(57)【要約】【課題】  インキ吐出印刷装置を用いた印刷物の製造方法において、アルカリ可溶性樹脂を含む着色インキが乾燥等による異物の発生により、吐出部のノズル穴が目詰まりし不吐出となった場合に、簡単迅速に目詰まりの解消を行うことができる印刷物の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  吐出不良となった吐出部のノズル穴を、アルカリ性洗浄液を通液することにより、閉塞されたノズル穴の目詰まりを解消することにより吐出不良部を再生する事を特徴とした印刷物の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インキ吐出印刷装置により着色インキを吐出するインキ吐出印刷方式を用いた印刷物の製造方法において、少なくとも、
（ａ）アルカリ可溶性樹脂を含む着色インキを多数のノズルから吐出する工程と、
（ｂ）アルカリ性洗浄液で前記多数のノズルを洗浄する工程と、
を有することを特徴とする印刷物の製造方法。
【請求項２】
前記印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の印刷物の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリ可溶樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、スチレンとアクリル酸の共重合体、メタクリル酸とメタクリルアルキル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、アクリル酸重合体やメタクリル酸重合体のいずれかを含むことあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の印刷物の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ性洗浄液の液性がｐＨ１２〜１３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ洗浄液の温度が２０〜４０℃の範囲で前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【請求項６】
前記着色インキが、アルカリ可溶樹脂を成分の一部又は全部とするバインダー樹脂を含み、前記アルカリ可溶樹脂の前記着色インキ中における含有量が前記バインダー樹脂全重量に対し、３０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【請求項７】
前記着色インキが、アルカリ可溶樹脂を成分の一部とするバインダー樹脂を含み、
前記アルカリ可溶樹脂の前記着色インキ中における含有量が前記バインダー樹脂全重量に対し、３０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインキ吐出印刷装置において製造するインキ吐出印刷物の製造方法に関する。この印刷物として、特にカラーフィルタを例示することができる。カラーフィルタの着色層はインキ吐出印刷装置を用いて形成できる。また、前記印刷物としてはエレクトロルミネセンス素子も例示でき、この有機発光層をインキ吐出装置を用いて形成する。また、この外、回路基板、薄層トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を印刷物として例示することができる。
【背景技術】
【０００２】
携帯型機器や薄型テレビなどの性能の発達により、液晶ディスプレイの需要が急速に増加しており、コストダウンに対する要求もしだいに高くなっている。カラーの液晶ディスプレイは、ガラス基板、液晶材料、偏光板、カラーフィルタなどの材料から構成されているが、なかでもカラーフィルタは高精細度や高品質表示が求められる場合においての重要な部材として用いられており、製品価格のうちの占める割合が高い為、より一層の低価格
化が求められている。
【０００３】
例えば、このカラーフィルタの着色層の形成方法は、従来種々の検討が重ねられており、代表的な方法として、フォトリソグラフィー方式、インキ吐出方式などが知られている。フォトリソグラフィー方式によるカラーフィルタの画素パターン形成は、基板全体に各色の感光性樹脂層の塗布膜を形成し、パターン状に露光した後に塗布膜の不要な部分を取り除き、残ったパターンを各画素とする。この方法では塗布膜の多くが現像除去されるため、大量な材料が無駄になる。さらに、各画素ごとに露光、現像工程を行うため、工程数が多くなる。このフォトリソグラフィー方式は、カラーフィルタに限らず、エレクトロルミネッセンス素子等、種々の光学素子や電気素子の製造に利用されている。
そして、フォトリソグラフィー方式の上記問題は、基板全体の大型化に伴い顕著となり、コスト、環境面ともに問題を呈するようになった。この問題を克服する方法として、近年インキ吐出方式により光学素子を製造する方式が注目されている。例えば、インキ吐出方式によってカラーフィルタを製造する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の樹脂組成物をインキとして用い、各色を同時に一度の工程で印刷することができる。このため、顔料等のインキ材料の無駄も発生せず、また、同時に３色画素を形成工程が短縮されるため、環境負荷の低減と大幅なコスト削減が期待できる。
【０００４】
しかし、インキ吐出（インキジェットともいう。）方式では、従来からインキ吐出部を構成する細い多数のノズルから着色インキを吐出する際に、この着色インキが乾燥・固化・硬化することを原因としてノズルが目詰まりして、吐出不良が発生する問題が指摘されていた。
上記と問題を解決する方法として、インキ吐出印刷装置の内部を洗浄する方法が知られている。一般的に、インキ吐出部のノズルがインク固形物等により目詰まりした場合は、回復手段として、インキを抜き出した後ヘッド内部に溶剤を通液する方法、ノズル面を外側からインキ溶剤とウエスで拭く方法が知られている。軽度な目詰まりであれば、上記方法実施後、再度吐出インキを加圧圧送して押し出すことで目詰まりが解消する場合がある。
