(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザパターン形成の間、作像部材上の湿し液層の、作像領域から非作像領域への引戻しを減らし、テクスチャ付きの作像部材表面を使用して、良好な画像品質を提供する。【解決手段】Ｓ３０００でフォトレジスト層３０３を形成するために硬化され得るシリコーンウェハを示す。画像反転またはパターン形成がＳ３００５で実行され、フォトレジスト層３０３でパターンを形成することができる。等方性ＳＦ６エッチングなどのエッチングをＳ３００９で実行して、シリコーンウェハでキャビティを形成することができる。フォトレジスト層３０３はＳ３０１５で剥離され、作像部材をテクスチャ付けする表面成形型を形成する。【選択図】図３
2014141090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクによるデジタル印刷のための作像部材であり、テクスチャ付きの作像表面を備え、前記テクスチャ付きの作像表面は、湿し液のウェッティングおよびディウェッティング全体の制御を向上するために構成された規則的なパターンで配置された複数の微細構造を有する、作像部材。
【請求項２】
前記テクスチャ付きの作像表面が、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ（ＦＫＭ）、およびＦＫＭ、フルオロシリコーン、ならびにシリコーンの組合せを備える群から選択される材料をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の微細構造が、前記作像部材表面から延在する突起をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記テクスチャ付きの作像表面が、酸化鉄、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブ、または他の適切な赤外線（ＩＲ）フィラーをさらに備える、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の微細構造が、キャビティをさらに備え、前記キャビティは、前記作像部材表面によって画定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
インクによるデジタル印刷のために構成された作像部材を形成する方法であって、前記作像部材は湿し液または湿し水のウェッティングおよびディウェッティング全体の制御を向上するために構成された規則的なテクスチャ付きの表面を有し、前記方法は、
未硬化作像層材料を成形型に塗布して、前記未硬化作像層材料を前記成形型の表面に適合することと、
前記塗布した作像層材料を硬化して、固体作像部材表面層を形成することと、
前記硬化固体作像部材表面層を除去することとを備え、
前記硬化作像部材表面層は、前記成形型の前記表面に対応する微細構造を備える規則的なテクスチャを有する、方法。
【請求項７】
前記成形型は、その表面にキャビティを備えるシリコーン成形型であり、前記方法は、
ネガ型フォトレジスト材料をシリコーン基材の表面に塗布することによって前記シリコーン成形型を形成することと、
前記フォトレジスト材料を前記シリコーン基材上で焼成することと、
特徴寸法３ミクロンならびに中心間距離４．５ミクロンのマスクを使用して前記フォトレジスト材料を露光ならびに現像することと、
前記パターン形成されたフォトレジスト材料ならびに対応するシリコーンをエッチングすることと、
前記エッチングしたフォトレジスト材料を剥離することとを備え、それにより、前記シリコーン基材は、深さが０．５ミクロン〜１ミクロンのキャビティを画定する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記成形型は、その表面にキャビティを備えるシリコーン成形型であり、前記方法は、ポジ型フォトレジスト材料をシリコーン基材の表面に塗布することによって前記シリコーン成形型を形成すること、前記フォトレジスト材料を前記シリコーン基材上で焼成すること、特徴寸法３ミクロンならびに中心間距離４．５ミクロンのマスクを使用して前記フォトレジスト材料を露光ならびに現像すること、前記パターン形成されたフォトレジスト材料ならびに対応するシリコーンをエッチングすること、および前記エッチングしたフォトレジスト材料を剥離することを備え、それにより、前記シリコーン基材は、深さが０．５ミクロン〜１ミクロンのキャビティを画定する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記成形型は、直径が０．１ミクロン〜６ミクロンであり、中心間距離が０．１ミクロン〜６ミクロンであり、深さが０．１ミクロン〜１ミクロンであるキャビティを備えるシリコーン成形型であり、前記キャビティは、写真平版印刷、ｅ−ビーム平版印刷、またはレーザ照射によって形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記作像部材表面層の前記微細構造は、深さが０．１ミクロン〜１．０ミクロンの範囲のキャビティを備える、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、インクによるデジタル印刷に関する。