JP2008047430A - 発光装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ライン状プリンタヘッドの発光素子のスポット径の制御を容易に行う。
【解決手段】発光素子２１毎に設けられているパルス発生部６１は、印刷画像データＤａが供給されると、これに応じてＰＷＭ方式の駆動パルスＰａを生成し、ドライブトランジスタ６２に供給する。ドライブトランジスタ６２は駆動パルスＰａに応じて発光素子２１に電流を供給する。ＤＡ変換回路６３は、各々の発光素子２１毎に予め設定された制御データＤｃに応じて制御電圧Ｖctlを生成し、制御電極５４に印加する。制御電極５４に印加される制御信号に応じて発光素子２１の発光領域５９の大きさが変化する。
【選択図】図８

Description

本発明は、有機ＥＬ（ElectroLuminescent）材料等の発光材料を利用した発光装置及び発光装置を利用した画像形成装置に関する。

画像形成装置としてのプリンタには、感光体ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成するためのヘッド部として、多数の発光素子がアレイ状に配列された発光装置が用いられる。ヘッド部は、複数の発光素子を主走査方向に沿って配置した１本のラインで構成されることが多い。

また、発光素子としては、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode、以下適宜「ＯＬＥＤ」と略称する）素子が知られている。ＯＬＥＤ素子などの発光素子は駆動電流の大きさに応じて発光量、具体的には光度が変化する。このＯＬＥＤ素子の駆動方法として特許文献１にはＯＬＥＤ素子に供給する駆動電流のパルス幅を階調に応じて調整するＰＷＭ（pulse width modulation）方式が開示されている。このようなＯＬＥＤ素子をライン状に配列した用いたライン状プリンタヘッドでは、ヘッドと感光体の間にアレイ上のレンズ（セルフォック・レンズ・アレイ：ＳＬＡ）を設けている（例えば特許文献１参照）。

ところで、従来のレーザ光を光源として用いたプリンタでは、レンズを用いて光源のスポット径を制御するものがある（例えば特許文献２参照）。また、遮光体を設けてスポット径を制御可能にしたものが知られている。
特開２００３−３４１１４０号公報 特開２００６−８８５６９号公報

しかしながら、上述のようなＯＬＥＤ素子を用いたライン状プリンタヘッドでは、基板上にＯＬＥＤ素子を形成しているため、発光部分の面積が発光体層の両側の第１電極と第２電極間の電界分布に応じて決まってしまう。このため、発光部分のスポット径を変更しようとする場合には、製造時にフォトマスクを修正して電極の形状を変更する必要がある。
また、このようなライン状プリンタヘッドでは、上述のようにＳＬＡを用いているため、スポット径を変更するためにレンズ等の光学系や遮光体を設けることが困難である。さらに、ＳＬＡによってスポット径を制御しようとすると、ＯＬＥＤ素子との位置関係も変化したり、効率が変化したりする問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光素子のスポット径の制御を容易に行い得るようにすることを解決課題としている。また、本発明は、発光素子のスポットの位置の制御を容易に行い得るようにすることを解決課題としている。

この課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、駆動信号に応じた光度で発光する複数の発光素子を有し、前記発光素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極の周囲に形成され、制御電圧が供給される制御電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成された機能層とを備え、前記機能層は、前記第１電極に接続された電子輸送層又は正孔輸送層と、前記電子輸送層又は正孔輸送層上に形成された発光層とを有する。

この発明によれば、第１電極の周囲に、制御電圧を印加する制御電極が設けられているため、制御電圧を変化させることにより、第１電極と第２電極との間の電界分布を変化させることができる。発光層中の発光領域の大きさは、駆動電流の流れ方に左右され、駆動電流の流れ方は電界分布に左右される。したがって、制御電圧を変化させることにより、容易に発光領域の大きさを変化させることができる。なお、駆動信号は発光素子を発光させることができればよいので、電圧信号であっても電流信号であってもよい。なお、電子輸送層又は正孔輸送層は、複数の発光素子に共通であってもよい。さらに、発光層は複数の発光素子に共通であってもよい。くわえて、第２電極は複数の発光素子に共通であってもよい。

