(57)【要約】【課題】光源にＥＬ素子を用いた場合でも簡易な構成で必要な光量が得られる露光ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供。【解決手段】有機ＥＬ発光層１０と、その前面に被着されたボールレンズ１３により形成される発光部４を配列したフレキシブル基板７０は円弧状に湾曲させる。その際に、副走査方向に同列に配列されたｎ個の発光部４は全て、感光体４１上の露光位置Ｓを向くように、ビーム１５を露光位置Ｓに集束させるように基板７０の曲率を選定する。すなわち、有機ＥＬ発光層１０と露光位置Ｓを結ぶ直線がボールレンズ１３の光軸となるように設定する。この場合のレンズの光軸と有機ＥＬ発光層１０の光軸とがなす角度θｂは、基板を平面とした場合よりも小さくなり、光の利用効率が向上する。発光部４は主走査方向にｍ個配列される。【選択図】    図１
2005047011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に湾曲した基板と、当該基板に主走査方向および副走査方向にそれぞれ複数個配列される発光部とを備え、前記副走査方向に同列に配列された発光部の出射光は全て、感光体上の１点に向けて集束されるように前記基板に発光部が配置されることを特徴とする、露光ヘッド。
【請求項２】
前記基板を１枚のフレキシブルな部材で形成したことを特徴とする、請求項１に記載の露光ヘッド。
【請求項３】
前記フレキシブルな部材は、有機物の部材、無機物の部材、金属部材であることを特徴とする、請求項２に記載の露光ヘッド。
【請求項４】
前記発光部を発光素子とその前面に被着したレンズで一体に構成して、各発光素子の出力光を前記感光体上の１点に集束することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の露光ヘッド。
【請求項５】
前記発光素子を有機ＥＬで構成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の露光ヘッド。
【請求項６】
前記基板にＴＦＴを形成したことを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の露光ヘッド。
【請求項７】
前記基板と同じ形状で円弧状に湾曲した部分を有して前記基板を固定する支持部を設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の露光ヘッド。
【請求項８】
前記基板と支持体にそれぞれ位置合わせマークを形成したことを特徴とする、請求項７に記載の露光ヘッド。
【請求項９】
前記請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の露光ヘッドと、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体の周囲に帯電手段、前記請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うことを特徴とする、タンデム方式のカラー画像形成装置。
【請求項１１】
前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする、請求項９または請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源にＥＬ素子を用いた場合でも簡易な構成で必要な光量が得られる露光ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
像担持体上に潜像を書き込む画像形成装置において、書き込み手段として、レーザ走査光学系を用いたものが使用されている。また、書き込み手段として、ＬＥＤアレイを用いたものも知られている。前記レーザ走査光学系を用いたものは、レンズなどの種々の光学部品が必要となるので装置が大型になる上に、高速処理には限界があるという問題があった。また、ＬＥＤアレイを用いたものは、基板やドライバが高価であるという問題の外に、像担持体上に結像させるためにロッドアレイレンズが必要となるため構成が複雑になるという問題があった。
【０００３】
そこで、近年有機ＥＬ（有機電界発光素子、以下ＯＥＬと略記する）アレイを前記書き込み手段（露光ヘッド）として使用する試みが提案されている。ＯＥＬヘッドは、ビームの走査系が静的に行えるので光学系の構成が簡単になるという利点があるが、次のような技術的課題を有している。（１）ＯＥＬヘッドは、ＬＥＤヘッドに比べて最大光量が２桁程度低い。ＬＥＤヘッドでは、最大１μＷ／ｄｏｔの光量が可能であるが、現状のＯＥＬヘッドでは０．０１μＷ／ｄｏｔ程度である。このようなＯＥＬヘッドの光量不足がＯＥＬプリンターの印刷速度を規制しており、現在のＯＥＬヘッドの光量ではＬＥＤプリンターにおける半分程度の印刷速度の達成も困難である。
【０００４】
（２）印刷の高精細化を図る上で、光源の大きさは小さいほど良い。ＯＥＬヘッドでは光量が小さい為に、光源の大きさは５０μｍ角程度が限界である。これより小さいと光量が確保出宋ない。このとき感光体上でのスポット径は、７０−６０μｍになってしまう。この大きさのスポット径では、解像度は６００ｄｐｉが限界である。レーザビームにおいては、６００ｄｐｉのスポット径は７０〜８０μｍ、ＬＥＤでは、発光素子の大きさは２０μｍ角程度、感光体上でのスポット径は４０〜５０μｍである。
【０００５】
（３）ＯＥＬの寿命は、光量を上げるほど短くなる。ＯＥＬの光量不足のために最大光量付近で発光させなければならず、寿命が確保出来ない。すなわち、光量×寿命の値が相当程度不足している。（４）発光素子の欠陥は、印字品質の低下を招くのでプリンターでは許容されない。現状では、歩留まり良く欠陥なしでＯＥＬヘッドを製造する事は因雑である。（５）ＯＥＬヘッドアレイの画素発光ばらつき（隣接画素間）を３％以下に抑制することは困難である。
