JP2008177109A - 発光装置、画像印刷装置、および封止体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズアレイと発光素子との間隔を十分に狭くすること、および信頼性を十分に高くすることを共に達成することができる発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、複数の発光素子１４が配列された素子基板２０と、板状の封止体３０を備える。封止体３０は、複数のレンズ３２が配列されたレンズアレイを有するとともに、素子基板２０と協働して複数の発光素子１４を封止する。素子基板１４と封止体３０は、内部に発光素子１４が配置された封止空洞２８を画定する。封止体３０には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤３９を配置するための凹部３５が形成されており、凹部３５は封止空洞２８に通じている。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置、画像印刷装置、および封止体の製造方法に関する。

電子写真方式の画像印刷装置にライン型の光ヘッドとして用いられ、像担持体（例えば感光体ドラム）に静電潜像を書き込む露光装置が存在する。この露光装置の一種に、多数の有機ＥＬ（Electro Luminescent）素子（ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）素子）が配列された発光板と、多数のレンズが配列されたレンズアレイとを組み合わせた構成のものがある（特許文献１および特許文献２参照）。この構成の露光装置では、多数の有機ＥＬ素子に多数の真球状のボールレンズがそれぞれ重ねられており、対応する有機ＥＬ素子からの光束を各ボールレンズが集束させる。集束した光は像担持体に到達して、静電潜像をここに形成する。

特許文献３の図５には、他のタイプのレンズアレイが開示されている。このレンズアレイでは、透明な板材の両面に平凸レンズが形成されており、表面の平凸レンズと裏面の平凸レンズが両凸レンズを構成する。多数の両凸レンズは多数の有機ＥＬ素子にそれぞれ重ねられており、対応する有機ＥＬ素子からの光束を集束させる。集束した光は像担持体に到達して、静電潜像をここに形成する。
特開２００４−１９５６７６号公報 特開２００４−１９５６７７号公報 特開２０００−１５８７０５号公報

上記の発光装置とレンズアレイとを備える露光装置の結像性能を十分に高くするには、有機ＥＬ素子からの光の多くを当該有機ＥＬ素子と重なっているレンズに入射させ、光の利用効率を十分に高くするべきである。よって、有機ＥＬ素子とレンズアレイとの間隔を十分に狭くすべきである。

電子写真方式の画像印刷装置の露光装置として使用される発光装置は、光源からの光を素子基板側から出射するボトムエミッションタイプではなく、その反対側から出射するトップエミッションタイプが多い。トップエミッションタイプの発光装置では、有機ＥＬ素子からの光が、有機ＥＬ素子を覆って外気から保護する封止層側から出射する。封止層の厚さは、露光装置の信頼性向上（例えば有機ＥＬ素子の長寿命化）の観点に基づくと、厚い方がよい。しかし、封止層を十分に厚くすると、封止層の外側に配置されるレンズアレイと有機ＥＬ素子との間隔が広くなってしまう。つまり、従来の技術では、上記の間隔の短縮と信頼性の向上とが二律背反の関係になっている。

そこで、本発明は、レンズアレイを備えながらも、レンズアレイと発光素子との間隔を十分に狭くすること、および信頼性を十分に高くすることを共に達成することができる発光装置、およびこの発光装置を備えた画像印刷装置、ならびにこの発光装置の封止体の製造方法を提供する。

本発明に係る発光装置は、複数の発光素子と、前記複数の発光素子が配列された素子基板と、複数のレンズが配列されたレンズアレイを有するとともに、前記素子基板と協働して前記複数の発光素子を封止する板状の封止体とを備え、前記封止体と前記素子基板は、内部に前記発光素子が配置された封止空洞を画定し、前記封止体には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤を配置するための凹部が形成されており、前記凹部は前記封止空洞に通じているものである。
本明細書において、「発光素子」は、例えば、電気エネルギに応じて発光特性が変化する素子、つまり有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子を含み、この他には、ＬＥＤ素子も含む。また、発光素子に関して「封止」とは、当該素子を封止体等の部材で囲んで外気から保護することをいう。
上記の発光装置によれば、封止体自身がレンズアレイを有するから、レンズと発光素子の間隔を狭くしつつ封止体を厚くして信頼性を高くすることができる。また、封止体とレンズアレイを別個に設ける必要がないので部品点数が削減され、封止体とレンズアレイを別個に素子基板に固定する必要もないので製造工程が削減される。
また、封止体には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤を配置するための凹部が形成されており、前記凹部は前記封止空洞に通じている。吸着剤により、発光素子の劣化を低減させることが可能である。凹部を設けることにより吸着剤の配置が容易になる。例えば、凹部は吸着剤を配置する目印となる。また、ゲル状（半流動体状）の吸着剤を使用する場合には、凹部を設けることにより吸着剤を必要な面積に均平することが容易である上、ゲル状の吸着剤が流れてレンズ部分に付着するおそれを低減することができる。
封止空洞内に例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの不活性気体を充填してもよい。不活性気体により、発光素子の劣化を低減させることが可能である。

