JP3433948B2 - 非融除性、熱作動リソグラフイメージング方法及び装置 - Google Patents

非融除性、熱作動リソグラフイメージング方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明はデジタル印刷装置及び方法に関し、より詳し
くは、デジタル制御されたレーザ出力を用いて、機上又
は機外でリソグラフ印刷プレートをイメージングするシ
ステムに関するものである。
関連技術の説明 オフセットリソグラフ（石版）印刷においては、記録
媒体へと転写されるイメージはプレート、マット或いは
その他の印刷部材上に、インク受容性（親油性）及びイ
ンク反撥性（疎油性）の表面領域のパターンとして表さ
れる。乾式印刷システムでは、こうした印刷部材が単純
にインク付けされ、イメージが記録材料上へと転写され
る。すなわち印刷部材は最初にブランケット胴と呼ばれ
る従順な、即ちコンプライアンスのある中間表面と接触
し、このブランケット胴が次いで、紙その他の記録媒体
に対してイメージを適用する。典型的な給紙式の印刷シ
ステムにおいては、記録媒体は圧胴即ちインプレッショ
ンシリンダにクランプなどにより固定されており、それ
によって記録媒体とブランケット胴との接触が持ち来た
らされる。
湿式リソグラフ印刷システムにおいては、非イメージ
領域は湿し水（又は「ファウンテン」溶液）に対する親
和性という意味において親水性であり、所要のインク反
撥性は、インク付けに先立って、プレート即ち印刷部材
に対し、こうした湿し水を先に適用することによっても
たらされる。インク忌避性の湿し水は、インクが非イメ
ージ領域に付着することを妨げるが、イメージ領域の親
油性の特性には影響しない。
印刷機が１色より多い色で印刷を行う場合には、各々
の色に対応する別々の印刷プレートが必要とされる。印
刷プレートは各々、印刷機の個別のプレートシリンダに
装着され、これらのシリンダの位置は調整されて、異な
るシリンダにより印刷される色の成分が、印刷物上で整
合するようにされる。通常、印刷機上で特定の色に関連
しているシリンダの組の各々は、印刷ステーションと呼
ばれる。
レーザ設備の入手の容易性と、デジタル制御に対する
その馴染み易さの故に、レーザを基礎とするイメージン
グシステムの開発に向けて、多大の努力が払われてき
た。初期の例では、凹版又は凸版のパターンを形成する
ために、レーザを用いてプレートブランク即ち未加工プ
レートから材料をエッチング除去していた。例えば米国
特許第3,506,779号及び第4,347,785号を参照のこと。こ
の手法は後に、例えば親水性表面を除去して下側の親油
性表面を現出させることによる、リソグラフ印刷プレー
トの製造にまで拡張された。例えば米国特許第4,054,09
4号を参照のこと。これらのシステムは一般に、高出力
レーザを必要とするものであるが、こうしたレーザは高
価であり、動作が遅い。
レーザイメージングに対する別の手法は、熱転写材料
の使用に関連する。例えば米国特許第3,945,318号、第
3,962,513号、第3,964,389号、第4,395,946号、第5,15
6,938号、及び第5,171,650号、並びに同時係属中の米国
特許出願第08/376,766号を参照のこと。これらのシステ
ムでは、レーザから発せられる放射線に対して透過性の
ポリマー材料のシートが、転写可能な材料でコーティン
グされている。動作の間に、この構造体の転写側は受容
側シートと接触させられ、転写材料は透過性層を介して
選択的に照射される。照射により、転写材料は受容シー
トに対して優先的に接着する。転写材料及び受容側材料
は、湿し水及び／インクに対して異なる親和性を示し、
透過性層を照射を受けていない転写材料と共に除去する
と、適切にイメージングされた、完成品のプレートが残
されることになる。典型的には、転写材料は親油性であ
り、受容側材料は親水性である。この技術は一般に、イ
メージの劣化を回避するために、非常にクリーンな環境
を維持することを必要とする。
レーザはまた、伝統的な化学的処理を行うために、感
光性ブランク即ち素材を露光するためにも使用可能であ
る。例えば米国特許第3,506,779号、第4,020,762号を参
照のこと。同様に、レーザはイメージに関連するパター
ンでもって、感光性プレートブランクを覆う不透明なコ
ーティングを選択的に除去するために用いられている。
このプレートは次いで放射線源に曝露されるが、除去さ
れていない材料は、放射線がプレートの下方にある部分
に到達するのを防止するマスクとして作用する。例えば
米国特許第4,132,168号を参照のこと。これらのイメー
ジング技術は何れも、伝統的な非デジタルのプレート作
成に付随する、厄介な化学的処理を必要とする。
より最近になって、リソグラフ印刷プレートは、低電
力の融除イメージング機構に関連して設計されるように
なった。米国特許第5,339,737号及び第5,379,698号（こ
れらの全開示内容は、ここで番号を参照することによっ
て本明細書に取り入れるものとする）は、ダイオードレ
ーザを用いたイメージング装置について使用するため
の、種々の融除タイプのリソグラフ印刷プレート構成を
開示している。例えばこれらの米国特許による、レーザ
でイメージング可能なリソグラフ印刷用構造体は、イン
ク又はインク忌避性液体に対する親和性（又は反撥性）
について選択される第１の層、つまり最上層と、その下
側にあり、イメージング（例えば赤外、即ち「IR」）放
射線に応じて揮発してガス状及び微粒子状の残屑となる
融除層と、さらにこのイメージング層の下側にあり、イ
ンク又はインク忌避性液体に対する第１の層とは逆の親
和性（又は反撥性）によって特徴付けられる、強く耐久
性のある基体とを含むことができる。イメージング層の
融除は、最上層をも弱化させる。下側にある層に対する
係留、固定を破壊されることにより、最上層はイメージ
ング後のクリーニング工程において容易に除去可能なも
のとされ、インク又はインク忌避性液体に関し、第１の
層の曝露されていない領域とは異なる親和性を有するイ
メージスポットが生成される。
このタイプの構造体は、旧来の「エッチング」レーザ
システムの場合よりも大幅に低い電力レベルにおいて、
より迅速なイメージングを容易なものとするが、レーザ
パルスは依然として、融除層が激発的に過熱され、相変
化を生ずるのに十分なエネルギーを伝達しなければなら
ない。従って、低電力レーザであっても、立ち上がり時
間は非常に早くできなければならず、またイメージング
