(57)【要約】【課題】高速、低消費電力を実現するための光プリンタヘッドおよび画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光プリンタヘッドおよび画像形成装置は、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる複数の発光素子をライン状に配列した露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記感光体表面で反射された信号光を、再度感光体上に照射する光再利用手段を持つことを特徴とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる複数の発光素子をライン状に配列した露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記感光体表面で反射された信号光を、再度感光体上に照射する光再利用手段を持つことを特徴とする光プリンタヘッド。
【請求項２】
前記露光素子から放出された信号光は前記光の再利用手段を介して前記感光体上に照射される光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は半反射面であることを特徴とする請求項１記載の光プリンタヘッド。
【請求項３】
前記露光素子から放出された信号光は前記光の再利用手段を介すことなく前記感光体上に照射される光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は前記感光体から反射された信号光の進行方向に配置されることを特徴とする請求項１記載の光プリンタヘッド。
【請求項４】
前記光の再利用手段は、前記露光素子内部に配置された反射面であることを特徴とする請求項１記載の光プリンタヘッド。
【請求項５】
前記露光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載の光プリンタヘッド。
【請求項６】
前記光の再利用手段は金属反射面であることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載の光プリンタヘッド。
【請求項７】
前記光の再利用手段は前記露光素子と前記感光体とを結ぶ光軸上に配置されることを特徴とする請求項１〜６いずれか１記載の光プリンタヘッド。
【請求項８】
前記光の再利用手段は、感光体の特定の位置に焦点を結ぶことを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載の光プリンタヘッド。
【請求項９】
少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記露光素子は異なる２つの反射面を有し、２つの反射面は感光体の特定の点を介した同一線上の光軸を形成することを特徴とする光プリンタヘッド。
【請求項１０】
前記露光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項９記載の光プリンタヘッド。
【請求項１１】
前記露光素子は、少なくとも反射面を含んだ同時に発光させることのできる異なる２つの素子からなることを特徴とする請求項９〜１０いずれか１記載の光プリンタヘッド。
【請求項１２】
少なくとも、任意の像を形成する感光体と、放電手段により感光体表面に一様な電位を形成する帯電手段と、画像信号に対応した信号光を照射することにより潜像を形成する露光手段と、潜像の形成された面にトナーを付着させるトナー付着手段と、トナーを転写材上に転写するトナー転写手段と、各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置あって、前記露光手段が請求項１〜１１いずれか１記載の光プリンタヘッドから構成された事を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式の装置に用いる画像形成装置に係り、特に露光に関する光プリンタヘッドおよび感光に関する感光体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、感光体上に潜像を書き込むための露光方式として、光源に半導体レーザを用いたレーザービーム方式、無機ＬＥＤを線状に複数配列したＬＥＤアレイを用いたＬＥＤアレイ方式などが中心となっている。
【０００３】
レーザービーム方式プリンタの場合、感光体上に任意の潜像を形成するためには、ポリゴンミラーやミラー・レンズ等の光学系を配置する必要があり、プリンタ装置の小型化は困難である。またレーザー走査による潜像形成のためにはポリゴンミラー等の機械的駆動部が必要であるため高速・高解像度の潜像実現には多くの課題がある。またレーザーは電力消費が大きいため、低消費電力プリンタを実現するためには工夫が必要である。
【０００４】
これに対しＬＥＤアレイ方式プリンタは、機械的駆動部がない固体走査型のプリンタヘッドとして提案されており、複数の露光素子からなるアレイ光源を用いるため、光学系を配置する空間を小さくすることができ、プリンタ装置の小型化を実現することができる。また、複数の同時に発光することのできる露光素子からなるため、短時間で画像信号の書き込みを完了することができ、高速な潜像形成が容易である。更に、機械的駆動部がないため、走査等による機械駆動ばらつきによる画質低下を抑制することができる。
【０００５】
しかしＬＥＤアレイ方式に用いるＬＥＤアレイについて、１本のプリンタヘッドに対応する大型のＬＥＤアレイを、１枚の半導体ウェハ内に形成することは困難である。このため、１本のプリンタヘッドを実現するためには複数の小さなＬＥＤチップを配列する必要があり、これにより、チップを配列する時の間隔ずれや位置ずれといったチップ配列に関する問題、あるいは、チップ間の特性ばらつきに起因した隣接画素間の光量ばらつき等の問題が生じる。また、ＬＥＤアレイ自体を安価に製造することはできるが、前記の問題を回避するためにはチップの選択、配列が必要であるため、結局ＬＥＤアレイヘッドとしては高価になるという課題もある。また、ＬＥＤアレイから放射される光は拡散光であるため、良好な画像を得るためには、放射される光の一部のみを利用して潜像を形成しなければならない。そのため、潜像を形成するには必要以上に発光させる必要があるため、低消費電力な光プリンタヘッドの実現には工夫が必要である。
【０００６】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子とは、有機材料からなる固体蛍光性物質を発光層として用いて、電界発光を利用したエレクトロルミネッセンスデバイスである。この有機エレクトロルミネッセンス素子の研究は古くから行われてきたが、１９８７年にコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層の２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、低電圧駆動で高輝度な発光が得られて以降、有機エレクトロルミネッセンス素子が俄然注目され始め、現在も同様な機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子についての研究が盛んに行われている。
【０００７】
ここで、従来の一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構成について図２を用いて説明する。
【０００８】
図２は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図である。
