(57)【要約】【課題】揮発性溶剤を用いた高機能材料などの印刷において、印刷の段取り替えで膜厚を厚く変化させる際、インキ原料を補充することなく粘度上昇を設定した値まで迅速に行うことができる、凸版印刷装置を提供する。【解決手段】版シリンダ１０５と、基板定盤１０６と、インキ供給装置１００と、インキ粘度制御部２００と、を備え、インキ粘度制御部２００は、インキ粘度制御タンク２０１を有し、粘度が制御されたインキをインキ供給装置１００とインキ粘度制御タンク２０１間で循環させ、その結果インキ供給装置内のインキ粘度は制御される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸版を印刷版として被印刷基板にパターンを印刷する凸版印刷装置であって、
版シリンダと、基板定盤と、インキ供給装置と、インキ粘度制御部と、を備え、
版シリンダは、表面に転写パターンが形成されている前記凸版を周面に有するシリンダであって、
基板定盤は被印刷基板を載置する定盤であって、
インキ供給装置は、前記凸版にインキを供給する手段であって、インキを貯留するインキチャンバーを備えて構成され、
インキ粘度制御部は、インキ粘度を制御するインキ粘度制御タンクと、インキ粘度測定手段と、インキ温度制御手段と、エアー供給手段と、エアー排気手段と、を備え、
インキ粘度測定手段及びインキ温度測定手段は、それぞれ、インキ粘度制御タンク内のインキの粘度及び温度を測定する手段であり、
エアー供給手段及びエアー排気手段は、それぞれ、前記測定粘度及び測定温度から算出した基準温度における粘度値が設定値に満たない場合、インキ粘度制御タンク内にクリーンドライエアーを供給し、またはインキ粘度制御タンク内のインキ溶媒を含むエアーを排気して、インキ溶媒の蒸発を促進することにより、インキ粘度を上昇させる手段であり、
前記インキ供給装置とインキ粘度制御タンク間でインキを循環させてインキ供給装置内のインキ粘度を制御することを特徴とする凸版印刷装置。
【請求項２】
前記インキ粘度制御タンクに備えられた前記エアー供給手段は、インキ粘度制御部にクリーンドライエアーを供給し、そのエアー供給風量はレギュレータと流量制御バルブによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置。
【請求項３】
前記インキ粘度制御タンクに備えられた前記エアー排気手段は、インキ粘度制御部のインキ溶媒を含むエアーを排気し、更に排気エアーを冷却する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の凸版印刷装置。
【請求項４】
前記インキ供給装置のインキチャンバーにインキを供給する供給口はインキチャンバーの幅方向の中心部に設けられ、インキを回収する回収口は幅方向の両端部に設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の凸版印刷装置。
【請求項５】
前記インキ粘度制御タンクに備えられたエアー供給手段はインキ粘度制御タンク上部の中央部に設置され、排気手段はインキ粘度制御タンク上部の両端部に設置されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の凸版印刷装置。
【請求項６】
前記インキ粘度制御タンクは、幅方向の中央部にインキ供給口を、幅方向の両端部にインキ回収口を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の凸版印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性薄膜パターンを高品質に形成するための凸版印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細薄膜パターン形成において、量産性に優れ製造コストを低く抑えることが可能である公知の印刷方式を利用する試みが検討されている。特にディスプレイ分野では、画面の大型化、コストの低減化に対応するため、印刷方式によって有機半導体や、導電材料を代表とする機能性薄膜をパターン形成する検討が進められている。
【０００３】
更に、各種印刷方式の中でも、ガラスを被転写基板とする有機半導体や導電材料などでは、グラビア印刷方式のように金属製の硬い印刷版を用いる方法は不向きであり、弾性を有するゴムブランケットを用いるオフセット印刷法や同じく弾性を有するゴム版や樹脂版を用いる凸版印刷法が適している。実際にこれらの印刷法による試みとして、オフセット印刷による方法（特許文献１）、凸版印刷による方法（特許文献２）などが提唱されている。
【０００４】
