JP2989620B2 - エレクトロクロミックスイッチング系を使用したイメージバー - Google Patents

エレクトロクロミックスイッチング系を使用したイメージバー

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    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
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  • Optical Systems Of Projection Type Copiers (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は電子写真像を形成するための装置および方法
に関する。特に、本発明はエレクトロクロミックスイッ
チング系を利用した、電子複写機またはプリンターに使
用するのに適する、シャッター型イメージバー(image
bar)に関する。
従来技術 シャッター型光学イメージバーは一様光源の光アウト
プットを制御する、ピクセル(pixel)サイズのシャッ
ターのアレイである。代表的なシャッター型イメージバ
ーは光を透過させるか又はさせないかのどちらかである
電気的にアドレスされたシャッター群のシングルライン
またはダブルラインのアレイからなる。このアレイは帯
電された光受容体のような感光性媒体を露光するために
使用される。従って、一様光源からの光をイメージバー
を介して感光性媒体に当てると、媒体上の特定領域が露
光されて放電することによって、感光性媒体上に潜像が
形成される。
多数の既知のシャッター型イメージバーは液晶系を含
有しており、そこではシャッターは各シャッターに適用
された電圧に依存して、光が通過するのを許すか又は光
の通過を許さない不透明状態で存在するかのどちらかで
ある、個別的にアドレスされた液晶デバイスからなる。
液晶デバイスは一般に色選択性ではなく、単に黒白の光
遮断に、従って、黒色印刷に適する。しかしながら、複
数の異なる液晶材料を使用した或る特殊な複合セル構成
は、T.Uchida,Mol.Cryst.Liq.Cryst.123(1−4),15
−55(1985)に開示されているように、多色応用を可能
にする。液晶イメージバーは色選択性光受容体のカラー
像露光を可能にするには色選択性シャッター用に異なる
液晶材料の多数の層が必要になるという欠点をもつ傾向
がある。液晶光学イメージバーはまた、DC電源に接続し
て使用すると液晶デバイスの有効寿命が制限されること
から、操作のために、比較的簡単なDC駆動回路の代わり
に複雑なAC駆動回路を要求するAC電圧を必要とするとい
う欠点も一般に所有する。イメージングバーのシャッタ
ーの中の結晶性物質の配向および発色は電圧が除去され
るやいなや失われるので、液晶デバイスはイメージを維
持するための電力の使用も要求する。さらに、液晶デバ
イスは一般に約1ミリ秒という比較的遅いスイッチング
時間を示すが、特殊な系ではマイクロ秒のスイッチング
時間が可能である。例えば、N.A.Clark and S.T.Lagerw
all,Appl.Phts.Lett.,Vol.36,pp899−901(1980)に開
示されている。
イメージングバーを使用した電子的像形成装置は既知
である。例えば、米国特許第4,374,397号(この開示は
全体的に参考のために本願明細書中に組み入れられる)
には、改善されたアドレッシング構造および様式を有す
る光バルブデバイスを使用した電子的像形成装置が開示
されている。この装置は複数の位置−アドレスセクター
を有する局部アドレス用光バルブアレイを有し、各セク
ターは光の通過を制御するために電子的にアドレス可能
である複数の離隔した光バルブのピクセル部分を含有し
ている。各々の離隔したピクセル部分は他のセクターの
各々の一つの対応する光バルブピクセル部分と電気的に
対になっているが、それ自身のセクターにおける他の光
バルブピクセル部分から独立している。
さらに、米国特許請求第4,595,259号(この開示は全
体的に参考のために本願明細書中に組み入れられる)に
は、電子写真プリンター用の液晶イメージバーが開示さ
れている。イメージバーは単一の周波数電源によって駆
動されるドットシャッターのシングルアレイとして構成
された直交偏光子を用いたネマチック液晶デバイスを有
する。このイメージバーはデジタル化されたデータ信号
の受信に応答して一度にプリンター光導電性部材の一ラ
インに静電潜像を形成する。操作態様中には、イメージ
バーシャッターの全てに賦勢されており、そしてこの電
気的駆動状態では、イメージバーシャッターは非透過性
である。潜像は部材上の予め帯電された電荷を背景部領
域で選択的に消去することによって形成される。消去を
起こすためには、データ信号に応答して選択されたシャ
ッターへの駆動電圧が遮断される。そうなると、その選
択シャッターは透過性になる。何故ならば、液晶材料が
過渡状態に入るからである。透過性のための応答時間は
約1ミリ秒である。同一シャッターによる逐次消去スポ
ットは駆動電圧の瞬時再適用を要求する。
もう一つの特許、米国特許第4,375,647号(この開示
は全体的に参考のために本願明細書中に組み入れられ
る)には、カラーオリジナルが走査ステーションを通過
していくような逐次ライン走査装置が開示されている。
この装置は光検出手段;オリジナルの一ライン毎の通過
によって、検出器に多数の離隔した色分解照射を生じさ
せるための照射手段;光検出器の色分解照射を制御する
ための、走査ステーションのピクセルと整合された、離
隔的に賦活できるピクセル部分を有する光バルブアレ
イ;および、予め定められた一連のシーケンスで、かつ
オリジナルの移動との時間的関係でアレイのピクセル部
分を賦活するための走査アドレス手段を包含する。
さらに、米国特許第4,375,648号(この開示は全体的
に参考のために本願明細書中に組み入れられる)には、
電子的像形成のための高解像力の光バルブ装置が開示さ
れている。この装置は多数の部分ライン露光の部分時間
(subperiod)の間にエリア露光領域を通過する、記録
媒体のラインを高ピクセル解像露光するための、エリア
光バルブアレイを使用している。この装置は簡素化の代
わりにピクセルの高解像光学アドレスを与える、光バル
ブデバイスの電気光学変調器およびアドレス電極構造に
おける改善をもたらす。また、米国特許第4,378,568号
(この開示は全体的に参考のために本願明細書中に組み
入れられる)には、電界によって光透過状態と光遮断状
態との間で賦活されることができる離隔的にアドレス可
能なピクセルのラインを有する光バルブイメージング装
置が開示されている。この装置は光バルブ装置を電気的
にアドレスするための改善された構造および方法を有す
る。
さらに、米国特許第4,449,153号(その開示は全体的
に参考のために本願明細書中に組み入れられる)は、光
が直線状の光バルブアレイ上へ一様に導かれるような光
バルブイメージング装置および方法に関しており、それ
は逐次ラインアドレス時間中に光を遮断または透過する
ように選択的に賦活されるピクセル部分を包含してい
る。この特許には、光バルブアレイを通る光の強度が各
ラインアドレス時間中に変調されるような改善されたグ
レースケール像形成方法が開示されている。さらに、米
国特許第4,458,989号(その開示は全体的に参考のため
に本願明細書中に組み入れられる)には、改善された電
極配置および改善されたアドレス制御を有する電気光学
アドレス装置が開示されている。第一アドレス段階で
は、賦活用と非賦活用の参照電位が変調器の第一と第二
の隣接ピクセル部分にそれぞれ印加され、その間、両ピ
クセル部分にアドレス信号電位が印加される。第二アド
レス段階では、賦活用と非賦活用の参照電位がそれぞれ
第二と第一のピクセル部分に選択的に印加され、その
間、両ピクセル部分に信号電位が印加される。
もう一つの特許、米国特許第4,560,994号(この開示
は全体的に参考のために本願明細書中に組み入れられ
る)には、電気光学要素と、複数の横軸に沿って光ビー
ムを立体変調させるための独立にアドレス可能な電極の
二次元平面アレイとからなる印刷用の二次元電気光学変
調器が開示されている。この変調器は電気光学ライン印
刷や光学ディスプレイのような分野に有効である。
さらに、米国特許第3,439,174号(その開示は参考の
ために全体的に本願明細書中に組み入れられる)には、
光像を半永久型の像に変換する像形成機構が開示されて
いる。像は望む限りの長い時間維持することができ、そ
してこの機構は再使用可能である。この機構は電解プロ
セスを基本にしており、そして透明基体と、透明電極
と、透明光導電体と、電解質層と、金属陽極を含む数層
の積層サンドイッチ配置からなる。光像は光導電性層上
の対応金属像の沈積によって変換される。また、米国特
許第4,250,876号(この開示は参考のために全体的に本
願明細書中に組み入れられる)には、電界が印加される
複数の透明シートを使用し、そして光導電性シートと液
晶シートのような電気的光学的活性シートを有する光増
幅器が開示されている。光導電性シートと液晶シートの
間には格子部材が挿入されており、グラビアディスプレ
イが得られる。
本発明に使用されるようなエレクトロクロミック材料
は既知である。一般に、エレクトロクロミック材料は少
なくとも二つの酸化状態を有しそれぞれの酸化状態で異
なる色を有するものである。この材料は電界の印加によ
って電子が除去される(酸化)か又は付与される(還
元)かしたときに一方の酸化状態から他方の酸化状態へ
シフトする。例えば、エレクトロクロミックディスプレ
イは活性膜被覆の上に電気化学的に誘発される色変化に
よって動作する。薄膜は導電性基体上に付着されてお
り、電気化学的セルにおける電極として使用され、それ
は還元または酸化されることができる。この膜は印加電
圧の大きさおよび極性に依存する可逆的色変化特性を有
する。
エレクトロクロミックおよび電気光学デバイスも既知
である。例えば、米国特許第3,521,941号には、二つの
導電性透明電極の間にはさまれた、持続的エレクトロク
ロミズムを示す遷移金属化合物の層と、絶縁層とからな
る電気光学デバイスが開示されている。印加される電界
の極性を制御すると、デバイスに発色と消色が起こる。
この特許に開示されたデバイスは電極−エレクトロクロ
ミック層サンドイッチに絶縁層を追加したことによって
従来の装置よりも改善されている。この絶縁層は電界の
印加によるエレクトロクロミック材料の迅速変化と、元
の状態への迅速復帰を可能にする。エレクトロクロミッ
ク層は電界の除去後にも、その初期状態に瞬時に戻るか
わりに、変化した状態にある吸収状態を維持する能力を
持つ電気的に絶縁性のまたは半導電性の材料からなって
もよい。
類似のエレクトロクロミック装置が米国特許第3,986,
771号に開示されている。この特許には、導電性透明電
極の間にはさまれたエレクトロクロミック層と光電性層
からなる、オリジナル光像の記憶および再生を可能にす
る装置が教示されている。この装置はエレクトロクロミ
ック材料からなる情報記憶媒体上に情報を繰り返し記憶
し消去することを可能にする。さらに、この装置は記憶
媒体上にオリジナル像を投射する手段を有しており、か
つ、記憶媒体上に蓄積された像を複写するように感光性
材料上に投射することも可能である。消去または追加に
よって、オリジナル像の自由な改造または編集も可能で
ある。
米国特許第4,479,121号には、コンスタントな色濃度
を維持する能力を有するエレクトロクロミックディスプ
レイ装置が開示されている。この装置は電解質に接触し
ている第一の基体上に多数のディスプレイセグメントを
有し、電解質は第二のサンドイッチ用基体の表面上の対
向電極(counterelectrode)に接触している。各ディス
プレイセグメントはディスプレイセグメントによって保
持される電界の量に依存して着色状態または消色状態の
どちらかを示すエレクトロクロミック層によって覆われ
た透明電極からなる。今回のディスプレイ状態における
発色用電荷量と次回のディスプレイ状態における電荷量
との間の差異を補償する、ディスプレイセグメントへの
電荷の注入またはディスプレイセグメントからの電荷の
抽出によって、色濃度は一定に維持される。
さらに別の特許、米国特許第4,110,014号には、マイ
クロ画像の形態で記憶された情報をディスプレイするた
めの、かつテレビジョン信号のような時系列情報を提示
し記録するための装置が開示されている。スイッチング
装置は多数の透明な導電性ストリップに接続されてお
り、それ等導電性ストリップは各々がそれ独自の電界を
確保するように互いに分離されている。この装置は透明
導電性アドレッサーストリップ群の二つの平面状のXと
Yの組の間にはさまれた電気光学シートと光導電性シー
トを包含する。Xアドレッサーストリップ群はYアドレ
ッサーストリップ群に直角に配置されている。平列モー
ドの操作では、各組のアドレッサーストリップ群は同じ
電界で運転され、そしてX電極とY電極の間には均一な
電界が維持される。直列モードの操作では、電気光学シ
ートは電界を局所的に印加されたときに光学的性質の変
化を受ける。XとYのアデレッサー回路はテレビジョン
受像システムのような通常の直列の情報電源に接続され
ている。連続情報は装置の光導電体を一様露光しそして
アドレッサーストリップを使用して電気光学層に像パタ
ーンを形成することによって記録できる。
米国特許第4,229,095号には、感色性の像形成層(単
数または複数)の多数の離隔した画素またはピクセルを
同時に像様露光する電気光学カラー像形成装置が開示さ
れている。この装置は光導電性粒子の多色混合物または
その他の感色性の像形成層と共に使用するのに適してお
り、この装置は像形成相の多数の画素をそれぞれに、形
