- 2024-5-11
- Nessan Cleary 記事紹介
TTecとして知られる東芝テックは、既存の CF3/Rを進化させた CF6/Rと、リコー Gen5やコニカミノルタ 1024iのような中・大量大判市場に対抗するために設計された全く新しいデザインの CX1の 2つの新しいピエゾインクジェットヘッドを発売する。
新しいプリントヘッドの詳細を説明する前に、このヘッドがどのようにして誕生したかを理解するために、まず同社の背景を見る価値がある。TTecは東芝の子会社で、1950年に設立された。1991年からインクジェットヘッドの研究開発に取り組み、2001年にインクジェット事業を立ち上げた。当初は TTecのワークプレイス・ソリューション部門の一部だったが、2006年にインクジェット・プリントヘッド部門として独立した。
東芝テックは、Xaar社のシェアードウォール・シアーモード技術のライセンス供与プログラムを通じてプリントヘッド事業に参入した数社のうちの 1社である。これらはバルクピエゾ設計で、インク室がセラミックブロックに組み込まれ、そこに PZT結晶が敷き詰められている。これがインクをノズルから押し出すアクチュエーター機構で、チャンバーの壁が左右に動くため、シェアモードと呼ばれる。
共有壁構造とは、セラミックブロック内の各インク室を形成する壁が、隣接するインク室と共有されていることを意味する。この利点は、多くのノズルを密集させることが容易になり、高価なピエゾ材料をあまり使用せずに高解像度を実現できることである。欠点は、液体を噴射するために 1つのインク室を変形させると、隣接するインク室も変形し、インク室間でクロストークが発生することである。
Xaar社のライセンシー各社は、Xaar社との差別化をどう図るかというさらなる課題に直面した。TTecは、精密製造によってこれを実現することを選択した。TTecの IJ事業グループ海外営業グループ・マネージャーの菊池大二郎氏は次のように説明する： 「当社のプリントヘッドがお客様に好まれているのは、優れた印刷品質があるからです。例えば、当社の 600npiプリントヘッドは 2列で構成されています。プリントヘッドの密度を 2倍にするのは非常に難しいことですが、私たちはそれを成し遂げることができました。それが私たちのプリントヘッドの特徴です」。
同社は 2001年に CB1ヘッドでいち早くグレイスケールを採用し、ドロップサイズの幅を広げた。2002年までに、TTecは CA3ヘッドを発表した。CA3ヘッドには、ヘッド周辺の温度を制御するためのヒーターと水冷が含まれていた。
2005年に発売されたCEシリーズのヘッドは、ノズル密度を 150npiから 300npiへと倍増させた。菊池氏はこう語る： 「20年近く経ちますが、いまだにほとんどの顧客がこのヘッドをサイン・ディスプレイ市場で使用しています。
2007年、TTecは初のリサーキュレーション付きヘッド、CF1シリーズを発表した。これは 2015年に CF3シリーズに引き継がれ、新しい電子ドライバーシステムを獲得し、基本的に波形を使用して液滴サイズを微調整できるようになった。同時に、ノズル密度も 300npiから 600npiへと倍増した。
CF6とCF6Rプリントヘッド
新しい CF6ヘッドは、従来の CF3をベースにしたもので、空冷を採用し、サイズは 96.7 x 29.3 x 100.7mm。また、CF6Rのバリエーションもあり、水冷を使用し、幅と高さが同じで 31.3mmとわずかに厚い以外はすべて同じ仕様となっている。CF6と CF6Rは、CF3の同等品より最大 1.5倍高速だ。菊池氏によると、CF3と CF6の主な違いはドロップ量と周波数だという。CF6/Rは、ネイティブの液滴サイズは 6pLだが、最大3滴まで発射でき、12pLと 18pLの液滴ボリュームを 12kHzの周波数で生成できる。
この新しいヘッドは、UV硬化インクと油性インクの両方に対応する。CF3シリーズと同様、ノズルまで完全な再循環が可能。ノズル数は1278個で、2列に配列されており、シングル・チャンネルで印字幅 53.95mm、解像度 600npiを実現する。しかし、ノズルと解像度を半分にし、印刷幅を 53.91mmにした2チャンネル構成も可能だ。
それ以外は、CF3/Rのドロップイン交換用として設計されているため、寸法、電子接続、配管はすべて旧型ヘッドと同じである。菊池氏は次のように説明する： 「つまり、CF3を使ってすでにプリンターを開発している顧客は、明日から CF6プリントヘッドを使うことができるのです」。