【０００９】
図２において、１は基板、２は陽極、３は正孔輸送層、４は発光層、６は陰極である。
【００１０】
図２に示すように有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラスからなる基板上にスパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極２と、陽極２上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１、１’−ジフェニル−４、４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと略称する。）等からなる正孔輸送層３と、正孔輸送層３上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ３と略称する。）等からなる発光層４と、発光層４上に抵抗加熱蒸着法等により形成されたＡｌ等からなる金属膜からなる陰極６とを備えている。
【００１１】
上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２をプラス極として、また陰極６をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極２から正孔輸送層３を介して発光層４に正孔が注入され、陰極６から発光層４に電子が注入される。発光層４では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こり、陽極２と陰極６に挟まれた領域における発光が得られる。発光層に発生した光は、正孔輸送層２および基板１を介して、空気中へと取り出される。
【００１２】
また、図３に別の従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図を示す。
【００１３】
図３において、５は電子輸送層であり、正孔輸送層／発光層／電子輸送層からなるダブルヘテロ型の素子を構成している。図３に示すように、陽極２を反射電極、陰極６を透明電極として形成し、上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２をプラス極として、また陰極６をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極２と陰極６に挟まれた領域における発光が得られ、発光層に発生した光は、電子輸送層５、陰極６を介して空気中へと取り出される。
【００１４】
現在、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイ開発が盛んに行われており、カーオーディオや携帯電話のディスプレイとしていくつかの製品が商品化されている。この自発光型デバイスである有機エレクトロルミネッセンス素子を光源として用いることもでき、これを光源とした光プリンタヘッドを構成することも可能である。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子は、素子部が薄膜で形成されており、素子部の厚さが１マイクロメートル以下と非常に薄いため、小型の光プリンタヘッドを実現する露光素子として重要である。しかしながら有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた光プリンタは実現されておらず、光を有効に利用し、低消費電力な光プリンタヘッドの実現はなされていない。
【００１５】
【特許文献１】
米国特許第５９１７２８０号明細書
【特許文献２】
米国特許第５９３２８９５号明細書
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題を解決し、低消費電力でありながら高速印刷を実現するための光プリンタヘッドを提供することを目的とする。
【００１７】
露光素子の光源から放射された光は、光学系などを経由して感光体上へ照射される。これにより感光体へ照射された光は、光導電層により吸収され表面電位の変化を生じ、潜像を形成する。しかし、感光体上へ照射された光は、すべての光が光導電層に吸収されて潜像形成に利用されている訳ではなく、その一部は反射光として感光体表面で反射されており、露光素子から放出された光は効率よく利用されてはいない。更に、この感光体表面からの反射光は迷光の原因となり、プリンタを構成する任意の部材により再反射され、再度感光体上の所定の点以外の場所に照射された場合、潜像を乱すなどの弊害を発生する。
【００１８】
このような迷光を防ぐために、プリンタの露光部分は光を吸収する部材で形成するなどしており、感光体表面で反射された光を吸収し、迷光による潜像の乱れを抑制している。このような施策により迷光による潜像の乱れを抑制することはできるが、露光素子からの光が潜像を形成する効率は非常に悪い。
【００１９】
したがって、この迷光となる光を再度有効光として利用することで、光源における光量を増やすことなく感光体上の光量を増加させることができ、低消費電力で高速な印刷を実現することができる。
【００２０】
更に、従来のＬＥＤアレイを用いた光プリントヘッドの場合、光の伝送効率が悪い場合、光源であるＬＥＤを余計に発光させることにより任意の潜像を形成することが可能であった。しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子を露光素子として用いた光プリントヘッドの場合、有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命が問題となるため、光源を必要以上に発光させることは困難である。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子を光プリンタヘッドの光源として用いる場合、このような露光素子からの放射される光を有効に利用する施策は非常に重要である。
【００２１】
なお、有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構造については、米国特許第５９１７２８０号や米国特許第５９３２８９５号などで開示されているものがある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光プリンタヘッドは、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記感光体表面で反射された信号光を、再度感光体上に照射する光再利用手段を持つことを特徴とする光プリンタヘッドである。
【００２３】
