(57)【要約】書込みモジュールと、ポリマーを担持するよう構成された画像化表面を有しかつ書込みモジュールに対して相対移動可能な部材とを備える印刷システムを開示する。書込みモジュールは、画像化表面の移動方向に対して横断する方向において互いに離間する複数の個別制御可能な光ビームを画像化表面上に指向させ、画像化表面上のスポットへの光ビーム入射が、該スポットの画像化表面によって担持されているポリマーを軟化又は液状化するよう構成される。スポットにおける軟化又は液化したポリマーは、基板に転移することができる又は画像化表面上の粘着剤として作用することができる。書込みモジュールは複数の集積電子モジュールを有し、各電子モジュールは個別制御可能な光源のアレイを有し、各光源は各個に対応の光ビームを生成する。本発明において、各光源は、互いに直列に接続されかつ光を画像化表面上で互いに同一のスポットに指向させるよう構成された少なくとも２つの垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）発光半導体接合を有する。【選択図】図７Ａ
2020529940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込みモジュールと、ポリマーを担持するよう構成された画像化表面を有しかつ前記書込みモジュールに対して相対移動可能な部材とを備える印刷システムであり、
前記書込みモジュールは、前記画像化表面の移動方向に対して横断する方向において互いに離間する複数の個別制御可能な光ビームを前記画像化表面上に指向させるよう構成され、前記画像化表面上のスポットへの光ビーム入射が、前記スポットの前記画像化表面によって担持されている前記ポリマーを軟化又は液状化するよう作用し、前記書込みモジュールは複数の集積電子モジュールを有し、各電子モジュールは個別制御可能な光源のアレイを有し、各光源が各個に対応の前記光ビームを生成し、
各光源は、互いに直列に接続されかつ光を前記画像化表面上で互いに同一のスポットに指向させるよう構成された少なくとも２つの垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）発光半導体接合を有することを特徴とする、印刷システム。
【請求項２】
請求項１記載の印刷システムにおいて、各光源は、共通軸線に沿って光を発して単一ビームを前記画像化表面上に指向させるよう構成されている、２つ又はそれ以上のＶＣＳＥＬ接合のカスケードで形成される、印刷システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の印刷システムにおいて、可動の前記部材は無端の転写部材であり、前記無端の転写部材は、前記画像化表面が前記ポリマーの粒子でコーティングされるコーティングステーションと、前記画像化表面上のスポットが前記書込みモジュールにより照射される書込みステーションと、及び前記書込みモジュールによって照射され、これにより軟化又は液状化されるスポットに存在するポリマー粒子のみが前記画像化表面から基板に転写される転写ステーションと、を循環的に移動可能である、印刷システム。
【請求項４】
請求項３記載の印刷システムにおいて、前記画像化表面は前記転写部材の第１側面に配置され、また前記書込みモジュールの前記光ビームは、前記第１側面とは反対側における前記転写部材の第２側面に指向される、印刷システム。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、前記ポリマーは、色素性であり、インクとして作用する、印刷システム。
【請求項６】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、軟化又は液状化される前記ポリマーは接着剤として作用する、印刷システム。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、各光ビームの強度は、制御可能であり、また少なくとも３つの異なるレベルの強度を採択できる、印刷システム。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、前記光源は、２０ＭＷ／ｍ２よりも大きい総パワー密度のエネルギーを発する、印刷システム。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、各光源は、２０ｋＨｚを超えるスイッチング速度で作動化及び不作動化することができる、印刷システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、集積電子モジュールそれぞれにおける前記光源は、行及び列を有するアレイとして配置される、印刷システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、前記集積電子モジュールは、前記画像化表面の前記移動方向に互いに離間する２つの列として配置され、前記システムは、さらに、前記集積電子モジュールに電力を供給する電子駆動回路を含む２つ又はそれ以上の個別パッケージを備え、
前記画像化表面の前記移動方向に互いに離間する集積電子モジュールは、前記パッケージの異なるパッケージによって給電されるよう接続される、印刷システム。
【請求項１２】
請求項１１記載の印刷システムにおいて、前記電子駆動回路は、フレックス回路上の導体により集積電子モジュールに電気的に接続される、印刷システム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の印刷システムにおいて、前記集積電子モジュール及び前記電子駆動回路の前記パッケージは、ヒートシンクに熱的に結合される、印刷システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のうちいずれか１項記載の印刷システムにおいて、さらに、前記光源が発する前記光ビームを前記画像化表面上に合焦させる光学系を備える、印刷システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の印刷システムにおいて、前記光学系は、ＧＲＩＮロッドとして形成された光学レンズのセットを含み、各レンズは、前記画像化表面上に単一集積電子モジュールにおけるすべての光源の前記光ビームを合焦させるよう構成される、印刷システム。
【請求項１６】
部材の画像化表面をコーティングしているポリマーを軟化又は液状化する印刷方法であって、前記方法は、
a)前記部材を書込みモジュールに対して移動させる移動ステップであり、前記書込みモジュールは、前記画像化表面の移動方向に対して横断する方向において互いに離間する複数の個別制御可能な光ビームを前記画像化表面上に指向させるよう構成され、前記画像化表面上のスポットへの光ビーム入射が、前記スポットの前記画像化表面によって担持されている前記ポリマーを軟化又は液状化するよう作用し、前記書込みモジュールは複数の集積電子モジュールを備え、各電子モジュールは個別制御可能な光源のアレイを有し、各光源が各個に対応の前記光ビームを生成する、移動ステップと、
b)軟化又は液状化されたポリマーのスポットを有する前記部材を、
i.前記方法が前記軟化又は液状化されたポリマーのスポットを前記画像化表面から印刷基板に転写するステップを含むものとしての、転写ステーション、
ii.前記方法が前記画像化表面における前記軟化又は液状化されたポリマーのスポットに装飾粒子を塗布するステップを含むものとしての、直接装飾ステーション、
iii.前記方法が転写ステーションで前記画像化表面から印刷基板に転写される前記軟化又は液状化されたポリマーのスポットに装飾粒子を塗布するステップを有するものとしての、間接装飾ステーション、
iv.前記方法が前記印刷基板に通常の仕上げステップを加えるものとして、変位の方向に関して転写ステーション、直接装飾ステーション及び間接装飾ステーションのうち最後のステーションから下流に配置した仕上げステーション、
から選択される少なくとも１つの処理ステーションに変位させるステップと、
を含み、
前記書込みモジュールの各光源は、互いに直列に接続されかつ光を前記画像化表面上で互いに同一のスポットに指向させるよう構成された少なくとも２つの垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）発光半導体接合を含むことを特徴とする、印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、２０１７年８月８日出願の英国特許出願第１７１２７２６.７号のパリ条約優先権を主張し、参照によりその内容全体が記載された通りに本明細書に組み入れられるものとする。
【０００２】
本発明開示は、複数の光源を有する書込みモジュールを備えるデジタル印刷システムに関し、また光源として垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬｓ）を使用する高出力書込みモジュールによる発熱で生ずる問題を軽減することを目指すものである。
【背景技術】
【０００３】
デジタル印刷は、物理的テンプレートを使用することなく所望事項を印刷する能力をもたらす。デジタル２次元（２Ｄ）印刷において、主にデジタル記憶装置に保存された画像をインク堆積制御により基板に転写して、基板上に印刷された事項を形成する。その画像転写は、直接的に基板に行う、又は間接的にブランケットのような中間媒体に行ってその画像を基板に転写することができる。３次元（３Ｄ）印刷（ここでは「加法的（additive）」なものであると仮定される印刷）において、印刷対象物は層毎に生成され、各層は先行層の頂部に半２Ｄ印刷事項として印刷される（半２Ｄ印刷事項は、小さいが消失するものではない厚さを有する印刷事項を意味する）。近年に開示された印刷技術において、最終的に基板上にプリントアウトを形成するための画像を転写するプロセスは、基板上に所望画像を形成するよう標的表面上に構造化された光ビームを照射するステップを含む。標的表面は、幾つかの実施例において、印刷基板若しくは中間転写部材（ときにはブランケットを称される）、又はこのような印刷基板若しくは中間転写部材上に見られ、このような照射によって改質し得る任意な材料とすることができる。
【０００４】
本出願人の特許文献１（国際公開第２０１６／１８９５１２号）はポリマー材料で作成される薄膜を基板の表面に印刷するための印刷装置について記載している。この印刷装置は、動作中に熱塑性ポリマー及び所望であるとき着色剤を含む粒子の単分子層でコーティングするよう構成される画像化表面を有する可動転写部材を備える。特許文献１の幾つかの実施形態によれば、この印刷装置は、さらに、画像化表面がデバイスに対して基準Ｘ方向に移動するとき個別制御可能なレーザービームを画像化表面上に投射する画像化装置を備える。この画像化装置は、複数のレーザービーム発光素子を有する複数の半導体チップ又はダイを有し、これら半導体チップ又はダイは、連続的に作動するとき、発生したレーザービームがＸ方向に延在しまたＹ方向にほぼ均等に離間する一連の平行ラインを画像化表面にわたりトレースするように支持体に備え付ける。特許文献１の幾つかの実施形態によれば、レーザービーム発光素子は垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬｓ又はＶＣＳＥＬ素子）であり、また半導体チップはＶＣＳＥＬチップアレイである。１つ又はそれ以上のレーザー素子を作動させるよう半導体チップに供給される信号は転写部材の移動に同期して、発生したレーザービームによって画像化表面上で高解像度画像をトレースできるようにする。動作中、コーティングされる画像化表面の選択領域が作動したレーザー素子のレーザービームに露光され、これにより選択領域内の粒子を粘着性のあるものにする。コーティングされた画像化表面及び基板の表面を互いに押し付け合うことによって、画像化表面の選択領域上に形成された粘着性薄膜が基板表面に転写することができる。
【０００５】
現行ＶＣＳＥＬ技術は主にガリウムヒ素（ＧａＡｓ）半導体（例外は存在するが）に基づき、またこれに応じて、市場で入手可能なＶＣＳＥＬｓの大部分は、赤外線（ＩＲ）レンジで放射するよう構成されている。したがって、用語「光（light）」又は「放射線（radiation）」は、光源（例えば、ＶＣＳＥＬｓ）に適用されるとき、このような放射線が電磁スペクトルの可視レンジでないとしても、ポリマーを軟化できるすべての電磁（ＥＭ）放射線を含むことを意味する。このような放射線に曝露される材料（例えば、熱塑性ポリマー）は、照射される（被照射）又は放射線を受ける（被放射）材料と言える。
【０００６】
レーザーダイオード及びとくに、ＶＣＳＥＬの技術は絶えず進化しており、また現在のところ、単一ダイにおける高出力レーザービーム発光素子の高密度アレイが容易に入手可能である。特許文献２（米国公開特許公報第２０１６／００７２２５８号）は、高解像度構造化照明パターンを生成する投射装置を開示している。この投射装置は、１つ又はそれ以上のＶＣＳＥＬアレイを有する光源を備え、この場合、各ＶＣＳＥＬアレイは、少なくとも５,０００個であるが、５００,０００個を超えないＶＣＳＥＬデバイスを有し、各ＶＣＳＥＬデバイスは隣接ＶＣＳＥＬデバイスから５マイクロメートル（μｍ）を超えない距離だけ離間する。投射装置は、所望の１つ又はそれ以上の高解像度構造化照明パターンを形成し、この場合、各ＶＣＳＥＬアレイはＶＣＳＥＬアレイのサイズに比例した面積を有するよう構成されている。投射装置は、さらに、光源の遠位における面積に所望の１つ又はそれ以上の照明パターンを拡大して投射する少なくとも１つの光学素子を有する投射デバイスを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１８９５１２号
【特許文献２】米国公開特許公報第２０１６／００７２２５８号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様によれば、特許請求の範囲の請求項１記載のような印刷システムを提供する。
【０００９】
本明細書記載の本発明実施形態は、光源としてＶＣＳＥＬｓを使用する書込みモジュールにおける電流低減及び熱低減に関連する。
【００１０】
デジタル印刷プロセスは、画像化表面上のポリマー材料の物理的特性を直接改質させるよう放射線を使用するステップを備えるとき、このステップにおいては一般的に、プロセスで改質される（例えば、軟化又は液化される）被放射材料が印刷基板又は基板のコーティング上に転写されるか否かによって、相当量のエネルギーを伴う。説明上の非限定的実施例として、ポリマーの初期に固体である層を軟化又は液化することが考えられる。このようなケースにおいて、例えば、ポリマーの粒子で形成される層を含むポリマーの固体層でカバーされている領域は、軟化又は液化した材料を印刷基板上に転写するため、粘着性のある及び／又は液状のインクを形成するようポリマー及び／又は粒子を改質するよう放射線を受けさせることができる。必要なエネルギーを放射するのにＹ方向に沿って分布させた複数の光源を採用するとともに、ポリマー層を担持する転写部材は、Ｘ方向に沿って配置すると仮定することができる。
【００１１】
約１０−１２Ｊ／μｍ３℃（ここで、Ｊはジュール、μｍはマイクロメートル及び℃は摂氏度数を表す）の体積熱容量及び約２μｍの層厚を有するポリマーを仮定し、またさらに、印刷が５０μｍ端縁を有する仮想正方形ピクセル及び１ｍ／secの印刷速度で行い、次に１００℃までポリマーの温度を上昇させると仮定すると、各ピクセルは約１０ｍＷのパワー（１つのピクセルで実際に消費されるエネルギーは、ピクセルの持続時間を乗算したパワー）を必要とする。さらに、材料を改質させるのに使用されるエネルギーと光源から放射されるエネルギーとの間の比の約２０%のエネルギー転移効率を仮定すると、放射される５０ｍＷのパワーが、光源でＹ方向にわたり印刷された基板の５０μｍ幅ストライプ毎に必要となり、これは光源から約２０ＭＷ／ｍ２の放射パワー密度に対応する。
【００１２】
