(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号に応じた光を出射する発光装置であって、
第１の方向に沿って配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、
前記発光素子アレイは、前記第１の方向に延在して設けられた隔壁を有し、
前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、
前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記第１の方向に直交する第２の方向に隣接して設けられ、
前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、
前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、該駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、
前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記複数の発光部は、第１の総厚を有する第１の発光部と前記第１の総厚より厚い第２の総厚を有する第２の発光部とからなり、
前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第１の発光部は第１の抵抗値を有し、前記第２の発光部は第２の抵抗値を有し、
前記第２の抵抗値は前記第１の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の発光部の発光輝度を第１の輝度、前記第２の発光部の発光輝度を第２の輝度、前記出射光の輝度を第３の輝度としたとき、前記第３の輝度は前記第１の輝度と前記第２の輝度の合計であり、
電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第１の発光部に供給されて、該第１の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の１／２になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第１の抵抗値をＲ１、前記第２の抵抗値をＲ２として、抵抗比をＲ２／Ｒ１としたとき、
前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第１の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第２の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、
前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第３の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第３の輝度の値に対して９０％〜１１０％となる値に設定されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２の抵抗値は、前記第１の抵抗値の２倍以上の値を有することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
感光体ドラムに駆動信号に応じた光を照射して露光を行う露光装置において、
前記露光の主走査方向に配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、
前記発光素子アレイは、前記主走査方向に延在して設けられた隔壁を有し、
前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、
前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記主走査方向に直交する副走査方向に隣接して設けられ、
前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、
前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、前記駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、
前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記複数の発光部は、第１の総厚を有する第１の発光部と前記第１の総厚より厚い第２の総厚を有する第２の発光部とからなり、
前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第１の発光部は第１の抵抗値を有し、前記第２の発光部は第２の抵抗値を有し、
前記第２の抵抗値は前記第１の抵抗値より大きいことを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１の発光部の発光輝度を第１の輝度、前記第２の発光部の発光輝度を第２の輝度、前記出射光の輝度を第３の輝度としたとき、前記第３の輝度は前記第１の輝度と前記第２の輝度の合計であり、
電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第１の発光部に供給されて、該第１の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の１／２になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第１の抵抗値をＲ１、前記第２の抵抗値をＲ２として、抵抗比をＲ２／Ｒ１としたとき、
前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第１の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第２の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、
前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第３の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第３の輝度の値に対して９０％〜１１０％となる値に設定されていることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２の抵抗値は、前記第１の抵抗値の２倍以上の値を有することを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項１０】
前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれかに記載の露光装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、露光装置及び画像形成装置に関し、特に、有機エレクトルミネッセント素子を発光素子として備える発光装置、及び、該発光装置を適用した露光装置、並びに、該露光装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタやファクシミリ、コピー機をはじめとする画像形成装置においては、発光ダイオードやレーザダイオードを光源とする露光ヘッドを備えた露光装置を適用した電子写真方式が広く用いられている。近年、画像形成装置においては、解像度の向上に伴って、露光ヘッドに数千個以上の発光点を配置する必要が生じているが、上述した既存の発光ダイオードやレーザダイオードにおいては、微小化した発光点を精度よく均一に配列することが困難であった。
【０００３】
そこで、基板上に微細化加工技術を用いて高精度に製造することができる有機エレクトルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）を、露光ヘッドに適用することが試みられている。例えば特許文献１に記載された印刷装置においては、有機ＥＬ素子がライン状に配列された露光ヘッドが、感光ドラムに対して一定の距離をおいて設置され、フォーカスされた光が感光体上に静電潜像を形成する構成を有している。
【０００４】
