■インクジェット方式の種類と特徴
1.インクジェット方式の種類と特徴
1-1.コンティニュアンスタイプ
1-2.ドロップオンデマンドタイプ
1-2-1.圧電方式
1-2-2.サーマル方式
1-2-3.静電方式
2.Epsonヘッドの構造
2-1.MLPタイプの構造
2-2.MLChipsタイプの構造
2-3.SEAJetの構造
3.メニスカス制御技術
3-1.微小インク滴の形成技術
3-2.インク滴変調技術
■第1節 不均一の現れ方、その原因と対策
1.不均一とは
1-1.民生用インクジェットと産業用インクジェットにおける不均一
1-2.不均一の現れ方
1-2-1.画像不均一の例
(1) バンディング
(2) 粒状性悪化
(3) 先鋭性不良
(4) 色再現性不良
(5) 諧調性不良
1-2-2.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
2.不均一の原因
2-1.不均一の原因概要
2-1-1.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
2-1-2.走査方向ばらつき
2-2.不均一の原因の原理的解析
2-2-1.集中定数モデル
2-2-2.圧力波モデル
2-2-3.CFD(Computational Fluid Dynamics)モデル
2-3.集中定数モデルを解く
2-3-1.ヘッド
2-3-2.集中定数回路モデル
2-3-3.パラメータの計算
2-3-4.解析式(押打ち)
2-4.集中定数モデル式を使う
2-4-1.基準ヘッド
(1)パラメータ
(2)特性
(3)正規化
2-4-2.ヘッドのパラメータ変化と特性変化
(1)ノズル長さ短
(2)ノズル面積小
(3)供給路長さ短
(4)供給路断面積減少
(5)圧力室幅の縮小
(6)圧力室長さ減少
(7)PZT厚さ減少
(8)振動板厚さ減少
(9)インク粘度減少
(10)インク粘度倍増
(11)インク密度減少
(12)インク音速減少
(13)気泡の存在(30μm)
(14)気泡の存在(50μm)
(15)圧電定数低下
(16)駆動電圧低下
2-4-3.ヘッドのパラメータ変化と特性変化のまとめ
(1)吐出速度の変化
(2)吐出量の変化
(3)ヘッドパラメータ変化のまとめ
2-5.集中定数モデルの展開と注意点
2-5-1.集中定数モデルの展開
(1)駆動波形
(2)周波数応答
(3)クロストーク
2-5-2.集中定数モデルの展開具体例(引打ち)
(1)グラフと式
(2)押打ちと引打ちの比較
2-5-3.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
2-6.速度と吐出量
2-6-1.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
(4)メニスカス位置と吐出量
(5)速度と吐出量まとめ
2-6-2.速度と着弾精度
2-7.飛翔図
2-8.経時的なばらつき
2-8-1.ノズル面汚れ
2-8-2.気泡
2-8-3.メニスカスインクの蒸発,凝集
(1)界面凝集
(2)色材濃度変化
2-8-4.昇温
2-8-5.残留振動
2-8-6.クロストーク
2-9.ヘッド,インク以外の要因
2-9-1.環境
2-9-2.装置
2-9-3.静電界の影響
(1)静電ベルトと着弾ずれ
(2)電源の改良
(3)吐出タイミングの変更
2-10.記録ドット面積の不均一
2-10-1.吐出量不均一
2-10-2.拡がりの不均一
(1)インク滴速度
(2)濡れ
(3)浸透
2-11.記録ドット形状の不均一
2-11-1.平面的な不均一
(1)飛行ドロップ形状の不均一
(2)メディア上の拡がり不均一
2-11-2.立体的な不均一
(1)乾燥
(2)モトリング
2-12.記録ドット濃度の不均一
2-12-1.液滴の色材濃度変化
