JP5418978B2 - 発光装置、露光装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
露光ヘッド内に光検出用のセンサを集積する場合においては、十分な検出感度を得るためにはセンサの面積を大きくする必要があるため、露光ヘッドのサイズが大きくなるという問題を有していた。加えて、上述したようなフィードバック制御においては、輝度変化等を抑制するための動作制御が複雑になるという問題も有していた。また、測定された発光素子の端子電圧と、予め記録された端子電圧との差に基づいて、発光素子の駆動電流を補正する場合においては、端子電圧は温度によって大きく変化するため、微細部の温度検出も必要となり、周辺素子への配線等により露光ヘッドのサイズが大きくなるという問題を有していた。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発光装置において、前記第1の発光部の発光輝度を第1の輝度、前記第2の発光部の発光輝度を第2の輝度、前記出射光の輝度を第3の輝度としたとき、前記第3の輝度は前記第1の輝度と前記第2の輝度の合計であり、電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第1の発光部に供給されて、該第1の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の1/2になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第1の抵抗値をR1、前記第2の抵抗値をR2として、抵抗比をR2/R1としたとき、前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第1の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第2の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第3の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第3の輝度の値に対して90%〜110%となる値に設定されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発光装置において、前記第2の抵抗値は、前記第1の抵抗値の2倍以上の値を有することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発光装置において、前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の露光装置において、前記第1の発光部の発光輝度を第1の輝度、前記第2の発光部の発光輝度を第2の輝度、前記出射光の輝度を第3の輝度としたとき、前記第3の輝度は前記第1の輝度と前記第2の輝度の合計であり、電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第1の発光部に供給されて、該第1の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の1/2になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第1の抵抗値をR1、前記第2の抵抗値をR2として、抵抗比をR2/R1としたとき、前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第1の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第2の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第3の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第3の輝度の値に対して90%〜110%となる値に設定されていることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項7記載の露光装置において、前記第2の抵抗値は、前記第1の抵抗値の2倍以上の値を有することを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項6乃至9のいずれかに記載の露光装置において、前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする。
請求項11記載の発明に係る画像形成装置は、請求項6乃至10のいずれかに記載の露光装置を備えることを特徴とする。
(画像形成装置)
まず、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置が適用された電子写真印刷装置の一例を示す概略構成図である。
次に、本実施形態に係る電子写真印刷装置に適用される露光ヘッド(露光装置)について、図面を参照して詳しく説明する。ここでは、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子のデバイス構造の特徴を明確するために、まず、周知の有機EL素子の基本的な構造について説明する。
本実施形態に係る発光素子として適用される有機EL素子の基本構造は、図2に示すように、ガラス等の透明な基板21上に、アノード電極22、正孔輸送層23、発光層24、電子輸送層25及びカソード電極26が順次形成されている。正孔輸送層23、発光層24及び電子輸送層25は本発明の発光部を構成している。ここで、アノード電極22は、例えば錫ドープ酸化インジウム(Indium Thin Oxide:ITO)や亜鉛ドープ酸化インジウム等の光透過率の高い透明な電極材料により形成されている。また、カソード電極26は、例えばアルミニウム合金等の光反射率の高い金属材料により形成されている。発光層24は、正孔輸送層23を介して注入された正孔と、電子輸送層25を介して注入された電子を再結合して発光する有機材料を含んでいる。
本実施形態に適用される露光ヘッド130は、図3、図4に示すように、大別して、ケース部31と、ロッドレンズ32と、制御ケーブル33と、を有している。
図5は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子アレイの要部を示す概略構成図である。ここで、図5(a)は、発光素子アレイの要部(有機EL素子OELの配列状態)を示す概略平面図であり、図5(b)は、図5(a)に示した発光素子アレイにおけるVA−VA線(本明細書においては、図5中に示したローマ数字の「5」に対応する記号として便宜的に「V」を用いて示す)に沿った断面を示す概略断面図である。なお、図5(a)においては、発光素子を構成する有機EL素子の構造のうち、対向電極であるカソード電極を省いた平面構造を示す。また、発光素子の構成を明確にするため隔壁層及び発光部に便宜的にハッチングを施して示す。図6は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光画素の一例を示す等価回路図である。
上述したような回路構成を有する発光駆動回路DCを備えた発光画素PIXにおける駆動制御方法は、次のように実行される。
図8は、本実施形態に係る有機EL素子の発光状態を概略的に示す等価回路図である。
図9、図10は、有機EL素子における発光特性の変化を示す図である。図11、図12は、有機EL素子における導通抵抗の変化を示す図である。ここで、図9は、有機EL素子の発光部の総厚を80μmに設定した場合の、発光エネルギー(発光輝度)の経時変化を示す図であり、図10は、発光部の総厚を120μmに設定した場合の、発光エネルギー(発光輝度)の経時変化を示す図である。また、図11は、有機EL素子の発光部の総厚を80μmに設定した場合の、導通抵抗の経時変化を示す図であり、図12は、有機EL素子の発光部の総厚を120μmに設定した場合の、導通抵抗の経時変化を示す図である。すなわち、図9及び図11は、上述した薄膜発光部16aを有する有機EL発光部OELaにおける素子特性の経時変化に対応し、図10及び図12は、厚膜発光部16bを有する有機EL発光部OELbにおける素子特性の経時変化に対応する。また、図13は、本実施形態に係る有機EL素子における発光特性を示す図である。