本発明に係る画像印刷装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電器と、前記像担持体の帯電された面に複数の前記発光素子により光を照射して潜像を形成する前記の発光装置と、前記潜像にトナーを付着させることにより前記像担持体に顕像を形成する現像器と、前記像担持体から前記顕像を他の物体に転写する転写機とを備える。

前記の封止体を製造する方法は、前記レンズを形成するためのレンズ型穴と、前記凹部を画定する突起を形成するための溝を有する型の、前記レンズ型穴および前記溝に、樹脂を充填する工程と、透明な板材の少なくとも一面に前記樹脂が接触するように、前記型と前記板材を密着させる工程と、前記密着させる工程の後に前記樹脂を硬化させる工程と、前記樹脂の硬化後に、前記型と前記板材を離間させる工程とを備えるとよい。これによれば、板材つまり封止体の一面に、レンズおよび凹部を画定する突起が同時に形成される。

以下、添付の図面を参照し、本発明に係る様々な実施の形態を説明する。ただし、図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異なる。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図であり、図２は、図１の平面図である。この発光装置は、電子写真方式を利用した画像印刷装置における像担持体（例えば感光体ドラム）の表面に光を照射して潜像を書き込むライン型の光ヘッド、すなわち露光装置として用いられる。

この発光装置は、ガラス、樹脂、セラミックまたは金属などの適切な材料により形成された平板状の素子基板２０を備える。素子基板２０上には、光源となる複数の発光素子１４が配列されている。この実施の形態では、発光素子１４として面発光する有機ＥＬ素子を用いている。従って、発光素子１４は、有機材料から形成されて電流に応じて発光する発光層と、この発光層を挟んで当該発光層に電流を流すための陽極および陰極を有する。陽極と陰極の間には、発光層のほかに、正孔や電子を発光層に向けて輸送したり注入したりする各種の層を含んでいてもよい。但し、発光素子１４の詳細な図示は省略する。

素子基板２０と発光素子１４を有するこの発光パネルは、トップエミッション型であり、発光素子１４から発した光が素子基板２０とは反対側つまり図１の上方に向けて放出される。発光素子１４の周囲には、透明な絶縁体、例えば二酸化珪素または酸窒化珪素から形成されたパッシベーション層つまり保護膜１６が配置されている。保護膜１６は、発光素子１４の有機材料が酸素または水分によって劣化することを抑制する目的で配置されている。

素子基板２０には、板状の封止体３０が重ねられている。封止体３０は、素子基板２０と協働して複数の発光素子１４を封止する。また、封止体３０は、複数のレンズ３２が配列されたレンズアレイを有する。別な見方からいえば、封止体３０自体がレンズアレイである。レンズ３２は、発光素子１４から発した光を屈折させて透過させる。

図のように、封止体３０には、両凸レンズが形成されているが、平凸レンズまたはその他の適切なレンズが形成されていてもよい。封止体３０は、光透過性が高くガスバリア性に優れた材料から形成されている。このような材料としては、例えばガラスが挙げられる。平板状のガラス製の封止体の両面または片面に透明樹脂でレンズを形成してもよい。

封止体３０に反射防止処理を施してもよい。反射防止処理は、例えば、図１の下側のレンズの外面に施してもよいし、図１の上側のレンズの外面に施してもよい。反射防止処理により、図１の下側に光が反射し、さらに素子基板２０で反射した光がレンズに入射して像を乱すおそれを低減することができる。

素子基板２０と封止体３０との間には、発光素子１４とレンズ３２の距離を維持するスペーサ２４が配置されている。この実施の形態では、スペーサ２４は封止体３０とは別の部材であり、接着剤４０によって、素子基板２０および封止体３０に接合されている。接着剤４０としては、ガスバリア性に優れたもの（例えば、エポキシ系の接着剤）が用いられている。