ところで、上記のような露光ヘッドに適用される有機ＥＬ素子は、既存の光源に比較して、時間経過に伴う輝度の劣化が著しいため、製品寿命が短いという問題や、印字率による駆動時間の差異に起因して、各発光体間で濃度変化が発生するという問題を有していた。そのため、発光素子の特性劣化による輝度変化やヘッド全面にわたる点灯劣化に起因する輝度ばらつきの発生を抑える技術が提案されている。例えば特許文献２に記載されているように、露光ヘッド内に有機ＥＬ素子と、その発光量を測定する光量センサとを集積し、センサで検知した光量に応じて発光素子の光強度を制御（フィードバック制御）する方法が知られている。また、他の手法としては、複数の発光素子を定電流駆動する場合、発光素子の端子電圧を測定し、その端子電圧と予め記録した端子電圧との差に基づいて発光素子の発光状態を算出し、発光素子の駆動電流を補正する駆動方法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７２１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２３８３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような発光素子の特性劣化による輝度変化等を抑制する技術においては、次のような問題を有している。
露光ヘッド内に光検出用のセンサを集積する場合においては、十分な検出感度を得るためにはセンサの面積を大きくする必要があるため、露光ヘッドのサイズが大きくなるという問題を有していた。加えて、上述したようなフィードバック制御においては、輝度変化等を抑制するための動作制御が複雑になるという問題も有していた。また、測定された発光素子の端子電圧と、予め記録された端子電圧との差に基づいて、発光素子の駆動電流を補正する場合においては、端子電圧は温度によって大きく変化するため、微細部の温度検出も必要となり、周辺素子への配線等により露光ヘッドのサイズが大きくなるという問題を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、装置規模を大型化することなく、かつ、簡易な動作制御により、発光素子の特性劣化による輝度変化を抑制して製品寿命を長くすることができる発光装置、及び、該発光装置を適用した露光装置、並びに、該露光装置を備えた画像形成装置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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、駆動信号に応じた光を出射する発光装置であって、第１の方向に沿って配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、前記第１の方向に延在して設けられた隔壁を有し、前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記第１の方向に直交する第２の方向に隣接して設けられ、前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、該駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発光装置において、前記複数の発光部は、第１の総厚を有する第１の発光部と前記第１の総厚より厚い第２の総厚を有する第２の発光部とからなり、前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第１の発光部は第１の抵抗値を有し、前記第２の発光部は第２の抵抗値を有し、前記第２の抵抗値は前記第１の抵抗値より大きいことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発光装置において、前記第１の発光部の発光輝度を第１の輝度、前記第２の発光部の発光輝度を第２の輝度、前記出射光の輝度を第３の輝度としたとき、前記第３の輝度は前記第１の輝度と前記第２の輝度の合計であり、電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第１の発光部に供給されて、該第１の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の１／２になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第１の抵抗値をＲ１、前記第２の抵抗値をＲ２として、抵抗比をＲ２／Ｒ１としたとき、前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第１の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第２の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第３の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第３の輝度の値に対して９０％〜１１０％となる値に設定されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発光装置において、前記第２の抵抗値は、前記第１の抵抗値の２倍以上の値を有することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置において、前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、感光体ドラムに駆動信号に応じた光を照射して露光を行う露光装置において、前記露光の主走査方向に配列された複数の発光素子からなる発光素子アレイを備え、前記発光素子アレイは、前記主走査方向に延在して設けられた隔壁を有し、前記各発光素子は、互いに対向する一対の電極の間に設けられ、並列に接続された、発光層を含んで互いに異なる総厚を有する複数の発光部を有し、前記各発光素子の前記複数の発光部の各々は、前記隔壁を挟んで、前記主走査方向に直交する副走査方向に隣接して設けられ、前記一対の電極の一方は、前記隔壁を覆って前記複数の発光部に共通に一体として設けられ、前記各発光部は、前記各発光素子に前記駆動信号に対応した駆動電流が供給されたとき、前記駆動電流が前記各発光部の抵抗値に応じて分配されて供給されて、同時に発光し、前記各発光素子は、前記各発光部が発光した光を合わせて出射光として出射することを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の露光装置において、前記複数の発光部は、第１の総厚を有する第１の発光部と前記第１の総厚より厚い第２の総厚を有する第２の発光部とからなり、前記駆動電流が印加されていない初期状態において、前記第１の発光部は第１の抵抗値を有し、前記第２の発光部は第２の抵抗値を有し、前記第２の抵抗値は前記第１の抵抗値より大きいことを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の露光装置において、前記第１の発光部の発光輝度を第１の輝度、前記第２の発光部の発光輝度を第２の輝度、前記出射光の輝度を第３の輝度としたとき、前記第３の輝度は前記第１の輝度と前記第２の輝度の合計であり、電流値が一定の値に設定された前記駆動電流が前記第１の発光部に供給されて、該第１の発光部の発光輝度の輝度値が、前記駆動電流の供給開始時の値の１／２になったときの、前記駆動電流の供給時間を所定時間とし、前記第１の抵抗値をＲ１、前記第２の抵抗値をＲ２として、抵抗比をＲ２／Ｒ１としたとき、前記駆動電流が前記各発光素子に供給されているときの前記供給時間が前記所定時間に達するまでの期間において、前記第１の輝度は前記供給時間の経過に対して減少し、前記第２の輝度は前記供給時間の経過に対して増加し、前記抵抗比は、前記供給時間が前記所定時間に達したときの前記第３の輝度の値が、前記駆動電流の供給開始時の前記第３の輝度の値に対して９０％〜１１０％となる値に設定されていることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項７記載の露光装置において、前記第２の抵抗値は、前記第１の抵抗値の２倍以上の値を有することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の露光装置において、前記複数の発光素子は、各々、前記駆動信号に応じた階調電流が供給されて、前記駆動電流を当該発光素子に供給する発光駆動回路に接続されていることを特徴とする。
