DOD印刷におけるインテリジェント・メニスカス圧力制御ポンプ

DODプリンティングの内部：精度がプリントヘッドから始まる理由

産業用ドロップ・オン・デマンド（DOD）プリンターは、デジタルグラフィックス、セラミックス、ガラス、テキスタイル印刷、電子部品印刷、3Dプリンティングなどの市場において、極めて高精度で再現性の高い印刷結果を実現します。インク滴の連続流を生成する連続 インクジェット（CIJ）システムとは異なり、DODプリンターは必要な時にのみインク滴を吐出するため、このプロセスは高精度かつ経済的で、クリーンなものです。最新のDODシステムは、インク供給、脱気、再循環、およびパージ用途のためのポンプを備えた高度な環境を構成しています。システムの重要な構成要素であるフロースルー型プリントヘッドは、マイクロノズルの配列を通じてインクを循環させます。この循環により、以下の効果が得られます：

•    温度と顔料の分布を安定させる

•    粘度を一定に保つ

•    起動時の信頼性を向上させる

•    ノズル詰まりを防ぐ

•    印刷速度と解像度の向上を実現する

•    パージ作業の負担を軽減する

各色は通常、1つ以上のプリントヘッドを使用し、インクは多くの場合それらの上方に配置された容器に保管されます。このような配置によって生じる静水圧の影響により、インクが意図せずプリントヘッドを通過したり、ノズルから滴下したりすることを防ぐために、システムは圧力を補正する必要があります。

一滴一滴に秘められた科学：DOD印刷におけるメニスカス制御

プリントヘッド内部のインクの流れを安定させるため、システムは、供給側の入口圧力と、プリントヘッドの出口側に加えられる制御された負圧（真空）との間で圧力バランスを維持します。これを「メニスカス圧力」と呼びます。このバランスにより静水圧が相殺され、メニスカスが安定した位置に保たれます。

メニスカスとは、ノズル先端にある湾曲したインクの表面のことで、ノズル内部のインクと周囲の空気との境目を形成しています。その位置は、この圧力バランスに完全に依存しています。メニスカスの圧力が高すぎると、インクが保持できなくなり、ノズル内にインクが溢れ出し、意図しないインク滴が滴下する原因となります。一方、メニスカスの圧力が低すぎると、インクがノズル内部に引き込まれすぎてしまい、インクの補充性能が低下し、ドットの欠落につながる可能性があります。

KNFのインテリジェント機能「真空コントロール」は、外部での圧力測定の必要性を低減、あるいは不要にし、DODシステムの複雑さを軽減します。従来のDODシステムでは、プリントヘッド内の真空はダイヤフラム式真空ポンプによって生成されていました。わずか3～5 mbarの圧力変動でも印刷品質が低下する可能性があるため、このポンプの安定的かつ信頼性の高い性能は不可欠です。このため、多くのシステムでは、圧力センサーを用いて吸気口および排気口での圧力を直接監視するか、あるいはマスフローメーターを介して間接的に 監視し、異常を検知しています。KNFインテリジェントポンプの真空コントロールは、ポンプが自動的に性能を監視・調整し、設定された真空度を維持します。