スペーサ２４は、中央に貫通孔２６が形成された平板つまり枠体である。素子基板２０、封止体３０およびスペーサ２４から発光装置を組み立てた状態では、この貫通孔２６は、素子基板２０、封止体３０およびスペーサ２４によって密閉された封止空洞２８として機能する。つまり、素子基板２０、封止体３０およびスペーサ２４によって、封止空洞２８が画定されている。

スペーサ２４のうち少なくとも貫通孔２６の内周面には、光吸収処理が施されていると好ましい。例えば、チタンや、チタン合金、チタンやチタン合金を含む黒色樹脂のような黒色の材料をコートするとよい。あるいはスペーサ２４全体を黒色の樹脂で形成してもよい。

封止空洞２８には多数のレンズ３２が重なっているとともに、封止空洞２８内には発光素子１４が配置されている。後述するように、封止空洞２８には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤３９が配置されている。吸着剤３９により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。また、封止空洞２８内に例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの不活性気体を充填してもよい。不活性気体により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。

封止体３０のレンズ３２の各々は、そのレンズ３２に重なった複数の発光素子１４からの光を透過させる。レンズ３２から出射した光の像は、レンズ３２に入射する光の像の倒立像（点対称な像）である。従って、この実施の形態では、レンズ３２の各々に対応する複数の発光素子１４には、倒立像の信号を配分し、そのレンズ３２から出射した光の像が結果的に正立像となるようにしている。これによりすべてのレンズ３２から出射した光は、全体として正立像になる。

この実施の形態に係る発光装置によれば、封止体３０自身がレンズアレイを有するから、レンズ３２と発光素子１４の間隔を狭くしつつ封止体３０を厚くして信頼性を高くすることができる。また、封止体３０とレンズアレイを別個に設ける必要がないので部品点数が削減され、封止体３０とレンズアレイを別個に素子基板２０に固定する必要もないので製造工程が削減される。

また、封止空洞２８に接している封止体３０の下面には、吸着剤３９を配置するための溝すなわち凹部３５が形成されている。封止体３０の下面は封止空洞２８に接しているので、凹部３５は封止空洞２８に通じている。凹部３５は、封止体３０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。凹部３５を設けることにより吸着剤３９の配置が容易になる。例えば、凹部３５は吸着剤３９を配置する目印となる。また、ゲル状（半流動体状）の吸着剤３９を使用する場合には、凹部３５を設けることにより吸着剤を必要な面積に均平することが容易である上、ゲル状の吸着剤３９が流れてレンズ３２部分に付着するおそれを低減することができる。

図３は、第１の実施の形態の変形例を示す。図３において第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この変形例の発光装置では、封止空洞２８に接している封止体３０の下面に、二つの溝すなわち凹部３５が形成されており、凹部３５の各々に吸着剤３９が配置されている。封止体３０の下面は封止空洞２８に接しているので、凹部３５は封止空洞２８に通じている。図２と同様に、凹部３５は、封止体３０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。

図４および図５は、それぞれ第１の実施の形態の他の変形例を示す。図４および図図５において第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この変形例の発光装置では、レンズ３２の代わりに封止体３０にレンズ５２が使用されている。レンズ５２はレンズ３２と同じ曲率を有するが、レンズ３２がその光軸に沿って見て（図２の紙面垂直方向に沿って見て）円形であるのに対して、レンズ５２はその光軸に沿って見て（図４および図５の紙面垂直方向に沿って見て）長円形である。より具体的には、円の上下端をそれぞれ直線で切断した残りの形状である。このようなレンズ５２を使用して、そのレンズ５２の長手方向を発光装置の長手方向にほぼ平行に配置すれば、発光装置の幅Ｗが小さくて済む。

＜第１の実施の形態の封止体の製造方法＞
図６は、第１の実施の形態で使用される封止体３０を製造する方法を示す。この製造方法では、封止体３０の母材である透明な平板材３０Ａ、第１の型６０および第２の型６２を使用する。平板材３０Ａは、好ましくはガラスで形成されている。平板材３０Ａには凹部３５があらかじめ形成されている。型６０，６２には、レンズ３２を形成するためのレンズ型穴６５が形成されている。

型６０，６２のレンズ型穴６５には透明樹脂を充填する。透明樹脂としては硬化後の屈折率が平板材３０Ａの材料と近似するものが好ましい。次に、平板材３０Ａの両面に透明樹脂が接触するように、型６０，６２を平板材３０Ａに密着させる。さらに、透明樹脂を硬化させ、透明樹脂の硬化後に、型６０，６２を板材３０Ａから離間させる。これにより凹部３５とレンズ３２を有する封止体３０が簡単に製造できる。なお、レンズ３２が平凸レンズであれば、型６０，６２のいずれか一方だけ使用すればよい。