請求項１１記載の発明に係る画像形成装置は、請求項６乃至１０のいずれかに記載の露光装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置規模を大型化することなく、かつ、簡易な動作制御により、発光素子の特性劣化による輝度変化を抑制して製品寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る画像形成装置が適用された電子写真印刷装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子の基本的な構造を示す概略断面図である。
【図３】一実施形態に係る露光ヘッドの全体構成を示す斜視図である。
【図４】一実施形態に係る露光ヘッドの内部構造を示す概略断面図である。
【図５】一実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子アレイの要部を示す概略構成図である。
【図６】一実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光画素の一例を示す等価回路図である。
【図７】一実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光画素の発光駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】一実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光状態を概略的に示す等価回路図である。
【図９】有機ＥＬ素子における発光特性の変化を示す図（その１）である。
【図１０】有機ＥＬ素子における発光特性の変化を示す図（その２）である。
【図１１】有機ＥＬ素子における導通抵抗の変化を示す図（その１）である。
【図１２】有機ＥＬ素子における導通抵抗の変化を示す図（その２）である。
【図１３】一実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光特性を示す図である。
【図１４】一実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光層の膜厚比及び面積比と、発光特性との関係を示す図（その１）である。
【図１５】一実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光層の膜厚比及び面積比と、発光特性との関係を示す図（その２）である。
【図１６】一実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光層の膜厚比及び面積比と、発光特性との関係を示す図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る発光装置、露光装置及び画像形成装置について、実施形態を示して詳しく説明する。
（画像形成装置）
まず、本発明に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置が適用された電子写真印刷装置の一例を示す概略構成図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明に係る画像形成装置が適用された電子写真印刷装置１００は、概略、感光体ドラム１１０と、帯電ローラ１２０と、露光ヘッド１３０と、現像器１４０と、搬送ベルト１５０と、転写ローラ１６０と、定着ローラ１７０と、クリーニング部材１８０と、イレーサ光源１９０と、を備えて構成されている。
【００１６】
本実施形態においては、感光体ドラム１１０は、ドラム形状の導電性支持体の外周表面に、例えば負帯電型のＯＰＣ（Organic Photo Conductor；有機光導電体）からなる感光体を積層した構造を有している。また、帯電ローラ１２０は、感光体ドラム１１０の帯電極性に対応した帯電器である。本実施形態においては、帯電ローラ１２０は、負帯電器であり、感光体ドラム１１０に接触した状態で、図示を省略した帯電用電源から供給されるマイナス高電圧を印加することにより、感光体ドラム１１０の外周表面が一様に負電位となるように帯電させる。
【００１７】
露光ヘッド１３０は、ケース部３１とロッドレンズ３２から構成されている。詳しくは後述するが、ケース部３１には、有機ＥＬ素子からなる複数の発光素子が一列にアレイ状に配列された基板が収納されている。この発光素子から放射された光が、ロッドレンズ３２を介して感光体ドラム１１０に照射されることにより、感光体ドラム１１０の外周表面に駆動信号（印字情報、画像データ）に応じた静電潜像が形成される。
【００１８】
また、現像器１４０は、現像ローラ４１を有している。現像ローラ４１は、現像器１４０に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナー（図示を省略）を、感光体ドラム１１０との対向部に回転搬送することにより、感光体ドラム１１０の外周表面に形成された静電潜像にトナーを付着させる。
【００１９】
搬送ベルト１５０は、載置された印刷用紙２１０を、感光体ドラム１１０と転写ローラ１６０が対向する転写部を介して、定着ローラ１７０へ搬送する。また、転写ローラ１６０は、搬送ベルト１５０に載置された印刷用紙２１０を介して、感光体ドラム１１０に対向するように配置されている。転写ローラ１６０は、上記現像器１４０により感光体ドラム１１０外周表面の静電潜像に付着されたトナーを、印刷用紙２１０に転写する。
【００２０】
定着ローラ１７０は、転写ローラ１６０により印刷用紙２１０に転写されたトナーを定着させて、電子写真印刷装置１００の外部に排出する。クリーニング部材１８０は、トナー転写後の感光体ドラム１１０の外周表面に残留するトナーを除去する。イレーサ光源１９０は、感光体ドラム１１０の外周表面を一様に除電する。
【００２１】
このような電子写真印刷装置１００における駆動制御方法（印刷方法）は、概略、次のような工程からなる。まず、図示を省略した帯電用電源から所定の初期化電圧が印加された帯電ローラ１２０が、回転する感光体ドラム１１０の外周表面に接触することにより、当該外周表面が一様に負の高電位に帯電（マイナス帯電）して初期化する。次いで、感光体ドラム１１０の外周表面に、露光ヘッド１３０から駆動信号に応じた光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。具体的には、負の高電位に一様に帯電した感光体ドラム１１０の外周表面に、光照射による書込みを行うことにより、露光により負の低電位（例えば−５０Ｖ）に帯電した露光帯電部と、露光されずに上述した初期化の際の負の高電位に帯電したままの初期化帯電部とからなる静電潜像が形成される。
【００２２】
次いで、現像器１４０に収容されている弱いマイナス電位に帯電したトナーを、現像ローラ４１により感光体ドラム１１０との対向部に回転搬送させて、当該トナーを感光体ドラム１１０の外周表面に付着させる。ここで、現像ローラ４１は、図示を省略した電源から、上記露光帯電部よりもさらに低い現像電圧（例えば−２５０Ｖ）が印加される。すなわち、現像ローラ４１は、例えば−５０Ｖに帯電した上記露光帯電部との間に、例えば−２００Ｖの電位差を形成する。これにより、現像ローラ４１に対して相対的にプラス極性の電位となった静電潜像の露光帯電部に、マイナス極性に帯電しているトナーが転移してトナー像を形成する。このとき、上述した感光体ドラム１１０の外周表面の露光量に応じた電位の減衰量に基づいて、上記静電潜像へのトナーの付着量（現像された画像の濃度）が決定される。このトナー像は、感光体ドラム１１０の回転に伴って、感光体ドラム１１０と転写ローラ１６０とが対向する転写部へと搬送される。
【００２３】
そして、この感光体ドラム１１０の回転に同期して、搬送ベルト１５０により印刷用紙２１０が転写部へ搬送されることにより、転写ローラ１６０が感光体ドラム１１０の外周表面のトナー像を印刷用紙２１０に転写する。トナー像が転写された印刷用紙２１０は、搬送ベルト１５０によりさらに搬送されて、定着ローラ１７０によりトナー像が熱定着された後、電子写真印刷装置１００の外部に排出される。一方、転写動作後の感光体ドラム１１０は、その外周表面に残留する微量の転写漏れトナーがクリーニング部材１８０により除去された後、さらにイレーサ光源１９０により感光体ドラム１１０の外周表面が一様に除電される。
