CN1694815A - 图像写入装置的光源以及光源的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种既具有足够的精度又可削减单元数，进而不需要精密的位置对合的图像写入装置的光源以及该光源的制造方法。为此，本发明以使从设置于规定的基板上的发光元件发出光线成像在感光鼓上的图像写入装置的光源为前提，提供一种在一块上述基板上呈交错格子状地配置了发光元件的图像写入装置的光源。

Description

图像写入装置的光源以及光源的制造方法

技术领域

本发明涉及图像写入装置的光源以及该光源的制造方法。

背景技术

在电子照相式(激光)打印机中，为了在感光鼓上形成潜影而利用如图10所示的光源903。该光源903在主扫描方向较长的基板901上配置许多发光元件(发光器件)902而构成。作为该发光元件902的代表有LED(Light Emitting Diode)。如图11所示，上述光源903夹着光传输装置904被配置于与感光鼓1001相对着的位置。从上述发光元件902发出的光线通过构成上述光源的光传输装置904被照射到感光鼓1001，在感光鼓1001上进行成像后将潜影形成到感光鼓1001。此外，与液晶显示器等不同，在打印机上所利用的光源中需要对用于成像的焦点进行调焦。所以，人们设法通过将光传输装置904的开口角减小，即，将根据上述光传输装置904的焦点深度(焦深)加深，以使光源903能够在感光鼓1001准确地形成潜影。

可是，在近些年需求可进行高析像度打印的激光打印机。有为了可进行这样的高析像度打印，而在上述主扫描方向上配置更多的发光元件的方法。但是尤其是在例如利用了LED的情况下，由于存在其制造工序的问题，所以无法将配置上述发光元件的间隔减小到规定值以上。为此，在每单位长度的沿上述主扫描方向进行配置的发光元件的数目上就有限度。

为了解决上述问题，例如利用具有如图12所示的构造的光源1109。即，沿基板1101上的主扫描方向1111将发光元件1103配置一列并设为1单元。同样地在基板1102上配置发光元件1104并设为1单元。然而，尽管设置于基板1101的各发光元件1103和设置于基板1102的各发光元件1104配置间隔相同，但在将基板1101和基板1102的例如端部对齐的情况下，上述发光元件1103和发光元件1104就成为相互不同地得以配置的构成。这里相互不同是表示在主扫描方向所配置的一列的发光元件与在同样在主扫描方向所配置的另一列的发光元件的关系。也就是在将上述两个基板作为LED单元1110进行了配置的情况下，在俯视图上就成为上述发光元件具有交错格子(曲折格子)构造的构成。

与上述LED单元1110同样，在光传输装置1105上使各单体透镜1107对应于上述发光元件1103来进行配置，在光传输装置1106上配置着各单体透镜1108。这里，有必要使各单体透镜1107分别对应于各发光元件1103，使各单体透镜1108分别对应于各发光元件1104。也就是，在这里各单体透镜1107和各单体透镜1108的关系，与上述发光元件1103和发光元件1104的关系同样，也具有交错格子构造。从而，光传输装置1105和光传输装置1106作为不同单元而构成。

通过如上面那样将上述光传输装置1105、1106和基板1101、1102作为一组设为光源1109，与仅用光传输装置1105和基板1101所构成的光源相比，该光源1109在主扫描方向1111上的析像度就变成二倍。

但是，上述光源1109的制造与仅用光传输装置1105和基板1101所构成的光源相比制造非常困难，有制造成本也将变高之类的问题。也就是，如果在光源1109的制造时，不将上述各发光元件1103和各发光元件1104精密地进行配置就不能获得高析像度，但由于各发光元件以及互相邻接的发光元件的间隔为十数微米～数十微米，所以在一边维持基板1101和基板1102的位置关系一边进行配置的情况下就要求同一精度。同样地在光传输装置1105和光传输装置1106的配置上也要求同样的精度，进而在光传输装置和基板的配置上也要求同一精度。特别是，例如若光传输装置1105和基板1101的距离与光传输装置1106和基板1102的距离不同则焦点深度就将不同，因此在感光鼓上所获得的潜影就变得不鲜明，即在画像质量这一点上就变得非常不利。

