JP2005111833A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬ素子が発する光によりカラー銀塩感材からなる感光体を露光する露光装置において、赤色銀塩感材が赤色以外の光に感光して起きる混色を防止する。
【解決手段】 赤色領域の光を発する赤色有機ＥＬ素子（発光素子アレイ６Ｒ中の20）と、赤色よりも短波長である所定波長領域の光を発するその他の有機ＥＬ素子（例えば青色発光素子アレイ６Ｂ中の20）と有する露光ヘッド１を備え、少なくとも赤色領域の光に感光する赤色銀塩感材と、前記所定波長領域（例えば青色領域）の光に感光するその他の銀塩感材とを含むカラー感光体40を露光する露光装置５において、上記その他の有機ＥＬ素子から発せられた光を受けて、該光の前記所定波長領域より短波長で、赤色銀塩感材の感度領域に含まれる波長成分をカットする光学フィルタ60を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は露光装置に関し、特に詳細には、カラー発光する有機ＥＬ素子を用いて、銀塩感材を含むカラー感光体を露光する露光装置に関するものである。

従来、複数の発光素子が主走査方向に並設されてなる発光素子アレイを用い、この発光素子アレイから発せられた光を感光体に照射するとともに、該発光素子アレイと感光体とを相対的に移動させて副走査を行うことにより、該感光体に２次元画像を露光、記録する露光装置が知られている。最近では、上記発光素子として有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子を用いてなる露光装置も種々提案されている。

また、上記有機ＥＬ素子として複数色の光を発する素子、すなわち一例としてそれぞれ赤色、緑色、青色領域の光を発する赤色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子および青色有機ＥＬ素子を用いることにより、例えば銀塩感材からなるカラー感光体にフルカラーの画像を露光、記録する露光装置も知られている。特許文献１には、その種の露光装置の一例が記載されている。
特開２００１−３５６４２２号公報

上述のように、有機ＥＬ素子が発する光でカラー感光体を露光する従来の露光装置においては、混色が起きやすくて、色再現性が劣るという問題が認められている。以下、その原因について詳しく説明する。

図４は、シアンに発色する典型的な赤色銀塩感材の感度スペクトル（曲線ａ）と、典型的な青色有機ＥＬ素子の発光スペクトル（曲線ｂ）とを示すものである。ここに示されるように赤色銀塩感材の多くは、約７００ｎｍをピークとする赤色領域の感度の他に、短波長域の、すなわち３８０ｎｍ近辺をピークとする大略５００ｎｍ以下の感度領域を有する。一方、現在提供されている青色有機ＥＬ素子の発光スペクトルは、短波長側に延びる裾部を有している。そして、この裾部と上記赤色銀塩感材の５００ｎｍ以下の感度領域との重なりが大きいため、赤色銀塩感材は、青色有機ＥＬ素子の発光によって容易に感光してしまうのである。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ素子が発する光によりカラー銀塩感材からなる感光体を露光する露光装置において、赤色銀塩感材が赤色以外の光に感光して起きる混色を防止して、色再現性を向上させることを目的とする。

本発明による露光装置は、
赤色領域の光を発する赤色有機ＥＬ素子と、赤色よりも短波長である所定波長領域の光を発するその他の有機ＥＬ素子とを有する露光ヘッドを備え、
少なくとも赤色領域の光に感光する赤色銀塩感材と、前記所定波長領域の光に感光するその他の銀塩感材とを含むカラー感光体を露光する露光装置において、
前記その他の有機ＥＬ素子から発せられた光を受けて、該光の前記所定波長領域より短波長で、前記赤色銀塩感材の感度領域に含まれる波長成分をカットする光学フィルタが設けられたことを特徴とするものである。

なお、上記その他の有機ＥＬ素子として具体的には、前述したように青色領域の光を発する青色有機ＥＬ素子が挙げられ、その場合上記光学フィルタは、青色領域よりも短い波長成分をカットするものが用いられる。そして、そのような構成においては、光学フィルタの、波長３６０〜４２０ｎｍの光に対する透過率が３０％以下となっていることが望ましい。