速度、即ちレーザのパルス繰り返し数は、各々のイメー
ジングパルスの間に所要のエネルギー蓄積を不可能にす
る程度に早いものであってはならない。
こうした３層構造体のイメージングの間における挙動
を微視的に観察したところ、レーザパルスに対する初期
応答は、表面層とその下側の層の間におけるガスポケッ
トの形成であり、これがパルスの終了後も十分に持続す
ることが判明した。このポケットは基本的に、下側の層
と直接に接触している表面層の熱分解に由来するガスに
より形成されると考えられる。
例えば、米国特許第5,379,698号による乾式プレート
（ポリエステル製の基体と、約30mm厚のチタン層と、シ
リコーン製の表面層からなる）を調べてみると、チタン
の融除のために必要なものには程遠いレーザフルエンス
（流束量）において、シリコーン層が下側のチタン層か
ら剥離することが示される。この観察は、融除のメカニ
ズムを理解するについて重要である。チタン層の上側及
び下側の高分子層は、この非常に薄いチタンよりもかな
り大きな熱容量を有する。その結果これらはヒートシン
クとして作用し、チタン層により吸収されたレーザエネ
ルギーを消散させ、それによって融除に必要なフルエン
スを増大させる。しかしながら、チタン層が上側のシリ
コーン層から離脱した状態では、熱散逸は本質的に半分
になり、チタン層により多くのレーザエネルギーを強制
的に保持させる。こうした観察は、一般に短時間の強い
レーザパルスが好まれることの正当性を立証する。なぜ
ならそれは、熱伝達（時間依存性である）、さらには融
除に必要なフルエンスをも最小限にするからである。
残念なことに、この機構は、チタン層の完全な融除が
依然として必要であることを示しており、必然的にレー
ザ電力及びイメージング速度に対しては制約が伴う。シ
リコーンの下側にある層が融除されない限り、ガスポケ
ットが消失すればシリコーンはその層に再度付着し、従
って機械的クリーニングプロセスによっては除去されな
い。
本発明の説明 本発明の簡単な概要 特定の状況の下では、表面層の除去を容易にするため
に、下側の層を融除して表面層を剥離させることは必要
でないことが見出された。表面層が、下側層に対する再
付着に対して抵抗するように選択され又は改変されるの
であれば、その表面層は機械的クリーニングにより、又
は表面層用の非溶剤を用いることにより除去可能であ
り、従ってプレートは融除なしにイメージング可能であ
る。
多種多様のプレート構造が、本発明によるイメージン
グに適している。例えば第１の実施例では、プレートは
第１の層と、この第１の層の下側に付着して配置される
第２の層と、この第２の層の下側に配置される第３の層
を含み、第１の層と第２の層はインク及び／又はインク
忌避性液体に対して異なる親和性を有する。この実施例
の第１の形態では、第１の層が疎油性であり、第２の層
が親油性である。この実施例の第２の形態では、第１の
層は親水性であり、第２の層は親油性且つ疎水性であ
る。第３の形態では、第１の層が親油性であり、第２の
層は親水性である。
第２の層は、無機物質（例えば金属）又は有機物質
（例えばポリマーコーティング）であることができる。
この層の機能は、十分なイメージング放射線を吸収し
て、上側にある第１の層からの熱的に作動又は活性化さ
れた分離を生じさせ、また適切な印刷親和性を示すこと
である。第２の層はまた、クリーニングプロセスによっ
て偶発的に除去されることがないように、第１の層及び
第３の層に対する良好な付着性を示さねばならない。
従って、上に記載した第１の形態の例には、シリコー
ン又はフルオロポリマーのコーティングが金属層（例え
ばチタン）を覆い、この金属層はそれ自体がポリエステ
ルフィルムの上に置かれているものが含まれる。第２の
形態の例は、イメージング放射線を吸収する化合物が充
填された高分子層の上側にある、ポリビニルアルコール
又は無機物質からなる第１の層を用いる。第３の形態を
達成するためには、親油性の高分子からなる第１の層
が、例えばチタン、アルミニウム、バナジウム又はジル
コニウムといった金属層、或いは金属性無機層（ここで
の参照によってその全内容を本明細書に取り入れる、19
96年８月20日出願の「THIN−FILM IMAGING RECORDING
CONSTRUCTIONS INCORPORATING METALLIC INORGANI
C LAYERS AND OPTICAL INTERFERENCE STRUCTURES」と題
する同時係属中の米国特許出願第08/700,287号参照のこ
と）の上に置かれるが、これらは全て湿し水を受容す
る。上述した第２の層はいずれも、上側の高分子層に対
してかなりの付着性を示す。
本発明によれば、第２の層を融除することなしに、イ
メージに関連するパターンでもって第１の層を第２の層
から分離させるために、印刷部材は加熱される。イメー
ジングに続けて、第１の層は第２の層から分離された個
所において除去され、リソグラフ印刷用のイメージが形
成される。従って第１の層は、分離の後に第２の層に再
付着することに抵抗するように選択され、或いは改変さ
れる。このことを確実にするために、第１の層は、熱破
壊を受け、第２の層に対する結合性能を低減させるよう
に永久的に劣化するよう配合されたポリマーからなるこ
とができる。その結果生ずる分子構造の破壊は通常、そ
の材料がクリーニングによってより容易に除去されるよ
うにもする。
この実施例を用いた代替的な手法では、第１の層と第
３の層がインク及び／又はインク忌避性液体に対して異
なる親和性を示し、第２の層はイメージング放射線に曝
露された個所において、クリーニングに際し第１の層と
共に除去される。
この実施例の変形においては、プレート構造は、再付
着に対して適切な抵抗を示さない（又は抵抗を示すよう
に改変不能な）表面層に適応するように設計できる。こ
のことは、表面層（所望の印刷親和性を示す）と第２の
層の間に、中間層を介在させることによって達成され
る。この中間層は、第１の層と第２の層に対して良好な
付着性を示すが、熱に曝露された場合に、少なくとも第
２の層に対する付着性を喪失し、ガスを発生するように
配合される。その結果、イメージングされた個所におい
て、クリーニングプロセスに際して第１の層と中間層が
除去される。
第２の実施例においては、プレートは２層設計を基礎
とするものであり、第１の層及びこれに付着された第２
の層を含み、これら第１の層と第２の層はインク及び／
又はインク忌避性液体に対して異なる親和性を有する。
加熱されると、第１の層は第２の層から、この第２の層
