JP2021030569A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
電子写真方式の画像形成装置に関する Electrophotograph type image forming apparatus
一般的に、LED(Light Emitting Diodo)や有機EL(Organic Electro Luminescence)を有する露光ヘッドを用いて感光ドラムを露光することによって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。露光ヘッドは、感光ドラムの回転方向に略直交する方向に配列された複数の発光素子を備える。露光ヘッドは、各発光素子から出射される光を感光ドラムに結像するためのロッドレンズアレイをさらに有する。発光素子の数および隣接する発光素子間の間隔は、感光ドラム上における画像形成領域の幅、および画像形成装置の出力画像の解像度によって決まっている。例えば、1200dpiの出力解像度のプリンタの場合、1画素の幅は21.16μm(小数点3桁以降は省略)であるため、隣接する発光素子の間隔は21.16μmで形成される。このような、露光ヘッドを用いた画像形成装置は、レーザ走査方式のレーザビームプリンタのようにポリゴンミラーなどの偏向装置を用いないため、レーザ走査方式のプリンタと比較して、使用する部品数が少ないため、装置の小型化、低コスト化が可能となる。 Generally, an electrophotographic image forming apparatus is known that forms an image by exposing a photosensitive drum using an exposure head having an LED (Light Emitting Diode) or an organic EL (Organic Electro Luminescence). The exposure head includes a plurality of light emitting elements arranged in a direction substantially orthogonal to the rotation direction of the photosensitive drum. The exposure head further includes a rod lens array for forming an image of the light emitted from each light emitting element on the photosensitive drum. The number of light emitting elements and the spacing between adjacent light emitting elements are determined by the width of the image forming region on the photosensitive drum and the resolution of the output image of the image forming apparatus. For example, in the case of a printer having an output resolution of 1200 dpi, the width of one pixel is 21.16 μm (three digits after the decimal point are omitted), so that the distance between adjacent light emitting elements is 21.16 μm. Since such an image forming apparatus using an exposure head does not use a deflection device such as a polygon mirror unlike a laser scanning type laser beam printer, the number of parts used is larger than that of a laser scanning type printer. Since the number is small, it is possible to reduce the size and cost of the device.
このような露光ヘッドとして透明のガラス基板上にTFT回路と有機ELを用いた露光ヘッドが提案されている(例えば特許文献1を参照)。 As such an exposure head, an exposure head using a TFT circuit and an organic EL on a transparent glass substrate has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1が開示する露光ヘッドに備えられる発光装置は、有機層からの光をTFT回路側から出射させる、所謂ボトムエミッション型の発光装置である。ボトムエミッション型の発光装置は、TFT回路によって光路が限定されてしまうため、発光層における発光光量に対して発光装置から出射される光量の割合が小さい。そのため、ボトムエミッション型の発光装置を感光体の露光光源としてもいる場合、発光光量を大きくしなければならないという課題がある。
The light emitting device provided in the exposure head disclosed in
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、本発明の画像形成装置は、画像形成装置であって、回転軸線を中心に回転駆動される感光体と、発光装置と、前記発光装置から出射された光を感光体表面に導くレンズアレイと、を含む露光ヘッドと、を備え、前記発光装置は、前記発光装置を駆動する駆動回路を含むシリコン基板と、前記回転軸線に略平行な方向に配列された複数の電極であって、前記シリコン基板上に分離して形成された複数の電極を含む第1の電極層と、前記第1の電極層上に層状に形成され、電圧が印加されることによって発光する発光層と、前記シリコン基板および前記第1の電極層が配置された側とは前記発光層を間に挟んで反対側に前記第1の電極層の前記複数の電極に対して共通に設けられ、光が透過可能な第2の電極層と、を備え、前記駆動回路は、前記発光層が発光するように前記第1の電極層に含まれる各電極の電位を画像データに基づいて制御し、前記レンズアレイは、前記第2の電極層を透過した光が前記感光体上に導かれるように、前記第2の電極層と前記感光体表面との間に配置されていることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus, which is a photoconductor that is rotationally driven around a rotation axis, a light emitting device, and emits light from the light emitting device. The light emitting device includes an exposure head including a lens array that guides the light to the surface of the photoconductor, and the light emitting device is in a direction substantially parallel to the rotation axis with a silicon substrate including a drive circuit for driving the light emitting device. A plurality of arranged electrodes, a first electrode layer including a plurality of electrodes separately formed on the silicon substrate, and a layer formed on the first electrode layer, and a voltage is applied. With respect to the plurality of electrodes of the first electrode layer on the opposite side of the light emitting layer that emits light by the light emitting layer and the side on which the silicon substrate and the first electrode layer are arranged are sandwiched between the light emitting layer. The drive circuit includes a second electrode layer that is commonly provided and is capable of transmitting light, and the drive circuit captures image data of the potential of each electrode included in the first electrode layer so that the light emitting layer emits light. The lens array is arranged between the second electrode layer and the surface of the photoconductor so that the light transmitted through the second electrode layer is guided onto the photoconductor. It is characterized by being.