他方上記光学フィルタは、露光ヘッドに固定されていることが好ましいが、それに限らず、露光ヘッドと感光体との間に配置されても構わない。

また本発明の露光装置において、赤色有機ＥＬ素子およびその他の有機ＥＬ素子は、各々主走査方向に複数並設されてライン状発光素子アレイを構成する一方、該発光素子アレイからなる露光ヘッドとカラー感光体とを、上記主走査方向とほぼ直角な方向に相対移動させる副走査手段が設けられることが望ましい。さらに本発明の露光装置は、上述のようなライン状発光素子アレイが副走査方向に並設されてなる面状発光素子アレイを用いて構成されてもよい。

本発明の露光装置においては、赤色よりも短波長である所定波長領域（例えば青色領域）の光を発する有機ＥＬ素子から発せられた光を受けて、該光の上記所定波長領域より短波長で、赤色銀塩感材の感度領域に含まれる波長成分をカットする光学フィルタが設けられたことにより、該波長成分と赤色銀塩感材の感度領域との重なりが少なく抑えられる。そこで、赤色銀塩感材が、赤色有機ＥＬ素子以外の有機ＥＬ素子からの光に感光して起きる混色が抑制され、高い色純度と良好な色再現性が得られるようになる。

なお、有機ＥＬ素子に用いられる有機発光材料は、一般に、その発光波長よりも短波長の光を吸収することで劣化することが知られている。このような有機ＥＬ素子に対して、上述のようにその発光波長領域（上述の所定波長領域）より短波長の波長成分をカットする光学フィルタが設けられていれば、自然光や室内光の中の、該有機ＥＬ素子を劣化させることになる波長成分がカットされて、有機発光材料に吸収されることを防止できる。それにより、赤色有機ＥＬ素子の他の有機ＥＬ素子の劣化を防止して、長寿命化を実現できる。

本発明の露光装置においては、以上の観点から、赤色有機ＥＬ素子以外の有機ＥＬ素子で、特に混色対策は不要のもの（例えば緑色有機ＥＬ素子）や、さらには赤色有機ＥＬ素子に対しても上述の光学フィルタを配置して、その長寿命化を図るようにしてもよい。

また本発明の露光装置において、特に赤色有機ＥＬ素子およびその他の有機ＥＬ素子がライン状発光素子アレイや、面状発光素子アレイを構成している場合は、光学フィルタとして、それらのアレイに対応した比較的大きな形状のもの、例えば細長く延びる形状のものや、面状の拡がりを有する形状のものが適用可能となるので、光学フィルタの装着が容易化される。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態による露光装置５の側面形状を示すものである。図示の通り露光装置５は露光ヘッド１を有し、この露光ヘッド１は、透明基板10と、この透明基板10の上に蒸着により形成された多数の有機ＥＬ素子20と、該有機ＥＬ素子20の発光光による像をカラー感光シート40上に結像させる等倍結像光学系としての屈折率分布型レンズアレイ30（30Ｒ，30Ｇ，30Ｂ）と、上記透明基板10や屈折率分布型レンズアレイ30を支持する支持体50とを備えている。上記透明基板10の裏面、つまり図中の下面には、屈折率分布型レンズアレイ30Ｂと向かい合う位置において、後に詳述する光学フィルタ60が貼着されている。

そして露光装置５は、上記露光ヘッド１に加えて、カラー感光シート40を矢印Ｙで示す副走査方向に定速搬送する例えばニップローラ等からなる副走査手段51を備えて構成されている。

上記有機ＥＬ素子20は、ガラス等からなる透明基板10上に、透明陽極21、発光層を含んで１画素単位にパターニングされた有機化合物層22、および金属陰極23が順次蒸着により積層されて形成されてなるものである。この有機ＥＬ素子20を構成する要素は、例えばステンレス製の缶等からなる封止部材25内に配置されている。つまり、この封止部材25の縁部と透明基板10とが接着され、乾燥窒素ガスが充填された封止部材25内に有機ＥＬ素子20が封止されている。

上記構成の有機ＥＬ素子20において、透明陽極21と金属陰極23との間に所定電圧が印加されると、有機化合物層22に含まれる発光層が発光し、発光光が透明陽極21および透明基板10を介して取り出される。このような有機ＥＬ素子20は、波長安定性に優れる特性がある。なお、有機ＥＬ素子20の配列状態については、後に詳しく説明する。

