インクジェット入門講座 (初級編 + 中級編)

2018年10月25日「インクジェット入門講座 (初級編)」

　長年にわたって各種インクジェットを開発してきた講師の体験と理論に基づき、インクジェットの原理的な説明をするとともに、多くの課題についてお話します。またどんな初歩的な質問にもお答えし、わかりやすい講演にします。

1. インクジェットはなぜ飛ぶか
   1. 水鉄砲と同じ? それとも灯油ポンプ (醤油チュルチュル) と同じ?
   2. インクジェットはなぜ飛び続けるか?
2. インクジェットにはどんな種類があるか?
   1. 大きく分けると2つ – オンデマンドタイプとコンティニュアスタイプ
   2. 力の元:ピエゾとバブル
   3. 各種インクジェットの長所短所
3. どんなインクジェットメーカーがある?
   1. インクジェット市場シェア
   2. ヘッドメーカー
   3. インクジェット装置メーカー
4. インクジェットの応用分野はどんなものがある?
   1. 民生用インクジェット
   2. 産業用インクジェット
5. インクジェットでまず起こる問題とは?
   1. インクはノズル内で乾いてはいけない。しかしメディア (紙面) 上で乾かなければならない。さてどうするか?
   2. ちょっとしたことで必ず打たなくなる – ゴミや気泡
6. メディア上で乾かす方法は?
   こんなにある乾燥 (定着) 方法 – いかに苦労してきたか
   1. 専用紙
   2. 油性インク/浸透インク
   3. 超アルカリインク
   4. 超浸透インク
   5. ホットメルトインク
   6. UVインク
   7. 転写方式
   8. 凝固剤吐出
   9. 凝固剤塗布
   10. 赤外線、フラッシュ
   11. 温風
7. インクにはどんな種類がある?
8. インクには何が必要?
9. インクジェットプリンタで何が大切か?
   1. まずは信頼性
   2. 「あんそくび」
   3. 人間の目は、大きければ良く見える?
   4. 民生用インクジェットと産業用インクジェットは何が違う?
10. インクジェットでは多くの不具合が起こる!
    1. すじむら
    2. ざらざら感
    3. ぼやけ
    4. 色違い
    5. 色ムラ
    6. グラデーション不良
    7. コントラスト不良など -
11. 不具合はなぜおこるのか?
    1. 記録ドットの大きさが同じでない
    2. 形がきたない
    3. 濃さが同じでない
    4. 位置がバラバラ
12. 不具合のおこり方は?
    1. 別々のノズルで、記録ドットがちがってしまう
    2. 同じノズルで、時間によって記録ドットがちがってしまう
13. 不具合を抑えるためには?
    1. 不具合のおこる根本原因をさぐる – インクジェットヘッドをモデル化する!
    2. モデルのひとつ「集中定数モデル」
14. ドットの大きさ、速さはなぜ均一にならないか?
    1. 集中定数モデルにより計算をする!
    2. インク顔料が析出してノズル径が小さくなったらドットの大きさは大きくなる? それとも小さくなる?
       1. ミクロンの気泡がヘッドに入ったらドットの速さはどうなる?
    3. 低温でインク粘度が高くなったら、ドットの大きさと速さはどうなる?
15. 押し打ちと引き打ちは何が違う?
16. 飛行曲がりはなぜ起こる?
    1. インクジェットはライフル銃かピストルか?
    2. インクジェットの測定法は?
    3. ノズル面の汚れは致命的!
17. インクジェットはどんなささいな要因でもすぐダウンする
    1. 環境や装置の要因にはどんなことがある?
    2. それはインクジェットにどう効く?
18. 不均一には他にどんなことがある?
    • サテライト、フェザリング、ビーディング、モトリング、ブリーディングはどんなもの?
19. ノズルごとのばらつきはどう抑える?
20. キヤノンとエプソンのインクカートリッジはどこが違う?
21. インクジェットの特許戦争とは?
    1. バブルジェットの基本特許はエプソンが持っている?
    2. 当たり前で怖い特許とは何?

