JP2008152038A - Method of manufacturing microlens array, microlens array, organic electroluminescence line head and image forming apparatus using the microlens array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロレンズアレイの製造方法とその方法で製造されたマイクロレンズアレイ、それを用いた有機ＥＬラインヘッド及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a microlens array, a microlens array manufactured by the method, an organic EL line head using the same, and an image forming apparatus.
従来、複数のＬＥＤアレイチップをＬＥＤアレイ方向に配置し、各ＬＥＤアレイチップのＬＥＤアレイを対応して配置した正レンズで感光体上に拡大投影し、感光体上で隣接するＬＥＤアレイチップの端部の発光ドットの像同士が同一ＬＥＤアレイチップの発光ドットの像間ピッチと同一ピッチで隣接して結像するようにする光書き込みラインヘッド、及び、その光路を逆にして光読み取りラインヘッドとするものが特許文献１で提案されている。 Conventionally, a plurality of LED array chips are arranged in the direction of the LED array, and enlarged and projected onto a photosensitive member with a positive lens in which the LED arrays of the respective LED array chips are arranged correspondingly, and the ends of adjacent LED array chips on the photosensitive member. An optical writing line head that forms images adjacent to each other at the same pitch as the pitch between the light emitting dots of the same LED array chip, and an optical reading line head with the optical path reversed. This is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707.
一方、ＬＥＤアレイチップの各発光ドットからの発散光を集光するマイクロレンズアレイの製造方法として、フォトリソグラフィーと電鋳によりそのマイクロレンズアレイの型を作り、光硬化性樹脂を用いてガラス基板上に複製するか、熱可塑性樹脂に複製することでマイクロレンズアレイを製造する方法が特許文献２に開示されている。
On the other hand, as a method of manufacturing a microlens array that collects divergent light from each light emitting dot of an LED array chip, a mold of the microlens array is formed by photolithography and electroforming, and a photocurable resin is used on a glass substrate.
また、特許文献３には、液晶パネル照明用等のマイクロレンズアレイの製造方法として、ガラス基板の両面にフォトレジストを画素に対応してパターニングして、そのフォトレジストを加熱溶融させて表面張力によりレンズ屈折面に加工することでレンズアレイを形成する方法が開示されている。
従来、特許文献２に記載されているように、レンズ全体の線膨張を防止するためにガラス基板上に光硬化性樹脂を用いてレンズを成形して、ハイブリッドマイクロレンズアレイを製造する方法が提案されている。この製造方法では、光学的性能の向上のために基板の両面にレンズ屈折面（レンズ面）を成形する必要がある。
Conventionally, as described in
しかしながら、ガラス基板の両面に光硬化性樹脂を用いて成形する場合、型が金属等の不透明な材質で作られると、光硬化のための光が型で遮られて透過しないため、ガラス基板の両面のレンズ面を同時に成形することができない。 However, when molding using a photocurable resin on both sides of the glass substrate, if the mold is made of an opaque material such as metal, the light for light curing is blocked by the mold and does not pass through. Both lens surfaces cannot be molded simultaneously.
このような場合、両面のレンズ面を成形するために、ガラス基板の一方の面にレンズ面を成形した後、ガラス基板を型から一旦取り外さなければならないため、両面のレンズ面の光軸がずれてしまうという問題点がある。 In such a case, in order to mold the lens surfaces on both sides, the lens surface must be removed from the mold after molding the lens surface on one side of the glass substrate. There is a problem that.
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透明基板の両面にレンズ面を成形してなり、光学的性能が良く、両面のレンズ面の光軸ずれが小さい有機ＥＬラインヘッド等に用いるマイクロレンズアレイの製造方法とそのようにして製造したマイクロレンズアレイ、それを用いた有機ＥＬラインヘッド及び画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to form lens surfaces on both surfaces of a transparent substrate, have good optical performance, and optical axes of both lens surfaces. It is an object to provide a manufacturing method of a microlens array used for an organic EL line head or the like having a small deviation, a microlens array manufactured in this way, an organic EL line head using the same, and an image forming apparatus.
上記目的を達成する本発明のマイクロレンズアレイの製造方法は、透明基板上の両面に金型を用いて光硬化性樹脂のマイクロレンズアレイを形成する方法であって、
マイクロレンズアレイの一方のレンズ面に対応する型面を持つ第１の金型に光硬化性樹脂を注入し、その上に透明基板を載せ、その際に第１の金型に設けられた第１の位置決め手段を用いて透明基板を位置決めし、
前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の一方の面上に第１のレンズアレイを成形し、
第１の金型から前記第１のレンズアレイが成形された前記透明基板を取り外した後、マイクロレンズアレイの他方のレンズ面に対応する型面を持つ第２の金型に光硬化性樹脂を注入し、その上に前記透明基板を裏返して載せ、その際に第２の金型に設けられた第２の位置決め手段を用いて前記透明基板を位置決めし、
前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の他方の面上に第２のレンズアレイを成形することを特徴とする方法である。
The method for producing a microlens array of the present invention that achieves the above object is a method of forming a microlens array of a photocurable resin using a mold on both sides of a transparent substrate,
A photocurable resin is injected into a first mold having a mold surface corresponding to one lens surface of the microlens array, and a transparent substrate is placed thereon. At that time, a first mold provided in the first mold is provided. Positioning the transparent substrate using the positioning means 1;
Forming a first lens array on one surface of the transparent substrate by irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin,
After removing the transparent substrate on which the first lens array is molded from the first mold, a photocurable resin is applied to the second mold having a mold surface corresponding to the other lens surface of the microlens array. Injecting, placing the transparent substrate upside down, positioning the transparent substrate using the second positioning means provided in the second mold,
The method is characterized in that the second lens array is formed on the other surface of the transparent substrate by irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin.
このように構成することで、光学的性能が良く、両面のレンズ面が高精度で軸合わせがなされた有機ＥＬラインヘッド等に用いるマイクロレンズアレイを容易に作製することができる。 With this configuration, it is possible to easily produce a microlens array for use in an organic EL line head or the like having good optical performance and high-precision axis alignment on both lens surfaces.
この場合、前記透明基板の相互に交差する二辺に対して前記第１の位置決め手段及び前記第２の位置決め手段を位置合わせすることで前記透明基板を位置決めすることができる。 In this case, the transparent substrate can be positioned by aligning the first positioning means and the second positioning means with respect to two sides of the transparent substrate that intersect each other.
このように構成することで、透明基板に格別のマークを設けないでも両面のレンズ面を高精度で軸合わせすることができる。 With this configuration, the lens surfaces on both sides can be aligned with high accuracy without providing a special mark on the transparent substrate.
また、前記透明基板の周囲に設けられた機械的なマークに対して前記第１の位置決め手段及び前記第２の位置決め手段を位置合わせすることで前記透明基板を位置決めすることができる。 Further, the transparent substrate can be positioned by aligning the first positioning means and the second positioning means with respect to mechanical marks provided around the transparent substrate.
このように構成することで、両面のレンズ面を高精度で軸合わせすることができる。そして、この機械的なマークを有機ＥＬラインヘッド等を組み立てるときの位置決め手段としても用いることができ、有機ＥＬラインヘッド等の光学系を高精度で組み立てられることができるようになる。 With this configuration, the lens surfaces on both sides can be aligned with high accuracy. This mechanical mark can be used as positioning means when assembling an organic EL line head or the like, and an optical system such as an organic EL line head can be assembled with high accuracy.
また、前記透明基板に設けられた光学的マークに対して前記第１の位置決め手段及び前記第２の位置決め手段を位置合わせすることで前記透明基板を位置決めすることができる。 In addition, the transparent substrate can be positioned by aligning the first positioning means and the second positioning means with respect to the optical mark provided on the transparent substrate.
このように構成することで、両面のレンズ面を高精度で軸合わせすることができる。そして、この光学的マークを有機ＥＬラインヘッド等を組み立てるときの位置決め手段としても用いることができ、有機ＥＬラインヘッド等の光学系を高精度で組み立てられることができるようになる。 With this configuration, the lens surfaces on both sides can be aligned with high accuracy. And this optical mark can be used also as a positioning means when assembling an organic EL line head or the like, and an optical system such as an organic EL line head or the like can be assembled with high accuracy.
