どんな気候でも安定した印刷を行う方法

世界中のお客様に喜んでいただくためには、砂漠やジャングル、北極圏に設置されたプリンターでもパフォーマンスを発揮する必要があります。現場でのトラブルを防ぐためには、これらの異なる環境がインクジェットプロセスに与える影響を理解し、それにどう対応するかが重要です。この記事では、温度、湿度、汚染物質などのインクジェット設置環境と、それらがシステムの信頼性にどのような意味を持つのかを考えます。

なぜ温度が重要なのか？

故障する可能性のあるものの例は？

温度が低い（流体の粘度が高い）と、サテライト滴の形成が増えることにお気づきかもしれません。「サテライト滴がプリントを台無しにするのを防ぐ方法」の記事を思い出していただければ、リガメントの長さとサテライト形成の程度は流体の粘度に比例します。また、サテライトは液滴の速度にも比例するため、この問題を解決するためのヒントになります。波形の電圧を調整して液滴の速度を下げれば、サテライトの発生を抑えることができます。まだご覧になっていない方は、「波形の最適化」の記事で詳しく説明しています。一部のシステムでは、「温度補償」をおこなうことで、ヘッド電圧をシステムの温度に合わせて調整することができます（もちろん、規定の範囲内で）。 How To Stop Satellites from Ruining Your Print, the viscosity of the fluid is proportional to the length of the ligament and the extent of satellite formation. Satellites are also proportional to the velocity of the droplet, which gives us a clue as to how to correct this problem. By decreasing the droplet velocity, through making adjustments to the voltage of the waveform, satellite formation can be reduced. If you haven’t seen it already, we go into this in detail in our article on waveform optimization. Some systems accomplish this by having “temperature compensation”, where the head voltage can be adjusted for temperature of the system, within specified limits of course.

不吐出についてもお気づきかもしれません。もちろん、プリントヘッド内の流体温度が、そのヘッドの動作仕様外の粘度になるような温度であれば、印刷はうまくいきません。これは、ヒーターを内蔵していないプリントヘッドを使用する際の重要な注意点です。しかし、ヘッドにヒーター制御がある場合でも、うまくいかないことがあります。インク供給システム全体で液体を移動させ、プリントヘッドへのインク供給不足にならないようにすることは、極端に温度が低い工場などでは難しくなります。これは、設置場所が多岐にわたるコーディングやマーキングなどの小型システムで特によく見られる問題ですが、他の分野でも無視できません。この問題は、リザーバータンクに予熱器を備えたり、温度勾配のリスクを減らすために機器を断熱設計することで対処できます。

湿度に関しては？

水性インクを使った印刷では、空気の温度や湿度がノズル周辺で起こっていることに影響するのは当然のことです。例えば、ヘッドが待機状態のときは、ノズルにおけるインクは基本的に水たまりの状態です。この水たまりがどれだけ早く蒸発するかは、気温や湿度に大きく左右され、気温が高く、湿度が低いほど蒸発速度は速くなります。インクジェットプリントでは、このノズル内のインクの蒸発がプリントヘッドの吐出を妨げることがあり、これを「レイテンシー」と呼んでいます。図は、その問題点とチックリング（くすぐり）パルスによる対処法を模式的に示したものです。レイテンシーの改善方法については、こちらの記事をご覧ください。 see our post here.

しかし、経験上、湿度の変化に反応するのは水性インクだけではないことがわかっています。これらの吐出不良は、湿度の高いところよりも低いところ（40％以下）で発生しているようですが、だからといって高湿度では問題がないとは言えません。忘れてはならないのは、デジタルシステムを動かすための電子機器は高湿度を嫌うということです（結露など、もってのほか！）。また、水性インクを乾燥機で乾燥させている場合、特に吸水性の低いメディアでは、周囲の湿度が高くなったり、周囲の温度が低くなったりすると、乾燥性が低下して仕事を困難にします。（https://www.engineeringtoolbox.com/drying-air-d_696.html を参照）。インクが適切に乾燥されないと、解像度の低下、色のにじみ、モットリングなどの印刷品質の悪化を招きます。 https://www.engineeringtoolbox.com/drying-air-d_696.html). Poor resolution, color bleed, mottle, and other print quality defects can all be found with ink that is not properly dried.

その他の、設置環境に関連する課題

よく見落とされるのが、プリンターの設置場所に隣接して木材の切断やセラミックのプレスなどの作業をおこなっている場合に、空気中に浮遊する微粒子が問題になることです。プリントヘッドメーカーがクリーンルーム内で製品を組み立てるのは、ノズルの欠落がない状態でお客様にお届けするためです。プリンターを作る側、使う側の両者にとって、如何にそのノズルを良好な状態で使い続けるかが重要です。特に、プリントヘッドの近くに置く布やワイパーなどは、できるだけ清潔に保つことが大切です。最も重要なことは、ワイパーはクリーンルーム用のもの（無塵布など）を使用し、クロスは再汚染を防ぐために再利用しないことです（小型のものが効果的です）。

「光害」は通常、天文学の領域以外で意識されることはありません。しかし、UV硬化型インクを使用するインクジェットプリンターでは、いわゆる迷光の問題が長期的には故障の原因となることがあります。より長い波長を吸収する材料を使用している現在のLED硬化インクの多くは、室内光による硬化も起こりえます。インクメーカーはこれを防ぐために安定剤を使用していますが、印刷対象素材上での適切な硬化を妨げることなく添加できる量は限られています。

この2つの問題を解決するには、機械の周りに適切なカバーを設置し、適切な空気の流れを作ることが効果的です。

何ができるのか？

理想的には、温度と湿度が管理され、さらにフィルター付きの照明が設置されたクリーンルームで、常にプリンターを稼働させることです。しかし、ほとんどの印刷会社の予算では現実的ではありません。そこで、より実現可能な方法を考えてみましょう。最も効率的な解決策は、温度と湿度が許容される「最小実行環境」で動作させることであり、それが何であるかを把握することが重要です。

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