(1)インク溶媒蒸発
(2)顔料凝集,沈降
2-12-2.浸透の不均一
2-12-3.ブリーディング
(1)インクの流動(流体的な移動)
(2)インクの浸透
3.不均一の対策
3-1.ノズル毎のばらつきに対する対策
3-1-1.アクチュエータ,流路のばらつき低減
(1)ロバストな設計
(2)製造ばらつきの低減
3-1-2.ノズルのばらつき低減
(1)ノズル孔形状
(2)ノズル面処理
3-1-3.ノズル面処理の例
3-2.経時的なばらつきに対する対策
3-2-1.気泡
(1)脱気インク
(2)なめらかな流路
(3)気泡トラップ
3-2-2.残留振動
3-2-3.メニスカスインクの蒸発,界面凝集
(1)メニスカス揺動
(2)予備吐出/空打ち
(3)加圧/吸引パージ
(4)キャッピング
3-2-4.ノズル面汚れ
3-3.その他の対策
3-3-1.マルチパス
3-3-2.ヘッド端重ね
3-3-3.チャネル個別駆動(フィードバック)
3-3-4.ヘッド間補正
3-3-5.ヘッドシェイディング補正
■第2節 インクジェット成膜における液滴の挙動
1.インクジェット成膜アプリケーション
1-1.基板上の液滴の広がり
1-1-1.液滴の基板へ衝突
1-1-2液滴の慣性広がり
1-1-3液滴の濡れ広がりと最終形状
1-1-4各応用に対するプロセス設計
(1)有機ELディスプレイのパターン成膜
(2)連続成膜
(3)直接印刷配線
1-2.矩形溝内の液滴の広がり
1-3.液滴の乾燥と膜形状
1-3-1乾燥膜厚の均一性とコーヒーステイン現象
1-3-2蒸発速度分布
1-3-3コーヒーステイン現象モデル
1-3-4コーヒーステイン現象防止方法
■第3節 インクジェット成膜における液滴挙動解析
1.数値シミュレーション
1-1.液滴流動シミュレーションの歩み
1-2.計算例
2.最大広がり径
2-1.衝突条件の影響
2-2.最大広がり径の予測式
■第4節 インクジェット方式による高粘度液滴の吐出評価試験と衝突挙動
1.高粘度液滴の吐出評価試験
1-1.背景
1-2.円筒型圧電素子を用いた液滴吐出装置
1-3.液滴の吐出評価試験
1-3-1.吐出条件の確率
1-3-2.吐出液滴に及ぼすパルス幅の影響
1-3-3.吐出液滴に及ぼすヒーター温度の影響
1-3-4.吐出液滴に及ぼす入力電圧の影響
1-4.工業的な具体例
1-4-1.蛍光体インクの開発
1-4-2.粉砕した蛍光体を用いた発光強度
1-4-3.蛍光体を含んだ液滴の吐出試験結果
2.剛体面に衝突する単一液滴の変形挙動
2-1.背景
2-2.衝突後の変形挙動に及ぼす初期落下水滴径の影響
2-3.液滴の変形挙動に及ぼす液滴物性値の影響
2-4.粉体を含んだ単一液滴の衝突挙動
2-4-1.観察例
2-4-2.無次元数を用いた最大直径比の整理
(1)粉体の影響を考慮しない場合
(2)重回帰分析による整理
(3)粉体の影響を考慮した場合
(4)粉体を考慮した場合の実験式の作成
■第5節は著作権の都合上、掲載しておりません
■第6節 圧電素子によるインク液滴噴射の一次元計算
1.計算モデル
2.運動方程式
2-1.オリフィス内インクの運動方程式
2-2.入口絞り部インクの運動方程式
2-3.圧電素子の運動方程式
2-3-1.固定端部小要素の運動方程式
2-3-2.中央部小要素の運動方程式
2-3-3.振動板部小要素の運動方程式
2-4.連続の式
2-5.運動方程式のまとめ
3.固有振動数
3-1.計算方法
3-2.振動モード
4.運動方程式の解法
5.計算結果
5-1.計算結果
5-2.液滴噴射量並びに液滴速度の便宜的計算
5-3.液滴噴射処理をした計算結果
6.インク噴射の原理
7.各種パラメータの影響
7-1.駆動パルス幅
7-2.インク粘度
7-3.インク表面張力
7-4.インク室体積
8.駆動波形の影響
■第7節 インクジェット液滴の数値シミュレーション法の基礎
