JP3145807B2 - 印刷プレート上にイメージを再生する方法および装置 - Google Patents

印刷プレート上にイメージを再生する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】この発明は印刷方法に関し、かつ特定的に
は再利用可能なプレートまたは印刷機のイメージローラ
上に直接高解像度のイメージを書込みかつそれに引続い
て消去するための方法および装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】印刷産業において、リソグラフィーは親
水性の表面上に親油領域の形状でイメージを再生するよ
うにイメージプレートを処理するための周知の技法であ
る。油を基にしたインクでインク付けされたとき、イメ
ージプレートの親油性のイメージ領域はインクを引付け
るが、一方で親水性の背景領域はインクをはじく。イン
ク付けされたイメージはそれから紙または別の永久的な
媒体へと転写され得る。印刷の一般的な方法、オフセッ
トリソグラフィーにおいて、印刷機イメージプレートは
一般的に回転ドラムに装着される。イメージプレートの
親油性イメージ領域上のインクはそれから金属ドラムま
たはゴムブランケットを含む回転プリントローラへと接
触によって転写される。回転インプレッションローラに
よって運ばれた紙は紙がプリントローラとインプレッシ
ョンローラとの間で押圧されるときにインクを塗られた
イメージを取上げる。絶え間ない１巻の紙を使用するこ
とによって、紙が回転ローラの間で送られかつイメージ
プレートが続けて再インク付けされるにつれ何千もの印
刷部数が発生され得る。
【０００３】従来の製造の印刷機イメージプレートは製
造するには高価であり、イメージをプレートへと転写す
るために多くの方法ステップを必要とし、かつ新しいイ
メージを印刷するために変更されなければならない。印
刷機上でイメージプレートを変えることにおいて印刷産
業はかなりの時間および金額を損失するので、オン−プ
レスイメージングシステムの必要性が長く感じられ、こ
こで親油性のイメージ領域は消去可能な再利用可能なイ
メージローラ上で迅速にかつ正確に書込まれ得る。
【０００４】
【発明の概要】この発明はプレートまたはローラ上のイ
メージの光電気化学的再生のための方法および装置を含
む。オン−プレスイメージングのために、装置は親水性
の酸化物半導体で被覆された回転ドラムを含む再利用可
能な印刷機イメージローラを含む。メッキ溶液はイメー
ジローラに与えられ、かつ所望のイメージが半導体材料
とメッキ溶液との間の光電気化学的反応を発生する光の
作用によって酸化物半導体上へと書込まれる。１つの実
施例において、酸化物半導体はｐ型ＮｉＯを含み、親油
性の金属銅（Ｃｕ）のドット（ｄｏｔ）は陰極光電蒸着
によってＮｉＯの表面上へと堆積される。この実施例に
おいて、金属銅イメージの次の消去は蒸着された銅の化
学的または電気化学的溶解によって達成され得る。別の
実施例において、酸化物半導体はｎ型ＴｉＯ2 を含む。
ｎ型ＴｉＯ2 に対して、親油性の導電ポリマのドットが
陽極光電蒸着によって蒸着され得るか、または金属のド
ーナツ型スポットがレーザ照射されたドットを取囲む暗
い領域において陰極反応によって蒸着され得る。この発
明のイメージング方法は本質的に電気化学的であるが、
メッキ溶液においてレドックス法から結果として生じる
半導体電圧のバイアスは外部の電気接続を不必要にする
ためにいくつかの実施例において有効電荷分離のために
十分であり得る。
【０００５】この発明の主たる目的はオン−プレスイメ
ージング能力を有する印刷機システムを提供することで
ある。この発明の特徴は親水性の酸化物半導体で被覆さ
れた再利用可能なイメージローラ、薄膜としてイメージ
ローラに与えられたメッキ溶液および光電蒸着によって
イメージローラ上に所望の親油性のイメージを書込むた
めの光源の組合せである。この発明の利点は正確なマト
リックスの重ね合わせの必要性なしに印刷機ローラ上に
直接高解像度のイメージを迅速に創造し、消去しかつ再
生する能力であり、それによって印刷産業における時間
および金額を節約する。
【０００６】この発明のさらなる完全な理解およびその
さらなる利点のために、好ましい実施例の以下の詳細な
説明が添付の図面を参照する。
【０００７】
【好ましい実施例の詳細な説明】この発明はイメージプ
レートまたはローラ上にイメージを再生するための方法
