JP4180674B2

JP4180674B2 - Optical printer head

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Publication number: JP4180674B2
Application number: JP03098897A
Authority: JP
Inventors: 春雄川上; 洋太郎白石
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2017-02-17
Also published as: JPH1035004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリンターに用いられる光学プリンターヘッドに係り、特に製造容易で光量ばらつきの少ない光学プリンターヘッドおよび高精細で長寿命の光学プリンターヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤアレー等の光学プリンターヘッドを用いたプリンターは、レーザービームを用いたものに対して、稼働部がなく光学的に単純，耐衝撃性が高い，幅広印刷でも印字位置が正確である，構成が簡単であるという利点から広く用いられている。
【０００３】
図５は従来のＬＥＤアレー光学プリンターヘッドを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は光学プリンターヘッドに用いられるセルフォックレンズの破断斜視図である。
図６はＬＥＤアレー光学プリンターヘッドを用いた従来のプリンターを示す配置図である。
【０００４】
単位光源であるＬＥＤを紙幅方向に多数配置して光源列であるＬＥＤアレー２１を構成し、原稿情報に応じた電気信号によりそれらを選択的に発光させ、そこから出射される光をレンズ系２８で感光体２６上に結像させることにより静電潜像を形成させ、現像器１４でトナーを付け、転写器１５で用紙１２に転写する。レンズ系２８としては、１対１の結像光学系を持つ通称セルフォックレンズアレー等が多く用いられている。ＬＥＤとしてはＧａＡｓＰ系，ＧａＡｌＡｓ系のものが主流であり、波長 660〜740 ｎｍの近赤外域光が用いられる。
【０００５】
ＬＥＤアレーを用いて光学プリンターヘッドを構成するには例えば以下の手順による。
▲１▼64もしくは128 印刷ドット分の単位光源であるＬＥＤを作りこんだ数十個のアレーチップを、基板２３上に直線状に配列、固定して光源列を形成する。
▲２▼同様に制御用のドライバーＩＣ２２を基板２３上に固定する。
【０００６】
▲３▼光源列であるＬＥＤアレー２１とドライバーＩＣ２２を各ドット毎にワイヤーボンデング等の方法により電気的に接続する。
▲４▼基板２３とレンズ系２８をフレーム２５に固定する。
有機薄膜電場発光素子は近年、研究が活発化している（例えば米国特許３，５３０，３２５号）ものであり、発光効率を向上させる目的で、陽極／正孔注入層／発光層／陰極からなる積層型の有機発光素子を用いて、１０Ｖ以下の駆動電圧で１，０００ｃｄ／ｍ²以上の輝度が得られたという報告（特開昭５７─５１７８１号公報）がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記方式のＬＥＤアレーチップ方式は以下の課題を有する。
第一の課題は、実用的な光学プリンターヘッドに適用される光源列を上述のような方式で実現するには、該アレーチップを±７μｍのアラインメント精度で基板上に高精度に配列、固定する必要があるが、アレーチップの外形寸法精度、基板固定時の位置合わせ精度等の問題があり、上述のアラインメント精度を達成するためには配列、固定の工数が大きくなる。
【０００８】
第二の課題は、多数配置したＬＥＤの単位光源間の光量バラツキが大きく、均質な明るさを得るための制御機構を必要とする。例えば前記の例ではＡ４の紙幅 210ｍｍに300dpiで印字するには、2400ドット分のＬＥＤが必要であり発光光量のばらつきを±30% 以下に抑制することが要求されるがＬＥＤアレーチップの配列のみではこれを達成することは困難である。一般にばらつき許容限度としては文字で±30% 、図形で±20% 、階調表示で± 5% と言われている。このために駆動電流や駆動時間を各ＬＥＤ毎に調整する等のばらつきを低減するための手段が別に必要となる。
このようにしてＬＥＤアレーチップを用いた光学プリンターヘッドは高価でありそのために普及の拡大が妨げられていた。
【０００９】
さらに、当該光学プリンターヘッドを用いた場合には、以下の別の第三、第四の課題を有する。
第三の課題は、単位光源となる薄膜発光素子は、互いに直交する短冊状の電極の交点である長方形であることである。これは液晶ディスプレイ等のマトリクス駆動型フラットパネルディスプレイに広く用いられている方式が、生産性、高精細化、駆動回路の小型安価化等の見地から本発明の用途に適しているという筆者らの知見に基づくものである。また、本発明の用途である光学プリンターヘッド用の単位光源の形状としては円形、楕円形等の形状が要求される場合がある。
【００１０】
第四の課題は、発光出力の駆動に伴う低下である。本発明の用途である光学プリンターヘッド用の単位光源の性能としては、一定性能の感光体を使用してより高速、高精細な電子写真プロセスを安定に実現するとの観点から、高出力かつ長寿命であることが必要となる。
各種薄膜発光素子によりその程度には差があるが、総論として本用途に要求される高発光出力と長寿命を両立せしめることは現在の技術では困難であり、また、より高度な生産プロセスを必要とするところとなり、生産性あるいは生産コストへ重大な影響を与える。
【００１１】
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は、製造を容易にする光学プリンターヘッド構造を用いることにより安価な光学プリンターヘッドを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
これらを改良する目的で、鋭意研究の結果、本発明者は有機薄膜発光素子等の薄膜発光源を用いた光学プリンターヘッドを開発するに至った。すなわち、上述の目的は、本発明によれば、
透明性基体上に配列された、少なくとも一方が透明である１対の電極層と、該１対の電極層間に挟持される少なくとも１種の発光物質を含有する積層体とから構成される薄膜発光素子からなる複数の単位光源を、印刷情報に応じた電気信号により選択的に発光させ、該透明性基体を透過して出射された光を光学レンズ系を介して移動する感光体上に照射させ、感光体上に静電潜像を形成する光学プリンターヘッドにおいて、
該複数の単位光源が直線列状に配列された光源列を形成し、かつ同一基体上に１列または複数列の光源列を形成してなるとともに、該感光体上の同一位置へ、異なる光源列に属する複数の光源にて複数回の光照射することにより静電潜像を形成する光学プリンターヘッドであって、
該複数の光源列に与えられる該電気信号を発生する電気回路が、各光源列の発光タイミングを制御することで共用され、かつ該複数の光源列の列ピッチが該感光体上の静電潜像ピッチに対して；静電潜像ピッチのｎ（ｎは１以上の整数）倍＋ { １／（該感光体上の同一位置へ、複数の薄膜発光素子光源にて光照射される回数） } ；で表されること
により達成される。
【００１３】
