JP2006130712A - 露光装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
複数のEL素子を整列配置したラインヘッド1と、波長分散を有し、ラインヘッドからの光を結像させる光学結像系31と、光学結像系31を透過した前記ラインヘッド1からの光によって露光される感光体9と、を備えた露光装置である。EL素子の発光スペクトル強度が最大となるピーク波長より所定波長ずれた基準波長における、EL素子の発光スペクトル強度が、基準波長における感光体9の感度よりも低くなっている。
【選択図】 図1
Description
前記の潜像がボケる現象は、もちろんレンズアレイ等からなる光学結像系の波長分散に起因するものであるが、実際にこの現象が起こることの要因の一つに、用いる感光体ドラムの感度が影響することが分かった。すなわち、一般の画像形成装置に用いられる感光体ドラムとしては、プリンタヘッドの発光素子となる発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)の波長に合わせて、緑色光から赤外光の領域に亘る、非常に幅広い領域に感度を有するものが主に用いられており、これが、潜像がボケる現象の一因になっている。
そして、このような知見に基づき、本発明者は本発明を完成させたのである。
すなわち、例えば光学結像系の波長分散によって感光体上で得られる潜像にボケが生じ始める波長を基準波長とすると、この基準波長での発光スペクトル強度が、感光体が感じうる発光スペクトル強度の下限値未満となるような感度特性を有した感光体を用いることにより、結果的に感光体上で得られる潜像にボケが生ぜず、したがって用紙上に印刷される画像にもボケが生じないようになる。
EL素子として特に有機EL素子に用いられる発光材料は、一般にその発光スペクトルが、長波長側で裾が拡がるようになっている。したがって、波長分散によって感光体上で得られる潜像にボケを生じさせる波長域は、短波長側に比べ長波長側の方が多くなる。よって、前記基準波長を前記ピーク波長に対して長波長側とすることで、短波長側とする場合に比べ、光学結像系の波長分散に起因する潜像のボケをより良好に防止することが可能になる。
このようにすれば、EL素子で発光される光における発光スペクトルの半値幅を狭めることにより、発光した光を効率良く利用することができる。
このようにすれば、例えばこの正立等倍結像系であるレンズ素子を多数配列してなるレンズアレイを用いた場合に、隣り合うレンズ素子が作る像が互いに重なり合わないので、原稿サイズのような大面積の露光が可能になる。
例えば正立等倍結像系として前記のSLアレイを用いた場合、このSLアレイはその波長分散での許容範囲が、設定された中心波長に対して通常は±50nmとなっている。すなわち、この範囲内であれば、SLアレイではその波長分散による影響がほとんど出ず、したがって感光体上に照射した光の焦点深度にほとんど差(ずれ)がなくなる。よって、前記ピーク波長を中心波長として設定すれば、基準波長を前記ピーク波長から50nmずれた波長とすることにより、実際に感光体上で結像し潜像を形成する光の波長域が、SLアレイの許容範囲内となり、これにより潜像のボケがより確実に防止される。
この画像形成装置によれば、前述したように露光装置として、感光体上で得られる潜像にボケが生じるのが防止されたものを備えているので、用紙上に印刷する画像にもボケが生じないようになり、したがってシャープな印刷を行うことが可能になる。
まず、本発明の露光装置について説明する。
図1は、本発明の露光装置の一実施形態を示す図であり、図1中符号100は露光装置である。この露光装置100は、後述する画像形成装置において露光手段として用いられるもので、ラインヘッド1と、このラインヘッド1からの光を結像させるレンズアレイ(光学結像系)31と、前記レンズアレイ31を透過した前記ラインヘッド1からの光によって露光される感光体ドラム(感光体)9と、を備えて構成されたものである。
前記ラインヘッド1とレンズアレイ31とは、互いにアライメントされた状態でヘッドケース52に一体的に保持され、これによってラインヘッドモジュール101となっている。図2は、このラインヘッドモジュール101の斜視断面図であり、図2に示すようにラインヘッドモジュール101は、複数の有機EL素子を整列配置したラインヘッド1と、ラインヘッド1からの光を結像させるレンズ素子を整列配置したレンズアレイ31と、ラインヘッド1およびレンズアレイ31の外周部を保持するヘッドケース52と、を備えて構成されたものである。ここで、本実施形態においては、レンズアレイ31として、特に正立等倍結像系であるSLアレイが用いられている。このような構成のもとにラインヘッドモジュール101は、ラインヘッド1で発光し出射した光を、感光体ドラム9に正立等倍結像させるようになっている。