これらのヘッドは、ガラス、木材、プラスチックなどの加飾、ダイレクト toシェイプ、プリント基板製造、コーディング、マーキング、ラベル印刷、段ボール印刷など、さまざまな市場を対象としている。
同氏は、ヨーロッパでは多くの顧客がシングルパス段ボール印刷用の水性インキに移行していることを認めているが、段ボールにはさまざまな用途があり、要求される品質レベルも異なるため、段ボールに油性インキを使い続ける顧客もいれば、UVインクを使う顧客もいると主張している。また、次のように付け加えた： 「このプリントヘッドは、UV硬化型インクを使用する段ボール用途に適していると思います。
ステップアップ
これらの新しいプリントヘッドの2つ目は CX1で、より高い生産性を目指して設計されており、主に大判印刷市場を対象としている。
CX1はコンパクトなオンデマンド・ピエゾ・プリントヘッドで、サイズは 97x37x110mm、印字幅は 54mmです。1,280個のノズルが 4列に配置され、シングル・チャンネルで 600npiの解像度を実現する。とはいえ、2チャンネルで構成することも可能で、その場合、解像度は各色 300npiとなる。UV硬化インクと油性インクの両方に対応し、水冷式の温度制御を内蔵している。グレイスケールヘッドで、最小ドロップは 6pL、最大ドロップサイズは16pL、周波数は 47kHz。
TTecの他のプリントヘッドと同様のアーキテクチャを採用しているが、駆動モードが異なる。CFシリーズでは、3サイクル駆動モードを採用しており、隣接するノズルの同時発射を避けるため、特定の順序でノズルを発射し、インク室間の共有壁からの流体クロストークを最小限に抑えるが、完全には排除できない。
「産業分野ではスピードは非常に重要だがしかし、安定性もま要求される」
しかし CX1では、TTecは 1つおきのノズルのみを使用し、使用中の各インク室が隔離されるようにした。菊池氏はこう説明する： 「隔離された壁構造により、3サイクルモードよりも 3倍速くインクを噴射することができ、より高速になりました」。さらにこうも言う： 「スピードは非常に重要ですが、工業分野では安定性も求められます。一般的に、速度を上げると液滴の着弾精度が低下するが、TTecは、発射周波数を 20kHzから 47kHzまで上げてもほとんど変動がないことを発見した： 「TTecのプリントヘッドは、周波数に対する液滴の速度が非常に安定しています」。
マーケティング・ビジネス開発マネージャーの西川翔氏は、サイン・ディスプレイ市場の 3.2m以上のロールフェッドプリンターや大型フラットベッドをターゲットにしているという。この高周波数により、2mpsという非常に速いキャリッジ速度が可能になり、CX1はこの分野で、現在この分野を独占しているリコーの Gen5やコニカミノルタの 1024プリントヘッドと直接競合することになると言う。
TTecは波形に対してクローズド・アプローチをとっている。つまり、OEMに波形を書かせるのではなく、TTecが顧客から供給されたインクを使って顧客のために波形を書くのである。菊池はこう説明する： 「東芝テックの工場で波形の最適化を行いたいと考えています。なぜなら、印刷品質を見ることができますし、ノウハウもありますので、最適化された波形をお客様にお届けできると考えているからです」。
現時点では、CX1用のサードパーティ製駆動電子機器はないため、TTecはサンプルテスト用に独自の電子機器も提供する。しかし、TTecは、顧客が生産に入る前に、独自のドライブ・エレクトロニクスを開発するか、能力のあるサプライヤーを見つけることを期待している。
TTecと理想科学
多くの読者は、東芝テックがインクジェット事業を理想科学工業に売却中であり、そのために理想科学工業が新しい子会社を設立することを思い出すかもしれない。資本金は 4億円で、大島健嗣氏が代表取締役を務める。大島氏は現在理想科学工業の執行役員である。
この取引の詳細についてはすでに書いたが、法的手続きには一定のペースが定められており、新会社の設立は 2024年 4月 1日だが、営業開始は 7月 1日になる。つまり、東芝テックと理想科学工業は別々に Drupaに出展することになり、法的手続きを遵守するため、新事業に関する限られた情報しか共有できないことになる。
とはいえ、東芝テックは Drupaでこれら 2つのヘッドを展示し、ホール 5 B04のブースでは CX1を搭載した OEMパートナーのプリンターも展示する予定だ。
なお、東芝テックのプリントヘッド事業に関する詳細は toshibatec.co.jpを参照されたい。