また、当該光学プリンターヘッドにおいて、該複数の光源列の各々が、複数本の陰極ラインからなる陰極ライン対により形成されてなることにより達成される。また、該複数の薄膜発光素子光源と該光学レンズ系との間に少なくとも光整形マスクを備えることにより達成される。
【００１４】
また、該複数の光源列の各々が、複数本の陰極ラインからなる陰極ライン対により形成されてなるとともに、該複数の薄膜発光素子光源と該光学レンズ系との間に少なくとも光整形マスクを備えることにより達成される。また、該複数本の陰極ラインからなる陰極ライン対の対を成す陰極ラインの列を重ね合わせたときに、各列の該複数の薄膜発光素子光源と該光学レンズ系との間に備えられているマスクのマスク孔が、互いに重ならない位置に形成されていることにより達成される。
【００１５】
さらには、複数の光源列が、感光体上の同一位置へ、１回または複数回の光照射するに必要な列の組の他に、少なくとも１組の交替用の列の組を有することにより達成される。ここで、該薄膜発光素子が少なくとも１種の有機発光物質を含有する積層体を含んでなる有機薄膜発光素子からなることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
薄膜発光源を用いた光学プリンターヘッドの例として、有機薄膜発光素子を用いた１例を図１に示す。図１の（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は光源の透視平面図，（ｃ）は光源の断面図である。
基板１の主面の一方に陽極２，正孔注入層３，発光層４，陰極６，封止層７からなる有機薄膜発光素子３０を積層するとともにアルミ膜配線９を設け、平面ガラス基板１内に光を透過させ、基板１の他方の主面に設けた光学レンズ系２８より光を取り出すものである。
【００１７】
図７は一般的な有機薄膜電場発光素子の構造を示す断面図である。支持体であり電気的に絶縁性を有し可視光に対して透明性の高いガラス、透明性樹脂またはこれらの積層体，混合体，複合体等が用いられる。透明な基板１上に、陽極２としてのインジウム錫酸化物（ITO)、錫酸化物等の透明導電膜、有機化合物を用いる正孔注入層３、発光層４、電子注入層５、及びアルミニウム合金等からなる金属電極である陰極６が形成される。陰極６は発光層４からの光を反射して基板１からの光の出射効率を高める機能も合わせ持つ。
【００１８】
薄膜発光素子はアルカリ土類金属硫化物系の無機薄膜電場発光素子や有機物質を正孔注入層，発光層，電子注入層に用いる有機薄膜電場発光素子を用いることができる。
図８は一般的な有機薄膜発光素子の構造を示す断面図である。発光層４が電子注入層５の機能を兼ね備えた構造となっている。
【００１９】
有機薄膜発光素子は、既存の真空蒸着等の薄膜製造方法、ならびにフォトプロセス法等の方法で大面積基板上に容易に形成される。
本発明における、透明基体上に積層された同一の機能を有する複数の薄膜発光素子は各薄膜発光素子を個別に積層するのではなくパターニングにより同時に積層して製造の効率化が図られる。パターニングによるときは各薄膜発光素子の配列の精度，発光精度も向上する。
【００２０】
また該透明基体は薄膜発光素子のみならずレンズ系の支持体ともなりえる。
従来技術のＬＥＤドットに相当する発光素子の微細パターニングは、フォトプロセス法、マスク蒸着法等を用い、一般に広く使用されるＡ４の紙幅 210ｍｍ程度以上の長さのヘッドの作製を行うことができる。
特に、ＬＥＤアレーチップを用いた場合に発生するチップのアラインメントの問題がない。すなわち透明基板上に形成される複数の薄膜発光素子の位置精度は、該透明基板の形状精度、ならびに透明基板上に形成される透明電極パタンの寸法精度で決定されるが、液晶ディスプレイ等のマトリクス駆動型フラットパネルディスプレイの製造に用いられるガラス基板、及び該ガラス基板上でのフォトプロセスを用いた透明電極パタンの寸法精度は、本発明の用途に対して十分な精度を有するからである。
【００２１】
また、ＬＥＤアレーチップを用いた場合に発生するチップ間の性能ばらつきの問題も解消される。本発明の方式では同一基板上に隣接した複数の薄膜発光素子が同一プロセスで形成されるために各画素の輝度のばらつきは実用上問題とならない程度である。
特に、有機薄膜発光素子において発光波長は発光物質の選択等により選定可能であり、感光体の波長感度に合わせた発光を得ることが可能である。現在の技術では有機感光体の感度スペクトルの高い緑色で１０ lm/W 以上の高効率発光を得ることができる。
【００２２】
また有機薄膜電場発光素子の印加電圧に対する発光の応答時間は、駆動方法に依存するが、高だか１μｓ程度以下であり、これは通常のプリンターでは充分に高速である。
有機薄膜電場発光素子３０を用いるときは発光に必要な駆動電圧が低いので光学プリンターヘッドの駆動回路が安価かつ小型化可能である。
【００２３】
光学プリンターヘッドへの該光整形マスクの具体的適用法としては、（１）別途光整形マスクを作製し、透明性基板と光学レンズ系との間に挟持せしめる；（２）透明性基板の光出射面に印刷、フォトプロセス等で形成する；（３）透明性基板と陽極との間に液晶ディスプレイ等で広く用いられているカラーフィルタ用ブラックマスクの作製法を用いて形成する；（４）透光性基板中に染色、加工等の方法で形成するなどの方法が挙げられる。量産性、寸法安定性、部品点数低減の見地からは方式（３）が好ましいが、少量他品種への対応等の見地から方式（１）あるいは（２）が好ましい場合もある。
【００２４】
該光源列の形態例としては、図１に示すような陰極ライン５０でも良いし、また図２に一例を示すような複数本（図２の場合は２本）の陰極ラインからなる陰極ライン対５０を、単位光源の電気的選択と前述光整形マスクにより補正し、一体の光源列としても良い。図１に示す方式の利点は単純なデバイス構成が可能なことであり、図２に一例を示す方式の利点は長方形の単位光源の光量を最大限に光整形マスクへ導入可能なことにある。
【００２５】
上述の駆動の実際を例を挙げて説明する。図３、および図４に一例を示すように複数の平行に配された陰極ライン対５５〜５８に対応する４光源列を含んでなる光学プリンターヘッド下を、光源列方向に直交する被印刷物移動方向３１に感光体を通過させて行われるが、この際に陰極ライン対５５〜５８に対応する各光源列を通過のタイミングに同期した電気信号を走差回路３５により発生し、被印刷物移動方向３１に走査させながら、光源列毎に順時に発光させる。
【００２６】
陰極ライン対５５と５６に対応する２光源列を用い、同一の感光***置へ２回の光照射を実施する場合、陰極ライン対５５に対応する光源列と、陰極ライン対５６に対応する光源列とのピッチ３３が、印刷ピッチと等しい感光体上の静電潜像ピッチと一致していると仮定すると、光源列５５で１回目照射された感光体上の位置が光源列５６の直下へ移動し陰極ライン対５６に対応する光源列での２回目照射を実施すべきタイミングと、陰極ライン対５５に対応する光源列で次の感光体上の照射位置に１回目照射を実施すべきタイミングとが同期してしまい、陰極ライン対５５に対応する光源列と陰極ライン対５６に対応する光源列とでアドレス回路３４を共用することが不可能となる。
【００２７】
これに対して例えば陰極ライン対５５に対応する光源列と陰極ライン対５６に対応する光源列とのピッチ３３を静電潜像ピッチの（ｎ＋0.5 ）倍（ｎは１以上の整数）とすれば、両光源列の発光タイミングがずれて、アドレス回路３４を共有することが可能である。
