JP2008265063A - 露光装置およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量損失を最小限にし長寿命でかつ小型化が容易な露光装置を提供する。
【解決手段】ガラス基板１００と、このガラス基板１００上に配列された複数の発光素子１１０から構成される発光素子列を具備し、発光素子１１０が１層以下の空気層３を介して感光体２に対向せしめられ、感光体２を露光するように構成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置およびこの露光装置を用いた画像形成装置に係り、特に発光素子をライン状に配置して発光素子列を形成した露光装置、およびこれを用いた画像形成装置に関する。

電子写真プロセスを応用した画像形成装置に用いられる露光装置として、レーザダイオードを光源とした光ビームをポリゴンミラーと呼称される回転多面鏡を介して感光体上を走査して静電潜像を形成する方式と、発光ダイオード（以降ＬＥＤと呼称する）や有機エレクトロルミネッセンス材料を用いて構成した発光素子をライン状に配置した発光素子列を用いて各発光部を個別に点灯（ＯＮ／ＯＦＦ）制御して感光体上に静電潜像を形成する方式が知られている。

特に発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した露光装置は、ガラスなどの基板上に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；以降ＴＦＴと呼称する）から成るスイッチング素子で構成される駆動回路と有機エレクトロルミネッセンス素子を一体として形成できるため、構造、製造工程がシンプルであり、発光素子としてＬＥＤを搭載した露光装置と比較して更なる小型化、低コスト化を実現できる可能性がある。また、有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子部が１マイクロメートル以下の厚さであり、また、基板形状に合わせて自由な形状に形成することができるため、小型な光源を容易に実現することができる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子を光源として用いれば、小型でかつ低価格の光プリンタヘッドを実現することができる。

しかしその一方で有機エレクトロルミネッセンス素子はその駆動に伴って発光輝度が徐々に低下する、いわゆる光量劣化が発生することが知られている。また、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子間において、発光輝度のばらつき発生を防止することは困難であるため、素子間における光量のばらつきを防ぐ光量補正も必要となる。
従って、従来のＬＥＤなどを用いた露光装置に比べると劣化が著しく、光量補正が重要となる上、寿命が短い。このため、露光用の光源の取り替えも必要となる。このように様々な要因により、個々の有機エレクトロルミネッセンス素子から出射される光量を補正する光量補正、ひいては露光装置の取替えが必要となる。

ところで、画像形成装置において、トナーカートリッジの取替えは取り扱いが容易となるように種々の工夫が提案されているが、露光装置の取替えについては、考慮されていないことが多い。また光量補正に関しては、従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を応用した露光装置を搭載した画像形成装置では、例えば特許文献１に開示される構成が知られている。特許文献１における露光装置は有機エレクトロルミネッセンス素子を形成したガラス基板上に光検出素子を配置し、各有機エレクトロルミネッセンス素子の発光光量をこの光検出素子で検出し、検出結果に基づいて補正するものである。

特開２００４−０８２３３０号公報

このような画像形成装置においては、装置の小型化への要求は高まる一方である。この要求に応えるために、画像形成装置に搭載される露光装置を小さくすることが有効であるが、それだけでなく、長寿命化のために光の損失を防ぐことが重要である。また、露光用の光源として有機エレクトロルミネッセント素子を発光素子として用いた場合には、光源の取替えが必要となる場合が多い。このため露光用光源のカートリッジ化も重要な課題となっている。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、光量損失を最小限にし長寿命でかつ小型化が容易な露光装置を提供することを目的とする。

そこで本発明の露光装置は、基板と、この基板上に配列された複数の発光素子から構成される発光素子を具備し、前記発光素子が１層以下の空気層を介して感光体に対向せしめられ、前記感光体を露光するように構成されたことを特徴とする。
この構成によれば、レンズなどのイメージ伝送系の光学系を介することなく感光体に近接して配置されるため、光量損失が格段に低減され、低電流駆動も可能となる。

本発明の露光装置によれば、レンズなどのイメージ伝送系の光学系を介することなく感光体に近接して配置されるため、光量損失が低減され、発光素子の発光光量の低減をはかることが出来、長寿命化をはかることができる。
また光学系が不要となるため、小型化及び低コスト化をはかることができる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、実施の形態の説明に先立ち、本発明の露光装置の各態様について説明する。
この露光装置は、基板上に複数の発光素子を配列して形成され、前記発光素子が１層以下の空気層を介して感光体に対向せしめられ、前記感光体を露光するように構成される。
この構成によれば、光量損失を最小限にし、長寿命で小型の露光装置を提供することができる。

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子の配列ピッチを画素ピッチPとしたとき、前記発光素子の発光部から、前記感光体表面までの距離Lは、以下の式１を満たすように構成されたものを含む。
Ｌ≦２Ｐ （式１）

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子の発光部の幅Dが、以下の式２を満たすように構成されたものを含む。
Ｄ≦３／４Ｐ （式２）

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子と前記感光体との間に透光性部材を配置したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材がレンズシートであるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材が前記発光素子の上層に形成された保護膜であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材が表前記発光素子のピッチに比べて十分比べて小さい（ナノ）レンズを構成したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材が前記発光素子のピッチに符合するように、各発光素子に対応してレンズを構成したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材表面は凹凸を有し前記凹凸のピッチがトナーの外径よりも小さいものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材表面の凹凸の凸部がレンズ面を構成したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材は、第1の屈折率を持つ材料で構成されたレンズ領域と、前記レンズ領域を囲むように形成され、前記第1の屈折率よりも小さい屈折率を持つ囲み部とで構成されたものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材の表面は平滑面であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記透光性部材の表面は、前記レンズ領域とは独立した凹凸面を構成しており、前記凹凸面の凹凸のピッチがトナーの径よりも小さいものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子は絶縁性基板上に形成された第1の電極と、前記第1の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第2の電極とを具備し、前記第1の電極との間に電界を印加することにより前記発光層を発光させるように有機エレクトロルミネッセント素子であり、前記保護膜が、前記第2の電極上を覆い、各発光素子の光射出領域を規定する窓を有する画素規制層と、前記画素規制層の前記窓内に充填され、前記画素規制層よりも高屈折率の材料で構成されたレンズ領域とを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記レンズ領域上に、さらにナノレンズ層を含むものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子は、基板表面に所定の間隔で配列されており、基板の素子形成面側に光を出射するいわゆるトップエミッションタイプの発光素子であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、基板と、前記基板上に配列された複数の発光素子から構成される発光素子列と、前記発光素子から出力される光を検出する光検出素子と、前記光検出素子の出力を処理する光量検出部とを有し、前記発光素子を前記光量検出部の出力に基づいて制御する機能を備えた駆動部とを具備したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記発光素子としてのエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から出力される光を検出する光電変換層を備えた光検出素子とが重畳して配置され、前記エレクトロルミネッセンス素子の第１または第２の電極に接続される駆動トランジスタを含む駆動部と、前記光検出素子の出力に接続された光量検出部とを、前記基板上に配置したものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光検出素子は、前記エレクトロルミネッセンス素子の、前記光検出素子側に位置する電極をゲート電極とした薄膜トランジスタであるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光量検出部の選択トランジスタは、前記光検出素子を構成する薄膜トランジスタと同一工程で形成された半導体薄膜を素子領域として用いたトランジスタであるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記駆動部の駆動トランジスタは、前記光検出素子を構成する薄膜トランジスタと同一工程で形成された半導体薄膜を素子領域として用いたトランジスタであるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光検出素子、前記エレクトロルミネッセンス素子、前記光検出部に接続される容量素子、スイッチング用の選択トランジスタ、前記駆動部の駆動トランジスタは、同一基板上に集積化された回路素子であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記エレクトロルミネッセンス素子は発光層として有機半導体層を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記エレクトロルミネッセンス素子は発光層として無機半導体層を用いた無機エレクトロルミネッセンス素子であるものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光検出素子の出力に基づいて前記エレクトロルミネッセンス素子の光量を補正する光量補正手段を備えたものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記基板上に複数の発光素子を配列すると共に、各発光素子に対応して光検出素子を積層配列して構成されたものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光検出素子が、１つの発光素子に対して１個配置されたものを含む。

また本発明は、上記露光装置において、前記光検出素子が、複数の発光素子に対して１個配置されたものを含む。

また本発明は、上記露光装置を像形成用の露光光源として用いた画像形成装置である。

（実施の形態１）
この露光装置は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる複数の発光素子１をライン状に配列した露光装置において、発光素子が光学系を介することなく、感光体２の表面側（即ち露光によって潜像が形成される面の側）から、感光体を直接露光するように配置されている。すなわち発光素子が１層以下の空気層を介して感光体に対向せしめられ、前記感光体を露光する。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

ここで、画像形成装置は、発光素子１と、画像信号に対応した光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体２を含んでおり、図１（ｃ）に示すように、発光素子１は１層の空気層３を介して感光体２に対向している。または、発光素子１と感光体２を、その距離Ｌを実質的に０として接触させ、発光素子１と感光体２との間の光路上に空気層３を介在させないようにする。
従って、発光素子１から放射された光は空気層３を介することなく感光体２に到達するため、任意の画素から放出された光を、周囲に無駄に放射することなく有効に感光体上に照射することができる。このため、複雑な光学系を形成することなく、感光体上の光量を増やすことができ、高速かつ小型の画像形成装置を実現することができる。

またこの露光装置はガラス基板１００上に有機エレクトロルミネッセント素子１１０からなる発光素子が設けられており、表面をナノレンズシート４００で覆われて構成されている。このナノレンズシート４００は図２に模式図を示すように表面に多数のナノレンズ層４０１が形成された、約３０μｍの厚みを有するフィルム部材である。なおナノレンズ層４０１を構成する個々のレンズはナノレンズシート４００上に二次元的（千鳥状、あるいはランダムに）に配置されており、そのレンズサイズ（直径）は１００ナノメートル以下としている。
なお、ナノレンズシート４００は、例えば直径１００ｎｍ、高さ１００ｎｍのレンズ形状を備える金型を作成しておき、これを用いて樹脂（例えばＵＶ硬化型樹脂）にスタンプを施した後にＵＶ照射で硬化させる、いわゆる射出成形法によって製造することができる。
また、レジストを塗布しパターニングした後、溶融し、所望の曲率のレンズを形成し、これをマスクとしてエッチバックを行う方法、あるいは直接感光性樹脂を用いてリソグラフィによりパターニングする方法なども適用可能である。
ここでマイクロレンズシート４００を構成する材料としては、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルムが用いることも可能である。

また、駆動回路（ドライバーＩＣ）は、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の半導体基板に形成された金属配線等からなり、抵抗、コンダクタ、インダクタ、トランジスタ、電源等の電気回路により構成される。ドライバーＩＣは、各有機エレクトロルミネッセンス素子の配線パターンを介して、選択的に電流を流すことにより、任意の有機エレクトロルミネッセンス素子を点灯することができる。この動作については後述する。

なお、独立した画素（発光素子１）の配列間隔および画素形状はプリンタに要求される解像度により決定されるが、本実施の形態では２４００ｄｐｉに対応した一辺１０μｍの正方形状の画素とした。従って各発光素子１に対して、およそ１００個のナノレンズが対応することになる。

次に、本発明の画像形成装置の構成を説明する。
本実施の形態の露光装置は、ガラス基板１００上の有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の形成された領域にナノレンズシート４００を貼着したもので、このナノレンズシート４００により、集光性を高めるとともに、感光体ドラムに密着させた場合には、各レンズの凸部が接触することになり、滑性を向上することができる。

