JP2005047012A

JP2005047012A - Exposure head and image forming apparatus employing it

Info

Publication number: JP2005047012A
Application number: JP2003202876A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hirayama; 浩志平山; Takao Miyazawa; 孝雄宮澤; Yujiro Nomura; 雄二郎野村; Kiyoshi Tsujino; 浄士辻野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure head in which a required quantity of light can be obtained through a simple arrangement even when an EL element is employed in a light source, and to provide an image forming apparatus employing it. <P>SOLUTION: A transparent flexible substrate 70 is bent arcuately with reference to a center line in the subscanning direction. Curvature is selected such that the distance R between n organic EL light emitting parts 4 arranged in the subscanning direction and an exposure position S on a photosensitive body 41 becomes constant. The organic EL light emitting part 4 is formed of an organic EL emission layer 10 and a ball lens 13 applied to the front surface thereof. A beam 15 emitted from the ball lens 13 is focused at an exposure position S on a photosensitive body 41. m organic EL light emitting parts 4 are arranged in the main scanning direction on the substrate 70 and n×m organic EL light emitting parts 4 operate under control of a TFT to form a line of image of m dots simultaneously on the photosensitive body 41. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源にＥＬ素子を用いた場合でも簡易な構成で必要な光量が得られる露光ヘッド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】
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。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。
【０００３】
そこで、近年有機ＥＬ（有機電界発光素子、以下ＯＥＬと略記する）アレイを前記書き込み手段（露光ヘッド）として使用する試みが提案されている。ＯＥＬヘッドは、ビームの走査系が静的に行えるので光学系の構成が簡単になるという利点があるが、次のような技術的課題を有している。（１）ＯＥＬヘッドは、ＬＥＤヘッドに比べて最大光量が２桁程度低い。ＬＥＤヘッドでは、最大１μＷ／ｄｏｔの光量が可能であるが、現状のＯＥＬヘッドでは０．０１μＷ／ｄｏｔ程度である。このようなＯＥＬヘッドの光量不足がＯＥＬプリンターの印刷速度を規制しており、現在のＯＥＬヘッドの光量ではＬＥＤプリンターにおける半分程度の印刷速度の達成も困難である。
【０００４】
（２）印刷の高精細化を図る上で、光源の大きさは小さいほど良い。ＯＥＬヘッドでは光量が小さい為に、光源の大きさは５０μｍ角程度が限界である。これより小さいと光量が確保出宋ない。このとき感光体上でのスポット径は、７０−６０μｍになってしまう。この大きさのスポット径では、解像度は６００ｄｐｉが限界である。レーザビームにおいては、６００ｄｐｉのスポット径は７０〜８０μｍ、ＬＥＤでは、発光素子の大きさは２０μｍ角程度、感光体上でのスポット径は４０〜５０μｍである。
【０００５】
（３）ＯＥＬの寿命は、光量を上げるほど短くなる。ＯＥＬの光量不足のために最大光量付近で発光させなければならず、寿命が確保出来ない。すなわち、光量×寿命の値が相当程度不足している。（４）発光素子の欠陥は、印字品質の低下を招くのでプリンターでは許容されない。現状では、歩留まり良く欠陥なしでＯＥＬヘッドを製造する事は因雑である。（５）ＯＥＬヘッドアレイの画素発光ばらつき（隣接画素間）を３％以下に抑制することは困難である。
【０００６】
ＯＥＬは、前記のように発光光量の不足を解消することが課題となっている。そこで、特許文献１にはこのような課題を解決しようとする技術が記載されている。特許文献１に記載のものは、ＥＬ素子を光源として使用し、２列の平面状アレイを形成する。そして、各列の平面状アレイにレンズアレイを傾けて配設し、光源の光を感光体ドラムの１点に集光して露光量を２倍とする技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１３３１６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術は、構造的にみてもＥＬ素子は３列程度が限度であり、光量はＥＬ素子が単一の場合の３倍までしか増加しない。ＯＥＬヘッドをプリンタのような画像形成装置に適用するには、発光素子列は例えば数十列以上必要である。しかしながら、特許文献１に記載の技術ではこのような要請に対応できないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光源にＥＬ素子を用いた場合でも簡易な構成で必要な光量が得られる露光ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１０】
【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露光ヘッドは、円弧状に湾曲した基板と、当該基板に主走査方向および副走査方向にそれぞれ複数個配列される発光部とを備え、前記副走査方向に同列に配列された発光部は感光体上の１点から等距離の位置に配置されることを特徴とする。このように、円弧状に湾曲した基板の副走査方向に同列に配列された発光部は感光体上の１点から等距離の位置に配置しているので、発光部からの出射光は前記感光体上の１点に集束され、必要な光量を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板を１枚のフレキシブルな部材で形成したことを特徴とする。このため、多数の発光部を配列する基板を簡単に構成することができる。
【００１２】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板を複数枚のフレキシブルな部材で形成したことを特徴とする。このため、種々の大きさの基板を組み合わせて利用できるので、基板の有効利用が図れる。また、発光部を基板に配列する際の自由度が増大する。
【００１３】
また、本発明の露光ヘッドは、前記フレキシブルな部材は、有機物の部材、無機物の部材、金属部材であることを特徴とする。このため、強度や柔軟性など、必要とする特性に応じて基板材料を選定することができる。
【００１４】
また、本発明の露光ヘッドは、前記発光部を発光素子とその前面に被着したレンズで一体に構成して、前記副走査方向に同列に配列された各発光素子の出射光を前記感光体上の１点に集光することを特徴とする。このため、発光素子の出射光を効率良く感光体上の１点に集光することができる。
【００１５】
また、本発明の露光ヘッドは、前記各発光部は、同一の発光素子およびレンズで一体に構成したことを特徴とする。このように、多数の発光部を同一の発光素子およびレンズで一体に構成しているので、発光部の製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明の露光ヘッドは、前記発光素子を有機ＥＬで構成したことを特徴とする。このため、ビーム走査を静的に行なうので光学系の構成を簡略化することができる。
【００１７】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板にＴＦＴを形成したことを特徴とする。このため、発光部とＴＦＴを同一のプロセスで製造できるのでコストを低減することができる。また、発光部を制御する信号線を短くすることできるのでコストが低減される。さらに、ノイズの影響を避けることができる。
【００１８】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板と同じ形状で円弧状に湾曲した部分を有して前記基板を固定する支持部を設けたことを特徴とする。このため、基板の変形を防止して精度良く画像形成することができる。
【００１９】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板と支持体にそれぞれ位置合わせマークを形成したことを特徴とする。このため、基板を支持体に精度良く取付けることができる。
【００２０】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、前記いずれかに記載の露光ヘッドと、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを備えた画像形成装置において、単一の発光部では得られない画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００２１】
また、本発明の画像形成装置は、タンデム方式のカラー画像形成装置であって、像担持体の周囲に帯電手段、前記いずれかに記載の露光ヘッド、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ことを特徴とする。このため、タンデム方式のカラー画像形成装置において、画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光ヘッドの実施例をその作製方法に基づいて説明する。本発明の有機ＥＬ発光部は、合成樹脂などのフレキシブルな基板上に、ＳＵＦＴＬＡ（ＳｕｒｆａｃｅＦｒｅｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｙＬａｓｅｒＡｎｎｅａｌｉｎｇ）のような薄膜素子転写技術により有機ＥＬ発光素子を形成し、有機ＥＬ発光素子にボールレンズを被着した発光部を用いている。ここで、本発明で適用される薄膜素子転写技術について説明する。最近、電子ペーパーやウェアラブルコンピュータといった将来製品の基盤技術として、任意基板に半導体素子を形成する技術が進展してきている。基板材料の物性（融点、熱膨張係数など）によっては，既存の素子形成プロセスを用いることが難しいため、シリコンや石英基板で半導体素子を形成した後に、目的の基板に転写する技術が開発されている。
【００２４】
プラスチックなどの低融点材料基板に半導体素子を転写したい場合には、１００℃程度の低温プロセスによる転写技術が必要となる。前記ＳＵＦＴＬＡは、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層に裏面レーザアニーリングよる処理を応用した技術である。一例として、透明な石英基板上にａ―Ｓｉ犠牲層／下地ＳｉＯ_２層／薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を順に形成する。ＴＦＴ層に水溶性接着剤を用いて仮転写基板を接着する。石英基板裏面側からエキシマーレーザを照射すると、ａ−Ｓｉ犠牲層／下地ＳｉＯ_２層界面で剥離し，ＴＦＴ層は石英基板から分離する。
【００２５】
次に仮転写基板に転写されたＴＦＴの裏面側に非水溶性接着剤を用いてプラスチック基板を接着する。サンプルを水に浸して仮転写基板を剥がすことによってＴＦＴのプラスチック基板上への転写が完了する。本技術により、プラスチック基板のようなフレキシブルな支持体の上に、液晶ディスプレイや周辺回路を搭載することが可能になる。本発明においてはこのようなＳＵＦＴＬＡ技術を用いて、ガラス基板などに形成した有機ＥＬとＴＦＴをフレキシブルな基板上に転写することができる。なお、特開平１１−２６７３３号公報には、ＳＵＦＴＬＡの技術により２回転写を行なって、ＴＦＴのような薄膜デバイスをフレキシブルな基板上に転写する技術が記載されている。
【００２６】
次に、有機ＥＬにボールレンズを被着する技術について説明する。図２は、１画素の有機ＥＬ発光部４とＴＦＴ５とを含む断面図である。フレキシブル基板６上にＴＦＴ５を作製する。ＴＦＴ５の作製方法は種々知られている。例えば、ガラス基板６上に最初にシリコン酸化膜を堆積し、さらにアモルファスシリコン膜を堆積する。次に、このアモルファスシリコン膜に対してエキシマレーザ光を照射して結晶化を行い、チャネルとなるポリシリコン膜を形成する。このポリシリコン膜をパタニング後、ゲート絶縁膜を堆積し、さらに窒化タンタルからなるゲート電極を形成する。
【００２７】
続いて、ＮチャンネルＴＦＴのソース・ドレイン部をリンのイオン注入により、ＰチャンネルＴＦＴのソース・ドレイン部をボロンのイオン注入によりそれぞれ形成する。イオン注入した不純物を活性化後、第１層間絶縁膜の堆積、第１コンタクトホールの開口、ソース線の形成、第２層間絶縁膜の堆積、第２コンタクトホールの開口、金属画素電極の形成を順次行い、ＴＦＴ５のアレイが完成する（例えば、第８回電子ディスプレイ・フォーラム（２００１．４．１８）「高分子型有機ＥＬディスプレイ」参照。）。ここで、この金属画素電極は、有機ＥＬ発光部４の陰極７となるもので、有機ＥＬ発光部４の反射層を兼用するものであり、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ等の金属薄膜電極で形成される。
【００２８】
次いで、有機ＥＬ発光部４に対応する穴８を有する所定の高さの隔壁（バンク）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。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ク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。また、下層が無機物で上層が有機物で構成された２層以上でバンク（凸部）を形成してもよい。
【００２９】
また、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え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、特開２０００−３２３２７６に開示されているように、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。
【００３０】
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、陰極７表面は親水化され、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の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。次に、隔壁９の穴８内に発光層用のインク組成物をインクジェット方式プリント装置２０のヘッド２１から吐き出し、各画素の陰極７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１０を形成する。
【００３１】
ここで、本発明で言う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（（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．４３）。
【００３２】
図３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。図３において、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。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。
【００３３】
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。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湾曲する。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。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２５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。
【００３４】
穴８内に発光層１０を形成した後、正孔注入層用インク組成物を穴８内の発光層１０上にインクジェットプリント装置２０のヘッド２１から吐き出し、各画素の発光層１０上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去し、熱処理して正孔注入層１１を形成する。なお、以上の発光層１０と正孔注入層１１の順番は反対であってもよい。水分に対してより耐性のある層を表面側（基板６からより離れた側）に配置するようにすることが望ましい。
【００３５】
また、発光層１０と正孔注入層１１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、ディップ法あるいは蒸着法で作成することもできる。また、発光層１０に用いる材料、正孔注入層１１に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等デ公知の種々のものが利用でき、詳細な説明は省略する。
【００３６】
隔壁９の穴８内に発光層１０と正孔注入層１１を順に形成した後、基板の表面全面に真空蒸着法により有機ＥＬの陽極となる透明電極１２を被着させる。この透明電極１２の材料としては、酸化すず膜、ＩＴＯ膜、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物膜等があり、真空蒸着法以外に、フォトリソグラフィ法やスパッタ法、パイロゾル法等が採用できる。このような方法により、隔壁９の上面と穴８の内面全面に透明電極１２が形成される。
【００３７】
次いで、透明電極１２の表面を撥水処理し、隔壁９の穴８内にマイクロレンズ用の透明インク組成物をインクジェット方式プリント装置２０のヘッド２１から吐き出してパターニング塗布を行う。塗布後硬化させて、各画素の有機ＥＬ発光部４上に凸マイクロレンズ１３を形成する。凸マイクロレンズ１３の表面の曲率半径、すなわち、焦点距離は、インク組成物の吐き出し量、穴８の径、マイクロレンズ用透明インク組成物の表面張力、透明電極１２に対する撥水性の度合い、インク組成物の硬化の際の収縮量等で決まる。
【００３８】
ところで、上記のような陰極７／発光層１０／正孔注入層１１／透明電極（陽極）１２からなる有機ＥＬ発光部４は水分により劣化しやすいものである。水分の侵入を防止するために、マイクロレンズ１３形成後に基板の表面全面に透明保護層を塗布することが望ましい。透明保護層の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、液状ガラス等を用いることができる。
【００３９】
