(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．一方向に発光素子が複数配置されてなる発光素子アレイ（ＯＥＬ１，ＯＥＬ２，ＯＥＬ３，ＯＥＬ４，・・・）、
一つの発光素子毎に第１端子が接続されている第１トランジスタはスイッチング素子であり、スイッチング素子が複数配置されてなる第１トランジスタアレイであるスイッチング素子アレイ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，・・・）、
該第１トランジスタアレイを複数の第１トランジスタからなる複数の群に区分し、該区分された複数の群とは、前記一方向において隣に配置されている第１トランジスタを含めない複数の第１トランジスタからなる第１スイッチング素子アレイ群（ＳＷ１，ＳＷ３，・・・）と、該区分された複数のうちの他の複数の第１トランジスタからなる第２スイッチングアレイ（ＳＷ２，ＳＷ４，…）群であり、
第１スイッチング素子アレイ群（ＳＷ１，ＳＷ３，・・・）の各第１トランジスタの第３端子を共通に接続した第１配線（Ｇ１，・・・）と、第２スイッチング素子アレイ群内（ＳＷ２，ＳＷ４，…）の各第１トランジスタの第３端子を共通に接続した第２配線（Ｇ２，・・・）とからなる第１配線群、
第１スイッチング素子アレイ群内の第１番目（ＳＷ１）、２番目（ＳＷ３）、・・・の第１トランジスタと第２スイッチング素子アレイ群内の第１番目（ＳＷ２）、第２番目（ＳＷ４）、・・・の第１トランジスタとから同一番目の第１トランジスタの各第２端子同士を共通に接続した配線が複数（Ｉ１，Ｉ２，…）からなる第２配線群、
各第１トランジスタの第１端子に発光素子と並列に接続し、且つ該発光素子より該第１端子に近い位置にて該第１端子と接続して配置され、該第２配線群からの電気信号を蓄積する複数のキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，・・・）、
キャパシタと発光素子とを接続する配線中に設けられ、第１端子及び第２端子がそれぞれ発光素子、キャパシタと接続して配置されている第２トランジスタ、
該第２トランジスタを複数有する第２トランジスタアレイ、
各第２トランジスタの第３端子を共通に接続する第３配線（Ｓ０，・・・）、
第１及び第２トランジスタの第１端子、第２端子及び第３端子はそれぞれドレイン端子、ソース端子及びゲート端子であり、
第２トランジスタの第１端子が発光素子と接続してなり、第２トランジスタの第２端子が第１トランジスタの第１端子およびキャパシタと接続してなり、
発光素子と第１トランジスタの間に配置されているキャパシタと第２トランジスタとからなるサンプルホールド回路、
サンプルホールド回路を複数有するサンプルホールド回路アレイ（ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３，ＳＨ４，・・・）、を備え、
且つ、
ｂ．前記第１配線群の複数の配線（Ｇ１、Ｇ２）へ走査信号を順次印加することによって走査信号が印加されている前記配線と接続している第１トランジスタの第３端子をオン状態に設定し、
前記オン状態の期間中は、前記オン状態の前記第１トランジスタに接続している前記第２トランジスタの第３端子は第３配線を介してオフ状態に設定され、
画像情報に応じた電圧信号を第２配線群に印加することで該電圧信号が前記オン状態の前記第１トランジスタと接続している前記キャパシタに充電保持され、
前記キャパシタが前記充電保持した後、前記充電保持された前記キャパシタと接続している前記第２トランジスタの第３端子を前記第３配線を介してオン状態に設定することで前記キャパシタに蓄積されていた電気信号を発光素子に対して一斉に放電させる発光装置。
【請求項２】
前記発光素子アレイは、ワンチップ成形されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光素子は、有機発光素子である請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機の様な画像形成装置に用いる発光装置に関し、特に、複数の感光体を一列に配列し、各々の感光体を独立に用いることによって、各感光体毎に対応させて、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒色画像を形成し、これらの画像を合成することによってカラー画像を形成する画像形成装置に用いる発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一列に配列させた４本の電子写真感光体毎に、像露光手段として、それぞれレーザー光光源を設け、各４つのレーザー光光源の発振をシアン、マゼンタ、イエロー及び黒色の各々の画像情報に基づいて制御させて、これによって、４本の電子写真感光体毎にシアン、マゼンタ、イエロー及び黒色の静電潜像を形成させ、これらの静電潜像を現像させ、そして、これら複数の現像画像を合成させることによって、カラー画像を形成するレーザー光光源画像形成装置は、知られている。
【０００３】
また、前記画像形成装置で用いたレーザー光光源に変えて、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒色の静電潜像を形成させる光源として、４本のＬＥＤ光源を各感光体毎に配置したＬＥＤ光源画像形成装置も知られている。
【０００４】
