JP4595432B2 - 露光ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などにおける感光体に、多重露光方式で潜像を形成する露光ヘッド等に関する。

画像形成装置の分野においては、感光体を露光するための光源として有機ＥＬを採用する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１６は、光源として有機ＥＬを採用した有機ＥＬアレイプリントヘッドの構成を例示した図である。図１６に示すように、チップオンボード（以下、ＣＯＢ）基板１００上には、有機ＥＬアレイ２００を有する有機ＥＬアレイ基板３００と各有機ＥＬの発光を制御する複数のドライバＩＣ４００が配置されている。ＣＯＢ基板１００とドライバＩＣ４００との間、及びドライバＩＣ４００と有機ＥＬアレイ基板３００との間はボンディングワイヤ５００によって電気的に接続されている。このように、感光体を露光するための光源として有機ＥＬを用いることで一枚の有機ＥＬアレイ基板３００を一括で作製することが可能となり、ＬＥＤチップ多数個を一直線上に配列させる従来の実装方式に比べて低コスト化・高密度化を図ることができる。

特開平９−２２６１７１号公報

しかしながら、上記の如く、ＣＯＢ基板上に平面的に有機ＥＬアレイ基板と複数のドライバＩＣを配置した場合には、実装面積が大きくなってしまい、ＣＯＢ基板を大型化せざるを得ないという問題が生ずる。また、有機ＥＬアレイ基板と各ドライバＩＣとを電気的に接続するためにはワイヤ・ボンディング工程が不可欠であり、また、有機ＥＬ基板における各有機ＥＬ発光部とワイヤ・ボンディングされる各端子との間の配線が複雑かつ煩雑になってしまうという問題がある。かかる問題は、特に、副走査方向に対して複数列の有機ＥＬ発光部を配置して多重露光を行う場合に顕著である。

本発明は、以上説明した事情を鑑みてなされたものであり、実装面積を抑えることができる露光ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の露光ヘッドは、複数の有機ＥＬ素子が配され、有機ＥＬ素子からの光が他方面に放出されるアレイ基板と、有機ＥＬ素子を駆動する回路チップであって、有機ＥＬ素子の駆動回路がアレイ基板と対向するようにして配される回路チップと、アレイ基板と回路チップを接続するバンプと、を含み、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれは、発光部と、発光部から第１方向に延在するカソード電極と、発光部から第１方向と逆方向である第２方向に延在する電極部を有するアノード電極と、を有し、バンプは、少なくとも各有機ＥＬ素子の発光部から第１方向に所定の距離離間して配置され、各有機ＥＬ素子のカソード電極と接続される第１バンプ電極群と、各有機ＥＬ素子の発光部から第２方向に所定の距離離間して配置され、各有機ＥＬ素子のアノード電極と接続される第２バンプ電極群と、を有し、第１バンプ電極群および第２バンプ電極群は、それぞれ千鳥状に配置され、アレイ基板における複数の有機ＥＬ素子が配された素子形成面と有機ＥＬ素子の駆動回路が配された回路チップが、第１バンプ電極群および第２バンプ電極群を介して接合され、アレイ基板と回路チップとの接合部内側に、隙間を有し、隙間に、乾燥部材が介挿されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、ワイヤ・ボンディングを用いることなく各有機ＥＬ素子と回路チップとの間を電気的に接続することができ、実装面積を抑えることが可能となる。特に、各電極パッドを千鳥状に配置することにより、例えば二次元アレイ状に等間隔配置する場合等に比べて実装面積を削減することができるので、露光ヘッド全体の幅（長手方向と直交する方向の長さ）を小さくすることが可能となる。かかる構成の採用により、アレイ基板と回路チップとをバンプ接続する際における押圧力によって駆動回路及び／又は有機ＥＬ素子にストレスがかかって破損等の不具合を生じるのを回避することが可能となる。

上記発明において、アレイ基板は、複数の有機ＥＬ素子と、複数の有機ＥＬ素子の周辺領域に第１バンプ電極群および第２バンプ電極群と接続するアレイ基板側電極パッドを配するように構成してもよい。
また、回路チップは、駆動回路と、駆動回路の周辺領域に第１バンプ電極群および第２バンプ電極群と接続する回路チップ側電極パッドを配置するように構成してもよい。

本発明は上記露光ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置でもある。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の全体構成を説明する概略図である。図１（Ａ）は平面図（上面図）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すＢ−Ｂ線における断面図である。本実施形態の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１は、その全長が主走査方向の印刷幅よりもやや長くなるように形成されている。また、当該ヘッド１の断面サイズは極めて小さいため、図１では構成を分かりやすくために、実際のものよりもいくぶん縮尺を変更している。各部の詳細については、順を追って拡大図を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１は、電子写真方式のプリンタ（或いは複写機等）において、感光体に多重露光方式で潜像を形成するために用いられるものであり、主たる構成要素として、コネクタ２、フレーム３、集光レンズアレイ４、ドライバＩＣ７及び有機ＥＬアレイ８を含んで構成されている。符号２４は封止剤を示す。