【０００６】
ＯＥＬは、前記のように発光光量の不足を解消することが課題となっている。そこで、特許文献１にはこのような課題を解決しようとする技術が記載されている。特許文献１に記載のものは、ＥＬ素子を光源として使用し、２列の平面状アレイを形成する。そして、各列の平面状アレイにレンズアレイを傾けて配設し、光源の光を感光体ドラムの１点に集光して露光量を２倍とする技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−１３３１６８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の技術は、構造的にみてもＥＬ素子は３列程度が限度であり、光量はＥＬ素子が単一の場合の３倍までしか増加しない。ＯＥＬヘッドをプリンタのような画像形成装置に適用するには、発光素子列は例えば数十列以上必要である。しかしながら、特許文献１に記載の技術ではこのような要請に対応できないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光源にＥＬ素子を用いた場合でも簡易な構成で必要な光量が得られる露光ヘッドおよびそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の露光ヘッドは、円弧状に湾曲した基板と、当該基板に主走査方向および副走査方向にそれぞれ複数個配列される発光部とを備え、前記副走査方向に同列に配列された発光部の出射光は全て、感光体上の１点に向けて集束されるように前記基板に発光部が配置されることを特徴とする。このように、円弧状に湾曲した基板の副走査方向に同列に配列された発光部の出射光は全て、感光体上の１点に向けて集束されるように前記基板に発光部が配置されているので、簡単な構成で必要な光量を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板を１枚のフレキシブルな部材で形成したことを特徴とする。このため、多数の発光部を配列する基板を簡単に構成することができる。
【００１２】
また、本発明の露光ヘッドは、前記フレキシブルな部材は、有機物の部材、無機物の部材、金属部材であることを特徴とする。このため、強度や柔軟性など、必要とする特性に応じて基板材料を選定することができる。
【００１３】
また、本発明の露光ヘッドは、前記発光部を発光素子とその前面に被着したレンズで一体に構成して、前記副走査方向に同列に配列された各発光素子の出射光を前記感光体上の１点に集束することを特徴とする。このため、発光素子の出射光を効率良く感光体上の１点に集束することができる。
【００１４】
また、本発明の露光ヘッドは、前記発光素子を有機ＥＬで構成したことを特徴とする。このため、ビーム走査を静的に行なうので光学系の構成を簡略化することができる。
【００１５】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板にＴＦＴを形成したことを特徴とする。このため、発光部とＴＦＴを同一のプロセスで製造できるのでコストを低減することができる。また、発光部を制御する信号線を短くすることできるのでコストが低減される。さらに、ノイズの影響を避けることができる。
【００１６】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板と同じ形状で円弧状に湾曲した部分を有して前記基板を固定する支持部を設けたことを特徴とする。このため、基板の変形を防止して精度良く画像形成することができる。
【００１７】
また、本発明の露光ヘッドは、前記基板と支持体にそれぞれ位置合わせマークを形成したことを特徴とする。このため、基板を支持体に精度良く取付けることができる。
【００１８】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、前記いずれかに記載の露光ヘッドと、静電潜像を担持可能に構成された像担持体と、ロータリー現像ユニットとを備え、前記ロータリー現像ユニットは、複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを備えた画像形成装置において、単一の発光部では得られない画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、タンデム方式のカラー画像形成装置であって、像担持体の周囲に帯電手段、前記いずれかに記載の露光ヘッド、現像手段、転写手段を配した画像形成ステーションを少なくとも２つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、カラー画像形成を行うことを特徴とする。このため、タンデム方式のカラー画像形成装置において、画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を備えた画像形成装置において、画像形成に必要な光量を簡単な構成で得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光ヘッドの実施例をその作製方法に基づいて説明する。本発明の有機ＥＬ発光部は、合成樹脂などのフレキシブルな基板上に、ＳＵＦＴＬＡ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｒｅｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｂｙ  Ｌａｓｅｒ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）のような薄膜素子転写技術により有機ＥＬ発光素子を形成し、有機ＥＬ発光素子にボールレンズを被着した発光部を用いている。ここで、本発明で適用される薄膜素子転写技術について説明する。最近、電子ペーパーやウェアラブルコンピュータといった将来製品の基盤技術として、任意基板に半導体素子を形成する技術が進展してきている。基板材料の物性（融点、熱膨張係数など）によっては，既存の素子形成プロセスを用いることが難しいため、シリコンや石英基板で半導体素子を形成した後に、目的の基板に転写する技術が開発されている。