【００２４】
（露光ヘッド）
次に、本実施形態に係る電子写真印刷装置に適用される露光ヘッド（露光装置）について、図面を参照して詳しく説明する。ここでは、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子のデバイス構造の特徴を明確するために、まず、周知の有機ＥＬ素子の基本的な構造について説明する。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子の基本的な構造を示す概略断面図である。
本実施形態に係る発光素子として適用される有機ＥＬ素子の基本構造は、図２に示すように、ガラス等の透明な基板２１上に、アノード電極２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子輸送層２５及びカソード電極２６が順次形成されている。正孔輸送層２３、発光層２４及び電子輸送層２５は本発明の発光部を構成している。ここで、アノード電極２２は、例えば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光透過率の高い透明な電極材料により形成されている。また、カソード電極２６は、例えばアルミニウム合金等の光反射率の高い金属材料により形成されている。発光層２４は、正孔輸送層２３を介して注入された正孔と、電子輸送層２５を介して注入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。
【００２６】
このような構造を有する有機ＥＬ素子においては、発光層２４に印加される電圧が発光しきい値を越えるように、アノード電極２２とカソード電極２６との間に電圧を印加することにより、正孔輸送層２３及び電子輸送層２５を介して注入されたホールと電子が、発光層２４内で再結合する際に生じるエネルギーに基づいて光（励起光）ｈνが放射される。このとき、発光層２４において発光した光ｈνは、図２に示すように、透明なアノード電極２２を透過して直接、あるいは、カソード電極２６で反射した後、基板２１を透過して、基板２１の他面側（図２の図面下方）に出射される。すなわち、図２に示した有機ＥＬ素子は、ボトムエミッション型の発光構造を有している。なお、有機ＥＬ素子を構成する発光材料は、水分の影響を受けて素子特性の劣化を生じやすいので、水分を含む外気に直接触れないように、図２に示すように、封止基板２７により封止されている。また、有機ＥＬ素子は、カソード電極２６の上面を、図示を省略した封止層によりさらに封止されていてもよい。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る露光ヘッドの全体構成を示す斜視図である。また、図４は、本実施形態に係る露光ヘッドの内部構造を示す概略断面図である。
本実施形態に適用される露光ヘッド１３０は、図３、図４に示すように、大別して、ケース部３１と、ロッドレンズ３２と、制御ケーブル３３と、を有している。
【００２８】
図４に示すように、ケース部３１は、背面ケース３１ａと、前面ケース３１ｂと、を備え、ケース部３１の内部には、後述する発光素子アレイ１０（図５参照）を構成する基板１１や封止基板１９、ドライバＩＣ３６等が収納されている。背面ケース３１ａにはケース部材を貫通するように中継コネクタ３４が取り付けられている。中継コネクタ３４と基板１１上の配線（図示を省略）は、中継配線３５により電気的に接続されている。また、中継コネクタ３４は、制御ケーブル３３を介して電子写真印刷装置本体に電気的に接続されている。これにより、発光素子アレイ１０は、電子写真印刷装置本体からの制御信号に基づいて駆動制御される。
【００２９】
ケース部３１に収納された発光素子アレイ１０は、詳しくは後述するが、ガラス等の透明な基板１１上に、感光体ドラム１１０への露光走査の主走査方向（感光体ドラム１１０の幅方向；図３中に矢印で表記）に、発光素子である複数の有機ＥＬ素子ＯＥＬが一列に配設されている。ここで、発光素子アレイ１０は、具体的には、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）で印字可能なプリンタ装置に適用した場合、およそ１４０００個の発光素子（有機ＥＬ素子ＯＥＬ）が配列されている。
【００３０】
ドライバＩＣ３６は、発光素子アレイ１０が形成される基板１１上に載置され、発光素子アレイ１０の各発光素子に電気的に接続されている。ドライバＩＣ３６は、電子写真印刷装置本体から制御ケーブル３３、中継コネクタ３４及び中継配線３５を介して供給される制御信号や駆動信号等に基づいて、発光素子アレイ１０の各発光素子（厳密には、有機ＥＬ素子ＯＥＬを含む発光画素）に選択信号や階調電流を供給することにより、個々の発光素子を発光制御する。なお、ドライバＩＣ３６による有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光駆動方法については、詳しく後述する。
【００３１】
一方、前面ケース３１ｂには発光素子アレイ１０からの光の放射経路上にロッドレンズ３２が取り付けられている。これにより、発光素子アレイ１０の各発光素子から出射された光がロッドレンズ３２を介して、例えば数mmの距離を隔てた感光体ドラム１１０の外周表面に集光されて小径の光スポットを形成し、光照射による書込みが行われる。
【００３２】
次に、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子アレイ（発光装置）、及び、各発光素子を含む発光画素について具体的に説明する。
図５は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光素子アレイの要部を示す概略構成図である。ここで、図５（ａ）は、発光素子アレイの要部（有機ＥＬ素子ＯＥＬの配列状態）を示す概略平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した発光素子アレイにおけるＶＡ−ＶＡ線（本明細書においては、図５中に示したローマ数字の「５」に対応する記号として便宜的に「Ｖ」を用いて示す）に沿った断面を示す概略断面図である。なお、図５（ａ）においては、発光素子を構成する有機ＥＬ素子の構造のうち、対向電極であるカソード電極を省いた平面構造を示す。また、発光素子の構成を明確にするため隔壁層及び発光部に便宜的にハッチングを施して示す。図６は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光画素の一例を示す等価回路図である。
【００３３】
図５（ａ）に示すように、発光素子アレイ１０は、感光体ドラム１１０への露光走査の主走査方向（図５（ａ）中に矢印で表記；図３中の矢印に対応する）に、発光素子である複数の有機ＥＬ素子ＯＥＬが一列に配設されている。ここで、本実施形態に係る各有機ＥＬ素子ＯＥＬは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス等の透明な基板１１の一面側（図５（ｂ）上面側）に形成されたゲート絶縁膜１２上に、アノード電極１３と、上述の発光層２４を含んで総厚の異なる薄膜発光部１６ａ及び厚膜発光部１６ｂと、カソード電極１７が順次積層された構成を有している。薄膜発光部１６ａ及び厚膜発光部１６ｂとの間には、ポリイミド等の感光性樹脂材料からなる隔壁層１５が設けられている。すなわち、有機ＥＬ素子ＯＥＬは、発光素子アレイ１０の主走査方向に延在して設けられた隔壁層１５により、１ドット分のＥＬ素子形成領域（発光領域）が２分割され、各領域に異なる（すなわち２種類の）総厚の薄膜発光部１６ａ及び厚膜発光部１６ｂが設けられている。
【００３４】
具体的には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、隔壁層１５により分割された領域の一方側（図面左方側）には、総厚の薄い発光部（薄膜発光部１６ａ）が形成され、他方側（図面右方側）には、総厚の厚い発光部（厚膜発光部１６ｂ）が形成されている。ここで、薄膜発光部１６ａ及び厚膜発光部１６ｂは、同一の有機発光材料を用いて形成されている。また、各有機ＥＬ素子ＯＥＬは、これらの異なる総厚の発光部（薄膜発光部１６ａ、厚膜発光部１６ｂ）に対して、共通の画素電極となるアノード電極１３、及び、共通の対向電極となるカソード電極１７（図５（ａ）においては省略）を有している。アノード電極１３は、後述する発光駆動回路の駆動トランジスタであるトランジスタＴｒ１３のソース電極Ｔｒ１３ｓに接続されている。また、カソード電極１７は、発光素子アレイ１０に配列された複数の（又は、全ての）有機ＥＬ素子ＯＥＬに対して、共通の対向電極となるように形成されている。このように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子ＯＥＬは、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部をＯＥＬｂとから構成されている。