これらの各種印刷手法の中で特に樹脂からなる凸版を用いる樹脂凸版印刷法は、前記凸版と、アニロックスロールと呼ばれる表面に細かい凹部（セル）が彫刻されたインキ供給ロールと、溶剤乾燥型のインキからなる印刷方式であり、従来から包装紙などの印刷物に広く使用されている。この樹脂凸版印刷法は、膜厚３０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の薄膜の形成に特に適している。
【０００５】
また、樹脂凸版印刷法はキスタッチと称されるごく低印圧での印刷が可能であることから、ガラス基板や高い圧力をかけることによって特性が破壊され易い透明電極等が成膜された基板に対する印刷にも適しており、ディスプレイ等の電子部品のパターン形成に特に適した印刷方法である。
【０００６】
図１は従来の印刷装置の一例を示す図である。図１に示すインキチャンバー７０３にはインキが貯留されている。アニロックスロール７０４にはこのインキチャンバー７０３中においてインキが供給された後に、その表面の余分なインキがドクターブレード７０５によって掻き落とされ、アニロックスロール７０４の孔内部にのみインキが蓄えられる。孔内部のインキは、アニロックスロール７０４と相対して回転する版シリンダ７０２に巻かれている凸版７０１（樹脂凸版）に転移される。更に、凸版７０１表面に形成された薄膜は矢印７０９の方向に回転する版シリンダ７０２と相対して矢印７０８の方向に移動する基板定盤７０７上に載置された被印刷基板７０６上に転写される。
【０００７】
次に、凸版印刷装置を用いた際の印刷の流れについて図１を用いて説明する。まず基板定盤７０７上に被印刷基板７０６が載置された後、基板定盤７０７は版シリンダ７０２の直下まで移動する。基板定盤７０７が移動したならば、版シリンダ７０２が基板定盤の動作と同期回転し、版シリンダと等速で動作するアニロックスロール７０４より、凸版７０１へインキが供給される。凸版７０１へインキが供給された後、速やかに凸版７０１上のインキは被印刷基板７０６へ転写され印刷動作が終了する。
【０００８】
また、図２に示すように上記ドクターブレード７０５にかえてドクターロール７１０を用いることもある。
【０００９】
次に高機能有機材料を印刷する際のインキと印刷物の膜厚について説明する。
【００１０】
高機能材料として使用されるインキとして高分子有機材料などが挙げられ、有機溶剤、特に芳香族系の有機溶剤に対する溶解性が良好であり、従って芳香族系有機溶剤を用いたインキとして使用するのが一般的である。芳香族系溶剤の中でもトルエンやキシレン、アニソール、テトラリンといった比較的芳香環への付加基の単純な溶剤の方が有機発光材料の溶解性が高いことから、インキの固形分濃度を設定する自由度が高く、使用中や保管中の析出やゲル化の恐れも少ないため、高機能有機材料インキの溶剤としてより好ましい。
【００１１】
そして、芳香族系有機溶剤を用いた有機発光材料インキ、中でもトルエンやキシレン、アニソール、テトラリンを溶剤として用いた有機発光材料インキは粘度の低い液状性のインキとなるため、インキ供給方式としては上記のようにアニロックスロール７０４を用いた方式が適する。
【００１２】
アニロックスロール７０４の表面に形成される微細なセルの一定面積当たりの数（セル密度）は、一般的に線数（長さ２．５４ｃｍ（１インチ）当たりに存在するセルの数）で表されるが、線数が大きいほど細かいセルが高密度に存在するから、版へのインキ転移の均一性は高くなり好ましいが、セル１個あたりの容積は小さくなり、一定面積当たりのセル容積も小さくなるため、高線数にしすぎるとインキ転移の絶対量が足りなくなってしまう。したがってアニロックスロール７０４の線数を適切に選定し、それに合わせたインキの固形分比を設定することで、目標とする膜厚で均一な膜厚の有機膜層を形成することができる。
【００１３】
高機能有機材料インキを高精度にパターニングする際、具体的なアニロックスロール７０４の線数や有機発光材料インキの固形分は、高機能有機材料の種類や目標膜厚によって異なるが、例えば一般的なの高分子有機発光材料をトルエンまたはキシレン溶剤に溶かしたインキを用いてインキ固形分は１％〜４％の範囲内で制御する目安となる。
【００１４】
上記印刷でのインキ固形分比の管理方法について説明する。インキ固形分比は、粘度を用いて管理する方法が一般的である。粘度とは、ある物体に力を加えた時にその物体がどれほど速く変形するかを表す目安となる量であり、高分子の固形分比が希薄な場合には、各高分子鎖は溶液中で孤立しているが、高分子の固形分比が高くなると、近くの高分子鎖同士が絡まり合って回転しにくくなり、粘度が高くなることが知られている。このように、高分子の固形分比と粘度値は密接な関わりを持っている。
【００１５】
固形分比と粘度の関係は、主に図３のような２次曲線を示すことから、粘度値を用いて固形分比を算出し上記トルエンまたはキシレン溶剤が蒸発した後の膜厚の管理を行うことができる。また粘度値を用いることで、溶剤の蒸発による固形分比の変化や印刷後のインキの状態など、印刷時または印刷後のインキの固形分比の変化を常時、粘度値を用いて換算できる利点がある。