また、前記第１の金型に中途まで光硬化性樹脂を注入して前記光硬化性樹脂を半硬化状態にし、次いで、その上にさらに光硬化性樹脂を注入し、その上に前記透明基板を載せ、前記透明基板を位置決めし、前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の一方の面上に第１のレンズアレイを成形し、
前記第２の金型に中途まで光硬化性樹脂を注入して前記光硬化性樹脂を半硬化状態にし、次いで、その上にさらに光硬化性樹脂を注入し、その上に前記透明基板を裏返して載せ、前記透明基板を位置決めし、前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の他方の面上に第２のレンズアレイを成形することが望ましい。
In addition, the photocurable resin is injected into the first mold halfway to make the photocurable resin semi-cured, and then the photocurable resin is further injected thereon, and the transparent substrate is formed thereon. , Positioning the transparent substrate, forming a first lens array on one surface of the transparent substrate by irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin,
The photocurable resin is injected into the second mold halfway to make the photocurable resin a semi-cured state. Then, the photocurable resin is further injected thereon, and the transparent substrate is turned over. It is preferable that the second lens array be formed on the other surface of the transparent substrate by positioning the transparent substrate and irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin.
このように構成することで、気泡が入り難くなり、また、硬化の際の収縮による面精度の低下を抑えることができる。 By comprising in this way, a bubble becomes difficult to enter and the fall of the surface precision by shrinkage | contraction in the case of hardening can be suppressed.
また、前記第１の金型上での前記光硬化性樹脂の硬化のためのエネルギー、及び、前記第２の金型上での前記光硬化性樹脂の硬化のためのエネルギーは、２回目の方がより強い方が望ましい。 The energy for curing the photocurable resin on the first mold and the energy for curing the photocurable resin on the second mold are the second time. The stronger one is desirable.
このように構成することで、気泡が入り難くなり、また、硬化の際の収縮による面精度の低下を抑えることができる。 By comprising in this way, a bubble becomes difficult to enter and the fall of the surface precision by shrinkage | contraction in the case of hardening can be suppressed.
本発明のマイクロレンズアレイは、透明基板の表面に透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部が、また、その裏面に透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部が一体に成形されてなり、同一のマイクロレンズが所定方向に一定ピッチで一列に配置され、それと直交する方向にはＮ個の同様のマイクロレンズ列が配置され、Ｎ個のマイクロレンズ列は、先頭のマイクロレンズの位置がＮ分の１ピッチずつずらして配列されていることを特徴とするものである。 In the microlens array of the present invention, a curved lens refracting surface portion having a predetermined shape made of transparent resin is integrally formed on the surface of a transparent substrate, and a curved lens refracting surface portion having a predetermined shape made of transparent resin is integrally formed on the back surface thereof. Thus, the same microlens is arranged in a row at a constant pitch in a predetermined direction, and N similar microlens rows are arranged in a direction orthogonal thereto, and the N microlens rows are the positions of the first microlens. Are arranged with a shift of 1 / N pitch.
このように構成することで、有機ＥＬラインヘッドに特に適した構成のマイクロレンズアレイとなる。 With this configuration, a microlens array having a configuration particularly suitable for an organic EL line head is obtained.
この場合に、前記透明基板の周囲に機械的なマークあるいは光学的マークが設けられていることが望ましい。 In this case, it is desirable that a mechanical mark or an optical mark is provided around the transparent substrate.
このように構成することで、機械的なマークあるいは光学的マークを有機ＥＬラインヘッド等を組み立てるときの位置決め手段としても用いることができ、有機ＥＬラインヘッド等の光学系を高精度で組み立てられることができるようになる。 With this configuration, mechanical marks or optical marks can be used as positioning means when assembling an organic EL line head or the like, and an optical system such as an organic EL line head can be assembled with high accuracy. Will be able to.
本発明の有機ＥＬラインヘッドは、主走査方向に複数の発光素子が列状に配置されてなる発光素子列を１列以上含む発光体ブロックが少なくとも主走査方向に間隔をおいて複数配置された有機ＥＬ発光体アレイの射出側に、各発光体ブロックに対応して各々１個の正レンズが整列するように配置されたマイクロレンズアレイが前記有機ＥＬ発光体アレイに平行に配置されており、前記マイクロレンズアレイとして、透明基板の表面に透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部が、また、その裏面に透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部が一体に成形されてなるマイクロレンズアレイであって、前記透明基板に位置決めのための機械的又は光学的なマークが設けられていることを特徴とするものである。 In the organic EL line head of the present invention, a plurality of light emitter blocks each including at least one light emitting element row in which a plurality of light emitting elements are arranged in a row in the main scanning direction are arranged at least in the main scanning direction. On the emission side of the organic EL light emitter array, a microlens array is arranged in parallel with the organic EL light emitter array so that one positive lens is aligned with each of the light emitter blocks. The microlens array is formed by integrally forming a curved lens refracting surface portion having a predetermined shape made of transparent resin on the surface of a transparent substrate and a curved lens refracting surface portion having a predetermined shape made of transparent resin on the back surface thereof. A lens array, wherein the transparent substrate is provided with a mechanical or optical mark for positioning.
このように構成することで、光学系が高精度で組み立てられた有機ＥＬラインヘッドが得られる。 With this configuration, an organic EL line head in which the optical system is assembled with high accuracy can be obtained.
また、像担持体の周囲に帯電手段と、以上のような有機ＥＬラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行う画像形成装置を構成することができる。 In addition, at least two or more image forming stations in which image forming units including a charging unit, the organic EL line head as described above, a developing unit, and a transfer unit are arranged around the image carrier are provided, and a transfer medium By passing through each station, it is possible to configure an image forming apparatus that forms an image by a tandem method.
このように構成することで、小型で解像力が高く画像の劣化の少ないプリンター等の画像形成装置を構成することができる。 With this configuration, it is possible to configure an image forming apparatus such as a printer that is small in size and has high resolution and little image deterioration.
本発明のマイクロレンズアレイの製造方法とマイクロレンズアレイ、それを用いた有機ＥＬラインヘッドを詳細に説明する前に、マイクロレンズアレイを用いた有機ＥＬラインヘッドについて簡単に説明しておく。 Before describing in detail the method of manufacturing a microlens array of the present invention, the microlens array, and the organic EL line head using the microlens array, the organic EL line head using the microlens array will be briefly described.