上述した発光装置において、発光素子の発光領域の大きさを指定する指定信号に基づいて、前記制御電圧を生成し前記複数の発光素子の各々に供給する制御手段を備えることが好ましい。この場合、指定信号によって発光のスポット径を調整することができる。

制御手段の具体的な態様としては、前記複数の発光素子の各々について前記発光領域の大きさを補正する補正データを予め記憶した記憶手段と、前記記憶手段から読み出した前記補正データを前記指定信号とし、前記補正データに基づいて前記制御電圧を生成する制御電圧生成手段とを備えてもよい。この場合、予め各発光素子のスポット径を計測して、各スポット径が均一になるように補正データを記憶しておくことによって、製造上のばらつきを電気的に補正することが可能となる。
さらに、制御手段の具体的な態様としては、前記指定信号は、外部機器から供給され、印刷の品質を指定する信号であってもよい。発光装置を印刷装置の光ヘッドとして用いる場合、印刷の品質を指定されることがあるが、この態様によれば、指定された品質に応じて発光領域の大きさを制御することが可能となる。

本発明に係る他の発光装置は、駆動信号に応じた光度で発光する複数の発光素子を有し、前記発光素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極を挟んで設けられ、各々に制御電圧が供給される複数の制御電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に形成された機能層とを備え、前記機能層は、前記第１電極に接続された電子輸送層又は正孔輸送層と、前記電子輸送層又は正孔輸送層上に形成された発光層とを有する。
この発明によれば、第１電極を挟んで複数の制御電極が設けられているため、各々の制御電極に印加する制御電圧を変化させることにより、発光領域の位置あるいは大きさを容易に制御することができる。

また、上述した発光装置は、前記発光素子の発光領域の位置を指定する指定信号に基づいて、前記複数の発光素子の各々に供給する前記制御電圧の組を生成し、前記複数の発光素子の各々に供給する制御手段を備えることが好ましい。この場合、指定信号によって発光の位置及びスポット径を調整することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上述した発光装置と、前記複数の発光素子の各々からの出射光によって静電潜像が形成される像担持体と、を備えることを特徴とする。このような画像形成装置としては、例えば、プリンタ、複写機、複合機などが該当する。

図面を参照しながら本発明に好適な実施の形態を説明する。なお、以下の各図面においては、各部の寸法の比率を便宜的に実際のものとは相違させている。
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る発光装置を利用した画像形成装置の概略を示す斜視図である。同図に示されるように、この画像形成装置は、感光体ドラム１１０の外周面の感光体層１１０ａに潜像を形成する露光装置１０を備えている。

この露光装置１０は、光源からの光を出射する発光装置２０と、発光装置２０と感光体ドラム１１０との間に設けられた集光レンズアレイ４０と、発光装置２０と集光レンズアレイ４０との間に設けられた厚みｔの板状の開口部３０とを備えている。この開口部３０は、発光装置２０の集光レンズアレイ４０側に接合されている。
図２は発光装置２０および開口部３０の平面図である。この図２に示すように、発光装置２０は、例えば有機発光ダイオード素子（以下、ＯＬＥＤ素子と称する。）等の複数の発光素子２１を有する。各々の発光素子２１は面発光する光源であり、直径がＲの略円形の発光面２１ａを有する。複数の発光素子２１の発光面２１ａは、同一の平面に一列に配列されている。なお、発光面の形状は円形でなくともよく、楕円、長方形等でもよい。この場合、発光面の最大幅を直径Ｒとすればよい。また、各々の発光素子２１は、印刷画像に応じて選択的に駆動されて発光する。

開口部３０は、吸光性の部材から形成されており、複数の発光素子２１からの出射光のうち一部の光をそれぞれ通過させる複数の開口３１が形成されている。開口３１の形成は、例えば、金属や遮光フィルム等の吸光性の部材のエッチングまたはパンチングによって実現可能である。各開口３１は、直径がＲ１の円柱状をなし、開口部３０の厚み方向に貫通しており、その長さ（深さ）は開口部３０の厚み（ｔ）と一致している。複数の開口３１と複数の発光素子２１とは１対１で対応しており、互いに対応する開口３１および発光素子２１は中心軸が略一致している。なお、本実施の形態を変形し、各開口３１の形状を円柱以外の回転体（例えば円錐台）状としてもよい。その場合には、開口３１の集光レンズアレイ４０側の直径がＲ１となる。

