(57)【要約】【課題】露光特性の向上が図られたプリントヘッドを提供する。【解決手段】プリントヘッド１においては、Ｙ方向に沿って３つの導光部１０が並んでおり、一つの大きな導光部の場合に比べて、各導光部１０のＹ方向長さがおよそ三分の一に短縮されている。そのため、導光部１０を製造する際に、高い均一性を有する導光路１２を得ることができ、導光路１２の形状寸法のバラツキが抑制され得る。したがって、プリントヘッド１においては、露光対象３０を高い均一性で露光することができ、プリントヘッド１の高い露光特性を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対面配置された露光対象を露光するとともに、該露光対象との対面方向に直交する走査方向に沿って相対的に移動可能なプリントヘッドであって、
前記対面方向に沿って延びるとともに、前記対面方向から見て格子状を呈する遮光部と該遮光部で画成された複数の導光路とを有し、前記対面方向に直交する方向に沿って前記遮光部と前記導光路とが交互に並んだ複数の導光部と、
前記対面方向に関して前記導光部の前記露光対象側とは反対の側に位置し、前記導光部の各導光路に入射される光を発する発光素子が複数並んだ発光素子アレイと
を備え、
前記複数の導光部が、前記対面方向および前記走査方向に直交する方向に沿って並んでいる、プリントヘッド。
【請求項２】
前記複数の導光部が、前記走査方向に関して一部重なるように、前記対面方向および前記走査方向に直交する方向に沿って千鳥配置されている、請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記複数の導光部と同数の前記発光素子アレイを備え、前記複数の導光部のそれぞれに一の前記発光素子アレイが対応するように配置されている、請求項１または２に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
透光性を有し、一方面に前記導光部が配置されるとともに他方面に前記発光素子アレイが配置される基体をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記対面方向から見て、前記基体の一方面上における前記導光部の形成領域より内側に、前記発光素子アレイの各発光素子が配置されており、前記導光部の形成領域の縁と前記発光素子との離間距離が前記基体の厚さ以上である、請求項４に記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記発光素子が有機ＥＬ発光素子である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ素子等の発光素子を光源に用いたプリントヘッドの開発が進められている。光学系プリントヘッドでは、光源の光を結像させるための光学系として、通常、セルフォックレンズアレイ（セルフォックは日本板硝子株式会社の登録商標）等のＧＲＩＮレンズが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５６２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、プリントヘッドの小型化について研究を進め、ＧＲＩＮレンズの代わりに格子状断面の遮光部を有する部材を用いることで略平行光を得ることができるとの知見を得た。
【０００５】
発明者らは、格子状断面の遮光部を有する部材をプリントヘッドに適用する技術についてさらに研究を進め、露光特性の向上を図ることができる技術を新たに見出した。
【０００６】
本発明は、露光特性の向上が図られたプリントヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るプリントヘッドは、対面配置された露光対象を露光するとともに、該露光対象との対面方向に直交する走査方向に沿って相対的に移動可能なプリントヘッドであって、対面方向に沿って延びるとともに、対面方向から見て格子状を呈する遮光部と該遮光部で画成された複数の導光路とを有し、対面方向に直交する方向に沿って遮光部と導光路とが交互に並んだ複数の導光部と、対面方向に関して導光部の露光対象側とは反対の側に位置し、導光部の各導光路に入射される光を発する発光素子が複数並んだ発光素子アレイとを備え、複数の導光部が、対面方向および走査方向に直交する方向に沿って並んでいる。
【０００８】
発明者らは、プリントヘッドに大きな寸法の導光部を一つだけ配置した場合に比べて、より小さな寸法の複数の導光部を並べた場合のほうが、高い位置精度で露光することができ、プリントヘッドの露光特性が向上することを新たに見出した。
【０００９】