図４は、本発明の１実施形態に係る発光体アレイ１と光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５との対応関係を示す説明図である。この実施形態のラインヘッドにおいては、１つのマイクロレンズ５に２列の発光素子が対応している。ただし、マイクロレンズ５が光学倍率がマイナス（倒立結像）の結像素子であるので、発光素子の位置が主走査方向及び副走査方向で反転している。すなわち、図１の構成では、像担持体の移動方向の上流側（１列目）に偶数番号の発光素子（８、６、４、２）を配列し、同下流側（２列目）には奇数番号の発光素子（７、５、３、１）を配列している。また、主走査方向の先頭側に番号が大きな発光素子を配列している。なお、この実施形態の発光体アレイ１としては、後で説明する有機ＥＬ装置が用いられる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between the
図１〜図３は、この実施形態のラインヘッドの１つのマイクロレンズに対応する部分の斜視図である。図２に示してあるように、像担持体４１の下流側に配列された奇数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ａは、主走査方向で反転した位置に形成される。Ｒは、像担持体４１の移動方向である。また、図３に示されるように、像担持体４１の上流側（１列目）に配列された偶数番号の発光素子２に対応した像担持体４１の結像スポット８ｂは、副走査方向で反転した下流側の位置に形成される。しかしながら、主走査方向では、先頭側からの結像スポットの位置は、発光素子１〜８の番号で順番に対応している。したがって、この例では像担持体の副走査方向における結像スポット形成のタイミングを調整することにより、主走査方向に同列に結像スポットを形成することが可能であることが分かる。
1 to 3 are perspective views of a portion corresponding to one microlens of the line head of this embodiment. As shown in FIG. 2, the
図５は、画像データが格納されているラインバッファのメモリテーブル１０の例を示す説明図である。図５のメモリテーブル１０は、図４の発光素子の番号に対して、主走査方向で反転して格納されている。図５において、ラインバッファのメモリテーブル１０に格納された画像データの中、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子に対応する第１の画像データ（１、３、５、７）を読み出し、発光素子を発光させる。次に、Ｔ時間後に、メモリアドレスに格納されている像担持体４１の下流側（２列目）の発光素子に対応する第２の画像データ（２、４、６、８）を読み出し、発光させる。このようにして、図６に８の位置で示されるように、像担持体上の１列目の結像スポットが２列目の結像スポットと主走査方向で同列に形成される。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the memory table 10 of the line buffer in which image data is stored. The memory table 10 in FIG. 5 is stored with being inverted in the main scanning direction with respect to the light emitting element numbers in FIG. In FIG. 5, among the image data stored in the memory table 10 of the line buffer, first image data (1, 3, 5, 5) corresponding to the light emitting elements on the upstream side (first row) of the
図１は、図５のタイミングで画像データを読み出して結像スポットを形成する例を、概念的に示す斜視図である。図５を参照にして説明したように、先に像担持体４１の上流側（１列目）の発光素子を発光させ、像担持体４１に結像スポットを形成する。次に、所定のタイミングＴ経過後に像担持体４１の下流側（２列目）の奇数番号の発光素子を発光させ、像担持体に結像スポットを形成する。この際に、奇数番号の発光素子による結像スポットは、図２で説明した８ａの位置ではなく、図６に示されているように、主走査方向に同列に８の位置に形成されることになる。
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing an example in which image data is read out at the timing of FIG. 5 to form an imaging spot. As described with reference to FIG. 5, the light emitting element on the upstream side (first row) of the
図７は、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。図７において、発光体アレイ１には、発光素子２を主走査方向に複数配列した発光素子列３を副走査方向に複数列設けて発光体ブロック４（図４参照）を形成している。図７の例では、発光体ブロック４は、主走査方向に４個の発光素子２を配列した発光素子列３を、副走査方向に２列形成している（図４参照）。この発光体ブロック４は、発光体アレイ１に多数配置されており、各発光体ブロック４はマイクロレンズ５に対応して配置されている。
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram showing an example of a light emitter array used as a line head. In FIG. 7, in the
マイクロレンズ５は、発光体アレイ１の主走査方向及び副走査方向に複数設けられてマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）６を形成している。このＭＬＡ６は、副走査方向では主走査方向の先頭位置をずらして配列されている。このようなＭＬＡ６の配列は、発光体アレイ１に発光素子を千鳥状に設ける場合に対応している。図７の例では、ＭＬＡ６が副走査方向に３列配置されているが、ＭＬＡ６の副走査方向の３列のそれぞれの位置に対応する各単位ブロック４を、説明の便宜上、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分する。
A plurality of
上記のように、光学倍率がマイナスのマイクロレンズ５内に複数個の発光素子２が配置され、かつ、当該レンズが副走査方向に複数列配置されている場合には、像担持体４１の主走査方向に一列に並んだ結像スポットを形成するためには、以下のような画像データ制御が必要となる。（１）副走査方向の反転、（２）主走査方向の反転、（３）レンズ内の複数列発光素子の発光タイミング調整、（４）グループ間の発光素子の発光タイミング調整。
As described above, when the plurality of
図８は、図７の構成で、各発光素子２の出力光によりマイクロレンズ５を通して像担持体の露光面を照射した場合の結像位置を示す説明図である。図８において、図７で説明したように、発光体アレイ１には、グループＡ、グループＢ、グループＣに区分された単位ブロック４が配置されている。グループＡ、グループＢ、グループＣの各単位ブロック４の発光素子列を、像担持体４１の上流側（１列目）と下流側（２列目）に分け、１列目に偶数番号の発光素子を割り当て、２列目に奇数番号の発光素子を割り当てる。
FIG. 8 is an explanatory view showing an imaging position when the exposure surface of the image carrier is irradiated through the
グループＡについては、図１〜図３で説明したように各発光素子２を動作させることにより、像担持体４１には主走査方向及び副走査方向で反転した位置に結像スポットが形成される。このようにして、像担持体４１上には主走査方向の同じ列に１〜８の順序で結像スポットが形成される。以下、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＢの処理を同様に実行する。さらに、像担持体４１を副走査方向に所定時間移動させてグループＣの処理を実行させることにより、主走査方向の同じ列に１〜２４・・・の順序で、入力された画像データに基づく結像スポットが形成される。
For group A, by operating each light emitting
図９は、図８において、副走査方向の結像スポット形成の状態を示す説明図である。Ｓは、像担持体４１の移動速度、ｄ１は、グループＡの１列目と２列目の発光素子の間隔、ｄ２はグループＡの２列目の発光素子とグループＢの２列目の発光素子の間隔、ｄ３はグループＢの２列目の発光素子とグループＣの２列目の発光素子の間隔、Ｔ１はグループＡの２列目の発光素子の発光後に１列目の発光素子が発光するまでの時間、Ｔ２はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＢの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間、Ｔ３はグループＡの２列目の発光素子による結像位置がグループＣの２列目の発光素子の結像位置に移動する時間である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of forming an imaging spot in the sub-scanning direction in FIG. S is the moving speed of the
Ｔ１は以下のようにして求めることができる。Ｔ２、Ｔ３についても、ｄ１をｄ２、ｄ３に置き換えることにより同様に求めることができる。 T1 can be obtained as follows. T2 and T3 can be similarly obtained by replacing d1 with d2 and d3.
Ｔ１＝｜（ｄ１×β）／Ｓ｜
ここで、各パラメータは、以下の通りである。
ｄ１：発光素子の副走査方向の距離
Ｓ：結像面（像担持体）の移動速度
β：レンズの倍率
図９においては、グループＡの２列目の発光素子が発光した時間のＴ２時間後にグループＢの２列目の発光素子を発光させる。さらに、Ｔ２からＴ３時間後にグループＣの２列目の発光素子を発光させる。各グループの１列目の発光素子は、２列目の発光素子が発光してからＴ１時間後に発光する。このような処理をすることにより、図８に示されているように、発光体アレイ１に２次元的に配置された発光体による結像スポットを、像担持体上で一列に形成することが可能となる。図１０は、マイクロレンズ５を複数配列した場合に、像担持体の主走査方向に結像スポットが反転して形成される例を示す説明図である。
T1 = | (d1 × β) / S |
Here, each parameter is as follows.
d1: Distance in the sub-scanning direction of the light emitting elements S: Moving speed of the imaging surface (image carrier) β: Lens magnification In FIG. The light emitting elements in the second row of group B are caused to emit light. Furthermore, the light emitting elements in the second row of group C are caused to emit light after T2 to T3 hours. The first row of light emitting elements in each group emits light after T1 time after the second row of light emitting elements emits light. By performing such processing, as shown in FIG. 8, the imaging spots formed by the light emitters arranged two-dimensionally on the
以上のようなラインヘッドを用いて画像形成装置を構成することができる。その１実施形態においては、４つの感光体に４つのラインヘッドで露光し、４色の画像を同時に形成し、１つの無端状中間転写ベルト（中間転写媒体）に転写する、タンデム式カラープリンター（画像形成装置）に以上のようなラインヘッドを用いることができる。図１１は、発光体アレイ１として有機ＥＬ装置を用いたタンデム式画像形成装置の１例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個のラインヘッド１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
An image forming apparatus can be configured using the line head as described above. In the embodiment, a tandem color printer (exposed to four photoconductors with four line heads, simultaneously forms four color images, and transfers them to one endless intermediate transfer belt (intermediate transfer medium)). The line head as described above can be used in the image forming apparatus. FIG. 11 is a longitudinal side view showing an example of a tandem image forming apparatus using an organic EL device as the
図１１に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト（中間転写媒体）５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
As shown in FIG. 11, this image forming apparatus is provided with a driving
上記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のようなラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
K, C, M, and Y added after the above symbols mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The
また、このラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
Further, a developing device 44 (K, C, and M) that applies a toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the line head 101 (K, C, M, and Y) to form a visible image (toner image). M, Y) and a primary transfer roller 45 (K, Y) as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the
ここで、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各ラインヘッド１０１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。 Here, in each line head 101 (K, C, M, Y), the array direction of the line head 101 (K, C, M, Y) is set to the bus of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y). It is installed along. The emission energy peak wavelength of each line head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are set to substantially coincide.
