インクジェット微小液滴（技術書籍S1528）
| ◎微細配線、薄膜作製、デジタル印刷に求められる精密吐出、高速印刷、乾燥制御のポイント！ ◎インク内の気泡、ノズル汚れ・詰まり、ノズル毎の吐出速度差、飛翔曲がり、 サテライト・ミストの発生、吐出位置不良トラブルの原因と対策を「理論と実際」の両面から迫る！！ |
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インクジェット技術における |
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《販売》企業研修協会 《発行》技術情報協会 |
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●発刊：2009年８月 ●体裁：Ｂ５判 （４１５頁、上製本） ●定価：８４,０００円(税・送料込) |
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【執筆者（敬称略）】 |
| ■(株)日立製作所 池川正人 ■京セラ(株) 石倉慎 ■豊橋技術科学大学 伊藤高啓 ■東芝テック（株） 石橋充 ■(株)ミマキエンジニアリング 大西勝 ■東京大学 奥薗透 ■理想科学工業(株) 奥田貞直 ■(独)国立印刷局研究所 尾崎靖 ■芝浦工業大学 小野直樹 ■協和界面科学(株) 加藤正和 ■長岡技術科学大学 河合晃 ■セイコーエプソン(株) 北原強 ■東北大学 小宮敦樹 ■京都大学 黒瀬良一 ■インクジェット・ジェーピー 小藤治彦 (キヤノン(株)、セイコーエプソン(株)を経て現職） ■(株)ロキテクノ 齋藤和樹 ■宇都宮大学 佐藤正秀 ■京都大学 新戸浩幸 ■ブラザー工業(株) 鈴木義文 ■秋田県立大学 須藤誠一 ■DIC(株) 菅沼俊和 ■東芝テック(株) 田沼千秋 ■石原産業(株) 友成雅則 ■工学院大学 並木則和 ■新潟大学 長谷川富市 ■エスアイアイ･プリンテック(株) 原尻俊彦 ■和歌山大学 幹浩文 ■大日本印刷(株) 日口洋一 ■富士ゼロックス(株) 廣岡信行 ■九州大学 深井潤 ■北海道大学 藤川重雄 ■京都大学 前一廣 ■鳥取大学 松岡広成 ■京都大学 松本充弘 ■シスメックス(株) 村田知嘉子 ■(独)産業技術総合研究所 森田裕史 ■(株)マイクロジェット 山口修一 ■東京農工大学 渡辺敬三 |
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＜内容項目＞ |
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第１章 インキ・ペーストの設計、 パラメータ調整 第１節 インクジェットインキに用いられる W/O型エマルションの調製と物性 −水性インクと溶剤インクのいいとこどり！ 使われる界面活性剤と乳化法、 分散安定化・粘度調整技術！ １．インクジェットインクにおける Ｗ／Ｏ型エマルションインクの位置付け ２．Ｗ／Ｏ型エマルションの特性 ３．インクジェット用Ｗ／Ｏ型エマルションインクの調製 第２節 金属（銀・銅）ナノ粒子を用いた インク・ペーストの作製 −プリンタブルエレクトロニクスの 実用化を阻むペースト設計！ 今、“導電性”“信頼性”はどこまできて、 これからは何が求められるのか？ １．金属ナノ粒子に求められる特性 ２．金属ナノ粒子の合成法 ３．液相法で合成したAgナノ粒子と インク・ペーストへの応用 ４．液相法で合成したCu超微粒子）と インク・ペーストへの応用 第３節 カチオン硬化型インクジェットインクの設計 −ヘッド性能に合わせたモノマーの選択・配合、 重合開始剤の溶解度、 インクの保存安定性に与える影響！ １．カチオン型ＵＶインクの原理・特徴 ２．カチオンインクの材料 ３．カチオンインクの性能評価 第４節 マイクロミキサーを利用した ナノ顔料の形成技術 −粒子サイズ、分散性、材料の選択肢、 生産性、、、ビルドアップ法の有意点は？ １．マイクロミキサーについて ２．中心衝突型マイクロミキサーの開発 ３．有機顔料微粒子形成工程への適用 第５節 工業顔料分散技術の設計とその最適化 −「オンデマンド印刷の休止時にインクが ノズル開口部に付着し目詰まりを起こす」 そんな問題を解決する インクへの再分散性付与技術！ １．ＩＪインクの特徴 ２．顔料分散液の設計 ３．顔料分散液の調製 ４．工業顔料分散工程の最適化 ５．顔料分散液に対する今後の課題 第６節 ペースト、機能性インキのろ過技術 −カラーフィルター形成、微細配線、、、 用途、材料に適したフィルターの選定！ フィルターの閉塞、通液しない、 効果的に除去できない、、、トラブル対策！ １．濾過に関する基礎知識 ２．ペースト状流体に関する濾過技術 ３．機能性インキの効果的な濾過技術 ４．濾過技術を活用した実施例 第７節 脱気・脱法技術の原理と インクジェットインクへの応用 −水性、溶剤型、UV硬化型、、、 インクの含有成分を踏まえたモジュール選択法！ 使用条件（温度、真空度、液体流量)の 設定と脱気膜の経時変化！ １．脱気・脱泡とは ２．膜による脱気 ３．膜による脱気の実例 第８節 分散と凝集の制御と評価事例 −ナノサイズ／高濃度の粒子径分布、 分散状態、異物の検出、ゼータ電位、、、 どの手法を使って、どういう条件で、 何を測れば目的の情報を得られるのか？ １．分散と凝集のメカニズム ２．分散・凝集の評価分析装置 ３．各種スラリーの評価事例 第２章 ノズル内の溶液状態制御と 液滴吐出の微細化･高速化技術 第１節 ノズル内の溶液挙動、 吐出メカニズムとその制御 [１] 毛管力の発生メカニズム −インク中の粒子間、粒子− 壁面間にかかる力は見落とされることが多い！ １．毛管架橋力 ２．横毛管力 [２] 液体メニスカスの動特性 −液体メニスカスの形成から破断に至るフォースカーブ！ １．実験装置 ２．理論 ３．実験結果 ４．まとめ [３] マランゴニ効果の発生メカニズム −フラットディスプレイ、フレキシブル基板に必須！ 均質な薄膜を作成するには？ １．マランゴニ効果 ２．コーヒーステイン現象とマランゴニ効果 ３．表面張力測定法 [４] 表面張力を活用した マイクロチャンネル内での液混合技術 −インクジェットノズル内での溶液の 攪拌・均質化と目詰まり対策に活かす！ １．目的 ２．実験および評価方法 ３．実験結果および考察 [５] マイクロオリフィスを通る液体の流動特性 −微細な穴を通る流体の“圧力損失”を起こす要因！ １．実験装置 ２．実験結果 第２節 インクジェットヘッドの構造・吐出特性と 高速化・高精細化・長寿命化技術 [１] インクジェット方式の種類と特徴 −メニスカス制御でインク滴の 体積・速度・飛翔形態を自在にコントロール！ １．インクジェット方式の種類と特徴 ２．Epsonヘッドの構造 ３．メニスカス制御技術 [２] ピエゾ型インクジェットヘッドの 構造・吐出特性とメンテナンス −ヘッドの吐出状態や特性に悪影響を与える要因！ 不具合を発生させないための対策と 発生した場合の回復動作！ １．ピエゾインクジェットヘッドの構造 ２．ピエゾインクジェットヘッドの駆動方法 ３．ピエゾインクジェットヘッドの吐出特性 ４．ピエゾインクジェットヘッドのメンテナンス [３] ピエゾ型インクジェットヘッドの構造と 長寿命化・インク噴射速度高速化 −インクの組成、使用状況による ヘッドの劣化！その要因とは？ インク供給の安定化、気泡の排除、 サテライト・ミストの発生原因と対策！ １．長寿命化 ２．インク吐出速度高速化 [４] ライン型インクジェットヘッドの 構造と均一吐出技術 −期待されるインクジェットの 高速デジタル印刷分野への応用！ 吐出速度を向上させ、チャンネルごとの 吐出速度の差をなくす工夫！ １．開発したライン型インクジェットヘッドの構造説明 ２．吐出速度の均一化のために |
[５] インクジェットプリントヘッドの 高速化，高精細化における動的設計の検討 −インク加・減圧に伴うイジェクタ内の 振動の影響を排除する！ １．京セラインクジェットプリントヘッド構造及び仕様概要 ２．流路内における振動の影響 ３．流路内振動の観測方法 ４．流路内振動モードの検討 ５．液滴飛翔状態の最適化 [６] インクジェットヘッドの高速・高画質化 −多様なインクへの対応、気泡の除去、 ミスファイヤの回復！ 産業用途に求められる安定性、 信頼性を確保する流路設計と循環方式！ １．インクジェットプリンターの構造と動作 ２．インクジェットヘッドの分類と動作原理 ３．産業インクジェットヘッドの例 ４．流路内振動モードの検討 第３節 インクジェットの吐出・飛翔挙動制御 [１] 吐出量、速度、飛翔方向不均一の原因と対策 −ノズル毎のばらつき、気泡、残留振動、 メニスカスインクの蒸発、ノズル面汚れ トラブルの原因と対策を 筆者の体験と理論を交えて大公開！ １．不均一の原因 ２．不均一の対策 [２] 長距離飛翔機能性インクジェット機構 −高段差電子回路の微細配線の 直接描画、曲面・球面印刷に向けて！ １．熱磁気駆動インク滴吐出機構 ２．インクジェットから吐出した液滴の静電加速 [３] インクジェット液滴の挙動と液滴合体現象の解析 −液滴の飛翔軌道の曲がりと液滴合体現象！ 