JP2010240847A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】露光ヘッドにおいて感光体ドラムの回転方向でずれた位置に発光素子を設けた場合でも、発光素子から像担持面までの距離をいずれの発光素子でも常に等しくすることのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置１００では、露光ヘッド１０において感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓに摺動する摺動面１６が、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。また、露光ヘッド１０において、発光素子２が設けられている基板面１１ａも像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。このため、露光ヘッド１０において、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた位置に発光素子２を設けた場合でも、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離がいずれの発光素子２でも等しい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光素子からの照射光に応じて像担持体に潜像が形成される画像形成装置に関するものである。

発光素子からの照射光に応じて像担持体に潜像が形成される画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラムと、感光体ドラムの円周面に設けられた像担持面に対向する露光ヘッドとを備えている。かかる露光ヘッドは、感光体ドラムと円周面と対向する部分には、有機ＥＬ（Electro Luminescent）素子などからなる複数の発光素子が配列されており、感光体ドラムの像担持面には、各発光素子からの照射光に応じた潜像が形成される。

かかる構成においては、露光ヘッドや像担持面の寸法誤差や、これらの要素の取付け位置の誤差に起因して、像担持体の部位によってその表面と各発光素子との間隔が変動する場合がある。かかる変動は、像担持面において発光素子からの光が到達する領域の面積や形状がばらつく原因となり、高解像度の画像を印刷することが困難となる。そこで、像担持面に接触するガイド体がヘッドに固定された構成が提案されている（特許文献１）。

但し、特許文献１に記載の構成では、ガイド体の表面と像担持体の表面が線接触する構成にすぎないため、露光ヘッドを像担持面に対して精度よく設置することが困難であり、さらに露光ヘッドを設置した後も、姿勢に安定的に維持することが困難である。そこで、図１０（ａ）に示すように、発光素子２を備えた露光ヘッド１０ｘにおいて、感光体ドラム１１０の外周面に摺動する摺動面１６ｘを像担持面１１０ｓと同一の曲率をもつ湾曲面にした構成が提案されている（特許文献２参照）。

特開平７−１７８９５６号公報（図１） 特開２００６−２６４２１８号公報（図１）

しかしながら、画像の高精細化や潜像形成速度を高めることを目的に、図１０（ｂ）に示すように、露光ヘッド１０ｙにおいて、感光体ドラム１１０の回転方向（矢印Ａで示す）でずれた位置に発光素子２を設けた場合に、図１０（ａ）に示す構成を採用すると、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離が発光素子２毎に相違してしまう。かかる相違は、画像の高精細化を妨げる原因となるため、好ましくない。特に、図１０（ｂ）に点線で示すように、露光ヘッド１０において、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた３箇所に発光素子２を設けた場合に、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離を全ての発光素子２で一致させることは不可能である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、露光ヘッドにおいて感光体ドラムの回転方向でずれた位置に発光素子を設けた場合でも、発光素子から像担持面までの距離をいずれの発光素子でも常に等しくすることのできる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、円周面上に像担持面をもって回転する感光体ドラムと、前記感光体ドラムの円周面に摺動する摺動面を備え、前記像担持面への光照射により当該像担持面上に潜像を形成する露光ヘッドと、を有する画像形成装置であって、前記露光ヘッドは、前記像担持面に対向する素子基板と、該素子基板の基板面において前記感光体ドラムの回転方向および該回転方向と直交する方向でずれた位置に設けられた複数の発光素子と、を備え、前記摺動面および前記基板面は、前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲していることを特徴とする。

本発明では、露光ヘッドにおいて感光体ドラムの円周面に摺動する摺動面が像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、感光体ドラムに対する露光ヘッドの姿勢を好適な状態に維持することができる。従って、発光素子から像担持面までの距離が変動しない。また、露光ヘッドにおいて、発光素子が設けられている基板面も像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、露光ヘッドにおいて、感光体ドラムの回転方向でずれた位置に発光素子を設けた場合でも、発光素子から像担持面までの距離がいずれの発光素子でも等しい。このため、像担持面において発光素子からの光が到達する領域の面積や形状がばらつかないので、高解像度の画像を形成することができる。