を実質的に融除することなく分離される。第１の層の分
離部分は第２の層から除去されて、リソグラフ印刷用の
イメージが形成される。好ましくは、分離は第２の層の
大きな相変化や融除なしに達成される。しかしながら、
この層は厚いものでありうるから、熱に起因する少量の
ダメージは、その印刷機能には影響しない。
この実施例の１つの形態では、第１の層は疎油性（例
えばシリコーンやフルオロポリマーをベースとする）で
あり、第２の層は親油性である。この実施例の第２の形
態では第１の層は親水性であり、第２の層は親油性且つ
疎水性である。何れの場合でも、第２の層はポリエステ
ルのような、親油性高分子材料をベースとすることがで
きる。好ましくはこの高分子は、イメージング放射線の
適用がこの層内に熱の蓄積を生ずるように、放射線吸収
剤を含有する。例えばこの第２の層は、近赤外吸収剤
（カーボンブラックの如き）が内部に分散された、ポリ
カーボネート、ポリエステル又はポリアミドフィルムか
らなることができる。代替的に、この第２の層は、イメ
ージング放射線をトラップするように処理された金属か
らなることができる。
本発明により、イメージに関連させてプレート構造体
を加熱するのに用いられるイメージング装置は、決定的
に重要という訳ではない。米国特許第5,339,737号及び
第5,379,698号に関して開示されているようなダイオー
ドレーザが適切であるが、しかし他の技術もまた使用可
能である。例えば光弁（例えば、ここでの参照によって
その全内容を本明細書に取り入れる米国特許第5,517,35
9号参照のこと）、マルチビームイメージング構成配
置、及びマスクを介しての曝露といったものの全てが、
本発明に適用可能である。
本明細書において使用される「プレート」という用語
は、インク及び／又は湿し水に対して差別的な親和性を
示す領域によって画定されたイメージを記録することの
できる、あらゆる型式の印刷部材又は表面を指してい
る。適切な構成に含まれるものとしては、印刷機のプレ
ートシリンダ上に装着される伝統的な平坦又は曲線状の
リソグラフ印刷プレートがあるが、シームレスシリンダ
（例えばプレートシリンダのロール状表面）、エンドレ
スベルト、或いはその他の構成配置もまた含まれ得る。
図面の簡単な説明 以上の議論は、添付図面に関連させた場合に、以下の
詳細な説明からより容易に理解されるものである。添付
図面において、 図１は本発明によるイメージング装置の円筒形状の実
施例の等測図であり、対角線列でもって配置された書き
込みアレイに関連して動作するものである。
図２は図１に示した実施例の概略図であり、その動作
機構をより詳細に示している。
図３−６は、本発明によりイメージング可能なリソグ
ラフ印刷プレートを示す拡大断面図である。
これらの図面及びそこに示された構成部材は、必ずし
も縮尺通りではない。
好適な実施例の詳細な説明 先に記したように、本発明の実施に用いるイメージン
グ装置のタイプは、決定的に重要という訳ではない。代
表的なシステムが図１及び図２に示されている。そこに
例示されているアセンブリはシリンダ50を含み、その周
囲にリソグラフ印刷プレートのブランク55が巻き付けら
れている。本発明によれば、シリンダ50は印刷機のプレ
ートシリンダであることができ、或いはこれに代えて、
独立型のプレート作成機、プレートセッタの一部である
ことができる。
シリンダ50は空所セグメント60を含み、その内部にプ
レート55の外側縁部マージンが在来のクランプ手段（図
示せず）によって固定される。空所セグメントの大きさ
は、シリンダ50が用いられる環境に応じて、大きく変動
しうる。
所望ならば、シリンダ50は在来のリソグラフ印刷機の
設計中に直接的に取り入れられ、その印刷機のプレート
シリンダとして用いられる。典型的な印刷機構成におい
ては、プレート55はインクトレインからインクを受け取
るものであり、インクトレインの末端のシリンダは、シ
リンダ50と回転係合状態にある。後者のシリンダはま
た、ブランケット胴と接触して回転し、ブランケット胴
は記録媒体に対してインクを転写する。印刷機は、直線
状のアレイに配列されたこうした印刷アセンブリを１つ
より多く有することができる。代替的には、複数のアセ
ンブリを大きな中央の圧胴の周囲に、全てのブランケッ
ト胴と回転係合状態で配置することができる。
記録媒体は圧胴の表面に装着され、この圧胴と各々の
ブランケット胴との間のロール間隙、ニップを通過す
る。中央に圧胴があるインライン印刷機の適切な構成
は、米国特許第5,163,368号及び第4,911,075号（ここで
番号を参照することによりその全内容を本明細書に取り
入れる）に記載されている。
シリンダ50はフレームに支持されており、標準的な電
動モータその他の在来の手段（図２に概略的に示す）に
よって回転される。シリンダ50の角度的な位置は、シャ
フトエンコーダによって監視されている。親ネジ67と案
内バー69上で移動するよう設けられた書き込みアレイ65
は、回転につれてプレート55を横切る。書き込みアレイ
65の軸方向移動は、ステッピングモータ72の回転に由来
し、このステッピングモータは親ネジ67を回転させ、そ
れによって書き込みアレイ65の軸方向位置をシフトさせ
る。ステッピングモータ72は、書き込みアレイ65がプレ
ート55の表面全体を通過した後、書き込みアレイ65が空
所60上に位置している時間の間に付勢される。ステッピ
ングモータ72の回転は、次のイメージングパスを開始す
るのに適当な軸方向の位置へと、書き込みアレイ65をシ
フトさせる。
順次行われるイメージングパスの間の軸方向の位置決
め（インデックス）距離は、書き込みアレイ65内のイメ
ージング素子の数と構成配置、並びに所望とされる解像
度によって定まる。図２に示されているように、集合的
に参照符号75で示す適切なレーザドライバによって駆動
されている一連のレーザ源L1,L2,L3,...Lnの各々は、光
ファイバケーブルに対して出力をもたらす。これらのレ
ーザは好ましくは、ガリウム−ヒ素又はその他のダイオ
ードモデルであるが、近赤外領域で発光する高速レーザ
であれば、どのようなものでも有利に用いることができ
る。
最終的なプレートは、少なくとも1,000回、好ましく
は50,000回の印刷、刷りをもたらし得るものでなければ
ならない。このことは、耐久性のある材料から製造する
ことを要求し、レーザ源に対してある種の最低電力要求
を課する。本発明は１又はより多くのプレート層を融除
する必要性を回避するものであるため、電力レベルは比