以上のように、基板６上に有機ＥＬ発光部４のアレイが設けられ、かつ、各有機ＥＬ発光部４の発光制御用のＴＦＴ５のアレイが設けられる。また、各有機ＥＬ発光部４上にインクジェット方式で所定の焦点距離の凸マイクロレンズ１３を形成して有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成する。このため、有機ＥＬ発光部４とＴＦＴ５を同一のプロセスで製造できるのでコストを低減することができる。また、また、発光部を制御する信号線を短くすることできるのでコストが低減される。さらに、ノイズの影響を避けることができる。この有機ＥＬアレイ露光ヘッドから所定距離だけ離れた面上に、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの画素配列と同じ配列パターンで各有機ＥＬ発光部４からの発光光束を集光する。したがって、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの長手方向に直交する方向にこの面を相対的に移動させ、かつ、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの各有機ＥＬ発光部４の発光をＴＦＴ５により制御することで、前記面上に所定のパターンを記録することができる。そこで、本発明においては、上記のような本発明の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１を例えば電子写真方式のカラー画像形成装置の露光ヘッドに用いることができる。
【００４０】
図４は、図２のようにして作製された有機ＥＬ発光部により有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成した例を部分的に示す説明図である。図４において、前記ＳＵＦＴＲＡの技術によりフレキシブルな基板６ａ上にＴＦＴ５ａ、隔壁９ａ、発光層１０ａを作製する。次に、前記のようにインクジェット方式により発光層１０ａの前面にボールレンズ（凸マイクロレンズ）１３ａを被着し、有機ＥＬ発光部４ａを形成する。４１ａは感光体で有機ＥＬ発光部４ａからビーム１５が照射される。このように、有機ＥＬの発光層前面にボールレンズ１３ａを被着することにより、光源の光を効率良く集光し、感光体４１ａに照射することができる。
【００４１】
図５は、有機ＥＬアレイを支持体に取付けて有機ＥＬアレイ露光ヘッドを作製する例を示す平面図である。図５において、７０は有機ＥＬ発光部が形成されている透明なフレキシブル基板、８０は支持体である。７１、７２は透明基板７０に形成されているアライメント（位置合わせ）マーク８１、８２は支持体８０に形成されているアライメントマークである。このアライメントマークは、透明基板では赤、支持体では黒というように色分けしても良い。各発光素子は、主走査方向にｍ個、副走査方向ｎ列配列されている。
【００４２】
透明なフレキシブル基板７０上に形成されたマーク７１、７２と、支持体８０上に形成されたマーク８１、８２をあわせることで、透明なフレキシブル基板７０を正確に位置あわせすることができる。有機ＥＬ発光部は破線Ｌａの方向に沿って副走査方向にそろえて配列する。これは、後述するように本発明においては、透明なフレキシブル基板７０を副走査方向に円弧状に湾曲させて、副走査方向に同列に配列された各有機ＥＬ発光部（画素）の出力光を感光体上の１点に集光させる。このようにして光量を増大させる構成としている。
【００４３】
図６は、本発明の有機ＥＬアレイ露光ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図６において、透明なフレキシブル基板７０には所定の曲率で円弧状の湾曲部７５を形成する。また、支持体８０にも透明なフレキシブル基板７０の曲率と同じ曲率で円弧状の湾曲部８３を形成する。図５で説明したように、透明なフレキシブル基板７０にはアライメントマーク７１、７２が配置されており、支持体８０にはアライメントマーク８１、８２が配置されている。このように、支持体８０にも透明なフレキシブル基板７０の曲率と同じ曲率で円弧状の湾曲部８３を形成しているので透明なフレキシブル基板７０を安定して固定でき、発光部の位置変動などによる画像劣化を防止することができる。
【００４４】
図７は、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの組み立ての概略構成を示す分解斜視図である。図７において、支持体８０には位置決めピン７５、７６が設けられている。透明なフレキシブル基板７０には、位置決めピン７５、７６に対応する位置に結合穴７３、７４を形成しておき、位置決めピン７５、７６を結合穴７３、７４に挿入して両者を結合する。このようにして透明なフレキシブル基板７０を支持体８０に固定する。なお、図７には簡単のためアライメントマークは図示を省略している。上記例では、透明なフレキシブル基板７０に有機ＥＬを配列しているが、本発明においては基板は必ずしも透明である必要はない。フレキシブルな部材であれば、有機物、無機物、金属のような材料からなる部材を基板として用いることができる。
【００４５】
図１は、本発明の概略構成を示す正面図である。図１において、透明基板７０は副走査方向に円弧状に湾曲させる。この際に、副走査方向に配列されたｎ個の有機ＥＬ発光部４と、感光体４１上の露光位置Ｓとの距離Ｒは等しくなるように曲率を選定する。このように、前記Ｒが等しくなるように基板の曲率を選定しているので、発光部からの出射光は前記感光体上の１点に集束され、必要な光量を得ることができる。また、有機ＥＬ発光部４は、前記のように有機ＥＬ発光層１０と、その前面に被着されたボールレンズ１３により形成される。このため、発光素子の出射光を効率良く感光体上の１点に集光することができる。
【００４６】
ボールレンズ１３から出射されるビーム１５は感光体４１上の露光位置Ｓに集光されるので、単一の有機ＥＬ発光部４を用いた場合のｎ倍の光量で露光される。図５で説明したように、透明基板７０には主走査方向にｍ個の有機ＥＬ発光部４が設けられている。したがって、ＴＦＴの制御によりｎ×ｍ個の有機ＥＬ発光部４が動作して、感光体４１には同時にｍドットの画像が１ライン形成される。感光体４１が矢視Ｘ方向に移動してから有機ＥＬ発光部を制御することにより、次ラインの画像形成が行なわれる。
【００４７】
ところで、露光ヘッドの基板は主走査方向に長尺となるため、基板を平面で構成した場合には、光軸方向に変形し易いという問題が生ずる。このような変形は、焦点位置のずれとなり結像性能の低下をもたらす。さらに、露光ヘッドの組立て工程においても、基板の破損を防ぐために取り扱いを慎重にする必要がある。このため、特別な治具が必要となり、組立て時間が長くなるという問題がある。本発明においては、図１で説明したように、基板を凹面形状に湾曲させている。このため、主走査方向の曲げ剛性を格段に高めることができ、光軸方向の変形を防止することができる。また、平面基板と同じ剛性であっても、基破の厚さを薄くすることが可能となり、露光ヘッドの軽量化や低価格化を図ることができる。このように、本発明においては発光部を配列させる基板を湾曲させることにより、光学的にも、また機械的にも格別な作用が得られる。
【００４８】
図８は、本発明の制御部の構成を示すブロック図である。図８において、９０は本体コントローラで画像データを形成し、印字指令を画像形成装置の制御部９１に出力する。制御部９１には、中継基板９２、シフトレジスタ９３、駆動回路（ＴＦＴ）９４、所定数の有機ＥＬ発光部４が設けられている。本体コントローラ９０で形成された画像データはシフトレジスタ９３で順次転送される。シフトレジスタ９３からの制御信号でＴＦＴ９４が動作して、所定の有機ＥＬ発光部４を駆動する。
【００４９】
これまでの説明では、透明なフレキシブル基板７０は１枚の合成樹脂などのフレキシブルシートを使用している。本発明においては、有機ＥＬ発光層とボールレンズからなる有機ＥＬ発光部を、複数枚に分割した基板に形成してもよい。このように、複数枚に分割された基板に半導体集積回路などの電子部品をＳＵＦＴＬＡの技術で形成することは、例えば特開平８−２６４７９６号公報に記載されている。このような技術を適用することにより、複数枚に分割した透明なフレキシブル基板に有機ＥＬ発光部をそれぞれ形成することができる。このため、種々の大きさの基板を組み合わせて利用できるので、基板の有効利用が図れる。また、発光部を形成する際の自由度が向上する。
【００５０】
本発明においては、副走査方向に配置されるｎ個の有機ＥＬ発光部を、感光体上の１点からの距離が等しくなるような曲率で円弧状に配置したことを特徴とするものである。ｎ個の有機ＥＬ発光部は、１枚の基板に形成しても、また、分割された基板に形成しても良い。この際に、各有機ＥＬ発光部に設ける有機ＥＬ発光層とボールレンズはそれぞれ同一の大きさで一体構成とする。このため、発光部の製造が容易となり製造コストを低減することができる。
【００５１】
図９は、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。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５３とが設けられており、テンションローラ５３で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。
【００５２】
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。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。
【００５３】
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。
【００５４】
ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、図６に示すように対応する感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面から所定距離だけ離れて、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。
【００５５】
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て感光体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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図１０は、画像形成装置の正面図である。図１０において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（露光ヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００５９】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００６０】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００６１】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００６２】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００６３】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレー、１７９は給紙トレー１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００６４】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００６５】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。
【００６６】
４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００６７】
以上説明したように、本発明においては、ＯＥＬ発光素子が副走査方向に複数列、例えばｎ＝１００列以上としている。そして、ＯＥＬ発光素子アレイを配置した面を曲面として、その曲率は、ｎ個のＯＥＬ発光素子から出射された光が１点に集光するように設定している。また、ＯＥＬ発光素子アレイ及び集光レンズを、インクジェットプロセス技術及びＳＵＦＴＲＡにて作成するものである。
【００６８】
このような構成としているので、前記したＯＥＬを用いた露光ヘッドの課題が次のように解決される。（１）光量が列数倍になるので、光量不足が解消される。従って、印刷速度が光量によって規制されない。（２）光量不足が解消できるので、光源の大きさを小さくできる。従って、高精細化を図る事ができる。（３）最大光量より十分低い発光量で発光すれば良いので、寿命が確保できる。（４）発光素子の欠陥がひとつあっても、その影響はｎ分の一である為、画素欠陥の許容数が大きい。従って、歩留まり向上に貢献できる。（５）たとえ個々の画素に発光ばらつきがあっても、列方向にあるｎ個の画素で平均化されるので、ばらつきを３％以下に抑える事が容易である。
【００６９】
また、本発明によれば、ＯＥＬを用いた露光ヘッドに対する有為性が確保できる。すなわち、本発明の露光ヘッドは単一基板上に半導体プロセス及びインクジェットプロセスで画素を形成するため、たとえ１００列以上の画素を並べたとしても位置精度が損なわれず、また、コストを低く抑えることが可能である。
【００７０】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００７１】
なお、発光部が形成される基板は透明基板には限定されない。前記のようにフレキシブルな部材であれば良い。また、発光素子の前面に被着されるレンズもボールレンズに限定されず種々の形状とすることができる。さらに発光素子は有機ＥＬには限定されず、無機ＥＬでもよい。本発明の露光ヘッドは、円弧状に湾曲した基板と、当該基板に主走査方向および副走査方向にそれぞれ複数個配列される発光部とを備え、前記副走査方向に同列に配列された発光部は感光体上の１点から等距離の位置に配置されることを特徴とするものであり、基板や発光部の材質や形状は任意のものが適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】１画素の有機ＥＬ発光部とＴＦＴとを含む断面図である。
【図３】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４】有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成した例を示す説明図である。
【図５】有機ＥＬアレイ露光ヘッドを作製する例を示す平面図である。
【図６】有機ＥＬアレイ露光ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図７】有機ＥＬアレイ露光ヘッドの組概略構成を示す分解斜視図である。
【図８】制御部を示すブロック図である。
【図９】本発明が適用される画像形成装置の正面図である。
【図１０】本発明が適用される他の画像形成装置の正面図である。
【符号の説明】
４…有機ＥＬ発光部、５…ＴＦＴ、６…ガラス基板、９…隔壁（バンク）、１０…発光層、１３…凸マイクロレンズ、１５…ビーム、４１…感光体、７０…透明なフレキシブル基板、７１、７２…アライメントマーク、７５…円弧状の湾曲部、８０…支持体、８１、８２…アライメントマーク、８３…円弧状の湾曲部、９１…制御部、９３…シフトレジスタ、９４…駆動回路（ＴＦＴ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure head capable of obtaining a necessary light amount with a simple configuration even when an EL element is used as a light source, and an image forming apparatus using the exposure head.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus that writes a latent image on an image carrier, a writing unit using a laser scanning optical system is used. Further, an LED array is also known as a writing means. The apparatus using the laser scanning optical system has a problem in that various optical parts such as lenses are required, so that the apparatus becomes large and high-speed processing is limited. In addition to the problem that the LED array is used, in addition to the problem that the substrate and the driver are expensive, there is a problem that the configuration becomes complicated because a rod array lens is required to form an image on the image carrier. It was.
[0003]
In recent years, attempts have been made to use an organic EL (organic electroluminescent element, hereinafter abbreviated as OEL) array as the writing means (exposure head). The OEL head has the advantage of simplifying the configuration of the optical system since the beam scanning system can be statically operated, but has the following technical problems. (1) The OEL head has a maximum light intensity that is about two orders of magnitude lower than the LED head. The LED head can emit a maximum amount of light of 1 μW / dot, but the current OEL head has a light intensity of about 0.01 μW / dot. Such an insufficient light quantity of the OEL head regulates the printing speed of the OEL printer, and it is difficult to achieve a printing speed about half that of the LED printer with the light quantity of the current OEL head.
[0004]
(2) The smaller the size of the light source, the better in achieving high definition printing. Since the amount of light in the OEL head is small, the size of the light source is limited to about 50 μm square. If it is smaller than this, the amount of light will not be secured. At this time, the spot diameter on the photoreceptor becomes 70-60 μm. With a spot diameter of this size, the resolution is limited to 600 dpi. In the laser beam, the spot diameter of 600 dpi is 70 to 80 μm, and in the LED, the size of the light emitting element is about 20 μm square, and the spot diameter on the photoconductor is 40 to 50 μm.