他の態様に係るプリントヘッドでは、複数の導光部が、走査方向に関して一部重なるように、対面方向および走査方向に直交する方向に沿って千鳥配置されている。この場合、対面方向および走査方向に直交する方向において導光部が途切れる箇所が存在しないため、露光特性のさらなる向上が図られる。
【００１０】
他の態様に係るプリントヘッドでは、複数の導光部と同数の発光素子アレイを備え、複数の導光部のそれぞれに一の発光素子アレイが対応するように配置されている。
【００１１】
他の態様に係るプリントヘッドでは、透光性を有し、一方面に導光部が配置されるとともに他方面に発光素子アレイが配置される基体をさらに備える。
【００１２】
他の態様に係るプリントヘッドでは、対面方向から見て、基体の一方面上における導光部の形成領域より内側に、発光素子アレイの各発光素子が配置されており、導光部の形成領域の縁と発光素子との離間距離が基体の厚さ以上である。この場合、発光素子の光が導光部を通過せずに露光対象に直接達する事態が抑制される。
【００１３】
他の態様に係るプリントヘッドでは、発光素子が有機ＥＬ発光素子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の様々な態様によれば、露光特性の向上が図られたプリントヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施形態に係るプリントヘッドを示す平面図である。
【図２】図２は、図１のプリントヘッドのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図１の導光部を示した斜視図である。
【図４】図４は、異なる態様のプリントヘッドを示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１および図２に示すように、実施形態に係るプリントヘッド１は、複数の導光部１０と複数の発光素子アレイ２０とを備えて構成されている。
【００１８】
本実施形態では、プリントヘッド１は、平板状の形状を有し、より具体的には長方形板状の形状を有する基体５を備えている。基体５は、透光性を有する材料で構成されており、透光性を有する。本実施形態では、基体５はガラス基板である。基体５の一方面５ａに各導光部１０が配置され、他方面５ｂに各発光素子アレイ２０が配置されている。基体５の厚さｔは、０．０２〜０．７ｍｍ（一例として０．１ｍｍ）である。基体５は、図２に示すように、プリントヘッド１の露光対象３０と対面するように配置されており、導光部１０が配置された一方面５ａが露光対象３０に向けられている。発光素子アレイ２０は、導光部１０の露光対象３０側とは反対の側に位置している。プリントヘッド１は、図１に示すように、基体５と露光対象３０との対面方向Ｚに対して直交する走査方向Ｘに沿って、露光対象３０に対して相対移動され得る。基体５は、対面方向Ｚおよび走査方向Ｘに直交する方向（図１のＹ方向）に延在しており、基体５の長辺方向がＹ方向に対して平行である。
【００１９】
プリントヘッド１は、本実施形態では３つの導光部１０を備えている。具体的には、Ｙ方向に沿って、図１の左から順に、第１の導光部１０Ａ、第２の導光部１０Ｂおよび第３の導光部１０Ｃが並んでいる。各導光部１０は、平面視において（すなわちＺ方向から見て）、Ｙ方向に延びる長方形状を有する。
【００２０】
各導光部１０は、図３に示すように、長方形柱状の外形を有しており、基体５と露光対象３０との対面方向（Ｚ方向）に沿って延びている。各導光部１０は、対面方向Ｚに対して直交する一対の端面１０ａ、１０ｂを有する。一方の端面１０ａは、基体５の一方面５ａと対面するとともに一方面５ａと接している。他方の端面１０ｂは、露光対象３０と対面している。対面方向Ｚにおいて、導光部１０と露光対象３０とは所定の距離ｄ２だけ離間している。高い解像度を実現する観点から、露光対象３０はプリントヘッド１に近接して配置され得る。離間距離ｄ２は、一例として１００μｍである。なお、導光部１０の他方の端面１０ｂは、導光部１０の内部に塵埃が入り込むのを抑制するフィルムで覆われていてもよい。
【００２１】
導光部１０は、遮光部１１と複数の導光路１２とを備えて構成されている。
【００２２】
遮光部１１は、複数の隔壁１１ａと複数の外周壁１１ｂとによって構成されている。遮光部１１は、遮光性の高い材料（たとえば、ブラックマトリクス材料やめっき材料等）によって構成されている。遮光部１１は、Ｚ方向から見て格子状を呈し、より具体的には升目格子状を呈する。本実施形態では、遮光部１１は、Ｘ方向に沿って並ぶ複数（本実施形態では９）の隔壁１１ａ、Ｙ方向に沿って並ぶ複数（本実施形態では１９９９）の隔壁１１ａ、および、導光部１０の外周面を構成する４つの外周壁１１ｂを含み、１０行２０００列の格子状を呈する。遮光部１１の格子の行および列の数は、適宜増減することができる。
【００２３】