より具体的な方法として、インキの供給路と吐出部を実質的に分離させた状態で洗浄する方法（特許文献１）、超音波をかけながら洗浄液を逆流させ洗浄する方法（特許文献２）、ノズル面を効率よく洗浄する為にカバー部材を取り付けクリーニングする方法（特許文献３）を挙げることができる。
さらに、インキ吐出部内のインクを洗浄液に置換することにより洗浄する方法（特許文献４）も知られている。
【０００５】
しかしながら、ノズルからインキを全く吐出することなく、長期間放置した場合などは、上記従来技術を用いたのみでは、吐出部内部に詰まったインク由来の乾燥物を完全に溶解させて除去することが困難なことが多い。このような場合、乾燥したインキ由来の乾燥物以外にもゲル状の異物が詰まることによる吐出不良が発生する。
この状態になってしまうと着色インキの溶剤等を大量に通液させても、異物を溶解や除去できず、吐出不良が改善しない。その為無駄な溶剤と洗浄時間を費やしてしまう問題があった。このため、このようなインキの乾燥異物やゲル状の異物が発生した場合であっても目詰まりを解消する印刷物（カラーフィルタ）の製造方法が求められていた。
【特許文献１】特開２００３−２１１６８７号公報
【特許文献２】特開平０９−２５４３９７号公報
【特許文献３】特開平０５−１６３７６号公報
【特許文献４】特開平１０−２８６９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、インク吐出印刷装置を用いた印刷物の製造方法において、ノズルにインク由来の乾燥物およびゲル状の異物が発生した場合であっても、ノズルの目詰まりを防止し、又は解消することができる生産性の高い印刷物の製造方法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】
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その構成を以下に示す。
（請求項１）
インキ吐出印刷装置により着色インキを吐出するインキ吐出印刷方式を用いた印刷物の製造方法において、少なくとも、
（ａ）アルカリ可溶性樹脂を含む着色インキを多数のノズルから吐出する工程と、
（ｂ）アルカリ性洗浄液で前記多数のノズルを洗浄する工程と、
を有することを特徴とする印刷物の製造方法。
【０００８】
（請求項２）
前記印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の印刷物の製造方法。
【０００９】
（請求項３）
前記アルカリ可溶樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、スチレンとアクリル酸の共重合体、メタクリル酸とメタクリルアルキル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、アクリル酸重合体やメタクリル酸重合体のいずれかを含むことあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の印刷物の製造方法。
【００１０】
（請求項４）
前記アルカリ性洗浄液の液性がｐＨ１２〜１３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【００１１】
（請求項５）
前記アルカリ洗浄液の温度が２０〜４０℃の範囲で前記（ｂ）工程を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【００１２】
（請求項６）
前記着色インキが、アルカリ可溶樹脂を成分の一部又は全部とするバインダー樹脂を含み、前記アルカリ可溶樹脂の前記着色インキ中における含有量が前記バインダー樹脂全重量に対し、３０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【００１３】
（請求項７）
前記着色インキが、アルカリ可溶樹脂を成分の一部とするバインダー樹脂を含み、
前記アルカリ可溶樹脂の前記着色インキ中における含有量が前記バインダー樹脂全重量に対し、３０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の印刷物の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によると、インキ吐出印刷装置を用いた印刷物の製造方法において、アルカリ可溶性樹脂を含む着色インキをノズルから吐出して印刷物の製造を行う工程と、この際使用したノズルをアルカリ性洗浄液で洗浄する工程とを含む。このため、インクに含まれる樹脂成分が洗浄液に溶解する効果が促進され、ノズルに発生するゲル状の異物を低減させることができた。またインキの乾燥異物やノズルにゲル状の異物が発生し目詰まりが発生した場合であっても問題なく、目詰まりを解消することが出来た。
これにより、インキ吐出方式を利用して簡易なプロセスで安価に印刷物を製造するに際し、吐出不良となったノズルを含む吐出部を分解洗浄し、廃棄・交換する必要がなくなり、従来よりも生産性の高い印刷物の製造方法を提供することができた。
【００１５】
第２の発明によると、インキ吐出印刷装置を用いたカラーフィルタの製造方法において、ノズルの目詰まりによる生産性の低下が生じないカラーフィルタの製造方法を提供することができた。
【００１６】
第３の発明によると、着色インキに含まれるアルカリ可溶樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、スチレンとアクリル酸の共重合体、メタクリル酸とメタクリルアルキル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、アクリル酸重合体やメタクリル酸重合体のいずれかを含むことあることを特徴とすることにより、インキ乾燥物がアルカリ性洗浄液により溶解しやすい。このため、インキ乾燥物およびゲル状の異物によりノズルが目詰まりした場合であっても、アルカリ性洗浄液により速やかにノズルの通液を回復することができた。
