(57)【要約】【課題】高画質化を実現する画像形成装置を提供する。【解決手段】実施形態の画像形成装置は、複数配列された有機ＥＬ素子によって光を射出する露光部と、前記露光部の曲率と略同心状に湾曲させた状態で、内周面が前記露光部の外周面側に沿って近接若しくは接触配置され、前記露光部から射出される光によって表面に潜像が形成される感光体と、前記潜像に基づき記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備えていることを特徴としている。【選択図】図３
2013111926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数配列された有機ＥＬ素子によって光を射出する露光部と、
前記露光部の曲率と略同心状に湾曲させた状態で、内周面が前記露光部の外周面側に沿って近接若しくは接触配置され、前記露光部から射出される光によって表面に潜像が形成される感光体と、
前記潜像に基づき記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記露光部は、
薄膜トランジスタが形成された透明基板と、
前記薄膜トランジスタと接合された陽極と、
前記陽極と接合された前記有機ＥＬ素子による発光体と、
前記有機ＥＬ素子と接合された陰極と、
からなる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成部は、帯電チャージャと現像器を有し、
前記露光部の外周面と前記感光体の内周面が近接若しくは接触している部分の前記感光体の外周面は、前記帯電チャージャと現像器の間のみに位置している請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、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ビーム方式や、無機ＬＥＤを線上に複数配列したＬＥＤアレイを用いたＬＥＤアレイ方式を用いた装置がある。
【０００３】
この構造の画像形成装置は、感光体ドラムの光源としてＬＥＤを使用することが多いが、ＬＥＤチップの背高のばらつきによって生じるＬＥＤから感光体ドラム表面までの距離のばらつきによって、焦点距離が感光体ドラムの表面と合わない虞がある。また、感光体ドラムの曲率と同心状に湾曲させてはいないが、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ発光素子）を光源として用いる画像形成装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、光源から感光体までの距離のばらつきを防止し、焦点距離が感光体表面に一致する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、実施形態の画像形成装置は、複数配列された有機ＥＬ素子によって光を射出する露光部と、前記露光部の曲率と略同心状に湾曲させた状態で、内周面が前記露光部の外周面側に沿って近接若しくは接触配置され、前記露光部から射出される光によって表面に潜像が形成される感光体と、前記潜像に基づき記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備えていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の感光体ドラムを搭載したＭＦＰを示す概略構成図。
【図２】本実施形態の感光体ドラムを搭載したプリンタを示す概略構成図。
【図３】本実施形態の画像形成装置に用いた感光体ドラムの断面を示す説明図である。
【図４】本実施形態の感光体ドラムの１画素分の構成を表す説明図。
【図５】本実施形態の露光ヘッドを示す説明図。
【図６】本実施形態の発光素子を示す図であり、（ａ）は発光素子を１列に配設したときの説明図であり、（ｂ）は発光素子を千鳥状に配設したときの説明図である。
【図７】本実施形態の有機ＥＬ発光装置の等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための一実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は画像形成装置であるカラーのＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１を示す概略構成図である。ＭＦＰ１は、画像形成部２と、画像形成部２に被定着媒体である用紙Ｐを供給する給紙部３を備えている。さらにＭＦＰ１は、上面に自動原稿送り装置４と、自動原稿送り装置４により供給される原稿Ｄを読取るスキャナ部５を備える。また、画像形成部２には、レジストローラ７が設けられる。
【００１０】
給紙部３は、積層状に積み上げられたシートＰを収納するカセット９と、カセット９に収納されたシートＰの最上層のシートを画像形成部２に給紙するピックアップローラ１０などを含む。
【００１１】
画像形成部２は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４組の画像形成ステーション３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ及び３０Ｋと、各画像形成ステーション３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋによって形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト３２などを備える。また、画像形成部２は定着装置３３を含む。