陰極ライン対５５〜５８に対応する４光源列を用い、同一の感光***置へ４回の光照射を実施する場合、例えば陰極ライン対５５〜５８のピッチ３３を静電潜像ピッチの（ｎ＋0.25）倍（ｎは１以上の整数）とすれば、４光源列の発光タイミングがずれて、アドレス回路２２を共有することが可能である。
【００２８】
実現可能な照射回数は、プリンタの印字速度、感光体の感度、薄膜発光素子の光出力等から算出される。
同一の構成で、同一基板１上に交替用の光源列を配置することが可能である。例えば図３および図４の例で、陰極ライン対５５に対応する光源列と陰極ライン対５６に対応する光源列とを２回照射用の組、陰極ライン対５７に対応する光源列と陰極ライン対５８に対応する光源列とを交替用の組、とすることで実現される。照射用の組と交替用の組との区別、役割の切り替えは走査回路３５にて制御する。
【００２９】
容易に理解できることであるが、本発明の光源列のピッチは高だか１００μm程度であるが、現実的に増加可能な光源列数及びその組数は駆動回路との接続方法、基体のサイズ、光学レンズ系の性能範囲を勘案して定められる。例えば各組合計して８本程度の光源列数は現実的なものの一つであるが、この程度の列数増加は周辺部材との固定、素子の封止、駆動回路との接続を勘案した基体のサイズに影響を与えない。フォトプロセス、素子成膜プロセスでの生産性、歩止りへの影響も僅少である。
【００３０】
【実施例】
実施例１
図１および図８はこの発明の一実施例に係る光学プリンターヘッドを示す。以下図面に基づいて実施例を説明する。
長さ２４０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍの平面ガラス基板１上に、ＩＴＯをスパッタ法をよびフォトプロセスを用いて１０６μｍピッチで２ｍｍ×80μｍの短冊状に1990個形成して陽極２を得た。洗浄に続いて３ｍｍ×２１５ｍｍの窓を形成したステンレス製メタルマスクを当該ガラス基板のＩＴＯ膜上に固定し、抵抗加熱蒸着装置内の基板ホルダーに装着し真空排気し有機化合物からなる正孔注入層３、発光層４を真空蒸着により形成した。正孔注入層３にはジアミン化合物、発光層４にはアルミキレート化合物を用いた。
【００３１】
ジアミン化合物とアルミキレート化合物が以下に示される。
【００３２】
【化１】

【００３３】
【化２】

【００３４】
真空装置から基板を取りだし、110 μｍ×２３０ｍｍの窓を形成した厚さ30μｍｍのニッケル製メタルマスクを発光層成膜面に装着し、金属電極である陰極６を真空蒸着によって形成した。陰極６はＭｇＩｎ合金（Ｉｎ含有率５体積％）を共蒸着により形成した。各層の膜厚はそれぞれ５０ｎｍ、６０ｎｍÅ、２００ｎｍである。得られた有機薄膜発光素子の各画素上に電気接続用のアルミ膜配線９を形成し、その後に基板に固定されたアドレス回路３４とワイヤーボンディングにより接続した。有機薄膜発光素子の各画素上にガラスと紫外線硬化樹脂からなる封止層７を塗布形成した。
【００３５】
得られた有機薄膜電場発光素子は、駆動電圧７Ｖで輝度２０００ｃｄ／ｍ²，駆動電圧９Ｖで輝度１００００ｃｄ／ｍ²を示した。各画素の輝度のバラツキは±５％であった。
有機薄膜電場発光素子とドライバーＩＣ、１：１の等倍セルフォックレンズ系を組み合わせて光学プリンターヘッドを形成した。この光学プリンターヘッドで印字密度２４０ｄｐｉ，印字速度３枚（Ａ４）／分のプリンターに対応可能であった。
【００３６】
感光体としては、半減衰露光量 0.5 lxsの感度を持つものを用い、ドット当たりの発光時間を１ｍｓ、有機薄膜発光素子の発光光量を１００００ｃｄ／ｍ²とした。感光体上の光ドットの寸法は８０μｍ×１０６μｍ、感光体の移動速度は２０ｍｍ／ｓ程度であり、光ドット位置を感光体が通過する時間は５ｍｓ程度である。前述のドット当たりの発光時間を１ｍｓとすることで、充分に鮮明な画像が得られた。
実施例２
図２および図８はこの発明の一実施例に係る光学プリンターヘッドを示す。以下図面に基づいて実施例を説明する。
【００３７】
長さ２４０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍの平面ガラス基板上に、４２μｍピッチで３ｍｍ×３０μｍの短冊状のITO を膜厚１００ｎｍのＩＴＯの陽極ライン５１を５、０００本形成した。パターニングはフォトリソグラフ法、成膜はスパッタ法によった。この上に実施例１と同様にして注入層３、発光層４を真空蒸着により形成した。
【００３８】
真空装置から基板を取りだし、１００μｍ×２３０ｍｍの窓を平行に２本、１６８μｍピッチで形成した厚さ30μｍのニッケル製メタルマスクを発光層成膜面に装着し、実施例１の陰極６と同様にして陰極ライン列５０を形成した。以降は実施例１と同様にして有機薄膜発光素子を順次形成した。
このようにして形成した有機薄膜電場発光素子に駆動電圧７Ｖを付加することにより、輝度２０００ｃｄ／ｍ²、駆動電圧９Ｖを付加することにより、輝度１００００ｃｄ／ｍ²を得た。各画素の輝度のバラツキは±５％以内であった。
【００３９】
上記のように形成された各画素は、３０×１００μｍの長方形をしている。本実施例では形成した有機薄膜電場発光素子光源アラインメントに、４２μｍφの孔の８４μｍピッチの列を１６８μｍ間隔で２本、各列は４２μｍずつ千鳥型に相互にずれた形のマスクをかけて光スポットの形を整形した。すなわち３０×４２μｍの疑似円形が８４μｍピッチで千鳥型に並んだライン対が１組形成される。各ラインの間隔は前述のように１６８μｍ（ドットピッチの整数倍）である。陽極ライン列５１をアドレス回路３４に、陰極ライン列５０を走差回路３５に各々接続し、１：１の等倍セルフォックレンズ系を組み合わせて光学プリンターヘッドを形成した。
【００４０】
この光学プリンターヘッドで、両列の発光タイミングを４画素分(168/42)ずらすことにより、印字密度６００ｄｐｉのプリンターに対応可能であった。また感光体として半減衰露光量 0.5 lxsの感度を持つものを用いドット当たりの発光時間を0.5 ｍｓとすることにより、印字速度３枚（Ａ４）／分のプリンターに対応可能であった。
実施例３
図３、４及び８はこの発明のさらに異なる実施例に係る光学プリンターヘッドを示す。以下図面にしたがって実施例を説明する。
実施例２と同様にして、基板１上に陽極ライン５１、注入層３、発光層４を順次形成した。
【００４１】
真空装置から基板を取りだし、１００μｍ×２３０ｍｍの窓を平行に２本、６８μｍピッチで形成した窓の対を４対、８９μｍの間隔で有する厚さ30μｍのニッケル製メタルマスクを発光層成膜面に装着し、実施例１の陰極６と同様にして陰極ライン対５５〜５８を形成した。以降は実施例１と同様にして有機薄膜発光素子を順次形成した。
【００４２】
陰極ライン列５０（垂直方向に１００μｍ幅のラインを６８μｍ間隔で形成したもの）の組をそれぞれが８９μｍの間隔で４組形成した。正孔注入層３、発光層４、陰極６は実施例１と同様でありほぼ同等の特性を得た。
４２μｍφの孔の８４μｍピッチの列を上記の陽極ライン列５１と同じ間隔で８本、組となる各２本は４２μｍずつ千鳥型に相互にずれた形のマスクをかけて光スポットの形を整形した。すなわち３０ｘ４２μｍの疑似円形が８４μｍピッチで千鳥型に並んだライン対が４組形成される。各ライン対５５、５６、５７、５８のピッチは３５７μｍとなる。これとドライバーＩＣと１：１の等倍セルフォックレンズ系を組み合わせて光学プリンターヘッドを形成した。ドライバーＩＣは各陽極ライン列に対応して１組のみで構成する。
【００４３】