光源にＶＣＳＥＬｓを使用する場合、Ｙ方向に沿って分布され、これにより各ＶＣＳＥＬがピクセルの単一ストライプ（ストライプはＸ方向に延在する）に関連している場合、各ＶＣＳＥＬが消費するパワーは、ＶＣＳＥＬの放射効率（パワー変換効率とも称される）によって決定される。説明目的として、ＶＣＳＥＬの放射効率が約３０%であると仮定すると、上述した例示的放射パワーを得るためには各ＶＣＳＥＬに対して１５０ｍＷのパワーをかけなければならない。
【００１３】
当業者であれば、実際上好ましくは印刷システムの各光源に供給すべき電力は、上述した特定仮定に基づく上述した説明上の例示的値とは異なり得ることは理解されるであろう。例えば、送給される電力は、転写すべき材料を改質させるのに必要な特定エネルギー（例えば、材料の体積熱容量）とともに、及び単位面積あたりの材料体積（例えば、材料層の厚さ）とともに線形的に変化し、さらに、印刷システムの印刷速度に線形的に依存し、また送給される電力は、改質される材料の熱への放射エネルギーの転移効率に対して、及び光源の放射効率（例えば、ＶＣＳＥＬの放射効率）に対して反比例する。したがって、本明細書で上述した原理を用いる印刷システムは、上述したものより低い又は高いパワー密度で、−例えば３０若しくは４０若しくは５０ＭＷ／ｍ２又は７０若しくは１００若しくは２００ＭＷ／ｍ２でさえもの、又は４００ＭＷ／ｍ２でさえものパワー密度で（最後の例示的値は、例えば、５ｍ／secの印刷速度、２５μｍのピクセル幅で印刷が行われ、ポリマーの体積熱容量が２倍であり、また転移効率が上述した値の半分の値である場合に有効である）放射する光源を使用することができることが予想される。
【００１４】
このような空間的密度でこのような電力を送給及び消費することは、以下に詳細に説明するように印刷システムの実際上の実現に対して幾つかの障壁をもたらす。このような障壁は、特には光源及びそれらの駆動電気回路によって発生する熱、光源を駆動するに要する電流密度、及び光源のスイッチング率に関連し得る。このスイッチング率は、駆動電気回路自体、それらで放散される熱、駆動回路と光源との間において駆動信号が導かれる物理的距離に対する制約をもたらす。この点に関して、上述したスイッチング率は、印刷システムの印刷速度に線形的に左右され、またピクセル寸法に反比例することに留意されたい。上述した説明上の実施例において、５０μｍのピクセルサイズ／長さ及び１ｍ／secの印刷速度は、約２０ｋＨｚのスイッチング率を暗示し、このことは、一般的におおよそ２００ｋＨｚオーダーの大きさだけ大きいバンド幅を有する駆動回路を必要とする。より小さいピクセルサイズ又はより大きい印刷速度は、例えば、約２５μｍのピクセルサイズ及び８ｍ／secの印刷速度を有する印刷システムにおいて、より速いスイッチング率、４０若しくは８０若しくは１５０ｋＨｚ又は約３００ｋＨｚでさえものスイッチング率を必要とすることに留意されたい。
【００１５】
当代のＶＣＳＥＬ技術は、主にｐドープ及びｎドープしたＧａＡｓ接合（可能であれば、活性領域内のＡｌＧａＡｓ閉じ込め隔壁相互間に画定されるＩｎＧａＡｓ量子井戸とともに）に基づく。ＧａＡｓ接合の潜在的バリアは約１.２Ｖであり、またしたがって、一般的なＧａＡｓ接合レーザー発振動作電力低下は１.２〜４Ｖの範囲にある。例えば、市販の単一モードＶＣＳＥＬは、約３Ｖの動作電圧及び約３００ｍＡで約１００ｍＷの光を出力することができる。一般的に、作用点に加わる比較的高い電流に対して約１０％の効率が結果として得られ、これはすなわち、ＶＣＳＥＬｓのパワー変換効率は、電流が最適レベルを超えて増加するとき減少する傾向にあるからである。このような作用点は、したがって、幾つかの理由で最適なものから相当少なく、第１に、動作中に比較的低い効率は比較的高い熱発生を暗に意味し、１００ｍＷの光の発生中各ＶＣＳＥＬが発生する熱は約１Ｗである。当業者であれば、このような熱は、ＶＣＳＥＬｓの周囲から除去して容認できない温度上昇を防止しなければならないことを理解するであろう。第２に、先に仮定したように、例えば、約５０μｍの間隔でＹ方向に沿って分布される複数のＶＣＳＥＬｓに対して３００ｍＡの駆動電流は、ＶＣＳＥＬｓにいたる導体内の電流密度が極めて高いことを暗に意味する。このような電流密度は、ＶＣＳＥＬｓ側近周囲に相当量の熱発生を（ＶＣＳＥＬｓ自体が発生する熱に対して）付加し、これにより、排熱問題に対してより困難性を付加し得る、及び／又は電流を導通させる導体、例えば、幾つかの層に配置した導体の複雑な構成が必要となり得る。また第３に、ＶＣＳＥＬｓをスイッチングすることは、高電流、高速のドライバを必要とし、このことは、ドライバの出力段に電源スイッチを必要とし、このことは、比較的大きな備え付け面積を要する比較的大きなコンポーネントを意味する。ＶＣＳＥＬｓ近傍の備え付け面積は貴重であるため、大きな備え付け面積に対する要求は、駆動電気系統の少なくとも幾分はＶＣＳＥＬｓに距離をおいて備え付けることを暗に意味し、このことは、駆動電気系統とＶＣＳＥＬｓとの間に比較的長い導通ラインを必要とする。明らかに、高いスイッチング率での高電流密度を搬送する長い導通ラインは、少なくとも駆動信号の品質に悪影響を及ぼす、すなわち、信号帯域幅を制限し、またさらにドライバとＶＣＳＥＬｓとの間における導通ラインの電気抵抗を上昇させ、これによりＶＣＳＥＬｓ近傍の熱発生を増大することに関与する。
【００１６】
このような印刷システムにおけるＶＣＳＥＬｓ及び駆動電子機器の電気的及び物理的な全体構成に対する上述した複合要件によって課される制約及び制限についてのより詳細な説明は、本明細書の以下の「詳細な説明」で提示する。
【００１７】
光源の電流要件を減らす観点から、本発明による各光源は、互いに直列に接続し、かつ共通軸線に沿って光を発生して単一ビームを画像化表面上に指向させるよう構成されている少なくとも２つの垂直キャビティ面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）発光半導体接合のカスケードとして形成する。
【００１８】
改善した熱管理を得るため、本発明の実施形態において、集積電子モジュールをＸ方向に互いに離間させた２行に配列し、システムは、さらに、集積電子モジュールに電力を供給する電子ドライバ回路を含む２つ又はそれ以上の個別パッケージを備え、この場合、Ｘ方向に互いに離間した集積電子モジュールは複数パッケージにおける異なるパッケージによって給電されるよう接続する。有利には、このような構成は、個別ＶＣＳＥＬ素子にいたる電気コネクタのための空間を比較的多くもたらす。
【００１９】
電子ドライバ回路は、好適には、可撓性回路板上の導体によって集積電子モジュールに電気的に接続することができる。さらにまた、電子回路の集積電子モジュール及び電子パッケージは、共通ヒートシンクに熱的に結合することができる。
【００２０】
一実施形態において、画像化表面から印刷基板に転写される（例えば、薄膜ドットとして）選択的に照射されたポリマー（又はその粒子）は、印刷材料と称することができる。多くの印刷システムにおいてポリマー自体は望ましい印刷効果（例えば、ポリマーが任意に着色剤を含む場合の視覚効果）を与えるが、このポリマーは、代替的に印刷効果の一部にのみ寄与することができる。例えば、印刷基板に転写されるポリマーは、特徴のある印刷材料（例えば、固体ポリマー材料−例えば、熱塑性又は熱硬化性のプラスチックポリマー−金属、合金、ガラス又はセラミックのような非ポリマー材料で作成された装飾粒子）に対する接着剤として作用することができる。このような実施形態でその後に適用される印刷材料として作用する装飾粒子（例えば、粘着性のあるものにされたポリマーによって形成される接着剤上に装飾ステーションで堆積される）は、任意な所望の形状を有することができる。非限定的実施例として、装飾粒子は、球状形状、ロッド状形状、フレーク状形状又は放射されたポリマーによって形成される粘着性のある接着剤層に付着するのに適した任意な不規則形状を有することができる。このような印刷材料は、所望印刷効果に従って容易に選択することができ、例えば、所望効果が金属のような外観に関する場合、メタリックなフレークが適切であり得る。
【００２１】
幾つかの他の付加的印刷プロセスによれば、基板上における印刷材料の選択形成は、転写可能なポリマーをコーティングした中間転写部材によるよりも、画像化モジュールが基板を直接に標的化することによって行うことができる。例えば、上述した原理に従って、選択放射を採用して基板上に存在する画像化表面における選択領域を改質（例えば、「活性化」）し、これにより印刷材料（例えば、装飾粒子）を基板上における接着剤として作用できる改質した領域に接着することができる。転写のための表面を画像化するタイプ及び／又は後に適用する印刷材料のための接着剤層を形成するタイプのいずれかで選択的に放射被曝させるポリマーの使用は、２０１８年６月６日出願の本願人による同時係属出願である英国特許出願第１８０９３０２.１に詳細に記載されている。
【００２２】
基板上で活性化可能な接着剤は中間部材から転写可能なポリマーと類似の物理的及び／又は化学的な特性を共有することができるが、必ずしも同一である必要はない。例えば、転写可能なポリマー又はその粒子は一般的に熱塑性ポリマーであるが、活性化可能な接着剤は、さらに、代案的に、そのガラス遷移温度（Ｔｇ）が周囲温度より高い（例えば、２５℃以上、３５℃以上、又は４５℃以上のＴｇを有する）限り、熱硬化性ポリマーで形成することもできる。したがって、本発明教示による画像化モジュールが所望の印刷効果を生ずるよう作用する種々の実施形態を考慮すると、用語「ポリマー」又は「ポリマー粒子」は、上述したような放射によって選択的に改質し、放射されたポリマーの基板への転写を含めて印刷プロセス中に印刷材料の基板上における選択的形成を可能にしようとする任意な材料に言及するものである。本発明教示による画像化装置を使用して放射により選択的に改質することができる適当なポリマーは、それ自体放射を吸収するか（例えば、放射吸収ポリマー及び／又はとりわけ放射吸収剤を含むポリマーを使用して）、若しくは下層の支持体（例えば、画像化表面は中間転写部材又は印刷基板である）が放射を吸収することによって軟化するか、又はそれらの双方の組合せのいずれかとすることができる。
【００２３】
ポリマー粒子は、ポリマーの全体を形成するか、又はポリマーコーティングを有するのみである粒子とするかのいずれかとすることができる。ポリマー自体が印刷効果を生じ、一般的に染料又は顔料のような着色剤を含む粒子であるとき、ポリマーは、印刷インクとして見なすことができる又はインクとして作用すると言うことができる。このことは、他の目的、例えば、オーバーコーティング目的（例えば、印刷された事物を保護するのに適用される）又は接着剤としてさえもの目的に供されるポリマー粒子内に着色剤が存在することを除外しない。
【００２４】
本明細書において視覚的に検知可能な印刷効果（例えば、印刷材料がテキストの視覚的内容及び／又は一般的に可視光の下における画像を形成する）のために本発明を説明するが、これに限定すると解すべきではない。所望印刷効果としては、代案的又は付加的に触覚効果（例えば、印刷材料の触感で検知可能）、嗅覚効果（例えば、香りを含む印刷材料又は印刷インク）又は任意な他の機能的効果（例えば、偽造防止インク、蛍光インク、導電性インク、及び当業者であれば容易に理解できる任意のこのような機能性インク）があり得る。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、特許請求の範囲の請求項１６に記載のような印刷方法を提供する。
【００２６】
本発明開示の幾つかの実施形態を以下にさらに例として添付図面につき説明する。図とともに説明は、当業者に対して本発明開示の幾つかの実施形態をどのように実施するかを明らかにする。図は説明目的のためであって、本発明開示の基礎的理解に必要である以上に詳細に実施形態の構造的細部を示そうとはしない。提示の明瞭さ及び簡便さのために、図に示す幾つかの対象物は必ずしも縮尺どおりには示していない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】本明細書における本発明教示による印刷システムの実施形態を概略的に示す。
【図１Ｂ】図１Ａとは異なる構造を有する印刷システムを概略的に示す。
【図１Ｃ】印刷システムの他の実施形態を概略的に示す。
【図２Ａ】数個の集積電子モジュールを有し、集積電子モジュールそれぞれが光源のアレイを含む電子ダイとして構成されている書込みモジュールの例示的実施形態の底面図を概略的に示す。
【図２Ｂ】サブマウントの一部分の概略的詳細図であり、図２Ａの光源アレイに対応するパッドのアレイ及びそれに対する電気的導体を示す。
【図３Ａ】書込みモジュールの実施形態の斜視図を概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ａにおける書込みモジュールの側面図を概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ａ及び３Ｂにおける書込みモジュールの２重フレックス回路の実施形態を概略的に示す。
【図３Ｄ】サブマウント及び電子回路板をヒートシンクに共通平面に沿って整列するよう組み付ける例示的実施形態を概略的に示す。
【図４Ａ】発光ダイオードを有する複数の光源に、それらを個別に作動させるため電気的に関連付けるよう構成された駆動モジュールの実施形態のブロック図を概略的に示す。
【図４Ｂ】ＧａＡｓによるＶＣＳＥＬベースの光源の幾つかの実施形態を作動させるのに適した電流を駆動するよう構成された、図４ＡのＶＣＳＥＬ駆動モジュールにおける電流駆動段の特別な実施形態のブロック図を概略的に示す。
【図５Ａ】Ｙ軸に沿って配列される７個の光点のパワーにおける光点プロファイルと、閾値ｈと比較した光源総パワー分布を表している複合プロファイルを示す。
【図５Ｂ】光源のうち１つが動作不能である場合の、図５Ａの実施例と同様の、７個の光点のパワーにおける個別光点プロファイル及び複合プロファイルを示す。
【図５Ｃ】動作不能光源の両側における光源がパワーを２倍にして、複合プロファイルが閾値ｈを超えるようにする図５Ｂの光源の光点プロファイルを示す。
【図５Ｄ】７個の光源の光点プロファイルであって、図５Ａに示したのと比較すると、右側の光点プロファイルは強度が半分であり、複合プロファイルが閾値ｈを僅かな距離だけ超えている状態の光点プロファイルを示す。
【図６Ａ】互いに隣接配置され、互いに電気的に直列接続されるＶＣＳＥＬｓのクラスターを有する光源アレイの一部分を示す。
【図６Ｂ】ＶＣＳＥＬｓのクラスターを有する、図６Ａの光源に関する幾つかの異なる実施形態を概略的に示す。
【図６Ｃ】ＶＣＳＥＬｓの２つのクラスター及びＶＣＳＥＬｓによって発生する光ビームの側面図を概略的に示す。
【図６Ｄ】直列に電気接続したＶＣＳＥＬｓのクラスターの等価電気回路を概略的に示す。
【図６Ｅ】２つのＶＣＳＥＬｓクラスターにおける直列接続した２つのＶＣＳＥＬｓの断面図を概略的に示す。
【図７Ａ】カスケードＶＣＳＥＬの構造の断面図を示す。
【図７Ｂ】図７ＡのカスケードＶＣＳＥＬの等価回路を概略的に示す。
【図７Ｃ】本明細書教示によるカスケードＶＣＳＥＬのアレイを有する集積電子モジュールの一部分を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
詳細な説明
以下に、画像化表面上にポリマー（例えば、印刷インク、オーバーコート又は接着剤を形成可能）を担持するよう構成されるとともに、Ｘ-Ｙ平面のＸ方向に沿って速度ｖで変位する可動部材を備える印刷システムを説明する。この印刷システムは、さらに、Ｘ-Ｙ平面上で規則配列パターンに配列された複数の光点を生ずるよう構成された書込みモジュールを備え、この書込みモジュールは、複数の平行光ビーム（例えば、Ｙ方向に互いに離間した）を出力することができる。書込みモジュールは、数個の集積電子モジュール上にグループとして配置されかつ光点パターンに対応する規則配列パターンに配列される個別制御可能な光源を有する。各光源は、電気的に直列接続されかつ１つ又はそれ以上のＶＣＳＥＬに配列された少なくとも２つの発光半導体接合を有する。各光源のＶＣＳＥＬｓは、空間的に配列され、また光学的に作動させられるときＸ-Ｙ平面上で単一光点を生ずるよう構成される。書込みモジュールは、さらに、２つ又はそれ以上の電子チップ上に展開される電子回路を有し、この回路は、光源に電気的に関連付けされ、かつ光源を個別に作動させる及び不作動にするよう構成される。
