JPH10202940A

JPH10202940A - マルチカラー発光アレイ

Info

Publication number: JPH10202940A
Application number: JP21498A
Authority: JP
Inventors: Thomas L Paoli; エルパオリトーマス
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1998-08-04
Also published as: US6133933A

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑なラスター出力走査や多重波長レーザシ
ステムを必要としないフルカラー印刷システムを実現す
る。【解決手段】静電写真現像システムは、マルチカラー
アレイと、各層が多数の波長のうちの１つに感応するか
又はアクセス可能な複数の層を有する感光体と、感光体
の層の領域の露光に応じて少なくとも複数のトナーを感
光体に塗布するための静電写真現像装置と、を備える。
マルチカラーアレイは、複数の発光領域サブアレイを有
し、各サブアレイはマルチカラーアレイの全長にわたっ
て配設される。また、各サブアレイは、複数の発光領域
を有し、かつ、他のサブアレイとは異なる波長の光を発
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、従前のポリゴンＲ
ＯＳ（ラスタ出力走査）システムとは異なるマルチカラ
ー印刷バーを備えたカラー電子写真式印刷システムに関
する。特に、多色感光体と、その感光体にフルカラーイ
メージを形成するためのマルチカラー印刷バーと、を備
えたカラー電子写真式印刷システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真式（静電写真式）の印
刷方法には、イメージング部材（感光体）を実質的に均
一の電位まで充電し、その表面に感光性を与える工程が
含まれる。その表面のチャージ（帯電）部分には、複写
されるオリジナルドキュメントのイメージ又はラスタ出
力スキャナで作成されたコンピュータ生成イメージのよ
うなイメージが露出される。これによって、オリジナル
ドキュメント又はコンピュータ生成イメージに対応し
て、イメージング部材に静電潜像が記録される。その記
録された静電潜像は、その後、それに現像剤を触れさせ
ることで現像される。三段階システムでは、三つの異な
る電位レベルが用いられる。潜像が露出されていない領
域はある色で現像され、充分にディスチャージされた領
域は別の色で現像され、部分的に露出された領域は現像
されないままとなる。これによって、トナー粉末イメー
ジがイメージング部材上に形成され、その後、そのイメ
ージが紙などの基材に転写される。最終的に、トナー粉
末イメージは、イメージ形成の際に加熱や応圧などによ
って基材に永久的に定着される。

【０００３】好適な現像剤として、トナー粒子が摩擦電
気で付着されたキャリア粒子の２成分混合物を使用して
もよい。トナー粒子は、静電潜像に引き寄せられて付着
され、イメージング部材にトナー粉末イメージを形成す
る。好適な単一成分現像剤も周知である。単一成分現像
剤は、トナー粒子のみから成り、この粒子は、静電荷
（例えば、摩擦電荷）を備えているため、イメージング
部材表面上の潜像に引き寄せられて付着する。

【０００４】２色現像されたイメージを生成するための
様々な形態のシステムも周知である。例えば、Ｇｕｎｄ
ｌａｃｈの米国特許第４，０７８，９２９号には、単一
パス・ハイライト・カラーイメージを実現するための手
段として、三段階静電写真システムを使用することが教
示されている。Ｇｕｎｄｌａｃｈは、相対的に負にチャ
ージされたトナー粒子と相対的に正にチャージされたト
ナー粒子とを第１及び第２の色として用いて、単一極性
および３つの異なる電位レベルを有する静電荷パターン
の２色現像方法を教示している。この方法では、まず感
光体が電圧Ｖ₀に充電される。次に、単一ラスタ出力ス
キャナが用いられ、バックグランド領域でほぼＶ₀／２
まで、カラー領域でほぼ０または残りの電位まで、選択
的にディスチャージされる。充分にディスチャージされ
た領域はカラーで印刷され、ダーク・ディスチャージ
（暗放電）される露光されていない領域は、黒（または
第２の色）で印刷される。あるいは、色を逆にしてもよ
い。すなわち、露光されていない領域がカラーで現像さ
れ、ほぼ０または残りの電位の領域が黒（または異なる
色）で現像されてもよい。

【０００５】Ｂｉｘｂｙの米国特許第３，０１３，８９
０号には、別の２色複写方法が開示されている。Ｂｉｘ
ｂｙは、正または負の極性を有する電荷パターンを単一
の２色現像剤で現像する方法を教示している。Ｂｉｘｂ
ｙの現像剤は、摩擦電気的に見て相対的に正および負の
トナーの両方を保持する単一キャリアを備えている。正
のトナーは第１の色であり、負のトナーは第２の色であ
る。Ｂｉｘｂｙの方法は、正にチャージしたイメージ領
域を負のトナーで現像し、負にチャージしたイメージ領
域を正のトナーで現像する。２色イメージは、電荷パタ
ーンが正および負の両方の極性を有する場合にのみ生じ
る。

【０００６】しかし、これらの現像システムでは、様々
な用途に適するマルチカラーまたはフルスペクトル印刷
結果を得られない。これらの現像システムは、単一チャ
ージ手段により異なる電荷量にチャージした感光体に依
存する。

【０００７】マルチカラー現像イメージを生成するため
の様々な形態の現像システムも、周知である。例えば、
Ｋｏｖａｃｓ他の米国特許第５，３４７，３０３号は、
２重波長ダイオードレーザを備えた単一ポリゴンＲＯＳ
を用いて、単一または２重パス動作のいずれかを行うフ
ルカラー電子写真式印刷システムを開示している。この
システムは２重層感光体をさらに備えており、そこで
は、各感光層がダイオードレーザの２つの波長のうちの
１つに対して感応性があるか又はアクセス可能である。

【０００８】Ｋｏｖａｃｓの米国特許第５，３７３，３
１３号は、多重波長ダイオードレーザを備えた単一ポリ
ゴンＲＯＳを用いて、単一パス動作を行うフルカラー電
子写真式印刷システムを開示している。このシステムは
多層感光体をさらに備えており、そこでは、各感光層が
ダイオードレーザの多重波長のうちの１つに対して感応
性があるか又はアクセス可能である。