成されるべき像の色内容に従った様々な色の光パルスに
同時に曝すような多数の別々にアドレス可能な電気光学
的照射手段からなる。
別の刊行物、米国特許第3,589,896号には、エレクト
ロクロミック材料と光導電性材料を使用する電気光学製
品が開示されている。このデバイスは電算機派生ディス
プレイ応用のために使用することができるように、光導
電性材料の追加層と共に、電極間にはさまれたエレクト
ロクロミック材料からなる。この追加層は受けた衝撃に
よって導電性が誘発される材料(sustained bombardmen
t induced conductivity material)すなちSBIC材料か
らなり、この材料は光導電体と同類であるが、電子ビー
ム励起にも感受性である。
さらに、米国特許第3,708,220号には、窓やデータデ
ィスプレイ装置やその他の品目による可視および赤外線
の吸収を制御するのに有効な電気光学デバイスが開示さ
れている。このデバイスは1対の電極の間に、半固体の
高導電性硫酸ゲル電解質によって分離された遷移金属エ
レクトロクロミック化合物の2層の同一層を有してい
る。さらに、米国特許第3,840,288号には、順に、透明
導電性電極、エレクトロクロミック層、イオン浸透性絶
縁層、電気触媒層、スポンジ材料、および任意的にトッ
プ電極を含んでいてもよい、からなる積層構造を有する
エレクトロクロミック装置が開示されている。この装置
は全固体ディスプレイを可能にし、そして電気触媒層中
の原子または分子のイオン化によって第一吸収状態から
第二状態に変化することができ、その結果、可逆性の色
変化が得られる。
米国特許第4,297,695号には、エレクトロクロミック
材料に局部色変化を生じさせるのに十分な信号の電位を
有する第一および第二電極マトリックスアドレス手段に
電気信号を選択的に印加することによって操作されるエ
レクトロクロミックディスプレイ装置が開示されてい
る。色変化は第一マトリックスによって付与される短い
「露出」パルス(このパルスは発色のために必要なしき
い値より上の電位を有するが、発色を起こさせるのには
不十分な電荷を有している)と、その後に第二マトリッ
クスによって付与される第二の長い「現像」パルス(こ
のパルスは発色しきい電位より低い)とによって行われ
る。
さらに、米国特許第4,426,643号には、書込または消
去操作のポテンショスタティック制御を用いるタイプの
エレクトロクロミックディスプレイのような参照電極を
使用する電解装置が開示されている。この装置は電源ま
たは書込電流への電極の断続的接続によって予め定めら
れた量のエレクトロクロミック材料またはその他の電着
性材料が維持または補充される少なくとも一つの電極を
有する。この特許によれば、このタイプの被覆された参
照電極は溶液との関係で安定した電位を有しており、こ
のことはポテンショスタティック制御のために必要であ
る。
従来の装置および方法はそれぞれの意図した目的のた
めには適する。しかし、単色像の形成のために光受容体
の選択領域を完全に放電させることができるか、又は、
二色以上の像形成のために単一パスで光受容体の放電レ
ベルを変調させることができる(それにより、得られる
電圧レベルは異なる色のトナーで選択的に現像される)
かのどちらかである、シャッター型イメージバーに対す
る要求が存在する。また、光受容体上に多色または完全
色の像を書込むことができる多色スイッチング能力を有
するイメージバーに対する要求も存在する。この受容体
は露光用の光の色に依存して様様なレベルの電位に放電
するということで色選択性を有する。さらに、単一の活
性材料をもって多色スイッチング能力を有するイメージ
バーに対する要求も存在する。さらに、DC電圧で操作す
ることができるイメージバーに対する要求も存在する。
それによって、簡単な駆動回路を有することができる。
さらに、像の高速形成を可能にするために迅速スイッチ
ング時間を有するイメージバーに対する要求が存在す
る。また、低コスト、低スイッチングエネルギー、およ
び高コントラストの像を提供しながら低電圧要求を有す
るイメージバーに対する要求も存在する。さらに、独立
にアドレス可能なピクセルが発色状態を維持するのに、
その必要な状態にスイッチングされた後では継続して電
界を印加することを必要としないような、イメージバー
に対する要求が存在する。それによって、液晶イメージ
バーを含有するデバイスに比べて低いエネルギー消費要
求を有するデバイスが提供される。
発明の概要 本発明の目的は電子写真像の形成に使用するための、
上記の諸々の利点を有するイメージバーを提供すること
である。
本発明のこれ等およびその他の目的は、電場の選択的
適用によって光透過性と部分光透過性と非光透過性の波
長の間で賦活可能な複数の離隔した独立にアドレス可能
なクセル部分をもった直線状の光パルブアレイからなる
イメージバーであって、前記ピクセル部分が、順に、第
一透明基体;前記透明基体に接触しており、かつ可変電
流可変電圧源に接続している、透明電極;前記透明電極
に接触しているエレクトロクロミック材料からなる薄
膜;前記薄膜に接触している透明電界質材料;前記透明
電界質材料に接触しており、かつ前記可変電流可変電圧
源に接続している対向電極;および第二基体からなる、
前記イメージバーを提供することによって達成される。
好ましい態様の詳細 第1図には、エレクトロクロミックイメージバー12を
利用する本発明に従って配列された電子写真プリンター
10が図解されている。プリンター10は無端ベルトの形態
の光導電性部材14が通過する一連のプロセスステーショ
ンを包含する。好ましい態様は無端ベルト構造の光導電
性部材で表現されているが、円筒ドラムのようなその他
の様々な構造(図示されていない)も使用できる。
潜像を形成するイメージングステーション13から始ま
って、光導電性部材14は矢印15の方向へ、ローラー25,2
6,および27に沿って進み、現像ステーション16、転写ス
テーション18、清掃ステーション20、消去ランプ22、お
よび、イメージングステーションに戻る前の予備帯電用
コロナ発生器24を通過する。少なくとも一個のガイドロ
ーラーは光導電性部材に適切な緊張力を維持させるため
に、かつ光導電性部材14をそれが徐々に動いたり又はガ
イドローラーから「はずれ」たりしないように操縦する
ために、調節可能である。この調節可能なローラー(こ
れは好ましい態様においてはローラー27である)はベル
トトラッキングの従来技術において周知の手段によって
自動的に操縦できる。
現像ステーション16では、ホッパー19の中に収容され
た回転磁気ブラシまたはパドルホイール17は光導電性部
材14がガイドローラー25のまわりを移動するときにトナ
ー粒子21を光導電性部材の表面に提供する。トナー粒子
21は摩擦帯電技術によって又はコロナ発生器(図示され
ていない)によって又はそれ等両方によって、周知の手
段によって、光導電性部材上にコロナ発生器24によって
置かれた電荷の極性とは反対の極性に帯電されている。
トナー粒子はイメージングステーションの光導電性部材
上に記録された静電潜像によって引き付けられて保持さ
れるので、潜像を現像して可視化する。現像された像は
転写ステーション18で、紙のような恒久的材料28へ転写
される。現像像が転写された後に、光導電性部材は清掃
ステーション20に進み、そこで残留トナー粒子が除去さ
れる。
現像像は転写ステーション18で紙へ静電転写される。
紙は供給ロール29によって供給され、駆動ロール30によ
って転写ステーション中を引っ張られ、そして駆動ロー
ル34によってトナー粒子融着ステーション32中を引っ張
られ、そこで現像像は熱と圧力を現像像に適用する融着
ロール33のような周知の手段によって永久的に紙に定着
される。ガイドローラー26のところで紙を光導電性部材
と密着状態に維持するために一対のアイドラーローラ31
が配置されており、その密着状態の間に、転写コロナ発
生器36は紙の背面に帯電トナー粒子の極性とは反対の極
性の電荷を置く。現像像の紙への転写を容易にするため
に、コロナ発生器36からの電荷の大きさは静電潜像の電
荷より大きい。この静電転写技術は多数の多様性をもっ
て既に十分に確立されている。
カッターアセンブリー38は定着像を有する紙28を切断
して個々のシートにし、紙は矢印37の方向に移動し、そ
してプリンター10から集積トレーまたはソーター(図示
されていない)の中へ排出される。
現像像の転写後に、光導電性部材14は紙に転写されな
かった残留トナー粒子を除去する清掃ステーション20を
通過する。チャンバー40の中に収容された柔らかい回転
ブラシ39は残留トナーを光導電性部材14から除去する。
ブラシ39からトナー粒子を除去するためには、電気的に
バイアスされた単一の導電性ロール41が使用される柔ら
かいブラシからのトナー粒子の除去を助けるために通常
のフリッカーバー(図示されていない)が配置されてお
り、そしてバイアスロール41上にドクターブレード42が
使用されていてトナー粒子をロールから回収トレー43の
中へ掻き落とすので、望むならば回収トナー粒子は再使
用できる。
イメージングステーションはここでさらに十分に論じ
られるエレクトロクロミックイメージバー12を照射する
光源44および反射体45を含む。イメージバーを選択的に
通過した光はレンズ手段46によって結像される。レンズ
手段は一個または一個以上のシングルレンズ、セルホッ
クレッズ系、またはファイバーレンズを組み合わされた
複数の小型レンズであってもよい。イメージバーは像背
景部を消去すなわち放電することによって一度に静電潜
像を一列形成するように選択的に光を通過させる。イメ
ージバーはイメージバーの一方の基体の上の複数電極に
選択的に電圧を印加することによって作動される一列の
ドットシャッターによって構成される。電路51を介し
て、電子制御機またはマイクロコンピューター50は電荷
結合デバイス(CCD)52のような走査手段からのデジタ
ルデータにまたはプリンター10の外源例えば文字発生機
やコンピユーターやデータを記憶し取出すその他手段か
らのデジタルデータに応答して適切な電極を賦勢する。
走査CCDが使用される場合には、それは透明固定プラテ
ン55の上に置かれた静止文書54から一度に一列の情報を
走査する。リアルタイムの像形成が起こるべき場合に
は、矢印53の方向へのCCD走査速度は光導電性部材の速
度と実質的に同じである。そうでない場合には、文書の
デジタル化されたデータを記憶させる手段が電子制御機
の中に含有されなければならないであろう。
第2図には、本発明のイメージバーおよび像形成シス
テムについての一つの可能な構造が示されており、そこ
では2個のピクセルまたはドットシャッターの断面が示
されている。一般に約1/16インチ〜約1/4インチの厚さ
を有する透明基体1および3はそれ等の間に複数の透明
電極5および7と、単一の透明な対向電極9を含有して
いる。電極は一般に約0.1μ〜約10μである。電極5お
よび7の各々の上には、約0.05〜約1.0μの厚さを有
し、そして遷移金属錯体やフタロシアニンやアントラキ
ノンやその他の適切な材料のようなエレクトロクロミッ
ク材料からなる薄膜11および13が含有されている。
電極5および7と対向電極9との間には、フッ化カル
シウムのような固体材料であってもよいし又は塩化カリ
ウムの水溶液のような液体材料であってもよい透明な電
解質材料15が配置されている。液体電解質はガスケット
(図示されていない)によってその場に保持される。電
極5および7は独立にスイッチング可能であり、従っ
て、第2図にはワイヤ29および30によって可変電圧/電
流源またはドライバー8の2個のそれぞれ独立したアッ
トプットに接続されべく図示されている。ドライバーは
一般に約−10ボルト〜約+10ボルトを生じることができ
る。電極5、電極7、および対向電極9はいずれも可変
電圧可変電流のドライバー8に接続されている。29およ
び30における可変電圧は、第2図に示されているように
ワイヤ10によってドライバー8に接続されている共通対
向電極との相対で適用される。操作中、電極5および7
の各々は電極5および7と対向電極9との間に所望の電
圧および電流を印加するように独立にアドレスされるの
で、各薄膜11および13は所望の酸化状態になる。キセノ
ンランプ(図示されていない)のような光源手段からの
白色光(第2図では矢印21によって示されている)は透
明基体1および透明電極5および7を通過し、そして薄
膜11および13によって選択的に透過される。本発明のこ
の具体的態様において示されているように、薄膜11は、
酸化状態の一つが赤色を有しており、そして膜を通過で
きる赤色光以外の可視スペクトルの全ての部分からの光
を除くような材料である。同様に、薄膜13は薄膜11の材
料と同じ材料からなり、そしてその材料のもう一つの酸
化状態にあり、例えば、青色を有しており、膜を通過で
きる青色光以外の可視スペクトルの全ての部分からの光
を除く。かかる材料の例はポリ−3−メチルチオフェン
であり、それはその還元された状態では赤色であり、そ
してその酸化された状態では青色である。矢印23によっ
て示される赤色光と、矢印25によって示される青色光は
透明電解質15、透明対向電極9、および透明基体3を通
過し、そして光受容体27の領域を放電させる。
第3図には、本発明のイメージバーおよび像形成シス
テムについての別の可能な構成が図解されており、そこ
ではイメージバーは第2図に示された態様において透過
光が遮断されたのとは反対に、反射光を遮断する。透明
基体21と基体23との間には多数の透明電極25および27
と、単一の対向電極29とが含有されている。対向電極29
はこの態様においては透明であるべきでなく、むしろ高
反射性であるべきであり、白金のような材料から成って
もよい。電極25および27の各々の上には、約0.05〜約1.