【００１６】
しかし、粘度値は温度の変化によって変化するため温度の測定と管理が必要となる。例えば、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）材料Ａを溶剤Ｂに溶かした有機発光材料を温度上昇させると粘度が降下する。このように温度が変化することでインキ溶剤の分子間力が変化し、インキ粘度へ大きく影響を与える。そのため粘度値で膜厚を制御する場合、温度を一定にするための管理も必要である。
【００１７】
上記凸版印刷法では、高機能材有機材料に主に使用されるトルエンやキシレンといった比較的揮発性の高い有機溶剤を用いたインキを用いるため、連続印刷運転中に溶剤が揮発し易く、インキチャンバー７０３内のインキの固形分が次第に高くなり、形成される有機膜層の膜厚も次第に厚くなってしまうといった問題点がある。
【００１８】
更に高機能材に用いられたインキは有機高分子材料の分散液であり高価であるため、最低限のインキ量で印刷することが望ましい。そのため、印刷中の高機能材料インキの全体量が少ないため、蒸発による溶剤の減少に対する固形分比の変化が大きく、膜厚に大きな影響を与える。
【００１９】
例えば、有機ＥＬ材料Ａを溶剤Ｂに溶解させて印刷させた時、固形分比０．０２重量％の変化で、１ｍＰａ・ｓの粘度上昇があり印刷物の膜厚では、約１〜３ｎｍの膜厚上昇が観られる。
【００２０】
上記有機ＥＬ有機膜成形において印刷面内で膜厚差が１０ｎｍ以上ある場合、発光不良の原因になる。固形分比に換算すると０．０８重量％上昇すると１０ｎｍ以上の膜厚差が生じ印刷不良が発生する。そのため機能性有機高分子材料において、インキ溶液中の固形分比は非常にシビアな管理が求められる。
【００２１】
上記問題を解決するためにインキチャンバー７０３からの蒸発分を粘度値から算出して補充し混合する方法が提唱されている（特許文献３）。
【００２２】
しかし、この方法では、粘度を一定に維持することで膜厚を維持すること、または薄膜化させることは可能であるが、狙いの粘度へ増加させ厚膜化の方法として、インキ原料を補充するか、インキの自然蒸発を待って固形分比を調節する方法が主要であった。
【００２３】
インキ原料を補充するとインキの量が増えコストが増加してしまい、またインキの自然蒸発を待つと時間がかかり、印刷効率が低下してしまうという問題がある。特に高機能材料は高価であり使用量は最小限に抑えたいため、液量増加は望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００１−９３６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８号公報
【特許文献３】特開２００９−８１１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
上記問題点を鑑みて、本発明では、揮発性溶剤を用いた高機能材料などの印刷において、印刷の段取り替えで膜厚を厚く変化させる際、インキ原料を補充することなく粘度上昇を設定した値まで迅速に行うことができる凸版印刷装置を提供することを課題とする。
【００２６】
また、粘度上昇を行うために揮発性溶剤の蒸発を促進させる場合に、インキ温度を上げずに蒸発を促進するため、温度上昇による高機能有機材料の劣化を防ぐことが出来る凸版印刷装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明の請求項１に記載の発明は、
凸版を印刷版として被印刷基板にパターンを印刷する凸版印刷装置であって、
版シリンダと、基板定盤と、インキ供給装置と、インキ粘度制御部と、を備え、
版シリンダは、表面に転写パターンが形成されている前記凸版を周面に有するシリンダであって、
基板定盤は被印刷基板を載置する定盤であって、
インキ供給装置は、前記凸版にインキを供給する手段であって、インキを貯留するインキチャンバーを備えて構成され、
インキ粘度制御部は、インキ粘度を制御するインキ粘度制御タンクと、インキ粘度測定手段と、インキ温度制御手段と、エアー供給手段と、エアー排気手段と、を備え、
インキ粘度測定手段及びインキ温度測定手段は、それぞれ、インキ粘度制御タンク内のインキの粘度及び温度を測定する手段であり、
エアー供給手段及びエアー排気手段は、それぞれ、前記測定粘度及び測定温度から算出した基準温度における粘度値が設定値に満たない場合、インキ粘度制御タンク内にクリーンドライエアーを供給し、またはインキ粘度制御タンク内のインキ溶媒を含むエアーを排気して、インキ溶媒の蒸発を促進することにより、インキ粘度を上昇させる手段であり、
