(57)【要約】十分な精度を有しながらユニット数を削減可能であり、さらに精密な位置合わせの必要のない画像書込装置の光源、及び当該光源の製造方法を提供する。本発明は、所定の基板上に設けられた発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源を前提とし、１枚の上記基板上に発光素子を千鳥格子状に配置した画像書込装置の光源を提供する。
2004039594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板上に設けられた発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源において、
１枚の上記基板上に上記発光素子を千鳥格子状に配置した事を特徴とする光源。
【請求項２】
上記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンスにより構成される請求の範囲第１項に記載の光源。
【請求項３】
上記基板は、上記発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段である請求の範囲第２項に記載の光源。
【請求項４】
上記基板を介して上記発光素子の対面に、上記発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段を上記発光素子と一体に設けた請求の範囲第２項に記載の光源。
【請求項５】
上記発光素子と上記光伝送手段との距離を、上記基板の厚みにより固定した請求の範囲第４項に記載の光源。
【請求項６】
上記発光素子と上記光伝送手段との距離を固定する固定フレームにより、上記発光素子と上記光伝送手段との距離を固定した請求の範囲第４項に記載の光源。
【請求項７】
上記光伝送手段は、複数の単体レンズより構成されるレンズアレイである請求の範囲第３項又は第４項に記載の光源。
【請求項８】
１つの上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項９】
１つの上記発光素子に複数の上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項１０】
複数の上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項１１】
発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源の製造方法において、
所定の基板上に直接透明電極層を形成するステップと、
上記透明電極層を、所定のパターニング処理にて、千鳥格子構造を有する複数の透明電極に形成するステップと、
上記千鳥格子構造を有する透明電極上に有機エレクトロルミネッセンスで構成される発光層を形成するステップと、
上記発光層上に金属電極層を形成するステップと、
を具備することを特徴とする光源の製造方法。
【請求項１２】
上記透明電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極である請求の範囲第１１項に記載の光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、画像書込装置の光源及び当該光源の製造方法に関する。
【背景技術】  電子写真式（レーザ）プリンタでは、感光ドラムに潜像を形成するために、図１０に示すような光源９０３が用いられている。この光源９０３は、主走査方向に長い基板９０１上に、多数の発光素子９０２を配置されて構成されている。この発光素子９０２の代表的なものとして、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）がある。図１１に示すように、上記光源９０３は、光伝送手段９０４を挟んで感光ドラム１００１と対向した位置に配置されている。上記発光素子９０２から発せられた光線は、上記光源を構成する光伝送手段９０４を通って感光ドラム１００１に照射され、感光ドラム１００１上で結像して感光ドラム１００１に潜像を形成する。尚、液晶ディスプレイ等とは異なり、プリンタにて利用される光源では結像のための焦点をあわせる必要がある。そこで、光伝送手段９０４の開口角を小さくし、即ち、上記光伝送手段９０４による焦点深度を深くする事で、光源９０３が感光ドラム１００１に潜像を正確に形成できるよう工夫されている。
ところで、近年では高解像度印刷が可能なレーザプリンタが求められている。このような高解像度の印刷を可能にするには、上記主走査方向により多くの発光素子を配置する方法がある。しかしながら特に例えばＬＥＤを用いた場合には、その製造工程の問題があるため、上記発光素子を配置する間隔を所定の値以上小さくする事が出来ない。このため、単位長さあたりの上記主走査方向に配置する発光素子の数には限界がある。
上記問題を解決するために、例えば図１２に示すような構造を有する光源１１０９が用いられている。即ち、基板１１０１上の主走査方向１１１１に発光素子１１０３を一列に配置し、１ユニットとする。同様に、基板１１０２上に発光素子１１０４を配置し、１ユニットとする。但し、基板１１０１に設けられる各発光素子１１０３と基板１１０２に設けられる各発光素子１１０４は、配置間隔は同じであるが、基板１１０１と基板１１０２の例えば端部を揃えた場合に、上記発光素子１１０３と発光素子１１０４は、互い違いに配置される構成となる。ここに互い違いとは、主走査方向に配置された一列の発光素子と、同じく主走査方向に配置された他の一列の発光素子との関係を示している。つまり上記２つの基板をＬＥＤユニット１１１０として配置した場合に、上面視にて上記発光素子が千鳥格子構造を有する構成となる。
上記ＬＥＤユニット１１１０と同様に、光伝送手段１１０５には各単体レンズ１１０７が上記発光素子１１０３に対応させて配置され、光伝送手段１１０６には各単体レンズ１１０８が配置される。ここで、各単体レンズ１１０７は各発光素子１１０３に、各単体レンズ１１０８は各発光素子１１０４にそれぞれ対応させる必要がある。つまり、ここでも各単体レンズ１１０７と各単体レンズ１１０８との関係は、上記発光素子１１０３と発光素子１１０４との関係と同様、千鳥格子構造を有する。従って、光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６は別ユニットとして構成されるのである。
