Printkop

Drie druppels vormen samen een pixel. Deze zogenaamde polyleds zie je als batterij-indicator op de Philips-scheerapparaten die James Bond gebruikt.

Het opspuiten van die druppels moet heel nauwkeurig gebeuren. Daarvoor heb je geavanceerde inkjetprintkoppen nodig, die druppels van enkele picoliters (een miljoenste van een miljoenste liter) kunnen produceren. En dat terwijl een inktkanaal veel groter is, namelijk enkele millimeters lang met een doorsnede van enkele micrometers. Mijn onderzoek richt zich daarom op de vraag hoe je uit zo’n betrekkelijk grof systeem druppels met grote nauwkeurigheid kunt jetten.

Je lanceert de inkt uit de spuitmond zoals je een pijl uit een boog schiet. De boog is hierbij een ‘piëzoplaatje’, dat zich onder invloed van een elektrische puls snel samentrekt en ontspant. Door die snelle beweging ontstaat een akoestische golf in het inktkanaal. Die golf perst een druppeltje naar buiten, zoals een pijl wordt weggeschoten.

De elektrische puls die je het piëzoplaatje toedient bepaalt hoe de akoestische golf in de spuitmond gevormd wordt en hoe snel het druppeltje naar buiten wordt gespoten. Met de puls bepaal je ook hoe snel je de golf kunt dempen en je weer de volgende druppel kunt lanceren. De tijd dat je die puls toedient en de sterkte van die puls zijn dus belangrijk.

We hebben nu een goede aanstuurtechniek gevonden om de juiste elektrische puls te geven en daarmee de druppeleigenschappen te regelen. Hoe de bijbehorende elektrische pulsen er in een grafiek uitzien mag ik niet vertellen, want dat is patentgevoelige informatie. Zelfs elektrische pulsvormen moet je in dit onderzoeksgebied vastleggen als eigen vinding, anders loopt een ander ermee weg.

Dat heeft te maken met de populariteit van dit vakgebied. Er is al veel onderzoek naar gedaan en veel bedrijven proberen ondanks dat er nog een eigen vinding uit te slepen die ze op de markt kunnen brengen. Dat ontdekte ik tenminste toen ik aan het onderzoek begon. Océ, waarvoor ik dit onderzoek uitvoer, vormt daarop geen uitzondering: ze houden de kennis liever voor zichzelf.”

Naam: Matthijs Groot Wassink (26)

Onderwerp: Precisieprinten met een inktjet printkop

Promotoren: Prof. Okko Bosgra (Delft Centre voor Systems en Control)

Tussenstand: Nog twee jaar te gaan

(Foto: Hans Stakelbeek/FMAX)

“Bij Philips worden light emitting diodes op een oppervlak gespoten om platte beeldschermen te maken. Iedere druppel staat voor één kleur: rood, groen of blauw. Drie druppels vormen samen een pixel. Deze zogenaamde polyleds zie je als batterij-indicator op de Philips-scheerapparaten die James Bond gebruikt.

Het opspuiten van die druppels moet heel nauwkeurig gebeuren. Daarvoor heb je geavanceerde inkjetprintkoppen nodig, die druppels van enkele picoliters (een miljoenste van een miljoenste liter) kunnen produceren. En dat terwijl een inktkanaal veel groter is, namelijk enkele millimeters lang met een doorsnede van enkele micrometers. Mijn onderzoek richt zich daarom op de vraag hoe je uit zo’n betrekkelijk grof systeem druppels met grote nauwkeurigheid kunt jetten.

Je lanceert de inkt uit de spuitmond zoals je een pijl uit een boog schiet. De boog is hierbij een ‘piëzoplaatje’, dat zich onder invloed van een elektrische puls snel samentrekt en ontspant. Door die snelle beweging ontstaat een akoestische golf in het inktkanaal. Die golf perst een druppeltje naar buiten, zoals een pijl wordt weggeschoten.

De elektrische puls die je het piëzoplaatje toedient bepaalt hoe de akoestische golf in de spuitmond gevormd wordt en hoe snel het druppeltje naar buiten wordt gespoten. Met de puls bepaal je ook hoe snel je de golf kunt dempen en je weer de volgende druppel kunt lanceren. De tijd dat je die puls toedient en de sterkte van die puls zijn dus belangrijk.

We hebben nu een goede aanstuurtechniek gevonden om de juiste elektrische puls te geven en daarmee de druppeleigenschappen te regelen. Hoe de bijbehorende elektrische pulsen er in een grafiek uitzien mag ik niet vertellen, want dat is patentgevoelige informatie. Zelfs elektrische pulsvormen moet je in dit onderzoeksgebied vastleggen als eigen vinding, anders loopt een ander ermee weg.

Dat heeft te maken met de populariteit van dit vakgebied. Er is al veel onderzoek naar gedaan en veel bedrijven proberen ondanks dat er nog een eigen vinding uit te slepen die ze op de markt kunnen brengen. Dat ontdekte ik tenminste toen ik aan het onderzoek begon. Océ, waarvoor ik dit onderzoek uitvoer, vormt daarop geen uitzondering: ze houden de kennis liever voor zichzelf.”

Naam: Matthijs Groot Wassink (26)

Onderwerp: Precisieprinten met een inktjet printkop

Promotoren: Prof. Okko Bosgra (Delft Centre voor Systems en Control)

Tussenstand: Nog twee jaar te gaan

(Foto: Hans Stakelbeek/FMAX)