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インクジェット vs 電子写真印刷
-高画質化と高速大量印刷への技術革新-

　従来、電子写真方式(レーザ方式)印刷は中規模〜大規模オフィス向け作像技術の主流でしたが、近年インクジェット方式がこの領域に進出してきています。これは紙幅ラインヘッドの開発など高速印刷技術の発展によるもので、電子写真方式を脅かす「破壊的技術の萌芽」と言われるまでになっています。これに対し電子写真方式も高速フルカラー化や用紙汎用化などが着実に進むとともに、従来の複写機という単機能機から、スキャン・プリント・コピー・通信などの機能を融合したマルチファンクションデバイスとしてドキュメントマネジメント機器の中核へと変貌してきています。このような新しいデジタル印刷技術は、他品種小部数化に対応したオンデマンド印刷(POD)やバリアブル印刷などの新しい市場の基盤となり、顧客対応力向上のために更なる技術の進化が期待されています。
　本調査研究レポートは、注目を集めているデジタル印刷技術について、以下の点に重点を置いてまとめたものです。

★ 印刷分野を取り巻く環境変化および市場動向について
★ インクジェット印刷および電子写真印刷の高性能化技術について
★ 印刷プロセスのシミュレーション技術とその事例
★ 色材、トナー、インク、印刷媒体等の素材技術
★ デジタル印刷機の開発事例


　　　　□体裁　A4判　394ページ
　　　　□定価　71,400円(本体68,000円、消費税3,400円)
　　　　□送料　弊社負担
　　　　□発行　2010年9月

章 目 次

Ⅰ 編　基礎編
第1章　印刷を取り巻く環境の変化
第2章　デジタル印刷とは
第3章　色材
第4章　印刷用メディア(媒体)の動向

 

Ⅱ 編　インクジェット技術
第1章　インクジェットとは
第2章　インクジェット用インク
第3章　画像形成技術
第4章　高性能化への取り組み
第5章　インクジェットプリンタの開発事例

 

Ⅲ 編　電子写真技術
第1章　概要
第2章　電子写真システム
第3章　トナーの開発動向
第4章　高性能化への取り組み
第5章　電子写真プリンタの開発事例

 