以上のように上記光伝送手段１１０５、１１０６と、基板１１０１、１１０２とをセットとして光源１１０９とすることで、光伝送手段１１０５と基板１１０１のみで構成される光源に比べて、当該光源１１０９は主走査方向１１１１での解像度が二倍になるのである。
しかしながら、上記光源１１０９の製造は、光伝送手段１１０５と基板１１０１のみで構成される光源に比べて製造が非常に困難であり、製造コストも高くなってしまうという問題がある。つまり、光源１１０９の製造時に、上記各発光素子１１０３と各発光素子１１０４とを精密に配置しなければ高解像度を得られないのであるが、各発光素子及び隣接しあう発光素子の間隔は、十数ミクロン〜数十ミクロンであるため、基板１１０１と基板１１０２との位置関係を保ちながら配置する場合には同一精度が要求されるのである。同様に光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６との配置にも同様の精度が要求され、さらに光伝送手段と基板との配置にも同一精度が要求される。特に、例えば光伝送手段１１０５と基板１１０１との距離と、光伝送手段１１０６と基板１１０２との距離とが異なれば焦点深度が異なるため、感光ドラム上で得られる潜像が不鮮明になり、即ち画質の点で非常に不利になるのである。
従って、従来の高解像度印刷を可能とする光源は、各ユニットの位置について上述したミクロン単位の精度を必要とするため、製造が困難であり、さらに上記ユニットが複数あることが一層製造を困難にしている。
又、上記光源１１０９は４つのユニット（光伝送手段１１０５、１１０６、基板１１０１、１１０２）により構成されている点は上述したが、光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６とは微妙に単体レンズの配置が異なるため、違うユニットとして製造する必要がある。同様に、発光素子が配置された状態の基板１１０１と、同じく発光素子が配置された状態の基板１１０２とは違うユニットであるため、各部品を異なるラインにより製造する必要があり製造コストが高くなるという問題が生じる。
さらに、発光素子を別々の基板１１０１、１１０２上に構成し、当該２枚の基板により千鳥構造のＬＥＤユニット１１１０を構成する場合、その製造の関係上、同一基板上の発光素子１１０４と発光素子１１１２の間隔より、異なる基板上の発光素子１１０４と発光素子１１０３との間隔の方が大きくなる。ここで、基板１１０１に入力されたラインデータが潜像を形成し、続いて当該ラインデータが基板１１０２に入力されるまでの間に、上記間隔に応じた待ち状態が生じる。当該待ち状態は、上記間隔が大きいほど長くなるため、言い換えると、上記間隔が大きくなればなるほど複数のラインデータを保持する必要があり、結果としてバッファが大量に必要になるという問題がある。
本発明は、十分な精度を有しながらユニット数を削減可能であり、さらに精密な位置合わせの必要のない画像書込装置の光源、及び当該光源の製造方法を提供する事を目的とする。
【発明の開示】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。即ち、本発明は、所定の基板上に設けられた発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源を前提としている。ここで、１枚の上記基板上に発光素子を千鳥格子状に配置している。尚、上記発光素子を有機エレクトロルミネッセンスとする構成がある。
この構成では製造工程に関わる各素子を接近させることが出来ない問題を解決すると同時に、従来にて必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせの問題までも解決し高解像度印刷が可能な光源を提供可能となる。
又、基板を、発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段とする構成や、基板を介して発光素子の対面に光伝送手段を設けた構成がある。ここで、光伝送手段は、複数の単体レンズより構成されるレンズアレイとする構成もある。
またさらに、１つの上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた構成や、１つの上記発光素子に複数の上記単体レンズを対応させた構成がある。
上記画像書込装置の光源は、所定の基板上に直接透明電極層を形成するステップと、透明電極層を、所定のパターニング処理にて、千鳥格子構造を有する複数の透明電極に形成するステップと、千鳥格子構造を有する透明電極上に有機エレクトロルミネッセンスで構成される発光層を形成するステップと、発光層上に金属電極層を形成するステップとにより製造する事ができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、画像書込装置の概略構成を示す図。
図２は、画像書込装置の部分拡大図。
図３は、本発明の実施の形態１に係る光源の概略図。
図４は、発光素子の概略構成図。
図５は、イメージ伝送に対応した光源の概略図。
図６は、実施の形態３に係る光源の概略構成図。
図７は、実施の形態３に係る光伝送手段の概略構成図。
図８は、実施の形態３に係るイメージ伝送に対応した光源の概略図。
図９は、イメージ伝送に対応した光源を側面から見た概略図。
図１０は、従来の光源を示す図。
図１１は、従来の光源と感光ドラムとの位置を示す図。
図１２は、従来の光源の各ユニットを示す図。
【発明の実施をするための最良の形態】
本発明に係る画像書込装置の光源２００は、図１に示すようなカラーレーザプリンタ１００（以下、単に「プリンタ１００」という）に用いられる。このプリンタ１００での一般的な印刷プロセスは、以下に示すものである。
トレイ１０１に差し込まれた用紙１２０は、搬送用ローラ１０２にて、プリンタ１００内部の搬送路１０３に送り込まれる。この用紙１２０の搬送に同期して、感光ドラム１０６に可視像が形成される。
可視像の形成のプロセスは、まず図２に示す除電器１０５が、感光ドラム１０６上に前回の印刷時に形成された潜像等を除去して、帯電器１０７が感光ドラム１０６全体を帯電させる。次に、光源２００から発せられた書込光が感光ドラム１０６上に潜像を形成し、最後に現像器１０８が、潜像が形成された感光ドラム１０６にトナーを付着させて可視像を形成する。