シリコン基板および第1の電極層が配置された側とは発光層を間に挟んで反対側に光が透過可能な第2の電極層を設け、第2の電極層を透過した光を感光ドラムに導くことによって感光ドラム上に静電潜像を形成可能な光量の光を生成することができる。 A second electrode layer capable of transmitting light is provided on the opposite side with a light emitting layer sandwiched between the silicon substrate and the side on which the first electrode layer is arranged, and the light transmitted through the second electrode layer is transmitted to a photosensitive drum. It is possible to generate light with an amount of light capable of forming an electrostatic latent image on the photosensitive drum.
[実施例1]
図1は、実施例1における電子写真方式の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図1に示す画像形成装置は、スキャナ機能とプリンタ機能を備える複合機(MFP)であり、スキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105、及びこれらを制御するプリンタ制御部(不図示)から構成される。スキャナ部100は、原稿台に置かれた原稿に照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、読み取った画像を電気信号に変換して画像データを作成する。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an electrophotographic image forming apparatus according to the first embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a multifunction device (MFP) having a scanner function and a printer function, and is a
作像部103は、無端の搬送ベルト111の回転方向(反時計回り方向)に沿って、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順に並べられた、4連の画像形成ステーションを備える。4つの画像形成ステーションは同じ構成を有し、各画像形成ステーションは、矢印方向(時計回り方向)に回転する感光体である感光ドラム102、露光ヘッド106、帯電器107、現像器108を備えている。なお、感光ドラム102、露光ヘッド106、帯電器107、現像器108の添え字a、b、c、dは、それぞれ画像形成ステーションのブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添え字を省略することとする。
The
作像部103では、感光ドラム102を回転駆動し、帯電器107によって感光ドラム102を帯電させる。露光手段である露光ヘッド106は、発光装置を画像データに応じて発光させ、発光装置によって生成される光を、ロッドレンズアレイによって感光ドラム102上(感光体上)に集光し、静電潜像を形成する。現像手段である現像器108は、感光ドラム102に形成された静電潜像をトナーで現像する。そして、現像されたトナー像は、記録紙を搬送する搬送ベルト111上の記録紙に転写される。このような一連の電子写真プロセスが各画像形成ステーションで実行される。なお、画像形成時には、シアン(C)の画像形成ステーションでの画像形成が開始されて所定時間が経過した後に、順次、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各画像形成ステーションで、画像形成動作が実行される。これにより、フルカラーの画像が形成される。
In the
図1に示す画像形成装置は、記録紙を給紙するユニットとして、給紙/搬送部105が有する本体内給紙ユニット109a、109b、大容量の給紙ユニットである外部給紙ユニット109c、及び手差し給紙ユニット109dを備えている。画像形成時には、このうち、予め指示された給紙ユニットから記録紙が給紙され、給紙された記録紙はレジストレーションローラ110まで搬送される。レジストレーションローラ110は、上述した作像部103において形成されたトナー像が記録紙に転写されるタイミングで、搬送ベルト111に記録紙を搬送する。搬送ベルト111により搬送される記録紙には、各画像形成ステーションの感光ドラム102上に形成されたトナー像が順次転写される。未定着のトナー像が転写された記録紙は、定着部104へと搬送される。定着部104は、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、記録紙上のトナー像を、2つのローラにより加熱・加圧することによって記録紙に定着させる。定着部104によりトナー像が定着された記録紙は、排出ローラ112により画像形成装置の外部に排出される。