および装置を含む。図１はローラ上にイメージを再生す
るための光電気化学的オン−プレスイメージングシステ
ム１０をこの発明の１つの実施例として取り入れるオフ
セット印刷機の概略図である。システム１０はイメージ
ローラ１２、プリントローラ１４およびインプレッショ
ンローラ１６を含み、その各々はそのそれぞれの矢印に
よって示された方向に回転する。印刷動作の間、イメー
ジローラ１２はイメージローラ１２の親水性領域を湿め
らす湿し（ｄａｍｐｅｎｅｒ）ローラ１８によって湿ら
される。親水性領域が湿らされた後、インクローラ２０
はローラ１２上に書込まれた親水性のイメージ領域へと
インクを添加する。ローラ１２が回転するにつれ、イン
ク付けされたイメージがプリントローラ１４へと転写さ
れ、それはイメージを紙２２上へと印刷し、それはイン
プレッションローラ１６によってプリントローラ１４へ
と運ばれかつそれに対して押圧される。
【０００８】この発明のイメージローラ１２は親水性の
酸化物半導体材料を含む表面コーティング１３を有する
回転可能なドラムを含む。ローラ１２へのイメージの書
込みの工程の間、メッキ溶液２４は薄膜としてローラ１
２が回転するにつれて親水性コーティング１３へと与え
られる。溶液２４の付加はたとえば補助ローラ２６によ
って達成され得る。レーザ２８または他の焦点を合わさ
れた光装置のような光の源は書込ビーム３０をメッキ溶
液２４の膜を介してかつコーティング１３上へと投影す
る。レーザ２８は計算機プロセッサ（ＣＰＵ）３２によ
って制御され、それはレーザ２８にビーム３０がローラ
１２を照射しかつコーティング１３上へと予め定められ
たイメージを書込むように命令する。予め定められたイ
メージはテキストおよび図形をたとえば含み、かつ当該
技術において周知であるように、ワードプロセッサ（図
示されず）によってＣＰＵ３２へと与えられ得る。典型
的には、イメージは溶液２４から親水性のコーティング
１３上へと蒸着された多数のドットの親油性（および疎
水性）材料としてコーティング１３上へと書込まれる。
所望のイメージがコーティング１３上へと書込まれた
後、メッキ溶液２４は上で説明されたように正常な印刷
動作の開始のためにローラ１２から除去され得る。新し
いイメージが所望であるとき、溶剤または電解溶液３６
を含む浴３４はコーティング１３上に蒸着された親油性
材料のドットを溶解すべき場所へと移動され得る。イメ
ージドットの溶解はたとえば酸を使用する化学的作用に
よってまたは適当な電解溶液および相関の電気バイアス
を使用する電気化学的作用によって達成され得る。親油
性材料の古いドットが親水性コーティング１３から取除
かれた後、新しいイメージはレーザビーム３０および上
で説明された方法を使用してコーティング１３上へと書
込まれ得る。
【０００９】この発明の好ましい実施例において、イメ
ージローラ１２上の親水性コーティング１３は酸化ニッ
ケル（ＮｉＯ）を含み、それはｐ型半導体材料である。
酸化ニッケルは酸性溶液による攻撃に対して高度な抵抗
性を有する。イメージはＮｉＯコーティング１３上に直
接書込まれ、かつ酸性溶液または電気化学的方法を使用
して繰返して消去され得る。ＮｉＯコーティング１３の
下でのローラ１２上の基板は金属ニッケル（Ｎｉ）を含
み得、それは良好な付着を与え、かつ容易に不活性化し
てＮｉＯコーティング１３を自己回復させる。ＮｉＯコ
ーティング１３はＮｉ金属の熱酸化法、電気化学蒸着／
活性（熱脱水がその後に続く）、真空蒸着法（たとえば
マグネトロンスパッタリング）、化学気相成長、または
ゾル−ゲル蒸着のような方法によって与えられ得る。ゾ
ル−ゲル蒸着はそれが相対的に低温の方法でありかつＮ
ｉＯ化学量論におけるＬｉ+ 取り込みまたは変形によっ
てＮｉＯコーティング１３において電荷キャリア濃度の
調整を容易にするので好ましい方法である。コーティン
グ１３の最良の光応答がＬｉ+ ドープされた下部層（お
およそ５陽イオン％）でのＮｉＯゾル−ゲル方法を使用
して達成され、それはＮｉ基板と光活性ＮｉＯ上部層と
の間の低い抵抗接触を与える。光応答は光活性層のため
の混合された金属酸化物を利用することによってまたは
より広いバンドギャップ材料（それはより大きな化学的
安定性を与える）の下でより狭いバンドギャップ半導体
層を使用することによってより長い波長（より低いエネ
ルギ）へと延在され得る。
【００１０】メッキ溶液２４はたとえばピロリン酸銅電
解質を含み得る。外部的に与えられた電気バイアスがこ