前記インキ供給装置とインキ粘度制御タンク間でインキを循環させてインキ供給装置内のインキ粘度を制御することを特徴とする凸版印刷装置である。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、
前記インキ粘度制御タンクに備えられた前記エアー供給手段は、インキ粘度制御部にクリーンドライエアーを供給し、そのエアー供給風量はレギュレータと流量制御バルブによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の凸版印刷装置である。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、
前記インキ粘度制御タンクに備えられた前記エアー排気手段は、インキ粘度制御部のインキ溶媒を含むエアーを排気し、更に排気エアーを冷却する手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の凸版印刷装置である。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、
前記インキ供給装置のインキチャンバーにインキを供給する供給口はインキチャンバーの幅方向の中心部に設けられ、インキを回収する回収口は幅方向の両端部に設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の凸版印刷装置である。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、
前記インキ粘度制御タンクに備えられたエアー供給手段はインキ粘度制御タンク上部の中央部に設置され、排気手段はインキ粘度制御タンク上部の両端部に設置されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の凸版印刷装置である。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、
前記インキ粘度制御タンクは、幅方向の中央部にインキ供給口を、幅方向の両端部にインキ回収口を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の凸版印刷装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の凸版印刷装置によれば、膜厚をより厚くさせる段取り替えの際、粘度増加を行う場合、従来のようにインキ原料を追加することなく、またインキ温度を上昇させることなく、更に揮発性溶剤の蒸発が自然蒸発ではなく蒸発を促進させることが出来る。その結果、インキ原料が少量で済むため低コストで、インキの熱上昇による劣化を防ぎ、更に段取り替えが短時間で出来、安定した膜厚での印刷が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の印刷装置の一例を示す図。
【図２】ドクターブレード７０５にかえてドクターロール７１０を用いた印刷装置を示す図。
【図３】インキの一般的な性質の関係を示す図で、固形分比と粘度の関係を示す図。
【図４】本発明の凸版印刷装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明に係るインキ粘度制御部２００を詳細に示す図。
【図６】インキチャンバー１０８内のインキの流れについて示す図。
【図７】本発明に係るインキチャンバー１０８の深溝２１１の位置と幅を断面で示す図。
【図８】ドクターロール１０２で掻き取られたアニロックス上のインキの流れを示す図。
【図９】インキ溶剤分の蒸発量と粘度との関係を示す図。
【図１０】エアー供給手段３００と排気手段４００の接続場所を示す上面図、
【図１１】キシレン、アニソール、テトラリンを例とした、排気風量に対する蒸発速度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明の実施の形態に係る凸版印刷装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率は異なることに留意すべきである。
【００３６】
図４は本発明の凸版印刷装置の概略構成を示す図である。図４に示される本発明の凸版印刷装置は版シリンダ１０５と、基板定盤１０６と、インキ供給装置１００と、インキ粘度制御部２００と、を備えている。
【００３７】
版シリンダ１０５は、表面に転写パターンが形成されている凸版１０３を周面に有するシリンダである。
基板定盤１０６は被印刷基板１０７を載置する定盤である。
インキ供給装置１００は、前記凸版１０３にインキを供給する手段であり、インキを貯留するインキチャンバー１０８とアニロックスロール１０１とドクターロール１０２で構成されている。
アニロックスロール１０１はインキチャンバー１０８からインキを掻き揚げ、余分なインキはドクターロール１０２で掻き落とされる。アニロックスロール１０１表面に残されたインキは凸版１０３に供給される。符号１０４は凸版１０３に転移されたインキを示す。