【００２９】
書込みモジュール及びとりわけそれらに関連する電子モジュール、回路及びアセンブリは、印刷システムのステーションを形成し、このステーションは、随意的にさらに光学系を有し得る書込みステーションと称することができる。印刷システムは、さらに、以下のもの、すなわち、(a) ポリマーを画像化表面に、随意的にポリマー粒子の形態で、またさらに随意的に単一層として塗布することができるコーティングステーション、(b) 放射線を受けたポリマーを画像化表面から印刷基板に転写することができる転写ステーション又は印象ステーション、(c) 放射線を受けたポリマーに装飾粒子を塗布できる装飾ステーション、(d) 印刷基板を少なくとも書込みステーションに配送するコンベヤー、及び(e) とりわけ放射線を受けたポリマーを担持する印刷基板をさらに処理する（印刷業界で普通の）仕上げステーションのうち少なくとも１つを備えることができる。
【００３０】
本発明教示の原理、使用及び実施形態は、本明細書に付随する説明及び添付図面を参照してよりよく理解できるであろう。本明細書の説明及び図を熟読すれば、過度の努力又は実験をすることなく実現できる。
【００３１】
＜例示的印刷システム＞
図1Ａは本明細書の教示による印刷システム１０の実施形態を概略的に示す。印刷システム１０は、基板、例えば紙のシート上に、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック（ＣＭＹＫ）のような異なる印刷色のインク、又はラッカーのようなコーティング材料を提示すことができる４層にまで印刷するよう構成することができる。印刷システム１０は、とくに、参照符号１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄで示す４つの転写又は印象ステーション１２を備え、各印象ステーションは、４層までの各層を印刷するよう構成されている。印象ステーション１２は、圧胴軸線１６の周りに矢印１８で示す方向に回転するよう構成された圧胴（印象シリンダ）１４の周りに配列する。印象ステーション１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄ並びにそれらに関連する素子は、互いにほぼ同一である。したがって、以下の説明で拡張符号「ａ」、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」は、説明が任意な又はすべての印象ステーションにおける素子に関連するとき、概して印象ステーション１２及び関連の素子の対応する符号から省略する。説明が明示的に特定の印象ステーション又は特定の関連素子に関連する（例えば、全般的に印象ステーション１２に関連するよりも特別に印象ステーション１２ｂに関連する）とき、その特定拡張符号を含める。４つの印象ステーション及びひいては４つの色における数は完全に任意であり、単に説明目的のために提示しているだけで、印刷システムは、任意な数である１つ又はそれ以上の印象ステーション１２を組み込むことができ、それに応じた１つ又はそれ以上の層（例えば、色）を印刷できると理解されたい。
【００３２】
各印象ステーション１２は、外表面に画像化表面２２を有する可動転写部材２０を含む。転写部材２０は、ドラム軸線２４の周りに矢印２６（軸線２４ａ及び矢印２６ａのみを図において明示的に示す）で示す方向に沿って回転するよう構成されているドラムとして形成する。各印象ステーション１２は、さらに、転写部材２０の画像化表面２２上に印刷された事物に対するオーバーコートとして、接着剤として（例えば、金属化コーティングがその後に転写することになる基板に対して付着できるようにする）、又はそれ自体印刷材料として（例えば、ポリマーが、さらに、インクとして作用する有色素ポリマーとも称される着色剤を含む）作用し得る熱塑性ポリマー粒子をコーティングするよう構成されたコーティングシステム３０に関連する。転写部材をコーティングするポリマー材料は、以下に説明及び詳述するように放射線で改質された後にのみ選択的に基板に転写することができる。幾つかの実施形態によれば、画像化表面上におけるコーティングは均一であり、すなわち、画像化表面２２はポリマーの均一層をコーティングシステム３０によってコーティングされる。幾つかの実施形態によれば、ポリマーは、例えば、画像化表面をカバーするナノメートル単位又は微細の（例えば、約１００ｎｍ〜１０μｍの間におけるサイズの）粒子から成るほぼ均一な粒子層とすることができる。ほぼ均一とは、層が、基板シートサイズ（又は印刷フォーマット幅）と印刷システム１０のピクセル寸法との間の範囲内とすることができる微小スケールにおいて均一であるが、ピクセルサイズよりも小さい（しかし、原子スケールよりも大きい）微小スケールで均一ではないことを意味する。幾つかの実施形態によれば、ポリマーは固体であり、また照射によって改質することができ、例えば、粘着性のある、又はジェリー状である、又は液状であるものにされ、これにより基板に転写するのに適する改質された材料となることができる。適当なポリマーは熱塑性ポリマーを有し、またさらに所望の着色剤を含むことができる。
【００３３】
ポリマーは一般的にそれにより形成されるドットが印刷基板の表面上に留まるために粘着性のある状態が概して望ましいが、放射線に被曝することによってより液状にされるポリマーも好適であり得る。本明細書に使用される用語「粘着性のある（tacky）」及び「十分に粘着性のある（sufficiently tacky）」は、画像化表面上におけるポリマーの照射スポットが必ず接触に対して粘着性があると意味することは意図せず、単にこれら選択領域におけるポリマーが、転写ステーションで基板表面に押し付けられるときに基板表面に付着できるよう、又は装飾ステーションでその表面に装飾粒子が付着できるよう十分に軟化することのみを意図する。
【００３４】
各印象ステーション１２はさらに書込みモジュール４０を有し、この書込みモジュール４０は、転写部材２０の画像化表面２２の選択領域にエネルギーを制御可能かつ選択的に放射し、これにより被放射選択領域におけるポリマーを改質させて基板に転写できるよう構成されている。
【００３５】
動作中コーティングシステムは、コーティングシステムに対して移動する（連続的に若しくは連続的な往復運動のように擬似連続的に、又は間欠的に）転写部材の画像化表面をコーティングする。
【００３６】
画像化表面の被コーティング部分は、転写部材の移動、例えば、ドラムの連続回転により書込みモジュールに整列する位置に変位し、この位置で画像化表面の被コーティング部分の選択領域は、選択的にかつ画像化表面の変位に同期して書込みモジュールによる放射を受けて、画像化表面上のポリマーを軟化する（例えば、基板に転写するに十分な粘着性のあるものにする）。ポリマーの改質は必ずしも直接的である必要はなく、また間接的なものとすることができる。例えば、放射されたエネルギーは、幾つかの実施形態において、ポリマーによって吸収し、これにより直接的にポリマーを改質することができる。他の実施形態において、放射線は、多くをポリマーが配置される画像化表面によって又は転写部材の下側層によって吸収することができ、その後に熱が画像化表面に向って伝播し、この場合、ポリマーは「間接的」に加熱される。ポリマーが放射線によって「直接的」又は「間接的」に改質されるか否かは、エネルギー変換効率に対する考慮すべき因果関係であり得る（一般的には低効率が関与する場合には間接的改質）。したがって、間接加熱が関与するとき、放射線は画像化表面に隣接する転写部材の薄い層によって部分的又は完全に吸収することができ、これにより画像化表面-及びその上におけるポリマー-をより限定された領域で加熱する。放射線が吸収され得る転写部材の薄い層の小さい厚さ又は消滅しつつある厚さでさえもが、画像化表面における放射を受けた領域の境界ラインが転写部材に沿う熱拡散に起因して過度に改質されずにいることを確実にする。
【００３７】
放射に続いて、書込みモジュールの選択的作動を受ける転写部材の部分はさらに移動し、これにより放射線を受けた領域は印象ステーション１２のニップ４６に達する。図１Ａ（並びに以下に説明する図１Ｂ及び１Ｃ）は、印刷システム１０の側面図を概略的に示し、ここでニップ４６は転写部材と圧胴との間における接触ラインであり、圧胴の回転軸線１６にほぼ平行に延在する。以下に説明を簡略化するため、局所的（直交）座標系を定義し、したがって、Ｘ-Ｙ平面は画像化表面に対して正接し、このときＸ軸（又はＸ方向）は転写部材の移動の局所的方向に一致し、Ｙ軸（又はＹ方向）はニップ４６に平行であり、またＺ軸は画像化表面に対して直交する方向に指向する。図示の実施形態は、基板が書込みモジュール及び伝統的な印刷システムの「印刷ヘッド」と見なせるそれらに対応する印象ステーションに対して移動する印刷システムに関連するが、画像を形成することができる「印刷ヘッド」と画像が形成され得る基板との間における相対移動を生ぜしめる任意な他の構成も同様にあり得る。例えば、印象ステーションは、基板を位置決めできるＸ及びＹ座標で静止しているプラットフォーム上で移動可能であり得る。印象ステーションのシリンダは印刷すべき基板の幅又は長さを有することができ、プラットフォームに対する移動の際に1回の通過で所望のプリントアウトを形成することができる。代案的に、印象ステーションのシリンダは印刷すべき基板の面域よりも短い／狭いものとすることができ、この場合、印象ステーションはＸ及びＹ方向に帯状に移動して複数通過で基板の印刷可能な面域全体をカバーすることができる。
【００３８】
ニップ４６によって表される接触ラインの長さは、印刷フォーマット、すなわち連続ウェブ又は個別シートの形態とすることができる基板の幅に関連する。印刷システム１０における印刷フォーマットはマシンで印刷すべき基板の幅に適合することができ、また数センチメートル〜数メートルの範囲内とすることができる。換言すれば、印刷システム１０は、名刺又は封筒のような数ｃｍ、数１０ｃｍ、例えば、標準Ａ４又はレターページの幅のような約２０センチ、又はＡ０（又はＢ０又はＣ０）サイズの基板上に印刷するよう構成されている約１メートル、数メートル、例えば、約５メートルの大きさでもある、したがって、例えば、ストリートポスター又は大型サイズのパッケージを印刷する大型フォーマットに適した最大サイズで基板に印刷するよう構成することができる。
【００３９】
転写部材の変位に同期させて、基板５０は印刷システム１０に送給することができ、また圧胴１４上に担持させることができる。基板５０は、適当な材料、例えば紙、段ボール、プラスチック、織物等々で作成することができる。幾つかの実施形態において基板は連続形態で印刷システム１０に送給し、また幾つかの実施形態において個別シートの形態で送給することができる。基板は圧胴１４上でニップ４６まで搬送することができ、このニップ４６で転写部材及び基板が互いに押し合わされ、これにより放射線を受けた領域におけるポリマーを画像化表面から基板への転写を行う。このような画像化表面上に及び選択領域から基板へのポリマー転写に続いて、画像化表面上の選択領域はポリマー粒子がない状態となる。転写部材２０の連続移動（例えば、ドラムの連続回転）は、枯渇した領域を含む画像化表面を再びコーティングシステム３０の下方に搬送し、ここでこれら領域はポリマー粒子を補充され、再び均一又はほぼ均一な層を転写部材上に形成する。
【００４０】
基板５０のニップ４６への送給は画像化表面２２の変位と同期させ、基板及び転写部材２０が互いに移動し、すなわち、ニップにおいて基板と転写部材との間には相対移動が存在しない。ニップ４６に沿う基板送給及び画像化表面の変位は、圧胴上の基板の位置及び基板上の特定被放射改質領域の位置が整列するよう同期させ、これにより放射線を受けた領域におけるポリマーが基板上の正確に規定された領域に転写されるようにする。したがって、転写部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄの変位はすべて、基板の１つの印象ステーションから次の印象ステーションへの進行に同期させ…一般的には、圧胴１４の回転とリンクさせ…、及びひいては互いに同期させる。したがって、印象ステーション１２ｄにおける基板の印刷は、印象ステーション１２ｃ及び１２ｂ、並びに印象ステーション１２ａにおける基板に対する印刷と正確に整列し、これにより、例えば、ＣＭＹＫのような４色又は任意な他の基本色の組合せからなるピクセルの同時整列印刷を可能にし、基板上に望ましい色彩を創出することができる。
【００４１】
図１Ｂは、他の実施形態における印刷システム７０を概略的に示す。印刷システム７０は、印刷システム７０が印象ステーションを周囲に配列し、また基板を担持する単一の圧胴がない点で印刷システム１０とは異なり、その代わり、印刷システム７０は、基板キャリヤ７６に沿って配列した印象ステーション７２ａ、７２ｂ、及び７２ｃの数に対応する数の圧胴７４ａ、７４ｂ及び７４ｃを有する。基板キャリヤが印象ステーション及び対応する圧胴を位置決めする断片において平面状である図示の実施形態において、印刷システム７０は、剛性又は半剛性の平面状基板上に印刷するのに好適であり得る。
【００４２】
異なる印刷プロセスは印刷システム７０の変更実施形態で採用することができ、例えば、書込みモジュール４０は基板キャリヤ７６に向けて指向させて基板５０自体又は基板頂面をコーティングする何らかの材料を改質させる。例えば、基板は、書込みモジュール４０の放射によって選択的に活性化できる接着剤でコーティングすることができる。この場合、基板がニップで転写部材に押し付けられるとき、印刷材料を転写部材から基板上の選択的に放射を受けた領域にのみ転写することができる。上述した変更例のように、この実施形態において接着剤として作用するポリマーは、放射線を直接吸収するか、又は下側の放射線吸収印刷基板から伝達される熱によって間接的に軟化するか、又は双方のメカニズムの組合せによって後で塗布される印刷材料を付着するよう十分粘着性のあるものにするかのいずれかとすることができる。
【００４３】
図１Ｃは他の実施形態の印刷システム８０を概略的に示す。この印刷システム８０は、ポリマーをコーティングされる画像化表面８８とは反対側にある転写部材８６の裏面８４に放射するよう書込みモジュール８２が位置決めされ、整列され及び構成された点で印刷システム１０とは異なる。図１Ｃに示した実施例において、書込みモジュールは、ドラムの内面に放射するようドラム９０の内部に位置決めし、一方ポリマーはドラムの外面の画像化表面上に配置する。幾つかの実施形態によれば、転写部材８６若しくはその一部分及び／又はドラム９０若しくはその一部分は書込みモジュール８２の放射線に対して透過性を示す。したがって、放射線はポリマーにより効果的に到達する、又はポリマーが配置される画像化表面近傍で転写部材に吸収され、ポリマーが基板に転写するニップあたりでポリマーに間接的に影響を及ぼしかつこれを改質させることができる。例えば、転写部材は、断面全体にわたり又は断面の少なくとも大部分にわたりこのような放射線に対して透過性を示すものとすることができ、これにより書込みモジュールからの放射線がポリマーにより吸収させてポリマーを加熱する（例えば、転写のために適正に粘着性のあるものにする）ことができる。幾つかの実施形態によれば、ドラム及び転写部材は、画像化表面に隣接する転写部材の薄い層によって放射線が部分的又は完全に吸収され、これにより、上述したように、ポリマーを加熱する間に転写部材に沿う熱拡散を最小限にする又は阻止することができるよう構成する。このようにして、印刷システム８０において、圧胴１４と転写部材８６との間におけるニップ９２で、又はニップ近傍で、ポリマーを放射線によって改質することができる-例えば、軟化又は液状化することができる。本発明教示による画像化装置及び書込みモジュールが転写部材の裏面を選択的に放射するよう作用できる例示的印刷システムは、同一出願人による２０１８年６月７日出願の国際公開第２０１８／１００４１２号及び同２０１８／１００５２８号にさらに詳細に記載されている。
【００４４】
