JP2008080567A - ラインヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化が可能なラインヘッド及びこれを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】複数の有機ＥＬ素子１２と、複数の有機ＥＬ素子１２が積層された導光基板１１と、導光基板１１の側面から光を照射するＬＥＤ素子１４とを備え、感光ドラム６２に光を照射してこれを露光する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラインヘッド及びこれを備える画像形成装置に関する。

従来、感光ドラムの表面にトナーを電気的に吸着させる電子写真方式を採用した光プリンタは、出力端末として広く使用されている。このような光プリンタとしては、ヘッド用の発光素子としてレーザを用いたレーザプリンタが実用化されている。しかし、レーザを発光素子として用いたプリンタヘッドは、印刷する用紙サイズを大きくするにしたがって光学系を大きくする必要があるため、小型化が困難であると共に、高コストとなってしまう。そこで、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を発光素子として用い、複雑な光学系を不要とすることによって小型化を図るプリンタヘッドが提供されている。

ところが、ＬＥＤを発光素子として用いたプリンタヘッドは、１本のライン状に配列した形状で製造することが困難であり、また各ＬＥＤ間の輝度のバラツキが大きいため輝度補正を行う必要がある。そのため、高コストとなってしまうという問題がある。
そこで、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子を発光素子として用いることにより、大面積の基板に一括して多数形成することを可能とし、小型化及び低コスト化を図るプリンタヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、光源と感光ドラムとの間に液晶素子からなるシャッタ部材を設け、光源から感光ドラムに向かう照射光の光量を調節するラインヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１９１７７号公報 特開２００２−２７５６４４号公報

しかしながら、上記従来のラインヘッドにおいても、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来のラインヘッドでは、例えば高速印刷を行うために有機ＥＬ素子から出射する光量を増大させると、有機ＥＬ素子への電気的な負担が大きくなるので、長寿命化が困難となる。また、シャッタ部材によって照射光の光量を調節するときにおいても、光源として有機ＥＬ素子を用いた場合には高速印刷を行うときに有機ＥＬ素子への電気的な負担が大きくなるので、長寿命化が困難となる。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、長寿命化が可能なラインヘッド及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるラインヘッドは、感光体に光を照射して露光するラインヘッドであって、複数の発光素子と、該複数の発光素子が積層された導光基板と、該導光基板の側面から光を照射して該基板のうち前記感光体と近接する出射面から出射させる補助発光部材とを特徴とする。

この発明では、補助発光部材が感光体に光を照射することで、発光素子の光量が小さくても感光体を露光させることができるため、発光素子に対する電気的な負担を低減して長寿命化が図れる。
すなわち、発光素子が光を照射すると、感光体には発光素子からの光量に応じた光が照射される。また、補助発光部材が導光基板の側面から光を照射して導光基板の出射面から出射させると、感光体には補助発光部材からの光量に応じた光が照射される。そして、感光体のうち駆動された発光素子に対応する領域では、照射された光量が露光するための閾値となる光量を超えることで露光される。このように、発光素子のみによって感光体を露光させるために閾値を超える光量の光を照射する必要がないため、発光素子のみによって感光体を露光することと比較して、発光素子から照射する光量を小さくできる。したがって、発光素子の長寿命化が図れる。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記複数の発光素子が、前記導光基板の一面に設けられ、光を該導光基板の出射面から出射させることとしてもよい。
この発明では、導光基板の一面に発光素子を設けて発光素子から導光基板の出射面から光を出射させることで、上述と同様に、発光素子に対する電気的な負担を低減して長寿命化を図る。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記補助発光部材による前記感光体への照射光の光量が、該感光体が露光される光量未満であってその近傍であることが好ましい。
この発明では、補助発光部材から感光体に照射される光によって感光体が露光されることを防止すると共に、発光素子が照射する光量をより小さくすることができる。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記発光素子の発光波長と前記補助発光部材の発光波長とが、同等であることが好ましい。
この発明では、発光素子による発光波長と補助発光部材による発光波長とをそろえることで、感光体に照射される光のスペクトルが急峻になる。ここで、発光波長を感光体の露光波長帯に合わせることにより、より少ない光量で感光体を露光できる。これにより、感光体への照射光のスポット形状を小さくすることができる。したがって、発光素子をより長寿命化することができると共に、印刷品質の向上が図られる。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記補助発光部材が、前記発光素子の駆動と連動して光を照射することが好ましい。
この発明では、発光素子の駆動時に補助発光部材を駆動させて発光素子の非駆動時に駆動させない構成とすることで、感光体が露光させることを確実に防止すると共に、省電力化が図れる。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記基板よりも前記感光体に近接して設けられ、該感光体への照射光の光量を調節するシャッタ部材を備えることが好ましい。
この発明では、補助発光部材が感光体に対して感光体が露光する光量の閾値を超える光量で光を照射した場合であっても、シャッタ部材によって光量を調節することで感光体が露光されることを回避できる。したがって、補助発光部材による照射光の光量を大きくし、発光素子による照射光の光量を小さくして発光素子のさらなる長寿命化が可能となる。
また、シャッタ部材によって感光体に照射される光量を調節することで、照射光の階調をより精密に制御することができ、例えば光量を小さくして印刷品質を向上させることや光量を大きくして印刷速度を向上させることなどが容易に行える。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記シャッタ部材が、液晶素子であることとしてもよい。
この発明では、液晶素子に電圧を印加することによってその透過率を調節することにより、発光素子による照射光及び補助発光部材による照射光の感光体に対する光量を調整する。