図３は集光レンズアレイ４０の構成を示す斜視図である。この集光レンズアレイ４０は、発光装置２０と感光体ドラム１１０との間に配置される。この集光レンズアレイ４０は、各々の光軸を発光装置２０に向けた姿勢でアレイ状に配列された多数の屈折率分布型レンズ４１を含む。このような集光レンズアレイ４０としては、例えば日本板硝子株式会社から入手可能なＳＬＡ（セルフォック・レンズ・アレイ）がある（セルフォック／ＳＥＬＦＯＣは日本板硝子株式会社の登録商標）。露光装置１０の各発光素子から発せられた光は集光レンズアレイ４０の各屈折率分布型レンズ４１を透過して感光体ドラム１１０の表面に到達する。この露光によって感光体ドラム１１０の表面には所望の画像に応じた潜像が形成される。

図４は露光装置１０における発光装置２０と集光レンズアレイ４０の位置関係を示す平面図である。発光素子２１と個々のレンズ４１とは互い違いになるように配置されている。集光レンズアレイ４０には、物体（光源）の正立等倍像が実像として像面に結ばれるようにするための理想的な距離、すなわち最適な結像を可能とするための理想的な距離が定められている。以降、この距離を「作動距離」と称する。作動距離には、物体と端面４０ａとの間の物体側作動距離（Ｌ０）と、端面４０ｂと像面との間の像面側作動距離（Ｌ１）とがある。本実施の形態では、複数の発光素子２１の発光面２１ａと端面４０ａとの間隔はいずれもＬ０に一致し、端面４０ｂと外周面１１０ａとの間隔はＬ１に一致している。したがって、複数の屈折率分布型レンズ４１は、それぞれ、発光装置２０上の像の正立等倍像を外周面１１０ａに結像可能である。これらの正立等倍像は、１つの連続した像（潜像）を構成する実像である。

図５は、発光素子２１の構造を示す断面図である。この図５は、発光装置２０を構成する１つの発光素子２１について断面構造を示したものである。この発光素子２１は、例えばガラスを材料とする基板５１と、発光素子２１を駆動する駆動回路等が形成された素子層５２と、陽極（第１電極）５３と、この陽極５３の周囲に環状に構成された制御電極５４と、絶縁膜５５と、陰極（第２電極）５８と、機能層６０とを備える。この例の機能層６０は、有機ＥＬ材料で形成された発光層５７と、陽極（第１電極）５３と発光層との間に設けられた正孔輸送層５６とを有している。なお、印加する電圧を逆にすれば、第１電極を陰極とし、第２電極を陽極として構成することもできる。この場合、正孔輸送層５６の替わりに電子輸送層を用いればよい。ここで、陽極（第１電極）５３は、複数の発光素子の各々に設けられた個別電極であり、陰極（第２電極）５８は、複数の発光素子に対し共通に設けられた共通電極である。

制御電極５４は、導電性の材料で構成する。また、陽極５３と制御電極５４とは必ずしも同一平面上になくてもよいが、陽極５３と同一の素材により陽極５３と同一の平面上に形成するようにすれば、陽極５３と制御電極５４とを同一の工程において形成することができ、製造工程を増加させずに、制御電極５４を形成することができる。
発光層５７と陰極５８は発光装置２０の長手方向に連続的に形成されている。すなわち、発光層５７及び陰極５８は他の発光素子２１と共通した構成要素である。
図６は、個々の発光素子２１における陽極５３、制御電極５４、及び正孔輸送層５６の底面周縁の形状を示す平面図である。この図６に示すように、制御電極５４は、陽極５３の周囲に環状に形成されている。このような構成において、正孔輸送層５６が陽極５３と接するのは、絶縁膜５５で仕切られた範囲、即ち、正孔輸送層５６と絶縁膜５５との境界である外縁Ｚの内側である。したがって、陽極５３と陰極５８との間に電圧を印加すると、直接的には、外縁Ｚの内側に電流が流れ発光素子２１が発光する。