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させることにより、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。 The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer, and the one-component developer is conveyed to the developing roller by a supply roller, for example, and adhered to the developing roller surface. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or increased in thickness by the photosensitive body 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive body 41 (K, C, M, Y). The toner is developed as a toner image by attaching a developer according to the potential level.
このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the
なお、図１１中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
In FIG. 11,
次に、上記のような有機ＥＬラインヘッドに用いる発光装置としての有機ＥＬ装置の１実施例を説明する。 Next, an example of an organic EL device as a light emitting device used in the organic EL line head as described above will be described.
図１２は有機ＥＬ装置１（図１〜図１０の発光体アレイ１に対応する）の平面図である。有機ＥＬ装置１は、透光性を有する矩形のガラス基板２０を基体として構成されており、ガラス基板２０には、複数の円形の発光領域２（図１〜図１０の発光素子２に対応する）が設けられている。発光領域２は、ガラス基板２０の長手方向に沿って列をなすように等間隔に形成されている。そして、この発光領域２の列は、ガラス基板２０上に２列に配列されている。また、各発光領域２は、隣接する他方の列の発光領域２に対してガラス基板２０の長手方向について半ピッチだけずれるようにして配置されている。つまり、発光領域２は、千鳥状に配列されている。有機ＥＬ装置１は、発光領域２において発光を行う。図１２は、有機ＥＬ装置１を、光が射出される側から見た図である。基板としては、ガラス基板２０の他にも、石英基板を始めとする種々の部材を用いることができる。
FIG. 12 is a plan view of the organic EL device 1 (corresponding to the
図１３は、図１２中の発光領域２の周辺部分の拡大図であり、図１４は、図１３中のＥ−Ｅ線における有機ＥＬ装置１の断面図である。以下では、図１４の断面図を用いて、図１３の平面図を参照しながら有機ＥＬ装置１の構造について説明する。
13 is an enlarged view of the peripheral portion of the
有機ＥＬ装置１は、ガラス基板２０を基体とし、その上に各構成要素が積み上げられた構成となっている。ガラス基板２０上にはシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）等からなる下地保護膜３１が形成されている。下地保護膜３１上には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子２７が形成されている。
The
より詳しくは、下地保護膜３１上に、ポリシリコン膜からなる半導体膜２１が島状に形成されている。半導体膜２１には不純物の導入によってソース領域、ドレイン領域が形成され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となっている。下地保護膜３１及び半導体膜２１の上には、シリコン酸化膜等からなるゲート絶縁膜３２が形成され、ゲート絶縁膜３２上には、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等からなるゲート電極２３が形成されている。ゲート電極２３及びゲート絶縁膜３２の上には、第１層間絶縁膜３３と第２層間絶縁膜３４とがこの順に積層されている。ここで、第１層間絶縁膜３３及び第２層間絶縁膜３４は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）、チタン酸化膜（ＴｉＯ2 ）等のの無機絶縁膜から構成されている。
More specifically, the
第１層間絶縁膜３３の上層には、共通給電線２５が形成されている。共通給電線２５は、第１層間絶縁膜３３及びゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２１のソース領域に接続されている。
A common power supply line 25 is formed in the upper layer of the first
第２層間絶縁膜３４上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる光透過性の画素電極１１が発光領域２毎に形成されている。画素電極１１は、図１２の平面図において、発光領域２として示された円より一回り大きな領域に形成されている。また、発光領域２は、ガラス基板２０の長手方向に沿って列をなすように等間隔に形成されている。この画素電極１１は、第２層間絶縁膜３４、第１層間絶縁膜３３、ゲート絶縁膜３２を貫通して設けられたコンタクトホールを介して半導体膜２１のドレイン領域に電気的に接続されている。こうした構成において、ＴＦＴ素子２７は、ゲート電極２３への電圧の供給によってオン／オフが切り替わり、オン状態となった場合には、共通給電線２５から画素電極１１へ駆動電流を流す働きをする。
A light-
また、第２層間絶縁膜３４上には、無機材料からなる第１バンク１２が形成されている。第１バンク１２は、画素電極１１の周りを囲うようにして第２層間絶縁膜３４上に配置されており、ガラス基板２０の法線方向から見て、一部が画素電極１１の外縁部に重なった状態に形成されている。換言すれば、第１バンク１２は、画素電極１１より小さな開口部１２ａを有して、画素電極１１に重ねて配置されている。そして、この開口部１２ａは、発光領域２に対応する領域に設けられている。つまり、図１２に示された発光領域２の形状が、そのまま開口部１２ａの形状となる。言い換えれば、第１バンク１２は、発光領域２を除いた領域に形成されていることとなる。第１バンク１２は、シリコン酸化膜等の無機絶縁膜からなり、その厚さは約５０〜１００ｎｍである。
A
第１バンク１２の上には、第１バンク１２と同一の形成領域に、第２バンク２２が積層されている。第２バンク２２は、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂ、第２撥液領域２２ｃを有している。第１撥液領域２２ａは、図１２及び図１３に示された、発光領域２を囲む環状の領域Ａに形成されている。親液領域２２ｂは、領域Ａを囲む環状の領域Ｂに形成されている。第２撥液領域２２ｃは、領域Ｂの外側に対応する領域Ｃに形成されている。本実施例では、領域Ａ及び領域Ｂは、共に同心の円環状の領域となっている。また、領域Ａの内円が発光領域２に一致し、領域Ａの外円と領域Ｂの内円とが一致している。したがって、発光領域２、第１撥液領域２２ａが形成された領域Ａ、親液領域２２ｂが形成された領域Ｂ、第２撥液領域２２ｃが形成された領域Ｃは、隣り合う領域同士が接した状態で配置されており、ガラス基板２０の法線方向から見ると、有機ＥＬ装置１上の領域は、発光領域２、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの何れかに含まれる。本実施例では、発光領域２の円の直径は約５０μｍ、第１撥液領域２２ａが形成された領域Ａの幅は約５μｍ、親液領域２２ｂが形成された領域Ｂの幅は約２０μｍである。
A
ここで、第２バンク２２における親液領域２２ｂは、第１撥液領域２２ａ及び第２撥液領域２２ｃより相対的に濡れ性が高くなっている。濡れ性が高いとは、液体との接触角が相対的に小さいことを指す。ある領域に吐出された液体は、これと隣接する、相対的に濡れ性が低い（すなわち接触角が大きい）領域には浸入し難いと言える。したがって、本実施例では、発光領域２に吐出された液体は第１撥液領域２２ａには侵入し難く、親液領域２２ｂに吐出された液体は、第２撥液領域２２ｃには浸入し難くなっている。
Here, the lyophilic region 22b in the
画素電極１１上の中、第１撥液領域２２ａに囲まれた領域、すなわち発光領域２に対応する領域には、正孔注入層１４が形成されている。より詳しくは、正孔注入層１４は、画素電極１１を底部とし、第１バンク１２及び第２バンク２２を側壁とする凹部に形成されている。正孔注入層１４が形成される発光領域２は、周囲を第２バンク２２の第１撥液領域２２ａに囲まれているため、正孔注入層１４を形成する際に吐出される機能液は発光領域２の外に浸入し難い。このため、正孔注入層１４を容易に発光領域２内に形成することができる。
On the
正孔注入層１４は、導電性高分子材料中にドーパントを含有する導電性高分子層からなる。このような正孔注入層１４は、例えば、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸を含有する３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）等から構成することができる。 The hole injection layer 14 is composed of a conductive polymer layer containing a dopant in a conductive polymer material. Such a hole injection layer 14 can be composed of, for example, 3,4-polyethylenedioxythiophene (PEDOT-PSS) containing polystyrene sulfonic acid as a dopant.
