インク管理装置、インク管理方法、及びインク塗布システム
【課題】複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができる。
【解決手段】２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置１００であって、インクの吸光度を測定する吸光度測定部１１０と、インクの屈折率を測定する屈折率測定部１２０と、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうちインクに添加すべき物質を判定する判定部１３０とを備え、判定部１３０は、吸光度及び屈折率を用いて、２種類の揮発性有機溶剤の組成比と有機溶質の濃度とを算出する算出部１３１と、算出部１３１によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部１３３とを有する。
【解決手段】２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置１００であって、インクの吸光度を測定する吸光度測定部１１０と、インクの屈折率を測定する屈折率測定部１２０と、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうちインクに添加すべき物質を判定する判定部１３０とを備え、判定部１３０は、吸光度及び屈折率を用いて、２種類の揮発性有機溶剤の組成比と有機溶質の濃度とを算出する算出部１３１と、算出部１３１によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部１３３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置に関し、特に、複数の有機溶剤の組成比、及び、有機溶質の濃度を管理するインク管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、揮発性の高い有機溶剤（以下、揮発性有機溶剤と記載する）と有機溶質とを含むインクを塗布し、塗布したインクを乾燥させてパターンを形成することで、デバイスなどの被膜を形成する技術が知られている。この技術において、所望の膜厚の被膜を形成するためには、インクに含まれる有機溶剤の組成比、及び有機溶質の濃度などを管理し、調整する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、樹脂を含む溶液である樹脂液の屈折率を測定することにより、樹脂液の濃度を調整する技術が記載されている。具体的には、樹脂液の屈折率測定を行い、初期屈折率より増加した場合は、溶媒を添加、減少した場合は溶質を添加する。このようにして、樹脂液の濃度を所望の濃度になるように調整している。
【０００４】
また、特許文献２には、塗料の使用前後の屈折率を測定し、測定結果に応じて溶剤組成と溶質濃度とを決定する技術が記載されている。具体的には、塗料に使用する溶剤及び溶質の屈折率測定を行い、さらに、一定期間使用した後に固形分率と屈折率とを測定する。このようにして、使用前後の屈折率に基づいて溶剤組成及び溶質濃度を決定することで、塗料の管理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９０９５３号公報
【特許文献２】特開２００２−２９４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、以下のような課題がある。
まず、特許文献１に記載の技術には、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに適用することができないという課題がある。確かに、特許文献１に記載の技術では、溶剤として揮発性の低い水溶剤を利用しているため、屈折率の変動を一義的に溶質濃度として決定することはできる。
【０００７】
しかしながら、複数の有機溶剤を使用した場合、屈折率測定の結果には、溶剤の組成比の変動と溶質の濃度の変動との両方の影響が現れる。このため、特許文献１に記載の技術では、溶剤と溶質とのいずれを調整すればよいのかを判別することができないので、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに適用することができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術には、固形分率を測定するために、加熱又は減圧により揮発性有機溶剤を除去する必要があり、工程が煩雑になるという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができるインク管理装置、インク管理方法、及び、インク塗布システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るインク管理装置は、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置であって、前記インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、前記インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出部と、前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部とを有する。
【００１１】
これにより、吸光度測定と屈折率測定とを行うことで、インクに含まれる揮発性有機材料の組成比と、インクに含まれる有機溶質の濃度とを容易に測定することができる。
【００１２】
また、前記算出部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度を用いて、前記有機溶質の濃度を算出し、算出した濃度と、前記屈折率測定部によって測定された屈折率とを用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比を算出してもよい。
【００１３】
これにより、吸光度測定により有機溶質の濃度を算出することができるので、算出した結果と屈折率測定の結果とを用いて揮発性有機溶剤の組成比を算出することができる。したがって、インクに添加すべき物質を正しく決定することができる。
【００１４】
また、前記インク管理装置は、さらに、前記判定部によって添加すると判定された物質を前記インクに添加する添加部を備えてもよい。
【００１５】
これにより、算出した濃度と組成比とに基づいて判定した物質をインクに添加するので、インクの組成比及び濃度を容易に調整することができる。
【００１６】
また、前記判定部は、さらに、前記算出部によって算出された組成比と第１基準値との差である第１差分と、前記算出部によって算出された濃度と第２基準値との差である第２差分とを算出する差分算出部と、前記第１差分と前記第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、前記物質判定部によって添加すると判定された物質の添加量を決定する添加量決定部とを有し、前記添加部は、前記判定部によって添加すると判定された物質を、前記添加量決定部によって決定された添加量だけ前記インクに添加してもよい。
【００１７】
また、前記インクは、前記２種類の揮発性有機溶剤として、第１揮発性有機溶剤と第２揮発性有機溶剤とを含み、前記算出部は、前記第２揮発性有機溶剤に対する前記第１揮発性有機溶剤の割合を、前記組成比として算出し、前記判定部は、前記算出部によって算出された組成比が第１基準値より大きい場合に、前記第２揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された組成比が前記第１基準値より小さい場合に、前記第１揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定してもよい。
【００１８】
また、前記判定部は、前記算出部によって算出された濃度が第２基準値より大きい場合に、前記２種類の揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された濃度が前記第２基準値より小さい場合に、前記有機溶質を添加すべき物質として判定してもよい。
【００１９】
また、前記吸光度測定部は、さらに、前記添加部によって物質が添加された後の添加後インクの吸光度を測定し、前記屈折率測定部は、さらに、前記添加後インクの屈折率を測定してもよい。
【００２０】
これにより、添加後インクの吸光度及び屈折率を測定することができるので、インクの組成比及び濃度をより精度良く調整することができる。
【００２１】
また、前記吸光度測定部は、テーパー形状の管を備え、前記インクを前記管に流入させ、前記管の側面から光を照射し、入射光の強度と出射光の強度とを測定することで、前記インクの吸光度を測定してもよい。
【００２２】
これにより、インク流路をテーパー状にし、入射光を照射する位置を変更することで、光路長を容易に変更することができる。したがって、インク流路を流れるインクの種類に応じて、最適な光路長を選択することが可能となり、様々な種類のインクに適用することができる。
【００２３】
また、前記吸光度測定部と前記屈折率測定部とは、前記吸光度の測定と前記屈折率の測定とをインラインで行ってもよい。
【００２４】
これにより、インラインでインクの調整を行うことができるので、実際に使用するインクをリアルタイムで評価及び調整することができる。
【００２５】
また、本発明に係るインク塗布システムは、上記インク管理装置と、前記インク管理装置によって管理されたインクを塗布する塗布装置と、前記インク管理装置と前記塗布装置とを接続し、前記添加部によって物質が添加されたインクを、前記インク管理装置から前記塗布装置へ流入させる第１インク流路とを備え、前記塗布装置は、前記第１インク流路を通って流入したインクを塗布する。
【００２６】
これにより、インク管理装置によって、吸光度測定と屈折率測定とを行うことで、インクに含まれる揮発性有機材料の組成比と、インクに含まれる有機溶質の濃度とを容易に測定することができるので、適切に管理されたインクを用いた塗布を行うことができる。したがって、より精度の高い成膜などを行うことができる。
【００２７】
また、前記インク塗布システムは、さらに、前記塗布装置が塗布に用いたインクの一部を回収する回収容器と、前記回収容器と前記インク管理装置とを接続し、前記回収容器に回収されたインクを前記インク管理装置へ流入させる第２インク流路とを備え、前記インク管理装置は、前記第２インク流路を通って流入したインクを管理してもよい。
【００２８】
これにより、回収したインクを再利用することができるので、コスト削減、及び環境への負荷を低減することができる。
【００２９】
また、本発明は、上記の各インク管理装置を構成する処理部をステップとして含むインク管理方法として実現してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態１に係るインク管理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】溶質濃度と吸光度との関係の一例を示す図である。
【図３】汎用材料について吸収分光測定により得られた吸光度と溶質濃度との関係を示す図である。
【図４】溶剤組成比と屈折率との関係を溶質濃度毎に示す図である。
【図５】汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶剤組成比との関係を示す図である。
【図６】汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶質濃度との関係を示す図である。
【図７】実施の形態１に係るインク塗布システムの構成の一例を示す模式図である。
【図８】実施の形態１に係る吸光度測定の一例を示す模式図である。
【図９】実施の形態１に係る屈折率測定の一例を示す模式図である。
【図１０】実施の形態１に係るインク管理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１に係るインク管理装置の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係るインク塗布システムの構成の一例を示す模式図である。
【図１３】実施の形態２に係るインク塗布システムの構成の別の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下では、本発明に係るインク管理装置、インク管理方法、及びインク塗布システムについて、実施の形態に基づいて図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
本実施の形態に係るインク管理装置は、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置である。本実施の形態に係るインク管理装置は、インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうちインクに添加すべき物質を判定する判定部とを備えることを特徴とする。以下では、まず、本実施の形態に係るインク管理装置の構成について図１を用いて説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係るインク管理装置１００の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態において、インクは、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含む溶液である。すなわち、インクは、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に、有機物からなる有機溶質が溶解している溶液である。例えば、有機溶質は、高分子ポリマーなどの高分子樹脂である。