しかしながら、実際の発光領域は、外縁Ｚよりも若干広がりを持つ。これは、正孔輸送層５６の抵抗値が発光層５７の抵抗値よりも小さいため、陽極５３からの駆動電流が外縁Ｚを超えて正孔輸送層５６→発光層５７→陰極５８の経路で流れるからである。すなわち、駆動電流が正孔輸送層５６において外縁Ｚを超えて広がることによって、発光領域が広がるのである。
制御電極５４は、正孔輸送層５６における駆動電流の広がりを制御するために用いられる。制御電極５４に印加する制御電圧を調整することによって、発光領域の大きさを制御することが可能となる。

ここで、発光領域の大きさの制御原理について説明する。図７に、図５の領域Ｍの電気的な等価回路を示す。この等価回路において、陽極５３にはデータ電圧Ｖｄが印加され、制御電極５４には制御電圧Ｖctlが印加され、陰極５８には接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）が印加されるもとする。また、陽極５３と領域Ｍの正孔輸送層５６との間の抵抗値をＲｃ、制御電極５４と領域Ｍの正孔輸送層５６との間の抵抗値をＲｄ、領域Ｍの発光層５７の抵抗値をＲｘとする。また、電圧Ｖｘは領域Ｍの正孔輸送層５６の電圧である。
図７に示す等価回路において、以下に示す式（１）〜（３）が成り立つ。
Ｉoled＝Iｃ＋Ｉｄ＝Ｖｘ／Ｒｘ…（１）
Ｖctl−Ｖｘ＝ＲｃＩｃ…（２）
Ｖｄ−Ｖｘ＝ＲｄＩｄ…（３）
式（１）〜（３）を変形すると式（４）が得られる。
Ｉoled＝Vctl/{Rc+Rx+RcRx/Rd}+Vd/{Rd+Rx+RdRx/Rd}…（４）
式（４）においてＲｃ、Ｒｘ、Ｒｄは構造によって定まる定数である。したがって、制御電圧Ｖctlを調整することによって、領域Ｍに流れる駆動電流Ｉoledを制御することができる。これにより、発光領域の大きさを電気的に制御することが可能となる。

図８は、各々の発光素子２１毎に設けられている駆動回路Ｕの構成を示すブロック図である。この駆動回路Ｕはパルス発生部６１、ドライブトランジスタ６２及びＤＡ変換回路６３を備える。パルス発生部６１は、例えばＰＷＭ方式により、画像データＤｇの示す階調に応じたパルス幅を有する駆動パルスＰａを生成する。ドライブトランジスタ６２は駆動パルスＰａがローレベルにおいてオン状態となり、駆動電流Ｉoledを発光素子２１に供給する。さらに、ＤＡ変換回路６３は、個々の発光素子２１毎に予め設定された制御データＤｃに応じた制御電圧Ｖctlを生成し、上述の制御電極５４に供給する。

ところで、上述のように構成された発光素子２１では、制御電極５４に印加する電圧を変化させると、陽極５３と陰極５８間の電界分布を変化させて、発光層５７に流れる駆動電流Ｉoledの分布を制御することができる。
制御電極５４を高インピーダンス状態にした場合には、陽極５３と陰極５８の間の電界分布は、制御電極５４を設けない場合とほぼ同じで、発光領域５９は、例えば図９（Ａ）に示すように、陽極５３の外周部分とほぼ同じ領域内となる。

また、制御電極５４に印加する制御電圧Ｖctlを陰極５８の電位を基準として正極性の電圧とした場合には、陽極５３の外周より広い範囲で駆動電流Ｉoledが流れる。この場合、陽極５３と陰極５８の間の電界分布が、等価的に陽極５３の径を大きくした場合に近くなり、例えば図８（Ｂ）に示すように、発光領域５９が制御電極５４の内周５４ｗを超えて広がる。すなわちスポット径が大きくなる。反対に、制御電極５４に印加する制御電圧Ｖctlを陰極５８の電位を基準として負極性の電圧とした場合には、陽極５３の外周より狭い範囲で駆動電流Ｉoledが流れる。この場合、陽極５３と陰極５８の間の電界分布が、等価的に陽極５３の径を小さくした場合に近くなり、例えば図８（Ｃ）に示すように、発光領域５９の径すなわちスポット径が小さくなる。

