JP2006095744A - 画像形成装置の光源及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 欠陥の発生を確実に防止することができるとともに、高い信頼性を有する画像形成装置の光源及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の画像形成装置の光源１は、隔壁２２で仕切られた複数条の細溝２１を片面に備える板状のクラッド２３と、クラッド２３より高屈折率である透光性を有する材質からなるとともに、その上面が隔壁２２の高さより低い位置となる状態で細溝２１に充填されたコア１１と、コア１１の上面に設けられた発光素子３０とを備える。
上記構造によれば、コア１１上面に形成される下層電極３１を、その上面に成膜される発光層３２が確実に被覆できるため、発光素子３０に断線や短絡という欠陥が発生することを確実に防止できる。
また、上記構造はコア１１の材質としてクラッド２３より低硬度の材質を採用し、コア１１の上面とクラッド２３（隔壁２２）の上面をともに研磨する加工により容易に形成できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置の光源及びその製造方法に関し、特に、基板上に複数条のコアが所定ピッチで配設され、各コアの上面に発光素子を備える画像形成装置の光源及びその製造方法に関する。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置では、高解像度の画像を短時間で印刷する機能が要求されている。

高解像度の画像を印刷するためには、印刷画像の潜像を感光体上に形成する光源が、主走査方向に狭ピッチで露光できることが必要である。また、印刷を短時間で行うためには感光体上に潜像の形成を短時間で行うこと、すなわち、感光体への照射光量を十分に大きくして、露光時間を短くすることが必要になる。

上記光源に使用される代表的な発光素子として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）がある。しかし、このような発光素子を狭ピッチで配置するためには、発光素子を小さくする必要があるため、当該発光素子の発光面積は必然的に小さくなる。このため、発光面積の減少に伴って、発光素子が発する光量は小さくなり、発光素子を狭ピッチで配置することと、露光時間を短くすることとを両立させることは困難であった。

そこで、本願出願人は、後掲の特許文献１において、図９の斜視図に示す光源１００を提案している。図９に示すように、上記光源１００は、基板１０１上に感光体５００の表面に対して垂直な方向（以下、光伝送方向という。）に伸びるコア（導光路）１０２が感光体５００の表面に対して平行な方向（以下、主走査方向という。）に複数条配置された導光板２００を備え、前記各コア１０２の上面に前記光伝送方向に長い発光面を有する発光素子３００が形成されている。

この発光素子３００が発した光Ｄは、コア１０２内で全反射を繰り返して、コア１０２の光伝送方向の一端面である出射面から出射する。なお、コア１０２の光伝送方向の他端面には反射材１０３が積層され光Ｄの漏れを少なくしている。

上記のように、コア１０２から出射された光は、ＧＩ（Graded Index）ファイバレンズやロッドレンズ等の光伝送手段４００を介して感光体５００の表面に結像される。したがって、上記多数のコア１０２の出射面を、感光体５００に形成される潜像の１画素に要求される面積と同じ面積にするとともに画素間のピッチと同じピッチで配置することで、コア１０２及び発光素子３００が主走査方向に狭ピッチに配置された、大光量を出射可能な光源１００を実現することができる。

上記図９では、基板１０１上にコア１０２が単純に所定の間隔をおいて配設された導光板２００を用いた光源１００を概念的に示したが、現実には、各コア１０２の上面への発光素子３００の形成を容易にするために、各コア１０２の間にコア１０２よりも低屈折率のクラッド１０２ａを介在させて導光板２００の上面が平面になる構成としている。以下では、上記クラッド１０２ａを備える導光板２００の製造プロセスを図１０及び図１１に基づいて説明する。

図１０（ａ）に示すように、まず、スピンコートやスクリーン印刷等により基板１０１上に、熱硬化又はＵＶ（Ultra Violet）硬化樹脂からなる液状のクラッド材１０２ｂが塗布された後、加熱やＵＶ光照射等の硬化処理を行うことで、クラッド１０２ａが成膜される。

次に、クラッド１０２ａ上に、例えばＵＶ硬化樹脂からなる液状の透光性を有するコア材１０２ｃが塗布される。このコア材１０２ｃ上に、図１０（ｂ）に示すように、所定ピッチの複数条の開口部を有するマスク１０５が配置され、当該マスク１０５を介して上記コア材１０２ｃにＵＶ光Ｅが照射される。このとき、マスク１０５の開口部に位置するコア材１０２ｃのみが硬化され、マスク１０５の遮光部に位置するコア材１０２ｃは硬化されない。このため、例えば、有機溶剤等を用いて、硬化されていないコア材１０２ｃを洗浄除去することで、図１０（ｃ）に示すような上記マスク１０５に対応するコア１０２のパターンが形成される。