前記レーザー光光源画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒色の各々の画像を一致させて合成させるため、４本の感光体毎に配置した４つのレーザー光光源毎に、各々のレーザー光の主走査方向及び副走査方向の両方を確実に一致させて走査することが要求されているが、４つのレーザー光光源の主走査方向及び副走査方向の両方を正確に一致させることは、難しいのが現状である。
【０００５】
一方、前記ＬＥＤ光源画像形成装置では、上記した主走査方向及び副走査方向の両方を一致させる要求は、比較的簡単に実現させることができるが、ＬＥＤが高価なものであるのに加えて、複数のＬＥＤチップを一列に繋ぎ合せてなる繋ぎ型ＬＥＤ素子とする必要があるため、さらに高価なものとなっていた。さらに、ＬＥＤチップは、チップ毎にその発光特性が相違しているため、感光体の移動に対する主走査露光全域は、前記と同様の繋ぎ型ＬＥＤ素子によって露光され、主走査方向において、その露光条件がチップの発光特性毎に相違してしまい、この結果、主走査方向の画像再現性を悪くさせていた。
【０００６】
また、カラー画像を形成できる電子写真複写機では、前記した繋ぎ型ＬＥＤ素子を複数の感光体毎に配置する必要があるが、この場合でも、複数の感光体毎に配置した複数の繋ぎ型ＬＥＤ素子間での発光特性が相違してしまい、各感光体毎に配置した繋ぎ型ＬＥＤ素子間での発光特性を調整する難しい要求が新たに発生していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
発明が解決しようとする課題は、繋ぎ型ＬＥＤ素子を露光装置に用いた画像形成装置、特に電子写真複写機において問題となっていた、主走査方向における発光特性のバラツキを解消し、プリンタヘッドの駆動配線数及び駆動回路チップ数を大幅に低減し、これとともに発光輝度を十分な大きさまで高め、これによって、電子写真複写機のプロセススピードを大幅に早める点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
よって本発明は、
ａ．一方向に発光素子が複数配置されてなる発光素子アレイ（ＯＥＬ１，ＯＥＬ２，ＯＥＬ３，ＯＥＬ４，・・・）、
一つの発光素子毎に第１端子が接続されている第１トランジスタはスイッチング素子であり、スイッチング素子が複数配置されてなる第１トランジスタアレイであるスイッチング素子アレイ（ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，・・・）、
該第１トランジスタアレイを複数の第１トランジスタからなる複数の群に区分し、該区分された複数の群とは、前記一方向において隣に配置されている第１トランジスタを含めない複数の第１トランジスタからなる第１スイッチング素子アレイ群（ＳＷ１，ＳＷ３，・・・）と、該区分された複数のうちの他の複数の第１トランジスタからなる第２スイッチングアレイ（ＳＷ２，ＳＷ４，…）群であり、
第１スイッチング素子アレイ群（ＳＷ１，ＳＷ３，・・・）の各第１トランジスタの第３端子を共通に接続した第１配線（Ｇ１，・・・）と、第２スイッチング素子アレイ群内（ＳＷ２，ＳＷ４，…）の各第１トランジスタの第３端子を共通に接続した第２配線（Ｇ２，・・・）とからなる第１配線群、
第１スイッチング素子アレイ群内の第１番目（ＳＷ１）、２番目（ＳＷ３）、・・・の第１トランジスタと第２スイッチング素子アレイ群内の第１番目（ＳＷ２）、第２番目（ＳＷ４）、・・・の第１トランジスタとから同一番目の第１トランジスタの各第２端子同士を共通に接続した配線が複数（Ｉ１，Ｉ２，…）からなる第２配線群、
各第１トランジスタの第１端子に発光素子と並列に接続し、且つ該発光素子より該第１端子に近い位置にて該第１端子と接続して配置され、該第２配線群からの電気信号を蓄積する複数のキャパシタ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，・・・）、
キャパシタと発光素子とを接続する配線中に設けられ、第１端子及び第２端子がそれぞれ発光素子、キャパシタと接続して配置されている第２トランジスタ、
該第２トランジスタを複数有する第２トランジスタアレイ、
各第２トランジスタの第３端子を共通に接続する第３配線（Ｓ０，・・・）、
第１及び第２トランジスタの第１端子、第２端子及び第３端子はそれぞれドレイン端子、ソース端子及びゲート端子であり、
第２トランジスタの第１端子が発光素子と接続してなり、第２トランジスタの第２端子が第１トランジスタの第１端子およびキャパシタと接続してなり、
発光素子と第１トランジスタの間に配置されているキャパシタと第２トランジスタとからなるサンプルホールド回路、
サンプルホールド回路を複数有するサンプルホールド回路アレイ（ＳＨ１，ＳＨ２，ＳＨ３，ＳＨ４，・・・）、を備え、
且つ、
ｂ．前記第１配線群の複数の配線（Ｇ１、Ｇ２）へ走査信号を順次印加することによって走査信号が印加されている前記配線と接続している第１トランジスタの第３端子をオン状態に設定し、
前記オン状態の期間中は、前記オン状態の前記第１トランジスタに接続している前記第２トランジスタの第３端子は第３配線を介してオフ状態に設定され、
画像情報に応じた電圧信号を第２配線群に印加することで該電圧信号が前記オン状態の前記第１トランジスタと接続している前記キャパシタに充電保持され、
前記キャパシタが前記充電保持した後、前記充電保持された前記キャパシタと接続している前記第２トランジスタの第３端子を前記第３配線を介してオン状態に設定することで前記キャパシタに蓄積されていた電気信号を発光素子に対して一斉に放電させる発光装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の具体例を図面に従って説明する。図１は、本発明の画像形成装置であるカラー電子写真複写機の断面図である。