また、このナノレンズシート４００の表面は、凹凸ピッチがトナーの外径よりも小さいピッチであるため、通常、外形サイズが５μｍを超えるトナーの付着を防ぐことができ、寿命の向上にも寄与するものである。

従来の画像形成装置においては、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の発光層から出射された光は、一旦空気中に出力された後に、複数の俵状のレンズをアレイ状に構成したレンズアレイに入力され、このレンズアレイから出力された光は、再度空気層を介して感光体２に正立等倍の像として結像するものであった（即ち最低２つの空気層を介して伝送されていた）。この際、レンズアレイの光伝送効率は高々６％程度と極めて小さなものであり、光の利用効率が極めて低かった。
しかし、本実施の形態によれば発光層から出射された光は空気層を介すことなく、あるいは空気層を介したとしても１層のみとすることで、発光層から放射される光を無駄に拡散することなく、効率良く感光体上に照射することができ、高速・高解像度・小型の露光装置を実現することが可能である。

本実施の形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載する基板としてはガラス基板１００が用いられており、駆動回路も同一のガラス基板上に形成されている。

また、多数の画素で画像を形成する場合、画像の品質を安定させるためには、印加した電流値をフィードバックする回路や、トランジスタ特性を補正する回路などの画像品質補償回路をドライバＩＣに内蔵することが好ましい。

この露光装置は、支持部材上に光を照射することで導電性の変化する光導電層を形成した感光体に、光を照射することで感光体表面の導電性を制御し、画像情報に対応した像を形成する。

不均一な表面電位分布をしている感光体は、接触あるいは非接触帯電方式等による帯電手段により帯電させることで、感光体表面に所定の電位に一様に帯電した帯電面を形成する。帯電方法としては、感光体表面に非接触でコロナ放電させ帯電させる方式と、感光体表面に電圧を印加した帯電ローラやファーブラシローラ、磁気ブラシローラあるいは帯電ブレードといった帯電部を接触させる方式とがあり、近年ではオゾンの発生を抑制できる、あるいは、帯電部における消費電力が小さい等の理由により接触帯電方式が実用化されており、いずれの帯電方法を用いてもよい。また、感光体に付加されるバイアスは直流バイアスでもよいが、正弦波、矩形波、三角波等の交番バイアスを印加することもでき、任意の周期的なＯＮ・ＯＦＦ信号からなるバイアスでもよい。

この感光体帯電面に対し、前記露光手段を用いて画像情報に基づいた光を照射することで、感光体帯電面上に画像情報に対応した表面電位からなる電気的な潜像が形成される。この電気的な潜像は、トナー付着手段において静電気力により絶縁性トナーが付着され、画像情報に対応した感光体表面のトナー像として現像される。現像方法には、接触現像法や非接触現像法、１成分現像法や２成分現像法、あるいは、反転現像法や正規現像法などの現像方法があり、いずれの現像方法を用いてもよい。現像器における印加電圧は、前記帯電体のバイアスと同様であり、任意の直流あるいは交番バイアスを適宜選択して用いることができる。

更にこの感光体上のトナー像は、トナー転写手段において、所定の押圧力と転写バイアスとにより紙面あるいはベルトやドラムからなる中間転写体といった転写材上のトナー像として転写される。転写方式としては、ローラ転写・ブレード転写・コロナ放電転写などの転写方式があり、適宜選択して用いることができる。

最終的にトナー像をうけた転写材は感光体面から分離され、最終的に熱定着等の定着手段により印刷対象物の表面に定着され印刷物として排出される。また、トナー像転写後の感光体は、適宜クリーニング手段等により残留しているトナーが除去され表面が清浄化される。

モノクロプリンタの場合、トナーとしてブラックトナーを用い、前記画像形成装置および定着手段、給排紙手段等によりモノクロプリンタとして実現される。

フルカラープリンタの場合、異なる４つのトナー付着手段を用い、それぞれブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーを、それぞれの画像情報に対応した潜像をそれぞれのトナー像として現像し、転写することで所定のフルカラー印刷物として印刷物上に転写される。あるいは、それぞれの画像情報に対応した潜像に対し、複数の画像情報をまとめてひとつのトナー像として現像し、転写することでフルカラー印刷物を実現できる。あるいは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに対応して複数の画像形成装置を配置し、それぞれのトナー像を転写することでフルカラー印刷物を実現する。また、これらの任意のプロセスをひとつの着脱可能なプロセスカートリッジとしてまとめることもできる。

このような構成の画像形成装置においては、まず感光体上にイエロー成分の画像情報に従い潜像が形成され、転写が行われる。このとき、同時にマゼンタ成分の潜像が形成され、イエロー成分の転写に引き続きマゼンタ成分の転写が行われる。以下同様にして、シアン成分、ブラック成分の順にトナー像の重ね合わせが行われ、フルカラー印刷物が形成される。

なお上記画像形成装置において、発光素子を６００ｄｐｉ（画素ピッチ４２．３μｍ）で形成したとき、発光素子の発光部から、感光体表面までの距離Lを変化させ、感光体上に形成される光スポットの光量プロファイルに基づき、露光における分解能を測定した。その結果を図３乃至９に示す。

このうち図３乃至６は、略正方形状に形成した画素サイズ（発光素子サイズ）を１０μｍ^２とし、発光素子と感光体の間隔Ｌを０、４０μｍ、８０μｍ、１００μｍと変化させたものである。各図において左側（ａ）は６００ｄｐｉで形成された発光素子の１つをＯＮし、隣接する画素をＯＦＦ、即ちＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮ−ＯＦＦ・・・として発光させたときの感光体上に形成される光スポットの分離状況を示し、右側（ｂ）はそのときの感光体上での各画素の光強度分布を計測したものである。
また、図７乃至９は、画素サイズを３０μｍ^２とし、発光素子と感光体の間隔Ｌを２０μm、８０μm、１００μmと変化させた以外は、図３乃至６と同一条件によって計測した結果である。

光照射によって予め感光体上に付与された電位（帯電電位）は減衰し、これによって潜像が形成されるが、潜像の電位分布は照射された光エネルギーと相関が高い。また、潜像の電位は、一定量以上の光エネルギーによって飽和するが、少なくとも飽和領域に達しない状態では、光エネルギーと潜像電位（減衰電位）は略比例する関係にある。従って感光体を露光する光スポットにエネルギー分布が存在する場合は、この光スポットによって形成される個々の潜像も電位分布を持つことになる。
即ち、隣接してＯＮしている発光素子の光スポット同士が重なると、潜像の電位分布も重なり、結果的に現像によって形成されるトナー像も重なってしまう（つまり分解能が不足する状態となる）。

ここで、図３乃至６の計測結果によれば、各光スポットの光量プロファイルが重ならないＬ≦８０μｍまでが、適切な画像形成ができる条件であることがわかる。この結果より、発光素子の画素ピッチＰ（上述の計測においては４２．３μｍ）は、前記発光素子の発光部から、前記感光体表面までの距離をＬとした時に、以下の式１を満たすように構成されているのが望ましい。
Ｌ≦２Ｐ （式１）

また、同時に、上記式１は、図７乃至９を参照すれば、およそ画素サイズ３０μｍ^２までは、満たすことができている。このことから、画素サイズＤと画素ピッチＰは、以下式２を満たすことが、望ましい。
Ｄ≦３／４Ｐ （式２）

以下に、この露光装置を用いた画像形成装置について詳細に説明する。
まず、この露光装置について詳述する。図１０は本発明の実施の形態１に係る露光装置を応用した光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成を示す断面図であり、図１１はこのエレクトロルミネッセント素子の上面図である。
以降、図１０と図１１を用いて、本発明の露光装置における発光素子と光検出素子の配置について詳細に説明する。
図１０では発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０、および光検出素子１２０を構成する各層の上下配置の関係が示されている。この光ヘッドは、図１０に示すように、エレクトロルミネッセント素子１１０が、ガラス基板１００上に形成された光検出素子１２０を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の上層に積層され、光検出素子１２０の素子領域を構成する多結晶シリコンからなる半導体島領域（以降、「光検出素子１２０の素子領域を構成する多結晶シリコンからなる半導体島領域」を、単に「半導体島領域Ａ_Ｒ」と呼称する。なお後述するように、半導体島領域Ａ_Ｒは非晶質シリコンで構成されていてもよい）の外縁が、エレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥの外側となるように形成されている。
このように、段差を生ずる結果となる光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒすなわちここでは、半導体島領域Ａ_Ｒの外縁がエレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥの外側となるように形成されている。図示するように発光層１１２の下地は平坦面を構成しており、エレクトロルミネッセント素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥに相当する領域には段差はない。したがって光ヘッドの有効領域となる光出射領域Ａ_ＬＥでは光ヘッドの発光層１１２が均一に形成される。

即ち、実施の形態１の露光装置は、基板（ガラス基板１００）上に発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０と、この発光素子から出射される光を検出する光検出素子１２０とを積層配置したものであり、この発光素子の光出射領域Ａ_ＬＥが平坦面上に配設されている。
また、実施の形態１の露光装置は、光検出素子１２０、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０は、基板（ガラス基板１００）上に光検出素子１２０、発光素子１１０の順に形成され、平坦面を光検出素子１２０によって構成している。

また、実施の形態１の露光装置は、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０が、基板（ガラス基板１００）上に形成された光検出素子１２０の上層に積層して形成され、光検出素子１２０の素子領域（即ち半導体島領域Ａ_Ｒ）は発光素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥを覆うように、光出射領域Ａ_ＬＥよりも大きく形成されている。

このことは見方を変えれば、発光素子１１０は、基板（ガラス基板１００）上に形成された光検出素子１２０の上層に積層され、光検出素子１２０の素子領域（半導体島領域Ａ_Ｒ）の外縁が発光素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥの外側となるように形成されている、と言うことができる。

本実施の形態の光ヘッドは、図１０に示すように、表面に平坦化のためのベースコート層１０１を形成したガラス基板１００上に、光検出素子１２０と、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０とを順次積層するとともに、光検出素子１２０の出力に応じて、駆動電流または駆動時間を補正しつつエレクトロルミネッセント素子１１０を駆動する薄膜トランジスタで構成される駆動トランジスタ１３０と、この駆動トランジスタ１３０に接続されたチップＩＣとしての駆動回路（図示せず）を搭載したものである。
そして、光検出素子１２０はベースコート層１０１表面に形成された多結晶シリコン層からなる半導体島領域Ａ_Ｒを帯状のｉ層からなるチャネル領域１２１ｉを隔てて 所望の濃度にドープすることによりソース領域１２１Ｓ、ドレイン領域１２１Ｄを形成し、この上層に形成される酸化シリコン膜からなる第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３を貫通するようにスルーホールを介して形成されたソース電極１２５Ｓおよびドレイン電極１２５Ｄで構成される。また、この上層に保護膜１２４としての窒化シリコン膜を介して、エレクトロルミネッセント素子１１０が形成されており、第１の電極としての陽極１１１となるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、絶縁膜であって陽極の一部を被覆して開口を規定する画素規制部１１４、発光層１１２、第２の電極としての陰極１１３の順に各層が積層形成されている。ここでは光出射領域Ａ_ＬＥは絶縁膜である画素規制部１１４によって規定される。