プリンタ１００は、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｂ（ブラック）４色のトナーを使ってカラー印刷を行うので、図１に示すように除電器１０５、感光ドラム１０６、帯電器１０７、光源２００、現像器１０８を４つづつ備えている。
用紙は搬送路１０３内で上記各感光ドラム１０６に形成された可視像が転写されて、さらに定着器１０９にて可視像を定着されてプリンタ１００から出力される。
尚、上記図１において、紙面に対して垂直方向を主走査方向とし、紙の搬送される方向１３０を副走査方向とする。
上記光源２００として用いられる、本発明に係る画像書込装置の光源２００は、以下に示すような構成が採用されている。
（実施の形態１）
本発明に係る光源２００（図３における光源３０１）は、光伝送手段３０２及び発光素子３０４で構成されている。光伝送手段３０２は、上述したように潜像を感光ドラムに正確に形成するために必要となる。尚、本実施の形態においては、光伝送手段３０２はレンズアレイ構成を有する。つまり、光伝送手段３０２は、指向性を有する複数の単体レンズ３０３を束にし、当該単体レンズ３０３間の空隙を遮光樹脂等で添着等して複数の単体レンズ３０３を一体として構成されている。但し、上記光伝送手段３０２を、一列の単体レンズよりなる光伝送手段３０６、及び同様に一列の単体レンズよりなる光伝送手段３０７を２つ組み合わせて光伝送手段３０２としても良い。尚、上記単体レンズの具体例として、ファイバーレンズやロッドレンズを挙げることができる。また、ファイバーレンズとして、ステップ型ファイバーレンズやグレイテッドインデックス型ファイバーレンズが利用される。
この場合上記ケースでは、光伝送手段３０６を構成する単体レンズと、光伝送手段３０７を構成する単体レンズとは互い違い（千鳥格子構造）になるように組み合わせる必要がある。つまり、この場合には従来技術で述べたのと同様、光伝送手段を高精度で組合す必要が生じる。但し、例えば円筒形状の上記単体レンズを、当該円筒形状を利用して２段積み上げることにより、容易に互い違いに構成する事が可能となる。尚、このような構成では、各単体レンズが接してしまうため、当該単体レンズに１対１で対応する発光素子が接近しすぎてしまい、上記接近に伴う熱の問題や、上記ドライバに関する問題が顕著に現れるが、その解決方法については後述する。
続いて、以上のように構成された光伝送手段３０２上に、発光素子３０４を形成する手順について説明する。
まず、光伝送手段３０２の開口面（単体レンズ３０３の上面及び周囲）全体に、透明電極素子の材料となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）電極等の透明電極層を塗布等により形成する。当該形成により、透明電極層４０１は光伝送手段３０２に密着する。
次に、上記光伝送手段３０２上の発光を必要とする部位、即ち本実施の形態では各上記単体レンズ３０３の上部のみを遮光膜等でマスクし、上記開口面に対して露光、現像等のフォトリソ処理やエッチング処理、即ちパターニング処理を行う。当該パターニング処理により、上記マスクがされていない部分の透明電極層が取り除かれて、マスクされていた部分が透明電極素子４０１となる。
但し、ここで上記パターニング処理において、予め千鳥格子構造を形成するように上記遮光膜などのマスクを行うのである。予めマスクを千鳥格子構造を形成可能な構造としておく事で、各発光素子３０４間、特に互い違いに配置される発光素子間（発光素子３０４と発光素子３０９間や、発光素子３０８と発光素子３０９間等）での精密な位置合わせが不要になる。
次に、透明電極素子４０１が形成された上記開口面の全面に有機ＥＬ層４０２を塗布し、更に該有機ＥＬ層４０２の上面に共通電極として金属電極層４０３を塗布する。
尚、上記発光素子３０４の封止処理として、エポキシ樹脂等の接着性のある樹脂が光伝送手段３０２の開口面周囲である封止処理部３０５に塗布され、最後に上記開口面上部の金属電極層４０３全面と、その周辺部に塗布された上記樹脂上を封止ガラス等で覆うことで光源３０１が完成する。
以上により、光伝送手段３０２と発光素子３０４とを一体として形成した光源３０１が形成される。このように形成された発光素子３０４は、上記透明電極素子４０１と金属電極層４０３に電界を掛けることで、当該透明電極素子４０１と金属電極層４０３に挟まれた部分の有機ＥＬ層４０２が発光するのである。
以上のように、有機ＥＬを用いると共にパターニング処理を工夫することで、上記製造工程に関わる、各素子を接近させることが出来ないという問題を解決している。つまり、主走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることで一層解像度を上げると共に、副走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることでラインデータ用バッファを減少させることを可能にしている。また、従来では必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせを不要としている。
尚、光伝送手段上に直接有機ＥＬを用いた発光素子を形成しているため、発光素子より発せられる光線は指向性のない層を通過することなく直接光伝送手段に伝送される。よって、光線はほとんど全反射することなく、十分な発光強度を保ったまま感光ドラムまで到達することができる。
（実施の形態２）
上記実施の形態１で述べたのは、発光素子と光伝送手段との間に距離を設けない構成であり、光の伝送方式の１つである光量伝送に対応する構成である。これに対し他の光の伝送方式としてイメージ伝送がある。本発明には直接関係しないため、光量伝送とイメージ伝送についての説明は省略するが、上記イメージ伝送では、上記光量伝送と異なり上記発光素子と光伝送手段との間に距離（空間）が必要になる。本実施の形態２では、図５、図９を用いてイメージ伝送に対応する光源についての説明を行う。
