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インクジェット用液滴観察システムの改良

Xidian Universityの研究グループが、新しい液滴観察システムを開発しました。

この研究成果は、Experimental Thermal and Fluid Scienceに掲載されています。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

Jianjun, Wang, Huang Jin, and Zhang Jie. "Improved droplet watch system for photographing the forming process of a single droplet." Experimental Thermal and Fluid Science (2019): 109925.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0894177719311987



ピエゾ方式によるインクジェットヘッドは、ウェアラブルデバイス、バイオセンサー、3D印刷などの高度な技術アプリケーションや電子デバイスの製造で広く使用されています。

開発過程において、インクジェットヘッドの制御を正しく行うために、液滴の吐出状態を観察することは非常に重要です。


既存の液滴観察システム(DWS)は、複数のドロップレットのイメージを異なる時間に合成して、ドロップレット形成プロセスを視覚化するストロボ撮影の原理で行っています。

この観察方式は非常に簡易であるため、多くの研究分野で用いられている手法です。

しかし、複数のドロップレットを合成した画像を観察するため、吐出開始直後の挙動が観察できない、ドロップレットごとの再現性が低い吐出状態(特にサテライト液滴の吐出状態)の観察が困難であるなどの課題を含んでいます。




このような課題に対し、同グループは既存の液滴観察システムを改良した新しい液滴観察システムを提案しました。

改善された液滴観察システムでは、ストロボを指定の時間間隔でマルチ発光させることで、同一液滴の異なるタイミングの画像を取得しています。そして、この異なるタイミングの液滴画像が重ならないようにするために、ヘッドとカメラの間に微小制御可能なプリズムを設けました。プリズムをLED発光タイミングに同期して動作することで、画面内の液滴画像位置を制御し、異なるタイミングの画像が同じ場所に重ならないように制御できたとのことです。



#ピエゾ #液滴観察

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