【００３５】
なお、各有機ＥＬ素子ＯＥＬ及びトランジスタＴｒ１３を含む発光駆動回路は、図５（ｂ）に示すように、直接、又は、層間絶縁膜１４を介して、封止層１８により表面が保護されている。さらに、発光素子アレイ１０は、基板１１に対向して貼り合わせられたガラス等の封止基板１９により封止されている。
【００３６】
また、図５（ｂ）に示した断面図においては、本実施形態に係る有機ＥＬ素子ＯＥＬの特徴を明確にするために、有機ＥＬ層として便宜的に発光層のみを示したが、上述した有機ＥＬ素子の基本構造（図２参照）と同様に、担体輸送層として、アノード電極と発光層との間に正孔輸送層が設けられ、また、カソード電極と発光層との間に電子輸送層が設けられていることはいうまでもない。なお、有機ＥＬ素子ＯＥＬの担体輸送層は、正孔輸送層と発光層と電子輸送層からなる三層構造に限定されるものではなく、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、層間にその他の担体輸送層が介在する構造を有するものであってもよい。本発明においては発光層として機能する担体輸送層が異なる膜厚を有しているものであればよい。
【００３７】
本実施形態に係る発光素子アレイ１０においては、上述したような有機ＥＬ素子ＯＥＬを発光制御するために、各ドットの有機ＥＬ素子ＯＥＬごとに例えば図６に示すような発光駆動回路ＤＣを備えている。換言すると、本実施形態に係る露光ヘッドの各ドットを構成する発光画素ＰＩＸは、図６に示すように、発光駆動回路ＤＣと、有機ＥＬ素子ＯＥＬと、を有している。
【００３８】
図６に示す発光駆動回路ＤＣは、具体的には、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４と、キャパシタＣｓとを備えている。トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４はゲート端子、ドレイン端子及びソース端子を有し、ドレイン端子とソース端子間に形成される電流路を有するものである。トランジスタＴｒ１１（選択トランジスタ）は、ゲート端子が選択ラインＬsel1に接続され、また、ソース端子がデータラインＬｄに接続され、また、ドレイン端子が接点Ｎ１１に接続されている。トランジスタＴｒ１２（選択トランジスタ）は、ゲート端子が選択ラインＬsel1に接続され、また、ソース端子がデータラインＬｄに接続され、また、ドレイン端子が接点Ｎ１２に接続されている。トランジスタＴｒ１３（駆動トランジスタ）は、ゲート端子が接点Ｎ１１に接続され、ドレイン端子が接点Ｎ１２に接続され、ソース端子が接点Ｎ１３に接続されている。トランジスタＴｒ１４（電源スイッチトランジスタ）は、ゲート端子が選択ラインＬsel2に接続され、ソース端子が電源ラインＬａに接続され、ドレイン端子が接点Ｎ１２に接続されている。また、キャパシタＣｓ（容量素子）は、トランジスタＴｒ１３のゲート端子（接点Ｎ１１）及びドレイン端子（接点Ｎ１３）間に接続されている。すなわち、本実施形態においては、各ドットの発光画素ＰＩＸに対して、一対（２本）の選択ラインＬsel1及びＬsel2が接続されている。
【００３９】
上述した発光駆動回路ＤＣにおいて、選択ラインＬsel1及びＬsel2は、各発光画素ＰＩＸごとに接続され、各々の一端が図示を省略した選択ドライバに接続されている。詳しくは後述するが、選択ドライバから選択ラインＬsel1及びＬsel2に印加される選択信号Ｖsel1及びＶsel2は、相互に反転関係にある電圧に設定される。また、データラインＬｄも、各発光画素ＰＩＸごとに接続され、その一端が図示を省略したデータドライバに接続されている。データラインＬｄには、データドライバから駆動信号に応じた電流値を有する階調電流Ｉdataが供給される。電源ラインＬａは、発光素子アレイ１０に配列された全ての発光画素ＰＩＸに共通に接続され、その一端が図示を省略した駆動電圧供給電源に直接又は間接的に接続されている。ここで、少なくとも選択ドライバ及びデータドライバは、上述したドライバＩＣ３６として基板１１上に搭載されて、露光ヘッド１３０内に収納されている。
【００４０】
有機ＥＬ素子ＯＥＬは、アノード（アノード電極）が上記発光駆動回路ＤＣの接点Ｎ１３に接続され、カソード（カソード電極）が基準電位Ｖｃ（例えば接地電位Ｖgnd）に接続されている。ここで、本実施形態においては、上述したように（図５参照）、各発光画素ＰＩＸの有機ＥＬ素子ＯＥＬが、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂとから構成されている。有機ＥＬ発光部ＯＥＬａとＯＥＬｂは、共通のアノード電極１３と共通のカソード電極１７との間に形成されているので、その等価回路は、図６に示すように、接点Ｎ１３と基準電位Ｖｃとの間に、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａとＯＥＬｂが並列に接続された回路構成となる。これにより、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａとＯＥＬｂは、各ドットの発光画素ＰＩＸに設けられる発光駆動回路ＤＣにより、同時に発光駆動する。
【００４１】
なお、図６に示した発光画素ＰＩＸにおいて、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４については、特に限定するものではないが、例えば全て同一のチャネル型を有する周知の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を適用することができる。図６においては、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４がｎチャネル型の薄膜トランジスタからなる場合を示す。また、トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４は、アモルファスシリコン薄膜トランジスタであっても、多結晶（ポリ）シリコン薄膜トランジスタであってもよい。
【００４２】
特に、上記トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４をｎチャネル型アモルファスシリコン薄膜トランジスタにより構成した場合には、すでに確立されたアモルファスシリコン製造技術を適用して、多結晶型や単結晶型の薄膜トランジスタに比較して、簡易な製造プロセスで動作特性（電子移動度等）が均一で安定したトランジスタを実現することができる。また、キャパシタＣｓは、トランジスタＴｒ１３のゲート・ドレイン間に形成される寄生容量であってもよいし、当該寄生容量に加えて別個の容量素子を並列に接続したものであってもよい。
【００４３】
また、上述した発光画素ＰＩＸにおいては、発光駆動回路ＤＣとして４個のトランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１４を備えた回路構成を示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、有機ＥＬ素子ＯＥＬ（有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ、ＯＥＬｂ）を定電流駆動することができるものであれば、他の回路構成を有するものであってもよい。
【００４４】
図７は、本実施形態に係る露光ヘッドに適用される発光画素の発光駆動方法（駆動制御方法）の一例を示すタイミングチャートである。
上述したような回路構成を有する発光駆動回路ＤＣを備えた発光画素ＰＩＸにおける駆動制御方法は、次のように実行される。
【００４５】