ライン対５５とライン対５６により同一ドットの照射を行う場合、ライン対５５とライン対５６のピッチが印刷のドットピッチと一致していると、ライン対５５で照射された感光体のライン列の部分がライン対５６の下へ移動してきた時に、感光体の他のライン列がライン対５５に重なるためにライン対５５の照射タイミングにより感光体の他のライン列が光照射されドライバーＩＣからの信号が他のライン列に干渉することになる。そこでライン対５５とライン対５６のピッチを感光体ドット列ピッチの（ｎ＋０．５）倍（ｎは整数）としてドライバーＩＣを共通使用して両ドット列の発光のタイミングをずらす。
【００４４】
１ドットピッチ分を感光体が移動する時間は、例えば印刷速度１０枚（Ａ４）／分、ドット寸法４２μｍ（６００ｄｐｉ）ときに 0.8ｍｓであり、発光時間をこれより十分小さくすることができる。
この光学プリンターヘッドで、ライン対５５を用い、両ラインの発光タイミングを４画素分(168/42)ずらすことにより、印字密度６００ｄｐｉのプリンターに対応可能であった。また感光体として、半減衰露光量 0.5 lxsの感度を持つものを用い、ドット当たりの発光時間を0.5 ｍｓとすることにより、実施例２と同様に印字速度３枚（Ａ４）／分のプリンターに対応可能であった。
【００４５】
また２組のライン対５５、５６を用い、両対の発光タイミングを8.5 画素分(357/42)ずらすことにより、同一ドットを２回露光した。前述の方法により、単一のドライバーＩＣを用いるため、１回の露光時間を１組のライン対５５を用いる場合の半分の0.25ｍｓとしたため実質の光量は同一であるが、各発光素子の動作時間は半分となり寿命が２倍となった。
【００４６】
また同じ構成で発光輝度を２倍とした時は、印字速度６枚（Ａ４）／分のプリンターに対応可能であった。この場合でも各発光素子の寿命は実施例２と同等であり、且つ５５、５６以外のライン対５７、ライン対５８は当初使用の２対が劣化してきた時の予備として使用可能である。ライン対５７、ライン対５８には使用しない時には正のバイアス電圧を付加し、陽極ラインとの電圧差が発光電圧に到らないよう制御した。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、経済性と生産性に優れ、長寿命で高性能な光学プリンターヘッドが実現される。これは、請求項１の構成を採用することにより、１印刷ドットに対応する感光体上の一静電潜像を形成するに必要な光量を複数の単位光源にて分担せしめることで必要な高光出力を維持しつつ長寿命化を実現することができる。
【００４８】
さらに、請求項１に記載の構成を採用することにより、光源数の増加による電気回路の大型化、部品点数増加を抑えることが実現された。これらの効果は、請求項２に記載の構成を採用することにより、さらに顕著に実現しうるものである。また、請求項３に記載の構成を採用することにより、感光体の波長感度にあわせた発光を得られることによる高効率発光、印字電圧に対する発光の応答時間が高速、発光に必要な駆動電圧が低いので光学プリンターヘッドの駆動回路が安価かつ小型化等の効果が得られる。さらに、請求項４に記載の構成を採用することにより、交替用の組数に相当する寿命の向上が実現される。該交替用の組は、（１）該必要な列の組が要求出力を示さなくなった時点で交替する方法；（２）各組が要求出力を保持したまま定期的に交替する方法等をとることが可能である。特に有機薄膜発光素子を用いる場合には、一定の非駆動時間を与えることで、低下した性能の一部が回復することも知られているように、さらに長寿命化が実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例に係る光学プリンターヘッドを示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は光源の光出射面から見た透視平面図，（ｃ）は光源の断面図。
【図２】この発明の異なる実施例に係る光学プリンターヘッドを示し、（ａ）は光源、回路、光整形マスクの配置を示す平面図、（ｂ）は光整形マスクの配置を示す平面図。
【図３】この発明のさらに異なる実施例に係る光学プリンターヘッドの光源、回路、光整形マスクの配置を示す平面図。
【図４】この発明のさらに異なる実施例に係る光学プリンターヘッドの光整形マスクの配置を示す平面図。
【図５】従来のＬＥＤアレー光学プリンターヘッドを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は光学プリンターヘッドに用いられるセルフォックレンズの破断斜視図
【図６】ＬＥＤアレー光学プリンターヘッドを用いた従来のプリンターを示す配置図
【図７】一般的な有機薄膜電場発光素子の構造の一例を示す断面図
【図８】一般的な有機薄膜電場発光素子の構造のもう一つの例を示す断面図
【符号の説明】
１基板
２陽極
３正孔注入層
４発光層
５電子注入層
６陰極
７封止層
８電源
９アルミ膜配線
１１光学ヘッド
１２用紙
１３カセット
１４現像器
１５転写器
１６定着器
１７スタッカー
１８消去ランプ
１９清掃器
２０帯電器
２１ＬＥＤアレー
２２ドライバーＩＣチップ
２３ＬＥＤアレー用基板
２５フレーム
２６感光体
２８レンズ系
３０有機薄膜発光素子
３１被印刷物移動方向
３２被印刷物幅方向
３３光源列ピッチ
３４アドレス回路
３５走査回路
４０光線
４１信号端子
４２ボンディングワイヤー
５１陽極ライン列
５２単位光源
５３光整形マスク孔
５４光整形マスク
５０、５５〜５８陰極ライン対（光源列）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical printer head used in a printer, and more particularly to an optical printer head that is easy to manufacture and has little variation in light quantity, and an optical printer head that has high definition and a long life.
[0002]
[Prior art]
A printer using an optical printer head such as an LED array has a configuration that has no operating part, is optically simple, has high impact resistance, and has a precise printing position even in wide printing, compared to those using a laser beam. Widely used because of its simplicity.
[0003]
5A and 5B show a conventional LED array optical printer head, where FIG. 5A is a perspective view and FIG. 5B is a cutaway perspective view of a SELFOC lens used in the optical printer head.
FIG. 6 is a layout view showing a conventional printer using an LED array optical printer head.
