- 2022-11-27
- Nessan Cleary 記事紹介
Xaar社は、水性液体を扱うことができる新しい Aquinoxプリントヘッドを発表しました。これは、同社のポートフォリオにおける大きなギャップを埋めるものであり、新しい市場への拡大につながるものです。
Aquinoxは、Xaarの既存の技術、特に 2002シリーズをベースにしています。そのため、バルクピエゾプリントヘッドとなっています。500個のノズルが 4列に並んでおり、2つのペアで構成されています。印刷幅は 70.5mmで、1インチあたり 720ノズルの解像度があります。720npiの 1チャンネル、または 360npiの 2チャンネルで構成されます。最大周波数 48khzで、720npiの解像度で 100mpmの出力に相当します。より高速で動作させることも可能ですが、その場合、解像度が低下します。Aquinoxは、ネイティブドロップサイズが 6plと 12plの 2つのバージョンが用意されています。グレイスケールのヘッドで、最大 8階調まで対応します。ただし、波形の書き込みは Xaarがお客様に代わって行います。
水系流体を扱う際の問題点として、水が導電性であることが挙げられます。このため、これまで Xaar社では、電極がインクに触れてしまうという問題があり、この問題を回避するために内部アーキテクチャを再設計することを余儀なくされました。また、PH値の高い水性インクに最適化するため、主に繊維市場を想定して、ヘッドに使用する素材の一部を変更しました。また、液滴の吐出を最適化するために、新しい駆動システムも採用しました。
Aquinoxは、酸性染料、反応染料、昇華性染料、分散性インク、顔料インクなど、さまざまな水性液体を扱うことができます。主にテキスタイル市場をターゲットにしており、Xaar社はこれまで参入を逃していました。
しかし、Xaarは Aquinoxがセラミック市場の次の層、特にグレージングなどの仕上げ工程を開拓するのに役立つと期待しています。Xaar社の最高執行責任者である Graham Tweedale氏は、次のように指摘します。「テーブルトップやキッチントップなど、家具に関連するセラミックの差別化・特殊化に関心が集まっています」。
Xaar社は、パッケージング市場にも目を向けています。主に段ボール印刷では、解像度よりもスピードと産業環境での運用能力が重要であり、720dpiは十分すぎるほどの性能を持っています。
この新しいプリントヘッドは、多くの点で Xaarの既存のバルクピエゾデザインを進化させたものです。Xaarは、特定の問題を回避するために、いくつかの技術を買収したり、ライセンス供与したりしていますが、この点については言及を控えています。とはいえ、ザールの得意とする技術はいくつも活かされています。
例えば、100cPまでの高粘度流体への対応。他の多くのプリントヘッドが 10~12cP程度なので、これは Xaarにとって大きな差別化要因です。これは、機能性液体を用いた産業用印刷の可能性を広げるものです。インクの観点から見ると、粘度が高いほど顔料の充填量が多くなり、色域が広がると同時に、インクの量を減らすことができ、その結果、乾燥させる水の量も減らすことができます。Tweedaleは次のように指摘します。「つまり、液体を乾燥させるエネルギーを減らしたり、素材に付着する特性を変えたりすることができるのです」。
もちろん、Aquinoxは Xaarのスルーフロー TF再循環を使用しています。Tweedaleは、再循環システムには優れたものがあると言い、こう付け加えました。「私たちはノズルの真後ろで再循環させているので、ノズル内でより多くの再循環が可能です。これは、湿度に敏感な水性流体に適しています」。
この再循環は、Xaarのヘッド設計のオープン構造から生まれる非常に高い流量と組み合わされています。この高流量は、インク内の顔料を懸濁状態に保ち、沈殿やノズルの詰まりを防ぎ、より高い信頼性につながるため、粒子が重いインクに特に有効です。
今年初め、Xaarは新機能「SureFlow」を発表しましたが、Aquinoxもその恩恵を受けています。これは、非常に厳しい環境下で使用するためのセルフクリーニングモードです。ヘッドをその場でクリーニングすることで、印刷機からヘッドを取り外す必要がなく、時間を大幅に短縮することができるというものです。Tweedaleはこう説明します。「これは、私たちの波形技術と一緒に使用されます。壁*をかなり積極的に動かし、スルーフローが取り除いたものを掃除するのです」。
Aquinoxはまた、ハイレイダウンという、1回のパスで大量の液体を付着させることができる技術も利用しており、高付加価値のワニスや触感の効果などに有効です。
