JPH11507885A - レーザー画像形成可能な薄膜構造およびそれを組み込んだ印刷版 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１の表面（１３）および第２の表面（１４）を有する基板（１２）を具えた、平版印刷のレーザー画像形成可能な薄膜構造。真空蒸着された金属層（１６）が基板の第１の表面（１３）により保持されている。半導体材料の層（１７）が金属層（１６）上に付着し、かつ金属層（１６）を覆っている。金属層（１６）および半導体材料の層（１７）は、それに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大化するように選択される厚さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザー画像形成可能な薄膜構造および それを組み込んだ印刷版 本発明はレーザー画像形成可能な薄膜構造およびそれを組み込んだ印刷版に関 して、その薄膜構造はデジタル化されたレーザー放射を用いる書込み特性を改善 した。 オフセット印刷の伝統的印刷方法は迅速な技術的変化を受けている。デスクト ップパブリッシングソフトウェアが印刷の仕事のグラフィックのレイアウトのた めに一般的に使用されるようになったときに、その変化は始まった。ひとたび印 刷業者が伝統的なハードコピーに代ってデジタルデータの形式でそれらの仕事の 大部分を受け取るようになったときに、彼らがデジタル情報も同様に利用できる 装置を購入することが始まった。この新しい装置は、その印刷プロセス全体の速 度及び効率を増大させることを促進した。その新しい装置はまた印刷産業に用い られる化学溶液の量を著しく減少させ、それによってその装置は環境のためにな る。従来提供されたデジタル装置はプルーフィングシステムに用いられ、そのプ ルーフィングシステムは顧客が、最終の印刷フェーズの前に、デジタル的に生成 されるハードコピー見本を迅速に検閲することを可能にする。デジタルプルーフ ィングは今日でも使用されているとはいえ、コンピュータ・スクリーン上で直接 校正すること、そして次にデジタル的に作成した印刷版を用いて最終印刷出力に 進むことがますます一般的になっている。最近の技術は、スタンド・アローンの 版作成システムを用いて、オリジナルのデジタルデータから直接的な印刷版の作 成を可能にした。印刷プロセスをさらに単純化しかつ改善するために、ある新し い印刷機の設計は、版材料を印刷機自身上でその場でデジタル的に画像形成する ことを可能にした。残念なことには、これらの革新的な新しい印刷機の使用は、 版材料が存在することによって制限されている。 従来提供されたデジタル的に画像形成される印刷版は、単一の金属層を用いて 入射レーザーエネルギーを吸収し、そしてその版の表面を融蝕(ablate)する。赤 外レーザーが印刷版の塗布された表面上に入射するとき、そのエネルギーは金属 層で吸収され界面での分解が発生する。次に、版材料の画像形成後のクリーニン グ が照射された区域から最上部の塗膜を除去して、平版印刷に好適な版を作成する 。アブレーションプロセスに利用できるレーザーエネルギーの量は、ダイオード レーザーおよび画像形成する光学素子のパラメータに依存する。パルス長、パワ ーレベル、スポットの大きさを含むこれらの仕様は、システムの初期設計の間に 典型的に設定されるパラメータである。これらは固定されたパラメータであるか ら、レーザー画像形成される印刷版の製造における有意義な改善は、現場におけ る困難なハードウェアの改造はもちろん、かなりのハードウェアの変更を必要と する。 レーザー画像形成される印刷材料の応答は、レーザービームのエネルギー密度 と直接的に相関している。この密度は、レーザースポットの大きさが最も小さい ビームウェストにおいて最大値に到達する。ビームウェストのいずれの側にでも 版材料を動かすことはレーザービームのエネルギー密度は減少させる。なぜなら 、いまやビームは焦点がはずれてそしてスポットの大きさが増大するからである 。