特に、本開示は、湿し液もしくは湿し水の引戻しを減らすことによって、インク画像欠陥を減らし、さらに特性尖鋭度を向上するよう配置された微細構造の配列を有するフルオロシリコーン表面で構成された作像プレートを使用する、インクによるデジタル印刷のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の、インクによるデジタル印刷システム、すなわちデジタル平版印刷のために構成された可変データ平版印刷システムは、作像プレートまたはブランケットを構成する画像再形成可能面層を有する作像部材に塗布した湿し液の層を、レーザでパターン形成する作像システムを備える。湿し液層は、例えば、搬送ローラと作像部材表面との間の湿し液を分割することによって生成することができ、搬送ローラは、作像部材表面と接する。湿し液層は、作像システムを使用して、画像データにしたがって、レーザパターン形成される。特に、平滑フルオロシリコーンプレート表面に適用されるレーザは、その表面上に堆積した湿し液層の選択部分、すなわち作像部分を蒸発させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本装置および方法は、レーザパターン形成の間、作像部材上の湿し液層の、作像領域から非作像領域への引戻しを減らすことが期待される。本装置および方法は、引戻しの低減をもたらし、テクスチャ付きの作像部材表面を使用して、良好な画像品質を提供する。
【０００４】
一実施形態において、インクによるデジタル印刷のための作像部材は、テクスチャ付きの作像表面を備えることができ、テクスチャ付きの作像表面は、湿し液のウェッティングおよびディウェッティング全体の制御を向上するために構成された規則的なパターンで配置された複数の微細構造を有する。テクスチャ付きの作像表面は、シリコーン、フルオロシリコーン、フルオロエラストマ（ＦＫＭ）、およびＦＫＭ、フルオロシリコーン、ならびにシリコーンの組合せを備える群から選択される材料をさらに備えることができる。
【０００５】
一実施形態において、複数の微細構造は、作像部材表面から延在する突起を備えることができる。テクスチャ付きの作像表面は、酸化鉄、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブ、または他の適切な赤外線（ＩＲ）吸収フィラーを備えることができる。
【０００６】
一実施形態において、複数の微細構造は、キャビティを備えることができ、キャビティは、作像部材表面によって画定される。隣接するキャビティが、互いから０．５ミクロン〜６ミクロンの距離だけ均等に間隔を開けて配置されるように、キャビティを配置することができる。
【０００７】
突起を有する一実施形態において、突起は、高さを０．１ミクロン〜１．０ミクロンとすることができる。他の実施形態において、突起は、高さを０．２ミクロン〜０．７ミクロンとすることができる。
【０００８】
一実施形態において、キャビティは、０．１ミクロン〜１．０ミクロンの深さを有する。他の実施形態において、キャビティは、０．２ミクロン〜０．７ミクロンの深さを有する。
【０００９】
一実施形態において、インクによるデジタル印刷のために構成された作像部材を形成する方法は、作像部材が湿し液または湿し水のウェッティングおよびディウェッティング全体の制御を向上するために構成された規則的なテクスチャ付きの表面を有し、未硬化作像層材料を成形型に塗布して、未硬化作像層材料を成形型の表面に適合し、塗布した作像層材料を硬化して、固体作像部材表面層を形成し、硬化固体作像部材表面層を除去することを備えることができ、硬化作像部材表面層は、成形型の表面に対応する微細構造を備える規則的なテクスチャを有する。
【００１０】
一実施形態において、成形型は、その表面にキャビティを備えるシリコーン成形型とすることができ、本方法は、ネガ型フォトレジスト材料をシリコーン基材の表面に塗布することによってシリコーン成形型を形成すること、フォトレジスト材料をシリコーン基材上で焼成すること、特徴寸法３ミクロンならびに中心間距離４．５ミクロンのマスクを使用してフォトレジスト材料を露光ならびに現像すること、パターン形成されたフォトレジスト材料ならびに対応するシリコーンをエッチングすること、およびエッチングしたフォトレジスト材料を剥離することをさらに備え、それにより、シリコーン基材は、深さが０．５ミクロン〜１ミクロンのキャビティを画定する。
【００１１】
一実施形態において、本方法は、その表面にキャビティを備えるシリコーン成形型である成形型を備えることができ、本方法は、ポジ型フォトレジスト材料をシリコーン基材の表面に塗布することによってシリコーン成形型を形成すること、フォトレジスト材料をシリコーン基材上で焼成すること、特徴寸法３ミクロンならびに中心間距離４．５ミクロンのマスクを使用してフォトレジスト材料を露光ならびに現像すること、パターン形成されたフォトレジスト材料ならびに対応するシリコーンをエッチングすること、およびエッチングしたフォトレジスト材料を剥離することをさらに備え、それにより、シリコーン基材は、深さが０．５ミクロン〜１ミクロンのキャビティを画定する。