コネクタ２は、プリンタ側のプリンタコントローラ（図示せず）と相互に接続されるべきものであり、印刷データを受信するための配線である制御用信号ラインと、電力供給を担う配線である電源ラインとを含んでいる。

有機ＥＬアレイ（アレイ基板）８は、ガラス基材の一方面上に複数の有機ＥＬ発光部（有機ＥＬ素子）がアレイ状に形成されてなるものである。この有機ＥＬアレイ８は、各有機ＥＬ素子からの出射光がガラス基材を介して当該ガラス基材の他方面側に放出されるように構成されている。

ドライバＩＣ（回路チップ）７は、各有機ＥＬ発光部（以下、発光部と略称）を制御するためのものであり、有機ＥＬアレイ８のガラス基材の他方面上に所定個数が実装されている。より詳細には、ドライバＩＣ７は、回路形成面が有機ＥＬアレイ８の一方面と対向するようにして当該有機ＥＬアレイ８の長手方向（延在方向）に沿って直列配置されている。

集光レンズアレイ４は、多数の集光レンズを含んでおり、各レンズが有機ＥＬアレイ８の各発光部のほぼ直上に配置されるように構成されている。

図２は、本実施形態の有機ＥＬアレイ露光ヘッドの制御回路の構成を説明するブロック図である。図２に示すように、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１では、所定個数のドライバＩＣ７が主走査方向に沿って有機ＥＬアレイ８の他方面上に実装されている。そして、各ドライバＩＣ７は、主走査方向の画素数、および副走査方向に千鳥状に配置された有機ＥＬアレイのうち、各々に割り付けられた１ブロック分を制御／駆動する構成となっている。本実施形態のドライバＩＣ７は、制御回路と駆動回路とを含む。

データ制御用ライン（信号ライン）５７は、主走査方向に所定個数のドライバＩＣ７をデイジーチェーン接続し、プリンタコントローラから送られてくる印刷データを１ライン毎に割り付けられたドライバＩＣ７に送り込むための信号ラインである。

電源用ライン５８は、各ドライバＩＣ７に電力を供給するためのものである。データ制御用ライン５７と電源用ライン５８とは、図２に示すように、いずれもドライバＩＣ７に対しデイジーチェーン接続されるが、ドライバＩＣ７の内部にもこのデータ制御用ライン５７と電源用ライン５８が図示のように配線されており、ガラス基材上の片面配線が交差することなく容易にパターニングできるようになっている。データ制御用ライン５７と電源用ライン５８とは、ガラス基材上にＩＴＯ等の導電膜を成膜し、パターニングすることによって形成される。なお、配線抵抗を下げるためにアルミまたは金メッキ等を施してもよい。

図３は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の上記図１に示したＡ部を拡大し、部品構成を概略的に説明する平面図である。図３（Ａ）に示すように、集光レンズアレイ４は、有機ＥＬアレイ８の直上に配置されるものであり、個々の有機ＥＬ素子から出射する光を集光する集光レンズ群１４ａと、有機ＥＬ素子の周辺の発光素子からの漏れ光を遮蔽する遮光材９からなる。集光レンズアレイ４には、有機ＥＬアレイ８との組立時の位置決め用に、位置決めパッド１０が設けられている。図３（Ｂ）に示すように、有機ＥＬアレイ８は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の主走査方向の画素数、および副走査方向に千鳥状に配置された複数ラインの有機ＥＬ素子がアレイ状にガラス基材６０上に形成されてなる。図３（Ｃ）に示すように、各ドライバＩＣ７は、有機ＥＬアレイ８の延在方向に沿って並べて実装される。

ここで、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、本実施形態では、有機ＥＬアレイ８の一方面上であって有機ＥＬ素子の配置領域の外側に、ドライバＩＣ７の相互の境界位置ごとに対応付けて配線群７０が設けられている。図示のように本例では、各境界位置において、各ドライバＩＣ７の長手方向の両端にそれぞれ一組ずつ配線群７０が形成されている。詳細は後述するが、隣接するドライバＩＣ７の一方が配線群７０の一端側とバンプ接続され、他方が配線群７０の他端側とバンプ接続されている。すなわち本例では、隣接する２つのドライバＩＣ７について、その長手方向の両端に一組ずつ配線群７０が設けられており、これらの配線群７０の一方がドライバＩＣ７に内蔵される内部配線群とともに上記のデータ制御ライン５７（すなわち信号経路）を構成し、他方がドライバＩＣ７に内蔵される内部配線群とともに上記の電源ライン５８（すなわち信号経路）を構成する。