また、Aquinoxは非常に長いオープンタイム(ノズルを使用しない状態にしておける時間)を実現しています。多くのインクジェットプリントヘッドは、オープンタイムが非常に短く、常にインクを噴射していないと、インクが乾燥してノズルを塞いでしまうため、これを防ぐためにヘッドを停止してキャップをする必要があります。しかし、Xaarは週末に Aquinoxのヘッドをキャップせずに放置し、月曜日の朝には何の問題もなく、すぐに印刷を開始することができました。これは、印刷がより広い製造工程の補助的なものであり、オペレーターが印刷システムの必要性だけに完全に集中していない可能性がある、あらゆる種類の産業用アプリケーションにとって重要な考慮点です。
また、オープンタイムが長いと、インクの調合に保湿剤を使わなくて済むので、基材に付着したインクを乾燥させるのが容易になります。つまり、印刷機の乾燥に必要なエネルギーが少なくて済み、乾燥のために印刷速度が遅くなる心配も少なくなるのです。
さらに、Aquinoxは ImagineXの他の製品に見られるような機能をすべて備えています。TAM2(Tuned Actuator Manufacturing)とは、ノズルを個別に製造し、より均一なフラットカラーとトーンを実現するためのものです。また、印刷幅 9mm単位でヘッドを調整できる AcuChpを搭載し、各ヘッドやプリントバー上の複数のヘッド間で色の均一性を向上させました。これにより、ヘッドを交換する際のキャリブレーションが容易になりました。
また、Aquinoxのヘッドには Xaar Dotが搭載されています。これは、インクのドロップを調整してグレーの数を得るためのグレースケール技術で、お客様が希望する場合はバイナリーモードでヘッドを実行できるようにするものでもあります。また、ノズルを物理的な接触から保護し、ノズルプレートへのインクの蓄積を最小限に抑える Xaar Guardを搭載しており、メンテナンスの必要性を低減しています。
Aquinoxには開発キットが付属しており、OEMは立ち上げに必要なすべてのものを入手することができます。これには、インク供給システムとプリントヘッド駆動電子回路が含まれています。
Xaarの CEOである John Millsは、次のようにコメントしています。「Aquinoxは、Xaarの実績ある技術やイノベーションをすべてシームレスに統合し、真に革新的で信頼性の高い水性インクジェットプリントヘッドに仕上げており、信頼性の高い水性インクジェット印刷に真のステップ変化をもたらしています」。さらに「テキスタイルからセラミック、パッケージングまで、Xaar Aquinoxは新しい境地を切り開き、これまでインクジェットでは不可能だった多くの新しい水性印刷アプリケーションを可能にします。」と付け加えています。
英国にある Xaar社の R&D施設で Aquinoxのヘッドが動いているのを見たことがあります。私が見たサンプルは、強く鮮やかな色と十分なディテールを備えており、非常に有望に見えました。Xaarは現在、少なくとも 1社の OEMと複数のインクメーカーが Aquinoxヘッドをテストしています。このヘッドは年末には出荷される予定ですが、このヘッドを搭載した新しいプリンターが登場するのは、もう 1〜2年先になりそうです。
Tweedale氏によれば、Xaar社は過去 2年間に渡って Aquinoxを徹底的にテストし、このヘッドが数年の寿命を持つことを確信しているという。「ダイレクト・トゥ・ガーメントでは、高顔料インクの場合、短いサイクルでヘッドを交換しなければならないという大きな問題があります」。また、次のようにも語っています。「私たちは、お客様が抱えている問題を調査し、その結果、ヘッドを頻繁に交換しなければならないことがわかりました。ですから、長寿命であれば、価格面でも優位に立てると考えています」。
最後に、もう一点、指摘しておきたいことがあります。2年前、ジョン・ミルズが Xaarのロードマップの概要を説明しました。今となっては、計画も変わるし、技術も期待通りにはいかないし、CEOもジャーナリストと話すときには、しばしば過剰なセールストークをするものです。しかし、その後の Xaarの発表、特に Aquinoxを振り返ってみると、Xaarは予定通り進んでいるように思えるのです。トゥイデール氏は、次のように締めくくりました。「今後2年以内に、より高解像度でより高速なプリントヘッドが市場に登場するでしょう」。
Aquinoxプリントヘッドに関する詳しい情報は、xaar.comでご覧いただけます。
*Xaarは、各インクチャネルが 2つの壁を持ち、その壁を曲げてノズルからインクを吐出させることができるシェアードウォールアーキテクチャを採用しています。