【００１２】
一実施形態において、本方法は、直径が０．１ミクロン〜６ミクロンであり、中心間距離が０．１ミクロン〜６ミクロンであり、深さが０．１ミクロン〜１ミクロンであるキャビティを備えるシリコーン成形型である成形型を備えることができ、キャビティは、写真平版印刷、ｅ−ビーム平版印刷、またはレーザ照射によって形成される。
【００１３】
一実施形態において、作像部材表面層の微細構造は、深さが０．１ミクロン〜１．０ミクロンのキャビティを備えることができる。他の実施形態において、作像部材表面層の微細構造は、深さが０．２ミクロン〜０．５ミクロンのキャビティを有することができる。一実施形態において、作像部材表面層の微細構造は、突起を備えることができる。
【００１４】
成形型が、シリコーン、フルオロシリコーン、ＦＫＭ、またはＦＫＭ、シリコーンならびにフルオロシリコーンの組合せを備え、成形型がその表面上にパターン形成されたキャビティを有するシリコーン成形型を使用して形成される一実施形態において、本方法は、フルオロシリコーンを備える材料を、シリコーン成形型に形成されたキャビティを有するシリコーン成形型に塗布すること、塗布した材料を１６０℃で終夜硬化して、シリコーン成形型のキャビティに対応する突起を有する固体フルオロシリコーン成形型を形成すること、およびフルオロシリコーン成形型をシリコーン成形型から除去することを備えるフルオロシリコーン成形型の形成法を備え備えることができる。
【００１５】
一実施形態において、本方法は、作像層材料をシリコーン／フルオロシリコーン、ＦＫＭ、またはＦＫＭならびにシリコーン／フルオロシリコーン成形型の組合せの表面に塗布し、作像層材料を適切な（シリコーン／フルオロシリコーン、ＦＫＭ、またはＦＫＭならびにシリコーン／フルオロシリコーン）成形型の組合せの表面に適合させること、塗布した作像層材料を７０〜２２０℃の適切な温度で、２時間〜終夜にわたって硬化し、フルオロシリコーン成形型の突起に対応するキャビティを有する固体作像層材料を形成すること、および固体作像層材料を除去すること、をさらに備える、作像部材表面層の形成法を備えることができる。一実施形態において、本方法は、シリコーン／フルオロシリコーン、ＦＫＭまたはＦＫＭならびにシリコーン／フルオロシリコーンの組合せを備える固体作像層材料、初期態様もしくは変形態様の形式の酸化鉄、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブなどの適切なＩＲ作像フィラーを備えることができ、作像部材表面層の微細構造は、固体作像層材料に形成されたキャビティを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、従来技術による、インクによるデジタル印刷システムの概略側面図である。
【図２】図２は、上側画像が印刷対象の規則的パターンであり、下側画像がランダムなテクスチャ付きの作像部材を使用する、デジタル印刷オフセットインク画像である。
【図３】図３は、一実施形態による、規則的な微細構造配列またはパターンを有する作像部材表面に対して、テクスチャ付きの作像部材成形型を生成する処理である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３の処理で生成することが可能なシリコーンウェハ上のフォトレジストパターンを備えるシリコーン成形型の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３の処理で生成することが可能な、マイクロメートルスケールのキャビティまたはトレンチを有する、エッチングしたシリコーンウェハである。
【図５】図５は、一実施形態による、バンプを有する作像部材形成処理である。
【図６】図６は、一実施形態による、キャビティを有する作像部材形成処理である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施形態による方法によって形成されたバンプを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施形態による方法によって形成されたキャビティを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真である。
【図８Ａ】図８Ａは、一実施形態による、微視的なバンプを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、一実施形態による、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真である。
【図９Ａ】図９Ａは、一実施形態による、微視的なバンプを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、一実施形態による、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａで使用したものより高い倍率での、微視的なバンプを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ｂで使用したものより高い倍率での、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、平滑なフルオロシリコーンプレート表面上で広がったＤ４滴である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ランダムなテクスチャのフルオロシリコーンプレート表面上で広がったＤ４滴である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、規則的なテクスチャのフルオロシリコーンプレート表面上で広がったＤ４滴である。
