JP2008194897A - 発光装置及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の熱容量を増大させて各発光素子間の相互に発生する熱的影響を少なくし、且つ光量の安定供給を行うことができる発光装置を提供すること。
【解決手段】発光素子基板２１上に所定の間隔でアレイ状に配置された複数の発光素子２０を具備する発光装置であって、前記発光素子２０から射出する光を正立等倍像として投影するロッドレンズ部２Ｂを具備し、前記発光素子基板２１と前記ロッドレンズ部２Ｂとの間の領域である密閉空間７３には中間液体が充填されており、前記発光素子２０は、前記発光素子基板２１上に、所定の方向に関して複数列で千鳥配置されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、発光素子を光源として利用した発光装置及び印刷装置に関する。

従来より、発光素子を光源として利用した発光装置が知られており、例えば印刷装置における露光デバイス等に用いられている。ところで、発光素子を光源として利用した発光装置においては、発光素子の冷却する試みがなされている。例えば特許文献１には、発光素子をペルチェ素子によって効率的に冷却する為の技術が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示された技術によれば、発光素子で発生した熱をペルチェ素子である吸熱側電極によって直接的に吸熱する。また、ペルチェ素子における発熱側電極を基板に接触させることで、発熱側電極に移動してきた熱が、前記基板を介してスムーズに放熱される。
特開２００６−１４７８２６号公報

印刷装置に適用される発光装置では、一般に一列に複数の発光素子が配列されているが複数の画素間距離が短くなるほど、放熱しにくくなる傾向があった。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、効率よく発光素子を冷却する発光装置及び印刷装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による発光装置は、感光ドラムの所定の位置に発光する複数の発光素子を有する発光装置において、
前記発光素子は、所定の方向に対して複数列で千鳥配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発光装置において、前記基板上に配置された前記発光素子は対向基板によって封止されており、前記対向基板上にはペルチェ素子が設けられていてもよい。

請求項１に記載の発光装置において、前記発光素子から射出する光を正立等倍像として投影するレンズ手段をさらに設けられていてもよい。

本発明の印刷装置において、請求項１〜３記載のいずれかに記載の発光装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光体である発光素子の熱容量を増大させて各発光素子間の相互に発生する熱的影響を少なくし、且つ光量の安定供給を行うことができる発光装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る発光装置及び印刷装置を説明する。

図１は、本一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の構成の一例を示す図である。まず、図１に示すように、本一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置は、感光体ドラム１と、ケース部２Ａとロッドレンズ部２Ｂとから成る発光装置２と、帯電ローラ３と、イレーサ光源感光体４と、クリーニング部材５と、現像ローラ６ａを含む現像器６と、転写ローラ８と、定着ローラ９と、搬送ベルト１１とを具備している。なお、参照符号７が付されているのは印刷用紙である。ロッドレンズ部２Ｂは、セルフォック（登録商標）レンズを一列又は複数の列に配列させたレンズアレイであって、入射された光を等倍正立像として感光体ドラム１に結像するレンズ部である。

前記感光体ドラム１は負帯電型ＯＰＣ（Organic Photo Conductor）感光体（有機感光体）である。このことに鑑みて、前記帯電ローラ３は負帯電器とされている。また、前記現像器６は負帯電トナーで現像を行う現像器である。また、前記発光装置２のケース部２Ａは、詳しくは後述するが、複数の有機ＥＬ素子（発光素子）２０がアレイ状に配列されて構成されている。

ところで、図１に示す印刷装置では、おおまかには以下のような工程により印刷が行われる。まず、前記帯電ローラ３が回転する感光体ドラム１の表面に接触することによって、感光体ドラム１の接触した表面が一様に負電位となるように帯電される。続いて、前記発光装置２の発光素子２０から発した光が、ロッドレンズ部２Ｂを介して前記感光体ドラム１の所定位置に対して入射され、前記感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。その後、前記現像器６によって、前記静電潜像にトナーが付着される。そして、前記転写ローラ８によって、前記静電潜像に付着しているトナーが前記印刷用紙７に転写される。以下、このような印刷工程を詳細に説明する。

