JP4349305B2 - Line head module, exposure apparatus, image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、画像形成装置において露光手段として用いられるラインヘッドモジュール、及びこのラインヘッドモジュールを備えた露光装置、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a line head module used as an exposure unit in an image forming apparatus, an exposure apparatus including the line head module, and an image forming apparatus.
電子写真方式を利用したプリンタとして、ラインプリンタ(画像形成装置)が知られている。このラインプリンタは、被露光部となる感光体ドラムの周面上に、帯電器、ライン状のプリンタヘッド(ラインヘッド)、現像器、転写器などの装置を近接配置したものである。すなわち、帯電器によって帯電された感光体ドラムの周面上に、プリンタヘッドに設けられた発光素子の選択的な発光動作で露光を行なうことにより、静電潜像を形成し、この潜像を現像器から供給されるトナーで現像して、そのトナー像を転写器で用紙に転写するようにしたものである。 A line printer (image forming apparatus) is known as an electrophotographic printer. In this line printer, devices such as a charger, a line-shaped printer head (line head), a developing device, and a transfer device are arranged close to each other on the peripheral surface of a photosensitive drum serving as an exposed portion. That is, an electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the photosensitive drum charged by the charger by selective light emission operation of a light emitting element provided in the printer head, and this latent image is formed. It is developed with toner supplied from a developing device, and the toner image is transferred onto a sheet by a transfer device.
ところで、前記のようなプリンタヘッドの発光素子としては、一般にLED(発光ダイオード)などが用いられている。しかし、これは数千個の発光点を精度良く配列することが極めて困難であるという課題がある。そこで、近年では、発光点を精度良く作り込めるEL素子(エレクトロルミネッセンス素子)を発光素子とする発光素子アレイを、プリンタヘッドとして備えた画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来のプリンタヘッドにEL素子を光源として用いる場合、各色の感光体ドラムに1つのヘッドが割り当てられる構成となっているため、プリンタの印字可能枚数を増やすには、光源の寿命を延ばす以外に方法がない。また、高速の印字速度を得るには光源の光量を増やす必要があるが、特に有機EL素子においては高光量では寿命が短くなる傾向にあり、印字可能枚数が減ってしまう。 When an EL element is used as a light source in a conventional printer head, since one head is assigned to each color photosensitive drum, a method other than extending the life of the light source can be used to increase the number of printable sheets of the printer. There is no. Further, in order to obtain a high printing speed, it is necessary to increase the light amount of the light source. However, particularly in an organic EL element, the life tends to be shortened at a high light amount, and the number of printable sheets is reduced.
また、EL素子は大気中の水分や酸素等に触れると劣化することが知られており、EL素子を形成するに当たっては、外気に触れさせないための何らかの封止構造が必須となっている。EL素子の封止方法には、接着剤でガラス基板同士を貼り合わせる「ベタ封止」と、掘り込み構造を施したガラス又は金属製の部材に乾燥剤を設置し、EL素子部を密閉して被せ合わせる「缶封止」がある。特に缶封止に用いる掘り込み構造をもつ部材は加工コストが高く、さらにプリンタヘッドの光源として用いる場合は細長構造となるため、高コストなだけでなく強度を保つことが難しく、また金属製の場合は精度を確保することが難しい。 In addition, EL elements are known to deteriorate when exposed to moisture, oxygen, etc. in the atmosphere, and in order to form EL elements, some kind of sealing structure for preventing exposure to outside air is essential. The EL element sealing method includes “solid sealing” in which glass substrates are bonded to each other with an adhesive, and a desiccant is placed on a glass or metal member with a digging structure, and the EL element portion is sealed. There is a “can seal” that covers them together. In particular, a member with a digging structure used for sealing cans is high in processing cost, and when used as a light source for a printer head, it has an elongated structure. Therefore, it is difficult to maintain strength as well as high cost. In that case, it is difficult to ensure accuracy.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長寿命で且つ十分な印刷速度が得られ、更に部材コストや製造コストを下げることができ、十分な強度を保つことができる封止構造を有するラインヘッドモジュールと、このラインヘッドモジュールを備えた露光装置、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to provide a long life and sufficient printing speed, and further reduce the member cost and manufacturing cost, and have sufficient strength. A line head module having a sealing structure capable of maintaining the above, and an exposure apparatus and an image forming apparatus including the line head module.