[0004]
A large number of LEDs as unit light sources are arranged in the paper width direction to constitute an LED array 21 as a light source array, which selectively emits light by an electrical signal corresponding to document information, and the light emitted from the LED array 21 is emitted from the lens system 28. Then, an electrostatic latent image is formed by forming an image on the photosensitive member 26, toner is applied by the developing device 14, and the image is transferred to the paper 12 by the transfer device 15. As the lens system 28, a so-called Selfoc lens array having a one-to-one imaging optical system is often used. As LEDs, GaAsP-based and GaAlAs-based ones are mainly used, and near-infrared light having a wavelength of 660 to 740 nm is used.
[0005]
For example, the following procedure is used to construct an optical printer head using an LED array.
(1) A light source array is formed by linearly arranging and fixing tens of array chips in which LEDs, which are unit light sources for 64 or 128 print dots, are formed on the substrate 23.
(2) The driver IC 22 for control is fixed on the substrate 23 in the same manner.
[0006]
(3) The LED array 21 as the light source array and the driver IC 22 are electrically connected to each dot by a method such as wire bonding.
(4) The substrate 23 and the lens system 28 are fixed to the frame 25.
In recent years, organic thin film electroluminescent devices have been actively studied (for example, US Pat. No. 3,530,325), and are composed of an anode / a hole injection layer / a light emitting layer / a cathode for the purpose of improving luminous efficiency. Using a stacked organic light emitting device, 1,000 cd / m at a driving voltage of 10 V or less²There has been a report (JP-A-57-51781) that the above luminance has been obtained.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described LED array chip method has the following problems.
The first problem is that in order to realize a light source array applied to a practical optical printer head by the above-described method, the array chips are arranged and fixed on the substrate with a high accuracy of ± 7 μm. Although necessary, there are problems such as the outer dimension accuracy of the array chip and the alignment accuracy when the substrate is fixed, and the number of man-hours for arrangement and fixing becomes large in order to achieve the alignment accuracy described above.
[0008]
The second problem is that there is a large amount of light quantity variation between unit light sources of a large number of arranged LEDs, and a control mechanism for obtaining uniform brightness is required. For example, in the above example, in order to print on A4 paper width 210 mm at 300 dpi, an LED of 2400 dots is required, and it is required to suppress variations in the amount of emitted light to ± 30% or less, but only an array of LED array chips. It is difficult to achieve this. In general, the allowable variation limit is ± 30% for characters, ± 20% for graphics, and ± 5% for gradation display. For this reason, a separate means for reducing variations such as adjusting the drive current and drive time for each LED is required.
Thus, an optical printer head using an LED array chip is expensive, and this has hindered widespread use.
[0009]
Furthermore, when the optical printer head is used, there are the following third and fourth problems.
A third problem is that the thin-film light-emitting element serving as a unit light source is a rectangle that is an intersection of strip-shaped electrodes that are orthogonal to each other. The authors say that the method widely used for matrix-driven flat panel displays such as liquid crystal displays is suitable for the application of the present invention from the viewpoint of productivity, high definition, and reduction in size and cost of drive circuits. Based on knowledge. Further, the shape of the unit light source for the optical printer head, which is an application of the present invention, may require a shape such as a circle or an ellipse.
[0010]
A fourth problem is a decrease associated with driving of the light emission output. The performance of the unit light source for the optical printer head, which is an application of the present invention, is high output and long life from the viewpoint of stably realizing a high-speed, high-definition electrophotographic process using a constant-performance photoconductor. It is necessary to be.
Although the degree varies depending on the various thin-film light-emitting elements, it is difficult for current technology to achieve both the high light-emitting output required for this application and the long life, and a more advanced production process is required. And has a significant impact on productivity or production costs.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an inexpensive optical printer head by using an optical printer head structure that facilitates manufacture.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to improve these, as a result of earnest research, the present inventor has developed an optical printer head using a thin film light emitting source such as an organic thin film light emitting element. That is, the above object is achieved according to the present invention.
Thin film light emission composed of a pair of electrode layers arranged on a transparent substrate, at least one of which is transparent, and a laminate containing at least one kind of luminescent material sandwiched between the pair of electrode layers A plurality of unit light sources composed of elements are selectively made to emit light by an electrical signal corresponding to printing information, and light emitted through the transparent substrate is irradiated onto a moving photoreceptor via an optical lens system. Forming an electrostatic latent image on the photoreceptorIn the optical printer head,
A light source array in which the plurality of unit light sources are arranged in a linear array is formed, and one or a plurality of light source arrays are formed on the same substrate, and different light sources are arranged at the same position on the photoconductor. An optical printer head that forms an electrostatic latent image by irradiating light multiple times with a plurality of light sources belonging to a row,
An electric circuit for generating the electric signal given to the plurality of light source columns is shared by controlling the light emission timing of each light source column, and the column pitch of the plurality of light source columns is set to the electrostatic latent image on the photosensitive member. For image pitch; n (n is an integer of 1 or more) times the electrostatic latent image pitch + { 1 / (number of times light is irradiated to the same position on the photosensitive member by a plurality of thin film light emitting element light sources) } Represented by;thing
Is achieved.
[0013]
In the optical printer head,Each of the plurality of light source arrays is formed by a cathode line pair composed of a plurality of cathode lines.Is achieved. Further, this is achieved by providing at least a light shaping mask between the plurality of thin film light emitting element light sources and the optical lens system.
[0014]
Also,Each of the plurality of light source arrays is formed by a cathode line pair including a plurality of cathode lines, and includes at least a light shaping mask between the plurality of thin film light emitting element light sources and the optical lens system.Is achieved. Also,A mask provided between the plurality of thin-film light-emitting element light sources and the optical lens system in each row when a row of cathode lines forming a pair of cathode lines consisting of the plurality of cathode lines is overlapped. Mask holes are formed at positions that do not overlap each otherIs achieved.
[0015]
Furthermore, the plurality of light source columns have at least one set of replacement columns in addition to a set of columns necessary to irradiate light once or a plurality of times to the same position on the photosensitive member. Achieved. Here, it is preferable that the thin film light emitting element is an organic thin film light emitting element including a laminate including at least one organic light emitting substance.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an example of an optical printer head using a thin film light source, an example using an organic thin film light emitting element is shown in FIG. 1A is an exploded perspective view, FIG. 1B is a perspective plan view of the light source, and FIG. 1C is a cross-sectional view of the light source.
An organic thin film light emitting element 30 composed of an anode 2, a hole injection layer 3, a light emitting layer 4, a cathode 6, and a sealing layer 7 is laminated on one main surface of the substrate 1 and an aluminum film wiring 9 is provided. Light is transmitted through the optical lens system 28 and is extracted from the optical lens system 28 provided on the other main surface of the substrate 1.
[0017]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a general organic thin film electroluminescent device. A glass, a transparent resin, or a laminate, mixture, composite, or the like that is a support and is electrically insulating and highly transparent to visible light is used. On a transparent substrate 1, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or tin oxide as an anode 2, a hole injection layer 3 using an organic compound, a light emitting layer 4, an electron injection layer 5, and an aluminum alloy A cathode 6 which is a metal electrode made of, etc. is formed. The cathode 6 also has a function of reflecting the light from the light emitting layer 4 and increasing the light emission efficiency from the substrate 1.