続いて、図１０（ｄ）に示すように、コア１０２の各パターン間に液状のクラッド材１０２ｂを充填するとともに、当該クラッド材１０２ｂの硬化処理を行うことで、コア１０２がクラッド１０２ａで被覆される。

そして、クラッド１０２ａを上面から研磨し、上記コア１０２の表面を露出させることで、導光板２００が得られる（図１０（ｅ））。

以上のようにして形成された導光板１００の各コア１０２の上面に、有機あるいは無機の発光材料を用いた発光素子３００が形成される。すなわち、蒸着やスピンコート等により、下層電極３０１、発光層３０２がサブミクロンオーダの膜厚で順に形成され、発光層３０２上に上層電極３０３が形成される。各層は各コア１０２上に個別に形成されてもよいが、ここでは、製造プロセスを容易にするために、下層電極３０１は各コア１０２に個別な透明電極を形成し、発光層３０２と上層電極３０３は共通の層（全下層電極３０１を覆う単一の層）を形成している（図１０（ｆ））。この場合、有機発光層３２の膜厚は、その材質に応じて良好な発光特性が得られる範囲の膜厚に設定されるとともに、下層電極３１（下層電極層３４）の膜厚は有機発光層３２が各下層電極３１を確実に被覆できるように、有機発光層３２の膜厚以下の膜厚に設定される。また、上層電極３３は、当該上層電極３３自身の電気抵抗が有機発光層３２の発光特性を劣化させない程度の膜厚に設定される。

一方、コア材１０２としてガラス材等の非感光性の材料が使用される場合、上述のマスク１０５を介したＵＶ光照射によってコア１０２のパターンを形成することができないため、光源１は、図１１に示した、以下の製造プロセスにより形成される。

まず、上記と同様に、基板１０１上にクラッド１０２ａを成膜した後、当該クラッド１０２ａ上にコア材１０２ｃが成膜される（図１１（ａ））。

次に、コア材１０２ｃ上に、所定ピッチで配置された窒化膜等からなるマスクパターン１０６がフォトリソグラフィにより形成される（図１１（ｂ））。当該マスクパターン１０６をエッチングマスクとして、上記コア材１０２ｃのエッチングが行われ、コア１０２のパターンが形成される（図１１（ｃ））。

続いて、上記マスクパターン１０６をリン酸等により除去した後、上記と同様に、コア１０２の各パターン間にクラッド材１０２ｂを充填して硬化処理を行い、コア１０２を被覆するクラッド１０２ａを形成する（図１１（ｄ））。

その後、上記と同様に、コア１０２を被覆したクラッド１０２ａを上面から研磨して、上記コア１０２の表面を露出させることで導光板１００が得られる（図１１（ｅ））。

更に、以上のように形成された導光板１００の各コアの上面に、上記と同様にして有機発光材料等を用いた発光素子３００が形成される（図１１（ｆ））。
国際公開第２００４／０３９５９５号パンフレット

上述の製造プロセスにおいて、各発光素子３００を欠陥なく形成するためには、導光板１００の上面が平滑面であることが要求される。

しかしながら、コア１０２には主にガラス材等が使用され、クラッド１０２ａには樹脂材料が使用されるため、導光板１００の上面に対して行う研磨加工では、高硬度のコア１０２と低硬度のクラッド１０２ａとが混在する面を研磨することになる。

このように硬度差のある材質が混在する面に対して研磨を行った場合、高硬度のコア１０２に比べ低硬度のクラッド１０２ａの研磨量が大きくなる。このため、研磨後のコア１０２の上面は、研磨後のクラッド１０２ａの上面よりも突出した状態となり、コア１０２とクラッド１０２ａとの界面に段差が形成されてしまう。

上述のように、発光層３０２や上層電極３０３は導光板２００の上面全体を覆う層として形成される。しかしながら、上記研磨に起因する段差が生じた状態で、導光板２００の上面全体を覆う層を形成した場合、図１２に矢印Ａで示すように、上層電極３０３が断線することがある。また、この断線を防止するために、例えば、上層電極３０３の膜厚を増大させた場合であっても、発光層３０２を挟んで分離されるべき下層電極３０１と上層電極３０３とが短絡することになる。また、仮にこの断線や短絡のような欠陥が製造時に顕在化しなかった場合でも、上記段差の存在により有機発光素子の長期信頼性は確実に低下する。