導光路１２は、遮光部１１によって画成された空隙（エアギャップ）である。本実施形態では、導光部１０は２００００個の導光路１２を含んでいる。遮光部１１の隣り合う隔壁１１ａの間隔（および隔壁１１ａと外周壁１１ｂとの間隔）は均一になるように設計されており、導光路１２はいずれも同一の開口寸法および断面寸法を有する。導光部１０においては、その端面およびＸＹ断面において、Ｘ方向に沿って遮光部１１の隔壁１１ａと導光路１２とが交互に並んでおり、Ｙ方向に沿って遮光部１１の隔壁１１ａと導光路１２とが交互に並んでいる。
【００２４】
本実施形態において、導光部１０のＺ方向に関する長さＬ１は１００〜３００μｍ（一例として１５０μｍ）、Ｙ方向に関する長さＬ２は２０〜１００ｍｍ（一例として５０ｍｍ）、Ｘ方向に関する長さＬ３は１００〜３００μｍ（一例として１５０μｍ）である。導光部１０のＹ方向に関する長さＬ２およびＸ方向に関する長さＬ３は、遮光部１１の格子の行および列の数に応じて変わり、対応する発光素子アレイ２０の寸法より長くなるように設計され得る。
【００２５】
また、本実施形態において、Ｙ方向に並んだ各隔壁１１ａの幅Ｗ１１は１５μｍ以下となるように設計されており、一例として１０μｍである。Ｘ方向に並んだ各隔壁１１ａに関しても、Ｙ方向に並んだ各隔壁１１ａの幅Ｗ１１と同じ幅になるように設計されている。さらに、本実施形態において、各導光路１２のＹ方向に関する幅Ｗ１２は１０μｍ以上３０μｍ以下となるように設計されており、一例として１５μｍである。各導光路１２のＸ方向に関する幅については、幅Ｗ１２と同じ幅になるように設計されている。本実施形態では、導光部１０のＺ方向に関する長さＬ１は、導光路１２の幅Ｗ１２の１０倍となるように設計されている。遮光部１１の各導光路１２には、透光性部材が充填されていてもよい。各導光路１２は、透光性部材によって完全に埋められていてもよい。
【００２６】
導光部１０の遮光部１１はたとえば射出成形によって形成することができる。この場合、遮光部１１の構成材料としては遮光性を有する樹脂が採用され得る。遮光部１１を射出成形によって形成した後、フォトリソグラフィ技術やナノインプリント技術を用いて、上述した透光性部材の一種である透光性を有する樹脂を各導光路１２に充填してもよい。また、導光部１０の遮光部１１はＭＥＭＳ技術を用いて形成することができる。この場合、遮光部１１の構成材料としてはシリコンが採用され得る。遮光部１１をＭＥＭＳ技術を用いて形成した後、フォトリソグラフィ技術やナノインプリント技術を用いて、上述した透光性部材の一種である透光性を有する樹脂を各導光路１２に充填してもよい。
【００２７】
各導光路１２が透光性部材で埋められた構成の導光部１０を形成する場合には、透光性部材を形成した後に遮光部１１を形成することができる。たとえば、フォトリソグラフィ技術やナノインプリント技術を用いて、上述した透光性部材の一種である透光性を有する樹脂を、導光路１２の形状に成型する。透光性部材を成型した後は、透光性部材の間隙に遮光性の高い材料を流し込んで、遮光部１１を形成する。この場合、遮光部１１の構成材料としては黒色樹脂が採用され得る。
【００２８】
３つの導光部１０は、図１に示すように、Ｙ方向に沿って２列に並んでおり、千鳥配置（一方の列と他方の列とで交互に配置）されている。具体的には、第１の導光部１０Ａと第３の導光部１０Ｃとは、走査方向Ｘに関して同じ位置に配置されており、第２の導光部１０Ｂは走査方向Ｘに関して第１の導光部１０Ａと第３の導光部１０Ｃとは異なる位置（図１においては下側の位置）に配置されている。Ｙ方向において隣り合う導光部１０同士は、端部において長さｄ１だけ重なっている。長さｄ１は、一例として２ｍｍである。
【００２９】
プリントヘッド１は、導光部１０と同数（本実施形態では３つ）の発光素子アレイ２０を備えている。具体的には、プリントヘッド１は、第１の導光部１０Ａ、第２の導光部１０Ｂおよび第３の導光部１０Ｃのそれぞれに対応する第１の発光素子アレイ２０Ａ、第２の発光素子アレイ２０Ｂおよび第３の発光素子アレイ２０Ｃを備えている。
【００３０】
各発光素子アレイ２０は、基体５の他方面５ｂ上に形成された複数の有機ＥＬ発光素子２１により構成されており、有機ＥＬ発光素子２１はいずれも、対面方向Ｚから見て、対応する導光部１０の形成領域より内側に位置している。各発光素子アレイ２０は、構成する各有機ＥＬ発光素子２１と、対応する導光部１０の形成領域の縁との離間距離ｄ３が、基体５の厚さｔ以上となるように設計されている。本実施形態では、各有機ＥＬ発光素子２１は、対面方向Ｚから見て、正方形状を有する。各有機ＥＬ発光素子２１は、長方形状、多角形状（たとえば八角形状）であってもよい。
【００３１】