上記イメージ伝送に利用される光源には、図５における発光素子３０４と光伝送手段３０２との間に距離を必要とする。このため、上記距離（空間）を設けるために例えば透明基板５０１を配置する。尚、透明基板としては、ガラス基板や透明樹脂基板などがある。上記図５における矢印５１０の方向、又は図８における矢印８１０の方向より見た光源５０２、８０２の概略図を図９（Ａ）に示す。上記発光素子３０４と光伝送手段３０２との間に設けられた距離９１１がイメージ伝送に必要な距離である。
続いて、光源５０２を形成する手順について説明する。光伝送手段３０２については、上記実施の形態１と同一の光伝送手段が利用可能である。但し、発光素子３０４は、上記実施の形態１における光伝送手段に代えて上記透明基板５０１上に直接形成する。透明基板５０１上に上記発光素子を形成する方法も上記実施の形態１と同様であり、透明電極層を塗布等により形成し、パターニング処理を行い、有機ＥＬ層を塗布し、更に該有機ＥＬ層の上面に金属電極層を塗布する。
やはりここでも、上記パターニング処理において、予め千鳥格子構造を形成するように上記遮光膜などのマスクを行うことで、各発光素子間での精密な位置合わせが不要になる。
次に、上記発光素子を配置した上記透明基板５０１と、光伝送手段３０２とを透明樹脂などで接着等し光学的に一体として構成することで光源５０２が完成する。
以上のように、発光素子と光伝送手段との距離を基板の厚みにより固定することで、イメージ伝送に必要な距離を得ることが可能となる。この際、一枚の基板上に発光素子を設け、さらに基板の厚みにより距離を得ているため、例えば発光素子３０４と感光ドラム１０６との距離、及び発光素子３０９と感光ドラム１０９との距離は誤差なく同一となり、結果として感光ドラム上で鮮明な潜像を得ることができる。
尚、図９（Ｂ）に示すように、発光素子と光伝送手段との距離を固定する固定フレーム９１０を例えば光伝送手段３０２及び透明基板５０１に固着させることで発光素子と光伝送手段との距離を固定してもよい。この場合でも、一枚の基板上に発光素子を設け、発光素子と光伝送手段とが一体として構成されているため、各発光素子と感光ドラムとの距離を一定に保つことが可能になる。
当然、上記実施の形態１にて示したのと同様、各発光素子間、及び各単体レンズ間の位置合わせも不要である。
（実施の形態３）
さらに光源２００（図６における光源６０１）を構成する光伝送手段の、各単体レンズを上記発光素子３０４より小さくする構成について説明する。
図６に示す光源６０１は、光伝送手段６０２上に発光素子３０４を形成して成るが、当該光伝送手段６０２は図７（Ａ）に示すように、当該光伝送手段を構成する単体レンズの径が上記発光素子３０４より小さいものが用いられている。つまり、１つの発光素子３０４には、複数の単体レンズが対応するのである。
上記光伝送手段を構成する単体レンズは、複数個、即ち所定の単位で、図７（Ｂ）に示すように光吸収層７０１が設けられ、或いは図７（Ｃ）に示すように各単体レンズの周囲が光吸収層７０２で構成されている。
このような光伝送手段６０２上に、上記発光素子３０４を設けるようにしてもよい。上記発光素子３０４を、光伝送手段６０２上に直接形成する方法については上記実施の形態１にて述べたのと同様でよい。
この構成では、単体レンズの径が発光素子３０４より小さいため、発光素子と単体レンズとの間の微妙な位置関係を考慮せずに発光素子を形成できる点で、製造が容易になる。
つまり、単体レンズの径を小さくし、発光素子と単体レンズとを１対複数で対応させることにより、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また、上記実施の形態１、２で述べたように、各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない光源を製造する事が出来るのである。このような製法では、製造におけるコストを下げる事が可能であると共に、でき上がった光源の品質を高品位に保つ事が可能となる。また他方で、単体レンズの系を大きくし、発光素子と単体レンズとを複数対１で対応させた場合であっても、上記同様、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない。
尚、上記実施の形態２にて述べたイメージ伝送の際の光源を本実施の形態３に対応させた場合について図８を用いて以下に説明する。上記実施の形態２と同様、光伝送手段６０２の上部には透明基板８０１が設けられており、当該透明基板８０１上に各発光素子３０４が千鳥格子構造を有して配置されている。尚、当該発光素子３０４の形成方法や、上記透明基板８０１の材質などは上記実施の形態と同様でよい。
次に、上記発光素子を配置した上記透明基板８０１と、光伝送手段６０２とを透明樹脂等で光学的に一体として構成することで光源８０２が完成する。
【産業上の利用可能性】  本発明に係る画像書込装置の光源、及び光源の製造方法では、主走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることで一層解像度を上げると共に、副走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることでラインデータ用バッファを減少させることを可能にしている。また、従来では必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせを不要としている。
また、発光素子と光伝送手段との距離を基板の厚みにより固定することで、イメージ伝送に必要な距離を得ることが可能となる。この際、一枚の基板上に発光素子を設け、さらに基板の厚みにより距離を得ているため、結果として感光ドラム上で鮮明な潜像を得ることができる。
さらに、単体レンズの径を小さくし、発光素子と単体レンズとを１対複数で対応させることにより、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また、各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない光源を製造する事が出来る。このような製法では、製造におけるコストを下げる事が可能であると共に、でき上がった光源の品質を高品位に保つ事が可能となる。
よって、解像度の高い画像を得るための画像書込装置の光源、及び当該光源の製造方法として有用である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月20日(2005.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基板上に設けられた発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源において、