上記の課題を解決するため、本発明のラインヘッドモジュールは、整列配置した複数のEL素子を有するラインヘッドを備え、前記EL素子からの光によって感光体に対して露光をなすラインヘッドモジュールであって、前記感光体に対して平行な回転軸を有する支持体と、前記支持体の周面上に設けられ、前記回転軸を中心とした前記支持体の回転によって前記感光体に対して切り換え可能に構成された複数の前記ラインヘッドとを備え、前記ラインヘッドは前記支持体によって前記EL素子が形成された側の面を支持されており、前記支持体によって前記EL素子が封止されていることを特徴とする。前記支持体は、柱状体(多角柱体等)又は板状体からなるものとすることができる。
この構成によれば、1つの感光体に対して複数のラインヘッドが割り当てられているため、ラインヘッドの寿命を見かけ上延ばすことができ、高速且つ高光量の印字が可能になる。また、ラインヘッドの切り換えは支持体の回転によって行なわれるため、ラインヘッドモジュール自体の構成がコンパクトになり、露光装置、さらにはこの露光装置を露光手段とする画像形成装置の小型化が可能になる。さらに、支持体が各ラインヘッドのEL素子を封止する共通の封止部材を兼ねた構造となっているため、各ラインヘッドについてそれぞれ封止部材を設ける場合に比べて部材コストを下げることができる。また、本発明の支持体は、複数のラインヘッドを搭載するために、ある程度の強度を有することが前提となっており、従って、通常の薄い封止基板を用いる場合に比べて封止強度は高いものとなる。
In order to solve the above-described problems, a line head module of the present invention is a line head module that includes a line head having a plurality of EL elements arranged in alignment, and exposes a photoconductor with light from the EL elements. And a support having a rotation axis parallel to the photoconductor, and a support provided on a peripheral surface of the support, and being switchable with respect to the photoconductor by rotation of the support around the rotation axis And the line head is supported by the support on the surface on which the EL element is formed, and the EL element is sealed by the support. It is characterized by that. The said support body shall consist of a columnar body (polygonal column body etc.) or a plate-shaped body.
According to this configuration, since a plurality of line heads are assigned to one photoconductor, the life of the line head can be apparently extended, and high-speed and high-light quantity printing is possible. In addition, since the line head is switched by rotating the support, the configuration of the line head module itself becomes compact, and the exposure apparatus and further the image forming apparatus using the exposure apparatus as an exposure unit can be downsized. . Furthermore, since the support has a structure that also serves as a common sealing member that seals the EL elements of the respective line heads, the member cost can be reduced compared to the case where the sealing members are provided for the respective line heads. it can. In addition, the support of the present invention is premised on having a certain degree of strength in order to mount a plurality of line heads. Therefore, the sealing strength is lower than when using a normal thin sealing substrate. It will be expensive.
本発明においては、前記支持体の側面には凹部が設けられており、前記支持体と前記ラインヘッドとの間で密閉された前記凹部内において前記EL素子が気密封止(缶封止)されているものとすることができる。
このような缶封止構造は、通常、ディスプレイ用途として用いられるEL装置に適用される。このようなEL装置は薄型化が要求されるため、缶封止用の基板(ガラス基板等)にも厚みの薄いものが要求される。このような薄い基板に掘り込み構造を形成することは一般には難しく、加工コストも高いものとなる。一方、露光手段として用いるラインヘッドにはこのような制約がなく、支持体にも厚い部材を用いることができる。また、複数のラインヘッドを搭載するので、強度を稼ぐために、ある程度の厚みを有することが必要となる。このような厚みを持った支持体は、缶封止用の薄い基板に比べて、強度が高く加工も容易であるため、通常の場合に比べて低コストで製造を行なうことができる。また、本発明のラインヘッドモジュールにおいては、ラインヘッドからの光は支持体とは反対側から取り出される構造となるため、支持体自体には透明性は要求されない。このため、支持体としては、より安価な金属製部材を用いることができ、この場合には更に製造コストを下げることができる。
In the present invention, a concave portion is provided on a side surface of the support, and the EL element is hermetically sealed (can sealed) in the concave portion sealed between the support and the line head. Can be.
Such a can sealing structure is usually applied to an EL device used as a display application. Since such an EL device is required to be thin, a can sealing substrate (glass substrate or the like) is also required to be thin. It is generally difficult to form a digging structure on such a thin substrate, and the processing cost is high. On the other hand, the line head used as the exposure means has no such restriction, and a thick member can be used for the support. In addition, since a plurality of line heads are mounted, it is necessary to have a certain thickness in order to increase the strength. Since the support having such a thickness has higher strength and can be easily processed than a thin substrate for sealing cans, it can be manufactured at a lower cost than a normal case. In the line head module of the present invention, since the light from the line head is extracted from the side opposite to the support, the support itself does not require transparency. For this reason, a cheaper metal member can be used as the support, and in this case, the manufacturing cost can be further reduced.
本発明においては、前記ラインヘッドは前記支持体の側面に接着層を介して接着されており、前記接着層及び前記支持体によって前記EL素子がベタ封止されているものとすることができる。
ベタ封止の場合は掘り込み構造を形成する必要がないので、より低コストで製造を行なうことができる。
In the present invention, the line head is bonded to a side surface of the support via an adhesive layer, and the EL element is solid-sealed by the adhesive layer and the support.