また、本発明にかかるラインヘッドは、前記補助発光部材が、発光ダイオードであることとしてもよい。
この発明では、ＬＥＤ素子を用いることで補助発光部材の長寿命化及び小型化が図れる。また、ＬＥＤ素子は、上述したようにラインヘッドを構成する発光素子として用いることが容易ではないが、要求される光の照射位置の精度が発光素子と比較して緩和された補助発光部材であれば容易に適用することができる。

また、本発明にかかる画像形成装置は、上述したラインヘッドを備えることを特徴とする。
この発明では、上述したラインヘッドを備えているため、発光素子に対する電気的な負担を低減して長寿命化が図れる。

以下、本発明によるラインヘッド及びこれを備える画像形成装置の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１はラインヘッドを備える露光ヘッドを示す概略斜視図、図２は露光ヘッドを示す概略断面図、図３はラインヘッドを示す概略平面図、図４はラインヘッドを示す概略断面図である。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

〔露光ヘッド〕
本実施形態におけるラインヘッド１は、図１及び図２に示すような露光ヘッド２に設けられている。この露光ヘッド２は、筐体３と、筐体３に支持固定されて筐体３及び後述する感光ドラム（感光体）６２の間に配置された光学部材４と、ラインヘッド１とを備えている。そして、筐体３には、感光ドラム６２側に開口部が形成されており、この開口部に向けて光が出射するようにラインヘッド１を固定している。

ラインヘッド１は、図２及び図３に示すように、導光基板１１の一面上に一列に設けられた複数（図３では１０）の有機ＥＬ素子（発光素子）１２と、導光基板１１の他面（出射面）上に設けられた液晶素子（シャッタ部材）１３と、導光基板１１の側面から光を入射させるＬＥＤ素子（補助発光部材）１４とを備えている。

導光基板１１は、図４に示すように、基板本体２１と、基板本体２１の上面に形成された回路素子部２２とを備えている。
基板本体２１は、例えばガラスなどの透光性材料で構成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。また、基板本体２１は、ＬＥＤ素子１４から照射された光を導光する導光板として機能する。なお、基板本体２１は、有機ＥＬ素子１２やＬＥＤ素子１４から照射される光を透過する材料であれば、他の材料を用いてもよい。
回路素子部２２には、有機ＥＬ素子１２を駆動させるための駆動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子及び有機ＥＬ素子１２に電力を供給するための電源線などの各種配線（図示略）や層間絶縁膜及び平坦化膜（図示略）が形成されている。また、回路素子部２２には、上記ＴＦＴ素子の駆動を制御する駆動制御回路（図示略）が形成されている。なお、上記駆動制御回路は、ラインヘッド１の外部から上記ＴＦＴ素子の駆動を行う構成としてもよい。

