JP2003266789A - 有機elヘッドとその作製方法及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

有機elヘッドとその作製方法及びそれを用いた画像形成装置

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JP2003266789A JP2002078438A JP2002078438A JP2003266789A JP 2003266789 A JP2003266789 A JP 2003266789A JP 2002078438 A JP2002078438 A JP 2002078438A JP 2002078438 A JP2002078438 A JP 2002078438A JP 2003266789 A JP2003266789 A JP 2003266789A
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Yujiro Nomura
雄二郎 野村
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/85Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/856Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小光共振器構造を採用した際に、レンズを
用いない簡略化された構成でも像担持体上で所定の大き
さのスポットを結像させて光の利用効率を向上させた有
機ELヘッドを提供すること。 【解決手段】 基板1上に誘電体多層膜からなる反射層
2を形成し、反射層2上に陽極3を形成する。陽極3上
に有機EL(正孔輸送層4、発光層5)をインクジェッ
ト法により形成し、有機EL上に蒸着法により陰極6を
形成する。基板1の反対側には絞り12を形成し、像担
持体8上のスポット形状を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小光共振器構造
を採用することにより光の利用効率を向上させるととも
に、レンズレスとして構成を簡略化した、有機ELヘッ
ドとその作製方法、およびそれを用いた画像形成装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、像担持体上に潜像を書き込む画像
形成装置において、書き込み手段として、レーザ走査光
学系を用いたものが使用されている。また、書き込み手
段として、LEDアレイを用いたものも知られている。
【0003】前記レーザ走査光学系を用いたものは、レ
ンズなどの種々の光学部品が必要となるので装置が大型
になる上に、高速処理には限界があるという問題があっ
た。また、LEDアレイを用いたものは、基板やドライ
バが高価であるという問題の外に、像担持体上に結像さ
せるためにロッドアレイレンズが必要となるため構成が
複雑になるという問題があった。
【0004】そこで、近年有機EL(有機電界発光素
子)アレイを前記書き込み手段として使用する試みが提
案されている。特開2000−77184号において
は、有機ELで発光層を形成すると共に、陽極側にSi
2、TiO2などで形成された半透明反射層と、Mg、
Alなどを用いた陰極層間で微小光共振器構造を構成し
て、発光効率を高めている。
【0005】また特開2000−77188号において
は、前記微小光共振器構造を構成すると共に、マイクロ
レンズを使用することにより発光効率を更に高めてい
る。特開2000−77188号には、マイクロレンズ
作成方法として、基板上面にインオ交換法でマイクロレ
ンズを作成する方法や、基板裏面にフォトレジストを用
いる方法あるいはレプリカ法が記載されている。このよ
うにして作成されたマイクロレンズに位置合わせをし
て、微小光共振器構造を持つ有機ELアレイを蒸着によ
り堆積している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記特開2000−7
7184号、特開2000−77188の先行技術にお
いては、SiO2、TiO2などで形成された半透明層
と、Mg、Alなどを用いた陰極間で微小光共振器構造
を構成している。このような微小光共振器構造を採用し
た場合には、発光しない側の反射率は1に近いほど発光
強度は高まるという特性がある。
【0007】このように、前記各先行技術のものは微小
光共振器構造を採用しているので、光の放射角を小さく
して光の利用効率を高めることができるという利点があ
る。しかしながら、先行技術のように微小光共振器構造
を採用した場合でも、像担持体上で所定の大きさのスポ
ットを結像させることが困難であり、画像がボケてしま
うという問題がある。
【0008】このため、前記先行技術においては、ロッ
ドレンズやマイクロレンズを用いて像担持体上で所定の
大きさのスポットを結像させる試みがなされている。こ
のため、構成が複雑になる上に、レンズの特性に起因し
たバラツキにより画質が劣化することがあるという問題
があった。
【0009】また、有機ELアレイにマイクロレンズを
一体化する特開2000−77188の場合には、マイ
クロレンズの材料に制約を受ける等の問題がある。さら
に、この例においては、有機EL層を蒸着で形成するた
め有機EL層の材料の選択性が狭い等の問題があった。