本明細書記載の印刷プロセスにおいて、書込みモジュールによるポリマーの照射はニップから明確に定義された距離における領域に沿って行うのが望ましい。このような明確に定義された距離は、印刷システム８０で例示されるようにゼロ若しくは極めてゼロに近い、又は印刷システム１０及び７０に例示されるように実質的にゼロとは異なるものとすることができる。換言すれば、幾つかの実施形態においては、ニップにほぼ平行に延在する領域に沿って転写部材にわたり、またできる限り狭く放射を実施するのが望ましい。転写部材上の照射領域とニップとの間の明確に定義された距離は、画像化ステップと印象付けステップとの間における明確に定義された時間間隔を意味し、これはすなわち、コーティング、画像化及び印象付けのステップが転写部材の移動とともに同時に実施されるからである。逆に、転写部材が照射される広い領域、すなわち、照射場所とニップとの間の分散距離は照射イベントと印象付けイベントとの間の時間間隔が広いレンジであることを暗に意味する。幾つかの実施形態において、ポリマーの改質は一時的及び時間依存性である−例えば、照射が熱によってポリマーを軟化又は液状化するとき−したがって、照射と印象付けとの間の時間間隔が広く分散していると、不規則な印刷品質を引き起こすおそれがあり得る。したがって、転写部材の照射は、転写部材にわたりできる限り狭い領域に沿って実施するのが有利であり、一般的に光源は、好適には、ニップに平行な一方向（Y方向）に細長い領域に沿って組み付け、また直交する転写部材のＸ方向運動に沿ってできる限り密に詰め込むべきである。
【００４５】
＜書込みモジュール＞
規則配列パターンで配列され、また平行光ビームを生成するよう構成された複数の個別制御可能な光源を有する。幾つかの実施形態において（概して、光ビームが比較的大きな発散角によって特徴付けられる場合）、書込みモジュールは、さらに、概して、印刷システムの転写部材の画像化表面上に光源を結像する（又は光ビームを合焦する）ために光ビームを合焦させるよう構成された複数のレンズを含む光学系を有することができる。
【００４６】
図２Ａは画像化表面に対面する書込みモジュール１００の側面を概略的に示す。書込みモジュール１００は、図１Ａ〜１Ｃに示す書込みモジュール４０及び８２の幾つかの実施形態を例示することができる。書込みモジュール１００は、それぞれが電子ダイ又はチップとして構成され、また光源１２０のアレイ１１２を有する数個の集積電子モジュール１１０（特別に符号１１０ａ、１１０ｂ、等々を付す）を備える。集積電子モジュール１１０は、以下により詳細に説明するように、集積電子モジュール１１０から過剰な熱を除去するよう構成されたヒートシンク又はクーラー（図には示さない）上に直接的又は間接的に備え付ける。ヒートシンクに対面する側の集積電子モジュール１１０の表面は、本明細書においてモジュールの裏面（又は後方側面）と称し、他方の表面（図で見える側である）は、前方側面又は発光サイドとして認識される。
【００４７】
集積電子モジュール１１０は、以下により詳細に説明するようにＶＣＳＥＬダイである。各アレイ１１２は、行１１４及び列１１６を有し、また行１１４がＹ方向に平行であり、列１１６がＸ方向に対して角度θをなして傾斜するよう斜めに配列する。角度θは、Ｙ方向に沿う光源１２０の場所が等間隔である、すなわち、各アレイにおける光源１２０の場所のＹ軸に対する投影が等間隔のグリッドを形成するよう決定される。図２Ａの実施形態において、アレイ１１２は互いに類似し、それぞれは等しい数、すなわち５個の行及び列を有する。行が列に直交するアレイを有し、また行及び列の双方がＸ-Ｙ軸に対して角度をなして傾斜する実施形態、又は同一でないアレイ若しくは行及び列の数が５個とは異なるアレイ、若しくは行の数が列の数とは異なるアレイを有する実施形態を含めて、他の実施形態も考えられる。さらに、集積電子モジュール１１０は、アレイ１１２における光源に付加した光源（ここでは示さない）を有することができることに留意されたい。このような付加的光源は、冗長又はスペアとして採用することができ、例えば、アレイ内の故障光源に起因する、又は組立て中に１つの集積電子モジュール１１０における他の集積電子モジュールに対する転位（誤配置からくる）をモニタリングすることに起因する光点のグリッドのギャップを埋めるようにする。
【００４８】
アレイ１１２は、図示の図でライン１１８ａ及び１１８ｂに沿って配列し、それらラインはＹ方向に平行に延在し、またＸ方向に沿って互いに離間させる。アレイはライン１１８ａ及び１１８ｂに沿って千鳥配列にし、Ｙ方向に沿う隣接アレイが異なるラインで交互に位置決めされるようにする。換言すれば、ライン１１８ａ上のアレイに隣接するアレイはライン１１８ｂ上に位置付けられ、また逆にライン１１８ｂ上のアレイに隣接するアレイはライン１１８ａ上に位置付けられる。
【００４９】
書込みモジュール１００は、さらに、光源１２０の光ビームを画像化表面（例えば、図１Ａ及び１Ｃでそれぞれ例示したような画像化表面２２又は８８−この画像化表面は図２Ａには示さない）上に合焦させるよう構成された光学系１２８を有する。幾つかの実施形態によれば、光学系１２８は、光源１２０を画像化表面２２上に結像するよう構成される。幾つかの実施形態によれば、光学系１２８はレンズ１３０を有し、各レンズ１３０は１つの光源アレイ１１２に関連付ける。各レンズが１つの光源に関連付けられる、また好適には、光源と一緒に製造されるマイクロレンズを有する光学系も考えられる。付加的又は代替的に幾つかの実施形態によれば、光学系は、光学素子（例えば、レンズ）を有することができ、単一のレンズは画像化表面上にＶＣＳＥＬダイのグループを結像し、また隣接のレンズがＹ方向に整列するようにする。
【００５０】
幾つかの実施形態によれば、レンズ１３０は屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズを有する。ＧＲＩＮレンズは、Ｚ軸に沿って延在する細長ロッド１３２として構成されるＧＲＩＮレンズが以下により詳細に説明するように組立て中に自己整列できるため、球形レンズよりも好ましい。幾つかの実施形態によれば、ロッド１３２は同一直径とし、またライン１１８ａ及び１１８ｂにそれぞれ対応する２つのロッドライン１３４ａ及び１３４ｂにおいて密に詰め込んだ構成として（Ｘ-Ｙ平面内に）配列する。このような構成において、ロッド１３２は互いに平行に自己整列（Ｚ方向に）し、したがって、異なるロッドによって合焦される光ビームも互いにほぼ平行に整列する。
【００５１】
アレイ１１２はライン１１８ａ及び１１８ｂに沿って離間し、それぞれ１対１でロッドライン１３４ａ及び１３４ｂに沿ってロッド１３２の位置に対応する。換言すれば、アレイは、各アレイによって生成される光ビームがＧＲＩＮロッド１３２によって（画像化表面２２上に）合焦されるよう位置付ける。アレイ１１２が互いに同一である場合、任意なライン（１１８ａ又は１１８ｂ）に沿う隣接アレイの対応するポイント間の距離はロッド１３２の直径に等しい。
【００５２】
光学系１２８の倍率は＋１又は−１又は任意な他の数値とすることができ、好適には、２より小さいが、依然として比較的１に近いのが好ましい絶対値を有するものとする。倍率が＋１又は−１である場合、各アレイの光ビームは画像化表面２２上にアレイ１１２とほぼ同一の光点アレイを生成する。このように、光学系１２８の倍率が＋１又は−１であるとき、アレイ１１２はライン１１８ａ及び１１８ｂに沿って離間し、これにより２つの隣接アレイにおける光源のＹ方向に沿う場所は等間隔に離間する。換言すれば、ライン１１８ａ上のアレイにおける最も左側の光源及びライン１１８ｂ上のアレイにおける最も右側の光源のＹ方向に沿う光源のＹ方向に沿う距離は、同一アレイにおける隣接光源のＹ方向に沿う２つの場所間の距離に等しい。
【００５３】
幾つかの実施形態によれば、光学系１２８の倍率の絶対値は１とは異なる、すなわち、１より大きい又は小さいものとすることができ、またひいては画像化表面上における光点の結像アレイは、それぞれ対応するアレイ１１２よりも大きい又は小さい。したがって、例えば、倍率が１より大きい場合、各アレイの結像は光学系１２８を通して拡大され、これによりＹ方向に沿う光点の等間隔グリッドを画像化表面上にＹ方向に沿う光点の等間隔グリッドを得るためには、隣接アレイは、最も近接する光源間のギャップを有しているようにすべきであり、このギャップは、同一アレイにおける隣接光源間のＹ方向に沿うギャップよりも大きい。当業者であれば、このような場合、特定ダイにおける光源のＹ方向に沿う間隔は結像した光点間における意図される間隔（印刷システムのアドレス解像度に関連する）よりも小さくなければならないことを理解するであろう。逆もまた同様に、倍率の絶対値が１より小さい場合、各アレイの結像は光学系１２８を通して収縮させ、これによりＹ方向に沿う光点の等間隔グリッドを得る場合、隣接アレイはＹ方向に沿って部分的にオーバーラップする。
【００５４】
さらに、幾つかの実施形態において、光学系１２８による＋１の倍率（及び一般的に正倍率）が好適であることにも留意されたい。倍率が正である場合、関連アレイに対するレンズの転位は、画像化表面２２上に結果として生ずる光点の転位が減少するようレンズにより少なくとも部分的に補償することができる。比較すると、負の倍率の場合、レンズのこのような誤整列は、画像化表面２２上における結果として生ずる光点の転位が亢進するよう拡大し得る。
【００５５】
書込みモジュール１００の実施形態は、図２Ａに示すように、種々の形状及びサイズの集積電子モジュール１１０を有することができる。例えば、集積電子モジュール１１０ａ及び１１０ｂは、各々が単一アレイ１１２を含む。集積電子モジュール１１０ｃは２つのアレイ１１２を有する長方形として配列される。他の実施形態は、一列に２つより多く配列したアレイを有する集積電子モジュール１１０を含むことができる。集積電子モジュール１１０ｄは４つのアレイ１１２を有し、そのうちの２つはライン１１８ａ上に配列され、また他の２つはライン１１８ｂ上に配列される。ライン１１８ａ及び１１８ｂの双方に集積電子モジュール１１０の単一ダイを含めることは、ダイの境界線が矩形ではなく、四辺形のものでもないことを余儀なくし、このことは、より複雑な（矩形ダイに比べると）カッティング技術が要求される。
【００５６】
種々のかつ相反しさえもする配慮を集積電子モジュール１１０のサイズ及び形状の選択に施す。数個のアレイ１１２を含む比較的大型の集積電子モジュール１１０は、組立て中に単一書込みモジュール１００における隣接アレイ１１２の場所間の不整合を減少することに寄与し、またひいては印刷システムにおけるより高い最終品質にも寄与する。さらに、このような比較的大型の集積電子モジュール１１０によれば、一般的にダイ端縁に関連するデッドスペースを減少することによって、よりコンパクトなアレイ形状を可能にする。他方、大型の集積電子モジュール１１０は極めて脆性が高いものとなる傾向がある。現行の製造上及び操作上の制約は、一般的に集積電子モジュール１１０の厚さは数１００マイクロメートルを超えないものに、また１００μｍ以下でさえにも制限しており、これはすなわち、大きな厚さはモジュールからの排熱効率、又はビーム品質、又はその双方に悪影響を及ぼしかねないからである。したがって、好適な形態においては、集積電子モジュール１１０は１つ又は２つ又はそれ以上の数であってものアレイ１１２を有するが、その全体寸法は、好適には、数センチメートル未満に、また幾つかの実施形態によれば、１センチメートル未満でさえもの寸法に制限することができる。
【００５７】
とはいえ、集積電子モジュール１１０の全体サイズに対する他の制限は製造技術から現れることを付記する。半導体レーザーは一般的にウェハー上に製造され、したがって、集積電子モジュールの理論的最大値はウェハー直径に制限し、また実際的にはウェハー直径の半分を超えない値、一般的には２０ｃｍよりも小さい、及び１０ｃｍよりも小さい値までにさえも制限する。印刷システム１０における代表的印刷フォーマットは約１０ｃｍより大きい、又は２０ｃｍよりも大きい値でさえもあり得る、また幾つかの実施形態において、印刷フォーマットは代表的に１メートルよりも大きいことがあり得るため、結論として、書込みモジュール１００は一般的に数個の集積電子モジュール１１０を有し、またできれば数１０又は数１００でさえもの集積電子モジュール１１０を並置させて組み付けることがあり得る。
【００５８】
種々のかつ相反しさえもする配慮を集積電子モジュール１１０の実装技術にも施すことができる。幾つかの実施形態によれば、集積電子モジュール１１０は、その前面（発光表面）に電子接点を有することができ、したがって、前面サイドから電気信号を光源に供給することができ、またこれにより集積電子モジュール１１０をヒートシンクの電気絶縁表面に直接実装することができ、したがって、動作中にモジュールから熱を効率的に排除することができる。ヒートシンクは、特別な動作条件の下で除去することが必要な熱量に基づいて受動的又は能動的なものとすることができる。前面サイドにおける集積回路の電気接点は、ダイ外縁における共通製造技術に従って位置決めすることができ、したがって、各光源を少なくとも１つの接点に電気的かつ排他的に接続するダイ上の導体ネットを必要とする。経験上、ダイの脆性、ダイ外縁における接点密度及び書込みモジュールに並置配列したダイの密度に起因して、この実施形態による集積電子モジュール１１０に配線するのはそれほど好ましいものではない。幾つかの実施形態によれば、集積電子モジュール１１０は、電気接続のためにダイの裏面サイドにおける接点を用いてサブマウントに実装することができる。このような接点−例えば、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）又は他のはんだバンプ技術を採用して−の各々を、一光源の場所とは直接反対側の裏面サイドに位置決めすることができ、これにより集積電子モジュール１１０自体にわたる導体ネットを設ける必要性を排除することができる。本明細書記載のようなサブマウントを使用する集積電子モジュール１１０の取扱い及び組立て（実装）は、上述したようなヒートシンクに対する直接実装に比べてより効率的な方法であり得るが、サブマウント経由でヒートシンクに向かう集積電子モジュール１１０からの排熱は劣るものとなり得る。
【００５９】
書込みモジュール１００は、上述したように、集積電子モジュール１１０を実装するためのサブマウント１４０（例えば、１４０ａ、１４０ｂ等々）を有する。好適には、サブマウント１４０は、熱伝導性かつ電気絶縁性が高い材料から作成した基板を有することができる。幾つかの実施形態によれば、基板は、１７０Ｗ／（ｍ・°Ｋ）の熱伝導率、４.６・１０−６・℃−１の熱膨張係数を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、２７０Ｗ／（ｍ・°Ｋ）の熱伝導率、９・１０−６・℃−１の熱膨張係数を有する酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、１０００Ｗ／（ｍ・°Ｋ）の熱伝導率、及び１・１０−６・℃−１の熱膨張係数を有するＣＶＤダイヤモンドより成るグループから選択することができる。種々のかつ相反しさえもする配慮をサブマウント用基板材料の選択に施すことができる。ＣＶＤダイヤモンドは最も高い熱伝導率を示すが、上掲した材料グループのうちで、５.７３・１０−６・℃−１であるＧａＡｓ（ＧａＡｓはＶＣＳＥＬダイにおいて代表的基板である）の熱膨張係数から最も離れる。このグループにおいて窒化アルミニウムはＧａＡｓの熱膨張係数に最も近い熱膨張係数を有するが、最も低い熱伝導率を有する。
【００６０】
図２Ａは、種々のサイズ及び形状を有するサブマウントの数個の例示的実施例を概略的に示す。サブマウント１４０ａ及び１４０ｂは互いに類似し、各々は単一アレイ１１２に接続する寸法及び構成にしている。図２Ａにおいて、２つのアレイ１１２を有する集積電子モジュール１１０ｃは、サブマウント４０ａ及び１４０ｂに電気的に接続し、各アレイは２つのサブマウントに各個にそれぞれ接続する。サブマウント１４０ｃは、ライン１１８ａ又は１１８ｂの一方に沿って並置して位置決めした２つのアレイ１１２に接続する寸法及び構成にしている。図２Ａにおいて、集積電子モジュール１１０ａ及び集積電子モジュール１１０ｂの双方は、サブマウント１４０ｃ上に組み付ける。サブマウント１４０ｄは、ライン１１８ａ及び１１８ｂの双方で隣接する四個組みとして位置決めした４つのアレイ１１２に接続する寸法及び構成にしている。図２Ａにおいて、集積電子モジュール１１０ｄ（４個のアレイ１１２を有する）をサブマウント１４０ｄに組み付ける。