詳　細　目　次

  頁
Ⅰ編　基礎編
第1章　印刷を取り巻く環境の変化 1
　1.1　デジタル化の進展 1
　1.2　プリントオンデマンド(POD) 3
　　　(1)　PODの市場 5
　　　(2)　TransPromo 5
　　　(3)　Web to Print 6
　　　(4)　イメージバリアブル 7
　1.3　ワイドフォーマットプリンティング(WFP) 8
第2章　デジタル印刷とは 10
　2.1　デジタル印刷機の種類と特徴 10
　　2.1.1　印刷方式の種類 11
　　　(1) 有版/プレート使用型 11
　　　(2) 有版/書き換え可能型 11
　　　(3) 無版/電子写真方式 11
　　　(4) 無版/インクジェット方式 12
　　　(5) 無版/電気凝集方式 13
　　2.1.2　印刷形式 14
　　　(1) カラー枚葉タイプ 14
　　　(2) 連帳タイプ 14
　　　(3) ロール・ツー・ロールタイプ 14
　　　(4) ワイドフォーマットタイプ 14
　　2.1.3　デジタル印刷機の課題 15
　2.2　デジタル印刷の市場 15
　　2.2.1　ダイレクトマーケティングツール 15
　　　(1) フルカラープリントによる各種明細書の発行 15
　　　(2) 学習指導・資料の発行 15
　　　(3) 適正在庫の実現 16
　　2.2.2　商業用デジタル印刷機の市場 16
　2.3　ワークフロー 17
　2.4　カラーマネジメント 21
　　2.4.1　色空間 21
　　2.4.2　色分解と色再現 22
第3章　色材 30
　3.1　色素の分類:染料と顔料 30
　3.2　インクジェット用色材 30
　　3.2.1　染料　 34
　　3.2.2　有機顔料 36
　　3.2.3　顔料の分散安定化 40
　　3.2.4　マイクロカプセル顔料 42
　　　(1) 分散安定性 43
　　　(2) インクの低粘度化 44
　　　(3) 専用紙発色性 44
　　　(4) 色再現性 45
　　　(5) 定着性 45
　　3.2.5　開発事例 46
　　　(1) 高耐候性シアン、マゼンタ染料の開発　富士フイルム 46
　　　(2) 新規マゼンタ染料およびブラック染料　日本化薬 50
　3.3　電子写真用色材　 52
　　3.3.1　トナーに用いられる色材 52
　　　(1) カラー顔料 52
　　　(2) カーボンブラック 53
　　　(3) 高彩度トナー用色材　コニカミノルタテクノロジーセンター 56
　　　(4) 色再現 59
第4章　印刷用メディア(媒体)の動向 63
　4.1　はじめに 63
　4.2　インクジェット用メディア 63
　　4.2.1　普通紙(上質紙) 65
　　4.2.2　マットコート紙 66
　　4.2.3　キャスト紙 66
　　4.2.4　レジンコート紙(RC紙) 67
　　　(1) 空隙型 68
　　　(2) 膨潤型 69
　　4.2.5　その他のメディア 70
　　4.2.6　インクの定着機構 70
　　　(1) 普通紙での発色性 70
　　　(2) マットコート紙の定着機構 71
　　4.2.7　最近の開発事例 74
　　　(1) 水性インクによる普通紙でのカール発生抑制　コニカミノルタIJ 74
　　　(2) インクジェット紙への炭酸カルシウム顔料の適用　東京大学大学院 76
　4.3　電子写真用メディア 78
　　4.3.1　光沢度について 79
　　4.3.2　樹脂コート用紙「Xerographic Photo Paper」　富士フイルム 81
Ⅱ編　インクジェト技術
第1章　インクジェットとは 85
　1.1　インクジェットプリンタの性能と市場 85
　1.2　インクジェットの方式 86
　　1.2.1　サーマルインクジェット方式 90
　　　(1) サーマル方式の種類 90
　　　(2) 吐出メカニズム 91
　　　(3) ノズル構成材料 92
　　　(4) 新しいサーマルジェットヘッド 93
　　　　A. New MFDT方式　キヤノン 93
　　　　B. オリフィス周囲に発熱体を設けたタイプ 93
　　　　C. 液中保持タイプ 94
　　　(5) LD-Shot技術　ソニー 94
　　1.2.2　ピエゾインクジェット方式 95
　　　(1) ピエゾ方式の種類と特徴 96
　　　　A. 縦モード型 96
　　　　B. たわみモード型 96
　　　　C. シェアモード型 97
　　　(2) インク液滴の微小化技術 98
　　　(3) 印字ドット径 98
　　　(4) 吐出波形制御 99
　　　(5) ピエゾ膜の薄膜化 101
　　　(6) ノズルについて 101
　　　(7) ヘッドのシミュレーション技術 102
　　1.2.3　静電方式 104
　1.3　印字方式およびライン型ヘッド技術の進展 105
　　　(1) Memjet技術　Silverbrook社 107
　　　(2) Edge-Line技術　HP社 108
　　　(3) ライン型プリンタの試作　富士ゼロックス 108
　1.4　インクジェットヘッドの開発事例 110
　　　(1) ノズル密度約17倍のサーマル方式プリントヘッド　豪Silverbrook Research社 110
　　　(2) GELJETワイドヘッド　リコー 111