【図１１】図１１は、Ｄ４溶液の２ピコリットル滴をフルオロシリコーンプレート表面上に広げた場合に関するグラフデータである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、一実施形態によるテクスチャ付きの作像部材表面上の湿し水にレーザ照射する間に撮影した画像である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、湿し水が蒸発した後の、図１２Ａのテクスチャ付き表面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本出願によれば、画像再形成可能面が作像部材上に設けられ、作像部材は、ドラム、プレート、ベルトなどとすることができる。画像再形成可能面は、例えば、とりわけポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む、一般にシリコーンと称される一群の材料から構成することができる。画像再形成可能面は、搭載層上にわたって比較的薄い層で形成することができ、比較的薄い層の厚さは、印刷もしくは刻印性能、耐久性、および製造性のバランスをとるよう選択される。
【００１８】
図１に示す例示的なシステム１００についての概要をここで提供する。図１に示すように、例示的なシステム１００は、作像部材１１０を備えることができる。図１に示す実施形態での作像部材１１０はドラムであるが、この例示的説明は、作像部材１１０が、ドラム、プレートもしくはベルト、または他の現在知られているか今後開発される構成を備える実施形態を除外すると解釈されるべきではない。作像部材１１０を使用して、転写ニップ１１２で、インク画像を画像受け取り媒体基材１１４に適用する。転写ニップ１１２は、画像転写機構１６０の一部として、作像部材１１０の方向に圧力を加える印刷ローラ１１８によって形成される。画像受け取り媒体基材１１４は、特定の組成物、例えば、紙、プラスチック、または複合シート膜などに限定されると考えるべきではない。例示的なシステム１００は、多種多様な画像受け取り媒体基材上で画像を生成するために使用することができる。本出願はまた、使用することが可能な刻印（印刷）材料の広いラチチュードについて説明し、１０重量％より高い顔料密度を有する刻印材料を備える。本開示は、広範な印刷もしくは刻印材料に関してインクという用語を使用し、インク、顔料、ならびに例示的なシステム１００によって塗布され、画像受け取り媒体基材１１４上に出力画像を生成することができる他の材料であると通常理解される材料を含む。
【００１９】
本出願は、作像部材１１０が、例えば、円筒状のコアである構造搭載層、または円筒状のコア上の１つもしくは複数の構造層上に形成された画像再形成可能面層を備えることを含む、作像部材１１０の詳細について描写および記述する。
【００２０】
例示的なシステム１００は、湿しローラまたは湿しユニットと考えられる一連のローラを一般に備える湿し液サブシステム１２０を備え、作像部材１１０の画像再形成可能面を湿し液で均一に濡らす。湿し液サブシステム１２０の目的は、一般に均一で制御された厚さを有する湿し液の層を、作像部材１１０の画像再形成可能面に送達することである。上記のように、湿し水などの湿し液は、以下でより詳細に説明するように、表面張力を減らし、後続のレーザパターン形成に必要な蒸発エネルギーを下げるために加えられる少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを選択的に含む水を主に備えることができることが知られている。少量のある種の界面活性剤を、湿し水にも加えることができる。あるいは、他の適切な湿し液を使用して、インクによるデジタル平版印刷システムの性能を向上することができる。
【００２１】
湿し液を作像部材１１０の画像再形成可能面上に計量供給すると、湿し液の厚さは、作像部材１１０の画像再形成可能面への湿し液の計量供給を湿し液サブシステム１２０によって制御するようフィードバックを提供することができるセンサ１２５を使用して測定することができる。
【００２２】
精密で均一な量の湿し液が、作像部材１１０の画像再形成可能面上で湿し液サブシステム１２０によってもたらされると、光学パターン形成サブシステム１３０を使用して、例えば、レーザエネルギーを使用して、湿し液層を画像状にパターン形成することによって、均一な湿し液層に潜像を選択的に形成することができる。典型的には、湿し液は、光エネルギー（ＩＲまたは可視光）を効率的に吸収しない。理想的には、作像部材１１０の画像再形成可能面は、表面に近づく光学パターン形成サブシステム１３０から放出されるレーザエネルギー（可視光またはＩＲなどの不可視光）のほとんどを吸収し、湿し液を加熱する際に浪費されるエネルギーを最小にし、高空間解像度能力を維持するために、熱の水平方向への広がりを最小にするべきである。あるいは、適切な放射線感応性成分を湿し液に添加して、入射放射レーザエネルギーの吸収を助けることができる。光学パターン形成サブシステム１３０は、レーザエミッタであるとして上記したが、さまざまな異なるシステムを使用して、光エネルギーを送達し、湿し液をパターン形成することができることを理解されたい。