【0010】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、微小光共振器構
造を採用した際に、レンズを用いない構成でも像担持体
上で所定の大きさのスポットを結像させて光の利用効率
を向上させることができるようにして、構成が簡略化さ
れた、有機ELヘッドとその作製方法およびそれを用い
た画像形成装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の有機ELヘッドは、基板上に形成された反射層と、
前記反射層上に形成された陽極と、前記陽極上に形成さ
れた有機ELからなる発光層と、前記発光層上に被着さ
れた陰極とを有し、前記反射層と陰極で微小光共振器を
構成すると共に、前記発光層および像担持体との間に発
光層から射出される光の絞り手段を設けたことを特徴と
するものである。
【0012】また、本発明の有機ELヘッドは、次のよ
うな特徴を有するものである。(1)発光層および像担
持体の間には、前記発光層から発光する光を前記像担持
体に対して集光作用を有するレンズが設けられていな
い。(2)絞りの大きさを、少なくとも記録媒体の搬送
方向である副走査方向では画素間隔以下に選定する。
(3)有機ELを液相法により形成する。(4)絞りと
像担持体とを接触させる。(5)反射層を誘電体多層膜
で形成する。(6)陰極は、光を透過する厚さの金属薄
膜で形成され、一面を前記発光層上に被着し、他面に半
透明反射層が形成される。(7)絞りを隣接する発光層
から射出される光を互いに遮蔽する隔壁で形成する。
(8)発光層から射出される光を前記基板とは反対側に
出力する。(9)半透明反射層を誘電体多層膜で形成す
る。(10)発光層から射出される光を陽極側から像担
持体に向けて出力する。
【0013】本発明の有機ELヘッドは、基板上に誘電
体多層膜からなる反射層を形成する工程と、前記反射層
上に陽極を形成する工程と、前記陽極上に有機ELを液
相法により形成する工程と、前記有機EL上に蒸着法に
より陰極を形成する工程と、前記有機ELと像担持体と
の間に光の絞り手段を形成する工程とにより作製するこ
とを特徴とするものである。
【0014】また、本発明の有機ELヘッドは、基板上
に誘電体多層膜からなる反射層を形成する工程と、前記
反射層上に陽極を形成する工程と、前記陽極上に有機E
Lを液相法により形成する工程と、前記有機EL上に蒸
着法により光を透過する厚さの金属薄膜で陰極を形成す
る工程と、前記陰極上に誘電体多層膜からなる半透明反
射層を形成する工程と、前記有機ELと像担持体との間
に光の絞り手段を形成する工程とにより作製することを
特徴とするものである。
【0015】本発明の画像形成装置は、請求項1から請
求項11のいずれか1項記載の有機ELヘッドを、像担
持体に像を書き込むための露光ヘッドとして備えている
ことを特徴とするものである。この画像形成装置は、像
担持体の周囲に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写
手段を配した画像形成ステーションを少なくとも2つ以
上設け、転写媒体が各ステーションを通過することによ
り、カラー画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置
であることを特徴とするものである。
【0016】本発明の有機ELヘッドにおいては、レン
ズレスであるので簡略化された構成とすることができ、
レンズに起因したバラツキを低減することができる。ま
た、絞りを設けこの絞りの形状を適宜選定することによ
り、ボケのない高画質の画像を得ることができる。ま
た、絞りを隔壁で形成することにより、光の放射角をそ
れほど小さくしない場合でもクロストークを防止するこ
とができる。更に、絞りを像担持体と接触させることに
より、ヘッドを像担持体に対して正確に位置決めでき、
ヘッドと像担持体との位置決め不良に起因するスポット
の形状変化や光量変化を防止することができる。
【0017】また、微小光共振器構造と組み合わせるこ
とにより、光の放射角を小さくすることができ、クロス
トークを防止することができる。なお、陽極側から光を
射出する構成を採用することにより、効率の良い微小光
共振器構造が得られ、光の利用効率を高めることができ
る。また、光学系を有する有機ELヘッドを液相法、特
にインクジェット法により容易に構成することができ
る。
【0018】また、反射層として機能する誘電体多層膜
では、層数、各層の層厚、材質などを調整することによ
り、反射率を略1(0.999)に近づけることが可能
となり、不要な面からの光の漏出を防止することができ
る。更に、発光層と像担持体との間に基板が存在しない
ので、発光層と像担持体との距離を短くすることがで
き、光の利用効率が向上する。なお、本発明の有機EL
ヘッドを用いることにより、画像形成装置の小型化が図
れる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の有機ELヘッドの
実施例をその作製方法に基づいて説明する。図1は、有
機ELヘッド10の一例を示す縦断正面図である。図1
において、ガラスや樹脂フィルムを用いた基板1の上
に、スパッタ法により誘電体多層膜からなる反射層2を
形成する。
【0020】この誘電体多層膜からなる反射層2は、例
