JPH0726112Y2 - Ｅｌアレーヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はELアレーヘッドを光源とした電子写真方式プリ
ンターに関するもので、更に詳しくは光学系を兼ねたシ
ール部材で構成される。極めて簡潔な構造のELアレーヘ
ッドに関するものである。

〔従来の技術〕

コンピュータハードウェアの急速な進歩は今日の情報化
社会を招来した。この中で処理された情報を、文字や画
像として我々の認識しうる形で示す出力装置の役割は大
きく、特にこれらの情報を紙に印刷するプリンターは極
めて重要である。このようなプリンターとして各種のタ
イプが開発されているが、高速でかつ高品位な印刷が行
えるものとして、電子写真方式がある。電子写真方式の
プリンターは感光部材を帯電させた後、印刷情報に従っ
て感光部材に光照射による光書き込みを行い感光部材表
面に静電潜像を形成し、トナーを用いてこれを可視像化
するプリンターである。光書き込み方式としては、回転
するポリゴンミラーでレーザー光を捜査するレーザー方
式、多数のLED（発光ダイオード）を並べて各LEDをオ
ン、オフするLED方式、並べられた多数の細かい液晶シ
ャッターで光源の光をオン、オフする液晶方式がある。
レーザー方式はポリゴンミラーの回転数やミラー面の不
均一性に起因する印刷位置精度の不良が発生し易く、LE
D方式はLEDの発光輝度の不均一性に起因する印刷むらが
有り、液晶方式は光源が必要でかつ液晶の応答速度が遅
いことから高速性にも問題がある、等の欠点がある。

これらに対して、光書き込みヘッドにEL面発光素子を用
いる方法が提案されているが、EL面発光素子の発光エネ
ルギーは感光体を短時間のうちに感光するに十分な値に
達していない。この欠点に対して最近、第６図に示すよ
うに、第一、第二の電極１、５の間に第一、第二の絶縁
膜２、４及び発光層３が挾まれて成るEL発光素子に於
て、絶縁膜の屈折率をEL発光層の屈折率よりも小さく設
計し、EL発光層で生じた光の大部分を絶縁層との界面で
全反射させてEL発光層内に閉じ込められるようにするこ
とでEL発光層を光導波部として機能させ、エッジから強
い出射光７を得る方式、及び、これを利用したELアレー
ヘッドが提案された。

第７図にこの様なエッジ放射型のEL発光素子を用いたEL
アレーヘッドの構成を示す。基板８の表面に第６図の第
一の電極１に相当する共通電極９を形成した後、第一の
絶縁膜、発光層、第二の絶縁膜、及び第６図の第二の電
極５に相当する画素駆動電極の順に積層したEL発光素子
13を形成し、これを多数並べてELアレー11とする。共通
電極９には通常交流電圧を印加する。画素駆動電極への
電圧印加を制御する駆動素子12をEL発光素子毎に設け、
印刷すべきデータに従って駆動素子を制御することで、
EL発光素子13のエッジ放射光７の強度を制御する。