The image forming apparatus shown in FIG. 1 has internal
ブラック(K)の画像形成ステーションの記録紙搬送方向の下流側には、搬送ベルト111に対向する位置に、検知手段である光学センサ113が配置されている。光学センサ113は、各画像形成ステーション間のトナー像の色ずれ量を導出するため、搬送ベルト111上に形成されたテスト画像の位置検出を行う。光学センサ113により導出された色ずれ量は、後述する画像コントローラ部700(図7参照)等に通知され、記録紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写されるように、各色の画像位置が補正される。また、プリンタ制御部(不図示)は、複合機(MFP)全体を制御するMFP制御部(不図示)からの指示に応じて、上述したスキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105等を制御しながら、画像形成動作を実行する。
An
ここでは、電子写真方式の画像形成装置の例として、搬送ベルト111上の記録紙に各画像形成ステーションの感光ドラム102に形成されたトナー像を直接転写する方式の画像形成装置について説明した。しかしながら、実施形態は、このような感光ドラム102上のトナー像を直接、記録紙に転写する方式のプリンタに限定されるものではない。例えば、実施形態は、感光ドラム102上のトナー像を中間転写ベルトに転写する1次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写する2次転写部を備える画像形成装置でも良い。
Here, as an example of the electrophotographic image forming apparatus, an image forming apparatus of a type in which the toner image formed on the
[露光ヘッドの構成]
次に、感光ドラム102に露光を行う露光ヘッド106について、図2を参照して説明する。図2(a)は、露光ヘッド106と感光ドラム102との位置関係を示す斜視図であり、図2(b)は、露光ヘッド106の内部構成と、露光ヘッド106からの光束がロッドレンズアレイ203により感光ドラム102に集光される様子を説明する図である。図2(a)に示すように、露光ヘッド106は、矢印方向に回転する感光ドラム102の上部の、感光ドラム102に対向する位置に、取付け部材(不図示)によって画像形成装置に取り付けられている(図1)。
[Exposure head configuration]
Next, the
図2(b)に示すように、露光ヘッド106は、プリント基板202と、プリント基板202に実装された発光装置群400と、ロッドレンズアレイ203と、ハウジング204から構成されている。ハウジング204には、ロッドレンズアレイ203とプリント基板202が取り付けられる。図2に示すようにロッドレンズアレイ203は、発光装置群400と感光ドラム102の間に配置されている。ロッドレンズアレイ203は、プリント基板202の長手方向に沿って設けられ、発光装置群がそれぞれ出射する光束を感光ドラム102上に集光させる。工場では、露光ヘッド106単体で組立て調整作業が行われ、ピント調整、光量調整が行われる。ここで、感光ドラム102とロッドレンズアレイ203との間の距離、及びロッドレンズアレイ203と発光装置群400との間の距離が、所定の間隔となるように組立て調整が行われる。これにより、発光装置群400からの光が感光ドラム102上に結像される。そのため、工場でのピント調整時においては、ロッドレンズアレイ203と発光装置群400との距離が所定の値となるように、ロッドレンズアレイ203の取付け位置の調整が行われる。また、工場での光量調整時においては、発光装置群400の各発光素子を順次発光させていき、ロッドレンズアレイ203を介して感光ドラム102上に集光させた光が所定光量になるように、発光装置に印加する後述の電圧の調整が行われる。
As shown in FIG. 2B, the
図3は、プリント基板202およびプリント基板に実装された発光装置群400を説明する図である。図3(a)は、プリント基板202の発光装置群400が実装された面の構成を示す模式図であり、図3(b)は、プリント基板202の発光装置群400が実装された面(第1面)とは反対側の面(第2面)の構成を示す模式図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a printed
図3(a)に示すように、第2の基板であるプリント基板202に実装された発光装置群400は、20個の独立したチップである発光装置401−1〜401−20が、プリント基板202の長手方向に沿って、千鳥状に2列に配置された構成を有している。すなわち、プリント基板202上(第2の基板上)には、奇数番目の発光装置401−1・・・と偶数番目の発光装置401−2・・・とが感光ドラム102の回転方向において異なる位置に配列されている。以下、発光装置401−1〜401−20を総称する場合、発光装置401として説明する。なお、図3(a)において、上下方向は第1の方向である感光ドラム102の回転方向を示し、水平方向は、第1の方向と直交する第2の方向である長手方向を示す。長手方向は、感光ドラム102の回転方向と交差する交差方向でもある。各々の発光装置401の内部には計748個の後述する下部電極を有する。本実施例では、下部電極は21.16μm(≒2.54cm/1200ドット)に1つ配置されている。その結果、1つの発光装置内における748個の下部電極の端から端までの配列距離は、約15.8mm(≒21.16μm×748)である。発光装置群400は、20個の発光装置401−1〜401−20から構成されている。発光装置群400に下部電極の数は14,960個(=748個の電極×20チップ)となり、発光装置群400によって約316mm(≒約15.8mm×20チップ)の長手方向の画像幅に対応した露光が可能となる。
