JP2007030290A - ラインヘッド、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光体ドラムに光を照射し、露光するラインヘッド1において、有機EL素子3を複数形成した素子基板5と、素子基板5の、有機EL素子3の光出射側の面に光透過性を有した接着層8を介して貼着された反射基板6と、を備えてなるヘッド基体7を有している。そして、反射基板8の内面側には、各有機EL素子3より出射された光を反射し、ヘッド基体7の端面側に導波させることで有機各EL素子3より出射された光を集光する反射膜6aが設けられ、ヘッド基体7の端面には、反射膜6aで集光された光を出射する光出射部12が複数設けられている。
【選択図】 図3
Description
このようなラインプリンタとして、有機エレクトロルミネセンス素子(有機EL素子)を発光素子とする発光素子アレイを、プリンタヘッドとして用いた画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このように、各有機EL素子から発光された光を集光した光を前記光出射部から出射しているので、該光出射部から出射される光は輝度の高いものとなる。さらに、例えばヘッド基体の端面側に設けられている光出射部の大きさを変化させないで、前記有機EL素子を大きくすれば、該有機EL素子から発光される光量が増加して、より輝度の高い光を光出射部から取り出すことが可能となる。よって、輝度の高い光を出射できるラインヘッドを用いることで、感光体ドラムを確実に露光できる。また、このように小さな有機EL素子に多量の電流を流すことなく、輝度の高い光を取り出すことができるので、熱によって有機EL素子が劣化することが無い。
このように、本発明のラインヘッドによれば、有機EL素子の長寿命化を図りつつ、輝度の高い光を取り出すことができる。
このようにすれば、有機EL素子から出射された光は接着層を透過し、反射膜によって導波されるので、例えば反射基板を前記基板の反対側に貼着した場合のように、有機EL素子から出射された光が反射膜の前に透過する基板によって光が減衰することがなく、したがって前記光出射部から効率的に光を取り出すことで、輝度の高い光を取り出すことが可能となる。
このようにすれば、光出射部から出射された光をマイクロレンズによって集光することができ、光を効率的に外部に取り出すことが可能となり、光の輝度をより向上できる。
本発明の画像形成装置によれば、上述したように輝度の高いラインヘッドを露光手段として備えているので、感光体ドラムを確実に露光させることができ、正確な画像を形成することができる。
(第1実施形態)
最初に、ラインヘッドの第1実施形態について説明する。なお、ラインヘッドは、後述する画像形成装置の露光手段として用いられるもので、具体的にはラインヘッドを含むラインヘッドモジュールの状態で用いられる。
最初に、画像形成装置の露光手段として用いられるラインヘッドモジュールについて説明する。
図1は、ラインヘッドモジュールの側断面図である。図1に示すように、本実施形態のラインヘッドモジュール101は、複数の有機EL素子(エレクトロルミネッセンス素子)を備えたラインヘッド1と、該ラインヘッド1からの出射された光を正立等倍結像させるSL素子31aを整列配置したSLアレイ31とを、ヘッドケース52に固定して構成されている。このラインヘッドモジュール101では、ラインヘッド1に整列配置された有機EL素子からの光をSLアレイ31を構成するSL素子31aに入射させ、図1中2点鎖線で示される感光体ドラム41の外周面に成立等倍結像させて露光するようになっている。
次に、本実施形態におけるラインヘッド1について図2〜4を参照し説明する。
図2は、前記ラインヘッド1を模式的に示した図であり、図2(a)は斜視図であり、図2(b)は側面図である。そして、図3は、図2(b)中A−A´線矢視によるラインヘッド1の側断面を概略的に示す図であり、図4は、図2(b)中B−B´線矢視によるラインヘッド1の側断面を概略的に示す図である。なお、図3、及び図4中においては、素子基板5に形成されたTFT素子等の駆動素子部の図示を省略している。
そして、前記ヘッド基体7の端面には、各有機EL素子3から発光された光を出射する光出射部12が設けられている。
また、素子基板5には、後述するように、薄膜トランジスタ(TFT)等のスイッチング素子(駆動回路)が設けられていて、該スイッチング素子により有機EL素子3への通電が制御されるようになっている。
そして、前記反射膜6aにより覆われた溝部は、前記反射基板6の一方の端部に露出した状態に形成されていて、各有機EL素子3からの光を反射する反射部10として機能するようになっている。
ここで、反射部10とは、各有機EL素子3と反射膜6aとの間に接着層8が充填された領域であって、反射膜6aによって反射した各有機EL素子3の光を反射し、後述する光出射部12へと光を導波する導波路としての機能を発揮するものである。
また、反射部10は、
このような構成のもとに、本実施形態のラインヘッド1は、有機EL素子3から発光された光を、ヘッド基体7の端面側に設けられた光出射部12まで導波し、かつ集光させることで輝度の高い光を取り出すことが可能となっている。
図5は、SLアレイの斜視図である。このSLアレイ31は、日本板硝子株式会社製のSL素子31aを配列したものである。このSL素子31aは、直径0.28mm程度のファイバー状に形成されている。また、各SL素子31aは千鳥状に配置され、各SL素子31aの隙間には黒色のシリコーン樹脂32が充填されている。さらに、その周囲にフレーム34が配置されて、SLアレイ31が形成されている。