図７に示すように、まず、書込期間Ｔwrtにおいて、図示を省略した選択ドライバ（ドライバＩＣ３６）から選択ラインＬsel1を介して、発光駆動回路ＤＣに選択レベル（ハイレベル）の選択信号Ｖsel1が印加されるとともに、選択ラインＬsel2を介して、非選択レベル（ローレベル）の選択信号Ｖsel2が印加される。これにより、トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオン動作して、発光駆動回路ＤＣとデータラインＬｄが接続されて、発光駆動回路ＤＣが選択状態に設定される。また、トランジスタＴｒ１４がオフ動作して、発光駆動回路ＤＣへの電源電圧Ｖａの供給が遮断される。このタイミングに同期して、図示を省略したデータドライバ（ドライバＩＣ３６）から、駆動信号に応じた電流値を有する階調電流ＩdataがデータラインＬｄに供給される。
【００４６】
これにより、データラインＬｄからトランジスタＴｒ１２及び接点Ｎ１２を介して、トランジスタＴｒ１３に階調電流Ｉdataが流れる。トランジスタＴｒ１３に階調電流Ｉdataが流れ始めると、有機ＥＬ素子ＯＥＬ（有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ、ＯＥＬｂ）の容量成分の影響によりトランジスタＴｒ１３の動作状態（導通状態）が安定するように、階調電流Ｉdataに応じたトランジスタＴｒ１３のゲート電圧（ゲート・ソース間電圧）ＶgsがキャパシタＣｓに充電される。このとき、ゲート電圧Ｖgsは、Ｖgs＝Ｖdata−Ｖ13sで表される。ここで、Ｖdataは接点Ｎ１１の電圧であり、トランジスタＴｒ１１を介して接続されるデータラインＬｄに、階調電流Ｉdataを流すために印加される電圧に相当する。また、Ｖ13sはトランジスタＴｒ１３のソース電圧であり、接点Ｎ１３の電圧に相当する。これにより、トランジスタＴｒ１３のゲート電圧Ｖgsが一定に保持されるので、トランジスタＴｒ１３のドレイン・ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄの電流値が定まる。
【００４７】
次いで、図７に示すように、発光期間Ｔemにおいて、選択ドライバ（ドライバＩＣ３６）から選択ラインＬsel1を介して、非選択レベル（ローレベルレベル）の選択信号Ｖsel1が印加されるとともに、選択ラインＬsel2を介して、選択レベル（ハイレベル）の選択信号Ｖsel2が印加される。これにより、トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオフ動作して、発光駆動回路ＤＣとデータラインＬｄが切り離されて、発光駆動回路ＤＣが非選択状態に設定される。また、トランジスタＴｒ１４がオン動作して、発光駆動回路ＤＣに電源ラインＬａが接続されて電源電圧Ｖａが供給される。なお、このとき、データラインＬｄへの階調電流Ｉdataの供給は、遮断されていてもよいし、継続されていてもよい。
【００４８】
これにより、電源ラインＬａからトランジスタＴｒ１４、接点Ｎ１２及びトランジスタＴｒ１３を介して、有機ＥＬ素子ＯＥＬに電流が流れ、有機ＥＬ素子ＯＥＬを構成する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂが、この電流に基づいて同時に発光駆動する。このとき、トランジスタＴｒ１３により制御され、有機ＥＬ素子ＯＥＬ（有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂ）に流れる電流（駆動電流）は、トランジスタＴｒ１３のドレイン・ソース間に流れるドレイン電流Ｉｄであって、その電流値は、上述したように、キャパシタＣｓに充電されたゲート電圧（ゲート・ソース間電圧）Ｖgsに基づいて決まる。したがって、有機ＥＬ素子ＯＥＬ（有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂ）は、駆動信号に応じた輝度階調で発光駆動する。
【００４９】
なお、本実施形態に係る発光画素ＰＩＸにおける駆動制御動作においては、上述した発光動作の終了後（又は、書込動作の実行前）に、図７に示すように、リセット期間Ｔrstを設けて、発光画素ＰＩＸに残留する電荷を放電してリセット（初期化）する動作を実行するものであってもよい。リセット動作は、具体的には、選択ドライバ（ドライバＩＣ３６）から選択ラインＬsel1を介して、選択レベル（ハイレベル）の選択信号Ｖsel1を印加するとともに、選択ラインＬsel2を介して、非選択レベル（ローレベル）の選択信号Ｖsel2を印加する。また、このタイミングに同期して、データドライバ（ドライバＩＣ３６）からデータラインＬｄに初期化電圧（例えば接地電位）を印加する。これにより、トランジスタＴｒ１１及びＴｒ１２がオン動作して、発光駆動回路ＤＣとデータラインＬｄが接続されて、発光駆動回路ＤＣ（特にキャパシタＣｓ）及びデータラインＬｄに残留する電荷が放電される。
【００５０】
次に、本実施形態に適用される有機ＥＬ素子における発光状態について具体的に説明する。
図８は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の発光状態を概略的に示す等価回路図である。
【００５１】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子ＯＥＬは、図５、図６に示したように、１ドット分のＥＬ素子形成領域が隔壁層１５により分割され、各領域に異なる総厚の薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂが設けられている。そして、これらの薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂが、共通するアノード電極１３とカソード電極１７間に並列に介在するように構成されている。すなわち、本実施形態に係る発光画素ＰＩＸにおいては、単一の発光駆動回路ＤＣにより生成された駆動電流（ドレイン電流Ｉｄ）が、並列に接続された有機ＥＬ発光部ＯＥＬａとＯＥＬｂに同時に供給される回路構成を有している。これを模式的に示すと、図８に示すように、定電流源ＣＣＳから供給される電流Ｉｃ（上述したドレイン電流Ｉｄ又は駆動電流に相当する）が分流されて、並列に接続された有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの各々に、電流Ｉａ及びＩｂが流れる状態に相当する。すなわち、並列抵抗体を定電流駆動する回路に近似する。ここで、電流Ｉａ及びＩｂの電流値は、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの抵抗比に基づいて決まる。また、電流Ｉａ及びＩｂの合計は電流Ｉｃである。これにより、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ、ＯＥＬｂは、各々に流れる電流Ｉａ、Ｉｂの電流値に基づいて同時に発光駆動する。すなわち、１ドットの発光画素ＰＩＸから放射される光の強度は、同時に発光する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂからの光の強度を略合計（総和）した値となる。
【００５２】
次に、本実施形態に適用される有機ＥＬ素子の素子特性について具体的に説明する。
図９、図１０は、有機ＥＬ素子における発光特性の変化を示す図である。図１１、図１２は、有機ＥＬ素子における導通抵抗の変化を示す図である。ここで、図９は、有機ＥＬ素子の発光部の総厚を８０μｍに設定した場合の、発光エネルギー（発光輝度）の経時変化を示す図であり、図１０は、発光部の総厚を１２０μｍに設定した場合の、発光エネルギー（発光輝度）の経時変化を示す図である。また、図１１は、有機ＥＬ素子の発光部の総厚を８０μｍに設定した場合の、導通抵抗の経時変化を示す図であり、図１２は、有機ＥＬ素子の発光部の総厚を１２０μｍに設定した場合の、導通抵抗の経時変化を示す図である。すなわち、図９及び図１１は、上述した薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａにおける素子特性の経時変化に対応し、図１０及び図１２は、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂにおける素子特性の経時変化に対応する。また、図１３は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光特性を示す図である。
【００５３】