[0005]
(3) The life of the OEL is shortened as the amount of light is increased. Since the OEL light quantity is insufficient, light must be emitted in the vicinity of the maximum light quantity, and the lifetime cannot be ensured. That is, the value of light quantity × life is considerably insufficient. (4) A defect in the light emitting element causes a decrease in print quality and is not allowed in the printer. At present, it is complicated to manufacture an OEL head with a good yield and no defects. (5) It is difficult to suppress the pixel emission variation (between adjacent pixels) of the OEL head array to 3% or less.
[0006]
As described above, OEL has a problem to solve the shortage of light emission amount. Therefore, Patent Document 1 describes a technique for solving such a problem. The device described in Patent Document 1 uses an EL element as a light source and forms a two-row planar array. A technique is disclosed in which a lens array is inclined and arranged in a planar array in each row, and light from a light source is condensed on one point of a photosensitive drum to double the exposure amount.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-63-133168
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The technique described in Patent Document 1 is limited to about three rows of EL elements even in terms of structure, and the amount of light increases only up to three times that of a single EL device. In order to apply the OEL head to an image forming apparatus such as a printer, for example, several tens of light emitting element rows are required. However, the technique described in Patent Document 1 has a problem that it cannot respond to such a request.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exposure head capable of obtaining a necessary light amount with a simple configuration even when an EL element is used as a light source, and an image forming apparatus using the exposure head.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An exposure head of the present invention that achieves the above object comprises a substrate curved in an arc shape, and a plurality of light emitting sections arranged on the substrate in the main scanning direction and the sub scanning direction, respectively, and arranged in the same row in the sub scanning direction. The arranged light emitting portions are arranged at a position equidistant from one point on the photosensitive member. As described above, since the light emitting portions arranged in the same row in the sub-scanning direction of the substrate curved in an arc shape are arranged at a position equidistant from one point on the photosensitive member, the light emitted from the light emitting portion is the photosensitive light. It is focused on one point on the body and the necessary amount of light can be obtained.
[0011]
The exposure head of the present invention is characterized in that the substrate is formed of a single flexible member. For this reason, the board | substrate which arranges many light emission parts can be comprised easily.
[0012]
The exposure head of the present invention is characterized in that the substrate is formed of a plurality of flexible members. For this reason, since substrates of various sizes can be used in combination, the substrate can be effectively used. Moreover, the freedom degree at the time of arranging a light emission part on a board | substrate increases.
[0013]
In the exposure head of the present invention, the flexible member is an organic member, an inorganic member, or a metal member. For this reason, a substrate material can be selected according to required properties such as strength and flexibility.
[0014]
In the exposure head of the present invention, the light emitting section is integrally formed of a light emitting element and a lens attached to the front surface of the light emitting element, and the emitted light of each light emitting element arranged in the same row in the sub-scanning direction is transmitted to the photoconductor. Condensing light at one point above. For this reason, the light emitted from the light emitting element can be efficiently condensed at one point on the photosensitive member.
[0015]
The exposure head according to the present invention is characterized in that each of the light emitting portions is integrally formed of the same light emitting element and lens. Thus, since many light emission parts are integrally comprised with the same light emitting element and lens, the manufacturing cost of a light emission part can be reduced.
[0016]
The exposure head of the present invention is characterized in that the light emitting element is composed of an organic EL. For this reason, since the beam scanning is performed statically, the configuration of the optical system can be simplified.
[0017]
The exposure head of the present invention is characterized in that a TFT is formed on the substrate. For this reason, since a light emission part and TFT can be manufactured by the same process, cost can be reduced. Further, since the signal line for controlling the light emitting unit can be shortened, the cost is reduced. Furthermore, the influence of noise can be avoided.
[0018]
In addition, the exposure head of the present invention is characterized in that a support portion for fixing the substrate is provided having a portion having the same shape as the substrate and curved in an arc shape. For this reason, deformation of the substrate can be prevented and an image can be formed with high accuracy.
[0019]
The exposure head of the present invention is characterized in that alignment marks are formed on the substrate and the support, respectively. For this reason, a board | substrate can be attached to a support body with a sufficient precision.
[0020]
An image forming apparatus of the present invention that achieves the above object comprises the exposure head according to any one of the above, an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, and a rotary developing unit, and the rotary developing unit. Carries toner stored in a plurality of toner cartridges on the surface thereof, and rotates toners of different colors sequentially to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction. And developing the electrostatic latent image by applying a developing bias between the rotary developing unit and moving the toner from the rotary developing unit to the image carrier to form a toner image. It is characterized by. For this reason, in an image forming apparatus provided with a rotary developing unit, it is possible to obtain a light amount necessary for image formation that cannot be obtained by a single light emitting unit with a simple configuration.
[0021]
The image forming apparatus of the present invention is a tandem type color image forming apparatus, and is an image forming station in which a charging unit, any one of the exposure head, the developing unit, and the transfer unit are arranged around an image carrier. At least two or more are provided, and a color image is formed by passing a transfer medium through each station. For this reason, in a tandem color image forming apparatus, the amount of light required for image formation can be obtained with a simple configuration.
[0022]
The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member. For this reason, in the image forming apparatus provided with the intermediate transfer member, it is possible to obtain a light amount necessary for image formation with a simple configuration.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the exposure head according to the present invention will be described below based on the manufacturing method. The organic EL light emitting unit of the present invention forms an organic EL light emitting element on a flexible substrate such as a synthetic resin by a thin film element transfer technique such as SUFTLA (Surface Free Technology by Laser Annealing), and the ball is formed on the organic EL light emitting element. A light emitting part with a lens attached is used. Here, the thin film element transfer technique applied in the present invention will be described. Recently, as a fundamental technology for future products such as electronic paper and wearable computers, a technology for forming a semiconductor element on an arbitrary substrate has been developed. Depending on the physical properties (melting point, thermal expansion coefficient, etc.) of the substrate material, it is difficult to use the existing device formation process. Therefore, a technology has been developed in which a semiconductor device is formed on a silicon or quartz substrate and then transferred to the target substrate. Yes.
[0024]