第５図はこのようなELアレーヘッド54を用いたプリンタ
ーの構成を示すもので、基板８にEL発光素子を多数並べ
たELアレー11を設ける。ところで、EL発光素子の大きな
問題として、長期間の使用での信頼性がある。この原因
は、主として水分による素子の特性劣化にあり、発光強
度の変化や、発光そのものの停止などの問題を発生し易
い。この対策として第５図に示したようにELアレーは透
明部材55及びシール部材56を用いて、外気と遮断する構
造とするものである。そして、この様な構造とした上
で、制御部57は印刷データ信号51を受け取り、ELアレー
の画素駆動電極を制御する信号53を画素駆動IC58に印加
する。ELアレーからのエッジ放射光７は、レンズ59によ
り感光ドラム50の表面に結像し、潜像を感光ドラム表面
に形成する。この際、一直線状に配列されたEL発光素子
全体の発光を感光ドラム上に一度に結像させるためのEL
アレーヘッド光学系として、通常セルフォックレンズア
レーが用いられる。セルフォックレンズアレーは正立等
倍像を形成するマイクロレンズを一次元的に並べたもの
で、構造的には必ずしも単純なものとは言えないが、性
能的にはELアレーヘッドのような直線状の対象物に用い
るのに適している。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来のELアレーヘッドは第５図に於て示したように、EL
発光素子の長期信頼性確保のための透明部材55とシール
部材56、及び、結像用の光学系素子としてセルフォック
スレンズアレー59が必要であり、その構成は複雑であ
る。本考案はこの様な複雑な構成を、より簡潔なものと
し、かつELアレーヘッド実用上不可欠の上記の長期信頼
性と結像作用という要求性能も同時に満たさんとするも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案では光学系を兼ねた透
明シールをELアレーと外気との遮断に用いることによ
り、ELアレーヘッドを簡潔な構成にした。すなわち、本
考案では、ELアレーの発光端面以外の面は、保護基板と
接着層とにより外気と遮断し、発光端面は透明シールで
覆い外気と遮断するとともに、該ELアレーの配列方向に
垂直な面内でのみ結像作用を有するようなレンズ形状
を、前記透明シールに与える構成にして、感光ドラム上
にELアレーからの放射光を集束させるようにしたことを
特徴としている。

〔実施例〕

第１図は本考案のELアレーヘッド14を用いたプリンター
の構成を示すものである。ここで、印刷データ信号51、
制御信号53、制御部57、画素駆動IC58、感光ドラム50は
第５図と同様である。第５図と異なる本考案の構成は、
EL発光素子を多数並べたELアレー11を設けた基板８を、
接着層３により保護基板２と接着し、更にEL発光素子の
発光端面を透明シール１で覆うことにより、従来例第５
図での透明部材55及びシール部材56を代替し、外気との
遮断を達成するものである。更にまた、本考案では透明
シール１の形状に光学系としての機能を付与し、ELアレ
ーからのエッジ放射光７を感光ドラム表面に結像し、潜
像を感光ドラム表面に形成する。これにより第５図に於
けるセルフォックレンズアレー59を省略可能とするもの
である。第２図に、この様なELアレーヘッドの外観斜視
図を示した。細長い基板８上にELアレー11が形成され、
保護基板２が接着層３により該ELアレーを挟む形とな
る。そして、透明シール１をELアレーの端部に蒲鉾状に
形成する。尚、第２図ではELアレーの端部のEL発光素子
が外気に直接触れるように描かれているが、これは図面
を分かりやすくするための便宜上の処置で、実際には外
気とは接しないように、基板８のやや内側迄しかELアレ
ーは形成しない。このELアレーヘッドの製造方法の実施
例は以下の通りである。すなわち、通常の薄膜工程を経
て形成したELアレーを設けた基板８と、ガラスの保護基
板２とをエポキシ系の光硬化型接着剤で接着し（接着層
３）、エッジ放射光側の基板８と保護基板２の端面を研
磨した後、熱硬化型のアクリル樹脂を精密金型で整形し
て、透明シール１とする工程により製造するものであ
る。

第３図は本考案のELアレーヘッドの光学的な作用の説明
図である。本図は、第１図の一部をより詳細にしたもの
で、基板８と保護基板２との間に形成されたEL発光素子
13の端部の点37から出射されたエッジ放射光７は透明シ
ール１中を直進し、該シールと空気との境界で屈折して
直線35の光線となる。ここで、角度32がシール１を構成
する物質の屈折率であるように媒質から空気中に出射す
る光の臨界角となる直線31で挟まれた領域に関して、そ
の透明シール１の外面を断面の輪郭が曲線33であるよう
な適当な曲面とし、屈折した光線35を焦点36に集光す
る。曲線33の形状は、エッジ放射光が出射される点37か
ら焦点36までの光学的距離が一定という条件を満足する
曲線を求める計算を行えば、容易に得られる。この曲線
は非球面レンズの断面形状の一種と言えるが、第３図の
紙面に垂直な方向での形状的な変化を持たない点で、該
レンズとは本質的に異なっている。直線31の外側では、
この様な集光特性を付与しうるような曲面は存在しない
ので、透明シール１の外面形状は作成上無理の無い、例
えば断面が曲線34のような適当な滑らかな面とすればよ
い。特に、本考案で用いるEL発光素子のエッジ放射光
は、直線31の張る角度内に実質的にその全強度分布が含
まれることから、上記の形状によりELアレーの配列方向
に垂直な面内に於いて、第３図のような結像作用が得ら
れる。