0μの厚さを有し、かつ遷移金属錯体やフタロシアニン
やアントラキノンやその他の適切な材料のようなエレク
トロクロミック材料からなる薄膜が含有されている。
電極25および27と対向電極29との間には、フッ化カル
シウムのような固体材料または塩化カリウムの水溶液の
ような液体材料どちらであってもよい透明電解質材料が
配置されている。電極25および27はそれぞれ独立にスイ
ッチング可能であり、従って第3図にはワイヤ49および
50を介して可変電圧/電流源またはドライバー26の2個
の独立したアウトプットに接続されるべく示されてい
る。可変アウトプットは第3図に示されているようにワ
イヤ28を介してドライバー26に接続されている共通対向
電極29との相対で適用される。操作においては、電極25
および27の各々は各薄膜31および33が所望の酸化状態に
なるように電極25および27の対向電極29との間に所望の
電圧および電流を印加するように独立にアドレスされ
る。キセノンランプ(図示されていない)のような光源
手段からの白色光(第3図では矢印41によって表わされ
ている)は半ミラー45を、そして透明基体21を通過す
る。半ミラー45は白色光41に対して45度の角度に配置さ
れており、そして、光をいくらか通過させることがで
き、かつ光を反射する材料からなる。例えば、半ミラー
45は一方の表面上に厚さ約100Åのアルミニウムの薄層
を真空蒸着されているガラスから構成されてもよい。入
射白色光41の一部は半ミラーによって下方に反射され
(図示されていない)で失われる。半ミラー45を透過し
た白色光はそれから透明電極25および27を通過する。本
発明のこの具体的態様において示されているように、薄
膜31は、その一つの酸化状態で赤色を有しており、そし
て矢印32によって表わされているように膜を通過できる
赤色光以外の可視スペクトルの全ての部分からの光を除
くような材料である。同様に、薄膜33は薄膜31と同じ材
料からなり、そしてそのもう一つの酸化状態にあり、例
えば、それは青色を有しており、そして矢印34によって
表わされているように膜を通過できる青色光以外の可視
スペクトルの全ての部分からの光を除く。白金対向電極
29は高反射性であり、そして薄膜31および33によって透
過された赤色および青色の光を反射しそれぞれ膜31およ
び33に逆戻りさせる。薄膜31は赤色光だけを透過するの
で、反射された赤色光は膜31および電極25並びに透明基
体21を再度通過して半ミラー45の方へ向かう。同様に、
薄膜33は青色光だけを透過するので、白金対向電極29か
ら反射された青色光は薄膜33並びに電極27および透明基
体21を再度通過して半ミラー45の方へ向かう。赤色光お
よび青色光の領域は半ミラー45によって反射された光受
容体47上にあたる。右側から半ミラー45に入射した青色
および赤色の光の一部は反射ミラー45によって反射され
るかわりに透過して光源の方へ戻る(図示されていな
い)。光受容体47上に入射した赤色光および青色光の領
域は光受容体47のそれら領域を様々な度合に放電させ
る。光受容体47の上の赤色域と青色域の相対的放電は光
受容体47の固有色選択性および感度に依存する。光受容
体47上の得られた様々な電圧レベルは異なる色のトナー
によって選択的に現像されてハイライトカラーまたはフ
ルカラーの像を生成することができる。
第4図には、本発明のイメージバーおよび像形成シス
テムについてのさらに別の可能な構成が図解されてお
り、そこでは、2個のピクセルまたはドットシャッター
の断面が示されている。透明基体31と33の間には多数の
透明電極35および37と単一の透明対向電極39が含有され
ている。電極35および37の各々は、約0.05〜約1.0μの
厚さを有しており、かつ遷移金属やフタロシアニンやア
ントラキノンやその他の適切な材料のようなエレクトロ
クロミック材料からなる単一の連続付着した薄膜41と接
触している。電極35および37と対向電極39との間には、
フッ化カルシウムのような固体材料または塩化カリウム
の水溶液のような液体材料どちらでもよい透明な電解質
材料45が配置されており、液体電界質はガスケット(図
示されていない)によってその場に保持される。電極35
および37はそれぞれ独立にスイッチング可能であり、従
って第4図にはワイヤ48および50を介して可変電圧/電
流源またはドライバー36の2個のそれぞれ独立したアウ
トプットに接続されるべく示されている。可変アウトプ
ットは第4図に示されているようにワイヤ38を介してド
ライバー36に接続されている共通対向電極39との相対で
適用される。操作においては、電極35および37の各々は
薄膜41が電極35および37の領域において所望の酸化状態
にあるように電極35および37と対向電極39との間に所望
の電圧および電流を印加するように個別にアドレスされ
る。キセノンランプのような光源(図示されていない)
からの白色光(第4図では矢印51で表わされている)は
透明基体31を、そして透明電極35および37を通過し、そ
して薄膜41によって選択的に遮光される。本発明のこの
具体的態様において示されているように、電極35の領域
では、薄膜41は赤色を有しており、そして矢印42によっ
て示されているように膜を通過できる赤色光以外の可視
スペクトルの全ての部分からの光を除く。同様に、電極
37の領域においては、薄膜41は青色を有しており、そし
て矢印44によって示されているように膜を通過できる青
色光以外の可視スペクトルの全ての部分からの光を除
く。赤色光42と青色光44は透明電解質45、透明対向電極
39、および透明基体33を通過し、そして光受容体47の領
域を放電させる。
第2図、第3図、および第4図に図解されている本発
明の態様に使用される光受容体は既知の多数の光受容体
の一つ、例えば、可とう性ベルトの形態の積層型有機像
形成部材、または、セレン、セレン/ヒ素合金、セレン
/テルル合金、セレン/ヒ素/テルルやセレン/ヒ素/
ビスマスやセレン/ヒ素/アンチレンなどのような三元
合金のような材料の無機ドラム光受容体であってもよ
い。無機材料または塩素を含めてハロゲンのような物質
が約10〜約500ppmのような量でドープされていてもよ
い。適する光受容体の具体例は米国特許第4,265,990号
に記載されており、この特許の開示は全体的に参考のた
めに本願明細書中に組み入れられる。像形成プロセス中
に、完成像を形成するためにイメージバーと光受容体は
一ライン毎に互いに関連をもって駆動される。イメージ
バーを静止させて、光受容体を移動させることが好まし
いが、光受容体を静止させて、イメージバーを移動させ
るか、又はイメージバーと光受容体の両方を移動させて
もよい。
第5図には、本発明のイメージバーにおける電極をア
ドレスするための多重構造の可能な一例が図解されてい
る。この具体的態様における電極81はイメージバーにお
けるピクセルの各列において1インチ当たり約200〜約2
000個の量で、かつ約1〜5列のピクセルの列で存在す
る。各列における各電極81はローカルスイッチとして作
用する各ピクセルのコーナーに示されている隣接薄膜ト
ランジスター95の手段によって、第5図に83および85と
して表わされている一個のゲートラインに接続され、か
つ第5図に87,89,91,および93で表わされている一個の
電源ラインに接続されている。トランジスターはアモル
ファスシリコンのような材料や、大面積の集積素子を製
造し易いその他の材料から製造されてもよい。アモルフ
ァスシリコンの薄膜トランジスターの製造は、H.C.Tua
n,Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,vol.33,p.247−257(Elseve
r,1984);H.C.Tuan,et al,IEEE Electron Device Lette
rs,vol.3,no.12,p.357−359(1982),M.J.Thompson,J.V
ac.Sci.Technol.B2(4),p.827−834(1984);K.Katoh
et al.,Electronics Letters,vol.18,no.14,p.599−60
0(1982);P.G.LeComber et al.,Electronics Letter
s,vol.15,no.6,p.179−181(1979);H.Hayama et al.,A
ppl.Phys.Lett.,vol.36,no.9,p.754−755(1980);M.J.
Powell et al.,Appl.Phys.Lett.,vol.38,no.10,p.794−
795(1981);A.J.Snell et al.,Appl.Phys.,vol.24,p.3
57−362(1981);およびM.Yamano et al.,Japan Displ
ay '83(International Display Research Conference
3rd,Japan:1983年10月)に開示されている。
多重アレイにおいては、ドライバーは独立した可変電
圧および可変電流のアウトプットからなる。電源ライン
87,89,91、および93は可変電圧および電流のこれ等独立
のアウトプットに接続されている。ドライバーはまた、
独立のスイッチング用または権能付与用のアウトプット
からなる。ゲートライン83および85は独立のスイッチン
グ用またはゲート操作用のアウトプットに接続されてい
る。与えられた列における全てのトランジスターはその
列と組み合わされたゲートラインに必要な電圧および電
流を印加することによって権能付与される;その他の全
ての列のトランジスターはオフに保たれる。その列の各
トランジスターはそれから、その特定のトランジスター
と組み合わされた電源ラインに適切な電圧および電流を
印加することによって独立に賦活される。各ピクセルは
その対応するトランジスターのドレインに接続されてい
るので、ピクセルは適切な電圧および電流を授与され、
そして所望の色に切り換わる。各ピクセルの切り換わる
色は各ピクセルに印加された電圧レベルによって決ま
る。発色の強度はピクセルに配給される全電流によって
決まる。電源に配給される電圧および電流を制御するこ
とによって、各ピクセルの色は制御できる。
本発明のイメージバーは、多数の列のピクセルおよび
第5図に示されているような多重構成を有するのではな
く、一列のピクセルを有するものであってもよい。多重
は必ずしも必要ではない;各ピクセルはそれに接続した
単一のリード線だけを必要とし、そしてローカル薄膜ト
ランジスタースイッチは必要ない。やはり、発色の色お
よび強度は電圧/電流源によって制御される。
本発明のイメージバーは、電子写真像形成装置の中に
存在する場合には、光導電体上で複写されるべき文書の
巾より大きい、またはその巾と同じ、またはその巾より
小さい巾を有していてもよい。イメージバーの長さが複
写されるべき文書の巾より大きい場合には、文書の巾を
越す領域の光導電体は作成されるコピーのまわりの境界
の現像を防止するために、像形成システムが光導電体の
露光部または非露光部を現像するかどうかに依存して、
それ等領域に対応するイメージバーのピクセルを光の通
過を許すか又は阻止するかどちらかになるように選択的
にアドレスすることによって、露光されてもよいし又は
露光を阻止されてもよい。イメージバーが複写されるべ
き文書の巾に等しい長さを有する場合には、イメージバ
ーは像形成装置内で静止されたままであってもよく、そ
して像の各領域を光導電体上に再生するときに光受容体
がイメージングバーに対して移動させられる。イメージ
バーの長さが複写されるべき文書の巾より小さい場合に
は、イメージバーと光受容体の両方が像形成装置内を移
動し、イメージバーは光受容体の移動方向に対して直交
方向に移動する。
本発明のイメージングバーの中に存在するピクセルの
数に関して述べる。イメージバーの長さに沿って延びる
ピクセルの列は1インチ当たり約200〜約2000個のピク
セル、好ましくは1インチ当たり約300〜約1200個のピ
クセルを含有する。イメージバーは少なくとも一列のピ
クセルを有し、そして一列のみのピクセルを有するイメ
ージバーによって可能な解像力より高い解像力の像を形
成できるようにするためには、一列より多い列を好まし
くはジクザグ構造で有する。追加の列のピクセルはまた
光受容体上の潜像のより迅速な形成も可能にするが、一
列のピクセルを有するイメージバーのために必要とされ
るものより複雑な駆動回路を必要とする。
本発明のイメージバーの第一基体のためには、ガラ
ス、プラスチック、ポリエステル、石英などのような適
切な透明材料が使用できる。但し、その材料はイメージ
バーの操作中に生じる電界の存在下で安定であり、電解
質材料によって攻撃を受けず、かつイメージバーの操作
中に生じる熱の下で寸法安定性であることを条件とす
る。第二基体もこれ等材料から成ってもよいが、第二基
体は透明である必要がない。透明電極はSnO2、In2O3、S
b2O3、これ等の混合物や、CuI、AgI、これ等の混合物の
ような適切な材料のどれから成ってもよい。但し、その
材料はイメージバーの操作中の酸化および還元に対して
安定であり、電解質材料によって攻撃を受けず、基体に