本発明において、基板面において感光体ドラムの回転方向および該回転方向と直交する方向でずれた位置に複数の発光素子が設けられた構成例としては、前記基板面において、前記感光体ドラムの回転方向と直交する方向に前記発光素子が配列された素子列が前記感光体ドラムの回転方向に複数列、設けられている構成を挙げることができる。

本発明は、前記素子列は３列以上設けられている場合に適用すると特に効果的である。前記素子列は３列以上設けられている場合、露光ヘッドにおいて感光体ドラムの回転方向でずれた３箇所以上に発光素子が存在するため、従来構成では、全ての発光素子において発光素子から像担持面までの距離を等しくすることは絶対に不可能である。しかるに本発明によれば、露光ヘッドにおいて感光体ドラムの回転方向でずれた３箇所以上に発光素子が存在する場合も、全ての発光素子において発光素子から像担持面までの距離を等しくすることができる。

本発明において、前記摺動面は、前記素子基板が前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲していることにより、前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している構成を採用することができる。かかる態様によれば、素子基板が湾曲していない状態で発光素子を設けた後、素子基板を湾曲させればよいので、素子基板に発光素子を設けるのが容易である。

ここで、素子基板を湾曲可能な構成とするには、比較的厚いガラス基板に発光素子を形成した後、エッチングあるいは研磨などの方法でガラス基板を薄手化する方法を挙げることができる、また、素子基板を湾曲可能な構成とするには、最初から薄いガラス基板に発光素子を設ける方法や、プラスチック基板などといった可撓性材料からなる基板に発光素子を設ける方法を挙げることができる。本発明では、いずれの構成を採用する場合でも、素子基板としてガラス基板を用いることが好ましい。かかるガラス基板であれば、プラスチック基板と違って熱変形が発生しないなどの利点がある。

本発明においては、前記円周面が凸曲面になっており、前記摺動面および前記基板面が凹曲面になっている構成を採用することができる。かかる態様によれば、感光体ドラムに対して露光ヘッドを配置するのが容易である。

本発明においては、前記円周面が凹曲面になっており、前記摺動面および前記基板面が凸曲面になっている構成を採用してもよい。かかる態様によれば、感光体ドラムの内側に露光ヘッドが配置されるので、露光ヘッドの設置に要するスペースを削減することができる。

本発明において、前記露光ヘッドは、前記回転ドラムの回転方向における上流側の側面と前記摺動面との間に位置して前記像担持面となす角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有することが好ましい。かかる態様によれば、露光ヘッドとの衝突に起因した像担持面の損傷を抑制できるという利点がある。露光ヘッドのうち像担持面の進行方向における上流側の側面と摺動面とが連接する角部分が像担持面に激しく衝突することを防止することができる。

本発明において、前記露光ヘッドは、前記像担持面と前記発光素子との間に介在して当該発光素子からの出射光を集光するレンズを備えていることが好ましい。かかる態様によれば、発光素子からの出射光の利用効率を向上させることができる。換言すると、レンズが配置されない構成と比較して、像担持体に潜像を形成するために必要となる発光素子からの光量を低減することができるから、消費電力の低減や発光素子の劣化の抑制を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の要部を拡大して示す説明図である。 図２に示す露光ヘッドに用いた電気光学装置の説明図である。 本発明の第１実施形態の改良例に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の構を示す説明図である。 本発明を適用した画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。 本発明を適用した別の画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。 従来の画像形成装置に用いた露光ヘッドの説明図である。

図面を参照しながら、本発明の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実際のものとは適宜に異ならせている。

［第１実施形態］
（基本構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置（例えば、画像印刷装置）の構成を示す説明図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の要部を拡大して示す説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、露光ヘッド周辺を拡大して示す説明図、露光ヘッドにおける発光素子のレイアウトを示す説明図、および露光ヘッドにおける発光素子の別のレイアウトを示す説明図である。

図１および図２（ａ）に示す画像形成装置１００は、プリンターや複写機およびファクシミリの印刷部分として使用される装置であり、円周面（外周面）上に像担持面１１０ｓをもって軸線Ｘ周りに矢印Ａで示す方向（副走査方向）に回転する感光体ドラム１１０と、感光体ドラム１１０の半径方向外側から像担持面１１０ｓに光照射を照射して像担持面１１０ｓ上に潜像を形成する露光ヘッド１０とを有している。ここで、露光ヘッド１０は、感光体ドラム１１０の円周面に摺動する摺動面１６を備えている。