【００１５】
同図に示すカラー複写機では、用紙等の被プリント材は、カセット６に収納されており、画像形成（以下、プリントともいう）の動作に伴ってカセット６から搬送部に向けて被プリント材を駆動部へ給紙させる。搬送ベルト３１は駆動ローラ３５と２本の従動ローラ３６及び３７との間に懸架されて搬送部を形成し、ここで、駆動ローラ３５がモータ３８によって回転駆動されることにより、搬送ベルト３１はローラ３５とローラ３６及び３７との間を往復走行することができる。なお、その走行する方向はベルト３１の下側において図中矢印Ａに示す方向である。
【００１６】
搬送ベルト３１の沿在する方向に沿って４単位の画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ及びＰｄが設けられる。これら画像形成ユニットＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ及びＰｄは、それぞれ同様の構成を有するものであり、以下、第１色目の画像形成ユニットＰａを例にとりその構成を概略的に説明する。
【００１７】
画像形成ユニットＰａにおいて、搬送ベルト３１に近接して矢印Ｂ方向に回転する円筒状の感光体、すなわち感光ドラム１ａが配設される。感光ドラム１ａの回転に伴い、その表面の感光層は、接触帯電器で構成した一次帯電器４ａによって一様に帯電される。その後、この帯電感光層に、感光ドラムの主走査全域を露光する前記ワンチップ発光素子アレイを用いた露光手段８ａからの発光によって、原稿画像のイエロー成分の光像が露光され、イエロー成分静電潜像が形成される。この潜像が形成された部分は順次その回転により移動してイエロー現像器２ａの位置に至り、その位置でイエロー現像器２ａから供給されるイエロートナーにより現像されて可視化される。
【００１８】
イエロートナー像は、感光ドラム１ａの回転により、このドラム１ａとは搬送ベルト３１を介して設けられるコロナ帯電器３ａを有した転写部位に至る。これにタイミングを合わせて被プリント材が、搬送ベルト３１により転写部位に搬送される。次に、コロナ帯電器３ａに転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム１ａ上のイエロートナー像は、感光ドラム１ａの回転に伴って被プリント材上に転写されて行く。
【００１９】
その後、感光ドラム１ａの回転に伴い、その上に残留するトナーは、クリーニング装置（図示せず）により除去され、次の画像形成工程に入り得る状態になる。一方、イエロートナー像が転写された被プリント材は、搬送ベルト３１により第２色目の画像形成ユニットＰｂによるプリント部に搬送される。
【００２０】
第２色目の画像形成ユニットＰｂは、上述した第１色目の画像形成ユニットＰａと同様な構成であり、上記と同様にして、ワンチップ発光素子アレイを用いた露光手段８ｂからの発光によって、原稿画像のマゼンタ成分の光像が露光され、マゼンタ成分静電潜像が形成され、マゼンタトナーによる現像が行われ、得られたマゼンタトナー像がその転写部で被プリント材上に第１色目のイエロートナー像に重ね合わせて転写される。同様に、被プリント材の搬送に伴って、画像形成ユニットＰｃ及びＰｄでの各ワンチップ発光素子アレイを用いた露光手段８ｃ及び８ｄによる発光によって、それぞれシアン成分静電潜像及び黒色成分静電潜像を形成し、それぞれの工程において、シアントナー像及びブラックトナー像が重ねて転写させ、被プリント材上に４色のトナー像を重ね合わせたカラー画像が形成される。
【００２１】
上記第２色目、第３色目及び第４色目の画像形成ユニットＰｂ、Ｐｃ及びＰｄでは、第１色目の画像形成ユニットＰａと同様に、それぞれ、感光ドラム１ｂ、１ｃ及び１ｄ、マゼンタ現像器２ｂ、シアン現像器２ｃ及び黒現像器２ｄ、コロナ帯電器３ｂ、３ｃ及び３ｄ、並びに、接触帯電器で構成した一次帯電器４ｂ、４ｃ及び４ｄが用いられている。
【００２２】
画像ユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄの全行程を終了すると、４色のトナー像が転写された被プリント材は、さらに搬送され、分離除電器７で除電された後、搬送ベルト３１から分離されて、一対の定着ローラ５１及び加圧ローラ５２を備えた定着装置５に送られる。ここでは通常、所定温度に加熱されているローラ５１及び５２のニップ部によって加圧及び加熱が行われ転写トナー像の定着が行われる。その後、被プリント材は、複写機の機外に排出される。
【００２３】
図２は、図１に図示する画像ユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄの詳細を図示するブロック図である。
【００２４】
画像ユニットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄは、それぞれ、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄに対応させて配置した露光手段８ａ、８ｂ、８ｃ及び８ｄには、イエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄが装填されている。これらのイエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄは、それぞれ、高密度の引き出し線からなる配線部２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、及び２０１ｄを通して、イエロー信号駆動回路（ＩＣ）２０２ａ、マゼンタ信号駆動回路（ＩＣ）２０２ｂ、シアン信号駆動回路（ＩＣ）２０２ｃ及び黒信号駆動回路（ＩＣ）２０２ｄに接続され、これらの駆動回路による動作によって、各発光素子は、発光または非発光のいずれか一方に制御される。イエロー信号発生回路２０４ａ、マゼンタ信号発生回路２０４ｂ、シアン信号発生回路２０４ｃ及び黒信号発生回路２０４ｄからの画像信号に応じて、発光素子アレイの発光動作を制御することが出来る様に設定されている。上記イエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄで用いた発光素子は、例えば１２００ｄｐｉの高解像度で一列に配列させたアレイ（配列体）を形成している。