この構成により、低消費電力で高速な画像形成装置を実現するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる複数の発光素子をライン状に配列した露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記感光体表面で反射された信号光を、再度感光体上に照射する光再利用手段を持つことを特徴とする光プリンタヘッドであって、感光体表面で反射された光を再利用して効率よく感光体上の潜像を形成することができる。これにより、露光素子から放射された光を、効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子から放出された信号光は前記光の再利用手段を介して前記感光体上に照射される光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は半反射面であることを特徴とする光プリンタヘッドであって、露光素子と感光体の間に形成された簡単な構成により、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子から放出された信号光は前記光の再利用手段を介すことなく前記感光体上に照射される光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は前記感光体から反射された信号光の進行方向に配置されることを特徴とする光プリンタヘッドであって、露光素子と感光体の外部に形成された簡単な構成により、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子内部に配置された反射面であることを特徴とする光プリンタヘッドであって、露光素子内部に形成された簡単な構成により、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、他の部材を用いることなく安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする光プリンタヘッドであって、簡単な工程で形成することのでき、薄膜からなり用意に小型化することのできる有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、高速・低消費電力・小型・低価格な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１記載の光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は金属反射面であることを特徴とする光プリンタヘッドであって、簡単な構成により露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６いずれか１記載の光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は前記露光素子と前記感光体とを結ぶ光軸上に配置されることを特徴とする光プリンタヘッドであって、他の部材を用いることなく簡単な構成により、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７いずれか１記載の光プリンタヘッドであって、前記光の再利用手段は、感光体の特定の位置に焦点を結ぶことを特徴とする光プリンタヘッドであって、簡単な構成により露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができる。さらに、感光体から光の再利用手段までの間の光の広がりを抑制することができるため、安価に高速・低消費電力・高解像度な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明は、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記露光素子は異なる２つの反射面を有し、２つの反射面は感光体の特定の点を介した同一線上の光軸を形成することを特徴とする光プリンタヘッドであって、感光体上の特定の点と、２つの反射面との位置関係を用意に固定することができ、露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができる。さらに２つの反射面の位置関係を用意に保持することができるため、複雑な光軸を考慮せずに露光素子と光の再利用手段を配置することができる。これにより、狭い範囲に露光素子を配置することができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができ、特に光プリンタヘッドを感光体内部に配置するときは、感光体を小さくすることができ、プリンタシステム全体を小さくすることができる。
【００３３】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子は、少なくとも正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする光プリンタヘッドであって、簡単な構成により露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができ、露光素子と光の再利用手段を狭い範囲に配置することができ、容易に発光面積を増やすことができるため、安価に高速・低消費電力な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項９〜１０いずれか１記載の光プリンタヘッドであって、前記露光素子は、少なくとも反射面を含んだ同時に発光させることのできる異なる２つの素子からなることを特徴とする光プリンタヘッドであって、簡単な構成により露光素子から放射された光を効率良く利用して感光体上の潜像を形成することができ、露光素子と光の再利用手段を自由に配置することができる。このため安価に高速・低消費電力・小型な光プリンタヘッドを実現することができる。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、少なくとも、任意の像を形成する感光体と、放電手段により感光体表面に一様な電位を形成する帯電手段と、画像信号に対応した信号光を照射することにより潜像を形成する露光手段と、潜像の形成された面にトナーを付着させるトナー付着手段と、トナーを転写材上に転写するトナー転写手段と、各部を制御する制御手段とを備えた画像形成装置あって、前記露光手段が請求項１〜１１いずれか１記載の光プリンタヘッドから構成された事を特徴とする画像形成装置であって、高速・低消費電力・高解像度・小型・低価格な光プリンタヘッドを用いることにより高速・低消費電力・高解像度・小型・低価格な画像形成装置を実現することができる。
【００３６】
以下、本発明の光プリンタヘッドについて、詳細に説明する。
【００３７】
まず、露光素子について説明する。本発明の露光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子を光源として用いている。有機エレクトロルミネッセンス素子の基板は、透明あるいは不透明、いずれの基板も用いることができ、基板側から光を取り出す場合は透明基板、そうでない場合は、いずれの基板を適宜選択して用いることができ、有機エレクトロルミネッセンス素子を保持できる強度があればよい。また、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板をドライバーＩＣの支持体として共用することもできる。
【００３８】
なお、本発明において、透明または半透明なる定義は、有機エレクトロルミネッセンス素子による発光の視認を妨げない程度の透明性を示すものである。
【００３９】
基板は、例えば、透明または半透明のソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の、無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス、等の無機ガラス、あるいは、透明または半透明のポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルム等、あるいは、透明または半透明のＡｓ２Ｓ３、Ａｓ４０Ｓ１０、Ｓ４０Ｇｅ１０等のカルコゲノイドガラス、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２等の金属酸化物および窒化物等の材料、あるいは、不透明のシリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体材料、あるいは、顔料等を含んだ前記透明基板材料、表面に絶縁処理を施した金属材料、等から適宜選択して用いることができ、複数の基板材料を積層した積層基板を用いることもできる。また、この基板表面、あるいは、基板内部には、有機エレクトロルミネッセンス素子を駆動するための抵抗・コンダクタ・インダクタ・ダイオード・トランジスタ等からなる回路を形成していても良い。