As shown in FIG. 3A, in the light emitting
図3(b)に示すように、発光装置群400が実装された面とは反対側のプリント基板202の面には、コネクタ305が実装されている。コネクタ305は、不図示の画像コントローラ部700から発光装置群400を制御する制御信号及び電源ラインを接続するためのコネクタであり、コネクタ305を介して各発光装置401−1〜401−20が駆動される。
As shown in FIG. 3B, the
図4は、長手方向に2列に配置された発光装置401のチップ間の境界部の様子を示す図であり、水平方向は、図3(a)の発光装置群401の長手方向である。図4に、発光装置401のチップ間の境界部(長手方向においてチップ同士の端部が重なっている部分(重なり部))を示す。発光装置401−2nと発光装置401−2n+1間の境界部においても、異なる発光装置間における端部の下部電極のピッチ(2つの発光素子の中心点と中心点の間隔)は、1200dpiの解像度のピッチである略21.16μmとなっている。
FIG. 4 is a diagram showing the state of the boundary between the chips of the
図5は、本実施例に係るロッドレンズアレイ203とプリント基板202の配置関係を示す上面図である。ロッドレンズアレイ203は、光軸がZ方向に延びるロッドレンズが図5に示すように配列されたレンズ群である。プリント基板202に実装された発光装置401−1〜401−20の発光領域の長さ以上に渡って複数のロッドレンズ500が配置されている。ロッドレンズアレイ203以外にはマイクロレンズアレイなどを用いることができる。
FIG. 5 is a top view showing the arrangement relationship between the
[発光装置の構成]
図6は発光装置401の内部構成を示す概略図である。ここで、図6に示すように、発光装置401の長手方向をX方向、短手方向をY方向とする。ここで、Y方向は感光ドラム102の回転方向、言い換えれば回転する感光ドラム102の感光面(感光体表面)の移動方向である。X方向は、Y方向すなわち感光ドラム102の回転方向に略直交する方向である。なお、略直交は角度90°に対して±1°程度の傾きを許容する。発光装置401は第1の基板であるシリコン基板402の上にワイヤボンディング用パッド(以下、WBパッドという)601−1、601−2、601−3、601−4が形成されている。なお、シリコン基板402には駆動部である回路部602(破線)が内蔵されている。回路部602としてはアナログ駆動回路、デジタル制御回路、又はその両方を含んだ構成を用いることができる。回路部602の電源供給や発光装置401の外部からの信号等の入出力はWBパッドを介して行われる。
[Configuration of light emitting device]
FIG. 6 is a schematic view showing the internal configuration of the
本実施例の発光装置401は、感光ドラムの回転軸線方向に沿って延びるライン状の発光領域604を含む。発光領域604は、後述する陽極と陰極と発光層701とを含み、陽極と陰極に電位差が生じることによって発光する領域である。
The
シリコン基板402は、集積回路形成用のプロセス技術も発達しており、既に様々な集積回路の基板として用いられているため、高速かつ高機能な回路を高密度に形成できるというメリットがある。また、シリコン基板については、大口径のウェハが出回っており、安価に入手することができるというメリットがある。
Since the
図7および図8を用いて発光装置401をさらに詳しく説明する。図7、および図8におけるX方向は、露光ヘッドの長手方向を示している。Z方向は、後述する層構造の各層が重なる方向である。
The
図7は、図6中のA−A断面の概略図の要部拡大図である。図8は、Y方向から見た後述する下部電極700−1〜700−748の概略図である。図7に示すように、発光装置401は、シリコン基板402、下部電極700−1〜700−748、発光層701、上部電極702を備える。
FIG. 7 is an enlarged view of a main part of a schematic view of a cross section taken along the line AA in FIG. FIG. 8 is a schematic view of the lower electrodes 700-1 to 700-748, which will be described later, as viewed from the Y direction. As shown in FIG. 7, the