【０００９】Ｋｏｖａｃｓ他の米国特許第５，４４４，
４６３号は、単一パス３トナーカラー電子写真式現像シ
ステムを開示している。この現像システムでは、２層感
光体と、２重波長ダイオードレーザアレイを備えた単一
ポリゴンＲＯＳシステムと、が用いられる。２つの感光
層の各々は、ダイオードレーザの２重波長のうちの１つ
に対して感応性があるか又はアクセス可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来から、より高速で
しかも低コストで動作可能なマルチカラー印刷システム
が必要とされている。しかし、これまでは、必要なマル
チカラー・レーザダイオードアレイを製作するのが困難
であったため、上記のシステムを実現困難であった。例
えば、４色の現像に対する多色感光体の吸収スペクトラ
ムのために、多重波長を一般には１００ｎｍ以上に大量
に分ける必要がある。このため、マルチカラーシステム
は、青色（４００ないし５００ｎｍ）、緑色（５００な
いし６００ｎｍ）、赤色（６００ないし７００ｎｍ）、
赤外線（７００ないし８００ｎｍ）領域での波長を必要
とすると思われる。しかし、このような広範囲にわたる
４つの波長は、少なくとも２つの異なる材料システムの
統合を必要とするため、それをモノリシックダイオード
レーザ構造で達成するのは非常に困難である。さらに、
高速印刷は、各色についてアドレス可能なアレイを必要
とし、それによってアレイがさらに複雑となり、製作に
費用がかかる。アドレス可能なアレイのノンモノリシッ
クアセンブリは、このようなモノリシックレーザアレイ
源を製作するための別の方法であるが、このようなアセ
ンブリは簡単ではなく、今までに実演されていない。

【００１１】従って、静電写真印刷技術において、複雑
なＲＯＳおよび多重波長レーザシステムを必要としない
フルカラーシステムが必要とされる。特に、高速マルチ
カラー印刷のための、複雑でなく、費用のかからないシ
ステムが必要である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、マルチカラー
発光アレイの全長にわたって配設された複数の発光領域
のサブアレイを備えたマルチカラー発光アレイを提供す
るものである。このマルチカラー発光アレイにおいて、
各サブアレイは複数の発光領域を有し、また各サブアレ
イは他のサブアレイとは異なる波長の光を発することを
特徴とする。

【００１３】本発明はさらに、前記マルチカラーアレイ
と、各層が前記波長のうちの１つに対して感応性がある
か又はアクセス可能である複数の層を有する感光手段
と、前記マルチカラーアレイから発した光で前記感光手
段の領域を露光するための静電写真現像手段と、を備
え、前記現像手段が、前記層の領域の露光に応じて少な
くとも複数のトナーを前記感光手段に塗布することを特
徴とする、静電写真現像システムを提供する。

【００１４】本発明の静電写真印刷システムによれば、
従来技術の多重波長ダイオードレーザアレイを備えたポ
リゴンＲＯＳシステムよりも少ない費用で、しかもより
簡単に、高速マルチカラー印刷動作に好適な印刷システ
ムが提供できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、一般に静電写真印刷シ
ステムに係るものであり、この静電写真印刷システムで
は、マルチカラー印刷バー望ましくはフルワイドの印刷
バーを用いて、多色感光体へイメージ形成が行われる。
本発明に係る印刷システムによれば高速で、かつ、ポリ
ゴンミラーおよびマルチカラーダイオードレーザアレイ
を有するラスタ出力走査システムを用いる印刷システム
よりも少ない費用で、しかもより簡単に、フルカラーイ
メージを形成することができる。

【００１６】本発明の一実施形態に係る印刷システム
は、従来のマルチカラー印刷システムにおけるマルチカ
ラーレーザ源ポリゴンＲＯＳの代わりに、マルチカラー
印刷バーを使用する。このシステムには、マルチカラー
印刷バーによってイメージ形成される感光体が組み込ま
れ、感光体の表面にマルチカラー静電潜像が形成され
る。例えば、上記ポリゴンシステムは、ここで参照して
いる米国特許第５，３７３，３１３号、第５，３４７，
３０３号および第５，４４４，４６３号に開示されてい
る。

【００１７】本発明の実施形態では、マルチカラー印刷
バーは、その長手方向に沿って設けられた複数の発光領
域リニアアレイを有する。望ましくは、各リニアアレイ
内の各発光領域は実質的に同じ波長で発光し、よって感
光体が均一に露光される。さらに、望ましくは、各リニ
アアレイは、アレイ発光間において充分な波長スペース
を得るように選択され、これにより感光体の吸収スペク
トルに適合する。さらに、望ましくは、各リニアアレイ
のそれぞれの発光領域は、感光体が低速走査方向に進ん
だ場合に感光体上に点の列を連続的に露光するように、
整列されている。

【００１８】特に、本発明の実施形態では、マルチカラ
ー印刷バーを用いて、感光体上に４つの異なる色が描画
される。この実施形態において、印刷バーは、４つの発
光領域のリニアアレイを備える。各リニアアレイは、感
光体の吸収スペクトルに適合するのに充分な量だけ分離
された多重波長を発光するように構成される。例えば、
波長分離は５０ないし１５０ｎｍであるのが好ましく、
より好ましくは約１００ｎｍである。実施形態では、そ
れぞれのリニアアレイは青色（４００ないし５００ｎ
ｍ）、緑色（５００ないし６００ｎｍ）、赤色（６００
ないし７００ｎｍ）および赤外線（７００ないし８００
ｎｍ）領域の波長で発光する。例えば、約４５０ｎｍ、
５５０ｎｍ、６５０ｎｍおよび７５０ｎｍでのそれぞれ
のアレイからの発光は多色感光体に適合するものであ
る。しかし、本発明は、感光体に４つの異なる色を描画
する実施形態には限定されず、ここで開示したマルチカ
ラー印刷バーを変更することにより、それ以上又はそれ
以下の色を描画することができる。