【００４０】
陽極とは、正孔を注入する電極であり、正孔を効率良く発光層或いは正孔輸送層に注入することが必要である。
【００４１】
陽極としては、透明電極を用いることができる。透明電極の材料としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の金属酸化物、あるいは、ＳｎＯ：Ｓｂ（アンチモン）、ＺｎＯ：Ａｌ（アルミニウム）といった混合物からなる透明導電膜や、あるいは、透明度を損なわない程度の厚さのＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）といった金属薄膜や、これら金属の混合薄膜、積層薄膜といった金属薄膜や、あるいは、ポリピロール等の導電性高分子等を用いることができる。また、複数の前述透明電極材料を積層することで透明電極とすることもでき、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法または電界重合法等の各種の重合法等により形成する。また、透明電極は、十分な導電性を持たせるため、または、基板表面の凹凸による不均一発光を防ぐために、１ｎｍ以上の厚さにすることが望ましい。また、十分な透明性を持たせるために５００ｎｍ以下の厚さにすることが望ましい。
【００４２】
更に、陽極としては、前記透明電極以外にも、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｓｎ（錫）、Ｗ（タングステン）、Ａｕ（金）等の仕事関数の大きな金属、あるいはその合金、酸化物等を用いることができ、これら陽極材料を用いた複数の材料による積層構造も用いることができる。ただし、陽極として透明電極を用いない場合、光の角度変換手段の効果を最大限に利用するためには、陽極は光を反射する材料で形成することが好ましい。なお、陽極として透明電極を用いない場合には、陰極が透明電極であればよい。
【００４３】
また、陽極に非晶質炭素膜を設けてもよい。この場合には、共に正孔注入電極としての機能を有する。即ち、陽極から非晶質炭素膜を介して発光層或いは正孔輸送層に正孔が注入される。また、非晶質炭素膜は、陽極と発光層或いは正孔輸送層との間にスパッタ法により形成されてなる。スパッタリングによるカーボンターゲットとしては、等方性グラファイト、異方性グラファイト、ガラス状カーボン等があり、特に限定するものではないが、純度の高い等方性グラファイトが適している。非晶質炭素膜が優れている点を具体的に示すと、理研計器製の表面分析装置ＡＣ−１を使って、非晶質炭素膜の仕事関数を測定すると、非晶質炭素膜の仕事関数は、Ｗｃ＝５．４０ｅＶである。ここで、一般に陽極としてよく用いられているＩＴＯの仕事関数は、ＷＩＴＯ＝５．０５ｅＶであるので、非晶質炭素膜を用いた方が発光層或いは正孔輸送層に効率よく正孔を注入できる。また、非晶質炭素膜をスパッタリング法にて形成する際、非晶質炭素膜の電気抵抗値を制御するために、窒素あるいは水素とアルゴンの混合ガス雰囲気下で反応性スパッタリングする。さらに、スパッタリング法などによる薄膜形成技術では、膜厚を５ｎｍ以下にすると膜が島状構造となり均質な膜が得られない。そのため、非晶質炭素膜の膜厚が５ｎｍ以下では、効率のよい発光が得られず、非晶質炭素膜の効果が期待できない。また、非晶質炭素膜の膜厚を２００ｎｍ以上とすると、膜の色が黒味を帯び、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光が十分に透過しなくなる。
【００４４】
ここで、発光層としては、可視領域で蛍光特性を有し、かつ成膜性のよい蛍光体からなるものが好ましく、Ａｌｑ３やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ２）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。あるいは、ファク−トリス（２−フェニルピ��ジン）イリジウム等の燐光発光材料や、あるいは、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）、ポリフルオレン等のポリマー発光材料等を用いてもよい。
【００４５】
また、発光層のみの単層構造の他に、正孔輸送層と発光層又は発光層と電子輸送層の２層構造や、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。但し、このような２層構造又は３層構造の場合には、正孔輸送層と陽極が、又は電子輸送層と陰極が接するように積層して形成される。あるいは、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロック層を設けた構造や、発光層と電子輸送層との間に正孔ブロック層を設けた構造、あるいは、陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を設けた構造や電子注入層と陰極の間に電子注入層を設けた構造など、機能分離した層を適宜選択し積層あるいは混合層とした複数層構造であってもよい。
【００４６】
そして、正孔輸送層としては、正孔移動度が高く、透明で成膜性の良いものが好ましい。ＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２−２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｍ−トリル−４，Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−４，４’−ジアミン、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ３−メチルチオフェン等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。また、これらの正孔輸送材料は正孔注入材料、あるいは、電子ブロック材料として用いることもできる。
【００４７】
また、電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、あるいはＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）、ＢＡｌｑ、ＢＣＰ（バソフプロイン）等が用いられる。また、これらの電子輸送材料は電子注入材料、あるいは、正孔ブロック材料として用いることもできる。
【００４８】
ここで、陰極としては、電子を注入する電極であり、電子を効率良く発光層或いは電子輸送層に注入することが必要であり、仕事関数の小さいＡｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｇ（銀）、Ｃａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）等の金属、あるいは、これらの金属の酸化物やフッ化物およびその合金、積層体等が一般に用いられる。一度光／空気界面へと到達して、フレネル反射等により空気中へ取出されなかった光は、再び素子内部へと伝播し陰極へと到達する。或いは、発光層において、光は等方的に放射されるため、発光層で放射される光のうち半分は、光取り出し面に到達する前に陰極へと到達する。このとき、陰極が光を反射する材料で形成されていた場合、この陰極へ到達した光は反射され、再び、光取出し面方向へと伝播することができ、有効な光として利用される可能性がある。この効果を有効にするためには、陰極は光を反射する材料で形成することが好ましく、更に、光の反射率が５０％以上であることが好ましい。なお、以上のことは、陰極を透明電極として用いた場合には、陽極に適用される。