【００３５】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、所定の測定を行うことで、インクに含まれる揮発性有機溶剤の組成比（溶媒組成比）、及び、有機溶質の濃度（溶質濃度）を決定し、インクの溶媒組成比と溶質濃度とを調整する。また、図１に示すように、インク管理装置１００は、吸光度測定部１１０と、屈折率測定部１２０と、判定部１３０と、添加部１４０とを備える。
【００３６】
吸光度測定部１１０は、吸収分光測定によりインクの吸光度を測定する。例えば、吸光度測定部１１０は、インクに光を照射し、インクに入射する前の光の強度と、インクを透過して出射された光の強度とを測定することで、インクの吸光度を測定する。
【００３７】
なお、インクに入射する前の光の放射強度をＩ0とし、インク中を距離Ｌだけ移動して出射される光の強度をＩ1とした場合、吸光度は、ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）で表され、以下の式１が成立する。
【００３８】
ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）＝−εｃＬ （式１）
【００３９】
ここで、εはモル吸光係数であり、ｃはインクのモル濃度である。
屈折率測定部１２０は、インクの屈折率を測定する。例えば、屈折率測定部１２０は、インクに光を照射し、インクに入射する光の入射角と、インクから出射する光の屈折角とを測定することで、インクの屈折率を測定する。例えば、屈折率測定部１２０は、プリズムを用いて、プリズム面とインクとの界面での光の屈折を測定することで、インクの屈折率を測定する。
【００４０】
判定部１３０は、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうち、インクに添加すべき物質を判定する。図１に示すように、判定部１３０は、算出部１３１と、差分算出部１３２と、物質判定部１３３と、添加量決定部１３４とを備える。
【００４１】
算出部１３１は、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度と、屈折率測定部１２０によって測定された屈折率とを用いて、２種類の揮発性有機溶剤の組成比（溶媒組成比）と、有機溶質の濃度（溶質濃度）とを算出する。例えば、算出部１３１は、吸光度と溶質濃度との関係を示す所定の関数に従って、吸光度から溶質濃度を算出する。さらに、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係を示す所定の関数に従って、算出した溶質濃度と測定された屈折率とを用いて溶媒組成比を算出する。具体的な処理については、後で説明する。
【００４２】
差分算出部１３２は、算出部１３１によって算出された溶媒組成比と予め定められた第１基準値との差である第１差分を算出する。さらに、差分算出部１３２は、算出部１３１によって算出された溶質濃度と予め定められた第２基準値との差である第２差分を算出する。
【００４３】
第１基準値及び第２基準値はそれぞれ、例えば、ユーザが所望するインクの溶媒組成比及び溶質濃度である。また、第１基準値及び第２基準値は、インクを用いて形成される有機物膜の特性などに応じて決定される。ユーザが、インク管理装置１００が備える操作パネル又はタッチパネル（図示せず）などのユーザインタフェースを介して、第１基準値及び第２基準値を入力してもよい。差分算出部１３２は、ユーザによって入力された、又は、予め定められた第１基準値及び第２基準値を保持するメモリを有する。
【００４４】
物質判定部１３３は、算出部１３１によって算出された溶媒組成比と溶質濃度とが、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、インクに添加すべき物質を判定する。言い換えると、物質判定部１３３は、第１差分及び第２差分が小さくなるように、添加すべき物質を判定する。
【００４５】
例えば、インクが第１揮発性有機溶媒Ｘと第２揮発性有機溶媒Ｙとを含み、所望の溶媒組成比である第１基準値がｘ0／ｙ0であり、算出部１３１によって算出されたインクの溶媒組成比がｘ1／ｙ1である場合を想定する。ここで、ｘ0／ｙ0及びｘ1／ｙ1は、第２揮発性有機溶媒Ｙに対する第１揮発性有機溶媒Ｘの比を示す。
【００４６】
このとき、第１差分ｄ1は、例えば、式２で表される。
【００４７】
ｄ1＝ｘ1／ｙ1−ｘ0／ｙ0 （式２）
【００４８】
第１差分ｄ1が正であれば、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合である溶媒組成比が、第１基準値より大きいことを示す。言い換えると、第１差分ｄ1が正であることは、所望の組成比より第１揮発性有機溶剤Ｘが多く含まれており、第２揮発性有機溶剤Ｙが少ないことを示す。したがって、物質判定部１３３は、第２揮発性有機溶剤Ｙを添加すべき物質と判定する。
【００４９】
逆に、第１差分ｄ1が負であれば、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合である溶媒組成比が、第１基準値より大きいことを示す。言い換えると、第１差分ｄ1が負であることは、所望の組成比より第１揮発性有機溶剤が少なく含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、第１揮発性有機溶剤Ｘを添加すべき物質と判定する。
【００５０】
また、インクが有機溶質Ｚを溶質として含み、所望の溶質濃度がｚ0であり、算出部１３１によって算出された溶質濃度がｚ1である場合を想定する。このとき、第２差分ｄ2は、例えば、式３で表される。
【００５１】
ｄ2＝ｚ1−ｚ0 （式３）
【００５２】
第２差分ｄ2が正であれば、溶質濃度が第２基準値より大きいことを示し、所望の溶質濃度より有機溶質Ｚがインクに多く含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとを添加すべき物質と判定する。
【００５３】
逆に、溶質濃度が第２基準値より小さいことを示し、第２差分ｄ2が負であれば、所望の溶質濃度より有機溶質Ｚがインクに少なく含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、有機溶質Ｚを添加すべき物質と判定する。
【００５４】
添加量決定部１３４は、第１差分と第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、物質判定部１３３によって添加すると判定された物質の添加量を決定する。具体的には、第１差分及び第２差分の絶対値が大きい程、添加量が大きくなるように、添加すべきと判定された物質の添加量を決定する。より好ましくは、添加量決定部１３４は、第１差分と第２差分とがともに０になるように、物質の添加量を決定する。
【００５５】
例えば、添加量決定部１３４は、第１差分ｄ1が負であり、かつ、絶対値が大きい程、第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量が大きくなるように添加量を決定する。より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第１差分ｄ1［ｍｏｌ／ｌ］（＜０）とすると、添加すべき第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量ｘ［ｍｏｌ］は、式４で表される。
【００５６】
ｘ＝Ｖ×｜ｄ1｜／｛ｄ1＋（ｘ0／ｙ0）＋１｝ （式４）
【００５７】
逆に、添加量決定部１３４は、第１差分ｄ1が負であり、かつ、絶対値が大きい程、第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量が大きくなるように添加量を決定する。具体的には、添加すべき第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量ｙ［ｍｏｌ］は、式５で表される。
【００５８】
ｙ＝Ｖ×ｄ1／（ｘ0／ｙ0）／｛ｄ1＋（ｘ0／ｙ0）＋１｝ （式５）
【００５９】
また、添加量決定部１３４は、第２差分ｄ2が正であり、かつ、絶対値が大きい程、第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量と第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量とがそれぞれ大きくなるように、添加量を決定する。このとき、第１差分ｄ1が０であれば、第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとの組成比を保つように、それぞれの添加量を決定する。
【００６０】
より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第２差分ｄ2［ｍｏｌ／ｌ］（＞０）とすると、追加すべき第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとの合計の添加量ｘ＋ｙ［ｍｏｌ］は、式６で表される。
【００６１】
ｘ＋ｙ＝Ｖ×ｄ2／ｚ0 （式６）
【００６２】
逆に、第２差分ｄ2が負であり、かつ、絶対値が大きい程、有機溶質Ｚの添加量が大きくなるように添加量を決定する。
【００６３】
より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第２差分ｄ2［ｍｏｌ／ｌ］（＜０）とすると、追加すべき有機溶質Ｚの添加量ｚ［ｍｏｌ］は、式７で表される。
【００６４】
ｚ＝Ｖ×｜ｄ2｜ （式７）
【００６５】
以上の構成に示すように、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、インクの吸光度と屈折率とを測定することで、溶媒組成比と溶質濃度とを算出する。これにより、従来は、溶媒組成比の変化と溶質濃度の変化とを区別することができなかったのに対して、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、溶媒組成比と溶質濃度とを区別して算出することができる。したがって、インクの溶媒組成比及び溶質濃度の調整を適切に行うことができる。
【００６６】
ここで、吸光度と溶質濃度との関係、並びに、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係について説明する。本実施の形態に係るインク管理装置１００において、算出部１３１は、以下に示す関係を利用することで、吸光度及び屈折率から溶質濃度及び溶媒組成比を算出する。
【００６７】
まず、吸光度と溶質濃度との関係について説明する。
図２は、溶質濃度と吸光度との関係の一例を示す図である。図２に示すように、吸光度と溶質濃度とには正の相関がある。つまり、吸光度が大きい程、溶質濃度は大きくなり、吸光度が小さいほど、溶質濃度は小さくなる。より具体的には、吸光度は、溶質濃度を変数とする所定の一次関数によって決定される。
【００６８】
したがって、算出部１３１は、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度から、溶質濃度を決定することができる。一例として、溶質濃度がインクのモル濃度［ｍｏｌ／ｌ］で表される場合は、算出部１３１は、吸光度ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）とモル吸光係数εとから、溶質濃度ｃを算出する。
【００６９】
図３は、汎用材料について吸収分光測定により得られた吸光度と溶質濃度との関係を示す図である。以下の表１は、汎用材料についての吸光度測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図３に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶媒としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含み、溶質としてエポキシ樹脂を含んでいる。
【００７０】
【表１】
【００７１】
図３に示すように、吸光度と溶質濃度との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、吸光度をｙ、溶質濃度をｘとすると、ｙ＝０．１６１４ｘで表される。つまり、吸光度と溶質濃度とは比例関係にある。他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係が得られる。
【００７２】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、予め溶質濃度が判別しているインクの吸光度を測定しておき、図２に相当するグラフを内部メモリなどに記憶しておく。これにより、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、実際に使用する予定のインク、及び、現在使用中のインクの吸光度を測定することで、溶質濃度を算出することができる。
【００７３】
次に、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係について説明する。
図４は、溶剤組成比と屈折率との関係を溶質濃度毎に示す図である。図４に示すように、溶剤組成比と屈折率との間には正の相関がある。なお、図４に示す溶剤組成比は、２種類の揮発性有機溶剤の一方（屈折率が大きい揮発性有機溶剤）の割合を示している。さらに、溶質濃度と屈折率との間にも正の相関がある。つまり、屈折率が大きい程、溶剤組成比は大きくなり、屈折率が小さいほど、溶剤組成比は小さくなる。
【００７４】