１枚の上記基板上に上記発光素子を千鳥格子状に配置した事を特徴とする光源。
【請求項２】
上記発光素子は、有機エレクトロルミネッセンスにより構成される請求の範囲第１項に記載の光源。
【請求項３】
上記基板は、上記発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段である請求の範囲第２項に記載の光源。
【請求項４】
上記基板を介して上記発光素子の対面に、上記発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段を上記発光素子と一体に設けた請求の範囲第２項に記載の光源。
【請求項５】
上記発光素子と上記光伝送手段との距離を、上記基板の厚みにより固定した請求の範囲第４項に記載の光源。
【請求項６】
上記発光素子と上記光伝送手段との距離を固定する固定フレームにより、上記発光素子と上記光伝送手段との距離を固定した請求の範囲第４項に記載の光源。
【請求項７】
上記光伝送手段は、複数の単体レンズより構成されるレンズアレイである請求の範囲第３項又は第４項に記載の光源。
【請求項８】
１つの上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項９】
１つの上記発光素子に複数の上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項１０】
複数の上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた請求の範囲第７項に記載の光源。
【請求項１１】
発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源の製造方法において、
所定の基板上に直接透明電極層を形成するステップと、
上記透明電極層を、所定のパターニング処理にて、千鳥格子構造を有する複数の透明電極に形成するステップと、
上記千鳥格子構造を有する透明電極上に有機エレクトロルミネッセンスで構成される発光層を形成するステップと、
上記発光層上に金属電極層を形成するステップと、
を具備することを特徴とする光源の製造方法。
【請求項１２】
上記透明電極は、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）電極である請求の範囲第１１項に記載の光源の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像書込装置の光源及び当該光源の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式（レーザ）プリンタでは、感光ドラムに潜像を形成するために、図１０に示すような光源９０３が用いられている。この光源９０３は、主走査方向に長い基板９０１上に、多数の発光素子９０２を配置されて構成されている。この発光素子９０２の代表的なものとして、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）がある。図１１に示すように、上記光源９０３は、光伝送手段９０４を挟んで感光ドラム１００１と対向した位置に配置されている。上記発光素子９０２から発せられた光線は、上記光源を構成する光伝送手段９０４を通って感光ドラム１００１に照射され、感光ドラム１００１上で結像して感光ドラム１００１に潜像を形成する。尚、液晶ディスプレイ等とは異なり、プリンタにて利用される光源では結像のための焦点をあわせる必要がある。そこで、光伝送手段９０４の開口角を小さくし、即ち、上記光伝送手段９０４による焦点深度を深くする事で、光源９０３が感光ドラム１００１に潜像を正確に形成できるよう工夫されている。
【０００３】
ところで、近年では高解像度印刷が可能なレーザプリンタが求められている。このような高解像度の印刷を可能にするには、上記主走査方向により多くの発光素子を配置する方法がある。しかしながら特に例えばＬＥＤを用いた場合には、その製造工程の問題があるため、上記発光素子を配置する間隔を所定の値以上小さくする事が出来ない。このため、単位長さあたりの上記主走査方向に配置する発光素子の数には限界がある。
【０００４】
上記問題を解決するために、例えば図１２に示すような構造を有する光源１１０９が用いられている。即ち、基板１１０１上の主走査方向１１１１に発光素子１１０３を一列に配置し、１ユニットとする。同様に、基板１１０２上に発光素子１１０４を配置し、１ユニットとする。但し、基板１１０１に設けられる各発光素子１１０３と基板１１０２に設けられる各発光素子１１０４は、配置間隔は同じであるが、基板１１０１と基板１１０２の例えば端部を揃えた場合に、上記発光素子１１０３と発光素子１１０４は、互い違いに配置される構成となる。ここに互い違いとは、主走査方向に配置された一列の発光素子と、同じく主走査方向に配置された他の一列の発光素子との関係を示している。つまり上記２つの基板をＬＥＤユニット１１１０として配置した場合に、上面視にて上記発光素子が千鳥格子構造を有する構成となる。
【０００５】
上記ＬＥＤユニット１１１０と同様に、光伝送手段１１０５には各単体レンズ１１０７が上記発光素子１１０３に対応させて配置され、光伝送手段１１０６には各単体レンズ１１０８が配置される。ここで、各単体レンズ１１０７は各発光素子１１０３に、各単体レンズ１１０８は各発光素子１１０４にそれぞれ対応させる必要がある。つまり、ここでも各単体レンズ１１０７と各単体レンズ１１０８との関係は、上記発光素子１１０３と発光素子１１０４との関係と同様、千鳥格子構造を有する。従って、光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６は別ユニットとして構成されるのである。
【０００６】
以上のように上記光伝送手段１１０５、１１０６と、基板１１０１、１１０２とをセットとして光源１１０９とすることで、光伝送手段１１０５と基板１１０１のみで構成される光源に比べて、当該光源１１０９は主走査方向１１１１での解像度が二倍になるのである。
【０００７】