本発明は、上記従来の事情に基づいて提案されたものであって、発光素子の断線や短絡という欠陥発生を確実に防止することができ、高い信頼性を有する画像形成装置の光源及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、本発明にかかる第１の画像形成装置の光源は、隔壁で仕切られた複数条の細溝を片面に備える板状のクラッドと、当該クラッドより高屈折率である透光性の材質からなるとともに、上記細溝に充填され、その上面が前記隔壁の高さより低い位置となるコアを備える。また、上記コアの上面には、当該コアに光を入射する発光素子が設けられる。本構成により、本発明にかかる画像形成装置の光源は、発光素子が出射した光を上記細溝に充填されたコアに沿って伝送し、当該コアの光伝送方向の端面から光を出射することができる。

また、上記構成によれば、コアの上面に個別に形成された下層電極は、その上面に成膜される発光層によって確実に被覆できるため、発光層は下層電極と上層電極とを確実に絶縁することができる。なお、コアの上面と隔壁上面とで構成される段差は、コアの上面に形成される発光素子の厚さ（高さ）以下であることが好ましい。

さらに、上記構成において、上記隔壁上面の硬度が上記コアに比べて高硬度である材質を採用した場合、コアの上面と隔壁上面とを上方からともに研磨した際に、隔壁上面の研磨量はコア上面の研磨量より小さくなる。すなわち、隔壁上面とコア上面との上記段差は研磨工程において自動的に形成されことになり、上記構成を有する画像形成装置の光源を容易に製造することができる。

加えて、上記クラッドが、上記コアの硬度に比べて高硬度である材質からなる硬質膜を上記隔壁上面として備える構成であってもよい。すなわち、上記細溝に、例えば、ＳｉＯ₂等の高硬度の硬質膜を成膜し、当該硬質膜より低硬度の材質をコアの材質とするのである。本構成によれば、コアの材質は、上記硬質膜の硬度よりも低硬度である材質であればよく、例えば、ガラス材等のより硬度の高い材質をコアの材質として使用することができるとともに、上述のように、クラッド材２０の材質に樹脂材料等の低硬度の材質を採用することが可能となる。

一方、本願の第２の発明は、隔壁で仕切られた複数条の細溝を片面に備える板状のクラッドと、当該クラッドより高屈折率である透光性を有する材質からなるとともに、前記細溝に充填されたコアとを備える。また、上記コアの上面には、当該コアに光を入射する発光素子が設けられ、上記コアの上面に接触して形成される発光素子の電極が、平面視においてコアの内側に形成される。

この構成によれば、平面視において、コアの上面に接触して形成される発光素子の電極、すなわち、各下層電極の外縁にコアの上面が存在するので、各下層電極上に成膜される発光層は、下層電極の上面と側面とを確実に被覆することができる。このため、第１の発明と同様、発光素子の断線や短絡という欠陥が発生することを確実に防止することができるとともに、高い信頼性を得ることができる。なお、本構成は、コアの上面が隔壁上面より上方に突出している場合であっても適用可能である。

ところで、上記画像形成装置の光源は、以下の方法により製造することができる。まず、クラッド用板材の片面に、隔壁に仕切られた複数条の細溝を、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチングにより形成する。そして、当該細溝に、隔壁上面の硬度に比べて低硬度であって、前記クラッドより高屈折率である透光性を有する材質からなるコアを充填する。このようにして構成した導光板を上面から研磨する。すなわち、前記コアと隔壁上面とをともに研磨し、研磨後のコアの上面に発光素子を形成する。

この製造方法によれば、隔壁上面とコア上面とに硬度差が存在するため、研磨を行う際の隔壁上面の研磨量に比べてコア上面の研磨量が大きくなる。すなわち、コア上面より隔壁上面が突出した構造が、研磨を行うだけで自動的に形成される。

なお、上記コアを上記細溝に充填する前に、上記クラッドの硬度に比べ高硬度である硬質膜を上記隔壁上面として成膜する方法を採用してもよい。このようにすれば、コアの硬度は、硬質膜の硬度より小さければよいため、クラッドの材質と無関係にコアの材質を選定することができる。

本発明にかかる第１の画像形成装置の光源は、発光素子が形成されるコアの上面が、平滑であり、かつ、隔壁上面よりも低い位置に形成されている。このため、コアごとに個別に発光可能に形成した発光素子の下層電極と上層電極とは、両電極間に設けられる発光層により確実に絶縁することができる。

また、本願にかかる他の画像形成装置の光源は、平面視において、発光素子の下層電極の外縁にコアの上面が露出する構成であるため、上記第１の画像形成装置の光源と同様に、発光層が下層電極を確実に被覆することが可能となる。