【００２３】
例示的なシステム１００の光学パターン形成サブシステム１３０によって行われるパターン形成処理での作業の技法を、本明細書で詳細に説明する。簡潔には、光学パターン形成サブシステム１３０からの光学パターン形成エネルギーの適用により、湿し液層の一部を選択的に除去することになる。
【００２４】
光学パターン形成サブシステム１３０による湿し液層のパターン形成に続き、作像部材１１０の画像再形成可能面上にわたってパターン形成された層が、インクローラサブシステム１４０に提示される。インクローラサブシステム１４０を使用して、インクの均一な層を、湿し液の層および作像部材１１０の画像再形成可能面層上に適用する。インクローラサブシステム１４０は、アニロックスローラを使用して、オフセット平版印刷インクを、作像部材１１０の画像再形成可能面層と接する１つまたは複数のインク形成ローラ上に計量供給することができる。他にも、インクローラサブシステム１４０は、他の従来の要素、例えば、精密な供給率のインクを画像再形成可能面にもたらすための一連のメータリングローラを備えることができる。インクローラサブシステム１４０は、画像再形成可能面の画像部分を示すポケットにインクを堆積することができ、一方、湿し液の不定部分のインクは、それらの部分に付着しない。
【００２５】
作像部材１１０の画像再形成可能層にあるインクの凝集性および粘性は、いくつかの機構によって変更することができる。そのような機構の一例では、レオロジー（複素粘弾性）制御サブシステム１５０を使用する可能性がある。レオロジー制御システム１５０は、画像再形成可能面上にインクの部分架橋コアを形成し、例えば、画像再形成可能面層に対してインクの凝集力を高めることができる。硬化機構は、光学硬化もしくは光硬化、熱硬化、乾燥、またはさまざまな形式の化学硬化を備えることができる。冷却法を使用して、複数の物理的冷却機構を介して、さらに、化学冷却法を介して、レオロジーも変更することができる。
【００２６】
次いで、インクが、作像部材１１０の画像再形成可能面から、転写サブシステム１６０を使用して、画像受け取り媒体１１４の基材に転写される。転写は、作像部材１１０と印刷ローラ１１８との間のニップ１１２を基材１１４が通ると行われ、作像部材１１０の画像再形成可能面の空隙内のインクが、基材１１４との物理的接点にもたらされる。インクの接着性がレオロジー制御システム１５０によって変更された場合、インクの接着性の変更により、インクは、基材１１４に付着し、および、作像部材１１０の画像再形成可能面から分離する。転写ニップ１１２での温度および圧力状態の慎重な制御により、作像部材１１０の画像再形成可能面から、基材１１４へのインクに対する転写効率を、９５％超にすることができる。一部の湿し液もまた基材１１４を濡らすことが可能であるが、そのような湿し液の容量は少量であり、さらに、迅速に蒸発し、もしくは基材１１４によって吸収されるであろう。
【００２７】
ある種のオフセット平版印刷システムにおいて、図１に示していないオフセットローラが、インク画像パターンをまず受け取り、次いで、インク画像パターンを、既知の間接転写法にしたがって、基材に転写することができることを認識されたい。
【００２８】
大部分のインクが基材１１４に転写されることに続いて、残ったインクならびに／もしくは残った湿し液は、好ましくはその表面をこすったり摩耗したりすることなく、作像部材１１０の画像再形成可能面から除去されなければならない。エアナイフを使用して、残った湿し液を除去することができる。しかしながら、ある程度の量のインク在留物が残る可能性があることが予想される。そのような残ったインク残留物の除去は、何らかの形式の清掃サブシステム１７０を使用して実現することができる。７１４出願は、作像部材１１０の画像再形成可能面と物理的に接触する粘着部材もしくは接着部材などの少なくとも第１の清掃部材を備えるそのような清掃サブシステム１７０の詳細について説明し、粘着部材もしくは接着部材は、作像部材１１０の画像再形成可能面の湿し液から、残留インクと、残っている少量のいかなる界面活性剤化合物とを除去する。次いで、粘着部材もしくは接着部材は、残留インクを粘着部材もしくは接着部材から転写することができる平滑ローラと接触することができ、その後、インクは、例えば、ドクターブレードによって、平滑ローラからはぎ取られる。
【００２９】
本出願は、作像部材１１０の画像再形成可能面の清掃を容易にすることができる他の機構について詳述する。しかしながら、清掃機構にかかわらず、作像部材１１０の画像再形成可能面からの残留インク、および湿し液の清掃は、本システムでの色むらを防ぐために重要である。清掃すると、作像部材１１０の画像再形成可能面は、湿し液の未使用層を、作像部材１１０の画像再形成可能面に供給する湿し液サブシステム１２０に再び提供され、処理が繰り返される。