In order to transfer a semiconductor element to a low melting point material substrate such as plastic, a transfer technique by a low temperature process of about 100 ° C. is required. The SUFTLA is a technique in which a treatment by backside laser annealing is applied to an amorphous silicon (a-Si) layer. As an example, a-Si sacrificial layer / underlying SiO on a transparent quartz substrate ₂ Layer / thin film transistor (TFT) is formed in order. The temporary transfer substrate is bonded to the TFT layer using a water-soluble adhesive. When excimer laser is irradiated from the back side of the quartz substrate, a-Si sacrificial layer / underlying SiO ₂ The TFT layer is separated from the quartz substrate by peeling at the layer interface.
[0025]
Next, a plastic substrate is bonded to the back side of the TFT transferred to the temporary transfer substrate using a water-insoluble adhesive. Transfer of the TFT onto the plastic substrate is completed by immersing the sample in water and peeling off the temporary transfer substrate. This technology makes it possible to mount a liquid crystal display and peripheral circuits on a flexible support such as a plastic substrate. In the present invention, the organic EL and TFT formed on a glass substrate or the like can be transferred onto a flexible substrate using such SUFTLA technology. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-26733 describes a technique in which a thin film device such as a TFT is transferred onto a flexible substrate by performing transfer twice using the SUFTLA technique.
[0026]
Next, a technique for attaching a ball lens to the organic EL will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view including the organic EL light emitting unit 4 and the TFT 5 of one pixel. A TFT 5 is produced on the flexible substrate 6. Various methods for manufacturing the TFT 5 are known. For example, a silicon oxide film is first deposited on the glass substrate 6, and an amorphous silicon film is further deposited. Next, the amorphous silicon film is crystallized by irradiating it with an excimer laser beam to form a polysilicon film serving as a channel. After patterning the polysilicon film, a gate insulating film is deposited, and a gate electrode made of tantalum nitride is formed.
[0027]
Subsequently, the source / drain portions of the N-channel TFT are formed by phosphorus ion implantation, and the source / drain portions of the P-channel TFT are formed by boron ion implantation. After activating the ion-implanted impurity, the first interlayer insulating film is deposited, the first contact hole is opened, the source line is formed, the second interlayer insulating film is deposited, the second contact hole is opened, and the metal pixel electrode is formed. The array of TFTs 5 is completed sequentially (see, for example, “8th Electronic Display Forum (2001.18)“ polymer organic EL display ”). Here, the metal pixel electrode serves as the cathode 7 of the organic EL light emitting unit 4 and also serves as a reflective layer of the organic EL light emitting unit 4, and is a metal thin film electrode such as Mg, Ag, Al, Li or the like. It is formed.
[0028]
Next, a partition wall (bank) 9 having a hole 8 corresponding to the organic EL light emitting unit 4 is formed. The partition wall 9 can be formed by an arbitrary method such as a photolithography method or a printing method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-353594. For example, when using the lithography method, an organic material is applied in accordance with the height of the bank by a predetermined method such as spin coating, spray coating, roll coating, die coating, dip coating, and a resist layer is applied thereon. Then, a mask is applied in accordance with the shape of the partition wall 9, and the resist is exposed and developed to leave a resist matched to the shape of the partition wall 9. Finally, the partition wall material is etched to remove the partition wall material other than the mask. Moreover, you may form a bank (convex part) by two or more layers by which the lower layer was comprised by the inorganic substance and the upper layer was comprised by the organic substance.
[0029]
The material constituting the partition wall 9 is not particularly limited as long as it has durability against the solvent of the EL material. However, since it can be made Teflon (registered trademark) by fluorocarbon gas plasma treatment, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-323276 describes. As disclosed, organic materials such as acrylic resin, epoxy resin, and photosensitive polyimide are preferable. The laminated partition which made inorganic materials, such as liquid glass, the lower layer may be sufficient. The partition wall 9 is desirably black or opaque by mixing carbon black or the like with the above material.
[0030]
Next, immediately before the organic EL light emitting layer ink composition is applied, the substrate provided with the partition walls 9 is subjected to continuous plasma treatment of oxygen gas and fluorocarbon gas plasma. Thereby, for example, the polyimide surface constituting the partition wall 9 is water repellent and the cathode 7 surface is hydrophilized, and the wettability on the substrate side for finely patterning the ink jet droplets can be controlled. As an apparatus for generating plasma, an apparatus for generating plasma in a vacuum or an apparatus for generating plasma in the atmosphere can be used similarly. Next, the ink composition for the light emitting layer is discharged from the head 21 of the inkjet printing apparatus 20 into the hole 8 of the partition wall 9, and patterning is applied on the cathode 7 of each pixel. After application, the solvent is removed and heat treatment is performed to form the light emitting layer 10.
[0031]
Here, the ink jet system referred to in the present invention is a piezo jet system that ejects an ink composition using mechanical energy such as a piezoelectric element, and generates bubbles using the thermal energy of a heater. Any of the thermal methods for discharging the ink composition on the basis of the above (published “Fine Imaging and Hardcopy” 1999.1.7 (Corona) .43).
[0032]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a piezo jet head. In FIG. 3, the inkjet head 21 includes, for example, a stainless steel nozzle plate 22 and a vibration plate 23, and both are joined via a partition member (reservoir plate) 24. A plurality of ink chambers 25 and liquid reservoirs (not shown) are formed between the nozzle plate 22 and the vibration plate 23 by the partition member 24. The interiors of the ink chamber 25 and the liquid reservoir are filled with the ink composition, and the ink chamber 25 and the liquid reservoir communicate with each other through a supply port. Further, the nozzle plate 22 is provided with a nozzle hole 26 for ejecting the ink composition from the ink chamber 25 into a jet shape. On the other hand, the ink jet head 21 is formed with an ink introduction hole for supplying the ink composition to the liquid reservoir.
[0033]
A piezoelectric element 28 is bonded to the surface of the vibration plate 23 opposite to the surface facing the ink chamber 25 so as to correspond to the position of the ink chamber 25. The piezoelectric element 28 is located between the pair of electrodes 29, and when energized, the piezoelectric element 28 curves so as to protrude outward. As a result, the volume of the ink chamber 25 increases. Therefore, the ink composition corresponding to the increased volume in the ink chamber 25 flows from the liquid reservoir through the supply port. Next, when energization to the piezoelectric element 28 is released, both the piezoelectric element 28 and the diaphragm 23 return to their original shapes. As a result, the space 25 also returns to its original volume, so that the pressure of the ink composition inside the ink chamber 25 increases, and the ink composition is ejected from the nozzle hole 26 toward the substrate on which the partition wall 9 is provided.
[0034]
After forming the light emitting layer 10 in the hole 8, the ink composition for hole injection layer is discharged from the head 21 of the ink jet printing apparatus 20 onto the light emitting layer 10 in the hole 8 and is applied by patterning onto the light emitting layer 10 of each pixel. I do. After coating, the solvent is removed and heat treatment is performed to form the hole injection layer 11. Note that the order of the light emitting layer 10 and the hole injection layer 11 may be reversed. It is desirable to arrange a layer that is more resistant to moisture on the surface side (the side farther from the substrate 6).
[0035]
Further, the light emitting layer 10 and the hole injection layer 11 can be formed by a known spin coat method, dip method or vapor deposition method instead of forming the ink composition by applying the ink composition by the ink jet method as described above. . In addition, as materials used for the light emitting layer 10 and materials used for the hole injection layer 11, various known ones such as JP-A-10-12377 and JP-A-2000-323276 can be used, and detailed description is omitted. To do.