このため、発光素子に断線や短絡という欠陥が発生することを確実に防止できるとともに、信頼性の高い光源を得ることができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。なお、図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の光源１の発光素子形成前までの製造プロセスを示す模式図であり、図２および図４は、光源１の発光素子形成のプロセスを示す模式図である。また、図３は、本発明にかかる画像形成装置の光源１の概略平面図であり、図５は、図２（ｄ）及び図４（ｄ）に示す光源１の要部拡大図である。

まず、図１（ａ）に示すように、ガラス材等からなる平板状のクラッド用板材２０上に、窒化膜等からなるマスク層４１を成膜する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、当該マスク層４１に互いに平行な複数条の開口部を所定のピッチで設けることにより、マスクパターン４２が形成される。（図１（ｂ））。

次に、図１（ｃ）に示すように、上記マスクパターン４２をエッチングマスクとして、フッ酸やフッ酸の緩衝溶液等のエッチング液を用いたウェットエッチングあるいは、ＲＩＥ（reactive ion etching）等のドライエッチングを行い、上記マスクパターン４２が存在しない位置（上記開口部）に位置するクラッド用板材２０を上面から所定の深さまで除去する。

そして、上記エッチングマスク４２がリン酸等を用いて除去され、一方の面に所定ピッチで設けられた複数条の細溝２１を備えるクラッド２３が形成される（図１（ｄ））。

ここで、上記所定ピッチとは、当該光源１を適用する画像形成装置が要求する解像度によって定まる各細溝２１間の中心間隔である。すなわち、解像度が２００ｄｐｉ（dot par inch）であれば細溝２１のピッチは１２７μｍ（２．５４ｃｍ／２００）であり、解像度が２４００ｄｐｉであれば細溝２１のピッチは１０．５８μｍ（２．５４ｃｍ／２４００）である。

当該細溝２１には後述のようにコアが充填されるため、各細溝２１を分離している隔壁２２の幅は、隣接するコアを伝送される光が光学的に隔離される幅に設定される必要がある。しかしながら、上述のように、細溝２１のピッチは解像度に応じて定まるため、各隔壁２２の幅が大きくなると、光を伝送するコアの幅が小さくなり、伝送できる光量が小さくなってしまう。このため、各隔壁２２の幅はできるだけ小さいことが好ましい。このような条件を満足する各隔壁２２の幅は、例えば、解像度が２００ｄｐｉの場合は２４μｍ、解像度が２４００ｄｐｉの場合は２μｍである。この場合、細溝２１の幅は、解像度が２００ｄｐｉのとき１０３μｍ、解像度が２４００ｄｐｉのとき８．５８μｍとなる。なお、各細溝２１の深さ（エッチング深さ）については後述する。

続いて、図１（ｅ+）に示すように、細溝２１が形成されたクラッド２３上に、当該クラッド２３の材質よりも高屈折率である熱硬化型、又は、ＵＶ硬化型のエポキシ樹脂等からなる液状のコア材１０が、少なくともクラッド２３の隔壁２２の上面を被覆する厚さに塗布される。図１に示す例では、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂からなるクラッド材２０が塗布されている。

このとき、液状のコア材１０は細溝２１に充填されることになるが、当該細溝２１に気泡が閉じ込められることを防止するため、コア材１０の塗布は真空チャンバ内等の真空中で行うことが好ましい。そして、コア材１０がクラッド２３上に塗布された状態で、コア材１０に対して十分な光量のＵＶ光Ｅを照射し、コア材１０を硬化させる。なお、コア材１０として熱硬化型の樹脂材料を塗布した場合は、当該硬化処理は加熱により行えばよい。

上記硬化処理を行った後、図１（ｆ）に示すように、硬化したコア材１０が露出している面側から当該コア材１０の研磨が行われ、クラッド２３の細溝２１にコア１１が充填された導光板２が得られる。

上記研磨工程では、まず、硬化されたコア材１０が研磨され、研磨面がクラッド２３の隔壁２２の上端に到達した後は、コア材１０とクラッド２３とが混在する面が研磨されることになる。

上述のように、クラッド２３の材質はガラス材であり、また、コア１１の材質は樹脂材料である。すなわち、クラッド２３に比べて低硬度の材質をコア１１として採用しているため、コア１１の研磨量はクラッド２３の研磨量より大きくなる。したがって、コア材１０とクラッド２３とが混在する面が研磨された場合、研磨面には、クラッド２３の隔壁２２の上面がコア１１の上面より突出した構造が自動的に形成される。