えば一対のSiO2とTiO2からなる層で形成される。
本発明によるこのような誘電体多層膜で形成された反射
層2は、反射率が0.6程度のものが得られえる。
【0021】次に、反射層2上に、陽極3をスパッタ法
により形成する。陽極3には、光透過性、かつ導電性の
材料が使用される。このような特性を有する材料とし
て、例えばITO(インジウム錫酸化物)などの仕事関
数の大きな材料を用いる。
【0022】次に、有機ELヘッド10の発光部に対応す
る穴11を有し、所定の高さで隔壁(バンプ)9を形成す
る。この隔壁9は、特開2000−353594に開示
されているように、フォトリソグラフィ法や印刷法等、
任意の方法で作成することができる。
【0023】例えば、リソグラフィ法を使用する場合
は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダ
イコート、ディップコート等所定の方法でバンプの高さ
に合わせて有機材料を塗布し、その上にレジスト層を塗
布する。そして、隔壁9の形状に合わせてマスクを施
し、レジストを露光・現像することにより隔壁9の形状
に合わせたレジストを残す。最後に隔壁材料をエッチン
グしてマスク以外の部分の隔壁材料を除去する。
【0024】また、下層が無機物で上層が有機物で構成
された2層以上でバンプ(凸部)を形成してもよい。ま
た、特開2000−323276に開示されているよう
に、隔壁9を構成する材料としては、EL材料の溶媒に
対し耐久性を有するものであれば特に限定されないが、
フロロカーボンガスプラズマ処理によりテフロン(登録
商標)化できることから、例えばアクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、感光性ポリイミド等の有機材料が好ましい。液
状ガラス等の無機材料を下層にした積層隔壁であっても
よい。また、隔壁9は、上記材料にカーボンブラック等
を混入してブラックあるいは不透明にすることが望まし
い。
【0025】次いで、有機ELの発光層用インク組成物
を塗布する直前に、隔壁9を設けた基板を酸素ガスとフ
ロロカーボンガスプラズマの連続プラズマ処理を行う。
これにより例えば隔壁9を構成するポリイミド表面は撥
水化され、インクジェット液滴を微細にパターニングす
るための基板側に対する濡れ性の制御ができる。プラズ
マを発生する装置としては、真空中でプラズマを発生す
る装置でも、大気中でプラズマを発生する装置でも同様
に用いることができる。
【0026】次に、陽極3の上に、正孔輸送層4をイン
クジェット法により形成する。また、穴11内に正孔輸
送層4を形成した後、インク組成物を穴8内にインクジ
ェットプリント装置のヘッドから吐き出し、各画素の発
光層上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去
し、熱処理して発光層5を形成する。
【0027】正孔輸送層4と、発光層5との有機EL層
は、上記のようにインクジェット方式でインク組成物を
塗布することにより作成する代わりに、公知のスピンコ
ート法、ディップ法などの他の液相法で作成することも
できる。
【0028】また、正孔輸送層4、発光層5に用いる材
料については、例えば、特開平10−12377号、特
開2000−323276等に記載されている公知の種
々のEL材料が利用できる。その詳細な説明は省略す
る。次に、陰極6を蒸着法により形成する。陰極6の材
料としては、例えばAlを使用する。
【0029】次に、基板1を反転して基板1の発光部が
形成された側とは反対側の面に絞り12をインクジェッ
ト法で形成する。このようにして、有機ELヘッドが作
製される。上記構成の有機ELヘッド10は、発光部1
0x〜10zの出力光La〜Lfが基板1内を進行し、
絞り12により絞られて像担持体8上に射出される。
【0030】絞り12を通過した射出光Lp〜Lq、L
r〜Ls、Lt〜Luは、像担持体8上に結像されるス
ポットとなる。本発明においては、絞り12の形状を種
々変更することにより、像担持体上に結像されるスポッ
トの形状を調整することが可能となる。なお、絞り12
は、基板1に発光部の形成に先立って形成することも可
能である。この場合には、絞り12を形成した基板1を
反転し、誘電体多層膜からなる反射層2、陽極6などの
部品を順次形成する。このように、本発明においては有
機ELヘッドにレンズを設けていないので、構成が簡略
化される。また、レンズに起因したバラツキを低減し、
高画質化が可能となる。
【0031】ここで、本発明で使用されるインクジェッ
ト方式とは、圧電素子等の機械的エネルギーを利用して
インク組成物を吐き出すピエゾジェット方式、ヒータの
熱エネルギーを利用して気泡を発生させ、その気泡の生
成に基づいてインク組成物を吐き出すサーマル方式の何
れでもよいものである{(社)日本写真学会・日本画像
学会合同出版委員会編「ファインイメージングとハード
コピー」1999.1.7発行、(株)コロナ社p.4
3}。
【0032】図2は、ピエゾジェット方式のヘッドの構
成例を示す断面図である。インクジェット用ヘッド21
は、例えばステンレス製のノズルプレート22と振動板
23とを備え、両者は仕切部材(リザーバープレート)
24を介して接合されている。ノズルプレート22と振
動板23との間には、仕切部材24によって複数のイン
ク室25と液溜り(不図示)とが形成されている。イン