[0036]
After sequentially forming the light emitting layer 10 and the hole injection layer 11 in the holes 8 of the partition walls 9, a transparent electrode 12 serving as an organic EL anode is deposited on the entire surface of the substrate by vacuum deposition. Examples of the material of the transparent electrode 12 include a tin oxide film, an ITO film, a composite oxide film of indium oxide and zinc oxide, and a photolithography method, a sputtering method, a pyrosol method, and the like can be adopted in addition to the vacuum evaporation method. . By such a method, the transparent electrode 12 is formed on the upper surface of the partition wall 9 and the entire inner surface of the hole 8.
[0037]
Next, the surface of the transparent electrode 12 is subjected to a water repellent treatment, and a transparent ink composition for microlenses is discharged from the head 21 of the ink jet printing apparatus 20 into the hole 8 of the partition wall 9 to perform patterning coating. After the application, curing is performed to form a convex microlens 13 on the organic EL light emitting portion 4 of each pixel. The radius of curvature of the surface of the convex microlens 13, that is, the focal length is determined by the ejection amount of the ink composition, the diameter of the hole 8, the surface tension of the transparent ink composition for microlenses, the degree of water repellency with respect to the transparent electrode 12, and the ink composition. It is determined by the amount of shrinkage when the product is cured.
[0038]
By the way, the organic EL light emitting unit 4 composed of the cathode 7 / the light emitting layer 10 / the hole injection layer 11 / the transparent electrode (anode) 12 as described above is easily deteriorated by moisture. In order to prevent moisture from entering, it is desirable to apply a transparent protective layer to the entire surface of the substrate after the microlenses 13 are formed. As a material for the transparent protective layer, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, liquid glass, or the like can be used.
[0039]
As described above, the array of organic EL light emitting units 4 is provided on the substrate 6, and the array of TFTs 5 for light emission control of each organic EL light emitting unit 4 is provided. Further, a convex microlens 13 having a predetermined focal length is formed on each organic EL light emitting unit 4 by an ink jet method to form an organic EL array exposure head. For this reason, since the organic EL light emitting unit 4 and the TFT 5 can be manufactured by the same process, the cost can be reduced. Further, since the signal line for controlling the light emitting unit can be shortened, the cost is reduced. Furthermore, the influence of noise can be avoided. On the surface separated from the organic EL array exposure head by a predetermined distance, the luminous flux from each organic EL light emitting unit 4 is condensed in the same arrangement pattern as the pixel arrangement of the organic EL array exposure head. Therefore, by moving this surface relatively in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the organic EL array exposure head and controlling the light emission of each organic EL light emitting unit 4 of the organic EL array exposure head by the TFT 5, A predetermined pattern can be recorded thereon. Therefore, in the present invention, the organic EL array exposure head 1 of the present invention as described above can be used as, for example, an exposure head of an electrophotographic color image forming apparatus.
[0040]
FIG. 4 is an explanatory view partially showing an example in which an organic EL array exposure head is formed by the organic EL light-emitting section manufactured as shown in FIG. In FIG. 4, a TFT 5a, a partition wall 9a, and a light emitting layer 10a are formed on a flexible substrate 6a by the SUFTRA technique. Next, as described above, the ball lens (convex microlens) 13a is attached to the front surface of the light emitting layer 10a by the ink jet method to form the organic EL light emitting portion 4a. Reference numeral 41a denotes a photosensitive member, which is irradiated with the beam 15 from the organic EL light emitting unit 4a. As described above, by attaching the ball lens 13a to the front surface of the light emitting layer of the organic EL, the light from the light source can be efficiently collected and irradiated onto the photoreceptor 41a.
[0041]
FIG. 5 is a plan view showing an example in which an organic EL array exposure head is manufactured by attaching an organic EL array to a support. In FIG. 5, 70 is a transparent flexible substrate on which an organic EL light emitting part is formed, and 80 is a support. Reference numerals 71 and 72 are alignment (alignment) marks 81 and 82 formed on the transparent substrate 70, and alignment marks are formed on the support 80. The alignment mark may be color-coded such as red for a transparent substrate and black for a support. Each light emitting element is arranged in m in the main scanning direction and n columns in the sub scanning direction.
[0042]
By aligning the marks 71 and 72 formed on the transparent flexible substrate 70 and the marks 81 and 82 formed on the support 80, the transparent flexible substrate 70 can be accurately aligned. The organic EL light emitting units are arranged in the sub-scanning direction along the direction of the broken line La. As will be described later, in the present invention, the transparent flexible substrate 70 is curved in an arc shape in the sub-scanning direction, and the output light of each organic EL light emitting unit (pixel) arranged in the same row in the sub-scanning direction is used. The light is condensed on one point on the photoconductor. In this way, the light quantity is increased.
[0043]
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the organic EL array exposure head of the present invention. In FIG. 6, an arc-shaped curved portion 75 is formed on a transparent flexible substrate 70 with a predetermined curvature. Further, an arcuate curved portion 83 is formed on the support 80 with the same curvature as that of the transparent flexible substrate 70. As described with reference to FIG. 5, alignment marks 71 and 72 are arranged on the transparent flexible substrate 70, and alignment marks 81 and 82 are arranged on the support 80. Thus, since the arcuate curved portion 83 is formed on the support 80 with the same curvature as that of the transparent flexible substrate 70, the transparent flexible substrate 70 can be stably fixed, and the position of the light emitting portion is changed. It is possible to prevent image degradation due to.
[0044]
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the assembly of the organic EL array exposure head. In FIG. 7, positioning pins 75 and 76 are provided on the support 80. In the transparent flexible substrate 70, coupling holes 73 and 74 are formed at positions corresponding to the positioning pins 75 and 76, and the positioning pins 75 and 76 are inserted into the coupling holes 73 and 74 to couple them together. In this way, the transparent flexible substrate 70 is fixed to the support 80. In FIG. 7, the alignment marks are omitted for simplicity. In the above example, the organic EL is arranged on the transparent flexible substrate 70. However, in the present invention, the substrate is not necessarily transparent. If it is a flexible member, the member which consists of materials, such as an organic substance, an inorganic substance, and a metal, can be used as a board | substrate.
[0045]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of the present invention. In FIG. 1, the transparent substrate 70 is curved in an arc shape in the sub-scanning direction. At this time, the curvature is selected so that the distance R between the n organic EL light emitting units 4 arranged in the sub-scanning direction and the exposure position S on the photoconductor 41 is equal. Thus, since the curvature of the substrate is selected so that the Rs are equal to each other, the light emitted from the light emitting portion is focused on one point on the photoconductor, and a necessary light quantity can be obtained. Further, the organic EL light emitting unit 4 is formed by the organic EL light emitting layer 10 and the ball lens 13 attached to the front surface thereof as described above. For this reason, the light emitted from the light emitting element can be efficiently condensed at one point on the photosensitive member.
[0046]