対して良好な接着性を有し、かつイメージバーの操作中
に生じる熱の下で化学的および寸法的に安定であること
を条件とする。対向電極および第二基体が透明である必
要のない第3図によって表わされる本発明の態様のため
には、対向電極は白金、金、チタン、ジルコニウム、
銅、クロムなどのような材料のどれであってもよく、好
ましくは、白金または金であり、そして第二基体は石
英、プラスチック、ポリエステル、アルミニウムなどの
ような材料から成ってもよい。電極材料は真空蒸着、化
学蒸着、スパッタリングなどのような適切な方法によっ
て基体上に付着される。第5図に図解されているように
イメージバーの各ピクセルを個別にアドレスするために
使用されるもののような薄膜トランジスターはアモルフ
ァスシリコンや、大面積の集積デバイスを製造し易いそ
の他材料から成ってもよい。イメージバーはしばしば少
なくとも完全ページ巾の大きさを有するので、薄膜トラ
ンジスタースイッチは一般にこのサイズの基体上に形成
される。一般に、アモルファスシリコン技術はこのサイ
ズのスイッチのアレイを製造するための最も経済的な方
法をもたらすが、このサイズの単結晶シリコンやヒ化ガ
リウムチップも有効である。
第4図に図解されている本発明の態様は、そこに示さ
れているように、イメージバーの丁度前面に配置されイ
メージバーの全長を走査する半ミラーを包含している。
半ミラーは白色光ビームの方向に対して約45度の角度
で、かつ光受容体の面に対しても約45度の角度で配置さ
れている。ミラーはイメージバーに最も近い側のミラー
面上に蒸着された半透明のアルミニウムまたは金被膜を
有する平坦なガラスまたは石英プレートから成ることが
できる。
本発明のイメージバーの電極間に配置されている電解
質は電流がこの系の中を流れることを可能にし、そして
エレクトロクロミック膜が酸化状態に変化を受けるとき
にエレクトロクロミック膜中に生じる電荷の変化をバラ
ンスさせる対電荷(countercharge)を提供する。この
電解性材料はCaF2、ZrO2、Ta2O5、TiO2、β−Al2O3、Cu
I、AgI、KCl、NaCl、SnO2、In2O3、Sb2O3、LiF、MgF2
どのような固体であってもよく、この固体は真空蒸着、
化学蒸着、スパッタリングなどのような手段によって透
明層の状態で形成される。また、電解質材料はナショナ
ル・スターチ・アンド・ケミカル・カンパニーから入手
できるベルサ(Versa) TL製品を含めてスルホン化ポ
リエステル、またはポリ(2−アクリルアミド−2−メ
チル−1−プロパンベスルホン)酸のような、高分子電
解質であってもよい。また、電解質はKCl、NaCl、LiClO
4などの水溶液、または過塩素酸テトラブチルアンモニ
ウムや過塩素酸テトラエチルアンモニウムやテトラフル
オロホウ酸テトラエチルアンモニウムなどの有機溶媒溶
液のような、液体であってもよい。
本発明のエレクトロクロミック薄膜に適するエレクト
ロクロミック材料は純元素または合金または化学化合物
であるかどうかにかかわらず固体であり、少なくとも二
つの酸化状態を有しており、より好ましくは、その材料
の酸化状態の変化が電解質接触したこの材料の薄膜と対
向電極に電圧を印加することによってなされるような材
料である。好ましくは、選択された材料はその材料が一
つの酸化状態からもう一つの酸化状態にシフトしたとき
に大きなコントラストまたははっきりした容易に認識で
きる色変化を示す。材料はまた、何ら分解や品質劣化を
受けることなく酸化状態のいくつかの可逆シフトを可能
にするのに十分な安定性を示すべきである。また、材料
は一度電圧を印加されると酸化状態の比較的迅速な変化
を受けるものであるべきであり;好ましいスイッチング
速度は50μ×50μのピクセルについて約50ナノ秒〜約1
ミリ秒である。適するエレクトロクロミック材料の例は
フタロシアニン、アントラキノン、ランタニドおよびア
クチニド系の元素を含めて遷移金属元素含有物質、例え
ば、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、遷移金属オキシ
スルフィド、遷移金属ハロゲン化物、遷移金属窒化物、
クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、バナ
ジン酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、チタン酸塩、錫
酸銅、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化チタ
ン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化セリウム、Mn
O、NiO、CoO、および、式MOのその他の金属酸化物(式
中、Mは金属イオンを表わす);式M2O3の金属酸化物た
とえばCr2O3、Fe2O3、Fe2O3、Y2O3、Yb2O3、Ti2O3、お
よびMn2O3;式MO2の金属酸化物たとえばTiO2、ThO2、お
よびCrO2;式M3O4の金属酸化物たとえばCo3O4、Mn3O4
およびFe3O4;式MO3の金属酸化物たとえばCrO3、MoO3、W
O3、およびUO3;式M2O5の金属酸化物たとえばV2O5、Nb2O
5、およびTa2O3;式M4O6の金属酸化物、式M2O7の金属酸
化物、式XYO2の複合金属酸化物(式中、XとYは異なる
元素である)たとえばLiNiO2;XYO3酸化物たとえばLiMnO
3、FeTiO3、MnTiO3、CoTiO3、NiTiO3、LiNbO3、LiTa
O3、およびNaWO3;XYO4酸化物たとえばMgWO4、CdWO4、お
よびNiWO4;XY2O6酸化物たとえばCaNb2O6;X2Y2O6酸化物
たとえばNa2Nb2O6;X2YO4酸化物たとえばNa2MoO4、Ag2Mo
O4、Cu2MoO4、Li2MoO4、Li2WO4、Sr2TiO4、およびCa2Mn
O4;XY2O4酸化物たとえばFeCr2O4およびTiZn2O4;式X2YO5
の金属酸化物たとえばFe2TiO5およびAl2TiO5;特定の金
属酸化物の水和物たとえばWO3・H2O、WO3・2H2O、MoO3
・H2O、およびMoO3・2H2O;タングステン酸コバルト、モ
リブデン酸の金属塩、チタン酸の金属塩、ニオブ酸の金
属塩、および類似物、およびこれ等の混合物である。
本発明のイメージングバーのエレクトロクロミック材
料として特に好ましいものはフタロシアニン、特にラン
タニドジフタロシアニン、およびアントラキノンであ
る。適するフタロシアニンの例は2(3)−、6(7)
−、10(11)−、14(15)−テトラtertブチルフタロシ
アニン[(4−t−ブチル)4H2Pcとも呼ばれる]、2
(3)−、6(7)−、10(11)−、14(15)−テトラ
クロロフタロシアニン[(4−Cl)4H2Pcとも呼ばれて
いる]、ビス(フタロシアニナト)ネオジム(III)
(これはネオジムジフタロシアニンとも呼ばれてい
る)、ビス(フタロシアニナト)ネオジム(IV)(これ
は酸化されたネオジムジフタロシアニンとも呼ばれてい
る)、ビス(フタロシアニナト)ルテチウム(III)
(これはルテチウムジフタロシアニンとも呼ばれてい
る)、ビス(フタロシアニナト)イッテルビウム(II
I)(これはイッテルビウムジフタロシアニンとも呼ば
れている)などである。上記化合物の命名は次のような
フタロシアニンの位置番号に基づいている: 但し、MはH2または2価金属のどちらかである。
適するアントラキノンは1,4−ジアミノ−2,3−ジシア
ノアントラキノン、1,8−ジアミノ−4,5−ジヒドロキシ
アントラキノン、1,4,5,8−テトラミノアントラキノン
などである。また、ポリピロールや、ポリ3−メチルチ
オフェンや、エレクトロポリメリゼーションによって生
成され後で可逆的な還元および酸化が可能であるその他
重合体のような重合体物質も本発明に適するエレクトロ
クロミック材料を提供することが判明した。上記化合物
の命名は次のアントラキノンの位置番号に基づいてい
る: さらに、ランタニドジフタロシアニンの多段還元−酸
化状態は本発明に適するエレクトロクロミック材料を生
成するためエレクトロポリメライズド重合体の安定性と
結びつけられてもよい。スルホン化されたおよびその他
の陰イオン性ランタニドジフタロシアニンたとえばオク
タヒドロキシランタニドジフタロシアニンはピロールま
たは3−メチルチオフェンのエレクトロポリメリゼーシ
ョンにおける陰イオンとして使用できる。この方法にお
いては、ピロールまたは3−メチルチオフェンの酸化−
還元が色の切り換えに使用できるばかりでなく、ジフタ
ロシアニンの多段酸化状態も色の切り換えを行うのに使
用できる。特に、陰イオン性ルテチウムジフタロシアニ
ンはイメージバーに適するエレクトロポリメライズドエ
レクトロクロミック材料に使用するのに適する陰イオン
である。
本発明のイメージングバーに利用されるエレクトロク
ロミック膜は真空蒸着法によって製造されてもよい。こ
の方法は円形タンタルヒーターバンドの中に挿入された
石英るつぼのような蒸発源を有する真空装置の中にイン
ジウム錫酸化物(ITO)で被覆されたガラス基体を装填
することを伴う。ヒーターバンドおよび内容物を有する
るつぼを加熱するためにヒーターバンドに電流を通す。
十分な時間加熱した後、るつぼ内の材料は昇華してITO
基体上に付着する。得られた膜で被覆されたITO電極は
イメージングバーの中に組み入れられる。代替法とし
て、本発明のイメージングバーに利用されるエレクトロ
クロミック膜はラングミュア−ブロッジェット法(Lang
muir−Blodgett)によって製造されてもよい。この方法
はG.J.Kovacs et al.,Can.J.Phys.,vol.63,p.346−349
(1985)に開示されている。一般に、真空蒸着法によっ
て製造されたアントラキノンエレクトロクロミック材料
からなる膜は色変化を伴う可逆的酸化−還元反応を示す
ということに関して、ラングミュア−ブロッジェット法
に従って製造された膜に比べて優れた結果をもたらす。
しかしながら、ラングミュア−ブロッジェット膜は不連
続、ピンホール、分子無秩序、材料分解による不純物、
およびエレクトロクロミック膜の性能の品質に影響する
ことがあるその他の欠陥のような膜欠陥に関しては、真
空蒸着膜に比べて優れた品質を一般に有する。真空蒸着
法またはラングミュア−ブロッジェット法どちらによっ
て製造された本発明に適するエレクトロクロミック膜も
約10nm〜約1μ、好ましくは約100nm〜約1μの厚さを
有する。
多様な酸化状態におけるエレクトロクロミック材料に
よって示される広く多様な色のせいで、イメージバーの
エレクトロクロミック膜には多数の色が利用できる。単
色イメージングまたはハイライトカラーイメージングの
ような幾つかの用途のためには、選択されたエレクトロ
クロミック材料によって示される色は十分であろう。し
かしながら場合によっては、たとえば、光受容体が特定
波長の光に感光するとか、全色像を作成するとかの場合
には、エレクトロクロミック膜のいくつかの色の微妙な
調整が望まれるであろう。
与えられた電圧において具体的材料によって示される
色はイメージバーの中の電解質のpHを調整することによ
って制御されてもよい。たとえば、ルテチウムジフタロ
シアニンのエレクトロクロミック薄膜の場合、濃度1.0
モル、pH1.23のKCl水溶液の電解質では、膜の色は電極
に印加される電圧+0.96Vではオレンジ色、+0.48Vでは
緑色、0Vでは青色、−0.44Vでは赤紫色、そして−0.96V
では紫色である。pH5.2では、膜の色は+0.96Vではオレ
ンジ色、+0.48Vでは緑色、0Vでは緑色、−0.44Vでは青
色、そして−0.96Vでは紫色である。従って、pHは与え
られた電圧における材料の色を制御するのに使用でき
る。さらに、pHは達成可能な色の数に影響することがで
きる。
エレクトロクロミック膜が様々な電界条件下で示す色
を調節するためのもう一つの方法は2種以上のエレクト
ロクロミック材料の混合物から膜を処方することであ
る。たとえば、0Vの電圧が印加されたときに紫色を、そ
して−1.2Vの電圧を印加されたときに黄色を示す1,8−
ジアミノ−4,5−ジヒドロキシアントラキノンと、+1.0
Vの電圧が印加されたときに青〜緑色を、そして−0.75V
の電圧が印加されたときに赤色を示す1,4−ジアミノ−
2,3−ジシアノアントラキノンとの真空共蒸着によって
生成された膜は0Vの電圧が印加されたとき青色、−0.75
Vの電圧を印加されたとき赤色、−1.2Vの電圧が印加さ
れたとき黄色、0Vが印加されたとき赤色、+1.0Vが印加
されたとき青色、そして0Vの電圧が印加されたときやは
り青色を示すエレクトロクロミック膜を生じる。履歴効
果は与えられた電圧における膜の色が常に同じというわ
けではなく、その与えられた電圧においては電圧走査の
方向に依存するということを意味している。本例におい
ては、膜の色は電圧走査が酸化方向にある場合には0Vで
赤色であり、そして電圧走査が還元方向にある場合には
0Vで青色である。この2種類の材料の酸化−還元電位は
同一ではなく、各々が独立に応答する。