【００６１】
上述したサブマウントは、例えば、約１００μｍ〜約１ｍｍの間における厚さ範囲内に設けることができる。したがって、種々のかつ相反しさえもする配慮をサブマウント１４０のサイズ及び厚さの選択に施すことができる。数個のアレイ１１２を組み付けることができる比較的大きいサブマウント１４０は、組立て中における単一書込みモジュール１００における隣接アレイ１１２の場所間の不整合を減少することに寄与し、またひいては印刷システムにおけるより高い最終品質にも寄与する。さらに、このような比較的大きいサブマウント１４０によれば、一般的にサブマウント端縁に関連するデッドスペースを減少することによって、よりコンパクトなアレイ構成を可能にする。しかし、幾つかの実施形態において、排熱を主要な配慮対象とすることができ、薄いサブマウントが好ましく、またこれによりサブマウント経由でヒートシンクに向かう集積電子モジュール１１０からの排熱をより効率的にすることができる。薄いサブマウントは極めて脆性が高いものとなる傾向があり、僅かな数のアレイ１１２−例えば、４個のアレイ又は２個のアレイ又は単に１個のアレイでさえもある−に対してのみ接続部を提供する小さいサブマウントが好適であり得る。さらに、より多い数のアレイを単一（大型）のサブマウントに組み付けるとき、失敗（組立て中又は後の機械加工中のいずれかで）の可能性がより高くもなり、この場合、書込みモジュールにおける光源の大部分の交換を余儀なくされる。ＶＣＳＥＬアレイと下側のクーラーとの間における熱抵抗を最小化するためには、金属製クーラーの表面上に電気絶縁性及び熱伝導性材料の薄い層（例えば、数ミクロン、代表的には２μｍ未満）を配置できることに留意されたい。例えば、クーラーの表面を窒化アルミニウムの薄い層でコーティング（例えば、スパッタリングにより）ことができ、この場合、各発光素子に駆動信号を個別に搬送するよう導電体をその後に塗布する。
【００６２】
アレイへの電気接続は、一般的にサブマウントの表面上に配置した金属化ラインによって設けることができ、代表的には接点セット（例えば、接点コネクタ又は接点アレイ１３８として配列される）及び集積電子モジュール１１０のはんだバンプにはんだ付けするよう構成したサブマウントのパッドアレイを接続する（このようなラインは図２Ｂにはっきりと示されている）。Ｙ方向に沿うサブマウント上の導電ラインの横方向密度は、少なくとも大まかにＹ方向に沿う光源の密度を２で割ったものに対応することを付記する。以下は、サブマウントの導電ラインに関連する厳密な制約を説明する非限定的数値の例である。この例によれば、Ｙ方向に沿う光源の横方向間隔は約５０μｍであり、したがって、約２０個の光源をＹ方向に沿ってそれぞれ１ｍｍ間隔で分布させ、各光源に接続するためこのような１ｍｍに沿って約２０本の導電ラインを設けることができる。ライン１１８ａ上のアレイ１１２及びライン１１８ｂ上のアレイ１１２に対する導電ラインは、互いに逆の方向から（すなわち、図２Ａの頂部及び底部から）指向させることができ、したがって、隣接間隔を伴って各ラインの次の導電ラインまでの幅全体は、おおよそ約１００μｍであり得る。約３０μｍの間隔、約７０μｍの導線ライン幅及び約１０μｍの金属厚さを仮定すると、３００ｍＡの電流が導体に約６０℃の温度上昇（外気に対し、また導体長さとは無関係に）を発生する。この点に関して、導電ラインの厚さは絶対値及びアスペクト比の双方で制限されることを付記する。絶対厚さは数１０μｍ（例えば、１０又は２０又は３０μｍでさえもの値）に限定することができるとともに、導電ラインの断面におけるアスペクト比は１：１又はそれより低い比までも限定することができる（したがって、例えば、２０μｍ幅のラインの厚さは２０μｍより大きくない、また一般的にそれより小さいものであり得る）。５００ｍＡの電流は、同一構成で３ｍｍ長さの導体に１７０℃の温度上昇及び約３０ｍＷの電力損失を発生する。Ｙ方向に沿う光源の間隔が５０μｍより小さい場合（できれば印刷システムのより高いアドレス解像度を可能にする）、導電ライン幅はより小さくするのが望ましく、この結果として、導体に許容される電流に対するより厳密な制約さえも生ずることになる。
【００６３】
図２Ｂは、サブマウント１４０の一部分における詳細図を概略的に示し、光源の５行及び５列を有するアレイ１１２に対応するパッド１４２のアレイを示す（図ではアレイ１１２の輪郭のみを示す）。各パッド１４２は導電ライン１４４に電気的に接続する。種々のかつ相反しさえもする配慮をアレイ１１２の物理的寸法及び各アレイにおける光源の総数に施すことができる点に留意されたい。この点に関しては、アレイ１１２は好適には、大まかにほぼ等しい４つの側辺を有する四辺形の形状を形成することを付記する。この理由は、レンズ１３０の光学的品質が一般的にレンズ周辺に向うにつれて低くなる、すなわち、アレイの周辺近傍（レンズ中心からレンズ周辺に近づくにつれて）の光源の結像光点は一般的に中心光源の光点よりも大きくなるからである。したがって、方形アレイによれば、長方形アレイに比べるとより均一な結像光点を生ずることを可能にする。光源の小さいアレイは少なくとも２つの理由で実施するのが困難である。第１に、列におけるより少数の光源は同一行の隣接する２つの光源間における小さい距離及びダイの小さい全体寸法を暗に意味する。例えば、光源の場所におけるＹ軸上の隣接投射間の距離（すなわち、倍率が±１である場合に、隣接する２つの光点間距離）が約５０μｍである２×２のアレイでは、行における隣接する２つの光源間距離は２倍も大きい、すなわち約１００μｍとなり、製造が困難となり得る。この場合のダイの全体寸法はおおよそ０.３〜０.４ｍｍとすることができ、この寸法は、幾つかの実施形態において、多数のダイに起因して製造によりコストがかかり、また取扱い及び組立てが困難となり得る。これに比較すると、Ｙ軸に沿う光源の間隔が同一である５×５のアレイでは、行における隣接する２つの光源間距離は約２５０μｍとすることができ、ダイの全体寸法（側辺長さ）は約１.５ｍｍとすることができる。同一アレイに関連する第２の難題は、結果として生ずるレンズ１３０の直径が小さくなることである。例えば、上述した２×２のアレイの場合、レンズ直径は約０.７ｍｍであり、このことは取扱い及び隣接の光源アレイに対する整列を困難なものになるおそれがある。これと比較して、上述した５×５のアレイの場合、レンズ直径は約５ｍｍであり、取扱い及び整列を相当簡単なものにすることができる。
【００６４】
他方で、多数の光源のアレイも実施が困難であり得る。最初に、より多数の光源を有するようアレイを選択するとき、アレイの物理的寸法はより大きくするのが望ましいことを付記する。第１に、列内における隣接光源間の距離が一定であると仮定すると、アレイサイズの全体寸法は、アレイに設ける光源の数をより多くするにつれて拡大する。第２に、より多くの光源がアレイに設けるにつれて、アレイ外縁における隣接光源間により多くの導電ラインが延在し、かつアレイ内方部分における光源に到達できるようにするため、列における隣接光源間の距離を増大させるのが好ましい。したがって、概して、アレイ寸法（すなわち、ほぼ矩形形状のアレイに関してはアレイの側辺長さ）は、アレイにおける光源の総数にほぼ相関する（また、推測するに総数の平方根には相関しない）。
【００６５】
大きなアレイは少なくとも２つの理由で実現するのが困難であり、すなわち、第１に大きいアレイはサイズに起因して極めて脆性が高いおそれがある大きいダイを暗に意味する。例えば、上述した同一Ｙ軸グリッド間隔が５０μｍ超の５０×５０個の光源アレイは、約４０〜６０ｍｍの側辺長さを有することができる。集積電子モジュール１１０の全体寸法に関して上述したように、約４〜６ｃｍの側辺長さを有する対応のダイは、大き過ぎて製造ができない、大き過ぎて取扱いができない、また大き過ぎて信頼性高く組み立てることができないおそれがある。さらに、大きなアレイは、必然的に製造における生産量が低くなることを暗に意味する。書込みモジュール１００で大きなアレイを実現する上での第２の困難性は、結果としてＸ軸に沿う光源場所の分布が大きくなることに関連する。上述したように、Ｘ軸に沿う光源場所の大きい分布は、画像化表面における照射ポイントとニップとの間における距離が大きい分布となることを暗に意味し、またこの結果として、光源により画像化表面上のポリマーを改質するイベントと印象付けイベントとの間における時間間隔の広がりが大きくなることを意味する。
【００６６】
したがって、集積電子モジュール１１０のダイは（すなわち、側辺長さを有する）約０.５ｍｍより大きくかつ約２５ｍｍより小さいものとすることができ、好適には０.８ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内、さらに好適には１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内、より好適には１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であると、結論付けられる。さらに、光源のアレイ１１２は、幾つかの実施形態によれば、約２×２より大きくかつ約５０×５０より小さいものとすることができ、好適には約３×３〜約３０×３０の範囲内、より好適には約５×５〜約２０×２０の範囲内とすることができる。幾つかの実施形態によれば、本明細書で明示的に詳述した印刷解像度と比較してより高い又はより低い解像度、より大きい又はより小さいアレイを必要とする特定実施形態も考えられるということを強調する。
【００６７】
＜書込みモジュールアセンブリ＞
書込みモジュールは、さらに、光源に電気的に関連し、また光源を個別に作動及び不作動にするよう構成された電子駆動回路を有する。図３Ａ及び３Ｂは、組み付けることができる書込みモジュール２００の実施形態における斜視図及び側面図をそれぞれ概略的に示す。書込みモジュール２００は、ヒートシンク２１０（図３Ｂに明示する）の底面２１２に並置して取り付ける上述したような書込みモジュール１００を有することができる。分かり易くするため、レンズはこれら図で示さず、またヒートシンクは図３Ａに示さない。書込みモジュール２００は、さらに、書込みモジュール１００の２つの側面から展開する電子回路２２０を有する。図３Ａ及び３Ｂに示す実施形態によれば、電子回路２２０は、ヒートシンクの２つの側面２１４及び２１６にそれぞれ取り付けられる、少なくとも２つの電子回路板２２２ａ及び２２２ｂ（例えば、印刷回路板、すなわちＰＣＢ）上に展開する。
【００６８】
回路板２２２ａ及び２２２ｂの電子回路は、それぞれフレックス回路２３０を介してライン１１８ａ及び１１８ｂに沿って配列される集積電子モジュール１１０に接続する。フレックス回路２３０は、互いに電気絶縁しかつ機械的にともに関連付けされて導体の可撓性で、好適には平坦な集合体を形成する複数の導電ラインを有する。フレックス回路２３０は、したがって、駆動信号を個別制御可能な光源に導くための機械的に可撓性であり、かつ超並列導電体をなすよう構成される。幾つかの実施形態によれば、フレックス回路２３０は、さらに、集積電子モジュール１１０の光源のすべて又は少なくとも幾つかから帰還電流を共通して導くよう構成された共通導体ラインを有する。この共通ラインは、単一導電ラインよりも大きい断面を有し、光源の少なくとも幾つか又はすべての帰還電流を搬送することができる。
【００６９】
フレックス回路２３０は、薄く可撓性のある２つの誘電層間において薄く可撓性のある誘電層上に配置又はラミネートされた複数の平行平坦導電ラインを含む可撓性平坦ケーブル（ＦＦＣ：Flexible Flat Cable）を有することができる。代案的に、フレックス回路２３０は、一般的には従来周知のフォトリソグラフィによって製造される可撓性印刷回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）を有することができる。典型的なＦＰＣは、代表的には銅又は他の導電性のよい金属で形成され、例えば、ポリイミド、又はポリエチレン・ナフタレート（ＰＥＮ）若しくはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステルで形成された薄く可撓性のある誘電基板上に結合又は堆積されたフォトリソグラフィ加工された平坦金属導体を有することができる。
【００７０】
幾つかの実施形態において、１つのフレックス回路２３０は１つのサブマウント１４０に関連付けるが、このような対応性は必須ではない。図３Ａ及び３Ｂの書込みモジュール２００において、サブマウント１４０上に光源の単一アレイを有する１つの集積電子モジュール１１０を組み付けたが、電気的に単一のフレックス回路２３０に関連付ける。
【００７１】
図３Ｃは、フレックス回路２３０の例示としての２重フレックス回路２３２の実施形態を概略的に示す。２重フレックス回路２３２は、第１端部２３６ａと第２端部２３６ｂとの間に延在する誘電層２３４を含む両面ＦＦＣを有する。２重フレックス回路２３２は、さらに、誘電層の第１表面に配置された複数の導電ライン２３８を有し、これら導電ライン２３８は個別に制御される光源に駆動信号を導くよう構成される。複数の導電ライン２３８は、第１端部２３６ａにおける第１パッドアレイ２４２から第２端部２３６ｂにおける第２パッドアレイ（ここでは図示せず）まで延在する。第１パッドアレイ２４２は電子回路を担持するＰＣＢ上における対応のパッドアレイに（例えばはんだ付けにより）接続するよう構成されるとともに、第２パッドアレイ（ここでは図示せず）はサブマウント（図２Ａにおけるパッドアレイ１３８のような）上又は集積電子モジュール１１０上における対応するパッドアレイに（例えばはんだ付けにより）接続するよう構成される。各導電ライン２３８は、第１アレイにおける単一パッドを第２アレイにおける単一パッドに電気的に接続する。
【００７２】
２重フレックス回路２３２は、さらに、誘電層の第２表面上に配置され、また光源からの帰還電流を共通して導き、したがって、共通ラインとして機能するよう構成された単一導電ライン２４０を有する。共通ライン２４０は第１端部２３６ａから第２端部２３６ｂまで延在し、また誘電層の第１表面におけるパッド２４４を第２端部２３６ｂにおける１つ又はそれ以上のパッド２４６に電気的に接続する。パッド２４４は、例えば、第１表面から第２表面まで至るビアホール（ここでは図示せず）を介して共通ライン２４０に接続する。パッド２４４は、電子回路を担持するＰＣＢ上の対応する共通パッドに電気的に接続する（例えば、はんだ付けによって）よう構成することができる。１つ又はそれ以上のワイヤ２４８を使用して、第２端部２３６ｂにおける１つ又はそれ以上のパッド２４６を集積電子モジュール１１０（ここでは図示せず）の共通接点に、例えば、ワイヤボンディング技術を用いて接続することができる。
【００７３】
集積電子モジュール１１０はＶＣＳＥＬｓによって形成される光源を有するとき、共通接点は、ＶＣＳＥＬｓへの個別制御接点のある表面とは反対側のダイにおける表面に都合よく配置されることを付記する。したがって、ＶＣＳＥＬｓダイをサブマウントに対面する個別接点のアレイに組み付ける場合、共通接点は反対方向に対面することができ、ダイの前面サイドに配置され、これによりこのようなワイヤボンディングのためにアクセス可能となり得る。共通ラインは、２重フレックス回路２３２の第１表面上におけるパッド（ここでは図示せず）に電気的に接続することができ、このパッドは、サブマウントに（又は光源ダイに）はんだ付けするよう構成され、したがって、ワイヤボンディングの必要性を排除することができる。ワイヤ２４８は、比較的細く、例えば、約２００μｍより小さい、又は約１００μｍより小さい、約２５μｍより小さいことすらある、直径を有することができる。これに応じて、数本（１ではない数）のワイヤが共通ライン２４０を集積電子モジュール１１０上の共通接点に接続することができ、これにより機械的に可撓性でありなおかつ良好な導電経路を維持し、動作中のこのような接続線上での電圧低下を比較的小さいものにすることができる。幾つかの実施形態によれば、ワイヤボンディング技術を使用して回路板２２２上の電子回路及びサブマウント（又は集積電子モジュール１１０）を接続することができ、このとき機械的に可撓性な接続線を用いることを付記する。さらに、上述した技術の変更例も考えられることを付記する。例えば、幾つかの実施形態によれば、電子回路２２０及び光源を接続するのに多重層フレックス回路を使用することができる。代案的に、共通接点及び信号接点は光源ダイの同一側に配置することができ、これにより単一サイドからダイに接続することを可能にする。