【００１７】
第４の発明によると、ノズル洗浄工程で使用するアルカリ性洗浄液の液性がｐＨ１２〜１３であるため、アルカリ可溶性樹脂を速やかに溶解する。このため、着色インキ由来のインキ乾燥物およびゲル状の異物を効率よく除去することができた。
【００１８】
第５の発明によると、アルカリ性洗浄液の温度が２０〜４０℃の範囲としながら、このアルカリ性洗浄液を使用してノズルの洗浄工程を行うため、当該工程に於いてアルカリ可溶性樹脂がアルカリ性洗浄液に速やかに溶解する。このため、着色インキ由来のインキ乾燥物およびゲル状の異物を除去する工程をより速やかにかつ確実に行うことができた。
【００１９】
第６の発明によると、着色インキ中のアルカリ可溶樹脂の含有量を当該着色インキのバインダー樹脂の全重量に対し、３０重量％以上とするためアルカリ性洗浄液に対する溶解性が良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
なお、本発明でいう印刷物として、表示ディスプレイの表示画面を構成するカラーフィルタや有機エレクトロルミネッセンス素子を挙げることができる。カラーフィルタの場合には、ノズルから吐出されたインキは着色画素層を形成する。また、有機エレクトロルミネセンス素子の場合には、ノズルから吐出されたインキは有機発光材料層を構成する。また、前記領域ごとに異なる色彩を有する複数色の有機発光材料層である。
なお、本発明に係る印刷物として、この他、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を例示することができる。以下、主としてカラーフィルタについて説明する。
【００２１】
着色インキの構成は、染料又は顔料等の着色剤、バインダー樹脂、分散剤、及び溶媒等を含有する。着色インキ中のバインダー樹脂の含有量は、インキ組成全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。
本発明の着色インキは、上記バインダー樹脂の一部として、アルカリ可溶性樹脂を含むことで、インキ乾燥物またはゲル状の異物のアルカリ性洗浄液に対する溶解を促進する。このアルカリ可溶性樹脂として、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルキルエーテル、スチレンとアクリル酸の共重合体、メタクリル酸とメタクリルアルキル酸との共重合体、ヒドロキシスチレンの重合体、アクリル酸重合体やメタクリル酸重合体等をあげることが出来る。着色インキ中のアルカリ可溶樹脂の含有量は、当該着色インキのバインダー樹脂の全重量に対し、３０重量％以上とすることが望ましい。
【００２２】
バインダー樹脂中のアルカリ可溶性樹脂の比率が高い程、アルカリ性洗浄液に対する溶解性が向上し良好であるが、耐熱性や耐光性、耐薬品性等、製品となるインキ吐出印刷物に要求される特性に応じてバインダー樹脂は適宜選択される。ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、メラミン樹脂等のアルカリ非可溶性樹脂も必要に応じて使用される。
着色インキに用いる溶媒としては、インキ組成物の塗布性、顔料の分散剤安定性などを考慮して、適宜選択されたものが使用でき、例えばトルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、及びシクロヘキサノン等があげられる。溶媒の含有量は、インキ組成物全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。
【００２３】
着色インキの溶媒としては、その表面張力がインキ吐出方式に好適な範囲例えば４０ｍＮ／ｍ以下であり、かつ、沸点が１３０℃以上のものを好ましく使用できる。表面張力が４０ｍＮ／ｍを超えると、インキ吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼす傾向があり、また、沸点が１３０℃未満であると、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなりすぎて、ノズル詰まり等の不良発生を招く傾向がある。好適な溶媒として、例えば２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、及びジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができ、必要に応じて、単独で、あるいは二種以上混合して用いることができる。溶媒は、溶解性の他、経時安定性、及び乾燥性などが要求され、使用される着色剤、及びバインダー樹脂との特性に応じて適宜選択される。
【００２４】
着色インキに使用される顔料の具体的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ７、３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ−Ｒｅｄ２０、２４、８６、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ２３などがあげることができ、単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００２５】
分散剤は、着色インキへはバインダー樹脂への色素の分散を向上させる。この分散剤としては、非イオン性界面活性剤例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、及びテトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、及びポリエステル等などがあげられる。分散剤は単独で、あるいは二種以上を混合して使用することができる。