また、このようにして形成された導光板２のコアの断面形状は、正方形であることが好ましい。したがって、図１（ｃ）に示すクラッド材２０のエッチング工程において形成される細溝２１の深さ（エッチング深さ）は、細溝２１の幅に比べて、研磨工程で研磨される隔壁２２の高さの分だけ大きくしている。例えば、上記の２００ｄｐｉ用の光源１において、上記研磨工程により隔壁２２の上面から５μｍの位置まで研磨を行う場合、細溝２１の幅が１０３μｍであるので、細溝２１を形成する際のエッチング深さは、１０８μｍとすればよい。

続いて、図２及び図３に示すように、上述のようにして形成された導光板２の各コア１１に対応して当該各コア１１の上面に、コア１１ごとに発光可能な有機発光素子３０等の発光素子が形成される。

上記有機発光素子３０の形成は、まず、図２（ａ）に示すように、上記導光板２上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる透明な下層電極層３４がスパッタ等により成膜される。そして、下層電極層３４に対してフォトリソグラフィ及びエッチングを行うことで、図２（ｂ）に示すような各コア１１上に電気的に分離された下層電極３１のパターンが形成される。このとき、各下層電極３１は、コア１１の上面のみに形成されていることが好ましく、さらに、細溝２１の幅方向に隙間なく充填された状態で形成されていることが好ましい。

このように形成された各下層電極３１上に、８−キノリノールアルミニウム錯体等からなる有機発光層３２が共通の層として蒸着等により成膜される（図２（ｃ））。この場合、有機発光層３２は、図３に示すように、各下層電極３１に駆動電力を供給する結線を行うための一部の非被覆領域Ｂを除く一面に成膜される。

さらに、有機発光層３２の上面には、図２（ｄ）及び図３に示すように、上層電極３３がアルミニウム等を蒸着することで一面に形成され、画像形成装置の光源１が得られる。なお、本構成において、各下層電極３１と上層電極３３とが重なる領域が発光領域である。

図２（ｄ）に示ように、本実施の形態の光源１では、各下層電極３１が、研磨工程において形成された隔壁２２の上面より低い位置のコア１１の上面に、各細溝２１の幅方向に隙間なく充填された状態で形成されている。このため、その上に形成される有機発光層３２は、図５（ａ）の要部拡大図に示すように、細溝２１内において、各下層電極３１の上面に均一な膜厚で成膜され、各下層電極３１を確実に被覆することができる。また、上層電極３３は各下層電極３１を被覆した有機発光層３２の上面に成膜されるので、各下層電極３１と上層電極３３とが確実に分離され、上層電極３３と各下層電極３１とが短絡する恐れはない。

ところで、コア１１の上面と隔壁２２の上面とで構成される段差が大きい場合、上層電極３３の膜厚が小さいと、当該段差により上層電極３３が断線する恐れがある。しかしながら、上層電極３３の膜厚を増大しても有機発光素子３０の特性が劣化することはないため、上記断線の恐れがあるときは上層電極３３の膜厚を充分な膜厚にすればよい。この観点では、コア１１の上面と隔壁２２の上面とで構成される段差は、コア１１の上面に形成される下層電極３１の膜厚に上記有機発光層３２及び上層電極３３の膜厚を加えた高さ以下であることが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、発光素子の形成時に電極の断線や短絡という欠陥が発生することを確実に防止できるとともに、高い信頼性を有する画像形成装置の光源を実現することができる。

また、図４に示すように、各下層電極３１は、コア１１の幅より狭い幅とすることができる。すなわち、上記と同様に、下層電極層３４がスパッタ等により成膜され（図４（ａ））、当該下層電極層３４に対してフォトリソグラフィ及びエッチングを行うことで、各コア１１上に下層電極３１がコア１１の幅（細溝２１の幅）より小さい幅で形成される（図４（ｂ））。そして、このように形成された各下層電極３１上に、有機発光層３２及び上層電極３３が上記と同様にして形成される（図４（ｃ）、図４（ｄ））。

このように各下層電極３１をコア１１の幅より狭い幅で形成した場合、有機発光層３２は、上記各下層電極３１が細溝２１の幅方向に充填された状態で形成された場合とは異なり、各下層電極３１の上面だけでなく、各下層電極２１の側面も確実に被覆する必要がある。

