最適なインクジェットヘッドの選び方
工業応用分野でインクジェットによる電子デバイス開発やプロセス開発を行っていく上での重要なポイントは、①「デバイスに求められる機能物性」と②「インクジェットの吐出安定性を実現する液物性」を同時に実現することです。
これらに加えて、もう一つ重要な項目があります。
それは、③「吐出に用いるインクジェットヘッドの選定」です。
市場にある多くのヘッドの中から、どのメーカーのヘッドを使うか、どの種類のヘッドを使うかは、工業応用を検討するユーザーにとってどれほど重要なことなのでしょうか？
インクジェット応用開発における3つのポイント
最適なヘッドを選ぶ重要性
工業用マルチノズルインクジェットヘッドは、世界で十数社のヘッドメーカーから提供されています。各社、数種～十数種のヘッドを扱っており、非常に多くの工業用ヘッドが市場には提供されています。
同じインクジェットヘッドといっても各社のヘッドには様々な違いがあり、用途によって最適なヘッドは異なります。
多くのヘッドは文字や画像などの印刷用に開発されたため、印刷分野で使う際には仕様書を見て選択すればそれほど問題なく安定吐出を実現できます。
しかしながら、ものづくり等の工業用途で使うとなると、話は違います。なぜならば、本来ヘッドメーカーが想定していない液を使うため、液によっては不安定吐出やヘッドの故障などの様々な問題が生じるからです。
本来は印刷用に開発されている工業用インクジェットヘッドのため、印刷以外の用途で用いる場合には、ヘッドごとの特徴を正確に把握し、目的を実現しやすいヘッドを選定してから研究を始めることが重要です。
間違ったヘッドを選定したがゆえに、研究を開始して数年後に「選定したヘッドでは目的の実現が難しい」という事実が判明した例も見受けられます。
間違ったヘッドと正しいヘッドにおける吐出の違い
最適なヘッドを選ぶ難しさ
一般的に、インクジェットヘッドの仕様書には「吐出量」「ノズル数」「解像度（ノズルの間隔）」に関する値が記載されています。ヘッドメーカーが開示している仕様書を見ると、細かい違いはありますが、解像度や吐出量など、どのメーカーも似通った値を持っています。現在の主流は、解像度400～600dpi以上・吐出量10pl未満の高解像度・小滴のヘッドです。
では仮に、吐出量に有意な差がなく解像度も同じような場合、どのヘッドを用いてもユーザーが得られる結果に大きな差はないのでしょうか？
残念ながら、答えは「ＮＯ」です。
それは、各社ヘッドには仕様書に記載されない違いがあるからです。
インクジェットヘッドの仕様書には様々なデータが記載されていますが、仕様書だけでは読み解けない、大きな差が隠れています。
インクジェットヘッドに関して仕様書から「得られる情報」「得られない情報」
吐出量やノズル数、解像度に関する情報は簡単に入手できたとしても、どの液でどのような特性を発揮できるのか、どの程度の着滴位置精度を出せるのかといった情報に関しては、メーカーごとに開示のレベルが異なっており、詳細な情報の取得は難しい状況です。
また、たとえ同じヘッドメーカーのヘッドであっても、種類ごとにヘッドの構造や構成部材が異なっていたり、吐出特性が大きく異なっています。
結局のところ、多数あるヘッドの仕様書を取りそろえるだけでも大変ですが、それができたとしても、仕様書に記載されていない最も重要な情報は得られていないというのが実情です。
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