の発明のすべての実施例に必要ではないが、イメージド
ラム１２およびコーティング１３は通常図１において示
されるようにＶ−へと負の方向へバイアスされる。Ｎｉ
Ｏコーティング１３上の溶液２４の膜を通過するレーザ
ビーム３０の作用はＣｕのドットが陰極光電蒸着の方法
によってｐ−ＮｉＯコーティング１３の表面上へと蒸着
することを引起こす。レーザビーム３０は半導体コーテ
ィング１３において電子正孔対を発生し、空間電荷フィ
ールドは電荷を分離し、かつ電子は溶液２４におけるＣ
ｕ2+イオンを金属銅へと減少させる。光電気化学的反応
は以下のように要約され得、すなわち
【００１１】
【化１】
【００１２】ピロリン酸銅電解質は好ましいメッキ溶液
２４であり、なぜならそれがエネルギ的に好ましいから
であり、それはｐＨ８．３で低い腐食性を有する環境に
対して良性のものであり、かつそれは有機添加剤なしに
高品質のＣｕ蒸着物を生じる。他の銅メッキ電解質は酸
性硫酸銅、シアン化銅およびさまざまな無電解銅のメッ
キ浴のいずれかを含んで使用され得る。、無電解銅のメ
ッキ浴（すなわち外部的に与えられた電気バイアスなし
に）は銅の蒸着が照射の後自発的に遂行することを許容
する。光電蒸着に通常は用いられない銅塩を含む電解質
もまた使用され得る。この発明の方法が対称的な、相対
的に滑らかなメッキ表面を伴うので、電解質の良好な均
一電解性（すなわち均一でない表面をメッキすること）
は考慮されない。イメージ書込方法の効率および／また
は速度を高めるために、材料の薄層（典型的には親油性
の）は照射を使用して蒸着され得、それから連続する照
射なしにさらなる電解または無電解蒸着によって親油性
にされる、および／または薄くされ得る。
【００１３】光は金属の蒸着を誘起するものとして既知
であり、それは半導体電極での電子の光発生によってか
または局所的加熱のいずれかによってＣｕを含む。熱蒸
着はオン−プレスイメージング応用にあまり所望ではな
く、なぜならそれは相対的に効率的でなくかつ時間のか
かるものであるからである。二酸化チタンのコーティン
グ上の金属の光電蒸着もまた触媒材料を調製する手段と
して研究されてきた。二酸化チタンはｎ型の半導体であ
るが、その結果としてレーザビームスポットを取囲む暗
い領域において金属の蒸着が起こる。これによって減少
された解像度を与える金属のドーナツ型の「ドット」が
蒸着される。したがって、ＮｉＯのようなｐ型半導体酸
化物は、その直接書込特性およびより優れたドット規定
に対して好ましいものである。
【００１４】金属ドットの蒸着は電気化学的方法である
が、陽極反応もまた半導体コーティング１３の照射され
ない領域上で起こることが予期される。この発明のいく
つかの実施例において、メッキ電解質での酸化物コーテ
ィングの平衡から得られた固有の電圧差（すなわちバン
ドの曲げ）は光発生された電荷キャリアの効率的な分離
をもたらすのに十分であり得る。したがって、外部電極
はこれらの場合において必要とされ得ない。しかしなが
ら、対電極３８（たとえば白金または銅を含む）は正の
電圧バイアスＶ＋を与えるために一般的に電解質２４に
浸される。ｍＡ／ｃｍ2 範囲における光電流は均一の微
粒子金属の蒸着物を与えるためにかつ高速イメージング
を可能にするために好ましい。良好なレーザ光利用のた
めに、ＮｉＯ区間電荷の厚みは光吸収深度に整合される
べきであり、低い電荷キャリアの再結合率（すなわち低
い欠陥密度）が存在すべきでありかつＮｉＯコーティン
グ１３と支持基板との間の低い抵抗の裏面接触が存在す
べきである。イメージが書込まれかつ印刷方法において
使用された後、電解質２４および電極３８は使用され
（代替的にかまたは浴３４に付属して）図１において示
されるものから電気バイアスを反転させることによって
Ｃｕ蒸着物の電気化学的溶解（すなわちイメージの消
却）を行なう。
【００１５】上で説明されたように、ＮｉＯコーティン
グ１３はゾル−ゲル方法を使用してローラ１２の基板材
料へと添加され得る。この方法は２−メトキシエタノー
ルに溶解されたＮｉアセテート（出発物質として）の加
水分解を伴い、それによって水酸化ニッケルゾル（すな
わちＮｉ（ＯＨ）2 のコロイド分散系）を形成する。ゾ
ルはそれからスピンコーティング（吹付けまたはゆっく
りした離脱）によって基板へと与えられる。熱が与えら
れＮｉ（ＯＨ）2 のＮｉＯへの凝縮を行なう（かつ水お
よび過度の溶剤を流出す）。リチウムドーピングはＮｉ