また、本実施形態では、各発光素子アレイ２０は、Ｙ方向に沿って千鳥配置された１６個（８個×２列）の有機ＥＬ発光素子２１によって構成されている。各列の有機ＥＬ発光素子２１は等間隔に並んでいる。各列において、Ｙ方向において隣り合う有機ＥＬ発光素子２１の離間幅は８０μｍであり、有機ＥＬ発光素子２１のＹ方向に関する幅も８０μｍであるため、各発光素子アレイ２０ではＹ方向において途切れなく有機ＥＬ発光素子２１が並んでいる。各発光素子アレイ２０において、Ｙ方向において隣り合う有機ＥＬ発光素子２１同士は、端部が一部重なっていてもよく、端部が離れていてもよい。
【００３２】
有機ＥＬ発光素子２１は、一例として単色の白色光を発生する有機ＥＬ発光素子である。有機ＥＬ発光素子２１は、有機ＥＬ層がその厚さ方向（基体５の厚さ方向。Ｚ方向）において一対の電極で挟まれた構造を有する。一対の電極のうち、導光部１０側の電極は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）またはＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）等で構成された透明電極となっている。有機ＥＬ層は、電子および正孔が注入されることによって発光する有機化合物（発光材料）を少なくとも含む層である。有機化合物は、低分子化合物でもよく、高分子化合物でもよい。有機ＥＬ層は、上記発光材料を含んだ発光層に加えて、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層等を有してもよい。また、有機ＥＬ層の発光材料は、蛍光材料でもよく、燐光材料でもよい。なお、各有機ＥＬ発光素子２１に駆動電力を供給する配線や駆動回路等の図示は省略している。
【００３３】
以上において説明したプリントヘッド１においては、光源である発光素子アレイ２０の各有機ＥＬ発光素子２１に駆動電力を供給すると、各有機ＥＬ発光素子２１から光が発生する。有機ＥＬ発光素子２１により発生した光は、基体５を介して、導光部１０の一方の端面１０ａ側から各導光路１２に入射する。導光路１２に入射した光のうち、導光路１２の延在方向（すなわち、Ｚ方向、かつ、導光部１０の延在方向）に平行な光や平行に近い光のみが選択的に導光路１２を通過して、導光部１０の他方の端面１０ｂから射出される。換言すると、発光素子アレイ２０から導光路１２に入射された光は、導光路１２を通過することで、導光路１２の延在方向に略平行な光となり、指向性が高められる。すなわち、指向性の高い光が導光部１０の端面１０ｂから射出される。そして、導光部１０から、導光部１０に対面するように配置された露光対象３０に、高い指向性の光が照射される。
【００３４】
発明者らは、鋭意研究の末、プリントヘッド１に大きな寸法の導光部を一つだけ配置した場合に比べて、より小さな寸法の複数の導光部をＹ方向に沿って並べた場合のほうが、高い均一性で露光することができるとの知見を得た。これは、たとえば射出成形やＭＥＭＳ技術を用いた製法により大きな寸法の導光部１０を製造する場合に、全ての導光路１２において均一な寸法を実現することが難しく、導光路１２の形状寸法にバラツキが生じるためであると考えられる。特に、Ａ４サイズやＡ３サイズといった２００ｍｍを超える寸法の露光対象３０に適用されるプリントヘッド１が一つの大きな導光部のみを備える場合には、導光路１２の形状寸法のバラツキが顕著になり、実用上十分な露光特性を得ることが困難である。
【００３５】
上述したプリントヘッド１においては、Ｙ方向に沿って３つの導光部１０が並んでおり、一つの大きな導光部の場合に比べて、各導光部１０のＹ方向長さがおよそ三分の一に短縮されている。そのため、導光部１０を製造する際に、高い均一性を有する導光路１２を得ることができ、導光路１２の形状寸法のバラツキが抑制され得る。したがって、プリントヘッド１においては、露光対象３０を高い均一性で露光することができ、プリントヘッド１の高い露光特性を実現することができる。
【００３６】
また、プリントヘッド１においては、各発光素子アレイ２０を構成する各有機ＥＬ発光素子２１と、対応する導光部１０の形成領域の縁との離間距離ｄ３が、基体５の厚さｔ以上となっている。それにより、有機ＥＬ発光素子２１で発生した光が、基体５を介して、導光部１０の一方の端面１０ａ側から各導光路１２に入射しやすくなっている。換言すると、有機ＥＬ発光素子２１で発生した光が、導光部１０を通過せずに露光対象３０に直接達する事態が抑制されている。なお、有機ＥＬ発光素子２１で発生した光が、導光部１０を通過せずに露光対象３０に直接達した場合には、シャープネス低下が生じ得る。そのため、プリントヘッド１においては、シャープネス低下が抑制され、露光特性のさらなる向上が図られる。
【００３７】