【００２５】
また、イエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄには、下記スイッチング素子回路及びサンプルホールド回路が設けられており、これらの回路中のゲート線のそれぞれの駆動動作のタイミングは、イエロー用ゲート駆動回路２０３ａ、マゼンタ用ゲート駆動回路２０３ｂ、シアン用ゲート駆動回路２０３ｃ及び黒色用ゲート駆動回路２０３ｄによって、制御されている。そして、かかるゲート駆動動作の制御、並びにイエロー、マゼンタ、シアン及び黒色信号の画像信号の制御は、ＣＰＵ（図示せず）内の画像情報処理装置２０５によって、実行される。
【００２６】
本発明で用いたイエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄは、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄの回転移動に対する主走査方向における主走査距離Ｄの全域を覆って配置したワンチップ発光素子アレイが用いられている。これらの発光素子アレイ２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び２００ｄは、例えば、６００ｄｐｉ以上のような高解像度である１２００ｄｐｉ解像度、又は、それ以上の高解像度で配列した複数の発光素子が感光体の主走査距離Ｄの全域をカバーするワンチップに集積されている。
【００２７】
本発明の好ましい具体例では、上記イエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄで用いた上記ワンチップ発光素子アレイは、下述する単一基板から作成し、それぞれ４本に切断分離して得たものを使用する。
【００２８】
また、図中の矢印Ｃは、回転移動する感光体の副走査方向を示し、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄは、同一の直径（例えば、直径６０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ）のアルミニウム管が用いられ、また同一種の感光層（例えば、４本とも、同一の有機光電体層、または同一のａ−Ｓｉ感光層）が用いられ、従って、副走査方向Ｃの移動速度は、各々同一に設定した。
【００２９】
図３は、上記したイエロー用発光素子アレイ２００ａ、マゼンタ用発光素子アレイ２００ｂ、シアン用発光素子アレイ２００ｃ及び黒色用発光素子アレイ２００ｄで用いたワンチップ発光素子アレイ３０１を設けた単一基板となるガラス基板３０３から、それぞれ、切断分離線３０２に沿って、４本に切断分離する前の工程における、ガラス基板３０３上に設けたワンチップ発光素子アレイ基板３００の斜視図である。
【００３０】
本発明で用いるガラス基板３０３の大きさには、発光素子アレイをワンチップで形成できる大きさであれば、特に制限がない。
【００３１】
図４は、図３に図示するワンチップ発光素子アレイ３０１毎の等価回路を図示する。発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ２、ＯＥＬ３、ＯＥＬ４・・・は、電子写真複写機に搭載された時、感光ドラムの移動回転方向に対する主走査方向に沿って、一列に、複数配置され、アクティブマトリクス回路に接続される。このアクティブマトリクス回路では、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４・・・として、薄膜トランジスタを用いるのが適しており、奇数番目の発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ３、・・・ＬＥＬ（２Ｎ−１）として区分された発光素子群（第１の群）は、奇数番目のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、・・・ＳＷ（２Ｎ−１）の各ゲート端子にゲート線Ｇ１を通して共通に接続され、偶数番目の発光素子ＯＥＬ２、ＯＥＬ４、・・・ＬＥＬ（２Ｎ）として区分された発光素子群（第２の群）は、偶数番目のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、・・・ＳＷ（２Ｎ）の各ゲート端子にゲート線Ｇ２を通して共通に接続される。上記「Ｎ」は、１、２、３、４、５・・・の整数である。そして、このアクティブマトリクス回路において、隣り合う発光素子ＯＥＬ１−ＯＥＬ２、ＯＥＬ３−ＯＥＬ４、・・・ＯＥＬ（２Ｎ−１）−ＯＥＬ（２Ｎ）毎を隣り合うスイッチング素子ＳＷ１−ＳＷ２、ＳＷ３−ＳＷ４、・・・ＳＷ（２Ｎ−１）−ＳＷ（２Ｎ）毎のソース端子に、各ソース線Ｉ１、Ｉ２・・・を通して共通に接続する。また、発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ２、ＯＥＬ３、ＯＥＬ４・・・の対極は、コモン線Ｃ０に共通に接続され、それぞれの発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ２、ＯＥＬ３、ＯＥＬ４・・・のアノードまたはカソードとすることができる。