ここで透明陽極21は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上の光透過率を有するものが好ましい。透明陽極21の材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等、透明電極材料として従来公知の化合物を適宜用いることができるが、その他、金や白金など仕事関数が大きい金属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物を用いることもできる。なお、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー社刊（１９９９年）には、透明導電膜について詳細な記載があり、そこに示されているものを本発明に適用することも可能である。また透明陽極21は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などによって透明基板10上に形成することができる。

一方、有機化合物層22は、発光層のみからなる単層構造であってもよいし、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造であってもよい。有機化合物層22および電極の具体的な層構成としては、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成や、陽極／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成等が挙げられる。また、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層は、それぞれ複数設けられてもよい。

金属陰極23は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、およびこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極を、仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよい。なお、金属陰極23も透明陽極21と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。

次に、有機ＥＬ素子20の配列状態について詳しく説明する。図２は、露光ヘッド１における透明陽極21および金属陰極23の配置状態を示すものであり、また図３はそれらの配置状態を拡大して示すものである。図示のように透明陽極21は、ほぼ副走査方向に長く延びる所定形状にパターニングされて、この方向に配列される有機ＥＬ素子20についての共通電極とされている。本例ではこれらの透明陽極21が、主走査方向に４８０×８＝３８４０本並べて配設されている。他方、金属陰極23は、主走査方向に直線状に延びる形状を有するもので、この方向に配列される有機ＥＬ素子20についての共通電極とされている。本例ではこれらの金属陰極23が、副走査方向に６４本並べて配設されている。

上記透明陽極21および金属陰極23はそれぞれ、いわゆるコラム(列)電極、ロウ(行)電極とされており、図１に示す駆動回路80により、画像信号に応じて選択された透明陽極21と金属陰極23との間に所定の電圧が印加される。すると、電圧印加している透明陽極21と金属陰極23との交差部分に積層されている有機化合物層22に含まれる発光層が発光し、この発光光が透明基板10側から取り出される。つまり本実施の形態では、透明陽極21と金属陰極23との交差部分単位で１つの有機ＥＬ素子20が構成されており、該有機ＥＬ素子20が複数主走査方向に所定ピッチで配設されてライン状発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状発光素子アレイが副走査方向に複数配設されて面状発光素子アレイが構成されている。

なお本実施の形態では、上述の通り、いわゆるパッシブマトリクス(passive matrix)駆動方式を採用しており、その駆動は適宜公知の方法によって行えばよいものであるから、それについての詳しい説明は省略する。また、このようなパッシブマトリクス駆動方式に限らず、TFT(Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス(active matrix)」駆動方式を採用することも可能である。

ここで本実施の形態の露光装置５は、例えばハロゲン化銀カラーペーパー等の銀塩カラー感光シート40に、フルカラー画像を露光可能に形成されている。以下、そのための構成を詳しく説明する。

有機ＥＬ素子20はより詳しくは、有機化合物層22に含まれる発光層の組成に応じて赤色光を発するもの、緑色光を発するもの、および青色光を発するものからなり、以下、それらを区別して説明する場合は各々、有機ＥＬ素子20Ｒ、有機ＥＬ素子20Ｇ、および有機ＥＬ素子20Ｂと称することとする。

有機ＥＬ素子20Ｒは、図２に示すＲ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状赤色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状赤色発光素子アレイが副走査方向に３２個並設されて面状赤色発光素子アレイ６Ｒが構成されている。有機ＥＬ素子20Ｇは、図２に示すＧ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状緑色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状緑色発光素子アレイが副走査方向に１６個並設されて面状緑色発光素子アレイ６Ｇが構成されている。有機ＥＬ素子20Ｂは、図２に示すＢ領域に配置されており、主走査方向に並ぶ３８４０個で１つのライン状青色発光素子アレイが構成され、そしてこのライン状青色発光素子アレイが副走査方向に１６個並設されて面状青色発光素子アレイ６Ｂが構成されている。

なお図１では、面状赤色発光素子アレイ６Ｒ、面状緑色発光素子アレイ６Ｇおよび面状青色発光素子アレイ６Ｂを構成する各ライン状発光素子アレイの個数は便宜的にそれぞれ６個として示してある。