較的低くでき、イメージング速度は極めて速い。もちろ
ん、所要の加熱効果を達成するための最小限のエネルギ
ー量を伝達する必要性の故に、電力と、達成可能な速度
との間にはトレードオフがある。これについては以下で
詳しく説明する。
レーザ出力を運ぶケーブルは集めて束77とされ、書き
込みアレイ65の中では個別に配置される。電力を節減す
るためには、ファイバの臨界屈折角を越える屈曲を必要
としない構成で束を保持する（それにより全内反射を維
持する）ことが望ましいであろう。しかしながら本発明
者らは、このことが良好な挙動のために必要であること
を見いだしてはいない。
やはり図２に示されているように、関連するレーザが
プレート55に対面する適切な個所に達した時点で、コン
トローラ80はレーザドライバ75を付勢し、そして付加的
に、ステッピングモータ72及びシリンダ駆動モータ82を
作動させる。レーザドライバ75は、商業的に実用的な速
度でのイメージングを促進するために、高速で動作可能
でなければならない。ドライバは好ましくは、少なくと
も毎秒40,000のレーザ駆動パルスを発生可能なパルス回
路を含み、各々のパルスは比較的短く、１−15マイクロ
秒のオーダである。
コントローラ80は、データを２つのソースから受信す
る。書き込みアレイ65に関するシリンダ50の角度的な位
置は、検出器85によって定常的に監視されており、この
検出器はその位置を示す信号をコントローラ80に供給す
る。加えて、イメージデータソース87（例えばコンピュ
ータ）もまた、コントローラ80にデータ信号を供給す
る。このイメージデータは、イメージスポットが書き込
まれる個所において、プレート55上に位置を画定する。
コントローラ80は従って、（検出器85により報告され
た）書き込みアレイ65とプレート55の瞬時の相対位置を
イメージデータと相関させ、プレート55の走査の間に適
切な時点で適切なレーザドライバを付勢する。この体系
を具現化するのに必要とされる制御回路は、スキャナ及
びプロッタの技術分野において周知である。これに適し
た設計は、米国特許第5,174,205号に記述されており、
その全内容はここで番号を参照することによって本明細
書中に取り入れるものとする。
レーザ出力ケーブルは、書き込みアレイ65内に設けら
れたレンズアセンブリで終端しており、このアセンブリ
はビームをプレート55の表面上へと正確に集束させる。
イメージング後のクリーニングは、接触型のクリーニ
ング装置90を用いて達成可能である。これは例えば回転
ブラシ又はベルト、或いはその他の適切な手段でありう
る。機上で適用するのに有用な機械的クリーニング装置
であって、クリーニング溶剤（又は非溶剤）と共に、又
はそれなしで使用可能なものは、ここでの参照によりそ
の全内容を本明細書に取り入れる、米国特許第5,148,74
6号及び第5,568,768号、並びに同時係属中の米国特許出
願第08/697,680号に記載されている。クリーニング装置
90は書き込みアレイ65と結合して、それと一緒にプレー
ト55を横断するようにでき、或いはこれに代えて、図２
に示すようにプレート55に近接する別個のアセンブリと
することもできる。
さて図３−６を参照すると、本発明によって非融除的
にイメージング可能な種々のプレート構造体が示されて
いる。図３は、表面層102と基体104からなる構造体100
を例示している。層102及び104は、インク及び／又はイ
ンク忌避性液体に対して異なる親和性を示す。このプレ
ートの１つの形態において、表面層102はシリコーンポ
リマー又はフルオロポリマーであってインクを反撥し、
これに対して基体104は親油性ポリエステル、又は下記
のように処理された金属である。結果として、乾式プレ
ートが得られる。第２の、湿式プレートの形態では、表
面層102はポリビニルアルコールのような親水性材料で
あり、これに対して基体104は親油性且つ疎水性である
（この場合も、ポリエステルのような高分子フィルムが
適している）。
基体104は好ましくは、強く、安定で可撓性であり、
イメージング放射線を吸収する材料を含み、或いはそれ
から製造される。例えば基体104は、カーボンブラック
粒子その他の放射線吸収剤を含有するポリエステル又は
ポリカーボネートフィルムでありうる。好ましい有機材
料には、熱安定なポリマー、例えばフェニル置換シロキ
サン（典型的にはフェニルメチルジメチルシロキサン共
重合体）などがある。こうした材料については、接着促
進用のコモノマー（例えばアミノプロピルメチルシロキ
サン）を配合して、隣接する層に容易に付着するターポ
リマーを形成するのが有用でありうる。ポリイミドもま
た、容易に入手可能な熱安定ポリマーの類を代表するも
のである。
赤外又は近赤外のイメージング放射線の場合、適切な
吸収剤には広範囲の染料及び顔料が含まれる。例えばフ
タロシアニン化合物（例えば塩化アルミニウムフタロシ
アニン、酸化チタンフタロシアニン、酸化バナジウム
（IV）フタロシアニン、及び米国ウィスコンシン州ミル
ウォーキーのAldrich Chemical Co.により市販されてい
る可溶性フタロシアニン）、ナフタロシアニン化合物
（例えば米国特許第4,977,068号、第4,997,744号、第5,
023,167号、第5,047,312号、第5,087,390号、第5,064,9
51号、第5,053,323号、第4,723,525号、第4,622,179
号、第4,492,750号、及び第4,622,179号を参照のこ
と）、鉄キレート化合物（例えば米国特許第4,912,083
号、第4,892,584号、及び第5,036,040号を参照のこ
と）、ニッケルキレート化合物（例えば米国特許第5,02
4,923号、第4,921,317号、及び第4,913,846号を参照の
こと）、オキソインドリジン化合物（例えば米国特許第
4,446,223号参照のこと）、イミニウム塩類（例えば米
国特許第5,108,873号参照のこと）、及びインドフェノ
ール化合物（例えば米国特許第4,923,638号参照のこ
と）などの如きである。これらの材料の何れのものも、
最終的に架橋してフィルムとなる前の、プレポリマーの
中に分散させることができる。
また、金属製の基体（図４に115で示す）を使用する
ことも可能である。金属は熱を迅速に伝達し、従って通
常は良好でない加熱層として作用するものであるが、金
属を処理して着色を示させ、また放射線吸収剤として働
かせることが可能である。例えば黒色の、原子価が混合
