インクジェットの技術開発を劇的に加速
液滴飛翔観測 jetXpertの活用法
インクジェット液滴のデジタル観測を世界中の研究者が選ぶ「jetXpert」で始めよう
jetXpertはインクジェット技術研究・製品開発者様向けの観測・制御システムです。
これ１台で各産業用インクジェットヘッドメーカーのヘッドを駆動させ、
デジタルによる高精度の観測を可能にする、マルチベンダー対応のシステムです。
どのメーカーのどのヘッドが今回の目的に最適なのかわからず、悩んだことはありませんか？
jetXpertが１台あれば、メーカーの評価キットの購入をすることなく、ヘッドだけご用意いただければ気軽に試せるため
非常に有利です。
jetXpertを使うと
研究や製品開発で、良い結果に早く･ロジカルに
辿り着けます。
研究・開発の際は、最適となる条件を探ることに多くの時間を費やします。
印刷分野であれば、出力の品質が良いこと、求める印刷速度に達することなどが挙げられ、バイオ・製薬分野であれば、意図したぴったりの量が正確な位置に着弾することなどを求めるでしょう。
理想の結果を達成するには、いくつもの要因を最適化した”解”となる条件の発見が必要です。
例えば
- 液滴の吐出設定の最適化
- 吐出する液体側の最適化
- 着弾させる対象の濡れ性の最適化
- 温度や湿度などの環境を最適化
- UVインクを使う場合は、硬化時間や光源の最適化
このようないくつもの変数要因を勘と推測で調整し、その結果だけを見ていても正解に辿り着けるかどうかは運次第とも言えるでしょう。そこで重要になるのが「飛翔する液滴」を定量的に観測することです。
飛翔液滴、観測していますか？
飛翔液滴を観測すると、下記のようなことがわかります。
各液滴のサイズ（体積）- 想定値と実際の液滴のサイズにはかなり乖離がある可能性があります。
各液滴の速度- 速度は着弾時の結果に様々な影響を与えます。
各液滴の角度- 微小な液滴を正確に着弾させる上で角度は重要です。
各液滴のサテライト滴の発生状況- サテライト滴とは、吐出したメインの液滴から分離して発生する小規模な液滴を指します。
このサテライト滴の発生状況が、着弾時の品質に影響します。
これらを調整するために、駆動波形の最適化を行ないます。
駆動波形の最適化とは？
液滴を吐出させる（駆動させる）ために、パルス信号を入力します。このパルス信号の形を変えることで、速度、液滴のサイズ、吐出の間隔が変わり、結果として液滴吐出の安定性や液滴の形、着弾結果が変わります。
望ましい結果を得るために、電圧の高さを変える、電圧を掛ける時間を変える、間隔を変える、複数のパルスを組み合わせるといった調整を行ないます。それが駆動波形の最適化です。
パターンは無数にあるため、通常手探りで少しずつ値を変えてテストすることになりますが、これが膨大な手間が掛かります。
jetXpertを使うと、特定の条件下における最適な駆動波形を
システマチックに効率良く導き出せます。
最適化の各工程において、見るべき観測ポイントと設定のセオリーがあります。
jetXpertは観測をしながら駆動波形の自動パターンテストができるため、ステップを踏んで論理的に適切な解を得ることができます。
研究開発で「見たかった・把握したかった」こと
jetXpertで一気に解決
| 研究時の課題に対する解決策 | 課題 | 対応する機能／オプション |
|---|---|---|
| 吐出特性の劣化判定 | プリントヘッドの吐出特性が劣化しているかどうか判定したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） 全ノズル観察モーション ノズルプレート観察カメラ |
| 表面張力の高い機能性インク開発のための条件出し | 表面張力の高い機能性インクを用いる際にピエゾインクジェットで気泡が混じる。問題を解決したインク開発をしたい | 周波数コントロール Xスウィープ |
| 液滴形成状態をシミュレーションではなく実液滴の観測で実現 | CFD解析でインクジェットの液滴形成をシミュレーションしているが、実際に吐出した液滴を分析したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） スティッチ（時間の経過による液滴の挙動を1枚の画像に） |
| 増粘対策のためのメニスカス揺動の観察 | インクの増粘予防のために行なっている吐出しないノズルのメニスカスの揺動の状態を観察したい | ノズルエグザミナー（真下からのノズル観察） ノズルプレート観察カメラ 11°角度JetXpert装置オプション |
| 閉塞ノズルの直接観察（顕微鏡不要） | ノズル閉塞の原因を探りたい | ノズルエグザミナー（真下からのノズル観察） ノズルプレート観察カメラ 11°角度JetXpert装置オプション 全ノズル観察モーション |
| メニスカス形状の軸対称性を直接観察 | 液滴の吐出方向不良があるため、吐出角度とメニスカス形状の軸対称性を同時に確認したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） ノズルプレート観察カメラ 3Dシューティング |
| 録画によるメニスカス観察で不吐出直前・直後のノズル面を確認 | ・インク室に気泡が入り込み不吐出となるため、ノズルから空気を吸い込んでいるのか、又はキャビテーションに由来する気泡なのかの切り分けをしたい ・メディアの性質から異物の混入が疑われるが、どう作用しているのか実際に観察したい |
ノズルエグザミナー（真下からのノズル観察） ノズルプレート観察カメラ 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） |
| スプラッタ予防のための飛翔速度の最適化 | スプラッタ（飛び散り）が生じない適切な速度に調整したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） 着弾観察 プリントステーション |
| CIJインクジェットの液滴飛翔観察 | CIJ方式のインクジェットの液滴飛翔観察をしたい | サイドシューティング（横に傾けることで実機と同じ使用環境でCIJインクジェットの評価が可能） |
| メニスカス観察によるワイピングの性能評価 デジタル計測でワイピング前後の液滴状況の変化確認 |
ワイピングが正しく機能しているか評価したい 時間経過による品質低下・安定性の低下やワイピングの影響を定量的に判断したい |
OEMカメラ（小型カメラタイプによるデバイス内の観察） 11°角度JetXpert装置オプション |
| 適切なヘッドメンテナンス間隔を把握 | デバイス開発時のインクジェットヘッドのスケジュールメンテナンスタイミングの設定を、根拠ある数値から定量的に検討したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） 全ノズル観察モーション プリントステーション |
| 液滴の飛翔距離の最適化 | 液滴の飛翔距離を最適化したい | 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） ノズルプレート観察カメラ スティッチ ドロップトラック 3Dシューティング |
| インクジェットのミスト対策（飛翔に影響を与えずミストのみ吸引） | ・人体に影響がある材料を使うため、ミスト対策をしたい ・ミストの有無による影響を把握したい |
バキュームインクコレクター |
| 機能性インクの液体流動の観察 濡れ性の確認 |
プリンテッドエレクトロニクスでのフィルム面に印刷する金属インクの液体流動の状態を観察したい | 着弾観察 |
| 最適な駆動波形を探索する実験の自動化 | 最適な駆動波形を見つけたい | 周波数コントロール Xスウィープ 飛翔液滴観察（体積、速度、角度、サテライトの状態） |
| 粉末が飛散するワークに対する印刷でのサテライト発生の原因特定 | ノズルの詰まりが生じているのか、波形の設定が適切でないのか見極めたい | ノズルプレート観察カメラ jetXpert 飛翔液滴観測装置 Xスウィープ 周波数コントロール |
| 連続印刷における安定性の確保 | 連続印刷時の安定性が悪く、その観察と原因究明をしたい | jetXpert 飛翔液滴観測装置 ノズルプレート観察カメラ |
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