【００２２】
プラスチックなどの低融点材料基板に半導体素子を転写したい場合には、１００℃程度の低温プロセスによる転写技術が必要となる。前記ＳＵＦＴＬＡは、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）層に裏面レーザアニーリングよる処理を応用した技術である。一例として、透明な石英基板上にａ―Ｓｉ犠牲層／下地ＳｉＯ２層／薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を順に形成する。ＴＦＴ層に水溶性接着剤を用いて仮転写基板を接着する。石英基板裏面側からエキシマーレーザを照射すると、ａ−Ｓｉ犠牲層／下地ＳｉＯ２層界面で剥離し，ＴＦＴ層は石英基板から分離する。
【００２３】
次に仮転写基板に転写されたＴＦＴの裏面側に非水溶性接着剤を用いてプラスチック基板を接着する。サンプルを水に浸して仮転写基板を剥がすことによってＴＦＴのプラスチック基板上への転写が完了する。本技術により、プラスチック基板のようなフレキシブルな支持体の上に、液晶ディスプレイや周辺回路を搭載することが可能になる。本発明においてはこのようなＳＵＦＴＬＡ技術を用いて、ガラス基板などに形成した有機ＥＬとＴＦＴをフレキシブルな基板上に転写することができる。なお、特開平１１−２６７３３号公報には、ＳＵＦＴＬＡの技術により２回転写を行なって、ＴＦＴのような薄膜デバイスをフレキシブルな基板上に転写する技術が記載されている。
【００２４】
次に、有機ＥＬにボールレンズを被着する技術について説明する。図２は、１画素の有機ＥＬ発光部４とＴＦＴ５とを含む断面図である。フレキシブル基板６上にＴＦＴ５を作製する。ＴＦＴ５の作製方法は種々知られている。例えば、フレキシブル基板６上に最初にシリコン酸化膜を堆積し、さらにアモルファスシリコン膜を堆積する。次に、このアモルファスシリコン膜に対してエキシマレーザ光を照射して結晶化を行い、チャネルとなるポリシリコン膜を形成する。このポリシリコン膜をパタニング後、ゲート絶縁膜を堆積し、さらに窒化タンタルからなるゲート電極を形成する。
【００２５】
続いて、ＮチャンネルＴＦＴのソース・ドレイン部をリンのイオン注入により、ＰチャンネルＴＦＴのソース・ドレイン部をボロンのイオン注入によりそれぞれ形成する。イオン注入した不純物を活性化後、第１層間絶縁膜の堆積、第１コンタクトホールの開口、ソース線の形成、第２層間絶縁膜の堆積、第２コンタクトホールの開口、金属画素電極の形成を順次行い、ＴＦＴ５のアレイが完成する（例えば、第８回電子ディスプレイ・フォーラム（２００１．４．１８）「高分子型有機ＥＬディスプレイ」参照。）。ここで、この金属画素電極は、有機ＥＬ発光部４の陰極７となるもので、有機ＥＬ発光部４の反射層を兼用するものであり、Ｍｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ等の金属薄膜電極で形成される。
【００２６】
次いで、有機ＥＬ発光部４に対応する穴８を有する所定の高さの隔壁（バンク）９を形成する。この隔壁９は、特開２０００−３５３５９４に開示されているように、フォトリソグラフィ法や印刷法等、任意の方法で作成することができる。例えば、リソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定の方法でバンクの高さに合わせて有機材料を塗布し、その上にレジスト層を塗布する。そして、隔壁９の形状に合わせてマスクを施し、レジストを露光・現像することにより隔壁９の形状に合わせたレジストを残す。最後に隔壁材料をエッチングしてマスク以外の部分の隔壁材料を除去する。また、下層が無機物で上層が有機物で構成された２層以上でバンク（凸部）を形成してもよい。
【００２７】
また、隔壁９を構成する材料としては、ＥＬ材料の溶媒に対し耐久性を有するものえあれば特に限定されないが、フロロカーボンガスプラズマ処理によりテフロン（登録商標）化できることから、特開２０００−３２３２７６に開示されているように、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、感光性ポリイミド等の有機材料が好ましい。液状ガラス等の無機材料を下層にした積層隔壁であってもよい。また、隔壁９は、上記材料にカーボンブラック等を混入してブラックあるいは不透明にすることが望ましい。
【００２８】
次いで、有機ＥＬの発光層用インク組成物を塗布する直前に、隔壁９を設けた基板を酸素ガスとフロロカーボンガスプラズマの連続プラズマ処理を行う。これにより例えば隔壁９を構成するポリイミド表面は撥水化、陰極７表面は親水化され、インクジェット液滴を微細にパターニングするための基板側の濡れ性の制御ができる。プラズマを発生する装置としては、真空中でプラズマを発生する装置でも、大気中でプラズマを発生する装置でも同様に用いることができる。次に、隔壁９の穴８内に発光層用のインク組成物をインクジェット方式プリント装置２０のヘッド２１から吐き出し、各画素の陰極７上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去し、熱処理して発光層１０を形成する。
【００２９】