【００７４】
サブマウント１４０と回路板２２２との間における電気接続のためにフレックス回路２３０を使用することによれば、ヒートシンク２１０の底部面２１２と側面２１４及び２１６との間における「コーナー」にわたり比較的構成簡単な超並列の電気接続を可能にする。さらに、フレックス回路２３０によれば、集積電子モジュール１１０を、好適には、ＰＣＢのような回路板上に組み付けず、また電子回路２２０を、好適には、サブマウント１４０上に直接据え付けないでおくことができるので、モジュールにおける２つの異なる基板間−すなわち、サブマウントと電子回路板との間−における比較的構成簡単な接続を可能にする。図３Ｄは、この場合、サブマウント１４０及び電子回路板２２２は同一平面に沿って整列させてヒートシンク２５２上に組み付ける書込みモジュール２５０の実施形態を概略的に示す。サブマウント１４０及び電子回路板２２２は、超並列可撓性接続、例えば、２重フレックス回路２３２を介して接続する。書込みモジュール２５０の構成であっても、２重フレックス回路２３２（又はその点に関して任意なタイプのフレックス回路）の代わりに、電子回路板２２２とサブマウントとの間に（又は集積電子モジュール１１０のダイとともに）剛性接続を設けるのはそれほど最適ではないおそれがあることを付記する。第１には、サブマウント（又はダイ）と電子回路の回路板との相対位置における不可避な機械的誤整列及び公差が、このような剛性接続の信頼性及び耐久性を低下又は損なうおそれがある。またさらに、サブマウント１４０及び回路板２２２の異なる温度及び異なる熱膨張係数に起因して、両者間の剛性接続は、動作中に一方又は双方の機械的完全性に悪影響を及ぼすことがあり得る。
【００７５】
しかし、フレックス回路２３０上の比較的高い導体密度が上限を課す、又は少なくとも各導電ラインにおける利用可能な導通断面に対するバリアを課し、したがって、このような導電ラインで信頼性高く導通させることができる電流に対して上限又はバリアを課すことを付記する。以下は、フレックス回路２３０の導電ラインに関連する厳密な制約を説明する非限定的数値の例である。この例は、サブマウント１４０における導電ラインに関して詳述したのと幾分共通する仮定を採用する。この例によれば、Ｙ方向に沿う光源の横方向間隔は約５０μｍであり、したがって、次の導電ラインまでの隣接間隔とともに、各導電ラインにおける全幅はおおまかに約１００μｍとなり得る。約７０μｍの導電ライン幅、導電ライン間の約３０μｍの間隔、及び約１０μｍの金属厚さを仮定すると、３００ｍＡの電流が導体に約６０℃の温度上昇（外気に対し、また導体長さとは無関係に）を発生する。この点に関して、現在利用可能な技術によれば、フレックス回路における数１０マイクロメートルの幅を有する導電ラインの厚さは一般的には１０μｍを超えない、及びより小さい値に制限しさえすることもできることを付記する。５００ｍＡの電流は、同一構成で３０ｍｍ長さの導体に１７０℃の温度上昇及び約３００ｍＷの電力損失、及び約０.６Ｖの電圧低下を発生する。３００ｍＷの電力損失は、幾つかの実施形態による各光源からの必要な光出力に等価である、すなわち、ほぼ等しい点に留意されたい。換言すれば、この例の導電ラインにおける５００ｍＡの駆動電流は、結果として相当大きな効率損失を、及びひいては大きな排熱問題を生ずるおそれがあり得る。さらに、導電ラインにおける１Ｖに対する１０分の幾つかの電圧低下（例えば、上述の例におけるような約０.６Ｖの低下）は、各光源からのパワー出力の較正を困難なものにすることがあり得る。さらにまた、Ｙ方向に沿う光源の間隔が５０μｍより小さい場合（できればより高いアドレス解像度、及びひいてはより高い印刷解像度を可能にする）、導電ライン幅はより小さくするのが望ましく、この結果として、導体に許容される電流に対するより厳密な制約さえも生ずることになる。
【００７６】
＜書込みモジュールの電子回路＞
幾つかの実施形態において、電子回路２２０は光源１２０への電圧源として構成した電流駆動段を有することができる。付加的又は代案的に、電子回路２２０は光源１２０への電流源として構成した電流駆動段を有することができる。２つのＶＣＳＥＬｓは同一電流によって又は同一電圧によって作動化又は駆動されるとき電気抵抗が相違することを付記する。さらに、２つのＶＣＳＥＬｓ間及び関連の駆動段間の２つの異なる導電ラインの電気抵抗は互いに異なることがあり得る。したがって、２つのＶＣＳＥＬｓ内に流し込まれる同一電流は、関連の駆動段の出力ポートで異なる電圧を必要とすることがあり得る。さらに、異なる個別ＶＣＳＥＬｓは、同一レベルの光パワーを出力するため、異なるレベルの電流を必要とし得ることを付記する。したがって、個別の較正機能を各ＶＣＳＥＬに対して確立し、この機能は、関連お駆動段の出力部に供給されるべき電流（又は幾つかの実施形態では電圧）を画定して特定ＶＣＳＥＬによって所定光パワーを生成できるようにすることができる。ＶＣＳＥＬ及び／又はそれへの導電ラインに生じ得る一時的変化に起因して、較正機能は、較正プロセスを採用することによって周期的又は間欠的にアップデートするのが望ましいことを理解されたい。
【００７７】
図４Ａは、ＶＣＳＥＬｓから成る複数の光源２８０に電気的かつ個別に接続し、これにより光源（図２Ａでドットによって概略的に示した光源１２０）に適切な電流を流し込むよう構成された駆動モジュール２７０の実施形態におけるブロック図を概略的に示す。駆動モジュール２７０は、任意な単一光源又は光源２８０の任意な組合せを作動化又は不作動にするコマンドを受け取るよう構成された制御モジュール２７２を有する。制御モジュール２７２は、さらに、各光源２８０、光出力パワーを伴う駆動電流（又は幾つかの実施形態によれば入力電圧）に関連する較正データを受け取るよう構成される。駆動モジュール２７０は、さらに、複数の駆動段２７６から成る駆動段モジュール２７４を有する。各駆動段２７６は、関連する光源２８０に流し込まれるべき電流（又は電圧）を指示する信号を制御モジュール２７２から受け取るよう構成される。駆動段２７６は、さらに、必要とされる電流（又は幾つかの実施形態において、必要とされる電圧）を出力して、関連の光源から所望光出力を生ずるよう構成される。
【００７８】
図４Ｂは、ＧａＡｓのＶＣＳＥＬによる光源２８６の幾つかの実施形態を作動させるのに適した電流を流し込むよう構成された電流駆動段２８４の特別な実施形態を概略的に示す。電流駆動段２８４は、光パワーにおける２つの出力レベル間、すなわち、ＯＮ状態とＯＦＦ状態（ゼロ出力パワーと同等）との間でＶＣＳＥＬ光源２８６を切り替えるよう構成され、概して、上述したように、同一出力光パワーを生成するために異なる電流レベルを異なるＶＣＳＥＬｓに（少なくともＯＮ状態において）供給することを必要とする。代案的に、電流駆動段２８４は、ＶＣＳＥＬ光源２８６を２つより多いレベルの出力光パワーで作動させる、すなわち、最大のパワー出力レベル及びゼロのパワー出力レベルを生成することに加えて、中間の光出力パワーを生成するようＶＣＳＥＬ光源２８６を作動させるよう構成することができる。幾つかの実施形態によれば、電流駆動段２８４は、４つより多い異なるレベルの出力パワーで、又は６つより多い若しくは１０より多い、又は１５より多いことすらもある異なるレベルの出力光パワーでＶＣＳＥＬ光源２８６を駆動することができる。数個の較正したレベルの出力光パワーを使用することは、印刷ライン幅の微調整及び印刷領域の境界線の微調整を可能にするために印刷システムにとって有利である。付加的に又は代案的に、種々の較正したレベルの出力光パワーは、それぞれがピクセル内又は所定面積内の種々のドットサイズ印刷を可能にし、これにより印刷領域の階調（グレー）レベルを制御することができる。さらにまた、幾つかの実施形態によれば、数個の較正したレベルの出力光パワーを使用することは、以下に図５Ａ〜５Ｄで説明するように隣接光源を使用することによって、故障した光源を補償することができる。
【００７９】
幾つかの実施形態において、駆動段２７６又は電流駆動段２８４は、ＶＣＳＥＬ光源内に約５０ｍＡより大きい、又は約１００ｍＡより大きい、又は約１５０ｍＡより大きい電流を流し込むよう構成する。幾つかの実施形態において、駆動段２７６又は電流駆動段２８４は、ＶＣＳＥＬ光源内に約２００ｍＡ未満の電流を流し込むよう構成する。幾つかの実施形態において、駆動段２７６又は電流駆動段２８４は、光源に直列接続される半導体接合の数により決定されるスイッチング電圧をＶＣＳＥＬ光源に供給するよう構成する。例えば、ＧａＡｓの２つの半導体接合を有する光源に関しては、駆動段２７６又は電流駆動段２８４は、３Ｖ〜８Ｖの間における最大駆動電圧を供給するよう構成することができる。直列で動作する３つの半導体接合を有する光源に関しては、駆動段２７６又は電流駆動段２８４は、５Ｖ〜１５Ｖの間における最大駆動電圧を供給するよう構成することができる。
【００８０】
図５Ａ〜５Ｄは、隣接する光源のグループによって発生する光点のパワープロファイル及びグループによって結果として生ずる複合パワープロファイルを概略的に示す。説明上、図は、一直線に沿って配列した理想化光源の簡単な一次元的な例に関するとともに、より現実的かつ定量的な分析を印刷システム動作中における画像化表面上の光点の２次元的性向に配慮するべきことを強調する。
【００８１】
図５Ａは、Ｙ軸に沿って配列される７個の光点のパワーにおける光点プロファイル５０２ａ〜５０２ｇを示す。光点プロファイルは、任意に選択した約１の最大強度及び約１の最大半値幅のガウス分布形状を有すると仮定する。複合プロファイル５０４は、総パワー、すなわち、Ｙ軸に沿う光点プロファイルのパワーの合計を表す。画像化表面上のポリマーは、複合パワープロファイル５０４がｈの値（この実施例では約１.４に等しいものに選択した）を超えるポイントで放射によって改質（例えば軟化又は液状化）されると仮定する。したがって、ポリマーは、約ｙ＝０と約ｙ＝６との間における長さ６の印刷ライン５０８に沿って改質される。
【００８２】
１つの光源が動作不能である状況を図５Ｂに示す。図５Ｂは、図５Ａの例におけるようにＹ軸に沿って配列した６個の光点のパワーに関する光点プロファイル５２２ａ〜５２２ｄ及び５２２ｆ〜５２２ｇを示す。動作不能の７個目の光源を表す光点プロファイル５２２ｅが存在しないことを付記する。この結果として、複合プロファイル５２４は約ｙ＝３及びｙ＝５の間で閾値ｈを超えず、印刷ライン５２８は２つの断片に、すなわち断片５２８ａ及び５２８ｂに断片化される。動作不能光源が、動作可能な光源の隣接プロファイルと複合したとしても、減少した光点プロファイルは十分に閾値に達することができないような単なる欠陥品に過ぎない場合に、同様の結果が得られた。
【００８３】
動作不能な又は欠陥品である光源の結果として断片化した印刷ラインの問題を克服ため、欠陥光源に隣接する光源のパワーは、図５Ｃに示すように増加させることができる。この例において、光点プロファイル５４２ｄ及び５４２ｆ（存在しない光点プロファイル５４２ｅの両サイドにおける）のパワーを２倍にして、２の最大強度に達せしめる。複合プロファイル５４４は約ｙ＝０と約ｙ＝６.２との間における区間で連続的に閾値ｈを超え、これによりこの区間に沿って印刷ライン５４８を連続的に形成することができる。したがって、光源の出力光パワーを公称標準レベルよりも増大させることを使用して、動作不能又は欠陥品である隣接光源を補償することができる。光点プロファイル５４２ｆの振幅増加に起因して、印刷ライン５４８は図５Ａに示すｙ＝６のポイントを超えて存在する点に留意されたい。しかし、印刷ラインの端部位置を微調整する、すなわち複合プロファイル５４４が閾値ｈと交差する場所を微調整することは、図５Ｄに示すように、光点プロファイル５４４ｇの強度を微調整することによって達成することができる。
【００８４】
図５Ｄは、光点プロファイル５６２ａ〜５６２ｇを示し、光点プロファイル５６２ａ〜５６２ｆは１の公称標準強度を有し、また光点プロファイル５６２ｇは半分の強度、すなわち０.５の最大強度を有する。この結果として、複合プロファイル５６４は、約ｙ＝５.５の図示プロットの右側サイドで閾値ｈと交差する。したがって、印刷ライン５６８は約ｙ＝０及びｙ＝５.５の間に延在し、これは図５Ａに示す例における印刷ライン５０８と比べると、約０.５の単位長さだけ短い。印刷ライン５６８の長さのより微細な調整（すなわち、ラインの各端部場所を微調整すること）は、これら端部近傍の光点プロファイル、すなわち、５６２ａ及び／又は５６２ｇの強度を、０と、０.５以外の最大強度との間における中間レベルに調整することによって得ることができる点を理解されたい。したがって、光点プロファイルのパワーレベルを適正に制御することによって、アドレス解像度よりも相当高い印刷解像度（すなわち、Ｙ軸上における光源間の間隔）を得ることができると結論付けられる。
【００８５】
図２、３及び４につき上述したように、電子回路の駆動段は光源に近接して位置決めするのが好ましい。例えば、駆動段２７６は、図４Ａの光源２８０に近接させて位置決めするのが好ましい。駆動段と光源との間における導電ラインの長さを最小化することは、結果として、このような導電ラインにおける電力損失及び熱放散を最小化し、導電ラインの寄生インダクタンス及び相互キャパシタンスに起因する信号歪みを最小化し、また駆動モジュール２７０のスイッチング帯域幅を最大化する。図３Ａ及び３Ｂに戻って説明すると、アレイ１１２における複数の光源に電流を流し込むための駆動段（例えば、図４Ａの駆動段２７６）は、回路板２２２上に展開した電子チップ２９０（ここでは通常の電子パッケージ２９２内）に配列する。図３Ａ及び３Ｂの実施形態において、各電子チップ２９０は１つのライン１１８ａ又は１１８ｂに沿う２つの隣接アレイ１１２内の光源に電気的に関連付ける。したがって、例えば、単一アレイ１１２がＹ軸に沿って５０μｍのグリッド間隔で５行及び５列の光源を有する場合、各アレイは、Ｙ方向に沿って約１.２５ｍｍ長さの連続セグメントに沿って放射することができる２５個の光源を有する。したがって、単一電子チップは、Ｙ軸に沿う２つのこのような非連続セグメントを互いに跨る５０個の個別光源に電気的に関連付けされる。したがって、２つの回路板２２２ａ及び２２２ｂで互いに対向して位置決めされる２つの電子チップ２９０は、Ｙ方向に沿って約５ｍｍの連続セグメントを相互に跨る１００個の光源に電気的に関連付けされる。したがって、それぞれが約４.５ｍｍの幅（Ｙ方向に沿って測った）を有する電子パッケージ２９２内にパッケージ化される電子チップ２９０の行は、各回路板２２２ａ及び２２２ｂで０.５ｍｍ間隔を挟んで並置させて据え付けることができる。各電子パッケージは、さらに、約１ｃｍ又は２ｃｍ又は３ｃｍでさえもの長さ（Z方向に沿って測った）、及び結果としての約０.５ｃｍ２又は約１ｃｍ２又は約１.５ｃｍ２でさえもの面積を有することができ、このような面積は、電子チップからヒートシンク２１０への熱放散できるよう構成される。
【００８６】