図１に示す露光装置５において、カラー感光シート40に画像露光する際には、露光ヘッド１の面状赤色発光素子アレイ６Ｒ、面状緑色発光素子アレイ６Ｇおよび面状青色発光素子アレイ６Ｂが、それぞれ前記駆動回路80により赤色画像データ、緑色画像データおよび青色画像データに基づいて駆動され、それとともに副走査手段51によってカラー感光シート40が矢印Ｙで示す副走査方向に定速搬送される。

このとき、面状赤色発光素子アレイ６Ｒの３２個のライン状赤色発光素子アレイからの赤色光による像、面状緑色発光素子アレイ６Ｇの１６個のライン状緑色発光素子からの緑色光による像、および面状青色発光素子アレイ６Ｂの１６個のライン状青色発光素子アレイからの青色光による像が、それぞれ屈折率分布型レンズアレイ30Ｒ，30Ｇ，30Ｂによってカラー感光シート40上に等倍で結像される。それにより、３２個のライン状赤色発光素子アレイからの赤色光で露光された部分が、次いで１６個のライン状緑色発光素子アレイからの緑色光で露光され、さらに１６個のライン状青色発光素子アレイからの青色光で露光される。そして、このようにして形成されるフルカラーの主走査ラインが、カラー感光シート40の搬送に伴って副走査方向に順次並んで形成され、カラー感光シート40に２次元のフルカラー画像が露光、記録される。

面状赤色発光素子アレイ６Ｒ、面状緑色発光素子アレイ６Ｇおよび面状青色発光素子アレイ６Ｂの各有機ＥＬ素子20Ｒは、パルス状に発光するように駆動され、例えばそのパルス幅を制御する等により、各画素毎に階調を出して、カラー感光シート40に連続調画像を露光可能となる。そしてカラー感光シート40の同一部分が、面状赤色発光素子アレイ６Ｒによって３２回、面状緑色発光素子アレイ６Ｇによって１６回、面状青色発光素子アレイ６Ｂによって１６回と、合計６４回多重露光されるので、露光量のダイナミックレンジを大きく確保して、高階調の画像を記録可能となる。

なお、上記屈折率分布型レンズアレイ30Ｒとしては、例えばセルフォックレンズ（登録商標）からなる屈折率分布型レンズを、１つの有機ＥＬ素子20Ｒに対して１個ずつ配してなるもの等を用いることができる。他の屈折率分布型レンズアレイ30Ｇ，30Ｂも同様である。

次に、光学フィルタ60について説明する。光学フィルタ60は図１に示す通り、面状青色発光素子アレイ６Ｂからの光を受ける位置に配されており、この光は光学フィルタ60を通してカラー感光シート40に照射される。この光学フィルタ60の透過特性を、図４に曲線ｃで示す。またこの図４には、カラー感光シート40に用いられている赤色銀塩感材の感度スペクトル（曲線ａ）と、青色有機ＥＬ素子20Ｂの発光スペクトル（曲線ｂ）を併せて示す。

ここに示されるように、上記赤色銀塩感材は約７００ｎｍをピークとする赤色領域の感度の他に、３８０ｎｍ近辺をピークとする大略５００ｎｍ以下の短波長側の感度領域を有する。一方、青色有機ＥＬ素子20Ｂの発光スペクトルは、短波長側に延びる裾部を有している。そして、この裾部と上記赤色銀塩感材の５００ｎｍ以下の感度領域との重なりが大きいため、青色有機ＥＬ素子20Ｂから発せられた光がそのままカラー感光シート40に照射されると、該シート40はこの光によって容易に感光してしまう。

しかし本装置においては、上記の光学フィルタ60が設けられているため、青色有機ＥＬ素子20Ｂから発せられた光のうち、青色領域より短波長で上記赤色銀塩感材の感度領域に含まれる波長成分は、この光学フィルタ60によって大部分がカットされる。そこで、該波長成分と赤色銀塩感材の感度スペクトルとの重なりが少なく抑えられるので、赤色銀塩感材が青色有機ＥＬ素子20Ｂからの光に感光して起きる混色が抑制されて、高い色純度と良好な色再現性が得られるようになる。