【００１９】本発明の実施形態によるこのようなフルワ
イドマルチカラー印刷バーの例が図２に概略的に示され
ている。図２において、印刷バー４２は、複数の発光領
域４５、４６、４７、４８でそれぞれ構成される４つの
リニアアレイを有する。図示した印刷バーでは、矢印４
３で示した低速走査方向への移動に当たって、発光領域
４８から青色光線、発光領域４７から緑色光線、発光領
域４６から赤色光線、発光領域４５から赤外線が発生さ
れる。印刷バーは、各発光領域を好適な制御手段に接続
するための好適な電気コンタクト４４も備える。図２に
示すように、それぞれの発光領域４５、４６、４７、４
８のセットが印刷バー上でリニアに配置され、すべての
セットの個々の発光領域は、低速走査方向４３にもリニ
アに並んでおり、その結果、感光体上の１つの点を、必
要に応じて４つの色の全てで描画することができる。

【００２０】本発明の実施形態では、望ましくは、印刷
バーがフルワイド印刷バーである。すなわち、発光領域
アレイを有する印刷バーは、感光体の印刷領域の全幅に
わたって広がり、その結果、当該印刷バーの単一動作で
感光体の全幅を描画することが可能である。あるいは、
実施形態において複数の部分幅印刷バーを用いて、感光
体の全幅を撮像することも可能である。このような部分
幅印刷バーを利用する場合、印刷バーの製造および配置
は、本質的に上記と同じである。

【００２１】本発明の実施形態では、発光領域を印刷バ
ーにおいて正確に間隔をあけて形成可能で、かつ、その
発光特性を正確に設定可能である適当ないずれかの手法
によって印刷バーを製作することができる。例えば、エ
レクトロルミネセントデバイス、垂直空洞面発光レー
ザ、発光ダイオード等を含むものとして構成できるが、
これらに限定されない。

【００２２】エレクトロルミネセントデバイスおよびそ
の構造は、一般に周知技術である。例えば「Electrolum
inescence in organic thin films」T.Tsutsui，C.
Adachi及びS.Saito著、「Photochemical Processes i
n Organized Molecular Systems」K.Honda編集、pp.
437-450，Elsevier Science Publishers B.V. (199
1)を参照されたい。このようなエレクトロルミネセント
デバイスは、一般に、望ましいエミッタンス波長を与え
るために、１つ以上の染料をドープしたエレクトロルミ
ネセント有機もしくは重合材料、またはその両方を備え
る。例えば、J.Kido他「White light-emitting organ
ic electroluminescent devices using the poly
(N-vinylcarbazole) emitter layer doped with t
hree fluorescent dyes」Appl.Phys.Lett., Vol.6
4，pp.815-817(1994)は、このようなエレクトロルミネ
セントデバイスを開示している。Ｋｉｄｏの開示したデ
バイスでは、エレクトロルミネセント・ポリ（Ｎ−ビニ
ルカルバゾール）エミッタ層に３つの異なる染料をドー
ピングしており、赤色、緑色、黄緑色波長の光線を発す
る。

【００２３】本発明の実施形態では、エレクトロルミネ
セント・ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）エミッタ層に
４つの染料を組み込んで、多色感光体と共に使用するの
に適当な波長に対応させて、青色、緑色、赤色および赤
外線波長領域におけるエミッタンスを与えることを除け
ば、Ｋｉｄｏに開示したデバイスと同様にエレクトロル
ミネセントデバイスを製造することができる。マルチカ
ラー印刷バーを形成するエレクトロルミネセントデバイ
スのそれぞれの発光領域の色は、以下のように、適当な
波長で共振するファブリペロー空洞にエミッタを形成し
て選択することができる。さらに、転送される各々の色
の相対輝度は、エレクトロルミネセントエミッタ層にお
ける対応する染料の濃度を調整して調節できる。

【００２４】本発明の他の実施形態では、マルチカラー
印刷バーで使用するためのエレクトロルミネセントデバ
イスは、４つの染料をドープした単層よりもむしろ多重
エレクトロルミネセント発光層を用いて形成することが
できる。例えば、エレクトロルミネセントデバイスは、
各々がそれぞれの適当な染料をドープした４つ（または
それ以上の）エレクトロルミネセント発光層を有するも
のとして製造可能である。多重発光層の使用はJ.Kido他
「Multilayer White Light-Emitting Organic Elec
troluminescent Device」 Science, Vol.267, pp.1
332-1334(1995)などに述べられている。しかし、本発明
で使用するエレクトロルミネセントデバイスは、３つの
発光層を備えたＫｉｄｏのデバイスとは異なり、４つの
発光層を備える。例えば、本発明のエレクトロルミネセ
ントデバイスは、適当な染料をドープした第３の電子輸
送層を備え、それによって３つの電子輸送エミッタ層と
１つの正孔輸送エミッタ層とをデバイスが備えることも
可能である。

【００２５】また、望ましい波長透過率に適する染料を
ドープしたさらなる正孔輸送エミッタ層の形態で、第４
のエミッタ層をエレクトロルミネセントデバイスに追加
することも可能である。このように、本実施形態では、
２つの電子輸送エミッタ層と２つの正孔輸送エミッタ層
とをエレクトロルミネセントデバイスに設ける。

【００２６】上記単一エミッタ層デバイスのように、多
層デバイスを同調させて、用途に応じて特定の望ましい
結果を達成することが可能である。マルチカラー印刷バ
ーを形成するエレクトロルミネセントデバイスのそれぞ
れの発光領域の色は、以下で述べるように、適当な波長
で共振するファブリペロー空洞内にエミッタを形成する
ことによって、選択することが可能である。転送される
各々の色の相対輝度は、それぞれのエレクトロルミネセ
ントエミッタ層における対応する染料の濃度を調節して
調整できる。輝度も、それぞれの発光層の厚さを調整す
るのと同様に、電子輸送層と正孔輸送層との間の正孔ブ
ロッキング層の厚さを調節して調整できる。

