(57)【要約】    【課題】  簡単な構造で耐熱性の高い露光ヘッドを提供すること。    【解決手段】  画像形成装置において感光体に潜像を形成するために用いられる露光ヘッド(1)であって、長尺の基板(10)と、前記基板の一面側に当該基板の長手方向に沿って配列して設けられる複数の発光素子(12)を含んでなる発光素子アレイと、前記発光素子アレイの全体を覆うようにして前記基板の一面側に設けられる封止体(16)と、前記基板と前記封止体とにより画定される空間内において、前記複数の発光素子に近接し、かつ前記基板と前記封止体の少なくともいずれかに接するようにして設けられる熱伝導体(18)と、を備える露光ヘッドである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において感光体に潜像を形成するために用いられる露光ヘッドであって、
長尺の基板と、
前記基板の一面側に当該基板の長手方向に沿って配列して設けられる複数の発光素子を含んでなる発光素子アレイと、
前記発光素子アレイの全体を覆うようにして前記基板の一面側に設けられる封止体と、
前記基板と前記封止体とにより画定される空間内において、前記複数の発光素子に近接し、かつ前記基板と前記封止体の少なくともいずれかに接するようにして設けられる熱伝導体と、
を備える、露光ヘッド。
【請求項２】
前記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記熱伝導体は、良熱伝導性のプラスチックからなる、請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記熱伝導体は、前記基板の長手方向に沿って前記発光素子アレイの両側に延在する、請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記熱伝導体は、前記基板の長手方向において複数に分割して配置される、請求項４に記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記封止体は、金属又はセラミックスからなり、
前記熱伝導体は、少なくとも前記封止体と接するように設けられる、請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の露光ヘッドを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式のプリンタや複写機などにおける感光体に潜像を形成する露光ヘッドと当該露光ヘッドを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置の分野においては、感光体を露光するための光源として有機ＥＬ素子を用いた露光ヘッドが知られている。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子は熱に対する耐性が低いという性質がある。このため、有機ＥＬ素子の発光時における温度を低く抑えるための放熱対策が有機ＥＬ装置を長寿命化するための重要な課題となっている。特に、画像形成装置は、定着器や各種モータ等の部品から発生する熱によって内部が高温になりやすいため、有機ＥＬ素子を用いた露光ヘッドにはより一層の熱劣化対策が求められる。このような課題について、例えば、特開２００４−１９５９６３号公報（特許文献１）には、ペルチェ素子等からなる冷却手段を用いて有機ＥＬ素子を冷却することにより、有機ＥＬ素子の熱劣化を抑制する技術が開示されている。
【０００４】
しかし、ペルチェ素子等の部品を取り付ける場合には、露光ヘッドの構造が複雑化して小型化が難しくなるおそれがあり、昨今における画像形成装置の小型化の要望を考えると好ましくない。また、このような不都合は、他の発光素子を用いて露光ヘッドを構成する場合にも共通に生じ得る。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９５９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構造で耐熱性の高い露光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】
第１の態様の本発明は、画像形成装置において感光体に潜像を形成するために用いられる露光ヘッドであって、長尺の基板と、上記基板の一面側に当該基板の長手方向に沿って配列して設けられる複数の発光素子を含んでなる発光素子アレイと、上記発光素子アレイの全体を覆うようにして上記基板の一面側に設けられる封止体と、上記基板と上記封止体とにより画定される空間内において、上記複数の発光素子に近接し、かつ上記基板と上記封止体の少なくともいずれかに接するようにして設けられる熱伝導体と、を備える露光ヘッドである。ここで、「発光素子」とは電気的作用によって発光する素子一般をいい、例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、あるいは電界の印加により発生した電子を発光板に当て発光させる電子放出素子などをいう。