【００３０】
上記構造によれば、可変データデジタル平版印刷は、平版印刷画像形成システムにおける真の可変デジタル画像生成で注目を浴びてきた。上記アーキテクチャーは、作像プレートと、場合によっては、転写ブランケットとの機能を、光吸収面を有する必要がある単一の作像部材１１０に組み合わせる。
【００３１】
上記のように、可変データ平版印刷では、湿し液または湿し水が、シリコーンエラストマにカーボンブラックなどのＩＲ吸収材を有する作像表面を備える作像プレートに塗布される。塗布した流体は、画像データにしたがって作像領域でＩＲレーザによって選択的に除去され、次いで、オフセットインクで現像される潜像を生成する。デジタルインク画像は、紙などの基材に転写され、硬化することによって基材に定着することができる。作像プレートは、湿し液または湿し水で濡らされ、可変画像データにしたがって潜像を生成し、オフセットインクでインク塗布し、インク画像が基板から取り除かれるよう構成される。
【００３２】
例示したプレートおよび湿し水材料セットは、それぞれ、完全にフッ化されたフルオロシリコーンおよびＤ４（オクタメチルテトラシロキサン）を含む。レーザが平滑フルオロシリコーンプレートと接触し、作像領域で湿し水を蒸発させると、作像領域のエッジは引き戻され、非作像領域に移動する。エッジのこの引戻しは、作像領域と非作像領域との間の温度勾配によって引き起こされるマランゴニ流のためであり、平滑プレート上の湿し水のエッジの移動に対する低摩擦を伴う。作像プレートの表面テクスチャは、抵抗が増加するため、湿し水をエッジで留める際に重要な役割を果たす。このことは、印刷処理、例えば、中間調の画像での鋭利なエッジおよび角の印刷で、所望の品質の画像を実現するのに重要である。
【００３３】
関連技術による作像プレートの中には、Ａｇｆａまたは類似成形型からテクスチャ付けすることで形成されていたものがあり、テクスチャ付けはランダムであった。ランダムなテクスチャでは、Ｄ４でフルオロシリコーンプレートを濡らすことを制御する能力に限界があることが判明している。したがって、規則的に、または均一にパターン形成したテクスチャが、インクによるデジタル印刷のための作像プレートの作像表面に対して望まれる。
【００３４】
図２は、例示的な実施形態による、作像プレート表面を示す。特に、図２は、印刷対象の画像、または生成した画像が印刷後にどのように見えるかを示した画像である上側画像２０１を示す。図２は、ランダムなテクスチャ付きの作像プレートを使用して印刷した印刷画像である下側画像２０５を示す。下側画像２０５は、非作像領域２０７および作像領域２０９を示す。作像領域２０９は、作像領域交差部２１５で示すような引戻しのために非作像領域にしみ出す。
【００３５】
例えば、規則的に、またはパターン形成したテクスチャを、フルオロシリコーンプレート上に、写真平版印刷、ｅ−ビーム平版印刷、パターン形成したイオン照射、および／または現在知られているか、後に開発される成形方法により、中心間距離０．５ミクロン〜６ミクロン、深さ０．２ミクロン〜１ミクロンの規則的な配列の微視的キャビティを生成することによって形成することができる。湿し水の接触線またはエッジは、キャビティなどの微細構造が密接に配置される最も適切な表面に留めることができることが判明した。他方で、湿し水は、平滑で、Ａｇｆａテクスチャ付けしたプレート表面上で、または規則的／均一なパターン形成した表面ではなくランダムな起伏を有する表面上で、制御不能に広がることが判明した。作像部材の表面への深さを有するキャビティの形成はまた、紙の摩耗に対して、バンプ形成、または作像部材表面から突出する形成物よりも堅実であるという利点がある。湿し液または湿し水が、非作像領域の接触線またはエッジで留まることは重要である。そうでなければ、レーザパターン形成による作像中の流体の蒸発が引き戻される可能性があり、画像欠陥の原因となる。規則的なパターンのキャビティ配列は、いくつかの実施形態において、シリコーンウェハ成形型を使用して形成することができる。他の実施形態において、本方法は、現在知られているか、後に開発される熱エンボス処理によって柔軟な成形型を備えることができる。
【００３６】
実施形態の装置およびシステムは、規則的な配列のバンプおよび／またはキャビティを有するテクスチャ付きの作像表面を有するプレートまたはブランケットなどの作像部材を備える。本装置およびシステムは、互いに密接に配置された規則的な配列のキャビティを有するテクスチャ付きの作像表面を備えることが好ましい。実施形態は、テクスチャ付きの作像部材などを生成する方法を備える。
【００３７】
図３は、一実施形態による、規則的な微細構造配列またはパターンを有する作像部材表面に対して、テクスチャ付きの作像部材成形型を生成する処理を示す。特に、図３は、フルオロシリコーン作像部材表面、すなわち、デジタルのインクによる印刷のためのプレートまたはブランケット上に、微視的な半球形のバンプもしくは突起、キャビティもしくはトレンチを作り出す成形型を形成するための写真平版印刷処理を示す。規則的な配列またはパターンの微細構造は、Ｄ４などの湿し液または湿し水によるウェッティングおよびディウェッティング全体を、さらにインクによるデジタル印刷に有用なインクを制御することを可能とする。