まず、前記感光体ドラム１は、帯電用電源（不図示）から供給される負電位であって且つ後述する現像器６で出力される現像電圧に比較的近似している或いは等しい電位の初期化帯電電圧を、前記帯電ローラ３によって印加される。これにより、前記感光体ドラム１における周表面は一様に負帯電され、電位的に初期化される（初期化帯電状態となる）。

そして、周表面が初期化帯電状態となった前記感光体ドラム１には、前記発光装置２によって、印字情報に従った光書き込み（露光）が行われる。これにより、露光が行われないために初期化帯電状態のままの前記初期化帯電部と、前記露光によって初期化帯電部より相対的に高い負電位である−５０（Ｖ）程度の露光帯電電圧が印加されて帯電された露光帯電部とから成る静電潜像が、前記感光体ドラム１の周表面上に形成される。

ここで、前記現像器６内に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーが、前記現像ローラ６ａによって、前記現像ローラ６ａと前記感光体ドラム１との対向部に回転搬送される。このとき、前記現像ローラ６ａは、不図示の電源から、露光帯電部よりもさらに低い−２５０（Ｖ）程度の現像電圧を印加される。したがって、前記感光体ドラム１における前記静電潜像の−５０（Ｖ）程度の露光帯電部では、現像電圧よりも２００（Ｖ）程度高電位となり、初期化帯電部では、現像電圧との差が２００（Ｖ）よりも絶対値が十分小さい電圧になる。

これらの静電潜像における現像電圧との電位差の違いにより、前記現像ローラ６ａに対して相対的にプラス極性の電位となった前記静電潜像における露光帯電部には、マイナス極性に帯電しているトナーが付着してトナー像が形成されるのに対し、初期化帯電部には、トナーを静電的に吸引する程の電界が生じないのでトナーが付着しない。

このトナー像は、前記感光体ドラム１の回転によって、前記感光体ドラム１と前記転写ローラ８とが対向している転写部へと搬送される。

なお、上述したようにして形成されたトナー像におけるトナー付着量（現像された画像の濃度）は、前記発光装置２による前記感光体ドラム１への露光量に応じて生じる前記感光体ドラム１の周表面上における電位の減衰量によって決定される。

ところで、上述したように前記トナー像が前記転写部へ搬送されると、前記搬送ベルト１１によって、前記印刷用紙７が前記転写部へ搬送される。そして、前記転写部においては、前記トナー像が前記印刷用紙７上に、前記転写ローラ８によって転写される。このようにして前記トナー像を転写された前記印刷用紙７は更に下流に搬送され、前記トナー像が前記定着ローラ９によって熱定着された後、前記印刷用紙７は当該印刷装置の外部へ排出される。

なお、前記発光装置２における前記ケース部２Ａ内には、図１に示す前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向（前記感光体ドラム１の幅方向、つまり前記印刷用紙７の幅方向）に、多数の発光素子２０から成る有機ＥＬアレイが一列に配設されている。この有機ＥＬアレイは、当該印刷装置が、例えばＡ４サイズの印刷用紙を縦方向に用いてその幅一杯に印字密度１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で印字可能な印刷装置の場合であれば、およそ１４０００個の発光素子を備えている。これらの個々の発光素子には、ホスト機器（不図示）から出力される印字情報に従った信号が印加される。すなわち、個々の発光素子は、選択的に発光制御される。

以下、発光素子である有機ＥＬ素子の基本的な構造について、図２を参照して説明する。

発光素子２０は、図２に示すようにガラス等の発光素子基板２１上に形成され、ガラス等の対向基板２８によって挟まれている。発光素子基板２１及び対向基板２８は、周縁を図示しないシール材で封止されている。具体的には、発光素子２０として、発光素子基板２１上に、画素電極２３、正孔輸送層（ＨＴＬ）２４、発光層２５、電子輸送層（ＥＴＬ）２６、及び対向電極（透明電極；ＩＴＯ）２７がこの順にて形成され、対向基板２８によって封止されている。発光素子２０は、対向電極の上面を封止膜３４によってさらに封止されていることが好ましい。

