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ジャパネット たかた インクジェット - Wikipedia
ジャパネット たかた パソコンの インクジェットとは インクジェット（英: inkjet）は、インクを微滴化し、被印字媒体に対し直接に吹き付けて印刷を行う方法のことである。オフセット印刷のように版下を作製する必要がなく、複写機やレーザープリンターなどで使用されている電子写真方式のような加熱定着処理も不要で、機構が単純であるという特長をもつ。また色当たりのコストも他の印刷方法と比べて低く抑えることができる。このため6色や7色、さらに10色を超える多色刷りの実現も比較的容易である。
インクジェットプリンターの歴史は、ケルヴィンが1867年にインク滴に対する荷電実験を行ったことが起源とされる。1879年にレーリーがコンティニュアス型の基本となる液滴生成理論を発表。本格的な研究の取り組みは1950年代からで、当時西ドイツのシーメンスが液圧搬送、ノズル吐出のコンティニュアス型のプリンターの特許が公開された。
1970年代より実用的なオンデマンド型のインクジェットの研究が進められた。当初はピエゾ素子（圧電素子）を用いたピエゾ方式が研究されるようになった。さらに1984年にキヤノン社がバブルジェット（サーマル方式）を BJ-80 として商品化。その後、ヒューレット・パッカード (HP) 社がインクジェットのカートリッジ化を行った。またセイコーエプソン社よりピエゾジェット式のプリンターが開発された。
インクジェットプリンターの方式は、コンティニュアス型とオンデマンド型に分類できる。現在実用されているものの中でも小型プリンター用として主流となっているのはオンデマンド型で、サーマル方式とピエゾ方式の2つである。
ポンプによってノズルから連続的に押し出されたインクは超音波発振器によって微小な液滴になる。インク滴は電極によって電荷が加えられ、印字の必要に応じて偏向電極で軌道を曲げられて紙面の印字面に到達する。偏向電極で曲げられなかったインクはガターと呼ばれる回収口に吸い込まれ、インクタンクに戻り再利用される。印刷していないときもインクは常に連続的に噴射されているのでコンティニュアス型または連続吐出型と呼ばれる。
ポンプによる高い圧力でインキを押し出すので高粘度のインクが使用でき、また連続的にインクを押し出すことから速乾性のインクも使用できるなど、インクの選択幅が広い。さらに超音波振動で作られるインキ滴は毎秒100滴以上で生成することが可能であり高速であるが、構造が大がかりで小型化が難しく、マルチヘッド化も困難であるなどの欠点から家庭用のプリンターとしては使用されておらず、工業用のマーカー（生産ラインで部品に製造番号などを記入する）として利用されている。
印字時に必要なときに必要な量のインク滴を吐出する方式である。吐出後のインク供給には毛管現象を利用しているため、高粘度のインキは使用できないこと、インキ滴の生成速度が毎秒10滴程度であるなどの欠点があるが、構造が簡単で小型化やマルチヘッド化がしやすいなどの長所がある。家庭用のインクジェットプリンターは、ほぼすべてオンデマンド型である。
サーマルジェット方式では、インクの詰まった微細管の一部にヒーターを取り付け、これを瞬時に加熱することで、インク内に気泡を発生させて、インクを噴出させる。加熱に使用するヒータは抵抗加熱、誘導加熱などが考えられる。その基本的な原理は1970年代半ばに、キヤノンの中央研究所で偶然見つかった現象に由来する。この時、液体の詰まった注射針に半田ごてが触れたとき、針先から液体が飛び出した。キヤノンではこの現象を解析し、これをヒントに研究開発が進められた。キヤノンは自社開発のサーマルジェット方式を「バブルジェット」と命名し、1985年に世界初のサーマルジェットプリンターの BJ-80 を発売。ヒューレット・パッカード、富士ゼロックス、レックスマークなどでもサーマルジェット方式のインクジェットプリンターの開発および販売が行われている。