図3は、ラインヘッド1を模式的に示した図である。このラインヘッド1は、長細い矩形の素子基板2上に、複数の有機EL(エレクトロルミネセンス)素子3を配列してなる発光素子列(発光部ライン)3Aと、有機EL素子3を駆動させる駆動素子4からなる駆動素子群と、これら駆動素子4(駆動素子群)の駆動を制御する制御回路群5とを一体形成したものである。なお、図3では発光素子列3Aを1列の有機EL素子3で形成したが、例えば有機EL素子3を2列にしてこれらを千鳥状に配してもよい。その場合には、ラインヘッド1の長手方向における有機EL素子3のピッチを小さくすることができ、したがって後述する画像形成装置の解像度を向上させることができる。
なお、有機EL素子3および駆動素子4の詳細な構造については後述する。また、このラインヘッド1では、EL素子として有機EL素子3を用いているが、これに代えて無機EL素子を用いることもできる。
図4は、レンズアレイ31としてのSLアレイの斜視図である。このレンズアレイ(SLアレイ)31は、SL素子31aを千鳥状に2列配列(配置)したものである。そして、千鳥状に配置された各SL素子31aの隙間には黒色のシリコーン樹脂32が充填されており、さらにその周囲にはフレーム34が配置されている。
このような背景のもとに、本発明では、感光体ドラム9として、特にその感度が適宜なものを用いることにより、レンズアレイ31の波長分散に起因する潜像のボケを防止している。すなわち、感光体ドラム9として、ラインヘッド1の有機EL素子3で発光される光における発光スペクトルの、ピーク波長より所定波長ずれた基準波長での発光スペクトル強度が、該感光体ドラム9が感じうる発光スペクトル強度の下限値未満となるように、前記ピーク波長に対して前記基準波長以上に離れた波長域において、その感度が低いものを用いている。
まず、有機EL素子は、図6に示すようにその発光スペクトルにおける発光波長域が広く、したがってレンズアレイ31の前記許容範囲a(波長分散を実質的に起こさせない許容範囲)を越えた波長の光が多く含まれている。特に、有機EL素子では、一般に用いられる発光材料の発光スペクトルが、長波長側で裾が拡がるようになっている。
すると、前記したように有機EL素子の発光スペクトルにおいて、特にその長波長側で前記許容範囲aを越える波長の光に対する感度が高くなっていることから、この許容範囲aを越える波長の光による露光の度合いが高くなり、この光によって比較的高い階調で潜像が形成されてしまうのである。
しかしながら、このように許容範囲aを越える波長の光は、前述したように波長分散によって許容範囲a内の波長の光とは感光体ドラム9上での焦点深度に差(ずれ)が生じてしまい、結果的に得られる潜像にボケを生じさせてしまう。
図2に戻り、前記ラインヘッドモジュール101の細部を説明する。このラインヘッドモジュール101は、ラインヘッド1およびレンズアレイ31の外周部を支持するヘッドケース52を備えている。このヘッドケース52は、Al等の剛性材料によってスリット状に形成されている。ヘッドケース52の長手方向に垂直な断面は、上下両端部が開口した形状となっており、その上半部の側壁52a,52aは相互に平行に配置され、下半部の側壁52b,52bはそれぞれ下端中央部に向かって傾斜配置されている。なお図示しないが、ヘッドケース52の長手方向における両端部の側壁も、相互に平行に配置されている。
図9は、ラインヘッドの結合部分(図2のA部)における拡大図である。図9に示すように、ヘッドケース52の側壁52aの内面には、全周にわたって階段状の台座53が形成されている。その台座53の上面にラインヘッド1の下面を当接させて、ラインヘッド1が水平に配置されている。詳細は後述するが、ラインヘッド1はボトムエミッション方式であり、素子基板2を下側に向け、封止基板30を上側に向けて配置されている。
次に、ラインヘッドにおける有機EL素子や駆動素子等の詳細な構成について、図10(a)、(b)を参照して説明する。
発光層60で発光した光を画素電極23側から出射する、いわゆるボトムエミッション型である場合には、素子基板2側から発光光を取り出す構成であるので、素子基板2としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。
本実施形態では、ボトムエミッション型が採用され、したがって素子基板2には透明なガラスが用いられるものとする。
そして、このような構成のもとに有機EL素子3は、図10(a)に示すように、正孔輸送層70から注入された正孔と陰極50からの電子とが発光層60で結合することにより、発光をなすようになっている。