【０００８】
かかる構成によれば、発光素子に近接し、かつ基板又は封止体の少なくともいずれかに接するように設けられた熱伝導体を介して、発光素子からの発熱が基板あるいは封止体へ伝達される。したがって、発光素子から発生する熱を効率よく外部へ逃がすことが可能となり、耐熱性の高い露光ヘッドを得ることができる。なお、熱伝導体を基板と封止体の両方に接するように設けることにより、放熱効果は更に高まる。また、熱伝導体は、基本的に発光素子から発生した熱を第１の基板又は第２の基板へ伝える機能が果たせればよいので、それほど多くの量が必要とされない。したがって、外部にペルチェ素子等の冷却手段を設けて発光素子を冷却する場合に比べて、簡単な構造で露光ヘッドの耐熱性を向上させることができる。
【０００９】
好ましくは、上記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子である。
【００１０】
これにより、有機ＥＬ素子を用いた露光ヘッドの耐熱性を向上させることが可能となる。
【００１１】
上述した熱伝導体は、良熱伝導性のプラスチックを用いて形成することが好ましい。ここで本明細書において「良熱伝導性のプラスチック」とは、一般的なプラスチックの熱伝導率（０．１〜０．３Ｗ／ｍｋ程度）の数倍から数百倍程度の熱伝導率を有するプラスチックをいう。このような良熱伝導性のプラスチックとしては、ナノ構造制御型エポキシ樹脂と呼ばれるプラスチック（熱伝導率：０．９６Ｗ／ｍｋ程度）や、特殊な分子構造を有する熱可塑性プラスチック（熱伝導率：２５Ｗ／ｍｋ程度）などが知られている。なお、金属、半導体、セラミックス等、プラスチック以外の材料を用いて熱伝導体を形成してもよい。
【００１２】
これにより、軽量、薄型、安価な熱伝導体を容易に得ることができる。また、スクリーン印刷法などの手法によって容易に熱伝導体を形成することができる。
【００１３】
また、上記熱伝導体は、上記基板の長手方向に沿った上記発光素子アレイの両側に延在することが好ましい。
【００１４】
発光素子アレイの両側に線状に熱伝導体を形成すればよいため、熱伝導体の形成がより容易になる。
【００１５】
また、上記熱伝導体は、上記基板の長手方向において複数に分割して配置されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、基板あるいは封止体と熱伝導体との間の熱膨張率の差に起因する応力の影響をより確実に回避可能な放熱構造を実現することができる。
【００１７】
また、上記封止体は金属又はセラミックスからなり、上記熱伝導体は少なくとも上記封止体と接するように設けられることが好ましい。なお、熱伝導体は基板側とも接するように設けられると更に好ましい。
【００１８】
金属やセラミックスは比較的に熱伝導率が高いので、これらの材料からなる封止体を用いて当該封止体と熱伝導体とを接するようにすることで、発光素子から発生した熱をより高効率に外部へ逃がすことが可能となる。
【００１９】
第２の態様の本発明は、第１の態様の本発明にかかる露光ヘッドを備える画像形成装置（プリンタ、複写機等）である。
【００２０】
これにより、耐熱性の高い露光ヘッドを備える画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の態様について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明が適用された一実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明する模式平面図である。図２は、図１に示すII−II線方向における露光ヘッドの模式断面図である。図３は、図１に示すIII−III線方向における露光ヘッドの模式断面図である。図１〜図３に示す本実施形態の露光ヘッド１は、画像形成装置において感光体に潜像を形成するために用いられる露光ヘッドであり、基板１０、複数の発光素子１２を含んでなる発光素子アレイ１４、封止体１６、熱伝導体１８、吸着材２０、を含んで構成されている。本実施形態の露光ヘッド１は、発光素子１２から放出される光が基板１０を介して外部へ取り出される。
【００２３】
基板１０は、画像形成装置の主走査方向に沿って長尺に形成されており、発光素子アレイ１４などの構成要素を支持する。この基板１０としては、ガラス、プラスチック等の透光性材料からなるものが用いられる。
【００２４】
発光素子アレイ１４は、基板１０の一面側に当該基板１０の長手方向に沿って配列して設けられる複数の発光素子１２を含んで構成されている。本実施形態では、発光素子１２として有機ＥＬ素子が採用されている。
【００２５】