発光素子２１は、発光層５７に電流が流れることによって発光する。したがって、発光領域５９の大きさは、駆動電流Ｉoledの流れ方に左右される。本実施形態では、制御電極５４に印加する制御電圧Ｖctlを調整することによって、陽極５３と陰極５８の間の電界分布を変化させる。これにより、発光層５７に流れる駆動電流Ｉoledの分布を変化させて、発光領域５９の大きさ（スポット径）を容易に変化させることが可能となる。

このため、例えば個々の発光素子２１毎に予めスポット径を測定し、駆動回路Ｕに供給する制御データＤｃを設定しておけば、製造時のばらつき等による個々の発光素子２１のスポット径の違いを補正することができる。より具体的には、各発光素子２１に対応する制御データＤｃを不揮発性のメモリに記憶しておき、当該メモリから制御データＤｃを読み出して駆動回路Ｕに供給すればよい。

また、プリンタなどの印刷機器では、印刷品質を指定する場合がある。例えば、画像等の精細な印刷が要求される高品質モードと、文字等の多少解像度が低くてもよい低品質モードを指定する場合がある。高品質モードでは制御データＤｃを変更してスポット径を小さく制御し、低品質モードでは制御データＤｃを変更してスポット径を大きく制御すれば、要求される印刷品質に応じたスポット径の制御を行うことができるようになる。より具体的には、各駆動回路Ｕに供給する制御データＤｃを生成する制御回路に指定信号を供給し、制御回路において指定信号に応じてスポット径を制御する制御データＤｃを生成すればよい。また、上述した発光素子２１のスポット径の補正と品質に応じた制御を組み合わせて、制御データＤｃを生成してもよい。

＜２．第２実施形態＞
上述の第１実施形態では、陽極５３の周囲に環状の制御電極５４を設けていたが、この第２実施形態では、例えば図１０に示すように、発光素子２１の陽極５３の周囲に４つの制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを設けている。この発光素子２１の断面構造は、素子層５２内に構成される駆動回路Ｕが各制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに印加する制御電圧を独立して制御し得るように構成されている以外は、上述の図５に示す構造と同様である。
この実施形態では、陽極５３のＸ方向（発光装置２０の長手方向）の両端に制御電極５４ａ，５４ｂを設けており、Ｘ方向と垂直のＹ方向の両端には制御電極５４ｃ，５４ｄを設けている。

図１１は、このように構成された発光素子２１を駆動する駆動回路の構成を示すブロック図である。この駆動回路は、例えばＰＷＭ方式により画像データＤｇに応じて駆動パルスＰａを生成するパルス発生部６１と、この駆動パルスＰａに応じて発光素子２１を駆動するドライブトランジスタ６２と、個々の発光素子２１毎に予め設定された制御データＤｃに応じた制御電圧Ｖctl-a、Ｖctl-b、Ｖctl-c、及びＶctl-dを生成し、各制御電極５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、及び５４ｄに供給するＤＡ変換回路６５とを備えている。

ところで、上述のように構成された発光素子２１では、各制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに印加する電圧を変化させると、陽極５３と陰極５８間の電界分布を変化させて、発光層５７に流れる駆動電流Ｉoledの分布を制御することができる。
全ての制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを高インピーダンス状態にした場合には、陽極５３と陰極５８の間の電界分布は、制御電極５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、及び５４ｄを設けない場合とほぼ同じで、発光領域５９は、例えば図１２（Ａ）に示すように、陽極５３の外周部分とほぼ同じ領域内となる。以下の説明では、陰極５８の電位を接地電位ＧＮＤ（＝０Ｖ）とし、これを基準として高電位を正極性、低電位を負極性とする。