【００４９】
また、陰極としては、発光層或いは電子輸送層と接する界面に、仕事関数の小さい金属を用いた光透過性の高い超薄膜を形成し、その上部に透明電極を積層することで、透明陰極を形成することもできる。特に仕事関数の小さなＭｇ、Ｍｇ−Ａｇ合金、特開平５−１２１１７２号公報記載のＡｌ−Ｌｉ合金やＳｒ−Ｍｇ合金あるいはＡｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等あるいはＬｉＯ２／ＡｌやＬｉＦ／Ａｌ等の積層構造は陰極材料として好適である。
【００５０】
更に、これら陰極の成膜方法としては抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタ法が用いられる。
【００５１】
なお、陽極及び陰極は少なくとも一方が透明電極であればよい。更に、共に透明電極であってもよいが、光の取り出し効率を向上させるためには、一方が透明電極であれば、他方が光を反射する材料で形成することが好ましい。
【００５２】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子を外気から遮断し、長時間安定性を保証するために素子表面に保護膜を形成することもある。保護膜の材料としては、ＳｉＯＮ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＦ等の無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物からなる薄膜、あるいは、無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物等、あるいは、それらの混合物等からなるガラス膜、あるいは、熱硬化性、光硬化性の樹脂や封止効果のあるシラン系の高分子材料等が挙げられ蒸着やスパッタリング等もしくは塗布法により形成される。
【００５３】
ドライバーＩＣは、Ｓｉ、ＧａＡｓ等の無機半導体およびこれらの酸化物絶縁体、金属配線等からなり、抵抗、コンダクタ、インダクタ、トランジスタ、電源等の電気回路により構成される。ドライバーＩＣは、各有機エレクトロルミネッセンス素子の配線パターンを介して、選択的に電流を流すことにより、任意の有機エレクトロルミネッセンス素子を点灯することができる。
【００５４】
ドライバーＩＣには、任意の有機エレクトロルミネッセンス素子に任意の電圧を印加する電圧駆動型と任意の電流を印加する電流駆動型の２種類があるが、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光は電流値に対して直線的に変化するため、電流駆動型ドライバーであれば簡単な方式の駆動が可能である。あるいは、発光輝度と電圧の関係を把握し設計することで、安価な電圧駆動型ドライバーを用いた駆動をおこなうことも可能である。有機エレクトロルミネッセンス素子とドライバーＩＣとは、配線電極を介して電気的に接続されており、適宜、任意の画像を形成することが可能である。
【００５５】
また、多数の画素で画像を形成する場合、画像の品質を安定させるためには、印加した電流値をフィードバックする回路や、トランジスタ特性を補正する回路などの画像品質補償回路をドライバＩＣに内蔵することが好ましい。
【００５６】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、レーザプリンタ、スキャナ等の電子写真方式の画像形成装置の光源として用いることができる。
【００５７】
次に本発明の電子写真方式の画像形成装置の一例を図１に示す。感光体は少なくとも指示部材と、光を照射することで導伝性の変化する光導伝層とからなり、光を照射することで感光体表面の導伝性を制御し、画像情報に対応した像を形成することができる。
【００５８】
不均一な表面電位分布をしている感光体は、接触あるいは非接触帯電方式等による帯電手段により帯電させることで、感光体表面に所定の電位に一様に帯電した帯電面を形成する。帯電方法としては、感光体表面に非接触でコロナ放電させ帯電させる方式と、感光体表面に電圧を印加した帯電ローラやファーブラシローラ、磁気ブラシローラあるいは帯電ブレードといった帯電部を接触させる方式とがあり、近年ではオゾンの発生を抑制できる、あるいは、帯電部における消費電力が小さい等の理由により接触帯電方式が実用化されており、いずれの帯電方法を用いてもよい。また、感光体に付加されるバイアスは直流バイアスでもよいが、正弦波、矩形波、三角波等の交番バイアスを印加することもでき、任意の周期的なＯＮ・ＯＦＦ信号からなるバイアスでもよい。
【００５９】
この感光体帯電面に対し、前記露光手段を用いて画像情報に基づいた光を照射することで、感光体帯電面上に画像情報に対応した表面電位からなる電気的な潜像が形成される。この電気的な潜像は、トナー付着手段において静電気力により絶縁性トナーを付着され、画像情報に対応した感光体表面のトナー像として現像される。現像方法には、接触現像法や非接触現像法、１成分現像法や２成分現像法、あるいは、反転現像法や正規現像法などの現像方法があり、いずれの現像方法を用いてもよい。現像器における印加電圧は、前記帯電体のバイアスと同様であり、任意の直流あるいは交番バイアスを適宜選択して用いることができる。
【００６０】
更にこの感光体上のトナー像は、トナー転写手段において、所定の押圧力と転写バイアスとにより紙面あるいはベルトやドラムからなる中間転写体といった転写材上のトナー像として転写される。転写方式としては、ローラ転写・ブレード転写・コロナ放電転写などの転写方式があり、適宜選択して用いることができる。
【００６１】
最終的にトナー像をうけた転写材は感光体面から分離され、最終的に熱定着等の定着手段により印刷対象物の表面に定着され印刷物として排出される。また、トナー像転写後の感光体は、適宜クリーニング手段等により残留しているトナーを除去され表面を清浄化される。
【００６２】
モノクロプリンタの場合、トナーとしてブラックトナーを用い、前記画像形成装置および定着手段、給排紙手段等によりモノクロプリンタとして実現される。
【００６３】
フルカラープリンタの場合、異なる４つのトナー付着手段を用い、それぞれブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーを、それぞれの画像情報に対応した潜像をそれぞれのトナー像として現像し、転写することで所定のフルカラー印刷物として印刷物上に転写される。あるいは、それぞれの画像情報に対応した潜像に対し、複数の画像情報をまとめてひとつのトナー像として現像し、転写することでフルカラー印刷物を実現できる。あるいは、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローに対応して複数の画像形成装置を配置し、それぞれのトナー像を転写することでフルカラー印刷物を実現する。また、これらの任意のプロセスをひとつの着脱可能なプロセスカートリッジとしてまとめることもできる。
【００６４】