各発光素子１２は、陽極２２及び陰極２６とこれらの相互間に介在する発光層２４を含んで構成されている。陽極２２及び陰極２６を介して発光層２４に電流を供給することにより発光層２４から光が放出され、当該発光が陽極２２及び基板１０を介して外部に取り出される。陽極２２は、ＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透光性の導電材料を用いて形成されている。発光層２４は、例えばポリジアルキルフルオレン誘導体を用いて形成される。陰極２６は、アルミニウム等の導電材料を用いて形成されている。
【００２６】
なお、発光層２４と各電極（陰極、陽極）との間に、正孔輸送層や電子輸送層が介在していてもよい。正孔輸送層は、例えばポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を用いて形成される。電子輸送層は、例えばカルシウム、リチウム、これらの酸化物、フッ化物などの膜を用いて形成される。
【００２７】
封止体１６は、断面コ字状の形状を有しており（図２参照）、発光素子アレイ１４の全体を覆うようにして基板１０の一面側に設けられている。封止体１６と基板１０との界面には接着材などが適宜設けられ、基板１０と封止体１６によって発光素子アレイ１４が密閉される。この封止体１６としては、例えば、中央を掘り込んだガラス基板が用いられる。またこれと同様の構造を有し、金属又はセラミックスからなる基板を封止体１６として用いることも好ましい。これにより、封止体１６の熱伝導性をより高めることが可能となる。具体的には、封止体１６を構成する金属材料としては、鉄（熱伝導率：３５Ｗ／ｍ・Ｋ程度）、アルミニウム（熱伝導率：２１１Ｗ／ｍ・Ｋ程度）、銅（熱伝導率：３３０Ｗ／ｍ・Ｋ程度）、などが挙げられる。また、封止体１６を構成するセラミックス材料としては、９２％アルミナ（熱伝導率：１６．７Ｗ／ｍ・Ｋ程度）などが挙げられる。また、封止体１６を構成するガラス材料としては、石英ガラス（熱伝導率：１９．１４Ｗ／ｍ・Ｋ程度）、ソーダ石灰ガラス（熱伝導率：１．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度）、などが挙げられる。
【００２８】
熱伝導体１８は、基板１０と封止体１６とにより画定される空間内において、複数の発光素子１２に近接し、かつ基板１０と封止体１６のいずれにも接するようにして設けられている。本実施形態では、この熱伝導体１８は、基板１０の長手方向に沿って発光素子アレイ１４の両側に延在するように配置され（図２参照）、かつ基板１０の長手方向において複数に分割して配置されている（図３参照）。この熱伝導体１８は、発光素子１２から発生する熱を吸収して基板１０又は封止体１６の少なくとも一方へ伝達する機能を担うものであり、良熱伝導性のプラスチックを用いて形成されている。ここで「良熱伝導性のプラスチック」とは、一般的なプラスチックの熱伝導率（０．１〜０．３Ｗ／ｍｋ程度）の数倍から数百倍程度の熱伝導率を有するプラスチックをいう。このような良熱伝導性のプラスチックとしては、ナノ構造制御型エポキシ樹脂と呼ばれるプラスチック（熱伝導率：０．９６Ｗ／ｍｋ程度）や、特殊な分子構造を有する熱可塑性プラスチック（２５Ｗ／ｍｋ程度）などが知られている。このような熱伝導体１８は、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法などの手法によって形成することができる。
【００２９】
なお、熱伝導体１８は、基板１０又は封止体１６のいずれかに接するようにして設けられていてもよい。特に、封止体１６が金属やセラミックスなどの比較的に熱伝導率の高い材料からなる場合には、熱伝導体１８は、少なくとも封止体１６と接するように設けられることが好ましい。これにより、放熱効果を高めることができる。
【００３０】
吸着材２０は、基板１０と封止体１６とにより画定される空間内において、発光素子アレイ１４に近接させて設けられている。吸着材２０を設ける位置は原理的には上記の空間内であればどこでもよく、本例では、発光素子アレイ１４と対向して配置されるようにして封止体１６の内側表面に設けられている。この吸着材２０は、酸素や水蒸気などの気体状の異物を吸着する性質を有するものである。吸着材２０としては、例えば、アスコルビン酸やＦｅ、Ｔｉ、またはこれら低原子価金属イオンを含む塩または酸化物からなる酸素吸収剤や、シリカゲル、ケイ藻土、活性アルミナ等の吸湿剤を樹脂に混入させたものを用いることができる。このような吸着材２０は、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法などの手法によって形成することができる
【００３１】
図４は、露光ヘッドの他の構成例を説明する模式断面図であり、上述した図３と同方向の断面を示すものである。図４に示す構成例の露光ヘッド１ａは、基本的に上述した実施形態の露光ヘッド１と同様の構成を備えており、吸着剤２０が封止体１６の内側表面ではなく発光素子アレイ１４の上側に直接的に設けられている点が異なっている。また、吸着材２０と発光素子アレイ１４との相互間には、酸化シリコン膜等からなるパッシベーション膜２８が設けられている。このような構成の露光ヘッド１ａに対しても本発明を適用可能である。