（露光ヘッド１０の構成）
図２（ａ）に示すように、露光ヘッド１０は、像担持面１１０ｓに対向する基板面１１ａを備えた素子基板１１と、基板面１１ａに設けられた発光素子２とを備えており、発光素子２は、感光体ドラム１１０の回転方向および回転方向と直交する方向（主走査方向）でずれた位置に複数、設けられている。

かかる発光素子２のレイアウトは、例えば、図２（ｂ）に示すように表される。ここに示す例では、素子基板１１の基板面１１ａにおいて、感光体ドラム１１０の回転方向（矢印Ａで示す方向）と直交する方向（矢印Ｂで示す方向／感光体ドラム１１０の母線方向）に発光素子２が配列された素子列２０が感光体ドラム１１０の回転方向に２列、設けられており、各素子列２０の間において、発光素子２は、感光体ドラム１１０の母線方向でずれた位置に設けられている。また、図２（ｃ）に示すように、素子列２０は３列以上、例えば、４列設けられることもある。かかる構成によれば、発光素子２同士を近接するのに限界があっても、感光体ドラム１１０の母線方向において発光素子２が近接したのと同様な状態にあるので、画像の高精細化を図ることができる。

露光ヘッド１０は、素子基板１１において発光素子２が設けられている側を覆う封止部材７を備えており、かかる封止部材７と素子基板１１は、封止材６などによって貼り合わされて電気光学装置１を構成している。本形態では、封止部材７として板状の封止基板が用いられているため、電気光学装置１はパネル状である。また、露光ヘッド１０は、電気光学装置１を支持するパネル支持部材８を備えている。

かかる露光ヘッド１０において、パネル支持部材８は弾性部材９によって感光体ドラム１１０に向けて押圧されており、電気光学装置１は感光体ドラム１１０に向けて弾性をもって付勢されている。弾性部材９としては、コイルバネや板バネなどのバネ部材や、ゴムなどの弾性体を用いることができ、画像形成装置の筐体９０とパネル支持部材８との間に配置される。

本形態において、電気光学装置１は、発光素子２から出射された光（矢印Ｌ１で示す）を素子基板１１側から出射するボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス装置である。このため、素子基板１１は感光体ドラム１１０の側に配置され、封止部材７は素子基板１１に対して感光体ドラム１１０が位置する側とは反対側に配置されている。このため、本形態では、素子基板１１において、発光素子２が設けられている基板面１１ａとは反対側の面１１ｂが摺動面１６を構成している。

このように構成した画像形成装置１００において、像担持面１１０ｓは凸曲面になっている一方、摺動面１６は凹曲面になっている。より具体的に説明すると、素子基板１１は、感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しており、その結果、摺動面１６および基板面１１ａはいずれも、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。また、本形態では、封止部材７も湾曲した構造になっている。

（電気光学装置の構成）
図３は、図２に示す露光ヘッド１０に用いた電気光学装置１の説明図である。図３に示す電気光学装置１は、基板面１１ａに、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光素子２が形成された素子基板１１を有しており、素子基板１１の基板面１１ａには、薄膜トランジスター１５などが形成された回路部１３も形成されている。回路部１３に形成された複数の層間絶縁膜のうち、最上層の層間絶縁膜上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極２４が形成されている。画素電極２４は、薄膜トランジスター１５に電気的に接続されている。画素電極２４の上層には、隣接する画素電極２４との間にシリコン酸化膜などからなる絶縁層１７が形成されており、かかる絶縁層１７は、画素電極２４に対して部分的に重なっている。このため、絶縁層１７の開口部では、画素電極２４の表面が露出している。絶縁層１７の上層には、画素電極２４の周りを囲むように、高さが１〜４μｍ程度のアクリル樹脂やポリイミド樹脂等からなる隔壁１９が形成されており、隔壁１９で囲まれた領域内では、絶縁層１７の上層側に有機機能層２６が積層されている。有機機能層２６の上層には陰極層２５が形成されており、画素電極２４、有機機能層２６および陰極層２５によって、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる発光素子２が構成されている。なお、図３では、発光素子２と薄膜トランジスター１５とが重なる位置に表されているが、発光素子２と薄膜トランジスター１５とはずれた位置に形成されている。