【００２６】
本発明のアルカリ性洗浄液は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、リン酸、ホウ酸、酢酸、塩化カリウム等を単独、又は組み合わせにより、所望のｐＨ
値に調整したアルカリ性水溶液である。
さらに下記のような界面活性剤を必要に応じて添加することもできる。この界面活性剤のうち非イオン性界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルなどを挙げることができる。また、界面活性剤のうちイオン性界面活性剤として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、及びテトラアルキルアンモニウム塩などを挙げることができる。
また、洗浄工程においては、このアルカリ性洗浄溶液の温度を２０℃〜４０℃としながら洗浄を行うことが望ましい。アルカリ性洗浄溶液の温度が２０℃よりも低いと、インキ乾燥物やゲル状の異物を溶解する能力が十分でなく、また４０℃よりも高いと界面活性剤などの添加剤が分解するなど安定性が劣化する問題が生じる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の具体的な実施例を示す。本発明の洗浄装置を図１に示す。Ａはインキ吐出印刷装置で、下部に着色インキが吐出するノズル吐出部Ｄが並んでいる。インキ供給源Ｂと洗浄液供給源Ｃは、インキ供給経路Ｅによってインキ吐出印刷装置Ａと接続されている。切り替えバルブＦによって、液の切り替えがなされる。インキ及び洗浄液は、ポンプＧによってインキ吐出印刷装置、及びノズル吐出部Ｄまで搬送される。インキ吐出印刷物作成中は、インキ供給源から着色インキが搬送され、ノズル吐出部の洗浄時は洗浄液供給源から洗浄液が搬送される。
（着色インキ組成）
メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒ
ドロキシエチルメタクリレート１５部を乳酸ブチル３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でア
ゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて５時間の反応によりアクリル共重
合体樹脂を得た。得られたアクリル共重合体樹脂を樹脂濃度が１０重量％になるようにプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、アクリル共重合体樹脂の希
釈液を得た。
【００２８】
この希釈液８０．１ｇに対し、顔料１９．０ｇ、分散剤としてポリオキシエチレンアル
キルエーテル０．９ｇを添加して、３本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワ
ニスを得た。なお、赤色顔料として、ピグメントレッド１７７を、緑色顔料としてピグメ
ントグリーン３６を、青色顔料としてピグメントブルー１５を、各々使用した。
【００２９】
得られた各着色ワニスに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、その
顔料濃度が１１〜１５重量％、粘度が１５ｃｐｓになるように、各々調整して添加し、Ｒ
（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）着色インキを得た。
（洗浄試験）
上記のＲ（赤色）の着色インキにノズル吐出部に充填後、２４時間自然放置した。
各種アルカリ性水溶液の洗浄液を調液後、洗浄液供給源に充填し、１箇所のノズル吐出部から１０００ｍｌの洗浄液を通液し洗浄した。洗浄後の洗浄液の浄化具合を採取した洗浄液サンプルの透過率データで比較した。また、洗浄後に再度着色インキをノズル吐出部に
充填し、吐出状態が良好であるかを観察し、ノズル穴の目詰まりの有無を判断した。
【００３０】
（実施例１〜４）
本発明の洗浄液の配合比を表１に示す。
また、各洗浄液のｐＨ値と、洗浄試験時の洗浄液の温度を示す。表３に結果として透過率データとノズルの目詰まり評価を示す（比較例１〜２）。なお、当該表の評価において○は洗浄後にノズルの目詰まりが全くなく、全てのノズルから洗浄液がきれいに吐出されている状態のもの、△はノズル詰まりの解消に５分以上の時間がかかったり、一部のノズル詰まりが完全には解消せず、吐出状態が乱れている状態のもの、×はノズル詰まりの解消に１０分以上の時間がかかったり、一部のノズル詰まりが解消せず、不吐出ノズルが存在している状態のものとした。
比較として別の洗浄液の配合比を表２に示す。表３に結果として透過率データとノズルの目詰まり評価を示す。（評価の基準を）実施例、比較例の結果から、アルカリ可溶性樹脂を含む着色インキがインキ吐出部において、インキの乾燥異物等により目詰まりし吐出不良になった際でも、アルカリ性洗浄液を使用すると、ノズルの目詰まりを容易に解消することがわかった。また、アルカリ性洗浄液は、ｐＨ値がｐＨ１２〜ｐＨ１３の間で効率よく機能し、さらに２０〜４０℃の温度において好適に使用できることがわかった。
（表１）に実施例１〜４を示す。
【表１】
2007263991.tif 000003
（表２）に比較例１〜２を示す。
【表２】
2007263991.tif 000004
（表３）に実施例と比較例の洗浄試験結果を示す。
【表３】
2007263991.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のインキ吐出部の洗浄装置の一実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…インキ吐出印刷装置
２…インキ供給源
３…洗浄液供給源
４…ノズル吐出部
５…インキ供給経路
６…切り替えバルブ
７…ポンプ
８…フィルター
【図１】
2007263991.tif 000006