In the case of solid sealing, it is not necessary to form a digging structure, so that manufacturing can be performed at a lower cost.
本発明においては、前記複数のラインヘッドのそれぞれについて、前記EL素子からの光を結像させる光学結像系が設けられているものとすることができる。
この構成によれば、各EL素子から出射した光が感光体上により良好に結像されるようになる。
In the present invention, an optical imaging system for imaging light from the EL element may be provided for each of the plurality of line heads.
According to this configuration, the light emitted from each EL element is imaged more favorably on the photoreceptor.
本発明の露光装置は、前述した本発明のラインヘッドモジュールと、前記ラインヘッドモジュールに備えられるEL素子からの光によって露光される感光体とを備えたことを特徴とする。また、本発明の画像形成装置は、本発明の露光装置を露光手段として備えたことを特徴とする。
この構成によれば、高速且つ多印字枚数可能な画像形成装置を提供することができる。
An exposure apparatus according to the present invention includes the above-described line head module according to the present invention and a photoconductor exposed by light from an EL element included in the line head module. The image forming apparatus of the present invention is characterized in that the exposure apparatus of the present invention is provided as an exposure means.
According to this configuration, it is possible to provide an image forming apparatus capable of high speed and a large number of printed sheets.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing referred to below, the dimensions and the like of each component are appropriately changed and displayed for easy understanding of the drawing.
(露光装置)
まず、本発明の露光装置について説明する。
図1は、本発明の露光装置の一実施形態を示す図であり、図1中符号100は露光装置である。この露光装置100は、後述する画像形成装置において露光手段として用いられるもので、ラインヘッド1と、このラインヘッド1からの光を結像させるレンズアレイ(光学結像系)31と、前記レンズアレイ31を透過した前記ラインヘッド1からの光によって露光される感光体ドラム(感光体)9と、を備えて構成されたものである。
(Exposure equipment)
First, the exposure apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is a view showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention, and
(ラインヘッドモジュール)
図2は、ラインヘッドモジュール101の概略構成を示す図であり、図2(a)はその斜視図、図2(b)はその断面図である。
図2に示すように、ラインヘッドモジュール101は、複数の発光素子3を整列配置したラインヘッド1と、ラインヘッド1からの光を結像させるレンズ素子を整列配置したレンズアレイ31と、ラインヘッド1を支持する支持体10と、を備えて構成されている。
(Line head module)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
図2において、支持体10は断面が正方形をなす角柱体として構成されている。支持体10の中央には、感光体ドラム9の回転軸9aと平行な回転軸10aが設けられている。回転軸10aは制御手段110に接続されており、この制御手段110からの制御信号によって、その回転が制御されるようになっている。この支持体10の周方向に配置された複数の周面、すなわち支持体10の4つの側面には、それぞれラインヘッド1が設けられている。そして、回転軸10aを中心とした支持体10の回転によって、これらのラインヘッド1が切り換えられるようになっている。なお、これら複数のラインヘッド1は、その切り換えに応じて駆動も切り換えられるようになっており、特定のラインヘッド1が選択されている間は、他のラインヘッド1の駆動は停止される。
In FIG. 2, the
ラインヘッド1の切り換えは、例えばラインヘッド1に備えられた発光素子3の光量の劣化に応じて行なわれる。発光素子3の光量が感光体ドラム9の露光に不十分となった場合(寿命を迎えた場合)には、制御手段110が回転軸10aを基点として支持体10を90°ずつ回転することで、別のラインヘッド1が使用可能となる。光量の劣化は、センサ等によって直接検知してもよいし、印字条件(光量、印刷速度等)や印字枚数等に基づいて判断してもよい。ラインヘッド1の切り換えは、光量の劣化に応じて自動的に行なわれることが望ましい。例えば、ラインヘッド1が1本20ppmの速度において20万枚の印字が可能である場合、20万枚の印字枚数がカウントされると、制御手段110が自動的に支持体10を回転軸10aの周りに90°回転し、新たなラインヘッド1が使用可能となるようプログラミングされている構成とすることができる。この構成より、画像形成装置としては80万枚の印字枚数が可能な仕様となる。
The
図3は、ラインヘッドモジュール101の断面構造を拡大して示す模式図である。