【００３２】
このように本実施形態によれば、各発光素子１２に近接し、かつ基板１０及び封止体１６の双方に接するように設けられた熱伝導体１８を介して、発光素子１２からの発熱が基板１０及び封止体１６へ伝達される。したがって、発光素子１２から発生する熱を効率よく外部へ逃がすことが可能となり、耐熱性の高い露光ヘッドを得ることができる。
【００３３】
また、熱伝導体１８は、基本的に発光素子１２から発生した熱を基板１０及び封止体１６へ伝える機能が果たせればよいので、それほど多くの量が必要とされない。したがって、外部にペルチェ素子等の冷却手段を設けて発光素子を冷却する場合に比べて、簡単な構造で耐熱性の高い露光ヘッドを得ることができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、従来のようにペルチェ素子等の比較的に高価な部品を用いる必要がないため、放熱機能を備えた露光ヘッドを低コストに実現することが可能となる。
【００３５】
図５は、上述した実施形態にかかる露光ヘッドを含んで構成される画像形成装置の光学エンジン部分を示す概略構成図である。図５に示す画像形成装置は、画像データ出力装置６０１、露光ヘッド６０２、集束性ロッドレンズ６０３、感光体ドラム６０４、帯電器６０５、現像器６０６、転写器６０７を含んで構成されている。この画像形成装置６００における印刷は以下のように行われる。まず、感光体ドラム６０４（あるいはベルト）上に形成された感光体の表面を帯電器６０５によって一様に帯電させる。そして、露光ヘッド６０２を用いて、帯電させた感光体ドラム６０４上に画像データ出力装置６０１から出力される画像データの内容に応じた光を照射する。これにより、光の照射された部分が除電され、感光体ドラム６０４上に静電荷による潜像が書き込まれる。次に、感光体ドラム６０４上に静電荷を帯びたトナー（着色微粒子）を現像器６０６によって散布することにより、静電荷による潜像をトナーによる画像として顕在化させる。次に、この感光体ドラム６０４上に用紙６０８を押し当てて、例えば電界を印加してトナーを用紙６０８に転写する。次に、転写器６０７によって、例えば熱を与える等の手段によってトナーを用紙６０８に融着させる。転写後の感光体ドラム６０４の表面から、例えば交流電界や全面光照射を加えることによって電荷を消去する。その後、転写後に残ったトナーを取り除く。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。
【００３７】
例えば、上述した説明では発光素子の一例として有機ＥＬ素子を採り上げて説明していたが、これ以外にも種々の発光素子（例えば、無機ＥＬ素子や電子放出素子など）を採用することが可能である。
【００３８】
また、発光素子ごとに各々の周辺を囲むようにして熱伝導体を形成したり、いくつかの発光素子を含むブロック単位で当該ブロックの周辺を囲むように熱伝導体を形成してもよい。各発光素子の相互間距離が比較的に大きい場合や、熱伝導体の成形精度を確保できる場合等においては、これらの配置方法を採用することにより、放熱効果をより高めることが可能となる。
【００３９】
また、上述した実施形態では、良熱伝導性のプラスチックを用いて熱伝導体１８を形成していたが、これと同様の高い熱伝導率を有する他の材料（例えば、金属等の粒子を含有させた導電性ペースト等）を用いて熱伝導体１８を形成してもよい。
【００４０】
また、上述した実施形態では、図２に示すように断面コ字状の封止体１６を用いて発光素子アレイ１４の全体を覆う構成を採用しているが、封止体１６の構造はこれに限定されるものではない。例えば、平板状の封止基板を基板１０と対向配置させ、当該封止基板と基板１０との相互間であって発光素子アレイ１４の周囲に封止用樹脂を設けることによって封止体を実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】一実施形態の露光ヘッドの概略構成を説明する模式平面図である。
【図２】図１に示すII−II線方向における露光ヘッドの模式断面図である。
【図３】図１に示すIII−III線方向における露光ヘッドの模式断面図である。
【図４】露光ヘッドの他の構成例を説明する模式断面図である。
【図５】画像形成装置の光学エンジン部分を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ…露光ヘッド、１０…基板、１２…発光素子、１４…発光素子アレイ、１６…封止体、１８…熱伝導体、２０…吸着剤、２２…陽極、２４…発光層、２６…陰極、２８…パッシベーション膜、６０１…画像データ出力装置、６０２…露光ヘッド、６０３…集束性ロッドレンズ、６０４…感光体ドラム、６０５…帯電器、６０６…現像器、６０７…転写器
【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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