1.数値シミュレーション法
1-1.基礎方程式
1-2.方程式の離散化と計算格子
2.シミュレーション例
2-1.境界条件,物性値
2-2.振幅の影響
3.帯電電荷の影響
■第8節 液滴生成過程の数値解析
1.液体ジェットから液滴が生成されるまでの過程とメカニズム
2.軸対称計算モデルとその計算法
3.軸対称計算プログラムに関する説明
■第1節 インクジェット配線技術
1.Printed Electronics
2.インクジェット印刷技術
3.インクジェット法による描画
4.配線層と基板の密着
5.インクジェット印刷技術による微細配線のこれから
■第2節は著作権の都合上、掲載しておりません
■第3節 産業用途から見た各種インク溶剤とインクジェットインクの比較
1.Consumer用から産業用へ向かうインクジェット技術
1-1.Consumerプリンタ の興隆
1-2.高速PODの実用化
1-3.プリント機能を使った産業用途への応用の拡大
1-4.インクジェットの機能を活かした新用途
1-5.インクジェットで作る(Digital Fabrication, Digital
Product)
2.インクジェット技術の特徴
3.インクジェット用インクの種類と特徴
3-1.使用する主成分の溶剤による分類
3-1-1.水性インク
3-1-2.油性インク
3-1-3.溶剤(ソルベント)インク
3-1-4.UVインク
3-2.使用する着色材や溶質による分類
3-2-1.染料インク
3-2-2.顔料インク
3-2-3.機能性インク
3-3.用途や機能による分類
4.広がる産業用途へのインクジェット技術の適用
4-1.産業用途へのインクジェット技術の普及のために何が必要か
4-2.産業用途拡大のために必要となるインク
4-2-1.様々なメディア対応できる様々なインク
4-3.産業用途に必要なIJヘッド
4-3-1.広範囲の特性のインクを吐出できるヘッド
4-3-2.幅広いサイズのインクを吐出できるヘッド
4-4.産業用途のために必要な総合技術
4-5.インクジェットインクと印刷インク
4-6.インクジェット技術の現状
4-6-1.プリント可能な細線のレベル
4-7.なぜ産業用途にUVインクが適するのか?
4-8.今後の課題
■第4節 ソフト溶液プロセスによるセラミックスのインクジェットパターン技術
1.無機物の成膜およびパターン化はなぜ難しいのか?
2.無機粒子を用いたインクジェット技術の現状
2-1.金属ナノ粒子を用いる低温焼結法
2-2.SiO2コロイドを用いるコーティング法
2-3.BaTiO3、Pb (ZrTi) O3 (PZT) などの微細粒子を用いる焼結法
3.インクジェットを用いたセラミックス膜の直接作製法(ソフト溶液プロセス)の開発
3-1.インクジェット反応法によるセラミックスや半導体の直接パターニング
3-2.インクジェット析出法によるセラミックス膜の直接パターニング
3-3.ソフト溶液プロセスによるダイレクトパターニング法
■第5節 インクジェットインクのレオロジー
1.分散系の粘度挙動
1-1.低濃度非凝集分散系の粘度挙動
1-2.凝集分散系の粘度挙動
2.高分子溶液と分散系の粘弾性挙動
2-1.動的粘弾性の基礎
2-2.高分子希薄溶液の粘弾性
2-3.凝集分散系の粘弾性
2-4.インクの動的粘弾性
3.界面活性剤溶液の表面張力
3-1.動的表面張力の基礎
3-2.インクの動的表面張力
■第6節は著作権の都合上、掲載しておりません
■第7節 インクジェット用UV硬化インクの設計
1.ラジカル重合型ジェットインクの設計
1-1.ラジカル重合型ジェットインクの組成
1-1-1.光重合開始剤
1-1-2.モノマー
1-2.酸素によるラジカル重合阻害
1-3.水溶液型ジェットインク
1-4.溶媒フリー型ジェットインク
2.カチオン重合型ジェットインクの設計
2-1.カチオン重合反応の特徴