図3に示すように、ラインヘッド1は支持体10によって発光素子3が形成された側の面を支持されており、素子基板2の周囲に環状に設けた接着剤40によって支持体10に接着されている。支持体10の4つの側面には、ラインヘッド1の発光素子3に対向する位置に凹部10Dが設けられており、この凹部10Dの内部に発光素子3が収納されている。後述するように、本実施形態においては発光素子3としてEL素子を用いており、支持体10はこのEL素子を封止するための封止缶(封止部材)を兼ねる構造となっている。なお、本実施形態においては発光素子3は一方向に整列配置されているため、凹部10Dもこの発光素子列に対応して一定の幅及び長さを有する溝として形成される。溝10Dは、ラインヘッド1のサイズよりも小さいサイズに形成されており、ラインヘッド1と支持体10との間で密閉空間を構成している。そして、この密閉空間内において発光素子3が気密封止(缶封止)される構造となっている。また、溝10Dの底面には水、酸素等を吸収するゲッター材15が設置されており、発光素子3が水分等によって劣化するのを防止するようになっている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged cross-sectional structure of the
As shown in FIG. 3, the
このような缶封止構造は、通常、ディスプレイ用途として用いられるEL装置に適用される。このようなEL装置は薄型化が要求されるため、缶封止用の基板(ガラス基板等)にも厚みの薄いものが要求される。このような薄い基板に掘り込み構造を形成することは一般には難しく、加工コストも高いものとなる。一方、露光手段として用いるラインヘッドにはこのような制約がなく、支持体10にも厚い部材を用いることができる。また、複数のラインヘッド1を搭載するので、強度を稼ぐために、ある程度厚みを有することが必要となる。このような厚みを持った支持体10は、缶封止用の薄い基板に比べて、強度が高く加工も容易であるため、通常の場合に比べて低コストで製造を行なうことができる。また、本実施形態のラインヘッドモジュール101においては、ラインヘッド1からの光は支持体10とは反対側から取り出される構造となるため、支持体自体には透明性は要求されない。このため、支持体10としては、より安価な金属製部材を用いることができ、この場合には更に製造コストを下げることができる。
Such a can sealing structure is usually applied to an EL device used as a display application. Since such an EL device is required to be thin, a can sealing substrate (glass substrate or the like) is also required to be thin. It is generally difficult to form a digging structure on such a thin substrate, and the processing cost is high. On the other hand, the line head used as the exposure means has no such limitation, and a thick member can be used for the
図4は、ラインヘッドモジュール101の他の形態を示す図であり、図3に対応する図である。
図4のラインヘッドモジュール101においては、ラインヘッド1は支持体10によって発光素子3が形成された側の面を支持されており、支持体10の側面に接着層49を介して接着されている。そして、この接着層49及び支持体10によって発光素子3がベタ封止されている。この構成においては、支持体10に溝を形成する必要がないため、図3のものに比べて、より低コストで製造を行なうことができる。
FIG. 4 is a diagram showing another form of the
In the
なお、図2〜図4では支持体10の4つの側面全てにラインヘッド1を設けたが、ラインヘッド1は必ずしも全ての側面に設ける必要はなく、4つの側面のうちの2つ又は3つの側面についてのみラインヘッド1を設ける構成としてもよい。また、支持体10としては、4角柱体以外の多角柱体、例えば3角柱体、5角柱体、6角柱体…等を用いることも可能であり、これら多角柱体の少なくとも2つ以上の側面にラインヘッド1を設けることができる。さらに、支持体10としては、円柱体や楕円柱体等、その周面の一部に曲面を備えたものを用いることもできる。これら多角柱体や円柱体等の柱状体においては、レンズアレイ31を共通化するために、その断面形状が正多角形又は円形をなしていることが好ましい。さらに、図3では支持体10を中実の柱状体としたが、この代わりに、支持体10を中空の柱状体とすることも可能である。
また、本実施形態においては、同一の支持体10に設けられた複数のラインヘッド1は互いにスペアとして用いられるようになっている。このため、これらのラインヘッド1は互いに同じ仕様であることが望ましいが、これらの仕様を同一とせず、互いに異ならせることで、単なるスペアではない、何らかの補完関係をもったラインヘッド1とすることもできる。
2 to 4, the
In the present embodiment, a plurality of line heads 1 provided on the
本実施形態においては、レンズアレイ31として、特に正立等倍結像系であるSLアレイが用いられている。レンズアレイ31は、支持体10の側面に設けられたラインヘッド1のそれぞれについて設けられている。このレンズアレイ31は、ラインヘッド1に対してアライメントされた状態で一体的に保持されている。このような構成のもと、ラインヘッドモジュール101は、選択された特定のラインヘッド1で発光し出射した光を感光体ドラム9に正立等倍結像させるようになっている。
In the present embodiment, an SL array that is an erecting equal-magnification imaging system is used as the
(ラインヘッド)
図5は、ラインヘッド1を模式的に示した図である。このラインヘッド1は、長細い矩形の素子基板2上に、複数の発光素子3を整列配置してなる発光素子列(発光部ライン)3Aと、発光素子3を駆動させる駆動素子4からなる駆動素子群と、これら駆動素子4(駆動素子群)の駆動を制御する制御回路群5とを一体形成したものである。発光素子3としてはEL素子を用いている。ここでは一例として有機EL素子を用いるが、この代わりに無機EL素子を用いてもよい。ラインヘッド1は、図1に示したようにその光出射側の面が感光体ドラム9に対向して配置されるようになっており、その際、前記の発光素子列3Aの列方向(発光素子の整列方向)が、感光体ドラム9の回転軸9aと平行に配置されるようになっている。