ピエゾ素子をインクの詰まった微細管に取り付け、このピエゾ素子に電圧を加えて、変形させることでインクを管外へと噴出させる。前述のように1970年代に入ってから研究がなされていた。モノクロで低解像度のものとしては、電卓用プリンターなどとして商品化されたこともあった。しかし、ページプリンターとしての応用としては以下に示した短所の克服に時間がかかったため出遅れた。
セイコーエプソンが1990年代にピエゾ素子を複数に重ねて使用した「マッハジェット」が登場。カラー高画質化にいち早く成功し、マーケットでの地位も確保した。CADや大判用プリンターとしては、ローランドなどでも採用されている。また、サーマル方式では難しい高粘度・速乾燥性のインクを使用できるメリットを生かしてリコー (GELJET) でも採用されている。
上述のインク塗布の機構を集積したものを「プリントヘッド」（または単にヘッド）と呼ぶ。ヘッドには複数のインクノズルが作りこまれており、インクカートリッジ内のインクタンクから供給されたインクを塗布する。プリンターの機構で紙などの被印字媒体を動かし、その印字媒体の動く方向と直行方向にプリンターヘッドを動作させて印字を行う「シリアルヘッド方式」が一般的である。また比較的長いプリンターヘッドを固定して、被印字媒体の動きだけで印刷を行う「ラインヘッド方式」もある。インクヘッド製造時には、インクの流路など半導体露光装置（ステッパ）を使って作りこむことが行われる。またインクノズル部分はエキシマレーザによって加工される場合もある。
インクジェットプリンターでの高密度画素印刷は、このプリントヘッドの高精度の制御が要求される。例えば、1,200 dpiの解像度で印刷を行うためには、1つの画素を20マイクロメートルで塗布する必要がある。この場合、一滴のインクの量は数ピコリットル（数兆分の1リットル）程度であり、さらにプリントヘッドを毎秒500ミリメートルで移動させながら20マイクロメートルで画素印字するためには、毎秒2万5,000発ものインクの噴出が必要となる。当然、カラー印刷の場合では色数（通常4色から7色）分の同じ場所に重ね合わせて噴出する技術が必要である。また、プリントヘッドの動作と被印字媒体送りを同期させる制御や、色ごとに塗布位置が若干ずれても目立たないような画像処理をあらかじめ行うなどのプリンター周辺技術も高度なものが求められる。
インクジェットプリンターでの印刷に使用されるインクは、オンデマンド型プリンターでは、ほぼすべて水溶性のインクが使用されている。これは主に「染料系」と「顔料系」の2系統に分けられる。
インクジェットプリンターでカラー印刷を行う場合は、シアン (C)・マゼンタ (M)・イエロー (Y) を混ぜて他の色を表現する減色法（減色混合）が使われる。黒色は、この三色を混ぜることで理論的には表現できるが、完全な黒色にすることは難しく、また三色のインクを同時に使用することはインク使用量を増やす結果ととなるため、黒色表現のためのブラック (Bk) インクを搭載している。通常はC+M+Y+Bkの4色のインクで表現できるが、発光色などを表現するなど色空間を広くするために追加のインクを搭載する高級機種がある。
染料系のインクは被印字媒体に対して色素を染み込ませて色をつける。初期のインクジェットプリンターに採用され、現在でもインクジェットプリンター用のインクとして広く普及している。染料系インクの長所は以下の通りである。
特に耐水性の低さに関しては、水性のマーカーペンで印字物をなぞるだけでにじみを発生させ、インクジェットプリンターの欠点として大きく取り上げられた場合もあった。最近では、にじみを防止するため透明のコート材をあらかじめ塗布しておき、その上から染料インクを塗布することで、インク着弾時の広がりが抑えられ、にじみのない印刷を可能にするプリンターも登場している。
水溶性インクは紙や布などの液体を吸収する素材に対して有効であり、金属やプラスチックなどの媒体には印刷できない。これらの素材で使用されるインクジェットプリンターには油性インクが用いられる。さらには加熱して溶融状態で塗布するソリッドインク、インク着弾時に紫外線や電子線など電磁波を照射してインクを固まらせるUV硬化インクなども存在する。