2018年10月26日「インクジェット入門講座 (中級編)」

　インクジェットは、実験室でごく容易に吐出できる反面、実用的に安定して長期間運転し続けることは容易ではありません。 　本講座では、インクジェットの安定吐出技術について、講師の体験と理論に基づき、原理的な説明をするとともに具体的な課題、対策についても詳説します。

1. 本講習の目的
2. コントラスト感度関数 (CSF)
   1. 人間の目は大きければよく見えるのか
   2. 民生用インクジェットと産業用インクジェット:不均一のちがい
3. ドット不均一の例
   1. 記録ドット面積の不均一
   2. 記録ドット形状の不均一
   3. 記録ドット濃度の不均一
   4. 着弾精度の不均一
4. 不均一の原因概要
   1. ノズル方向ばらつき
      1. (狭義の) チャネルばらつき
      2. ヘッドばらつき
   2. 走査方向ばらつき
5. 圧電定数d31とd15のちがいおよびヘッド構造との関係
   1. 分極と圧電定数
   2. インクジェットの種類
6. インクジェットヘッドのモデル化
   1. 集中定数モデルは役に立つか
   2. 「押し打ち」の式
   3. 薄膜PZT
7. 解析モデルの種類
   1. 集中定数モデル
   2. 圧力波モデル
   3. CFD
8. 例題ヘッドの具体的なパラメータ変動と特性変化
   1. ノズル長さ、ノズル径、供給路長さ、供給路断面積のばらつきと特性変化
   2. 圧力室幅、圧力室長さ、PZT厚さ、振動版厚さのばらつき
   3. インク粘度、インク密度、インク音速の変動
   4. 30/50μmの気泡の存在
   5. 圧電定数、駆動電圧のばらつき
9. 速度変動に効く要因は何か (まとめ)
   1. 気泡
   2. ノズル面積
   3. 圧力室幅
10. 吐出量変動に効く要因は何か (まとめ)
    1. 圧力室幅
    2. 気泡
    3. ピエゾ厚さ
11. モデル解析から判る事
    1. 変動に大きく影響する要因
    2. 速度と吐出量の関係
12. 集中定数モデルの展開
    1. 集中定数モデルの展開例
       1. 駆動波形
       2. 応答周波数
       3. クロストーク
    2. 集中定数モデルの展開具体例 (引打ち)
13. 集中定数モデルの注意点
    1. 大サイズヘッドの誤差増大
    2. モデル簡略化による実際との乖離
    3. 吐出速度と飛翔速度のちがい
14. ヘッド、システムから見たインクの重要特性
    1. パラメータ
       1. 粘度、表面張力、その他抑えるべきパラメータ
    2. ヘッド内での挙動
       1. 接液性、界面凝集など
15. 速度と吐出量
    1. 速度と吐出量の関係
       1. 速度
       2. 吐出量
       3. 固有振動周期と吐出量の関係
       4. メニスカス位置と吐出量の関係
16. 最適吐出量と最適速度
    1. 最適吐出量はどのように決めるか
    2. 最適飛翔速度はどのように決めるか
17. 速度変動と着弾精度
    1. インク飛翔速度変動と着弾精度
    2. 走査速度変動と着弾精度
    3. プリントギャップ変動と着弾精度
18. インクジェットの測定法および評価法
    1. 測定法
       1. 速度
       2. 吐出量
    2. 評価法
       1. 接液試験
          1. インク
          2. 流路部材
       2. 吐出 (印字) 試験
          1. 周波数特性の見方
          2. ウインドウマージンとは何か
19. ノズル毎のばらつきに対する対策
    1. アクチュエータ、流路のばらつき低減方法
    2. ノズルのばらつき低減方法
20. 経時的ばらつきの要因と具体的対策
    1. 気泡
       1. 発生させない
       2. ためない
       3. 取り除く
    2. ノズル面汚れ
       1. クリーニング方法
    3. インク蒸発、界面凝集
       1. 放置時間に対する各種メンテ機構
    4. 昇温
       1. パラメータ制御の例
          1. 粘度変化に対する制御
          2. 各種階調制御
    5. 残留振動
    6. クロストーク
21. ヘッドインク以外の要因と具体的対策
    1. 環境
    2. 装置
    3. 負圧 (水頭差)
       1. キヤノン カートリッジの特徴
          1. エプソン カートリッジの特徴
    4. 静電界の影響と対策例
22. その他の不均一対策
    1. マルチパス
       1. 長所 (高画質)
       2. 短所 (印刷速度低下)
    2. 高速マルチパス
    3. ノズル個別補正 (DPN)
       1. 長所と問題点
    4. ヘッドシェイディング補正
23. おわりに