図５は、汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶剤組成比との関係を示す図である。以下の表２は、汎用材料についての屈折率測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図５に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶媒としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含んでおり、溶質は含んでいない。
【００７５】
【表２】
【００７６】
図５に示すように、屈折率と溶剤組成比との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、屈折率をｙ、溶媒組成比（ここではＢＡ／ＢＣＡ×１００）をｘとすると、ｙ＝０．００１１４ｘ＋１．４２６０９で表される。なお、表２に示す値の一次関数への一致度Ｒ2は、０．９９９９８である。他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係が得られる。
【００７７】
また、図６は、汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶質濃度との関係を示す図である。以下の表３は、汎用材料についての屈折率測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図６に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶剤としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含み、溶質としてエポキシ樹脂を含んでいる。なお、溶剤組成比は、５０：５０である。
【００７８】
【表３】
【００７９】
図６に示すように、屈折率と溶質濃度との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、屈折率をｙ、溶質濃度をｘとすると、ｙ＝０．０００１８ｘ＋１．４８２９５で表される。他の溶剤組成比についても同様の関係が得られる。また、他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係がある。
【００８０】
以上のことから、図５と図６とを組み合わせることで、図４に示すような関係が得られる。
【００８１】
算出部１３１は、上述したように、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度から溶質濃度を決定することができる。したがって、まず、算出部１３１は、溶質濃度を決定することで、例えば、図４に示す溶質濃度毎のグラフから１つのグラフを決定する。そして、算出部１３１は、屈折率測定部１２０によって測定された屈折率から溶剤組成比を決定する。
【００８２】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、予め溶質濃度が判別しているインクの屈折率を測定しておき、図４に相当するグラフを内部メモリなどに記憶しておく。これにより、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、実際に使用する予定のインク、及び、現在使用中のインクの屈折率を測定することで、溶剤組成比を算出することができる。
【００８３】
続いて、本実施の形態に係るインク管理装置１００が適用されるインク塗布システムについて説明する。
【００８４】
図７は、本実施の形態に係るインク塗布システム１０の構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、インク塗布システム１０は、インク管理装置１００ａと、印刷装置２００と、インク受け皿２３０と、バルブ２４０と、インク流路とを備える。インク流路は、供給用流路３００と、回収用流路３１０と、内部流路３２０と、再流入流路３３０とを含む。
【００８５】
インク管理装置１００ａは、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を管理及び調整する。インク管理装置１００ａは、図１に示すインク管理装置１００と比較すると、新たに攪拌部１５０を備えている。また、インク管理装置１００ａは、インラインで、すなわち、インク流路を流れるインクに対して、吸光度の測定と屈折率の測定とを行っている。具体的には、インク管理装置１００ａは、内部流路３２０を備え、内部流路３２０を流れるインクの吸光度及び屈折率を測定する。
【００８６】
吸光度測定部１１０は、例えば、図８に示すように、テーパー状のインク流路を形成し、側面方向から光を照射する。例えば、テーパー状のインク流路は、石英管で形成される。このとき、石英管は、内径が１０μｍである部分を含んでいる。
【００８７】
テーパー状のインク流路は、図７に示す内部流路３２０を変形させて形成される。あるいは、内部流路３２０を分岐させ、分岐部分の流路をテーパー状のインク流路に形成する。分岐部分は、吸光度測定部１１０によって吸光度が測定された後、元の内部流路３２０に合流する。これにより、吸光度測定に用いたインクも利用することができる。
【００８８】
一般的に使用されるインクは、溶質濃度が１．５％程度である。このインクは、吸収が強すぎるため、吸収分光測定を行う際は、インクを希釈することで行っていた。しかしながら、図７に示すインク塗布システム１０のように、インラインで吸収分光測定を行う場合には、インクを希釈することはできない。
【００８９】
したがって、インクを希釈する代わりに、吸光度測定部１１０は、光路長を短くすることで、吸収分光測定を行う。例えば、光路長を１０μｍ程度に設定することで、インラインでの吸収分光測定を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、図８に示すようにインク流路をテーパー状にし、入射光を照射する位置を変更することで、光路長を容易に変更することができる。したがって、インク流路を流れるインクの種類に応じて、最適な光路長を選択することが可能となる。
【００９１】
インク流路は、テーパー状でなくてもよく、あるいは、段階的に内径が小さくなる形状であってもよい。
【００９２】
屈折率測定部１２０は、例えば、図９に示すように、プリズムを用いて屈折率測定を行う。プリズム面にインクを流入させ、インク側から、及び、プリズム面に沿って光を入射する。
【００９３】
インク側から入射した光Ａ０は、界面で屈折してプリズム側に出射光Ａ１として出力される。また、プリズム面に沿って入射した光Ｂ０は、界面で屈折してプリズム側に出射光Ｂ１として出力される。
【００９４】
このとき、光Ｂ０よりも入射角が大きくなる入射光は存在しないので、出射光Ｂ１よりも界面に近い角度で出射する光も存在しない。したがって、屈折率測定部１２０は、このときの明暗の境界線の位置を測定することで、インクの屈折率を測定することができる。
【００９５】
判定部１３０は、吸光度測定の結果と屈折率測定の結果とを用いて、インクに添加すべき物質を判定し、添加部１４０が備えるバルブの開閉を制御する。すなわち、判定部１３０は、添加すべき物質であると判定された物質に対応するバルブを開けることで、インクに物質を添加する。
【００９６】
添加部１４０は、図７に示すように、溶質添加部１４１と溶剤添加部１４２とを備える。溶剤添加部１４２は、第１溶剤添加部１４３と、第２溶剤添加部１４４とを備える。
【００９７】
溶質添加部１４１は、溶質タンク１４１ａとバルブ１４１ｂとを備える。
溶質タンク１４１ａは、インクに添加するための有機溶質を溜める容器の一例である。例えば、高分子ポリマーなどが溜められている。
【００９８】
バルブ１４１ｂは、溶質タンク１４１ａと内部流路３２０との間に設置されている。また、バルブ１４１ｂは、判定部１３０によって開閉を制御される。バルブ１４１ｂが開けられているときは、溶質タンク１４１ａに溜められた有機溶質が内部流路３２０に流出する。すなわち、溶質添加部１４１は、バルブ１４１ｂを開けることで、インクに有機溶質を添加する。
【００９９】
なお、添加すべき有機溶質が複数である場合は、溶質タンク１４１ａ及びバルブ１４１ｂは、有機溶質毎に設けられる。
【０１００】
第１溶剤添加部１４３は、溶剤タンク１４３ａとバルブ１４３ｂとを備える。第２溶剤添加部１４４は、溶剤タンク１４４ａとバルブ１４４ｂとを備える。
【０１０１】
溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａは、インクに添加するための揮発性有機溶剤を溜める容器である。なお、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａには、それぞれ異なる揮発性有機溶剤が溜められている。例えば、ベンジルアルコール又はブチルカルビトールアセテートなどが溜められている。なお、キシレン、トルエン、メチルナフタレンなどの芳香族炭化水素を始め、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどの、溶解性などの目的に応じた各種溶剤を使用することもできる。
【０１０２】
バルブ１４３ｂ及び１４４ｂはそれぞれ、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａのそれぞれと内部流路３２０との間に設置されている。また、バルブ１４３ｂ及び１４４ｂは、判定部１３０によって開閉を制御される。バルブ１４３ｂ及び１４４ｂが開けられているときは、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａに溜められた揮発性有機溶剤が内部流路３２０に流出する。すなわち、溶剤添加部１４２は、バルブ１４３ｂ又は１４４ｂを開けることで、インクに揮発性有機溶剤を添加する。
【０１０３】
なお、判定部１３０は、バルブ１４３ｂ及び１４４ｂをそれぞれ独立に制御することができる。すなわち、判定部１３０は、添加すべきと判定した揮発性有機溶剤が溜められている溶剤タンクと接続されたバルブの開閉を行う。
【０１０４】
攪拌部１５０は、インクを攪拌することで、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を均一にする。なお、攪拌部１５０は、溶質添加部１４１、第１溶剤添加部１４３及び第２溶剤添加部１４４のそれぞれに設けられていてもよい。
【０１０５】
印刷装置２００は、インクを塗布する塗布装置の一例であり、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などのデバイスを製造するのに用いられる。印刷装置２００とインク管理装置１００ａとの間には、供給用流路３００が形成されている。供給用流路３００は、本発明に係る第１インク流路の一例であり、バルブ２４０を介して内部流路３２０と接続されている。
【０１０６】
印刷装置２００には、インク管理装置１００ａによって調整されたインクが、供給用流路３００を通って流入する。図７に示すように、印刷装置２００は、インクリザーブタンク２１０と、印刷機ヘッド２２０とを備える。
【０１０７】
インクリザーブタンク２１０は、供給用流路３００を通って流入したインクを溜める容器である。
【０１０８】
印刷機ヘッド２２０は、インク塗布に係る機構であり、インクリザーブタンク２１０から供給されたインクをデバイスに塗布する。例えば、印刷機ヘッド２２０は、可動式であり、デバイスの所望の位置にインクを塗布することができる。
【０１０９】
インク受け皿２３０は、デバイスに塗布した際に余ったインクを回収する容器の一例である。インク受け皿２３０は、回収用流路３１０に接続されており、回収されたインクは回収用流路３１０を通って吸光度測定部１１０に流入される。なお、回収用流路３１０は、本発明に係る第２インク流路の一例である。
【０１１０】
バルブ２４０は、開閉によりインク流路を変更する。つまり、バルブ２４０は、内部流路３２０を、供給用流路３００と再流入流路３３０とのいずれかに接続する。具体的には、バルブ２４０は、インク管理装置１００から流出するインクを印刷装置２００に導くか、再びインク管理装置１００ａに戻すかを制御する。例えば、デバイスへの塗布を行う前に、インクの調整を行う場合は、バルブ２４０は、インクをインク管理装置１００ａに戻すように、内部流路３２０と再流入流路３３０とを接続する。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態に係るインク塗布システム１０では、インク管理装置１００ａと印刷装置２００との間でインクの循環流路が形成されており、インクを無駄なく利用することができる。また、インク管理装置１００内部においても、内部流路３２０を通過するインクに対して、吸光度測定及び屈折率測定を行うので、インクの無駄が生じない。
【０１１２】
なお、本実施の形態に係るインク塗布システム１０は、攪拌部１５０を有するインク管理装置１００ａを備えるが、図１に示すインク管理装置１００を備えていてもよい。このとき、添加後のインクを攪拌する攪拌部は、インク管理装置１００と印刷装置２００との間に備えられていることが好ましい。
【０１１３】
また、インク管理装置１００ａでは、吸光度測定部１１０による吸光度の測定の後で、屈折率測定部１２０による屈折率測定を行っているが、いずれが先に実行されてもよい。また、インク流路を分岐させることで、吸光度測定と屈折率測定とを同時に行ってもよい。
【０１１４】
続いて、図７に示すインク塗布システム１０におけるインク管理装置１００ａの動作について説明する。図１０は、本実施の形態に係るインク管理装置１００ａの動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１５】
まず、吸光度測定部１１０が、吸収分光測定を行うことで、インクの吸光度を測定する（Ｓ１１０）。次に、屈折率測定部１２０が、屈折率測定を行うことで、インクの屈折率を測定する（Ｓ１２０）。なお、吸収分光測定及び屈折率測定は、いずれが先に実行されてもよく、又は、同時に実行されてもよい。