　　　(3) MEMS応用による「SEAJet」ヘッド　セイコーエプソン 113
　　　(4) 高密度バブルジェットヘッドFINE　キヤノン 114
　　　(5) MicroPiezo TFヘッド　セイコーエプソン 115
　　　(6) 薄膜ピエゾラインヘッド　パナソニックシステムネットワークス 118
　　　(7) 世界最速印刷を実現するインクジェットヘッド　京セラ 121
　　　(8) ピエゾ方式のライン型インクジェットヘッド　ブラザー工業、京セラ 122
　　　(9) 産業用ピエゾヘッドModel CB1、Model CA3　東芝テック 125
　　　(10) 産業用インクジェットヘッド「KM1024」シリーズ　コニカミノルタIJ 127
　　　(11) 産業用インクジェットヘッド「GEN3E1」 リコー 128
　　　(12) ダイマティクス方式インクジェットヘッド　ダイマティクス スペクトラ 131
　　　(13) 高粘度液吐出インクジェットヘッド　AJT 133
第2章　インクジェット用インク 136
　2.1　インクの種類と特徴 136
　　2.1.1　水性インク 137
　　　(1) 水性染料インク 137
　　　(2) 水性顔料インク 138
　　2.1.2　溶剤系インク 138
　　2.1.3　オイル系(油性)インク 139
　　2.1.4　UV硬化型インク 139
　　　(1) ラジカル硬化型インク 140
　　　(2) カチオン硬化型インク 141
　　　(3) 水性UV硬化インク 144
　　2.1.5　ソリッド(固形)インク 145
　2.2　色再現性・インクの多色化 145
　2.3　応用分野別インクの開発動向 146
　　2.3.1　カラードキュメント用顔料インク 146
　　2.3.2　ラージフォーマット分野 147
　2.4　最近の開発事例 147
　　　(1) GELJETビスカスインク　リコー 147
　　　(2) DCLS(Double Component Liquid System)技術　富士ゼロックス 149
　　　(3) 化学増幅型感光性インク　東芝 153
　　　(4) フォトクロミック色素を用いたインクの開発　兵庫教育大学 157
第3章　画像形成技術 162
　3.1　インク滴の着弾位置精度 162
　3.2　ドット形成 162
　3.3　インク滴の浸透性 165
　3.4　階調表現 171
　　3.4.1　マルチドロップ方式 171
　　3.4.2　多階調インク滴制御 172
　　3.4.3　誤差拡散法の改良 173
　　3.4.4　階調数と解像度の関係 174
　3.5　光沢 176
　3.6　色再現性 178
　　3.6.1　各色のインク量データへの色分解 179
　　3.6.2　カラーマッチング 181
　　3.6.3　ハーフトーニング(擬似中間調再現) 182
第4章　高性能化への取り組み 186
　4.1　高画質化 186
　　4.1.1　専用紙における高画質化 186
　　　(1) インク液滴の微小化技術 186
　　　(2) インクの多色化 188
　　　(3) 保存性と画質 190
　　　(4) メディアの取り組み 190
　　4.1.2　普通紙における高画質化 191
　　　(1)　水性インクと画質 191
　　　(2)　インクの取り組み 191
　　4.1.3　バンディング低減技術 192
　4.2　色再現 193
　4.3　高速化 193
　　4.3.1　ノズル数の増加 193
　　4.3.2　ピエゾ方式ノズルの高密度化 195
　　4.3.3　対称形バブルヘッド　キヤノン 197
第5章　インクジェットプリンタの開発事例 201
　5.1　オフィス分野 201
　　　(1) 「HP CM8060/CM8050 Color MFP」　米HP 201
　　　(2) 「HP Officejet Pro K8600dn」　米HP 204
　　　(3) 高速カラープリンタ「ORPHIS Xシリーズ」　理想科学工業、オリンパス 204
　　　(4) 「ORPHIS HC5500」　理想科学工業、オリンパス 204
　　　(5) 「imagio MP C1600」　リコー 207
　　　(6) 「PX-5600」　セイコーエプソン 208
　　　(7) 「MFC-6490CN」　ブラザー工業 208
　5.2　ワイドフォーマット分野 208
　　　(1) 特殊印刷用装置「Truepress Jet2500UV」　大日本スクリーン製造 209
　　　(2) 溶剤系プリンタ「SOLJET PROIIV model SJ-1045IS」　ローランド ディー.ジー. 210
　　　(3) UV硬化型プリンタ「VUTEk QS3200」　イーエフアイ 212
　　　(4) 「PX-20000」　セイコーエプソン 213
　　　(5) 「image PROGRAF iPF9100」　キヤノン 214
　　　(6) デスクトップ LED-UV硬化プリンタ「UJF-3042」　ミマキエンジニアリング 215
　　　(7) 「LuxelJet UV350GTW」　富士フイルムグラフィックシステムズ 216
　　　(8) 「VJ-1608J」　武藤工業 217