図示の実施例のように、電子チップ２９０は５０個のＧａＡｓ個別ＶＣＳＥＬｓをスイッチング（「オン」及び「オフ」のみ）するよう構成することができ、この場合、最大（「オン」）電流は約５０ｍＡであり、また「オン」時間中における各駆動段の電圧低下は約２Ｖである。したがって、電子チップは、約５Ｗの最大電力を消費することができ、また約７０ｍｍ２の面積にわたることができる。上述したように、印刷プロセスを遂行するためのポリマー改質は、一般的に印刷フォーマットの単位長さあたりのエネルギーとして定義される所定エネルギー密度を必要とする。したがって、プロセスに必要とされるパワー密度-エネルギー密度から導き出される-は、印刷速度に線形的に依存する。換言すれば、印刷速度が２倍である場合、プロセスに必要とされるパワー密度も概して２倍になり、最大ＶＣＳＥＬ電流及び制御電子回路の電力消費量を２倍にすることを余儀なくする。電子機器、とくに回路設計及びマイクロ電子パッケージングの当業者であれば、ＶＣＳＥＬ光源の密度、すなわち単位面積あたりの光源数は幾つかの実施形態においてより高くなり、例えばＹ方向に沿うＶＣＳＥＬ光源のグリッド間隔は、５０μｍよりも小さく、例えば、４０μｍ又は３０μｍ又は２０μｍでさえになり得る。このとき、各電子チップ２９０は対応するより多くのＶＣＳＥＬ光源、例えば、約６０個又は約８０個又は約１２０個の個別ＶＣＳＥＬ光源をスイッチングするよう構成するのが好ましい。この結果として、各チップの面積は、より多くのスイッチを単一チップに集積すればするほど大きくなり、また動作中のチップにおける熱放散も多くなり得る。さらに、幾つかの非ゼロ電流レベルにおける電流を駆動して、幾つかの非ゼロレベルの光放射を得るよう（例えば図５Ｃ及び５Ｄで例示したように）駆動段を構成する場合、チップにおける平均熱放散はより多くなり、またチップ面積もより大きい（オン-オフ切替えのためにのみ構成した実施形態に比べて）ものにするのが好ましい。さらに、当業者であれば、電子回路２２０のレイアウトは詳細に上述した実施形態以外の多くの実施形態によって実現できることを理解するであろう。例えば、電子チップ２９０のような電子チップは、異なる数のアレイ１１２に、とくに、２つより多い数のアレイ、例えば、３若しくは４個のアレイ又はそれ以上のアレイに関連付け、これによりパッケージ２９２間のギャップに起因する回路板２２２におけるデッドスペースを減少し、したがって、排熱のためにより大きいチップ面積を可能にするよう構成することができる。
【００８７】
＜書込みモジュールの光源＞
図６Ａ〜６Ｅは、互いに隣接配置され、互いに電気的に直列接続されるＶＣＳＥＬｓのクラスター３１０を有する光源３００の幾つかの実施形態を示す。図６Ａは光源３００アレイ３１２における一部分を示し、このアレイ３１２は、行３１４及び列３１６から成り、アレイ１１２に関して上述したように、行３１４はＹ方向に平行であるとともに、列３１６がＸ方向に対して角度θをなすよう傾斜するようスキュー付けする。アレイにおいて、隣接光源間の距離を符号Ｄでマーク付けする（ここでは列３１６に沿う）。Ｙ方向に沿うグリッド間隔−すなわち、光源場所のＹ軸上への隣接投影間距離−を符号ｒで示す。上述したように、ｒはアドレス解像度を決定し、印刷システムの印刷解像度に関連する（また幾つかの実施形態においてはこれに等しい）。幾つかの実施形態において、距離Ｄは、幾つかを上述した種々の製造上の配慮によって決定される。幾つかの実施形態において、行３１４に沿う隣接光源間の距離は、列３１６に沿う隣接光源間の距離にほぼ又は正確に等しい。
【００８８】
図６Ｂは、３個、４個、５個、６個及び７個のＶＣＳＥＬｓ３２０のクラスター３１０ａ、３１０ｂ、…、３１０ｅから成る光源３００の５つの実施形態をそれぞれ概略的に示す。各クラスターにおけるＶＣＳＥＬｓ３２０は、一斉に放射するよう構成しかつ動作可能であり、空間的に配置し、また以下に詳細に説明するように作動させるとき、印刷システムの画像化表面上に単一の光点を生成するよう光学的に構成する。光源３００の直径（又は寸法）は符号ｄで示し、また単一光源におけるＶＣＳＥＬｓ３２０のクラスター３１０を包囲する円３２４の直径によって決定される。これに応じて、ｄは、ｒよりも小さい又は大きいものとすることができ、また一般的にＤがｄよりも大きい場合には、ｒにほぼ等しい。
【００８９】
図６Ｃは、ＶＣＳＥＬｓ３２０の２つのクラスター３１０によって発生する光ビーム３３０の側面図を概略的に示す。現在利用可能な技術によるＶＣＳＥＬｓによって生成される光ビームの発散角は一般的に５〜２５°（半角）の範囲内である。したがって、ＶＣＳＥＬｓの作動領域における平面３３２と、隣接光ビームが合体（合致）する平面３３４との間の距離ｓはクラスターにおける隣接ＶＣＳＥＬｓ間の距離の１.５〜５倍である（ここで、ｓは、Ｚ軸に一致するＶＣＳＥＬｓの光軸に沿って測定される）。隣接ＶＣＳＥＬｓ間の距離が、例えば１０μｍである場合、平面３３２及び３３４間の距離は約１５〜５０μｍとなり得る。
【００９０】
クラスター３１０は、印刷システムの光学系（ここでは図示せず）を使用して画像化表面上に単一の光点を生成することができる。このような幾つかの実施形態によれば、光学系−例えば、図２Ａの光学系１２８のような−は、画像化表面上に平面３３４を、又は光源の平面３３２から遠位にある他の平面を結像するよう構成することができる。換言すれば、光学系は、何らかの焦点−一般的には僅かな焦点で画像化表面上に光源３００を結像するよう調整することができ、これにより画像化表面上に光源の結像をぼやけさせ、また各クラスター３１０からの光ビームで単一光点を形成することができる。付加的又は代案的に、例えば、収差又は回折による結果として生ずる光学系の不可避のぼやけは、焦点なしでも画像化表面上にクラスターを単一光点として結像させることができる。
【００９１】
幾つかの実施形態において、クラスター３１０におけるＶＣＳＥＬｓ３２０の配列及び向きは、好適には、作動させたＶＣＳＥＬｓ（単一クラスターにおける）のトレースが単一ピクセル形成の持続時間中に、画像化表面上における単一光点としてオーバーラップ及び合体するようＸ方向に対して決定する（ここでは図示しない）。換言すれば、光源３００を作動させる単一ピクセルの持続時間内に、ＶＣＳＥＬから発する各光ビームが画像化表面の連続的運動に起因して画像化表面上に短いラインをトレースする。したがって、各ＶＣＳＥＬは画像化表面上にトレースを残し、その長さはピクセル持続時間及び画像化表面速度によって決定され、その幅は画像化表面上における光ビームの直径によって決定される。各クラスター３１０の光ビームにおける部分的オーバーラップ及び合体は、ピクセル持続時間中における画像化表面の運動とともに、ＶＣＳＥＬｓのクラスターから単一光点を生成する。
【００９２】
図６Ｄは、電気的に直列接続したＶＣＳＥＬｓのクラスターにおける等価電気回路３４０を概略的に示す。回路３４０は、図示の非限定的実施例のように、発光ダイオード３４２ａ、３４２ｂ及び３４２ｃとして示した３個のＶＣＳＥＬｓ３２０は直列接続し、それぞれは１つの接合を含む活性領域を有する。選択した作動ポイントにおいて、単一のＶＣＳＥＬ３２０は、
Ｐ＝η・Ｉ・Ｖ        （１）
の光出力パワーを生成し、ここでＩ及びＶはそれぞれ動作電流及び電圧であり、ηはパワー変換効率である。回路３４０によって示したＶＣＳＥＬｓのクラスターは、光出力パワーの合計、すなわち、Ｐ３＝Ｉ・（Ｖ１・η１+Ｖ２・η２+Ｖ３・η３）を生成することができ、ここで下付き文字１、２及び３は３つの異なるＶＣＳＥＬｓを表す。Ｐ３は、さらに、３つのＶＣＳＥＬｓ各々における平均電圧低下Ｖ及び平均パワー変換効率ηを仮定するとより単純化した式、すなわち、Ｐ３＝η・Ｉ・３Ｖで表現することができる。換言すれば、３つのＶＣＳＥＬｓのこのようなクラスターは、同一動作電流で単一ＶＣＳＥＬの光出力パワーのおおよそ３倍を出力することができる。
【００９３】
より一般的に、ＶＣＳＥＬｓのクラスター３１０を有する光源３００は、以下の順次のステップに従うプロセスにおいて構成することができ（例えばクラスターのＶＣＳＥＬｓの数を決めることができ）、先ずその光源のための所望動作電流を選択することができる。このような所望動作電流は、先に説明及び詳述したように、そのＶＣＳＥＬに関連する回路における導電ラインの制限及びスイッチング効率を考慮して、クラスターにおける単一ＶＣＳＥＬのための比較的高い効率の作用点を決定するよう選択することができる。次に、選択した作用点におけるＶＣＳＥＬの光出力パワーを、上述した光出力パワー等式（１）を用いて推定することができる。この後、単一光源からの所望光出力パワーを単一ＶＣＳＥＬの光出力パワーで割り算してクラスターにおけるＶＣＳＥＬｓの必要な個数を決定することができる。
【００９４】
図６Ｅは、２つのＶＣＳＥＬｓクラスター３４６で直列接続した２つのＶＣＳＥＬｓ３２０ａ及び３２０ｂそれぞれの断面図を概略的に示す（ＶＣＳＥＬｓ３２０ａ及び３２０ｂそれぞれにおけるこの図で表している素子の符号に添え字「ａ」及び「ｂ」を付して示す）。ＶＣＳＥＬｓは基板３４８上に構築し、薄い絶縁層３５０によって絶縁する。各ＶＣＳＥＬは、底部ブラッグリフレクタ３５２と、底部ブラッグリフレクタ３５２の上方における部分反射性頂部ブラッグリフレクタ３５６と、及びこれら底部及び頂部のブラッグリフレクタ間における活性領域３５４とを有する。ＶＣＳＥＬｓは、一般的に電流を局限し、またひいてはビーム幅を画定するための伝導アパーチャ（ここでは明示しない）を有する酸化層を含む。概して、正の電気接点３６０を基板３５０の頂部に配設し、絶縁層３５０により電気的に分離する。導電体３６２ａ（例えば、金属チャネル）を正の電気接点３６０から上側ブラッグリフレクタ３６５ａの上方まで延設することができる。導電体３６２ａは、ＶＣＳＥＬ３２０ａの上側ブラッグリフレクタ３６５ａに電気的に接触し、またさらに誘電層３５８ａによってＶＣＳＥＬ３２０ａの他の部分から電気的に絶縁する。同様に、導電体３６２ｂは、ＶＣＳＥＬ３２０ｂの上側ブラッグリフレクタ３５６ｂにより底部ブラッグリフレクタ３５２ａに電気的に接続することができ、誘電層３５８ｂによってＶＣＳＥＬ３２０ｂの他の部分から絶縁する。クラスターにおける負の金属接点３７０は底部ブラッグリフレクタ３５２ｂに接触し、できればこれと同一平面（概して、底部ブラッグリフレクタ３５２ａの平面に一致する）上に配設する。負の金属接点３７０及び底部ブラッグリフレクタ３５２ｂは絶縁層３５０によって基板３４８から電気的に絶縁する。図６Ｅのクラスターは、このようにして、正及び負の金属接点３６０及び３７０間に電圧を印加することによって作動させることができるとともに、接点間における電圧低下はＶＣＳＥＬｓ３２０ａ及び３２０ｂにおける電圧低下の合計であり、また２つのＶＣＳＥＬｓに流れる電流は同一となり得る。
【００９５】
クラスター３１０又はクラスター３４６のような直列接続したクラスターを組み込んでいる本明細書の教示による書込みモジュールは、互いに並列に接続したＶＣＳＥＬｓのクラスター（本明細書では並列接続として示し、また主張した発明の範囲外であるためここでは示さない）を組み込む他の書込みモジュールよりも有利であることを付記する。先ず、総出力光パワー及び最適又は最適に近いＶＣＳＥＬ電流に関与する所望作用点を、直列接続クラスターと同程度に並列接続クラスターに採用することができる。換言すれば、所望（例えば、最適効率）電流を単一ＶＣＳＥＬに対して選択した後、クラスターにおけるＶＣＳＥＬｓの数を、上述したように、クラスターからの総必要パワーをこのような最適作用点における単一ＶＣＳＥＬにより送給される光パワーで割り算することによって選択することができる。さらに、前記最適電流を決定する電圧をクラスター全体に供給することができ、これにより直列接続クラスターにおけるのと同一数のＶＣＳＥＬｓを有する並列接続クラスターから同一総光パワーを得ることができる。
【００９６】
幾つかの点で、並列接続クラスター自体はＶＣＳＥＬｓの直列接続クラスターよりも若干の利点を有し得ることが認識されている。このような利点の１つは、並列接続クラスターの構築が、例えば、図６Ｅで説明したような直列接続クラスターよりも簡単であり、またＶＣＳＥＬｓにおける対応して接続される素子を同一平面に配置できるため構成がより簡単である。並列接続クラスターの他の利点は信頼性がより高いことであり、これはすなわち、直列接続したクラスターにおける１つのＶＣＳＥＬ内での断線（電気絶縁破壊）がクラスター全体を動作不能にするとともに、並列接続クラスターでは、１つのＶＣＳＥＬ内での断線がその故障したＶＣＳＥＬのみを動作不能にするからである。
【００９７】
直列接続クラスターに対する並列接続クラスターの上述したあり得る利点にも係わらず、直列接続クラスターを組み込む書込みモジュールはより有利であると見なせる。１つの理由は、並列接続クラスターが比較的高い電流（比較的低い電圧で）を必要とする、したがって、上述したように、ＶＣＳＥＬ電子集積モジュールへの導電ラインの構成に過酷な複雑さを課す点にある。第２に、並列接続クラスターのスイッチングは、並列接続クラスターが必要とするより高い電流に起因してより複雑な電子回路及び／又はより大きい表面積を必要とすることがあり得る。
【００９８】
カスケードＶＣＳＥＬｓは、本明細書教示による直列接続した発光半導体接合の他の構成を利用する。図７Ａは、カスケードＶＣＳＥＬ４００の例示的実施形態における構造の断面図を示し、また図７Ｂはその等価回路４５０を概略的に示す。カスケードＶＣＳＥＬ４００は、２つの活性領域４１０ａ及び４１０ｂを有し、これら活性領域は、それぞれカスケードＶＣＳＥＬの光軸４１２に沿って互いに平行な２つの平面上に配置する。活性領域４１０ａの下側における底部ブラッグリフレクタ４１４及び活性領域４１０ｂの上方における部分反射性の頂部ブラッグリフレクタ４１６は、両者間においてカスケードＶＣＳＥＬ４００のキャビティ４２０を決定する。幾つかの実施形態によれば、底部ブラッグリフレクタ４１４は、好都合には、ＶＣＳＥＬ４００におけるｎドープ基板４２４の頂面上のエピタキシャル層から構成されるｎドープＧａＡｓを有するとともに、頂部ブラッグリフレクタ４１６は、好都合には、ｐドープＧａＡｓを有することができる。カスケードＶＣＳＥＬ４００は、頂部ブラッグリフレクタ４１６に取り付けた頂部接点４３０（正接点）と基板４２４（又は底部ブラッグリフレクタ４１４）に取り付けた底部接点４３２（負接点）との間に電流を駆動することによって作動させることができる。
【００９９】
２つの酸化層４３６ａ及び４３６ｂは、それぞれ活性領域４１０ａ及び４１０ｂの上方に、またこれら領域に対して平行に配置する。各酸化層４３６ａ及び４３６ｂは、それぞれ光軸４１２の周りで中央に酸化されていない導電アパーチャ４３８ａ及び４３８ｂを有し、活性領域４１０ａ及び４１０ｂを流れる電流をアパーチャ内に局限し、またこれによりカスケードＶＣＳＥＬによって生ずる有効光ビーム直径を決定する。頂部接点４３０は光軸４１２周りの中央にアパーチャ４４８を画定する開口を有し、したがって、カスケードＶＣＳＥＬ４００がその表面（例えば、頂部ブラッグリフレクタ４１６）から放射線を放出するのを可能にする。或る実施形態によれば、トンネル現象ダイオード４４０を、カスケードＶＣＳＥＬ内の２つの活性領域間−とくに、カスケードＶＣＳＥＬ４００内の活性領域４１０ａと活性領域４１０ｂとの間−に構築し、組合せ電子正孔対から電荷担体を再生できるようにする。
【０１００】
図７Ｂに注目して説明すると、等価回路４５０は、活性領域４１０ａ及び４１０ｂに対応してそれぞれ直列接続した発光ダイオード４５２ａ及び４５２ｂとして示した２つの接合を有する。トンネル現象ダイオード４５４は、図７Ａにおける活性領域４１０ａ及び４１０ｂ間のトンネル現象ダイオード４４０に対応して、ダイオード４５２ａとダイオード４５２ｂとの間に直列接続する。電流Ｉで特徴付けられる選択した作用点において、カスケードＶＣＳＥＬ４００は次式の光出力パワーを生成する、すなわち、
Ｐ＝η・Ｉ・（ＶＡＲ１＋ＶＡＲ２）        （２）
を生成する。
【０１０１】
ここでＩは動作電流であり、ＶＡＲ１及びＶＡＲ２はそれぞれ活性領域４１０ａ及び４１０ｂにおける電圧低下であり、η（一般的に電流Ｉに依存し得る）は活性領域の複合パワー変換効率である。しかし、ＶＣＳＥＬ４００が消費する総電力（ＶＣＳＥＬ内のオーム抵抗による電圧低下は除外する）は、Ｐｔ＝Ｉ・（ＶＡＲ１＋ＶＡＲ２＋ＶＴｕｎｎ）であり、ここでＶＴｕｎｎはトンネル現象ダイオードにおける電圧低下であることに留意されたい。換言すれば、上述のηは、ＶＣＳＥＬ４００の総パワー変換効率を表さず、総効率はηよりも小さい。
【０１０２】