【０１１６】
次に、判定部１３０は、添加すべき物質があるか否かを判定する。例えば、まず、判定部１３０は、高分子ポリマーなどの有機溶質を添加するか否かを判定する（Ｓ１３０）。溶質を添加すると判定された場合（Ｓ１３０でＹｅｓ）、溶質添加部１４１は、バルブ１４１ｂを開けることで溶質タンク１４１ａに溜められた有機溶質をインクに添加する（Ｓ１４０）。
【０１１７】
溶質を添加しないと判定された場合（Ｓ１３０でＮｏ）、判定部１３０は、揮発性有機溶剤である溶媒を添加するか否かを判定する（Ｓ１５０）。このとき、インクは２種類の揮発性有機溶剤を含むので、有機溶剤毎に添加するか否かを判定する。
【０１１８】
溶媒を添加すると判定された場合（Ｓ１５０でＹｅｓ）、溶剤添加部１４２は、バルブ１４３ｂ又は１４４ｂを開けることで溶剤タンク１４３ａ又は１４４ａに溜められた揮発性有機溶剤をインクに添加する（Ｓ１６０）。
【０１１９】
溶媒を添加しないと判定された場合（Ｓ１５０でＮｏ）、攪拌部１５０は、インクを攪拌することで、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を均一にする（Ｓ１７０）。
【０１２０】
なお、溶質及び溶媒の双方とも添加しない場合は、攪拌部１５０は攪拌しなくてもよい。また、攪拌部１５０は、溶質添加部１４１、第１溶剤添加部１４３及び第２溶剤添加部１４４のそれぞれに設けられており、溶質又は溶媒を添加する度に、インクを攪拌してもよい。
【０１２１】
また、図１０に示すフローチャートでは、溶質の添加を判定した後、溶媒の添加を判定する方法について説明したが、溶媒の添加を判定した後、溶質の添加を判定してもよい。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態に係るインク塗布システム１０では、吸光度測定と屈折率とを行うことで、物質をインクに添加するか否かを判定する。具体的には、吸光度測定の結果から溶質濃度を算出し、算出した溶質濃度と屈折率測定の結果とから溶媒組成比を算出する。
【０１２３】
これにより、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに対しても、揮発性有機溶剤及び有機溶質のいずれを添加すればよいかを正しく判定することができる。したがって、印刷装置は、適切に調整されたインクを用いて塗布を行うことができるので、所望の有機膜などを容易に形成することができる。
【０１２４】
なお、図１１に示すインク管理装置１００ｂのように、インクに揮発性有機溶媒及び有機溶質を添加する添加部を備えていなくてもよい。インク管理装置１００ｂは、外部のインク添加装置を制御するための制御情報を出力する。インク添加装置は、例えば、図７に示す添加部１４０を備え、制御情報に基づいてインクに揮発性有機溶剤及び有機溶質を添加する。
【０１２５】
制御情報は、例えば、添加すべき物質、及びその添加量を示す情報である。具体的には、物質判定部１３３及び添加量決定部１３４によって生成される情報である。
【０１２６】
また、本実施の形態のインク塗布システム１０は、バルブ２４０と、インク管理装置１００ａにインクを戻すための再流入流路３３０とを備えていなくてもよい。また、インクの再利用を行わない場合は、インク受け皿２３０及び回収用流路３１０を備えていなくてもよい。
【０１２７】
（実施の形態２）
本実施の形態のインク管理装置は、吸光度測定及び屈折率測定の結果に基づいて揮発性有機溶剤及び有機溶質を添加したインクに対して、再度、吸光度測定及び屈折率測定を行うフィードバック機構を備えることを特徴とする。
【０１２８】
図１２は、実施の形態に係るインク塗布システム２０の構成の一例を示す模式図である。図１２に示すように、インク塗布システム２０は、インク管理装置４００と、印刷装置２００と、インク受け皿２３０と、供給用流路３００と、回収用流路３１０と、調整用流路３４０とを備える。なお、以下では、実施の形態１と同じ構成については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１２９】
インク管理装置４００は、図７に示すインク管理装置１００ｂと比べて、判定部１３０の代わりに判定部４３０を備え、内部流路３２０の代わりに調整用流路３４０を備える点が異なっている。インク管理装置４００の他の構成は、図７に示すインク管理装置１００ｂと同じである。
【０１３０】
判定部４３０は、実施の形態１の判定部１３０と同様の判定を行う。すなわち、吸光度及び屈折率の測定結果に基づいて、インクの溶媒組成比と溶質濃度とを算出することで、インクに添加すべき物質とその添加量とを決定する。
【０１３１】
さらに、判定部４３０は、インク流路を切り替える機能を有する。具体的には、判定部４３０は、インクに添加すべき物質がないと判定した場合のみ、インク流路を供給用流路３００に切り替える。逆に、判定部４３０は、インクに添加すべき物質があると判定した場合は、インク流路を調整用流路３４０に切り替える。このように、判定部４３０は、インクに物質の添加が必要であるか否かを、すなわち、インクが所望の溶媒組成比及び溶質濃度であるか否かを判定する。
【０１３２】
調整用流路３４０は、添加部１４０及び攪拌部１５０を通って、吸光度測定部１１０に接続されている。すなわち、図１２に示すように、攪拌部１５０によって攪拌されたインクは、調整用流路３４０を通って吸光度測定部１１０に戻される。
【０１３３】
以上の構成により、本実施の形態に係るインク塗布システム２０では、判定部４３０によって物質の添加が必要でないと判定されたインク、すなわち、所望の溶媒組成比及び溶質濃度のインクである場合にのみ、インクを印刷装置２００に供給する。また、調整用流路３４０により、一度、物質を添加及び攪拌したインク（添加後インク）に対して、再度、吸光度測定及び屈折率測定を行うフィードバック機構を形成している。
【０１３４】
また、本実施の形態に係るインク塗布システムは、有機ＥＬ素子が備える発光層など、塗布法で形成することが可能な膜を形成する際に適用することができる。例えば、図１３に示すインク塗布システム３０は、赤色光を発する赤色発光層、緑色光を発する緑色発光層、及び、青色光を発する青色発光層を備えるカラー有機ＥＬ素子の形成に適用することができる。
【０１３５】
図１３に示すように、インク塗布システム３０は、赤色発光層用、緑色発光層用、及び青色発光層用のそれぞれのインク管理装置、印刷装置、及びインク受け皿を備える。つまり、インク塗布システム３０は、赤色用のインク管理装置４００Ｒ、印刷装置２００Ｒ、及びインク受け皿２３０Ｒと、緑色用のインク管理装置４００Ｇ、印刷装置２００Ｇ、及びインク受け皿２３０Ｇと、青色用のインク管理装置４００Ｂ、印刷装置２００Ｂ、及びインク受け皿２３０Ｂとを備える。
【０１３６】
赤色用のインク管理装置４００Ｒ、印刷装置２００Ｒ、及びインク受け皿２３０Ｒを備えるインク塗布システムは、図１１に示すインク塗布システム２０に相当する。緑色用のインク管理装置４００Ｇ、印刷装置２００Ｇ、及びインク受け皿２３０Ｇを備えるインク塗布システム、並びに、青色用のインク管理装置４００Ｂ、印刷装置２００Ｂ、及びインク受け皿２３０Ｂを備えるインクシステムも同様である。
【０１３７】
以上の構成によって、湿式成膜法を用いて、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層を形成することができる。なお、上記のインク塗布システム３０は、有機ＥＬ素子の発光層の形成に用いられるだけではなく、樹脂層など他の有機物層に適用することができる。インク塗布システム３０は、異なる種類のインクをインラインで塗布することができるので、成膜の精度を高めることができる。
【０１３８】
以上、本発明に係るインク管理装置、インク管理方法及びインク塗布システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１３９】
例えば、実施の形態１では、算出部１３１が、溶媒組成比を、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合として算出したが、逆であってもよい。すなわち、算出部１３１は、第１揮発性有機溶剤Ｘに対する第２揮発性有機溶剤Ｙの割合として溶媒組成比を算出してもよい。
【０１４０】
なお、図１に示すインク管理装置１００のように、本発明に係るインク管理装置は、インラインでのインク調整を行わなくてもよい。例えば、図７に示す印刷装置２００が備えるインクリザーブタンク２１０からインクを取得し、取得したインクに対して吸光度及び屈折率を測定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができるという効果を奏し、例えば、測定結果に基づいて調整されたインクを塗布するインク塗布システムなどに利用することができる。また、本発明は、有機ＥＬ素子の製造など、湿式成膜法を利用したデバイスの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、２０、３０ インク塗布システム
１００、１００ａ、１００ｂ、４００、４００Ｂ、４００Ｇ、４００Ｒ インク管理装置
１１０ 吸光度測定部
１２０ 屈折率測定部
１３０、４３０ 判定部
１３１ 算出部
１３２ 差分算出部
１３３ 物質判定部
１３４ 添加量決定部
１４０ 添加部
１４１ 溶質添加部
１４１ａ 溶質タンク
１４１ｂ、１４３ｂ、１４４ｂ、２４０ バルブ
１４２ 溶剤添加部
１４３ 第１溶剤添加部
１４３ａ、１４４ａ 溶剤タンク
１４４ 第２溶剤添加部
２００、２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ 印刷装置
２１０ インクリザーブタンク
２２０ 印刷機ヘッド
２３０、２３０Ｂ、２３０Ｇ、２３０Ｒ インク受け皿
３００ 供給用流路
３１０ 回収用流路
３２０ 内部流路
３３０ 再流入流路
３４０ 調整用流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置に関し、特に、複数の有機溶剤の組成比、及び、有機溶質の濃度を管理するインク管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、揮発性の高い有機溶剤（以下、揮発性有機溶剤と記載する）と有機溶質とを含むインクを塗布し、塗布したインクを乾燥させてパターンを形成することで、デバイスなどの被膜を形成する技術が知られている。この技術において、所望の膜厚の被膜を形成するためには、インクに含まれる有機溶剤の組成比、及び有機溶質の濃度などを管理し、調整する必要がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、樹脂を含む溶液である樹脂液の屈折率を測定することにより、樹脂液の濃度を調整する技術が記載されている。具体的には、樹脂液の屈折率測定を行い、初期屈折率より増加した場合は、溶媒を添加、減少した場合は溶質を添加する。このようにして、樹脂液の濃度を所望の濃度になるように調整している。
【０００４】
また、特許文献２には、塗料の使用前後の屈折率を測定し、測定結果に応じて溶剤組成と溶質濃度とを決定する技術が記載されている。具体的には、塗料に使用する溶剤及び溶質の屈折率測定を行い、さらに、一定期間使用した後に固形分率と屈折率とを測定する。このようにして、使用前後の屈折率に基づいて溶剤組成及び溶質濃度を決定することで、塗料の管理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９０９５３号公報
【特許文献２】特開２００２−２９４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、以下のような課題がある。
まず、特許文献１に記載の技術には、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに適用することができないという課題がある。確かに、特許文献１に記載の技術では、溶剤として揮発性の低い水溶剤を利用しているため、屈折率の変動を一義的に溶質濃度として決定することはできる。
【０００７】
しかしながら、複数の有機溶剤を使用した場合、屈折率測定の結果には、溶剤の組成比の変動と溶質の濃度の変動との両方の影響が現れる。このため、特許文献１に記載の技術では、溶剤と溶質とのいずれを調整すればよいのかを判別することができないので、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに適用することができない。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術には、固形分率を測定するために、加熱又は減圧により揮発性有機溶剤を除去する必要があり、工程が煩雑になるという課題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができるインク管理装置、インク管理方法、及び、インク塗布システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るインク管理装置は、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置であって、前記インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、前記インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定部とを備え、前記判定部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出部と、前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部とを有する。
【００１１】
これにより、吸光度測定と屈折率測定とを行うことで、インクに含まれる揮発性有機材料の組成比と、インクに含まれる有機溶質の濃度とを容易に測定することができる。