図面からもあきらかなように、光検出素子１２０は、基板１００上に島状に形成された半導体領域（即ち半導体島領域Ａ_Ｒ）に形成され、発光素子１１０の光出射領域Ａ_ＬＥは半導体島領域Ａ_Ｒの内側に配置され、発光素子１１０の下層側の電極（陽極１１１）が、半導体島領域Ａ_Ｒを覆うように形成されている。
また、このときの光出射領域Ａ_ＬＥは第１の電極（陽極１１１）と発光層１１２との間に介在せしめられた絶縁膜（画素規制部１１４）に形成された開口で規定されたものである。なお、画素規制部１１４を第２の電極（陰極１１３）と発光層１１２との間に設けて、これによって開口を規定するようにしてもよい。

一方、光検出素子１２０を構成する各層は、薄膜トランジスタで構成された駆動トランジスタ１３０と同一の製造工程で同一の層に形成される。すなわち駆動トランジスタ１３０におけるチャネル領域１３２Ｃをはさんでソース領域１３２Ｓ、ドレイン領域１３２Ｄが、光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒと同一工程で形成され、これにコンタクトするソース電極１３４Ｓ、ドレイン電極１３４Ｄ、ゲート電極１３３とで駆動トランジスタ１３０を構成している。

また、光検出素子１２０は、発光素子の第１の電極（陽極１１１）をゲート電極とし、第１の絶縁膜１２２等をゲート絶縁膜とした薄膜トランジスタ（電界効果トランジスタ）を構成しているとみなすことができる。しかし、一般的な薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜と比較して、第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３、保護膜１２４を合計した厚さはその数倍から数十倍の厚さに達するため、第１の電極（陽極１１１）をゲート電極とみなしたとしても、その電位のばらつきを無視しうる程度の電圧降下を生じる厚さとすることができる。
これら各層は、ＣＶＤ法・スパッタ法・蒸着法による半導体薄膜の形成、アニ−ルによる多結晶化、フォトリソグラフィによるパターニング、エッチング、不純物イオンの注入、絶縁膜・金属膜の形成、など通例の半導体プロセスを経て形成される。

ここで、ガラス基板１００は無色透明なガラスの一枚板である。ガラス基板１００としては、例えば透光性または半透光性のソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス等の無機ガラスを用いることができる。一般に薄膜トランジスタを表面に形成する場合、コーニング社製＃１７３７に代表されるような、ホウケイ酸ガラスを用いることが多い。

その他の材料をガラス基板１００の代替品として採用することも可能であり、例えば透光性または半透光性のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂ポリシロキサン、ポリシラン等のポリマー材料を用いた高分子フィルム等、あるいは透光性または半透光性のＡｓ₂Ｓ₃、Ａｓ₄₀Ｓ₁₀、Ｓ₄₀Ｇｅ₁₀等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ₂Ｏ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＨｆＯ₂、ＴｉＯ₂等の金属酸化物および窒化物等の材料、或いは発光領域から出射される光を、基板を介さずに取り出す場合には、非透光性のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、或いは顔料等を含んだ前述の透光性基板材料、表面に絶縁処理を施した金属材料等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。あるいは、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒあるいはこれらの合金などの金属からなる導電性基板の表面にＳｉＯ_２、ＳｉＮ、などの無機絶縁材料や樹脂コーティングなどの有機絶縁材料による絶縁膜を形成するなど表面を絶縁化処理して形成された基板を用いることもできる。
もっとも、本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子はトップエミッション構造を有することから、ガラス基板１００は透明である必要はなく、更にガラスで構成されている必然性もない。

またガラス基板１００などの基板の表面あるいは基板内部には、後述するようにエレクトロルミネッセント素子１１０を駆動するための抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を集積化して形成しても良い。

さらに用途によっては特定波長のみを透過する材料、光−光変換機能をもった特定の波長の光へ変換する材料などであってもよい。また基板は絶縁性であることが望ましいが、特に限定されるものではなく、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動を妨げない範囲或いは用途によって導電性を有していても良い。

ベースコート層１０１は、例えばＳｉＮから成る第１の層と、ＳｉＯ_２から成る第２の層の２層構造で構成してもよい。ＳｉＮ、ＳｉＯ_２の各層は蒸着法等によっても形成できるが、スパッタ法、ＣＶＤ法により形成することが望ましい。

ベースコート層１０１の上には、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動トランジスタ１３０、及び光検出素子１２０が同一工程で形成される多結晶シリコン層を用いて形成される。エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動用回路は、抵抗・コンデンサ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等の回路素子およびそれらを電気的に結合させる配線およびコンタクトホール（スルーホール）から構成されるが、光ヘッドの小型化を考慮すると薄膜トランジスタを用いることが望ましい。実施の形態１において光検出素子１２０は、図１０から明らかなように発光層１１２を含むエレクトロルミネッセント素子１１０と、光の出力面となるガラス基板１００の中間に位置しており、且つ光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒは光出射領域Ａ_ＬＥよりも面積的に大きい。

実施の形態１では、ベースコート層１０１の上に一様な半導体層を形成した後、半導体層に対してエッチング加工を施すことにより、駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０を同じ層から形成している。同一の半導体層から島状に独立した駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０を一括で形成する加工は、製造工数の削減と製造コストの抑制に有利である。なお光検出素子１２０において、光出射領域Ａ_ＬＥにおいて出力される光を受ける半導体島領域Ａ_Ｒは光検出素子１２０となる島状に構成された多結晶シリコンまたは非晶質シリコンの表面である。

エレクトロルミネッセント素子１１０の発光層１１２に電界をかけるための駆動トランジスタ１３０及び光検出素子１２０の上には、例えば酸化シリコン膜からなる第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３と保護膜１２４とが設けられているが、光検出素子１２０にとっては、これらの絶縁膜や保護膜１２４は、陽極１１１をゲート電極とみなしたときのゲート絶縁膜として作用し、この膜厚による電圧降下によって陽極１１１の電位からの降下幅が決定される。このゲート絶縁膜を構成する第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３と保護膜１２４は蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。

また、駆動トランジスタ１３０の真上にあるゲート絶縁膜としての第１の絶縁膜１２２の表面にはゲート電極１３３が形成される。ゲート電極１３３の材料としては、例えばＣｒ、Ａｌ等の金属材料が用いられる。あるいは、ゲート電極１３３に透光性が必要な場合は、ＩＴＯや薄膜金属とＩＴＯの積層構造が用いられる。ゲート電極１３３は、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。

ゲート電極１３３が形成された基板表面に、第２の絶縁膜１２３が形成される。第２の絶縁膜１２３は、これまで形成してきた積層体の全表面に渡って形成される。第２の絶縁膜１２３は、例えばＳｉＮ等から成り、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。

第２の絶縁膜１２３の上には、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、および駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄが形成される。光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓは、それぞれ光検出素子１２０のソース領域１２１Ｓ、ドレイン領域１２１Ｄに接続されており、光検出素子１２０から出力される電気信号の伝達と光検出素子１２０の接地を行う。一方、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄは、駆動トランジスタ１３０のソース領域１３２Ｓ、ドレイン領域１３２Ｄに接続されており、ソース電極１３４Ｓとドレイン電極１３４Ｄの間に所定の電位差を付与した状態で先述したゲート電極１３３に所定の電位を付与することで、チャネル領域１３２Ｃに電界が印加され、駆動トランジスタ１３０はスイッチング素子としての機能を有するようになり、発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０の駆動を行う回路として動作する。

光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの材料としては、例えばＣｒあるいはＡｌ等の金属、または透光性が求められる場合、ＩＴＯ、あるいは薄膜金属とＩＴＯとの積層構造等が用いられる。

図１０に示すように、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極は、第１の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３を貫通して光検出素子１２０と電気的に接続されており、一方、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄも同様に第１の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３を貫通して駆動トランジスタ１３０と電気的に接続されている。したがって、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの形成に先立ち、第1の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３に対して、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと光検出素子１２０を接続するためのスルーホール、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄと駆動トランジスタ１３０を接続するためのスルーホールを設ける必要がある。

このスルーホールは光検出素子１２０の表面と駆動トランジスタ１３０の表面、即ち光検出素子１２０とドレイン電極１２５Ｄ及びソース電極１２５Ｓの接触面と、駆動トランジスタ１３０とソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄの接触面に到達するまでの深さを持ったものであり、光検出素子１２０及び駆動トランジスタ１３０の端部の真上にエッチング加工等により設けられる。エッチングにはハロゲン系のエッチングガスを用いる。フォトリソグラフィにより、開口を形成したレジストパターンで表面を被覆した状態でエッチングガスを導入し、パターニングすることにより、第1の絶縁膜１２２及び第２の絶縁膜１２３にスルーホールを開口する。このとき、エッチングガスには光検出素子１２０及び駆動トランジスタ１３０を構成する材料と化学反応を生じないものを選択する。

光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと光検出素子１２０の接触面、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄと駆動トランジスタ１３０の接触面を露出させる加工が終了した後、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、駆動トランジスタ１３０のソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄを形成する。ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄは、センサ電極となる金属層を第２の絶縁膜１２３の表面、先述したスルーホールの表面及び両センサ電極、光検出素子１２０の表面及び駆動トランジスタ１３０の接触面の表面に一様に形成した後、この金属層をエッチングによりパターニングし、一様の金属層を光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄに分割することにより得られる。

光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、ソース電極１３４Ｓ及びドレイン電極１３４Ｄが形成された後に、保護膜１２４が形成される。保護膜１２４は、例えばＳｉＮ等から成り、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等により形成される。

保護膜１２４の上には、陽極１１１が形成される。陽極１１１は、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）から成る。陽極１１１の構成材料としてはＩＴＯの他にＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ₂）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｉｎ_２Ｏ_３等を用いることができる。陽極１１１は図１０のように、光検出素子１２０に対して真上にあたる保護膜１２４の表面に形成される。

図１０および図１１に明瞭に図示するように、陽極１１１は、ガラス基板１００上に形成された半導体島領域Ａ_Ｒから構成される光検出素子１２０の上部に第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３を介して形成されており、陽極１１１のサイズは光検出素子１２０よりも大きく設定され、かつ光検出素子１２０は陽極１１１の外縁よりも内側になるように構成されている。

図１０に示すように、陽極１１１は保護膜１２４を貫通して駆動トランジスタ１３０のドレイン電極１３４Ｄと電気的に接続されている。したがって陽極１１１の形成の前には、保護膜１２４に対して陽極１１１とドレイン電極１３４Ｄを接続するためのスルーホールを設ける必要がある。このスルーホールはドレイン電極１３４Ｄの表面、即ちドレイン電極１３４Ｄと陽極１１１との接触面が露出するまでの深さを持ったものであり、ドレイン電極１３４Ｄの端部の真上にエッチング加工等により設けられる。このエッチング加工が施された後、陽極１１１の層が形成される。陽極１１１は蒸着法等によっても形成できるが、抵抗値や透過率の良い緻密な陽極１１１を得るためには、スパッタ法あるいはＣＶＤ法により形成することが望ましい。なお実施の形態１では陽極１１１としてＩＴＯを用いている。

陽極１１１が形成された後、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜、酸窒化シリコン、酸化チタン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料あるいはポリイミドやポリエチレン等の有機絶縁材料を用いて画素規制部１１４が形成される。画素規制部１１４の材料としては上述のように絶縁性が高く、絶縁破壊に対して強く、かつ成膜性が良くパターニング性が高いものが望ましい。画素規制部１１４とは、光出射領域を規制する部材であり、第１の電極または第２の電極と発光層との間に介在せしめられた絶縁膜に形成された開口で規定するようにしたものである。