有機ＥＬ素子１２は、導光基板１１の一面に設けられており、導光基板１１上から順に、陽極層３１、発光機能層３２及び陰極層３３を積層した構成となっている。
陽極層３１は、平面視でほぼ円形を有しており、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透光性の導電材料で構成されている。そして、陽極層３１は、上記電源線を介して上記ＴＦＴ素子に接続されており、この電源線から駆動電流が供給される。
また、陽極層３１の外側には、例えばＳｉＯ_２などの絶縁材料で構成されて隣接する他の有機ＥＬ素子１２の陽極層３１との絶縁性を確保する絶縁層３４が形成されている。これにより、各陽極層３１間における十分な絶縁性が確保され、隣接する有機ＥＬ素子１２の間でクロストークが発生することが抑制される。

発光機能層３２は、陽極層３１上から順に、正孔注入層３５及び発光層３６を積層した構成となっている。
正孔注入層３５は、例えば３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などのポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）などの混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などの正孔注入材料によって構成されており、陽極層３１から注入した正孔を発光層３６に輸送する。ここで、正孔注入層３５は、正孔注入材料の分散液を例えばスピンコーティング法によって塗布することで形成されている。
なお、正孔注入材料としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳのほか、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、ポリスチレンスルホン酸を用いてもよい。

発光層３６は、例えば下記の［化１］など発光材料によって構成されており、その層厚が例えば１００ｎｍとなっている。ここで、［化１］の溶媒（テトラヒドロフラン）に対する溶液状態における蛍光スペクトルのピーク波長は、６５６ｎｍとなっている。ここで、発光層３６は、発光材料の溶液を上述と同様にスピンコーティング法などによって塗布することで形成されている。

なお、発光材料としては後述する感光ドラム６２の露光波長帯に応じて適宜変更してもよく、ポリフルオレン（ＰＦ）誘導体やポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）誘導体などのポリシラン系などの他の高分子有機材料が挙げられる。
また、上述した発光材料に、ペニレン系色素やクマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子有機材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドンなどの低分子有機材料を発光ドーパントとしてドープしてもよい。

陰極層３３は、発光機能層３２の全面を覆うように形成されており、発光機能層３２の表面から順に、ＬｉＦ層、Ｃａ層及びＡｌ層を積層した構成となっている。すなわち、陰極層３３は、発光機能層３２で発生して陰極層３３に向けて進行する光を陽極層３１に向けてそれぞれ反射させるように構成されており、反射電極層として機能している。したがって、有機ＥＬ素子１２は、ボトムエミッション構造となっている。

また、有機ＥＬ素子１２の上面は、封止部３９によって被覆されている。この封止部３９は、陰極層３３を覆うように設けられており、陰極層３３や発光層３６に対する水や酸素の侵入を防止し、陰極層３３及び発光層３６の酸化を防止するものである。また、封止部３９は、有機ＥＬ素子１２上に配置された封止樹脂（図示略）と、この封止樹脂上に接合された封止基板（図示略）とで構成されている。
この封止樹脂は、例えば陰極層３３上に塗布された熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂で構成される。ここで、封止樹脂としては、硬化時にガスや溶媒などが発生しないものが好ましい。また、上記封止基板は、上記封止樹脂を保護するものであって、例えばガラス板や金属板、樹脂板などで構成されている。

液晶素子１３は、導光基板１１の他面に設けられており、素子基板４１と、素子基板４１と対向配置された対向基板４２と、素子基板４１及び対向基板４２の間に配置された液晶層４３とを備えている。液晶素子１３は、有機ＥＬ素子１２やＬＥＤ素子１４から図１及び図２に示す感光ドラム６２へ照射される光量を調節する構成となっている。
液晶素子１３は、図４に示すように、素子基板４１と対向基板４２とをシール材（図示略）で貼り合わせており、このシール材によって液晶層４３が素子基板４１と対向基板４２との間で封止されている。また、液晶素子１３は、素子基板４１の外面（液晶層４３から離間する側の面）に設けられた偏光板４４と、対向基板４２の外面に設けられた偏光板４５とを備えている。