【００１２】
また、前記算出部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度を用いて、前記有機溶質の濃度を算出し、算出した濃度と、前記屈折率測定部によって測定された屈折率とを用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比を算出してもよい。
【００１３】
これにより、吸光度測定により有機溶質の濃度を算出することができるので、算出した結果と屈折率測定の結果とを用いて揮発性有機溶剤の組成比を算出することができる。したがって、インクに添加すべき物質を正しく決定することができる。
【００１４】
また、前記インク管理装置は、さらに、前記判定部によって添加すると判定された物質を前記インクに添加する添加部を備えてもよい。
【００１５】
これにより、算出した濃度と組成比とに基づいて判定した物質をインクに添加するので、インクの組成比及び濃度を容易に調整することができる。
【００１６】
また、前記判定部は、さらに、前記算出部によって算出された組成比と第１基準値との差である第１差分と、前記算出部によって算出された濃度と第２基準値との差である第２差分とを算出する差分算出部と、前記第１差分と前記第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、前記物質判定部によって添加すると判定された物質の添加量を決定する添加量決定部とを有し、前記添加部は、前記判定部によって添加すると判定された物質を、前記添加量決定部によって決定された添加量だけ前記インクに添加してもよい。
【００１７】
また、前記インクは、前記２種類の揮発性有機溶剤として、第１揮発性有機溶剤と第２揮発性有機溶剤とを含み、前記算出部は、前記第２揮発性有機溶剤に対する前記第１揮発性有機溶剤の割合を、前記組成比として算出し、前記判定部は、前記算出部によって算出された組成比が第１基準値より大きい場合に、前記第２揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された組成比が前記第１基準値より小さい場合に、前記第１揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定してもよい。
【００１８】
また、前記判定部は、前記算出部によって算出された濃度が第２基準値より大きい場合に、前記２種類の揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された濃度が前記第２基準値より小さい場合に、前記有機溶質を添加すべき物質として判定してもよい。
【００１９】
また、前記吸光度測定部は、さらに、前記添加部によって物質が添加された後の添加後インクの吸光度を測定し、前記屈折率測定部は、さらに、前記添加後インクの屈折率を測定してもよい。
【００２０】
これにより、添加後インクの吸光度及び屈折率を測定することができるので、インクの組成比及び濃度をより精度良く調整することができる。
【００２１】
また、前記吸光度測定部は、テーパー形状の管を備え、前記インクを前記管に流入させ、前記管の側面から光を照射し、入射光の強度と出射光の強度とを測定することで、前記インクの吸光度を測定してもよい。
【００２２】
これにより、インク流路をテーパー状にし、入射光を照射する位置を変更することで、光路長を容易に変更することができる。したがって、インク流路を流れるインクの種類に応じて、最適な光路長を選択することが可能となり、様々な種類のインクに適用することができる。
【００２３】
また、前記吸光度測定部と前記屈折率測定部とは、前記吸光度の測定と前記屈折率の測定とをインラインで行ってもよい。
【００２４】
これにより、インラインでインクの調整を行うことができるので、実際に使用するインクをリアルタイムで評価及び調整することができる。
【００２５】
また、本発明に係るインク塗布システムは、上記インク管理装置と、前記インク管理装置によって管理されたインクを塗布する塗布装置と、前記インク管理装置と前記塗布装置とを接続し、前記添加部によって物質が添加されたインクを、前記インク管理装置から前記塗布装置へ流入させる第１インク流路とを備え、前記塗布装置は、前記第１インク流路を通って流入したインクを塗布する。
【００２６】
これにより、インク管理装置によって、吸光度測定と屈折率測定とを行うことで、インクに含まれる揮発性有機材料の組成比と、インクに含まれる有機溶質の濃度とを容易に測定することができるので、適切に管理されたインクを用いた塗布を行うことができる。したがって、より精度の高い成膜などを行うことができる。
【００２７】
また、前記インク塗布システムは、さらに、前記塗布装置が塗布に用いたインクの一部を回収する回収容器と、前記回収容器と前記インク管理装置とを接続し、前記回収容器に回収されたインクを前記インク管理装置へ流入させる第２インク流路とを備え、前記インク管理装置は、前記第２インク流路を通って流入したインクを管理してもよい。
【００２８】
これにより、回収したインクを再利用することができるので、コスト削減、及び環境への負荷を低減することができる。
【００２９】
また、本発明は、上記の各インク管理装置を構成する処理部をステップとして含むインク管理方法として実現してもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態１に係るインク管理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】溶質濃度と吸光度との関係の一例を示す図である。
【図３】汎用材料について吸収分光測定により得られた吸光度と溶質濃度との関係を示す図である。
【図４】溶剤組成比と屈折率との関係を溶質濃度毎に示す図である。
【図５】汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶剤組成比との関係を示す図である。
【図６】汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶質濃度との関係を示す図である。
【図７】実施の形態１に係るインク塗布システムの構成の一例を示す模式図である。
【図８】実施の形態１に係る吸光度測定の一例を示す模式図である。
【図９】実施の形態１に係る屈折率測定の一例を示す模式図である。
【図１０】実施の形態１に係るインク管理装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１に係るインク管理装置の構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係るインク塗布システムの構成の一例を示す模式図である。
【図１３】実施の形態２に係るインク塗布システムの構成の別の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下では、本発明に係るインク管理装置、インク管理方法、及びインク塗布システムについて、実施の形態に基づいて図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
本実施の形態に係るインク管理装置は、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置である。本実施の形態に係るインク管理装置は、インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうちインクに添加すべき物質を判定する判定部とを備えることを特徴とする。以下では、まず、本実施の形態に係るインク管理装置の構成について図１を用いて説明する。
【００３４】
図１は、本実施の形態に係るインク管理装置１００の構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態において、インクは、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含む溶液である。すなわち、インクは、２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に、有機物からなる有機溶質が溶解している溶液である。例えば、有機溶質は、高分子ポリマーなどの高分子樹脂である。
【００３５】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、所定の測定を行うことで、インクに含まれる揮発性有機溶剤の組成比（溶媒組成比）、及び、有機溶質の濃度（溶質濃度）を決定し、インクの溶媒組成比と溶質濃度とを調整する。また、図１に示すように、インク管理装置１００は、吸光度測定部１１０と、屈折率測定部１２０と、判定部１３０と、添加部１４０とを備える。
【００３６】
吸光度測定部１１０は、吸収分光測定によりインクの吸光度を測定する。例えば、吸光度測定部１１０は、インクに光を照射し、インクに入射する前の光の強度と、インクを透過して出射された光の強度とを測定することで、インクの吸光度を測定する。
【００３７】
なお、インクに入射する前の光の放射強度をＩ0とし、インク中を距離Ｌだけ移動して出射される光の強度をＩ1とした場合、吸光度は、ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）で表され、以下の式１が成立する。
【００３８】
ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）＝−εｃＬ （式１）
【００３９】
ここで、εはモル吸光係数であり、ｃはインクのモル濃度である。
屈折率測定部１２０は、インクの屈折率を測定する。例えば、屈折率測定部１２０は、インクに光を照射し、インクに入射する光の入射角と、インクから出射する光の屈折角とを測定することで、インクの屈折率を測定する。例えば、屈折率測定部１２０は、プリズムを用いて、プリズム面とインクとの界面での光の屈折を測定することで、インクの屈折率を測定する。
【００４０】
判定部１３０は、２種類の揮発性有機溶剤と有機溶質とのうち、インクに添加すべき物質を判定する。図１に示すように、判定部１３０は、算出部１３１と、差分算出部１３２と、物質判定部１３３と、添加量決定部１３４とを備える。
【００４１】
算出部１３１は、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度と、屈折率測定部１２０によって測定された屈折率とを用いて、２種類の揮発性有機溶剤の組成比（溶媒組成比）と、有機溶質の濃度（溶質濃度）とを算出する。例えば、算出部１３１は、吸光度と溶質濃度との関係を示す所定の関数に従って、吸光度から溶質濃度を算出する。さらに、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係を示す所定の関数に従って、算出した溶質濃度と測定された屈折率とを用いて溶媒組成比を算出する。具体的な処理については、後で説明する。
【００４２】
差分算出部１３２は、算出部１３１によって算出された溶媒組成比と予め定められた第１基準値との差である第１差分を算出する。さらに、差分算出部１３２は、算出部１３１によって算出された溶質濃度と予め定められた第２基準値との差である第２差分を算出する。
【００４３】
第１基準値及び第２基準値はそれぞれ、例えば、ユーザが所望するインクの溶媒組成比及び溶質濃度である。また、第１基準値及び第２基準値は、インクを用いて形成される有機物膜の特性などに応じて決定される。ユーザが、インク管理装置１００が備える操作パネル又はタッチパネル（図示せず）などのユーザインタフェースを介して、第１基準値及び第２基準値を入力してもよい。差分算出部１３２は、ユーザによって入力された、又は、予め定められた第１基準値及び第２基準値を保持するメモリを有する。
【００４４】
物質判定部１３３は、算出部１３１によって算出された溶媒組成比と溶質濃度とが、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、インクに添加すべき物質を判定する。言い換えると、物質判定部１３３は、第１差分及び第２差分が小さくなるように、添加すべき物質を判定する。
【００４５】
例えば、インクが第１揮発性有機溶媒Ｘと第２揮発性有機溶媒Ｙとを含み、所望の溶媒組成比である第１基準値がｘ0／ｙ0であり、算出部１３１によって算出されたインクの溶媒組成比がｘ1／ｙ1である場合を想定する。ここで、ｘ0／ｙ0及びｘ1／ｙ1は、第２揮発性有機溶媒Ｙに対する第１揮発性有機溶媒Ｘの比を示す。
【００４６】
このとき、第１差分ｄ1は、例えば、式２で表される。
【００４７】
ｄ1＝ｘ1／ｙ1−ｘ0／ｙ0 （式２）
【００４８】
第１差分ｄ1が正であれば、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合である溶媒組成比が、第１基準値より大きいことを示す。言い換えると、第１差分ｄ1が正であることは、所望の組成比より第１揮発性有機溶剤Ｘが多く含まれており、第２揮発性有機溶剤Ｙが少ないことを示す。したがって、物質判定部１３３は、第２揮発性有機溶剤Ｙを添加すべき物質と判定する。
【００４９】
逆に、第１差分ｄ1が負であれば、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合である溶媒組成比が、第１基準値より大きいことを示す。言い換えると、第１差分ｄ1が負であることは、所望の組成比より第１揮発性有機溶剤が少なく含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、第１揮発性有機溶剤Ｘを添加すべき物質と判定する。
【００５０】
また、インクが有機溶質Ｚを溶質として含み、所望の溶質濃度がｚ0であり、算出部１３１によって算出された溶質濃度がｚ1である場合を想定する。このとき、第２差分ｄ2は、例えば、式３で表される。
【００５１】