【００２７】さらに、本発明は、エレクトロルミネセン
トデバイスにおける１つまたは４つのエミッタ層を備え
る実施形態に限定されない。逆に、マルチカラー印刷バ
ーを形成するのに使用するエレクトロルミネセントデバ
イスは、本開示から自明である様々な形態をとりうるも
のである。例えば、エレクトロルミネセントデバイス
は、Ｋｉｄｏに開示したものと同じ３層デバイスを用い
るが、望ましい波長で発光するために正孔輸送層に好適
なドーパント染料を加えて形成することが可能である。
他の方法も利用可能であり、また本発明に含まれてい
る。

【００２８】エレクトロルミネセントデバイスを形成す
る際に、各発光点の色を望ましい波長で発光するために
特定的に選択する必要がある。この選択の困難な点は、
エレクトロルミネセント材料が一般に１００ｎｍ以上の
広いスペクトル線幅を有することである。しかし、本発
明の実施形態では、適当な波長で共振するファブリペロ
ー空洞にエミッタを形成することにより、望ましい目標
波長までスペクトル発光を狭めてもよい。

【００２９】スペクトル波長を狭めて同調させるために
実施形態で利用できる１つの方法は、空洞内でスペーサ
層を用いて単一波長で共振するための空洞の光学長を設
定することである。このような方法は、A.Dodabalapour
他「Microcavity effectsin organic semiconductor
s」Appl.Phys.Lett., Vol.64, pp.2486-2488(1944)に
述べられている。

【００３０】しかし、本発明の好ましい実施形態では、
空洞の光学長を変化させるよりも、各空洞の鏡面を空間
的に同調させることにより、スペクトル特性を調整す
る。この方法により、単一印刷バーの最も短い波長と最
も長い波長との間の広がりが大きくなるため、１つの波
長のみで各空洞を共振させないようにするという問題が
回避される。このように、本発明の好ましい実施形態で
は、空洞の共振波長は、各エミッタでのコーティングを
変化させて望ましい発光の波長で高い反射率を生じさせ
ることにより調節する。従って、本発明のこれらの実施
形態によるエレクトロルミネセントデバイスは、特定の
望ましい色にセンタリングした狭い範囲の波長に対して
のみ反射率が高くなるように、異なる発光波長の各々に
対して異なる四分の一波長スタックを使用する。

【００３１】さらに、エレクトロルミネセントデバイス
の様々な発光点のスペクトル特性は、異なる波長領域で
の異なるコーティングを使用して選択可能である。例え
ば、最も短い波長のエミッタは、ハイパス特性を有する
コーティングを使用可能であり、それによって、最も短
い波長のみが反射され、また最も長い波長エミッタは、
ローパス特性を有するコーティングを使用可能であり、
それによって、最も長い波長のみが反射される。この方
法は、コーティング特性に対するスペクトル要求を多少
緩和するため、実施形態において好ましい。さらに、こ
れらのハイパスおよびローパスコーティングは、各コー
ティングが最も短い波長および最も長い波長の対をそれ
ぞれ反射するように選択可能であり、この場合、特定の
エミッタに対する各対の望ましい色を、上記のように光
学空洞長を変化させて選択する。このような好適な材料
の例は、当業者に周知のように、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ₂、
ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂またはＺｒＯ₂の交番λ／４スタック
を含むが、それに限定されない。

【００３２】エレクトロルミネセントデバイスを形成す
る際に、公知の処理によって様々なコーティングや層を
設ける。さらに、各コーティングの特性は、適当なフォ
トリソグラフィー、マスキングおよびコーティングシー
ケンスで定められる。薄膜コーティングは、例えばH.A.
Macleod著、Applied Optics and Optical Engineer
ing Vol.Ｘ，Chapter 1，R.R.ShannonおよびJ.C.Wyant
編集に述べられているように、当業者に周知の技術によ
り構成し、配置することができる。

【００３３】本発明の実施形態では、特定の用途の必要
条件に応じて、エレクトロルミネセントデバイスの一方
側から光を抽出することが可能である。基板側から光を
抽出する場合、充分な光を発するように、コーティング
は各波長で充分に透過性をもつものでなければならな
い。他方側から光を抽出する場合、充分な光を発するた
めに、コーティングはかなり反射するが、金属コンタク
トは部分的に透過性でなければならない。一旦発光する
と、従来のマイクロレンズか、またはガラス基板に直接
形成したレンズで、感光体に光を向けることが可能であ
る。

【００３４】エレクトロルミネセントデバイスは、以下
のようにモノリシック印刷バーに形成することも可能で
ある。各色に対する薄膜反射デバイスを、技術的に周知
のように好適な絶縁材料の交番四分の一波長層のスタッ
クを配置してガラス基板上にまず形成する。各色に対す
る反射デバイスは、印刷バーの長さにわたる狭いストリ
ップにパターン化する。ポリイミドまたは他の好適な絶
縁体等の充填材料を、反射デバイスのストリップ間に配
置して、上面をほぼ平面状にする。インジウム酸化スズ
等の電気コンタクト層や、有機材料の多層を、その後、
表面上に連続して配置する。最後の有機層を配置した
後、上部コンタクト、例えばＭｇ：Ａｇを反射デバイス
の各行の上方に配置してパターン化し、各色で発光する
個々のエレクトロルミネセントデバイスを定め、印刷バ
ーの長さに配置する。上部コンタクトを完成した後、個
々のマルチカラー印刷バーを大きな基板から切断する。

