2007 Fiscal Year Annual Research Report
パルス熱磁気駆動を用いた機能性インク吐出機構の研究
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19560343
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
越本 泰弘 Wakayama University, システム工学部, 教授 (60314556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土谷 茂樹 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30283956)
石井 修 山形大学, 理工学研究科, 教授 (80282234)
三輪 昌史 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (40283957)
幹 浩文 和歌山大学, システム工学部, 助教 (20403363)
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| Keywords | 磁性流体 / 熱磁気効果 / マイクロトレンチ / 吐出応力 / 顕微飛翔観測法 |
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| Research Abstract |
磁場勾配の変化による磁気応力の発生を検証するため、有限要素法を用いた磁気回路形状の最適化と、その結果を基にした拡大モデル実験を行った。
解析結果、磁性流体を流す平行トレンチ幅に対する磁極形状はトレンチ幅Wに対してその長さを2W程度とし、かし磁極のアペックス角を60度程度とするとと、吐出部に非磁性トレンチを05W程度設けることにより最も磁気トルクが大きくなり、トレンチ幅W=100μmで磁化o.1Teslaの磁性流体では48KPaの応力発生を得られることが明らかとなった。
この結果を検証するため、NiFe磁極とNdFeB磁石を用いたモデルにおいてマイクロマノメータを用いて発生力を測定したところ、発生力は120KPa以上と、シミュレーション結果を大きく上回る結果となった。原因について、解析中であるが、マイクロトレンチ内の磁場分布の不均一や、Fe微粒子の凝集による磁化の部分的な増加などが想定され、今後の解明が課題である。
一方、自由空間でのポンプ動作の測定装置として、マルチ発光ストロボ顕微法を用いて1枚の画像中に複数の液滴画像を取り込む観測システムを作り、液滴の飛翔動作を観測できることを静電加速インクジェットに適応して性能を確認した。これにより、数十μm径の液滴が十m/sec程度で飛翔する時の速度プロファイルを正確に観測できることが明らかになった。
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