シリコン基板402には製造プロセスにおいて後述する下部電極700−1〜700−748それぞれに対応する駆動部を含む駆動回路が形成された駆動基板である。
The
図5に示すように、下部電極700−1〜700−748(陰極)は、シリコン基板402上に層状(第1の電極層)に形成された複数の電極である。各下部電極700−1〜700−748は、シリコン基板402を製造する製造プロセスとともにSi集積回路加工技術を用いてシリコン基板402に内蔵されている複数の駆動部上に形成される。下部電極700−1〜700−748は、後述する発光層701の発光波長に対して反射率の高い金属が好ましい。そのため、下部電極700−1〜700−748には、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、またはこれらの合金、銀・マグネシウム合金など含有することが好ましい。
As shown in FIG. 5, the lower electrodes 700-1 to 700-748 (cathodes) are a plurality of electrodes formed in a layer (first electrode layer) on the
図7および図8に示すように、下部電極700−1〜700−748は、X方向における各画素に対応して設けられた電極である。すなわち、下部電極700−1〜700−748はそれぞれ1画素を形成するために設けられた電極である。 As shown in FIGS. 7 and 8, the lower electrodes 700-1 to 700-748 are electrodes provided corresponding to each pixel in the X direction. That is, the lower electrodes 700-1 to 700-748 are electrodes provided to form one pixel each.
本実施例におけるX方向における下部電極700−1〜700−748の幅Wは1画素の幅に対応する幅である。間隔dはX方向における下部電極間距離である。下部電極700−1〜504−20はシリコン基板402上に間隔dを開けて形成されているため、発光基板402に形成された複数の駆動部はそれぞれ個別に下部電極700−1〜700−748の電圧を制御することができる。間隔dには発光層701の有機材料が充填されており、下部電極は有機材料によって仕切られている。
The width W of the lower electrodes 700-1 to 700-748 in the X direction in this embodiment is a width corresponding to the width of one pixel. The interval d is the distance between the lower electrodes in the X direction. Since the lower electrodes 700-1 to 504-20 are formed on the
本実施例における発光装置において、下部電極700−1〜700−748の幅Wは称呼寸法として20.90m、間隔dは称呼寸法として0.26μmに設定されている。つまり、本実施例の発光装置は、X方向において21.16μm毎に1つの下部電極700を備える。21.16μmは1200dpiにおける1画素の大きさであるので、各下部電極のX方向における下部電極700の幅は本実施例の画像形成装置の出力解像度に対応する1画素相当の大きさを有することになる。なお、本実施例の発光装置おけるプロセス・ルールは0.2μm程度と高精度であり、d1の幅を0.26μmの分解能で形成することは可能である。 In the light emitting device of this embodiment, the width W of the lower electrodes 700-1 to 700-748 is set to 20.90 m as the nominal size, and the interval d is set to 0.26 μm as the nominal size. That is, the light emitting device of this embodiment includes one lower electrode 700 every 21.16 μm in the X direction. Since 21.16 μm is the size of one pixel at 1200 dpi, the width of the lower electrode 700 in the X direction of each lower electrode has a size equivalent to one pixel corresponding to the output resolution of the image forming apparatus of this embodiment. become. The process rule in the light emitting device of this embodiment has a high accuracy of about 0.2 μm, and it is possible to form the width of d1 with a resolution of 0.26 μm.