[0018]
As the thin film light emitting element, an alkaline earth metal sulfide-based inorganic thin film electroluminescent element or an organic thin film electroluminescent element using an organic substance for the hole injection layer, the light emitting layer, and the electron injection layer can be used.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a general organic thin film light emitting device. The light emitting layer 4 has a structure having the function of the electron injection layer 5.
[0019]
The organic thin film light emitting element is easily formed on a large area substrate by a conventional thin film manufacturing method such as vacuum deposition and a photo process method.
In the present invention, a plurality of thin film light emitting elements having the same function laminated on a transparent substrate are not laminated individually, but are laminated simultaneously by patterning, thereby improving the production efficiency. When patterning is performed, the alignment accuracy and light emission accuracy of each thin film light emitting element are also improved.
[0020]
Further, the transparent substrate can be a support for a lens system as well as a thin film light emitting device.
For fine patterning of a light emitting element corresponding to a conventional LED dot, a head having a paper width of about 210 mm or more of A4, which is generally widely used, can be produced by using a photo process method, a mask vapor deposition method or the like.
In particular, there is no chip alignment problem that occurs when an LED array chip is used. That is, the positional accuracy of the plurality of thin film light emitting elements formed on the transparent substrate is determined by the shape accuracy of the transparent substrate and the dimensional accuracy of the transparent electrode pattern formed on the transparent substrate. This is because the dimensional accuracy of the glass substrate used for manufacturing the drive type flat panel display and the transparent electrode pattern using the photo process on the glass substrate has sufficient accuracy for the application of the present invention.
[0021]
Further, the problem of performance variation between chips that occurs when an LED array chip is used is also solved. In the method of the present invention, since a plurality of thin film light emitting elements adjacent to each other on the same substrate are formed by the same process, variations in luminance of each pixel are not problematic in practice.
In particular, in an organic thin film light-emitting element, the emission wavelength can be selected by selecting a luminescent substance, etc., and light emission that matches the wavelength sensitivity of the photoreceptor can be obtained. With the current technology, it is possible to obtain high-efficiency light emission of 10 lm / W or more in green with a high sensitivity spectrum of the organic photoreceptor.
[0022]
The response time of light emission with respect to the applied voltage of the organic thin film electroluminescent device depends on the driving method, but is at most about 1 μs or less, which is sufficiently fast for a normal printer.
When the organic thin film electroluminescent element 30 is used, the drive voltage required for light emission is low, so the drive circuit for the optical printer head can be inexpensive and downsized.
[0023]
Specific application methods of the light shaping mask to the optical printer head include (1) separately producing a light shaping mask and sandwiching it between the transparent substrate and the optical lens system; (2) light on the transparent substrate. Formed on the exit surface by printing, photo process, etc. (3) Formed using a method for producing a black mask for a color filter widely used in liquid crystal displays etc. between a transparent substrate and an anode; (4) Examples thereof include a method of forming in a translucent substrate by a method such as dyeing and processing. The method (3) is preferable from the viewpoint of mass productivity, dimensional stability, and reduction of the number of parts, but the method (1) or (2) may be preferable from the viewpoint of dealing with a small amount of other products.
[0024]
As a form example of the light source row, a cathode line 50 as shown in FIG. 1 may be used, or a cathode line pair composed of a plurality of (two in the case of FIG. 2) cathode lines as shown in FIG. 50 may be corrected by electrical selection of unit light sources and the above-described light shaping mask to form an integrated light source array. The advantage of the method shown in FIG. 1 is that a simple device configuration is possible, and the advantage of the method shown in FIG. 2 is that the light quantity of the rectangular unit light source can be introduced to the light shaping mask to the maximum extent.
[0025]
The actual driving will be described with an example. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the substrate is moved perpendicularly to the light source column direction under the optical printer head including four light source columns corresponding to a plurality of parallelly arranged cathode line pairs 55 to 58. The photosensitive member is passed in the direction 31. At this time, an electric signal synchronized with the timing of passage through each light source row corresponding to the cathode line pair 55 to 58 is generated by the running circuit 35, and the movement direction of the printed material. The light is emitted in order for each light source row while being scanned by 31.
[0026]
When two light source arrays corresponding to the cathode line pairs 55 and 56 are used and light irradiation is performed twice on the same photosensitive member position, a light source array corresponding to the cathode line pair 55 and a light source corresponding to the cathode line pair 56 are used. Assuming that the pitch 33 with the row coincides with the electrostatic latent image pitch on the photoconductor equal to the printing pitch, the position on the photoconductor that is first irradiated by the light source row 55 is directly below the light source row 56. The timing at which the light source array corresponding to the cathode line pair 56 should be moved and the second irradiation should be performed, and the timing at which the first irradiation should be performed at the next irradiation position on the photoconductor with the light source array corresponding to the cathode line pair 55. And the address circuit 34 cannot be shared by the light source column corresponding to the cathode line pair 55 and the light source column corresponding to the cathode line pair 56.
[0027]
On the other hand, for example, the pitch 33 between the light source row corresponding to the cathode line pair 55 and the light source row corresponding to the cathode line pair 56 is (n + 0.5) times the electrostatic latent image pitch (n is an integer of 1 or more). By doing so, it is possible to share the address circuit 34 by shifting the light emission timings of both light source arrays.
When four light source arrays corresponding to the cathode line pairs 55 to 58 are used and light irradiation is performed four times on the same photoconductor position, for example, the pitch 33 of the cathode line pairs 55 to 58 is set to (n + 0) of the electrostatic latent image pitch. .25) If multiple (n is an integer equal to or greater than 1), the light emission timings of the four light source arrays are shifted and the address circuit 22 can be shared.
[0028]
The number of irradiations that can be realized is calculated from the printing speed of the printer, the sensitivity of the photosensitive member, the light output of the thin film light emitting element, and the like.
It is possible to arrange a replacement light source array on the same substrate 1 with the same configuration. For example, in the example of FIGS. 3 and 4, the light source row corresponding to the cathode line pair 55 and the light source row corresponding to the cathode line pair 56 are set for twice irradiation, and the light source row and cathode line corresponding to the cathode line pair 57 are used. This is realized by using a light source array corresponding to the pair 58 as a replacement group. The scanning circuit 35 controls the distinction and role switching between the irradiation group and the replacement group.
[0029]
As can be easily understood, the pitch of the light source rows of the present invention is as high as about 100 μm, but the number of light source rows and the number of sets that can be practically increased are the connection method with the drive circuit, the size of the substrate, the optical It is determined in consideration of the performance range of the lens system. For example, the total number of light source columns of about 8 in each group is one of the realistic ones, but this increase in the number of columns takes into account fixing to peripheral members, sealing of elements, and connection to driving circuits. Does not affect the size of the substrate. The effects on productivity and yield in the photo process and element film formation process are also minimal.
[0030]
【Example】
Example 1
1 and 8 show an optical printer head according to an embodiment of the present invention. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
On a flat glass substrate 1 having a length of 240 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 1 mm, 1990 ITO was formed in a strip shape of 2 mm × 80 μm at a pitch of 106 μm using a sputtering method and a photo process to obtain an anode 2. Following cleaning, a stainless steel metal mask having a 3 mm × 215 mm window formed thereon is fixed on the ITO film of the glass substrate, mounted on a substrate holder in a resistance heating vapor deposition apparatus, and evacuated to a hole injection layer made of an organic compound. 3. The light emitting layer 4 was formed by vacuum deposition. A diamine compound was used for the hole injection layer 3 and an aluminum chelate compound was used for the light emitting layer 4.