しかしながら、上記光源１１０９の製造は、光伝送手段１１０５と基板１１０１のみで構成される光源に比べて製造が非常に困難であり、製造コストも高くなってしまうという問題がある。つまり、光源１１０９の製造時に、上記各発光素子１１０３と各発光素子１１０４とを精密に配置しなければ高解像度を得られないのであるが、各発光素子及び隣接しあう発光素子の間隔は、十数ミクロン〜数十ミクロンであるため、基板１１０１と基板１１０２との位置関係を保ちながら配置する場合には同一精度が要求されるのである。同様に光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６との配置にも同様の精度が要求され、さらに光伝送手段と基板との配置にも同一精度が要求される。特に、例えば光伝送手段１１０５と基板１１０１との距離と、光伝送手段１１０６と基板１１０２との距離とが異なれば焦点深度が異なるため、感光ドラム上で得られる潜像が不鮮明になり、即ち画質の点で非常に不利になるのである。
【０００８】
従って、従来の高解像度印刷を可能とする光源は、各ユニットの位置について上述したミクロン単位の精度を必要とするため、製造が困難であり、さらに上記ユニットが複数あることが一層製造を困難にしている。
【０００９】
又、上記光源１１０９は４つのユニット（光伝送手段１１０５、１１０６、基板１１０１、１１０２）により構成されている点は上述したが、光伝送手段１１０５と光伝送手段１１０６とは微妙に単体レンズの配置が異なるため、違うユニットとして製造する必要がある。同様に、発光素子が配置された状態の基板１１０１と、同じく発光素子が配置された状態の基板１１０２とは違うユニットであるため、各部品を異なるラインにより製造する必要があり製造コストが高くなるという問題が生じる。
【００１０】
さらに、発光素子を別々の基板１１０１、１１０２上に構成し、当該２枚の基板により千鳥構造のＬＥＤユニット１１１０を構成する場合、その製造の関係上、同一基板上の発光素子１１０４と発光素子１１１２の間隔より、異なる基板上の発光素子１１０４と発光素子１１０３との間隔の方が大きくなる。ここで、基板１１０１に入力されたラインデータが潜像を形成し、続いて当該ラインデータが基板１１０２に入力されるまでの間に、上記間隔に応じた待ち状態が生じる。当該待ち状態は、上記間隔が大きいほど長くなるため、言い換えると、上記間隔が大きくなればなるほど複数のラインデータを保持する必要があり、結果としてバッファが大量に必要になるという問題がある。
【００１１】
本発明は、十分な精度を有しながらユニット数を削減可能であり、さらに精密な位置合わせの必要のない画像書込装置の光源、及び当該光源の製造方法を提供する事を目的とする。
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するために以下の手段を採用している。即ち、本発明は、所定の基板上に設けられた発光素子から発せられた光線を感光ドラム上に結像させる画像書込装置の光源を前提としている。ここで、１枚の上記基板上に発光素子を千鳥格子状に配置している。尚、上記発光素子を有機エレクトロルミネッセンスとする構成がある。
【００１３】
この構成では製造工程に関わる各素子を接近させることが出来ない問題を解決すると同時に、従来にて必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせの問題までも解決し高解像度印刷が可能な光源を提供可能となる。
【００１４】
又、基板を、発光素子から発せられた光線を感光ドラム上で結像させる光伝送手段とする構成や、基板を介して発光素子の対面に光伝送手段を設けた構成がある。ここで、光伝送手段は、複数の単体レンズより構成されるレンズアレイとする構成もある。
【００１５】
またさらに、１つの上記発光素子に１つの上記単体レンズを対応させた構成や、１つの上記発光素子に複数の上記単体レンズを対応させた構成がある。
【００１６】
上記画像書込装置の光源は、所定の基板上に直接透明電極層を形成するステップと、透明電極層を、所定のパターニング処理にて、千鳥格子構造を有する複数の透明電極に形成するステップと、千鳥格子構造を有する透明電極上に有機エレクトロルミネッセンスで構成される発光層を形成するステップと、発光層上に金属電極層を形成するステップとにより製造する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る画像書込装置の光源２００は、図１に示すようなカラーレーザプリンタ１００（以下、単に「プリンタ１００」という）に用いられる。このプリンタ１００での一般的な印刷プロセスは、以下に示すものである。
【００１８】
トレイ１０１に差し込まれた用紙１２０は、搬送用ローラ１０２にて、プリンタ１００内部の搬送路１０３に送り込まれる。この用紙１２０の搬送に同期して、感光ドラム１０６に可視像が形成される。
【００１９】
可視像の形成のプロセスは、まず図２に示す除電器１０５が、感光ドラム１０６上に前回の印刷時に形成された潜像等を除去して、帯電器１０７が感光ドラム１０６全体を帯電させる。次に、光源２００から発せられた書込光が感光ドラム１０６上に潜像を形成し、最後に現像器１０８が、潜像が形成された感光ドラム１０６にトナーを付着させて可視像を形成する。
【００２０】
プリンタ１００は、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｂ（ブラック）４色のトナーを使ってカラー印刷を行うので、図１に示すように除電器１０５、感光ドラム１０６、帯電器１０７、光源２００、現像器１０８を4つづつ備えている。
【００２１】
用紙は搬送路１０３内で上記各感光ドラム１０６に形成された可視像が転写されて、さらに定着器１０９にて可視像を定着されてプリンタ１００から出力される。
【００２２】
尚、上記図１において、紙面に対して垂直方向を主走査方向とし、紙の搬送される方向１３０を副走査方向とする。
【００２３】