素子基板４１は、偏光板４４を介して導光基板１１の他面に設けられており、基板本体５１と、基板本体５１の上面に形成された回路素子部５２とを備えている。そして、素子基板４１の内面（液晶層４３に近接する側の面）には、液晶層４３を駆動する画素電極５３が設けられている。

基板本体５１は、基板本体２１と同様にガラスなどの透光性材料で構成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。なお、基板本体５１は、上述と同様に、有機ＥＬ素子１２やＬＥＤ素子１４から照射される光を透過すれば、他の材料を用いてもよい。
回路素子部５２には、液晶層４３を駆動するための駆動素子であるＴＦＴ素子及び画素電極５３に電力を供給するための電源線などの各種配線（図示略）や層間絶縁膜及び平坦化膜（図示略）が形成されている。また、回路素子部５２には、上記ＴＦＴ素子の駆動を制御する駆動制御回路（図示略）が形成されている。なお、上記駆動制御回路は、ラインヘッド１の外部から上記ＴＦＴ素子の駆動を行う構成としてもよい。
また、素子基板４１の内面には、画素電極５３を覆うように液晶層４３を構成する液晶分子の初期状態での配向方向を規制する配向膜（図示略）が形成されている。

画素電極５３は、有機ＥＬ素子１２と対応して設けられており、陽極層３１と同様に平面視で陽極層３１と同形状のほぼ円形を有している。また、画素電極５３は、陽極層３１と同様に、例えばＩＴＯなどの透光性の導電材料で構成されている。そして、画素電極５３は、回路素子部５２に形成された上記電源線を介して上記ＴＦＴ素子に接続されており、この電源線から駆動電流が供給される。

対向基板４２は、基板本体５１と同様にガラスなどの透光性材料で構成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。そして、対向基板４２の内面には、液晶層４３を駆動する対向電極５４が設けられている。なお、対向基板４２は、上述と同様に、有機ＥＬ素子１２やＬＥＤ素子１４から照射される光を透過すれば、他の材料を用いてもよい。
また、対向基板４２の内面には、素子基板４１と同様に、対向電極５４を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。ここで、素子基板４１と対向基板４２とにそれぞれ形成された配向膜は、それぞれ光配向処理を用いた配向処理が施されている。このように、光配向処理を用いた配向処理を施すことにより、ラビング処理を用いて配向処理を施すことと比較して、配向不良の発生をより確実に抑制し、液晶層４３による遮光性を向上させることが可能となる。

対向電極５４は、対向基板４２の表面のうち上記シール材によって囲まれた領域内の全面を覆うように形成されており、画素電極５３と同様に例えばＩＴＯなどの透光性の導電材料で構成されている。

液晶層４３は、液晶モードとして垂直配向型のＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モードが採用されており、画素電極５３及び対向電極５４間に電圧を印加しないときに液晶分子が素子基板４１及び対向基板４２に対して垂直に配向している。このように、垂直配向型の液晶モードを採用することで、偏光板４４、４５による遮光性を高めることが可能となる。

偏光板４４、４５は、その透過軸が互いに直交するクロスニコル配置となっている。したがって、液晶素子１３は、画素電極５３及び対向電極５４への電圧非印加時において透過率が最小となるノーマリブラックモードの液晶素子となっている。
また、液晶素子１３の外面（有機ＥＬ素子１２から離間する側の面）には、有機ＥＬ素子１２を構成する陽極層３１と同様の開口形状を有する遮光マスク５５が設けられている。

ＬＥＤ素子１４は、基板本体２１の側面に沿って複数配列されており、その発光スペクトルのピーク波長が有機ＥＬ素子１２を構成する発光層３６の蛍光スペクトルのピーク波長と同等となっている。そして、ＬＥＤ素子１４は、基板本体２１の側面に向けて光を出射し、基板本体２１内に出射光を導光させる。
また、ＬＥＤ素子１４は、駆動制御回路（図示略）に接続されており、複数の有機ＥＬ素子１２の駆動時に連動して駆動する構成となっている。すなわち、ＬＥＤ素子１４は、有機ＥＬ素子１２の駆動時にのみ光を照射し、非駆動時に光の照射を行わないように制御されている。
そして、ＬＥＤ素子１４と基板本体２１との間には、ＬＥＤ素子１４からの出射光を拡散させる拡散板（図示略）が設けられている。これにより、基板本体２１内にＬＥＤ素子１４からの出射光を均一に導光させることが可能となる。