している酸化鉄を、フェラスメタル（鉄を含む金属）上
に生成することができる。この酸化物はIR放射線を吸収
し、マグネシウムのような金属でドープすることを通じ
て、色を濃くする（そしてそれにより放射線吸収能を向
上させる）ことが可能である。
代替的に、陽極酸化処理を通じて金属基体に色を付与
することが可能である。このプロセスは、アルミニウム
基体を電解槽のアノードとして用いることによって、ア
ルミニウム基体の表面を酸化アルミニウムに転換させる
ものであり、幾つかの方途で色を適用するのに利用でき
る。例えば有機染料は陽極コーティングの細孔に吸着可
能であり、また鉱物顔料は、コーティングがシールされ
る前に、これらの細孔内に沈殿可能である。染料の吸着
深さ（また従って、放射線吸収の程度）は、陽極コーテ
ィングの厚みと細孔度に依存している。「一体的カラー
陽極酸化」においては、色素沈着は陽極酸化の間に、微
粒子がコーティング内に吸蔵されることによって生ずる
が、これは電解質がアルミニウム合金の微小成分及びマ
トリックスと陽極反応を行うことの帰結である。電解槽
着色プロセスにおいては、アルミニウムが通常は硫酸電
解質中で陽極酸化され、その後に洗浄され、溶解した金
属塩を含有する酸性電解質へと移される。交流を用いる
ことにより、金属顔料が陽極コーティングの細孔内へと
電着される。通常は、スズ、ニッケル又はコバルトが堆
積され、得られる青銅色又は黒色は、例えば近赤外放射
線の良好な吸収をもたらす。例えばJ.R.Davis編、Alumi
num and Aluminum Alloys（1993年ASM International）
を参照のこと。
特に高分子の基体104が用いられている場合に強度を
追加するために、米国特許第5,188,032号（ここでの参
照によりその全内容を本明細書に取り入れる）に記載さ
れた手法を用いることが可能である。この特許に記述さ
れているように、金属シートを基体104に積層すること
ができる。好適な金属、積層手順、及び好ましい寸法及
び作動条件は全て、この米国特許第5,188,032号に記載
されており、過度の実験を要することなしに、本件の文
脈に対して直接に適用することができる。
図３は、プレート100をイメージングレーザの出力に
曝露することの成り行きを図示している。イメージング
パルスＰ（図示のようにガウス状の空間分布を有する）
は、プレート100に到達すると層102を通過して層104を
加熱し、ガス気泡又はポケット108を形成させる。ポケ
ット108が膨張すると、イメージングパルスの領域にお
いて、層102は層104から離れて持ち上がる。従って表面
層102は実質的にイメージング放射線に対して透過性で
あり、ガスポケット108の消失の後に、層104に対する再
付着に抵抗するように配合される。
図３に示した実施例の１つの形態において、層102
は、エネルギー吸収性の層104により層102の下側に加え
られる熱に応じて、迅速な熱的ホモリシス（熱分解）を
受けるよう化学的に配合される。例えば層102は、化学
的に不安定な種をブロックの１つとして有する、シリコ
ーンのブロック共重合体でありうる（或いはこれを主た
るポリマー成分として含む）。例示的な手法では、シリ
コーンのブロック共重合体はABA構造を有し、ここでＡ
ブロックは長く、官能基（例えばビニルジメチル基）で
終端されたポリシロキサン鎖であり、Ｂブロックはアク
リル（例えば短いポリメチルメタクリレート鎖）であ
る。好適な化学式は、CH2＝CH−（ポリシロキサン）−
（アクリル）−（ポリシロキサン）−CH＝CH2である。
この物質は熱的に容易に劣化し、下側の層104に対する
再付着を妨げるような化学的転換を受ける。
別の形態では、層102はポリビニルアルコール（例え
ば米国ペンシルバニア州アレンタウンのAir Productsに
より市販されているAirvol 125又は165材料）のような
親水性ポリマーである。
場合によっては、下側の層に対する再付着を回避する
ために、容易には変性されない表面層を用いることが望
ましいことがある。代替的には、基体として、低電力の
高速イメージングパルスに応じては十分に加熱されない
未変性の金属層を用いることが望ましいであろう。何れ
の場合でも図４に示すように、プレート構造体110は基
体115と、表面層117と、中間層120を含むが、この中間
層はイメージングパルスに応じて、層115又は層117の何
れかから不可逆的に分離する。前者の場合、イメージン
グ後のクリーニングは、プレート110がイメージングパ
ルスで撃たれた個所において、層117と層120を除去す
る。他方後者の場合には、層120は残存し、印刷表面と
して作用する。層120は例えば、加熱されると窒素ガス
を放出することのできる高分子材料からなることができ
る。好適な例は、米国特許第5,278,023号（ここでの参
照によりその全内容を本明細書に取り入れる）に開示さ
れている。
第２の実施例では、プレートは図５に示すように３層
構造体である。このプレート130は基体132と、イメージ
ング放射線を吸収可能な層134と、表面コーティング層1
36を含んでいる。層134は、高分子又は金属の性状を有
しうる。前者の場合、層134は例えば、本来的に近赤外
領域で吸収を行う高分子系（例えばポリピロール）、或
いは近赤外吸収性成分が分散又は溶解された高分子コー
ティング（例えば前述したような吸収性顔料を含有し溶
媒からキャストされたポリイミド又はポリ（アミドイミ
ド））からなることができる。
後者の場合には、層134はポリエステル製の基体132上
に堆積された、少なくとも１層の金属であることができ
る。この場合にも、この構造体をレーザパルスに短時間
曝露すると、薄い金属層は融除されることなく加熱さ
れ、上側にある層136から分離されて、この上側層の係
留、固定は破壊される。設計に応じて、クリーニングに
よりこの金属層を完全に、上側にある層136の分離部分
と共に除去することが可能であり、またこれに代えて、
層134を全部又は部分的に残すことが可能である。金属
は典型的には、塗布されたインク（乾式プレートの場
合）又は湿し水（疎水性、親油性の表面を有するネガテ
ィブワーキング湿式プレートの場合）を保持するもので
あるから、何れの場合でも完全な除去を達成するのは不
要なことが多い。それでもなお、層134内部での熱伝達
（即ちイメージングパルスを横切る方向での）を最小限
とし、それによって熱をイメージングパルスの領域内に
集中させて最小限のイメージング電力でもってガスポケ
ットの形成を行うために、層134は薄いことが好まし