【００３２】
本発明の好ましい例では、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４・・・と発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ２、ＯＥＬ３、ＯＥＬ４・・・との間にサンプルホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３、ＳＨ４、・・・を接続する。このサンプルホールド回路ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３、ＳＨ４、・・・は、それぞれ電荷蓄積用キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・を備えており、これら電荷蓄積用キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・は、それぞれゲートを共通の接続線Ｓ０に接続したサンプルホールド用スイッチング素子に接続され、感光ドラムの回転移動に同期させて、所定の間隔時間でサンプルホールド用スイッチング素子のゲートがオンまたはオフする様に設定される。この際、電荷蓄積用キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・の対極は、アースまたは所定のＤＣバイアスＶＧに設定される。また、この所定のＤＣバイアスＶＧのバイアス量を外部温度、使用時間（寿命時間）等に応じて可変することができる。
【００３３】
図５は、図４に図示するアクティブマトリクス回路の駆動を図示している。ゲート線Ｇ１、Ｇ２へのゲートオンパルスと同期させて、ソース線Ｉ１、Ｉ２には、画像信号に応じた電圧信号のパルスが印加される。この電圧信号は、画像情報の階調情報に応じさせて、それぞれの波高値が設定されている。また好ましい別の例では、画像情報の階調情報に応じさせて、パルス幅またはパルス数を変化させることができる。接続線Ｓ０には、電荷蓄積用キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・に画像情報として蓄積保持された電荷を発光素子ＯＥＬ１、ＯＥＬ２、ＯＥＬ３、ＯＥＬ４・・・に対して放電するためにサンプルホールド用スイッチング素子のゲートをオンに設定するためのゲートオンパルスが印加される。このゲートオンパルスの印加時期は、電荷蓄積用キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４・・・に電荷が十分に充電されてから動作させる様に設定される。また、本発明で用いたアクティブマトリクス回路において、画像信号に対応した電圧信号として、図５に図示するＤＣパルスのほかに、交流パルスを用いることができる。
【００３４】
図６は、本発明の発光素子アレイの好ましい例の１つを図示する。この発光素子アレイは、第１発光素子アレイブロック、第２発光素子アレイブロック及び第３発光素子アレイブロックからなる３つのブロックに区分され、各ブロック毎を図４に図示する回路が組み込まれている。この際、図６の例では、時分割数３の時分割駆動用配線に設定され、各ブロック毎に、第１ゲート線ブロック（Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３）、第２ゲート線ブロック（Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ２３）及び第３ゲート線ブロック（Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３）が配線されている。第１発光素子アレイブロック、第２発光素子アレイブロック及び第３発光素子アレイブロックには、それぞれサンプルホールド回路に接続されている電荷蓄積用キャパシタに充電された電荷を放電させるゲートオンパルスを印加させる接続線Ｓ１、Ｓ２及びＳ３が配線されている。
【００３５】
図７は、図６の発光素子アレイの駆動例を図示している。第１ゲート線ブロック（Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３）、第２ゲート線ブロック（Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ２３）及び第３ゲート線ブロック（Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３）へのゲートオンパルスの印加開始によって、電荷蓄積用キャパシタへの充電が開始され、接続線Ｓ１、Ｓ２及びＳ３へのゲートオンパルスの印加開始によって、各電荷蓄積用キャパシタから各発光素子への放電が開始される。これによって、各ブロック毎で、発光素子からの発光を同時に動作させることができる。また、この際、同時発光は、各発光素子からの発光期間が互いに重複していれば良いが、全期間に亙って重複するのが良い。
【００３６】