図５（ｂ）の要部拡大図に示すように、上記有機発光層３２は、細溝２１内で、平面視において各下層電極３１の外縁に露出したコア１１の上面と各下層電極３１の上面に成膜される。このとき、有機発光層３２の膜厚が各下層電極３１の膜厚以上である限りは、有機発光層３２は各下層電極３１の上面だけでなく側面においても極端に膜厚が薄くなることがなく、各下層電極３１を確実に被覆することができる。したがって、上層電極３３は各下層電極３１を完全に被覆した有機発光層３２の上面に形成されるため、有機発光層３２は各下層電極３１と上層電極３３とを確実に絶縁することができる。加えて、各下層電極３１と上層電極３３とが確実に分離されるので、従来に比べ信頼性の高い画像形成装置の光源１を得ることができる。

なお、上記説明では、フォトリソグラフィ及びエッチングによりクラッド用板材２０の成形を行ったが、クラッド用板材２０の成形は、例えば、金型等を用いる等、任意の方法を採用することができる。

上述のようにして構成された、光源１は、例えば、ダイシング等により所定サイズに分割された後、図９に示す従来の光源と同様に、導光板２の光伝送方向の一端面が感光体５００に向けられて配置される。また、導光板２と感光体５００の間には、ＧＩファイバレンズ等の光伝送手段４００が設けられ、上記一端面から出射した光を感光体５００の表面に結像させる。なお、導光板２の各コア１１の光出射端と反対側の面には、反射材１０３が塗布あるいは蒸着されている。

以上の構成によれば、感光体５００上には、上記コア１１により集光され、当該コア１１の一端面から出射された十分な光量を有する光が結像されるため、高解像度の画像を短時間で印刷することが可能となる。

なお、上記では、光源１の各コア１１の厚さをより均一に形成するために、コア材１０の塗布厚を隔壁２２の上面を被覆する厚さとして研磨を行う方法について説明したが、塗布厚を隔壁２２の上面を被覆する厚さに形成することは、上記研磨により上記導光板２の構造を実現するための必須要素ではない。すなわち、コア材１０の塗布厚が隔壁２２の上面を被覆することのない隔壁２２上面以下の塗布厚である場合、上記と同様に上面から研磨を行うことで、研磨開始直後に隔壁２２のみが研磨される点は異なるが、コア１１と隔壁２２の上面とが混在する面が研磨される点は同一であり、上記隔壁２２と同一の構造を形成することは可能である。

また、各細溝２１に充填されるコア材１０の塗布厚が均一になるように成膜可能であれば、研磨工程を省略しても、上記導光板２の構造を実現することは可能である。

また、このようにコア１１上面より隔壁２２上面が突出した構造の導光板２に対して上面から研磨を行った場合、その後に形成される導光板２の構造に何等違いはない。

（第２の実施の形態）
上述のように、クラッド２３の隔壁２２がコア１１の上面よりも上方に突出する構造は、コア１１の材質として、クラッド２３の硬度（隔壁２２上面の硬度）に比べて低硬度の材質を採用し、これらが混在する面を研磨することで形成することができる。したがって、クラッド２３全体がコア１１に比べて高硬度である必要はなく、クラッド２３のうち、少なくともコア１１とともに研磨される面が高硬度であればよい。そこで、本発明の第２の実施の形態では、細溝２１を形成したクラッド２３が、その上面にクラッド２３の硬度より高硬度の硬質膜を設ける。

以下、図６に基づいて第２に実施の形態を説明する。なお、図６は、第２実施の形態にかかる画像形成装置の光源１の製造プロセスを示す模式図である。また、図６において、第１の実施の形態と同一の機能を有する部位には、図１から図３と同一の符号を付している。

図６（ａ）に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置の製造プロセスでは、まず、上記第１の実施の形態で説明した図１（ａ）から図１（ｃ）と同一のプロセスや、金型を使用した成形により、一方の面に所定ピッチで設けられた複数条の細溝２１を有するクラッド２３が形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、上記クラッド２３上に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる硬質膜２４を、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の公知の成膜技術を用いて成膜する。当該硬質膜２４は、少なくとも各細溝２１間の隔壁２２の上面に成膜されていればよいが、図６の例では、細溝２１を形成した面全体に硬質膜２４を成膜している。なお、硬化膜２４を成膜することにより、細溝２１の深さ及び幅が、硬化膜２４の成膜前に比べて小さくなるため、細溝２１の深さ及び幅は、成膜する硬質膜２４の膜厚の分だけ上記第１の実施の形態に比べ大きくしておく。