実施の形態１では画素規制部１１４としての窒化シリコン膜を構成する材料として、窒化シリコン、窒化アルミニウムを用いている。画素規制部１１４は、後述する発光層１１２と陽極１１１との間に設けられ、光出射領域Ａ_ＬＥの領域外にある発光層１１２を陽極１１１から絶縁し、発光層１１２の発光する箇所を規制している。したがって、画素規制部１１４に重なる発光層１１２の領域は非発光領域となり、画素規制部１１４に重ならない領域が光出射領域Ａ_ＬＥとなる。画素規制部１１４は、発光層１１２の光出射領域Ａ_ＬＥが光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒよりも面積的に小さくなるように規制し、且つ光出射領域Ａ_ＬＥを光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒの内側に配置するように構成される。

画素規制部１１４が形成された後、発光層１１２が形成される。発光層１１２は無機発光材料、若しくは以降詳細に説明する高分子系、あるいは低分子系の有機発光材料から形成される。発光層１１２を形成する無機発光材料としては、チタン・リン酸カリウム、バリウム・ホウ素酸化物、リチウム・ホウ素酸化物等を用いることができる。
発光層１１２を構成する高分子系の有機発光材料としては、可視領域で蛍光または燐光特性を有しかつ成膜性の良いものが望ましく、例えばポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリフルオレンあるいはこれらの誘導体等からなるポリマー発光材料等を用いることができる。

高分子系の発光層１１２として、例えばデンドリマ等の樹木状多分岐構造をもつ有機化合物を用いてもよい。この有機化合物は、発光性の構造単位を３次元的に複数の外部構造単位が取り巻いた樹木状多分岐高分子構造または樹木状多分岐低分子構造を有するため、発光性の構造単位が３次元的に孤立した状態となり、有機化合物自体が微粒子状の形態をとる。このため、薄膜状に形成したとき、この有機化合物の集合体は、外部構造単位の存在によって、隣り合う発光性の構造単位が近接することが阻害され、発光性の構造単位が薄膜内に均一に分布し、高強度で、長寿命の発光を維持することができる。

発光層１１２を構成する低分子系の有機発光材料としては、Ａｌｑ₃やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ_２）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４'−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４'−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４'−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２'−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ〔ｆ〕−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム等の燐光発光材料を用いることもできる。

高分子系材料、低分子系材料から成る発光層１１２は、材料をトルエン、キシレン等の溶媒に溶解したものをスピンコート法やインクジェット法、あるいはギャップコーティング法、印刷工法、に代表される湿式成膜法で層状に成形し、溶解液中の溶媒を揮発させることで得られ、低分子系材料から成る発光層１１２は、材料を真空蒸着法、あるいは、蒸着重合法やＣＶＤ法などにより積層することで得られることが一般的であるが、発光材料の特性に合わせていずれかの工法を取ることで形成することができる。

また実施の形態１では、発光層１１２を便宜上単一の層として記述しているが、発光層１１２を陽極１１１の側から順に正孔輸送層／電子ブロック層／上述した有機発光材料層（ともに図示せず）の３層構造としてもよいし、発光層１１２を陰極１１３の側から順に電子輸送層／有機発光材料層（ともに図示せず）の２層構造、あるいは陽極１１１の側から順に正孔輸送層／有機発光材料層の２層構造（ともに図示せず）、あるいは陰極１１３の側から順に正孔注入層／正孔輸送層／電子ブロック層／有機発光材料層／正孔ブロック層／電子輸送層／電子注入層のごとく７層構造（ともに図示せず）としてもよい。またはより単純に発光層１１２が上述した有機発光材料のみからなる単層構造であってもよい。あるいは、各機能を持つ材料を混合した混合層や、これら混合層を積層した構造であっても良い。このように実施の形態１において発光層１１２と呼称する場合は、発光層１１２が正孔輸送層、電子ブロック層、電子輸送層などの機能層を有する多層構造である場合も含んでいる。後に説明する他の実施の形態についても同様である。

上述した機能層における正孔輸送層としては、正孔移動度が高く、透光性で成膜性の良いものが望ましくＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４'，４''−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）−２−２'−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラフェニル−４，４'−ジアミノビフェニル、Ｎ、Ｎ'−ジフェニル−Ｎ、Ｎ'−ジ−ｍ−トリル−４、４'−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４'−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ−３，４エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、テトラジヘクシルフルオレニルビフェニル（ＴＦＢ）あるいはポリ３−メチルチオフェン（ＰＭｅＴ）といったポリチオフェン誘導体等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。

またＭｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ、ＭｇＯ等の無機酸化物を用いてもよい。正孔輸送層として、特にＭｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５等の遷移金属酸化物を用いると、非常に高効率で長寿命の有機エレクトロルミネッセント素子を提供することが可能となる。またこれらの正孔輸送材料は電子ブロック材料として用いることもできる。

上述した機能層における電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、シロール誘導体からなるポリマー材料等、あるいは、ビス（２−メチル−８−キノリノレート）−（パラ−フェニルフェノレート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）、バソフプロイン（ＢＣＰ）等が用いられる。またこれらの電子輸送層を構成可能な材料は正孔ブロック材料として用いることもできる。

発光層１１２が形成された後、陰極１１３が形成される。陰極１１３は、例えばＡｌ等の金属を蒸着法等によって層状に形成することにより得られる。エレクトロルミネッセント素子１１０の陰極１１３としては仕事関数の低い金属もしくは合金、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属や、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金や、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ａｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のＡｌ合金等が用いられる。あるいは、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃｓ等の金属、あるいは、ＬｉＦ、ＣａＯといったこれら金属のフッ化物や酸化物からなる有機物層に当接する第１の電極層と、その上に形成されるＡｇ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｉｎ等の金属材料からなる第２の電極層とからなる金属の積層構造を用いることもできる。

ただし、本実施の形態の発光素子は、トップエミッション構造を備えることから、陰極１１３を構成する金属は光の透過を阻害しない程度の厚みに形成し、その上層にＩＴＯで構成した透明電極を配置している。

更に、本実施の形態では、陰極１１３を形成した後、その上層としてＣｒからなる遮光膜１０６を形成している。
そして遮光膜１０６の上層として、樹脂層および酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）から構成される封止膜を設けている（図示せず）。このように封止に酸窒化シリコンを用いたのは、次のような重要な意味をもっている。酸窒化シリコンは例えば酸化シリコンと比較して、酸素等のガスや水分に対するバリア性能が高く、更に形成時のスパッタ雰囲気を調整することで（例えば、導入ガスにおけるガス分圧をＯ_２／（Ｏ_２＋Ｎ_２）＝０．０５にする）、成膜された膜の内部応力をゼロにすることが可能である。これによって、有機エレクトロルミネッセンス素子（特にその電極）にガラス基板３６０と平行な方向への応力が全く作用しなくなり、露光装置の製造歩留まりを劇的に改善する。

しかしながら、封止性能を向上させる目的で酸窒化シリコンを厚く（例えば１０μｍ等）すると、封止膜の成膜に相当な長時間を要し現実的でない。そこで、本実施の形態では、この酸窒化シリコン膜を形成する前に、光硬化型エポキシ樹脂を１０μｍ程度の厚みに塗布し、光照射によってこれを硬化させた後、その上層にスパッタ法によって上述した酸窒化シリコン膜を０．５μｍの厚みに成膜している。このようにすることで封止性能、製造時間を両立させることが可能となる。また、光硬化型エポキシ樹脂の塗布領域に対して、その外縁よりも広い範囲を酸窒化シリコン膜で被覆することで、更に封止性能が向上する。
この酸窒化シリコン膜の上層として、既に説明したナノレンズシート４００が設けられている。

以上説明してきたように、実施の形態１の露光装置は以下の工程で形成される。
ｉ） ガラス基板１００上に島状の半導体領域（半導体島領域Ａ_Ｒ）を持つ光検出素子１２０を形成する工程。
ｉｉ）この半導体島領域Ａ_Ｒの平坦部分の上部に、絶縁膜１２２等を介して半導体島領域Ａ_Ｒと重畳させて発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０を形成する工程。
そして、このｉｉ）の工程は次の工程を含んでいる。
ａ）半導体島領域Ａ_Ｒの全体を覆うように、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動電極（陽極１１１）を形成する工程。
ｂ）この駆動電極（陽極１１１）の一部を絶縁膜（画素規制部１１４）で覆って、少なくとも半導体島領域Ａ_Ｒにおける平坦部分の内側に開口を形成して、発光領域（光出射領域Ａ_ＬＥ）を規定する工程。
ｃ）少なくとも開口を含む部分に、いわゆる湿式製膜法によって発光材料を塗布し、発光層１１２を形成する工程。
ｄ）発光材料を塗布した上に、金属を主たる材料とする他の電極（陰極１１３）を形成し、この他の電極（陰極１１３）と駆動電極（陽極１１１）によって発光層１１２を挟み、エレクトロルミネッセント素子１１０を形成する工程。
ｅ）エレクトロルミネッセント素子１１０の上、すなわち光取出し面側にクロム薄膜からなる遮光膜１０６を形成し、この開口により第２の光出射領域Ａ_ＬＥ１を規定する工程。
この第２の光出射領域Ａ_ＬＥ１を前記画素規制部１１４としての窒化シリコン膜の開口よりも小さく形成することにより、窒化シリコン膜に起因する発光層１１２の段差部を光出射領域Ａ_ＬＥ１から除外することができ、発光層１１２の膜厚をより均一化することが可能となる。
ｆ）樹脂層および酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）から構成される封止膜の形成
ｇ）ナノレンズシート４００の貼着

このようにすることで、発光素子と光検出素子を重畳して形成しても、少なくとも画素規制部１１４の開口に相当する領域では、発光層の膜厚を均一にすることができ、また、ナノレンズシート２００により、発光分布が均一でかつ滑性が高く長寿命の露光装置を製造することが可能となる。

さて、実施の形態１では、ナノレンズシート４００を上述の封止膜上に貼り付ける構成をとっているが、封止膜の厚みは１０μｍ強であり、ナノレンズシート４００は少なくとも３０μｍ程度である。従って、ナノレンズシート４００を感光体と接触させた場合であっても、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の発光部と感光体の間は、４０ｎｍ強離間することになる。また、更に封止性能を向上しようとすると、封止膜の厚みを増大させる必要に迫られる場合もあり、発光部と感光体の間隔は拡大せざるを得ない要因を含んでいる。

既に説明したように、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の発光部と感光体の間隔は狭いほど、感光体上に形成される光スポットの形状は小さくなって解像度（分解能）の点で有利となる。もちろん発光部を小さく形成すれば、両者の間隔が離れて光スポットが拡大することによる分解能の低下は補うことができるが、この場合は必要光量および製造歩留まりの関係で、一概に発光部を小さくすればよいというものではない。即ち、ここには封止性能と露光性能の観点で、「封止膜は厚くすべきだが、これによって露光性能（分解能）が低下する」、「有機エレクトロルミネッセンス素子１１０の発光部は小さく形成すべきだが、これによって製造歩留まりが低下する」という技術的矛盾が存在する。

そこで、本実施の形態の変形例として、有機エレクトロルミネッセンス素子１１０をナノレンズシート４００（正確にはシートではなく、「ナノレンズ層」である）を用いて直接的に封止するようにしてもよい。この構成については、後述する(実施の形態３)

図１０に示すような実施の形態１の光ヘッドは、ガラス基板１１０とは反対側に光を出力する構成を採用しており、このようなエレクトロルミネッセント素子１１０の構造をトップエミッションという。

