JP5975885B2 - フレキソ刷版の印刷性能を改善する方法 - Google Patents

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本願は、米国特許出願第１２／５７１，５２３号（２００９年１０月１日出願）の一部継続出願であり、その主題を参照することにより全体を本願に援用する。

本発明は、一般的に、改善されたレリーフ構造を有するレリーフ像フレキソ印刷要素を調製する方法であって、前記改善されたレリーフ構造が、最適に印刷するために構成されている複数のレリーフドットを含む方法に関する。

フレキソ印刷は、大量生産に一般的に使用されている印刷方法である。フレキソ印刷は、紙、板紙素材、段ボール、フィルム、フォイル、及び積層体等の多様な基材に対する印刷に用いられる。新聞及び食料雑貨用袋が主な例である。粗い表面及び伸縮性フィルムに経済的に印刷するにはフレキソ印刷を用いるしかない。フレキソ刷版は、画像要素が開口領域の上方に隆起しているレリーフ版である。一般的に、前記版は、若干柔らかく、印刷胴に巻き付けるのに十分な可撓性を有し、且つ百万枚超を印刷するのに十分な耐久性を有する。かかる版は、主にその耐久性及び作製容易性により、多くの長所をプリンタにもたらす。

段ボールは、一般的に、中芯原紙を含み、これは、典型的に、「ライナ」と呼ばれる平判紙又は紙様層に隣接している「フルート」と呼ばれるひだ付又は複数の溝付の板紙である。典型的な段ボール構造は、２枚のライナ層の間に挟まれたフルート層を含む。他の実施形態は、複数の層のフルート及び／又はライナを含んでいてもよい。波状の中間層は、段ボールに構造的剛性をもたらす。段ボールは、包装材として使用されて箱及び容器に成形されるので、パッケージを識別するための情報は、段ボールの外側表面を形成するライナ層に印刷されることが多い。外側ライナ層は、下層のフルート層による支持が不均一であるので、僅かに窪んでいることが多い。

段ボール基材に印刷を行うときに直面する可能性のある問題は、「フルーティング（ｆｌｕｔｉｎｇ）」と呼ばれる印刷作用の発生である（これは、「バンディング（ｂａｎｄｉｎｇ）」、「ストリッピング（ｓｔｒｉｐｉｎｇ）」、又は「ウォッシュボーディング（ｗａｓｈｂｏａｒｄｉｎｇ）」としても知られている）。フルーティングは、段ボールを組み立てた後に前記段ボールの外側表面のライナに印刷を行うときに生じる場合がある。フルーティング作用は、段ボールの下層のフルーティング構造に対応して、暗い印刷領域、即ち密度の濃いバンドと、明るい印刷領域、即ち密度の低いバンドとが交互に現れる作用である。波状の内層構造の最上部がライナの印刷表面を支持している箇所で、より暗い印刷領域が生じる。フルーティング作用は、インクの付いた領域が総面積のごく一部に相当する階調又は色合いの値を有する印刷画像の領域、及びインクによる被覆率がより高い印刷画像の領域において明白である場合がある。このフルーティング作用は、典型的に、デジタルワークフロープロセスを用いて生産されるフレキソ印刷要素を用いて印刷が行われるときにより顕著である。更に、印圧を上昇させてもストリッピングはなくならず、印圧の上昇が段ボール基材に損傷を与える場合もある。したがって、段ボール基材に印刷を行うときのストリッピング又はフルーティングを低減する他の方法が必要とされている。

製造業者によって供給される典型的なフレキソ刷版は、裏層、即ち支持層；１以上の未露光の光硬化性層；任意で保護層、即ちスリップフィルム；及び多くの場合保護カバーシートの順に作製された多層物品である。

支持シート、即ち裏層は、版を支持するためのものである。支持シート、即ち裏層は、紙、セルロースフィルム、プラスチック、又は金属等の透明又は不透明な材料から形成することができる。好ましい材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリアミド等の合成ポリマー材料から作製されるシートが挙げられる。一般的に、最も広く用いられている支持層は、ポリエチレンテレフタレートの可撓性フィルムである。支持シートは、任意で、より確実に光硬化性層に取り付けるための接着層を含んでいてもよい。任意で、支持層と１以上の光硬化性層との間にハレーション防止層を設けてもよい。ハレーション防止層は、光硬化性樹脂層の非画像領域内におけるＵＶ光の散乱によって引き起こされるハレーションを最小化するために用いられる。

光硬化性層は、公知のフォトポリマー、モノマー、反応開始剤、反応性希釈剤、非反応性希釈剤、フィラー、及び染料のいずれかを含んでいてもよい。「光硬化性」という用語は、化学線に反応して重合、架橋、又は任意の他の硬化若しくは固化反応を受ける組成物を指し、前記反応の結果、材料の未露光部分を露光（硬化）部分から選択的に分離及び除去して、硬化した材料の三次元パターン、即ちレリーフパターンを形成することができる。好ましい光硬化性材料としては、エラストマー化合物、少なくとも１つの末端エチレン基を有するエチレン性不飽和化合物、及び光反応開始剤が挙げられる。例示的な光硬化性材料は、特許文献１〜１５に開示されており、これらの主題は、参照することにより全体が本願に援用される。１超の光硬化性層を用いてもよい。

光硬化性材料は、一般的に、少なくとも幾つかの化学線波長域においてラジカル重合を通して架橋（硬化）及び固化する。本明細書で使用するとき、化学線は、光硬化性層の材料における曝露部分に化学的な変化を及ぼすことができる放射線である。化学線としては、例えば、特に、ＵＶ及び紫色波長域における増幅光（例えば、レーザー）及び非増幅光が挙げられる。１つの一般的に用いられる化学線源は、水銀灯であるが、他の源も当業者に一般的に公知である。