ここで、本発明で言うインクジェット方式とは、圧電素子等の機械的エネルギーを利用してインク組成物を吐き出すピエゾジェット方式、ヒータの熱エネルギーを利用して気泡を発生させ、その気泡の生成に基づいてインク組成物を吐き出すサーマル方式の何れでもよい（（社）日本写真学会・日本画像学会合同出版委員会編「ファインイメージングとハードコピー」１９９９．１．７発行（（株）コロナ社）ｐ．４３）。
【００３０】
図３は、ピエゾジェット方式のヘッドの構成例を示す断面図である。図３において、インクジェット用ヘッド２１は、例えばステンレス製のノズルプレート２２と振動板２３とを備え、両者は仕切部材（リザーバープレート）２４を介して接合されている。ノズルプレート２２と振動板２３との間には、仕切部材２４によって複数のインク室２５と液溜り（不図示）とが形成されている。インク室２５及び液溜りの内部はインク組成物で満たされており、インク室２５と液溜りとは供給口を介して連通している。さらに、ノズルプレート２２には、インク室２５からインク組成物をジェト状に噴射するためのノズル孔２６が設けられている。一方、インクジェット用ヘッド２１には、液溜りにインク組成物を供給するためのインク導入孔が形成されている。
【００３１】
また、振動板２３のインク室２５に対向する面と反対側の面上には、インク室２５の位置に対応させて圧電素子２８が接合されている。この圧電素子２８は一対の電極２９の間に位置し、通電すると圧電素子２８が外側に突出するように湾曲する。これによってインク室２５の容積が増大する。したがって、インク室２５内に増大した容積分に相当するインク組成物が液溜りから供給口を介して流入する。次に、圧電素子２８への通電を解除すると、圧電素子２８と振動板２３は共に元の形状に戻る。これにより空間２５も元の容積に戻るためインク室２５内部のインク組成物の圧力が上昇し、ノズル孔２６から隔壁９を設けた基板に向けてインク組成物が噴出するものである。
【００３２】
穴８内に発光層１０を形成した後、正孔注入層用インク組成物を穴８内の発光層１０上にインクジェットプリント装置２０のヘッド２１から吐き出し、各画素の発光層１０上にパターニング塗布を行う。塗布後、溶媒を除去し、熱処理して正孔注入層１１を形成する。なお、以上の発光層１０と正孔注入層１１の順番は反対であってもよい。水分に対してより耐性のある層を表面側（基板６からより離れた側）に配置するようにすることが望ましい。
【００３３】
また、発光層１０と正孔注入層１１は、上記のようにインクジェット方式でインク組成物を塗布することにより作成する代わりに、公知のスピンコート法、ディップ法あるいは蒸着法で作成することもできる。また、発光層１０に用いる材料、正孔注入層１１に用いる材料については、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等デ公知の種々のものが利用でき、詳細な説明は省略する。
【００３４】
隔壁９の穴８内に発光層１０と正孔注入層１１を順に形成した後、基板の表面全面に真空蒸着法により有機ＥＬの陽極となる透明電極１２を被着させる。この透明電極１２の材料としては、酸化すず膜、ＩＴＯ膜、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物膜等があり、真空蒸着法以外に、フォトリソグラフィ法やスパッタ法、パイロゾル法等が採用できる。このような方法により、隔壁９の上面と穴８の内面全面に透明電極１２が形成される。
【００３５】
次いで、透明電極１２の表面を撥水処理し、隔壁９の穴８内にマイクロレンズ用の透明インク組成物をインクジェット方式プリント装置２０のヘッド２１から吐き出してパターニング塗布を行う。塗布後硬化させて、各画素の有機ＥＬ発光部４上に凸マイクロレンズ１３を形成する。凸マイクロレンズ１３の表面の曲率半径、すなわち、焦点距離は、インク組成物の吐き出し量、穴８の径、マイクロレンズ用透明インク組成物の表面張力、透明電極１２に対する撥水性の度合い、インク組成物の硬化の際の収縮量等で決まる。
【００３６】
ところで、上記のような陰極７／発光層１０／正孔注入層１１／透明電極（陽極）１２からなる有機ＥＬ発光部４は水分により劣化しやすいものである。水分の侵入を防止するために、マイクロレンズ１３形成後に基板の表面全面に透明保護層を塗布することが望ましい。透明保護層の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、液状ガラス等を用いることができる。
【００３７】
以上のように、基板６上に有機ＥＬ発光部４のアレイが設けられ、かつ、各有機ＥＬ発光部４の発光制御用のＴＦＴ５のアレイが設けられる。また、各有機ＥＬ発光部４上にインクジェット方式で所定の焦点距離の凸マイクロレンズ１３を形成して有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成する。このため、有機ＥＬ発光部４とＴＦＴ５を同一のプロセスで製造できるのでコストを低減することができる。また、また、発光部を制御する信号線を短くすることできるのでコストが低減される。さらに、ノイズの影響を避けることができる。
【００３８】
この有機ＥＬアレイ露光ヘッドから所定距離だけ離れた面上に、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの画素配列と同じ配列パターンで各有機ＥＬ発光部４からの発光光束を集光する。したがって、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの長手方向に直交する方向にこの面を相対的に移動させ、かつ、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの各有機ＥＬ発光部４の発光をＴＦＴ５により制御することで、前記面上に所定のパターンを記録することができる。そこで、本発明においては、上記のような本発明の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１を例えば電子写真方式のカラー画像形成装置の露光ヘッドに用いることができる。