有機機能層２６は、例えば、画素電極２４上に積層された正孔注入輸送層２１と、正孔注入輸送層２１上に積層された発光層２２とを備えている。発光層２２の上層あるいは下層には、その他の機能を有する他の有機機能層、例えば、インターレイアー層などを形成することもある。正孔注入輸送層２１は、正孔を発光層２２に注入する機能を有するとともに、正孔を輸送する機能を有する。発光層２２では、正孔注入輸送層２１から注入された正孔と、陰極層２５から注入される電子が発光層で再結合し、発光が行われる。

正孔注入輸送層２１は、正孔注入輸送層形成材料および溶媒（分散媒を含む）を含む液状組成物を隔壁１９の内側に吐出してから溶媒を除去して形成したものである。発光層２２も、発光層形成材料および溶媒（分散媒を含む）を含む液状組成物を隔壁１９の内側に吐出してから溶媒を除去して形成したものである。このようにして、正孔注入輸送層２１および発光層２２を形成する際、隔壁１９は、液状組成物が外にはみ出ることを防止する機能を担っている。かかる構成の場合、正孔注入輸送層２１は、例えば、ポリオレフィン誘導体である３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）や、ポリマー前駆体が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）シクロヘキサン等の有機機能材料からなる。発光層２２は、例えば、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、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、キナクリドン等をドープした有機機能材料からなる。

また、正孔注入輸送層２１および発光層２２は、蒸着により形成されることもある。かかる構成の場合、正孔注入輸送層２１は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体などからなる。発光層２２は、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料などからなる。

陰極層２５は、素子基板１１の一方面の略全面、あるいはストライプ状に形成されており、画素電極２４と対になって有機機能層２６に電流を流す役割を果たす。陰極層２５は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層された構造を有している。本形態においては、陰極層２５が発光層２２に直接に接して発光層２２に電子を注入する役割を果たしているが、発光層２２の材料によっては発光効率を高めることを目的に、発光層２２と陰極層２５との間にＬｉＦなどの電子注入層を形成する場合もある。

また、素子基板１１において発光素子２が形成されている面側には、エポキシ樹脂などの封止材６によって封止部材７が貼り合わされている。かかる封止材６および封止部材７は、発光素子２が水分や酸素によって劣化してダークスポットが発生することを防止する。

本形態の電気光学装置１は、例えば、素子基板１１の側から光を出射するボトムエミッション型であり、陰極層２５はＡｌ（アルミニウム）などの反射材料から構成されている。従って、有機機能層２６から素子基板１１側に発した光は、矢印Ｌ１で示すように、素子基板１１において基板面１１ａと反対側の面１１ｂの側から出射される、また、有機機能層２６から素子基板１１とは反対側に発した光は、陰極層２５により反射されて、矢印Ｌ１で示すように、素子基板１１を透過して素子基板１１の下側に出射される。従って、ボトムエミッション型の電気光学装置１では、素子基板１１としては、ガラスなどといった透光性基板が用いられる。

なお、陰極層２５として、ＩＴＯ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｌなどを光透過可能な状態に形成し、かつ、画素電極２４の下層側に反射層を形成すれば、矢印Ｌ２で示すように、陰極層２５側から光を出射させるトップエミッション型として構成することができる。この場合、封止部材７としては、ガラスなどといった透光性部材が用いられる。

かかる構成の電気光学装置１において、図１を参照して説明したように、素子基板１１が湾曲した構成は、比較的厚いガラス製の素子基板１１の基板面１１ａに発光素子２を設けた後、エッチングあるいは研磨などの方法で素子基板１１の他方の面１１ｂを薄手化することによって実現することができる。かかるエッチングや研磨などの薄手化工程や湾曲工程は、素子基板１１単体の状態で行なってもよいし、素子基板１１と封止部材７とを貼り合せて電気光学装置１としてから行なってもよい。前者の場合には、封止部材７および素子基板１１を湾曲させた状態で貼り合わせて電気光学装置１とすることになる。