スリップフィルムは、埃からフォトポリマーを保護し、取扱容易性を高める薄層である。従来の（「アナログ」）製版プロセスでは、スリップフィルムは、ＵＶ光を透過する。このプロセスでは、プリンタが刷版ブランクからカバーシートを引き剥がし、スリップフィルム層上にネガを配置する。次いで、前記ネガを透過したＵＶ光によって前記版及びネガをフラッド露光する。露光された領域は光硬化又は固化するので、未露光領域を取り除いて（現像して）刷版上にレリーフ像を形成する。版の取扱容易性を改善するために、スリップフィルムの代わりにマット層を用いてもよい。マット層は、典型的に、バインダー水溶液中に懸濁している微粒子（シリカ又は類似の粒子）を含む。マット層をフォトポリマー層にコーティングし、次いで、空気乾燥させる。次いで、後で光硬化性層をＵＶによってフラッド露光するためにマット層にネガを配置する。

「デジタル」即ち「ダイレクト刷版」製版プロセスでは、レーザは、電子データファイルに保存されている画像によって導かれ、デジタル（即ち、レーザアブレーション可能な）マスキング層にその場でネガを形成するために用いられる。前記マスキング層は、一般的に放射線不透過材料を含むように改変されているスリップフィルムである。レーザアブレーション可能な層の一部は、選択された波長及びレーザ出力のレーザ照射にマスキング層を曝露することによってアブレーションされる。レーザアブレーション可能な層の例は、例えば、特許文献１６〜１８に開示されており、これらの主題を参照することにより全体を本願に援用する。

画像形成後、感光性印刷要素を現像して、光硬化性材料の層の未重合部分を取り除き、硬化した感光性印刷要素において架橋されたレリーフ像を形成する。典型的な現像方法としては、様々な溶媒又は水で洗浄することが挙げられ、多くの場合ブラシが用いられる。現像の他の選択肢としては、エアナイフの使用、及び熱とブロッターとの使用が挙げられる。得られる表面は、印刷される画像を再現するレリーフパターンを有する。レリーフパターンは、典型的に、ベタ領域と複数のドットを含むパターン化領域とを含む。レリーフ像を現像した後、レリーフ像印刷要素を印刷機に実装し、印刷を開始することができる。

多くの要因の中でもドットの形状及びレリーフの深度が、印刷される画像の品質に影響を与える。白抜き文字（ｏｐｅｎ ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｘｔ）及びシャドーを維持しながら、フレキソ刷版を使用して微細なドット、線、更にはテキスト等の小さな図形要素を印刷することは非常に困難である。画像の最も明るい領域（一般的にハイライトと呼ばれる）において、画像濃度は、連続階調画像の網掛け表示における網点の総面積で表される。振幅変調（ＡＭ）スクリーニングでは、一定間隔の格子上に位置する複数の網点を非常に小さなサイズにすることを伴い、ハイライトの濃度は網点の面積で表される。周波数変調（ＦＭ）スクリーニングでは、一般的に、網点の大きさを幾つかの固定値で維持し、ランダム又は擬似ランダムに配置された網点の数が画像濃度を表す。いずれの場合も、ハイライト領域を適切に表すために、非常に小さな網点を印刷する必要がある。

製版プロセスの特性上、フレキソ版に小さなドットを維持することは非常に困難である。ＵＶ不透過マスク層を使用するデジタル製版プロセスでは、マスクと紫外線照射との組み合わせにより略円錐形状のレリーフドットを形成する。これらのうちの最も小さいドットは、プロセシング中に取り除かれる傾向があり、これは印刷中にこれら領域にインクが全く転写されない（ドットが版及び／又は印刷機上に「保たれ」ない）ことを意味する。或いは、プロセシング中にドットが取り除かれなかったとしても、印刷機において損傷を受けやすい。例えば、印刷中に小さなドットが折り重なる及び／又は部分的に壊れることが多いと、過剰のインクが転写されたりインクが全く転写されなかったりする原因になる。

更に、光硬化性樹脂組成物は、典型的に、化学線に曝露されるとラジカル重合により硬化する。しかし、硬化反応は、典型的に樹脂組成物に溶解している分子状酸素によって阻害されることがあり、これは、酸素がラジカル捕捉剤として機能するためである。したがって、光硬化性樹脂組成物がより迅速且つ均一に硬化することができるように、像様露光前に、溶解している酸素を樹脂組成物から除去することが望ましい。

溶解している酸素の除去は、例えば、溶解している酸素を置き換えるために、露光前に、二酸化炭素ガス又は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中に感光性樹脂版を配置することによって行うことができる。この方法の特筆すべき問題点は、不便で、面倒で、且つ装置に広いスペースが必要である点である。

使用されている別のアプローチは、版を化学線で予備露光（即ち、「バンプ露光」）することを含む。バンプ露光では、より高い強度の主露光線量の化学線に版を曝露する前に、低強度の「前露光」線量の化学線を用いて樹脂を感光させる。バンプ露光は、版領域全体に対して行われ、短時間、低線量で版を露光することにより版（又は他の印刷要素）の光重合を阻害する酸素の濃度を低下させ、完成版における精密な特徴（即ち、ハイライトドット、微細な線、独立したドット等）を保持するのに役立つ。しかし、前感光工程によって、シャドートーンが目詰まり（ｆｉｌｌ ｉｎ）してしまい、画像のハーフトーンの階調範囲を狭めることもある。