ここで発光素子２０は、発光層２５の光２９を発光素子基板２１側から出射するボトムエミッション構造と、発光層２５の光２９を対向基板２８側から出射するトップエミッション構造と、のいずれかを選択することができる。

また画素電極２３は、アノードとして機能し、トップエミッションの場合、下層側に位置するアルミニウム合金等の反射金属層と、上層側に位置する、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透明電極材料を有する透明導電性酸化金属層と、を有する積層反射構造であってもよく、アルミニウム合金等の反射金属層の単層であってもよい。またボトムエミッションの場合、上記透明導電性酸化金属層を含む透明構造となっている。

対向電極２７は、カソードとして機能し、トップエミッションの場合、下層側に位置するバリウム、マグネシウム、リチウム等の仕事関数の低い電子注入層と、上層側に位置する上記と同様の透明な導電性酸化金属層と、の積層透明構造であってもよい。またボトムエミッションの場合、下層側に上記低仕事関数の電子注入層と、上層側に光反射性のアルミニウム等の高仕事関数の金属層の積層反射構造であってもよい。対向電極２７は複数の発光素子２０で共通する単一電極であることが好ましい。

なお、画素電極２３をカソードとし、対向電極２７をアノードとする場合、画素電極２３に接している担体輸送層は電子輸送性の層となり、対向電極２７に接している担体輸送層は正孔輸送性の層となる。

発光層２５は、ＨＴＬ２４から輸送された正孔とＥＴＬ２６から輸送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。そして、発光素子２０の担体輸送層は、ＨＴＬ２４、発光層２５、ＥＴＬ２６の三層構造に限らず、例えば、正孔輸送層及び電子輸送性発光層の二層構造でもよく、正孔輸送兼電子輸送性発光層のみでもよく、正孔輸送性発光層及び電子輸送層でもよく、また、間にその他の担体輸送層が介在する等、特に制限はない。ＨＴＬ２４、発光層２５、ＥＴＬ２６のような担体輸送層をまとめてＥＬ層と呼称する。

そして、前記画素電極２３と前記対向電極２７との間に、所定の電圧が掛けられることで、前記画素電極２３から正孔が、前記対向電極２７から電子が、前記発光層２５に注入され、前記発光層２５にて正孔と電子とが再結合して発光する。この発光によって生じた光２９は、ボトムエミッションの場合、画素電極２３及び基板２１を透過して完全拡散放射し、トップエミッションの場合、前記対向電極２７及び前記対向基板２８を透過して完全拡散放射する。

ところで、発光素子２０が透明基板（前記発光素子基板２１と前記対向基板２８と）間に挟まれている場合、当然ながら基板内部での発光となるので、光取り出し効率を高める為に以下のような工夫が為されている。

例えば、前記発光素子基板２１上に形成された複数の発光素子毎にファイバ機能を持たせることで、前記発光素子基板２１の表面に擬似発光体を形成する。このようにファイバ機能を持たせる為には、例えばフォトニック結晶ファイバと称される公知の技術を用いる。具体的には、クラッドに相当する空気孔が発光素子基板２１の厚さ方向に延在するフォトニック結晶ファイバが、発光素子基板２１内に設けられている或いは発光素子基板２１と一体的に形成されている。このような、光の指向性を制御するファイバを設けたので、発光素子２０の光が発光素子基板２１から効率的に出射することができる。

ところで、本一実施形態においては、前記ケース部２Ａと前記ロッドレンズ部２Ｂとを有する発光装置２によって、該発光装置２からミリオーダーの距離を隔てた前記感光体ドラム１上に小径の光スポットを形成し、各ドットを解像する光ビームを作る。以下、前記発光装置２について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、前記発光装置２の外観を示す図である。前記ケース部２Ａ内には、前記感光体ドラム１への露光走査の主走査方向（前記感光体ドラム１の幅方向つまり前記印刷用紙７の幅方向）に、複数の発光素子２０（不図示）が一列に配設された有機ＥＬアレイを形成している。

なお、前記発光素子２０は、図３に示すように制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂによって、前記ホスト機器（不図示）と電気的に接続されている。ここで、前記制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂと、前記発光素子２０との接続方法に関しては、発光素子２０を駆動させることができる接続方法であればどのような接続方法であってもよい。