図７は、図６の製造方法の変形例を示す。この製造方法では、図８に示すような封止体３０が形成される。図８に示すように、この封止体３０では、母材３０Ａの一面に二つの突起６６が形成されている。突起６６には、吸着剤３９を配置するための溝すなわち凹部３５が形成されている。

この製造方法でも、封止体３０の母材である透明な平板材３０Ａ、第１の型６０および第２の型６２を使用する。平板材３０Ａは、好ましくはガラスで形成されている。型６０，６２には、レンズ３２を形成するためのレンズ型穴６５が形成されている。また、第１の型６０には、凹部３５を画定する突起６６を形成するための溝６８が形成されている。

型６０，６２のレンズ型穴６５および溝６８には樹脂を充填する。少なくともレンズ型穴６５に充填される樹脂としては硬化後の屈折率が平板材３０Ａの材料と近似する透明樹脂が好ましい。溝６８に充填される樹脂は、レンズ型穴６５に充填される透明樹脂であってもよいし、別な樹脂、例えば黒色の樹脂でもよい。

次に、平板材３０Ａの両面に樹脂が接触するように、型６０，６２を平板材３０Ａに密着させる。さらに、樹脂を硬化させ、樹脂の硬化後に、型６０，６２を板材３０Ａから離間させる。なお、レンズ３２が平凸レンズであれば、第１の型６０だけ使用すればよい。この製造方法によれば、平板材３０Ａひいては封止体３０の一面に、レンズ３２および二つの凹部３５を画定する突起６６が同時に形成される。

＜第２の実施の形態＞
図９は本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図であり、図１０は、図９の平面図であり、図１１は図９の発光装置の封止体７０の横断面図である。図９ないし図１１において第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この実施の形態では、第１の実施の形態と同じ素子基板２０が使用されている。

素子基板２０には、板状の封止体７０が重ねられている。封止体７０は、素子基板２０と協働して複数の発光素子１４を封止する。また、封止体７０は、複数のレンズ７２が配列されたレンズアレイを有する。別な見方からいえば、封止体７０自体がレンズアレイである。

図のように、封止体７０には、両凸レンズが形成されているが、平凸レンズまたはその他の適切なレンズが形成されていてもよい。封止体７０は、光透過性が高くガスバリア性に優れた材料から形成されている。このような材料としては、例えばガラスが挙げられる。ガラス製の封止体の母材である透明な平板材７０Ａの両面または片面に透明樹脂でレンズを形成してもよい。第１の実施の形態と同様に、封止体７０に反射防止処理を施してもよい。

素子基板２０と封止体７０との間には、発光素子１４とレンズ７２の距離を維持するスペーサ７４が配置されている。この実施の形態では、スペーサ７４は、封止体７０の母材である透明な平板材７０Ａに一体に形成された凸壁である。ここでいう「一体」とは同じ材料から形成することであってもよいし、スペーサ７４と平板材７０Ａが違う材料から形成されていても破壊しない限り両者が分離できないように固定されていることであってもよい。スペーサ７４が封止体７０に一体に形成されていることによって、素子基板２０へのこれらの取り付けが容易である。

スペーサ７４は、接着剤４０によって、素子基板２０に接合されている。接着剤４０としては、ガスバリア性に優れたもの（例えば、エポキシ系の接着剤）が用いられている。

封止体７０の凸壁であるスペーサ７４には、封止空洞７７が形成されている。素子基板２０および封止体７０から発光装置を組み立てた状態では、これらの封止空洞７７は、素子基板２０および封止体７０によって密閉される。つまり、素子基板２０および封止体７０によって、封止空洞７７が画定されている。

スペーサ７４のうち少なくとも封止空洞７７の内周面には、光吸収処理が施されていると好ましい。例えば、チタンや、チタン合金、チタンやチタン合金を含む黒色樹脂のような黒色の材料をコートするとよい。あるいは、スペーサ７４と平板材７０Ａが違う材料から形成されている場合には、スペーサ７４全体を黒色の樹脂で形成してもよい。

封止空洞７７には多数のレンズ７２が重なっているとともに、封止空洞７７内には発光素子１４が配置されている。封止空洞７７には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤３９が配置されている。吸着剤３９により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。この封止体７０では、封止空洞７７に接している母材７０Ａの下面に二つの突起６６が形成されている。突起６６には、吸着剤３９を配置するための溝すなわち凹部３５が形成されている。封止体７０の下面は封止空洞７７に接しているので、凹部３５は封止空洞７７に通じている。凹部３５は、封止体７０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。第１の実施の形態に関連して上述した通り、凹部３５を設けることにより吸着剤３９の配置が容易になる。また、封止空洞７７内に例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの不活性気体を充填してもよい。不活性気体により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。