い。好ましい実施例では、層134は3000±500nm又はそれ
未満で適用される（例えばスパッタリング又は真空蒸着
により）チタンである。
チタンは、特にシリコーン層136との関係において、
層134にとって好ましいものである。特にアルミニウ
ム、亜鉛、及びクロムといった金属と比較した場合、チ
タン層は取り扱い時のダメージに対してかなりの抵抗を
示す。層134を層136でコーティングする前に層134に対
するダメージが生ずる可能性のある生産時、また中間層
が脆弱であるとプレートの寿命が短縮されてしまう印刷
プロセスそれ自体の両者に関して、この特徴は重要であ
る。乾式リソグラフ印刷の場合、時間が経つと層136を
通過して移行してくるインク担持溶媒との相互作用に抵
抗することを通じて、チタンはプレートの寿命をさらに
増大させる。有機物質の層のような他の材料は、こうし
た溶媒に対して透過性を示し、プレートを劣化させてし
まう可能性がある。さらにまた、チタン層に適用される
シリコーンコーティングは、より高速且つ低温で硬化す
る傾向があり（それによって基体132に対する熱的ダメ
ージを回避する）、必要とする触媒量は少なく（それに
より貯蔵寿命が改善される）、そして付加硬化型のシリ
コーンの場合には、「ポストキュア」架橋を示す（例え
ば初期硬化を実際に阻止するニッケルとは顕著に対照的
である）。この後者の特性はプレートの寿命をさらに増
大させる。なぜならより完全に架橋したシリコーンは優
れた耐久性を示し、またインク担持溶媒の移行に対して
さらなる抵抗をもたらすからである。ポストキュア架橋
はまた、高速コーティング（又は基体132に対する熱的
ダメージを回避するためにより低温で実施する必要性）
に対する要望があり、コーティング装置上で完全な架橋
を行うことが非実用的な場合に有用である。チタンはま
た、環境及び安全に関して利点を提供する。即ちその融
除は、測定可能なほどのガス状副生物の排出はなく、環
境的な曝露による健康上の懸念も最小限である。最後
に、チタンは他の多くの金属と同様に、堆積プロセス
（真空蒸着、電子ビーム蒸着又はスパッタリング）の間
に酸素と相互作用する傾向を幾らか有している。しかし
ながら、この態様で多くの場合に形成される可能性の高
い、原子価の低いチタン酸化物（特にTiO）は、近赤外
イメージング放射線の強い吸収剤である。対照的に、ア
ルミニウム、亜鉛及びビスマスについて可能性のある酸
化物は、こうした放射線について比較的劣った吸収剤で
ある。
チタンの有利性にも拘わらず、層134に他の金属を使
用することも可能である。適切な材料であるための基本
的な要求事項は、層132、136に対する接着性と、硬化前
の状態で適用された場合に、層136に有害な干渉を行わ
ないことである。例えば、ある種の金属は、層136の硬
化に用いられる触媒に対して毒となりうる。こうした規
準は、アルミニウム、バナジウム、及びジルコニウムと
いった金属の使用を支持するものである。
或いはまた、層134は無機金属層であることができ
る。こうした物質は通常は親水性であり、従って層136
を親油性のもの（例えばポリエステル）とでき、その結
果間接書き込みプレートが得られる（そこではイメージ
ングパルスはインク付けされる領域ではなく、背景を画
定する）。無機金属材料は、少なくとも１つの金属と少
なくとも１つの非金属の化合物、又はこうした化合物の
混合物からなることができる。仮に、好ましいところで
あるが、この層が印刷表面として作用する場合は（即ち
クリーニングにも拘わらず残存する）、数千nm又はそれ
以上の厚みで適用されるのが一般的である。
適切な無機金属材料の金属成分は、ｄ−ブロック（遷
移）金属、ｆ−ブロック（ランタノイド）金属、アルミ
ニウム、インジウム、又はスズ、或いはこれらの何れか
の混合物（合金、又はより明確な化合物が存在する場合
には金属間化合物）でありうる。好ましい金属に含まれ
るものとしては、チタン、ジルコニウム、バナジウム、
ニオブ、タンタル、モリブデン、及びタングステンがあ
る。非金属成分は、ｐ−ブロック元素のホウ素、炭素、
窒素、酸素及びケイ素の１つ又はそれ以上であることが
できる。ここにおける金属／非金属化合物は、明確な化
学量論量を持つ場合も持たない場合もあり、場合によっ
ては（例えばAl−Si化合物）合金である。好ましい金属
／非金属の組み合わせには、TiN,TiON,TiOx（0.9≦ｘ≦
2.0）,TiAlN,TiAlCN,TiC及びTiCNなどが含まれる。
基体132に好ましい材料は、堆積される金属が良好に
付着する表面を有し、プレートシリンダの表面を介する
巻き出し及び巻き上げを容易にするための、実質的な可
撓性を示さねばならない。好ましいポリエステル材料の
１つの有用な類は、米国デラウェア州ウィルミントンの
ICI Filmsにより市販されているMELINEX 442製品、及
びサウスカロライナ州グリーアのHoechst−Celaneseに
より市販されている3930フィルム製品などによって例証
される、未変性フィルムである。使用される金属による
が、やはり有利なのは、上述したようにして変性されて
表面接着性が増大されているポリエステル材料である。
このタイプの好適なポリエステルに含まれるものには、
ICIのMELINEX 453フィルムがある。これらの材料は、そ
の性質を失うことなしに、チタンを受容する。対照的に
他の金属は、ポリエステルフィルムとの両立性を生成す
るために、ポリエステルフィルムの特別な前処理を必要
としうる。例えば、２塩化ビニリデンをベースとするポ
リマーが、アルミニウムをポリエステル上に係留、固定
するため多くの場合に使用されている。
フィルムの好ましい厚みは0.18mm（0.007インチ）で
あるが、より薄い、またより厚い形態も、有効に使用可
能である。積層された構造体（以下で詳細に述べる）に
ついては、好ましい厚みは0.05mm（0.002インチ）であ
る。
吸収されないイメージング放射線を層134へと反射し
て戻すことのできる基体を用いることが有用でありう
る。赤外イメージング放射線について、この目的に適し
たものは、米国デラウェア州ウィルミントンのICI Film
sにより市販されているWhite 329ポリエステルフィルム
であり、これは白色顔料として、赤外反射性の硫酸バリ
ウムを使用している。代替的に、積層された構造体の場
合には、基体132は透明でよく、反射性は積層される支
持体、又は積層用の接着剤によって提供される（例え
ば、その全開示内容をここでの参照によって本明細書に