以下、図４及び図５（Ａ），（Ｂ）を参照して、本一実施形態に係る発光装置２の構造について説明する。

図４は、前記発光装置２の側面断面図である。図５（Ａ）は、前記ロッドレンズ部２Ｂ側から見た場合の前記発光素子基板２１を示す図である。図５（Ｂ）は、前記対向基板２８側から見た場合の前記発光素子基板２１を示す図である。本実施形態において、発光素子２０はボトムエミッション構造に設定されている。

まず、前記発光素子基板２１は、図４に示すように接着樹脂５２によって前面ケース５１に接着されている。より詳しくは、図５（Ａ）に示すようにアレイ状に配置された前記発光素子２０の周囲を囲むように前記接着樹脂５２が配置され、前記接着樹脂５２によって前記発光素子基板２１と前記前面ケース５１とが接合固定されている。さらに、前記前面ケース５１には、図４に示すように背面ケース５３が嵌め込まれている。

ここで、前記発光素子基板２１のうち前記接着樹脂５２が設けられてる面の逆側の面であって、前記発光素子２０が設けられていない箇所には、図４に示すように前記発光素子２０を駆動する為のドライバーＩＣ５５が、前記画素電極２３及び前記対向電極２７に電気的に接続されて設けられている。より詳しくは、前記ドライバーＩＣ５５は、図５（Ｂ）に示すように前記発光素子２０における前記対向基板２８の周囲に複数個（本一実施形態においては４個）設けられている。

そして、前記ドライバーＩＣ５５にはヘッドコントローラ（不図示）から同期信号、クロック信号、及び画像信号等が入力され、前記ドライバーＩＣ５５は、それらの各信号に基づいて前記画素電極２３及び前記対向電極２７の制御を行っている。

なお、本一実施形態においては、印刷装置の構造上、前記発光装置２は一個のデバイス装置となる為、組み立て時や交換時には接続配線に力が加わる可能性がある。したがって、前記発光素子基板２１と前記ヘッドコントローラ（不図示）との接続配線のケーブルに関しては、前記ケース部２Ａの内部と外部とで別ケーブルとして、前記ケース部２Ａの外部のケーブルをより強度が高く作業性の優れたケーブルとする為に、図４に示すように前記背面ケース５３に中継コネクタ５９が設けられている。

ところで、前記前面ケース５１には凸部７１が設けられ、凸部７１には、開口部が形成され、各発光素子２０と対向するようにロッドレンズ部２Ｂがこの開口部に嵌め込まれ、開口部とロッドレンズ部２Ｂとの隙間は接着剤で封止されている。このため、前面ケース５１は可視光に対して不透明であっても、前記発光素子２０が発する光が凸部７１内に形成された密閉空間７３を介して前記ロッドレンズ部２Ｂに入射することになる。凸部７１内には空気よりも屈折率の高い中間液体６５が充填されている。

なお、図４に示す発光素子２０は、基板２１がロッドレンズ部２Ｂに対向するように面しているボトムエミッション構造であるが、対向基板２８がロッドレンズ部２Ｂに対向するように面しているトップエミッション構造であってもよい。

従来の技術によれば、発光素子とロッドレンズ等のレンズとの間には空気（屈折率約１．０）が介在している。空気は発光素子（基板）に対して屈折率が低いため、発光素子から出射された光が発光素子（基板）と空気との間の界面で反射する全反射臨界角が小さくなり全反射しやすくなってしまったり、この界面で光の屈折の程度が大きくなってしまい、レンズで捕捉できる光量が極端に制限されていた。

ところで、前記発光素子２０内部で生じた光子の量に対して、実際に前記ロッドレンズ部２Ｂに入射する光子の量の割合を、光取り出し効率と称する。従来のように発光素子２０とロッドレンズ部２Ｂとの間で光２９の進行する光路中に空気を介在していると、前記発光素子２０内で生じた光子の８０％程度は、実際には前記ロッドレンズ部２Ｂに入射せず、光取り出し効率はかなり低い値となる。

