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★コース:上級B理論解析
テーマ:集中定数モデルの構築とラプラス解析および飛翔特性


★受講対象

●ヘッド形状のバラツキが液滴量、液滴速度の違いにどのように影響するか知りたい方 ●インク特性の違いによる吐出特性の違いを知りたい方 ●ヘッドのモデル化を学びたい方  ●ヘッドの開発、設計を行おうとしている方 ●現在使っているインクとヘッドで最適なヘッド駆動方法を知りたい方 ●いろいろな不具合の原因を理論的につかみたい方 ●ヘッドの駆動回路を構築しようとしている方 ●インク供給路、インク循環流路、共通液室の改善をしたい方 ●インクジェット以外の流体、機械の挙動解析をしたい方

*≪上級A実用解析≫との違い:本コースはシンプルなモデルを構築し、ラプラス変換による解析をおこなって、計算式を求め、理論的、本質的にヘッド特性をつかむものです。たとえば、ベンド型ヘッドの駆動電圧Vは圧力室幅Wcの3乗に反比例することが式で得られます。上級Aでは式は得られず、波形(数値)が判るだけです。実際により近い、複雑なモデルを実用的に解析したい方は、汎用ソフトを使うことで容易に特性を求める≪上級A実用解析≫を受講ください。もちろん両方受講されてもかまいません。

★習得できる知識

●集中定数モデルの構築法 ●ラプラス変換を使った集中定数モデルの解析法 ●解析結果の応用 ●各種駆動方式の解析方法 ●集中定数モデルの注意点 ●CFDを使った飛翔解析 ●液滴の生成とサテライトの発生 ●吐出速度と飛翔速度の違い

★講演の趣旨、ポイント

従来のセミナで、集中定数モデルによるインクジェットヘッドの特性解析について講演し、好評でした。しかし集中定数モデルで解いた結果をお話しするだけで、なぜそうなるかについてはお話しませんでした。
今回はどのようにモデル化し特性解析するのかをお話します。とくにラプラス変換による解析法について詳しくお教えします。具体的には、ある形状のヘッドで、あるインクを使用し、ある駆動パルスを加えた時、どのような液滴量、液滴速度の吐出ドットが得られるかを理論的に解析します。さらに集中定数モデルでは解析できない飛翔挙動の解析方法についても簡単にお話します。

★      講演項目

  1. 本講習の目的
  2. インクジェットヘッドのモデル化
  3. 解析モデルの種類
  4. 集中定数回路
    1. 圧力と体積速度
    2. パラメータ
      1. レジスタンス(抵抗)
      2. イナータンス(慣性)
      3. コンプライアンス(剛性の逆)
  5. モデルを構築する
    1. 回路の構築
    2. 直列と並列
  6. パラメータを求める
    1. レジスタンスR
    2. イナータンスM
    3. コンプライアンスC
  7. ラプラス変換
    1. ラプラス変換とは
    2. 集中定数回路とラプラス変換
  8. パラメータの計算
    1. アクチュエータ(PZT、振動板)
    2. ノズル
    3. 個別流路
    4. 気泡
  9. 基準ヘッドをラプラス解析する
    1. 流路の連立方程式
    2. ラプラス変換
    3. 部分分数分解
    4. 逆ラプラス変換
    5. ステップ応答
  10. 押打ち
    1. 式を求める
    2. 波形の合成
  11. 基準ヘッドの特性解析
    1. ノズル長さ小
    2. ノズル径小
    3. 圧力室幅小
    4. 圧力室長さ小
    5. PZT厚さ小
    6. 振動版厚さ小
    7. インク粘度低
    8. インク密度小
    9. インク音速小
    10. 30μmの気泡
    11. 50μmの気泡
    12. 圧電定数低
    13. 駆動電圧低
  12. 特性変動のまとめ
    1. 速度変動
    2. 吐出量変動
  13. 集中定数モデルの展開
    1. 引打ちの吐出特性
    2. CR(指数)波形での吐出
    3. ランプ(台形)波形での吐出
    4. 抑振駆動
    5. 引き押し打ち
    6. 毛細管力とリフィル(インク供給)の解析
    7. 階調(大小)ドットの吐出方法
  14. 集中定数モデルの注意点
    1. 簡易化による誤差
    2. ヘッド寸法と誤差
    3. 吐出速度と飛翔速度の違い
  15. 飛翔挙動の解析
    1. CFDによる飛翔解析
    2. 微小液滴の形成
    3. サテライトの発生
    4. 吐出速度と飛翔速度の違いを解析する
  16. 飛翔挙動の観測
    1. 測定装置
    2. 飛翔写真
  17. おまけ/役立つ基本式

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