図８は、図４に図示した回路で用いた素子構造の１ビットに関する断面図を示す。図中、８０１は、基板であり、ガラス、プラスチックなどの絶縁物が用いられる。基板上には、スイッチング素子部ＳＷ１、サンプルホールド回路部ＳＨ１及び発光素子部ＯＥＬ１が設けられている。スイッチング素子部ＳＷ１は、ゲート電極８０２、ゲート絶縁膜８０３、薄膜半導体層８０４及びソース電極８０５及びドレイン電極８０６によって構成した第１トランジスタ構造部を有している。サンプルホールド回路部ＳＨ１は、一対の電極８０７・８０８及び該一対の電極間に設けた絶縁膜８０９によって構成した電荷蓄積用キャパシタ部、並びにゲート電極８１０、ゲート絶縁膜８１１、薄膜半導体層８１２及びソース電極８１３及びドレイン電極８１４によって構成した第２トランジスタ構造部を有している。発光素子部ＯＥＬ１は、一対の電極８１５・８１６及び該一対の電極間に設けた発光層８１７によって構成した発光素子部である。
【００３７】
本発明で用いた第１及び第２トランジスタ部の薄膜半導体層８０４及び８１２としては、薄膜アモルファスシリコン、薄膜多結晶シリコンまたは薄膜単結晶シリコンを用いることができ、またゲート絶縁膜８０３及び８１１としては、薄膜窒化シリコンや薄膜酸化タンタルを用いることができる。また、発光素子部ＯＥＬ１で用いた一対の電極は、その一方をアノードとし、他方をカソードとし、発光照射方向に対応する電極としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、酸化錫などの透明導電膜を用い、他方の電極としては、アルミニウム、銀、亜鉛、金、クロムなどの反射性金属膜を用いるのが好ましい。
【００３８】
また、本発明では、発光層の劣化を防ぐために、該発光層を封止材によって覆うのが好ましい。かかる封止材としては、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁物質やエポキシなどの有機絶縁樹脂を用いることができる。
【００３９】
次に、本発明で好適に用いられる発光層８１７は、有機エレクトロ・ルミネセンス（ＯＥＬ）であるが、本発明では、無機ＥＬを用いることも出来る。
【００４０】
本発明で用いることが出来るＯＥＬの具体例を下記に記載する。
【００４１】
本発明で用いるＯＥＬでの材料としては、ＳｃｏｚｚａｆａｖａのＥＰＡ３４９，２６５（１９９０）；Ｔａｎｇのアメリカ特許第４，３５６，４２９号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等のアメリカ特許第４，５３９，５０７号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等のアメリカ特許第４，７２０，４３２；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第４，７６９，２９２号；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第４，８８５，２１１号；Ｐｅｒｒｙ等のアメリカ特許第４，９５０，９５０；Ｌｉｔｔｍａｎ等のアメリカ特許第５，０５９，８６１号；ＶａｎＳｌｙｋｅのアメリカ特許第５，０４７，６８７号；Ｓｃｏｚｚａｆａｖａ等のアメリカ特許第５，０７３，４４６号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等のアメリカ特許第５，０５９，８６２号；ＶａｎＳｌｙｋｅ等のアメリカ特許第５，０６１，６１７号；ＶａｎＳｌｙｋｅのアメリカ特許第５，１５１，６２９号；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第５，２９４，８６９号；Ｔａｎｇ等のアメリカ特許第５，２９４，８７０号）に開示のものを用いることができる。ＥＬ層は陽極と接触する有機ホール注入及び移動帯と、有機ホール注入及び移動帯と接合を形成する電子注入及び移動帯とからなる。ホール注入及び移動帯は単一の材料又は複数の材料から形成されえ、陽極及び、ホール注入層と電子注入及び移動帯の間に介装される連続的なホール移動層と接触するホール注入層からなる。同様に電子注入及び移動帯は単一材料又は複数の材料から形成されえ、陽極及び、電子注入層とホール注入及び移動帯の間に介装される連続的な電子移動層と接触する電子注入層からなる。ホールと電子の再結合とルミネセンスは電子注入及び移動帯とホール注入及び移動帯の接合に隣接する電子注入及び移動帯内で発生する。ＯＥＬ層を形成する化合物は典型的には蒸着により堆積されるが、他の従来技術によりまた堆積されうる。
【００４２】
好ましい実施例ではホール注入層からなる有機材料は以下のような一般的な式を有する：
【００４３】
【外１】
0003631074.tif 000002
ここで：ＱはＮ又はＣ−Ｒ
Ｍは金属、金属酸化物、又は金属ハロゲン化物
Ｔ１、Ｔ２は水素を表すか又はアルキル又はハロゲンのような置換器を含む不飽和六員環を共に満たす。好ましいアルキル部分は約１から６の炭素原子を含む一方でフェニルは好ましいアリル部分を構成する。
【００４４】
好ましい実施例ではホール移動層は芳香族第三アミンである。芳香族第三アミンの好ましいサブクラスは以下の式を有するテトラアリルジアミンを含む：
【００４５】
【外２】
0003631074.tif 000003
ここでＡｒｅはアリレン群であり、ｎは１から４の整数であり、Ａｒ、Ｒ７  、Ｒ８  、Ｒ９  はそれぞれ選択されたアリル群である。好ましい実施例ではルミネセンス、電子注入及び移動帯は金属オキシノイド（ｏｘｉｎｏｉｄ）化合物を含む。金属オキシノイド化合物の好ましい例は以下の一般的な式を有する：
【００４６】
【外３】
0003631074.tif 000004
ここでＲ２  −Ｒ７  は置き換え可能性を表す。他の好ましい実施例では金属オキシノイド化合物は以下の式を有する：
【００４７】
【外４】
0003631074.tif 000005