【００３８】
図３では、フォトレジスト材料をコーティングされ、Ｓ３０００でフォトレジスト層３０３を形成するために硬化され得るシリコーンウェハを示す。画像反転またはパターン形成がＳ３００５で実行され、フォトレジスト層３０３でパターンを形成することができる。等方性ＳＦ６エッチングなどのエッチングをＳ３００９で実行して、シリコーンウェハでキャビティを形成することができる。フォトレジスト層３０３はＳ３０１５で剥離され、作像部材をテクスチャ付けする表面成形型を形成する。
【００３９】
図４Ａは、図３のＳ３００５で生成することが可能なシリコーンウェハ上のフォトレジストパターンを備えるシリコーン成形型の走査電子顕微鏡写真を示す。図４Ｂは、図３のＳ３００９で等方性ＳＦ６エッチングし、Ｓ３０１５で剥離することで生成することが可能な、マイクロメートルスケールのキャビティまたはトレンチを有する、エッチングしたシリコーンウェハを示す。
【００４０】
半円形または半球形のキャビティは、ネガ型フォトレジスト、例えば、ｎＬＯＦ２０２０、またはポジ型フォトレジスト（ＳＰＲ）を使用して形成することができる。ネガ型フォトレジストの場合、ｎＬＯＦ２０２０をシリコーン基材上でコーティングして、予備焼成することができ、次いで、例えば、直径３ミクロンで、中心間距離が４．５ミクロンの特徴寸法を有するマスクを使用して露光、および現像することができる。その場合、シリコーンは、等方性ＳＦ６エッチングを使用してエッチングすることができる．次いで、フォトレジスト層は、図３のＳ３０１５で示すように剥離することができる。そのような方法を使用して、シリコーンウェハ上に、深さ０．５ミクロン〜１ミクロンのキャビティを形成することができる。
【００４１】
あるいは、ＳＰＲを使用することができ、画像反転処理を実行し、続いて、等方性ＳＦ６エッチングによりシリコーン上にキャビティを形成する。次いで、フォトレジスト層を剥離して、シリコーンに半球形のキャビティを形成することができる。
【００４２】
あるいは、シリコーンウェハ上でほぼサブミクロンスケールまたはナノメートルスケールのより微細なパターンもまた、ｅ−ビーム平版印刷によって作り出すことができる。さらに、レーザパターン形成技術を使用して、シリコーンウェハをパターン形成することもできる。
【００４３】
次いで、図５に示すような実施形態によって、成形型を使用して、テクスチャ付きの作像部材を形成することができる。特に、図５は、作像部材形成処理５００を示す。上記した方法によって生成した、規則的に配置された表面キャビティを有するシリコーン成形型５０１は、例えば、フルオロシリコーンおよび１０％酸化鉄を備える作像部材表面材料層５０３を用いて、Ｓ５０２１でコーティングされる。塗布した材料層５０３は、Ｓ５０２５で、１１０℃〜１６０℃で、４〜６時間硬化する。硬化した材料層５０３は、Ｓ５０３１でシリコーン成形型から除去され、インクによるデジタル印刷のために、またはキャビティを画定する材料層を生成するために構成された作像部材の表面層として使用する。除去した材料層５０３は、その表面上に形成された突起を備える。
【００４４】
図６は、作像部材形成処理６００を示し、作像部材の表面層は、規則的に配置されたキャビティを備える。特に、図６は、バンプを有する除去した材料のフルオロシリコーン層６０１を示し、作像部材表面材料層６０３をＳ６０２１で適用する。表面材料層は、例えば、フルオロシリコーンおよび１０％酸化鉄を備えることができる。適用した表面材料層６０３は、Ｓ６０２５で、１６０℃で４時間硬化する。Ｓ６０３１で、硬化した表面材料層６０３は、フルオロシリコーン層６０１から除去される。除去した材料層６０３は、そこに形成されたキャビティまたはトレンチを備える。
【００４５】
図７Ａは、上記実施形態による方法によって形成されたバンプを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真を示す。図７Ｂは、上記実施形態による方法によって形成されたキャビティを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真を示す。表面テクスチャ特徴は、プレートの広領域にわたって、全く同じではないにしても、実質的に同じ形状および寸法で再形成可能である。
【００４６】
図８Ａは、微視的なバンプを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真を示す。このフルオロシリコーンは、図７Ａで使用したものとは異なる配合物である。異なるフルオロシリコーン配合物は、再生成可能な異なる特徴を示すことができ、硬化条件の最適化によって、およびヒュームドシリカの添加によって増強することができる。図８Ｂは、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーン作像部材またはプレートの光学顕微鏡写真を示す。
【００４７】