【００３８】
図５は本発明に係るインキ粘度制御部２００を詳細に示す図である。インキ粘度制御部２００は、インキ粘度制御タンク２０１を有し、粘度が制御されたインキをインキ供給装置１００とインキ粘度制御タンク２０１間で循環させ、その結果インキ供給装置内のインキ粘度は制御される。
【００３９】
インキ粘度制御タンク２０１には、インキ粘度測定手段２０５と、インキ温度測定手段２０２と、インキ温度制御手段２０６と、エアー供給手段３００と、エアー排気手段４００と、を備えており、これらの手段によってインキ粘度は制御される。
【００４０】
インキ粘度制御タンク２０１で粘度制御されたインキは、循環ポンプ２０３によってインキチャンバー１０８に異物処理フィルタ２０４を介して送られる。尚、インキチャンバー１０８内のインキはオーバーフローさせてインキ粘度制御タンク２０１に戻す。または図示しないポンプをインキチャンバー１０８とインキ粘度制御タンク２０１間に設けて戻しても良い。
【００４１】
エアー供給手段３００はクリーンドライエアー（Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ：ＣＤＡ）を供給する手段であって、ＣＤＡ供給源３０１とレギュレータ３０２と供給切り替えバルブ３０３と流量制御バルブ３０４で構成され、インキ粘度制御タンク２０１にＣＤＡを供給している。
【００４２】
エアー排気手段４００は排気切り替えバルブ４０３と冷却装置４０２とケミカルフィルタ４０１とで構成され、排気エアー４０４は最終的に施設の外に排気される（外気に放出される）。尚、冷却装置４０２によってインキ溶媒を含むエアーは冷却されて溶媒を液化
して希釈液２０７とすることによって、インキ粘度を制御する場合に送液ポンプ２０８によって再びインキ粘度制御タンク２０１に送られる。
【００４３】
インキ粘度測定手段２０５は、液の状態を変化させないで粘度測定が出来るものが好ましく、その一例として、回転式粘度計、振動式粘度計、球落下式粘度計などが用いられる。中でもインキは、ニュートン流体に近いので、外部からの影響が少ないもの、若しくは、非ニュートン流体であっても、測定値が安定している粘度測定装置であることが望ましい。
【００４４】
また、粘度値は一般的に温度の変化によって変化するため、温度の測定と管理が必要となる。例えば、有機ＥＬ材料Ａをアニソール溶剤に溶かした有機発光材料を温度１℃上昇させると粘度が０．８ｍＰａ・ｓ降下する。このように温度が変化することでインキ溶剤の分子間力が変化し、インキ粘度へ大きく影響を与える。そのため粘度値で膜厚を制御する場合、温度を一定にするための管理が行われる。
【００４５】
インキ温度測定手段２０６は、インキ粘度測定手段２０５の位置に近接した位置に設けられることが望ましい。また、温度を一定に保つインキ温度制御手段２０２としては、ヒートシンクと冷却ファン用いた放熱によるものや空冷、水冷、もしくはペルチェ素子を用いた温度制御手段であっても良い。
【００４６】
本発明の凸版印刷装置に用いることが出来るアニロックスロール１０１としては、ステンレス鋼（以下ＳＵＳと称する）材などで作成された芯ロール上に、酸化クロムをプラズマ溶射して形成した酸化クロム皮膜を、レーザー彫刻によってパターニングしたセラミックスロール、又は、芯ロール上に銅メッキを施した後樹脂を塗布し、レーザーパターニングした後に腐食処理をし、得られたパターン上にクロムメッキを施したクロムロールのいずれも用いることが出来る。前記のアニロックルロール上に形成されるパターンとしては、ヘリカルパターン、ＦＭパターン、ハニカムパターン、ダイヤパターン、ドットパターンなどいずれのパターンも用いることが出来る。
【００４７】
次に、ドクターロール１０２としてはＳＵＳ材などで作成された芯ロールに、ニトリルゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムなどを巻きつけて作成してもよいし、これらのゴムローラ上に、ＰＦＡ熱収縮チューブを巻きつけたものなどを用いることが出来る。これらゴム材は、インキとして使用する溶剤に対する耐性から選定される。
【００４８】
機能性有機材料を溶解させる溶媒としては、特にトルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラリン等の単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソール、テトラリンといった芳香族有機溶媒が機能性有機材料の溶解性の面から好適である。
【００４９】