また、バンプ露光は、露光時間、照射される光の強度等の、溶解している酸素のクエンチのためにのみ制限される特定の条件を必要とする。更に、感光性樹脂層の厚みが０．１ｍｍ超である場合、低強度バンプ露光線量の弱い光では感光性樹脂層の特定の部分（即ち、基材層に最も近接し、且つ化学線源から最も離れている感光性層の側面）に十分に達しないので、そこに溶解している酸素の除去が不十分になる。続いて行われる主露光では、残留酸素が原因で前記部分が十分に硬化しない。例えば、主題を参照することにより全体を本願に援用する特許文献１９において論じられているように、この問題を解決するための１つの試みとして、選択的予備露光が提案されている。他の試みは、単独で又はバンプ露光と組み合わせて特殊な版を形成することを含む。

例えば、主題を参照することにより全体を本願に援用する特許文献２０は、主な光反応開始剤によって吸収される波長から少なくとも１００ｎｍ離れた波長で化学線を吸収するために樹脂に添加される別の染料の使用を示唆している。これにより、バンプ用反応開始剤及び主な反応開始剤について反応開始剤の量を別々に最適化することが可能となる。残念なことに、これら染料は、弱い反応開始剤であり、長いバンプ露光時間を必要とする。更に、これら染料は、通常の室内灯で樹脂を感光させるので、作業環境に不便な黄色安全光を必要とする。最後に、特許文献２０に記載されているアプローチは、バンプ露光に従来の広帯域型化学線源を使用するので、より下層の樹脂に著しい量の酸素を残す傾向がある。

主題を参照することにより全体を本願に援用する特許文献２１は、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−アルキルオキシメチルアクリルアミド、又はＮ−アルキルオキシメチルメタクリルアミド、及びメラミン誘導体の縮合反応生成物と、少なくとも１つの水溶性ポリマーと、光重合反応開始剤とを含有する光重合性組成物について記載している。発明者らによれば、前記組成物により、前露光コンディショニングの必要がなくなり、化学的且つ熱的に安定な版が生産される。

しかし、これら方法は全て、特に段ボール基材に印刷するために設計する場合、優れたドット構造を生じさせるレリーフ像印刷要素の生産において未だ不十分である。

したがって、段ボール基材に印刷するための典型的なアナログワークフロープロセスのレリーフ構造と同程度であるか又はそれよりも優れている改善されたレリーフ構造を有するレリーフ像印刷要素を調製するための改善されたプロセスが必要とされている。

また、様々な基材に対して優れた印刷性能を発揮するように構成されている印刷ドットを含む改善されたレリーフ構造を含む改善されたレリーフ像印刷要素が必要とされている。

欧州特許出願公開第０４５６３３６Ａ２号明細書（Ｇｏｓｓ等） 欧州特許出願公開第０６４０８７８Ａ１号明細書（Ｇｏｓｓ等） 英国特許第１，３６６，７６９号明細書 米国特許第５，２２３，３７５号明細書（Ｂｅｒｒｉｅｒ等） 米国特許第３，８６７，１５３号明細書（ＭａｃＬａｈａｎ） 米国特許第４，２６４，７０５号明細書（Ａｌｌｅｎ） 米国特許第４，３２３，６３６号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，３２３，６３７号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，３６９，２４６号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，４２３，１３５号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第３，２６５，７６５号明細書（Ｈｏｌｄｅｎ等） 米国特許第４，３２０，１８８号明細書（Ｈｅｉｎｚ等） 米国特許第４，４２７，７５９号明細書（Ｇｒｕｅｔｚｍａｃｈｅｒ等） 米国特許第４，６２２，０８８号明細書（Ｍｉｎ） 米国特許第５，１３５，８２７号明細書（Ｂｏｈｍ等） 米国特許第５，９２５，５００号明細書（Ｙａｎｇ等） 米国特許第５，２６２，２７５号明細書（Ｆａｎ） 米国特許第６，２３８，８３７号明細書（Ｆａｎ） 米国特許出願公開第２００９／００４３１３８号明細書（Ｒｏｂｅｒｔｓ等） 米国特許第５，３３０，８８２号明細書（Ｋａｗａｇｕｃｈｉ） 米国特許第４，５４０，６４９号明細書（Ｓａｋｕｒａｉ）

本発明の目的は、段ボール基材に印刷するときに良好な結果を生じさせるレリーフ像刷版を提供することにある。

本発明の別の目的は、段ボール基材に印刷したときの印刷フルーティングが少ないレリーフ像刷版を製造することにある。

本発明の別の目的は、印刷表面、エッジ解像度、ショルダー角、深度、及びドット高さに関して優れたドット構造を有する印刷ドットを含むレリーフ像印刷要素を作製することにある。

本発明の別の目的は、印刷要素上に印刷フルーティングに対する耐性の高いドット形状及び構造を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、レリーフ像印刷要素の印刷表面の表面粗度を制御することにある。

この目的のために、本発明は、一般的に、レリーフに複数のドットを含むフレキソレリーフ像印刷要素であって、前記複数のドットが、
（ａ）前記ドットの上面が実質的に平面である；
（ｂ）前記ドットのショルダー角が、（ｉ）前記ドットの全体のショルダー角が５０°超であるか又は（ｉｉ）θ_１が７０°超であり且つθ_２が４５°未満である角度である；及び
（ｃ）前記ドットのエッジのシャープさが、ｒ_ｅ：ｐ比（ｐは、ドットの頂上の中心を通るエッジ間距離であり、ｒ_ｅは、ドットのエッジの曲率半径である）が５％未満であるシャープさである；
からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を含むフレキソレリーフ像印刷要素に関する。