ｄ2＝ｚ1−ｚ0 （式３）
【００５２】
第２差分ｄ2が正であれば、溶質濃度が第２基準値より大きいことを示し、所望の溶質濃度より有機溶質Ｚがインクに多く含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとを添加すべき物質と判定する。
【００５３】
逆に、溶質濃度が第２基準値より小さいことを示し、第２差分ｄ2が負であれば、所望の溶質濃度より有機溶質Ｚがインクに少なく含まれていることを示す。したがって、物質判定部１３３は、有機溶質Ｚを添加すべき物質と判定する。
【００５４】
添加量決定部１３４は、第１差分と第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、物質判定部１３３によって添加すると判定された物質の添加量を決定する。具体的には、第１差分及び第２差分の絶対値が大きい程、添加量が大きくなるように、添加すべきと判定された物質の添加量を決定する。より好ましくは、添加量決定部１３４は、第１差分と第２差分とがともに０になるように、物質の添加量を決定する。
【００５５】
例えば、添加量決定部１３４は、第１差分ｄ1が負であり、かつ、絶対値が大きい程、第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量が大きくなるように添加量を決定する。より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第１差分ｄ1［ｍｏｌ／ｌ］（＜０）とすると、添加すべき第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量ｘ［ｍｏｌ］は、式４で表される。
【００５６】
ｘ＝Ｖ×｜ｄ1｜／｛ｄ1＋（ｘ0／ｙ0）＋１｝ （式４）
【００５７】
逆に、添加量決定部１３４は、第１差分ｄ1が負であり、かつ、絶対値が大きい程、第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量が大きくなるように添加量を決定する。具体的には、添加すべき第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量ｙ［ｍｏｌ］は、式５で表される。
【００５８】
ｙ＝Ｖ×ｄ1／（ｘ0／ｙ0）／｛ｄ1＋（ｘ0／ｙ0）＋１｝ （式５）
【００５９】
また、添加量決定部１３４は、第２差分ｄ2が正であり、かつ、絶対値が大きい程、第１揮発性有機溶剤Ｘの添加量と第２揮発性有機溶剤Ｙの添加量とがそれぞれ大きくなるように、添加量を決定する。このとき、第１差分ｄ1が０であれば、第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとの組成比を保つように、それぞれの添加量を決定する。
【００６０】
より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第２差分ｄ2［ｍｏｌ／ｌ］（＞０）とすると、追加すべき第１揮発性有機溶剤Ｘと第２揮発性有機溶剤Ｙとの合計の添加量ｘ＋ｙ［ｍｏｌ］は、式６で表される。
【００６１】
ｘ＋ｙ＝Ｖ×ｄ2／ｚ0 （式６）
【００６２】
逆に、第２差分ｄ2が負であり、かつ、絶対値が大きい程、有機溶質Ｚの添加量が大きくなるように添加量を決定する。
【００６３】
より具体的には、現在のインクの量をＶ［ｌ］、第２差分ｄ2［ｍｏｌ／ｌ］（＜０）とすると、追加すべき有機溶質Ｚの添加量ｚ［ｍｏｌ］は、式７で表される。
【００６４】
ｚ＝Ｖ×｜ｄ2｜ （式７）
【００６５】
以上の構成に示すように、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、インクの吸光度と屈折率とを測定することで、溶媒組成比と溶質濃度とを算出する。これにより、従来は、溶媒組成比の変化と溶質濃度の変化とを区別することができなかったのに対して、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、溶媒組成比と溶質濃度とを区別して算出することができる。したがって、インクの溶媒組成比及び溶質濃度の調整を適切に行うことができる。
【００６６】
ここで、吸光度と溶質濃度との関係、並びに、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係について説明する。本実施の形態に係るインク管理装置１００において、算出部１３１は、以下に示す関係を利用することで、吸光度及び屈折率から溶質濃度及び溶媒組成比を算出する。
【００６７】
まず、吸光度と溶質濃度との関係について説明する。
図２は、溶質濃度と吸光度との関係の一例を示す図である。図２に示すように、吸光度と溶質濃度とには正の相関がある。つまり、吸光度が大きい程、溶質濃度は大きくなり、吸光度が小さいほど、溶質濃度は小さくなる。より具体的には、吸光度は、溶質濃度を変数とする所定の一次関数によって決定される。
【００６８】
したがって、算出部１３１は、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度から、溶質濃度を決定することができる。一例として、溶質濃度がインクのモル濃度［ｍｏｌ／ｌ］で表される場合は、算出部１３１は、吸光度ｌｏｇ10（Ｉ1／Ｉ0）とモル吸光係数εとから、溶質濃度ｃを算出する。
【００６９】
図３は、汎用材料について吸収分光測定により得られた吸光度と溶質濃度との関係を示す図である。以下の表１は、汎用材料についての吸光度測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図３に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶媒としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含み、溶質としてエポキシ樹脂を含んでいる。
【００７０】
【表１】
【００７１】
図３に示すように、吸光度と溶質濃度との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、吸光度をｙ、溶質濃度をｘとすると、ｙ＝０．１６１４ｘで表される。つまり、吸光度と溶質濃度とは比例関係にある。他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係が得られる。
【００７２】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、予め溶質濃度が判別しているインクの吸光度を測定しておき、図２に相当するグラフを内部メモリなどに記憶しておく。これにより、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、実際に使用する予定のインク、及び、現在使用中のインクの吸光度を測定することで、溶質濃度を算出することができる。
【００７３】
次に、屈折率と溶質濃度及び溶媒組成比との関係について説明する。
図４は、溶剤組成比と屈折率との関係を溶質濃度毎に示す図である。図４に示すように、溶剤組成比と屈折率との間には正の相関がある。なお、図４に示す溶剤組成比は、２種類の揮発性有機溶剤の一方（屈折率が大きい揮発性有機溶剤）の割合を示している。さらに、溶質濃度と屈折率との間にも正の相関がある。つまり、屈折率が大きい程、溶剤組成比は大きくなり、屈折率が小さいほど、溶剤組成比は小さくなる。
【００７４】
図５は、汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶剤組成比との関係を示す図である。以下の表２は、汎用材料についての屈折率測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図５に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶媒としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含んでおり、溶質は含んでいない。
【００７５】
【表２】
【００７６】
図５に示すように、屈折率と溶剤組成比との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、屈折率をｙ、溶媒組成比（ここではＢＡ／ＢＣＡ×１００）をｘとすると、ｙ＝０．００１１４ｘ＋１．４２６０９で表される。なお、表２に示す値の一次関数への一致度Ｒ2は、０．９９９９８である。他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係が得られる。
【００７７】
また、図６は、汎用材料について屈折率測定により得られた屈折率と溶質濃度との関係を示す図である。以下の表３は、汎用材料についての屈折率測定の結果を示しており、これをプロットしたものが図６に示すグラフである。なお、ここで用いた汎用材料は、２種類の揮発性有機溶剤としてベンジルアルコール（ＢＡ）とブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）とを含み、溶質としてエポキシ樹脂を含んでいる。なお、溶剤組成比は、５０：５０である。
【００７８】
【表３】
【００７９】
図６に示すように、屈折率と溶質濃度との間には、一次関数によって近似される関係がある。具体的には、屈折率をｙ、溶質濃度をｘとすると、ｙ＝０．０００１８ｘ＋１．４８２９５で表される。他の溶剤組成比についても同様の関係が得られる。また、他の有機材料を用いた場合でも、概ね似たような関係がある。
【００８０】
以上のことから、図５と図６とを組み合わせることで、図４に示すような関係が得られる。
【００８１】
算出部１３１は、上述したように、吸光度測定部１１０によって測定された吸光度から溶質濃度を決定することができる。したがって、まず、算出部１３１は、溶質濃度を決定することで、例えば、図４に示す溶質濃度毎のグラフから１つのグラフを決定する。そして、算出部１３１は、屈折率測定部１２０によって測定された屈折率から溶剤組成比を決定する。
【００８２】
本実施の形態に係るインク管理装置１００は、予め溶質濃度が判別しているインクの屈折率を測定しておき、図４に相当するグラフを内部メモリなどに記憶しておく。これにより、本実施の形態に係るインク管理装置１００は、実際に使用する予定のインク、及び、現在使用中のインクの屈折率を測定することで、溶剤組成比を算出することができる。
【００８３】
続いて、本実施の形態に係るインク管理装置１００が適用されるインク塗布システムについて説明する。
【００８４】
図７は、本実施の形態に係るインク塗布システム１０の構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、インク塗布システム１０は、インク管理装置１００ａと、印刷装置２００と、インク受け皿２３０と、バルブ２４０と、インク流路とを備える。インク流路は、供給用流路３００と、回収用流路３１０と、内部流路３２０と、再流入流路３３０とを含む。
【００８５】
インク管理装置１００ａは、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を管理及び調整する。インク管理装置１００ａは、図１に示すインク管理装置１００と比較すると、新たに攪拌部１５０を備えている。また、インク管理装置１００ａは、インラインで、すなわち、インク流路を流れるインクに対して、吸光度の測定と屈折率の測定とを行っている。具体的には、インク管理装置１００ａは、内部流路３２０を備え、内部流路３２０を流れるインクの吸光度及び屈折率を測定する。
【００８６】
吸光度測定部１１０は、例えば、図８に示すように、テーパー状のインク流路を形成し、側面方向から光を照射する。例えば、テーパー状のインク流路は、石英管で形成される。このとき、石英管は、内径が１０μｍである部分を含んでいる。
【００８７】
テーパー状のインク流路は、図７に示す内部流路３２０を変形させて形成される。あるいは、内部流路３２０を分岐させ、分岐部分の流路をテーパー状のインク流路に形成する。分岐部分は、吸光度測定部１１０によって吸光度が測定された後、元の内部流路３２０に合流する。これにより、吸光度測定に用いたインクも利用することができる。
【００８８】
一般的に使用されるインクは、溶質濃度が１．５％程度である。このインクは、吸収が強すぎるため、吸収分光測定を行う際は、インクを希釈することで行っていた。しかしながら、図７に示すインク塗布システム１０のように、インラインで吸収分光測定を行う場合には、インクを希釈することはできない。
【００８９】
したがって、インクを希釈する代わりに、吸光度測定部１１０は、光路長を短くすることで、吸収分光測定を行う。例えば、光路長を１０μｍ程度に設定することで、インラインでの吸収分光測定を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、図８に示すようにインク流路をテーパー状にし、入射光を照射する位置を変更することで、光路長を容易に変更することができる。したがって、インク流路を流れるインクの種類に応じて、最適な光路長を選択することが可能となる。
【００９１】
インク流路は、テーパー状でなくてもよく、あるいは、段階的に内径が小さくなる形状であってもよい。
【００９２】
屈折率測定部１２０は、例えば、図９に示すように、プリズムを用いて屈折率測定を行う。プリズム面にインクを流入させ、インク側から、及び、プリズム面に沿って光を入射する。
【００９３】
インク側から入射した光Ａ０は、界面で屈折してプリズム側に出射光Ａ１として出力される。また、プリズム面に沿って入射した光Ｂ０は、界面で屈折してプリズム側に出射光Ｂ１として出力される。
【００９４】
このとき、光Ｂ０よりも入射角が大きくなる入射光は存在しないので、出射光Ｂ１よりも界面に近い角度で出射する光も存在しない。したがって、屈折率測定部１２０は、このときの明暗の境界線の位置を測定することで、インクの屈折率を測定することができる。