また、感光ドラムの回転方向であるY方向における下部電極700−1〜700−748の幅もWである。つまり、本実施例の下部電極700−1〜700−748は20.90μm四方の形状をなしており、下部電極700の面積は436.81μm2の大きさとなる。これは、1画素の面積447.7456μm2に対して約97.6%を占める。有機発光材料はLEDに比較して光量が少ない。それに対して、上記のように下部電極を正方形として隣接する下部電極間の距離を小さくしてシリコン基板402上に形成することで、感光ドラムの電位を変化させ得る程度の光量を得るための発光面積を確保することが可能となる。なお、1画素の占有面積に対して90%以上の下部電極面積を確保することが望ましい。したがって、1200dpiの出力解像度の画像形成装置に対しては下部電極700の一辺の幅を約20.07μm以上で形成することが望ましく、2400dpiの出力解像度の画像形成装置に対しては下部電極700の一辺の幅を約10.04μm以上で形成することが望ましい。
Further, the width of the lower electrodes 700-1 to 700-748 in the Y direction, which is the rotation direction of the photosensitive drum, is also W. That is, the lower electrodes 700-1 to 700-748 of this embodiment have a shape of 20.90 μm square, and the area of the lower electrode 700 has a size of 436.81 μm 2. This occupies about 97.6% of the area of 447.7456 μm 2 of one pixel. The amount of light of the organic light emitting material is smaller than that of the LED. On the other hand, by forming the lower electrode into a square shape and reducing the distance between adjacent lower electrodes on the
一方で、下部電極700の占有面積の上限値は、ロッドレンズアレイや後述する上部電極の透過率に基づいて設定されるべきであるが、本実施例では、1画素の占有面積に対して110%を上限として設定する。1画素の占有面積に対して110%より大きく設計すると、感度の高い感光ドラムを露光する際に形成される画素のサイズが解像度を大きく超えてしまう可能性があるため、下部電極700の占有面積の上限値を110%に設定する。したがって、1200dpiの出力解像度の画像形成装置に対しては下部電極700の一辺の幅を約22.19μm以下で形成することが望ましく、2400dpiの出力解像度の画像形成装置に対しては下部電極700の一辺の幅を約11.10μm以下で形成することが望ましい。すなわち、1画素の占有面積に対する下部電極の占有面積の範囲は90%以上110%以下であることが好ましい。 On the other hand, the upper limit of the occupied area of the lower electrode 700 should be set based on the transmittance of the rod lens array and the upper electrode described later, but in this embodiment, 110 is obtained with respect to the occupied area of one pixel. Set up to%. If the design is made larger than 110% of the occupied area of one pixel, the size of the pixels formed when exposing the sensitive photosensitive drum may greatly exceed the resolution. Therefore, the occupied area of the lower electrode 700 Set the upper limit of to 110%. Therefore, it is desirable to form the width of one side of the lower electrode 700 at about 22.19 μm or less for an image forming apparatus having an output resolution of 1200 dpi, and for an image forming apparatus having an output resolution of 2400 dpi, it is desirable that the width of one side of the lower electrode 700 is formed. It is desirable to form the width of one side to about 11.10 μm or less. That is, the range of the occupied area of the lower electrode with respect to the occupied area of one pixel is preferably 90% or more and 110% or less.
なお、下部電極の形状は正方形に限られず、画像形成装置の出力解像度に対応するスポットサイズの光を出射し、その光によって出力画像の画質が画像形成装置の設計仕様を満たすレベルであれば四角形以上の多角形、円形、楕円形などの形状でも良い。 The shape of the lower electrode is not limited to a square, and if the spot size light corresponding to the output resolution of the image forming apparatus is emitted and the image quality of the output image meets the design specifications of the image forming apparatus, it is a quadrangle. The above-mentioned polygonal, circular, elliptical and other shapes may be used.