光学部材４は、図２に示すように、ラインヘッド１と後述する感光ドラム６２との間に配置されており、ラインヘッド１を構成する有機ＥＬ素子１２と対応して設けられた複数のレンズ５９を備えている。このレンズ５９は、有機ＥＬ素子１２及びＬＥＤ素子１４からの出射光を感光ドラム６２の表面に集光する構成となっている。

〔光プリンタ〕
このようにして製造された露光ヘッド２は、図５に示すような光プリンタ（画像形成装置）６０に設けられる。ここで、図５は、光プリンタ６０の概略構成図である。
この光プリンタ６０は、フルカラー表示が可能なタンデム方式の光プリンタであって、光書き込みヘッド及び発光部ユニットとしてのブラック用露光ヘッド２Ａと、シアン用露光ヘッド２Ｂと、マゼンタ用露光ヘッド２Ｃと、イエロー用露光ヘッド２Ｄとを備えている
また、光プリンタ６０は、各露光ヘッド２Ａ〜２Ｄの下方に設けられたブラック用感光ドラム６２Ａ、シアン用感光ドラム６２Ｂ、マゼンタ用感光ドラム６２Ｃ及びイエロー用感光ドラム６２Ｄを備えている。

そして、光プリンタ６０は、駆動ローラ６３と、従動ローラ６４と、テンションローラ６５と、テンションローラ６５によってテンションが加えられて張架されながら図５に示す反時計方向へ循環駆動される中間転写ベルト６６とを備えている。そして、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄは、中間転写ベルト６６に対して所定間隔に配置されている。
各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄは、中間転写ベルト６６の駆動と同期して図５に示す時計回り方向へ回転駆動されるように構成されている。そして、各露光ヘッド２Ａ〜２Ｄは、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの外周面を各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの回転に同期して順次ライン走査することで、描画データに応じた静電潜像を対応する各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄ上に形成する。
また、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの周囲には、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの外周面を一様に帯電させるコロナ帯電器６７Ａ〜６７Ｄが設けられている。

また、光プリンタ６０は、ブラック用感光ドラム６２Ａの周囲に設けられたブラック用現像装置６８Ａ、シアン用感光ドラム６２Ｂの周囲に設けられたシアン用現像装置６８Ｂ、マゼンタ用感光ドラム６２Ｃの周囲に設けられたマゼンタ用現像装置６８Ｃ及びイエロー用感光ドラム６２Ｄの周囲に設けられたイエロー用現像装置６８Ｄを備えている。各現像装置６８Ａ〜６８Ｄは、対応する各露光ヘッド２Ａ〜２Ｄによって各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄ上に形成された静電潜像に対応する色の現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）を形成する構成となっている。例えば、ブラック用現像装置６８Ａは、ブラック用露光ヘッド２Ａによってブラック用感光ドラム６２Ａ上に形成された静電潜像に黒色のトナーを付与して可視像を形成する。
すなわち、各現像装置６８Ａ〜６８Ｄは、例えばトナー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、この現像ローラ表面に付着したトナーの膜厚を規制ブレードで規制する。この規制により、現像ローラを各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄに接触あるいは押圧させることにより、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄ上に形成された静電潜像の電位レベルに応じて現像剤を付着させて可視像として現像する。

さらに、光プリンタ６０は、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの周囲に設けられた、各現像装置６８Ａ〜６８Ｄで現像された可視像を一次転写対象である中間転写ベルト６６に順次転写する一次転写ローラ６９Ａ〜６９Ｄを備えている。
また、光プリンタ６０は、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの周囲に設けられたクリーニング装置７１Ａ〜７１Ｄを備えている。このクリーニング装置７１Ａ〜７１Ｄは、一次転写の後に、各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄの表面に残留しているトナーを除去する構成となっている。
さらに、光プリンタ６０は、中間転写ベルト６６上の可視像を二次転写対象である用紙などの用紙７２に転写する二次転写ローラ７３と、二次転写された可視像を用紙７２に定着させる一対の定着ローラ７４とを備えている。