【００９５】
判定部１３０は、吸光度測定の結果と屈折率測定の結果とを用いて、インクに添加すべき物質を判定し、添加部１４０が備えるバルブの開閉を制御する。すなわち、判定部１３０は、添加すべき物質であると判定された物質に対応するバルブを開けることで、インクに物質を添加する。
【００９６】
添加部１４０は、図７に示すように、溶質添加部１４１と溶剤添加部１４２とを備える。溶剤添加部１４２は、第１溶剤添加部１４３と、第２溶剤添加部１４４とを備える。
【００９７】
溶質添加部１４１は、溶質タンク１４１ａとバルブ１４１ｂとを備える。
溶質タンク１４１ａは、インクに添加するための有機溶質を溜める容器の一例である。例えば、高分子ポリマーなどが溜められている。
【００９８】
バルブ１４１ｂは、溶質タンク１４１ａと内部流路３２０との間に設置されている。また、バルブ１４１ｂは、判定部１３０によって開閉を制御される。バルブ１４１ｂが開けられているときは、溶質タンク１４１ａに溜められた有機溶質が内部流路３２０に流出する。すなわち、溶質添加部１４１は、バルブ１４１ｂを開けることで、インクに有機溶質を添加する。
【００９９】
なお、添加すべき有機溶質が複数である場合は、溶質タンク１４１ａ及びバルブ１４１ｂは、有機溶質毎に設けられる。
【０１００】
第１溶剤添加部１４３は、溶剤タンク１４３ａとバルブ１４３ｂとを備える。第２溶剤添加部１４４は、溶剤タンク１４４ａとバルブ１４４ｂとを備える。
【０１０１】
溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａは、インクに添加するための揮発性有機溶剤を溜める容器である。なお、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａには、それぞれ異なる揮発性有機溶剤が溜められている。例えば、ベンジルアルコール又はブチルカルビトールアセテートなどが溜められている。なお、キシレン、トルエン、メチルナフタレンなどの芳香族炭化水素を始め、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどの、溶解性などの目的に応じた各種溶剤を使用することもできる。
【０１０２】
バルブ１４３ｂ及び１４４ｂはそれぞれ、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａのそれぞれと内部流路３２０との間に設置されている。また、バルブ１４３ｂ及び１４４ｂは、判定部１３０によって開閉を制御される。バルブ１４３ｂ及び１４４ｂが開けられているときは、溶剤タンク１４３ａ及び１４４ａに溜められた揮発性有機溶剤が内部流路３２０に流出する。すなわち、溶剤添加部１４２は、バルブ１４３ｂ又は１４４ｂを開けることで、インクに揮発性有機溶剤を添加する。
【０１０３】
なお、判定部１３０は、バルブ１４３ｂ及び１４４ｂをそれぞれ独立に制御することができる。すなわち、判定部１３０は、添加すべきと判定した揮発性有機溶剤が溜められている溶剤タンクと接続されたバルブの開閉を行う。
【０１０４】
攪拌部１５０は、インクを攪拌することで、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を均一にする。なお、攪拌部１５０は、溶質添加部１４１、第１溶剤添加部１４３及び第２溶剤添加部１４４のそれぞれに設けられていてもよい。
【０１０５】
印刷装置２００は、インクを塗布する塗布装置の一例であり、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などのデバイスを製造するのに用いられる。印刷装置２００とインク管理装置１００ａとの間には、供給用流路３００が形成されている。供給用流路３００は、本発明に係る第１インク流路の一例であり、バルブ２４０を介して内部流路３２０と接続されている。
【０１０６】
印刷装置２００には、インク管理装置１００ａによって調整されたインクが、供給用流路３００を通って流入する。図７に示すように、印刷装置２００は、インクリザーブタンク２１０と、印刷機ヘッド２２０とを備える。
【０１０７】
インクリザーブタンク２１０は、供給用流路３００を通って流入したインクを溜める容器である。
【０１０８】
印刷機ヘッド２２０は、インク塗布に係る機構であり、インクリザーブタンク２１０から供給されたインクをデバイスに塗布する。例えば、印刷機ヘッド２２０は、可動式であり、デバイスの所望の位置にインクを塗布することができる。
【０１０９】
インク受け皿２３０は、デバイスに塗布した際に余ったインクを回収する容器の一例である。インク受け皿２３０は、回収用流路３１０に接続されており、回収されたインクは回収用流路３１０を通って吸光度測定部１１０に流入される。なお、回収用流路３１０は、本発明に係る第２インク流路の一例である。
【０１１０】
バルブ２４０は、開閉によりインク流路を変更する。つまり、バルブ２４０は、内部流路３２０を、供給用流路３００と再流入流路３３０とのいずれかに接続する。具体的には、バルブ２４０は、インク管理装置１００から流出するインクを印刷装置２００に導くか、再びインク管理装置１００ａに戻すかを制御する。例えば、デバイスへの塗布を行う前に、インクの調整を行う場合は、バルブ２４０は、インクをインク管理装置１００ａに戻すように、内部流路３２０と再流入流路３３０とを接続する。
【０１１１】
以上のように、本実施の形態に係るインク塗布システム１０では、インク管理装置１００ａと印刷装置２００との間でインクの循環流路が形成されており、インクを無駄なく利用することができる。また、インク管理装置１００内部においても、内部流路３２０を通過するインクに対して、吸光度測定及び屈折率測定を行うので、インクの無駄が生じない。
【０１１２】
なお、本実施の形態に係るインク塗布システム１０は、攪拌部１５０を有するインク管理装置１００ａを備えるが、図１に示すインク管理装置１００を備えていてもよい。このとき、添加後のインクを攪拌する攪拌部は、インク管理装置１００と印刷装置２００との間に備えられていることが好ましい。
【０１１３】
また、インク管理装置１００ａでは、吸光度測定部１１０による吸光度の測定の後で、屈折率測定部１２０による屈折率測定を行っているが、いずれが先に実行されてもよい。また、インク流路を分岐させることで、吸光度測定と屈折率測定とを同時に行ってもよい。
【０１１４】
続いて、図７に示すインク塗布システム１０におけるインク管理装置１００ａの動作について説明する。図１０は、本実施の形態に係るインク管理装置１００ａの動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１５】
まず、吸光度測定部１１０が、吸収分光測定を行うことで、インクの吸光度を測定する（Ｓ１１０）。次に、屈折率測定部１２０が、屈折率測定を行うことで、インクの屈折率を測定する（Ｓ１２０）。なお、吸収分光測定及び屈折率測定は、いずれが先に実行されてもよく、又は、同時に実行されてもよい。
【０１１６】
次に、判定部１３０は、添加すべき物質があるか否かを判定する。例えば、まず、判定部１３０は、高分子ポリマーなどの有機溶質を添加するか否かを判定する（Ｓ１３０）。溶質を添加すると判定された場合（Ｓ１３０でＹｅｓ）、溶質添加部１４１は、バルブ１４１ｂを開けることで溶質タンク１４１ａに溜められた有機溶質をインクに添加する（Ｓ１４０）。
【０１１７】
溶質を添加しないと判定された場合（Ｓ１３０でＮｏ）、判定部１３０は、揮発性有機溶剤である溶媒を添加するか否かを判定する（Ｓ１５０）。このとき、インクは２種類の揮発性有機溶剤を含むので、有機溶剤毎に添加するか否かを判定する。
【０１１８】
溶媒を添加すると判定された場合（Ｓ１５０でＹｅｓ）、溶剤添加部１４２は、バルブ１４３ｂ又は１４４ｂを開けることで溶剤タンク１４３ａ又は１４４ａに溜められた揮発性有機溶剤をインクに添加する（Ｓ１６０）。
【０１１９】
溶媒を添加しないと判定された場合（Ｓ１５０でＮｏ）、攪拌部１５０は、インクを攪拌することで、インクの溶媒組成比及び溶質濃度を均一にする（Ｓ１７０）。
【０１２０】
なお、溶質及び溶媒の双方とも添加しない場合は、攪拌部１５０は攪拌しなくてもよい。また、攪拌部１５０は、溶質添加部１４１、第１溶剤添加部１４３及び第２溶剤添加部１４４のそれぞれに設けられており、溶質又は溶媒を添加する度に、インクを攪拌してもよい。
【０１２１】
また、図１０に示すフローチャートでは、溶質の添加を判定した後、溶媒の添加を判定する方法について説明したが、溶媒の添加を判定した後、溶質の添加を判定してもよい。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態に係るインク塗布システム１０では、吸光度測定と屈折率とを行うことで、物質をインクに添加するか否かを判定する。具体的には、吸光度測定の結果から溶質濃度を算出し、算出した溶質濃度と屈折率測定の結果とから溶媒組成比を算出する。
【０１２３】
これにより、複数の揮発性有機溶剤を含むインクに対しても、揮発性有機溶剤及び有機溶質のいずれを添加すればよいかを正しく判定することができる。したがって、印刷装置は、適切に調整されたインクを用いて塗布を行うことができるので、所望の有機膜などを容易に形成することができる。
【０１２４】
なお、図１１に示すインク管理装置１００ｂのように、インクに揮発性有機溶媒及び有機溶質を添加する添加部を備えていなくてもよい。インク管理装置１００ｂは、外部のインク添加装置を制御するための制御情報を出力する。インク添加装置は、例えば、図７に示す添加部１４０を備え、制御情報に基づいてインクに揮発性有機溶剤及び有機溶質を添加する。
【０１２５】
制御情報は、例えば、添加すべき物質、及びその添加量を示す情報である。具体的には、物質判定部１３３及び添加量決定部１３４によって生成される情報である。
【０１２６】
また、本実施の形態のインク塗布システム１０は、バルブ２４０と、インク管理装置１００ａにインクを戻すための再流入流路３３０とを備えていなくてもよい。また、インクの再利用を行わない場合は、インク受け皿２３０及び回収用流路３１０を備えていなくてもよい。
【０１２７】
（実施の形態２）
本実施の形態のインク管理装置は、吸光度測定及び屈折率測定の結果に基づいて揮発性有機溶剤及び有機溶質を添加したインクに対して、再度、吸光度測定及び屈折率測定を行うフィードバック機構を備えることを特徴とする。
【０１２８】
図１２は、実施の形態に係るインク塗布システム２０の構成の一例を示す模式図である。図１２に示すように、インク塗布システム２０は、インク管理装置４００と、印刷装置２００と、インク受け皿２３０と、供給用流路３００と、回収用流路３１０と、調整用流路３４０とを備える。なお、以下では、実施の形態１と同じ構成については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１２９】
インク管理装置４００は、図７に示すインク管理装置１００ｂと比べて、判定部１３０の代わりに判定部４３０を備え、内部流路３２０の代わりに調整用流路３４０を備える点が異なっている。インク管理装置４００の他の構成は、図７に示すインク管理装置１００ｂと同じである。
【０１３０】
判定部４３０は、実施の形態１の判定部１３０と同様の判定を行う。すなわち、吸光度及び屈折率の測定結果に基づいて、インクの溶媒組成比と溶質濃度とを算出することで、インクに添加すべき物質とその添加量とを決定する。
【０１３１】
さらに、判定部４３０は、インク流路を切り替える機能を有する。具体的には、判定部４３０は、インクに添加すべき物質がないと判定した場合のみ、インク流路を供給用流路３００に切り替える。逆に、判定部４３０は、インクに添加すべき物質があると判定した場合は、インク流路を調整用流路３４０に切り替える。このように、判定部４３０は、インクに物質の添加が必要であるか否かを、すなわち、インクが所望の溶媒組成比及び溶質濃度であるか否かを判定する。
【０１３２】
調整用流路３４０は、添加部１４０及び攪拌部１５０を通って、吸光度測定部１１０に接続されている。すなわち、図１２に示すように、攪拌部１５０によって攪拌されたインクは、調整用流路３４０を通って吸光度測定部１１０に戻される。
【０１３３】
以上の構成により、本実施の形態に係るインク塗布システム２０では、判定部４３０によって物質の添加が必要でないと判定されたインク、すなわち、所望の溶媒組成比及び溶質濃度のインクである場合にのみ、インクを印刷装置２００に供給する。また、調整用流路３４０により、一度、物質を添加及び攪拌したインク（添加後インク）に対して、再度、吸光度測定及び屈折率測定を行うフィードバック機構を形成している。
【０１３４】
また、本実施の形態に係るインク塗布システムは、有機ＥＬ素子が備える発光層など、塗布法で形成することが可能な膜を形成する際に適用することができる。例えば、図１３に示すインク塗布システム３０は、赤色光を発する赤色発光層、緑色光を発する緑色発光層、及び、青色光を発する青色発光層を備えるカラー有機ＥＬ素子の形成に適用することができる。
【０１３５】
図１３に示すように、インク塗布システム３０は、赤色発光層用、緑色発光層用、及び青色発光層用のそれぞれのインク管理装置、印刷装置、及びインク受け皿を備える。つまり、インク塗布システム３０は、赤色用のインク管理装置４００Ｒ、印刷装置２００Ｒ、及びインク受け皿２３０Ｒと、緑色用のインク管理装置４００Ｇ、印刷装置２００Ｇ、及びインク受け皿２３０Ｇと、青色用のインク管理装置４００Ｂ、印刷装置２００Ｂ、及びインク受け皿２３０Ｂとを備える。
【０１３６】
赤色用のインク管理装置４００Ｒ、印刷装置２００Ｒ、及びインク受け皿２３０Ｒを備えるインク塗布システムは、図１１に示すインク塗布システム２０に相当する。緑色用のインク管理装置４００Ｇ、印刷装置２００Ｇ、及びインク受け皿２３０Ｇを備えるインク塗布システム、並びに、青色用のインク管理装置４００Ｂ、印刷装置２００Ｂ、及びインク受け皿２３０Ｂを備えるインクシステムも同様である。