図４は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の上記図３に示したＢ部の拡大図であり、集光レンズアレイ４の構造の詳細を示すものである。集光レンズアレイ４には、有機ＥＬアレイ８との接合時位置決め用に位置決めパッド（集光レンズアセンブリ側ターゲット）１０ａ、１０ｂが設けられている。

また、集光レンズアレイ４の一方面には遮光材９が設けられている。また、集光レンズアレイ４は、主走査方向の画素数分に対応し、かつ副走査方向に千鳥状に配置された複数ライン分の集光レンズ１３を備えており、各集光レンズ１３はそれぞれ光導穴２７に埋め込まれている。

また、各ドライバＩＣ７の境界領域にも上記集光レンズ１３と同様の集光レンズが設けられる。具体的には、集光レンズ群１４ａは、図中において一点鎖線で示した境界の左側に配置されるドライバＩＣ７（図示せず）により駆動されるべき有機ＥＬ素子の直上に位置するものである。同様に、集光レンズ群１４ｂは、図中において一点鎖線で示した境界の右側に配置されるドライバＩＣ７（図示せず）により駆動されるべき有機ＥＬ素子の直上に位置するものである。なお、集光レンズアレイ４の詳細構造については更に後述する。

図５は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の上記図３に示したＣ部の拡大図であり、有機ＥＬアレイ８の構造の詳細を示すものである。

位置決めパッド１１ａは、図中左側に実装されるドライバＩＣ７に対応して用意されたものであり、位置決めパッド１１ｂは、図中右側に実装されるドライバＩＣ７に対応して用意されたものである。

符号１５は、ガラス基材６０側の電源用パッドである。電源用パッド１５ａは左側に実装されるドライバＩＣ７との接続を担い、電源用パッド１５ｂは右側に実装されるドライバＩＣ７との接続を担う。図示のように本例では、これらの電源用パッドが１０組あり、電源電位側（ＶＤＤ）と接地側（ＧＮＤ）に配分され、主走査方向の所定個数のドライバＩＣ７の電源ライン用パッド１９に接続される。なお、ドライバＩＣ７の左右の電源ライン用パッド間はＩＣ内部でつながっている（図示せず）。

符号１６は、ドライバＩＣ７のつなぎ目部のガラス基材６０側のアノード配線パッドを示す。アノード配線パッド１６ａは左側のブロックを制御するドライバＩＣ７で駆動される有機ＥＬ素子を制御するものであり、アノード配線パッド１６ｂは右側のブロックを制御するドライバＩＣ７で駆動される有機ＥＬ素子を制御するものである。

符号１７は、アノード側電極を示す。アノード側電極１７ａは左側に実装されるドライバＩＣ７のために用意されたものであり、アノード側電極１７ｂは右側に実装されるドライバＩＣ７のために用意されたものであり、

符号１８は、データ制御ライン用パッドを示す。データ制御ライン用パッド１８ａは左側に実装されるドライバＩＣ用に用意されたものであり、データ制御ライン用パッド１８ｂは右側に実装されるドライバＩＣ用に用意されたものである。

なお、上記図２に示したデータ制御ライン５７は、主走査方向の所定個数のドライバＩＣ７のデータ制御ライン用パッド２１に接続される（図６参照）。そして、ドライバＩＣ７の左右のデータ制御ライン用パッドの間はドライバＩＣ７の内部でつながっていて、ドライバＩＣ７の回路部２２の内部の制御回路５６と接続されている（図１１参照）。

符号３２は、アノード電極（ＩＴＯ）パッドを示す。アノード電極パッド３２ａは左側に実装されるドライバＩＣ７のために用意されたものであり、アノード電極パッド３２ｂは右側に実装されるドライバＩＣ７のために用意されたものである。本例では、各アノード電極パッドは各アノード電極の上下に配置されている。これは、ガラス基材上の配線密度を下げ、配線を容易にするためになされたものである。

符号４０は、カソード側配線パッドを示す。カソード側配線パッド４０ａは左側に実装されるドライバＩＣ用に用意されたものであり、カソード側配線パッド４０ｂは右側に実装されるドライバＩＣ用に用意されたものである。なお、カソード側配線パッドは、データ制御ライン用パッド１８のラインの、データ制御ライン用パッド１８を除く複数パッドからなる。

なお、上述したアノード配線パッド１６ａ、アノード配線パッド１６ｂ、アノード配線パッド３２ａ及びアノード配線パッド３２ｂが「アレイ基板側電極パッド」に対応している。これらは、後述するバンプと当接すべく有機ＥＬアレイ８（アレイ基板）のそれぞれに設けられるものであり、図示のように、有機ＥＬアレイ８の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。また図示のように、有機ＥＬアレイ８は、各有機ＥＬ素子が当該有機ＥＬアレイ８の長手方向に沿った略中央領域に形成され、当該領域の周辺に上記の各アノード配線パッド（アレイ基板側電極パッド）が形成されている。