ここでＲ２−Ｒ７は上記で定義されたものであり、Ｌ１−Ｌ５は集中的に１２又はより少ない炭素原子を含み、それぞれ別々に１から１２の炭素原子の水素又は炭水化物群を表し、Ｌ１、Ｌ２は共に、又はＬ２、Ｌ３は共に連合されたベンゾ環を形成しうる。他の好ましい実施例では金属オキシノイド化合物は以下の式である。
【００４８】
【外５】
0003631074.tif 000006
ここでＲ２−Ｒ６は水素又は他の置き換え可能性を表す。上記例は単にエレクトロルミネセンス層内で用いられるある好ましい有機材料を表すのみである。それらは本発明の視野を制限することを意図するものではなく、これは一般に有機エレクトロルミネセンス層を指示するものである。上記例からわかるように有機ＥＬ材料は有機リガンドを有する配位化合物を含む。
【００４９】
本発明の発光素子で用いるセグメント電極４０３としては、アルミニウム、銀、亜鉛、金、クロムなどの反射性金属を用いることが出来、また対向電極４０２としては、インジウム・ティン・オキサイズ、酸化錫などの透明導電膜を用いることが出来る。
【００５０】
本発明で用いる封止材４０５としては、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁物質やエポキシなどの有機絶縁樹脂によって封止される。また、本発明で用いる保護層４０４としては、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無機絶縁物質やエポキシなどの有機絶縁樹脂による被膜材料を用いることが出来る。
【００５１】
本発明の画像形成装置では、感光体１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄの感光層として、ベンゾ・オキサゾール系感光体物質、ベンゾ・チアゾール系感光体物質、トリフェニルアミン系感光体物質などの有機光導電物質または、アモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）感光体物質、アモルファス・シリコン・ゲルマニウム合金（ａ−ＳｉＧｅ）感光体物質、アモルファス・シリコン・カーボン合金（ａ−ＳｉＣ）感光体物質などの無機光導電物質を用いることが出来る。
【００５２】
このようにして作成した素子上に窒化シリコンをスパッタ法にて１５０ｎｍ成膜して、封止のため保護層を形成した。なお、有機層成膜から保護層形成までは、同一真空系内での成膜を行なった。
【００５３】
有機ＬＥＤの陽極材料としては仕事関数が大きなものが望ましく、本実施例で用いたＩＴＯのほかにたとえば酸化錫、金、白金、パラジウム、セレン、イリジウム、ヨウ化銅などを用いることができる。
【００５４】
一方、陰極材料としては仕事関数が小さなものが望ましく、本実施例で用いたＭｇ／Ａｇのほかに、たとえばＭｇ、Ａｌ、Ｌｉ、Ｉｎあるいはこれらの合金等を用いることができる。
【００５５】
正孔輸送層に関しては、ＴＰＤのほかに下表に表される有機材料を用いることができる。
【００５６】
また、有機材料だけではなく、無機材料を用いてもよい。用いられる無機材料としては、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣなどがあげられる。
【００５７】
電子輸送層としては、Ａｌｑ３  のほかに下表６〜９に表される材料を用いることができる。
【００５８】
また、下表１０に示されているようなドーパント色素を電子輸送層、あるいは正孔輸送層にドーピングすることもできる。
【００５９】
有機ＬＥＤの材料は、使用する感光ドラムと感度のあったスペクトル発光をするものを選択することが望ましい。
【００６０】
【外６】
0003631074.tif 000007
【００６１】
【外７】
0003631074.tif 000008
【００６２】
【外８】
0003631074.tif 000009
【００６３】
【外９】
0003631074.tif 000010
【００６４】
【外１０】
0003631074.tif 000011
【００６５】
【外１１】
0003631074.tif 000012
【００６６】
【外１２】
0003631074.tif 000013
【００６７】
【外１３】
0003631074.tif 000014
【００６８】
【外１４】
0003631074.tif 000015
【００６９】
【外１５】
0003631074.tif 000016
【００７０】
図９は、本発明の別の好ましい態様の発光素子である。下方の基板８０１の上には、図８で用いたスイッチング素子部ＳＷ１とサンプルホールド回路部ＳＨ１と同様のものが設けられ、上方の基板９０１（ガラス等の絶縁性基板）の上に１ビットの発光部を形成するための一対の電極８１６、８１５ｂ及び該一対の電極間に設けた発光層８１７が配置されている。これら一対の基板８０１、９０１は、内側に向けて対向配置し、基板８０１上の電極８１５ａと基板９０１上の電極８１５ｂとが導電性接着剤（接着性電気接続体）９０２によって電気的に接続されている。
【００７１】
接着性電気接続体９０２は、エポキシ系又はフェノール系熱硬化接着剤中にカーボン粒子、銀粒子や銅粒子の様な導電性粒子が分散含有された導電性接着剤を用い、これをスクリーン印刷法、オフセット印刷法又はディスペンサー塗布法などの採用によって、上基板９０１または下基板８０１、あるいはその両方の所定位置に塗布し、乾燥させることによって得られる。
【００７２】
上述の導電性接着剤中には、界面接着力を増強するために、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤を含有させることができる。