この溶媒揮発を防止する対策としてクローズドチャンバーと呼ばれる密閉構造のインキ壷にインキを供給して、その中にアニロックスロール１０１の下部周面を浸漬しつつ回転させ、かつクローズドチャンバーから露出したアニロックスロール１０１の上部周面において、余分なインキをドクターロール１０２にて掻き取って凸版１０３上にインキを塗布する方式を用いることが出来る。
【００５０】
上記ドクターロール１０２の代わりにドクターブレードを用いてアニロックスロール１０１上の余分なインキをかきとることも出来るが、ドクターブレードは一般的に、金属酸化物、若しくは樹脂からなり、有機半導体薄膜や、有機ＥＬ薄膜などを代表とする機能性
薄膜の微細パターニングなどを目的としたエレクトロニクス部材向け印刷では、削れた異物が原因で製品不良となる。特に異物が金属の場合、導電することによりショートを起こすなどの不具合が発生する。そのため、機能性有機材料の微細パターニングでは磨耗による金属異物が出ないドクターロール１０２が一般的には採用されている。
【００５１】
インキ粘度制御部２００について説明する。
【００５２】
インキチャンバー１０８からインキ粘度制御部２００へのインキの流れについて説明する。インキチャンバー１０８内のインキは、循環ポンプ２０３が作動することによって粘度制御されたインキがインキチャンバー１０８に送られると、インキチャンバー１０８内でオーバーフローしたインキがインキ粘度制御タンク２０１へ回収される。インキ粘度制御タンク２０１内にある粘度測定手段２０５とインキ温度測定手段２０２により粘度測定と温度測定を行い、その結果から基準温度での粘度値を求める。求められた粘度値はフィードバックされる。
【００５３】
（粘度を上げる場合）
上記求められた粘度値が設定値に満たない場合にはインキ粘度測定手段２０５から信号が発せられ、エアー供給手段３００とエアー排気手段４００が動作し、エアー供給手段３００によってＣＤＡがインキ粘度制御タンク２０１に供給され、一方エアー排気手段４００によってインキ粘度制御タンク２０１内部のエアーを排出する。このようにしてインキ溶剤分の蒸発を促進し、粘度を設定値まで上昇させる。
【００５４】
このようにインキ溶剤分の蒸発を促進させてインキ粘度制御タンク２０１内のインキ粘度を強制的に上げる上昇させることによって、速やかな設定粘度への制御が可能となる。また前記インキ粘度制御タンク２０１内でインキ粘度を制御する際、攪拌動作を併用することによって循環経路内全体で均一なコントロールが可能となる。
【００５５】
（粘度を下げる場合）
逆に、粘度が設定値を越えた場合には、送液ポンプ２０８が動作し少量の希釈液２０７を連続して投入することで、インキ粘度を下げる。
【００５６】
以上の粘度を上げる場合の動作は、段取り替えなどにおいてインキ粘度を上げて形成する膜厚をより厚く変更する際に行うものであり、インキ粘度制御タンク２０１内のインキ溶剤分の蒸発を促進し、インキ粘度を急速に上昇させるものである。更に循環ポンプ２０３によってインキチャンバー１０８へのインキを供給する動作と、インキチャンバー１０８のインキをインキ粘度制御タンク２０１へ回収する動作と、を行ってインキチャンバー１０８内のインキの粘度を急速に上昇させるものである。この場合予め設定した粘度値を僅かに上回った所で微少量の希釈液２０７を設定された時間間隔で、あるいは連続で補充することで、インキ循環系内のインキの固形分比及び粘度を短時間で制御することが可能となる。
【００５７】
インキ粘度制御タンク内部のエアー排気動作を行う場合にはエアー供給手段３００とエアー排気手段４００はインキの種類に応じてエアーの供給と排気の制御が行われる。またインキ量の違いにより蒸発速度が異なるが、インキ粘度制御タンク２０１内のインキ量に応じたインキ表面積を確保することが求められる。また、設定値に粘度が上昇した場合にはエアー供給手段３００の停止によりタンク内部での蒸発を抑制することが行われる。エアー供給手段３００における風量制御のための流量制御バルブ３０４としてニードルバルブやエアオペレートバルブなどを用いることが出来る。
【００５８】
上記エアー排気手段４００によって排出された揮発溶剤は、冷却装置４０２によって冷
却され液体に戻され希釈液２０７として回収される。前記冷却装置４０２はペルチェ素子を用いたものや、水冷を併用したものでも良い。
【００５９】
エアー供給手段３００の動作と停止を制御するエアー供給切り替えバルブ３０３と、エアー排気手段４００の排気切り替えバルブ４０３は、エアオペレートバルブや電磁弁などのバルブを使用することが出来る。
【００６０】
インキを循環させる循環ポンプ２０３の循環量は、少なくとも循環流量が１分当たりに必要とするインキ量に相当することが好ましい。必要インキ量が明確でない場合には、インキチャンバー１０８の容積と同じ量のインキを１分当たりに循環させることが好ましい。しかし、循環液量が大きいポンプを使用するとモーターの発熱や液圧の上昇に伴う温度変化が大きくなり、粘度に大きな影響を及ぼす。そのため循環ポンプ２０３としては、熱への影響が少ないエアー駆動式ダイアフラムポンプや小型モーター式のダイアフラムポンプが適している。また高機能材料において異物の混入より送液動作時の動作部分の擦れや接触がない点からもダイアフラムポンプが好ましい。