図１１に示すように実施の形態１の光ヘッドは、複数のエレクトロルミネッセント素子１１０を主走査方向（素子列の方向）に配置して構成されており、１つの発光領域（光出射領域Ａ_ＬＥ）に対して、１つの光検出素子１２０を対応させて配置している。このような構造とすることで、光検出素子１２０によって各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を独立して計測できる。また光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０は薄膜（第１の絶縁膜１２２、第２の絶縁膜１２３および保護膜１２４）で隔てられており、平面方向の光の漏れは極めて小さいため、光学的なクロストークの影響も殆ど無視できる。これによって同時に複数のエレクトロルミネッセント素子１１０の光量を計測することが可能となり、計測時間を大幅に短縮できる。

図１１では、光検出素子１２０、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ、光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓ、光出射領域Ａ_ＬＥ、光検出素子１２０の素子領域としての半導体島領域Ａ_Ｒ、発光層１１２の陽極１１１となるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、スルーホールＨ_Ｄ及びドレイン電極１３４Ｄの相互関係が示されている。光検出素子１２０は、光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄ及び光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓと接続されている。光検出素子出力電極としてのドレイン電極１２５Ｄは、光検出素子１２０が出力する電気信号を光検出素子１２０の外部に伝達する電極である（後に図１２を用いて詳細に説明する）。この電気信号を基に、光量補正部（図示せず）が生成するフィードバック信号が決定され、このフィードバック信号を基に光の補正に必要な処理が行われる。

実施の形態１ではこのフィードバック信号に基づいて各エレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を補正するようにしており、図示しないドライバ回路によって各エレクトロルミネッセント素子１１０を駆動する電流値を制御している。このように実施の形態１では光検出素子１２０の出力に基づいてエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量を制御しているが、フィードバック信号に基づいて各エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動時間を制御する、いわゆるＰＷＭ制御を行なうように構成してもよい。ＰＷＭ制御を採用した場合は、制御をフルディジタルの回路構成で実現できるというメリットがある。

光検出素子接地電極としてのソース電極１２５Ｓは、光検出素子１２０の接地を行う電極である。発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）は、駆動トランジスタ１３０のドレイン電極１３４Ｄと接続されており、エレクトロルミネッセント素子１１０はドレイン電極１３４Ｄを介して駆動トランジスタ１３０で制御されている。

図１０、図１１に示したように、実施の形態１の光ヘッドは、島状に形成された多結晶シリコン（ポリシリコン）から構成される光検出素子１２０を主走査方向に列状に配置し、各エレクトロルミネッセント素子１１０においては画素規制部１１４としての窒化シリコン膜により光出射領域Ａ_ＬＥが制限された発光層１１２の下部に光出射領域Ａ_ＬＥよりも大きな半導体島領域Ａ_Ｒを有した光検出素子１２０を配置して構成される。光出射領域Ａ_ＬＥよりも光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒ（島状に形成された多結晶シリコンの島状部分）を大きくすることで、光出射領域Ａ_ＬＥが形成される部位から、ソース電極１２５Ｓ、ドレイン電極１２５Ｄといった段差を有する構造物を排除している。従って、少なくとも光出射領域Ａ_ＬＥは光検出素子１２０の平坦部上に形成されることとなる。これによって特に発光層１１２を上述した湿式法によって形成した場合であっても発光層１１２の局所的な膜厚の変化を抑えることができ、発光層１１２を流れる電流の偏りを抑えることができる。したがって、均一な発光分布と寿命の向上を実現した光ヘッドを製造することができる。しかもこれに加えてナノレンズシート４００を貼着しているため、上記効果はより高められている。

さらに、実施の形態１の露光装置を応用した光ヘッドに搭載される島状に構成された光検出素子１２０の半導体島領域Ａ_Ｒは発光領域すなわち光出射領域Ａ_ＬＥに比べて大きいため、発光層１２０からの出力光を発光光量または発光時間の補正に用いる電気信号へと効率的に変換することができる。

なお、実施の形態１で説明した光ヘッドは、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０の下層側の電極（陽極１１１）、光検出素子１２０を構成する半導体領域（半導体島領域Ａ_Ｒ）、光出射領域Ａ_ＬＥを、この順に小さく構成したものであるが、これらの各サイズは順に１μｍ以上小さくなるように形成するのが望ましい。通常の半導体プロセスにおいては、各層を製膜・パターニングする際、完全に図面どおりに形成することが困難であり、特別な装置を用いず大きな面積に対してパターニングする場合、フォトリソグラフィ時におけるフォトマスクの位置合わせ精度やフォトマスクの伸縮、エッチング時におけるエッチングレートの面内分布などにおいて、それぞれ１μｍ以下程度の誤差が生じ、これらを考慮すると、１μｍ程度の誤差が生じるのが一般的である。

従って上述したように１μｍ以上のマージンを設けることにより、素子作製プロセスに起因する膜厚の不均一分布や位置ずれ、大きさのずれなどが生じた場合でも、より効率よく信頼性の高い露光装置を形成することが可能となる。特に露光装置の大型化を考えた場合、素子作製プロセスに起因するずれ等が大きくなるため、例えば、現在の一般的なガラス基板上の薄膜トランジスタの作製プロセス等を考慮すると、１μｍ程度以上のマージンをとっておくことにより、容易に露光装置を形成することが可能である。

図１２は本発明の実施の形態１における光ヘッドに搭載された光量検出回路２４１の回路図である。
以降、図１２を用いて実施の形態１の光ヘッドで用いられる光量検出回路２４１について説明する。光量検出回路２４１は図１２に示すように、オペアンプ１７０等から構成されたチャージアンプ１５０を備えた駆動用ＩＣと、この駆動用ＩＣの入力端子に接続されるように、前述したガラス基板１００（図１２には図示せず）に集積化して形成された検出回路部Ｃｘ２５０とで構成され、この検出回路部Ｃｘ２５０はスイッチングトランジスタ２００と、光検出素子１２０と、この光検出素子１２０に並列接続され、予め蓄積しておいた電荷を光検出素子１２０の出力電流（光電流）によってディスチャージされるコンデンサＣＳ１４０とで構成される。このコンデンサＣＳ１４０は図１０の断面図には図示していないが、光検出素子１２０のソース電極１２１Ｓ、ドレイン電極１２１Ｄにそれぞれ接続されるようにこれらと同一工程で形成された導電性膜で、第１および第２の絶縁膜１２２、１２３を挟むことによって形成されている。光ヘッドの構成を考慮すると、コンデンサＣＳ１４０は図１１に示す光検出素子出力電極１２５Ｄの延長線上に（副走査方向に）設けるのが望ましい。

以降図１１を併用して説明する。
ここで光検出素子１２０は、エレクトロルミネッセント素子１１０からの光によって多結晶シリコンによって構成されるチャネル領域１２１ｉで光電変換が行われ、ソース領域１２１Ｓからドレイン領域１２１Ｄに流れる電流を光電流として取り出すことにより、光量を検出するものである。
しかしながら、コンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷を計測する際にエレクトロルミネッセント素子１１０が点灯している場合は、前述したように、エレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１には所定の電圧が印加されている。このため光検出素子１２０にとっては、陽極１１１がゲート電極として機能することになる。

このゲート電極（陽極１１１）の電位によって光検出素子１２０のチャネル領域１２１ｉである多結晶シリコン層に電界がかかり、これによりドレイン電流ＩＤが流れることになる。このドレイン電流ＩＤが光電変換電流に付加されることになるため、ドレイン電極１２５Ｄからセンサ出力として検出回路部Ｃｘ２５０に出力される光電変換電流は実際の光電変換電流にドレイン電流ＩＤを加えたものとなる。このため光量検出精度が低下するという問題がある。

図１３は本発明の実施の形態１における光検出素子１２０のゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係を示す説明図である。
ゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤとの関係を測定した結果を図１３に実線で示す。高い光量検出精度を確保するためには、ゲート電圧Ｖｇの変化によるドレイン電流ＩＤの変化が小さいことが望ましいため、この図から明らかなように、この薄膜トランジスタのドレイン電流ＩＤが０である領域すなわち、トランジスタの動作がオフとなる領域（ＯＦＦ領域）で使用するのが望ましい。

ゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係において、Ｖｇ＞０の領域において電流ＩＤが流れる領域があり、ゲート電圧Ｖｇの変化に伴ったドレイン電流ＩＤの変化が生じるため、望ましくは、図１３に破線で示すように、ゲート電位をマイナス方向にシフトさせるようにすることにより、薄膜トランジスタをＯＦＦ領域で使用することができ、実用上暗電流を無視することができる。本発明では、光検出素子１２０の出力を高精度に検出することは極めて重要であるため、光検出素子１２０を構成する薄膜トランジスタをＯＦＦ領域で光検出することが重要である。

以降図１１を併用して説明する。
光検出素子１２０は、これを構成する薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉとなる多結晶シリコン層に印加される電界により、ドレイン電流ＩＤおよび光電変換電流の電流量が決定される構成であるため、例えば、薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉの一部が陽極１１１に覆われていない場合、陽極１１１に覆われていない部分の電界を制御することは難しく、表面電位や外部電界などにより生じる不定の電界が印加され、即ち外乱によって光量検出精度が低下するという問題がある。したがって、薄膜トランジスタのチャネル領域１２１ｉとなる多結晶シリコン層全体がエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１であるＩＴＯ電極で完全に覆われている構成が、ゲート電界によってチャネルを制御するのにより有効である。

図１４は本発明の実施の形態１における光量検出のタイミングを示すタイミングチャートである。
以降図１４に図１２を併用して説明する。
図１４（ａ）は、スイッチングトランジスタ１５３のＯＮ／ＯＦＦ状態を示すものである。スイッチングトランジスタ１５３は、容量素子１５２の蓄積電荷をリセットする機能を有しており、スイッチングトランジスタ１５３のＯＮ／ＯＦＦによってコンデンサＣＳ１４０のチャージ期間（より正確には、後に説明するようにディスチャージ期間である）が規定される。
図１４（ｂ）は、スイッチングトランジスタ２００の動作タイミングを示すものである。なおスイッチングトランジスタ２００は、信号ＳＥＬｘに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、信号ＳＥＬｘがハイレベルのときにスイッチングトランジスタ２００はＯＮとなる。
図１４（ｃ）は、エレクトロルミネッセント素子１１０の点灯タイミングを示すものである。なお図１４（ｃ）において、信号ＥＬＯＮがハイレベルのときにエレクトロルミネッセント素子１１０は発光する。
図１４（ｄ）は、コンデンサＣＳ１４０の両端（即ちソース電極１２５Ｓとドレイン電極１２５Ｄ間）の電位変化を示すものである。
図１４（ｅ）は、オペアンプ１７０の出力電圧を示している。
図１４（ｆ）はオペアンプ１７０の出力Ｖ_ｒ０をサンプルホールドするタイミングを示すものである。
図１４（ｇ）はサンプルホールドされたアナログ信号がＡＤコンバータ２４０によってＡＤ変換（アナログ信号からディジタル信号に変換）され、ディジタル化されたデータを出力するタイミングを示すものである。

光検出素子１２０の出力は、図１４（ａ）乃至（ｇ）に示すようにスイッチングトランジスタ２００のスイッチングにより、コンデンサＣＳ１４０にエレクトロルミネッセント素子１１０の所望の回数の点灯時間分チャージされた電流を取り出すことによって、高精度の光量検出が可能となる。

以降、光量検出動作における動作タイミングを詳細に説明する。
まず、スイッチングトランジスタ２００が信号ＳＥＬｘに基づきＯＮとなり、チャージアンプ１５０によって、コンデンサＣＳ１４０に初期電圧Ｖ_ｒｅｆがチャージされる（Ｓ１：リセットステップ）。