また、素子基板１１が湾曲した構成は、最初から薄いガラス基板を素子基板１１として用いた構成や、プラスチック基板などといった可撓性材料からなる基板を素子基板１１として用いることによっても実現することができる。この場合も、湾曲工程は、素子基板１１単体の状態で行なってもよいし、素子基板１１と封止部材７とを貼り合せて電気光学装置１としてから行なってもよい。前者の場合には、封止部材７および素子基板１１を湾曲させた状態で貼り合わせて電気光学装置１とすることになる。

いずれの場合も、素子基板１１が平板状の状態で発光素子２を基板面１１ａに設けた後、湾曲させる。本形態では、素子基板１１としてガラス基板を用いられている。かかるガラス基板であれば、プラスチック基板と違って熱変形が発生しないなどの利点がある。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の画像形成装置１００では、露光ヘッド１０において感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓに摺動する摺動面１６が、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、感光体ドラム１１０に対する露光ヘッド１０の姿勢を好適な状態に維持することができる。従って、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離が変動しない。

また、露光ヘッド１０において、発光素子２が設けられている基板面１１ａも像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、露光ヘッド１０において、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた位置に発光素子２を設けた場合でも、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離がいずれの発光素子２でも等しい。また、いずれの発光素子２も像担持面１１０ｓに対する法線方向から光を照射し、発光素子２から像担持面１１０ｓへの光の入射角度がいずれの発光素子２でも等しい。

それ故、本形態によれば、像担持面１１０ｓにおいて発光素子２からの光が到達する領域の面積や形状がばらつかないので、高解像度の画像を形成することができる。

特に本形態の構成によれば、図２（ｃ）に示すように、素子列２０が３列以上設けられている場合でも、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離を全ての発光素子２で等しくすることができる。すなわち、素子列２０が２列であれば、２つの素子列２０を線対称に配置することによって、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離を全ての発光素子２で等しくすることができるが、素子列２０が３列以上の場合、従来の構成では、素子列２０を線対称に配置しても、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離を全ての発光素子２で等しくすることが不可能である。しかるに本形態では、基板面１１ａも像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、素子列２０が３列以上設けられている場合でも、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離を全ての発光素子２で等しくすることができる。また、従来構成であれば、全ての発光素子２から像担持面１１０ｓに対して法線方向から光を照射させることができないが、本形態によれば、全ての発光素子２から像担持面１１０ｓに対して法線方向から光を照射させることができる。

さらに、本形態では、感光体ドラム１１０の半径方向外側に露光ヘッド１０を配置したため、画像形成装置１００を組み立てる作業や露光ヘッド１０を交換する作業が容易である。

［第１実施形態の改良例］
図４は、本発明の第１実施形態の改良例に係る画像形成装置の構成を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は各々、露光ヘッドを斜め下方（摺動面１６）が位置する側からみた斜視図、および露光ヘッド周辺の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第１実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図４に示すように、本形態の画像形成装置１００でも、第１実施形態と同様、感光体ドラム１１０と、感光体ドラム１１０の半径方向外側から像担持面１１０ｓに光照射を照射して像担持面１１０ｓ上に潜像を形成する露光ヘッド１０とを有している。ここで、露光ヘッド１０は、感光体ドラム１１０の円周面に摺動する摺動面１６を備えている。素子基板１１は、感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しており、その結果、摺動面１６および基板面１１ａはいずれも、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。また、本形態では、封止部材７も湾曲した構造になっている。

ここで、露光ヘッド１０は、感光体ドラム１１０の回転方向（矢印Ａで示す方向）における上流側には、側面１８と摺動面１６との間に像担持面１１０ｓとなす角度Θが鋭角の傾斜面１８ａを有している。ここで、角度Θは、露光ヘッド１０の摺動面１６の上流側端部と像担持面１１０ｓとが接する位置における像担持面１１０ｓの接線方向と、傾斜面１８ａとがなす角度によって定義される。