【００３５】上の説明では、マルチカラー印刷バーを形
成するのに使用するエレクトロルミネセントデバイス
は、一般にフルワイド印刷バーを形成するのに充分な長
さの４つの発光アレイを備えた単一モノリシックデバイ
スから形成されているものとして述べられている。しか
し、実施形態では、この設計は変更可能であり、また変
更するのが好ましい。例えば、一実施形態では、１９９
５年１２月２２日出願の米国特許出願第０８／５７７，
７９４号で教示されるように、各々が２つの異なる波長
で発光する２つのリニアアレイを有する２つのモノリシ
ックチップを組み立てることにより、４色印刷バーを形
成してもよい。同様に、各々が、他のアレイとは異なる
波長で発光する単一リニアアレイを有する４つの異なる
チップを組み立てることにより、印刷バーを形成しても
よい。さらに、上記のように、印刷バーは、単一のフル
ワイド印刷バーまたはより短い幅の印刷バーのアセンブ
リのいずれかでもよい。また、実施形態においては、米
国特許第５，３３７，０７４号で教示するように、投射
倍率を利用して、全幅よりも短い単一印刷バーを使用
し、感光体の全幅を露光することが可能である。

【００３６】さらに、上の説明では、４つの異なる波長
で光を発して多色感光体を露光するマルチカラー印刷バ
ーの使用を中心に述べた。しかし、２つの波長のみの発
光を用いて、マルチカラー（例えば４色）印刷を行うこ
ともできる。例えば、Ｋｏｖａｃｓ他の米国特許第５，
３４７，３０３号は、２重波長ダイオードレーザを備え
た単一ポリゴンＲＯＳを用いて単一または２重パス動作
を行う全色電子写真印刷システムを開示している。この
システムは、２重層感光体をさらに備え、この２重層感
光体では、各感光体層がダイオードレーザの２つの波長
のうちの１つに対して感応性があるかアクセス可能であ
る。この方法は、本発明の実施形態で使用可能であり、
二重波長ダイオードレーザを備える単一ポリゴンＲＯＳ
の代わりに、２つの波長で光を発するマルチカラー印刷
バーを使用する。本実施形態では、上記のように、２つ
の異なる波長を発するエレクトロルミネセントデバイス
の２つのリニアアレイで印刷バーを形成してもよい。

【００３７】しかし、本発明は、マルチカラー印刷バー
でのエレクトロルミネセントデバイスの使用に限定され
ない。逆に、マルチカラー印刷バーは、多色感光体を露
光するのに充分な特性の多重光波長を発するように形成
することが可能である。

【００３８】例えば、本発明の原理に従って拡張した現
行の発光ダイオード（ＬＥＤ）技術を用いて、望ましい
マルチカラー印刷バーを提供することも可能である。例
えば、実施形態では、異なる波長で発光する多重ＬＥＤ
エミッタチップのサブアレイは、異なる波長で発光する
多重並列リニアアレイを備えた単一のフルワイドアレイ
に機械的に組み立てることも可能である。このようなア
センブリは、２層感光体を露光するように、２つの異な
る波長のみを発する印刷バーを備えるのが好ましいが、
印刷バーはそれに限定されず、２つ以上の波長で発光す
るように構成してもよく、また異なる波長や異なる偏光
で発してもよい。

【００３９】本発明の他の実施形態では、マルチカラー
印刷バーの発光領域を、異なる波長で発光する垂直空洞
面発光レーザを並列リニアアレイにモノリシックに形成
してなる構造としてもよい。実施形態では、米国特許第
５，３３７，０７４号に開示されるように、並列リニア
アレイが全幅または全幅より短くてもよく、また投影倍
率で任意に組み合わせて、感光体の全幅を露光してもよ
い。並列アレイは、特定の適用必要条件に応じて、異な
る直交偏光で任意に発光することも可能である。

【００４０】さらに他の実施形態では、上記の様々な実
施形態を、単一マルチカラー印刷バーに組み合わせるこ
ともできる。すなわち、マルチカラー印刷バーは、エレ
クトロルミネセントデバイス、発光ダイオードおよび垂
直空洞面発光レーザを組み合わせて、望ましい波長を発
するように形成することも可能である。

【００４１】当然のことながら、本開示に基づいて当業
者に明らかであるように、本発明に含まれるマルチカラ
ー印刷バーは上記に限定されない。例えば、発光波長、
発光領域アラインメント、波長分離等の多数のパラメー
タを、特定の適用に応じて変更可能である。

【００４２】本発明の印刷システムでは、マルチカラー
印刷バーを用いて多色感光体を露光する。感光体の詳細
は特に重要ではないが、特定の実施形態で使用する特定
の感光体が、マルチカラー印刷バーによって適当に露光
されるようにうまく設計され、優れた複写品質を提供す
ることが必要である。このような感光体は、一般に公知
技術であり、その構造は、本開示に基づいて当業者にと
って自明である。例えば、好適な４層感光体は、米国特
許第５，３７３，３１３号に述べられている。

【００４３】さらに、上記実施形態では、２色印刷バー
に関連して２層感光体を用いてフルカラー印刷を得るこ
とが可能である。このような２層感光体も一般に、本開
示に基づき、当業者に周知のものである。例えば、好適
な２層感光体は、米国特許第５，３４７，３０３号に述
べられている。

【００４４】本発明は、ここで開示したマルチカラー印
刷バーを用いてイメージを生成する方法も提供する。こ
の方法は、一般に、感光体に静電潜像を生成する工程
と、樹脂製トナー、カーボンブラックや他の着色染料等
の顔料および電荷添加剤で潜像を現像する工程と、現像
した静電潜像を基板に転写する工程と、を備える。転写
したイメージを基材（紙）に永久的に定着することも可
能である。イメージは、カスケード、タッチダウン、パ
ウダークラウド、磁気ブラシ等の様々な周知の現像方法
により、現像可能である。現像したイメージは、コロト
ロンまたはバイアスロールの使用を含む好適な方法によ
り、基材に転写することも可能である。定着工程は、フ
ラッシュ溶融、熱溶融、圧力溶融、蒸気溶融等の好適な
方法により行うことが可能である。静電写真複写機や印
刷デバイスで一般に使用する材料は、紙、透明材料等の
基材として使用可能である。これらの現像工程の変更
も、当業者には明らかとなるであろう。