[0031]
A diamine compound and an aluminum chelate compound are shown below.
[0032]
[Chemical 1]

[0033]
[Chemical 2]

[0034]
The substrate was taken out from the vacuum apparatus, a 30 μm thick nickel metal mask having a 110 μm × 230 mm window formed thereon was mounted on the light emitting layer deposition surface, and the cathode 6 as a metal electrode was formed by vacuum deposition. The cathode 6 was formed by co-evaporation of an MgIn alloy (In content: 5% by volume). The thickness of each layer is 50 nm, 60 nmÅ, and 200 nm, respectively. An aluminum film wiring 9 for electrical connection was formed on each pixel of the obtained organic thin film light emitting device, and then connected to an address circuit 34 fixed to the substrate by wire bonding. A sealing layer 7 made of glass and an ultraviolet curable resin was applied and formed on each pixel of the organic thin film light emitting element.
[0035]
The obtained organic thin film electroluminescent device had a luminance of 2000 cd / m at a driving voltage of 7V.², Brightness 10000 cd / m at drive voltage 9V²showed that. The variation in luminance of each pixel was ± 5%.
An optical printer head was formed by combining an organic thin film electroluminescent element and a driver IC, 1: 1 1: 1 self-focal lens system. This optical printer head was compatible with a printer with a printing density of 240 dpi and a printing speed of 3 sheets (A4) / min.
[0036]
As the photosensitive member, one having a sensitivity of half attenuation exposure amount 0.5 lxs is used, the light emission time per dot is 1 ms, and the light emission amount of the organic thin film light emitting element is 10,000 cd / m.²It was. The size of the light dots on the photoconductor is 80 μm × 106 μm, the moving speed of the photoconductor is about 20 mm / s, and the time for the photoconductor to pass through the optical dot position is about 5 ms. By setting the light emission time per dot to 1 ms, a sufficiently clear image was obtained.
Example 2
2 and 8 show an optical printer head according to an embodiment of the present invention. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
[0037]
On a flat glass substrate having a length of 240 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 1 mm, 5,000 ITO anode lines 51 having a thickness of 3 nm × 30 μm and ITO having a thickness of 100 nm were formed at a pitch of 42 μm. Patterning was performed by a photolithographic method, and film formation was performed by a sputtering method. On this, the injection layer 3 and the light emitting layer 4 were formed by vacuum evaporation in the same manner as in Example 1.
[0038]
The substrate was taken out from the vacuum apparatus, and two 100 μm × 230 mm windows parallel to each other and a 30 μm thick nickel metal mask formed at a pitch of 168 μm were mounted on the light emitting layer deposition surface, and the same as the cathode 6 of Example 1. Thus, the cathode line array 50 was formed. Thereafter, organic thin film light emitting elements were sequentially formed in the same manner as in Example 1.
By applying a driving voltage of 7 V to the organic thin film electroluminescent device thus formed, the luminance is 2000 cd / m.²By adding a drive voltage of 9 V, the luminance is 10,000 cd / m²Got. The variation in luminance of each pixel was within ± 5%.
[0039]
Each pixel formed as described above has a rectangular shape of 30 × 100 μm. In this example, the organic thin-film electroluminescent device light source alignment formed was covered with two masks in the form of two staggered masks each having a pitch of 42 μm and two rows each having a pitch of 42 μm at a pitch of 168 μm, each row being 42 μm. The shape of was shaped. That is, one set of line pairs in which pseudo circles of 30 × 42 μm are arranged in a staggered pattern at a pitch of 84 μm is formed. As described above, the interval between the lines is 168 μm (integer multiple of the dot pitch). The anode line column 51 was connected to the address circuit 34 and the cathode line column 50 was connected to the running difference circuit 35, respectively, and an 1: 1 optical zoom lens system was combined to form an optical printer head.
[0040]
With this optical printer head, it was possible to cope with a printer having a printing density of 600 dpi by shifting the light emission timing of both rows by 4 pixels (168/42). Further, by using a photoconductor having a sensitivity of half attenuation exposure of 0.5 lxs and setting the light emission time per dot to 0.5 ms, it was possible to cope with a printer with a printing speed of 3 sheets (A4) / min.
Example 3
3, 4 and 8 show an optical printer head according to still another embodiment of the present invention. Embodiments will be described below with reference to the drawings.
In the same manner as in Example 2, the anode line 51, the injection layer 3, and the light emitting layer 4 were sequentially formed on the substrate 1.
[0041]
The substrate is taken out from the vacuum apparatus, and a nickel metal mask with a thickness of 30 μm having two pairs of windows of 100 μm × 230 mm formed in parallel, 4 pairs of windows formed at a pitch of 68 μm, and an interval of 89 μm is formed on the light emitting layer film formation surface. The cathode line pairs 55 to 58 were formed in the same manner as the cathode 6 of Example 1. Thereafter, organic thin film light emitting elements were sequentially formed in the same manner as in Example 1.
[0042]
Four sets of cathode line arrays 50 (100 μm wide lines formed at intervals of 68 μm in the vertical direction) were formed at intervals of 89 μm. The hole injection layer 3, the light emitting layer 4, and the cathode 6 were the same as in Example 1, and almost the same characteristics were obtained.
Eight 84 μm pitch rows of holes of 42 μmφ are arranged at the same interval as the anode line row 51 above, and each of the two pairs in a set is shaped by staggered masks of 42 μm each to shape the shape of the light spot. did. That is, four pairs of lines are formed in which 30 × 42 μm pseudo circles are arranged in a staggered pattern at a pitch of 84 μm. The pitch of each line pair 55, 56, 57, 58 is 357 μm. This was combined with a driver IC and 1: 1 1: 1 self-focal lens system to form an optical printer head. The driver IC is composed of only one set corresponding to each anode line row.
[0043]
When the same dot is irradiated by the line pair 55 and the line pair 56, if the pitch of the line pair 55 and the line pair 56 coincides with the dot pitch of printing, the line sequence of the photoreceptor irradiated by the line pair 55 When the portion moves below the line pair 56, another line row of the photosensitive member overlaps with the line pair 55. Therefore, the other line row of the photosensitive member is irradiated with light according to the irradiation timing of the line pair 55, and from the driver IC. The signal will interfere with other line trains. Therefore, the pitch of the line pair 55 and the line pair 56 is set to (n + 0.5) times (n is an integer) times the photosensitive dot row pitch (n is an integer), and the driver IC is commonly used to shift the light emission timing of both dot rows.
[0044]
The time required for the photosensitive member to move for one dot pitch is, for example, 0.8 ms when the printing speed is 10 sheets (A4) / minute and the dot size is 42 μm (600 dpi), and the light emission time can be sufficiently shorter than this.
With this optical printer head, by using the line pair 55 and shifting the light emission timing of both lines by 4 pixels (168/42), it was possible to cope with a printer with a printing density of 600 dpi. In addition, by using a photosensitive member having a half-attenuated exposure amount of 0.5 lxs and setting the light emission time per dot to 0.5 ms, a printer with a printing speed of 3 sheets (A4) / min as in Example 2 was used. It was possible to respond.