インクジェットプリンターにとって被印字媒体となるのは主として紙であるが、特に主流である染料系インクを普通紙に使用した場合、にじみが発生する。またインクが裏側まで染み抜けてしまう、裏抜けという現象が発生する場合もある。このため、インクジェットプリンターメーカーなどでは、高品質な印刷結果を得るために、いわゆる専用紙と呼ばれるものを開発している。専用紙には、コート紙、光沢紙などが使われる。
普通紙の表面にインクを吸収し固着させることで、にじみの発生を抑えるコート層を形成した用紙。インクジェットプリンター用のコート紙では、主に高分子系か、多孔性微粒子系のコート層が使われる。
に大別される。(1)は基材に使われることが多いレジンコート紙から「RCタイプ」、(2)は光沢化処理にキャスト法（金属等の平滑な表面を紙に写し取って光沢化する方法）が多く用いられるため、「キャストタイプ」等と呼称されることがある。
従来、布地に模様をつけるには、異なる色で染色した糸を組み合わせる、色付けした糸で布地に刺繍を施すといった方法や、布地の部分染めによる捺染などがあった。インクジェットプリンターの発達により布地に直接染料を吹き付けることが可能になり、近年では捺染を印刷技術で行うようになった。インクジェットプリンターを利用した捺染は、織飾や刺繍では困難であった微細な模様付けが低コストで可能になった。
従来、電気回路基板の回路パターンの生成には写真の現像技術が長く使用されてきたが、インクジェットプリンターの技術を使い、回路上に直接回路パターンを印字できる技術が実用化されつつある。2004年11月にセイコーエプソンがこの技術を利用し、20層の積層回路基板の開発に成功したことを発表している。
インクジェットプリンターは、極めて精度が高く微小領域に微小液体を吹き付けることができるため、DNAチップへの応用が期待できる。具体的には、DNAを溶かした溶液をインクジェットプリンターから検査試薬を塗布したDNAチップへ吹き付ける方法である。
FEDや有機ELなどのディスプレイ装置の製造では、発光体を基板上に対し均一に塗装する必要がある。ここにインクジェットプリンターの技術を応用する。プリンターのメーカーがディスプレイのメーカーと協力し、これら新世代ディスプレイの実用化に向けて研究・開発を行っている。キヤノンと東芝によるSEDはその一例である。
以上のほかにも、接触せずに印刷が可能であることから紙以外の素材や立体物への印刷も模索されている。また造形用途として、セラミックを噴き付けることによる三次元造形物（人工骨など）の作製などへの応用も考えられている。
インクジェットプリンターのメーカーは、プリンター本体を低価格で販売し利益率を抑え、消耗品であるインクカートリッジの販売で高い利益を生み出すビジネスモデルを採用している。これに対して、インクカートリッジを正規メーカー品より安い価格で販売する、互換インクカートリッジメーカーが存在する。
正規メーカーは、プリンターヘッド機構やインク組成などを特許出願して、互換インクカートリッジの排除を行っているほか、消費者に対しても互換インクの使用がヘッド機構などの故障の原因になるとして使用しないよう呼びかけている[1]（互換カートリッジメーカが純正インクと互換インクとが混合した時の化学反応やヘッド機構の耐久性試験などを行なうことは実質的に不可能であり、また粗悪なインクを使用する互換カートリッジメーカーもゼロでは無いことから、故障のリスクが存在する）。 また、純正インクでプリントした場合と比較して、互換インクの方が耐久性に劣るとする報告も有る[2]。
一方、互換カートリッジメーカは低価格と正規メーカのカートリッジにインクを再充てんすることによるリサイクル（低環境負荷）を消費者に訴えている（最近は正規メーカーが使用済みのインクタンクを回収し、それに正規インクを再充てんして低環境負荷の製品を販売することも行われだしており、正規メーカーのものを使用することイコール環境負荷大ではない）。一部、正規メーカと互換カートリッジメーカで訴訟にまで持ち込まれるケースも多い。
また、インクカートリッジにICチップを搭載することで、再充てんされた非純正カートリッジに対してはインク残量検知機能を動作させないなどの対策を取っているケースもある。


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