从而，以往可进行高析像度打印的光源对于各单元的位置就需要上述的微米单位的精度，因此制造困难，进而存在多个上述单元这使得制造更为困难。

另外，虽然在上面描述了上述光源1109由4个单元(光传输装置1105、1106，基板1101、1102)所构成这一点，但由于光传输装置1105和光传输装置1106其单体透镜的配置微妙不同，所以需要作为不同的单元来进行制造。同样地，配置了发光元件的状态下的基板1101与同样配置了发光元件的状态下的基板1102就是不同的单元，因此就需要通过不同的线来制造各部品而产生制造成本变高之类的问题。

进而，当在各个基板1101、1102上构成发光元件，并通过该2块基板构成交错构造的LED单元1110的情况下，在其制造关系上，比起同一基板上的发光元件1104和发光元件1112的间隔，在不同基板上的发光元件1104和发光元件1103的间隔一方要大。这里，被输入到基板1101的线数据形成潜影，接下来在直到该线数据被输入到基板1102为止的期间就产生与上述间隔相应的等待状态。由于上述间隔越大该等待状态就越长，换言之，上述间隔变得越大就越需要保持多个线数据，结果就有需要大量缓冲器之类的问题。

本发明的目的是提供一种既具有足够的精度又可削减单元数，进而不需要精密的位置对合(对位)的图像写入装置的光源以及该光源的制造方法。

发明内容

本发明为了达到上述目的而采用以下的装置。即，本发明以使从设置于规定的基板上的发光元件发出光线成像在感光鼓上的图像写入装置的光源为前提。这里，在一块上述基板上呈交错格子状地配置有发光元件。此外，还有将上述发光元件设为有机电致发光的构成。

在此构成中，就可提供一种在解决与制造工序相关的无法使各元件接近的问题的同时，甚至连以往所必需的各光传输装置的精密位置对合以及各发光元件的精密位置对合的问题均得以解决并可进行高析像度打印的光源。

另外，还有将基板设为使从发光元件发出的光线成像在感光鼓上的光传输装置的构成，或经由基板在发光元件的对面设置光传输装置的构成。这里，还有设光传输装置为由多个单体透镜所构成的透镜阵列的构成。

更进一步，还有使一个上述单体透镜对应于一个上述发光元件的构成，或使多个上述单体透镜对应于一个上述发光元件的构成。

上述图像写入装置的光源能够通过以下步骤来进行制造，即、在规定的基板上直接形成透明电极层的步骤；以规定的图案形成处理将透明电极层形成在具有交错格子构造的多个透明电极的步骤；在具有交错格子构造的透明电极上形成用有机电致发光所构成的发光层的步骤；以及在发光层上形成金属电极层的步骤。

附图说明

图1是表示图像写入装置的概略构成的图。

图2是图像写入装置的部分扩大图。

图3是与本发明的实施形态1相关的光源的概略图。

图4是发光元件的概略构成图。

图5是对应于图像传输的光源的概略图。

图6是与实施形态3相关的光源的概略构成图。

图7是与实施形态3相关的光传输装置的概略构成图。

图8是与实施形态3相关的适应于图像传输的光源的概略图。

图9是从侧面观看对应于图像传输的光源的概略图。

图10是表示以往的光源的图。

图11是表示以往的光源与感光鼓的位置的图。

图12是表示以往的光源的各单元的图。

具体实施方式

与本发明相关的图像写入装置的光源200被用于如图1所示的彩色激光打印机100(下面，简称为「打印机100)。在此打印机100中进行的一般打印过程如下所示。

被插入托盘101的用纸120经由输送用辊102被送入打印机100内部的输送路径103。同步于此用纸120的输送，在感光鼓106中形成可见像。

可见像的形成的过程，首先由图2所示的除电器105除去在上次打印时形成于感光鼓106上的潜影等，带电器107使感光鼓106全体带电。其次，从光源200发出的写入光在感光鼓106上形成潜影，最后由显影器108使调色剂附着于已形成潜影的感光鼓106以形成可见像。