正孔輸送層70の形成材料としては、特に3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔輸送層70の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
また、この陰極50上には接着層を介して封止基板(図示せず)が貼着されている。
なお、この例では、EL素子を駆動する素子として、素子基板2上にTFTなどの駆動素子4を作り込んだ例を挙げたが、駆動素子4を素子基板2上に作り込まず、駆動素子4を外付けにする、具体的にはEL素子基板の端子領域にドライバICをCOG実装する、またはドライバICを実装したフレキシブル回路基板をEL素子基板に実装するようにしても良い。
したがって、このラインヘッドモジュール101を備えた露光装置100にあっては、ラインヘッド1とSLアレイ31とを別に用意する場合に比べ、感光体ドラム9に対するアライメントが容易になり、アライメント不良に起因する露光むらが確実に防止されるようになる。
(タンデム方式の画像形成装置)
図13は本発明の画像形成装置の第1の実施形態を示す図であり、図13中符号80はタンデム方式の画像形成装置である。この画像形成装置80は、有機ELアレイラインヘッド101K、101C、101M、101Y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にそれぞれ配置したことにより、露光装置を構成した、タンデム方式のものである。
ここで、有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)は、前述したようにヘッドケースによってSLアレイ(図示せず)とともに互いにアライメントされた状態で一体的に保持され、ラインヘッドモジュールとして用いられている。
次に、本発明に係る画像形成装置の第2の実施の形態について説明する。図14は4サイクル方式の画像形成装置の縦断側面図である。図14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、前記ラインヘッドモジュールからなる像書込手段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。
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とは逆の方向となる矢印D方向に回転駆動されるようになっている。なお、像書込手段167を構成するラインヘッドモジュールは、これと感光ドラム165との間で位置合わせ(光軸合わせ)がなされた状態に配設されている。
したがって、これら画像形成装置80、160にあっては、前述したように感光体ドラム上で得られる潜像にボケが生じるのが防止されているので、用紙上に印刷する画像にもボケが生じないようになり、したがってシャープな印刷を行うことができる。
なお、本発明の露光装置を備えた画像形成装置は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
3A…発光素子列、9…感光体ドラム(感光体)、
31…レンズアレイ(光学結像系)、31a…SL素子(レンズ素子)、
52…ヘッドケース、60…発光層、70…正孔輸送層、
80、160…画像形成装置、100…露光装置、101…ラインヘッドモジュール、
120…有機EL素子部、121…微小共振器(共振器)
Claims (6)
- 複数のEL素子を整列配置したラインヘッドと、波長分散を有し、前記ラインヘッドからの光を結像させる光学結像系と、前記光学結像系を透過した前記ラインヘッドからの光によって露光される感光体と、を備えた露光装置であって、
前記EL素子の発光スペクトル強度が最大となるピーク波長より所定波長ずれた基準波長における、前記EL素子の発光スペクトル強度が、
前記基準波長における前記感光体の感度よりも低いことを特徴とする露光装置。 - 前記基準波長は、前記ピーク波長に対して長波長側であることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記ラインヘッドには、前記EL素子の光出射側に配置された透明電極の外側に、共振器が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。
- 前記光学結像系が正立等倍結像系であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記基準波長が、前記ピーク波長から50nmずれた波長であることをことを特徴とする請求項4記載の露光装置。
- 露光手段として、請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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