一般に、イメージバーの中の各ピクセルに印加される
電圧は対SCE(飽和カロメル電極)で約−3.0V〜約+3.0
V、好ましくは約−2.5V〜約+2.5VvsSCEの範囲にある。
印加電圧はイメージバーのために選択されたエレクトロ
クロミック材料、電解質、および電極材料に依存する。
エレクトロクロミック材料の酸化状態を変化させるに
は、所定の大きさの電圧が必要である。たとえば、1,4,
5,8−テトラアミノアントラキノンの薄膜の還元を行う
には、飽和カロメル電極(SCE)に比して約−0.5Vの電
位が印加されなければならない;この材料を酸化させる
には、約+0.55VvsSCEの電位が印加されなければならな
い。インジウム錫酸化物電極の上の薄膜形態の各種エレ
クトロクロミック材料の酸化並びに還元を行うのに必要
な対SCE電位を次の表に掲載する: 最初の材料、1,4,5,8−テトラアミノアントラキノンは
最初蒸着されたときには紫色である。酸化後に、それは
青〜緑色に変化し、次いで還元されたときには赤紫色に
変化する。その後、それは青〜緑色の状態と赤紫色の状
態の間を循環し、そして初期の紫色には戻らない。ネオ
ジムジフタロシアニンは類似の挙動を示し、初期には青
〜緑色であり、還元されたときに暗青色に変化し、酸化
されたときに赤紫色になり、次いで赤紫色と暗青色の間
を循環する。上記表の中のアントラキノンはいずれも、
一電子還元を受け、そして中性状態からシングル還元さ
れた状態に切り換わる。3−メチルチオフェンおよびピ
ロールは酸化状態から中性状態に切り換わる。ネオジム
ジフタロシアニンの非酸化状態においては、式NdHPc
2(但し、原子価状態はNd3+H+(Pc)2 2-として表わされ
る)によって与えられるように、不安定な水素がその中
に存在するばずである。これが酸化されるとNdPc2の形
態になり、その原子価状態はNd4+(Pc)2 2-(中性分
子)として表わされる。この酸化された材料、ビス(フ
タロシアニナト)ネオジム(IV)は上記表のスイッチン
グ結果を与える蒸着膜を形成するために使用された。上
記表に示されているエレクトロクロミックスイッチング
中に、この材料はND(Pc)の形態と[Nd(Pc)]−
の形態の間をスイッチングする。
[Nd(Pc)]−における原子価状態はNd3+(Pc)2
2-として表わすことができる。(4−tert−ブチル)4H
2Pcについては、分子は酸化され、すなわち電子が除去
され、それから還元されると分子は中性状態に戻る。
(4−Cl)4H2Pcについては、分子は還元され、すな
わち電子が追加され、それから酸化されると分子は中性
状態にもどる。ルテチウムジフタロシアニンについて
は、分子は0Vで中性であり、それから逐次、シングル酸
化(すなわち1個の電子が除去)され、そしてダブル酸
化(すなわち、第二の電子が除去)される。電位を負に
スウィープすると、分子は0Vで中性であり、それから順
次、シングル還元(すなわち、1個の電子が追加)さ
れ、そしてダブル還元(すなわち、第二の電子が追加)
される。上記表の中の、ルテチウムジフタロシアニンと
ポリピロールとポリ−3−メチルチオフェンを除く、全
ての例について、電解質はpH未調整の水中の1.0モルの
塩化カリウムである。ルテチウムジフタロシアニンにつ
いては、電解質はpH1.23の水中の1.0モルの塩化カリウ
ムであり、そしてポリピロールとポリ−3−メチルチオ
フェンについては、電解質はアセトニトリル中の0.1モ
ルの過塩素酸ナトリウムである。
完全に可逆性の色変化を受ける材料はイメージバー応
用のために最も望ましい。完全に可逆性の色変化を示す
ことからイメージバー応用のために最も望ましい材料は
ビス(フタロシアニナト)ネオジム(IV)、ビス(フタ
ロシアニナト)ルテチウム(III)、1,4−ジアミノ−2,
3−ジシアノアントラキノン、1,4,5,8−テトラアミノア
ントラキノン、および導電性重合体ポリピロールおよび
ポリ−3−メチルチオフェンなどである。
第6A図〜第6K図には、上記表に掲載された材料が一定
電位にされたときに起こる変化が示されている。第6A図
は1,4,5−8−テトラアミノアントラキノンの可視吸収
スペクトルを示す。色強度を表わす吸光度が相対光学濃
度単位をもって表示されており、波長(nm)に対してプ
ロットされている。電位を適用する以前の材料(実線で
表わされている)は約575nmの波長域に吸収ピークを示
す(紫色に相当する)。約−0.55Vの還元電位を印加す
ると材料は還元され、約550nmに吸収ピーク(赤紫色に
相当する)をもつ破線として第6A図に表わされる色変化
が生じる。この還元された材料に+0.55Vの電位を印加
すると材料は酸化され、約590nmの波長域に吸収ピーク
(青〜緑色に相当する)をもつ点線として第6A図に表わ
された色変化が生じる。
第6B図は1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノアントラキノ
ンの可視吸収スペクトルを示す。元の材料は実線で表わ
されているように、約675nmの波長域に吸収ピークを示
す(青〜緑色に相当する)。−0.75Vの電位を印加する
と材料は還元され、約490nmに吸収ピーク(赤色に相当
する)をもつ点線で表わされた色変化が誘発される。こ
の還元された材料に+1.0Vの電位を印加すると、プロセ
スは逆転し、そして材料は実線で示されているように元
の色および吸収スペクトルに戻る。
第6C図は4−テトラクロロフタロシアニンの可視吸収
スペクトルを示す。元の材料は実線で表わされているよ
うに、約610nmの波長域に吸収ピークを示す(青〜緑色
に相当する)。−1.5Vの電位を印加すると材料は還元さ
れ、約550nmに吸収ピーク(赤紫色に相当する)をもつ
点線として表わされた色変化が誘発される。この還元さ
れた材料に+1.5Vの電位を印加すると、プロセスは逆転
し、そしていくらか元の材料が生成され、それは破線で
表わされるように約610nmに吸収ピークを示す。この吸
収ピークは出発材料の吸収ピークと比べて吸光度が低
く、このことは還元反応の逆転によって材料が完全に回
復されたわけではないことを意味している。
同様に、第6D図は1,8−ジアミノ−4,5−ジヒドロキシ
アントラキノンの可視吸収スペクトルを示す。この材料
は実線によって表わされているように約560nmに吸収ピ
ークを示す(紫色に相当する)。−1.2Vの電位を印加す
ると材料は還元され、約440nm域に吸収ピーク(黄色に
相当する)を有する点線として表わされる色変化が誘発
される。この還元された材料の電位を0Vに戻すと、プロ
セスは逆転し、そして元の材料がいくらか生成され、そ
れは破線で表わされているように約560nmに吸収ピーク
を示す。このピークは出発材料の吸収ピークに比べて吸
光度が低く、このことは還元反応の逆転によって材料の
全てが回復したわけではないことを意味している。
第6E図は1,8−ジニトロ−4,5−ジヒドロキシアントラ
キノンの可視吸収スペクトルを示す。この材料は初期に
は、実線で表わされているように、約440nmに吸収ピー
クを示す(黄色に相当する)。−1.5Vの電位を印加する
と、材料は還元されて625nmに吸収ピーク(暗青色に相
当する)を有する点線で表わされた色変化を受ける。
第6F図はネオジムジフタロシアニンの可視吸収スペク
トルを示す。この材料は初期には、実線で表わされてい
るように、約660nmに吸収ピークを示す(青〜緑色に相
当する)。この元の材料に−0.9Vの電位を印加すると、
材料は還元され、640nm域に吸収ピーク(暗青色に相当
する)を有する点線で表わされた色変化が誘発される。
この還元された材料に+1.1Vの電位を印加すると、材料
は酸化され、530nm域に吸収ピーク(赤紫色に相当す
る)を有する破線で表わされた色変化が誘発される。
第6G図は(4−tert−ブチル)フタロシアニンの可
視吸収スペクトルを示す。この材料は初期には、実線で
表わされているように、約610nmに吸収ピークを示す
(暗青色に相当する)。この元の材料に+1.5Vの電位を
印加すると、550〜700nm域に吸収ピーク(淡青色に相当
する)を有する点線で表わされた色変化が誘発される。
この酸化された材料の電位を0Vに戻すと、プロセスは逆
転し、そして一部は元の材料になり、それは破線で表わ
されているように約610nmに吸収ピークを示す。このピ
ークの吸光度が出発材料のそれに比べて低いことは酸化
反応の逆転で材料の全てが回復したわけではないことは
意味している。
第6H図と第6I図はルテチウムジフタロシアニンの可視
吸収スペクトルを表わしている。初期の形態において、
この材料は第6H図では点線によって、そして第6I図では
実線によって表わされているように、約640nmに吸収ピ
ークを示す(これは緑〜青色に相当する)。この初期の
材料に−0.44Vを印加すると材料は還元され、660nm域に
吸収ピーク(青〜緑色に相当する)を有する実線として
第6H図に表われた色変化が誘発される。この還元された
材料に−0.96Vの電位を印加すると、ルテチウムジフタ
ロシアニンは還元され、690nm域に吸収ピーク(青色に
相当する)を有する破線として第6H図に表われた色変化
が誘発される。元の材料に+0.48Vの電位を印加する
と、材料は酸化状態になり、そして640nm、520nm、およ
び430nmの領域に吸収ピークを有する破線として第6I図
に表わされた色変化を受け、これは紫色に相当する。こ
の酸化された材料に+0.96Vの電位を印加すると、ルテ
チウムジフタロシアニンはさらに酸化され、520nmおよ
び430nmの領域に吸収ピークを有する点線として第6I図
に表われた色変化が誘発され、これは赤紫色に相当す
る。
第6J図はエレクトロ重合されたポリ−3−メチルチオ
フェンの可視吸収スペクトルを表わす。+0.1V電位で現
れるその還元された状態においては、実線によって表わ
されているように約510nmに吸収ピークを示し、それは
赤色に相当する。+1.3V電位で現れるその酸化された状
態においては、この材料は破線によって表わされている
ように約640nmに吸収ピークを示し、これは青色に相当
する。
第6K図はエレクトロ重合されたポリピロールの可視吸
収スペクトルを示す。−1.0V電位で現れるその還元され
た状態においては、実線によって表わされているように
約400nmに吸収ピークを示し、それは黄色に相当する。
+0.5V電位で現れるその酸化された状態においては、こ
の材料は認め得る吸収ピークを示さない;その可視スペ
クトルは破線によって表わされ、暗黒色に相当する。
50μ×50μのピクセルでは、イメージバーの中の各ピ
クセルに印加される電界の電流は1ミリ秒〜1マイクロ
秒にわたって約2.5マイクロアンペア〜約2.5ミリアンペ
アであり、好ましくは、1ミリ秒〜100マイクロ秒にわ
たって約2.5マイクロアンペア〜約2.5ミリアンペアであ
る。通った全電荷はエレクトロクロミック膜によって示
される色の強度に影響する。何故ならば、全電荷はエレ
クトロクロミック材料が酸化または還元を受ける程度を
制御するからである。電流、従って電荷を制御すること
によって、エレクトロクロミック膜の色は所望の色合い
に調節される。
本発明のイメージバーは単色像または多色像どちらを
作成するのにも使用できる。単色像を作成するには、イ
メージバーは酸化状態の一つが特定波長の光を吸収する
エレクトロクロミック膜を含有し、かつその波長の光を
付与する光源およびその波長の光に感光する光受容体に
組み合わせて使用される。たとえば、エレクトロクロミ
ック膜は第6J図に示されているようにポリ−3−メチル
チオフェンのように、一つの酸合状態では赤色を示し、
そしてもう一つの酸化状態では青色を示す材料から処方
される。この膜を含有する本発明のイメージバーは、青
色光源および青色感光性光受容体と組み合わせて使用さ
れたときに、ピクセルが赤色から青色に切り換わるプロ
セスによって像を作成することができる。青色光はバー
の赤色領域を通過しないので、その領域では光受容体を
放電させないが、バーの青色領域を通過してその領域の
光受容体を放電させる。そのようにして作成された潜像
は次いでどれかの色の現像剤組成物で現像される。
全色像は各酸化状態の色が相互に著しく異なる少なく
とも3つの(可能ならばもっと多くの)酸化状態を有す
る材料のエレクトロクロミック膜をイメージバーに装備
させることによって本発明のイメージバーによって作成
することができる。バーは全色像を生じさせることがで
きる光受容体と組み合わせて使用されるべきである。各
層が異なる波長の光に感光する数個の層を有するかかる
光受容体の例は米国特許第4,308,333号に開示されてい
る。この特許の開示は全体的に参考のために本願明細書
中に組み入れられる。全色像はまた、広い特殊な応答性
を有する光受容体を使用することによって本発明のイメ
ージバーによって作成することもできる。像は光受容体
上に3回書き込まれ、その各回毎に順次、光受容体は一
つの色の光フィルターを通して露光され、その色の現像
剤で現像され、基体に転写され、そして多色像が形成さ
れるまで再度、別の色の光フィルターを通しての露光以
下を繰り返される。この方法は米国特許第3,836,244号