別の好ましい実施形態では、本発明は、一般的に、レリーフ像印刷要素において作製され且つレリーフパターンを形成する複数のレリーフドットであって、デジタル製版プロセス中に作製され、
（ａ）前記ドットの上面が実質的に平面である；
（ｂ）前記ドットのショルダー角が、（ｉ）前記ドットの全体のショルダー角が５０°超であるか又は（ｉｉ）θ_１が７０°超であり且つθ_２が４５°未満である角度である；
（ｃ）版全体のレリーフに対する百分率として測定される前記レリーフドット間のレリーフの深度が約９％超である；及び
（ｄ）前記レリーフドットのエッジのシャープさが、ｒ_ｅ：ｐ比が５％未満であるシャープさである；
からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を含む複数のレリーフドットに関する。

また、本発明は、一般的に、感光性印刷ブランクからレリーフ像印刷要素を作製する方法であって、前記感光性印刷ブランクが、少なくとも１層の光硬化性層に配置されるレーザアブレーション可能なマスク層を含み、前記方法が、
ａ）前記レーザアブレーション可能なマスク層を選択的にレーザアブレーションして、前記光硬化性層にその場マスク及び非被覆部分を形成する工程と、
ｂ）前記その場マスクを通して少なくとも１つの化学線源にレーザアブレーションされた印刷ブランクを曝露して、前記光硬化性層の一部を選択的に架橋及び硬化させる工程と
を含み、
工程（ｂ）の前に前記光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分上に拡散バリアを配置することによって前記少なくとも１層の光硬化性層への酸素の拡散を制限する方法に関する。

好ましい実施形態では、前記拡散バリアは、
ｉ）曝露工程の前に、前記光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分に積層されるバリア膜、並びに
ｉｉ）曝露工程の前に、前記光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分にコーティングされる液体、好ましくは油の層からなる群より選択されることが好ましく、
前記バリア膜及び／又は液体の層の酸素拡散係数は、６．９×１０^−９ｍ^２／秒未満、好ましくは６．９×１０^−１０ｍ^２／秒未満、最も好ましくは６．９×１０^−１１ｍ^２／秒未満である。

別の好ましい実施形態では、前記少なくとも１つの化学線源は、実質的に直線状に又は平行にエネルギーを送達する。

本発明を更に深く理解するために、添付図面と共に以下の記載を参照すべきである。
図１は、本発明を用いることなしに露光された印刷要素のドットと比べたときの、本発明に固有のドット／ショルダー構造を示す複数のドットを有する印刷要素を示す。 図２は、フレキソ印刷に最適なドットの作製に関する４つのドット形状尺度の概略図を示す。 図３は、ドット表面が全体的に丸みを帯びている、５％フレキソドットにおける丸みを帯びたエッジを示す。 図４は、非平面状の頂上を有するドットにおいて、印圧と共に接触パッチ面積が増加することを図示する。 図５は、印圧の増加と共に非平面状ドットの接触パッチ面積が増加することを数式的に示す。上の線は、体積圧縮の作用を考慮しない場合の増加率を示すが、下の線は、体積圧縮に関する補正係数を含む。 図６は、ドットのショルダー角θの測定を示す。 図７は、各々のドットのレリーフと共に、異なる画像形成技術により作製された網点面積率２０％の場合のドットのショルダー角を示す。 図８は、２つのショルダー角を有するドットを示す。 図９は、直接描画画像形成プロセスにより作製した複合ショルダー角を有するドットと比べたときの、本発明に係る方法によって作製した複合ショルダー角を有するドットの例を示す。 図１０は、ショルダー角と、複合ショルダー角を有するドット間のレリーフ深度とを示す。 図１１は、レリーフ像の定義を表す。 図１２は、様々なドットレリーフのレベルを各々のドットのショルダー角と共に示す。 図１３は、フレキソ版の標準的なデジタル画像形成によって作製された網点面積率２０％における丸みを帯びたドットエッジを示す。 図１４は、網点面積率２０％における明確な輪郭を有するドットエッジを示す。 図１５は、ドットの印刷表面の平面性を特徴付ける手段を示し、図中、ｐはドット頂上の距離であり、ｒ_ｔは、ドットの表面の曲率半径である。 図１６は、フレキソドット及びそのエッジを示し、図中、ｐは、ドット頂上の距離である。これは、エッジのシャープさｒ_ｅ：ｐ（ｒ_ｅは、ドットのショルダーと頂上との交点における曲率半径である）を特徴付けるために用いられる。 図１７は、本発明に係るフレキソドットの頂上についての弦測定計算法を示す。

本発明者らは、印刷ドットの形状及び構造が、それを印刷する手段に対して重大な影響を及ぼすことを見出した。これを知れば、本明細書に記載される印刷方法を利用することにより、得られる印刷ドットの形状を操作して印刷を最適化することができる。図１は、本発明を用いることなしに露光された印刷要素のドットと比べたときの、本発明に固有のドット／ショルダー構造を示す複数のドットを有する印刷要素を示す。

より具体的には、本発明者らは、図２に示す通り、優れた印刷性能が得られるフレキソドットの形状が特定の幾何学的特徴のセットにより規定されることを見出した。特にデジタルフレキソ印刷において最適なフレキソ印刷ドットを特徴付ける幾何学的パラメータとしては、
（１）ドット表面の平面性；
（２）ドットのショルダー角；
（３）ドット間のレリーフの深度；及び
（４）ドットの頂上からドットのショルダーに移行する点におけるエッジのシャープさ
が挙げられる。