封止体７０のレンズ７２の各々は、そのレンズ７２に重なった複数の発光素子１４からの光を透過させる。第１の実施の形態に関連して上述した通り、この実施の形態でも、レンズ７２の各々に対応する複数の発光素子１４には、倒立像の信号を配分し、そのレンズ７２から出射した光の像が結果的に正立像となるようにしている。これによりすべてのレンズ７２から出射した光は、全体として正立像になる。

図９および図１１に示すように、スペーサ７４つまり封止体７０の凸壁は、平板材７０Ａから離れるほど狭くなるように先細に形成されている。発光素子１４で発した光の大部分は、スペーサ７４つまり凸壁で包囲された封止空洞７７を通ってレンズ７２に入射するが、光の中には凸壁に進行するものもある。凸壁で反射した光がレンズ７２に入射すると、レンズ７２から出射する光の像が乱れてしまう。凸壁が先細に形成されていることにより、凸壁で反射した光がレンズ７２に入射するおそれを低減することができる。

このような先細の凸壁は、スペーサ７４を含む封止体７０全体またはスペーサ７４を型を用いたモールディングによって形成することで容易に形成される。モールディングでは、型抜きのための傾斜面が型に形成されるので、凸壁はその傾斜面に対応して先細に仕上がる。スペーサ７４を型を用いたモールディングによって形成する方法を後述する。

図１２は、第２の実施の形態の変形例を示す。図１２において第２の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この変形例の発光装置では、封止空洞７７に接している封止体７０の下面に、一つの突起６６が形成され、この突起６６に溝すなわち凹部３５が形成されており、凹部３５の各々に吸着剤３９が配置されている。封止体７０の下面は封止空洞７７に接しているので、凹部３５は封止空洞７７に通じている。図１０と同様に、凹部３５は、封止体７０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。図４および図５に示すような長円形のレンズ５２を第２の実施の形態に応用してもよい。

＜第２の実施の形態の封止体の製造方法＞
図１３は、第２の実施の形態で使用される封止体７０を製造する方法を示す。この製造方法では、封止体７０の母材である透明な平板材７０Ａ、第１の型９０および第２の型９２を使用する。平板材７０Ａは、好ましくはガラスで形成されている。型９０，９２には、レンズ７２を形成するためのレンズ型穴９５が形成されている。また、第１の型９０には、吸着剤３９を収容する凹部３５を画定する突起６６を形成するための溝９８が形成されている。さらに、第１の型９０には、スペーサ７４つまり凸壁を形成するための凸壁型穴９９が形成されている。

型９０，９２のレンズ型穴９５、溝９８および凸壁型穴９９には樹脂を充填する。少なくともレンズ型穴９５に充填される透明樹脂としては硬化後の屈折率が平板材７０Ａの材料と近似する透明樹脂が好ましい。溝９８および凸壁型穴９９に充填される樹脂は、レンズ型穴９５に充填される透明樹脂であってもよいし、別な樹脂、例えば黒色の樹脂でもよい。凸壁型穴９９に黒色樹脂を充填すれば、スペーサ７４に後から黒色の材料をコートする必要がなくなる。

次に、平板材７０Ａの両面に樹脂が接触するように、型９０，９２を平板材７０Ａに密着させる。さらに、樹脂を硬化させ、樹脂の硬化後に、型９０，９２を板材７０Ａから離間させる。なお、レンズ７２が平凸レンズであれば、第１の型９０だけ使用すればよい。この製造方法によれば、平板材７０Ａひいては封止体７０の一面に、レンズ７２、スペーサ７４および凹部３５を画定する突起６６が同時に形成される。

＜第３の実施の形態＞
図１４は本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図であり、図１５は、図１４の平面図であり、図１６はこの実施の形態で使用されるスペーサ３４の平面図である。図１４ないし図１６において第１の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この実施の形態では、第１の実施の形態と本質的に同じ素子基板２０および封止体３０が使用されている。

素子基板２０と封止体３０との間には、発光素子１４とレンズ３２の距離を維持するスペーサ３４が配置されている。この実施の形態では、スペーサ３４は封止体３０とは別の部材であり、接着剤４０によって、素子基板２０および封止体３０に接合されている。接着剤４０としては、ガスバリア性に優れたもの（例えば、エポキシ系の接着剤）が用いられている。