制御電極５４ａに印加する制御電圧Ｖctl-aを正極性とし、制御電極５４ｂに印加する制御電圧Ｖctl-bを負極性とし、さらに、制御電極５４ｃに印加する制御電圧Ｖctl-cを正極性とし、制御電極５４ｄに印加する制御電圧Ｖctl-dを負極性とした場合には、陽極５３と陰極５８との間の電界分布が、陽極５３をＹ方向，Ｘと逆方向に移動させた場合と同様の分布になるため、図１２（Ｂ）に示すように、発光領域５９が同図中の左上に移動する。

また、制御電極５４ａに印加する制御電圧Ｖctl-aを負極性とし、制御電極５４ｂに印加する制御電圧Ｖctl-bを正極性とし、さらに、制御電極５４ｃに印加する制御電圧Ｖctl-cを負極性とし、制御電極５４ｄに印加する制御電圧Ｖctl-dを正極性とした場合には、陽極５３と陰極５８との間の電界分布が、陽極５３をＹ方向，Ｘと逆方向に移動させた場合と同様の分布になるため、図１２（Ｃ）に示すように、発光領域５９が同図中の右下に移動する。

したがって、この実施形態では、陽極５３の周囲に設けた各制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに印加する制御電圧Ｖctl-a〜Ｖctl-dを調整することにより、個々の発光素子２１のスポット位置を容易に制御することができる。

例えば図１３に示すように、発光装置２０と集光レンズアレイ４０との取り付けに誤差があると、発光素子２１と各屈折率分布型レンズ４１の位置関係にずれを生じる場合がある。この例では、発光装置２０の中心軸と集光レンズアレイ４０の中心軸とが角度θだけずれている。この実施形態では、個々の発光素子２１の位置関係のずれに応じて制御データＤｃを設定すれば、発光素子２１の発光領域５９すなわちスポットの位置を制御して、位置関係のずれを補正することができる。より具体的には、各発光素子２１に対応する制御データＤｃを不揮発性のメモリに記憶しておき、当該メモリから制御データＤｃを読み出して駆動回路Ｕに供給すればよい。

また、この実施形態の場合でも、４つの制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに同じ大きさの制御電圧Ｖctl-a〜Ｖctl-dを供給するようにすれば、第１実施形態と同様に、スポット径の制御を行うこともできる。
なお、上述の説明では、陽極５３の周囲に４つの制御電極５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを設けていたが、例えば上述の図９中のＹ方向に２つの制御電極を設けることにより、Ｙ方向のスポットの位置を変更することができる。発光装置２０と集光レンズアレイ４０の間の配置誤差角度θが小さい場合には、Ｙ方向のスポット位置の制御のみで充分である場合もあるため、Ｙ方向に分割した２つの制御電極を設ける構成としてもよい。

＜３．画像形成装置＞
図１４は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。
この画像形成装置では、上述の露光装置１０と同様な構成の４個の光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、上述の感光体ドラム１１０と同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙの露光位置にそれぞれ配置されている。光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、上述した露光装置１０またはその変形例に係る露光装置である。

図１３に示すように、この画像形成装置には、駆動ローラ１２１と従動ローラ１２２が設けられており、これらのローラ１２１，１２２には無端の中間転写ベルト１２０が巻回されて、矢印に示すようにローラ１２１，１２２の周囲を回転させられる。図示しないが、中間転写ベルト１２０に張力を与えるテンションローラなどの張力付与手段を設けてもよい。

この中間転写ベルト１２０の周囲には、互いに所定間隔をおいて４個の外周面に感光層を有する感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙが配置される。添え字Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの顕像を形成するために使用されることを意味している。他の部材についても同様である。感光体ドラム１１０Ｋ，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙは、中間転写ベルト１２０の駆動と同期して回転駆動される。

各感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の周囲には、コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、対応する感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラムの帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。各光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数の発光素子２１の配列方向が感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上述の複数の発光素子２１により光を感光体ドラムに照射することにより行う。現像器１１４（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラムに顕像すなわち可視像を形成する。