図６は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド３の上記図３に示したＤ部の拡大図であり、となり合ったドライバＩＣ７の詳細を示す。

符号７ａは左側に位置するドライバＩＣであり、符号７ｂは右側に位置するドライバＩＣである。

符号１２は、ドライバＩＣ側の位置決めパッドを示す。位置決めパッド１２ａは、図５に示した有機ＥＬアレイとの位置決めに位置決めパッド１１ａと共に使用され、位置決めパッド１２ｂは、図５に示した有機ＥＬアレイとの位置決めに位置決めパッド１１ｂと共に使用される。

符号１９は、ドライバＩＣ側の電源ライン用パッドであり、上記図５のガラス基材側の電源ライン用パッド１５とバンプ接合される。電源ライン用パッド１９ａは左側に位置するドライバＩＣ７のドライバＩＣ側のパッドであり、電源ライン用パッド１９ｂは右側に位置するドライバＩＣ７のドライバＩＣ側のパッドである。

符号２０は、ドライバＩＣ７のつなぎ目部のアノード配線パッドであり、上記図５に示したドライバＩＣ７のつなぎ目部のガラス基材側のアノード配線パッド１６とバンプ接合される。アノード配線パッド２０ａは左側に位置するドライバＩＣ７のものであり、アノード配線パッド２０ｂは右側に位置するドライバＩＣ７のものである。

符号２１は、ドライバＩＣ側のデータ制御ライン用パッドであり、上記図５のデータ制御線パッド１８とパンプ接合される。データ制御ライン用パッド２１ａは左側に位置するドライバＩＣのものであり、データ制御ライン用パッド２１ｂは右側に位置するドライバＩＣのものである。

符号２２は、ドライバＩＣ７の回路部を示す。回路部２２ａは左側に位置するドライバＩＣのものであり、回路部２２ｂは右側に位置するドライバＩＣのものである。

符号３６は、ドライバＩＣ側のアノード配線パッドであり、上記図５に示したアノード電極パッド３２とバンプ接合される。アノード配線パッド３６ａは左側に位置するドライバＩＣ側のものであり、アノード配線パッド３６ｂは右側に位置するドライバＩＣ側のものである。

符号３８は、ドライバＩＣ側のカソード配線パッドであり、上記図５に示したカソード側配線パッド４０とバンプ接合される。カソード配線パッド３８ａは左側に位置するドライバＩＣ側のものであり、カソード配線パッド３８ｂは右側に位置するドライバＩＣ側のものである。

なお、上述したアノード配線パッド２０ａ、アノード配線パッド２０ｂ、アノード配線パッド３６ａ及びアノード配線パッド３６ｂが「回路チップ側電極パッド」に対応している。これらは、後述するバンプと当接すべく各ドライバＩＣ７（回路チップ）のそれぞれに設けられるものであり、図示のように、有機ＥＬアレイ８（アレイ基板）の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。また図示のように、各ドライバＩＣ７は、回路部２２ａ、２２ｂ（駆動回路）が上記有機ＥＬアレイ８（アレイ基板）の長手方向に沿った略中央領域に形成され、当該領域の周辺に各アノード配線パッド（回路チップ側配線パッド）が形成されている。

図７は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１のより詳細な断面図であり、上記図１に示したＢ−Ｂ線方向の断面を示す。図示のように、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１は、露光ヘッドモジュール５とヘッド支持フレーム（フレーム）３を備える。ここで、露光ヘッドモジュール５とは、集光レンズアレイ４、有機ＥＬアレイ８及びＩＣドライバ７からなる複合体であり、封止剤２４によりフレーム３に固定される。また、フレーム３はドライバＩＣ７の放熱器としても利用される。符号４は集光レンズアレイ、符号８は有機ＥＬアレイ、符号２３は封止剤をそれぞれ示す。

図８は、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１の上記図７に示すＦ部の拡大断面図であり、露光ヘッドモジュール５を示す図である。有機ＥＬアレイ８に形成された発光部２５から放出される光は、光路２６を通り光導穴２７に到達する。その光のうち、発光部２５の直上にある光導穴２７を通過する光は集光レンズ１３を通り、略平行光束となって感光体（図示しない）に結線する。しかし、発光部２５の直上にない光導穴２７に到達する光は、遮光部９に遮られ、そこに配された集光レンズ１３には到達しない構造となっている。なお、符号４は集光レンズアレイ、符号７はドライバＩＣ、符号８は有機ＥＬアレイ、符号２３は封止剤、符号２８は接着剤、符号２９はバンプ接合部をそれぞれ示す。