しかし、図２に示すドット形状は、多くの要因の中でも印刷される基材によっては必ずしも最適なドット形状ではない。

第１に、ドット表面の平面性は、印刷性能に寄与する要因であることが見出された。典型的なデジタル画像形成プロセスにより画像形成されたフレキソ版では、例えば、網点面積率５％で示されている図３から分かる通り、丸みを帯びた頂上を有するドットが生じる傾向がある。この周知の現象は、上に詳述した通り、酸素による光重合の阻害から生じ、大きなドットよりも小さなドットが影響を受ける傾向がある。全階調範囲に亘ってドット表面が平面状であることが好ましい。ハイライト範囲（即ち、階調０％〜１０％）におけるドットでさえも、ドット表面が平面状であることが最も好ましい。これは、非平面状の頂上を有する印刷ドットでは幾つかの印圧レベルで接触パッチ面積が増加することを図示する図４に示されている。更に、図５は、印圧の増加と共に非平面状ドットの接触パッチ面積が増加することを数式的に示す。上の線は、体積圧縮の作用を考慮しない場合の増加率を示すが、下の線は、体積圧縮に関する補正係数を含む。

ドットの頂上の平面性は、図１５に示す通り、ドットの上面の曲率半径ｒ_ｔとして測定することができる。好ましくは、ドットの頂上の曲率半径がフォトポリマー層の厚みを超える場合、より好ましくは、フォトポリマー層の厚みの２倍を超える場合、最も好ましくは、フォトポリマー層全体の厚みの３倍を超える場合、ドットの頂上は平面性を有する。

したがって、丸みを帯びたドット表面は、印刷の観点から理想的ではないことが分かる。その理由は、印刷表面とドットとの間の接触パッチ面積が印圧力と共に指数的に変動するためである。対照的に、ドット表面が平面状であれば、合理的な印圧範囲内において同一の接触パッチ面積を有するはずであるので、特にハイライト範囲（階調０％〜１０％）におけるドットにおいて好ましい。

第２のパラメータは、ドットのショルダー角であり、これは、印刷性能の優れた指標であることが見出されている。ドットのショルダーは、図６に示す通り、ドットの上面と側面とによって形成される角度θとして定義される。極端な場合、垂直な柱は９０°のショルダー角を有するが、実際には、殆どのフレキソドットが９０°よりも著しく小さな角度、多くの場合約４５°のショルダー角を有する。

ショルダー角は、更にドットの大きさに依存して変動し得る。例えば、１％〜１５％の範囲のより小さなドットは、より大きなショルダー角を有し得るが、例えば約１５％を超えるより大きなドットは、より小さなショルダー角を示し得る。全てのドットが可能な限り最大のショルダー角を有することが望ましい。

図７は、異なる画像形成技術により作製された網点面積率２０％の場合のドットのショルダー角を示す。図７のサンプル２に示されている通り、アナログ画像形成プロセスにより作製されたフレキソ版では、ドットのショルダー角が約４５°であることが多い。フレキソ版のデジタル画像形成プロセスでは、特により小さなドットのショルダー角は、約５０°超という好ましい範囲に増加するが、図７のサンプル１４から分かる通り、より大きなドットではショルダー角が増加せず、丸みを帯びたドットの頂上又はエッジという望ましくない副作用が生じる。対照的に、本明細書に記載する画像形成技術のプロセスを使用すると、本明細書に記載するプロセスに従って形成されたドットを示す図７のサンプル１３に示す通り、網点面積率２０％等の大きなドットでさえもデジタルフレキソ版のドットのショルダー角を約５０°超に改善することができる。

ショルダー角に対しては、ドットの安定性及び印圧感受性という２つの競合する幾何学的制約が存在する。ショルダー角を大きくすると、印圧感受性が最小化され、印刷における機能窓が最も広くなるが、ドットの安定性及び耐久性が犠牲になる。対照的に、ショルダー角を小さくすると、ドットの安定性は改善されるが、印刷中の印圧に対するドットの感受性が高くなる。今日、実際には、これら２つの要件の折衷案となる角度を有するように殆どのドットが形成されている。

理想的なドットでは、２つの機能（印圧及びドット強化）を発揮するドットの部分を分離し、その目的に特に適したショルダー角を各ドットに付与することにより、これら２つの要件について妥協する必要がなくなる。かかるドットは、図８に示す通り、側方から見たときに２つの角度を有する。印刷表面に最も近接する角度θ_１は、印圧感受性を最小化するために大きな角度を有するが、ドットの基部により近接する角度θ_２は、ドット構造の物理的強度を最大化し、且つ安定性を最大化するためにより小さな角度を有する。しかし、この種のドット形状は、従来のアナログ又はデジタルフレキソ印刷用フォトポリマー及び画像形成技術によって容易に得られるものではない。その理由は、ドット形状が、用いられる画像形成技術に大きく依存するためである。

本明細書に記載するプロセス等の画像形成技術は、図９に示す通り、かかる複合ショルダー角を有するドットを作製することができる。図９の左側の２つの図は、本発明のプロセスで作製されたドットを示し、右側の図は、直接描画画像形成プロセスで作製されたドットを示す。本発明の複合ショルダー角を有するドットは、ドットの頂上（印刷表面）に最も近接する位置のショルダー角が非常に大きいにも関わらず構造的に安定している。その理由は、図１０に示す通り、基部が広く且つ前記基部が版の「フロア」に付着しているドットの基部近傍のショルダー角が遥かに小さいためである。この複合ショルダー角を有するドットは、最適な印圧レベルで非常に優れた印刷性能を示すだけではなく、より高い印圧レベルにおいても印刷ゲインに対して非常に高い耐性を示す。