に開示されており、その開示は全体的に参考のために本
願明細書中に組み入れられる。2色すなわちハイライト
カラー像もまた、少なくとも2つの酸化状態を有し、そ
の一方がたとえば赤色光を透過し青色光を吸収し、そし
てもう一方が透明に近く白色光を透過するような材料の
エレクトロクロミック膜をイメージバーに装備させるこ
とによって本発明のイメージバーによって作成できる。
バーは好ましくは、2色像を生じさせることができる光
受容体との組み合わせで使用される。2層の光導電性層
を有し、その一方が赤色光に感光し、そしてもう一方が
青色光にのみ感光し赤色光に感光しない、かかる光受容
体の例は米国特許第4,335,194号に開示されている。こ
の開示は全体的に参考のために本願明細書中に組み入れ
られる。
操作中に、これ等イメージバーの各ピクセルはエレク
トロクロミック膜に所望の色を発生させるために電気的
にアドレスされる。ピクセルを通過する光は所望の波長
の光だけが与えられた領域において光受容体に到達でき
るように選択的にフィルターされる。そのようにして作
成された潜像は次いで2色以上の現像剤組成物によって
現像される。全色コピーとハイライトカラーコピーの両
方がこの方法によって作成できる。多色像は一回のパス
で光受容体上に多色像を横たえさせることによって作成
されてもよいし、または米国特許第3,836,244号に開示
されているように、光受容体に潜像を形成し、その像を
現像し転写し、その後で光受容体上に追加の像を形成
し、これ等追加の像を他の色の現像剤組成物で現像し、
そして先の第一像を含有している基体にそれ等像を転写
する方法によって作成されてもよい。
次に、本発明を具体的に実施例によって説明する。こ
れ等実施例は例示であって、本発明はこれ等実施例に記
載されている材料、条件、またはプロセスパラメーター
に限定されるものではない。部およびパーセントは別に
指定されていない限り、重量による。
実施例1 4−tert−ブチル無金属フタロシアニンの製造 4−tert−ブチルフタロニトリル出発材料を次のよう
に製造した。2の三角フラスコの中のo−キシレン26
6.78g(2.51モル)とt−ブチルクロリド232.54g(2.51
モル)の磁気攪拌混合物に、塩化第二鉄1gを添加した。
室温で3時間後に、混合物を1の丸底フラスコの中に
自重ろ過し、そして蒸留した。3つの留分を集め、後で
気−液クロマトグラフィーによって分析した。150〜202
℃で集められた留分Aは約65%の4−t−ブチル−o−
キシレン(43.48g)を含有し、o−キシレンを含まず、
そして主にt−ブチルクロリドからなる汚染物を含有し
ていた。203〜209℃で集められた留分Bは約87.8%の4
−t−ブチル−o−キシレン(128.00g)を含有してお
り、そして209〜211℃で集められた留分Cは100%の4
−t−ブチル−o−キシレン(186.28g)であった。全
収量は357.76g(2.206モル、87,9%収率)であった。生
成物の同定はIRスペクトルによって確認された。
それから、5の三口フラスコに冷却器、機械的攪拌
器、およびストッパーを装備し、そしてそのフラスコに
水1260ml、濃硝酸630ml、および4−tert−ブチル−o
−キシレン184.69g(1.139モル)を添加した。この混合
物を48時間還流し、それから氷中で冷却し、その後、pH
を濃水酸化カリウム液の添加によって13.5に調整した。
非酸性材料をジエチルエーテルで3回抽出することによ
って除去し、その後、pHを0.9に調整し、そして生成油
状物をジエチルエーテル各200mlで3回抽出することに
よって分離し、そしてエーテル抽出物を回転蒸発器で蒸
発させた。蜜状着色ガムが得られた(164.75g、75.6%
収率)。これはIRスペクトルによって2−メチル−5−
t−ブチル安息香酸と2−メチル−4−t−ブチル安息
香酸の混合物として同定された。
次いで、5の三口フラスコに冷却器、機械的攪拌
機、およびストッパーを装備し、そして上記ガムを、水
酸化カリウム88gを含有している蒸留水2200mlの中に溶
解した。この溶液を5フラスコの中に入れ、そして還
流した。4時間後、この溶液に過マンガン酸カリウム36
0.3g(2.28モル)を添加し、そしてこの混合物をさらに
2時間還流した。それから、過剰の過マンガン酸塩をメ
タノール75mlの添加によって分解し、そしてこの熱い反
応混合物を吸引ろ過して褐色の二酸化マンガンを除去し
た。沈澱を水で3回洗浄した。合わせたろ液のpHを濃塩
酸によって0.9に調整し、その後、4〜5日かかって4
−t−ブチルフタル酸生成物の白色結晶が生成された。
この結晶は148〜150℃の融点を示し、そして173.66g
(0.7814モル)の量で生成された。4−t−ブチルフタ
ル酸生成物の同定はIRスペクトルによって確認された。
その後、1の丸底フラスコに還流冷却器を装備し、
そこに4−t−ブチルフタル酸173.66g(0.7814モル)
および塩化チオニル500mlを装填した。この黄色の溶液
を磁気攪拌し、そして3時間還流し、その後、減圧下で
無水物から塩化チオニルを除去した。得られた白色結晶
性固体を無水ヘキサンで3回洗浄し、そして減圧下でヘ
キサンを除去して、融点77〜78℃を示す無水4−t−ブ
チルフタル酸生成物150.33g(0.7361モル)を生じた。
無水4−t−ブチルフタル酸生成物の同定はIRスペクト
ルによって確認された。
等モル量の無水4−t−ブチルフタル酸(150.33g、
0.7361モル)と尿素(44.21g)を1の丸底フラスコの
中で温度計によって混合した。これ等固体をメケルバー
ナーでゆっくり加熱した。175℃で、反応系は発熱した
ので、空気銃によって冷却されなければならなかった。
発熱がおさまったときには温度は250℃に増加してお
り、その温度に30分維持した。それから、フラスコを冷
却し、そしてジメチルホルムアミド300mlを加え、その
後、この溶液を自重ろ過して溶解されるはずのない固体
を除去した。水(1)を加えたところ、融点136.5〜1
40℃を示す4−t−ブチルフタルイミド137.34g(0.675
7モル)の沈澱を生じた。4−t−ブチル−フタルイミ
ド生成物の同定はIRスペクトルによって確認された。
それから、4の三角フラスコに4−t−ブチルフタ
ルイミド137.4g(0.6757モル)および29%水酸化アンモ
ニウム液2を装填し、そしてこの溶液を機械攪拌機で
激しく攪拌した。3時間後、このクリーム状の懸濁物を
吸引ろ過し、そして少量の水で洗浄した。この淡緑色粉
末を120℃で1日間乾燥して、融点172〜175℃を示す4
−t−ブチルフタルアミド134.19gを生じた。4−t−
ブチルフタルアミド生成物の同定はIRスペクトルによっ
て確認された。
4−t−ブチルフタロニトリルは次のようにして製造
した。窒素入口、100ml均圧フラスコ、およびストッパ
ーを装備した500mlの三口フラスコを氷浴に置き、そし
てそのフラスコに4−t−ブチルフタルアミド60g(0.2
713モル)およびピリジン400mlを装填した。得られた混
合物を一定の窒素流の下に維持した。燐オキシクロリド
(49.7ml、0.5426モル)を滴下漏斗に入れ、そしてピリ
ジン溶液に、温度を約4℃に維持するようにゆっくりと
添加した。この反応系を4時間磁気攪拌し、それからこ
の混合物を、200mlの砕氷を含有するビーカーの中に注
いだ。全容積が1600mlになるまで水を加えて淡褐色固体
を生成した。この固体を吸引ろ過によって取り出して融
点58〜59℃の4−t−ブチルフタロニトリル31.24g(0.
1696モル)を生じた。4−t−ブチルフタロニトリル生
成物の同定はIRスペクトルによって確認された。
次いで、tert−ブチル無金属フタロシアニン[(4−
t−ブチル)フタロシアニン]が次のように製造され
た。1の丸底フラスコの中のアミルアルコール126ml
中に0.64g(27.2ミリグラム原子)を溶解した後、アミ
ルアルコール中にナトリウム金属を溶解することによっ
て生成されたこのナトリウムアミラート溶液に、4−t
−ブチルフタロニトリル9.0g(48.9ミリモル)を添加
し、そしてこの混合物を5.25時間還流した。この溶液を
冷却し、そしてメタノール445mlで希釈した後、この懸
濁物に標準塩酸37mlを添加し、そしてこの懸濁物を16時
間攪拌した。それから、この反応混合物をろ過し、そし
て得られた固体の青色顔料生成物をメタノール250ml、
水250ml、ジメチルホルムアミド250ml、そしてメタノー
ル250mlで吸引洗浄し、それから一晩乾燥して5.28g(5
8.4%収率)の顔料を生成した。
こうして得られた(4−t−ブチル)フタロシアニ
ン生成物を次のように精製した。この顔料2.00gを4℃
の96%硫酸50mlにゆっくり添加した。この溶液を1時間
攪拌し、それからガラスろ過器によって、不断の攪拌を
伴う氷水500mlの上に吸引ろ過し、その後、ろ過器と反
応器を96%硫酸10mlで洗浄した。(4−t−ブチル)
フタロシアニン生成物の全てが溶解されたわけではなか
った。氷水の中に現れた青色固体をろ過し、そして水各
100mlで10回洗浄した。青色顔料および混合物のpHを水
酸化アンモニウムの添加によって8.5に調整し、それか
ら青色固体をろ過し、そして水各150mlで6回洗浄し、
そして硫酸イオンが存在しなくなるまで生成物が洗浄さ
れたことを確保するために洗浄液を塩化バリウム溶液で
試験した。生成物をメタノール1で洗浄し、乾燥して
1.66g(83%収率)の青色固体を生じた。その元素分析
は純粋tert−ブチル無金属フタロシアニンであることを
示した。
実施例2 1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノアントラキノンの製造 300mlのパー(Parr)加圧釜をドライアイス/イソプ
ロパノール浴で冷却し、それに乾燥窒素を浴びせ、そし
て順次、液体アンモニア約15ml、水から再結晶化し高真
空で50℃で15時間乾燥したブロモアミン酸ナトリウム塩
15.0g(37ミリモル)、酢酸第一銅620mg(5モリモ
ル)、およびホルムアミド100mlを装填した。反応釜を
密封し、そして80℃に加熱し、そして80ポンド/平方イ
ンチの内部圧にした。反応混合物を80℃で9時間攪拌
し、次いで70℃に冷却し、そして室温に戻す前に過剰ア
ンモニアを除去するために水アスピレーターで15分間排
気した。反応混合物の薄層クロマトグラフィー(シリカ
ゲルカラム、容量比4:1のトルエン/メタノール溶離
剤)はオレンジ〜赤色の出発材料ブロモアミン酸が完全
に消失したことを示した。
得られた紫色の反応混合物を、温度計と冷却器と磁気
攪拌器を装備した500mlの三口丸底フラスコに移した。
ホルムアミドを全容量250mlになるまで加えた。この混
合物に順次、炭酸ナトリウム19.6g(0.185モル)、ニト
ロベンゼン7.6ml(9.1g、0.074モル)、およびシアン化
ナトリウム10.8g(0.222モル)を添加した。それから、
この反応混合物を攪拌しながら80℃に加熱し、そして出
発材料の完全消失が起こる(それはTLCによって指示さ
れる)までこの温度に維持した。
それから、この反応混合物を熱いままろ過し、そして
沈殿物をまず冷ホルムアミドでろ液がほぼ無色になるま
で洗浄し、それから沸騰水(約300ml)でろ液が無色に
なるまで洗浄した。それを一晩乾燥して微細な暗い赤味
がかった青色固体として1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノ
アントラキノン(7.8g,73%)を得た。アセトニトリル
中の1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノアントラキノンの溶
液は623nmのピーク吸収(λmax)を示した。
実施例3 エレクトロ重合ポリピロールの製造 アセトニトリル中の0.25モルのピロールと0.1モルの
過塩素酸ナトリウムとの溶液を電気化学槽に入れた。作
用電極はITO(インジウム錫酸化物)の導電性透明被膜
で被覆されたガラス片であり、対向電極は白金線であ
り、そして参照電極は飽和カロメル電極(SCE)であっ
た。電極槽は容器にアルゴンガスを吹き込むことによっ
て酸素を追い出された。次いで、作用電極を+0.9〜+
1.0ボルト対SCEの範囲で陽極として作用させ、その間に
ITO電極上にポリピロール膜が形成された。この膜は最
初に形成されたときには酸化形態であり、黒色に見え
た。この膜が約1μの十分な厚さに成長したら、電極が
溶液から取り出されるまで電流が流れ続けるように陽極
電圧を維持しながら電極を溶液から取り出した。
実施例4 エレクトロ重合ポリ−3−メチルチオフェンの製造 アセトニトリル中の0.25モルの3−メチルチオフェン
と0.1モルの過塩素酸ナトリウムの溶液を電気化学槽に
入れた。作用電極はITO(インジウム錫酸化物)の導電
性透明被膜で被覆されたガラス片であり、対向電極は白
金線であり、そして参照電極は飽和カロメル電極(SC
E)であった。槽は溶液にアルゴンガスを吹き込むこと
によって酸素を追い出された。次いで、作用電極は+2.