Since the beam 15 emitted from the ball lens 13 is condensed at the exposure position S on the photoconductor 41, it is exposed with an amount of light that is n times that when the single organic EL light emitting unit 4 is used. As described with reference to FIG. 5, m organic EL light emitting units 4 are provided on the transparent substrate 70 in the main scanning direction. Therefore, n × m organic EL light emitting sections 4 are operated under the control of the TFT, and one line of m dot images is simultaneously formed on the photoreceptor 41. The image of the next line is formed by controlling the organic EL light emitting unit after the photoconductor 41 moves in the direction of arrow X.
[0047]
By the way, since the substrate of the exposure head is elongated in the main scanning direction, there arises a problem that the substrate is easily deformed in the optical axis direction when the substrate is configured as a plane. Such deformation results in a shift of the focal position, resulting in a decrease in imaging performance. Further, in the process of assembling the exposure head, it is necessary to handle it carefully in order to prevent the substrate from being damaged. For this reason, a special jig is required, and there is a problem that the assembling time becomes long. In the present invention, as described in FIG. 1, the substrate is curved into a concave shape. For this reason, the bending rigidity in the main scanning direction can be remarkably increased, and deformation in the optical axis direction can be prevented. Further, even if the rigidity is the same as that of the flat substrate, it is possible to reduce the thickness of the breakage, and it is possible to reduce the weight and cost of the exposure head. As described above, in the present invention, by bending the substrate on which the light emitting units are arranged, a special action can be obtained both optically and mechanically.
[0048]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the control unit of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 90 denotes a main body controller that forms image data and outputs a print command to the control unit 91 of the image forming apparatus. The control unit 91 includes a relay substrate 92, a shift register 93, a drive circuit (TFT) 94, and a predetermined number of organic EL light emitting units 4. The image data formed by the main body controller 90 is sequentially transferred by the shift register 93. The TFT 94 is operated by a control signal from the shift register 93 to drive a predetermined organic EL light emitting unit 4.
[0049]
In the description so far, the transparent flexible substrate 70 uses a single flexible sheet such as a synthetic resin. In the present invention, the organic EL light emitting portion composed of the organic EL light emitting layer and the ball lens may be formed on a plurality of substrates. The formation of electronic components such as a semiconductor integrated circuit on a substrate divided into a plurality of sheets by the SUFTLA technique is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-26496. By applying such a technique, each of the organic EL light emitting units can be formed on a transparent flexible substrate divided into a plurality of sheets. For this reason, since substrates of various sizes can be used in combination, the substrate can be effectively used. Moreover, the freedom degree at the time of forming a light emission part improves.
[0050]
The present invention is characterized in that n organic EL light emitting portions arranged in the sub-scanning direction are arranged in an arc shape with a curvature that makes the distance from one point on the photosensitive member equal. . The n organic EL light emitting units may be formed on a single substrate or may be formed on a divided substrate. At this time, the organic EL light-emitting layer and the ball lens provided in each organic EL light-emitting portion are integrally formed with the same size. For this reason, manufacture of a light emission part becomes easy and manufacturing cost can be reduced.
[0051]
FIG. 9 is a front view showing an example of an image forming apparatus using an organic EL array exposure head. This image forming apparatus includes four organic EL array exposure heads 1K, 1C, 1M, and 1Y having the same configuration, and corresponding exposure positions of four photosensitive drums 41K, 41C, 41M, and 41Y having the same configuration. Are arranged as tandem type image forming apparatuses. As shown in FIG. 9, this image forming apparatus is provided with a driving roller 51, a driven roller 52, and a tension roller 53. The intermediate transfer belt 50 is circulated and driven in the direction). Photosensitive members 41K, 41C, 41M, and 41Y having photosensitive layers are arranged on the outer peripheral surface as four image carriers arranged at predetermined intervals with respect to the intermediate transfer belt 50.
[0052]
K, C, M, and Y added after the above symbols mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The photoreceptors 41K, 41C, 41M, and 41Y are rotationally driven in the direction indicated by the arrow (clockwise) in synchronization with the driving of the intermediate transfer belt 50. Around each photoconductor 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 (K) for uniformly charging the outer peripheral surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y), respectively. , C, M, Y) and the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) are synchronized with the rotation of the photoconductor 41 (K, C, M, Y). Thus, the organic EL array exposure head 1 (K, C, M, Y) as described above of the present invention for sequentially scanning the lines is provided.
[0053]
Further, a developing device 44 (K) that applies toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the organic EL array exposure head 1 (K, C, M, Y) to form a visible image (toner image). , C, M, Y) and a primary transfer roller 45 as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the intermediate transfer belt 50 as a primary transfer target. (K, C, M, Y) and a cleaning device 46 (K, C, Y) as a cleaning unit for removing toner remaining on the surface of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) after being transferred. M, Y).
[0054]
Here, each organic EL array exposure head 1 (K, C, M, Y) is separated from the surface of the corresponding photoreceptor 41 (K, C, M, Y) by a predetermined distance as shown in FIG. The organic EL array exposure head 1 (K, C, M, Y) is installed so that the array direction is along the bus line of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y). The light emission energy peak wavelength of each organic EL array exposure head 1 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set so as to substantially match. ing.
[0055]
The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer, and the one-component developer is conveyed to the developing roller by a supply roller, for example, and adheres to the surface of the developing roller. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulation blade, and the potential of the photoreceptor 41 (K, C, M, Y) is adjusted by bringing the developing roller into contact with or pushing the photoreceptor 41 (K, C, M, Y). The toner image is developed by attaching a developer according to the level.
[0056]
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the transfer belt 50 and sequentially superposed on the intermediate transfer belt 50 to become a full color, is secondarily transferred to a recording medium P such as paper by a secondary transfer roller 66, and serves as a fixing unit. The toner is fixed on the recording medium P by passing through the fixing roller pair 61, and is discharged onto a paper discharge tray 68 formed in the upper part of the apparatus by a paper discharge roller pair 62.
[0057]
In FIG. 9, reference numeral 63 denotes a paper feed cassette in which a large number of recording media P are stacked and held, 64 denotes a pickup roller for feeding the recording media P one by one from the paper feed cassette 63, and 65 denotes a secondary transfer roller. A pair of gate rollers for defining the supply timing of the recording medium P to the secondary transfer portion 66, a secondary transfer roller 66 as a secondary transfer means for forming a secondary transfer portion with the intermediate transfer belt 50, 67 Is a cleaning blade as a cleaning means for removing the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 50 after the secondary transfer.
[0058]
Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 10 is a front view of the image forming apparatus. In FIG. 10, the image forming apparatus 160 includes, as main constituent members, a rotary developing device 161, a photosensitive drum 165 that functions as an image carrier, and an image writing means (exposure head) 167 provided with an organic EL array. In addition, an intermediate transfer belt 169, a paper conveyance path 174, a fixing roller heating roller 172, and a paper feed tray 178 are provided.
[0059]