さらに、プリントヘッド１は、３つの導光部１０が、走査方向Ｘに関して一部重なるように、Ｙ方向に沿って千鳥配置されているため、Ｙ方向において導光部１０が途切れる箇所が存在しない。なお、Ｙ方向において導光部１０が途切れる箇所が存在する場合には、シャープネス低下が生じ得る。そのため、プリントヘッド１においては、シャープネス低下が抑制され、露光特性のさらなる向上が図られる。
【００３８】
なお、上述した露光ムラは、露光対象を導光部１０から遠ざけたり、露光対象と導光部１０との間に拡散板やレンズ等の光学部品を配置したりすることでも、低減することが可能である。しかしながら、その場合には解像度の低下や装置の大型化、部品点数の増加、製造工程の複雑化等の不具合が生じる。すなわち、上述したプリントヘッド１は、解像度の低下や装置の大型化、部品点数の増加、製造工程の複雑化等の不具合を回避しつつ、露光ムラの低減が図られている。
【００３９】
プリントヘッド１は、３つの導光部１０がＹ方向に沿って千鳥配置された態様ではなく、図４に示すように、３つの導光部１０がＹ方向に沿って直線状に配置された態様とすることができる。図４に示したプリントヘッド１Ａは、上述したプリントヘッド１と同様の導光部１０および発光素子アレイ２０を備えている。図４に示すように、プリントヘッド１では、Ｙ方向に沿って、図４の左から順に、第１の導光部１０Ａ、第２の導光部１０Ｂおよび第３の導光部１０Ｃが直線状に並んでいる。このようなプリントヘッド１Ａでも、上述したプリントヘッド１同様、一つの大きな導光部の場合に比べて、各導光部１０の短縮化が図られている。そのため、各導光部１０の導光路１２の形状寸法のバラツキが抑制されて、プリントヘッド１Ａの高い露光特性を実現することができる。
【００４０】
本発明によるプリントヘッドは、上述した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。
【００４１】
たとえば、プリントヘッドの導光部の数は、複数であれば、適宜増減することができる。複数の導光部は、２列ではなく、３列以上であってもよい。３列以上の場合、各列に順番に導光部が配置され得る。導光部の端面形状および端面寸法は、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
【００４２】
また、有機ＥＬ発光素子により発生する光は、白色光ではなく、赤色光や青色光等の単色光であってもよい。各発光素子アレイは、有機ＥＬ発光素子が１列に並んだ構成であってもよく、３列以上並んだ構成であってもよい。また、各発光素子アレイは、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）の有機ＥＬ発光素子がそれぞれ２列ずつ（計６列）並んだ構成であってもよい。さらに、発光素子アレイを構成する発光素子は、有機ＥＬ発光素子に限らず、液晶素子や蛍光表示管であってもよい。発光素子と基体との間にカラーフィルタが配置されていてもよく、単色の白色光を発生する発光素子を用いつつ、カラー化された光を導光部１０の端面１０ｂから射出することができる。たとえば、カラーフィルタでＲＧＢ各色にカラー化することで、導光部１０の端面１０ｂからフルカラーの光を射出することができる。
【００４３】
また、基体５には、ガラス基板以外に、シリコン基板やプラスチック基板を用いることもできる。基体５は可撓性を有してもよく、この場合、たとえばＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）やＰＩフィルム（ポリイミドフィルム）等の樹脂フィルムを用いることができる。
【００４４】
さらに、導光部の導光路の開口形状および断面形状は、正方形に限らず、長方形状や帯状、線状、四角形以外の多角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。導光部の導光路は、導光部の延在方向から見て千鳥状に配置してもよい。導光部の導光路の数や発光素子の数は、適宜増減することができる。導光部の導光路の内壁面には、内壁面における反射を抑制するために、めっきや熱処理等によって形成した反射防止膜を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１、１Ａ…プリントヘッド、５…基体、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…導光部、１２…導光路、２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…発光素子アレイ、２１…有機ＥＬ発光素子、３０…露光対象。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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