【００３９】
図４は、図２のようにして作製された有機ＥＬ発光部により有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成した例を部分的に示す説明図である。図４において、前記ＳＵＦＴＲＡの技術によりフレキシブルな基板６ａ上にＴＦＴ５ａ、隔壁９ａ、発光層１０ａを作製する。次に、前記のようにインクジェット方式により発光層１０ａの前面にボールレンズ（凸マイクロレンズ）１３ａを被着し、有機ＥＬ発光部４ａを形成する。４１ａは感光体で有機ＥＬ発光部４ａからビーム１５が照射される。このように、有機ＥＬの発光層前面にボールレンズ１３ａを被着することにより、光源の光を効率良く集光し、感光体４１ａに照射することができる。
【００４０】
図１１は、本発明の原理を示す説明図である。図１１において、７０は基板、４は有機ＥＬ発光素子を用いた発光部である。有機ＥＬ発光素子はほぼ完全拡散光源とみなすことができ、その発光強度分布Ｉは、発光部４に接するような球面形になる。通常、結像光学系が取り込むことのできる立体角は、αで示すように決まっている。その立体角について発光強度を積分した値（囲の斜線部面積Ｅａ、Ｅｂ）が、像面に到達する発光エネルギーになる。
【００４１】
図１１に示されているように、像面に到達する発光エネルギーが最も大きくなるのはその光軸Ｌａが発光部４に対して垂直な場合であり、そこからの角度θが大きくなるに従い、像面に到達する発光エネルギーは小さくなる。これは、発光素子の全発光エネルギーは同じでも、θが大きくなるほど利用できる発光エネルギーが小さくなることを示しており、θの値が小さいほど光の利用効率は大きくなる。
【００４２】
図１２は、基板を単一の平面で構成した場合の例を示す概略の正面図である。図１２において、４１は感光体、Ｓはその露光位置、７０ａは基板、４は基板７０ａに配置される発光部である。発光部４は有機ＥＬ発光層１０と、その前面に被着されたボールレンズ１３で構成される。図１２に示したように、基板７０ａを単一の平面で構成した場合には、外側の発光素子ほど前記θの値（この例ではθａ）は大きくなり、光の利用効率は落ちる。そこで、本発明においては前記基板を湾曲させてこのθを小さくしたことを基本的な構成とするものである。
【００４３】
図１は、本発明の概略構成を示す正面図である。図１において、透明なフレキシブル基板７０は副走査方向に円弧状に湾曲させる。透明なフレキシブル基板７０には、主走査方向にｍ個、副走査方向にはｎ個の発光部４を配置する。発光部４は、前記のように有機ＥＬ発光層１０と、その前面に被着されたボールレンズ１３で構成される。１５は各発光部から出射されるビームである。
【００４４】
透明なフレキシブル基板７０に発光部４を配置する際に、副走査方向に同列に配列されたｎ個の発光部４は全て、感光体４１上の露光位置Ｓを向くようにする。そして、ビーム１５を露光位置Ｓに集束させるように透明なフレキシブル基板７０の曲率を選定する。すなわち、有機ＥＬ発光層１０と露光位置Ｓを結ぶ直線がボールレンズ１３の光軸となるように設定する。
【００４５】
この場合のθｂは、基板を平面とした場合の前記図１２の例で説明したθａよりも小さくなるので、光の利用効率が向上する。ボールレンズ１３から出射されるビーム１５は感光体４１上の露光位置Ｓに一点に集束されるので、単一の有機ＥＬ発光部４を用いた場合よりも多くの光量で露光される。また、各レンズを通して光源の出射光を感光体４１上の露光位置Ｓに一点に集束させるために、各レンズの光学的な特性は相違している。例えば、中央付近のレンズと両端側のレンズとでは、焦点距離や取り付けの傾きの度合い、すなわち、前記θｂの値が相違する。
【００４６】
ところで、露光ヘッドの基板は主走査方向に長尺となるため、基板を平面で構成した場合には、光軸方向に変形し易いという問題が生ずる。このような変形は、焦点位置のずれとなり結像性能の低下をもたらす。さらに、露光ヘッドの組立て工程においても、基板の破損を防ぐために取り扱いを慎重にする必要がある。このため、特別な治具が必要となり、組立て時間が長くなるという問題がある。
【００４７】
本発明においては、図１で説明したように、基板を凹面形状に湾曲させている。このため、主走査方向の曲げ剛性を格段に高めることができ、光軸方向の変形を防止することができる。また、平面基板と同じ剛性であっても、基破の厚さを薄くすることが可能となり、露光ヘッドの軽量化や低価格化を図ることができる。このように、本発明においては発光部を配列させる基板を湾曲させることにより、光学的にも、また機械的にも格別な作用が得られる。上記例では、透明なフレキシブル基板７０に有機ＥＬを配列しているが、本発明においては基板は必ずしも透明である必要はない。フレキシブルな部材であれば、有機物、無機物、金属のような材料からなる部材を基板として用いることができる。
【００４８】
図５は、有機ＥＬアレイを支持体に取付けて有機ＥＬアレイ露光ヘッドを作製する例を示す平面図である。図５において、７０は有機ＥＬ発光部が形成されている透明なフレキシブル基板、８０は支持体である。７１、７２は透明なフレキシブル基板７０に形成されているアライメント（位置合わせ）マーク８１、８２は支持体８０に形成されているアライメントマークである。このアライメントマークは、透明なフレキシブル基板では赤、支持体では黒というように色分けしても良い。各発光素子は、主走査方向にｍ個、副走査方向ｎ列配列されている。
【００４９】