次に、発光層701について説明する。発光層701は下部電極700−1〜504−20を形成されたシリコン基板402に積層されて形成される。すなわち、下部電極700−1〜700−748が形成された部分において発光層701は下部電極700−1〜700−748上に形成され、下部電極700−1〜700−748が形成されていない部分においてシリコン基板402上に形成される。本実施例では、発光部501において発光層701は、下部電極700−1〜700−748すべてに跨るように形成されているが、実施の形態はこれに限られるものではない。例えば、下部電極700−1〜700−748と同様に発光層701を各下部電極上に分離して積層するように形成しても良いし、下部電極700−1〜700−748を複数のグループに分割して、分割したグループ毎にそのグループに属する下部電極上に一つの発光層を積層させても良い。
Next, the
発光層701は、例えば有機材料を用いることができる。有機EL膜である発光層701は、電子輸送層、正孔輸送層、電子注入層、正孔注入層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能層を含む積層構造体である。発光層701には、有機材料以外でも無機材料を用いても良い。
For the
発光層701には上部電極702(陽極)が積層(第2の電極層)とされている。上部電極702は、発光層701の発光波長の光を透過させることが可能な電極である。そのため、本実施例の上部電極702は酸化インジウムスズ(ITO)を含有する材料を透明電極として採用している。酸化インジウムスズの電極は、可視光領域の光に関して80%以上の透過率を有するため、有機ELの電極としては好適である。
The upper electrode 702 (anode) is laminated (second electrode layer) on the
上部電極702は、少なくとも発光層701を挟んで下部電極700−1〜700−748の反対側に形成されている。すなわち、Z方向において、上部電極702と下部電極700−1〜700−748の間に発光層701が配置されており、Z方向において下部電極700−1〜700−748を上部電極702に投影したときに下部電極700−1〜700−748が形成された領域は上部電極702が形成された領域に収まる。なお、透明電極は発光層701全体に積層されていなくても良いが、発光層701で生じた光を効率良く発光装置の外部に出射するためには、1画素の占有面積に対して上部電極702の占有面積が100%以上であることが好ましく、より好ましくは120%以上であることが好ましい。上部電極702の占有面積の上限値はシリコン基板402、発光層701の面積によって任意に設計される。上部電極702において光を透過させる部分以外は配線を設けても良い。
The
本実施例の上部電極702は、各下部電極700−1〜700−748に対して共通に設けられた陽極であるが、各下部電極700−1〜700−748に対して個別に設けても良いし、複数の下部電極毎に一つの上部電極を設けても良い。
The
駆動回路は、上部電極702と、下部電極700−1〜700−748のうちの任意の下部電極と、に電位差を生じさせるために画像データに基づいて各下部電極700−1〜700−748の電位を制御する。
The drive circuit of each of the lower electrodes 700-1-700-748 is based on image data to create a potential difference between the
本実施例における発光装置は所謂トップエミッション型の出射方式のデバイスである。陽極である上部電極702と陰極である下部電極700それぞれに電圧を印加して両社に電位差が生じると、陰極から電子が発光層701に流れ込み、陽極から正孔が発光層701に流れ込む。そして、発光層701において電子と正孔が再結合することによって発光層701が発光する。発光層701が発光することによって上部電極702に向かう光は上部電極を透過して発光装置から図7に示す矢印A方向に出射される。また、発光層701から下部電極700に向かう光は下部電極700によって上部電極702に向けて反射され、その反射光も上部電極702を透過して発光装置から出射される。発光層701から直接上部電極702に向かって出射される光と、下部電極700によって反射されて上部電極702から出射される光と、の上部電極702からの出射タイミングに時間差は生じるが、発光装置の層の厚さは極小さいため、ほぼ同時の出射と見做すことができる。
The light emitting device in this embodiment is a so-called top emission type emission device. When a voltage is applied to each of the
上部電極702として酸化インジウムスズなどの透明電極を用いることによって電極の光の透過割合を示す開口率を実質的に上部電極702の透過率と同等とすることができる。すなわち、実質的に上部電極702以外に光を減衰させる、あるいは光を遮蔽する部分がないため、発光層701の発光が極力減衰する、あるいは遮蔽されることなく出射光510となる。
By using a transparent electrode such as indium tin oxide as the
また、前述した様に下部電極700−1〜700−748高精度なSi集積回路加工技術を用いて形成することで下部電極700−1〜700−748を高密度配置ができる。そのため、発光部404の面積(ここでは下部電極700−1〜700−748の面積と、互いに隣接する下部電極間の領域の面積の合計)のほとんどを下部電極700−1〜700−748に割り当てることができる。すなわち、単位面積当たりの発光領域の利用効率が高い露光ヘッドとなる。 Further, as described above, the lower electrodes 700-1 to 700-748 can be arranged at high density by forming the lower electrodes 700-1 to 700-748 using high-precision Si integrated circuit processing technology. Therefore, most of the area of the light emitting unit 404 (here, the total area of the lower electrodes 700-1 to 700-748 and the area between the lower electrodes adjacent to each other) is allocated to the lower electrodes 700-1 to 700-748. be able to. That is, the exposure head has high utilization efficiency of the light emitting region per unit area.