全階調範囲に亘って、ドットのショルダー角は５０°超であることが好ましい。ドットのショルダー角は、７０°超であることが好ましい。θ_１（ドットの頂上に最も近接する角度）が７０°超であり且つθ_２（ドットのフロア付着部に最も近接する角度）が４５°以下である「複合」ショルダー角を有するドットが最も好ましい。本明細書で使用するとき、ドットのショルダー角は、図６に示す通り、ドットの頂上に接する水平線と隣接するドットの側壁を表す線との交点により形成される角度を意味する。本明細書で使用するとき、θ_１は、図８に示す通り、ドットの頂上に接する水平線とドットの頂上に最も近接する隣接ショルダー壁の一部を表す線との交点により形成される角度を意味する。本明細書で使用するとき、θ_２は、図８に示す通り、水平線とドットの基部に最も近接する点におけるドットの側壁を表す線とにより形成される角度を意味する。

第３のパラメータは、版のレリーフであり、これは、図１１に示す通り、版のフロアとベタレリーフ表面の頂上との間の距離として表される。例えば、厚み０．１２５インチ（０．３７１５ｃｍ）版は、典型的に、０．０４０インチ（０．１０１６ｃｍ）のレリーフを有するように作製される。版のレリーフは、典型的に、階調パッチにおけるドット間のレリーフ（即ち、「ドットのレリーフ」）よりも遥かに大きいが、これは、階調領域におけるドット間隔が近いためである。階調領域におけるドット間のレリーフが小さいことは、ドットが構造的に良好に支持されていることを意味するが、版にインクが蓄積するにつれて徐々にドット間領域が埋まっていくので、印刷中に問題が生じる場合があり、ドットがブリッジングしたり印刷汚れが生じたりする。

本発明者らは、ドットのレリーフを深くすれば、この問題が著しく低減されて、操作者がそれほど介入せずとも長時間印刷することが可能になることを見出した。この性能は、「よりクリーンな印刷」と呼ばれることが多い。ドットのレリーフがドットのショルダー角と共に変化することを示す図１２から分かる通り、ドットのレリーフは、ドットのショルダー角にある程度関連している。総厚みが０．１２５インチ（０．３７１５ｃｍ）であり且つ版のレリーフの厚みが０．０４０インチ（０．１０１６ｃｍ）である版から４つのサンプルを採取する。図１２に示す通り、標準的なアナログ及びデジタル画像形成プロセスにより作製されるドット（それぞれ、サンプル２及びサンプル１４）は、ドットのレリーフが版全体のレリーフの約１０％未満であることが多い。対照的に、改良された画像形成プロセスは、版レリーフの約９％超（サンプル１３）、又はより好ましくは約１３％超（サンプル１２）であるドットのレリーフを作製することができる。

フレキソ印刷にとって最適なドットを識別する第４の特徴は、平面状のドットの頂上とショルダーとの間に明確な境界が存在することである。酸素阻害の作用により、標準的なデジタルフレキソフォトポリマー画像形成プロセスを用いて作製されたドットは、ドットのエッジが丸みを帯びる傾向がある。約２０％を超えるドットの場合、フレキソ印刷版のデジタル画像形成により作製された網点面積率２０％における丸みを帯びたドットのエッジを示す図１３から分かる通り、ドットの中心は平面状を維持しているが、エッジは、深く丸みを帯びた輪郭を示す。

一般的に、図１４に示す通り、ドットのエッジがシャープであり且つ明確な輪郭を有することが好ましい。これら明確な輪郭を有するドットのエッジは、ドットの「支持」部と「印刷」部とをより良好に分離させるので、印刷中にドットと基材とが接触する面積をより一定にすることができる。

エッジのシャープさは、図１６に示す通り、（ドットのショルダーと頂上との交点における）曲率半径ｒ_ｅのドットの頂上又は印刷表面の幅ｐに対する比として定義することができる。真円状の先端を有するドットでは、正確な印刷表面を画定することが困難である。その理由は、一般的に理解される意味におけるエッジが実際には存在せず、ｒ_ｅ：ｐの比が５０％に近づく可能性があるためである。対照的に、エッジのシャープなドットは、非常に小さな値のｒ_ｅを有するので、ｒ_ｅ：ｐはゼロに近づく。実際には、ｒ_ｅ：ｐは５％未満が好ましく、２％未満が最も好ましい。図１６は、フレキソのドット及びそのエッジを示し、図中、ｐは、ドット頂上の距離である。これは、エッジのシャープさｒ_ｅ：ｐ（ｒ_ｅは、ドットのショルダーと頂上との交点における曲率半径である）の特徴を示す。

最後に、図１７にフレキソのドットの平面性を測定する更に別の手段を示す。（ＡＢ）は、ドットの頂上の直径であり、（ＥＦ）は、弦（ＡＢ）を有する円の半径であり、（ＣＤ）は、弦（ＡＢ）が横断する半径ＥＦの円のセグメント高さである。表１は、１５０線／インチ（２．５４ｃｍ）（ＬＰＩ）における様々な網点面積率のデータを示し、表２は、８５ｌｐｉにおける様々な網点面積率のデータを示す。

更に、段ボール基材に印刷するときの印刷フルーティングを低減し、本明細書に記載される好ましいドット構造を作製するために、本発明者らは、（１）曝露工程から空気を除去し、好ましくは（２）照明の種類、出力、及び入射角を変化させることが必要であることを見出した。

これら方法の使用によって、印刷フルーティングに対して高度に耐性であり且つ印刷中に優れた印圧許容度（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌａｔｉｔｕｄｅ）（即ち、より大きな圧力が印刷中に版に印加されたときの印刷ゲインの変化に対する耐性）を示すドット形状が得られる。