(Line head)
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
なお、図5では発光素子列3Aを1列の有機EL素子3で形成したが、例えば有機EL素子3を2列にしてこれらを千鳥状に配してもよい。その場合には、ラインヘッド1の長手方向における有機EL素子3のピッチを小さくすることができ、したがって後述する画像形成装置の解像度を向上させることができる。
In FIG. 5, the light emitting
有機EL素子3は、一対の電極間に少なくとも有機発光層を備えたもので、その一対の電極から発光層に電流を供給することにより、発光するようになっている。有機EL素子3における一方の電極には電源線8が接続され、他方の電極には駆動素子4を介して電源線7が接続されている。この駆動素子4は、薄膜トランジスタ(TFT)や薄膜ダイオード(TFD)等のスイッチング素子で構成されている。駆動素子4にTFTを採用した場合には、そのソース領域に電源線8が接続され、ゲート電極に制御回路群5が接続される。そして、制御回路群5により駆動素子4の動作が制御され、駆動素子4により有機EL素子3への通電が制御されるようになっている。
なお、有機EL素子3および駆動素子4の詳細な構造については後述する。
The
The detailed structures of the
(SLアレイ)
図6は、レンズアレイ31としてのSLアレイの斜視図である。このレンズアレイ(SLアレイ)31は、SL素子31aを千鳥状に2列配列(配置)したものである。そして、千鳥状に配置された各SL素子31aの隙間には黒色のシリコーン樹脂32が充填されており、さらにその周囲にはフレーム34が配置されている。
(SL array)
FIG. 6 is a perspective view of an SL array as the
前記SL素子31aは、その中心から周辺にかけて放物線上の屈折率分布を有している。そのため、SL素子31aに入射した光は、その内部を一定周期で蛇行しながら進む。
よって、このSL素子31aの長さを調整すれば、画像を正立等倍結像させることができる。そして、このように正立等倍結像するSL素子31aにあっては、隣接するSL素子31aどうしが作る像を重ね合わせることが可能になり、広範囲の画像を得ることができる。したがって、図6に示したSLアレイ31は、ラインヘッド1全体からの光を精度よく結像させることができるようになっている。
The
Therefore, if the length of the
(有機EL素子および駆動素子)
次に、ラインヘッドにおける有機EL素子や駆動素子等の詳細な構成について、図7(a)、(b)を参照して説明する。
前述のように、本実施形態においては支持体10が有機EL素子3の封止部材を兼ねる構造となっているため、有機EL素子3としては、発光層60で発光した光を画素電極23側から出射する、ボトムエミッション型の構造が必須となる。この場合、素子基板2側から発光光を取り出す構成であるので、素子基板2としては透明あるいは半透明のものが採用される。例えば、ガラス、石英、樹脂(プラスチック、プラスチックフィルム)等が挙げられ、特にガラス基板が好適に用いられる。
(Organic EL element and driving element)
Next, a detailed configuration of the organic EL element, the drive element, and the like in the line head will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b).
As described above, in the present embodiment, since the
素子基板2上には、画素電極23に接続する駆動用TFT123(駆動素子4)などを含む回路部11が形成されており、その上に有機EL素子3が設けられている。有機EL素子3は、陽極として機能する画素電極23と、この画素電極23からの正孔を注入/輸送する正孔輸送層70と、有機EL物質からなる発光層60と、陰極50とが順に形成されたことによって構成されている。
On the
ここで、有機EL素子3および駆動用TFT123(駆動素子4)を図5に対応した模式図で示すと、図7(b)に示すようになる。図7(b)において、電源線7は駆動素子4のソース/ドレイン電極に接続し、電源線8は有機EL素子3の陰極50に接続している。
そして、このような構成のもとに有機EL素子3は、図7(a)に示すように、正孔輸送層70から注入された正孔と陰極50からの電子とが発光層60で結合することにより、発光をなすようになっている。
Here, when the
In the
陽極として機能する画素電極23は、ボトムエミッション型である本実施形態では、透明導電材料によって形成され、具体的にはITOが好適に用いられている。
正孔輸送層70の形成材料としては、特に3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔輸送層70の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
In this embodiment, which is a bottom emission type, the
As a material for forming the
In addition, as a forming material of the positive
発光層60を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。なお、本実施形態では、例えば発光波長帯域が赤色に対応した発光層が採用されるが、もちろん、発光波長帯域が緑色や青色に対応した発光層を採用するようにしてもよい。この場合、用いる感光体は、その発光領域に感度を持つものを採用する。
As a material for forming the
発光層60の形成材料として具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
Specific examples of the material for forming the
陰極50は、前記発光層60を覆って形成されたもので、例えばCaを厚さ20nm程度に形成し、その上にAlを厚さ200nm程度に形成して積層構造の電極とし、Alを反射層としても機能させたものである。
また、この陰極50上には接着層を介して封止基板(図示せず)が貼着されている。
The
Further, a sealing substrate (not shown) is stuck on the