このような構成の画像形成装置においては、まず感光体上にイエロー成分の画像情報に従い潜像が形成され、転写が行われる。このとき、同時にマゼンタ成分の潜像が形成され、イエロー成分の転写に引き続きマゼンタ成分の転写が行われる。以下同様にして、シアン成分、ブラック成分の順にトナー像の重ね合わせが行われ、フルカラー印刷物が形成される。
【００６５】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
【００６６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態における画像形成装置について述べる。
【００６７】
図４は、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図である。
【００６８】
図４において、基板１、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、陰極６は従来の技術で説明したものと同様のものであるので、同一の符号を付して説明を省略する。また、７はドライバーＩＣ、８は配線電極、９は半反射面、１１は支持部材、１２は光導電層である。
【００６９】
本実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた光プリンタヘッドでは、有機エレクトロルミネッセンス素子部は表面に光の一部を透過し、一部を反射する半反射面９を備えており、素子部と支持部材１１と光導電層１２とからなる感光体とは、正対して配置されてなる。このような構成により、発光層から放射された光の▲１▼一部は半反射面９により反射を受け、▲２▼一部は感光体上へ照射される。半反射面により反射された光は、▲３▼有機エレクトロルミネッセンス素子の反射電極である陰極において反射され、再度半反射面へと到達する。ここでも再度光の透過・反射がおこなわれる。また、感光体上に照射された光は、▲４▼一部は光導電層に吸収されるが、▲５▼一部は感光体表面で反射され半反射面へと到達する。したがって、感光体表面において反射される光は迷光として無駄に放出されず有効に利用される。
【００７０】
更に、本実施の形態においては、正孔輸送層と発光層からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであっても何等問題ない。
【００７１】
また、本実施の形態においては、単純マトリックス方式の表示装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の表示装置でもよく、また、効率の良い発光を得るためには、光り取り出し面に有効な光の角度変換手段を形成し、取り出し効率を向上することもできる。
【００７２】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、ドライバーＩＣ７と配線電極８を介して電気的に接続されており、画像情報に対応した任意の画素を発光させることができる。
【００７３】
以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された光は感光体表面において反射され無駄にされていたが、本実施の形態によれば光の再利用手段として有機エレクトロルミネッセンス素子の表面に半反射面が配置されており、発光層から放射される光を迷光として無駄にすることなく、効率良く感光体上に照射することができ、高速・低消費電力の光プリンタヘッドを実現することが可能である。
【００７４】
（実施の形態２）
本発明の別の実施の形態における画像形成装置について述べる。
【００７５】
図５は、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図である。
【００７６】
図５において、基板１、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、陰極６、ドライバーＩＣ７、配線電極８、支持部材１１、光導電層１２は実施の形態１で説明したものと同様のものである。
【００７７】
本実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた光プリンタヘッドでは、有機エレクトロルミネッセンス素子部と支持部材１１と光導電層１２とからなる感光体とは、正対して配置されてなる。このような構成により、発光層から放射された光は感光体上へ照射される。感光体上に照射された光は、一部は光導電層に吸収されるが、一部は感光体表面で反射され、再び素子部へと到達する。素子部へ到達した光は素子内部へ透過し、反射電極である陰極により反射され、再び感光体表面に照射される。したがって、感光体表面において反射される光は迷光として無駄に放出されず有効に利用される。
【００７８】
更に、本実施の形態においては、正孔輸送層と発光層からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであっても何等問題ない。
【００７９】
また、本実施の形態においては、単純マトリックス方式の表示装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の表示装置でもよく、また、効率の良い発光を得るためには、光り取り出し面に有効な光の角度変換手段を形成し、取り出し効率を向上することもできる。
【００８０】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、ドライバーＩＣ７と配線電極８を介して電気的に接続されており、画像情報に対応した任意の画素を発光させることができる。
【００８１】
以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された光は感光体表面において反射され無駄にされていたが、本実施の形態によれば光の再利用手段として有機エレクトロルミネッセンス素子の反射電極を有効に利用しており、簡単な構成により、発光層から放射される光を効率良く感光体上に照射することができ、高速・低消費電力の光プリンタヘッドを安価に実現することが可能である。
【００８２】
（実施の形態３）
本発明の別の実施の形態における画像形成装置について述べる。
【００８３】
図６は、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図である。
【００８４】
図６において、基板１、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、陰極６、ドライバーＩＣ７、配線電極８、支持部材１１、光導電層１２は実施の形態１で説明したものと同様のものである。また１０は反射面である。
【００８５】
本実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた光プリンタヘッドでは、有機エレクトロルミネッセンス素子部と支持部材１１と光導電層１２とからなる感光体とは、同一光軸上に配置されてなる。また、反射面は感光体上の特定の点に焦点を結ぶ形状となっている。このような構成により、発光層から放射された光は感光体上へ照射される。感光体上に照射された光は、一部は光導電層に吸収されるが、一部は感光体表面で反射され、同一光軸上に配置された反射面へと到達する。反射面へ到達した光は、再度感光体上に像を結ぶように反射され感光体上に照射される。したがって、感光体表面において反射される光は迷光として無駄に放出されず有効に利用される。
【００８６】
更に、本実施の形態においては、正孔輸送層と発光層からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであっても何等問題ない。
【００８７】