レーザー画像形成可能な版作成システムの操作可能範囲、すなわち感度は、そ れを越えて好結果の印刷版の画像形成を可能にするのに十分なエネルギーがレー ザー放射中に存在する距離として定義することができる。レーザーレンズと画像 形成される版材料との間の距離の小さいけれども重要な変化は、印刷版に対する 支持表面におけるわずかな欠陥によりもたらされる。したがって、もし画像の品 質を維持しなければならないならば、そのシステムは、現在３〜４ｍｉｌに制限 されているレーザーレンズと像平面との間の距離の変化を許容しなければならな い。これは、版の画像形成に用いられる部品を支持する機械部品の正確な配列お よび精密な機械加工を必要とする。したがって、許容範囲を増大するための要求 が存在する。 一般的に本発明の目的は、レーザー画像形成可能な薄膜構造、および、改善さ れた吸収およびより大きな操作範囲許容度を有する印刷版を提供することにある 。 本発明の他の目的は、赤外ダイオードレーザーからの入射放射をより効率的に 使用させる、上記の特徴を有する構造および印刷部材を提供することである。 本発明のさらなる目的および特徴は、好ましい実施の形態が添付する図面とと もに詳細に述べる以下の記述により明らかになるであろう。 図１はレーザー画像形成可能な薄膜構造および本発明が利用する前記薄膜構造 を組み込んだ印刷版の断面図である。 図２は本発明を組み込んだ印刷版の、他の実施の形態の断面図である。 図３は、赤外ダイオードレーザーの波長における最大の吸収のためにその厚さ を調整したチタンの単一の金属層の光学性能を示したグラフである。 図４は、図１に示した印刷版を用いて達成することができる改善された吸収を 示すグラフである。 一般的に、近赤外波長におけるレーザーが生成した放射を使用するためのレー ザー画像形成可能な薄膜構造は、第１および第２の表面を有する基板を含む。金 属製の真空蒸着される金属層が第１の表面に保持される。半導体材料の層がその 金属層に付着して、その金属層の上を覆う。その金属層および半導体層は、同層 に衝突するレーザーエネルギーの吸収をそのレーザーが作動する波長において最 大化するように選択される、厚さを有する。 より詳細には、本発明を組み込んだ印刷版１１を図１に示し、および印刷版１ １は上部および底部すなわち第１および第２の表面１３および１４を有する基板 １２で構成される。基板は典型的には、ポリエステルまたは０．２から１０ｍｉ ｌの厚さを有するポリマーのような好適な熱可塑性材料、またはアルミニウムの ような柔軟な金属基板で形成される。基板１２は、好ましくは５〜１２ｍｉｌの 厚さを有する、より厚い支持部材に積層されてもよい。金属層１６は第１の表面 １３の上に真空蒸着される。金属層は、１００Åから１０００Åまでの範囲の厚 さで付着し、かつ周期表の金属で形成される。そのような金属は、チタン、クロ ム、ニッケル、ハフニウムおよびアルミニウムを含むが、これらに限定されるも のではない。チタンを使用するとき、それは好ましくは１００Åから７００Åま での範囲の厚さを有し、より好ましくは約５００Åの厚さを有する。 半導体層１７は金属層１６上に真空蒸着される。半導体層も同様に１００Åか ら１０００Åまでの範囲の厚さを有する。半導体材料の例は、ケイ素およびゲル マニウムを含む。ケイ素が好ましい材料である。半導体層は２．０を越える高い 屈折率を有する必要があり、好ましくは３．０以上を有する。 １６および１７の２つの層はロール塗布プロセスにおいて付着させてもよい。 典型的には、金属フィルムすなわち層１６は、ポリエステル基板１１の上にロー ル−トゥー−ロール(roll-to-roll)真空メッキ装置において付着され、半導体層 １７が後に続く。望ましい実施の形態においては、被覆層１６および１７は、塗 布機を通した単一の通過の間に連続的に交替で被覆されてもよいし、あるいはま た真空を壊すことなく２回の通過において被覆されてもよい。あるいはまた、熱 可塑性基板のロールからシートを、ロール塗布機を通して１方向に通過させ、そ して一つの真空中で金属層をその上に付着することによって、その２つの層を交 替で付着してもよい。