図９Ａは、微視的なバンプを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。図９Ｂは、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。図９Ｃは、図９Ａで使用したものより高い倍率での、微視的なバンプを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。図９Ｄは、図９Ｂで使用したものより高い倍率での、微視的なキャビティを有するフルオロシリコーンプレートのＳＥＭ顕微鏡写真を示す。図９Ａ、図９Ｃ、図９Ｂ、図９Ｄに示すバンプおよびキャビティは、それぞれ、０．５ミクロン〜０．７ミクロンの高さ／深さを有する。
【００４８】
シリコーンおよびフルオロシリコーン以外では、フルオロエラストマ（ＦＫＭ）と、ＦＫＭおよびシリコーンもしくはフルオロシリコーンの組合せとを使用して、パターンを成形型から転写するための作像プレート基材を形成することもできる。
【００４９】
ウェッティング実験を、フルオロシリコーンバンプおよびキャビティで行い、その結果を、平滑フルオロシリコーンとランダムなテクスチャ付きのフルオロシリコーンとで比較した。本実験は、Ｄ４溶液を使用して実行した。ウェッティング研究では、プレート材料上に２マイクロリットル滴のＤ４をおだやかに配置することによって実行し、滴の広がりを高速（６０フレーム／秒）ビデオ記録した。２マイクロリットル滴がさまざまな作像部材表面上で広がることが判明した最終的な直径を、図１０Ａ〜図１０Ｃに示す。図１０Ａは、平滑なフルオロシリコーンプレート表面上で広がった滴を示す。Ｄ４溶液は制御不能に広がり、濡らす。図１０Ｂは、ランダムなテクスチャのフルオロシリコーンプレート表面上で広がった滴を示す。Ｄ４溶液は制御不能に広がり、濡らす。図１０Ｃは、規則的なテクスチャのフルオロシリコーンプレート表面上に広がった滴を示し、規則的なテクスチャはキャビティを備える。Ｄ４溶液は、キャビティ表面上で良好に留まった。
【００５０】
図１１は、Ｄ４溶液の２ピコリットル滴を、平滑であるか、バンプを有するテクスチャ付きであるか、またはキャビティを有するテクスチャ付きであるフルオロシリコーンプレート表面上に広げた場合に関するグラフデータを示す。バンプ／キャビティは、高さ／深さ０．５ミクロンであった。滴の直径は、時間の関数として測定された。Ｄ４は、平滑なフルオロシリコーン上では、約１０ミリメートルの比較的大きな直径に広がり、一方、Ｄ４滴は、キャビティおよびバンプを有するフルオロシリコーンプレート上で、それぞれ、約４ミリメートルおよび約６ミリメートルの直径に留まった。
【００５１】
図１２Ａは、湿し水を有するテクスチャ付き表面にレーザを適用した引戻し研究の間に撮影した画像を示す。図１２Ｂは、Ｄ４がレーザ照射により蒸発した後の図１２Ａテクスチャ付き表面を示し、留まったＤ４が残っている。テクスチャ付き表面は、Ｄ４を留める助けとなり、引戻しを最小にし、画像品質を向上し、印刷処理許容度を向上する。
【００５２】
作像部材にテクスチャ付き表面を形成するための代替方法は、熱エンボスによる製造を含むことができる。熱エンボス方法では、シリコーンキャビティ構造からのネガ型レプリカを、適切な温度および圧力によって、適切なポリマーシート（例えば、ポリイミドおよびＭＹＬＡＲ）上にエンボスすることができる。次いで、１Ｈ、１Ｈ、２Ｈ、２Ｈ−パーフルオロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）またはパーフルオロデシルトリクロロシラン（ＦＴＤＳ）を備える剥離層でコーティングされたポリマーシート上のバンプ表面が、成形型として働き、フルオロシリコーン上にキャビティ構造を作り出すことができる。可撓性ポリマーシート上に熱エンボスすることの利点は、テクスチャ付き表面をフローコーティングしたフィクスチャ上にラッピングすることによって、フルオロシリコーンをフローコーティングすることができることである。
【００５３】
本装置は、テクスチャ付き表面を有する作像部材を備える。表面テクスチャは、バンプまたはキャビティを備えることができる。テクスチャ付き表面は、キャビティまたはバンプを備える規則的に配置された微細構造を備え、キャビティまたはバンプが、それぞれ、深さまたは高さ０．１〜１ミクロン、好ましくは０．１〜０．７ミクロンを有することが好ましい。微細構造は、０．５ミクロン〜６ミクロンの間隔で配置されることが好ましく、その間隔は、構造間の中心間距離である。
【００５４】
本方法は、写真平版印刷および実施形態を参照して例えば上記のような成形方法を使用してテクスチャ付き表面を有する作像部材を形成することを備える。テクスチャ付きの作像部材フルオロシリコーン表面は、レーザによる流体の蒸発中に接触線で湿し液または湿し水が留まることを可能にし、それにより、引戻しを減らし、パラメータをさらに調整可能とし、引戻しとバックグラウンドとの間の印刷処理許容度を向上する。バックグラウンドは、湿し液へのインク汚染に関し、非作像領域のインク塗布をもたらす。
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図２】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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