0ボルト対SCEで陽極として操作され、その間にITO電極
上にポリ−3−メチルチオフェンが形成された。膜が約
1μの十分な厚さに成長したら、電極が溶液から取り出
されるまでは電流が流れ続けるように陽極電圧を維持し
ながら電極を溶液から除去した。
実施例5 酸化ネオジムジフタロシアニンの製造 ネオジムジフタロシアニンが酢酸ネオジムとo−フタ
ロニトリルから次のようにして合成された。ガラス攪拌
機と冷却器を装備した500mlの三口フラスコの中でNd(C
2H3O2・H2O粉末5.0g(0.0147モル)とフタロニトリ
ル粉末15.1g(0.1179モル)を混合した。この混合物を2
90〜300℃で3時間溶融加熱した後で、青色物質が得ら
れた。この生成物をジメチルホルムアミド125ml中に溶
解し、そして不溶性物質をろ過によって除き、残った青
色物質の溶液を蒸留水1に加えてネオジムジフタロシ
アニン疎生成物(12g)を析出させ、これをろ紙上に集
めた。それから、このネオジムジフタロシアニン疎生成
物1gをジメチルホルムアミド125ml中に溶解した。この
溶液を、最初にメタノール溶媒で充填されているシリカ
ゲルカラム(3.5cmφ×60cm)に通した。メタノール溶
剤と共に空色の物質が排出され、そしてカラムの中に緑
色の不純物が残った。それから空色物質をもう1つのシ
リカゲルカラムに通して3つの画分を集めた。そのうち
の最初の2つはジメチルホルムアミド(DMF)中で生成
物の紫外〜可視スペクトルによって同定されたように、
634nmのピーク吸収(λmax)を示す純粋ネオジムジフタ
ロシアニンを含有していた。次いで、この最初の2つの
画分を回転蒸発器で乾燥して0.100gの純粋ネオジムジフ
タロシアニンを生じた。
それから、酸化ネオジムジフタロシアニンが、1%ヒ
ドラジン水和物を含有するジメチルホルムアミド中でネ
オジムジフタロシアニンから電気化学的に合成された。
電気分解は白金メッシュ陽極と白金プレート電極を装備
した電解槽の中で0.8mA/cm2の初期電流密度で24時間実
施された。酸化ネオジムジフタロシアニン結晶が陽極の
底に析出した。この結晶をろ過によって集め、そしてア
セトンで洗浄した。酸化ネオジムジフタロシアニンの可
視吸収スペクトルを測定したところ、ネオジムジフタロ
シアニンのそれとは異なることが判明した(λmax=670
nm、DMF中)。また、ベンゼン溶液における非酸化ネオ
ジムジフタロシアニンの吸収スペクトルは670nmと325nm
で吸収極大を示し、そしてベンゼン溶液における酸化ネ
オジムジフタロシアニンの吸収スペクトルは662nm、580
nm、および330nmで吸収極大を示した。酸化ネオジムジ
フタロシアニン酸化物質であることを確認する強いESR
吸収も示した。
実施例6 ルテチウムジフタロシアニンの製造 ルテチウムジフタロシアニンは次のようにして製造さ
れた。機械攪拌機、冷却器、およびガス流入管を装備し
た200mlの三口フラスコの中で、ジョンソン・マットヘ
イ(Johnson−Matthey)から入手できる無水酢酸ルテチ
ウム1.00g(2.8ミリモル)と、イーストマン・コダック
社から入手できる無金属フタロシアニン2.97g(5.7ミリ
モル)とを混合した。この混合物を窒素雰囲気下で22時
間還流した後では、塩化メチレン中に希釈された混合物
のアリコートの紫外〜可視分光分析は所望生成物の生成
を示した。得られた懸濁物を塩化メチレン200mlで希釈
してからガラスろ過器でろ過した。回収された固体の無
金属フタロシアニンをろ液が緑色にならなくなるまで約
100mlの塩化メチレンで洗浄した。次いで、回転乾燥器
によってろ液から塩化メチレンを除去し、そして残留キ
ノリン懸濁物をペトリ皿に移した。真空オーブンで100
℃でキノリンを除去して約0.3g(約9%収率)のルテチ
ウムジフタロシアニンを生じた。
実施例7 真空蒸着法による薄膜の製造 エレクトロクロミック材料の薄膜が次のようにして真
空蒸着によって製造された。インジウム錫酸化物(IT
O)で被覆されたガラス基体をバキューム・ジェネレー
ターズ・モデルDPUHV12真空システムの中で蒸発源から
約0.4mの離して配置した。蒸発源は円形タンタル加熱帯
のなかに挿入された約1インチ直径×1インチ高さの石
英るつぼからなる。加熱帯に電流を通して加熱帯と、蒸
発されて薄膜になる材料を含有しているるつぼとを加熱
した。十分な温度に加熱した後、材料は昇華してITO基
体上に付着した。昇華するために材料が加熱されるべき
温度は次の通りである:材料 温度 (4−t−ブチル)4H2Pc 250℃ 1,8−ジアミノ−4,5− ジヒドロキシアントラキノン 100℃ 1,4,5,8−テトラアミノアントラキノン 120℃ 1,4−ジアミノ−2,3− ジシアノアントラキノン 100℃ 1,8−ジニトロ−4,5− ジヒドロキシアントラキノン 100℃ 4,8−ジニトロ−1,5− ジヒドロキシアントラキノン 90℃ (4−Cl)4PcH2 275℃ ネオジムジフタロシアニン 400℃ ルテチウムジフタロシアニン 400℃ 実施例8 ラングムュア−ブロッジェット法による薄膜の製造 tert−ブチル無金属フタロシアニン[(t−ブチル)
4H2Pc]のラングミュア−ブロッジェット膜が次のよう
にして製造された。材料を約6.65×10-4モル濃度の溶液
になるようにイーストマンコダックACSスペクトログレ
ードのトルエンの中に溶解した。使用されるサブ相(su
bphase)はミリ−(Milli−)Qシステムに通してろ過
された後に蒸留され室温に冷却された水であった。テラ
ゾ(Terrazzo)無振動テーブルの上のグローブボックス
の中に収容された円形ラングミュアトラフを膜圧縮のた
めに使用し、そして垂直浸漬装置によって転写を行う。
約50μの溶液を約300cm2のトラフ領域上に塗布した。
約5分後、トルエンが蒸発してから、膜を膜圧約10ダイ
ン/cmに達するまで約0.06〜約0.15平方Å/分子/秒
(約0.12〜約0.30cm2/秒)で圧縮した。インジウム錫酸
化物で被覆されたガラス基体を、塗布に先だってクロム
酸で清浄にし、蒸留水で洗い、それからサブ相中に垂直
に挿入した。それから、基体を約3.8mmの定速度で引き
取る間中、表面圧を約10ダイン/cmで一定に保った。Z
型付着が観察された。すなわち、(4−ブチル)4H2Pc
の単層がサブ相から各引取り基体へ転写された。基体引
取り後に水表面を清浄化し、そして新たな単層が塗布さ
れる前にその基体を再挿入することによって各層が製造
された。
実施例9 エレクトロクロミックイメージバーはインジウム錫酸
化物(ITO)電極の直線アレイを用意し、そしてエレク
トロクロミック材料としてのルテチウムジフタロシアニ
ン[Lu(Pc)]と共に前記アレイをエレクトロクロミ
ックセルに組み込むことによって製造された。
製造プロセスの第一工程はエレクトロクロミックセル
の背面接触のアレイを構成する透明な導電性ITO電極
(リード付き)の直線状アレイを製造することから成
る。ITOアレイは全体で294個のピクセル要素をもって25
mmの長さにわたって5μ間隔で分離された80μ×80μ四
方のITOピクセルからなる。各電極ピクセルはそれ自身
のITO導電体片によって接しているか、または駆動用電
子装置に接続する巾10μのリードによって接している。
プレート上のITO被膜は約8Ω/□と測定される。この
アレイはエレクトロクロミックセルの背面接触を構成す
る。
ITOアレイを製造するためには、2インチ×2インチ
×1/16インチのガラス基体の上に、クロム被膜からなる
投影マスクがまず加工される。このマスクパターンは電
極アレイ用基体の上にマスクを投影するのに1:1の投影
光学系が使用されるように要望のITOパターンと同一寸
法のものである。このマスクを加工するためには、チッ
プウィックと呼ばれるゼロックスソフトウェアパッケー
ジを使用してゼロックス6085 ワークステーションの上
に要望の電極パターンがまず構図される。発生パターン
は標準の5−1/4インチのフロッピーディスクの上に搭
載されている。
それから、マスク製造は次のように行われる。2イン
チ×2インチ×1/16インチのガラス基体の上の連続した
真空蒸着クロム膜をエレクトロンレジストで被覆する。
要望のコンピューター発生パターンを有するフロッピー
ディスクはエレクトロンレジストを要望パターンに従っ
て電子ビームに露出させるためのコンピューター制御電
子ビーム書込ユニットに装着される。それから、レジス
トは現像されて電極パターンのネガであるレジストパタ
ーンを形成する。レジストによって覆われていないクロ
ム膜の領域は次いで酸性腐食剤に曝すことによってエッ
チングされる。洗浄後、酸素雰囲気下でマスク全体を30
0℃に3時間加熱することによって、レジスト自体は剥
離される。このプロセスによって、要望電極パターンの
ネガであるクロム膜パターンがガラス上に得られる。こ
のプロセスによって製造されるマスクは電極パターンを
含有するフロッピーディスクをアベック・サイエンティ
フィック社(80195コロラド州コロラドスプリングス、
ノース・ウッテン・ロード815)のようなマスク製造業
者に送ることによって得ることができる。
それから、このクロムマスクは投影フォトリソグラフ
ィーに使用される。コーニング7050ガラスの2インチ×
2インチ×0.048インチのガラス基体をクロム酸で予備
洗浄してから蒸留水で十分に洗う。乾燥後、ガラス基体
をポジホトレジスト・シップレイ(Shipley)1400でス
ピンコートする。それから、このホトレジスト被膜を、
1:1投影光学系を使用するパーキン−エルマー・ミクラ
リン(Perkin−Elmer Micalign)走査投影プリンター
で、上記ネガマスクパターンに露出させる。ホトレジス
トの露出域はマスクの光照射域に相当する。次いで、こ
れ等領域はこの製造業者によって供給されるシップレイ
・ミクロポジット・レジスト現像剤の中で洗うことによ
って基体から除去される。パーキン−エルマー・ミクラ
リン走査投影プリンターの使用、このポジホトレジスト
の使用、およびマイクロリソグラフィー法についてこれ
以上の情報は一般にL.F.トンプソンとG.G.ウィルソンと
M.J.ボーデン著の「イントロダクション・ツー・マイク
ロリソグラフィー:セオリー・マテリアルズ・アンド・
プロセッシング(Introduction to Microlithography:T
heory Materials and Processing)」ACSシンポジウム
シリーズ219(ワシントン、1983)20頁〜、および107頁
〜に開示されている。この開示は全体的に参考のために
本願明細書中に組み入れる。こうして、上記ネガクロム
マスクに従って、ガラス基体上にネガホトレジストパタ
ーンが生成され、このパターンは150℃で30分間ベーキ
ングすることによって硬化される。
それから、このホトレジストパターンはITO電極アレ
イのスパッター付着に際して密着マスクとして作用す
る。ITOはレジストマスクを介してガラス基体上に約150
nmの厚さにスパーターされる。スパッタリングはパーキ
ン−エルマーラデックス(randex)高周波数ダイオード
スパッタリングシステム・モデル3140で行われる。ITO
の6インチ直径円形ターゲットがパーキン−エルマーに
よって使用され、それは酸化インジウム(90%)と酸化
錫(10%)からなる。次いで、真空チャンバーが5×10
-7トルの圧力に排気され、そして制御されたアルゴンガ
ス(99.99%)流が背景圧50ミリトルになるように導入
される。それから、An高周波数グロー放電がターゲット
電圧1300Vおよびパワー密度1.1ワット/cm2によって開始
され、それによって100Å/分の付着速度が得られる。
それから、ホトレジストおよびそれを覆うITOはシップ