本発明者らは、最適なレリーフ印刷のために印刷要素上に形成される印刷ドットの形状を有利に変化させる最も重要な方法は、化学線への曝露中に光硬化性層から空気を取り除くか又は光硬化性層への空気の拡散を制限することであることを見出した。本発明者らは、以下の方法によって光硬化性層への空気の拡散を制限できることを見出した：
（１）光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分を被覆するためにフレキソ版上にバリア膜を積層する。前記膜は、その場マスクを作製するためにレーザアブレーションされた後であるが、化学線に曝露される前に適用するのが最も有益である場合がある。また、本発明者らは、このシートを用いて版の印刷表面に明確なテクスチャを付与することができることを見出した。これが、この方法の更なる特徴及び利点である。
（２）液体、好ましくは油の層でその場マスク及び任意の非被覆フォトポリマー層をコーティングする。
前記バリア膜及び／又は液体の層の酸素拡散係数は、６．９×１０^−９ｍ^２／秒未満、好ましくは６．９×１０^−１０ｍ^２／秒未満、最も好ましくは６．９×１０^−１１ｍ^２／秒未満である。

また、この点に関して、照明の種類、出力、及び入射角を変化させることが有用である場合があり、これは、複数の方法によって達成することができる。例えば、照明の種類、出力、及び入射角を変化させることは、曝露工程中に版の上方でコリメーティンググリッドを用いることによって達成することができる。アナログ版に対するコリメーティンググリッドの使用は、米国特許第６，２４５，４８７号（Ｒａｎｄａｌｌ）においてアナログ刷版に関して記載されており、この主題を参照することにより全体を本願に援用する。これに代えて、点光源又は他の半干渉光源を使用してもよい。これら光源は、光源及び露光ユニットの設計によって、スペクトル、エネルギー集中、及び入射角を様々な程度変化させることができる。これら点光源の例としては、Ｏｌｅｃ社製ＯＶＡＣ露光ユニット及びＣｏｒｔｒｏｎ社製ｅＸａｃｔ露光ユニットが挙げられる。最後に、全干渉（例えば、レーザ）光源を露光に用いてもよい。レーザ光源の例としては、Ｌｕｓｃｈｅｒ Ｘｐｏｓｅイメージャ及びＨｅｉｄｅｌｂｅｒｇ Ｐｒｏｓｅｔｔｅイメージャ等のデバイスで用いられるＵＶレーザダイオードが挙げられる。照明の種類、出力、及び入射角を変化させることができる他の光源を本発明の実施において用いてもよい。

別の実施形態では、本発明は、一般的に、感光性印刷ブランクからレリーフ像印刷要素を作製する方法であって、前記感光性印刷ブランクが、少なくとも１層の光硬化性層に配置されるレーザアブレーション可能なマスク層を含み、前記方法が、
ａ）前記レーザアブレーション可能なマスク層を選択的にレーザアブレーションして、前記光硬化性層にその場マスク及び非被覆部分を形成する工程と、
ｂ）前記その場マスクを通して少なくとも１つの化学線源にレーザアブレーションされた印刷ブランクを曝露して、前記光硬化性層の一部を選択的に架橋及び硬化させる工程と
を含み、
曝露工程中の前記少なくとも１層の光硬化性層への空気の拡散が、以下のうちの少なくとも１つから選択される方法によって制限される方法に関する：
ｉ）曝露工程の前に前記光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分にバリア膜を積層する方法、並びに
ｉｉ）曝露工程の前に液体、好ましくは油の層で前記光硬化性層のその場マスク及び任意の非被覆部分をコーティングする方法。

広範囲に亘る材料が、バリア膜層として機能することができる。有効なバリア層を生産するための本発明者らが同定した３つの品質としては、光透過性、薄い厚み、及び酸素輸送の阻害が挙げられる。酸素輸送の阻害は、低酸素拡散係数に関する尺度である。上述の通り、膜（即ち液体の層）の酸素拡散係数は、６．９×１０^−９ｍ^２／秒未満、好ましくは６．９×１０^−１０ｍ^２／秒未満、最も好ましくは６．９×１０^−１１ｍ^２／秒未満でなければならない。

本発明のバリア膜層として使用するために好適な材料の例としては、ポリアミド類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルピロリドン、エチレンと酢酸ビニルとのコポリマー、両性インターポリマー、酢酸酪酸セルロース、アルキルセルロース、ブチラール、環状ゴム、及びこれらのうちの１以上の組み合わせ等のフレキソ印刷要素における剥離層として従来用いられている材料が挙げられる。更に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、及び類似する透明なフィルム等のフィルムも、バリアフィルムとして良好に機能することができる。１つの好ましい実施形態では、バリア膜層は、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む。１つの特に好ましいバリア膜は、富士フイルム株式会社から入手可能なＦｕｊｉ（登録商標）最終校正刷り用膜である。

バリア膜は、フィルム及びフィルム／フォトポリマー版の組み合わせの取扱に関する構造上の要件と矛盾しない限り、できるだけ薄くなければならない。バリア膜の厚みは、約１μｍ〜約１００μｍが好ましく、約１μｍ〜約２０μｍが最も好ましい。

バリア膜は、感光性印刷ブランクを曝露させるのに用いられる化学線を膜が吸収したり偏光させたりして悪影響を与えないように十分な光透過性を有している必要がある。したがって、バリア膜の光透過性は、少なくとも５０％が好ましく、少なくとも７５％が最も好ましい。

バリア膜は、化学線への曝露中に光硬化性層へ酸素が拡散するのを有効に制限することができるように、酸素の拡散に対して十分に不透過性である必要がある。本発明者らは、上記厚みを有する上記バリア膜材料が、本明細書に記載の通り使用されるとき光硬化性層への酸素の拡散を実質的に制限することを見出した。