ク室25及び液溜りの内部はインク組成物で満たされて
おり、インク室25と液溜りとは供給口を介して連通し
ている。
【0033】さらに、ノズルプレート22には、インク
室25からインク組成物をジェット状に噴射するための
ノズル孔26が設けられている。一方、インクジェット
用ヘッド21には、液溜りにインク組成物を供給するた
めのインク導入孔が形成されている。また、振動板23
のインク室25に対向する面と反対側の面上には、イン
ク室25の位置に対応させて圧電素子28が接合されて
いる。
【0034】この圧電素子28は、一対の電極29の間
に位置し、通電すると圧電素子28が外側に突出するよ
うに撓曲する。これによってインク室25の容積が増大
する。したがって、インク室25内に増大した容積分に
相当するインク組成物が液溜りから供給口を介して流入
する。
【0035】次に、圧電素子28への通電を解除する
と、圧電素子28と振動板23は共に元の形状に戻る。
これにより空間も元の容積に戻るためインク室25内部
のインク組成物の圧力が上昇し、ノズル孔26から隔壁
9を設けた基板に向けてインク組成物が噴出するもので
ある。
【0036】図1の構成では、発光層からの出力光の中
で、誘電体多層膜2の反射光は、陰極6で反射して陽極
3側から基板1と絞り7を通過して像担持体上に射出さ
れる。本発明においては、誘電体多層膜からなる反射層
2と陰極6により微小光共振器を構成しており、更に図
1のように反射層2が形成されている陽極3側から光を
射出しているので、光の利用効率が高められる。
【0037】次に、図1の正孔輸送層4、発光層5に用
いる有機EL層の材料について説明する。発光層5とし
て、次の化学式1で示されるMEH−PPV{poiy
[2−methoxy−5−(2‘−ethyl−he
xyloxy)−1,4−phenylene vin
ylene]}を使用する。
【0038】
【化1】
【0039】また、正孔輸送層4として、次の化学式2
で示されるPEDOT−PPS(polyethyle
ne dioxythiophene/polysty
rene sulphonate)を使用する。
【0040】
【化2】
【0041】このように、本発明においては、有機EL
層を高分子系の材料で液相法により形成している。ここ
で、低分子系の材料も液相法により有機EL層として構
成できなかどうかを検討する。低分子系の材料も溶剤に
溶けることから、液相法により塗布することは可能であ
る。
【0042】しかしながら、低分子系の材料は、結晶性
が高いので、成膜時にすぐ結晶化して凝集し、均一な膜
にはならないという特性がある。このため、本発明にお
いては、液相法で成膜する有機EL層には、低分子系の
材料を採用していない。
【0043】図1の構成では、基板1からみて下側に陽
極2を、上側に陰極6を配置している。次に、このよう
な電極配置とした理由について説明する。図1において
は、陽極を上側に形成する場合には、有機EL層を形成
した後にITOをスパッタ法で処理することになる。
【0044】このように、ITO分子を有機材料の上に
高速で飛ばすことになると、有機材料が劣化するという
問題が生じる。陽極材料であるITOを液相法で形成す
ることも可能であるが、液相法を使用した場合でも製造
工程で加熱処理が必要となる。このため、有機材料の劣
化が避けられないという問題がある。
【0045】このため、本発明においては、有機材料を
熱で劣化させないように、有機材料の上に蒸着で形成可
能な金属材料を使用している。この金属材料は、仕事関
数が小さなAlなどが使用され、陰極を形成している。
【0046】本発明においては、前記のように誘電体多
層膜からなる反射層2と陰極6とにより、微小光共振器
を構成している。次に、微小光共振器を構成することに
よる利点を図6、図7の光強度分布特性図で説明する。
図6、図7の例では、最大値を1とした場合の光強度の
相対分布を示している。
【0047】図6は、微小光共振器構造を採用しない場
合の特性図である。有機EL素子の発光面は完全拡散面
に近くこの場合の光強度の角度分布は、略球面分布とな
る。また、図7は、図1の微小光共振器構造を採用した
場合の特性図である。この場合の光強度の角度分布は、
角度0の方向(正面方向)に指向性が強められた特性が
得られている。すなわち、像担持体方向の光分布強度が
大きくなる。
【0048】したがって、微小光共振器構造を採用する
ことにより、光の拡散を抑制し、露光スポットの広がり
が少なくなる。すなわち、光の放射角を小さくすること
ができるので、クロストークを防止することができる。
また、発光波長の半値幅を狭くしてピーク波長の出力を
強めて発光効率を向上させることができる。このような
微小光共振器構造による光学的な特性は、発光部で発光
する光の方向が共振方向に揃えられる作用があるために
得られている。
【0049】本発明の実施形態について、有機ELヘッ
ドの各部の諸元を表1に示す。
【0050】
【表1】
【0051】表1は、発光ピーク波長が636nmにお
ける有機ELヘッドの各部の諸元を示している。誘電体
多層膜からなる反射層(誘電体ミラー)2は、一対のS
iO 2とTiO2からなる層で形成される。誘電体多層膜
2に使用されるSiO2は、屈折率が1.45、厚さが1
09.7(nm)、光学長が159(nm)、光学長/
波長が0.25である。また、TiO2は、屈折率が2.