【００４５】本発明は、特定の好ましい実施形態を参照
して、以下で詳細に述べる。特に記載しない場合は、全
て重量部および重量パーセントで表す。

【００４６】

【実施例】

（実施例１）青色、緑色、赤色および赤外線領域におい
て４つの異なる波長で発光するように、本発明のマルチ
カラー印刷バーで使用するためのエレクトロルミネセン
トデバイスを製造する。

【００４７】J.Kido他「White light-emitting organ
ic electroluminescent devicesusing the poly(N-
vinylcarbazole) emitter layer doped with thre
efluorescent dyes」Appl.Phys.Lett., Vol.64 pp.8
15-817(1994)に記載された手順に従って、多層エレクト
ロルミネセントデバイスを製造する。エレクトロルミネ
セントデバイスの構造は、図３に概略的に示している。
図３に示すように、デバイスは、ガラス基板１２０と、
反射デバイス１２１、１２２、１２３および１２４と、
インジウム酸化スズコンタクト層１２５と、エミッタ層
１２６と、正孔ブロッキング／電子輸送層１２７と、電
子輸送層１２８と、マグネシウム：銀コンタクト１２９
と、を備える。この実施例のエレクトロルミネセントデ
バイスでは、エミッタ層が４つの染料をドープしたポリ
（Ｎ−ビニルカルバゾール）から形成され、正孔ブロッ
キング／電子輸送層が３−（４’−テトラブチルフェニ
ル）−４−フェニル−５−（４”ビフェニル）−１，
２，４−トリアゾールから形成され、電子輸送層がトリ
ス（８−キノリノラート）アルミニウム（III）から形
成される。反射デバイス１２１、１２２、１２３および
１２４は、赤外線、赤色、緑色、および青色光線波長を
それぞれ反射するように、製造される。

【００４８】４色印刷バーを形成するのに使用する染料
としては、例えば、４５０ｎｍの青色に対して１，１，
４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン、５１０
ｎｍの緑色に対してはクマリン６または５５０ｎｍの緑
色に対してはＤＣＭ１、赤色に対してはスルホオーダミ
ン１０１、６５５ｎｍの赤色や７２５ｎｍの赤外線に対
しては、５，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１
Ｈ，２３Ｈ−ポルフィンが挙げられる。最後の染料は、
例えば、P.E.Burrows他「Color-tunable organic lig
ht-emitting devices」 Appl.Phys.Lett., Vol.69,
pp.2959-2961(1996)に述べられている。

【００４９】エレクトロルミネセントデバイスは、以下
のようにモノリシック印刷バーに形成される。各色に対
する薄膜反射デバイスを、周知のように好適な絶縁材料
の交番四分の一波長層のスタックを配置してガラス基板
上にまず形成する。各色に対する反射デバイスは、印刷
バーの長さに沿って伸びた狭いストリップにパターン化
される。ポリイミドまたは他の好適な絶縁体等の充填材
料を、反射デバイスのストリップ間に配置して、上面を
ほぼ平面状にする。インジウム酸化スズ等の電気コンタ
クト層や、有機材料の多層を、その後、表面上に連続し
て配置する。最後の有機層を配置した後、上部コンタク
ト、例えばＭｇ：Ａｇを反射デバイスの各行の上方に同
時に配置してパターン化し、各色で発光する個々のエレ
クトロルミネセントデバイスを定め、印刷バーの長さに
配置する。上部コンタクトを完成した後、個々のマルチ
カラー印刷バーを大きな基板から切断する。

【００５０】（実施例２）青色、緑色、赤色および赤外
線領域において４つの異なる波長で発光するように、本
発明のマルチカラー印刷バーで使用するためのエレクト
ロルミネセントデバイスを製造する。

【００５１】J.Kido他「Mutilayer White Light-Emit
ting Organic Electroluminescent Device」 Scien
ce, Vol.267 pp.1332-1334(1995)に記載された手順に
従って、多層エレクトロルミネセントデバイスを製造す
る。エレクトロルミネセントデバイスの構造は、図４に
概略的に示している。図４に示すように、デバイスは、
ガラス基板１３０と、反射デバイス１３１、１３２、１
３３および１３４と、インジウム酸化スズコンタクト層
１３５と、正孔輸送層１３６と、電子輸送／正孔ブロッ
キング層１４２と、４つの電子輸送層１３７、１３８、
１３９および１４０と、マグネシウム：銀コンタクト１
４１と、を備える。

【００５２】この実施例のエレクトロルミネセントデバ
イスでは、正孔輸送層１３６がトリフェニルジアミン誘
導対から形成され、電子輸送／正孔ブロッキング層１４
２が１，２，４−トリアゾール誘導体から形成され、第
１ないし第４の電子輸送層がトリス（８−キノリノラー
ト）アルミニウム(III)から形成される。第１および第
４の電子輸送層（１３７および１４０）はそれぞれ染料
がドープされていない。第２の電子輸送層（１３８）は
赤色染料がドープされている。第３の電子輸送層（１３
９）は赤外線染料がドープされている。反射デバイス１
３１、１３２、１３３および１３４は、それぞれ赤外
線、赤色、緑色および青色光線波長を反射するように製
造される。本実施例２で使用する染料は、実施例１と同
じである。さらに、エレクトロルミネセントデバイス
は、上記実施例１と同じ手順で製造される。