まず、有機ＥＬ素子の発光特性について、図９及び図１０を用いて説明する。ここでは、同一の面積を有し、総厚が異なる発光部（薄膜発光部、厚膜発光部）を備えた２種類の有機ＥＬ素子に対して、同一の電流値の電流を供給して発光駆動させた場合の発光エネルギーＥｎ（すなわち、発光輝度）の経過時間に対する変化について検証する。なお、発光部の総厚の違いと発光特性の関係を明確にするために、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子を基準として、図９に示すように、初期状態（ｔ＝０）の発光エネルギーＥｎを「１．０」と規定し、半減（「０．５」）するまでの時間ｔを「１００」と規格化した。ここで、ｔ＝１００となる時間ｔは、有機ＥＬ素子の寿命に相当する。
【００５４】
図９及び図１０に示すように、有機ＥＬ素子を発光駆動させた場合の発光エネルギーＥｎ（発光輝度）は、発光部の総厚に関わらず、時間ｔの経過とともに略線形性を有して下降する傾向を示す。ここで、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子における規格化された時間ｔ（＝１００）で、厚膜発光部を有する有機ＥＬ素子の発光エネルギーの変化を検証すると、図１０に示すように、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子に比較して、初期状態（ｔ＝０）の発光エネルギーＥｎに対する下降分が小さいことがわかる。すなわち、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子に比較して、厚膜発光部を有する有機ＥＬ素子の方が、寿命が長いことがわかる。また、厚膜発光部を有する有機ＥＬ素子から放射される光は、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子からの光に比較して、発光波長が長いためそのエネルギーの値も大きい。具体的には、厚膜発光部を有する有機ＥＬ素子の初期発光時のエネルギーは、薄膜発光部を有する有機ＥＬ素子に比較して、約１．３５倍の差があった。
【００５５】
次いで、有機ＥＬ素子の導通抵抗について、図１１及び図１２を用いて説明する。ここでは、同一の面積を有し、総厚が異なる発光部を備えた２種類の有機ＥＬ素子を発光駆動させた場合の、電流の電流値と導通抵抗の変化との関係について検証する。なお、有機ＥＬ素子の寿命となる導通抵抗の抵抗値をＲmaxとし、初期状態（ｔ＝０）の抵抗値ＲstがＲmaxに到達するまでの時間を寿命Ｔlfa、Ｔlfbと規定した。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、有機ＥＬ素子の導通抵抗は、発光部の総厚に関わらず、時間ｔの経過とともに略線形性を有して増加する傾向を示す。ここで、有機ＥＬ素子を発光駆動する際の電流の電流値を大きく設定した場合には、有機ＥＬ素子の寿命となる抵抗値Ｒmaxに到達するまでの時間ｔが短く（ｔ＝Ｔlfa）、一方、電流値を小さく設定した場合には、抵抗値Ｒmaxに到達するまでの時間ｔが長くなる（ｔ＝Ｔlfb）ことがわかる。また、有機ＥＬ素子の発光部の総厚が薄い方が、抵抗値の変化（増加）が急峻になり、一方、総厚が厚い方が、抵抗値の変化（増加）が緩やかになる傾向を示す。すなわち、有機ＥＬ素子の発光部の総厚が薄く、かつ、発光駆動時の電流値が大きいほど寿命が短く（図１１のｔ＝Ｔlfa）、発光部の総厚が厚く、かつ、発光駆動時の電流値が小さいほど寿命が長くなる（図１２のｔ＝Ｔlfb）ことがわかる。
【００５７】
本実施形態においては、１ドット分の発光素子（有機ＥＬ素子ＯＥＬ）として、上述したような薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂを並列に接続した構成を適用し、図８に示したように、これに定電流Ｉｃ（駆動電流）を供給することにより同時に発光駆動する。このとき、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂに流れる電流Ｉａ、Ｉｂは、上述したように、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの導通抵抗の抵抗値の比（抵抗比）に基づいて決まる。そこで、本実施形態においては、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの抵抗比は、初期状態においては、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに比較して、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの方が大きくなるように設定する。
【００５８】
これにより、初期状態（ｔ＝０）においては、低抵抗側となる薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに、電流Ｉａが多く流れて発光画素ＰＩＸの主発光部として機能する。ここで、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに流れる電流Ｉａは、発光駆動時間の経過とともに薄膜発光部１６ａが劣化して高抵抗化するため、徐々に減少する。すなわち、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａの発光エネルギーＥｎ（発光輝度）は、図１３に示すように、時間ｔの経過とともに、下降する傾向を示す。
【００５９】
一方、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂに流れる電流Ｉｂは、初期状態では、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに電流Ｉａが多く流れるため、相対的に電流値が低くなる。そのため、有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの発光エネルギーＥｎ（発光輝度）は、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに比較して低い状態に設定される。ここで、上述したように、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに流れる電流Ｉａは、薄膜発光部１６ａの劣化（高抵抗化）に伴って徐々に減少するため、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂに流れる電流Ｉｂは、徐々に増加する。すなわち、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの発光エネルギーＥｎ（発光輝度）は、図１３に示すように、時間ｔの経過とともに、上昇する傾向を示す。
【００６０】
そして、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａの発光特性の劣化により薄膜発光部１６ａの抵抗値が、厚膜発光部１６ｂの抵抗値よりも高くなると、厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂに流れる電流Ｉｂが、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに流れる電流Ｉａよりも相対的に大きくなる。これにより、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａに代わって、有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂが発光画素ＰＩＸの主発光部として機能する。
【００６１】
このような発光状態の変化傾向を示す有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂを並列接続し、一定の駆動電流で同時に発光駆動させると、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａとＯＥＬｂの発光エネルギーの合成値（総和）は、図１３に示すように、経過時間に対して略一定に維持される。したがって、有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光部を、任意の単一の総厚で形成した場合（図９、図１０参照）に比較して、発光特性の劣化（発光輝度の低下）が抑制されるので、寿命を長くすることができるとともに、有機ＥＬ素子ＯＥＬ相互の輝度ばらつきの発生を抑制することができる。