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、本一実施形態においては前記密閉空間７３内を、空気の代わりに空気よりも屈折率の高い液体（中間液体６５）で満たして、発光素子２０が設けられている発光素子基板２１とロッドレンズ２Ｂとの間の空間の屈折率を発光素子（基板）やロッドレンズの屈折率に近似させて、全反射臨界角を高くし、或いは界面での屈折を抑えて、光取り出し効率を高める。

また凸部７１は発光素子２０からロッドレンズ２Ｂまでの光路長をある程度の長さに確保するので、ロッドレンズ２Ｂと感光体ドラム１との距離を設定しやすくなるという効果がある。そして接着樹脂５２が、凸部７１の外側の周囲に設けられているので、接着樹脂５２によって囲まれた空間に限定して中間液体６５を充填する際に接着樹脂５２の厚さを光路長の長さ程度にする必要がない。

ところで、一般に有機ＥＬ素子のような発光素子における発光輝度は、当該発光素子の発光層を挟んだ電極間電流の大きさに比例して増加する。したがって、発光素子を光源として利用した発光装置を具備する印刷装置で高速印刷を行う場合、当該高速印刷に要する光量を得る為には相当量のエネルギーを要する。

そして、このような場合、過電流によるジュール熱が発生する。したがって、結果として発光素子の温度は上昇し、それに伴って発光効率が低下し且つ寿命も短くなる。そして、これら発光効率の低下や寿命の低下は、発光素子における発光面の面積に依存することが、実験から判明した。

すなわち、発光素子における発光面の形状が同じ四角形であっても、当該発光素子へ単位面積当たりに同一電流を供給して駆動した場合、発光面の面積の大小によって発熱温度が異なる。ここで、微小面積の発光素子の方が、より高輝度（大電流）の発光が可能であることが、実験から判明している。

ところで、印刷装置の露光部における発光素子の、主走査方向における素子間隔は、印刷解像度により決定される。一方、副走査方向における素子間隔に関しては、副走査方向が印刷用紙の紙送り方向であることを鑑みると、印刷速度に同期させれば良く、図６（Ａ）に示す比較例として複数の発光素子の配列のように、一列に配列する必要性はないと言える。本一実施形態においては、この点に着目して発光素子における発光素子２０の配列を行う。

以下、図６（Ａ）に示す発光素子の配列と比較しながら、本一実施形態に特有の前記発光素子２０の配列を、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）を参照して説明する。

本一実施形態においては、互いに隣接する発光素子２０間の主走査方向におけるピッチ（主走査方向ピッチ）を、図６（Ａ）に示すような一列配置の場合のｒに保ちつつ、主走査方向に関して隣接する前記発光素子２０間の距離を図６（Ａ）に示すような従来の配列に比べて２倍（図６（Ｂ）参照）または３倍以上（図６（Ｃ）参照）の距離にする。ここで、図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）に示すように、個々の発光素子２０が互いに隣接する領域に対して、熱の影響を与え得る３次元的な範囲である熱伝導分布領域２００は球状となる。

具体的には、本一実施形態においては、発光素子２０を、図６Ｂ及び図６（Ｃ）に示すように副走査方向に関して複数列となるように千鳥配置する。図６（Ｂ）は２列の千鳥配置例を示しており、図６（Ｃ）は３列の千鳥配置例を示している。図６（Ｂ）において、隣接する２つの発光素子２０間における主走査方向ピッチをｒで一定に保ち、隣接する３つの発光素子２０に囲まれた三角形の各角度θ１を６０°とした正三角形とすると、これら発光素子２０間の距離は２ｒとなる。図６（Ｃ）において、隣接する２つの発光素子２０間における主走査方向ピッチをｒで一定に保ち、ある発光素子２０（例えばｎ１）を頂点とし、当該発光素子２０から主走査方向にピッチがｒだけ離れた発光素子２０（例えばｎ２）と、当該発光素子２０から主走査方向にピッチが３ｒだけ離れた発光素子２０（例えばｎ４）とによって囲まれた頂角θ２がcosθ２＝１／３を満たすように設定することにより、これら発光素子２０間の距離は３ｒとなる。つまり、ｋ列の千鳥配置の場合、隣接する２つの発光素子２０間における主走査方向ピッチをｒで一定に保ち、ある発光素子２０を頂点とし、当該発光素子２０から主走査方向にピッチがｒだけ離れた発光素子２０と、当該発光素子２０から主走査方向にピッチがｋ×ｒだけ離れた発光素子２０とによって囲まれた頂角θｘがcosθｘ＝１／ｋを満たすように設定すればよい。このように、発光素子２０を複数列の千鳥配置とすることで、前記発光素子２０の前記主走査方向ピッチをｒで一定に保ちながらも、主走査方向における発光素子２０間の距離を大きくすることができる。そして、ロッドレンズ部２Ｂの各ロッドレンズも各発光素子２０の配置に併せて配置される。