次に、前記ラインヘッド1における有機EL素子3や駆動素子等の詳細な構成について、図6(a),(b)を参照して説明する。ここで、図6(a)は、前記ラインヘッド1を構成する素子基板5に設けられた有機EL素子3の構成を詳細に示した図であり、図6(b)は、駆動素子の構成を詳細に示した図である。
このような不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
そして、このような構成のもとに有機EL素子3は、図6(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。
ここで、無機隔壁25は絶縁材料からなっているので、後述するように前記開口25a内に臨むようにして設けられた機能層においては、この無機隔壁25で覆われた箇所には電流が流れず、したがって発光する領域、すなわち発光面積は、この無機隔壁25の開口25aによって決定されるようになっている。
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。
この陰極50を形成するための材料としては、本実施形態のラインヘッド1は上述したように、トップエミッション型であることから光透過性である必要があり、したがって透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはITOが好適とされるが、これ以外にも、例えば酸化インジウム・酸化亜鉛系アモルファス透明導電膜(Indium Zinc Oxide :IZO/アイ・ゼット・オー)(登録商標))(出光興産社製)等を用いることができる。なお、本実施形態ではITOを用いることとし、例えばCaを厚さ5nm程度に形成し、その上にITO膜を厚さ200nm程度に形成して積層構造の電極としたものが用いられる。よって、この陰極50側から発光光を取り出すことができるようになっている。
次に、前記ラインヘッド1を製造する方法について説明する。なお、本実施形態では、基板5aとしてウエハ状のものを用いており、該基板5a上に有機EL素子3を形成し素子基板5を形成し、該素子基板5と前記反射基板6とを接着層8を介して貼着した後、ダイシングを行うことにより分断し、各ラインヘッド1を形成している。
そして、素子基板2の全面を覆うように画素電極23となる透明導電膜として、反射性の高いAgやAlなどの金属膜とITOとを積層して形成する。そして、この導電膜をパターニングすることにより、平坦化膜284のコンタクトホール23aを介してドレイン電極244と導通する、画素電極23を形成する。
次いで、図7(b)に示すように、無機隔壁25の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に樹脂等によって有機隔壁221を形成する。この有機隔壁221は、後述するように有機EL素子3を形成する領域を区画するためのものである。
本実施形態においては、プラズマ処理によって各領域を形成するものする。具体的には、該プラズマ処理は、予備加熱工程と、有機隔壁221の表面および開口221aの壁面ならびに画素電極23の電極面、無機隔壁25の表面をそれぞれ親液性にする親液化工程と、有機隔壁221の上面および開口221aの壁面を撥液性にする撥液化工程と、冷却工程とで構成する。
その一方で、撥液処理された有機隔壁221の上面では、液滴がはじかれて付着しない。
したがって、液滴が所定の吐出位置からずれて、液滴の一部が有機隔壁221の表面にかかったとしても、該表面が液滴で濡れることがなく、弾かれた液滴が無機隔壁25の開口25a内に引き込まれる。
なお、この正孔輸送層形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
この発光層形成工程では、前記正孔輸送層70を形成する工程と同様に、上述したインクジェット法が好適に採用できる。すなわち、インクジェット法により、発光層形成材料を正孔輸送層70上に吐出し、その後、乾燥処理および熱処理を行うことにより、有機隔壁221に形成された開口221a内、すなわち画素領域上に発光層60を形成する。
その後、封止工程によって前記陰極50及び有機隔壁221上を含む基板5aの全面を覆うようにして、例えばマイクロディスペンサ等を用いることで封止層51を塗布する。
次に、図8を参照し、反射基板6と素子基板5とを貼着する工程について説明する。なお、図8は、図2(b)に示したB−B´線矢視における断面に基づく工程図である。
その後、図8(b)に示すように、該凹部が形成されたガラス基板6´側の前面にスパッタ法により、有機EL素子3から発光された光を反射する反射膜6aを形成する。このようにして、有機EL素子3の光を反射する反射膜6aを備えた反射基板6が形成される。
まず、図8(c)に示すように、光透過性を有し、かつ熱硬化型の接着剤として機能する、例えばエポキシ樹脂をスクリーン印刷、ディスペンス等の方法を用いて、前記素子基板5における有機EL素子3が設けられた側の面に塗布する。
よって、該反射膜6aによって反射された光は接着層8内(反射部10)を、外部への光取り出し口となる光出射部12に向かって透過するようになる。
したがって、ラインヘッド1は、有機EL素子3の長寿命化を図りつつ、輝度の高い光を取り出し可能なものとなり、該ラインヘッド1を備えたラインヘッドモジュール101を用いることにより、ラインヘッド1から出射された輝度の高い光をSLアレイ31を介することで感光体ドラム41上を確実に露光させることができる。