本形態では、かかる傾斜面１８ａを有するため、露光ヘッド１０のうち像担持面１１０ｓの進行方向における上流側の側面１８と摺動面１６とが連接する角部分１６ａが鈍角であり、側面１８と摺動面１６との間に鋭角部分がない。このため、側面１８と摺動面１６とが連接する角部分１６ａが像担持面１１０ｓに激しく衝突することを防止することができる。それ故、露光ヘッド１０および像担持面１１０ｓが損傷することを防止することができる。

［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、露光ヘッド周辺の断面図、露光ヘッドを斜め上方（摺動面１６）が位置する側からみた斜視図、および露光ヘッド周辺を拡大して示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第１実施形態と同様であるため、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図５に示す画像形成装置１００も、第１実施形態と同様、プリンターや複写機およびファクシミリの印刷部分として使用される装置である。但し、本形態の画像形成装置１００では、感光体ドラム１１０の内周面（円周面）が像担持面１１０ｓになっている。このため、感光体ドラム１１０は、半径方向内側から像担持面１１０ｓに光照射を照射して像担持面１１０ｓ上に潜像を形成する。ここで、露光ヘッド１０は、感光体ドラム１１０の円周面に摺動する摺動面１６を備えている。本形態の画像形成装置１００でも、第１実施形態と同様、露光ヘッド１０は、素子基板１１において発光素子２が設けられている側を覆う封止部材７を備えており、かかる封止部材７と素子基板１１は、封止材６などによって貼り合わされてパネル状の電気光学装置１を構成している。また、露光ヘッド１０は、電気光学装置１を支持するパネル支持部材（図示せず）を備えており、パネル支持部材は弾性部材９によって感光体ドラム１１０に向けて押圧されている。

電気光学装置１は、発光素子２から出射された光（矢印Ｌ１で示す）を素子基板１１側から出射するボトムエミッション型である。このため、素子基板１１は感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓ側に配置され、封止部材７は素子基板１１に対して感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓが位置する側とは反対側に配置されている。このため、本形態では、素子基板１１において、発光素子２が設けられている基板面１１ａとは反対側の面１１ｂが摺動面１６を構成している。かかる露光ヘッド１０においても、第１実施形態で説明したように、発光素子２は、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた位置に形成されている。

ここで、像担持面１１０ｓは凹曲面になっており、摺動面１６は凸曲面になっている。すなわち、素子基板１１は、感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。このため、摺動面１６および基板面１１ａはいずれも、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲している。また、本形態では、封止部材７も湾曲した構造になっている。

このように構成した画像形成装置１００でも、露光ヘッド１０において感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓに摺動する摺動面１６が、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、感光体ドラム１１０に対する露光ヘッド１０の姿勢を好適な状態に維持することができる。従って、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離が変動しない。また、露光ヘッド１０において、発光素子２が設けられている基板面１１ａも像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲しているため、露光ヘッド１０において、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた位置に発光素子２を設けた場合でも、発光素子２から像担持面１１０ｓまでの距離がいずれの発光素子２でも等しい。また、いずれの発光素子２も像担持面１１０ｓに対する法線方向から光を照射し、発光素子２から像担持面１１０ｓへの光の入射角度がいずれの発光素子２でも等しい。それ故、本形態によれば、像担持面１１０ｓにおいて発光素子２からの光が到達する領域の面積や形状がばらつかないので、高解像度の画像を形成することができる。

また、本形態では、感光体ドラム１１０の内側に露光ヘッド１０が配置されるので、露光ヘッド１０の設置に要するスペースを削減することができる。

また、本形態の画像形成装置１００でも、第１実施形態の改良例と同様、露光ヘッド１０は、感光体ドラム１１０の回転方向（矢印Ａで示す方向）における上流側には、側面１８と摺動面１６との間に像担持面１１０ｓとなす角度Θが鋭角の傾斜面１８ａを有している。このため、露光ヘッド１０のうち像担持面１１０ｓの進行方向における上流側の側面１８と摺動面１６とが連接する角部分１６ａが鈍角であり、側面１８と摺動面１６との鋭角部分がない。このため、側面１８と摺動面１６とが連接する角部分１６ａが像担持面１１０ｓに激しく衝突することを防止することができる。それ故、露光ヘッド１０および像担持面１１０ｓが損傷することを防止することができる。