前記発光素子２０を以上のように配置することで、個々の前記発光素子２０の熱容量を大きくすることができる。前記発光素子２０を点光源であると考えれば、球状の前記熱伝導分布２００の体積は、近似的に距離ｒの３乗に比例する値となるからである。

例えば、発光素子２０間の主走査方向における距離が２倍となると、当該発光素子２０の熱伝導分布領域２００の体積は２の３乗倍すなわち８倍となり、熱容量も約８倍となる。同様に、主走査方向に関して前記発光素子２０間の距離が３倍となると、当該発光素子２０の熱伝導分布領域２００の体積は３の３乗倍すなわち２７倍となり、熱容量も約２７倍となる。

このように、本一実施形態においては、発光素子２０を複数列の千鳥配置とすることで、従来の一列配置に比べて発光素子２０が広域に渡って分散するので、発光素子２０の熱伝導分布領域の熱容量は増大し、各発光素子２０間の相互に生じる熱的影響を少なくすることが出来る。

このような構造において、主走査方向に配列された第一列の発光素子２０（図６（Ｂ）では、ｎ１、ｎ３、ｎ５、……ｎ（２ｍ−１））を先に同期して発光させ感光ドラム１の所定の一列の位置に入射させた後、感光ドラムを回転させた後、第二列の発光素子２０（図６（Ｂ）では、ｎ２、ｎ４、……ｎ（２ｍ））を同期して発光させ感光ドラム１の当該所定の一列の位置に入射させるように、各発光素子２０の光を感光ドラム１の所定の一列に入射するように設定している。

なお、発光素子２０で生じた熱は、最終的には当該発光素子２０の外部へ放射する必要がある。つまり、前記発光素子２０の周囲には、冷却構造を設ける必要がある。ここで、本一実施形態における前記発光素子２０の冷却構造を、図７を参照して説明する。なお、材料の熱伝導性を評価する指標である伝導熱抵抗Ｒｃｏｎｄは次式で表される。

Ｒｃｏｎｄ＝Ｌ／λ・Ａ
Ｌ；経路の長さ λ；熱伝導率 Ａ；伝熱面積
ここで、効率良く熱伝導を行う為には、この伝導熱抵抗の値を小さくすることが必要である。したがって、前記の各パラメータを効率良く選択する必要がある。

そして、本一実施形態においては、図７に示すように、液体平坦化層７０（詳しくは後述する）や前記封止膜３４に高熱伝導性材料を用い、且つ前記対向基板２８を極限まで薄くすることにより前記伝導熱抵抗を小さくする。さらに、前記対向基板２８における前記液体平坦化層７０と接していない面にペルチェ陰極６５が接するように、ペルチェ素子６１が設けられている。また、前記ペルチェ素子６１におけるペルチェ陽極６３に接するようにヒートシンク６７が設けられている。

このような冷却構造を採ることで、簡易な構造でありながら、前記発光素子２０で生じた熱の吸熱から放熱までの熱の移動がスムーズに行われ、効率的な冷却が可能となる。つまり、前記発光素子２０の十分な冷却効果を得ることができる。

なお、前記対向基板２８としてガラスの代わりに、高熱伝導性材料であるシリコンや金属を封止に用いることで、熱伝導を更に促進させても勿論良い。

以下、前記液体平坦化層７０について説明する。

本一実施形態においては、前記発光素子２０を気密に封止している封止膜３４を介して、前記液体平坦化層７０が前記発光素子２０に接するように設けられている。ここで、前記液体平坦化層７０とは、発光素子基板２１における発光素子２０が設けられた面側と対向基板２８との間の空隙に満たされた液体媒質である。