【００１２】
図２は画像形成装置であるモノクロプリンタを示す概略構成図である。図２に示すモノクロプリンタ６は、画像形成部２とスキャナ部５を備えている。画像形成部２の機構について説明する。画像形成部２は、感光体ドラム１１周辺に、感光体ドラム１１を一様に帯電する帯電チャージャ１２、帯電された感光体ドラム１１にスキャナ部５からの画像データに基づいて作成された潜像を現像する現像器１３、感光体１１に現像された画像を用紙Ｐに転写する転写チャージャ１４、剥離チャージャ１５、感光体ドラム１１に残った現在剤をクリーニングするクリーナ１６を備えている。帯電チャージャ１２、現像器１３、転写チャージャ１４、剥離チャージャ１５、クリーナ１６は、感光体ドラム１１の矢印Ａの回転方向に従い順次配置されている。また画像形成部２は、感光体ドラム１１の内部に有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ発光素子）を用いた露光ヘッド１７を備えている。
【００１３】
画像形成部２は、剥離チャージャ１５より用紙搬送方向下流に対して順番にトナー像を転写された用紙Ｐを搬送する搬送ベルト２０と、排紙搬送ガイド２１を備えている路２１が設けられる。画像形成部２は、排紙搬送ガイド２１より用紙搬送方向下流側に対して順番に用紙Ｐを定着する定着装置２２と、排紙ローラ２４を備えている。
【００１４】
次に画像形成のプロセス動作について説明する。
【００１５】
感光体ドラム１１上に形成された静電潜像は、現像装置１３から供給されるトナー（現像剤）によって現像される。トナー像を形成された感光体ドラム１３は、転写チャージャ１４によって、静電潜像を用紙Ｐ上に転写する。
【００１６】
用紙への転写が終了した感光層１８は、その表面の残留トナーがクリーナ１６によって取り除かれて、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
【００１７】
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続的に行なわれる。
【００１８】
次に図３（ａ）（ｂ）を用いて感光体ドラム１１の周辺について説明する。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、感光層１８は、ドラム状の透光性支持体１８ａを最内層とした３層構造である。透光性支持体１８ａに透光性導電層１８ｂを積層し、さらに光導電体層１８ｃを積層する。透光性支持体１８ａ、透光性導電層１８ｂ、光導電体層１８ｃはいずれも光透過性である。
【００２０】
透光性支持体１８ａは透明あるいは半透明のものが良く、例えば、ガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられる。
【００２１】
感光層１８の内側には露光ヘッド１７が配設されている。露光装置１７は、帯電チャージャ１２と現像器１３との間の感光体ドラム１１の内側に配置されている。露光装置１７の透光性支持体１８ａと接する部分の曲率は、透光性支持体１８ａの内側の曲率と同じになっている。露光装置１７は、感光体ドラム１１の内周面全体に設けられ、感光体ドラム１１の回転とともに回転してもよい。また、露光装置１７は、帯電チャージャ１２と現像器１３との間のみに配置され、感光体ドラム１１が回転する場合に一緒に回転を行わず、固定されていてもよい。
【００２２】
露光ヘッド１７の詳細な構成について、図４を用いて説明する。有機ＥＬ発光素子の構成として、発光層から発生する光を基板側から取り出す下面発光型（ボトムエミッション型）と、発光層から発生する光を基板側とは反対側から装置外部に取り出す上面発光型（トップエミッション型）とがある。ボトムエミッション型、トップエミッション型のどちらを用いてもよいが、図４においては、ボトムエミッション型の有機ＥＬ発光素子の例で説明をする。
【００２３】
露光ヘッド１７は、基板３０と、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下ＴＦＴという。）５２と、陽極７０と、発光層である有機ＥＬ発光体アレイ５０と、陰極７１と、封止部材５３を備えている。基板３０は湾曲された最外郭に配置し、基板３０と接して内側に薄膜トランジスタ５２が配置している。
【００２４】
すなわち、感光層１８の透光性支持体１８ａの内周面に、透光性支持体１８ａと等しい曲率である感光体ＴＦＴ点灯回路アレイ５２が形成され、さらにその内周面に有機ＥＬ発光体アレイ５０が形成されている。この時、透光性支持体１８ａと感光体ＴＦＴ点灯回路アレイ５２の中心は、同心になっている。またそれらを封止する封止基板３０が設けられる。
【００２５】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は、両側に陽極７０と陰極７１が配置されている。陽極７０の両端部は、有機ＥＬ発光体アレイ５０と接しているが、陽極７０の中央部分は、有機ＥＬ発光体アレイ５０と接していない。
【００２６】
ＴＦＴ回路アレイ５２は、例えば低温ポリシリコンやアモルファスシリコンで形成され、厚みは非常に薄い。さらに精度も非常に高い。このため、有機ＥＬ発光体アレイ５０から感光体までの距離のばらつきは極めて小さく、焦点距離のばらつきも小さいため、高精細露光が可能である。
【００２７】
また、このＴＦＴ回路のスペースが、各画素の発光面積率及び開口率を下げるため、面光源である有機ＥＬ発光素子５１を備えた感光体ドラム１１に必須であったロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイ等の集束化手段がなくても、高精細な画像を形成できる。