続いて、図６（ｃ）に示すように、硬質膜２４が成膜されたクラッド２３上に、当該硬質膜２４の材質よりも高屈折率である熱硬化型、又は、ＵＶ硬化型のエポキシ樹脂等からなる液状のコア材１０が、少なくとも隔壁２２の上面（硬質膜２４の上面）を被覆する厚さに塗布される。

そして、上記第１の実施の形態で説明した硬化処理により、コア材１０を硬化させた後、研磨が行われる。当該研磨工程においても、上記第１の実施の形態と同様に、まず、硬化されたコア材１０のみからなる面が研磨され、研磨面が隔壁２２の上端、すなわち、硬質膜２４に到達した後は、コア１１と硬質膜２４とが混在する面が研磨されることになる。このとき、コア材１０の硬度は硬質膜２４の硬度に比べて低硬度であるため、硬質膜２４の研磨量に比べて大きくなる。

したがって、第１の実施の形態と同様に、本実施の形態における製造プロセスにおいても、隔壁２２の上面がコア１１の上面より上方に突出した構造を有する導光板２を形成することができる。なお、有機発光素子３０の形成工程は、上記第１の実施の形態において説明した工程と同一であるので、ここでの説明は省略する。

以上説明したように、本実施の形態においても、発光素子の形成時に、電極の断線や短絡という欠陥が発生することを確実に防止できるとともに、高い信頼性を有する光源を実現することができる。

また、上記構造によれば、コア１１の材質は硬質膜２４の硬度に比べて低硬度であればよく、コア材１０の材質をクラッド２３の硬度とは無関係に選択することができる。さらに、硬質膜２４を設ける構成であるので、上述のように、クラッド材２０の材質に樹脂材料等の低硬度の材質を採用することが可能となる。

なお、上記第１の実施の形態で説明したように、本実施の形態においても、コア材１０の塗布厚を、隔壁２２の上面を被覆する厚さとすることは必須ではなく、コア材１０の塗布厚を、隔壁２２の上面以下としても、同一の構造を形成することは可能である。

（第３の実施の形態）
上記各実施の形態では、導光板２の構造を、コア１１の上面よりも上方に突出する隔壁２２を有する構造とすることで、上層電極３３の断線や下層電極３１と上層電極３３との短絡という欠陥が発生することを防止した。

しかしながら、図１１に示すように、従来構造において短絡が発生する部位は、下層電極３１の側面である。したがって、下層電極３１の側面を有機発光層３２により確実に被覆できる構造とすることで、上記短絡の発生を防止することができる。

そこで、本発明にかかる第３の実施の形態では、従来構造のように、コアの上面が隔壁２２の上面よりも上方に突出した構造を有する導光板２においても、上記欠陥の発生を確実に防止できる構造としている。

以下、図７及び図８に基づき、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、図７は、本実施の形態にかかる画像形成装置の光源１の概略断面図であり、図８は、本実施の形態にかかる光源１の概略平面図である。また、図８では、各下層電極３１までが形成された状態を示しており、有機発光層３２及び上層電極３３は図示していない。

図７に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置の光源１は、上記従来技術や各実施の形態で説明した光源と同様に、所定のピッチで設けられた複数条の細溝２１が上面に形成されたクラッド２３と、各細溝２１に充填されたコア１１とからなる導光板２を備える。

上記コア１１及びクラッド２３の材質は、コアの材質がクラッド２３よりも高屈折率である透光性材料であればよく、特に限定されるものではない。

上記導光板２の上面には、従来の構造と同様に、下層電極３１、有機発光層３２及び上層電極３３からなる有機発光素子３０が形成される。

さて、本実施の形態にかかる光源１は、図７及び図８に示すように、コア１１の上面に形成された下層電極３１が、平面視においてコア１１の内側に形成される。

上記構成によれば、上記有機発光層３２は、細溝２１内で、平面視において各下層電極３１の外縁に露出したコア１１の上面と各下層電極３１の上面に成膜される。このとき、有機発光層３２の膜厚が各下層電極３１の膜厚以上である限りは、有機発光層３２は各下層電極３１の上面だけでなく側面においても極端に膜厚が薄くなることがなく、各下層電極３１を確実に被覆することができる。したがって、上層電極３３は各下層電極３１を完全に被覆した有機発光層３２の上面に形成されるため、有機発光層３２は各下層電極３１と上層電極３３とを確実に絶縁することができる。

したがって、各下層電極３１と上層電極３３とは、有機発光層３２により確実に分離され、下層電極３１と上層電極３３との短絡が発生することを確実に防止することができる。

なお、上記構造を形成する製造プロセスは特に限定されるものではなく、図１０及び図１１に示す従来の製造プロセスや、上記各実施の形態において説明した製造プロセス等、任意の方法により形成すればよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる構造によれば、導光板２上に発光素子を欠陥を発生させることなく形成することができ、信頼性の高い画像形成装置の光源１を得ることができる。