由于打印机100使用Y(黄)M(洋红magenta)C(青cyan)B(黑)4色调色剂来进行彩色打印，所以如图1所示那样具备除电器105、感光鼓106、带电器107、光源200、显影器108各4个。

用纸在输送路径103内被转印形成于上述各感光鼓106的可见像，进一步经由定影器109将可见像定影后从打印机100输出。

此外，在上述图1中，将相对于纸面垂直的方向设为主扫描方向，将纸被输送的方向130设为副扫描方向。

被用作上述光源200的、与本发明相关的图像写入装置的光源200采用如以所示的构成。

(实施方式1)

与本发明相关的光源200(图3中的光源301)用光传输装置302和发光元件304所构成。为了如上述那样将潜影准确地形成在感光鼓上而需要光传输装置302。此外，在本实施形态中，光传输装置302具有透镜阵列构成。也就是，光传输装置302将具有方向性的多个单体透镜303放在一起，将该单体透镜303间的空隙用遮光树脂等进行添充等以将多个的单体透镜303被作为一体来进行构成。但是，上述光传输装置302也可以是将两个由一列单体透镜组成的光传输装置306、以及同样地由一列单体透镜组成的光传输装置307组合起来作为光传输装置302。此外，作为上述单体透镜的具体例，能够列举光纤透镜或棒状透镜。另外，作为光纤透镜，利用步进式(step)光纤透镜或折光指数渐变(grade index)式光纤透镜。

此情况下在上述情形中，需要进行组合以使构成光传输装置306的单体透镜和构成光传输装置307的单体透镜成为相互不同(交错格子构造)。也就是，在此情况下与在现有技术中所描述的同样，需要以高精度来组合光传输装置。但是，通过例如将圆筒形状的上述单体透镜，利用该圆筒形状使其堆积两层，从而有可能容易地构成为相互不同。此外，在这样的构成中，由于各单体透镜相接触，所以一对一对应于该单体透镜的发光元件就过于接近，伴随上述接近的热问题及有关上述驱动器的问题就显著显现，针对其解决方法在后描述。

接下来，就在如上面那样所构成的光传输装置302上形成发光元件304的过程进行说明。

首先，在光传输装置302的开口面(单体透镜303的上面及周围)全体借助于涂敷等而形成作为透明电极元件的材料的ITO(Indium-Tin Oxide氧化铟锡)电极等透明电极层。借助于该形成，透明电极层401贴紧于光传输装置302。

其次，将在上述光传输装置302上的需要发光的部位、即在本实施方式中仅仅将各上述单体透镜303的上部用遮光膜等进行掩蔽，对上述开口面进行曝光、显影等光刻处理或蚀刻处理、即图案形成处理。借助于该图案形成处理，未进行上述掩蔽的部分的透明电极层被除掉，经过掩蔽后的部分就成为透明电极元件401。

但是，这里在上述图案形成处理中，预先进行上述遮光膜等的掩蔽以形成交错格子构造。通过预先将掩膜设为可形成交错格子构造的构造，各发光元件304间、特别是相互不同地配置的发光元件间(发光元件304和发光元件309间，或者发光元件308与发光元件309间等)的精密的位置对合就不再需要。

接着，在形成了透明电极元件401的上述开口面的全面上涂敷有机EL(electro-luminescence电致发光)层402，进一步在该有机EL层402的上面涂敷金属电极层403作为共用电极。

此外，作为上述发光元件304的密封处理，通过将环氧树脂等的具有粘接性的树脂涂敷在作为光传输装置302的开口面周围的密封处理部305，最后在上述开口面上部的金属电极层403全面及其周边部所涂敷的上述树脂上用密封玻璃等进行覆盖而完成光源301。

通过以上处理，将光传输装置302和发光元件304形成为一体的光源301就得以形成。这样所形成的发光元件304通过对上述透明电极元件401和金属电极层403施加电场，该透明电极元件401与金属电极层403中所夹部分的有机EL层402进行发光。

如以上那样，通过利用有机EL同时设法进行图案形成处理，而解决与上述制造工序有关的、无法使各元件接近之类的问题。也就是，通过缩短在主扫描方向邻接的各元件间的距离就可将析像度进一步提高，同时通过在缩短副扫描方向邻接的各元件间的距离就可使线数据用缓冲器减少。另外，就不再需要以往所必需的各光传输装置的精密的位置对合以及各发光元件的精密的位置对合。