［第３実施形態］
図６は、本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）は各々、第１実施形態およびその改良例に係る露光ヘッド１０にトップエミッション型の電気光学装置１を用いた構成例を示す説明図、および第２実施形態に係る露光ヘッド１０にトップエミッション型の電気光学装置１を用いた構成例を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様であるため、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

第１実施形態および第２実施形態では、露光ヘッド１０にボトムエミッション型の電気光学装置１を用いたが、本形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、露光ヘッド１０にトップエミッション型の電気光学装置１を用いている。すなわち、電気光学装置１は、図３に矢印Ｌ２で示した光を出射する。このため、封止部材７は感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓ側に配置され、素子基板１１は封止部材７に対して感光体ドラム１１０の像担持面１１０ｓが位置する側とは反対側に配置されている。従って、本形態では、封止部材７において、素子基板１１と対向する面とは反対側の面７ｂが摺動面１６を構成している。

その他の構成は、第１実施形態および第２実施形態と同様であり、発光素子２は、感光体ドラム１１０の回転方向でずれた位置に形成されている。このため、図６（ａ）に示す画像形成装置１００では、第１実施形態と同様、素子基板１１および封止部材７が湾曲しており、摺動面１６および基板面１１ａは、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲した凹曲面になっている。また、図６（ｂ）に示す画像形成装置１００では、第２実施形態と同様、素子基板１１および封止部材７が湾曲しており、摺動面１６および基板面１１ａは、像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲した凸曲面になっている。

［第４実施形態］
図７は、本発明の第４実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、第１実施形態と同様であるため、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

上記の実施形態では、素子基板１１あるいは封止部材７によって露光ヘッド１０の摺動面１６が構成されていた。これ対して、本形態では、図７に示すように、電気光学装置１において像担持面１１０ｓが位置する側には、電気光学装置１との間にレンズ３を構成する透光性部材４が接合されている。このため、露光ヘッド１０の摺動面は、透光性部材４において電気光学装置１が位置する側とは反対側の面４ｂによって構成されている。

ここで、レンズ３は、像担持面１１０ｓと発光素子２との間に介在している。また、レンズ３は各々が、発光素子２と対向するようにアレイ状に配列されている。このため、レンズ３は、像担持面１１０ｓと発光素子２との間に介在して発光素子２からの出射光を像担持面１１０ｓに集光させる。かかるレンズ３は、例えば、電気光学装置１０側の凹部と透光性部材４の凹部とによって囲まれた空間に、素子基板１１および透光性部材４と屈折率が相違する樹脂材料が充填されることによって凸レンズとして形成される。その他の構成は、第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。なお、本形態は、第１実施形態に係る露光ヘッド１０にレンズ３を設けたが、かかる構成は、第１実施形態や第２実施形態と組み合わせてもよい。

このように構成した場合は特に、発光素子２と像担持面１１０ｓとの距離が僅かに変化したときでも、感光体ドラム１１０の表面において発光素子２からの出射光が到達するスポットの面積が大きく変化する。このため、上記実施形態で説明したように、摺動面１６および基板面１１ａを像担持面１１０ｓと同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲させることにより、発光素子２と像担持面１１０ｓとの距離を安定化させたときの効果が顕著である。

［他の実施の形態］
上記実施形態においては、発光素子２として有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたが、発光素子２としては、無機エレクトロルミネッセンス素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた場合にも本発明を適用することができる。

［画像形成装置の全体構成］
図８および図９を参照して、本発明を適用した別の画像形成装置の全体構成を説明する。図８および図９は各々、本発明を適用した画像形成装置の全体構成を示す縦断面図、および本発明を適用した別の画像形成装置の全体構成を示す縦断面図である。

（画像形成装置の構成例１）
図８に示す画像形成装置１００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１００では、４個の露光ヘッド１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙが、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。露光ヘッド１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙは、上記の各実施形態に係る露光ヘッド１０である。

画像形成装置１００には、駆動ローラー１２１と従動ローラー１２２とが設けられており、これらのローラー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ー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ーなどの張力付与手段を設けてもよい。