また、本実施の形態においては、単純マトリックス方式の表示装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の表示装置でもよく、また、効率の良い発光を得るためには、光り取り出し面に有効な光の角度変換手段を形成し、取り出し効率を向上することもできる。
【００８８】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、ドライバーＩＣ７と配線電極８を介して電気的に接続されており、画像情報に対応した任意の画素を発光させることができる。
【００８９】
また、反射面の形状は放物線からなり感光体上に像を結ぶ場合について説明したが、その形状については前述のように特にこれに限定されるものではなく、感光体上の対応する略特定の点に向かって光を反射する形状で、感光体上に認識できる程度の潜像を形成できるように反射する形状であればよく、円弧などの任意の曲線であっても良く、あるいは、直線の組み合せから形成された面であっても何等問題ない。
【００９０】
以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された光は感光体表面において反射され無駄にされていたが、本実施の形態によれば光の再利用手段として有機エレクトロルミネッセンス素子の反射電極を有効に利用することができ、かつ、感光体と反射面との間の光の広がりを抑制することができるため、発光層から放射される光を効率良く感光体上に照射することができ、高速・低消費電力・高解像度の光プリンタヘッドを安価に実現することが可能である。
【００９１】
（実施の形態４）
本発明の別の実施の形態における画像形成装置について述べる。
【００９２】
図７は、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図である。
【００９３】
図７において、基板１、陽極２、正孔輸送層３、発光層４、陰極６、ドライバーＩＣ７、配線電極８、支持部材１１、光導電層１２は実施の形態１で説明したものと同様のものである。
【００９４】
本実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた光プリンタヘッドでは、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、同時に発光させることのできる２つの発光素子からなり、これら２つの発光素子と感光体の特定の点は同一光軸上に配置されてなる。このような構成により、一方の発光素子の発光層から放射された光は感光体上へ照射される。感光体上に照射された光は、一部は光導電層に吸収されるが、一部は感光体表面で反射され、同一光軸上に配置された他方の発光素子へと到達する。発光素子へ到達した光は発光素子中の反射面へ到達し反射され、再度感光体上に像を結ぶように反射され感光体上に照射される。
【００９５】
したがって、感光体表面において反射される光は迷光として無駄に放出されず有効に利用される。
【００９６】
更に、本実施の形態においては、正孔輸送層と発光層からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであっても何等問題ない。
【００９７】
また、本実施の形態においては、単純マトリックス方式の表示装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の表示装置でもよく、また、効率の良い発光を得るためには、光り取り出し面に有効な光の角度変換手段を形成し、取り出し効率を向上することもできる。
【００９８】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、ドライバーＩＣ７と配線電極８を介して電気的に接続されており、画像情報に対応した任意の画素を発光させることができる。
【００９９】
以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子から放出された光は感光体表面において反射され無駄にされていたが、本実施の形態によれば光の再利用手段として有機エレクトロルミネッセンス素子の反射電極を有効に利用しており、簡単な構成により、発光層から放射される光を効率良く感光体上に照射することができる。更に、感光体上の特定の画素に照射する発光部を複数配置することができるため、高速・低消費電力の光プリンタヘッドを実現することが可能である。
【０１００】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置について述べる。
【０１０１】
図８は、本発明の別の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置の概略断面図である。
【０１０２】
図８において、光プリンタヘッド部１３は実施の形態４の技術で説明したものと同様のものであり、また、１４は帯電手段である帯電器、１５はトナー付着手段である現像器、１６はトナー転写手段である転写器、１７は定着手段である定着器、１８はクリーニング手段であるクリーナである。
【０１０３】
本実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置では、光プリンタヘッド部１３は支持部材１１および光導電層１２で形成される感光体ドラムの内部に配置されており、また、有機エレクトロルミネッセンス素子部は、同時に発光することのできる２つの素子部からなる。
【０１０４】
更に、本実施の形態においては、正孔輸送層と発光層からなる二層構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではない。また、本実施の形態においては、基板上面に陽極を形成する構造の場合について説明したが、その構造については前述のように特にこれに限定されるものではなく、基板上面に陰極を形成することも可能である。封止の形態については、保護膜を形成して封止する等の適宜手段を採用することができる。他に保護膜とシールド材等との組み合わせであっても何等問題ない。
【０１０５】
また、本実施の形態においては、単純マトリックス方式の表示装置について説明したが、アクティブマトリックス方式の表示装置でもよく、また、効率の良い発光を得るためには、光り取り出し面に有効な光の角度変換手段を形成し、取り出し効率を向上することもできる。
【０１０６】
以上のように、従来構成では有機エレクトロルミネッセンス素子部を感光体ドラムの内部に配置しようとした場合、微少な空間に多くの部材を配置する必要があるため、感光体表面で反射された迷光を十分に吸収することは困難であり、また迷光は潜像に重大な影響を与えることがある。本実施の形態によれば感光体表面で反射した光を有効な光として再利用するため、効率良く感光体上に光を照射することができ、高速・低消費電力・高解像度・小型な画像形成装置を実現することが可能である。特に複数の画像形成装置を配置したフルカラー電子写真方式プリンタを実現する場合、本実施例における小型の画像形成装置を用いることで、小型のフルカラー電子写真方式プリンタを実現することができる。
【０１０７】
【実施例】
（実施例１）
ガラスからなる透明基板上に線状光源陽極としてＩＴＯを所定の形状にパターニングした。次に、この基板を、洗剤による超音波洗浄、純水による超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。次に、基板の陽極側の表面に、正孔輸送層としてＴＰＤ、発光層としてＡｌｑ３、発光層上に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、陰極を所定の形状に成膜し、それぞれの画素が独立に駆動することのできる線状の露光素子を形成し、ガラスからなる封止部材およびＵＶ硬化樹脂により封止した。なお、独立した画素の配列間隔および画素形状はプリンタ解像度により決定され、１２００ｄｐｉに対応した一辺２０μｍの正方形状の画素とした。