3、厚さが69.1(nm)、光学長が159(n
m)、光学長/波長が0.25である。
【0052】正孔輸送層4の材料であるPEDOT−P
SSは、屈折率が1.51、厚さが105.3(nm)、
光学長が159(nm)、光学長/波長が0.25であ
る。発光層5の材料であるMEH−PPVは、屈折率が
1.7、厚さが93.5(nm)、光学長が159(n
m)、光学長/波長が0.25である。
【0053】また、陽極に用いるITOは、屈折率が
1.9、厚さが167.4(nm)、光学長が318(n
m)、光学長/波長が0.5の特性である。陰極6に使
用されるアルミニューム(Al)は、屈折率が0.7
6、厚さが0.5(nm)以下のものである。
【0054】図3は、本発明の他の実施形態に係る有機
ELヘッドの一例を示す縦断正面図である。図1と異な
る構成について説明する。図3の有機ELヘッド10a
は、各発光部10x〜10zに対応した断面形状が凹状
とされている陰極6に、隔壁9の穴内における厚みを光
が透過できるレベルとした薄膜部6a〜6cを形成して
いる。
【0055】各発光部10x〜10zにおいて、陰極6
の凹所底部にはスパッタ法により複数層の誘電体多層膜
からなる半透明反射層(誘電体ミラー)7を形成する。
この誘電体多層膜からなる半透明反射層7a〜7cは、
一対のSiO2とTiO2からなる層を例えば3層積層し
ている。本発明によるこのような誘電体多層膜で形成し
た半透明反射層7は、反射率が0.9程度となる。
【0056】このように、図3の実施形態においては、
陰極6に薄膜部6a〜6cを形成し、この薄膜部6a〜
6cにより光を透過させている。すなわち、図1のよう
に陰極を所定の厚みに形成して、陰極で光を反射させる
構成とはしていない。
【0057】図3の実施形態では、陰極を蒸着法で形成
しているが有機EL層と接触する陰極の部分は薄膜とし
て光を透過している。このため、正孔輸送層4、発光層
5の有機EL層をインクジェット法などの液相法で形成
した場合でも、EL層と陰極との接触部の平滑性に起因
して反射率が低下するという問題は生じないという利点
がある。
【0058】また、図3の実施形態においては、有機E
L層をインクジェット法の外にディップ法などの液相法
で成膜することができる。このため、3色の発光層のパ
ターニングが容易になるという利点がある。
【0059】9aは、各発光部10x〜10zを隔離す
る隔壁(バンプ)で、穴11a〜11cが形成されてい
る。誘電体多層膜からなる反射層7a〜7cは、穴11
a〜11c内の陰極6凹所に形成されることになる。各
発光部10x〜10zから射出される出力光は、隔壁9
aにより拡散が防止され絞りをかけられて像担持体8上
に射出光Lg〜Lmが到達する。射出光Lg〜Lh、L
i〜Lj、Lk〜Lmは、像担持体8上に結像されるス
ポットとなる。
【0060】このように、図3の例では隔壁9aが図1
の絞り12の機能を併有している。この場合には、隣接
する発光部から斜め方向に射出する光を隔壁9aで遮蔽
できるので、光の放射角をそれほど小さくしなくても、
クロストークを効果的に防止することが可能となる。ま
た、基板1とは反対方向に光を射出するので、発光部と
像担持体の間には基板が存在していない。したがって、
発光部と像担持体との距離を短縮することができ、光の
利用効率が高められる。次に、図3の構成とした場合の
各部分の諸元について表2で説明する。
【0061】
【表2】
【0062】表2は、発光ピーク波長が636nmにお
ける有機ELヘッドの各部の諸元を示している。誘電体
多層膜からなる半透明反射層(誘電体ミラー)7a〜7
cは、一対のSiO2とTiO2からなる層を3層積層し
て形成されている。また、誘電体多層膜からなる反射層
(誘電体ミラー)2は、一対のSiO2とTiO2からな
る層を8層積層して形成されている。
【0063】誘電体多層膜からなる反射層2および半透
明反射層7a〜7cに使用されるSiO2は、屈折率が
1.45、厚さが109.7(nm)、光学長が159
(nm)、光学長/波長が0.25である。また、Ti
2は、屈折率が2.3、厚さが69.1(nm)、光学
長が159(nm)、光学長/波長が0.25である。
【0064】なお、表2には誘電体多層膜の特性の一例
を示すものである。本発明においては、誘電体多層膜の
層数、各層の層厚、材質などを適宜選定することによ
り、反射率が1に近い値とすることができる。このた
め、発光層の出力光は有機ELの無駄な面から射出する
ことなく、出力光の有効利用を図ることができる。
【0065】正孔輸送層4の材料であるPEDOT−P
SSは、屈折率が1.51、厚さが105.3(nm)、
光学長が159(nm)、光学長/波長が0.25であ
る。発光層5の材料であるMEH−PPVは、屈折率が
1.7、厚さが93.5(nm)、光学長が159(n
m)、光学長/波長が0.25である。
【0066】また、陽極に用いるITOは、屈折率が
1.9、厚さが167.4(nm)、光学長が318(n
m)、光学長/波長が0.5の特性である。陰極6に使
用されるアルミニューム(Al)は、屈折率が0.7
6、厚さが0.5(nm)以下のものである。
【0067】図4は、図3の有機ELヘッドの概略構成
を示す斜視図である。図4において、隔壁9aの穴11
nの形状、すなわち、絞りの形状は、記録媒体(用紙)
の搬送方向(副走査方向)をXとするときに、副走査方
向Xが短軸となる楕円形状となっている。また、発光部
10mの形状も副走査方向Xが短軸となる楕円形状に形
成されている。
【0068】絞りの形状を図4のような形状としたの
は、次のような理由による。すなわち、主走査方向に関
しては、絞りの大きさは像担持体上に光が照射されない
領域がないようにするために画素間隔を超える大きさと
する必要がある。これに対して、副走査方向の絞りの大
きさに関しては、解像度を上げるために画素間隔以下の