そして、このスイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づきＯＦＦにし、信号ＥＬＯＮを制御してエレクトロルミネッセント素子１１０を点灯すると、これを受光した光検出素子１２０のチャネル領域１２１ｉ（図１１参照）は光量に比例した導電性を発現する。この際に光検出素子１２０を流れる光電流により、リセットステップＳ１でコンデンサＣＳ１４０にチャージされた電荷は減少する。即ちコンデンサＣＳ１４０はエレクトロルミネッセント素子１１０の発光光量の強弱に応じてディスチャージされていく。（Ｓ２：点灯ステップ）。

次にチャージアンプ１５０を構成するスイッチングトランジスタ１５３を信号ＣＨＧに基づいてＯＦＦし、チャージアンプ１５０をコンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷を測定可能な状態とする（Ｓ３：測定開始ステップ）。

そして、スイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づいてＯＮとすると、この時点でコンデンサＣＳ１４０に蓄積されている電荷はチャージアンプ１５０を構成する容量素子１５２に受け渡される。その結果チャージアンプ１５０を構成するオペアンプ１７０の出力電圧Ｖ_ｒ０は上昇する。この期間も光検出素子１２０の光電流は流れＶ_ｒ０は上昇するが、短期間の微小電流であるため影響はほとんど無視できる（Ｓ４：電荷転送ステップ）。

最後にスイッチングトランジスタ２００を信号ＳＥＬｘに基づいてＯＦＦとしＶ_ｒ０が確定する。このときのオペアンプ出力電圧Ｖ_ｒ０をＡＤコンバータ２４０に取り込み、光量検出動作が終了し、図示しないＡＤコンバータ２４０の出力Ｄ０が確定する（Ｓ５：リードステップ）。

このようにして得られた光量検出回路２４１の出力Ｄ０（既に述べたようにディジタル化されている）は、例えばマイクロコンピュータ等の演算部、処理プログラムを格納したＲＯＭ等の不揮発性メモリ、演算に使用するワーク領域等を提供するＲＡＭ等の書き換え可能メモリ、更にこれらを相互に接続するバス等で構成された公知の組み込みコンピュータシステム（以降、光量補正部と呼称する）によって処理され、エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件である発光光量や、発光時間が決定される。

エレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件のうち発光光量を補正する場合には、光量補正部は、光ヘッドを構成する個々のエレクトロルミネッセント素子１１０に対して、新たな駆動電圧（あるいは駆動電流）を算出し、この算出結果に基づく駆動パラメータを、図示しない駆動条件設定部に設定する。これによって駆動トランジスタ１３０（図１０参照）をＯＮにした場合のエレクトロルミネッセント素子１１０の駆動条件が制御される。
このような構成によって、発光素子であるエレクトロルミネッセント素子１１０の陽極１１１と陰極１１３とに印加する電圧値、あるいは電流値が制御され、これらの間に形成された発光層１１２に電圧が印加され、エレクトロルミネッセント素子１１０の光量のばらつきや経時変化に伴う光量の変動を補償し、均一な露光が維持されるように構成される。

なお、実施の形態１では、エレクトロルミネッセント素子１１０と、光検出素子１２０とは重畳するように形成したが、重ね合わせることなく配置されていてもよい。この構造は、即ち、光検出素子１２０が形成される層と、発光素子（エレクトロルミネッセント素子１１０）が形成される層が異なっており、かつ、光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０が平面図（トップビュー）として見た時に十分離間して配置され、かつ、光検出素子１２０の下層が平坦になっているような場合に該当する。

また、ドーピング等によって１つの半導体領域を絶縁領域と活性領域に分割し、この活性領域に複数の光検出素子１２０を形成するようにした場合は、光検出素子１２０を構成する半導体領域は島状にはならないため、上面から見た場合に光検出素子１２０とエレクトロルミネッセント素子１１０を部分的に重畳するように構成することも可能である。

図１５は本発明の上記発光装置を光ヘッドとして用いた画像形成装置２１の構成図である。
図１５において、画像形成装置２１は装置内にイエロー現像ステーション２２Ｙ、マゼンタ現像ステーション２２Ｍ、シアン現像ステーション２２Ｃ、ブラック現像ステーション２２Ｋの４色分の現像ステーションを縦方向に階段状に配列し、その上方には記録紙２３が収容される給紙トレイ２４を配設すると共に、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋに対応した箇所には給紙トレイ２４から供給された記録紙２３の搬送路となる記録紙搬送路２５を上方から下方の縦方向に配置したものである。

現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは、記録紙搬送路２５の上流側から順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成するものであり、イエロー現像ステーション２２Ｙは感光体２８Ｙ、マゼンタ現像ステーション２２Ｍには感光体２８Ｍ、シアン現像ステーション２２Ｃには感光体２８Ｃ、ブラック現像ステーション２２Ｋには感光体２８Ｋが含まれ、更に各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋには図示しない現像スリーブ、帯電器等、一連の電子写真方式における現像プロセスを実現する部材が含まれている。

更に各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの下部には感光体２８Ｙ〜２８Ｋの表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが配置されている。なおこの実施の形態１で示した光ヘッドは、露光装置３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋに搭載されている。

さて現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは充填された現像剤の色が異なっているが、構成は現像色に関わらず同一であるため、以降の説明を簡単にするため特に必要がある場合を除いて現像ステーション２２、感光体２８、露光装置３３のごとく特定の色を明示せずに説明する。

図１６は本発明の実施の形態の画像形成装置２１における現像ステーション２２の周辺を示す構成図である。図１６において、現像ステーション２２の内部にはキャリアとトナーを混合物である現像剤２６が充填されている。２７ａ、２７ｂは現像剤２６を攪拌する攪拌パドルであり、攪拌パドル２７ａと２７ｂの回転によって現像剤２６中のトナーはキャリアとの摩擦によって所定の電位に帯電されると共に、現像ステーション２２の内部を巡回することでトナーとキャリアが十分に攪拌混合される。感光体２８は図示しない駆動源によって方向Ｄ３に回転する。２９は帯電器であり感光体２８の表面を所定の電位に帯電する。３０は現像スリーブ、３１は薄層化ブレードである。現像スリーブ３０は内部に複数の磁極が形成されたマグネットロール３２を有している。薄層化ブレード３１によって現像スリーブ３０の表面に供給される現像剤２６の膜厚が規制されると共に、現像スリーブ３０は図示しない駆動源によって方向Ｄ４に回転し、この回転およびマグネットロール３２の磁極の作用によって現像剤２６は現像スリーブ３０の表面に供給され、後述する露光装置によって感光体２８に形成された静電潜像を現像するとともに、感光体２８に転写されなかった現像剤２６は現像ステーション２２の内部に回収される。

３３は既に説明した露光装置である。
露光装置３３の感光体２８側には、既に説明したナノレンズシート４００（又はナノレンズ層４１０）を備えたガラス基板１００が装着されており、ガラス基板１００は感光体２８と当接あるいは、一層の空気層のみを介在して感光体２８と対向配置されている。
本実施の形態で詳細に説明した光ヘッドを搭載した露光装置３３を応用した画像形成装置２１は、既に述べたように露光装置３３が長期に渡って安定に潜像を形成できるため、製品寿命が長く、さらに本実施の形態の光ヘッドを搭載した露光装置３３は所望の形状の静電潜像を長期にわたって得られるために常に高画質の画像を形成することができる。

さて実施の形態１における露光装置３３はエレクトロルミネッセント素子１１０（図１等を参照）を６００ｄｐｉ（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の解像度で直線状に配置したもので、帯電器２９によって所定の電位に帯電した感光体２８に対し、画像データに応じて選択的にエレクトロルミネッセント素子１１０をＯＮ／ＯＦＦすることで、最大Ａ４サイズの静電潜像を形成する。この静電潜像部分に現像スリーブ３０の表面に供給された現像剤２６のうちトナーのみが付着し、静電潜像が顕画化される。

感光体２８に対し記録紙搬送路２５と対向する位置には転写ローラ３６が設けられており、図示しない駆動源により方向Ｄ５に回転する。転写ローラ３６には所定の転写バイアスが印加されており、感光体２８上に形成されたトナー像を、記録紙搬送路２５を搬送されてきた記録紙に転写する。

以降図１５に戻って説明を続ける。

これまで説明してきたように、本実施の形態における画像形成装置２１は複数の現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋを縦方向に階段状に配列したタンデム型のカラー画像形成装置であり、カラーインクジェットプリンタと同等クラスのサイズを目指すものである。現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋは複数のユニットが配置されるため、画像形成装置２１の小型化を図るためには現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋそのものの小型化と共に、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの周辺に配置される作像プロセスに関与する部材を小さくし、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの配置ピッチを極力小さくする必要がある。

オフィス等においてデスクトップに画像形成装置２１を設置した際のユーザの使い勝手、特に給紙時や排紙時の記録紙２３へのアクセス性を考慮すると、画像形成装置２１の底面から給紙口６５までの高さは２５０ｍｍ以下にすることが望ましい。これを実現するためには画像形成装置２１の全体の構成の中で現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ全体の高さを１００ｍｍ程度に抑える必要がある。

しかしながら既存の例えばＬＥＤヘッドは厚みが１５ｍｍ程度あり、これを現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ間に配置すると目標を達成することが困難である。本発明者等の検討結果によれば露光装置３３の厚みを７ｍｍ以下とすると、現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋ間の隙間に露光装置３３Ｙ〜３３Ｋを配置しても現像ステーション全体の高さを１００ｍｍ以下に抑えることが可能である。

３７はトナーボトルであり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが格納されている。トナーボトル３７から各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋには、図示しないトナー搬送用のパイプが配設され、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋにトナーを供給している。

３８は給紙ローラであり、図示しない電磁クラッチを制御することで方向Ｄ１に回転し、給紙トレイ２４に装填された記録紙２３を記録紙搬送路２５に送り出す。

給紙ローラ３８と最上流のイエロー現像ステーション２２Ｙの転写部位との間に位置する記録紙搬送路２５には、入口側のニップ搬送手段としてレジストローラ３９、ピンチローラ４０対が設けられている。レジストローラ３９、ピンチローラ４０対は、給紙ローラ３８により搬送された記録紙２３を一時的に停止させ、所定のタイミングでイエロー現像ステーション２２Ｙの方向に搬送する。この一時停止によって記録紙２３の先端がレジストローラ３９、ピンチローラ４０対の軸方向と平行に規制され、記録紙２３の斜行を防止する。

４１は記録紙通過検出センサである。記録紙通過検出センサ４１は反射型センサ（フォトリフレクタ）によって構成され、反射光の有無で記録紙２３の先端および後端を検出する。

さてレジストローラ３９の回転を開始すると（図示しない電磁クラッチによって動力伝達を制御し、回転ＯＮ／ＯＦＦを行う）記録紙２３は記録紙搬送路２５に沿ってイエロー現像ステーション２２Ｙの方向に搬送されるが、レジストローラ３９の回転開始のタイミングを起点として、各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの近傍に配置された露光装置３３Ｙ〜３３Ｋによる静電潜像の書き込みタイミングが独立して制御される。

最下流のブラック現像ステーション２２Ｋの更に下流側に位置する記録紙搬送路２５には出口側のニップ搬送手段として定着器４３が設けられている。定着器４３は加熱ローラ４４と加圧ローラ４５から構成されている。加熱ローラ４４は表面から近い順に、発熱ベルト、ゴムローラ、芯材（共に図示せず）から構成されている多層構造のローラである。このうち発熱ベルトは更に３層構造を有するベルトであり、表面に近い方から離型層、シリコンゴム層、基材層（共に図示せず）から構成される。離型層は厚み約２０〜３０マイクロメートルのフッ素樹脂からなり、加熱ローラ４４に離型性を付与する。シリコンゴム層は約１７０マイクロメートルのシリコンゴムで構成され、加圧ローラ４５に適度な弾性を与える。基材層は鉄・ニッケル・クロム等の合金である磁性材料によって構成されている。