透明なフレキシブル基板７０上に形成されたマーク７１、７２と、支持体８０上に形成されたマーク８１、８２をあわせることで、透明なフレキシブル基板７０を正確に位置あわせすることができる。有機ＥＬ発光部は破線Ｌａの方向に沿って副走査方向にそろえて配列する。これは、前記のように本発明においては、透明なフレキシブル基板７０を副走査方向に円弧状に湾曲させて、副走査方向に同列に配列された各有機ＥＬ発光部（画素）の出力光を感光体上の１点に集束させる。このようにして光量を増大させる構成としていることによる。
【００５０】
図６は、本発明の有機ＥＬアレイ露光ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図６において、透明なフレキシブル基板７０には所定の曲率で円弧状の湾曲部７５を形成する。また、支持体８０にも透明なフレキシブル基板７０の曲率と同じ曲率で円弧状の湾曲部８３を形成する。図５で説明したように、透明なフレキシブル基板７０にはアライメントマーク７１、７２が配置されており、支持体８０にはアライメントマーク８１、８２が配置されている。このように、支持体８０にも透明なフレキシブル基板７０の曲率と同じ曲率で円弧状の湾曲部８３を形成しているので透明なフレキシブル基板７０を安定して固定でき、発光部の位置変動などによる画像劣化を防止することができる。
【００５１】
図７は、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの組み立ての概略構成を示す分解斜視図である。図７において、支持体８０には位置決めピン７５、７６が設けられている。透明なフレキシブル基板７０には、位置決めピン７５、７６に対応する位置に結合穴７３、７４を形成しておき、位置決めピン７５、７６を結合穴７３、７４に挿入して両者を結合する。このようにして透明なフレキシブル基板７０を支持体８０に固定する。なお、図７には簡単のためアライメントマークは図示を省略している。
【００５２】
図５で説明したように、透明なフレキシブル基板７０には主走査方向にｍ個の有機ＥＬ発光部４が設けられている。したがって、ＴＦＴの制御によりｎ×ｍ個の有機ＥＬ発光部４が動作して、感光体４１には同時にｍドットの画像が１ライン形成される。感光体４１が矢視Ｘ方向に移動してから有機ＥＬ発光部を制御することにより、次ラインの画像形成が行なわれる。
【００５３】
図８は、本発明の制御部の構成を示すブロック図である。図８において、９０は本体コントローラで画像データを形成し、印字指令を画像形成装置の制御部９１に出力する。制御部９１には、中継基板９２、シフトレジスタ９３、駆動回路（ＴＦＴ）９４、所定数の有機ＥＬ発光部４が設けられている。本体コントローラ９０で形成された画像データはシフトレジスタ９３で順次転送される。シフトレジスタ９３からの制御信号でＴＦＴ９４が動作して、所定の有機ＥＬ発光部４を駆動する。
【００５４】
図９は、有機ＥＬアレイ露光ヘッドを用いた画像形成装置の一例を示す正面図である。この画像形成装置は、同様な構成の４個の有機ＥＬアレイ露光ヘッド１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙを、対応する同様な構成である４個の感光体ドラム４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置した、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。
【００５５】
図９に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２とテンションローラ５３とが設けられており、テンションローラ５３でテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト５０を備えている。この中間転写ベルト５０に対して所定間隔で配置された４個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙが配置される。
【００５６】
前記符号の後に付加されたＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙは、中間転写ベルト５０の駆動と同期して図示矢印方向（時計方向）へ回転駆動される。
【００５７】
各感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の周囲には、それぞれ感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の外周面を一様に帯電させる帯電手段（コロナ帯電器）４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この帯電手段４２（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）により一様に帯電させられた外周面を感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【００５８】
また、この有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、この現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト５０に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）と、転写された後に感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置４６（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）とを有している。
【００５９】
