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材料開発、製品開発・量産までの流れ


材料開発、製品開発・量産までの流れ
  • インク吐出評価
    IJ(インクジェット)ヘッドからうまくインクが吐出できるか確認します。
  • 描画評価
    IJ装置で基材に回路等のパターンが描画できるか確認します。
  • 試作サービス
    ご希望の回路やバイオセンサー等を共同でIJにて試作します。
  • 製造受託
    試作成果をもとに少量から製品の製造を受託します。

IJ技術開発で起こりがちな誤解とエレファンテックの支援

  • どんな液体でも扱える
    インクジェットに適しているインクの性質がある。他の工法が適している場合もあります。
    → 液体(インク)の特徴から、インクジェットに適しているかを判断する評価を実施します。また、他の工法と比較検証し、生産性・コスト等の観点で、より適切な工法選定を支援します。
  • どんなヘッドでも同じように描画できる
    各社のインクジェットヘッドには特徴があり、得意とするインクの特徴は各社異なります。
    → 各社インクジェットヘッドの特徴からお客様の扱いたいインクに適したヘッドを選定し、吐出評価・描画評価・システム構築を支援します。
  • インクジェットを使えば簡単に描画できる
    インクに応じた波形、電圧、描画条件の設定が必要になります。また、基材側の前後処理の調整も非常に重要であり、総合的に調整する必要があります。
    → 液体(インク)の特徴から、インクジェットに適しているかを判断する評価を実施する。また、他の工法と比較検証し、生産性・コスト等の観点で、より適切な工法選定を支援します。
  • インクジェット技術は容易に扱える(システム化が簡単である)
    インクジェットヘッドはインクに応じた様々な調整が必要であり、お客様の要望に応じて一つ一つ仕上げていく技術です。信頼性の観点では、多くの確認項目が必要になります。
    → 量産システムを構築する上では信頼性が必須です。ヘッドメーカーのみならず、材料メーカー、装置メーカー等の皆さんとタッグを組んでお客様の開発を支援します。
  • サンプルワークの結果が良好なので、量産化が直ぐに可能になる
    量産化まで道のりは様々な評価項目、コスト精査など作りこみに非常に時間がかかります。量産化の実績があるエレファンテックには様々な解決策を提案できます。
    → サンプルワークを進めながら、同時に量産化までの課題とストーリーを検討しながら評価を実施します。各種課題に対して、必要に応じて外部からの支援も含め、お客様にとって適切な解決策を提案します。
  • インクジェットシステムは安価に立ち上げられる
    産業用印刷システムは特殊なインクを用いることが前提になっており、また印刷精度も高い要求があるため、安定描画を継続するための仕組みとして、高精度なものが要求され高価になります。
    → システム構築にはヘッドメーカー、制御ボードメーカー、装置メーカー、サプライヤーとの様々な調整が必要であり、それぞれの要点を抑え効率的に進めないと費用も嵩んでしまため、エレファンテックは各企業の特徴を把握し、お客様にとってベストな提案を実施します。また試作サービス、受託サービスを活用いただくことにより、ビジネスプロトタイピング環境を提供します。

IJで印刷できるための調整要素

インクジェット印刷要素間調整相関図
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インクジェットを使いこなすには、主に4つの要素のすり合わせが必要になります。

例えば、吐出試験では、インクとインクジェットヘッドのすり合わせをする工程になります。描画試験は、それに基材も加えた形になることが多いです。しかし、実際に生産しようとすると、乾燥プロセスは非常に深く関わってきます。例えば、吐出後すぐに乾燥させれば基材表面での濡れ広がりをコントロールすることがでる場合がありますが、ヒーターがヘッドに近すぎると、ヘッド表面でインクが固着してしまい、連続生産時にトラブルになる場合があります。これら4つの要素は、2つの関係性を改善するためにスペックを動かすと、他の2つも調整しないといけない場合が多く、4つともきれいに収まる解を見つける根気のいる作業が必要になります。

そんなすり合わせが大変で、インクジェットって使いやすいんでしょうか?という疑問が湧いてくると思います。インクジェットはこの最初のすり合わせが大変ですが、一度済んでしまえば、製造プロセスはインクジェットによる多くのメリットを享受できるようになります。例えば、製造の現場で職人さんがいなくてもオペレーターが同じクオリティーで生産できるというメリットがあります。それは、家庭でもインクジェットできれいな写真を印刷できることからも証明できていることです。最初の作業をしっかりやりきれば、多くの人が印刷作業以外の価値づくりに集中できる、素晴らしい製造ツールがインクジェットなのです。

IJものづくり立ち上げのチェックポイント(例)

IJ_checkpoint_0525

Q.IJものづくりを立ち上げるために重要な要素には何がありますか?

A.材料として、IJインクおよび基材、システムとして、IJヘッド(制御を含む)および前後処理工程があります。

Q.吐出評価をする前に確認しておくべきことには何かありますか?

A.一般的なインクには、液体化するための溶媒と、機能を発現するための溶質が混ぜられていますが、長期保存時の分散安定性の評価やヘッドに合わせた物性調整が必要になります。また、ヘッドやインク流路の材料に影響が出ないかをマテコン評価により実施することが必要になります。(弊社の吐出評価では簡易的にSDSでチェックする進め方をしています)

Q.インクの処方で計測すべき物性には何がありますか?