２６は励磁コイルが内包された背面コアである。背面コア４６の内部には表面が絶縁された銅製の線材（図示せず）を所定本数束ねた励磁コイルを加熱ローラ４４の回転軸方向に延伸し、かつ加熱ローラ４４の両端部において、加熱ローラ４４の周方向に沿って周回して形成されている。励磁コイルに半共振型インバータである励磁回路（図示せず）から約３０ｋＨｚの交流電流を印加すると、背面コア４６と加熱ローラ４４の基材層によって構成される磁路に磁束が生じる。この磁束によって加熱ローラ４４の発熱ベルトの基材層に渦電流が形成され基材層が発熱する。基材層で生じた熱はシリコンゴム層を経て離型層まで伝達され、加熱ローラ４４の表面が発熱する。

４７は加熱ローラ４４の温度を検出するための温度センサである。温度センサ４７は金属酸化物を主原料とし、高温で焼結して得られるセラミック半導体であり、温度に応じて負荷抵抗が変化することを応用して接触した対象物の温度を計測することができる。温度センサ４７の出力は図示しない制御装置に入力され、制御装置は温度センサ４７の出力に基づいて背面コア４６内部の励磁コイルに出力する電力を制御し、加熱ローラ４４の表面温度が約１７０゜Ｃとなるように制御する。

この温度制御がなされた加熱ローラ４４と加圧ローラ４５によって形成されるニップ部に、トナー像が形成された記録紙２３が通紙されると、記録紙２３上のトナー像は加熱ローラ４４と加圧ローラ４５によって加熱および加圧され、トナー像が記録紙２３上に定着される。

４８は記録紙後端検出センサであり、記録紙２３の排出状況を監視するものである。５２はトナー像検出センサである。トナー像検出センサ５２は発光スペクトルの異なる複数の発光素子としてのエレクトロルミネッセント素子（共に可視光）と単一の受光素子（光検出素子）を用いた反射型センサユニットであり、記録紙２３の地肌と画像形成部分とで、画像色に応じて吸収スペクトルが異なることを利用して画像濃度を検出するものである。またトナー像検出センサ５２は画像濃度のみならず、画像形成位置も検出できるため、本実施の形態における画像形成装置２１ではトナー像検出センサ５２を画像形成装置２１の幅方向に２ヶ所設け、記録紙２３上に形成した画像位置ずれ量検出パターンの検出位置に基づき、画像形成タイミングを制御している。

５３は記録紙搬送ドラムである。記録紙搬送ドラム５３は表面を２００マイクロメートル程度の厚さのゴムで被覆した金属製ローラであり、定着後の記録紙２３は記録紙搬送ドラム５３に沿って方向Ｄ２に搬送される。このとき記録紙２３は記録紙搬送ドラム５３によって冷却されると共に、画像形成面と逆方向に曲げられて搬送される。これによって記録紙全面に高濃度の画像を形成した場合などに発生するカールを大幅に軽減することができる。その後、記録紙２３は蹴り出しローラ５５によって方向Ｄ６に搬送され、排紙トレイ５９に排出される。

５４はフェイスダウン排紙部である。フェイスダウン排紙部５４は支持部材５６を中心に回動可能に構成され、フェイスダウン排紙部５４を開放状態にすると、記録紙２３は方向Ｄ７に排紙される。このフェイスダウン排紙部５４は閉状態では記録紙搬送ドラム５３と共に記録紙２３の搬送をガイドするように、背面に搬送経路に沿ったリブ５７が形成されている。

５８は駆動源であり、本実施の形態ではステッピングモータを採用している。駆動源５８によって、給紙ローラ３８、レジストローラ３９、ピンチローラ４０、感光体（２８Ｙ〜２８Ｋ）、および転写ローラ（３６Ｙ〜３６Ｋ）を含む各現像ステーション２２Ｙ〜２２Ｋの周辺部、定着器４３、記録紙搬送ドラム５３、蹴り出しローラ５５の駆動を行っている。

６１はコントローラであり、外部のネットワークを介して図示しないコンピュータ等からの画像データを受信し、プリント可能な画像データを展開、生成する。

６２はエンジン制御部である。エンジン制御部６２は画像形成装置２１のハードウェアやメカニズムを制御し、コントローラ６１から転送された画像データに基づいて記録紙２３にカラー画像を形成すると共に、画像形成装置２１の制御全般を行っている。

６３は電源部である。電源部６３は、露光装置３３Ｙ〜３３Ｋ、駆動源５８、コントローラ６１、エンジン制御部６２へ所定電圧の電力供給を行うと共に、定着器４３の加熱ローラ４４への電力供給を行っている。また感光体２８の表面の帯電、現像スリーブ（図７における図番３０を参照）に印加する現像バイアス、転写ローラ３６に印加する転写バイアス等のいわゆる高圧電源系もこの電源部に含まれている。

また電源部６３には電源監視部６４が含まれ、少なくともエンジン制御部６２に供給される電源電圧をモニターできるようになっている。このモニター信号はエンジン制御部６２おいて検出され、電源スイッチのオフや停電等の際に発生する電源電圧の低下を検出している。

以上の説明においては本発明をカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、たとえばブラックなど単色の画像形成装置に適用することもできる。また、カラー画像形成装置に適用した場合、現像色はイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色に限定されるものではない。

本発明の画像形成装置２１は、発光分布が均一で、耐久性に優れた露光装置３３Ｙ〜３３Ｋを搭載しているため、画質と耐久性に優れている。

なお前記実施の形態として、画素ピッチよりもはるかに小さいピッチのナノレンズシートを貼着した露光装置を用いたが、画素ピッチと同程度のピッチを有するものであってもよい。滑性に優れた材料を選択することにより、露光装置を感光体に接触する程度に近づけることも可能である。

また、前記実施の形態ではナノレンズシートを用いたが、ナノレンズを構成していなくても、表面の凹凸ピッチがトナーの外径よりも小さいピッチを持つシートを貼着することにより、発光素子の保護に加え、トナーの付着を防ぐことができる。

（実施の形態２）
前記実施の形態１では、発光素子の表面に、画素ピッチよりもはるかに小さいピッチのナノレンズシートを貼着した露光装置を用いたが、本実施の形態では、図１７に示すように、画素ピッチにあわせたピッチのレンズシート４１０を貼着したことを特徴とする。
他は前記実施の形態１に示した露光装置と同様である。
この構成によれば、マイクロロッドレンズを用いた場合に比べて発光素子と感光体との距離を短くすることができ、光量損失の低減を図ることができる。

（実施の形態３）
前記実施の形態１では、発光素子の表面に、画素ピッチよりもはるかに小さいピッチのナノレンズシートを貼着した露光装置を用いたが、本実施の形態では、図１８に示すように、ナノレンズ構造をもつ保護膜４２０（実施の形態１において「ナノレンズ層」として説明したものと同等のものである）を成膜したことを特徴とする。
他は前記実施の形態１に示した露光装置と同様である。

すなわち、実施の形態1で説明した製造方法において、工程ｅ）の後に、
ｈ）例えばスピンコート法、あるいはインクジェット法を用いてＵＶ硬化型エポキシ樹脂を、１０μｍの厚みに均一に塗布し、紫外線を照射して硬化させる。通常ＵＶ硬化型エポキシ樹脂は撥水性を備えるが、より撥水性を高めるために、１０μｍ程度のフッ素樹脂を、更にその表面に塗布してもよい。

ｉ）ここにインクジェット法を用いてナノレンズを構成する樹脂材料（光硬化型の特性を備えるものが望ましい）を、所定量、所定のピッチで吐出する。塗布された樹脂材料は、その下層の撥水性と材料自体の表面張力によって凸形状を構成し、この状態を紫外線照射によって硬化させる。なお、レンズ形状の不均一性や、配置ピッチの誤差を吸収するため、レンズ配置には、いわゆる誤差拡散法、あるいはブルーノイズ法のようなランダム性（厳密にはランダムではないが）を備える配置ルールを採用することが望ましい。また、ここでの誤差拡散法の適用については、例えば印字率２０％のベタ画像を２値印字する状況とみなせばよい。

ｊ）必要に応じてｉ）を複数回繰り返し、各ナノレンズ同士が融着しないようにナノレンズ層を形成する。この繰り返し工程における誤差拡散法の適用については、いわゆる既にレンズが形成された位置への吐出を禁止した上で、誤差を再配分（全部繰越し、あるいは誤差量の減衰を伴って繰越し）するようなアルゴリズムを導入すればよい。
ｋ）形成されたナノレンズ層に対し、例えばスパッタ法を用いて最表面に酸窒化シリコン層を０．５μｍ以上の厚みに形成する。

このようにすることで、発光部の上部に、封止膜としてナノレンズ層を備える樹脂層と酸窒化シリコン層が形成される。この封止膜の膜厚は合計（撥水性を付与するためのフッ素樹脂を塗布したとしても）２０μｍ強となり、発光部と感光体を極めて近接させることができる。なお、酸窒化シリコン層は内部応力に由来する下層へのダメージを考慮して選択したものであるが、この代替としては、例えば酸化シリコン層と窒化シリコン層を交互に形成してもよい。このようにすることで、互いの内部応力（圧縮応力と引っ張り応力）を相殺することが可能となる。

この構成によれば、前記実施の形態１のナノレンズシートに比べさらなる薄型化をはかることができ、より発光素子と感光体との距離を短くすることができ、光量損失の低減を図ることができる。
また、この構造においても、表面の凹凸ピッチがトナーの外径よりも小さいピッチを持つ保護膜を用いることにより、発光素子の保護に加え、トナーの付着を防ぐことができる。

（実施の形態４）
前記実施の形態３では、発光素子の表面に、画素ピッチよりもはるかに小さいピッチのナノレンズ構造をもつ保護膜４２０を成膜した露光装置を用いたが、本実施の形態では、図１９に示すように、画素ピッチに対応したレンズ構造をもつ保護膜４３０を成膜したことを特徴とする。
他は前記実施の形態１に示した露光装置と同様である。
この構成によれば、前記実施の形態２のレンズシートに比べさらなる薄型化をはかることができ、より発光素子と感光体との距離を短くすることができ、光量損失の低減を図ることができる。
また、この構造においても、表面の凹凸ピッチがトナーの外径よりも小さいピッチを持つ保護膜を用いることにより、発光素子の保護に加え、トナーの付着を防ぐことができる。

（実施の形態５）
前記実施の形態１乃至４では、発光素子の表面に、レンズ構造をもつシートを貼着するかまたは保護膜を成膜した露光装置を用いたが、本実施の形態では、図２０に示すように、発光素子の表面に表面が平滑な保護膜４４０を成膜したことを特徴とする。
この構成によれば、レンズ構造は持たないため集光性を向上することができないが、表面の滑性を高めることができ、発光素子と感光体との距離を短くすることができ、光量損失の低減を図ることができる。

（実施の形態６）
前記実施の形態１乃至４では、発光素子の表面に、レンズ構造をもつシートを貼着するかまたは保護膜を成膜した露光装置を用いたが、本実施の形態の露光装置では、図２１に示すように、発光素子表面に形成される窓を有する遮光膜１０６に代えて、窓を有する囲み部としての低屈折率膜を形成するとともにこの窓内にレンズ部としての高屈折率膜を形成し、レンズ構造を構成したものである。