【００６１】
インキチャンバー１０８内のインキの流れについて図６に示す。インキチャンバー１０８のインキ供給口２０９からインキ回収口２１０にわたって深溝２１１が掘られている。この深溝２１１によってインキチャンバー１０８の中央インキ供給口２０９から注入されたインキは、深溝２１１を伝いインキ回収口２１０へ向かって流れる。インキ供給と回収を常時行うことによって、インキチャンバー１０８内の固形分濃度均一化を可能とする。
【００６２】
図７はインキチャンバー１０８の深溝２１１の位置と幅を断面で示す図である。深溝２１１の形状は、供給されたインクが溝とアニロックスロール１０１を伝って毛細管現象により拡がることが求められる。従ってインキチャンバー１０８の供給口、回収口と深溝は、アニロックスロール１０１に最も接近する位置にあることが望ましい。インキチャンバー１０８の溝の幅としては、アニロックスロール１０１とチャンバーの最も接近する部分とアニロックロールの軸心を結ぶ線直線上から左右に１°以上２０°未満の位置から垂線を落とした位置を幅とする。深溝の深さとしては、供給口から出るインクがアニロックロールに接触する前に横に流れることが求められ、なおかつ溝に溜まる量が少量であることが求められるため、チャンバー内の容積に対して２％から１０％以下の容積であることが望ましい。
【００６３】
ドクターロール１０２で掻き取られたアニロックス上のインキの流れを図８に示す。
ドクターロール１０２で掻かれたアニロックスロール１０１上のインキはアニロックスロール１０１とドクターロール１０２の接点に溜まり、次第に矢印２１２で示すようにアニロックスロール１０１の端部方向に向かって流れ出す。最終的にインキチャンバー１０８内の端部にインキが溜まるためインキ回収口２１０はインキチャンバー１０８端部に設置されている。また、インキ供給口２０９へのインキ供給は常時行われルため、上記の構造を有したインキチャンバー１０８により、インキチャンバー１０８内のインキの流動性が増しインクチャンバー内の固形分濃度を均一に保つことが可能である。
【００６４】
ＣＤＡの供給とインキ溶剤を含むエアーの排気の制御は、インキ粘度制御タンク２０１内に設置されているインキ粘度測定手段２０６によって測定した粘度値を外部に信号出力し、循環系内のインキ溶剤分の蒸発を促進させるエアー供給手段３００とエアー排気手段４００は、予め入力された設定粘度値に対して前記測定した粘度値をフィードバックすることによってあらかじめ用意されたプログラムに基づいてＣＤＡの供給とインキ溶剤を含むエアーの排気制御がコンピュータにより行われる。
【実施例】
【００６５】
以下に、本発明の実施例について述べる。なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明を達成できる範囲での改良・変形等は、本発明の趣旨を逸脱するものではない。
【００６６】
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
実施例１においては、溶剤Ａに有機発光材料を溶解させた１００ｍｌの有機ＥＬインキを用いて粘度増加の粘度調節を行った。インキ溶剤分の蒸発量と粘度との関係は図９に示す。また、使用した凸版印刷装置は、前記実施の形態に示した構成及び機能を持つインキ供給手段を有し、ガラス基板などの平板の基材に枚葉で印刷する凸版印刷装置を用いた。評価方法は、インキの固形分比を変化させインキ粘度を約６０ｍＰａ・ｓから設定値として約６４ｍＰａ・ｓへ変化させる時間を粘度制御時間と定義し１００ｍｌの有機ＥＬインキの循環完了に合わせて増粘が可能かについて評価を行った。
【００６７】
インキ粘度制御タンク２０１の内部の排気のためのエアー供給手段３００にはインキ粘度制御タンク内部への供給風量を３０〜５０Ｌ／ｍｉｎに制御可能な流量制御バルブ３０４を使用した。図１０は前記エアー供給手段３００と排気手段４００の接続場所を示す上面図である。エアー供給手段３００の接続場所は、インキ粘度制御タンク２０１上部の幅方向の中央部２１４であり、同様に排気手段４００の接続場所はインキ粘度制御タンク２０１上部の幅方向の両端部のそれぞれ２箇所２１５ａ〜ｄであり、インキ粘度制御タンク２０１のインキ表面全体にＣＤＡが行き渡るようにした。
【００６８】
インキ粘度制御部２００について、インキチャンバー１０８は長手方向（幅方向）の両端にインキ回収口２１０があり中央部にインキ供給口２０９があり、インキ供給口２０９とインキ回収口２１０を深溝で繋げた構造であるものを使用し、１ｍｉｎで１００ｍｌの割合で有機ＥＬインキの循環を完了させることを条件と定め、循環ポンプ２０３として０．１〜０．２Ｌ／ｍｉｎの流量を備えたダイアフラム式ポンプを使用した。