　　　(9) 「VersaCAMMシリーズ」　ローランド ディー.ジー. 218
　　　(10) ダイレクト昇華/昇華転写プリンタ「JV5-320DS」　ミマキエンジニアリング 219
　5.3　ミニラボ分野 220
　　　(1) 「Frontier DL410」　富士フイルム 220
　　　(2) 「D502」　ノーリツ鋼機 221
　5.4　プロダクション分野 223
　　　(1) フルカラーラベルプリンタ「Jetrion 4000」　イーエフアイ 224
　　　(2) 「Ezプリンティングシステム」　ウチダテクノ 224
　　　(3) 枚葉菊半インクジェット印刷機「JetPress 720」　富士フイルム 225
　　　(4) 「Truepress Jet650UV」　大日本スクリーン製造 227
　　　(5) 「Truepress Jet SX」　大日本スクリーン製造 228
　　　(6) UVインク対応プリンタ「MJP20V」　ミヤコシ 229
　　　(7) Streamインクジェットテクノロジー/Versamark VL2000　Kodak 229
　　　(8) 「Dotrix」　日本アグフア・ゲバルト 230
　　　(9) 「JetStream 1100/2200」　Océ 231
Ⅲ編　電子写真技術
第1章　概要 233
　1.1　複合機の進化 233
　1.2　プロセスシミュレーション 235
　　1.2.1　シミュレータの開発 236
　　1.2.2　計算手法について 237
　　　(1) 有限差分法 238
　　　(2) 有限要素法 238
　　　(3) 粒子要素法(個別要素法) 238
第2章　電子写真システム 240
　2.1　乾式電子写真プロセス 240
　　2.1.1　帯電プロセス 241
　　　(1) 帯電方式の分類 241
　　　(2) 帯電プロセスシミュレーション 243
　　　　A. イオン風の解析 243
　　　　B. ローラ帯電 244
　　2.1.2　露光プロセス 245
　　　(1) レーザROS方式 245
　　　　A. カラー化対応光学系 246
　　　　B. 面発光型半導体レーザ光源 247
　　　(2) LED方式 247
　　　(3) 有機EL方式　 249
　　　　A. 有機ELを用いたプリントヘッドの開発　パナソニックシステムネットワークス 249
　　　　B. 有機ELを光源としたプリントヘッドの開発　セイコーエプソン、住友化学 250
　　　(4) MEMSミラー 251
　　　(5) 露光プロセスシミュレーション 254
　　2.1.3　現像プロセス 255
　　　(1) 反転現像 255
　　　(2) 一成分現像方式 256
　　　(3) 二成分(磁気ブラシ)現像方式 256
　　　(4) ハイブリッド・スキャベンジレス(HSD)現像 257
　　　(5) 現像プロセスシミュレーション 258
　　　　A. シミュレーションの手法 258
　　　　　イ.粒子挙動の計算モデル 259
　　　　　ロ.離散要素法(DEM)による各作用力の算出 260
　　　　　ハ.解析時間の短縮 260
　　　　B. ライン画像の定量解析 261
　　　　C. トナー層形成のシミュレーション 262
　　　　D. 画像欠陥の再現 264
　　　　E. 現像剤搬送シミュレーション 267
　　　　F. 磁気ブラシの形成挙動 268
　　2.1.4　転写プロセス 270
　　　(1)　転写方式の種類と特徴 270
　　　　A. コロナ転写方式 270
　　　　B. ローラ転写方式 270
　　　　C. 中間転写ベルト方式 271
　　　　D. 転写搬送ベルト方式 272
　　　　E. 両面同時転写方式 273
　　　(2) トナーの帯電性 273
　　　(3) 転写プロセスシミュレーション 273
　　　　A. ローラ転写の解析 273
　　　　B. トナー挙動解析 274
　　2.1.5　定着プロセス 274
　　　(1) 定着方式の種類 276
　　　(2) フラッシュ定着 277
　　　(3) オイルレス定着 278
　　　(4) 定着プロセスシミュレーション 278
　　　　A. 遮蔽板設置の効果 278
　　　　B. トナー溶融シミュレーション 279
　　2.1.6　クリーニングプロセス 281
　　　(1) クリーニング方式の種類と主要パラメータ 281
　　　(2) クリーニングプロセスシミュレーション 283
　　　　A. ゴムブレード運動の解析 283
　　　　B. クリーニング性能の解析 284
　　　　C. ブレード変形について 285
　2.2　湿式電子写真プロセス(液体現像方式) 286
　　2.2.1　特徴 287
　　2.2.2　構成 287
　　2.2.3　液体トナーを用いたIOIカラープロセス　東芝 288
　2.3　プロセス制御 291
　　2.3.1　計測・制御技術 291
　　　(1) 感光体表面電位制御 292
　　　(2) 画像濃度制御 292
　　　(3) レジストレーション補正 293
　　2.3.2　階調制御 294
　　　(1)　擬似中間調処理 295
　　　(2)　HQデジタルスクリーン(MACS)　富士ゼロックス 298