図９は、露光ヘッドモジュールの上記図８に示すＧ部の拡大図であり、有機ＥＬアレイ８の発光部２５周辺とドライバＩＣ７の層構成を説明するものである。ドライバＩＣ７の基板上に駆動回路５５と制御回路５６が配置されており、その表面は絶縁層３０により覆われている。ドライバＩＣ７と有機ＥＬアレイ８の間にある隙間には吸湿剤３１が配置されている。カソード電極（ＡＬ）３５は、有機ＥＬ素子を構成するものであり、その上には発光層３４と正孔輸送層３３、アノード電極（ＩＴＯ）１７が積層されている。絶縁層４４は、発光部２５の周囲に配置される。ガラス基材６０は、上記の有機ＥＬ発光素子を支持するものであり、当該素子を外界から保護する封止材としての機能も兼ねる。なお本例では、相対する側については、ドライバＩＣ７の一方面側が封止材としての機能を兼ねる。

図１０は、露光ヘッドモジュール５の構成を説明するための図であり、図１１は、露光ヘッドモジュール５の各構成要素を説明するための図である。なお、図１０及び図１１では、説明の理解を容易にするために、一部の発光部等（図に示す発光層３４、集光レンズ１３等）を図示し、大部の発光部等を省略している。

露光ヘッドモジュール５は、ドライバＩＣ７、吸湿剤３１、有機ＥＬアレイ８、集光レンズアレイ４から構成されている。図１２は、集光レンズアレイ４の構造を説明するための図であり、図１２（Ａ）は各光導穴２７の関係を示した図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＨ−Ｈ線視断面図である。

集光レンズアレイ４の表面には、有機ＥＬアレイ８に形成される各発光部２５の配置パターンと同じパターンの貫通孔が複数形成されている。図１２に示すように、アレイアセンブリ４と接着される側、すなわち光の入射側の貫通孔（発光部側の光導穴２７ａ）の径は、光の出射側の貫通孔（レンズ圧入側の光導穴２７ｂ）の径よりも大きくなるように設定されている。

また、光の出射側の貫通孔（レンズ圧入側の光導穴２７ｂ）には集光レンズ１３が圧入されている。一方、集光レンズアレイ４を構成する遮光材９は、集光レンズ１３の熱膨張とほぼ同じ特性を有するガラス布基材エポキシ樹脂黒色積層板（ＦＲＰ）等から構成され、レンズ圧入側の光導穴２７ｂの径は、集光レンズ１３を保持できる程度に集光レンズ１３の径よりもわずかに小さくなるように設定されている。なお、光導穴２７は、その直下にある発光部２５からの光のみを集光レンズを介して出射させ、隣接する発光部からの光を遮光して通過させないように設計されている。かかる構成を有する集光レンズアレイ４によれば、集光レンズ１３の径を大きくすることができるので、発光部で発光された光をより集光することができ、結果として出射する光量を大きくすることができる。また、集光レンズ１３の径を大きくすると、当該レンズの球面収差を抑えることができるので、この点でも有利である。さらに、集光レンズ１３としてドラム形状のレンズを用いた場合には、より球面収差を抑えることができる。

図１３は、図１１に示す有機ＥＬアレイ８の生成工程を説明するための図である。なお、図１３も図１１と同様、発明の理解を容易にするために、一部の発光部等（図に示す発光層３４等）を図示し、大部の発光部等を省略している。

有機ＥＬアレイ８は、同図に示すＩ→Ｊ→Ｋ→Ｌの工程を経て生成される。詳述すると、まず、Ｉ工程では、ガラス基材６０の上に透明電極（ＩＴＯ）膜であるガラス基材側配線電極パッド４３、アノード電極透明電極１７、カソード側配線電極パッド４０がスパッタリング等によりパターン生成される。

Ｊ工程では、ＩＴＯがパターンニングされたガラス基材６０の上に絶縁層（ポリイミド等）４４が印刷形成され、さらに、Ｋ工程では、高分子材料又は低分子材料からなる有機ＥＬ発光層が形成される。この有機ＥＬ発光層は、発光層３４、正孔輸送層３３、電子輸送層（図示略）等から構成され、それぞれに適した材料を用いて各層が形成される。最後に、Ｌ工程では、アルミニウム（Ａｌ）等の材料を用いたカソード電極３５、アノード電極アルミパッド３２、電極パッド５９が蒸着等によって形成される。

このようにして形成された有機ＥＬアレイ８は、熱硬化型樹脂などの接着剤により集光レンズアレイ４に固定される（図１１参照）。かかる固定の際には、集光レンズアレイ４に設けた位置決めパッド１０と有機ＥＬアレイ８に設けた位置決めパッド１１とが利用され（図４、図５参照）、これにより、高い固定位置精度が確保される。

次に、有機ＥＬアレイ８とドライバＩＣ７をバンプ４２、３７、３９によって接合固定する（図１１参照）。かかる固定を行う際には、集光レンズアレイ４に設けた位置決めパッド１０とドライバＩＣ７に設けた位置決めパッド１２とが利用され（図５、図６参照）、これにより、高い固定位置精度が確保される。なお、バンプ接合時には、ドライバＩＣ７と有機ＥＬアレイ８との間に吸湿剤３１を介挿する（図１１参照）。この吸湿剤３１は、正孔輸送層３３、発光層３４を湿度による劣化から保護するためのものであり、デシカイトなどが用いられる。