In the developing device 161, the developing rotary 161a rotates in the arrow A direction about the shaft 161b. The inside of the development rotary 161a is divided into four, and image forming units for four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) are provided. Reference numerals 162a to 162d are arranged in the image forming units for the four colors. The developing rollers rotate in the arrow B direction, and the toner supply rollers 163a to 163d rotate in the arrow C direction. Reference numerals 164a to 164d are regulating blades that regulate the toner to a predetermined thickness.
[0060]
As described above, reference numeral 165 denotes a photosensitive drum that functions as an image carrier, 166 denotes a primary transfer member, 168 denotes a charger, and 167 denotes an image writing unit, which is provided with an organic EL array. The photosensitive drum 165 is driven in the direction of arrow D opposite to the developing roller 162a by a drive motor (not shown), for example, a step motor.
[0061]
The intermediate transfer belt 169 is stretched between the driven roller 170b and the drive roller 170a, and the drive roller 170a is connected to the drive motor of the photosensitive drum 165 to transmit power to the intermediate transfer belt. By driving the drive motor, the drive roller 170 a of the intermediate transfer belt 169 is rotated in the arrow E direction opposite to the photosensitive drum 165.
[0062]
The paper conveyance path 174 is provided with a plurality of conveyance rollers, a pair of paper discharge rollers 176, and the like, and conveys the paper. An image (toner image) on one side carried on the intermediate transfer belt 169 is transferred to one side of the paper at the position of the secondary transfer roller 171. The secondary transfer roller 171 is separated from and brought into contact with the intermediate transfer belt 169 by a clutch, and is brought into contact with the intermediate transfer belt 169 when the clutch is turned on, so that an image is transferred onto the sheet.
[0063]
The sheet on which the image has been transferred as described above is then subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a heating roller 172 and a pressure roller 173. The sheet after the fixing process is drawn into the discharge roller pair 176 and proceeds in the arrow F direction. When the paper discharge roller pair 176 rotates in the opposite direction from this state, the paper reverses its direction and advances in the double-sided printing conveyance path 175 in the arrow G direction. 177 is an electrical component box, 178 is a paper feed tray for storing paper, and 179 is a pickup roller provided at the outlet of the paper feed tray 178.
[0064]
A low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport roller in the paper transport path. The intermediate transfer belt 169 uses a step motor because it requires color misregistration correction. Each of these motors is controlled by a signal from a control means (not shown). In the state shown in the drawing, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 165, and a high voltage is applied to the developing roller 62a, whereby a yellow image is formed on the photosensitive drum 165. When all of the yellow back side and front side images are carried on the intermediate transfer belt 169, the development rotary 161a rotates 90 degrees in the direction of arrow A.
[0065]
The intermediate transfer belt 169 rotates once and returns to the position of the photosensitive drum 165. Next, two images of cyan (C) are formed on the photosensitive drum 165, and this image is carried on the yellow image carried on the intermediate transfer belt 169. Thereafter, the 90-degree rotation of the development rotary 161 and the one-rotation process after the image is carried on the intermediate transfer belt 169 are repeated in the same manner.
[0066]
For carrying four color images, the intermediate transfer belt 169 rotates four times, and then the rotation position is further controlled to transfer the image onto the sheet at the position of the secondary transfer roller 171. The paper fed from the paper feed tray 178 is transported by the transport path 174, and the color image is transferred to one side of the paper at the position of the secondary transfer roller 171. The sheet on which the image is transferred on one side is reversed by the discharge roller pair 176 as described above, and stands by on the conveyance path. Thereafter, the sheet is conveyed to the position of the secondary transfer roller 171 at an appropriate timing, and the color image is transferred to the other side. The housing 180 is provided with an exhaust fan 181.
[0067]
As described above, in the present invention, the OEL light emitting elements have a plurality of columns in the sub-scanning direction, for example, n = 100 columns or more. The surface on which the OEL light emitting element array is arranged is a curved surface, and the curvature is set so that the light emitted from the n OEL light emitting elements is condensed at one point. Moreover, an OEL light emitting element array and a condensing lens are produced by an inkjet process technique and SUPTRA.
[0068]
With such a configuration, the problem of the exposure head using the OEL described above is solved as follows. (1) Since the light quantity is multiplied by the number of rows, the shortage of light quantity is resolved. Therefore, the printing speed is not restricted by the amount of light. (2) Since the shortage of light quantity can be resolved, the size of the light source can be reduced. Therefore, high definition can be achieved. (3) Since it is sufficient to emit light with a light emission amount sufficiently lower than the maximum light amount, the lifetime can be secured. (4) Even if there is one defect in the light emitting element, the influence is one-nth, so the allowable number of pixel defects is large. Therefore, it can contribute to yield improvement. (5) Even if there is a variation in light emission in each pixel, since it is averaged by n pixels in the column direction, it is easy to suppress the variation to 3% or less.
[0069]
In addition, according to the present invention, it is possible to ensure the significance of the exposure head using the OEL. That is, since the exposure head of the present invention forms pixels on a single substrate by a semiconductor process and an inkjet process, even if 100 or more columns of pixels are arranged, the positional accuracy is not impaired, and the cost can be kept low. Is possible.
[0070]
The above-described embodiment is directed to an image forming apparatus configured to be able to form a full color image using toners of four colors of yellow, cyan, magenta, and black. In the present invention, the toner color to be used and the number of colors thereof are not limited to this, and are arbitrary. For example, the present invention can be applied to an apparatus that forms a monochrome image using only black toner. It is.
[0071]
In addition, the board | substrate with which a light emission part is formed is not limited to a transparent substrate. Any flexible member may be used as described above. In addition, the lens attached to the front surface of the light emitting element is not limited to the ball lens, and can have various shapes. Further, the light emitting element is not limited to organic EL, and may be inorganic EL. An exposure head of the present invention includes a substrate curved in an arc shape, and a plurality of light emitting units arranged in the main scanning direction and the sub scanning direction on the substrate, and the light emitting units arranged in the same row in the sub scanning direction Is arranged at a position equidistant from one point on the photosensitive member, and any material and shape of the substrate and the light emitting portion can be applied.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view including an organic EL light emitting unit of one pixel and a TFT.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of a piezo jet head.
FIG. 4 is an explanatory view showing an example in which an organic EL array exposure head is formed.
FIG. 5 is a plan view showing an example of manufacturing an organic EL array exposure head.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an organic EL array exposure head.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a set of organic EL array exposure heads.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a control unit.
FIG. 9 is a front view of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a front view of another image forming apparatus to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Organic EL light emission part, 5 ... TFT, 6 ... Glass substrate, 9 ... Partition wall (bank), 10 ... Light emitting layer, 13 ... Convex microlens, 15 ... Beam, 41 ... Photoconductor, 70 ... Transparent flexible substrate, 71, 72 ... alignment mark, 75 ... arc-shaped curved portion, 80 ... support, 81, 82 ... alignment mark, 83 ... arc-shaped curved portion, 91 ... control unit, 93 ... shift register, 94 ... drive circuit ( TFT)