図１６は、スペーサ３４の平面図である。スペーサ３４は、複数の貫通孔３６が形成された平板である。素子基板２０、封止体３０およびスペーサ３４から発光装置を組み立てた状態では、これらの貫通孔３６は、素子基板２０、封止体３０およびスペーサ３４によって密閉された封止空洞３８として機能する。つまり、素子基板２０、封止体３０およびスペーサ３４によって、複数の封止空洞３８が画定されている。スペーサ３４において、隣り合う貫通孔３６を区画する部分を隔壁４２として図に示す。

スペーサ３４のうち少なくとも貫通孔３６の内周面には、光吸収処理が施されていると好ましい。例えば、チタンや、チタン合金、チタンやチタン合金を含む黒色樹脂のような黒色の材料をコートするとよい。あるいはスペーサ３４全体を黒色の樹脂で形成してもよい。

各封止空洞３８には一つのレンズ３２が重なっているとともに、各封止空洞３８内にはこのレンズ３２に重なった発光素子１４が配置されている。従って、素子基板２０および封止体３０は、第１の実施の形態と本質的には同じであるが、この実施の形態では、レンズ３２のピッチが第１の実施の形態より大きく、発光素子１４は隔壁４２の部分には配置できない。各封止空洞３８には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤３９が配置されている。吸着剤３９により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。この封止体３０では、封止空洞３８に接している封止体３０の下面には、吸着剤３９を配置するための溝すなわち凹部５０が形成されている。封止体３０の下面は封止空洞３８に接しているので、凹部５０は封止空洞３８に通じている。凹部５０は、封止体３０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。第１の実施の形態の凹部３５に関連して上述した通り、凹部５０を設けることにより吸着剤３９の配置が容易になる。また、封止空洞３８内に例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの不活性気体を充填してもよい。不活性気体により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。

封止体３０のレンズ３２の各々は、そのレンズ３２に重なった複数の発光素子１４（つまりそのレンズ３２に重なった封止空洞３８内にある複数の発光素子１４）からの光を透過させる。レンズ３２から出射した光の像は、レンズ３２に入射する光の像の倒立像（点対称な像）である。従って、この実施の形態では、レンズ３２の各々に対応する複数の発光素子１４には、倒立像の信号を配分し、そのレンズ３２から出射した光の像が結果的に正立像となるようにしている。これによりすべてのレンズ３２から出射した光は、全体として正立像になる。

この実施の形態では、スペーサ３４に形成された複数の封止空洞３８の各々の内部に、一つのレンズ３２に重なった発光素子１４が配置される。すべての発光素子を共通の封止空洞に配置した場合には、その封止空洞の端にある発光素子が封止空洞の中央にある発光素子よりも早く劣化し、発光素子の寿命が不均一になるおそれがある。しかし、この実施の形態ではこのように少数の発光素子１４ごとに各封止空洞３８が設けられるので、発光素子１４の寿命がより均一化する。また、すべての発光素子を共通の封止空洞に配置した場合には、発光素子の光がこの発光素子に重なっていないレンズにまで入射するおそれがある。しかし、この実施の形態ではこのように少数の発光素子１４ごとに各封止空洞３８が設けられるので、このようなおそれを低減することができる。さらに、複数の封止空洞３８をスペーサ３４に設けることにより、スペーサ３４には隔壁４２が設けられる。従って、スペーサ３４ひいては発光装置が隔壁４２で補強されることになり、発光装置が長尺であったとしてもその撓みを低減することができる。

図１７は、第３の実施の形態の変形例を示す。図１７において第３の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この変形例の発光装置では、スペーサ３４に形成された複数の封止空洞３８の各々には二つのレンズ３２が重なっているとともに、各封止空洞３８内にはこれらの二つのレンズ３２に重なった発光素子１４が配置されている。このように二つ以上のレンズを封止空洞に重ねてもよい。この変形例でも、少数の発光素子１４ごとに各封止空洞３８が設けられるので、すべての発光素子を共通の封止空洞に配置する場合よりも、発光素子１４の寿命がより均一化する。また、このように少数の発光素子１４ごとに各封止空洞３８が設けられるので、発光素子の光がこの発光素子に重なっていないレンズにまで入射するおそれを低減することができる。さらに、スペーサ３４ひいては発光装置が隔壁４２で補強されることになり、発光装置が長尺であったとしてもその撓みを低減することができる。図４および図５に示すような長円形のレンズ５２を第３の実施の形態に応用してもよい。