この露光装置は、発光装置の陽極１１３の上に窓を有する低屈折率膜としての酸化シリコン膜１０７ａとこの窓内に高屈折率膜として窒化シリコン膜１０７ｂを形成し、レンズ構造を構成したものである。
この構造によっても、表面が平坦なレンズ一体型の露光装置を形成することができる。従って露光装置に用いた場合にも感光体との距離をより近接させることができる。

加えてこの酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の表面をプラズマ処理などにより粗面化することにより、トナーの付着防止効果を得ることもできる。
また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等、適宜手段を採用することができる。

以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子部の発光層と感光体の光導電層とが間に空気層を介して配置されていたが、本実施の形態によれば間に空気層を介すことなく配置されており、発光層から放射される光を無駄に拡散することなく、効率良く感光体上に照射することができ、高速・高解像度・小型の光プリンタヘッドを低価格で実現することが可能である。

また、感光体ドラムに対し、露光装置の表面に屈折率１．６のオイルを潤滑材として塗布してもよい。

以上のように、本発明によれば、露光装置と感光体の間には集束レンズを介在させることなく、露光素子と感光体の間に空気層を介在させない構成とすることで、高速・高解像度・小型・低価格の画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る露光装置を用いた画像形成装置を示す概要説明図 本発明の実施の形態１に係る露光装置で用いられるナノレンズシートを示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置の、発光素子と感光体との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置の、発光素子と感光体との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置の、発光素子と感光体との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置の、発光素子と感光体との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置における光源と解像度との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置における光源と解像度との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る露光装置における光源と解像度との距離と解像度との関係を示す図 本発明の実施の形態１に係る発光装置を応用した光ヘッドの構成、特に光ヘッドに設けられた発光素子であるエレクトロルミネッセント素子の周辺構成を示す断面図 本発明の実施の形態１におけるエレクトロルミネッセント素子の上面図 本発明の実施の形態１における光ヘッドに搭載された光量検出回路の回路図 本発明の実施の形態１における光検出素子のゲート電圧Ｖｇとドレイン電流ＩＤの関係を示す説明図 本発明の実施の形態１における光量検出のタイミングを示すタイミングチャート 本発明の実施の形態１に係る露光装置を光ヘッドとして用いた画像形成装置の構成図 本発明の実施の形態１の画像形成装置における現像ステーションの周辺を示す構成図 本発明の実施の形態２の露光装置を示す断面図 本発明の実施の形態３の露光装置を示す断面図 本発明の実施の形態４の露光装置を示す断面図 本発明の実施の形態５の露光装置を示す断面図 本発明の実施の形態６の露光装置を示す断面図

符号の説明

１ 発光素子
２ 感光体
３ 空気層
２１ 画像形成装置
２２ 現像ステーション
２２Ｙ 現像ステーション
２２Ｍ 現像ステーション
２２Ｃ 現像ステーション
２２Ｋ 現像ステーション
２３ 記録紙
２４ 給紙トレイ
２５ 記録紙搬送路
２６ 現像剤
２７ａ 攪拌パドル
２７ｂ 攪拌パドル
２８ 感光体
２８Ｙ 感光体
２８Ｍ 感光体
２８Ｃ 感光体
２８Ｋ 感光体
２９ 帯電器
３０ 現像スリーブ
３１ 薄層化ブレード
３２ マグネットロール
３３ 露光装置
３３Ｙ 露光装置
３３Ｍ 露光装置
３３Ｃ 露光装置
３３Ｋ 露光装置
３６ 転写ローラ
３７ トナーボトル
３８ 給紙ローラ
３９ レジストローラ
４０ ピンチローラ
４１ 記録紙通過検出センサ
４３ 定着器
４４ 加熱ローラ
４５ 加圧ローラ
４６ 背面コア
４７ 温度センサ
４８ 記録紙後端検出センサ
５２ トナー像検出センサ
５３ 記録紙搬送ドラム
５４ フェイスダウン排出部
５５ 蹴り出しローラ
５６ 支持部材
５７ リブ
５８ 駆動源
５９ 排紙トレイ
６１ コントローラ
６２ エンジン制御部
６３ 電源部
６４ 電源監視部
６５ 給紙口
１００ ガラス基板
１０１ オーバーコート層
１０６ 遮光膜
１１０ エレクトロルミネッセント素子
１１１ 陽極（第１の電極）
１１２ 発光層
１１３ 陰極（第２の電極）
１１４ 画素規制部
１２０ 光検出素子
１２１Ｓ ソース領域
１２１Ｄ ドレイン領域
１２１ｉ チャネル領域
１２１Ｐ 良導体領域
１２２ 第１の絶縁膜
１２３ 第２の絶縁膜
１２４ 保護膜
１２５Ｓ ソース電極（光検出素子接地電極）
１２５Ｄ ドレイン電極（光検出素子出力電極）
１３０ 駆動トランジスタ
１３２Ｓ ソース領域
１３２Ｄ ドレイン領域
１３２Ｃ チャネル領域
１３３ ゲート電極
１３４Ｓ ソース電極
１３４Ｄ ドレイン電極
１４０ コンデンサＣＳ
１４１ 表示画素
１４３ 走査線
１４４ 信号線
１４５ 共通給電線
１４７ 走査線ドライバ
１４８ 信号線ドライバ
１４９ 共通給電線ドライバ
１５０ チャージアンプ
１５２ 容量素子
１５３ スイッチングトランジスタ
１７０ オペアンプ
２００ スイッチングトランジスタ
２２０ 表示装置
２４０ ＡＤコンバータ
２４１ 光量検出回路
４００ ナノレンズシート
４０１ ナノレンズ層
４２０ 保護膜
４３０ 保護膜

Claims (29)

1. 基板上に複数の発光素子を配列して形成され、前記発光素子が１層以下の空気層を介して感光体に対向せしめられ、前記感光体を露光するように構成された露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記発光素子の配列ピッチを画素ピッチPとしたとき、
   前記発光素子の発光部から、前記感光体表面までの距離Lは、以下の式１を満たすように構成された露光装置。
   Ｌ≦２Ｐ （式１）
3. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記発光素子の発光部の幅Dが、以下の式２を満たすように構成された露光装置。
   Ｄ≦３／４Ｐ （式２）
4. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記発光素子と前記感光体との間に透光性部材を配置した露光装置。
5. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記透光性部材がレンズシートである露光装置。
6. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記透光性部材が前記発光素子の上層に形成された保護膜である露光装置。
7. 請求項５または６に記載の露光装置であって、
   前記透光性部材が表前記発光素子のピッチに比べて十分比べて小さい（ナノ）レンズを構成した露光装置。
8. 請求項５または６に記載の露光装置であって、
   前記透光性部材が前記発光素子のピッチに符合するように、各発光素子に対応してレンズを構成した露光装置。
9. 請求項５乃至８のいずれかに記載の露光装置であって、
   前記透光性部材表面は凹凸を有し前記凹凸のピッチがトナーの外径よりも小さい露光装置。
10. 請求項９に記載の露光装置であって、
    前記透光性部材表面の凹凸の凸部がレンズ面を構成した露光装置。
11. 請求項５乃至８のいずれかに記載の露光装置であって、
    前記透光性部材は、第1の屈折率を持つ材料で構成されたレンズ領域と、前記レンズ領域を囲むように形成され、前記第1の屈折率よりも小さい屈折率を持つ囲み部とで構成された露光装置。
12. 請求項１１に記載の露光装置であって、
    前記透光性部材の表面は平滑面である露光装置。
13. 請求項１１に記載の露光装置であって、
    前記透光性部材の表面は、前記レンズ領域の表面とは独立した凹凸面を構成しており、前記凹凸面の凹凸のピッチがトナーの径よりも小さい露光装置。
14. 請求項１１に記載の露光装置であって、
    前記発光素子は絶縁性基板上に形成された第1の電極と、前記第1の電極上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第2の電極とを具備し、前記第1の電極との間に電界を印加することにより前記発光層を発光させるように有機エレクトロルミネッセント素子であり、
    前記保護膜が、
    前記第2の電極上を覆い、各発光素子の光射出領域を規定する窓を有する画素規制層と、前記画素規制層の前記窓内に充填され、前記画素規制層よりも高屈折率の材料で構成されたレンズ領域とを含む露光装置。
15. 請求項１４に記載の露光装置であって、
    前記レンズ領域上に、さらにナノレンズ層を含む露光装置。
16. 請求項1乃至１５のいずれかに記載の露光装置であって、
    前記発光素子は、基板表面に所定の間隔で配列されており、基板の素子形成面側に光を出射するいわゆるトップエミッションタイプの発光素子である露光装置。
17. 請求項1乃至16のいずれかに記載の露光装置であって、
    基板と、
    前記基板上に配列された複数の発光素子から構成される発光素子列と、
    前記発光素子から出力される光を検出する光検出素子と、
    前記光検出素子の出力を処理する光量検出部と、
    前記発光素子を前記光量検出部の出力に基づいて制御する機能を備えた駆動部とを具備した露光装置。
18. 請求項１７に記載の露光装置であって、
    前記発光素子としてのエレクトロルミネッセンス素子と、前記エレクトロルミネッセンス素子から出力される光を検出する光電変換層を備えた光検出素子とが重畳して配置され、
    前記エレクトロルミネッセンス素子の第１または第２の電極に接続される駆動トランジスタを含む駆動部と、前記光検出素子の出力に接続された光量検出部とを、前記基板上に配置した露光装置。
19. 請求項１８に記載の露光装置であって、
    前記光検出素子は、前記エレクトロルミネッセンス素子の、前記光検出素子側に位置する電極をゲート電極とした薄膜トランジスタである露光装置。
20. 請求項１９に記載の露光装置であって、
    前記光量検出部の選択トランジスタは、前記光検出素子を構成する薄膜トランジスタと同一工程で形成された半導体薄膜を素子領域として用いたトランジスタである露光装置。
21. 請求項１９に記載の露光装置であって、
    前記駆動部の駆動トランジスタは、前記光検出素子を構成する薄膜トランジスタと同一工程で形成された半導体薄膜を素子領域として用いたトランジスタである露光装置。
22. 請求項２１に記載の露光装置であって、
    前記光検出素子、前記エレクトロルミネッセンス素子、前記光検出部に接続される容量素子、スイッチング用の選択トランジスタ、前記駆動部の駆動トランジスタは、同一基板上に集積化された回路素子である露光装置。
23. 請求項２２に記載の露光装置であって、
    前記エレクトロルミネッセンス素子は発光層として有機半導体層を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子である露光装置。
24. 請求項２１に記載の露光装置であって、
    前記エレクトロルミネッセンス素子は発光層として無機半導体層を用いた無機エレクトロルミネッセンス素子である露光装置。
25. 請求項２１に記載の露光装置であって、
    前記光検出素子の出力に基づいて前記エレクトロルミネッセンス素子の光量を補正する光量補正手段を備えた露光装置。
26. 請求項１６に記載の露光装置であって、
    前記基板上に複数の発光素子を配列すると共に、各発光素子に対応して光検出素子を積層配列して構成された露光装置。
27. 請求項２６に記載の露光装置であって、
    前記光検出素子が、１つの発光素子に対して１個配置された露光装置。
28. 請求項２６に記載の露光装置であって、
    前記光検出素子が、複数の発光素子に対して１個配置された露光装置。
29. 請求項１乃至２８のいずれかに記載の露光装置を像形成用の露光光源として用いた画像形成装置。

Images