大きさとしている。このように、副走査方向の絞りの大
きさを画素間隔以下の大きさとすることにより、解像度
が向上し、ボケのないシャープな画像を得ることができ
る。
【0069】図4の構成では、絞りの大きさを記録媒体
の副走査方向では楕円の短軸方向の大きさに、主走査方
向の大きさを楕円の長軸方向の大きさとしている。本発
明においては、一般に絞りの大きさを主走査方向では画
素間隔を超える大きさに選定し、また、少なくとも副走
査方向では絞りの大きさを画素間隔以下に選定するもの
である。
【0070】図5は、本発明の他の実施形態に係る有機
ELヘッドの縦断正面図である。図1の構成と異なる部
分について説明する。図5の有機ELヘッド10bは、
絞り12を像担持体8に接触させるものである。図5の
構成とすることにより、有機ELヘッド10bを像担持
体8に対して正確に位置決めすることができる。このた
め、有機ELヘッドと像担持体との位置決め不良に起因
するスポットの形状変化や、光量変化を防止することが
できる。なお、図3のように基板とは反対側から発光層
の射出光を像担持体に向けて出力する構成とした場合で
も、絞りを像担持体に接触させることができる。
【0071】本発明においては、上記のような構成の有
機ELヘッドを、例えば電子写真方式のカラー画像を形
成する画像形成装置の露光ヘッドとして用いることがで
きる。図8は、有機ELアレイ露光ヘッドの一例を模式
的に示す平面図である。
【0072】この実施形態の有機ELアレイ露光ヘッド
15は、2列のアレイ16、16’が平行で相互の画素
が千鳥状になるように配列されている。各アレイ16、
16’は直線状に配置された多数の画素17からなる
が、各画素17の構成は同じである。各画素17は、有
機ELヘッド18と、その有機ELヘッド18の発光を
制御するTFT19とから構成されている。
【0073】図9は、図8で説明した有機ELアレイ露
光ヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図であ
る。この画像形成装置は、同様な構成の4個の有機EL
アレイ露光ヘッド1K、1C、1M、1Yを、対応する
同様な構成である4個の感光体ドラム41K、41C、
41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置した、タンデ
ム方式の画像形成装置として構成されている。
【0074】図9に示すように、この画像形成装置は、
駆動ローラ51と従動ローラ52とテンションローラ5
3が設けられており、テンションローラ53によりテン
ションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方
向)へ循環駆動される中間転写ベルト50を備えてい
る。この中間転写ベルト50に対して所定間隔で配置さ
れた4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感
光体41K、41C、41M、41Yが配置される。
【0075】前記符号の後に付加されたK、C、M、Y
はそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、
それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体で
あることを示す。他の部材についても同様である。感光
体41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト
50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転
駆動される。
【0076】各感光体41(K、C、M、Y)の周囲に
は、それぞれ感光体41(K、C、M、Y)の外周面を
一様に帯電させる帯電手段(コロナ帯電器)42(K、
C、M、Y)と、この帯電手段42(K、C、M、Y)
により一様に帯電させられた外周面を感光体41(K、
C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する本発
明の上記のような有機ELアレイ露光ヘッド1(K、
C、M、Y)が設けられている。
【0077】また、この有機ELアレイ露光ヘッド1
(K、C、M、Y)で形成された静電潜像に現像剤であ
るトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像装置
44(K、C、M、Y)と、この現像装置44(K、
C、M、Y)で現像されたトナー像を一次転写対象であ
る中間転写ベルト50に順次転写する転写手段としての
一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、転写された
後に感光体41(K、C、M、Y)の表面に残留してい
るトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニ
ング装置46(K、C、M、Y)とを有している。
【0078】ここで、各有機ELアレイ露光ヘッド1
(K、C、M、Y)は、有機ELアレイ露光ヘッド1
(K、C、M、Y)のアレイ方向が感光体ドラム41
(K、C、M、Y)の母線に沿うように設置される。そ
して、各有機ELアレイ露光ヘッド1(K、C、M、
Y)の発光エナルギーピーク波長と感光体41(K、
C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設
定されている。
【0079】現像装置44(K、C、M、Y)は、例え
ば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、
その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬
送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブ
レードで規制し、その現像ローラを感光体41(K、
C、M、Y)に接触あるいは押厚させることにより、感
光体41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像
剤を付着させることによりトナー像として現像するもの
である。
【0080】このような4色の単色トナー像形成ステー
ションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエロ
ーの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、
Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベル
ト50上に順次一次転写され、中間転写ベルト50上で
順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二
次転写ローラ66において用紙等の記録媒体Pに二次転
写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記
録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装
置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
【0081】なお、図9中、63は多数枚の記録媒体P
が積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセッ
ト63から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップ
ローラ、65は二次転写ローラ66の二次転写部への記
録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、
66は中間転写ベルト50との間で二次転写部を形成す
る二次転写手段としての二次転写ローラ、67は二次転
写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナー
を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレ
ードである。
【0082】このように、図9の画像形成装置は、書き
込み手段として図1に示した有機ELヘッドを用いてい
るので、レーザ走査光学系を用いた場合よりも、装置の
小型化を図ることができる。
【0083】以上、本発明の有機ELアレイ露光ヘッド
とその作製方法及びそれを用いた画像形成装置を実施例
に基づいて説明したが、本発明はこれら実施例に限定さ
れず種々の変形が可能である。
【0084】
【発明の効果】本発明の有機ELヘッドにおいては、レ
ンズレスであるので簡略化された構成とすることがで
き、レンズに起因したバラツキを低減することができ
る。また、絞りを設けこの絞りの形状を適宜選定するこ
とにより、ボケのない高画質の画像を得ることができ
る。また、絞りを隔壁で形成することにより、光の放射
角をそれほど小さくしない場合でもクロストークを防止
することができる。
【0085】更に、絞りを像担持体と接触させることに
より、ヘッドを像担持体に対して正確に位置決めでき、
ヘッドと像担持体との位置決め不良に起因するスポット
の形状変化や光量変化を防止することができる。また、
微小光共振器構造と組み合わせることにより、光の放射
角を小さくすることができ、クロストークを防止するこ
とができる。なお、陽極側から光を射出する構成を採用
することにより、効率の良い微小光共振器構造が得ら
れ、光の利用効率を高めることができる。また、光学系
を有する有機ELヘッドを液相法、特にインクジェット
法により容易に構成することができる。
【0086】また、反射層として機能する誘電体多層膜
では、層数、各層の層厚、材質などを調整することによ
り、反射率を略1(0.999)に近づけることが可能
となり、不要な面からの光の漏出を防止することができ
る。更に、発光層と像担持体との間に基板が存在しない
ので、発光層と像担持体との距離を短くすることがで
き、光の利用効率が向上する。なお、本発明の有機EL
ヘッドを用いることにより、画像形成装置の小型化が図
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく有機ELヘッドの一例を示す縦
断正面図である。
【図2】インクジェット方式におけるピエゾジェット方
式のヘッドの構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の他の実施形態に基づく有機ELヘッド
の一例を示す縦断正面図である。
【図4】図2に示した有機ELヘッドの概略構成を示す
斜視図である。
【図5】本発明の他の実施形態に基づく有機ELヘッド
の一例を示す縦断正面図である。
【図6】光放射強度分布の特性図である。
【図7】本発明による光放射強度分布を示す特性図であ
る。
【図8】有機ELアレイ露光ヘッドの概略構成を示す平
面図である。
【図9】本発明の有機ELヘッドを配置したタンデム方
式の画像形成装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1…基板 2…誘電体多層膜 3…陽極 4…正孔輸送層 5…発光層 6…陰極 7…誘電体多層膜 8…像担持体 9、9a…隔壁(バンク) 10、10a、10b…有機ELアレイ 10x、10y、10z…発光部 11…隔壁の穴 12…絞り 15…有機ELアレイ露光ヘッド 16、16‘…アレイ 17…画素 18…有機ELヘッド 19…TFT 21…ヘッド 22…ノズルプレート 23…振動板 24…仕切部材(リザーバープレート) 25…インク室 26…ノズル孔 28…圧電素子 29…電極 1(K、C、M、Y)…有機ELアレイ露光ヘッド 41(K、C、M、Y)…感光体ドラム 42(K、C、M、Y)…帯電手段(コロナ帯電器) 44(K、C、M、Y)…現像装置 45(K、C、M、Y)…一次転写ローラ 46(K、C、M、Y)…クリーニング装置 50…中間転写ベルト 51…駆動ローラ 52…従動ローラ 53…テンションローラ 61…定着ローラ対 62…排紙ローラ対 63…給紙カセット 64…ピックアップローラ 65…ゲートローラ対 66…二次転写ローラ 67…クリーニングブレード 68…排紙トレイ P…記録媒体