【００６２】
ここで、上述したような本実施形態の効果をより確実にするためには、薄膜発光部及び厚膜発光部の面積比を適切な値に設定することが有効である。以下に、薄膜発光部及び厚膜発光部の面積比と発光特性との関係について検証する。
【００６３】
図１４〜図１６は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子における発光部の総厚比及び面積比と、発光特性との関係を示す図である。ここで、図１４（ａ）〜図１６（ａ）は、有機ＥＬ素子ＯＥＬに設けられる薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂとの面積比を示す概略平面図である。図１４（ｂ）〜図１６（ｂ）は、有機ＥＬ素子ＯＥＬに設けられる薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂとの総厚比、面積比及び抵抗比を示す図である。図１４（ｃ）〜図１６（ｃ）は、図１４（ｂ）〜図１６（ｂ）に示した構成を有する有機ＥＬ素子ＯＥＬにおける発光特性を示す図である。ここでは、有機ＥＬ素子ＯＥＬを構成する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及び有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂに設けられる薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂの総厚比を２：３に固定した状態で、隔壁層１５により分割される両者の面積比を変化させた場合に、有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及び有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの規格化された発光エネルギーの合成値が、経過時間に対して概ね「１．０」に維持される条件について検証する。
【００６４】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂの総厚比を２：３に設定し、かつ、同面積比を３：２に設定した場合、初期状態における同抵抗比は総厚比と面積比に基づいて１：１となる。この場合の有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの発光特性は、図１４（ｃ）に示すように、時間ｔの経過に伴って、いずれも発光エネルギーＥｎ（発光輝度）が略線形性を有して緩やかに下降する傾向を示す。したがって、このような変化傾向を示す有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの発光エネルギーＥｎの合成値も、時間ｔの経過に伴って略線形性を有して下降する傾向を示す。
【００６５】
次いで、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂの総厚比を２：３に設定し、かつ、同面積比を１：１に設定した場合、その抵抗比は２：３となる。この場合の有機ＥＬ発光部ＯＥＬａの発光特性は、図１５（ｃ）に示すように、時間ｔの経過に伴って、発光エネルギー（発光輝度）Ｅｎが略線形性を有して下降する傾向を示し、一方、有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの発光特性は、図１５（ｃ）に示すように、時間ｔの経過に伴って、発光エネルギー（発光輝度）Ｅｎが略線形性を有してわずかに上昇する傾向を示す。したがって、このような変化傾向を示す有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの発光エネルギーＥｎの合成値は、図１４（ｃ）に示した場合に比較して、変化傾向はやや緩やかになるものの、時間ｔの経過に伴って略線形性を有して下降する傾向を示す。
【００６６】
次いで、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、薄膜発光部１６ａと厚膜発光部１６ｂの総厚比を２：３に設定し、かつ、同面積比を２：３に設定した場合、その抵抗比は４：９となる。この場合の有機ＥＬ発光部ＯＥＬａの発光特性は、図１６（ｃ）に示すように、時間ｔの経過に伴って、発光エネルギー（発光輝度）Ｅｎが略線形性を有して急峻に下降する傾向を示し、一方、有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂの発光特性は、図１５（ｃ）に示すように、時間ｔの経過に伴って、発光エネルギー（発光輝度）Ｅｎが略線形性を有して急峻に上昇する傾向を示す。したがって、このような変化傾向を示す有機ＥＬ発光部ＯＥＬａ及びＯＥＬｂの発光エネルギーＥｎの合成値は、双方の変化傾向が相殺されて、時間ｔの経過に関わらず、略一定に維持される。
なお、有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光部を単一の総厚（薄膜、厚膜）で形成し、定電流駆動した場合の発光特性は、図９、図１０に示した通りである。
【００６７】
このように、薄膜発光部１６ａを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬａと厚膜発光部１６ｂを有する有機ＥＬ発光部ＯＥＬｂにおける発光部の総厚比及び面積比、もしくは、該総厚比及び面積比に基づく抵抗比を、適宜調整することにより、発光エネルギーＥｎの合成値（すなわち、有機ＥＬ素子ＯＥＬの寿命特性）を経過時間に対して略一定に維持することができる。なお、上記の発光部の総厚比及び面積比の最適値は、発光部として用いる材料や、有機ＥＬ素子ＯＥＬに用いられる電極材料や絶縁性材料、発光駆動の際に印加される制御電圧等、種々の条件に基づいて変化するものであることはいうまでもないが、少なくとも、発光部の総厚比及び面積比以外の条件を固定した場合には、上述したように、総厚比と面積比の組み合わせを適宜選択することにより、有機ＥＬ素子ＯＥＬの発光エネルギーＥｎを略一定化して、寿命特性を改善することができる。
【００６８】
したがって、本実施形態によれば、有機ＥＬ素子を光源として用いた発光素子アレイ（発光装置）において、従来技術に示したように、光検出用のセンサ等を設けることなく、また、フィードバック制御等の複雑な動作制御を行うことなく、長期にわたり発光特性を安定させることができる。このような発光素子アレイを用いることにより、露光ヘッドの装置規模を大型化することなく、かつ、簡易な動作制御で、製品寿命を長くすることができる。これにより、プリンタ等の画像形成装置の露光装置として、従来一般に用いられている発光ダイオードやレーザダイオードに替えて、有機ＥＬ素子を光源として良好に用いることができる。
【００６９】
なお、上述した実施形態においては、露光ヘッドに設けられる発光素子アレイとして、総厚の異なる有機ＥＬ発光部からなる有機ＥＬ素子ＯＥＬを、主走査方向に直線上に一列配置した構成を示したが、本発明はこれに限定されるものはない。すなわち、本発明は、上述した実施形態に示した有機ＥＬ素子ＯＥＬを、主走査方向に複数列配置した構成を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０      発光素子アレイ
１１      基板
１３      アノード電極
１５      隔壁層
１６ａ    薄膜発光部
１６ｂ    厚膜発光部
１７      カソード電極
１９      封止基板
３１      ケース部
３２      ロッドレンズ
３６      ドライバＩＣ
１００    電子写真印刷装置
１１０    感光体ドラム
１２０    帯電ローラ
１３０    露光ヘッド
１４０    現像器
１５０    搬送ベルト
１６０    転写ローラ
１７０    定着ローラ
ＰＩＸ    発光画素
ＤＣ      発光駆動回路
ＯＥＬ    有機ＥＬ素子
ＯＥＬａ、ＯＥＬｂ    有機ＥＬ発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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