- 2026-2-4
- Nessan Cleary 記事紹介
2026年2月4日
京セラは、高粘度インク・流体という新興市場をターゲットとした新型プリントヘッドを発表した。現時点では試作段階であり、名称も未定である。
この技術により、インクジェットインクの適用範囲が拡大する可能性がある。例えば、前処理なしで包装材や繊維への印刷が可能になるほか、プリント基板用などより機能性の高いインクの開発も期待される。さらに、この技術はインク以外の分野、例えば積層造形（アディティブ・マニュファクチャリング）用の材料噴射や自動車用塗料の噴射などにも応用できる。
この種の流体は極めて扱いが難しく、現行のプリントヘッドの多くは低粘度インク（典型的には 3～11 mPa/s程度）を想定して設計されている。この粘度範囲では流体は容易に流れるが、機能性は限定される。この問題を回避するため、多くのプリンターメーカーはインクがプリントヘッドに入る際に加熱し、粘度を下げて流動性を向上させ、噴射を容易にしている。しかしこれは一時的な解決策であり、印刷システム内で安全に許容できる熱量やインク自体の動作温度によって制限される。
京セラは既存の KJ4シリーズプリントヘッドを改良し、高粘度流体噴射における二大課題を解決した。第一の課題は、高粘度流体の流動特性が異なるため、流体入口からノズル室への流れが阻害される点である。このため京セラはプリントヘッド内部の流路設計を再構築した。
もう一つの要件は、これらの流体をノズルから排出するにはより強い推力*が必要となる点だ。KJ4シリーズヘッドは、単一の極薄セラミックシートに圧電結晶を組み込んだモノリシックアクチュエータを採用している。これはインクチャンバー上部に配置され、電気信号を印加することでアクチュエータが変形し、インクをチャンバーから押し出す。このため京セラは、噴射力を強化するためにアクチュエータの再設計が必要だった。
その結果、室温で最大 80mPa・sの粘度を持つ流体を噴射可能なプリントヘッドが実現した。実際には、流体を加熱することで、ヘッドはさらに高粘度の流体にも対応可能となる。ヘッドは 1,584個のノズルを備え、実効印刷幅は 111.69mmである。解像度は 360×360dpiに制限されるが、280pLという大容量の液滴を実現している。
現時点では、高粘度・高解像度・高速の 3要素を同時に満たすことは不可能であり、このうち 2要素の達成が限界と言える。これが、多くのベンダーがグラフィックアーツ向けインクではなく、360dpiが高解像度とされる自動車塗装などの産業用途向け流体について言及している理由でもある。
この新型ヘッドは試作段階であり、テスト装置やロボットアームでの使用を想定しているため、完成したマウントすら備えていない。これは京セラの常套手段である——試作機を発表し、自社アプリケーション向けのさらなる開発に協力する顧客を募る——に合致する。これにより京セラは、商用リリースに向けたプリントヘッド設計を確定する前に、実世界の要件に沿って設計を微調整できる。このプロセスには数年を要する可能性がある。
京セラは業界初と主張しているが、実際には Xaarが数年前から高粘度プリントヘッド市場に取り組んでいるため、厳密には誤りである。真実と言えるのは、高粘度流体の可能性に対する関心が高まっていることであり、今後さらに多くのプリントヘッドメーカーが対応ヘッドを開発することが予想される。
なお京セラの現行プリントヘッド製品群およびアクチュエータに関する詳細は、kyocera.comでご確認いただけます。
*専門用語ではありません。