なお、上記では、コア１１の上面が隔壁２２の上面より高い位置にある場合について説明したが、本実施の形態において、コア１１の上面が隔壁２２の上面以下の位置にある場合でも同一の効果が得られることはいうまでもない。

本発明にかかる画像形成装置の光源は、発光素子に断線や短絡等の欠陥の発生を確実になくすことができるとともに、長期信頼性を向上させることができるという効果を有し、高解像度の印刷を可能とする光源等として有用である。

本発明の画像形成装置の光源の製造方法を示す模式図。 本発明の画像形成装置の光源の製造方法を示す模式図。 本発明の画像形成装置の光源の概略平面図。 本発明の画像形成装置の光源の製造方法を示す模式図。 本発明の画像形成装置の光源の要部断面図。 本発明の画像形成装置の光源の他の製造方法を示す模式図。 本発明の画像形成装置の光源の概略断面図。 本発明の画像形成装置の光源の概略平面図。 画像形成装置に適用された従来の光源を示す斜視図。 従来の光源の製造方法を示す模式図。 従来の光源の製造方法を示す模式図。 従来の光源の段差に起因する欠陥を示す図。

符号の説明

１ 光源
２ 導光板
１０ コア材
１１ コア
２０ クラッド材
２１ 細溝
２２ 隔壁
２３ クラッド
２４ 硬質膜
３０ 有機発光素子（発光素子）
３１ 下層電極
３２ 有機発光層（発光層）
３３ 上層電極
１００ 光源
１０１ 基板
１０２ コア
１０２ａ クラッド
１０３ 反射材
２００ 導光板
３００ 有機発光素子（発光素子）
４００ 光伝送手段
５００ 感光体

Claims (11)

1. 隔壁で仕切られた複数条の細溝を片面に備える板状のクラッドと、
   前記クラッドより高屈折率である透光性を有する材質からなるとともに、前記細溝に充填され、その上面が前記隔壁の高さより低い位置となるコアと、
   前記コアの上面に設けられ、当該コアに光を入射する発光素子と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置の光源。
2. 前記細溝が所定のピッチで設けられた請求項１に記載の画像形成装置の光源。
3. 前記隔壁上面の硬度が、前記コアの硬度に比べて高硬度である請求項１または２に記載の画像形成装置の光源。
4. 前記クラッドが、前記コアの硬度に比べて高硬度である材質からなる硬質膜を、前記隔壁上面として備える請求項１または２に記載の画像形成装置の光源。
5. 前記コアの上面と前記隔壁上面とで構成される段差が、前記コア上面に形成される発光素子の厚さ以下である請求項１または２に記載の画像形成装置の光源。
6. 隔壁で仕切られた複数条の細溝を片面に備える板状のクラッドと、
   前記クラッドより高屈折率である透光性を有する材質からなるとともに、前記細溝に充填されたコアと、
   前記コアの上面に設けられ、当該コアに光を入射する発光素子とを備え、
   前記コアの上面に接触して形成される前記発光素子の電極が、平面視において前記コアの内側に形成されたことを特徴とする画像形成装置の光源。
7. 前記発光素子が有機発光素子である請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置の光源。
8. 隔壁に仕切られた複数条の細溝を片面に有する板状のクラッドを形成するステップと、
   前記隔壁上面の硬度に比べて低硬度であって、前記クラッドより高屈折率である透光性を有する材質からなるコアを前記細溝に充填するステップと、
   前記コアと前記隔壁上面とをともに上方から研磨するステップと、
   前記研磨されたコアの上面に発光素子を形成するステップと、
   を有することを特徴とする画像形成装置の光源の製造方法。
9. 前記コアを細溝に充填するステップが、
   液状の材料を前記細溝に充填するステップと、
   前記液状の材料を硬化してコアとなすステップと、
   を有する請求項８に記載の画像形成装置の光源の製造方法。
10. 前記コアを細溝に充填する前に、前記クラッドの硬度に比べ高硬度の硬質膜を前記隔壁上面として成膜するステップを有する請求項９または１０に記載の画像形成装置の光源の製造方法。
11. 前記研磨により形成された前記隔壁上面と前記コア上面との段差が、前記コア上面に形成される発光素子の厚さ以下である請求項８から１０のいずれかに記載の画像形成装置の光源の製造方法。
    
    

Images