ここで、ドライバＩＣ７（図１１参照）について詳説すると、まず、駆動回路５５と制御回路５６は、図６に示すドライバＩＣの回路部２２を構成している。これら駆動回路５５及び制御回路５６は、バンプ接合時の圧力による素子破壊を回避するためにバンプ用バッドが置かれる場所から離れたところに配置される。

配線電極パッド４１は、図６に示す電源ライン用パッド１９及びデータ制御ライン用パッド２１を構成している。この配線電極パッド４１上には配線電極バンプ４２が形成される。配線電極バンプ４２は、有機ＥＬアレイ８の電極アルミパッド５９と接続固定するための電気的導通材（金など）によって形成されている。

アノード配線パッド３６は、図６に示すドライバＩＣのつなぎ目部のアノード配線パッド２０及びアノード配線パッド３６を構成している。このアノード配線パッド３６上にはアノード配線バンプ３７が形成されている。アノード配線パッド３６は、有機ＥＬアレイ８の電極アルミパッド３２と接合固定するための電気的導通材（金など）によって形成されている。

カソード配線パッド３８は、図６に示すカソード配線パッド３８を構成している。このカソード配線パッド３８上にはカソード配線バンプ３９が形成されている。カソード配線パッド３８は、有機ＥＬアレイ８の電極アルミパッド３５と接合固定するための電気的導通材（金など）によって形成されている。

かかる構成を有する有機ＥＬアレイ８とドライバＩＣ７とをバンプ４２、３７、３９によって接合した後、速やかに、封止剤２３で有機ＥＬアレイ８とドライバＩＣ７の接合部周囲を固める。このようにして露光ヘッドモジュール５を形成することにより、発光層３４から出射された光は、直下の光導穴２７を通じて集光レンズ１３により略平行光線となり、図示しない感光体表面に結像する。

＜発光の制御態様＞
図１４は、本実施形態に係る発光素子制御回路の構成を示す図である。なお、以下では、１つのドライバＩＣ７が制御する発光部２５の制御態様を例に説明するが、かかる態様はあくまで例示であり、発光部２５をどのように制御するかは適宜変更可能である。

有機ＥＬアレイ８に形成された発光部２５は、図１４の符号４８で示すように主走査方向Ｙに複数配列され、かつ副走査方向Ｘに８列に千鳥状に配列されている。データ出力タイミング制御手段４５は、プリンタコントローラ（図示略）によって実現され、形成すべき画像データに基づいて色分解、階調処理、画像データのビットマップへの展開、色ずれ調整などの処理を行う一方、ライン毎の画像データを各記憶手段４７に出力する。このデータ出力タイミング制御手段４５は、プリンタコントローラによって実現してもよいが、ドライバＩＣ７の回路部２２によって実現しても良い。

記憶手段４７は、シフトレジスタ４７ａ〜４７ｈによって構成されている。これらシフトレジスタは、第１グループに属するシフトレジスタ４７ａ、４７ｃ、４７ｅ、４７ｇと、第２グループに属するシフトレジスタ４７ｂ、４７ｄ、４７ｆ、４７ｈとに区分されている。第１グループに属するシフトレジスタ４７ａ、４７ｃ、４７ｅ、４７ｇは、画像データの保持、発光部への出力、次段のシフトレジスタへの転送を行う。

第２グループに属するシフトレジスタ４７ｂ、４７ｄ、４７ｆ、４７ｈも第１グループに属するシフトレジスタと同様、画像データの保持、発光部への出力、次段のシフトレジスタへの転送を行う。発光部のラインもシフトレジスタと同様、第１グループに属する発光部のライン４８ａ、４８ｃ、４８ｅ、４８ｇと、第２グループに属する発光部のライン４８ｂ、４８ｄ、４８ｆ、４８ｈとに区分されている。なお、記憶手段４７には、Ｉライ
ン分の画像データを主走査方向Ｙに転送するためのシフトレジスタ群が設けられているが、図１４では図面が煩雑になるのを防ぐため省略している。また、記憶手段４７も上記データ出力タイミング制御手段４５と同様、ドライバＩＣ７の回路部２２によって実現しても良い。

発光素子制御回路の動作について説明すると、まず、データ出力タイミング制御手段４６からは、制御線５０から第１グループのシフトレジスタに画像データが出力されると共に制御線４９から第２グループのシフトレジスタに画像データが出力される。

各シフトレジスタに格納された画像データは、データ出力タイミング制御手段４６から各シフトレジスタに供給されるタイミング信号４６ａ〜４６ｈに応じて対応する発光部へ出力される。