ここで、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、図６に示すように対応する感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の表面から所定距離だけ離れて、有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のアレイ方向が感光体ドラム４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の母線に沿うように設置される。そして、各有機ＥＬアレイ露光ヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エナルギーピーク波長と、感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。
【００６０】
現像装置４４（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に接触あるいは押厚させて感光体４１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。
【００６１】
このような４色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ４５（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト５０上に順次一次転写され、中間転写ベルト５０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ６６において用紙等の記録媒体Ｐに二次転写され、定着部である定着ローラ対６１を通ることで記録媒体Ｐ上に定着され、排紙ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上へ排出される。
【００６２】
なお、図９中、６３は多数枚の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット、６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ、６５は二次転写ローラ６６の二次転写部への記録媒体Ｐの供給タイミングを規定するゲートローラ対、６６は中間転写ベルト５０との間で二次転写部を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６７は二次転写後に中間転写ベルト５０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
【００６３】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の実施の形態について説明する。図１０は、画像形成装置の正面図である。図１０において、画像形成装置１６０には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１、像担持体として機能する感光体ドラム１６５、有機ＥＬアレイが設けられている像書込手段（露光ヘッド）１６７、中間転写ベルト１６９、用紙搬送路１７４、定着器の加熱ローラ１７２、給紙トレイ１７８が設けられている。
【００６４】
現像装置１６１は、現像ロータリ１６１ａが軸１６１ｂを中心として矢視Ａ方向に回転する。現像ロータリ１６１ａの内部は４分割されており、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色の像形成ユニットが設けられている。１６２ａ〜１６２ｄは、前記４色の各像形成ユニットに配置されており、矢視Ｂ方向に回転する現像ローラ、１６３ａ〜１６３ｄは、矢視Ｃ方向に回転するトナ−供給ローラである。また、１６４ａ〜１６４ｄはトナーを所定の厚さに規制する規制ブレードである。
【００６５】
１６５は、前記のように像担持体として機能する感光体ドラム、１６６は一次転写部材、１６８は帯電器、１６７は像書込手段で有機ＥＬアレイが設けられている。感光体ドラム１６５は、図示を省略した駆動モータ、例えばステップモータにより現像ローラ１６２ａとは逆方向の矢視Ｄ方向に駆動される。
【００６６】
中間転写ベルト１６９は、従動ローラ１７０ｂと駆動ローラ１７０ａ間に張架されており、駆動ローラ１７０ａが前記感光体ドラム１６５の駆動モータに連結されて、中間転写ベルトに動力を伝達している。当該駆動モータの駆動により、中間転写ベルト１６９の駆動ローラ１７０ａは感光体ドラム１６５とは逆方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００６７】
用紙搬送路１７４には、複数の搬送ローラと排紙ローラ対１７６などが設けられており、用紙を搬送する。中間転写ベルト１６９に担持されている片面の画像（トナー像）が、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に転写される。二次転写ローラ１７１は、クラッチにより中間転写ベルト１６９に離当接され、クラッチオンで中間転写ベルト１６９に当接されて用紙に画像が転写される。
【００６８】
上記のようにして画像が転写された用紙は、次に、定着ヒータＨを有する定着器で定着処理がなされる。定着器には、加熱ローラ１７２、加圧ローラ１７３が設けられている。定着処理後の用紙は、排紙ローラ対１７６に引き込まれて矢視Ｆ方向に進行する。この状態から排紙ローラ対１７６が逆方向に回転すると、用紙は方向を反転して両面プリント用搬送路１７５を矢視Ｇ方向に進行する。１７７は電装品ボックス、１７８は用紙を収納する給紙トレー、１７９は給紙トレー１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００６９】