このような各感光ドラム６２Ａ〜６２Ｄ上に形成されたブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各可視像は、一次転写ローラ６９Ａ〜６９Ｄによって中間転写ベルト６６上に順次一次転写される。この一次転写により中間転写ベルト６６上で順次重ね合わされてフルカラーとなった可視像は、二次転写ローラ７３によって用紙などの用紙７２上に二次転写され、一対の定着ローラ７４を通ることで用紙７２に定着される。そして、可視像が定着された用紙７２は、排紙ローラ７５によって案内されて光プリンタ６０の上部に形成された排紙トレイ７６上へ排出される。

また、光プリンタ６０は、多数枚の用紙７２を保持する給紙カセット７７と、この給紙カセット７７から用紙７２を一枚ずつ給送するピックアップローラ７８とを備えている。そして、光プリンタ６０は、二次転写ローラ７３の二次転写部への用紙７２の給紙タイミングを規定するゲートローラ７９と、二次転写後に中間転写ベルト６６の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード８０とを備えている。

ここで各露光ヘッド２Ａ〜２Ｄでは、光プリンタ６０の駆動時において、ＬＥＤ素子１４が基板本体２１に向けて光を出射する。基板本体２１に入射したＬＥＤ素子１４からの光は、基板本体２１内を導光し、基板本体２１から液晶素子１３に向けて出射する。また、有機ＥＬ素子１２を構成する陽極層３１及び陰極層３３の間に電圧を印加して発光機能層３２で発光を行う。そして、基板本体２１から液晶素子１３に向けて発光した光を出射する。その後、液晶素子１３に入射した光は、偏光板４４によってその透過軸に沿う偏光方向を有する直線偏光に変換された後、液晶層４３に入射する。

液晶素子１３において画素電極５３及び対向電極５４の間における電圧非印加時では、偏光板４４を透過して液晶層４３に入射した直線偏光の偏光方向が、液晶層４３によって変化しない。そして、液晶層４３から出射した直線偏光は、偏光板４５の透過軸と直交であるため、偏光板４５によって遮光される。
一方、画素電極５３及び対向電極５４の間における電圧印加時では、偏光板４４を透過して液晶層４３に入射した直線偏光の偏光方向が、液晶層４３によって９０°回転する。そして、液晶層４３から出射した直線偏光は、偏光板４５の透過軸と平行であるため、偏光板４５を透過する。

このとき、ＬＥＤ素子１４による照射光の光量は、画素電極５３と対向電極５４との間に電圧を印加して液晶素子１３から光を透過させたときにおいて、感光ドラム６２が露光される光量の閾値未満であってこの閾値近傍の値となっている。これにより、感光ドラム６２のうち駆動した有機ＥＬ素子１２に対応する領域のみが露光するための閾値を超える光量となることで露光される。以上より、感光ドラム６２を露光させるために必要な有機ＥＬ素子１２による照射光の光量は、ＬＥＤ素子１４を用いずに露光させる場合と比較して小さくなる。
また、有機ＥＬ素子１２による照射光とＬＥＤ素子１４による照射光とのピーク波長が互いに同等であるため、感光ドラム６２に照射される光のスペクトルが急峻になる。そのため、少ない光量で感光ドラム６２を露光できるので、照射光のスポット形状を小さくすることが可能となる。これにより、有機ＥＬ素子１２にかかる電気的な負担が低減される。
なお、ＬＥＤ素子１４は、有機ＥＬ素子１２が駆動しているときにのみ光を照射する。これにより、有機ＥＬ素子１２の非駆動時において感光ドラム６２がＬＥＤ素子１４からの照射光によって露光されることが確実に防止される。