具体的には、まず、データ出力タイミング制御手段４６からタイミング信号４６ａがシフトレジスタ４７ａに供給されると、該シフトレジスタ４７ａから第１グループの発光部の先頭ライン４８ａに画像データが出力され、感光体（図示略）上のスポット位置で第１の画素ラインの露光が行われる。同様に、データ出力タイミング制御手段４６からタイミング信号４６ｂがシフトレジスタ４７ｂに供給されると、該シフトレジスタ４７ｂから第１グループの発光部の先頭ライン４８ｂに画像データが出力され、感光体（図示略）上のスポット位置で第２の画素ラインの露光が行われる。

次に、像担持体が副走査方向に画素ピッチ分だけ移動すると、シフトレジスタ４７ａに格納された画像データはシフトレジスタ４７ｃへ転送される。同様に、シフトレジスタ４７ｂに格納された画像データはシフトレジスタ４７ｄへ転送される。そして、データ出力タイミング制御手段４６からタイミング信号４６ｃとタイミング信号４６ｄがシフトレジスタ４７ｃとシフトレジスタ４７ｄに供給されると、シフトレジスタ４７ｃとシフトレジスタ４７ｄから発光部ライン４８ｃと４８ｄにそれぞれ画像データが出力される。この際、スポット位置の第１の画素ラインと第２の画素ラインで同一画素の露光を行う。以下、同様にして、像担持体の移動と画像データの各シフトレジスタへの転送、発光部への画像データの出力を行い、同一画素に対して多重露光を行う。

このように、発光部を千鳥状に配列して、発光部が像担持体上に形成するスポット位置の副走査方向の間隔を、副走査方向の画素密度の整数倍としたときにおいても、１画素を多重露光することができる。即ち、発光部を千鳥状に配列した場合においても、各画素列の記憶手段と発光部列とは一対一で対応可能となる。このため、シフトレジスタに記憶された画像データを次段のシフトレジスタに転送するタイミングと、シフトレジスタに記憶された画素列の画像データに基づいて、発光部ラインを発光させるタイミングとを合わせることにより、回路構成を簡素化し、動作の高速化を図ることができる。

また、発光部を千鳥状に配列した場合には、発光部ライン４８を４８ａ→４８ｂ→４８ｃ→４８ｄ→４８ｅ→４８ｆ→４８ｇ→４８ｈの順番で１ドットラインピッチ間隔で各ラインを順次発光させることも可能である。なお、以上説明した露光ヘッドを４個用いることにより、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色で画像形成を行う、いわゆるタンデム方式の画像形成装置に適用しても良いのはもちろんである。

図１５は、発光部をアクティブマトリクスで駆動させる駆動回路の構成を示す図である。電力供給線５１は、ドライビング用トランジスタＴｒ２のソースＳｂに接続されている。一方、発光部を構成する有機ＥＬ素子のアノード端子Ａはドライビング用トランジスタＴｒ２のドレインＤｂに接続され、カソード端子ＫはグランドＧＮＤに接続されている。また、走査線５３は、スイッチング用トランジスタＴｒ１のゲートＧａに接続され、容量線５２は、スイッチング用トランジスタＴｒ１のソースＳａに接続されている。さらに、スイッチング用トランジスタＴｒ１のドレインＤａは、ドライビング用トランジスタＴｒ２のゲートＧｂとストレージキャパシタＣａの一方の電極に接続されている。このストレージキャパシタＣａの他方の電極にはドライビング用トランジスタＴｒ２のソースＳｂが接続されている。

かかる駆動回路の動作について説明すると、まず、電力供給線５１の電圧がストレージキャパシタＣａを介してスイッチング用トランジスタＴｒ１のドレインＤａに印加された状態において走査線５３を通電させると、スイッチング用トランジスタＴｒ１はオフからオンに切り換わる。かかるスイッチング動作により、ドライビング用トランジスタＴｒ２のゲート電圧が下がり、ドライビング用トランジスタＴｒ２はオフからオンに切り換わる。この結果、有機ＥＬ素子が動作して所定の光量で発光するとともに、電力供給線５１と容量線５２の電位差によりストレージキャパシタＣａが充電される。

その後、スイッチング用トランジスタＴｒ１がオンからオフに切り換えられたとしても、ドライビング用トランジスタＴｒ２はストレージキャパシタＣａに充電された電荷によりオン状態を維持するため、有機ＥＬ素子は発光状態を維持する。この結果、画像データをシフトレジスタに転送するためにスイッチング用トランジスタＴｒ１をオンからオフに切り換えたときであっても、有機ＥＬ素子は継続して発光動作を維持し、高輝度な画素の露光が可能となる。