【０１３７】
以上の構成によって、湿式成膜法を用いて、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層を形成することができる。なお、上記のインク塗布システム３０は、有機ＥＬ素子の発光層の形成に用いられるだけではなく、樹脂層など他の有機物層に適用することができる。インク塗布システム３０は、異なる種類のインクをインラインで塗布することができるので、成膜の精度を高めることができる。
【０１３８】
以上、本発明に係るインク管理装置、インク管理方法及びインク塗布システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１３９】
例えば、実施の形態１では、算出部１３１が、溶媒組成比を、第２揮発性有機溶剤Ｙに対する第１揮発性有機溶剤Ｘの割合として算出したが、逆であってもよい。すなわち、算出部１３１は、第１揮発性有機溶剤Ｘに対する第２揮発性有機溶剤Ｙの割合として溶媒組成比を算出してもよい。
【０１４０】
なお、図１に示すインク管理装置１００のように、本発明に係るインク管理装置は、インラインでのインク調整を行わなくてもよい。例えば、図７に示す印刷装置２００が備えるインクリザーブタンク２１０からインクを取得し、取得したインクに対して吸光度及び屈折率を測定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、複数の揮発性有機溶剤と有機溶質とを含むインクにおいて、複数の揮発性有機溶剤の組成比と溶質濃度とを、容易に測定することができるという効果を奏し、例えば、測定結果に基づいて調整されたインクを塗布するインク塗布システムなどに利用することができる。また、本発明は、有機ＥＬ素子の製造など、湿式成膜法を利用したデバイスの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０、２０、３０ インク塗布システム
１００、１００ａ、１００ｂ、４００、４００Ｂ、４００Ｇ、４００Ｒ インク管理装置
１１０ 吸光度測定部
１２０ 屈折率測定部
１３０、４３０ 判定部
１３１ 算出部
１３２ 差分算出部
１３３ 物質判定部
１３４ 添加量決定部
１４０ 添加部
１４１ 溶質添加部
１４１ａ 溶質タンク
１４１ｂ、１４３ｂ、１４４ｂ、２４０ バルブ
１４２ 溶剤添加部
１４３ 第１溶剤添加部
１４３ａ、１４４ａ 溶剤タンク
１４４ 第２溶剤添加部
２００、２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ 印刷装置
２１０ インクリザーブタンク
２２０ 印刷機ヘッド
２３０、２３０Ｂ、２３０Ｇ、２３０Ｒ インク受け皿
３００ 供給用流路
３１０ 回収用流路
３２０ 内部流路
３３０ 再流入流路
３４０ 調整用流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置であって、
前記インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、
前記インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、
前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定部とを備え、
前記判定部は、
前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部とを有する
インク管理装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度を用いて、前記有機溶質の濃度を算出し、算出した濃度と、前記屈折率測定部によって測定された屈折率とを用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比を算出する
請求項１記載のインク管理装置。
【請求項３】
前記インク管理装置は、さらに、
前記判定部によって添加すると判定された物質を前記インクに添加する添加部を備える
請求項１又は２記載のインク管理装置。
【請求項４】
前記判定部は、さらに、
前記算出部によって算出された組成比と第１基準値との差である第１差分と、前記算出部によって算出された濃度と第２基準値との差である第２差分とを算出する差分算出部と、
前記第１差分と前記第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、前記物質判定部によって添加すると判定された物質の添加量を決定する添加量決定部とを有し、
前記添加部は、
前記判定部によって添加すると判定された物質を、前記添加量決定部によって決定された添加量だけ前記インクに添加する
請求項３記載のインク管理装置。
【請求項５】
前記インクは、前記２種類の揮発性有機溶剤として、第１揮発性有機溶剤と第２揮発性有機溶剤とを含み、
前記算出部は、前記第２揮発性有機溶剤に対する前記第１揮発性有機溶剤の割合を、前記組成比として算出し、
前記判定部は、前記算出部によって算出された組成比が第１基準値より大きい場合に、前記第２揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された組成比が前記第１基準値より小さい場合に、前記第１揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記算出部によって算出された濃度が第２基準値より大きい場合に、前記２種類の揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された濃度が前記第２基準値より小さい場合に、前記有機溶質を添加すべき物質として判定する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項７】
前記吸光度測定部は、さらに、前記添加部によって物質が添加された後の添加後インクの吸光度を測定し、
前記屈折率測定部は、さらに、前記添加後インクの屈折率を測定する
請求項３又は４記載のインク管理装置。
【請求項８】
前記吸光度測定部は、テーパー形状の管を備え、
前記インクを前記管に流入させ、前記管の側面から光を照射し、入射光の強度と出射光の強度とを測定することで、前記インクの吸光度を測定する
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項９】
前記吸光度測定部と前記屈折率測定部とは、前記吸光度の測定と前記屈折率の測定とをインラインで行う
請求項１〜８のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項１０】
請求項２記載のインク管理装置と、
前記インク管理装置によって管理されたインクを塗布する塗布装置と、
前記インク管理装置と前記塗布装置とを接続し、前記添加部によって物質が添加されたインクを、前記インク管理装置から前記塗布装置へ流入させる第１インク流路とを備え、
前記塗布装置は、前記第１インク流路を通って流入したインクを塗布する
インク塗布システム。
【請求項１１】
前記インク塗布システムは、さらに、
前記塗布装置が塗布に用いたインクの一部を回収する回収容器と、
前記回収容器と前記インク管理装置とを接続し、前記回収容器に回収されたインクを前記インク管理装置へ流入させる第２インク流路とを備え、
前記インク管理装置は、前記第２インク流路を通って流入したインクを管理する
請求項１０記載のインク塗布システム。
【請求項１２】
２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理方法であって、
前記インクの吸光度を測定する吸光度測定ステップと、
前記インクの屈折率を測定する屈折率測定ステップと、
前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定ステップとを含み、
前記判定ステップは、
前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出ステップと、
前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定ステップとを含む
インク管理方法。
【請求項１】
２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理装置であって、
前記インクの吸光度を測定する吸光度測定部と、
前記インクの屈折率を測定する屈折率測定部と、
前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定部とを備え、
前記判定部は、
前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定部とを有する
インク管理装置。
【請求項２】
前記算出部は、前記吸光度測定部によって測定された吸光度を用いて、前記有機溶質の濃度を算出し、算出した濃度と、前記屈折率測定部によって測定された屈折率とを用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比を算出する
請求項１記載のインク管理装置。
【請求項３】
前記インク管理装置は、さらに、
前記判定部によって添加すると判定された物質を前記インクに添加する添加部を備える
請求項１又は２記載のインク管理装置。
【請求項４】
前記判定部は、さらに、
前記算出部によって算出された組成比と第１基準値との差である第１差分と、前記算出部によって算出された濃度と第２基準値との差である第２差分とを算出する差分算出部と、
前記第１差分と前記第２差分との少なくとも一方が小さくなるように、前記物質判定部によって添加すると判定された物質の添加量を決定する添加量決定部とを有し、
前記添加部は、
前記判定部によって添加すると判定された物質を、前記添加量決定部によって決定された添加量だけ前記インクに添加する
請求項３記載のインク管理装置。
【請求項５】
前記インクは、前記２種類の揮発性有機溶剤として、第１揮発性有機溶剤と第２揮発性有機溶剤とを含み、
前記算出部は、前記第２揮発性有機溶剤に対する前記第１揮発性有機溶剤の割合を、前記組成比として算出し、
前記判定部は、前記算出部によって算出された組成比が第１基準値より大きい場合に、前記第２揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された組成比が前記第１基準値より小さい場合に、前記第１揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記算出部によって算出された濃度が第２基準値より大きい場合に、前記２種類の揮発性有機溶剤を添加すべき物質として判定し、前記算出部によって算出された濃度が前記第２基準値より小さい場合に、前記有機溶質を添加すべき物質として判定する
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項７】
前記吸光度測定部は、さらに、前記添加部によって物質が添加された後の添加後インクの吸光度を測定し、
前記屈折率測定部は、さらに、前記添加後インクの屈折率を測定する
請求項３又は４記載のインク管理装置。
【請求項８】
前記吸光度測定部は、テーパー形状の管を備え、
前記インクを前記管に流入させ、前記管の側面から光を照射し、入射光の強度と出射光の強度とを測定することで、前記インクの吸光度を測定する
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項９】
前記吸光度測定部と前記屈折率測定部とは、前記吸光度の測定と前記屈折率の測定とをインラインで行う
請求項１〜８のいずれか１項に記載のインク管理装置。
【請求項１０】
請求項２記載のインク管理装置と、
前記インク管理装置によって管理されたインクを塗布する塗布装置と、
前記インク管理装置と前記塗布装置とを接続し、前記添加部によって物質が添加されたインクを、前記インク管理装置から前記塗布装置へ流入させる第１インク流路とを備え、
前記塗布装置は、前記第１インク流路を通って流入したインクを塗布する
インク塗布システム。
【請求項１１】
前記インク塗布システムは、さらに、
前記塗布装置が塗布に用いたインクの一部を回収する回収容器と、
前記回収容器と前記インク管理装置とを接続し、前記回収容器に回収されたインクを前記インク管理装置へ流入させる第２インク流路とを備え、
前記インク管理装置は、前記第２インク流路を通って流入したインクを管理する
請求項１０記載のインク塗布システム。
【請求項１２】
２種類の揮発性有機溶剤の混合溶媒に有機溶質が溶解している溶液であるインクを管理するインク管理方法であって、
前記インクの吸光度を測定する吸光度測定ステップと、
前記インクの屈折率を測定する屈折率測定ステップと、
前記２種類の揮発性有機溶剤と前記有機溶質とのうち前記インクに添加すべき物質を判定する判定ステップとを含み、
前記判定ステップは、
前記吸光度測定部によって測定された吸光度、及び、前記屈折率測定部によって測定された屈折率を用いて、前記２種類の揮発性有機溶剤の組成比と、前記有機溶質の濃度とを算出する算出ステップと、
前記算出部によって算出された組成比及び濃度が、それぞれに予め定められた基準値に近づくように、添加すべき物質を判定する物質判定ステップとを含む
インク管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−５６３７０（Ｐ２０１１−５６３７０Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７５４８（Ｐ２００９−２０７５４８）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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