Ｏコーティング１３とローラ１２の基板材料との間の裏
面オーム接触を改良するために使用され得る。ゾル−ゲ
ル方法の加水分解および凝縮ステップは以下のように要
約され得、すなわち
【００１６】
【化２】
【００１７】この発明のゾル−ゲル方法を使用する１つ
の実施例において、４被覆のＮｉＯの各々は０．２μｍ
の厚みであり、それらはきれいに磨かれたＮｉ基板上で
リチウムドープされた（５陽イオン％）０．２μｍの厚
みのコーティングを介して０．８μｍの厚みのＮｉＯ膜
を形成するために与えられた。各々の被覆は１．０ｇＮ
ｉアセテートテトラハイドレートおよび２．５ｇ２−メ
トキシエタノールの混合物を還流（６分間）させるステ
ップと、３．６ｍｌのメタノールで得られたゾルを希釈
するステップと、３０秒間の２７００ｒｐｍでのスピン
コーティングを行なうステップと、３０分間の空気乾燥
のステップと、かつ１０時間の６５０℃での空気におけ
る加熱のステップとによって与えられた。Ｌｉドープさ
れた下部層を発生するために、２２ｍｇのＬｉアセテー
トジハイドレートがゾルの溶解のために使用されたメタ
ノール内に溶解された。コーティングの後、約０．５ｃ
ｍ 2 の膜−被覆された領域がエポキシ樹脂でマスクを外
され、標準のピロリン酸銅メッキ浴に（有機添加剤なし
に）浸され、飽和カロメル電極（ＳＣＥ）に対して−
０．５Ｖでバイアスにされ、かつ１００ｍＪ Ｘｅ：Ｆ
エキシマレーザから３５１ｎｍ波長の光で５分間部分的
に照射された（０．１ｃｍ2 円形領域）。パルスの期間
が１０ナノ秒でありかつパルスの速度が２０Ｈｚであっ
たので、全体の照射時間は６０マイクロ秒であった。照
射された領域内で、Ｃｕ金属の薄膜は目に見えて明らか
であった。６０分間の−０．５Ｖでの（付加的な照射な
しで）メッキ浴へのさらなる露出の際に、Ｃｕ膜はその
厚みにおいて成長し、それは明白に銅に着色された。レ
ーザによって照射されない周囲のＮｉＯは変化されない
ままであった。電圧バイアスがＳＣＥに対して−０．１
７Ｖへと変更されるとき、Ｃｕ蒸着物は溶解され、Ｎｉ
Ｏの膜の表面を外見的に影響されないように残す。方法
ステップおよび条件がこの実験に最適化されなかった
が、結果はこの発明の方法および装置の効能を説明する
のに適う。
【００１８】この発明はその特定の実施例に関して説明
されてきたが、さまざまな変更および修正がこの発明の
範囲を逸脱することなしに当業者によって実行され得
る。たとえば、半導体コーティングは親油性材料を含み
かつ光電蒸着されたイメージパターンは親水性材料を含
み得る。したがって、この発明が前掲の特許請求の範囲
の範囲内にある変更および修正を包含することが意図さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光電気化学的オン−プレスイメージ
ングシステムを取入れるオフセット印刷機の概略図であ
る。
【符号の説明】
１０ オン−プレスイメージングシステム １２ イメージローラ １４ プリントローラ １６ インプレッションローラ ２０ インクローラ ２４ メッキ溶液 ３２ 計算機プロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−106537（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41C 1/10 B41N 1/08 B41N 1/14 G03F 7/00

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 印刷プレート上にイメージを再生する方
    法であって、 プレート上に親水性の半導体材料の表面層をもうけるス
    テップと、 半導体材料の前記表面層上に金属メッキ溶液の膜を与え
    るステップと、 メッキ溶液の前記膜を介して半導体材料の前記表面層の
    選択された領域を照射するステップと、 イメージを形成するために半導体材料の前記表面層の前
    記照射された領域上に親油性の金属メッキ材料の層を光
    電気化学的に蒸着させるステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】 イメージを印刷する前に印刷プレートか
    ら金属メッキ溶液の前記膜を除去するステップをさらに
    含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 親水性の半導体材料の前記表面層上の前