その後、同一または別個のロール塗布機における別個であ り次に続く真空中においてその金属層の上に、半導体層を付着することができる 。 トップコートとして役に立つ層１８が半導体層１７の上部に提供され、および 層１８は０．５から４マイクロメートルの範囲の厚さを有する。もし親油性トッ プコートが望ましいならば、その塗膜はシリコーンで形成される。あるいはまた 、もし親水性塗膜が望ましいならば、それはポリビニルアルコールのような好適 な材料により形成される。 その上に多層の被膜を有する基板１２は、０．５から４ｍｉｌまでの範囲の厚 さを有する基板を含む製品として供給され、そしてその製品において、基板が接 着剤２０のような好適な手段によって別個の支持部材１９に固定されて、寸法的 に安定な印刷版１１を与えるようにする。支持部材１９はプラスティックまたは 金属のような好適な材料で形成される。 本発明を組み込んだ印刷版の他の実施の形態を図２に示し、それは積層の必要 を除去している。図２に示した印刷版２６は、柔軟な金属基板２７であると同時 に５〜１２ｍｉｌの好適な厚さのアルミニウムのような好適な素材であると同時 に表面２８を有するもので構成されている。ポリマー誘電体２９が表面２８上に ０．２５から２．０ｍｉｌの厚さで提供される。この層２９はＰＥＴの蒸発性の 層であってもよく、図１に示した実施の形態における基板１１の機能を模倣する ために提供される。層２９には、図１に示した実施の形態と同様に、金属層３６ 、半導体層３２およびトップコート３３が続く。 本発明の印刷版または部材１１および２６によって達成できる改善された光学 性能を図４に示した。ここで金属層１６は６００Åの厚さを有するクロムの層で あり、および半導体層１７は６５０Åの厚さを有するケイ素の層である。図４の 吸収率曲線は４００ナノメートルから１０００ナノメートルまでの吸収を示し、 一方反射率曲線および透過率曲線は同一の波長範囲にわたる平均反射率および平 均透過率を示す。示したように、レーザーが作動する近赤外スペクトル領域にお いて、吸収が高い。これはダイオードレーザーからの入射放射の効率的使用を可 能にし、許容度を増大する。その許容度の増大は印刷機において適応されて、そ の印刷機において印刷版が取り付けられ、一方レーザーパワー密度の効果的操作 範囲を維持され、そのレーザーパワー密度を越えたところで版材料が生成したイ メージの分解することなしに融蝕する。この改善された操作許容度は測定により 確認され、チタンまたは金属の単一層よりも２５〜５０％の感度の改善を示し、 一般的に少なくとも約４０％の改善を示した。 図３に示したように、チタンの単一層は赤外スペクトル領域における最大の吸 収のために最適化されており、吸収の最大は約４０％である。一方、本発明の改 善されたレーザー画像形成可能な薄膜構造は、図４に示したように、レーザーが 作動する赤外吸収領域で９０％以上の吸収を有する。 上述のことから、本発明はレーザーを吸収する版材料自身の感度を改善するこ とにより、印刷機の作動許容度を改善することを可能にすることがわかる。金属 層および半導体層の組み合わせが、ダイオードレーザーからの近赤外レーザー放 射の著しく増大した吸収を誘導し、作動許容度を実質的に増大させ、その作動許 容度の増大は、生成した画像の分解なしに本発明を組み込んだ薄膜構造に適応さ れてもよい。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年９月２２日 【補正内容】 ポリマー誘電体２９が表面２８上に０．２５から２．０ｍｉｌの厚さで提供され る。この層２９はＰＥＴの蒸発性の層であってもよく、図１に示した実施の形態 における基板１１の機能を模倣するために提供される。層２９には、図１に示し た実施の形態と同様に、金属層３６、半導体層３２およびトップコート３３が続 く。 本発明の印刷版または部材１１および２６によって達成できる改善された光学 性能を図４に示した。ここで金属層１６は６００Åの厚さを有するクロムの層で あり、および半導体層１７は６５０Åの厚さを有するケイ素の層である。