また、このような有機EL素子3の下方には、前述したように回路部11が設けられている。この回路部11は素子基板2上に形成されたものである。すなわち、素子基板2の表面にはSiO2を主体とする下地保護層281が下地として形成され、その上にはシリコン層241が形成されている。このシリコン層241の表面には、SiO2及び/又はSiNを主体とするゲート絶縁層282が形成されている。
In addition, the circuit unit 11 is provided below the
また、前記シリコン層241のうち、ゲート絶縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域がチャネル領域241aとされている。なお、このゲート電極242は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層241を覆い、ゲート電極242を形成したゲート絶縁層282の表面には、SiO2を主体とする第1層間絶縁層283が形成されている。
In the
また、シリコン層241のうち、チャネル領域241aのソース側には、低濃度ソース領域241bおよび高濃度ソース領域241Sが設けられる一方、チャネル領域241aのドレイン側には低濃度ドレイン領域241cおよび高濃度ドレイン領域241Dが設けられて、いわゆるLDD(Light Doped Drain )構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域241Sは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール243aを介して、ソース電極243に接続されている。このソース電極243は、電源線(図示せず)の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域241Dは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール244aを介して、ソース電極243と同一層からなるドレイン電極244に接続されている。
Further, in the
ソース電極243およびドレイン電極244が形成された第1層間絶縁層283の上層には、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする平坦化膜284が形成されている。この平坦化膜284は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用TFT123(駆動素子4)やソース電極243、ドレイン電極244などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
On the first
そして、ITO等からなる画素電極23が、この平坦化膜284の表面上に形成されるとともに、該平坦化膜284に設けられたコンタクトホール23aを介してドレイン電極244に接続されている。すなわち、画素電極23は、ドレイン電極244を介して、シリコン層241の高濃度ドレイン領域241Dに接続されている。
A
画素電極23が形成された平坦化膜284の表面には、画素電極23と、前述した無機隔壁25とが形成されており、さらに無機隔壁25上には、有機隔壁221が形成されている。そして、画素電極23上には、無機隔壁25に形成された前記開口25aと、有機隔壁221に形成された開口221aとの内部、すなわち画素領域に、前記の正孔輸送層70と発光層60とが画素電極23側からこの順で積層され、これによって機能層が形成されている。
なお、この例では、EL素子を駆動する素子として、素子基板2上にTFTなどの駆動素子4を作り込んだ例を挙げたが、駆動素子4を素子基板2上に作り込まず、駆動素子4を外付けにする、具体的にはEL素子基板の端子領域にドライバICをCOG実装する、またはドライバICを実装したフレキシブル回路基板をEL素子基板に実装するようにしても良い。
On the surface of the
In this example, the driving
このような構成からなるラインヘッドモジュール101は、図1に示したように被露光部となる感光体ドラム9に光を照射し結像して、露光するようになっている。このとき、ラインヘッド1とSLアレイ31とは互いにアライメントされた状態で一体的に保持されているので、使用に際しては、単にラインヘッドモジュール101を感光体ドラム9にアライメントするだけでよい。したがって、このラインヘッドモジュール101を備えた露光装置100にあっては、ラインヘッド1とSLアレイ31とを別に用意する場合に比べ、感光体ドラム9に対するアライメントが容易になり、アライメント不良に起因する露光むらが確実に防止されるようになる。
As shown in FIG. 1, the
以上説明したように、本実施形態においては、1つの感光体ドラム9に対して複数のラインヘッド1(すなわち発光素子列3A)が割り当てられている。このため、ラインヘッドの寿命を見かけ上延ばすことができ、高速且つ高光量の印字が可能になる。また、ラインヘッド1の切り換えは支持体10の回転によって行なわれるため、ラインヘッドモジュール101自体の構成がコンパクトになり、露光装置100、さらにはこの露光装置100を露光手段とする画像形成装置の小型化が可能になる。さらに、支持体10が各ラインヘッド1のEL素子3を封止する共通の封止部材を兼ねた構造となっているため、各ラインヘッド1についてそれぞれ封止部材を設ける場合に比べて部材コストを下げることができる。また、本実施形態の支持体10は、複数のラインヘッド1を搭載するために、ある程度の強度を有することが前提となっており、従って、通常の薄い封止基板を用いる場合に比べて封止強度は高いものとなる。
As described above, in the present embodiment, a plurality of line heads 1 (that is, the light emitting
次に、本発明の露光装置が露光手段として備えられている画像形成装置について説明する。
(タンデム方式の画像形成装置)
図8は本発明の画像形成装置の第1の実施形態を示す図であり、図8中符号80はタンデム方式の画像形成装置である。この画像形成装置80は、有機ELアレイラインヘッド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41K、41C、41M、41Yにそれぞれ配置したことにより、露光装置を構成した、タンデム方式のものである。
Next, an image forming apparatus provided with the exposure apparatus of the present invention as exposure means will be described.