＜第４の実施の形態＞
図１８は本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図であり、図１９は、図１８の平面図であり、図２０はこの実施の形態で使用される封止体７０の横断面図である。図１８ないし図２０において第２の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この実施の形態では、第２の実施の形態と本質的に同じ素子基板２０が使用されている。

また、第２の実施の形態と同様に、複数のレンズ７２がレンズアレイとして配列され凸壁として一体に形成されたスペーサ７４を有する封止体７０が、素子基板２０に重ねられており、素子基板２０と協働して複数の発光素子１４を封止する。但し、第２の実施の形態と異なり、封止体７０の凸壁であるスペーサ７４には、複数の封止空洞７８が形成されている。素子基板２０および封止体７０から発光装置を組み立てた状態では、これらの封止空洞７８は、素子基板２０および封止体７０によって密閉される。つまり、素子基板２０および封止体７０によって、複数の封止空洞７８が画定されている。スペーサ７４において、隣り合う封止空洞７８を区画する部分を隔壁８２として図に示す。

スペーサ７４のうち少なくとも封止空洞７８の内周面には、光吸収処理が施されていると好ましい。例えば、チタンや、チタン合金、チタンやチタン合金を含む黒色樹脂のような黒色の材料をコートするとよい。あるいは、スペーサ７４と平板材７０Ａが違う材料から形成されている場合には、スペーサ７４全体を黒色の樹脂で形成してもよい。

各封止空洞７８には一つのレンズ７２が重なっているとともに、各封止空洞７８内にはこのレンズ７２に重なった発光素子１４が配置されている。従って、素子基板２０および封止体７０は、第２の実施の形態と本質的には同じであるが、この実施の形態では、レンズ７２のピッチが第２の実施の形態より大きく、発光素子１４は隔壁４２の部分には配置できない。各封止空洞７８には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤３９が配置されている。吸着剤３９により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。この封止体７０では、封止空洞７８に接している母材７０Ａの下面に二つの突起６６が形成されている。突起６６には、吸着剤３９を配置するための溝すなわち凹部５０が形成されている。封止体７０の下面は封止空洞７８に接しているので、凹部５０は封止空洞７８に通じている。凹部５０は、封止体３０の長手方向に沿って延びている長尺の溝である。上述した通り、凹部５０を設けることにより吸着剤３９の配置が容易になる。また、封止空洞３８内に例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンなどの不活性気体を充填してもよい。不活性気体により、発光素子１４の劣化を低減させることが可能である。

封止体７０のレンズ７２の各々は、そのレンズ７２に重なった複数の発光素子１４（つまりそのレンズ７２に重なった封止空洞７８内にある複数の発光素子１４）からの光を透過させる。この実施の形態でも、レンズ７２の各々に対応する複数の発光素子１４には、倒立像の信号を配分し、そのレンズ７２から出射した光の像が結果的に正立像となるようにしている。これによりすべてのレンズ７２から出射した光は、全体として正立像になる。

図１８および図２０に示すように、スペーサ７４つまり封止体７０の凸壁は、平板材７０Ａから離れるほど狭くなるように先細に形成されている。発光素子１４で発した光の大部分は、スペーサ７４つまり凸壁で包囲された封止空間７８を通ってレンズ７２に入射するが、光の中には凸壁に進行するものもある。凸壁で反射した光がレンズ７２に入射すると、レンズ７２から出射する光の像が乱れてしまう。凸壁が先細に形成されていることにより、凸壁で反射した光がレンズ７２に入射するおそれを低減することができる。

このような先細の凸壁は、スペーサ７４を含む封止体７０全体またはスペーサ７４を型を用いたモールディングによって形成することで容易に形成される。モールディングでは、型抜きのための傾斜面が型に形成されるので、凸壁はその傾斜面に対応して先細に仕上がる。スペーサ７４を型を用いたモールディングによって形成する方法は、図１３を参照して上述した方法と同じでよい。

図２１は、第４の実施の形態の変形例を示す。図２１において第４の実施の形態と共通する構成要素を示すために同一の符号が使用されている。この変形例の発光装置では、スペーサ７４に形成された複数の封止空洞７８の各々には二つのレンズ７２が重なっているとともに、各封止空洞７８内にはこれらの二つのレンズ７２に重なった発光素子１４が配置されている。このように二つ以上のレンズを封止空洞に重ねてもよい。図４および図５に示すような長円形のレンズ５２を第４の実施の形態に応用してもよい。