【０１０８】
次に、支持部材上に形成された感光体ドラムの表面に、露光素子の長手方向と感光体の幅方向とが一致する方向で配置し、露光素子と感光体のなす角度が３０°となるように調整し、露光素子を支持体により固定した。
【０１０９】
次にＡｌの金属反射を利用した反射鏡を、露光素子と同様にして、反射鏡の長手方向と感光体の幅方向とが一致する方向で配置し、反射鏡と感光体のなす角度が、前記の露光素子の場合の３０°に対して、−３０°となるように調整し、反射鏡を支持体により固定した。
【０１１０】
次にコロナ放電方式による非接触型の帯電器、正規現像方式による現像器、ローラ転写方式による転写器およびクリーナを配置し、それぞれ支持体により固定した。
【０１１１】
（実施例２）
実施例１と同様に、頂角１２０°の二等辺三角形状の凹みのあるガラスからなる透明基板の上に線状光源陽極としてＮｉを所定の形状にパターニングした。次に、この基板を、洗剤による超音波洗浄、純水による超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。次に、基板の陽極側の表面に、正孔輸送層としてＴＰＤ、発光層としてＡｌｑ３を成膜し、発光層上に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を注入陰極としてを所定の形状に成膜し、更にその表面にＩＴＯを低ダメージスパッタにより成膜し、それぞれの画素が独立に駆動することのできる線状の露光素子を形成し、更にＳｉＯＮ膜からなる保護膜を形成した。なお、画素の形状は１２００ｄｐｉに対応した形状とした。また、露光素子からの光は、基板と対向する面側の保護膜側から取り出される。
【０１１２】
次に、支持部材上に形成された感光体ドラムの表面に、露光素子の長手方向と感光体の幅方向とが一致する方向で配置し、一方の露光素子と感光体のなす角度が３０°、他方の露光素子と感光体とのなす角度が−３０°となるように調整し、露光素子を支持体により固定した。
【０１１３】
次にコロナ放電方式による非接触型の帯電器、正規現像方式による現像器、ローラ転写方式による転写器およびクリーナを配置し、それぞれ支持体により固定した。
【０１１４】
（比較例）
実施例１と同様に、ガラスからなる透明基板上に線状光源陽極としてＩＴＯを所定の形状にパターニングした。次に、この基板を、洗剤による超音波洗浄、純水による超音波洗浄の順に洗浄処理した後、窒素ブロアーで基板に付着した水分を除去し、さらに加熱して乾燥した。次に、基板の陽極側の表面に、正孔輸送層としてＴＰＤ、発光層としてＡｌｑ３、発光層上に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、陰極を所定の形状に成膜し、それぞれの画素が独立に駆動することのできる線状の露光素子を形成し、ガラスからなる封止部材およびＵＶ硬化樹脂により封止した。なお、独立した画素の配列間隔および画素形状はプリンタ解像度により決定され、１２００ｄｐｉに対応した一辺２０μｍの正方形状の画素とした。
【０１１５】
次に、支持部材上に形成された感光体ドラムの表面に、露光素子の長手方向と感光体の幅方向とが一致する方向で配置し、露光素子と感光体のなす角度が３０°となるように調整し、露光素子を支持体により固定した。
【０１１６】
次にコロナ放電方式による非接触型の帯電器、正規現像方式による現像器、ローラ転写方式による転写器およびクリーナを配置し、それぞれ支持体により固定した。
【０１１７】
【表１】
2004209908.tif 000003
【０１１８】
ここで、（表１）の評価項目における評価方法及びその評価基準について説明する。
【０１１９】
光量は、基板上の有機エレクトロルミネッセンス露光素子における発光量を一定とした場合における感光体上の光量について評価した。評価は、◎、○、△の三段階評価であり、その評価基準は、比較例の光量に対して、◎：非常に優れている、○：優れている、△：許容できるである。この結果はプリンタの印刷速度に対応しており、高速印刷が可能かどうかに関係している。
【０１２０】
また、解像度は、感光体上に照射される光のＭＴＦおよびそれにより形成されるトナー像について評価した。評価は、◎、○、△の三段階評価であり、その評価基準は、比較例の解像度に対して、◎：非常に優れている、○：優れている、△：許容できるである。この結果はプリンタの解像度に対応しており、高精細印刷が可能かどうかに関係している。
【０１２１】
（表１）から明らかなように実施例１、２の画像形成装置は、比較例の画像形成装置に対して、感光体上の光量、光のＭＴＦにおいて、すべて優れた結果となった。特に、実施例２においては、感光体上の光量が比較例と比べて非常に優れた結果となった。本実施例の画像形成装置は比較例に対し顕著に感光体上の光量が大きく、光のＭＴＦに優れた画像形成装置であって低消費電力でありながら高速印刷可能な画像形成装置であることがわかる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、少なくとも、データ信号に対応した信号光を放射することのできる複数の発光素子をライン状に配列した露光素子と、信号光が照射されることにより任意の潜像を形成することのできる感光体と、前期露光素子から放射された信号光を前記感光体の適当な位置に照射することのできる光伝送部とからなる光プリンタヘッドであって、前記感光体表面で反射された信号光を、再度感光体上に照射する光再利用手段を持つことを特徴とする光プリンタヘッドとすることで、高速・低消費電力の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真方式の画像形成装置の概略断面図
【図２】従来の有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図
【図３】別の従来の有機エレクトロルミネセンス素子の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図
【図５】本発明の別の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図
【図６】本発明の別の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図
【図７】本発明の別の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図
【図８】本発明の別の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像形成装置における光プリンタヘッド部の概略断面図
【符号の説明】
１  基板
２  陽極
３  正孔輸送層
４  発光層
５  電子輸送層
６  陰極
７  ドライバーＩＣ
８  配線電極
９  半反射面
１０  反射面
１１  支持部材
１２  光導電層
１３  光プリンタヘッド部
１４  帯電器
１５  現像器
１６  転写器
１７  定着器
１８  クリーナ
【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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