが単純である故に、インクジェット技術を会得するためには、まず各基本構成技術をしっかり理解した上で、お互いのつながりを把握することが必要である。

本書ではインクジェットの各種方式や特徴について説明した後、インクジェットの歴史を振り返る。次に主要構成技術として、システム技術、プリントヘッド技術、インク・メディア技術、そして画像形成技術のうちインクジェットで特に特徴的なものを取り上げ説明する。最後にインクジェットの今後の展望や、特徴を活かした応用について述べる。

目次

１．はじめに
　　1.1　インクジェット記録方式とは？
　　1.2　インクジェット方式の特徴

２．インクジェット方式の分類
　　2.1　連続噴射型
　　　2.1.1　荷電偏向制御型
　　　2.1.2　新しい連続噴射型(Stream)
　　2.2　オンデマンド型
　　　2.2.1　サーマルインクジェット方式(　バブルジェット)
　　　2.2.2　ピエゾインクジェット方式
　　　2.2.3　サーマルインクジェットとピエゾインクジェットの比較
　　　　①寿命
　　　　②使用インク範囲
　　　　③ノズル数
　　　　④ノズル解像度
　　　　⑤小ドロップ化
　　　　⑥ドロップサイズ変調
　　　2.2.4　その他オンデマンド方式
　　　　①静電吸引型インクジェット方式
　　　　②静電変位型インクジェット
　　　　③　AIP（音響エネルギー方）
　　　　④　SIJ（ソリッドインクジェット）方式
　　　　⑤　UVLT　方式
　　　　⑥連帳機(Production　Printer)　に採用されている方式
　　2.3　その他の方式

３．インクジェット技術の研究・開発の歴史
　　3.1　インクジェットの発明者と同時性
　　3.2　インクジェットプリンタの傾向と代表的なヘッド開発会社

４．プリンタシステム技術
　　4.1　シリアルプリンタの動作
　　　4.1.1　メカニカル動作
　　　4.1.2　紙送り
　　　4.1.3　プリントカートリッジタイプ（オンキャリッジタイプ）
　　　4.1.4　プリントカートリッジタイプ
　　4.2　メンテナンス動作
　　　4.2.1　予備吐出（ダミージェット）
　　　4.2.2　パージ（バキューム）
　　　4.2.3　ワイプ
　　　4.2.4　キャップ
　　4.3　メンテナンスのスケジュール
　　　　①ユーザーメンテナンス
　　　　②スケジュールメンテナンス
　　　　③電源オン・オフメンテナンス
　　　　④異常検出時メンテナンス
　　4.4　ミスト回収機構
　　4.5　インク滴吐出不良(　画質不良)　検出機能
　　4.6　シリアルプリンタとラインプリンタの比較
　　　4.6.1　ライン(　紙幅)　ヘッド搭載プリンタの特徴と課題
　　　4.6.2　ラインプリンタの市場におけるポジショニング
　　　4.6.3　ラインプリンタの構成例と課題への対応

５．プリントヘッド技術
　　5.1　サーマルインクジェット　　　　　　　　
　　　5.1.1　サーマルインクジェットの吐出原理
　　　5.1.2　サーマルインクジェットの駆動波形
　　　5.1.3　大気連通方式の吐出原理
　　　5.1.4　LD-Shot　方式の吐出原理
　　　5.1.5　プリントヘッドの基本構成
　　　5.1.6　プリントヘッドの作製・構成例
　　5.2　ピエゾインクジェット　　　　　　　　　
　　　5.2.1　基本動作原理
　　　5.2.2　ピエゾインクジェットの駆動方法
　　　5.2.3　ピエゾインクジェットの基本構成
　　　5.2.4　ピエゾインクジェットヘッドの作製・構成例
　　5.3　プリントヘッド噴射特性の変動要因と対応
　　5.4　ラインヘッドへのアプローチ
　　5.5　吐出インク範囲と課題
　　5.6　ドット径変調技術

６．インク・メディア技術
　　6.1　インクの基本組成
　　6.2　インクの分類
　　　6.2.1　溶媒による分類
　　　　①水性インク
　　　　②オイル系インクと溶剤系インク
　　　　③無溶媒系インク
　　　6.2.2　浸透性による分類
　　　6.2.3　色材による分類
　　　　①UV　硬化型インクとソルベントインク
　　　　②水性熱硬化型インク
　　　　③白インク
　　6.3　メディアの分類と要求性能
　　　6.3.1紙ベースのメディア
　　　　①普通紙
　　　　②コート紙と光沢紙
　　　　③カールとコックリング(　カクル)
　　　　④紙の目

７．画像形成技術
　　7.1　画像処理
　　　7.1.1　プリントデータの処理フロー例
　　　7.1.2　色変換
　　　7.1.3　ハーフトーン処理(2　値化)
　　　7.1.4　マルチパスプリント
　　　7.1.5　その他の処理技術例
　　　7.1.6　プリンタドライバと画像処理
　　　7.1.7　画像の欠陥補正技術

８．インクジェット、今後の展望
　　8.1　高画質化
　　　8.1.1　小インク滴化と流路の微細化
　　　8.1.2　インクの多色化
　　　8.1.3　画質向上の課題とアプローチ
　　8.2　高速化
　　8.3　インクジェットの市場と今後
　　　8.3.1　市場の分類
　　　8.3.2　インクジェットの応用領域
　　　　①写真プリンタ
　　　　②サインディスプレイ、美術品・文化財のArchive
　　　　③バリアブルプリント、連帳機、トランスプロモ、書籍印刷
　　　　④ダイレクトマーキング
　　8.4　デジタルファブリケーションの展開
　　　8.4.1　エレクトロニクス分野、ディスプレイ
　　　8.4.2　光学部品、医療

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