ここで図５は、上記光学フィルタ60として、３６０〜４２０ｎｍの波長領域の透過率を１０、２０・・・と９０％まで変化させた９通りのものを作製し、それぞれを一定光量で発光させた青色有機ＥＬ素子20Ｂに対して設置し、そのときの赤色銀塩感材の相対露光量の変化の様子を示すものである。なお同図において透過率１００％は光学フィルタ無しの場合を示しており、赤色銀塩感材の相対露光量は、光学フィルタ無しの場合を１として示してある。

ここに示される通り、３６０〜４２０ｎｍの波長領域における光学フィルタ60の透過率が低いほど、赤色銀塩感材の露光量をより低減することができるが、この露光量を光学フィルタ無しの場合と比べて半分以下にするためには、該透過率を３０％以下としておくことが必要である。

なお本実施の形態において、光学フィルタ60は露光ヘッド１の透明基板10に貼着されて該露光ヘッド１と一体化されているが、露光ヘッド１とカラー感光シート40との間に配設しても構わない。

また本実施の形態では、青色有機ＥＬ素子20Ｂから発せられた光を光学フィルタ60に通すようにしているが、その他例えば緑色有機ＥＬ素子20Ｇの発光スペクトルが短波長側に長く延びる裾部を有しているような場合は、該緑色有機ＥＬ素子20Ｇに対して光学フィルタを設けて、上記裾部に有る発光成分をカットすればよい。

また本実施の形態では、面状青色発光素子アレイ６Ｂが適用されていることから、該アレイ６Ｂに対面する大面積の光学フィルタ60が用いられているが、前述した通り本発明はライン状発光素子アレイを用いる場合にも適用可能であり、その場合には、ライン状発光素子アレイの形状に対応させて、細長く延びる形状の光学フィルタを用いればよい。さらに本発明は、上述のライン状発光素子アレイや面状発光素子アレイを用いる場合に限らず、有機ＥＬ素子から発せられた光ビームを１次元あるいは２次元的に偏向させることにより、カラー感光体を走査露光する露光装置に対しても同様に適用可能である。

本発明の一実施形態による露光装置の側面図 上記露光装置における露光ヘッドの概略平面図 上記露光ヘッドの電極の配置状態を示す平面図 上記露光装置に用いられた光学フィルタの透過特性と、赤色銀塩感材の感度スペクトルと、青色有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示すグラフ 光学フィルタの透過率と赤色銀塩感材の露光量との関係を示すグラフ

符号の説明

１ 露光ヘッド
５ 露光装置
６Ｒ 面状赤色発光素子アレイ
６Ｇ 面状緑色発光素子アレイ
６Ｂ 面状青色発光素子アレイ
10 透明基板
20Ｒ 赤色有機ＥＬ素子
20Ｇ 緑色有機ＥＬ素子
20Ｂ 青色有機ＥＬ素子
30Ｒ，30Ｇ，30Ｂ 屈折率分布型レンズアレイ
40 カラー感光シート
51 副走査手段
60 光学フィルタ

Claims (5)

1. 赤色領域の光を発する赤色有機ＥＬ素子と、赤色よりも短波長である所定波長領域の光を発するその他の有機ＥＬ素子と有する露光ヘッドを備え、
   少なくとも赤色領域の光に感光する赤色銀塩感材と、前記所定波長領域の光に感光するその他の銀塩感材とを含むカラー感光体を露光する露光装置において、
   前記その他の有機ＥＬ素子から発せられた光を受けて、該光の前記所定波長領域より短波長で、前記赤色銀塩感材の感度領域に含まれる波長成分をカットする光学フィルタが設けられたことを特徴とする露光装置。
2. 前記その他の有機ＥＬ素子が青色領域の光を発する青色有機ＥＬ素子であり、
   前記光学フィルタが、青色領域よりも短い波長成分をカットするものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記光学フィルタの、波長３６０〜４２０ｎｍの光に対する透過率が３０％以下であることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 前記光学フィルタが、前記露光ヘッドに固定されていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の露光装置。
5. 前記赤色有機ＥＬ素子およびその他の有機ＥＬ素子が、各々主走査方向に複数並設されて発光素子アレイを構成する一方、
   前記発光素子アレイからなる露光ヘッドと前記カラー感光体とを、前記主走査方向とほぼ直角な方向に相対移動させる副走査手段を備えたことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の露光装置。

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