第４図（ａ）はEL発光素子からの発光の様子を断面図で
示したものである。EL発光素子の薄膜発光層の膜厚は通
常約１μｍ程度なので、この発光層中を導波して出てく
るエッジ放射光７はその導波モードから限定され、図の
ように前方に比較的強く集束された光となることは前述
の通りである。しかしながら、より高速な書書き込みを
実現するためにはエッジ放射光強度をより強くすること
が必要であり、このためには前記薄膜発光層の膜厚を厚
くすることが最も効果的であるが導波モードの限定は弱
くなり、出射光の上記断面図内での角度分布は大きくな
る。このような場合、本考案の結像作用の硬化は大き
い。

第４図（ｂ）はEL発光素子からの発光の様子を平面図で
示したものである。ここで両側への放射光の拡散が問題
となる場合は、EL発光素子の側面形状に若干の不規則性
を持たせたり光吸収体を接する構造とするなどで、側面
反射を抑制するようにすれば、図のように出射方向の両
側の広がりは僅かで、上記平面図内での指向性のよい光
束となる。このように、従来、第５図のセルフォックレ
ンズアレーという二次元的な結像作用を有する光学系を
用いてきたのに対して、本考案のELアレーヘッドでは第
２図、第３図のようなシールを兼ねた、ELアレーの配列
方向に垂直な面内だけの一次元的な結像作用のみの光学
系にして、簡単な構成でしかも十分な結像作用をもつEL
アレーヘッドを実現した。

〔考案の効果〕

以上、本考案では、EL発光素子の外気に対する有効なシ
ール構造を提供して素子劣化を防止すると共に、該発光
素子のエッジ放射光の出射端のシールを光学的な異方集
束性を有する形状の透明シールとすることで、エッジ放
射型ELアレーの特異的な発光特性を十分に生かした良好
な結像性能を付与するものである。この結果、極めて簡
潔な構成のELアレーヘッジが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のELアレーヘッドを用いたプリンターの
構成を示す説明図、第２図は本考案のELアレーヘッドの
外観斜視図、第３図は本考案のELアレーヘッドの光学的
な機能を示す説明図、第４図はEL発光素子のエッジ放射
光の特性を示し、第４図（ａ）は断面図、第４図（ｂ）
は平面図、第５図は従来のELアレーヘッドを用いたプリ
ンターの構成を示す説明図、第６図はエッジ放射型のEL
発光素子の構成を示す断面図、第７図はELアレーの構成
を示す斜視図である。 １……透明シール、７……エッジ放射光、８……基板、
11……ELアレー、13……EL発光素子、50……感光ドラ
ム、14、54……ELアレーヘッド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に複数のエッジ放射型EL（エレクト
   ロルミネセンス）発光素子を配列し、更に該EL発光素子
   を外気と遮断する手段を備えたELアレーと、該ELアレー
   からの放射光を集束して感光ドラム上に結像する光学系
   とを有するELアレーヘッドにおいて、前記外気と遮断す
   る手段がELアレーの発光端面以外の表面は接着層及び該
   接着層により接着された保護基板とにより構成され、発
   光端面は透明シールにより構成されるとともに、該透明
   シールのELアレーの配列方向に垂直な断面の形状を前記
   放射光の該断面と平行する成分を前記感光ドラム上に集
   束せしめる形状にして前記光学系を兼ねることを特徴と
   するELアレーヘッド。