＜他の変形＞
上述の実施の形態では、発光素子１４は有機ＥＬ素子であるが、無機ＥＬ素子またはＬＥＤ素子であってもよい。

上述の実施の形態では、各レンズには複数の発光素子１４が重なっており、各レンズはそのレンズに重なった複数の発光素子１４からの光を透過させるようになっている。しかし、各レンズに一つだけ発光素子を重ね、各レンズがそのレンズに重なった一つの発光素子１４からの光を透過させるようにしてもよい。

＜画像印刷装置＞
図２２は、本発明の実施の形態に係る画像印刷装置の縦断面図である。この画像印刷装置は、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印刷装置である。

この画像印刷装置では、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが、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。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、上述したいずれかの発光装置である。

図２２に示すように、この画像印刷装置には、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、有機ＥＬアレイ露光ヘッド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。有機ＥＬアレイ露光ヘッド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。各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１０（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、複数の発光素子１４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、上記の複数の発光素子１４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２３は、本発明の実施の形態に係る他の画像印刷装置の縦断面図である。この画像印刷装置は、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印刷装置である。図２３に示す画像印刷装置において、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、有機ＥＬアレイ露光ヘッド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。有機ＥＬアレイ露光ヘッド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。有機ＥＬアレイ露光ヘッド１６７は、上述したいずれかの発光装置であり、複数の発光素子１４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１４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９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。

画像印刷装置には、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。

以上、上述したいずれかの発光装置を応用可能な画像印刷装置を例示したが、他の電子写真方式の画像印刷装置にも応用することが可能であり、そのような画像印刷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印刷装置や、モノクロの画像を形成する画像印刷装置にも応用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図である。 図１の平面図である。 第１の実施の形態の変形例を示す平面図である。 第１の実施の形態の他の変形例を示す平面図である。 第１の実施の形態の他の変形例を示す平面図である。 第１および第２の実施の形態で使用される封止体を製造する方法を示す斜視図である。 図６の製造方法の変形例を示す側面図である。 図６の方法で製造される封止体の側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図である。 図９の平面図である。 第２の実施の形態で使用される封止体の横断面図である。 第２の実施の形態の変形例を示す平面図である。 第２の実施の形態で使用される封止体を製造する方法を示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図である。 図１４の平面図である。 第３の実施の形態で使用されるスペーサの平面図である。 第３の実施の形態の変形例を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す正面断面図である。 図１８の平面図である。 第４の実施の形態で使用される封止体の横断面図である。 第４の実施の形態の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る画像印刷装置の縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る他の画像印刷装置の縦断面図である。

符号の説明

１４…発光素子、２０…素子基板、３０，７０…封止体、３２，５２，７２…レンズ、２４，３４，７４…スペーサ、２８，３８，７７，７８…封止空洞、３９…吸着剤、４２，８２…隔壁、３５，５０…凹部、６０，９０…第１の型、６２，９２…第２の型、６５，９５…レンズ型穴、６６…突起、６８，９８…溝、９９…凸壁型穴

Claims (3)

1. 複数の発光素子と、
   前記複数の発光素子が配列された素子基板と、
   複数のレンズが配列されたレンズアレイを有するとともに、前記素子基板と協働して前記複数の発光素子を封止する板状の封止体とを備え、
   前記封止体と前記素子基板は、内部に前記発光素子が配置された封止空洞を画定し、
   前記封止体には、水分と酸素の少なくとも一方を吸着する吸着剤を配置するための凹部が形成されており、前記凹部は前記封止空洞に通じていることを特徴とする発光装置。
2. 像担持体と、
   前記像担持体を帯電する帯電器と、
   前記像担持体の帯電された面に複数の前記発光素子により光を照射して潜像を形成する請求項１に記載の発光装置と、
   前記潜像にトナーを付着させることにより前記像担持体に顕像を形成する現像器と、
   前記像担持体から前記顕像を他の物体に転写する転写機と、
   を備えることを特徴とする画像印刷装置。
3. 請求項１に記載の発光装置の封止体を製造する方法であって、
   前記レンズを形成するためのレンズ型穴と、前記凹部を画定する突起を形成するための溝を有する型の、前記レンズ型穴および前記溝に、樹脂を充填する工程と、
   透明な板材の少なくとも一面に前記樹脂が接触するように、前記型と前記板材を密着させる工程と、
   前記密着させる工程の後に前記樹脂を硬化させる工程と、
   前記樹脂の硬化後に、前記型と前記板材を離間させる工程とを備えることを特徴とする封止体の製造方法。
   

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