    記親油性の金属メッキ材料に対応するイメージを印刷す
    るステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 親油性の金属メッキ材料の前記蒸着され
    た層を除去し、それによって半導体材料の前記表面層か
    らイメージを消去するステップをさらに含む、請求項３
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】 親油性の金属メッキ材料の前記蒸着され
    た層を除去するステップが半導体材料の前記表面層を溶
    解することなしに親油性の金属メッキ材料の前記層を化
    学的にまたは電気化学的に溶解するステップを含む、請
    求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 印刷プレートに親水性のｐ型ＮｉＯの表
    面層を与えるステップと、前記ＮｉＯ表面上にピロリン
    酸銅の電解質の膜を与えるステップと、イメージの形状
    にある前記ＮｉＯ表面上に親油性の銅の層を光電気化学
    的に蒸着させるステップとを含む、請求項５に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 印刷機イメージローラに半導体材料の前
    記表面層を与えるステップを含む、請求項５に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 印刷機のためのオン−プレスイメージン
    グ装置であって、 基板材料を含むイメージローラと、 前記基板材料上での親水性の半導体材料の表面コーティ
    ングと、 前記半導体コーティング上に金属メッキ溶液の薄膜を与
    えるための手段と、 メッキ溶液の前記膜を介して前記半導体コーティングを
    照射し、前記半導体コーティング上にイメージパターン
    を形成するための手段と、 前記イメージパターンの形状にある前記半導体コーティ
    ング上に親油性金属のメッキ層を光電気化学的に蒸着さ
    せるための手段とを含む装置。
  9. 【請求項９】 親水性の半導体材料の前記表面層上の前
    記親油性の金属メッキ材料に対応するイメージを印刷す
    るための手段をさらに含む、請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 親油性の銅の前記蒸着された層を除去
    し、それによって前記半導体コーティングから前記イメ
    ージパターンを消去するための手段をさらに含む、請求
    項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記基板がＮｉを含み、前記半導体コ
    ーティングがｐ型ＮｉＯを含み、前記メッキ溶液がピロ
    リン酸銅の電解質を含み、かつ蒸着された親油性金属の
    前記層が銅を含む、請求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 親油性の銅の前記蒸着された層を除去
    するための前記手段が前記ＮｉＯコーティングを再利用
    可能に残す銅の前記層を化学的にまたは電気化学的に溶
    解させるための溶液を含む、請求項１１に記載の装置。
JP30097892A 1991-11-15 1992-11-11 印刷プレート上にイメージを再生する方法および装置 Expired - Fee Related JP3145807B2 (ja)

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US07/793,040 US5206102A (en) 1991-11-15 1991-11-15 Photoelectrochemical imaging system

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JPH05237982A JPH05237982A (ja) 1993-09-17
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EP (1) EP0542061B1 (ja)
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