JP6012285B2 - 光源装置及び画像形成装置 - Google Patents
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しかし、この発光素子を狭ピッチで配置するためには発光素子を小さくする必要がある。したがって、当該発光素子の発光面積は必然的に小さくなる。このため、発光面積の減少に伴って、発光素子が発する光量は小さくなり、発光素子を狭ピッチで配置することと、露光時間を短くすることとを両立させることは困難であった。
また、LED光源に替えて有機EL(Electro-Luminescence)光源を用いた固体光源が知られている(例えば特許文献1,2を参照。)。
LEDや有機EL素子などの面発光型光源素子を用いた光源装置において、輝度を向上させることが要求されている。
有機EL素子13は、陽極13a、正孔注入層13c、正孔輸送層13d、発光層13e、電子輸送層13f、電子注入層13g及び陰極13hを備えている。図1から図3では、正孔注入層13c、正孔輸送層13d、発光層13e、電子輸送層13f、電子注入層13g及び陰極13hを発光層及び陰極等13bとして一体的に図示している。
発光層及び陰極等13bは陽極13a上及び基板5上に配置されている。発光層及び陰極等13bは隣り合う光源素子3で互いに分離されている。
例えば、有機EL素子13を構成する複数層の膜のうち一部の膜又は全部の膜が隣り合う光源素子3間で連続して形成されていてもよい。
また、3元微細加工により反射構造(光反射膜9)を形成することで、集光可能な輝度を増大できる。
画像形成装置は、光源装置1と、光源装置1によって露光される感光体ドラム17と、を備えている。
光反射膜9上及び光導波路11上に反射防止膜16(図4を参照。)を形成する。反射防止膜16は基板5表面にも形成されていてもよい。
さらに、保護層23は、マイクロレンズ15の周囲に配置された側壁により、マイクロレンズ15で集光漏れを生じていた光が上方に反射される。これにより、この実施例は、図8に示された実施例と比較して、有機EL素子13が発光する光の利用効率が向上する。
また、マイクロレンズ15の材料直下の光反射膜9及び凹部7は平坦形状であってもよい。
なお、図10に示された実施例において、保護層23は形成されていなくてもよい。
なお、凸部25の材料及び形状は、この実施例に限定されず、有機EL素子が出射した光を光出射口14側へ反射させることができる材料及び形状であれば、どのような材料及び形状であってもよい。
これにより、凸部25を形成するための専用の工程や材料を必要とすることなく、凸部25を形成できる。
第1マイクロレンズ15a及び第2マイクロレンズ15bがテレセントリック光学系を構成する場合、光導波路11から出射され、凸部25で反射された光は平行光として上方に進行する。第2マイクロレンズ15bから出射された光は感光体ドラム17に集光される。
光導波路の媒質としてAl2O3とSiO2について検討した。入射角は0度で計算した。可視光の平均透過率を求めるべく、波長が350nm〜850nmの光の透過率を求め、中心設計波長は550nmで計算した。
反射防止膜を配置した場合(ITO/Ta2O5/SiO2/Ta2O5/Al2O3の積層構造)、可視光の平均透過率は99.7%であった。
反射防止膜を配置することにより、可視光の平均透過率は0.7%向上した。
反射防止膜を配置した場合(ITO/Al2O3/SiO2の積層構造)、可視光の平均透過率は99.2%であった。
反射防止膜を配置することにより、可視光の平均透過率は1.7%向上した。
3 光源素子
5 基板
7 凹部
7a 凹部内凹部
9 光反射膜
11 光導波路
11a 界面
13 有機EL素子
14 光出射口
15 マイクロレンズ
16 反射防止膜
17 感光体ドラム
23 保護層
25 凸部
29 キャップ層
31 アパチャー
33 クロストーク防止層
33a 側壁
Claims (16)
- 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記光出射口の下方で前記凹部内に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記光出射口側へ反射させるための凸部と、を有する光源素子を備えた光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記凹部はその底面の前記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、
前記光反射膜は前記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えている光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有している光源装置。 - 前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で広がる方向又は前記光出射口側で狭まる方向に傾斜している請求項3に記載の光源装置。
- 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記光出射口の下方で前記凹部内に、前記面発光型発光素子が出射した光を前記光出射口側へ反射させるための凸部を備えており、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、
前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で広がる方向に傾斜しており、
前記マイクロレンズは前記光導波路の材料の屈折率とほぼ等しい屈折率の材料で形成されている光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記凹部はその底面の前記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、
前記光反射膜は前記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えており、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、
前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で狭まる方向に傾斜しており、
前記マイクロレンズは前記光導波路の材料の屈折率よりも大きい屈折率の材料で形成されている光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記面発光型発光素子上に配置され、前記マイクロレンズの周囲に側壁を備えている保護層と、を有する光源素子を備えた光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記マイクロレンズとして、前記光出射口に配置された第1マイクロレンズと、前記マイクロレンズの上方に配置された第2マイクロレンズを備えているとともに、前記第1マイクロレンズと前記第2マイクロレンズとの間にクロストークを防止するためのアパチャーを備えている光源装置。 - 前記光源素子は、前記面発光型発光素子上及び前記第1マイクロレンズ上に配置された光透過性の材料からなるキャップ層をさらに備え、
前記第2マイクロレンズは前記キャップ層の上面に形成されており、
前記キャップ層は、前記第1マイクロレンズと第2マイクロレンズの光学的集光間隔を確保する機能を備えている請求項8に記載の光源装置。 - 前記第1マイクロレンズ及び前記第2マイクロレンズの機能は、集光光学系又はテレセントリック光学系を有する請求項8又は9に記載の光源装置。
- 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記マイクロレンズとして、前記光出射口に配置された第1マイクロレンズと、前記マイクロレンズの上方に配置された第2マイクロレンズを備えているとともに、前記第2マイクロレンズの周囲に側壁を有するクロストーク防止層を備えている光源装置。 - 基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記面発光型発光素子と前記光導波路との間に設けられた反射防止膜と、を有する光源素子を備えた光源装置。 - 前記凹部の底面の少なくとも一部分は、前記凹部の深さが前記光出射口側で深くなるように傾斜又は湾曲しており、前記凹部の底面形状に起因して、前記光反射膜及び前記光導波路の底面は前記光導波路内で光が前記光出射口側へ反射されやすくなるように傾斜又は湾曲している請求項1から12のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記面発光型発光素子は、有機EL素子、VCSEL又はLEDAである請求項1から13のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記基板に複数の前記光源素子を備え、それらの光源素子の前記マイクロレンズは直線上又は千鳥状に配列されている請求項1から14のいずれか一項に記載の光源装置。
- 請求項15に記載の光源装置と、
前記光源装置によって露光される感光体ドラムと、を備えた画像形成装置。
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