液滴に及ぼす周囲空気の影響は？ １．メディアの移動で誘起される 気流の影響を考慮した液滴挙動の解析 ２．インクジェットにおける 液滴合体現象のメカニズムとその解析 [４] インクジェット微小液滴挙動と気流のＰＩＶ計測 −キャリッジ走査時のミスト発生メカニズムと 挙動に影響を与える気流！ １．実験装置 ２．実験結果 [５] インクジェットヘッドの吐出異常とその対策 −ノズル詰り、クリーニング動作による 吐出不良位置変化、ドカ抜け、ボタ落ち， インク漏れ、飛行曲がり、サテライト化、 ミスト化、、、原因と対策を徹底解明！ １．吐出不良の発生原因と分類 ２．吐出不良として観測される現象 ３．吐出不良の原因と対策 第３章 微小液滴の 衝突・乾燥メカニズムとその制御 第１節 液滴の衝突・乾燥メカニズム [１] 微小液滴の固体壁面への衝突シミュレーション −撥水性・親水性を付与した 基材へ衝突した液滴はどう広がり方！ １．液滴の数値シミュレーション ２．液滴衝突の解析事例 [２] 動的な接触角の決定機構とその予測 −コンタクトラインの運動特性と 接触角を変化させる条件・因子は？ [３] 微小単一液滴の蒸発・流動・伝熱挙動 −液滴内外部流の流動特性、 温度特性、蒸発速度を明らかにする！ １．単一液滴内外部流の数値シミュレーション ２．単一液滴の蒸発実験 [４] 液滴半径が蒸発・凝縮へ及ぼす影響 −液滴半径と表面張力の関係！ 気相と液相の力学的平衡！ １．ナノ液滴の気液平衡に関する熱力学の適用限界 [５] 高分子溶液の蒸発・ゲル状皮膜の形成メカニズム −乾燥した後に残る不揮発性物質の 形状の制御のために！ １．蒸発速度に関する一般的考察 ２．皮膜形成のモデル ３．ゲル化に伴って現れる弾性効果 [６] 高分子溶液の蒸発に伴う 表面構造形成過程と表面のレオロジー測定 −単一高分子と混合系高分子では 乾燥過程とできあがる膜の構造に どのような違いがでるのか？ １．高分子溶液からの溶媒蒸発過程 ２．高分子薄膜における表面レオロジー [７] 気液界面における液滴の流動メカニズム −液滴同士の合体現象、 サテライト液滴発生の仕組みがわかる！ １．液滴に関するこれまでの研究 ２．振動による容器内の液体界面の崩壊と液滴生成 ３．気液界面上における液滴の理論解析 ４．液体界面と液滴の間に形成される気体薄膜厚さ ５．落下液滴の没水深さ ６．落下液滴の気液界面での挙動 [８] インクジェットプリンタからの 発塵機構と粒子の特性評価 −インク色とサテライト粒子の大きさと発生量の関係は？ １．プリンタの印刷機構とインクおよびトナーの組成 ２．発塵粒子の特性評価実験 ３．実験結果 ４．発塵機構に関する考察 [９] インクジェット法における 高分子薄膜形成と溶液滴の内部流動 −粘度，表面張力，温度が乾燥速度と 出来上がった膜の品質に与える影響は？ １．液滴の後退量と薄膜形状の関係 ２．内部流動の可視化 ３．循環流を支配する因子 [10] インクジェット成膜における液滴の挙動 （液滴の着弾・広がり・乾燥） −平らな膜を得るための必須技術！！ セルフピンニングを起こし、 かつコーヒーステイン現象を防ぐには？ −液滴の広がり方、最終形状は如何にして決まるか？ １．インクジェット成膜アプリケーション ２．基板上の液滴の広がり ３．矩形溝内の液滴の広がり ４．液滴の乾燥と膜形状 第２節 基材表面状態、 液滴／基材界面の測定・評価技術 [１] 固体表面の シランカップリング剤処理とぬれ性評価 −インクジェットを工業用途に使うなら、 基材の表面状態をもう一度見直してください！ １．シランカップリング処理 ２．評価方法 ３．処理プロセス条件 ４．処理装置 ５．付着性コントロール ６．剥離トラブル [２] インクジェットヘッドから吐出された 微小液滴の接触角測定技術 − 着弾液量の解析、基材の表面状態の経時変化観察！ １．極小接触角計 ２．ディスペンサ ３．測定概要 ４．解析 ５．今後の展望 [３] 固気液界面（コンタクトライン）ダイナミクスの 高精度測定 −接触角では説明できない “ミクロスケールの界面現象”が 薄膜形成時の諸問題を解決する糸口になる！ １．コンタクトラインの観察 ２．コンタクトライン近傍の可視化 ３．計測装置の改善 [４] 染料系・顔料系インクジェットインクの 印刷メディアへの浸透及び転移状態の観察 −インクジェット印刷物の品質と インク浸透挙動との関係は？ １．FIBにより作製した印刷物断面の観察法 ２．CLSMによる印刷物の観察 |
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