ここで、例えば、印刷品質を向上させる場合には、ＬＥＤ素子１４からの光の照射を停止すると共に、画素電極５３と対向電極５４との間に電圧を印加しないことで液晶素子１３の透過率を最大とする。そして、有機ＥＬ素子１２からの光の照射のみで感光ドラム６２の露光を行う。このとき、ラインヘッド１による照射光の光量の調節は、有機ＥＬ素子１２の陽極層３１及び陰極層３３間に印加する電圧を調節することによって行われる。このように、有機ＥＬ素子１２による照射光のみで露光を行ってラインヘッド１による照射光の光量を小さくすることで、印刷品質が向上する。
また、印刷速度を向上させる場合には、ＬＥＤ素子１４から光を照射すると共に、有機ＥＬ素子１２からも光の照射を行う。そして、画素電極５３と対向電極５４との間に電圧を印加して液晶素子１３の透過率の調節を行いながら感光ドラム６２の露光を行う。このように、有機ＥＬ素子１２による照射光及びＬＥＤ素子１４による照射光を併用してラインヘッド１による照射光の光量を大きくすることで、感光ドラム６２の露光時間を短縮して印刷速度が向上する。

以上のように、本実施形態におけるラインヘッド１及びこれを備える光プリンタ６０によれば、ＬＥＤ素子１４が感光ドラム６２に光の照射を行うことで、有機ＥＬ素子１２による照射光の光量を小さくすることができる。これにより、有機ＥＬ素子１２の電気的な負担を低減して長寿命化が図れる。ここで、ＬＥＤ素子１４による感光ドラム６２への照射光の光量を露光するための閾値未満であってその近傍とすることで、ＬＥＤ素子１４のみによって感光ドラム６２が露光されることを防止すると共に、有機ＥＬ素子１２による照射光の光量をより確実に小さくでき、さらなる長寿命化が図れる。

また、有機ＥＬ素子１２とＬＥＤ素子１４とで発光波長を同等とすることで、感光ドラム６２へのスポット形状を小さくでき、印刷品質を向上することが可能となる。
そして、液晶素子１３によって感光ドラム６２への照射光量を調節するので、ＬＥＤ素子１４のみによって感光ドラム６２が露光されることを確実に防止すると共に、感光ドラム６２への照射光の階調をより精密に制御できる。
さらに、ＬＥＤ素子１４が有機ＥＬ素子１２の駆動と連動して有機ＥＬ素子１２の駆動時にのみ光の照射を行うので、有機ＥＬ素子１２の非駆動時において感光ドラム６２がＬＥＤ素子１４からの照射光によって露光されることを確実に防止できると共に、省電力化が図れる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、印刷品質を向上させる場合において、画素電極及び対向電極間に印加する電圧を変更して液晶素子の透過率を調節しながら有機ＥＬ素子からの照射光による感光ドラムの露光を行ってもよい。
また、印刷品質を向上させるためにＬＥＤ素子からの光の照射を停止して有機ＥＬ素子からの照射光のみによって感光ドラムの露光を行っているが、有機ＥＬ素子による光の照射を行わずにＬＥＤ素子からの照射光のみによって感光ドラムの露光を行ってもよい。このとき、画素電極と対向電極との間に電圧を印加して液晶素子の透過率を適宜調節する。このようにしても、ラインヘッドによる照射光の光量を小さくして印刷品質を向上させることができる。そして、印刷速度を向上させる場合には、上述と同様に、有機ＥＬ素子からの照射光とＬＥＤ素子による照射光とを併用することでラインヘッドによる照射光の光量を大きくする。

また、導光基板の一面にボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子を設けて導光基板の他面から有機ＥＬ素子からの照射光及びＬＥＤ素子からの照射光を出射しているが、トップエミッション構造の有機ＥＬ素子を用いてもよい。この場合、導光基板とは異なる基板上にトップエミッション構造の有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子上に導光基板を一面が有機ＥＬ素子と接触するように積層し、導光基板の他面に液晶素子を積層した構成などを採用することができる。
さらに、導光基板の出射面に有機ＥＬ素子を設け、有機ＥＬ素子上に液晶素子を積層した構成としてもよい。この場合、有機ＥＬ素子を構成する陽極層及び陰極層を発光機能層で発光した光及びＬＥＤ素子からの照射光を透過可能な材料で形成し、導光基板の出射面と反対側の面に反射層を設ける構成などを採用することができる。