正孔注入層１４上及び第２バンク２２上の中、第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域（すなわち、発光領域２、第１撥液領域２２ａ、親液領域２２ｂからなる領域）には、発光層１５が形成されている。第２撥液領域２２ｃの存在により、発光層１５を形成する際に吐出される機能液は、親液領域２２ｂ及びその内側の領域にのみ濡れ広がり、第２撥液領域２２ｃには侵入し難い。このため、発光層１５を容易に第２撥液領域２２ｃに囲まれた領域に形成することができる。こうして形成された発光層１５は、正孔注入層１４の面積（すなわち、発光領域２の面積）より大きな面積を有しているため、発光領域２において、発光層１５の厚さを均一にすることができる。すなわち、発光層１５の中比較的平坦な領域を発光に用いることができる。
In the region on the hole injection layer 14 and the
本明細書では、正孔注入層１４、発光層１５を含む層を有機ＥＬ素子１３とも呼ぶ。正孔注入層１４の厚さは約５０ｎｍであり、発光層１５の厚さは約１００ｎｍである。
In the present specification, a layer including the hole injection layer 14 and the light emitting layer 15 is also referred to as an
発光層１５上及び第２バンク２２の第２撥液領域２２ｃ上には、厚さ約５ｎｍのカルシウム（Ｃａ）及び厚さ約３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）の積層体である陰極１６が形成されている。換言すれば、陰極１６は、発光層１５を挟んで画素電極１１の反対側に形成されている。陰極１６の上には、水や酸素の侵入を防ぎ、陰極１６あるいは有機ＥＬ素子１３の酸化を防止するための、樹脂等からなる封止部材１７が積層されている。
On the light emitting layer 15 and the second liquid repellent region 22c of the
上述した発光層１５は、エレクトロルミネッセンス現象を発現する有機発光物質の層である。画素電極１１と陰極１６との間に電圧を印加することによって、発光層１５には、正孔注入層１４から正孔が、また、陰極１６から電子が注入される。発光層１５は、これらが結合したときに光を発する。発光層１５からの発光スペクトルは、材料の発光特性や膜厚に依存する。本実施例では、発光層１５は赤色光を発光し、その主発光波長、すなわち発光スペクトルにおいて発光強度が最大となる波長は約６３０ｎｍである。
The light emitting layer 15 described above is a layer of an organic light emitting material that exhibits an electroluminescence phenomenon. By applying a voltage between the
有機ＥＬ装置１は、発光領域２においてのみ発光し、第１バンク１２が形成された領域においては発光は行われない。これは、図１４に示すように、当該領域では、画素電極１１（陽極）と陰極１６との間に絶縁物質である第１バンク１２が配置されていることにより、両電極間の電流経路が遮断されるためである。
The
発光層１５から図１４の下方に射出された光はそのままガラス基板２０を透過し、また図１４の上方に射出された光は陰極１６によって反射された後に下方へ進み、同じくガラス基板２０を透過する。このような構成の有機ＥＬ装置１は、ボトムエミッション型と呼ばれる。
The light emitted from the light emitting layer 15 downward in FIG. 14 passes through the
なお、有機ＥＬ装置１が、ガラス基板２０とは反対側に向けて表示光を射出するトップエミッション型である場合、陰極１６は、例えば、薄いカルシウム層と、ＩＴＯ層等から構成して光透過性を持たせ、画素電極１１の下層側には、画素電極１１の略全体と重なるようにアルミニウム膜等からなる光反射層を形成する。
When the
以上のような構成の有機ＥＬ装置１によれば、発光領域２において、発光層１５の厚さを均一にすることができる。このため、発光層１５の中比較的平坦な部分を発光に用いることができ、均一な発光特性を有する有機ＥＬ装置１が得られる。
According to the
さて、本発明は上記のような有機ＥＬラインヘッド及びその有機ＥＬラインヘッドを用いた画像形成装置等に用いるマイクロレンズアレイの製造方法に関するものであり、その製造方法の実施例を以下に説明する。 The present invention relates to an organic EL line head as described above and a method for manufacturing a microlens array used in an image forming apparatus using the organic EL line head. Examples of the manufacturing method will be described below. .
図１５は、本発明の製造方法に従って作製されたマイクロレンズアレイ６の断面図であり、それを構成する同一のマイクロレンズ５が所定方向、図７の場合は、主走査方向に一定ピッチで列状に配置され、副走査方向に３個の同様のマイクロレンズ５の列が３列配置され、主走査方向の列の先頭位置が３分の１ピッチずつずらして配列されて構成される。なお、先頭位置のずれはマイクロレンズ５の列がＮ個の場合、Ｎ分の１ピッチとなる。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the
このマイクロレンズアレイ６は、ガラス板等からなり所定厚さの透明基板７１の表面に透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部７２が、またその裏面に同様の透明樹脂製の所定形状の曲面のレンズ屈折面部７３が一体に成形されてなるものであり、各レンズ屈折面部７２、７３の光軸が対応する各マイクロレンズ５の光軸Ｏ−Ｏ’と軸合わせて正確に成形されているものである。レンズ屈折面部７２とレンズ屈折面部７３の同一形状であっても異なる形状であってもよい。
This
このようなマイクロレンズアレイ６を製造する方法の１例を図１６〜図１７の工程図を参照にして説明する。分かりやすくするため、図１６、図１７においては工程を通し符号（ａ）〜（ｊ）で示し、図１６、図１７は区別しない。
One example of a method for manufacturing such a
まず、工程（ａ）で、マイクロレンズアレイ６の表側レンズ面に対応する表側レンズ面金型８２を用意する。表側レンズ面金型８２における各マイクロレンズ面の凹型に対応する曲面型部９２は機械加工により形成される。曲面型部９２の深さは通常１００〜２００μｍ、直径は０．１〜１ｍｍ程度である。曲面型部９２を機械加工により形成する代わりに、エッチングで形成することもできる。あるいは、各マイクロレンズ５の第１面に対応する面形状を有するビーズを多数整列配置し、その表面形状を金型基板に転写する方法でも形成することができる。このようにして形成された表側レンズ面金型８２の各曲面型部９２中に液量を計量して注入できるディスペンサー７５により曲面型部９２中を中途まで満たす量の紫外線（ＵＶ）硬化樹脂７６を順に注入する。その注入の際、ディスペンサー７５を矢印のように上へ上げながら注入すると、ＵＶ硬化樹脂７６に乱れを起こさないようにできる。
First, in step (a), a front
次いで、工程（ｂ）において、全ての曲面型部９２にＵＶ硬化樹脂７６が注入された状態で、上方からＵＶランプ７７からの紫外線７８を照射し、ＵＶ硬化樹脂７６を半硬化状態にする。ここで、ＵＶ硬化樹脂７６を完全に硬化させないのは、次の工程（ｃ）で追加注入するＵＶ硬化樹脂７６’との界面が発生するのを防止するためである。
Next, in the step (b), the UV
次いで、工程（ｃ）において、工程（ａ）と同様にして半硬化状態のＵＶ硬化樹脂７６で中途まで満たされた曲面型部９２中に追加のＵＶ硬化樹脂７６’を注入して各曲面型部９２をＵＶ硬化樹脂７６＋７６’で多少余分に満たす。
Next, in the step (c), as in the step (a), an additional UV
次に、工程（ｄ）において、マイクロレンズアレイ６における透明基板７１となるガラス基板７１を各曲面型部９２がＵＶ硬化樹脂７６＋７６’で多少余分に満たされた表側レンズ面金型８２上に一定圧力で押し付ける。この際、曲面型部９２全体の周りに所定の小さな距離を保つギャップ材８０を配置する。このギャップ材８０を配置することで、余分なＵＶ硬化樹脂７６’と気泡が抜けやすくなる。その状態で、ガラス基板７１を通して上方からＵＶランプ７７からの紫外線７８を照射し、ＵＶ硬化樹脂７６＋７６’を完全に硬化させる。
Next, in the step (d), the
ＵＶ硬化樹脂７６＋７６’が完全に硬化して表側のレンズ屈折面部７２となった後に、工程（ｅ）において、ガラス基板７１をレンズ屈折面部７２と共に表側レンズ面金型８２から取り外す。
After the UV
ここで、曲面型部９２に２回に分けてＵＶ硬化樹脂７６、７６’を注入するのは、各回の注入液量が少ないので気泡が出来難く、また、出来たとしても直ぐに抜けやすいためと、硬化の際の収縮による面精度の低下を抑えるためである。なお、１回目の注入で各曲面型部９２をＵＶ硬化樹脂７６で十分に満たし、ガラス基板７１を通して１回の紫外線７８の照射でＵＶ硬化樹脂７６を完全に硬化させて、レンズ屈折面部７２とするようにしてももちろんよい。