図４の 吸収率曲線は４００ナノメートルから１０００ナノメートルまでの計算された吸 収（Ａ）を示し、一方反射率（Ｒ）曲線および透過率（Ｔ）曲線は同一の波長範 囲にわたる測定された平均反射率および測定された平均透過率を示す。その吸収 は、よく知られた式Ａ＝１００％−Ｒ−Ｔを用いて決定した。示したように、レ ーザーが作動する近赤外スペクトル領域において、吸収が高い。これはダイオー ドレーザーからの入射放射の効率的使用を可能にし、許容度を増大する。その許 容度の増大は印刷機において適応されて、その印刷機において印刷版が取り付け られ、一方レーザーパワー密度の効果的操作範囲を維持され、そのレーザーパワ ー密度を越えたところで版材料が生成したイメージの分解することなしに融蝕す る。この改善された操作許容度は測定により確認され、チタンまたは金属の単一 層よりも２５〜５０％の感度の改善を示し、一般的に少なくとも約４０％の改善 を示した。 図３に示したように、チタンの単一層は赤外スペクトル領域における最大の吸 収のために最適化されており、吸収の最大は約４０％である。一方、本発明の改 善されたレーザー画像形成可能な薄膜構造は、図４に示したように、レーザーが 作動する赤外吸収領域で９０％以上の吸収を有する。 請求の範囲 １． 平版印刷のレーザー画像形成可能な薄膜構造において、第１と第２の表面 を有する基板と、前記基板の前記第１の表面上に保持された真空蒸着された金属 層と、前記金属層に付着しかつ前記金属層を覆った半導体層を具え、前記金属層 および前記半導体材料の層が、それに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大 化するように選択される厚さを有し、前記半導体材料の層が１００Åから１００ ０Åまでの厚さを有することを特徴とする薄膜構造。 ２． 前記基板が硫酸バリウムを充填されたポリマーシートであることを特徴と する請求項１に記載の構造。 ３． 前記金属層が１００〜１０００Åの範囲の厚さを有することを特徴とする 請求項１に記載の構造。 ４． 前記金属層がチタン、クロム、ニッケル、ハフニウムおよびアルミニウム の群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の構造。 ５． 金属層が５００〜７００Åの範囲の厚さを有するチタンであることを特徴 とする請求項４に記載の構造。 ６． 前記半導体材料がケイ素およびゲルマニウムの群から選択されることを特 徴とする請求項１に記載の構造。 ７． 半導体材料がケイ素であることを特徴とする請求項６に記載の構造。 ８． 前記半導体材料の層を覆う有機層を一緒にした請求項１に記載の構造。 ９． 前記有機層が親油性材料で形成されたことを特徴とする請求項７に記載の 構造。 １０． 前記親油性材料がシリコーンであることを特徴とする請求項９に記載の 構造。 １１． 前記有機層が親水性材料で形成されている請求項８に記載の構造。 １２． 前記親水性材料がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項 １１に記載の構造。 １３． 前記支持体が０．２から１０ｍｉｌの厚さを有することを特徴とする請 求項１に記載の構造。 １４． 表面および前記基板の第２の表面とその支持部材の前記表面を固定する 接着力を付与されて印刷版を提供する支持部材と一緒にした請求項１３に記載の 構造。 １５． 前記基板が６ｍｉｌを越える厚さを有することを特徴とする請求項１に 記載の構造。 １６． 表面を有する支持部材、第１および第２の表面を有する柔軟な基板、前 記基板の前記第二の表面と支持部材の表面を固定する接着剤、前記支持体の前記 第１の層に保持された真空蒸着された金属層、および前記金属層に付着し、前記 金属層を覆う半導体材料の層を含む印刷版において、前記金属層および前記半導 体材料の層の厚さがそれに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大化するよう に選択されること、前記半導体材料の層が１００Åから１０００Åまでの厚さを 有することを特徴とする印刷版。 １７． 半導体層を覆うトップコート層を一緒にした請求項１６に記載の印刷版 。 １８． 表面を有する柔軟な金属基板、前記表面上に形成されたポリマー層、前 記ポリマー層に保持されている真空蒸着された金属層、および前記金属層に付着 しかつ前記金属層を覆う半導体材料の層を含む印刷版であって、前記金属層およ び前記半導体材料の層が、それに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大化す るように選択される厚さを有し、前記半導体材料の層が１００Åから１０００Å までの厚さを有することを特徴とする印刷版。 １９． 前記半導体材料の層を覆うトップコートを一緒にした請求項１８に記載 の印刷版。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップス，ロジャー，ダブリュ. アメリカ合衆国 95405 カリフォルニア 州 サンタローザ ジャクリーン ドライ ブ 466 (72)発明者 テイヴィス，グレゴリー，エフ. アメリカ合衆国 95466 カリフォルニア 州 ガーンヴィル リオ ニド ロード 16100 (72)発明者 レガッレ，シャーロット アメリカ合衆国 95448 カリフォルニア 州 ヒールズバーグ フクシア ウエイ 395

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 平版印刷のレーザー画像形成可能な薄膜構造において、第１と第２の表面 を有する基板と、前記基板の前記第１の表面上に保持された真空蒸着された金属 層と、前記金属層に付着しかつ前記金属層を覆った半導体層を含み、前記金属層 および前記半導体層の厚さがそれに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大化 するように選択されることを特徴とする薄膜構造。 ２． 前記基板が硫酸バリウムを充填されたポリマーシートであることを特徴と する請求項１に記載の構造。 ３． 前記金属層が１００〜１０００Åの範囲の厚さを有することを特徴とする 請求項１の記載の構造。 ４． 前記半導体層が１００〜１０００Åの範囲の厚さを有することを特徴とす る請求項１に記載の構造。 ５． 前記金属層がチタン、クロム、ニッケル、ハフニウムおよびアルミニウム の群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の構造 ６． 金属層が５００〜７００Åの範囲の厚さを有するチタンであることを特徴 とする請求項５に記載の構造。 ７． 前記半導体材料がケイ素およびゲルマニウムの群から選択されることを特 徴とする請求項１に記載の構造。 ８． 半導体材料がケイ素であることを特徴とする請求項７に記載の構造。 ９． 前記半導体材料の層を覆う有機層を一緒にした請求項１に記載の構造。 １０． 前記有機層が親油性材料で形成されたことを特徴とする請求項８に記載 の構造。 １１． 前記親油性材料がシリコーンであることを特徴とする請求項１０に記載 の構造。 １２． 前記有機層が親水性材料で形成されている請求項９に記載の構造。 １３． 前記親水性材料がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項 １２に記載の構造。 １４． 前記支持体が０．２から１０ｍｉｌの厚さを有することを特徴とする請 求項１に記載の構造。 １５． 表面および前記基板の第２の表面とその支持部材の前記表面を固定する 接着力を付与されて印刷版を提供する支持部材と一緒にした請求項１４に記載の 構造。 １６． 前記基板が６ｍｉｌを越える厚さを有することを特徴とする請求項１に 記載の構造。 １７． 印刷版であって、表面を有する支持部材、第１および第２の表面を有す る柔軟な基板、前記基板の前記第２の表面と支持部材の表面を固定する接着剤、 前記支持体の前記第１の層に保持された真空蒸着された金属層、および前記金属 層に付着し、前記金属層を覆う半導体材料の層を含む印刷版において、前記金属 層および前記半導体層の厚さがそれに衝突するレーザーエネルギーの吸収を最大 化するように選択されることを特徴とする印刷版。