このように、本実施形態の露光ヘッドによれば、ワイヤ・ボンディングを用いることなく各有機ＥＬ素子とＩＣドライバ（回路チップ）との間を電気的に接続することができ、実装面積を抑えることが可能となる。特に、各アノード配線パッド（アレイ基板側電極パッド、回路チップ側電極パッド）を千鳥状に配置することにより、例えば二次元アレイ状に等間隔配置する場合等に比べて実装面積を削減することができるので、露光ヘッド全体の幅（長手方向と直交する方向の長さ）を小さくすることが可能となる。

また、各ドライバＩＣが有機ＥＬ素子の直上に対向するようにして有機ＥＬアレイ（アレイ基板）と各ドライバＩＣ（回路チップ）のそれぞれとを配置する構成の採用により、バンプ接続時の押圧力によってドライバＩＣ内の駆動回路及び／又は有機ＥＬ素子にストレスがかかって破損等の不具合を生じるのを回避することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。

有機ＥＬアレイ露光ヘッドの全体構成を説明する概略図である。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの制御回路の構成を説明するブロック図である。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの上記図１に示したＡ部を拡大し、部品構成を概略的に説明する平面図である。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの上記図３に示したＢ部の拡大図であり、集光レンズアレイの構造の詳細を示すものである。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの上記図３に示したＣ部の拡大図であり、有機ＥＬアレイの構造の詳細を示すものである。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの上記図３に示したＤ部の拡大図であり、となり合ったドライバＩＣの詳細を示す。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドのより詳細な断面図であり、上記図１に示したＢ−Ｂ線方向の断面を示す。 有機ＥＬアレイ露光ヘッドの上記図７に示すＦ部の拡大断面図であり、露光ヘッドモジュールを示す図である。 露光ヘッドモジュールの上記図８に示すＧ部の拡大図であり、有機ＥＬアレイの発光部周辺とドライバＩＣの層構成を説明するものである。 露光ヘッドモジュールの構成を説明するための図である。 露光ヘッドモジュールの各構成要素を説明するための図である。 集光レンズアレイの構造を説明するための図である。 図１１に示す有機ＥＬアレイの生成工程を説明するための図である。 本実施形態に係る発光素子制御回路の構成を示す図である。 発光部をアクティブマトリクスで駆動させる駆動回路の構成を示す図である。 光源として有機ＥＬを採用した有機ＥＬアレイプリントヘッドの構成を例示した図である。

符号の説明

１…有機ＥＬアレイ露光ヘッド、 ２…コネクタ、 ３…フレーム、 ４…集光レンズアレイ、 ７…ドライバＩＣ７、 ８…有機ＥＬアレイ、 １６ａ、１６ｂ、３２ａ、３２ｂ…アノード配線パッド（アレイ基板側電極パッド）、 ２０ａ、２０ｂ、３６ａ、３６ｂ…アノード配線パッド（回路チップ側電極パッド）

Claims (4)

1. 複数の有機ＥＬ素子が配され、前記有機ＥＬ素子からの光が他方面に放出されるアレイ基板と、
   前記有機ＥＬ素子を駆動する回路チップであって、前記有機ＥＬ素子の駆動回路が前記アレイ基板と対向するようにして配される回路チップと、
   前記アレイ基板と前記回路チップを接続するバンプと、を含み、
   前記複数の前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、
   発光部と、
   前記発光部から第１方向に延在するカソード電極と、
   前記発光部から前記第１方向と逆方向である第２方向に延在する電極部を有するアノード電極と、
   を有し、
   前記バンプは、少なくとも
   各有機ＥＬ素子の前記発光部から前記第１方向に所定の距離離間して配置され、各有機ＥＬ素子の前記カソード電極と接続される第１バンプ電極群と、
   各有機ＥＬ素子の前記発光部から前記第２方向に所定の距離離間して配置され、各有機ＥＬ素子の前記アノード電極と接続される第２バンプ電極群と、
   を有し、
   前記第１バンプ電極群および前記第２バンプ電極群は、それぞれ千鳥状に配置され、
   前記アレイ基板における前記複数の前記有機ＥＬ素子が配された素子形成面と前記有機ＥＬ素子の駆動回路が配された前記回路チップが、前記第１バンプ電極群および前記第２バンプ電極群を介して接合され、
   前記アレイ基板と前記回路チップとの接合部内側に、隙間を有し、
   前記隙間に、乾燥部材が介挿されていることを特徴とする露光ヘッド。
2. 前記アレイ基板は、前記複数の有機ＥＬ素子と、前記複数の有機ＥＬ素子の周辺領域に前記第１バンプ電極群および前記第２バンプ電極群と接続するアレイ基板側電極パッドを配する請求項１に記載の露光ヘッド。
3. 前記回路チップは、前記駆動回路と、前記駆動回路の周辺領域に前記第１バンプ電極群および前記第２バンプ電極群と接続する前記回路チップ側電極パッドを配置する請求項１または２に記載の露光ヘッド。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の露光ヘッドを用いることを特徴とする画像形成装置。

Images