光硬化性層への酸素の拡散を制限することに加えて、バリア膜を用いて、印刷要素の印刷表面に望ましいテクスチャを付与又は刻印したり、印刷要素の印刷表面の表面粗度を望ましいレベルに制御したりすることができる。本発明の１つの実施形態では、バリア膜は、マット仕上げを含み、前記マット仕上げのテクスチャを版表面に転写して、刷版の表面に望ましい表面粗度をもたらすことができる。例えば、１つの実施形態では、マット仕上げは、約７００ｎｍ〜約８００ｎｍの平均表面粗度をもたらす。この場合、バリア膜は、硬化したフォトポリマー層を有するポリプロピレンフィルムを含み、前記硬化したフォトポリマー層は、明確なトポグラフィックパターンを有する。バリア膜表面のテクスチャ又は粗度は、積層工程中、フォトポリマー層（光硬化性層）の表面に刻印される。一般的に、これに関する表面粗度は、Ｖｅｅｃｏ Ｏｐｔｉｃａｌ粗面計、モデルＷｙｋｏ ＮＴ ３３００（Ｖｅｅｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｐｌａｉｎｖｉｌｌｅ，ＮＹ）を用いて測定することができる。

本発明の別の実施形態では、バリア膜は、１００ｎｍ未満の粗度を有する平滑なナノテクノロジーフィルムを含む。この実施形態では、刷版の平均表面粗度を約１００ｎｍ未満に制御することができる。

バリア層は、典型的な積層プロセスにおいて圧力及び／又は熱を用いて刷版の表面に積層させることができる。

別の実施形態では、刷版は、曝露工程の前に液体の層、好ましくは油の層で被覆されてもよく、前記油は、透明であっても有色であってもよい。本発明において前記液体又は油は、バリア膜の別の形態として機能する。固体のバリア膜と同様に、用いられる液体は、光硬化性層を曝露させるために用いられる化学線に対して光透過性であることが重要である。前記液体の層の光透過性は、少なくとも５０％が好ましく、少なくとも７５％が最も好ましい。また、前記液体の層は、上述の酸素の拡散係数を有する光硬化性層に酸素が拡散するのを実質的に阻害することができなければならない。また、前記液体は、プロセシング中に所定の位置に留まるのに十分な程度粘性でなければならない。本発明者らは、一例であって限定するものではないが、以下の油：パラフィン系炭化水素油、ナフテン系炭化水素油、シリコーン油、及び植物油のうちのいずれかを含む厚み１μｍ〜１００μｍの液体の層が前述の基準を満たすことを見出した。その場マスクが作製された後であるが、印刷ブランクが化学線に曝露される前に印刷要素の表面に前記液体を広げなければならない。

本明細書に記載される通り感光性印刷ブランクを化学線に曝露した後、印刷ブランクを現像して、前記印刷ブランクにレリーフ像を形成する。一例であって限定するものではないが、現像は、水現像、溶媒現像、及び熱現像を含む様々な方法によって行うことができる。

最後に、レリーフ像印刷要素を印刷機の印刷胴に実装し、印刷を開始する。

したがって、本明細書に記載するレリーフ像印刷要素を作製する方法を用いて、最適な印刷性能を発揮するように構成されている被印刷レリーフドットを含むレリーフパターンを有するレリーフ像印刷要素が作製されることが分かる。更に、本明細書に記載する製版プロセスを通して、得られるレリーフ像におけるレリーフドットの特定の幾何学的特徴を操作し、最適化することが可能である。

Claims (4)

1. レリーフ像印刷要素において作製された複数のレリーフドットの製造方法であって、
   前記レリーフ像印刷要素が、順に、レーザーアブレーション可能なマスク層、少なくとも一つのフォトポリマー層、及び支持シートからなり、
   前記複数のレリーフドットが、デジタル製版プロセスにより前記少なくとも一つのフォトポリマー層に作製されるものであり、
   前記デジタル製版プロセスが、
   （ｉ）前記レーザーアブレーション可能なマスク層をレーザーアブレーションしてその場ネガを作製し；
   （ｉｉ）前記レーザーアブレーション可能なマスク層の上に酸素バリア膜を積層し、
   （ｉｉｉ）前記少なくとも一つのフォトポリマー層を、前記その場ネガ及び前記酸素バリア膜を通して選択的に架橋するように化学線を選択的に露光し；
   （ｉｖ）次いで、前記少なくとも一つのフォトポリマー層の未架橋の部分を取り除いて前記レリーフ像印刷要素を現像する工程を含み、
   前記複数のレリーフドットが、
   （ａ）前記レリーフドットの上面の平面性が、前記レリーフドットの上面の曲率半径ｒ _ｔ が前記フォトポリマー層の総厚みを超える平面性である；
   （ｂ）前記レリーフドットの頂上に最も近接するショルダー角θ _１ が７０°超であり且つ前記レリーフドットのフロア付着部に最も近接するショルダー角θ _２ が４５°未満である角度である；
   （ｃ）前記レリーフドットのエッジのシャープさが、ドットのショルダーと頂上との交点における曲率半径ｒ _ｅ と、ドット頂上の距離ｐのｒ _ｅ ：ｐ比が５％未満であるシャープさである；及び
   （ｄ）版全体のレリーフに対する百分率として測定される前記レリーフドット間のレリーフの深度が、９％超である；
   の（ａ）から（ｄ）の幾何学的特徴を含むことを特徴とする複数のレリーフドットの製造方法。
2. 複数のレリーフドットの平均表面粗度が、１００ｎｍ未満である請求項１に記載の複数のレリーフドットの製造方法。
3. 複数のレリーフドットの平均表面粗度が、７００ｎｍ〜８００ｎｍである請求項１に記載の複数のレリーフドットの製造方法。
4. 複数のレリーフドットの頂上が円形である請求項１に記載の複数のレリーフドットの製造方法。