なお、有機EL素子OELの発光部を単一の総厚(薄膜、厚膜)で形成し、定電流駆動した場合の発光特性は、図9、図10に示した通りである。
11 基板
13 アノード電極
15 隔壁層
16a 薄膜発光部
16b 厚膜発光部
17 カソード電極
19 封止基板
31 ケース部
32 ロッドレンズ
36 ドライバIC
100 電子写真印刷装置
110 感光体ドラム
120 帯電ローラ
130 露光ヘッド
140 現像器
150 搬送ベルト
160 転写ローラ
170 定着ローラ
PIX 発光画素
DC 発光駆動回路
OEL 有機EL素子
OELa、OELb 有機EL発光部
Claims (11)
- 駆動信号に応じた光を出射する発光装置であって、
第1の方向に沿って配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、
前記発光素子アレイは、前記第1の方向に延在して設けられた隔壁を有し、
前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、
前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記第1の方向に直交する第2の方向に隣接して設けられ、
前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、
前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、該駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、
前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする発光装置。 - 前記複数の発光部は、第1の総厚を有する第1の発光部と前記第1の総厚より厚い第2の総厚を有する第2の発光部とからなり、
前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第1の発光部は第1の抵抗値を有し、前記第2の発光部は第2の抵抗値を有し、
前記第2の抵抗値は前記第1の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項1記載の発光装置。 - 前記第1の発光部の発光輝度を第1の輝度、前記第2の発光部の発光輝度を第2の輝度、前記出射光の輝度を第3の輝度としたとき、前記第3の輝度は前記第1の輝度と前記第2の輝度の合計であり、
電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第1の発光部に供給されて、該第1の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の1/2になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第1の抵抗値をR1、前記第2の抵抗値をR2として、抵抗比をR2/R1としたとき、
前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第1の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第2の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、
前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第3の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第3の輝度の値に対して90%〜110%となる値に設定されていることを特徴とする請求項2記載の発光装置。 - 前記第2の抵抗値は、前記第1の抵抗値の2倍以上の値を有することを特徴とする請求項2記載の発光装置。
- 前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の発光装置。
- 感光体ドラムに駆動信号に応じた光を照射して露光を行う露光装置において、
前記露光の主走査方向に配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、
前記発光素子アレイは、前記主走査方向に延在して設けられた隔壁を有し、
前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、
前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記主走査方向に直交する副走査方向に隣接して設けられ、
前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、
前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、前記駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、
前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする露光装置。 - 前記複数の発光部は、第1の総厚を有する第1の発光部と前記第1の総厚より厚い第2の総厚を有する第2の発光部とからなり、
前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第1の発光部は第1の抵抗値を有し、前記第2の発光部は第2の抵抗値を有し、
前記第2の抵抗値は前記第1の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項6記載の露光装置。 - 前記第1の発光部の発光輝度を第1の輝度、前記第2の発光部の発光輝度を第2の輝度、前記出射光の輝度を第3の輝度としたとき、前記第3の輝度は前記第1の輝度と前記第2の輝度の合計であり、
電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第1の発光部に供給されて、該第1の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の1/2になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第1の抵抗値をR1、前記第2の抵抗値をR2として、抵抗比をR2/R1としたとき、
前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第1の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第2の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、
前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第3の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第3の輝度の値に対して90%〜110%となる値に設定されていることを特徴とする請求項7記載の露光装置。 - 前記第2の抵抗値は、前記第1の抵抗値の2倍以上の値を有することを特徴とする請求項7記載の露光装置。
- 前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の露光装置。
- 請求項6乃至10のいずれかに記載の露光装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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