上記光源２００として用いられる、本発明に係る画像書込装置の光源２００は、以下に示すような構成が採用されている。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明に係る光源２００（図３における光源３０１）は、光伝送手段３０２及び発光素子３０４で構成されている。光伝送手段３０２は、上述したように潜像を感光ドラムに正確に形成するために必要となる。尚、本実施の形態においては、光伝送手段３０２はレンズアレイ構成を有する。つまり、光伝送手段３０２は、指向性を有する複数の単体レンズ３０３を束にし、当該単体レンズ３０３間の空隙を遮光樹脂等で添着等して複数の単体レンズ３０３を一体として構成されている。但し、上記光伝送手段３０２を、一列の単体レンズよりなる光伝送手段３０６、及び同様に一列の単体レンズよりなる光伝送手段３０７を２つ組み合わせて光伝送手段３０２としても良い。尚、上記単体レンズの具体例として、ファイバーレンズやロッドレンズを挙げることができる。また、ファイバーレンズとして、ステップ型ファイバーレンズやグレイテッドインデックス型ファイバーレンズが利用される。
【００２５】
この場合上記ケースでは、光伝送手段３０６を構成する単体レンズと、光伝送手段３０７を構成する単体レンズとは互い違い（千鳥格子構造）になるように組み合わせる必要がある。つまり、この場合には従来技術で述べたのと同様、光伝送手段を高精度で組合す必要が生じる。但し、例えば円筒形状の上記単体レンズを、当該円筒形状を利用して２段積み上げることにより、容易に互い違いに構成する事が可能となる。尚、このような構成では、各単体レンズが接してしまうため、当該単体レンズに１対１で対応する発光素子が接近しすぎてしまい、上記接近に伴う熱の問題や、上記ドライバに関する問題が顕著に現れるが、その解決方法については後述する。
【００２６】
続いて、以上のように構成された光伝送手段３０２上に、発光素子３０４を形成する手順について説明する。
【００２７】
まず、光伝送手段３０２の開口面（単体レンズ３０３の上面及び周囲）全体に、透明電極素子の材料となるＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）電極等の透明電極層を塗布等により形成する。当該形成により、透明電極層４０１は光伝送手段３０２に密着する。
【００２８】
次に、上記光伝送手段３０２上の発光を必要とする部位、即ち本実施の形態では各上記単体レンズ３０３の上部のみを遮光膜等でマスクし、上記開口面に対して露光、現像等のフォトリソ処理やエッチング処理、即ちパターニング処理を行う。当該パターニング処理により、上記マスクがされていない部分の透明電極層が取り除かれて、マスクされていた部分が透明電極素子４０１となる。
【００２９】
但し、ここで上記パターニング処理において、予め千鳥格子構造を形成するように上記遮光膜などのマスクを行うのである。予めマスクを千鳥格子構造を形成可能な構造としておく事で、各発光素子３０４間、特に互い違いに配置される発光素子間（発光素子３０４と発光素子３０９間や、発光素子３０８と発光素子３０９間等）での精密な位置合わせが不要になる。
【００３０】
次に、透明電極素子４０１が形成された上記開口面の全面に有機ＥＬ層４０２を塗布し、更に該有機ＥＬ層４０２の上面に共通電極として金属電極層４０３を塗布する。
【００３１】
尚、上記発光素子３０４の封止処理として、エポキシ樹脂等の接着性のある樹脂が光伝送手段３０２の開口面周囲である封止処理部３０５に塗布され、最後に上記開口面上部の金属電極層４０３全面と、その周辺部に塗布された上記樹脂上を封止ガラス等で覆うことで光源３０１が完成する。
【００３２】
以上により、光伝送手段３０２と発光素子３０４とを一体として形成した光源３０１が形成される。このように形成された発光素子３０４は、上記透明電極素子４０１と金属電極層４０３に電界を掛けることで、当該透明電極素子４０１と金属電極層４０３に挟まれた部分の有機ＥＬ層４０２が発光するのである。
【００３３】
以上のように、有機ＥＬを用いると共にパターニング処理を工夫することで、上記製造工程に関わる、各素子を接近させることが出来ないという問題を解決している。つまり、主走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることで一層解像度を上げると共に、副走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることでラインデータ用バッファを減少させることを可能にしている。また、従来では必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせを不要としている。
【００３４】
尚、光伝送手段上に直接有機ＥＬを用いた発光素子を形成しているため、発光素子より発せられる光線は指向性のない層を通過することなく直接光伝送手段に伝送される。よって、光線はほとんど全反射することなく、十分な発光強度を保ったまま感光ドラムまで到達することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
上記実施の形態１で述べたのは、発光素子と光伝送手段との間に距離を設けない構成であり、光の伝送方式の１つである光量伝送に対応する構成である。これに対し他の光の伝送方式としてイメージ伝送がある。本発明には直接関係しないため、光量伝送とイメージ伝送についての説明は省略するが、上記イメージ伝送では、上記光量伝送と異なり上記発光素子と光伝送手段との間に距離（空間）が必要になる。本実施の形態２では、図５、図９を用いてイメージ伝送に対応する光源についての説明を行う。
【００３６】
上記イメージ伝送に利用される光源には、図５における発光素子３０４と光伝送手段３０２との間に距離を必要とする。このため、上記距離（空間）を設けるために例えば透明基板５０１を配置する。尚、透明基板としては、ガラス基板や透明樹脂基板などがある。上記図５における矢印５１０の方向、又は図８における矢印８１０の方向より見た光源５０２、８０２の概略図を図９（Ａ）に示す。上記発光素子３０４と光伝送手段３０２との間に設けられた距離９１１がイメージ伝送に必要な距離である。
【００３７】
続いて、光源５０２を形成する手順について説明する。光伝送手段３０２については、上記実施の形態１と同一の光伝送手段が利用可能である。但し、発光素子３０４は、上記実施の形態１における光伝送手段に代えて上記透明基板５０１上に直接形成する。透明基板５０１上に上記発光素子を形成する方法も上記実施の形態１と同様であり、透明電極層を塗布等により形成し、パターニング処理を行い、有機ＥＬ層を塗布し、更に該有機ＥＬ層の上面に金属電極層を塗布する。