　2.4 カラーシステム 300
　　2.4.1　カラーシステムの構成 300
　　2.4.2　色再現 302
　　2.4.3　光沢(グロス) 303
　　　(1) 光沢ノイズ 305
　　　(2) 透明トナーによる光沢表現　キヤノン 305
第3章　トナーの開発動向 309
　3.1　トナー技術の概要 309
　3.2　製法による分類 313
　　3.2.1　混練粉砕トナー 313
　　3.2.2　ケミカル(重合法)トナー 315
　　　(1) 懸濁重合法トナー 316
　　　(2) 乳化重合凝集法トナー「EAトナー」富士ゼロックス 317
　　　　A. EA-HGトナー 319
　　　　B. EA-Ecoトナー 319
　　　(3) 溶解懸濁法トナー 320
　　　(4) エステル伸張重合法トナー 321
　3.3　印刷プロセスによる分類 323
　　3.3.1　オイルレストナー 323
　　3.3.2　フラッシュ定着トナー 323
　3.4　最近の開発事例 324
　　　(1) 溶融紡糸法を用いた新規トナー粒子の製造　ホソカワ粉体技術研究所 324
　　　(2) プレコン式粉砕法・易粉砕性バインダー　花王 326
　　　(3) 乳化重合凝集法デジタルトナーHD 　コニカミノルタビジネステクノロジーズ 329
　　　(4) フラッシュ定着カラートナー　富士ゼロックス 331
　　　(5) カラーPxPトナー　リコー 334
　　　(6) 新しいトナー用内添ワックス・外添ワックス　日本油脂 336
第4章　高性能化への取り組み 340
　4.1　高画質化 340
　　4.1.1　現像剤 340
　　　(1) トナー粒子径と画質 340
　　　(2) 形状制御 342
　　　(3) その他の取り組み 343
　　　(4) 今後の方向性 343
　　4.1.2　現像プロセス 345
　　　(1) インタラクティブタッチダウン方式 345
　　　(2) 画像かぶり 346
　　4.1.3　転写プロセス 347
　　　(1) 表面弾性層の形成 347
　　　(2) 中間転写ベルトの高抵抗化 348
　　4.1.4　定着プロセス 350
　　　(1) デュアル定着方式 350
　　　(2) 定着ローラ表面の高硬度化 350
　　　(3) 極薄ステンレス製定着加熱ローラ　ディムコ 351
　　　(4) ベルト定着/冷却剥離(MACS)技術　富士ゼロックス 352
　　4.1.5　色再現 353
　　　(1) ダイレクトマッピング　キヤノン 353
　4.2　高速化 354
　　4.2.1　露光プロセス 354
　　　(1) マルチビーム化 354
　　　(2) VCSEL ROS 技術　富士ゼロックス 355
　　4.2.2　現像プロセス 357
　　　(1) 多段現像方式 357
　　　(2) 非接触一成分現像方式 358
　　　(3) 高速化対応技術 359
　　4.2.3　定着プロセス 359
　　　(1) 非接触熱定着 360
　　　(2) フラッシュ定着 360
　4.3　高耐久化 361
　　4.3.1 感光体およびクリーニング 361
　　　(1) OPC感光体ドラムの高耐久化　リコー 361
　　　(2) 耐磨耗性の向上　シャープ 363
　　　(3) 耐キズ性の向上　シャープ 363
　　　(4) クリーニングにおける長寿命化技術 364
　　4.3.2　現像プロセス:トリクル現像方式 365
　4.4　省エネルギー化:定着プロセス 366
　　　(1) ロールインロール方式　富士ゼロックス 366
　　　(2) FBNF定着　富士ゼロックス 367
　　　(3) 熱ベルト定着 367
　　　(4) 定着器の加熱方式 368
　　　　A. 電気化学キャパシタ方式 368
　　　　B. IH定着方式 369
　　　　C. 面状セラミックス方式 370
第5章　電子写真プリンタの開発事例 372
　5.1　乾式電子写真方式 372
　　　(1)「Color 1000/800 Press」　富士ゼロックス 372
　　　(2)「Fuji xerox 490/980CCF」　富士ゼロックス 372
　　　(3)「imagePRESS C7000VP」　キヤノン 376
　　　(4)「imagePRESS1135/1125/1110」　キヤノン 380
　　　(5)「imagePRESS C1+」　キヤノン 380
　　　(6)「RICOH Pro C900」　リコー 383
　　　(7)「bizhub PRESS C8000」　コニカミノルタビジネステクノロジーズ 385
　　　(8)「Xerox iGen4 Press」　Xerox 387
　　　(9)「NexPress S3600」　Kodak 388
　　　(10)「ColorStream 10000」　Océ 388
　5.2　湿式電子写真方式 388
　　　(1)「Indigo 7000 Digital Press」HP 388
　　　(2)「MD-Press1260」　ミヤコシ 392
　　　(3) 新液体トナーカラープリンタ「KENROKU」　PFU 392
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