次に、本発明のラインヘッドにおける第2の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド1´は、図10(a),(b)に示すように、前記ヘッド基体7の端面側に複数のマイクロレンズMを備えたマイクロレンズアレイ基板MAが設けられている。なお、ラインヘッド1´は、前記マイクロレンズMが設けられている以外の構成は、前記第1の実施形態におけるマイクロレンズMと同様であるので、同じ構成については同一の符号を付して、その説明を省略することとする。
そして、前記各マイクロレンズMは、各光出射部12に対応するようにアライメントして、前述した光透過性を有した接着層8´によってヘッド基体7に貼着されている。なお、該接着層8´は素子基板5と反射基板6とを貼着している接着層8と同じ材料からなるものである。
すなわち、ラインヘッド1´は、図7〜図9に示した製造工程により、形成されたヘッド基体7に、エポキシ樹脂からなる前記接着層8をスクリーン印刷、ディスペンス等の方法によって塗布し、上記マイクロレンズアレイ基板MAをアライメントした後、加熱、及び加圧することで、ヘッド基体7にマイクロレンズアレイ基板MAを貼着することにより、ラインヘッド1´が製造できる。
次に、上記ラインヘッドモジュール101の使用形態について説明する。
上記ラインヘッドモジュール101は、本発明の画像形成装置における露光装置として使用される。その場合、ラインヘッドモジュールは感光体ドラムに対向配置され、ラインヘッドからの光をSLアレイにより感光体ドラム上に正立等倍結像させて使用する。
以下に、タンデム方式、及び4サイクル方式の画像形成装置に関する実施形態について説明する。
まず、タンデム方式の画像形成装置について説明する。
図11は、タンデム方式の画像形成装置の概略構成図であり、図11中符号80は画像形成装置である。この画像形成装置80は、本発明のラインヘッドモジュール101(本実施形態では、以下、これらをラインヘッドモジュール101K、101C、101M、101Yともよぶ)を、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光装置にそれぞれ配置したもので、タンデム方式のものとして構成されたものである。
なお、これら符号(K、C、M、Y)の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト90の駆動と同期して、図11中矢印方向(時計方向)に回転駆動するようになっている。
次に、4サイクル方式の画像形成装置について説明する。
図12は、4サイクル方式の画像形成装置の概略構成図である。図12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、像書込手段(露光手段)として機能する本実施形態のラインヘッドモジュール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。
定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢印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を矢印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イ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。
従って、これら画像形成装置80、160にあっては、前述したようにヘッド基体7の端面に設けられた光出射部12から輝度の高い発光光を取り出すことができるので、画像形成装置自体の印刷性能が向上し、得られるプリントの品質も高いものとなる。
なお、ラインヘッドモジュールを備えた画像形成装置は上記に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えばラインヘッドモジュール101の代わりに、マイクロレンズアレイ基板MAを備えたラインヘッド1´を含むラインヘッドモジュール101´を露光手段として用いてもよい。
Claims (4)
- 感光体ドラムに光を照射し、露光するラインヘッドにおいて、
有機EL素子を複数形成した素子基板と、該素子基板の、前記有機EL素子の光出射側の面に光透過性を有した接着層を介して貼着された反射基板と、を備えてなるヘッド基体を有し、
前記反射基板の内面側には、前記各有機EL素子より出射された光を反射し、前記ヘッド基体の端面側に導波させることで前記各有機EL素子より出射された光を集光する反射膜が設けられ、
前記ヘッド基体の端面には、前記反射膜で集光された光を出射する光出射部が複数設けられていることを特徴とするラインヘッド。 - 前記素子基板は、基板と該基板における一方の面側に設けられた前記有機EL素子とを備えてなり、
前記基板における前記有機EL素子が設けられた側の面に前記反射基板が貼着されていることを特徴とする請求項1に記載のラインヘッド。 - 前記光出射部にマイクロレンズが設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載のラインヘッド。
- 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のラインヘッドと、該ラインヘッドによって露光される感光体ドラムとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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