このような４色の単色顕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、イエローの各顕像は、中間転写ベルト１２０上に順次一次転写されることにより、中間転写ベルト１２０上で重ね合わされて、この結果フルカラーの顕像が得られる。中間転写ベルト１２０の内側には、４つの一次転写コロトロン（転写器）１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）が配置されている。一次転写コロトロン１１２（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の近傍にそれぞれ配置されており、感光体ドラム１１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写コロトロンの間を通過する中間転写ベルト１２０に顕像を転写する。

最終的に画像を形成する対象としてのシート１０２は、ピックアップローラ１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラ１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラ１２６の間のニップに送られる。中間転写ベルト１２０上のフルカラーの顕像は、二次転写ローラ１２６によってシート１０２の片面に一括して二次転写され、定着部である定着ローラ対１２７を通ることでシート１０２上に定着される。この後、シート１０２は、排紙ローラ対１２８によって、装置上部に形成された排紙カセット上へ排出される。

図１５は、本発明の実施の形態に係る他の画像形成装置の縦断面図である。この画像形成装置は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリ現像式のフルカラー画像形成装置である。図１４に示す画像形成装置において、上述の感光体ドラム１１０に相当する感光体ドラム（像担持体）１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリ式の現像ユニット１６１、光ヘッド１６７、中間転写ベルト１６９が設けられている。

コロナ帯電器１６８は、感光体ドラム１６５の外周面を一様に帯電させる。光ヘッド１６７は、感光体ドラム１６５の帯電させられた外周面に静電潜像を書き込む。光ヘッド１６７は、上述の露光装置１０またはその変形例に係る露光装置であり、複数の発光素子２１の配列方向が感光体ドラム１６５の母線（主走査方向）に沿うように設置される。静電潜像の書き込みは、上記の複数の発光素子２１により光を感光体ドラムに照射することにより行う。

現像ユニット１６１は、４つの現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋが９０°の角間隔をおいて配置されたドラムであり、軸１６１ａを中心にして反時計回りに回転可能である。現像器１６３Ｙ，１６３Ｃ，１６３Ｍ，１６３Ｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーを感光体ドラム１６５に供給して、静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させることにより感光体ドラム１６５に顕像すなわち可視像を形成する。

無端の中間転写ベルト１６９は、駆動ローラ１７０ａ、従動ローラ１７０ｂ、一次転写ローラ１６６およびテンションローラに巻回されて、これらのローラの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラ１６６は、感光体ドラム１６５から顕像を静電的に吸引することにより、感光体ドラムと一次転写ローラ１６６の間を通過する中間転写ベルト１６９に顕像を転写する。

具体的には、感光体ドラム１６５の最初の１回転で、露光ヘッド１６７によりイエロー（Ｙ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｙにより同色の顕像が形成され、さらに中間転写ベルト１６９に転写される。また、次の１回転で、露光ヘッド１６７によりシアン（Ｃ）像のための静電潜像が書き込まれて現像器１６３Ｃにより同色の顕像が形成され、イエローの顕像に重なり合うように中間転写ベルト１６９に転写される。そして、このようにして感光体ドラム１６５が４回転する間に、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の顕像が中間転写ベルト１６９に順次重ね合わせられ、この結果フルカラーの顕像が転写ベルト１６９上に形成される。最終的に画像を形成する対象としてのシートの両面に画像を形成する場合には、中間転写ベルト１６９に表面と裏面の同色の顕像を転写し、次に中間転写ベルト１６９に表面と裏面の次の色の顕像を転写する形式で、フルカラーの顕像を中間転写ベルト１６９上で得る。

画像形成装置には、シートが通過させられるシート搬送路１７４が設けられている。シートは、給紙カセット１７８から、ピックアップローラ１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラ１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラ１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラ１７１は、中間転写ベルト１６９からフルカラーの顕像を一括して静電的に吸引することにより、シートの片面に顕像を転写する。二次転写ローラ１７１は、図示しないクラッチにより中間転写ベルト１６９に接近および離間させられるようになっている。そして、シートにフルカラーの顕像を転写する時に二次転写ローラ１７１は中間転写ベルト１６９に当接させられ、中間転写ベルト１６９に顕像を重ねている間は二次転写ローラ１７１から離される。