【００３８】
やはりここでも、上記パターニング処理において、予め千鳥格子構造を形成するように上記遮光膜などのマスクを行うことで、各発光素子間での精密な位置合わせが不要になる。
【００３９】
次に、上記発光素子を配置した上記透明基板５０１と、光伝送手段３０２とを透明樹脂などで接着等し光学的に一体として構成することで光源５０２が完成する。
【００４０】
以上のように、発光素子と光伝送手段との距離を基板の厚みにより固定することで、イメージ伝送に必要な距離を得ることが可能となる。この際、一枚の基板上に発光素子を設け、さらに基板の厚みにより距離を得ているため、例えば発光素子３０４と感光ドラム１０６との距離、及び発光素子３０９と感光ドラム１０９との距離は誤差なく同一となり、結果として感光ドラム上で鮮明な潜像を得ることができる。
【００４１】
尚、図９（Ｂ）に示すように、発光素子と光伝送手段との距離を固定する固定フレーム９１０を例えば光伝送手段３０２及び透明基板５０１に固着させることで発光素子と光伝送手段との距離を固定してもよい。この場合でも、一枚の基板上に発光素子を設け、発光素子と光伝送手段とが一体として構成されているため、各発光素子と感光ドラムとの距離を一定に保つことが可能になる。
【００４２】
当然、上記実施の形態１にて示したのと同様、各発光素子間、及び各単体レンズ間の位置合わせも不要である。
【００４３】
（実施の形態３）
さらに光源２００（図６における光源６０１）を構成する光伝送手段の、各単体レンズを上記発光素子３０４より小さくする構成について説明する。
【００４４】
図６に示す光源６０１は、光伝送手段６０２上に発光素子３０４を形成して成るが、当該光伝送手段６０２は図７（Ａ）に示すように、当該光伝送手段を構成する単体レンズの径が上記発光素子３０４より小さいものが用いられている。つまり、１つの発光素子３０４には、複数の単体レンズが対応するのである。
【００４５】
上記光伝送手段を構成する単体レンズは、複数個、即ち所定の単位で、図７（Ｂ）に示すように光吸収層７０１が設けられ、或いは図７（Ｃ）に示すように各単体レンズの周囲が光吸収層７０２で構成されている。
【００４６】
このような光伝送手段６０２上に、上記発光素子３０４を設けるようにしてもよい。上記発光素子３０４を、光伝送手段６０２上に直接形成する方法については上記実施の形態１にて述べたのと同様でよい。
【００４７】
この構成では、単体レンズの径が発光素子３０４より小さいため、発光素子と単体レンズとの間の微妙な位置関係を考慮せずに発光素子を形成できる点で、製造が容易になる。
【００４８】
つまり、単体レンズの径を小さくし、発光素子と単体レンズとを１対複数で対応させることにより、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また、上記実施の形態１、２で述べたように、各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない光源を製造する事が出来るのである。このような製法では、製造におけるコストを下げる事が可能であると共に、でき上がった光源の品質を高品位に保つ事が可能となる。また他方で、単体レンズの系を大きくし、発光素子と単体レンズとを複数対１で対応させた場合であっても、上記同様、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない。
【００４９】
尚、上記実施の形態２にて述べたイメージ伝送の際の光源を本実施の形態３に対応させた場合について図８を用いて以下に説明する。上記実施の形態２と同様、光伝送手段６０２の上部には透明基板８０１が設けられており、当該透明基板８０１上に各発光素子３０４が千鳥格子構造を有して配置されている。尚、当該発光素子３０４の形成方法や、上記透明基板８０１の材質などは上記実施の形態と同様でよい。
【００５０】
次に、上記発光素子を配置した上記透明基板８０１と、光伝送手段６０２とを透明樹脂等で光学的に一体として構成することで光源８０２が完成する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る画像書込装置の光源、及び光源の製造方法では、主走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることで一層解像度を上げると共に、副走査方向に隣接する各素子間の距離を短くすることでラインデータ用バッファを減少させることを可能にしている。また、従来では必要であった各光伝送手段の精密な位置合わせ、及び各発光素子の精密な位置合わせを不要としている。
【００５２】
また、発光素子と光伝送手段との距離を基板の厚みにより固定することで、イメージ伝送に必要な距離を得ることが可能となる。この際、一枚の基板上に発光素子を設け、さらに基板の厚みにより距離を得ているため、結果として感光ドラム上で鮮明な潜像を得ることができる。
【００５３】
さらに、単体レンズの径を小さくし、発光素子と単体レンズとを１対複数で対応させることにより、発光素子と光伝送手段との位置関係を精密に合わせる必要がなく、また、各発光素子間及び各単体レンズ間の配置も合わせる必要がない光源を製造する事が出来る。このような製法では、製造におけるコストを下げる事が可能であると共に、でき上がった光源の品質を高品位に保つ事が可能となる。
【００５４】
よって、解像度の高い画像を得るための画像書込装置の光源、及び当該光源の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】画像書込装置の概略構成を示す図
【図２】画像書込装置の部分拡大図
【図３】本発明の実施の形態１に係る光源の概略図
【図４】発光素子の概略構成図
【図５】イメージ伝送に対応した光源の概略図
【図６】実施の形態３に係る光源の概略構成図
【図７】実施の形態３に係る光伝送手段の概略構成図
【図８】実施の形態３に係るイメージ伝送に対応した光源の概略図
【図９】イメージ伝送に対応した光源を側面から見た概略図
【図１０】従来の光源を示す図
【図１１】従来の光源と感光ドラムとの位置を示す図
【図１２】従来の光源の各ユニットを示す図
【国際調査報告】
2004039594.tif 000015
2004039594.tif 000016