Here, the reason why the UV
次に、工程（ｆ）において、マイクロレンズアレイ６の裏側レンズ面に対応する裏側レンズ面金型８３を表側レンズ面金型８２と同様にして用意し、工程（ａ）と同様にして、裏側レンズ面金型８３の各曲面型部９３中を中途まで満たす量のＵＶ硬化樹脂７６を順に注入する。
Next, in the step (f), a back
次いで、工程（ｇ）において、工程（ｂ）と同様に、紫外線７８を照射してＵＶ硬化樹脂７６を半硬化状態にする。
Next, in the step (g), as in the step (b), the UV
次いで、工程（ｈ）において、工程（ｃ）と同様に、半硬化状態のＵＶ硬化樹脂７６で中途まで満たされた曲面型部９３中に追加のＵＶ硬化樹脂７６’を注入して各曲面型部９３をＵＶ硬化樹脂７６＋７６’で多少余分に満たす。
Next, in the step (h), as in the step (c), an additional UV
次に、工程（ｉ）において、工程（ｅ）で得られた表側に表側のレンズ屈折面部７２が一体成形されたガラス基板７１を裏面が裏側レンズ面金型８３に向くようにして、各曲面型部９３がＵＶ硬化樹脂７６＋７６’で多少余分に満たされた裏側レンズ面金型８３上に一定圧力で押し付ける。この際も、工程（ｄ）と同様に、曲面型部９３全体の周りに所定の小さな距離を保つギャップ材８０を配置する。その状態で、レンズ屈折面部７２とガラス基板７１を通して上方からＵＶランプ７７からの紫外線７８を照射し、ＵＶ硬化樹脂７６＋７６’を完全に硬化させる。
Next, in the step (i), the curved surface of the
ＵＶ硬化樹脂７６＋７６’が完全に硬化して裏側のレンズ屈折面部７３となった後に、工程（ｊ）において、ガラス基板７１をレンズ屈折面部７２、７３と共に裏側レンズ面金型８３から取り外すことで、本発明によるマイクロレンズアレイ６（図１５）が得られる。
After the UV
以上のマイクロレンズアレイ６のレンズ屈折面部７２、７３の一体成形の際に、対応するレンズ屈折面部７２とレンズ屈折面部７３の間での光軸の正確な軸合わせが重要である。以下、そのための位置決め方法を説明する。
When the lens refracting
図１８はそのための位置決め方法の１つを説明するための図であり、図１８（ａ）は図１６（ｄ）において表側レンズ面金型８２上に載置されたガラス基板７１を上から見た図であり、図１８（ｂ）は図１７（ｉ）において裏側レンズ面金型８３上に載置されたレンズ屈折面部７２が一体成形されたガラス基板７１を上から見た図である。両金型８２、８３には、相互に鏡像関係にある曲面型部９２の全体のパターンと曲面型部９３の全体のパターンに対して、相互に鏡像関係の同じ位置に位置決めピン５１３〜５１５、５１３’〜５１５’が配置されている。位置決めピン５１５と５１５’は主走査方向端部に対応するガラス基板７１の１つの短辺５１２が突き当てるためのものであり、位置決めピン５１３と５１３’は主走査方向に伸びるガラス基板７１の１つの長辺５１１の短辺５１２側の同じ位置が突き当てるためのものであり、位置決めピン５１４と５１４’は主走査方向に伸びるガラス基板７１の１つの長辺５１１の短辺５１２と反対側の同じ位置が突き当てるためのものである。
FIG. 18 is a view for explaining one of the positioning methods therefor, and FIG. 18A shows a
このような配置であるので、ガラス基板７１の表面にレンズ屈折面部７２を一体成形する際（図１６（ｄ））には、ガラス基板７１の表面を表側レンズ面金型８２に面するようにガラス基板７１を表側レンズ面金型８２上に載せ、図１８（ａ）のようにガラス基板７１を位置決めピン５１３〜５１５に３点支持状態で突き当てた状態で紫外線７８を照射する。次いで、そのレンズ屈折面部７２が一体成形されたガラス基板７１の裏面を裏側レンズ面金型８３に面するようにその上に載せ、図１８（ｂ）のようにガラス基板７１を位置決めピン５１３’〜５１５’に３点支持状態で突き当てた状態で紫外線７８を照射すると、ガラス基板７１の長辺５１１と短辺５１２とに対応して、表側レンズ面金型８２の曲面型部９２と裏側レンズ面金型８３の曲面型部９３とが同じ対応位置にくることになり、そのため、ガラス基板７１に一体に成形された表側レンズ屈折面部７２と裏側レンズ屈折面部７３とは軸ずれなく高精度で軸合わせがなされることになる。
Because of this arrangement, when the lens refracting
図１８の例は、ガラス基板７１の長辺５１１と短辺５１２を位置決め基準に用いるものであったが、ガラス基板７１に位置決め基準となる機械的な手段を設けてもよい。その例を図１９に示す。図１９はマイクロレンズアレイ６として完成されたものの平面図であるが、ガラス基板７１の長辺５１１の短辺５１２側にＶ字状の切り込みからなる第１位置決め部５２４と長辺５１１の短辺５１２と反対側に台形状の切り込みからなる第２位置決め部５２５とを設けておく。このような第１位置決め部５２４と第２位置決め部５２５を設けたガラス基板７１を用いて表側レンズ屈折面部７２と裏側レンズ屈折面部７３とが軸ずれなく高精度で軸合わせされたマイクロレンズアレイ６を一体成形するには、図２０のような配置で成形すればよい。
In the example of FIG. 18, the
すなわち、図２０は図１８と同様の図であり、この場合も、両金型８２、８３には、相互に鏡像関係にある曲面型部９２の全体のパターンと曲面型部９３の全体のパターンに対して、相互に鏡像関係の同じ位置に位置決めピン５１６〜５１７、５１６’〜５１７’が配置されている。位置決めピン５１６と５１６’は主走査方向に伸びるガラス基板７１の長辺５１１に設けられたＶ字状の切り込みからなる第１位置決め部５２４が突き当てるためのものであり、位置決めピン５１７と５１７’はガラス基板７１の長辺５１１に設けられた台形状の切り込みからなる第２位置決め部５２５が突き当てるためのものである。
That is, FIG. 20 is a view similar to FIG. 18. In this case as well, the entire pattern of the curved
ガラス基板７１の表面にレンズ屈折面部７２を一体成形する際には、図２０（ａ）に示すように、ガラス基板７１の表面を表側レンズ面金型８２に面するようにガラス基板７１を表側レンズ面金型８２上に載せ、位置決めピン５１６、５１７がガラス基板７１のそれぞれ第１位置決め部５２４、第２位置決め部５２５に入り込んで、位置決めピン５１６と第１位置決め部５２４の相互作用でガラス基板７１の短辺５１２側の点での位置が決まり、位置決めピン５１７と第２位置決め部５２５の相互作用でその点を中心とした旋回位置が決まり、結果的にガラス基板７１の位置決めがなされる。その位置決め状態で紫外線７８を照射することで、所定位置にレンズ屈折面部７２が一体成形される。そのガラス基板７１の裏面を裏側レンズ面金型８３に面するようにその上に載せ、図２０（ｂ）のようにガラス基板７１を裏側レンズ面金型８３の位置決めピン５１６’〜５１７’に対して同様に位置決めして紫外線７８を照射すると、ガラス基板７１の長辺５１１の第１位置決め部５２４と第２位置決め部５２５とに対応して、表側レンズ面金型８２の曲面型部９２と裏側レンズ面金型８３の曲面型部９３とが同じ対応位置にくることになり、そのため、ガラス基板７１に一体に成形された表側レンズ屈折面部７２と裏側レンズ屈折面部７３とは軸ずれなく高精度で軸合わせがなされることになる。
When integrally forming the lens refracting
図１９、図２０の例は、ガラス基板７１の長辺５１１に第１位置決め部５２４と第２位置決め部５２５を設けておき、両金型８２、８３にその位置決め部５２４、５１５に対応して位置決めピン５１６〜５１７、５１６’〜５１７’を設けて機械的な手段で位置決めする例であったが、ガラス基板７１と両金型８２、８３に光学的な位置決めマークを設けておいて光学的に位置決めする方法でもよい。その例を図２１を参照にして説明する。図２１は図１８、図２０と同様の図であり、ガラス基板７１の長手方向両端裏面に○で囲まれたＸ字状の位置決めマーク５１８、５１９が設けられており、一方、表側レンズ面金型８２の位置決めマーク５１８、５１９に正確に対応する位置に＋字状の位置決めマーク５２０、５２１が、また、裏側レンズ面金型８３の位置決めマーク５１８、５１９と鏡像関係で正確に対応する位置に＋字状の位置決めマーク５２０’、５２１’がそれぞれ設けられている。そのため、ガラス基板７１の表面にレンズ屈折面部７２を一体成形する際には、図２１（ａ）に示すように、ガラス基板７１の表面を表側レンズ面金型８２に面するようにガラス基板７１を表側レンズ面金型８２上に載せ、ガラス基板７１の位置決めマーク５１８、５１９と表側レンズ面金型８２の位置決めマーク５２０、５２１がそれぞれ正確に整列するように、例えば顕微鏡を用いてガラス基板７１の位置を決め、その状態で紫外線７８を照射することで、所定位置にレンズ屈折面部７２が一体成形される。そのガラス基板７１の裏面を裏側レンズ面金型８３に面するようにその上に載せ、図２１（ｂ）のようにガラス基板７１の位置決めマーク５１８、５１９と裏側レンズ面金型８３の位置決めマーク５２０’、５２１’がそれぞれ正確に整列するように、例えば顕微鏡を用いてガラス基板７１の位置を決め、その状態で紫外線７８を照射すると、表側レンズ面金型８２の曲面型部９２と裏側レンズ面金型８３の曲面型部９３とが同じ対応位置にきた状態でレンズ屈折面部７２と７３が成形されることになり、そのため、ガラス基板７１に一体に成形された表側レンズ屈折面部７２と裏側レンズ屈折面部７３とは軸ずれなく高精度で軸合わせがなされることになる。
19 and 20, the