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/14 B41J 3/21 L 33/24 33/26

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された反射層と、前記反射
    層上に形成された陽極と、前記陽極上に形成された有機
    ELからなる発光層と、前記発光層上に被着された陰極
    とを有し、前記反射層と陰極で微小光共振器を構成する
    と共に、前記発光層および像担持体との間に発光層から
    射出される光の絞り手段を設けたことを特徴とする、有
    機ELヘッド。
  2. 【請求項2】 前記発光層および像担持体の間には、前
    記発光層から発光する光を前記像担持体に対して集光作
    用を有するレンズが設けられていないことを特徴とす
    る、請求項1記載の有機ELヘッド。
  3. 【請求項3】 前記絞りの大きさを、少なくとも記録媒
    体の搬送方向である副走査方向では画素間隔以下に選定
    したことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載
    の有機ELヘッド。
  4. 【請求項4】 前記有機ELを液相法により形成したこ
    とを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに
    記載の有機ELヘッド。
  5. 【請求項5】 前記絞りと像担持体とを接触させたこと
    を特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれかに記
    載の有機ELヘッド。
  6. 【請求項6】 前記反射層を誘電体多層膜で形成したこ
    とを特徴とする、請求項1ないし請求項5のいずれかに
    記載の有機ELヘッド。
  7. 【請求項7】 前記陰極は、光を透過する厚さの金属薄
    膜で形成され、一面を前記発光層上に被着し、他面に半
    透明反射層が形成されたことを特徴とする、請求項1な
    いし請求項6のいずれかに記載の有機ELヘッド。
  8. 【請求項8】 前記絞りを、隣接する発光層から射出さ
    れる光を互いに遮蔽する隔壁で形成したことを特徴とす
    る、請求項7に記載の有機ELヘッド。
  9. 【請求項9】 前記発光層から射出される光を前記基板
    とは反対側に出力することを特徴とする、請求項7また
    は請求項8に記載の有機ELヘッド。
  10. 【請求項10】 前記半透明反射層は、誘電体多層膜で
    形成されたことを特徴とする、請求項7ないし請求項9
    のいずれかに記載の有機ELヘッド。
  11. 【請求項11】 前記発光層から射出される光を陽極側
    から像担持体に向けて出力することを特徴とする、請求
    項1ないし請求項6のいずれかに記載の有機ELヘッ
    ド。
  12. 【請求項12】 基板上に誘電体多層膜からなる反射層
    を形成する工程と、 前記反射層上に陽極を形成する工程と、 前記陽極上に有機ELを液相法により形成する工程と、 前記有機EL上に蒸着法により陰極を形成する工程と、 前記有機ELと像担持体との間に光の絞り手段を形成す
    る工程とにより有機ELヘッドを作製することを特徴と
    する、有機ELヘッドの作製方法。
  13. 【請求項13】 基板上に誘電体多層膜からなる反射層
    を形成する工程と、 前記反射層上に陽極を形成する工程と、 前記陽極上に有機ELを液相法により形成する工程と、 前記有機EL上に蒸着法により光を透過する厚さの金属
    薄膜で陰極を形成する工程と、 前記陰極上に誘電体多層膜からなる半透明反射層を形成
    する工程と、 前記有機ELと像担持体との間に光の絞り手段を形成す
    る工程とにより有機ELヘッドを作製することを特徴と
    する、有機ELヘッドの作製方法。
  14. 【請求項14】 請求項1から請求項11のいずれか1
    項記載の有機ELヘッドを、像担持体に像を書き込むた
    めの露光ヘッドとして備えていることを特徴とする、画
    像形成装置。
  15. 【請求項15】 前記画像形成装置が、像担持体の周囲
    に帯電手段、露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した
    画像形成ステーションを少なくとも2つ以上設け、転写
    媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画
    像形成を行うタンデム方式の画像形成装置であることを
    特徴とする、請求項14記載の画像形成装置。
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JP2008093882A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Seiko Epson Corp ラインヘッド及びラインヘッドを用いた画像形成装置
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