上記のようにして画像が転写されたシートは定着器１７２に搬送され、定着器１７２の加熱ローラ１７２ａと加圧ローラ１７２ｂの間を通過させられることにより、シート上の顕像が定着する。定着処理後のシートは、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢印Ｆの向きに進行する。両面印刷の場合には、シートの大部分が排紙ローラ対１７６を通過した後、排紙ローラ対１７６が逆方向に回転させられ、矢印Ｇで示すように両面印刷用搬送路１７５に導入される。そして、二次転写ローラ１７１により顕像がシートの他面に転写され、再度定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラ対１７６でシートが排出される。

上記の各画像形成装置は、スポット径の制御あるいはスポット位置の制御を容易に行い得る露光装置を用いているため、高解像度で高品位な画像を形成することができる。以上、露光装置１０またはその変形例に係る露光装置を応用可能な画像形成装置を例示したが、他の電子写真方式の画像形成装置にも応用することが可能であり、そのような画像形成装置は本発明の範囲内にある。例えば、中間転写ベルトを使用せずに感光体ドラムから直接シートに顕像を転写するタイプの画像形成装置や、モノクロの画像を形成する画像形成装置にも応用することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略を示す斜視図である。 画像形成装置を構成する露光装置１０の発光装置２０および開口部３０を示す平面図である。 集光レンズアレイ４０の構成を示す斜視図である。 発光装置２０と集光レンズアレイ４０の位置関係を示す平面図である。 発光素子２１の断面構造を示す断面図である。 発光素子２１の構成を示す平面図である。 図５の領域Ｍの電気的な等価回路を示す回路図である。 各々の発光素子２１毎の駆動回路の構成を示すブロック図である。 発光素子２１の制御電極５４に印加する電圧と発光領域５９の変化を示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置を構成する発光素子２１の構成を示す平面図である。 各発光素子２１毎に設けられている駆動回路の概要を示すブロック図である。 発光素子２１の制御電極５４ａ〜５４ｄに供給する電圧と発光領域５９の変化を示す概念図である。 発光装置２０と集光レンズアレイ４０の位置関係の誤差を示す概念図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る別の画像形成装置の縦断面図である。

符号の説明

１０……露光装置、２０……発光装置、２１……発光素子、５３……陽極、５４，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ……制御電極、５６……正孔輸送層、５７……発光層、５８……陰極、６３……ＤＡ変換回路。

Claims (7)

1. 駆動信号に応じた光度で発光する複数の発光素子を有し、
   前記発光素子は、
   第１電極と、
   第２電極と、
   前記第１電極の周囲に形成され、制御電圧が供給される制御電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に形成された機能層とを備え、
   前記機能層は、
   前記第１電極に接続された電子輸送層又は正孔輸送層と、
   前記電子輸送層又は正孔輸送層電子輸送層上に形成された発光層とを有する、
   ことを特徴とする発光装置。
2. 前記発光素子の発光領域の大きさを指定する指定信号に基づいて、前記制御電圧を生成し前記複数の発光素子の各々に供給する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記制御手段は、
   前記複数の発光素子の各々について前記発光領域の大きさを補正する補正データを予め記憶した記憶手段と、
   前記記憶手段から読み出した前記補正データを前記指定信号とし、前記補正データに基づいて前記制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、
   を備える請求項２に記載の発光装置。
4. 前記指定信号は、外部機器から供給され、印刷の品質を指定する信号であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
5. 駆動信号に応じた光度で発光する複数の発光素子を有し、
   前記発光素子は、
   第１電極と、
   第２電極と、
   前記第１電極を挟んで設けられ、各々に制御電圧が供給される複数の制御電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に形成された機能層とを備え、
   前記機能層は、
   前記第１電極に接続された電子輸送層又は正孔輸送層と、
   前記電子輸送層又は正孔輸送層上に形成された発光層とを有する、
   ことを特徴とする発光装置。
6. 前記発光素子の発光領域の位置を指定する指定信号に基づいて、前記複数の発光素子の各々に供給する前記制御電圧の組を生成し、前記複数の発光素子の各々に供給する制御手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の発光装置と、
   前記複数の発光素子の各々からの出射光によって静電潜像が形成される像担持体と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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