A.粘度、表面張力、密度、音速は重要です。その他に基材との関係で、濡れ性も重要になります。ブログをご覧ください。

Q.吐出試験では何を評価しますか?

A.弊社で実施する初回の吐出試験には、初期充填性、間欠吐出性、重量・速度追従性、周波数特性の項目があります。それぞれの未達の項目があれば、再度インクを見直すことになります。

Q.吐出評価の結果が悪い場合に、インク以外で調整できることはありますか?

A.インク以外で調整する場合は、IJヘッド側の波形調整やインク温度調整などの補正方法もあります。その他にも吐出状態が悪いことをカバーする方法として、描画時のヘッドギャップ調整や駆動周波数調整など実施することがあります。

インク吐出評価サービス

高性能なセイコーエプソン株式会社(以後エプソン)製ヘッドを用いた、インクジェット用インクを短時間で性能評価するサービスです。

インク評価結果報告書サンプル

インク吐出 評価
こんな方におすすめします。お気軽に下記フォームからご相談ください。
  • 機能性インクを開発しており、インクジェット適性があるか評価したい
  • 酵素やタンパク質などをインク化したので、吐出評価してみたい
  • インクを開発する上で専門的な見解がほしい
  • プリンテッドエレクトロニクスの量産で使用実績のあるプリントヘッドで試験したい

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インク吐出評価サービスのポイント

ワンストップのインク吐出評価サービス
  • インクジェットの応用分野拡大に貢献する、インクの吐出評価サービスです。
  • インク受領から吐出テスト、報告書作成まで、ワンストップでエレファンテックが実施します。
最先端R&D用インクジェット装置でのインク評価
  • エプソン製 PrecisionCore ヘッドを使用して、吐出性能に関わる評価を、最先端のR&D用インクジェット装置を用いて行います。
  • 必要に応じて、波形調整、描画評価も行います。
評価に関わるご条件
  • 本事業はエプソンからエレファンテックが受託して行う事業です。評価結果はエプソンと共有されます。
  • インク吐出評価サービスの初回費用は基本的に無償となります。安全データシート(SDS)チェックで評価に進めない場合もあります。
 
 

R&D用インクジェット装置の概要

R_D用インクジェット装置
メーカー セイコーエプソン
プリントヘッド PrecisionCore
インク粘度の目安 1-10 mPaS(範囲外の場合はご相談下さい)
必要最小インク量 50 mL
観察機能 インク滴の飛行観察機能
描画機能 100mm角ステージへの描画
インク種類 水系・溶剤系インク
評価 エプソンより委託を受けてエレファンテックが実施

本装置はエレファンテックからも販売しております。

インク吐出評価の流れ

ワンストップでインク吐出評価を行うだけでなく、エレファンテックのこれまでの量産化実績に基づいた特性改善提案やご相談も承ります。必要に応じてエプソンの『インクジェット イノベーションラボ富士見』とも連携して対応いたします。
申し込み・初回打合せ
申し込みされたお客様とお打ち合わせをします。
覚書締結
インク評価についての覚書を締結します。
SDS / インク提供
SDS とインクをご提供頂きます。SDS提供は必須となります。
インク評価・改善提案
インク評価を行います。同時にインク特性の改善提案などを実施します。
報告書提出
一通りの評価終了後に報告書を提出します。

インク吐出評価サービスでご提供する結果

試験項目 項目の解説

初期充填性

インクジェットノズルへのインク充填特性を評価します。主に流体としての特性が良好か判断します。

間欠安定性

間欠吐出を行った場合の安定性を評価します。主にインク吐出安定性、乾燥耐性の評価になります。

液滴重量追従性

電圧変化に対し液滴重量が追従するか評価します。追従性が高い方が細かい制御が可能になります。

飛行速度追従性

電圧変化に対し飛行速度が追従するか評価します。高速に飛行できれば着弾位置が安定し、高精度描画が可能になります。

周波数特性

高周波数での印刷適性を評価します。印刷スループットをどこまで上げられるか判断できます。

R&D用インクジェット装置を動画で紹介

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よく頂く質問

エレファンテックとエプソンとの関係を教えてください。

エプソンはエレファンテックの株主であり、資本業務提携しております。(持分法適用会社ではありません。)

R&D用インクジェット装置を用いたインク吐出評価サービスに関わるエレファンテックとエプソンの関係について教えて下さい

エプソンは、「インクジェットイノベーションラボ八丁堀サテライト」という研究開発拠点をエレファンテック八丁堀本社内に設置し、エレファンテックはエプソンから委託を受け、インク評価などの研究開発業務を行っています。
八丁堀サテライトのR&D用インクジェット装置はエプソンのR&D資産です。

インク吐出評価結果をエプソンに共有しない形で行うことはできますか

申し訳ありませんが、エプソンの資産を用いたインク評価となりますので、エプソンに情報共有しない形でのR&D用インクジェット装置での評価はできません。

エプソンに直接評価を依頼することは可能ですか
エプソンのリソースの空き具合ですが、可能です。特に当社を通して頂く必要はありません。
エプソン IJ応用事業推進部

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