ところで、前記発光素子２０で発生した熱エネルギーは、大まかに分類すると次の２方向に伝達する。まず、一方は図７に示す下方すなわち前記発光素子基板２１へ向かう方向であり、もう一方は図７に示す上方すなわち前記対向基板２８へ向かう方向である。この前記対向基板２８へ向かう方向へ伝達する熱は、まず、前記発光素子２０と前記対向基板２８との間に存在する前記液体平坦化層７０へ伝達する。

ここで、前記発光素子２０で発生した熱エネルギーは、当然ながら前記発光素子２０の周辺部材の温度を上昇させることとなるが、その温度上昇の変化率は当該周辺部材の熱容量の大きさに依存する。すなわち、熱容量が大きい周辺部材ほど、その温度上昇値は低い値となる。

したがって、本一実施形態においては、前記液体平坦化層７０には熱容量の大きい液体媒質を用いることで温度上昇をより低く抑える。ここで前記液体媒質として、例えば熱容量が１．９２Ｊ／Ｋであるフッ素系不活性液体のフロリナート（登録商標）や熱容量が１．６２Ｊ／Ｋであるシリコーンオイル等を挙げることができる。

より詳しくは、前記フロリナートとしては３Ｍ製のＦＣ−３２８３を挙げることができ、前記シリコーンオイルとしては信越シリコーン製のＫＦ−９６Ｌ−１ｃｓを挙げることができる。

なお、前記シリコーンオイルは、化学的に安定な物質である。したがって、前記シリコーンオイルは、前記有機ＥＬ発光層２０で生じる光を照射されることによる劣化や経時劣化があまりないという利点がある。

なお、前記液体平坦化層７０の体積を増やすことにより熱容量を更に増大させることができるのは勿論である。

以下、アクティブマトリクス駆動の一例として各画素に２つのトランジスタを設けた信号電圧階調制御にて前記発光素子２０の発光制御を行う為の画素回路部の構成の一例を、図８（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。なお、この画素回路部に関しては本発明の特徴部ではないので簡単に説明する。

まず、図８（Ａ）に示すように、画素回路部４０は、ソース電極４１と、ドレイン電極４２と、ゲート電極４３と、半導体４４と、ゲート絶縁層４５と、絶縁層４６を備える。

すなわち、ソース電極４１と、ドレイン電極４２と、ゲート電極４３とから成るＴＦＴトランジスタのＯＮ／ＯＦＦによって信号を送信して、前記発光素子２０を発光させる。つまり、ＴＦＴトランジスタのスイッチングによって、前記発光素子２０の発光制御を行う。ここで、例えば前記対向電極２７は接地電位に固定され、前記画素電極２３は前記ＴＦＴトランジスタに電気的に接続される。

また、図８（Ｂ）に示すように、前記対向電極２７は複数の発光素子２０に共通した単一のコモン電極である。また、前記画素電極２３と電気的に接続されている画素回路部４０が、有機ＥＬアレイに沿って発光素子基板２１上に設けられている。画素回路４０は、選択トランジスタ１０１、駆動トランジスタ１０３及びキャパシタ１０５を備えている。選択トランジスタ１０１及び駆動トランジスタ１０３は例えば、ともにｎチャネルアモルファスシリコンＴＦＴである。選択トランジスタ１０１のドレインは信号線１０７に接続され、選択トランジスタ１０１のゲートは、走査線１０９に接続されている。駆動トランジスタ１０３のドレインは電源線１１１に接続され、選択トランジスタ１０１のソースと駆動トランジスタ１０３のゲートは、コンタクトホール１１０を介して接続されている。前記対向電極２７は例えば０（Ｖ）に固定され、前記画素電極２３は駆動トランジスタ１０３のソース電極に電気的に接続される。キャパシタ１０５は、駆動トランジスタ１０３のゲート電極−ソース電極間に設けられている。信号線１０７、走査線１０９、電源線１１１は、制御ケーブル３１Ａ，３１Ｂまで引き回され外部回路にそれぞれ接続されている。