また、有機ＥＬ素子が二列に千鳥状となるように配置されているが、他の配置状態であってもよい。
そして、補助発光部材であるＬＥＤ素子から感光ドラムに照射される照射光の光量を感光ドラムが露光する光量よりも小さくしているが、液晶素子によって光量が調節されて感光ドラムが露光しない光量であればよい。
また、補助発光部材としてＬＥＤ素子を用いているが、例えば蛍光管や有機ＥＬ素子など、他の発光部材を用いてもよい。

また、液晶素子を構成する液晶層の液晶モードとしてＥＣＢモードを採用しているが、ＥＣＢモードに限らず、ＯＣＢ（Optical Compensated Bend）モードなど他の垂直配向型の液晶モードを採用してもよく、液晶素子による遮光性が十分に確保できれば、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モードなどの水平配向型の液晶モードを採用してもよい。
そして、液晶素子には、電圧非印加時において透過率が最小となるノーマリブラックモードを採用しているが、ノーマリホワイトモードを採用してもよい。
さらに、液晶素子によって有機ＥＬ素子及びＬＥＤ素子による感光ドラムへの照射光の光量を調節しているが、他のシャッタ部材を用いてもよい。
また、有機ＥＬ素子及びＬＥＤ素子による感光ドラムへの照射光の光量を調節するシャッタ部材を設けているが、シャッタ部材を設けない構成としてもよい。

また、発光機能層は、正孔注入層及び発光層を積層した構成となっているが、発光層のみで構成されてもよく、発光層と陰極層との間に電子注入層や電子輸送層、正孔阻止層を積層した構成としてもよい。ここで、この電子注入層や電子輸送層は、陰極層から電子を陽極層の方向へ進めて電子を通す機能を有している。また、正孔阻止層は、正孔が陰極層の方向へ進行することを防止する機能を有している。同様に、発光層と陽極層との間に電子阻止層を積層した構成としてもよい。ここで、この電子阻止層は、電子が陽極層の方向へ進行することを防止する機能を有している。
さらに、発光機能層が正孔注入層を有しているが、正孔注入層に代えて正孔注入輸送層または正孔輸送層が設けられた構成としてもよい。

また、画像形成装置は、フルカラー表示が可能なタンデム方式の光プリンタに限らず、単色の光プリンタなど本発明におけるラインヘッドを有するものであればよい。

本発明のラインヘッドを備える露光ヘッドを示す概略斜視図である。 図１の概略断面図である。 図１のラインヘッドを示す概略平面図である。 図３の概略断面図である。 本発明の光プリンタを示す概略構成図である。

符号の説明

１ ラインヘッド、１１ 導光基板、１２ 有機ＥＬ素子（発光素子）、１３ 液晶素子（シャッタ部材）、１４ ＬＥＤ素子（補助発光部材）、６０ 光プリンタ（画像形成装置）、６２，６２Ａ〜６２Ｄ 感光ドラム（感光体）

Claims (9)

1. 感光体に光を照射して露光するラインヘッドであって、
   複数の発光素子と、
   該複数の発光素子が積層された導光基板と、
   該導光基板の側面から光を照射して該基板のうち前記感光体と近接する出射面から出射させる補助発光部材とを特徴とするラインヘッド。
2. 前記複数の発光素子が、前記導光基板の一面に設けられ、光を該導光基板の出射面から出射させることを特徴とする請求項１に記載のラインヘッド。
3. 前記補助発光部材による前記感光体への照射光の光量が、該感光体が露光される光量未満であってその近傍であることを特徴とする請求項１または２に記載のラインヘッド。
4. 前記発光素子の発光波長と前記補助発光部材の発光波長とが、同等であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のラインヘッド。
5. 前記補助発光部材が、前記発光素子の駆動と連動して光を照射することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のラインヘッド。
6. 前記導光基板よりも前記感光体に近接して設けられ、該感光体への照射光の光量を調節するシャッタ部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のラインヘッド。
7. 前記シャッタ部材が、液晶素子であることを特徴とする請求項６に記載のラインヘッド。
8. 前記補助発光部材が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のラインヘッド。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のラインヘッドを備えることを特徴とする画像形成装置。

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