2-1-1.光 カチオン重合開始剤
2-1-2.カチオン重合性モノマー
2-2.カチオン重合型ジェットインクの設計例
■第8節 インクジェット印刷による回路形成のための金属ナノ粒子インク
1.安定な金属ナノ粒子インクの創製
1-1.金属ナノ粒子の歴史
1-2.金属ナノ粒子インクの調製
1-3.金属ナノ粒子の特性
2.印刷材料としての金、銀ナノ粒子のインクの応用
3.金属ナノ粒子インクの導電材料としての性能
3-1.銀ナノ粒子インクの導電性特性
3-2.金属ナノ粒子インクによる銅配線パターンの形成
■第1節 インクジェットによる微細配線形成技術
1.LTCC用金属インク
2.グリーンシートへのインクジェット描画
3.インクジェット描画シートの積層・焼成
4.インクジェット印刷配線の特性
5.マイクロビアの必要性
6.厚膜印刷との複合化
■第2節 インクジェット法によるフッ素系パターン化基板を用いた
超微細薄膜作製技術
1.パターン基板の作製
1-1.VUVリソグラフィー
1-2.EBリソグラフィー
2.高分子薄膜の位置選択的製膜
3.高分子薄膜の線幅の限界
4.金属ナノインクによる超微細金属配線
■第3節 インクジェット法による厚膜パターンの作製と
電子部品作製への応用
1.厚膜作製におけるインクジェット技術の特徴
2.樹脂層による表面改質とチタン酸バリウム厚膜作製への応用
2-1.樹脂層による表面改質
2-2.インクジェット法によるチタン酸バリウム厚膜の作製
3. その他、電子部品作製への応用事例
3-1.厚膜抵抗体の作製
3-2.活性化インクを用いた無電解銅めっき配線
3-3.(Ba,Sr)TiO3厚膜の作製
3-4.サーミスタ作製への応用
■第4節 インクジェット技術を用いた有機デバイスの作製
1.IJP法を用いた自己整合有機EL素子
1-1.自己整合プロセスの概略
1-2.ボトムエミッション型自己整合有機EL素子
1-3.トップエミッション型自己整合有機EL素子
1-4.ボトムエミッション形有機EL素子のマルチカラー化
2.IJP法による自己整合有機ダイオード
2-1.IJP法による自己整合有機フォトダイオード
2-2.IJP法による自己整合有機多機能ダイオード
3.IJP法を用いた自己整合ペンタセン有機トランジスタ
3-1.実験
3-2.ペンタセンの溶液化
3-3.トランジスタ特性
■第5節 電界電子放出源作製への応用
1.電界電子放出の原理と電界電子放出型ディスプレイ
2.インクジェット法によるゲート電極付きカーボンブラック電界電子放出源の作製
2-1.作製プロセス
2-2.電子放出特性
■第6節 グレイスケールマスクの作製と3次元微細加工
1.グレイスケールマスク
1-1.HEBSガラスマスク
1-2.ハーフトーンクロムマスク
1-3.写真フィルム
1-4.インクジェット法と縮小露光によるエマルジョングレイスケールマスク
2.露光技術
3.露光プロセスの実例
4.形状の転写
4-1.プラズマエッチング
4-2.基板透過露光法
5.可能性と展望
■第7節 ポジティブ・ダイレクトマスク光造形法
1.ゾル‐ゲル変換型光造形法
2.ダイレクトマスク法による面露光光造形
3.光開始剤のインクジェット描画によるポジティブ・ダイレクトマスク光造形
3-1.光開始剤の浸透と造形の積層厚さ
3-2.光開始剤の浸透と造形の水平解像度
4.ポジティブ・ダイレクトマスクによる複数層一括露光光造形
4-1.積層段差の軽減効果
4-2.造形時間の短縮効果
■第8節は著作権の都合上、掲載しておりません
■第9節 バイオテクノロジーにおけるインクジェットの応用と動向
1.バイオテクノロジー分野における用途
1-1.ピペッターとして
1-2.アレイヤーとして
2.おもな使用法において見られること
2-1.ピペッター・分注機としての使用
2-2.アレイヤーとしての使用
2-3.診断薬製造用装置としての使用