用紙搬送路において、搬送ローラを駆動する駆動モータは、低速のブラシレスモータが用いられる。また、中間転写ベルト１６９は色ずれ補正などが必要となるのでステップモータが用いられている。これらの各モータは、図示を省略している制御手段からの信号により制御される。図の状態で、イエロー（Ｙ）の静電潜像が感光体ドラム１６５に形成され、現像ローラ６２ａに高電圧が印加されることにより、感光体ドラム１６５にはイエローの画像が形成される。イエローの裏側および表側の画像がすべて中間転写ベルト１６９に担持されると、現像ロータリ１６１ａが矢視Ａ方向に９０度回転する。
【００７０】
中間転写ベルト１６９は１回転して感光体ドラム１６５の位置に戻る。次にシアン（Ｃ）の２面の画像が感光体ドラム１６５に形成され、この画像が中間転写ベルト１６９に担持されているイエローの画像に重ねて担持される。以下、同様にして現像ロータリ１６１の９０度回転、中間転写ベルト１６９への画像担持後の１回転処理が繰り返される。
【００７１】
４色のカラー画像担持には中間転写ベルト１６９は４回転して、その後に更に回転位置が制御されて二次転写ローラ１７１の位置で用紙に画像を転写する。給紙トレー１７８から給紙された用紙を搬送路１７４で搬送し、二次転写ローラ１７１の位置で用紙の片面に前記カラー画像を転写する。片面に画像が転写された用紙は前記のように排紙ローラ対１７６で反転されて、搬送径路で待機している。その後、用紙は適宜のタイミングで二次転写ローラ１７１の位置に搬送されて、他面に前記カラー画像が転写される。ハウジング１８０には、排気ファン１８１が設けられている。
【００７２】
以上説明したように、本発明においては、ＯＥＬ発光素子が副走査方向に複数列、例えばｎ＝１００列以上配置している。そして、ＯＥＬ発光素子アレイを配置した面を曲面として、ｎ個のＯＥＬ発光素子から出射された光が感光体上の１点に集束するように基板の曲率やレンズの光学的特性を設定している。また、ＯＥＬ発光素子アレイ及び集光レンズを、インクジェットプロセス技術及びＳＵＦＴＲＡにて作成するものである。
【００７３】
このような構成としているので、前記したＯＥＬを用いた露光ヘッドの課題が次のように解決される。（１）光量が列数倍程度になるので、光量不足が解消される。従って、印刷速度が光量によって規制されない。（２）光量不足が解消できるので、光源の大きさを小さくできる。従って、高精細化を図る事ができる。（３）最大光量より十分低い発光量で発光すれば良いので、寿命が確保できる。（４）発光素子の欠陥がひとつあっても、その影響はｎ分の一である為、画素欠陥の許容数が大きい。従って、歩留まり向上に貢献できる。（５）たとえ個々の画素に発光ばらつきがあっても、列方向にあるｎ個の画素で平均化されるので、ばらつきを３％以下に抑える事が容易である。
【００７４】
また、本発明によれば、ＯＥＬを用いた露光ヘッドに対する有為性が確保できる。すなわち、本発明の露光ヘッドは単一基板上に半導体プロセス及びインクジェットプロセスで画素を形成するため、たとえ１００列以上の画素を並べたとしても位置精度が損なわれず、また、コストを低く抑えることが可能である。
【００７５】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。
【００７６】
なお、発光部が形成される基板は透明基板には限定されない。また、発光素子の前面に被着されるレンズもボールレンズに限定されず種々の形状とすることができる。さらに発光素子は有機ＥＬには限定されず、無機ＥＬでもよい。本発明の露光ヘッドは、円弧状に湾曲した基板と、当該基板に主走査方向および副走査方向にそれぞれ複数個配列される発光部とを備え、前記副走査方向に同列に配列された発光部は、感光体上の１点に向けて出射光を全て集束させるように基板に配置されることを特徴とするものであり、基板や発光部の材質や形状は任意のものが適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】１画素の有機ＥＬ発光部とＴＦＴとを含む断面図である。
【図３】ピエゾジェット方式のヘッドの構成例を示す断面図である。
【図４】有機ＥＬアレイ露光ヘッドを形成した例を示す説明図である。
【図５】有機ＥＬアレイ露光ヘッドを作製する例を示す平面図である。
【図６】有機ＥＬアレイ露光ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図７】有機ＥＬアレイ露光ヘッドの組概略構成を示す分解斜視図である。
【図８】制御部を示すブロック図である。
【図９】本発明が適用される画像形成装置の正面図である。
【図１０】本発明が適用される他の画像形成装置の正面図である。
【図１１】本発明の原理を示す説明図である。
【図１２】本発明の構成と対比するための説明図である。
【符号の説明】
４…有機ＥＬ発光部、５…ＴＦＴ、６…ガラス基板、９…隔壁（バンク）、１０…発光層、１３…凸マイクロレンズ、１５…ビーム、４１…感光体、７０…透明基板、７１、７２…アライメントマーク、７５…円弧状の湾曲部、８０…支持体、８１、８２…アライメントマーク、８３…円弧状の湾曲部、９１…制御部、９３…シフトレジスタ、９４…駆動回路（ＴＦＴ）
【図１】
2005047011.tif 000003
【図２】
2005047011.tif 000004
【図３】
2005047011.tif 000005
【図４】
2005047011.tif 000006
【図５】
2005047011.tif 000007
【図６】
2005047011.tif 000008
【図７】
2005047011.tif 000009
【図８】
2005047011.tif 000010
【図９】
2005047011.tif 000011
【図１０】
2005047011.tif 000012
【図１１】
2005047011.tif 000013
【図１２】
2005047011.tif 000014