中間転写ベルト１２０の周囲には、外周面に感光層を有する４個の感光体ドラム１１０Ｋ、１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙが互いに所定の間隔をおいて配置される。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、露光ヘッド１０（露光ヘッド１０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、現像器１１４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とが配置されている。コロナ帯電器１１１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、これに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。露光ヘッド１０（露光ヘッド１０Ｋ、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。各露光ヘッド１０（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、複数の発光素子２が感光体ドラム１１０（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線（主走査方向）に沿って配列するように設置される。静電潜像の書き込みは、複数の発光素子３８によって感光体ドラムに光を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、この結果として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ー１０３によって、給紙カセット１０１から１枚ずつ給送されて、駆動ローラー１２１に接した中間転写ベルト１２０と二次転写ローラー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、二次転写ローラー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ー対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、排紙ローラー対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。

かかる画像形成装置１００は、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む発光素子３８を書込手段（露光手段）として利用しているので、レーザー走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。

（画像形成装置の構成例２）
図９に示す画像形成装置１００は、ベルト中間転写体方式を利用したロータリー現像式のフルカラー画像形成装置であり、感光体ドラム１６５の周囲には、コロナ帯電器１６８、ロータリー式の現像ユニット１６１と、露光ヘッド１６７と、中間転写ベルト１６９とが設けられている。

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。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。この露光ヘッド１６７は、上記実施形態に係る露光ヘッド１０である。

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、駆動ローラー１７０ａ、従動ローラー１７０ｂ、一次転写ローラー１６６およびテンションローラーに巻回されて、これらのローラーの周囲を矢印に示す向きに回転させられる。一次転写ローラー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ー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ー１７９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラーによってシート搬送路１７４を進行させられ、駆動ローラー１７０ａに接した中間転写ベルト１６９と二次転写ローラー１７１の間のニップを通過する。二次転写ローラー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。二次転写ローラー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ー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ー１７１から離される。

以上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の加熱ローラー１７２ａと加圧ローラー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、排紙ローラー対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ー対１７６を通過した後、排紙ローラー対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、二次転写ローラー１７１により顕像がシートの他面に転写され、再び定着器１７２で定着処理が行われた後、排紙ローラー対１７６でシートが排出される。

かかる画像形成装置１００は、有機ＥＬ材料からなる発光層を含む発光素子３８を書込手段（露光手段）として利用しているので、レーザー走査光学系を用いた場合よりも、装置の小型化を図ることができる。

（他の構成例）
なお、以上に例示した以外の電子写真方式の画像形成装置にも本発明の発光装置を採用することができる。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本発明に係る発光装置を応用することが可能である。

１・・電気光学装置、２・・発光素子、３・・レンズ、６・・封止材、７・・封止部材、１０・・露光ヘッド、１１・・素子基板、１１ａ・・基板面、１６・・摺動面、２０・・素子列、１１０・・感光体ドラム、１００・・画像形成装置、１１０ｓ・・像担持面

Claims (9)

1. 円周面上に像担持面をもって回転する感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの円周面に摺動する摺動面を備え、前記像担持面への光照射により当該像担持面上に潜像を形成する露光ヘッドと、
   を有する画像形成装置であって、
   前記露光ヘッドは、前記像担持面に対向する素子基板と、該素子基板の基板面において前記感光体ドラムの回転方向および該回転方向と直交する方向でずれた位置に設けられた複数の発光素子と、を備え、
   前記摺動面および前記基板面は、前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基板面には、前記感光体ドラムの回転方向と直交する方向に前記発光素子が配列された素子列が前記感光体ドラムの回転方向に複数列、設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記素子列は３列以上設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記摺動面は、前記素子基板が前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲していることにより、前記像担持面と同一あるいは略同一の曲率をもって湾曲していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記素子基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記円周面は、凸曲面になっており、
   前記摺動面および前記基板面は、凹曲面になっていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記円周面は、凹曲面になっており、
   前記摺動面および前記基板面は、凸曲面になっていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記露光ヘッドは、前記回転ドラムの回転方向における上流側の側面と前記摺動面との間に位置して前記像担持面との角度が鋭角となるように傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記露光ヘッドは、前記像担持面と前記発光素子との間に介在して当該発光素子からの出射光を集光するレンズを備えていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。

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