(Tandem image forming device)
FIG. 8 is a diagram showing a first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In FIG. 8,
この画像形成装置80は、駆動ローラ91と従動ローラ92とテンションローラ93とを備え、これら各ローラに中間転写ベルト90を、図8中矢印方向(反時計方向)に循環駆動するよう張架したものである。この中間転写ベルト90に対して、感光体ドラム41K、41C、41M、41Yが所定間隔で配置されている。これら感光体ドラム41K、41C、41M、41Yは、その外周面が像担持体としての感光層となっている。
The
ここで、前記符号中の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している。なお、これら符号(K、C、M、Y)の意味は、他の部材についても同様である。感光体ドラム41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト90の駆動と同期して、図87中矢印方向(時計方向)に回転駆動するようになっている。
Here, K, C, M, and Y in the symbols mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are for black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The meanings of these symbols (K, C, M, Y) are the same for the other members. The
各感光体ドラム41(K、C、M、Y)の周囲には、それぞれ感光体ドラム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)によって一様に帯電させられた外周面を感光体ドラム41(K、C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)とが設けられている。
ここで、有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)は、前述したようにヘッドケース等によってSLアレイ(図示せず)とともに互いにアライメントされた状態で一体的に保持され、ラインヘッドモジュールとして用いられている。
Around each photosensitive drum 41 (K, C, M, Y), charging means (corona charger) 42 for uniformly charging the outer peripheral surface of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y), respectively. (K, C, M, Y) and rotation of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y) on the outer peripheral surface uniformly charged by the charging means 42 (K, C, M, Y) And an organic EL array line head 101 (K, C, M, Y) that sequentially performs line scanning.
Here, as described above, the organic EL array line head 101 (K, C, M, Y) is integrally held together with the SL array (not shown) by the head case or the like so as to be aligned with each other. It is used as a module.
また、この有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)(ラインヘッドモジュール)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90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ドラム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)とが設けられている。
Further, a toner as a developer is applied to the electrostatic latent image formed by the organic EL array line head 101 (K, C, M, Y) (line head module) to form a visible image (toner image). As a transfer means for sequentially transferring the developing device 44 (K, C, M, Y) and the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the
ここで、各有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)は、それぞれ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ている。そして、各有機ELアレイラインヘッド101(K、C、M、Y)の発光エネルギーピーク波長と、感光体ドラム41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とが略一致するように設定されている。 Here, each organic EL array line head 101 (K, C, M, Y) is installed such that each array direction is along the bus line of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y). Then, the emission energy peak wavelength of each organic EL array line head 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y) are set to substantially coincide with each other. Has been.
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ドラム41(K、C、M、Y)に接触させあるいは押圧せしめることにより、感光体ドラム41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像剤を付着させ、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. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or pressed against the photosensitive drum 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive drum 41 (K, C, M, A developer is attached in accordance with the potential level of Y) and developed as a toner image.
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って中間転写ベルト90上に順次一次転写される。そして、中間転写ベルト90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、さらに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、その後、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上に排出される。
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). Primary transfer is sequentially performed on the
なお、図8中の符号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90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90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. 8,
(4サイクル方式の画像形成装置)
次に、本発明に係る画像形成装置の第2の実施の形態について説明する。図9は4サイクル方式の画像形成装置の縦断側面図である。図9において、画像形成装置160には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置161、像担持体として機能する感光体ドラム165、前記ラインヘッドモジュールからなる像書込手段167、中間転写ベルト169、用紙搬送路174、定着器の加熱ローラ172、給紙トレイ178が設けられている。
(4-cycle image forming apparatus)
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 9 is a vertical side view of a four-cycle image forming apparatus. In FIG. 9, the
現像装置161は、現像ロータリ161aが軸161bを中心として矢印A方向に回転するよう構成されたものである。現像ロータリ161aの内部は4分割されており、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色の像形成ユニットが設けられている。162a〜162dは、前記4色の各像形成ユニットに配置されており、矢印B方向に回転する現像ローラ、163a〜163dは、矢印C方向に回転するトナー供給ローラである。また、164a〜164dはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