Claims

A substrate curved in an arc shape and a plurality of light emitting portions arranged on the substrate in the main scanning direction and the sub scanning direction, respectively, and the light emitting portions arranged in the same row in the sub scanning direction are arranged at one point on the photosensitive member. An exposure head, which is disposed at an equidistant position from the exposure head.

2. The exposure head according to claim 1, wherein the substrate is formed of a single flexible member.

2. The exposure head according to claim 1, wherein the substrate is formed of a plurality of flexible members.

The exposure head according to claim 2, wherein the flexible member is an organic member, an inorganic member, or a metal member.

The light emitting unit is integrally formed of a light emitting element and a lens attached to the front surface thereof, and the emitted light of each light emitting element arranged in the same row in the sub-scanning direction is condensed at one point on the photoconductor. The exposure head according to claim 1, wherein the exposure head is characterized in that:

6. The exposure head according to claim 5, wherein each of the light emitting units is integrally formed of the same light emitting element and lens.

The exposure head according to claim 1, wherein the light emitting element is configured by an organic EL.

8. The exposure head according to claim 1, wherein a TFT is formed on the substrate.

9. The exposure head according to claim 1, further comprising a support portion that has a portion curved in an arc shape in the same shape as the substrate and fixes the substrate.

The exposure head according to claim 9, wherein alignment marks are respectively formed on the substrate and the support.

11. An exposure head according to claim 1, an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, and a rotary developing unit, wherein the rotary developing unit includes a plurality of toners. The toner stored in the cartridge is carried on the surface thereof, and the toners of different colors are sequentially conveyed to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction, and the image carrier and the rotary developing unit A developing bias is applied between the rotary developing unit and the image bearing member to move the toner to visualize the electrostatic latent image to form a toner image, Image forming apparatus.

At least two or more image forming stations having charging means, the exposure head according to any one of claims 1 to 10, developing means, and transfer means are provided around the image carrier, and the transfer medium includes each station. A color image forming apparatus of a tandem type, wherein color image formation is performed by passing.

13. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member.