此外，由于在光传输装置上直接形成利用有机EL的发光元件，所以由发光元件所发出的光线就直接被光传输装置进行传输而不会通过没有方向性的层。因而，光线就能够维持足够的发光强度不变直至到达感光鼓而几乎不会进行全反射。

(实施方式2)

在上述实施方式1中所述的是在发光元件和光传输装置之间不设置距离的构成，即对应于作为光传输方式之一的光量传输的构成。相对于此作为其他的光传输方式还有图像传输。由于与本发明没有直接关系，所以关于光量传输和图像传输的说明就省略，在上述图像传输中与上述光量传输不同在上述发光元件和光传输装置之间需要距离(空间)。在本实施方式2中，利用图5、图9进行有关对应于图像传输的光源的说明。

在上述图像传输中所利用的光源上需要在图5中的发光元件304和光传输装置302之间需要距离。为此，为了设置上述距离(空间)而例如配置透明基板501。此外，作为透明基板有玻璃基板或透明树脂基板等。图9(A)中示出从上述图5中的箭头510的方向、或者图8中的箭头810的方向所观看的光源502、802的概略图。上述发光元件304和光传输装置302之间所设置的距离911为对图像传输所必需的距离。

接下来，就形成光源502的过程进行说明。关于光传输装置302可利用与上述实施方式1相同的光传输装置。但是，发光元件304取代上述实施方式1中的光传输装置而在上述透明基板501上直接进行形成。在透明基板501上形成上述发光元件的方法也与上述实施方式1同样，借助于涂敷等形成透明电极层，进行图案形成处理，涂敷有机EL层，进一步在该有机EL层的上面涂敷金属电极层。

在这里仍然是，通过在上述图案形成处理中，预先进行上述遮光膜等的掩蔽以形成交错格子构造，各发光元件间的精密的位置对合就不再需要。

接着，通过将配置了上述发光元件的上述透明基板501和光传输装置302用透明树脂等进行粘接等后在光学上作为一体来构成而完成光源502。

如以上那样，通过根据基板的厚度来固定发光元件和光传输装置的距离，获得图像传输所必需的距离就成为可能。此时，由于在一块基板上设置发光元件，进而根据基板的厚度来获得距离，例如发光元件304和感光鼓106的距离，以及发光元件309和感光鼓109的距离就无误差地变得相同，结果就能够在感光鼓上获得鲜明的潜影。

此外，也可以如图9(B)所示，通过使固定发光元件和光传输装置的距离的固定架910例如粘合于光传输装置302及透明基板501来固定发光元件和光传输装置的距离。由于在此情况下也是在一块基板上设置发光元件，发光元件和光传输装置被作为一体来进行构成，所以恒定地维持各发光元件和感光鼓的距离就成为可能。

当然，与上述实施方式1中所示的同样，各发光元件间以及各单体透镜间的位置对合也不再需要。

(实施方式3)

进而就使构成光源200(图6中的光源601)的光传输装置的、各单体透镜比上述发光元件304小的构成进行说明。

图6所示的光源601在光传输装置602上形成发光元件304而成，该光传输装置602如图7(A)所示，利用构成该光传输装置的单体透镜的直径比上述发光元件304小的装置。也就是，在一个发光元件304上多个单体透镜相对应。

构成上述光传输装置的单体透镜，以多个、即规定的单位如图7(B)所示设置光吸收层701，或者如图7(C)所示各单体透镜的周围用光吸收层702来进行构成。

还可以在这样的光传输装置602上设置上述发光元件304。关于在光传输装置602上直接形成上述发光元件304的方法与上述实施方式1中所述的同样为好。

在此构成中，由于单体透镜的直接比发光元件304小，所以在能够形成发光元件而不考虑发光元件和单体透镜之间的微妙的位置关系这一点上，制造就变得容易。

也就是，通过减小单体透镜的直径，使发光元件和单体透镜一个对多个进行对应，就不需要使发光元件和光传输装置的位置关系精密地对合，另外，如上述实施方式1、2所述那样，就能够制造各发光元件间及各单体透镜间的配置也不需要对合的光源。在这样的制造方法中，就可降低制造上的成本，同时还可将已作完的光源的品质维持于高品位。另外在另一方面，即便在加大单体透镜系统，使发光元件和单体透镜多个对一个进行对应的情况下，与上述同样，也不需要使发光元件和光传输装置的位置关系精密地对合，另外各发光元件间及各单体透镜间的配置也不需要对合。