なお、図２１の変形例としては、ガラス基板７１に予め位置決めマーク５１８、５１９は設けておかず、その代わりに、表側のレンズ屈折面部７２をガラス基板７１に一体成形するときに、ガラス基板７１の表面の位置決めマーク５２０’、５２１’に対応する位置にＵＶ硬化樹脂で位置決めマーク５１８、５１９が同時に一体成形されるようにしてもよい。その場合には、表側レンズ面金型８２の位置決めマーク５２０、５２１の位置にそのようなＵＶ硬化樹脂製の位置決めマーク５１８、５１９を成形させるための型を形成しておくことになる。
As a modification of FIG. 21, the positioning marks 518 and 519 are not provided in advance on the
さて、このようにして製造されたマイクロレンズアレイ６を用いた光書き込みラインヘッドの１例を説明する。図２２はこの例の光書き込みラインヘッド１０１の構成を示す一部を破断した斜視図であり、図２３はその光書き込みラインヘッド１０１へのマイクロレンズアレイ６の取り付け機構を示す平面図である。この例の場合、図１９のマイクロレンズアレイ６を用いている。この例では、発光体ブロック４が副走査方向に３分の１ピッチずつずらして主走査方向に伸びるように３列配置されており、それに対応してマイクロレンズアレイ６のマイクロレンズ５も主走査方向に伸びるように一定ピッチで配置されており、かつ、副走査方向では主走査方向の列の先頭位置を３分の１ピッチずつずらして配列されている。
Now, an example of an optical writing line head using the
発光体アレイ１を構成する有機ＥＬ装置１は長尺のハウジング３５の底に設けられた受け穴中に嵌め込み固定される。長尺のハウジング３５の両端に設けた位置決めピン３６を対向する画像形成装置本体の位置決め穴に嵌入させると共に、長尺のケース３５の両端に設けたねじ挿入孔３７を通して固定ねじを画像形成装置本体のねじ穴にねじ込んで固定することにより、光書き込みラインヘッド１０１が所定位置に固定されている。
The
そして、長尺のハウジング３５の有機ＥＬ装置１の表面側には、発光体アレイ１の各発光体ブロック４と整列するように透孔２９が穿たれたを所定の厚さの遮光部材２８を介して、マイクロレンズアレイ６が固定されている。その際、マイクロレンズアレイ６の各マイクロレンズ５の光軸が発光体ブロック４の中心に整列するようにマイクロレンズアレイ６が固定されている。
A
マイクロレンズアレイ６を長尺のハウジング３５に高精度で固定可能にするため、図２３に示すように、ハウジング３５にマイクロレンズアレイ６の外形より若干大きい取り付け用の長方形開口３８が設けられ、その長辺に沿った一方の壁面に金型８２の位置決めピン５１６、５１７に対応する突起５２６、５２７が設けられ、対向する壁面には一方の壁面側にバイアス力を加える付勢部材５２３が設けられている。
In order to make it possible to fix the
したがって、付勢部材５２３を開いて図１９のマイクロレンズアレイ６を長方形開口３８に嵌め込み、付勢部材５２３の付勢力を加えるようにしてマイクロレンズアレイ６を長尺のハウジング３５に固定する。その際、長方形開口３８の壁面の突起５２６、５２７がそれぞれマイクロレンズアレイ６の第１位置決め部５２４、第２位置決め部５２５に入り込んで当接することで、マイクロレンズアレイ６はハウジング３５に正確に位置決めされて固定される。
Accordingly, the urging
このように、この実施例では、マイクロレンズアレイ６製造の際のレンズ面の位置決め基準に用いた位置決め手段（第１位置決め部５２４、第２位置決め部５２５）を光書き込みラインヘッド１０１の組み立ての際のマイクロレンズアレイ６の位置決め手段としても用いるので、光書き込みラインヘッド１０１の光学系は高精度で組み立てられることになる。
As described above, in this embodiment, the positioning means (
次に、図２１の方法で位置決めされたマイクロレンズアレイ６を用いて光書き込みラインヘッドを構成する場合の例を説明する。図２４はこの例におけるマイクロレンズアレイ６（図２１（ａ））と対応する発光体アレイ（有機ＥＬ装置）１（図２１（ｂ））の平面図であり、このようなマイクロレンズアレイ６と発光体アレイ１を用いて図２２のような光書き込みラインヘッド１０１に組み立てる際には、マイクロレンズアレイ６を構成する各マイクロレンズ５の光軸と発光体アレイ１の各発光体ブロック４の中心を精密に位置決めしなければならない。そこで、発光体アレイ１を構成する有機ＥＬ装置１の発光面にマイクロレンズアレイ６の位置決めマーク５１８、５１９に対応した位置に、金型８２、８３に設けた位置決めマーク５２０又は５２０’、５２１又は５２１’と同様の位置決めマーク５２８、５２９を設けておく。
Next, an example in which an optical writing line head is configured using the
このようなマイクロレンズアレイ６と発光体アレイ１を用いて図２２のような光書き込みラインヘッド１０１を組み立てるために、図２５に示すように、ガラス基板７１の位置決めマーク５１８、５１９と発光体アレイ１の位置決めマーク５２８、５２９がそれぞれ正確に整列するように、例えば顕微鏡を用いてガラス基板７１と発光体アレイ１を位置合わせする。この際、間に介在する遮光部材２８が邪魔になるので、遮光部材２８の位置決めマーク５１８（５２８）、５１９（５２９）に対応する位置に若干大きめの開口３０を設けておくことで、ガラス基板７１と発光体アレイ１の間に遮光部材２８が介在していても問題にならない。
In order to assemble the optical
この例の場合も、マイクロレンズアレイ６製造の際のレンズ面の位置決め基準に用いた位置決め手段（位置決めマーク５１８、５１９）を光書き込みラインヘッド１０１の組み立ての際のマイクロレンズアレイ６の位置決め手段としても用いるので、光書き込みラインヘッド１０１の光学系は高精度で組み立てられることになる。
Also in this example, the positioning means (positioning marks 518 and 519) used for the positioning reference of the lens surface when manufacturing the
ところで、本発明の光書き込みラインヘッド１０１のように、発光体アレイ１上の発光体ブロック４の主走査方向への列が副走査方向に２列配列され（図７では３列）、かつ、マイクロレンズの両面が同じ面形状の凸面である場合には、表側レンズ面金型８２と裏側レンズ面金型８３とを共用することが可能となる。ただし、その場合に、位置決めピン５１３〜５１５と位置決めピン５１３’〜５１５’（図１８）、位置決めピン５１６〜５１７と位置決めピン５１６’〜５１７’（図２０）は共用できないので、共用する金型上に両者を設けなければならない。光学的な位置決めマーク５１８、５１９と位置決めマーク５２０’、５２１’（図２１）の場合は共用可能である。
By the way, like the optical
以下に、図１６〜図１７に示した方法でマイクロレンズアレイ６を製造する際の１つの具体例を示す。
Hereinafter, one specific example of manufacturing the
ＵＶ硬化樹脂７６、７６’としては、エポキシ系紫外線硬化樹脂（株式会社ADEKA 製 アデカオプトマーＫＲ４００）で屈折率１．５２〜１．５４を用いた。この樹脂は一般的には保護コート用として使われるものである。
As the UV
ＵＶランプ７７としたは、中心波長３６５ｎｍで、光照射量８０ｍＪ／ｃｍ2 を用い、１回目のＵＶ照射（図１６（ｂ）、図１７（ｇ））には１〜２秒の照射、２回目のＵＶ照射（図１６（ｄ）、図１７（ｉ））には５〜１０秒の照射を行った。
The
また、用いたマイクロレンズアレイ６の透明基板７１としては、無アルカリガラス（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０）を用いた。他にＢＫ７等を用いることができる。マイクロレンズアレイ６の透明基板７１と有機ＥＬ装置１のガラス基板２０は同じものを用いるのが望ましい。その理由は、温度変化があっても両者の膨張係数が等しいため、マイクロレンズ５と発光体ブロック４の軸ずれが起き難くなるないためである。
Further, as the
そして、このガラス基板７１の表面処理については、
（１）洗浄：オゾン洗浄、硫酸洗浄、プラズマ処理等を行った。これは濡れ性の向上が目的である。
（２）次いで、シアンカップリング剤をスピンコートした。これは樹脂との密着性の向上が目的である。シアンカップリング剤（信越化学（株）ＫＢＥ−９０３を水とエタノールの混合液（１：１）に１％添加した液を使用した。シアンカップリング剤入りの樹脂を用いることも可能である。
And about the surface treatment of this
(1) Cleaning: Ozone cleaning, sulfuric acid cleaning, plasma treatment, etc. were performed. This is intended to improve wettability.
(2) Next, a cyan coupling agent was spin-coated. The purpose is to improve the adhesion to the resin. A cyan coupling agent (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. KBE-903 added to water and ethanol mixed solution (1: 1) 1% was used. It is also possible to use a resin containing a cyan coupling agent.