【００７３】
接着性電気接続体９０２の他の例としては、ハンダなどが挙げられる。
【００７４】
上述の接着性電気接続体９０２の外周部には、接着性電気絶縁体９０３が設けられる。接着性電気絶縁体９０３は、エポキシ系又はフェノール系絶縁接着剤を上基板９０１または下基板８０１、あるいはその両方の所定位置に、オフセット印刷法、スクリーン印刷法又はディスペンサー塗布法などの方法によって、塗布し、乾燥させることによって得られる。この際、絶縁接着剤及び導電性接着剤の塗布に当って、上基板９０１または基板８０１の一方の基板に対して絶縁接着剤を設け、この絶縁接着剤を設けていない方の基板に対して導電性接着剤を設ける製造方法を用いるのが好適である。
【００７５】
また、本発明では、上述の接着性電気絶縁体９０３に代えて、接着力を持っていない絶縁体、例えば有機溶媒、特に高沸点有機溶媒やネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶の様な液晶などの液体絶縁体を用いることもできる。
【００７６】
また、上述の接着性電気絶縁体９０３または非接着性電気絶縁体には、遮光硬化を併せ持つ様に、着色顔料や塗料などの着色体を含有させることもできる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、前節の「発明の解決すべき課題」を解消したこと、具体的には、従来の繋ぎ型ＬＥＤに変えて本発明による新規なワンチップ発光素子アレイを用いたことによって、画像形成装置の発光素子アレイ部におけるコストを低減させ、主走査方向におけるカラー再現性を向上させることが出来、さらに、各感光体毎に配置した４本の単一チップ発光素子アレイが単一基板から取られたものであるため、各単一チップ発光素子アレイの発光特性がほぼ等しいので、各素子アレイ間での特性補償を省略することが出来たので、この分におけるコストを大幅に低減させた。
【００７８】
さらに、本発明によれば、発光素子の発光輝度を大幅に増強させ、これによって、電子写真複写機のプロセススピードを大幅に向上させ、同時に、プリンタヘッド内のドライバーＩＣ数及び配線数を大幅に低減でき、これによって、低コストのカラー電子写真複写機を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置で用いた露光部のブロック図である。
【図３】本発明で用いた単一基板上のワンチップ発光素子アレイの斜視図である。
【図４】本発明で用いた発光素子アレイの断面図である。
【図５】本発明で用いた発光素子アレイの駆動シーケンス図である。
【図６】本発明の別の発光素子アレイのブロック図である。
【図７】図６に図示する発光素子アレイの駆動シーケンス図である。
【図８】本発明で用いた発光素子の断面図である。
【図９】本発明で用いた別の発光素子部の断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  感光ドラム
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  現像器
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  コロナ帯電器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  接触帯電器
５  定着装置
６  カセット
７  分離除電器
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  露光手段
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  画像形成ユニット
３１  搬送ベルト
３５  駆動ローラ
３６  従動ローラ
３８  モータ
５１  定着ローラ
５２  加圧ローラ
２００ａ  イエロー用発光素子アレイ
２００ｂ  マゼンタ用発光素子アレイ
２００ｃ  シアン用発光素子アレイ
２００ｄ  黒色用発光素子アレイ
２０１ａ〜ｄ  引き出し配線部
２０２ａ  イエロー信号駆動部
２０２ｂ  マゼンタ信号駆動部
２０２ｃ  シアン信号駆動部
２０２ｄ  黒色信号駆動部
２０３ａ  イエロー用ゲート駆動回路
２０３ｂ  マゼンタ用ゲート駆動回路
２０３ｃ  シアン用ゲート駆動回路
２０３ｄ  黒色用ゲート駆動回路
２０４ａ  イエロー信号発生回路
２０４ｂ  マゼンタ信号発生回路
２０４ｃ  シアン信号発生回路
２０４ｄ  黒色信号発生回路
２０５  画像情報処理装置
３００  ワンチップ発光素子アレイ基板
３０１  ワンチップ発光素子アレイ
３０２  切断分離線
３０３  ガラス基板
８０１  基板
８０２、８１０  ゲート電極
８０３、８１１  ゲート絶縁膜
８０４、８１２  薄膜半導体
８０５、８１３  ソース電極
８０６、８１４  ドレイン電極
８０７、８０８  電荷蓄積用キャパシタの一対電極
８０９  絶縁膜
８１５、８１６  発光素子用一対電極
８１７  発光層
【図１】
0003631074.tif 000017
【図２】
0003631074.tif 000018
【図３】
0003631074.tif 000019
【図４】
0003631074.tif 000020
【図５】
0003631074.tif 000021
【図６】
0003631074.tif 000022
【図７】
0003631074.tif 000023
【図８】
0003631074.tif 000024
【図９】
0003631074.tif 000025