【００５３】（実施例３）図１には、本発明の一実施形
態の静電写真印刷システム５が示されている。図示した
実施形態では、４層光導電面と導電基板とを備え、チャ
ージ（帯電）ステーションＡ、露光ステーションＢ、第
１の現像ステーションＣ、第２の現像ステーションＤ、
第１の均一露光ステーションＥ、第３の現像ステーショ
ンＦ、第２の均一露光ステーションＧ、第４の現像ステ
ーションＨ、事前転送チャージステーション（pre-tran
sfer charging station）Ｉ、転送ステーションＪ、溶
融ステーションＫおよびクリーニングステーションＬを
通過して連続移動するために実装された光導電ベルト１
０の形態の電荷保持部材を利用する。光導電ベルト１０
は、矢印１２の方向に移動し、移動経路の周囲に配置さ
れ、ベルトが通過してイメージを形成するための様々な
工程ステーションを連続的に通過する。光導電ベルト１
０は、複数のローラ１４、１６および１８によって運ば
れる。図１において、ローラ１４は駆動ローラとして使
用され、ローラ１６および１８は感光体ベルト１０を適
当に引っ張るために使用される。モータ２０は、ローラ
１４を回転させて、ベルト１０を矢印１２の方向に移動
させる。ローラ１４は、ベルト駆動デバイス等の好適な
手段によってモータ２０に結合される。

【００５４】図１に示すように、光導電ベルト１０の最
初の連続部分は、チャージステーションＡを通過し、参
照番号２２で示したスコロトロン、コロトロンまたはジ
コロトロン等のコロナ放電デバイスが、光導電ベルト１
０を、選択的に高い均一の正または負の電位Ｖ₀に充電
する。コロナ放電デバイス２２を制御するために、周知
の好適な制御回路を採用してもよい。

【００５５】次に、感光体表面のチャージ部分が、露光
ステーションＢを通過する。露光ステーションＢでは、
均一にチャージした感光体または電荷保持面１０を、上
記実施例１のマルチカラー印刷バー等のマルチカラー印
刷バー４２に露呈し、４つの異なる波長光ビーム４０を
発し、それによって電荷保持面がチャージしたままか、
またはマルチカラー印刷バーからの出力に従ってディス
チャージされる。電子サブシステム（図示せず）は、事
前に記憶したイメージを、マルチカラー印刷バー４２に
適当な制御信号にイメージ式に変換する。

【００５６】マルチカラー印刷バー４２は、光ビーム４
０で示した４つの異なる波長の光ビームのアレイを、イ
メージ式に、青色、緑色、赤色および赤外線波長の約４
５０、５５０、６５５および７２５ナノメータでそれぞ
れ発する。印刷バーの各発光領域は、独立して変調され
て光ビーム４０を形成し、それぞれのカラーイメージに
従って関連する感光体層を露光する。前記のように、露
光ステーションＢでは、均一に充電した感光体または電
荷保持面１０をマルチカラー印刷バー４２に露呈し、そ
れによって、電荷保持面を充電したままか、または印刷
バーからの出力に従って放電する。

【００５７】図１に示すように、第１の現像ステーショ
ンＣでは、参照番号６４で示した充電領域現像（ＣＡ
Ｄ）システムが、現像剤を静電潜像に接触させる。現像
システム６４は、１対の磁気ブラシローラ６６および６
８を含む現像剤ハウジング６４を備える。ローラは、バ
イアス電位以上の領域を現像するために、現像剤を感光
体に接触させる。現像剤は、例えば、正に充電した黒色
トナーを含む。黒色トナーは、磁気ブラシローラを介し
て光導電面１０に含まれる静電潜像に塗布され、黒色ト
ナーが、摩擦電気チャージによって正にチャージされる
ように、この２つの成分現像剤のキャリを選択する。現
像デバイスに電気接続した電源（図示せず）を介して、
電気バイアス動作を行う。好適なＤＣバイアス電圧を、
電源を介してローラ６６および６８に加える。

【００５８】第２の現像ステーションＤでは、参照番号
７０で示した放電領域現像（ＤＡＤ）システムが、現像
材料をＤＡＤ静電潜像に接触させる。現像システム７０
は、１対の磁気ブラシローラ７２および７４を含む第１
の現像剤ハウジング７０を備える。ローラは、バイアス
電位以下の領域を現像するために、現像剤を感光体に接
触させる。現像剤は、例えば、負にチャージしたシアン
トナーを含む。シアントナーは、磁気ブラシローラを介
して光導電面１０に含まれる静電潜像に塗布され、シア
ントナーが、摩擦電気チャージにより負にチャージされ
るように、この２つの成分現像剤のキャリを選択する。
現像装置に電気接続した電源（図示せず）を介して、電
気バイアス動作を行う。好適なＤＣバイアス電圧を、電
源を介してローラ７２および７４に加える。

【００５９】次に、第１の均一露光ステーションＥで蛍
光ランプ７６等の充分に制御した光源を用いて、緑色光
線の非描画均一露光を光導体１０に行う。事前に緑色光
線で撮像した領域は、ブランケット緑色露光や、イメー
ジの白色領域になるための後の全ての現像工程を切り抜
ける。既に黒色トナーで現像している感光体の領域は、
塗布したトナーで緑色光線からシールドされる。従っ
て、これらの領域ではほとんど、または全くディスチャ
ージが行われない。必要に応じて、ランプの発光スペク
トルを、トナーの吸収スペクトルに関して同調させて、
トナーの下方のディスチャージが確実に起きないように
することができる。

【００６０】第３の現像ステーションＦでは、参照番号
７８で示したＤＡＤ現像システムは、現像剤を静電潜像
に接触させる。現像システム７８は、１対の磁気ローラ
８０および８２を備える。ローラは、バイアス電位以下
の領域を現像するために、現像剤を感光体１０に接触さ
せる。現像剤は、例えば、負に充電したマゼンタトナー
を含む。現像装置に電気接続した電源（図示せず）を介
して、適当な電気バイアス動作を行う。好適なＤＣバイ
アスを、バイアス電源を介してローラ８０および８２に
加える。

