254 最新印刷講座（第 VIII 講） J. Jpn. Soc. Colour Mater., 85〔6〕，254 – 258（2012）最新インクジェット印刷技術小関健一 *,† * 千葉大学大学院融合科学研究科千葉県千葉市稲毛区弥生町 1-33（〒 263-8522） †Corresponding Author, E-mail: [email protected] （2012 年 5 月 15 日受付； 2012 年 5 月 23 日受理）要旨インクジェット技術は，必要な場所に，必要量のさまざまな機能性材料を，非接触で高速かつ正確に着弾させる技術である。そこには銀塩写真のような高画質な画像形成ができ，商業印刷機のスピードに迫る高速性を可能にしているさまざまな技術がある。ここではプリントヘッド技術，紙などのメディアおよびインク材料，さらには各種の応用例について紹介する。それぞれの技術が協力し最適化されることにより，プリンテッドエレクトロニクスを含め，さらに幅広い分野への広がりが期待される技術である。キーワード：インクジェット印刷，ヘッド技術，メディア，ジェットインク 1．はじめに 2．プリントヘッド技術インクジェットプリンターは，身近なコンピュータの出力デ現在使用されているインクジェットプリンターの方式は，大バイスとして，また産業用プリンターとして広く使われるようきく二つに分けられる。産業用途で使われる高速吐出の連続方になり，とくに画質の向上や低価格化により，パーソナルユースでの使用が飛躍的に伸びている。それは，耐久性のある高品式と，パーソナルユースなどで使われるドロップオンデマンド（DOD）方式である。位の画像情報を高速に印字できる出力機器としての地位を築い連続方式は，インク室に高圧をかけ，超音波によって振動させることで微小な液滴を吐出させる。吐出したインク滴に電荷たことによる。しかし，この技術は，ジョルジュ・スーラの点描絵画のようを与え，電界により飛翔方向をコントロールし画像形成を行う。に，色材を一点一点紙面に置いて画像を形成するもので，実用使われなかったインクは回収し再利用する。高粘度や速乾性の化技術が検討され始めた 1970 年代に，誰が今日のような高速でインクも使用できる特長を有し，約 400 kHz での駆動が可能で，高画質な応用範囲の広い技術にまでなると想像し得たであろう 300 m/分という高速印刷が可能である。構造的に小型化に課題か。液滴を飛翔させて画像を形成するユニークなインクジェッがあるが，工業用のマーキングやフォーム印刷のナンバリングト技術は，ヘッドのマルチノズル化やシングルパス方式の開発などに利用されている。ヘッドからメディアまでの距離を 1 cm などの装置の進歩により，印刷機に匹敵するような高速化を成以上とることも可能で，凹凸のあるものにも印字できる。し遂げ，液滴の微小化技術や色材の高性能化，さらにインク吸 DOD 方式はさらに，サーマル方式とピエゾ方式に分けられ収層としてのメディアの材料開発などにより 1,2），銀塩写真にせる。ヘッドからメディアまでの距離は 1 mm 程度で，駆動周波まる高画質で耐候性のある画像が得られるまでになった。数は 30 kHz 前後である。サーマル方式は，インク室内のヒータインクジェット技術は，必要な場所に，必要量の機能性材料ーを瞬間的に数百度に加熱することにより気泡を発生させ，そを，非接触で高速かつ正確に着弾させる技術である。それらをの体積変化により 20 ∼ 30 µm 程度の小さなノズルからインクを支えているプリントヘッド技術，メディアおよびインク材料に吐出させる。構造が単純であることから高密度化が可能であついて，また産業分野での適用例について紹介する。さまざまる。ピエゾ方式は，インク室のピエゾ素子の電圧印加による変な機能性材料をインク化できれば，基本的にヘッドから打ち出形を利用し，インクを吐出させる。ヘッド構造は複雑だが噴射すことができるので，エレクトロニクスを含めさまざまな分野量の制御が比較的容易に行える。気泡が入ると圧力制御が困難から期待されている技術である 3,4）。になる。一般に，各種の機能材料をインクとして用いる場合に〔氏名〕こせきけんいち〔現職〕千葉大学大学院融合科学研究科画像マテリアルコース准教授〔趣味〕写真，木工細工，切手収集〔経歴〕 1973 年千葉大学大学院工学研究科修士課程修了。1986 年工学博士（東京大学）。1973 年㈱冨士合成化学研究所入社。千葉大学工学部印刷工学科専攻生。1975 年千葉大学工学部助手。1995 年助教授。2007 年 4 月現職。フォトポリマー材料に関する基礎から応用に関する研究を行っている。は，インクを加熱しないことからピエゾ方式のヘッドが用いられることが多い。高精細印刷のためには，液滴サイズの微小化が必要であり， 1990 年代当初 100 pL 程度だったサイズが，年を追うごとに微小化が進み，2004 年頃には高精細画像を得るためには十分な 1 pL に達した。そのため，一般向けのプリンターヘッドにおいては，それ以上の液滴の微小化は行われていない。もちろん，プリン − 26 −