The developing
図9中符号165は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、166は一次転写部材、168は帯電器、167は像書込手段であり、前記のラインヘッドモジュールからなるものである。そして、感光体ドラム165と像書込手段(ラインヘッドモジュール)167とから、本発明の露光装置が構成されている。
感光体ドラム165は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより、現像ローラ162aとは逆の方向となる矢印D方向に回転駆動されるようになっている。なお、像書込手段167を構成するラインヘッドモジュールは、これと感光ドラム165との間で位置合わせ(光軸合わせ)がなされた状態に配設されている。
In FIG. 9,
The
中間転写ベルト169は、駆動ローラ170aと従動ローラ170bとの間に張架されたものである。駆動ローラ170aは、前記感光体ドラム165の駆動モータに連結されたもので、中間転写ベルト169に動力を伝達するようになっている。すなわち、該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト169の駆動ローラ170aは感光体ドラム165とは逆の方向となる矢印E方向に回動するようになっている。
The
用紙搬送路174には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対176などが設けられており、用紙が搬送されるようになっている。中間転写ベルト169に担持されている片面の画像(トナー像)が、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に転写されるようになっている。二次転写ローラ171は、クラッチによって中間転写ベルト169に離当接されるようになっており、クラッチオンで中間転写ベルト169に当接され、用紙に画像が転写されるようになっている。
The
前記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータHを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ172、加圧ローラ173が設けられている。
定着処理後の用紙は、排紙ローラ対176に引き込まれて矢印F方向に進行する。この状態から排紙ローラ対176が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路175を矢印G方向に進行する。177は電装品ボックス、178は用紙を収納する給紙トレイ、179は給紙トレイ178の出口に設けられているピックアップローラである。
The sheet on which the image has been transferred as described above is then subjected to a fixing process by a fixing device having a fixing heater H. The fixing device is provided with a
The sheet after the fixing process is drawn into the
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータとしては、例えば低速のブラシレスモータが用いられている。また、中間転写ベルト169については、色ずれ補正などが必要となるためステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略した制御手段からの信号によって制御されるようになっている。
For example, a low-speed brushless motor is used as a drive motor for driving the transport roller in the paper transport path. For the
図9に示した状態で、イエロー(Y)の静電潜像が感光体ドラム165に形成され、現像ローラ162aに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム165にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト169に担持されると、現像ロータリ161aが矢印A方向に90度回転する。
In the state shown in FIG. 9, a yellow (Y) electrostatic latent image is formed on the
中間転写ベルト169は1回転して感光体ドラム165の位置に戻る。次に、シアン(C)の2面の画像が感光体ドラム165に形成され、この画像が中間転写ベルト169に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ161の90度回転、中間転写ベルト169への画像担持後の1回転処理が繰り返される。
The
4色のカラー画像担持には中間転写ベルト169は4回転して、その後さらに回転位置が制御されて二次転写ローラ171の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー178から給紙された用紙を搬送路174で搬送し、二次転写ローラ171の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対176で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ171の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング180には、排気ファン181が設けられている。
For carrying four color images, the
このような図8、図9に示した画像形成装置80、160においては、図1に示したような本発明の露光装置が露光手段として備えられている。
したがって、これら画像形成装置80、160にあっては、前述したようにラインヘッドの切り換えによって十分な寿命を確保することができ、また高速な印字も可能である。
なお、本発明の露光装置を備えた画像形成装置は前記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。また、本発明のラインヘッドモジュールは、プリンタ、コピー機等の種々の画像形成装置に広く適用可能である。
In the
Therefore, in these
The image forming apparatus provided with the exposure apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The line head module of the present invention is widely applicable to various image forming apparatuses such as printers and copiers.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
1…ラインヘッド、2…素子基板、3…有機EL素子(発光素子)、3A…発光素子列、9…感光体ドラム(感光体)、10…支持体、10a…回転軸、10D…溝(凹部)、31…レンズアレイ(光学結像系)、31a…SL素子(レンズ素子)、80,160…画像形成装置、100…露光装置、101…ラインヘッドモジュール
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記感光体に対して平行な回転軸を有する支持体と、
前記支持体の周面上に設けられ、前記回転軸を中心とした前記支持体の回転によって前記感光体に対して切り換え可能に構成された複数の前記ラインヘッドとを備え、
前記複数のラインヘッドにはそれぞれ、素子基板上に、複数の前記EL素子を整列配置してなる発光素子列が設けられ、前記素子基板の前記発光素子列が形成された面と前記支持体の周面とが接着層を介して接着され、これにより、前記支持体によって前記EL素子が封止されていることを特徴とする、ラインヘッドモジュール。 A line head module comprising a line head having a plurality of EL elements arranged in alignment, wherein the line head module exposes a photosensitive member by light from the EL elements,
A support having a rotation axis parallel to the photoreceptor;
A plurality of the line heads provided on the peripheral surface of the support and configured to be switchable with respect to the photoconductor by rotation of the support around the rotation axis;
Each of the plurality of line heads is provided with a light emitting element array in which a plurality of the EL elements are arranged on an element substrate, and the surface of the element substrate on which the light emitting element array is formed and the support body. A line head module, wherein a peripheral surface is bonded via an adhesive layer, whereby the EL element is sealed by the support.
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