以上、本発明のマイクロレンズアレイの製造方法、マイクロレンズアレイ、それを用いた有機ＥＬラインヘッド及び画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。 As mentioned above, although the manufacturing method of the microlens array of this invention, the microlens array, the organic EL line head using the same, and the image forming apparatus have been demonstrated based on the principle and Example, this invention is limited to these Examples. Various modifications are possible.
１…発光体アレイ（有機ＥＬ装置）、２…発光素子（発光領域）、３…発光素子列、４…発光体ブロック、５…マイクロレンズ、６…マイクロレンズアレイ、８、８ａ、８ｂ…結像スポット、１０…メモリテーブル、１１…画素電極（陽極）、１２…第１バンク、１２ａ…開口部、１３…有機ＥＬ素子、１４…正孔注入層、１５…発光層、１６…陰極、１７…封止部材、２０…ガラス基板、２１…半導体膜、２２…第２バンク、２２ａ…第１撥液領域、２２ｂ…親液領域、２２ｃ…第２撥液領域、２３…ゲート電極、２５…共通給電線、２７…ＴＦＴ素子、２８…遮光部材、２９…透孔、３０…開口、３１…下地保護膜、３２…ゲート絶縁膜、３３…第１層間絶縁膜、３４…第２層間絶縁膜、３５…長尺のハウジング、３６…位置決めピン、３７…ねじ挿入孔、３８…取り付け用の長方形開口、４１…感光体（像担持体）又は読み取り面、４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…感光体ドラム（像担持体）、４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…帯電手段（コロナ帯電器）、４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…現像装置、４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）…一次転写ローラ、５０…中間転写ベルト、６６…二次転写ローラ、７１…透明基板（ガラス基板）、７２…表側のレンズ屈折面部、７３…裏側のレンズ屈折面部、７５…ディスペンサー、７６、７６’…紫外線（ＵＶ）硬化樹脂、７７…ＵＶランプ、７８…紫外線、８０…ギャップ材、８２…表側レンズ面金型、８３…裏側レンズ面金型、９２、９３…曲面型部、１０１、１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ…ラインヘッド（光書き込みラインヘッド）、５１１…ガラス基板の１つの長辺、５１２…ガラス基板の１つの短辺、５１３、５１４、５１５、５１３’、５１４’、５１５’…位置決めピン、５１６、５１７、５１６’、５１７’…位置決めピン、５１８、５１９…ガラス基板の位置決めマーク、５２０、５２１、５２０’、５２１’…金型の位置決めマーク、５２３…付勢部材、５２４…第１位置決め部、５２５…第２位置決め部、５２６、５２７…突起、５２８、５２９…発光体アレイの位置決めマーク、Ｏ−Ｏ’…光軸
DESCRIPTION OF
Claims (11)
マイクロレンズアレイの一方のレンズ面に対応する型面を持つ第１の金型に光硬化性樹脂を注入し、その上に透明基板を載せ、その際に第１の金型に設けられた第１の位置決め手段を用いて透明基板を位置決めし、
前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の一方の面上に第１のレンズアレイを成形し、
第１の金型から前記第１のレンズアレイが成形された前記透明基板を取り外した後、マイクロレンズアレイの他方のレンズ面に対応する型面を持つ第２の金型に光硬化性樹脂を注入し、その上に前記透明基板を裏返して載せ、その際に第２の金型に設けられた第２の位置決め手段を用いて前記透明基板を位置決めし、
前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の他方の面上に第２のレンズアレイを成形することを特徴とするマイクロレンズアレイの製造方法。 A method of forming a microlens array of a photocurable resin using a mold on both sides of a transparent substrate,
A photocurable resin is injected into a first mold having a mold surface corresponding to one lens surface of the microlens array, and a transparent substrate is placed thereon. At that time, a first mold provided in the first mold is provided. Positioning the transparent substrate using the positioning means 1;
Forming a first lens array on one surface of the transparent substrate by irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin,
After removing the transparent substrate on which the first lens array is molded from the first mold, a photocurable resin is applied to the second mold having a mold surface corresponding to the other lens surface of the microlens array. Injecting, placing the transparent substrate upside down, positioning the transparent substrate using the second positioning means provided in the second mold,
A method of manufacturing a microlens array, wherein a second lens array is formed on the other surface of the transparent substrate by irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin.
前記第２の金型に中途まで光硬化性樹脂を注入して前記光硬化性樹脂を半硬化状態にし、次いで、その上にさらに光硬化性樹脂を注入し、その上に前記透明基板を裏返して載せ、前記透明基板を位置決めし、前記透明基板側から光照射して前記光硬化性樹脂を硬化させることにより前記透明基板の他方の面上に第２のレンズアレイを成形することを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のマイクロレンズアレイの製造方法。 The photocurable resin is injected into the first mold halfway to make the photocurable resin semi-cured, and then the photocurable resin is further injected thereon, and the transparent substrate is placed thereon. The first lens array is formed on one surface of the transparent substrate by positioning the transparent substrate and curing the photocurable resin by irradiating light from the transparent substrate side,
The photocurable resin is injected into the second mold halfway to make the photocurable resin a semi-cured state. Then, the photocurable resin is further injected thereon, and the transparent substrate is turned over. The second lens array is formed on the other surface of the transparent substrate by positioning the transparent substrate and irradiating light from the transparent substrate side to cure the photocurable resin. The method of manufacturing a microlens array according to any one of claims 1 to 4.
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