取り入れる、米国特許第5,570,636号を参照のこと）。
層136についての材料の選択を決定付ける考慮事項
は、上述した層102について当てはまるものと同様であ
る。
この場合にも、中間層を使用して、本発明によって必
要とされるところにより、不可逆的な付着を受けない吸
収層と上側層の所望の組合せに適応することが可能であ
る。これは図６に示されており、この図にはまた、高分
子製吸収層の使用も例示されている。具体的には、プレ
ート140は、プレート130に関して議論したような（図５
参照）基体142及び表面層146と、プレート110に関して
議論したような（図４参照）高分子製吸収層144と、そ
してやはりプレート110に関して議論したような中間層1
48とを含んでいる。
かくして、非融除性イメージングに対する以上の手法
が、イメージング速度及び電力要求に関して、かなりの
利点をもたらすものであることが看取されよう。本明細
書において用いられた用語及び表現は記載のための術語
として使用されたものであって限定のためのものではな
く、こうした用語及び表現を用いるについては、図示し
記載した特徴又はその部分に均等な何物をも排除する意
図はない。むしろ、請求の範囲に記載された発明の範囲
内において、種々の変更が可能であることが認識される
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−186750（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−184969（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41C 1/10 B41N 1/14

Claims (43)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リソグラフ印刷部材のイメージング方法で
    あって、 a. 第１の層及びこれに付着された第２の層を含み、こ
    れら第１の層と第２の層がインク及びインク忌避性液体
    からなる群より選ばれる少なくとも１つの印刷液体に対
    して異なる親和性を有する印刷部材を準備するステップ
    と、 b. 前記印刷部材を加熱して、前記第２の層を実質的に
    融除することなしに、前記第１の層を前記第２の層から
    イメージに関連するパターンでもって不可逆的に分離さ
    せるステップと、及び c. 分離された個所において前記第１の層を前記第２の
    層から除去し、リソグラフ印刷用イメージを形成するス
    テップとからなる方法。
  2. 【請求項２】前記第２の層が処理された金属である、請
    求項１の方法。
  3. 【請求項３】前記印刷部材がさらに、前記第２の層の下
    側に配置された第３の層を含んでなる、請求項１の方
    法。
  4. 【請求項４】前記第１の層と前記第３の層がインク及び
    インク忌避性液体からなる群より選ばれる少なくとも１
    つの印刷液体に対して異なる親和性を有し、前記除去す
    るステップがさらに、前記第１の層が前記第２の層から
    分離された個所において前記第２の層を前記第１の層と
    共に除去することを含んでなる、請求項３の方法。
  5. 【請求項５】前記金属の層が加熱の結果相変化を受けな
    い、請求項２の方法。
  6. 【請求項６】前記金属の層が、酸化物、炭化物、及び窒
    化物からなる群より選ばれる暗色表面を有する、請求項
    ２の方法。
  7. 【請求項７】前記第２の層が、イメージング放射線を吸
    収する手段を包含してなる親油性ポリマーである、請求
    項１の方法。
  8. 【請求項８】前記ポリマーが導電性ポリカーボネートで
    ある、請求項７の方法。
  9. 【請求項９】前記加熱するステップが、 a. イメージング出力を生成する少なくとも１つのレー
    ザ源を前記印刷部材に対向して隔置するステップと、 b. 前記少なくとも１つのレーザ源の出力を前記印刷部
    材上に集束するよう案内するステップと、 c. 前記レーザ出力と前記印刷部材の間に相対運動を生
    じさせ、前記レーザ出力による前記印刷部材の走査を行
    うステップと、及び d. 前記走査の過程において前記印刷部材を前記レーザ
    出力に対してイメージに関連して曝露させるステップと
    からなる、請求項１の方法。
  10. 【請求項１０】前記レーザが近赤外放射線を発光する、
    請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】前記第１の層が前記イメージング出力に
    対して実質的に透過性である、請求項９の方法。
  12. 【請求項１２】前記第１の層が疎油性であり、前記第２
    の層がインク受容性である、請求項１の方法。
  13. 【請求項１３】前記第１の層がシリコーンからなる、請
    求項12の方法。
  14. 【請求項１４】前記第１の層が親水性であり、前記第２
    の層が疎水性且つ親油性である、請求項１の方法。
  15. 【請求項１５】前記第１の層が熱応答性ポリマーからな
    り、加熱を受けた場合に化学的に変性されて再付着に抵
    抗するようになる、請求項１の方法。
  16. 【請求項１６】前記第１の層が迅速な熱的ホモリシスを
    受ける熱応答性ポリマーからなる、請求項15の方法。
  17. 【請求項１７】前記第１の層がポリシロキサン化学種と
    アクリル化学種からなるブロック共重合体である、請求
    項16の方法。
  18. 【請求項１８】リソグラフ印刷部材のイメージング方法
    であって、 a. 第１の層と、この第１の層の下側に付着して配置さ
    れた第２の層と、この第２の層の下側に配置された第３
    の層とを含み、前記第１の層と他の層の少なくとも一方
    がインク及びインク忌避性液体からなる群より選ばれる
    少なくとも１つの印刷液体に対して異なる親和性を有す
    る印刷部材を準備するステップと、 b. 前記印刷部材を加熱して、前記第２の層を融除する
    ことなしに、前記第１の層を前記第２の層からイメージ
    に関連するパターンでもって不可逆的に分離させるステ
    ップと、及び c. 分離された個所において少なくとも前記第１の層を
    前記第２の層から除去し、前記異なる親和性を有する領
    域からなるリソグラフ印刷用イメージを形成するステッ