此外，在以下利用图8就使上述实施方式2中所述的图像传输之际的光源对应于本实施方式3的情况。与上述实施方式2同样、在光传输装置602的上部设置透明基板801，在该透明基板801上各发光元件304具有交错格子构造来进行配置。此外，该发光元件304的形成方法及上述透明基板801的材质等与上述实施方式同样为好。

接着，通过将配置了上述发光元件的上述透明基板801和光传输装置602用透明树脂等在光学上作为一体来构成而完成光源802。

产业上的利用可能性

在与本发明相关的图像写入装置的光源以及光源的制造方法中，通过缩短在主扫描方向邻接的各元件间的距离就可将析像度进一步提高，同时通过在缩短副扫描方向邻接的各元件间的距离就可使线数据用缓冲器减少。另外，就不再需要以往所必需的各光传输装置的精密的位置对合以及各发光元件的精密的位置对合。

此外，通过根据基板的厚度来固定发光元件和光传输装置的距离，获得图像传输所必需的距离就成为可能。此时，由于在一块基板上设置发光元件，进而根据基板的厚度来获得距离，所以结果就能够在感光鼓上获得鲜明的潜影。

进而，通过减小单体透镜的直径，使发光元件和单体透镜一个对多个进行对应，就不需要使发光元件和光传输装置的位置关系精密地对合，另外，就能够制造各发光元件间及各单体透镜间的配置也不需要对合的光源。在这样的制造方法中，就可降低制造上的成本，同时还可将已作完的光源的品质维持于高品位。

因而，作为用于获得高析像度图像的图像写入装置的光源以及该光源的制造方法就很有用。

Claims (12)

1.一种使从设置于规定的基板上的发光元件发出的光线成像在感光鼓上的图像写入装置的光源，其特征在于：

在一块上述基板上呈交错格子状地配置上述发光元件。

2.按照权利要求1所述的光源，其特征在于：

上述发光元件由有机电致发光所构成。

3.按照权利要求2所述的光源，其特征在于：

上述基板是使从上述发光元件发出的光线成像于感光鼓上的光传输装置。

4.按照权利要求2所述的光源，其特征在于：

隔着上述基板在上述发光元件的对面，与上述发光元件一体地设置使从上述发光元件发出的光线成像于感光鼓上的光传输装置。

5.按照权利要求4所述的光源，其特征在于：

根据上述基板的厚度来固定上述发光元件和上述光传输装置的距离。

6.按照权利要求4所述的光源，其特征在于：

借助于固定上述发光元件和上述光传输装置的距离的固定架，来固定上述发光元件和上述光传输装置的距离。

7.按照权利要求3或4所述的光源，其特征在于：

上述光传输装置是由多个单体透镜所构成的透镜阵列。

8.按照权利要求7所述的光源，其特征在于：

使一个上述单体透镜对应于一个上述发光元件。

9.按照权利要求7所述的光源，其特征在于：

使多个上述单体透镜对应于一个上述发光元件。

10.按照权利要求7所述的光源，其特征在于：

使一个上述单体透镜对应于多个上述发光元件。

11.一种使从发光元件发出的光线成像在感光鼓上的图像写入装置的光源的制造方法，其特征在于具备：

在规定的基板上直接形成透明电极层的步骤；

通过规定的图案形成处理将上述透明电极层形成在具有交错格子构造的多个透明电极上的步骤；

在具有上述交错格子构造的透明电极上形成用有机电致发光所构成的发光层的步骤；以及

在上述发光层上形成金属电极层的步骤。

12.按照权利要求11所述的光源的制造方法，其特征在于：

上述透明电极是ITO(Indium-Tin Oxide)电极。

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