レイ・ホトレジスト・リムーバー(前記製造業者によっ
て供給される溶剤)によって洗除され、ガラス基体上に
所望のポジITO電極パターンが残される。
次いで、この電極の直線上アレイを連続的かつ完全に
覆うように、1mm×26mm開口をもって5ミルのポリエス
テルシートから機械的に裁断された密着マスクを介し
て、ルテチウムジフタロシアニンの厚さ100nmの層が石
英るつぼから真空蒸着される。それから、このLU(Pc)
層を有するエッチングされたプレートから約0.5mm離
して、PPGインダストリーズ(ピッツバーグ在)から商
業的に入手できる2インチ×2インチ×1/16インチのエ
ッチングされていないITOプレートを配置することによ
って、エレクトロクロミックセルを作製する。プレート
間の0.5mmの間隙をpH1.23の1.0モル塩化カリウム電解質
で充填する。液体電解質をその場に保持するためにプレ
ート間にスクィーズされた薄い円形ビトン(Viton)ガ
スケットによってシールを構成する。エッチングされた
ITOアレィのリードまたは導電体片はプレートの端部で
駆動用電子機器に接続される。
パルス発光キセノン円筒光源と狭バンドパスフィルタ
ーの組み合わせによって、約465nmの波長の光を得る。
この光を円筒レンズ系によってエレクトロクロミックセ
ル上に結像させる。セルを通過した光はそれからもう一
つの円筒レンズを通って、約+800ボルトに予め帯電さ
れたセレン光受容体上に到達する。エレクトロクロミッ
クセルの光透過は共通の対向電極に比べて約+5ボルト
の電位を作用電極に印加することでLu(Pc)層の選択
領域を酸化させることによって遮断される。
Lu(Pc)層の酸化は465nmの光の高吸収を生じさせ
るので、その領域では光がエレクトロクロミックセルを
通過することが阻止される。従って、セルを通過した光
は像パターン状で光受容体に到達し、潜像を形成する。
前記寸法のイメージバーは光受容体に1インチ条分だけ
像形成する。先に酸化されたイメージバー領域は次い
で、共通の対向の電極に比べて約−5ボルトを作用電極
に印加することによって還元され、そうなると465nmの
波長の光がエレクトロクロミックセルを通過することを
可能にさせる。光受容体は回転し、それによってイメー
ジバーに対して移動する。光受容体の1回転後に、イメ
ージバーをピクセルアレイの長さ分(〜25pmm)だけス
テップさせる。それから、新しい位置で光受容体の周面
に像を書き込む。10回転とイメージバーの10ステップの
後には、隣接する1インチ条の10条分に像形成されてい
る。これ等条分はフルサイズ像を成す。それから、最終
像をトナー3重量部とキャリヤ100重量部からなる黒色
現像剤で現像する。トナーはリーガル(Regal)330
ーボンブラック9重量部と、(スチレンが約58重量%の
量で存在し、そしてn−ブチルメタクリレートが約42重
量%の量で存在する)ステレン/n−ブチルメタクリレー
ト共重合体91重量部からなる。キャリヤは米国特許第3,
526,533号に開示されているように約0.6%の被覆量でメ
チルターポリマー(メチルメタクリレート、スチレン、
トリオルガノシラン)を被覆されたスチールコアからな
る。この特許の開示は全体的に参考のために本願明細書
中に組み入れられる。次いで、現像像は紙に転写され、
そして熱と圧力によって永久的に融着され、黒白像が得
られる。各1インチ条につき2インチ/秒の書込速度が
達成され、その結果、0.2インチ/秒の全印刷速度が得
られる。解像力は約10本mmであり、そして光学濃度は約
1.4であり、背景部付着は無い。
これ等実施例は例示であり、本発明の範囲を限定する
ものではない。当業者には、本発明のその他の態様も想
起されるようになろうが、それ等も本発明の範囲に包含
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のイメージバーを含有する電子写真像形
成システムを示す。 第2図は本発明のイメージバーの一態様を示し、そこで
は各ピクセルは離隔したエレクトロクロミック膜を備え
ており、そしてイメージバーシャッターは光を透過して
いる。 第3図は本発明のイメージバーの別の態様を示し、そこ
では各ピクセルは離隔したエレクトロクロミック膜を備
えており、そしてイメージバーシャッターは光を反射し
ている。 第4図は本発明のさらに別の態様を示し、そこでは本発
明のイメージバーの各ピクセルは単一電極を含み、そし
てエレクトロクロミック材料は連続状態で付着されてい
るので電極間の領域をも占めている。 第5図は本発明のイメージバーにおける各ピクセルを個
別にアドレスするための構成を示す。 第6A図〜第6K図は多数のエレクトロクロミック材料の膜
の分光吸収の、還元または酸化による、変化を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−29734(JP,A) 特開 昭63−29735(JP,A) 特開 昭63−29736(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/445 B41J 1/15 - 1/153 H04N 1/23

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電界の選択的適用によって光透過性、部分
    光透過性、および非光透過性の波長の間で賦活できる複
    数の離隔した独立にアドレス可能なピクセル部分をもっ
    た直線状の光バルブアレイからなるイメージバーであっ
    て、前記ピクセル部分が、順に、 第一の透明基体; 前記第一の透明基体に接触しており、かつ可変電流可変
    電圧源に接続している、透明電極; 前記透明電極に接触しているエレクトロクロミック材料
    からなる薄膜であって、該エレクトロクロミック材料
    が、2(3),6(7),10(11),14(15)−テトラター
    シャリーブチルフタロシアニン、2(3),6(7),10
    (11),14(15)−テトラクロロフタロシアニン、ビス
    (フタロシアニナト)ネオジム(III)、ビス(フタロ
    シアニナト)ネオジム(IV)、ビス(フタロシアニナ
    ト)ルテチウム(III)、ビス(フタロシアニナト)イ
    ッテルビウム(III)、1,4−ジアミノ−2,3−ジシアノ
    アントラキノン、1,8−ジアミノ−4,5−ジヒドロキシア
    ントラキノン、1,4,5,8−テトラアミノアントラキノ
    ン、エレクトロ重合ポリピロール、エレクトロ重合ポリ
    −3−メチルチオフェン、及びそれらの混合物からなる
    群から選択されるものである、薄膜; 前記薄膜に接触している透明電解質材料; 前記透明電解質材料に接触しており、かつ前記可変電流
    可変電圧線に接続している対向電極;および 第二の基体 からなる、前記イメージバー。
  2. 【請求項2】光導電性部材、静電潜像の形成前に光導電
    性部材を予備帯電する手段、静電潜像を現像する手段、
    現像された像を基体に転写する手段、及び予備帯電の前
    に光導電性部材を清掃する手段、を有する像形成装置用
    の改良されたイメージバーであり、そのイメージ・バー
    が像形成装置の操作モードの間に、デジタル信号に応じ
    て選択的に光を透過し予備帯電された光導電性部材の帯
    電を選択的に放電して光導電性部材の上に潜像を一列ず
    つ形成する少なくとも一連のドット・シャッターを含有
    しており、該イメージバーが、 第一の透明基体; 前記第一の透明基体に接触しており、かつ可変電流可変
    電圧源に接続している、複数の透明電極; 前記透明電極に接触しているエレクトロクロミック材料
    からなる薄膜; 前記薄膜に接触している透明電解質材料; 前記透明電解質材料に接触しており、かつ前記可変電流
    可変電圧源の共通端子に接続している対向電極;および 第二の基体 から順になる、前記イメージバー。
  3. 【請求項3】電界の選択的適用によって光透過性、部分
    光透過性、および非光透過性の波長の間で賦活できる複
    数の離隔した独立にアドレス可能なピクセル部分をもっ
    た直線状の光バルブアレイからなるイメージバーであっ
    て、 第一の透明基体; 第二の基体; 複数の第一の透明電極; 第一の基体と第二の基体の間に配置された第二の対向電
    極であって、第一の透明電極が第一の透明基体の上に配
    置され、第二の対向電極が第二の基体の上に配置され
    た、第二の対向電極; 前記第一の透明電極の上に配置された、エレクトロミッ
    ク物質を含む薄いフィルム;及び 該薄いフィルムと該第二の対向電極の間に配置された電
    解質材料; を含有しており、 前記第一の透明電極が可変電流電圧源に接続され、前記
    第二の対向電極が可変電流可変電圧源の共通端子に接続
    された、 イメージバー。
  4. 【請求項4】光導電性部材; 静電潜像の形成前に光導電性部材を予備帯電する手段; 静電潜像をトナー粒子で現像する手段; 現像された像を基体に転写する手段; 予備帯電の前に光導電性部材を清掃する手段; 像形成装置の操作モードの間に、デジタルデータ信号に
    応じて選択的に光を透過し予備帯電された光導電性部材
    の帯電を選択的に放電して光導電性材の上に潜像を一列
    ずつ形成する少なくとも一連のドット・シャッターを含
    有するイメージバーであって、第一の透明基体;前記第
    一の透明基体に接触しており、かつ可変電流可変電圧源
    に接続している、複数の透明電極;前記透明電極に接触
    しているエレクトロクロミック材料からなる薄膜;前記
    薄膜に接触している透明電解質材料;前記透明電解質材
    料に接触しており、かつ前記可変電流可変電圧源の共通
    端子に接続している対向電極;および前記対向電極に接
    触している第二の透明基体;から順になるイメージバ
    ー; 該アレイの要素を光で照射する手段;及び 再生されるべき像の線のピクセル伝達情報に応じて線の
    露光期間中、該ピクセルアレイの予め定められた個所を
    活性化するための処理手段; を含む像形成装置。
  5. 【請求項5】光導電性部材; 静電潜像の形成前に光導電性部材を予備帯電する手段; 静電潜像をトナー粒子で現像する手段; 現像された像を基体に転写する手段; 予備帯電の前に光導電性部材を清掃する手段; 像形成装置の操作モードの間に、デジタルデータ信号に
    応じて選択的に光を透過し予備帯電された光導電性部材
    の帯電を選択的に放電して光導電性部材の上に潜像を一
    列を一度に形成する少なくとも一連のドット・シャッタ
    ーを含有するイメージバーであって、該イメージバー
    が、第一の透明基体;第二の透明基体;複数の第一の透
    明電極;第一の基体と第二の基体の間に配置された第二
    の対向電極であって、第一の透明電極が第一の透明基体
    の上に配置され可変電流可変電圧源に接続され、該第二
    の対向電極が該第二の基体の上に配置され可変電流可変
    電圧源の共通端子に接続された第二の対向電極;前記第
    一の透明電極の上に配置された、エレクトロクロミック
    物質を含む薄いフィルム;及び該薄いフィルムと該第二
    の対向電極の間に配置されたエレクトロクロミック物
    質;を順に含むイメージバー; 該アレイの要素を光で照射する手段;及び 再生されるべき像の線のピクセル伝達情報に応じて線の
    露光期間中、該ピクセルアレイの予め定められた個所を
    活性化するための処理手段; を含む像形成装置。
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