＜インキ粘度測定手段＞
インキ粘度測定手段２０５としては、自己発熱がなく、高精度応答性に優れたインライン用ねじれ振動式粘度計を使用した。インキ温度制御手段２０２としては、銅板とヒートシンクと冷却ファンを用いた治具による放熱での冷却方法を用いた。
【００６９】
粘度を上げる場合のエアー排気手段４００の排気の風量は、図１１の排気風量に対する蒸発速度のグラフより設定を行った。風量の設定値は、インキ液面に影響を与えないことが望ましいため、波打たせない値として、０．４ｍ３／ｍｉｎに設定した。約６０ｍＰａ・ｓから約６４ｍＰａ・ｓへ粘度を上昇させるのに必要な蒸発量は、図９の蒸発量と粘度関係のグラフより約７．１ｍｌである。
【００７０】
前記蒸発量７．１ｍｌを、１００ｍｌの有機ＥＬインキが循環経路内で循環を終える時間である１ｍｉｎでインキ溶剤分の蒸発を行うための、インキ粘度制御タンク表面積の設定値として風量と蒸発量速度の関係を示す図１１のアニソールに関する曲線を元に、インキ粘度制御タンクの空間にインキが空気に触れる表面積として３０ｃｍ２を設け、排気を行うことで蒸発を促進し急速な粘度上昇を行い、インキ粘度制御タンク２０１内部のインキ粘度が設定値を超えた段階でエアー供給手段３００のエアー供給切り替えバルブ３０３と、同時にエアー排気手段４００の排気切り替えバルブ４０３を閉じ、希釈液補充手段２０７を作動開始するように設定にしてインキの自動粘度制御を行った。
【００７１】
上記のようなインキ粘度制御条件に設定したことで、急速に設定粘度へ粘度上昇し、約１ｍｉｎで設定粘度である６４ｍＰａ・ｓに達し、エアー供給手段３００とエアー排気手段４００を停止し、希釈液の補充を開始することによってインキ粘度制御タンク内部の粘
度は約６４ｍＰａ・ｓに制御出来た。
【００７２】
＜比較例＞
比較例においては、実施例１と同条件でインキ粘度制御タンク２０１を使用せずインキの循環動作のみで目標粘度まで上昇する時間を計測した。粘度制御中のインキ粘度制御タンク内部のインキ粘度は、自然蒸発により粘度上昇は見られたが、約１時間を要した。
【００７３】
以上の結果から、本発明に係るインキ粘度制御部２００によれば、目標粘度まで上昇する時間を大幅に短縮することが可能となった。
【００７４】
本実施の形態に係る凸版印刷装置は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用カラーフィルタにおけるパターン、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子の発光層や電荷輸送層、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板における電極パターン、電磁波シールドにおけるシールドパターン等の高精細パターンの形成に用いることができる。
【００７５】
このように本発明の凸版印刷装置によれば、特に膜厚を増加させる際の粘度増加を必要とする段取り替えの際、従来のようにインキ原料を追加することなく、設定した粘度値まで速やかに調節することが可能となる。その結果、低コストで迅速な段取り替えが可能となり、また、安定した膜厚で印刷が可能となる。
【符号の説明】
【００７６】
１００・・・インキ供給装置
１０１・・・アニロックスロール
１０２・・・ドクターロール
１０３・・・凸版
１０４・・・凸版１０３に転移されたインキ
１０５・・・版シリンダ
１０６・・・基板定盤
１０７・・・被印刷基板
１０８・・・インキチャンバー
１００・・・インキ供給装置
２００・・・インキ粘度制御部
２０１・・・インキ粘度制御タンク
２０２・・・インキ温度測定手段
２０３・・・循環ポンプ
２０４・・・異物処理フィルタ
２０５・・・インキ粘度測定手段
２０６・・・インキ温度制御手段
２０７・・・希釈液
２０８・・・送液ポンプ
３００・・・エアー（ＣＤＡ）供給手段
３０１・・・ＣＡＤ供給源
３０２・・・レギュレータ
３０３・・・供給切り替えバルブ
３０４・・・流量制御バルブ
４００・・・エアー排気手段
４０１・・・ケミカルフィルタ
４０２・・・冷却装置
４０３・・・排気切り替えバルブ
４０４・・・排気エアー
７０１・・・凸版（樹脂凸版）
７０２・・・版シリンダ
７０３・・・インキチャンバー
７０４・・・アニロックスロール
７０５・・・ドクターブレード
７０６・・・被印刷基板
７０７・・・基板定盤
７０８・・・基板定盤の移動方向
７０９・・・版シリンダの回転方向
７１０・・・ドクターロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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