[0045]
In addition, two pairs of lines 55 and 56 were used, and the same dot was exposed twice by shifting the light emission timing of both pairs by 8.5 pixels (357/42). Since a single driver IC is used by the above-described method, the exposure time for one exposure is 0.25 ms, which is half of the case of using a pair of line pairs 55, so the actual light amount is the same. Time was halved and life was doubled.
[0046]
When the light emission luminance was doubled with the same configuration, it was possible to cope with a printer with a printing speed of 6 sheets (A4) / min. Even in this case, the lifetime of each light emitting element is the same as that of the second embodiment, and the line pair 57 and the line pair 58 other than 55 and 56 can be used as spares when the two pairs of initial use have deteriorated. When not used for the line pair 57 and the line pair 58, a positive bias voltage was applied to control so that the voltage difference from the anode line did not reach the light emission voltage.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, an optical printer head that is excellent in economy and productivity, has a long life, and has a high performance is realized. this is,Claim 1By adopting this configuration, the light quantity necessary to form one electrostatic latent image on the photoconductor corresponding to one printing dot is shared by a plurality of unit light sources, while maintaining a high light output necessary for a long time. Life expectancy can be realized.
[0048]
And claims1By adopting the configuration described in (1), it was possible to suppress the increase in the size of the electric circuit and the increase in the number of parts due to the increase in the number of light sources.These effects can be realized more remarkably by adopting the configuration of the second aspect. Further, by adopting the configuration according to claim 3, it is possible to obtain light emission in accordance with the wavelength sensitivity of the photosensitive member, high efficiency light emission, fast response time of light emission with respect to the printing voltage, and driving voltage necessary for light emission. Since it is low, the driving circuit of the optical printer head is inexpensive and the effect of downsizing can be obtained. further,Claim4By adopting the configuration described in (1), an improvement in the life corresponding to the number of sets for replacement is realized. The alternation group is (1) a method of altering when the required set of columns no longer shows the required output; (2) a method of periodically altering each group while maintaining the required output. It is possible. In particular, in the case of using an organic thin film light emitting element, it is known that a part of the lowered performance is recovered by giving a certain non-driving time.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show an optical printer head according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an exploded perspective view, FIG. 1B is a perspective plan view seen from a light emitting surface of the light source, and FIG.
FIGS. 2A and 2B show an optical printer head according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a plan view showing the arrangement of a light source, a circuit, and a light shaping mask, and FIG. 2B is a plan view showing the arrangement of the light shaping mask.
FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of light sources, circuits, and light shaping masks of an optical printer head according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of light shaping masks of an optical printer head according to still another embodiment of the present invention.
5A and 5B show a conventional LED array optical printer head, where FIG. 5A is a perspective view, and FIG. 5B is a cutaway perspective view of a SELFOC lens used in the optical printer head.
FIG. 6 is a layout view showing a conventional printer using an LED array optical printer head.
FIG. 7 is a sectional view showing an example of the structure of a general organic thin film electroluminescent device.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a general organic thin film electroluminescent device
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Anode
3 Hole injection layer
4 Light emitting layer
5 Electron injection layer
6 Cathode
7 Sealing layer
8 Power supply
9 Aluminum film wiring
11 Optical head
12 paper
13 cassette
14 Developer
15 Transfer device
16 Fixing device
17 Stacker
18 Erase lamp
19 Cleaner
20 Charger
21 LED array
22 Driver IC chip
23 LED array substrate
25 frames
26 photoconductor
28 Lens system
30 Organic thin film light emitting device
31 Substrate movement direction
32 Substrate width direction
33 Light source line pitch
34 Address circuit
35 Scanning circuit
40 rays
41 Signal terminal
42 Bonding wire
51 Anode line row
52 unit light source
53 Light shaping mask hole
54 Light shaping mask
50, 55-58 Cathode line pair (light source array)

Claims

透明性基体上に配列された、少なくとも一方が透明である１対の電極層と、該１対の電極層間に挟持される少なくとも１種の発光物質を含有する積層体とから構成される薄膜発光素子からなる複数の単位光源を、印刷情報に応じた電気信号により選択的に発光させ、該透明性基体を透過して出射された光を光学レンズ系を介して移動する感光体上に照射させ、感光体上に静電潜像を形成する光学プリンターヘッドにおいて、
該複数の単位光源が直線列状に配列された光源列を形成し、かつ同一基体上に１列または複数列の光源列を形成してなり、
該感光体上の同一位置へ、異なる光源列に属する複数の光源にて複数回の光照射することにより静電潜像を形成するものであり、
該複数の光源列へ与えられる該電気信号を発生する電気回路が、各光源列の発光タイミングを制御することで共用され、かつ該複数の光源列の列ピッチが該感光体上の静電潜像ピッチに対して；静電潜像ピッチのｎ（ｎは１以上の整数）倍＋｛１／（前記、該感光体上の同一位置へ、異なる光源列に属する複数の光源にて複数回の光照射する回数）｝；で表されることを特徴とする光学プリンターヘッド。Thin film light emission composed of a pair of electrode layers arranged on a transparent substrate, at least one of which is transparent, and a laminate containing at least one kind of luminescent material sandwiched between the pair of electrode layers A plurality of unit light sources composed of elements are selectively made to emit light by an electrical signal corresponding to printing information, and light emitted through the transparent substrate is irradiated onto a moving photoreceptor via an optical lens system. In an optical printer head that forms an electrostatic latent image on a photoreceptor,
Forming a light source array in which the plurality of unit light sources are arranged in a linear array, and forming one or a plurality of light source arrays on the same substrate;
An electrostatic latent image is formed by irradiating a plurality of times with a plurality of light sources belonging to different light source rows to the same position on the photoconductor,
An electric circuit for generating the electric signal applied to the plurality of light source arrays is shared by controlling the light emission timing of each light source array, and the column pitch of the plurality of light source arrays is an electrostatic latent image on the photosensitive member. The electrostatic latent image pitch n (n is an integer equal to or greater than 1) times + {1 / ( multiple times with a plurality of light sources belonging to different light source rows to the same position on the photoconductor. The optical printer head characterized by the following:

該複数の薄膜発光素子光源と該光学レンズとの間に少なくとも光整形マスクを備えることを特徴とする請求項１記載の光学プリンターヘッド。The optical printer head according to claim 1, further comprising at least a light shaping mask between the plurality of thin film light emitting element light sources and the optical lens.

該薄膜発光素子が少なくとも１種の有機発光物質を含有する積層体を含んでなる有機薄膜発光素子からなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光学プリンターヘッド。3. The optical printer head according to claim 1, wherein the thin film light emitting element comprises an organic thin film light emitting element comprising a laminate containing at least one organic light emitting substance.

複数の光源列が、感光体上の同一位置へ、１回または複数回の光照射するに必要な列の組の他に、少なくとも１組の交替用の列の組を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の光学プリンターヘッド。The plurality of light source rows have at least one set of alternating rows in addition to the row set necessary for one or more times of light irradiation to the same position on the photosensitive member. The optical printer head according to claim 1.