    プとからなる方法。
  19. 【請求項１９】前記除去するステップがさらに、前記第
    １の層が前記第２の層から分離された個所において前記
    第２の層を前記第１の層と共に除去することを含んでな
    る、請求項18の方法。
  20. 【請求項２０】前記第２の層が金属である、請求項18の
    方法。
  21. 【請求項２１】前記金属の層が加熱の結果相変化を受け
    ない、請求項20の方法。
  22. 【請求項２２】前記金属の層がチタン、アルミニウム、
    バナジウム、及びジルコニウムの少なくとも１つからな
    る、請求項20の方法。
  23. 【請求項２３】前記第２の層が高分子である、請求項18
    の方法。
  24. 【請求項２４】前記加熱するステップが、 a. イメージング出力を生成する少なくとも１つのレー
    ザ源を前記印刷部材に対向して隔置するステップと、 b. 前記少なくとも１つのレーザ源の出力を前記印刷部
    材上に集束するよう案内するステップと、 c. 前記レーザ出力と前記印刷部材の間に相対運動を生
    じさせ、前記レーザ出力による前記印刷部材の走査を行
    うステップと、及び d. 前記走査の過程において前記印刷部材を前記レーザ
    出力に対してイメージに関連して曝露させるステップと
    からなる、請求項18の方法。
  25. 【請求項２５】前記レーザが近赤外放射線を発光する、
    請求項24の方法。
  26. 【請求項２６】前記第１の層が前記イメージング出力に
    対して実質的に透過性である、請求項24の方法。
  27. 【請求項２７】前記第１の層が疎油性であり、前記第３
    の層が親油性である、請求項18の方法。
  28. 【請求項２８】前記第１の層がシリコーンからなる、請
    求項27の方法。
  29. 【請求項２９】前記金属の層がチタンである、請求項28
    の方法。
  30. 【請求項３０】前記第１の層が前記第２の層から分離し
    た個所において前記第２の層が少なくとも部分的に除去
    されず、前記第１の層が疎油性であり前記第２の層がイ
    ンク受容性である。請求項18の方法。
  31. 【請求項３１】前記第１の層が親水性であり、前記第３
    の層が疎水性且つ親油性である、請求項18の方法。
  32. 【請求項３２】前記第１の層が熱応答性ポリマーからな
    り、加熱を受けた場合に化学的に変性されて再付着に抵
    抗するようになる、請求項18の方法。
  33. 【請求項３３】前記第１の層が迅速な熱的ホモリシスを
    受ける熱応答性ポリマーからなる、請求項32の方法。
  34. 【請求項３４】前記第１の層がポリシロキサン化学種と
    アクリル化学種からなるブロック共重合体である、請求
    項33の方法。
  35. 【請求項３５】前記印刷部材が前記第１の層と前記第２
    の層の間に中間層をさらに含み、前記第２の層を前記中
    間層から分離させることによって不可逆的分離が達成さ
    れる、請求項33の方法。
  36. 【請求項３６】印刷装置であって、 a. 第１の層と、この第１の層の下側に配置された金属
    の第２の層と、この第２の層の下側に配置された第３の
    層とを含み、前記第１の層と前記第３の層がインク及び
    インク忌避性液体からなる群より選ばれる少なくとも１
    つの印刷液体に対して異なる親和性を有する印刷部材を
    支持する手段と、及び b. 前記金属層を融除することなしに、前記第１の層を
    前記金属層からイメージに関連するパターンでもって分
    離させ、それにより前記第２の層から分離された個所に
    おいて少なくとも前記第１の層の除去を容易にしてリソ
    グラフ印刷用イメージを形成すべく、前記印刷部材を加
    熱する手段とからなる装置。
  37. 【請求項３７】前記第２の層から分離された個所におい
    て少なくとも前記第１の層を除去し、リソグラフ印刷用
    イメージを形成するための手段をさらに含む、請求項36
    の装置。
  38. 【請求項３８】前記加熱する手段が少なくとも１つの低
    電力高速イメージングレーザからなる、請求項36の装
    置。
  39. 【請求項３９】さらに、 a. 前記少なくとも１つのレーザの出力を前記支持する
    手段に固定された印刷部材上に集束するよう案内する手
    段と、 b. 前記出力と前記印刷部材の間に相対運動を生じさ
    せ、前記レーザ出力による前記印刷部材の走査を行わせ
    る手段と、及び c. 前記走査の過程において前記少なくとも１つのレー
    ザをイメージに関連するパターンで付勢する手段とを含
    む、請求項38の装置。
  40. 【請求項４０】印刷装置であって、 a. 第１の層と、この第１の層に付着された第２の層と
    を含み、これら第１の層と第２の層がインク及びインク
    忌避性液体からなる群より選ばれる少なくとも１つの印
    刷液体に対して異なる親和性を有する印刷部材を支持す
    る手段と、及び b. 前記第２の層を実質的に融除することなしに、前記
    第１の層を前記第２の層からイメージに関連するパター
    ンでもって分離させ、それにより前記第２の層から分離
    された個所において前記第１の層の除去を容易にしてリ
    ソグラフ印刷用イメージを形成すべく、前記印刷部材を
    加熱する手段とからなる装置。
  41. 【請求項４１】前記第２の層から分離された個所におい
    て前記第１の層を除去し、リソグラフ印刷用イメージを
    形成するための手段をさらに含む、請求項40の装置。
  42. 【請求項４２】前記加熱する手段が少なくとも１つの低
    電力高速イメージングレーザからなる、請求項40の装
    置。
  43. 【請求項４３】さらに、 a. 前記少なくとも１つのレーザの出力を前記支持する
    手段に固定された印刷部材上に集束するよう案内する手
    段と、 b. 前記出力と前記印刷部材の間に相対運動を生じさ
    せ、前記レーザ出力による前記印刷部材の走査を行わせ
    る手段と、及び c. 前記走査の過程において前記少なくとも１つのレー
    ザをイメージに関連するパターンで付勢する手段とを含
    む、請求項40の装置。
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