なお、発光層701として有機EL層や無機EL層などの水分に弱い発光材料を用いる際は発光部404への水分侵入を阻止するために封止しておくことが望ましい。封止方法としては、例えば、シリコンの酸化物、シリコンの窒化物、アルミの酸化物などの薄膜の単体あるいは積層した封止膜を形成する。封止膜の形成方法としては段差などの構造の被覆性能に優れた方法が好ましく、例えば、原子層堆積法(ALD法)などを用いることができる。なお、封止膜の材料、構成、形成方法などは一例であり、上述した例には限定されず、適宜好適なものを選択すればよい。
When a light-emitting material such as an organic EL layer or an inorganic EL layer that is sensitive to water is used as the light-emitting
以上、説明したように、本実施例によれば、感光体を露光するための露光光源としてトップエミッション型の発光装置を用いることができる。 As described above, according to the present embodiment, a top emission type light emitting device can be used as an exposure light source for exposing the photoconductor.
108 感光ドラム
201 発光装置
300 ロッドレンズアレイ
402 シリコン基板
700 下部電極
701 発光層
702 上部電極
108 Photosensitive drum 201 Light emitting device 300
Claims (8)
回転軸線を中心に回転駆動される感光体と、
発光装置と、前記発光装置から出射された光を感光体表面に導くレンズアレイと、を含む露光ヘッドと、を備え、
前記発光装置は、
前記発光装置を駆動する駆動回路を含むシリコン基板と、
前記回転軸線に略平行な方向に配列された複数の電極であって、前記シリコン基板上に分離して形成された複数の電極を含む第1の電極層と、
前記第1の電極層上に層状に形成され、電圧が印加されることによって発光する発光層と、
前記シリコン基板および前記第1の電極層が配置された側とは前記発光層を間に挟んで反対側に前記第1の電極層の前記複数の電極に対して共通に設けられ、光が透過可能な第2の電極層と、を備え、
前記駆動回路は、前記発光層が発光するように前記第1の電極層に含まれる各電極の電位を画像データに基づいて制御し、
前記レンズアレイは、前記第2の電極層を透過した光が前記感光体上に導かれるように、前記第2の電極層と前記感光体表面との間に配置されていることを特徴とする画像形成装置。 It is an image forming device
A photoconductor that is rotationally driven around the rotation axis and
An exposure head including a light emitting device and a lens array that guides the light emitted from the light emitting device to the surface of the photoconductor is provided.
The light emitting device is
A silicon substrate including a drive circuit for driving the light emitting device, and
A first electrode layer including a plurality of electrodes arranged in a direction substantially parallel to the rotation axis and separately formed on the silicon substrate.
A light emitting layer formed in a layer on the first electrode layer and emitting light when a voltage is applied, and a light emitting layer.
The light emitting layer is sandwiched between the silicon substrate and the side on which the first electrode layer is arranged, and the side is provided in common with the plurality of electrodes of the first electrode layer to transmit light. With a possible second electrode layer,
The drive circuit controls the potential of each electrode included in the first electrode layer so that the light emitting layer emits light based on the image data.
The lens array is characterized in that it is arranged between the second electrode layer and the surface of the photoconductor so that the light transmitted through the second electrode layer is guided onto the photoconductor. Image forming device.
前記1画素の占有面積に対して前記複数の電極それぞれの面積は80%以上、110%以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The plurality of electrodes included in the first electrode layer are provided corresponding to one pixel in the output resolution of the image forming apparatus.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the area of each of the plurality of electrodes is 80% or more and 110% or less with respect to the occupied area of the one pixel.
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US11480888B2 (en) * | 2020-12-18 | 2022-10-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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