カスケードＶＣＳＥＬ４００のようなカスケードＶＣＳＥＬは、先に概略を説明したのと類似のステップを実施することによって構成することができる−すなわち、直列接続した半導体領域の必要な数を決定することができ−第１に、所望動作電流Ｉを示し、また活性領域のパワー変換効率ηを決定することによって効率的な作用点を選択することができる。次に、Ｎ個（Ｎは２、３、４、又はそれ以上である）の活性領域を有するカスケードＶＣＳＥＬからの生成可能な出力光パワーを推定することができる。カスケードＶＣＳＥＬの構成は、内部に選択した数の活性領域を有するよう選択することができ、これにより必要とされる光パワーに等しい又はそれより大きい出力光パワーを生成することができる。このようなＮ個の活性領域を有するカスケードＶＣＳＥＬに関する代表的な動作電圧は、次式、すなわち、
Ｖｔ＝Ｎ・ＶＡＲ＋（Ｎ−１）・ＶＴｕｎｎ
を用いて推定することができ、ここで、ＶＡＲは単一活性領域上の平均電圧低下であり、これは上述したように１.５Ｖ〜４Ｖであり、またＶＴｕｎｎはＶＣＳＥＬにおけるトンネル現象ダイオード上の平均電圧低下であることを付記する。
【０１０３】
上述したように、カスケードＶＣＳＥＬを使用することは、トンネル現象ダイオードにおける電圧低下ＶＴｕｎｎに起因して、幾分の電力損失を伴う（上述したクラスター内におけるような個別ＶＣＳＥＬｓを使用ことに比較して）ものであり、電力損失及び低下したパワー変換効率を生ずる。幾つかの実施形態において、ＶＴｕｎｎは、ＶＣＳＥＬ活性領域における１〜２Ｖの範囲内である電圧低下と同等なものであり得る。さらに、本明細書教示によるカスケードＶＣＳＥＬの構造は、通常のＶＣＳＥＬｓの構造に比べるとより一層複雑であり、結果として製造中及び動作中の故障率がより高く、また一般的にコストがより高い。それにも係わらず、一実施形態において、本明細書に記載したようなカスケードＶＣＳＥＬのＶＣＳＥＬアレイを有する書込みモジュールは、カスケードＶＣＳＥＬを組み込まない他の実施形態よりも有利であり得る。１つの理由としては、カスケードＶＣＳＥＬが（クラスター３１０又は３４６のような通常ＶＣＳＥＬのクラスターに比べて）より高い光の強度をもたらすことができるからである。したがって、カスケードＶＣＳＥＬのアレイを組み込んでいる書込みモジュールを使用する幾つかの実施形態において、より小さい光点サイズ−すなわち、より小さいピクセルサイズ−が得られる。例えば、カスケードＶＣＳＥＬｓは、１００μｍよりも小さい、又は８０μｍよりも小さい、又は５０μｍですらよりも小さい光点サイズで印刷する上で好適であり得る。図７Ｃは、本明細書教示によるカスケードＶＣＳＥＬｓ４７４のアレイ４７２を有する集積電子モジュール４７０の一部分を概略的に示す。このように、集積電子モジュール４７０は、例えば、書込みモジュール１００及び／又は２００において、上述したような書込みモジュールのアレイに使用することができる。
【０１０４】
用語「熱塑性粒子」又は「熱塑性ポリマー粒子」は、熱塑性粒子が意図する目的に供することができるポリマーの存在の任意な中間範囲を含めて、粒子をコーティングするが又は粒子のほぼすべてを形成するかのいずれかで、熱塑性ポリマーを含むすべての粒子に言及するに互換的に使用される。熱塑性ポリマーが粒子全体内に均質に存在できる後者のケースにおいて、外部コーティングに特に限定されずに、粒子は熱塑性ポリマーで形成されていると言える。それ以外が記述されない限り、又は文脈から明らかでない限り、用語「ポリマー粒子（polymer particles）」又は「ポリマーによる粒子（polymeric particles）」は、熱塑性ポリマーを含む上述した粒子に言及する。ポリマー又はポリマー粒子は、画像化デバイス／書込みモジュールの光源が発生する放射線と適合可能であることを必要とする。
【０１０５】
例えば、レーザーを使用して特定波長の光を発生する場合、これにより形成される粒子のポリマーは、入射する放射線を熱エネルギーに変換できるものであるべきである。必要であれば、このような変換を達成又は促進できる媒剤を熱塑性粒子に含ませることができる。放射吸収剤の非限定的例としては、染料、フィラー、無色とすることができる又は薄色付けできる有機又は無機の顔料があり得る。付加的又は代案的に、放射線吸収剤は画像化表面に存在させることができ、このことは、さらに、２０１８年６月７日に公開された本願人による国際公開第２０１８／１００５４１号に詳述されている。
【０１０６】
熱塑性ポリマーは、反復単位（モノマー）で形成され、ポリマー鎖が上昇した温度で弱まる分子間力を介して互いに結合しているプラスチック材料である。ガラス遷移温度（Ｔｇ）以上で、熱塑性ポリマーは十分に軟化し、また種々の処理技術によって整形される可撓性を有するようになり、冷却の際に固化する。それぞれに対応するＴｇ以下の形態学的特性に基づいて、熱塑性ポリマーは、非晶質、半非晶質（又は半結晶質）及び結晶質のプラスチックに分類される。一般的に３０%未満又は７０%より多い結晶質成分をそれぞれ有する非晶質及び結晶質の熱塑性ポリマーは、一般的に半非晶質熱塑性ポリマーよりも短いオープンタイムを有すると考えられる。特定熱塑性ポリマーの無定形性／結晶性の度合いは、その化学族、分岐度、架橋程度、モノマー存在の数及びタイプ（ホモポリマー又はコポリマーのいずれであろうとも、ポリマーの平均分子量、系の他の構成成分に対する親和性、及びポリマー化学の当業者には容易に理解できる同様の要因にも影響する）に依存するものであり得る。
【０１０７】
コポリマーに関しては、化学族及び／又はそのポリマー鎖（ランダム重合体又はブロック重合体）に沿う分布が異なるモノマー間の比も、とりわけ本明細書に記載したような印刷システム内でのオープンタイムを含めて、そこから形成されるポリマーの特性に役割を果たすことができる。さらにまた、モノマーは官能基化部分を有することができ、その部分で官能基化されたポリマー又はコポリマーのオープンタイムに影響を及ぼす。さらに、熱塑性ポリマー又はコポリマーがそれぞれ種々のオープンタイムを示すことができるとき、特定値は、所望オープンタイムを調整できるよう、２つ又はそれ以上の熱塑性材料をそれぞれに対応する量で混合することによって得ることができる。
【０１０８】
熱塑性ポリマーは、ほんの数例を挙げれば、例えば、ポリアクリレート化合物（ＰＡＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（例えば、ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、及びポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から選択することができる。このような化学物質に基づくコポリマーは、適当な熱塑性ポリマーも提供することができる。上述したポリマー及び／又はコポリマー（ランダム又はブロックのいずれであっても）を変調させるのに使用することができ、また熱塑性粒子のオープンタイムを変更できる官能基としては、アミン基、エポキシ基、カルボン酸基又はアクリル基のような酸性基、水酸基、及び塩がある。
【０１０９】
粒子は、当業者には既知の任意の適切な方法によって上述した適当な熱塑性ポリマーから形成することができる。例えば、熱塑性ポリマー粒子は、第１プラスチック配合ステップ（例えば、一般的にはポリマーを適正に軟化するのに適した上昇した温度の下での混合、混錬、押出加工、及び同様の手順による）と、第２サイズ減少（破砕）ステップ（例えば、ミリング、磨砕、高周波音分解、剪断混合、マイクロエマルション化、等々による）とによって調製することができる。
【０１１０】
上掲した例示的方法は種々のサイズ及び形状の粒子を生成することができる。熱塑性粒子は、ほぼ球状／球形の形状を有するが、フレーク状小板形状、又は任意な中間的非球形の形態も有することができる。換言すれば、粒子の最短寸法と最短寸法に直交する最大平面における最長寸法との間での無次元アスペクト比は、ほとんど球形の形状を有する粒子のほぼ１：１の比から、少なくとも１：５の比（例えば、豆状粒子）又は非球形形状（例えば、ロッド状粒子）の少なくとも１：１０の比に変化することができ、幾つかのフレーク状粒子は、少なくとも１：１５、少なくとも１：２０、少なくとも１：４０、少なくとも１：６０、又は少なくとも１：１００すらもの、アスペクト比を有する。
【０１１１】
特別な実施形態において、ポリマー粒子は最短寸法と最長直交寸法との間における無次元アスペクト比が１：１０を超えないほとんど球形の形状を有し、代表的には、１：５、１：４、又は１：３を超えない比であり、球形粒子は、１：２未満、１：１.５未満、及びほとんど１：１のアスペクト比を有する。粒子の形状に基づいて、粒子の特徴的寸法は、最長寸法、最短寸法、及び直径のうち少なくとも１つとすることができ、このような寸法は、一般的には代表的粒子の母集団における平均値として得られる。
【０１１２】
熱塑性粒子の平均最長寸法又は直径は、一般的に１０マイクロメートル（μｍ）を超えず、最大でも５μｍ、最大でも４μｍ、最大でも３μｍ、又は最大でも２μｍである。幾つかの実施形態において、熱塑性粒子における平均最長寸法又は直径は、１,５００ｎｍを超えず、最大でも１,０００ｎｍ、又は最大でも７５０ｎｍである。ポリマー粒子の平均最短寸法又は直径は、一般的に少なくとも１００ｎｍ、２００ｎｍ、又は３００ｎｍである。特別な実施形態において、ポリマー粒子の平均直径は約１００ｎｍ〜約４μｍの間、約３００ｎｍ〜約２μｍの間、又は約５００ｎｍ〜約１,５００ｎｍの間である。
【０１１３】
粒子の平均サイズは、顕微鏡法又は動的光散乱法（ＤＬＳ）のような任意な既知の技術によって評価することができ、後者の方法はほぼ球形の形状を有する粒子にとくに好適である。一実施形態において、粒子のサイズは、適当な液体（例えば、任意に分散剤を補充した水）に懸濁させた粒子母集団のサンプルで評価し、この場合、粒子の平均直径は、ＤＬＳによって測定されるＤｖ５０（最大粒子の流体力学直径であって、サンプル体積の５０％がその直径未満で存在する）によって見積もられ、Ｄｖ１０及びＤｖ９０は、粒子母集団の優勢的部分が存在している範囲を与える。特別な実施形態において、ポリマー粒子の平均サイズ（又は球形粒子に言及するときの平均直径）は比較的均一である。このような相対的サイズの均一性は、粒子照射の特定レベルと類似サイズの粒子に対する熱転移の成果との間における相関性を上昇させると考えられ、換言すれば、これは印刷システムの再現性を促進する。しかし、サイズ均一性は必須ではなく、これはすなわち、何らかの変動が画像化表面上の粒子をよりよく詰め込む上で支援でき、より小さい粒子はより大きい粒子間の空隙を埋めることができ、したがって、転写部材の被覆率を増加させる結果となるからである。
【０１１４】
他に明示しない限り、表現「又は（or）」の使用は包括的であり、排他的ではない（したがって、「Ａ」又は「Ｂ」は、「Ａ」及び「Ｂ」を含む）。他に明示しない限り、選択の選択肢リストにおける最後の２つの部材間において「及び／又は（and/or）」を使用することは、挙げられた選択肢のうち１つ又はそれ以上の選択が適切であることを示し、またそうすることができる。
【０１１５】
本明細書において、他に明示しない限り、本発明の実施形態における特徴の条件又は関係特性を修飾する「ほぼ（substantially）」及び「約（about）」のような形容詞は、条件又は特性は意図する用途のための実施形態の動作に容認可能な公差範囲内に規定されることを意味すると理解すべきである。
【０１１６】
個別の実施形態の文脈内で分かり易くするよう記載されている本開示の若干の特徴は、単独実施形態と組み合わせて設けることもできる。逆に単独実施形態の文脈内で簡潔に記載されている本開示の様々な特徴は、本開示の任意な他の記載実施形態において個別に、又は任意の適当なサブコンビネーションで、又は適当に設けることができる。様々な実施形態の文脈で記載された若干の特徴は、実施形態がそれらの要素がないと動作しないものでない限り、それら実施形態の必須の特徴であると見なすべきではない。
【０１１７】
本開示は単に説明のために提示された種々の特別な実施形態につき記載してきたが、このような特別に開示した実施形態は限定的なものであると見なされるべきではない。このような実施形態に対する多くの他の代案、変更及び改変は、本開示内容の当業者であれば想起できるであろう。したがって、すべてのこのような代案、変更及び改変は、本開示の精神及び範囲が包含し、またこれによってのみ区切られ、いかなる変化形もそれらの意味及び等価範囲内にあることを意図する。
【０１１８】
本明細書の記載及び本発明の特許請求の範囲において、動詞「備える（comprise）」、「含む(include)」及び「有する(have)」のそれぞれ、並びにそれらの変化形を使用して、動詞の目的語が、必ずしも構成、部材、ステップ、コンポーネント、素子又は主語若しくは動詞における主語の一部の完全なリストではないことを示す。
【０１１９】
本明細書で使用する単数形「a」、「an」、「the」は複数形があることにも言及し、文脈でそれ以外を明示しない限り、「少なくとも１つ（at least one）」又は「１つ又はそれ以上（one or more）」を意味する。Ａ及びＢのうち少なくとも一方は、Ａ又はＢのいずれかを意味し、また幾つかの実施形態においては、Ａ及びＢを意味することができる。
【０１２０】
位置的又は運動的な用語、例えば、「上側（upper）」、「下側（lower）」、「右（right）」、「左（left）」、「底部（bottom）」、「下方（below）」、「低下した（lowered）」、「低い（low）」、「頂部（top）」、「上方（above）」、「上昇した（elevated）」、「高い（high）」、「垂直方向の（vertical）」、「水平方向の（horizontal）」、「後方に（backward）」、「前方に（forward）」、上流（upstream）」、「下流（downstream）」、及びそれらの文法的な変化形は、単に例示としての目的のために使用し、若干のコンポーネントの相対的な位置決め、配置又は変位を説明し、その説明における第１及び第２のコンポーネントを示すものである。このような用語は、必ずしも例えば、「底部（bottom）」コンポーネントが「頂部（top）」コンポーネントの下方にあることを示すものではなく、なぜなら、このような方向、コンポーネント又はその双方は、空間内で反転、回転、若しくは移動する、対角線方向の向き若しくは位置に配置される、水平方向若しくは垂直方向に配置される、又は同様の変更を加えられるからである。
【０１２１】
本明細書において、他に明示しない限り、本発明の実施形態における特徴の条件又は関係特性を修飾する「ほぼ（substantially）」及び「約（about）」のような形容詞は、条件又は特性は意図する用途のための実施形態の動作に容認可能な公差範囲内、又は測定を実施することから及び／若しくは使用する測定機器から予想される変動内に規定されることを意味すると理解すべきである。さらに、他に明示しない限り、本開示で使用される用語は公差範囲を有するものとして解すべきであり、この公差範囲は関連用語の厳密な意味から逸脱することができるが、本発明又は本発明の関連部分は記載されたように、また当業者が理解できるように動作及び機能できるものである。
【０１２２】
用語「約（about）」が数値に前置されているとき、±１０％又は±５％、又は単に±１％でさえも示すことを意図し、また幾つかの事例では精密値を示すことを意図する。
【０１２３】
本発明は、若干の実施形態及び全体的に関連した方法につき説明したが、実施形態及び方法を変更及び置換できることは当業者には明らかであろう。本発明は本明細書に記載の特定の実施形態によって限定されるものではないと理解すべきである。
【０１２４】
本発明開示を完全に理解する上で必要な程度に本明細書に記載したすべての公報、特許及び特許出願は、本願人による出願を含めて、参照により全体が本明細書に明確に組み入れられるものとする。
【０１２５】
この出願におけるいかなる参考文献の引用又は識別は、このような参考文献が本開示の従来技術として利用可能であるとの承認として解すべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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