【００６１】次に、第２の均一露光ステーションＧで蛍
光ランプ８４等の充分に制御した光源を用いて、青色光
線の非描画均一露光を光導体１０に行う。既に黒色トナ
ーで現像している感光体１０の領域は、塗布したトナー
で青色光線からシールドされる。従って、これらの領域
ではほとんど、または全くディスチャージが行われな
い。必要に応じて、ランプの発光スペクトルを、トナー
の吸収スペクトルに関して同調させて、トナーの下方の
ディスチャージが確実に起きないようにすることができ
る。

【００６２】第４の現像ステーションＨでは、参照番号
８６で示したＤＡＤ現像システムは、現像剤を静電潜像
に接触させる。現像システム８６は、１対の磁気ローラ
８８および９０を備える。ローラは、バイアス電位以下
の領域を現像するために、現像剤を感光体１０に接触さ
せる。現像剤は、例えば、負にチャージした黄色トナー
を含む。現像装置に電気接続した電源（図示せず）を介
して、適当な電気バイアス動作を行う。好適なＤＣバイ
アスを、バイアス電源を介してローラ８８および９０に
加える。

【００６３】感光体に現像した複合イメージは正および
負のトナーから成るため、事前転送充電ステーションＩ
に一般的に正の事前転送コロナ放電部材９２を設けて、
正のコロナ放電を用いて基板に有効転送を行うために、
トナーを調節する。事前転送コロナ放電部材は、界磁感
応モードで動作し、その極性を逆にしなければならない
イメージ部分により多くの電荷（または少なくとも比較
可能な電荷）を選択的に添加するように静電事前転送充
電を行うためにＤＣ電圧でバイアスをかけたＡＣコロナ
装置であるのが好ましい。この電荷識別は、事前転送充
電が開始する前に、複合現像潜像を保持する感光体１０
を光線でディスチャージすることにより、向上できる。
さらに、事前転送充電と一致した光線に感光体を露呈す
ることにより、既に正確な極性にあるイメージ部分を過
度にチャージする傾向を最小限にする。

【００６４】支持材料シート９４を、転送ステーション
Ｊでトナーイメージと接触させて移動させる。支持材料
シート９４は、図示していない従来のシート給送装置に
より、転送ステーションＪに送られる。シート給送装置
は、複写シートのスタックの最上部に接触する給送ロー
ルを備えるのが好ましい。給送ロールが回転して、スタ
ックからシュートに最上部のシートを移動させ、移動す
る支持材料シート９４を、時系列でベルト１０の光導電
面と接触させ、その結果、現像したトナー粉末イメージ
が、転送ステーションＪで移動する支持材料シート９４
と接触する。

【００６５】転送ステーションＪは、支持材料シート９
４の裏面に好適な極性のイオンを噴射するコロナ発生装
置９６を備える。これによって、充電したトナー粉末イ
メージをベルト１０から支持材料シート９４に引き寄せ
る。転写後、支持材料シート９４は、矢印９８の方向に
コンベヤ（図示せず）で移動し続け、溶融ステーション
Ｋへと進む。

【００６６】溶融ステーションＫは、転写した粉末イメ
ージを支持材料シート９４に永久的に付着させる、参照
番号１００で示したフューザアセンブリを備える。フュ
ーザアセンブリ１００は、加熱したフューザローラ１０
２と、バックアップローラ１０４と、を備えるのが好ま
しい。支持材料シート９４は、トナー粉末イメージがフ
ューザローラ１０２に接触した状態で、フューザローラ
１０２とバックアップローラ１０４との間を通過する。
このように、トナー粉末イメージが永久的に支持材料シ
ート９４に付着される。溶融後、シュート（図示せず）
は、移動する支持材料シート９４を、オペレータが後に
印刷機から取り外すためのキャッチトレー（図示せず）
に案内する。

【００６７】支持材料シート９４をベルト１０の光導電
面から分離した後、光導電面が保持する残りのトナー粒
子をクリーニングステーションＬで除去する。クリーニ
ングステーションＬに、磁気ブラシクリーナハウジング
を設ける。クリーナ装置は、クリーナハウジング内のキ
ャリア粒子がローラ構造および電荷保持面に関してブラ
シ状の配向を形成するための従来の磁気ブラシローラ構
造を備える。また、ブラシから残りのトナーを除去する
ための１対のローラ（detoning rollers）も備える。

【００６８】クリーニングに続いて、放電ランプ（図示
せず）が光導電面に光を浴びせて、連続撮像サイクル間
で充電の前に残存する静電電荷を消散させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静電写真印刷システムを示す概略図
である。

【図２】本発明の一実施形態によるフルワイドマルチ
カラー印刷バーを示す概略図である。

【図３】本発明の一実施形態によるマルチカラー印刷
バーに使用する多層エレクトロルミネセントデバイスの
概略図である。

【図４】本発明の他の実施形態によるマルチカラー印
刷バーに使用する多層エレクトロルミネセントデバイス
の概略図である。

【符号の説明】

１０光導電ベルト、１４，１６，１８，６６，６８，
７２，７４，８０，８２，８８，９０，１０２，１０４
ローラ、２０モータ、２２コロナ放電装置、４０
光ビーム、４２マルチカラー印刷バー、４４電気
コンタクト、４５，４６，４７，４８発光領域、６
４，７０，７８，８６現像システム、９２コロナ放
電部材、９４支持材料、９６コロナ発生装置、１０
０フューザアセンブリ、１２０，１３０ガラス基
板、１２１，１２２，１２３，１２４，１３１，１３
２，１３３，１３４反射デバイス、１２５，１３５
インジウム酸化スズコンタクト層、１２６エミッタ
層、１２７正孔ブロッキング／電子輸送層、１２８，
１３７，１３８，１３９，１４０電子輸送層、１２
９，１４１マグネシウム：銀コンタクト、１３６正
孔輸送層、１４２電子輸送／正孔ブロッキング層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチカラー発光アレイの全長にわたっ
て配設された複数の発光領域サブアレイを含み、前記各サブアレイは複数の前記発光領域を有し、前記各サブアレイは他のサブアレイとは異なる波長の光
を発することを特徴とするマルチカラー発光アレイ。