ところで、一般に発光素子は駆動の為に大きな電流を要するので、発光画素を選択するデータ線１０７、走査線１０９の他に、前記電流ドライブＴＦＴ１０３に大きな電流を供給する為の電流供給線１１１を要する。

このような構造にて、このような構造にて、前記対向電極２７と前記画素電極２３との間に挟まれた領域における薄膜層である前記発光素子２０が、電圧印加（電流供給）を受けて発光する。

以上説明したように、本一実施形態によれば、発光素子間のピッチを変えることなく高精細を維持したまま、発光素子間の相互に発生する熱的影響を少なくし、且つ発光素子を効率良く冷却することができる発光装置を提供することができる。

具体低には、本一実施形態に係る発光装置によれば、個々の発光素子の熱容量を増大させることができ、且つ個々の発光素子相互間の熱的影響を少なくすることができる。また、発光素子、つまり有機ＥＬ発光層が広域に渡って分散する為、トータルの熱容量も大きくすることができる。したがって、例えば本一実施形態に係る発光装置を印刷装置における露光部に適用した場合、光量の安定供給を可能とすることから印字濃度差を少なくすることができる。

以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた印刷装置の一構成例を示す図。 有機ＥＬ発光素子の基本構造を説明する図。 本発明の一実施形態に係る発光装置の外観を示す図。 本発明の一実施形態に係る発光装置の露光部の側面断面図。 （Ａ）は、ロッドレンズ部側から見た場合の発光素子基板を示す図。（Ｂ）は、対向基板側から見た場合の発光素子基板を示す図。 図６（Ａ）は、比較例である発光素子の配列を示す図であり、図６（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る発光装置における有機ＥＬ発光層の配列の１例を示す図であり、図６（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る発光装置における有機ＥＬ発光層の配列の１例を示す図。 本発明の一実施形態に係る発光装置における有機ＥＬ発光層の冷却構造を示す図。 （Ａ），（Ｂ）は、アクティブマトリクス駆動の代表的回路である２トランジスタ方式にて有機ＥＬ発光層を発光制御する場合の画素回路部の構成の一例を示す図。

符号の説明

１…感光体ドラム、 ３…帯電ローラ、 ４…イレーサ光源感光体、 ５…クリーニング部材、 ６…現像器、 ６ａ…現像ローラ、 ７…印刷用紙、 ８…転写ローラ、 ９…定着ローラ、 １１…搬送ベルト、 ２０…発光素子、 ２１…発光素子基板、 ２２…反射層、 ２３…画素電極、 ２４…正孔輸送層、 ２５…発光層、 ２６…電子輸送層、 ２７…対向電極、 ２８…対向基板、 ３１Ａ，３１Ｂ…制御ケーブル、 ３４…封止膜、 ４０…画素回路部、 ４１…ソース電極、 ４２…ドレイン電極、 ４３…ゲート電極、 ４４…半導体、 ４５…ゲート絶縁層、 ５１…前面ケース、 ５２…接着樹脂、 ５３…背面ケース、 ５５…ドライバーＩＣ、 ５９…中継コネクタ、 ６１…ペルチェ素子、 ６３…ペルチェ陽極、 ６５…ペルチェ陰極、 ６７…ヒートシンク、 ７０…液体平坦化層、 ７１…凸部、 ７３…密閉空間、 １０１…選択トランジスタ、 １０３…駆動トランジスタ、 １０５…キャパシタ、 １０７…信号線、 １０９…走査線、 １１１…電源線。

Claims (4)

1. 感光ドラムの所定の位置に発光する複数の発光素子を有する発光装置において、
   前記発光素子は、所定の方向に対して複数列で千鳥配置されていることを特徴とするＥＬ発光部。
2. 前記基板上に配置された前記発光素子は対向基板によって封止されており、前記対向基板上にはペルチェ素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記発光素子から射出する光を正立等倍像として投影するレンズ手段をさらに設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
4. 請求項１〜３記載のいずれかに記載の発光装置を備えることを特徴とする印刷装置。

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