【００２８】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は例えば蒸着や塗布で形成し、ナノオーダの薄膜であるうえに、精度が非常に高い。このため、有機ＥＬ発光体アレイ５０から感光体までの距離のばらつきは極めて小さく、焦点距離のばらつきも小さいため、高精細露光が可能である。
【００２９】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は、正孔を注入する陽極７０と、電子を注入する電極である陰極７１と、さらに有機物質からなる有機ＥＬ発光体アレイ５０が両極に接して挟まれている構成である。陽極７０を正極（＋極）として、陰極７１を負極（−極）として直流電圧又は直流電流を印加すると、有機ＥＬ発光体アレイ５０には、陽極７０から正孔が注入されるとともに陰極７１からは電子が注入される。有機ＥＬ発光体アレイ５０では、注入された正孔と電子との再結合によって生成された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る。陽極７０の電極はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明電極であるため、発光した光と、陰極７１から反射された光が、陽極７０および基板３０を透過して放射される。
【００３０】
図５および図６（ａ）（ｂ）を用いて、感光層１８の内側に配設される露光ヘッド１７について説明する。
【００３１】
露光ヘッド１７は感光層１８の内周面と略等しい曲率で形成される。感光層１８の長手方向に沿って複数の有機ＥＬ発光素子５１が並ぶことにより、ライン状の発光部である有機ＥＬ発光体アレイ５０が形成されている。有機ＥＬ発光体アレイ５０の光出射方向は感光層１８の外周側に向けられた構成である。
【００３２】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は図６(ａ)に示すように、例えば主走査方向の解像度が１２００ｄｐｉのＡ３サイズの画像形成に対応したヘッドであれば、有機ＥＬ発光素子５１がおよそ２１μｍ（＝２５．４ｍｍ／１２００）間隔で、一直線上に、合計１５，３６０個配設されている。
【００３３】
露光ヘッド１７の配線構造について、図７の等価回路図を参照して説明する。複数のゲート線６０と、ゲート線６０に対し交差する方向に延びる複数の信号線６１と、信号線６１に並列に延びる複数の電源線６２とがそれぞれ配線された構造を備えている。発光素子領域Ｓは、ゲート線６０と信号線６１とに囲まれる領域に対応している。
【００３４】
信号線６１には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路６３が接続されている。また、ゲート線６０には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路６４が接続されている。発光素子領域Ｓの各々には、ゲート線６０を介して走査信号がゲートに供給されるスイッチング用薄膜トランジスタ６５と、スイッチング用ＴＦＴ６５を介して信号機６１から供給される画素信号を保持する保持容量ｃａｐ６６と、保持容量ｃａｐ６６によって保持された画素信号がゲートに供給される駆動用ＴＦＴ６７と、駆動用ＴＦＴ６７を介して電源６８に電気的に接続したときに電源線６２から駆動電流が流れ込む陽極７０と、この陽極７０と陰極７１との間に挟みこまれた有機ＥＬ発光体アレイ５０とが設けられている。陽極７０と陰極７１と有機ＥＬ発光体アレイ５０により構成される素子が有機ＥＬ発光素子５１である。
【００３５】
上記回路構成において、ゲート線６０から供給される駆動信号によりスイッチング用ＴＦＴ６５がオンになっていると、そのときの信号線６１の電位が保持容量ｃａｐ６６に保持され、この保持容量ｃａｐ６６の状態に応じて、駆動用ＴＦＴ６７のオン・オフ状態が制御される。そして、駆動用ＴＦＴ６７のチャネルを介して、電源線６２から陽極７０に電圧が印加され、陰極７１との間に電流が流れる。有機ＥＬ発光体アレイ５０は、この電流量に応じて発光する。
【００３６】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は、図６（ｂ）に示すように有機ＥＬ発光素子５１を千鳥状に配設しても良い。有機ＥＬ発光素子５１を千鳥状に配設した場合には、解像度を２倍に向上させることができる。また、解像度はそのままで、有機ＥＬ発光素子５１の面積を大きくすることが可能であるため、印加する電流を大きくし、発光光量を大きくすることができる。
【００３７】
以上説明した実施形態によれば、露光ヘッド１７と感光層１８の光導電体層１８ｃが近接して配置されるため、ロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイ等の光学系を使用せずに高精細露光が可能となる。
【００３８】
また、ＴＦＴ回路部のスペースが発光面積率及び開口率を小さくすることができるため、さらに高精細露光が可能となる。
【００３９】
さらには、小型で高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００４０】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。本実施形態では、有機ＥＬ発光素子として、ボトムエミッション型であるとして説明したが、トップエミッション型であっても良い。トップエミッション型とは、発光層から発生する光を基板と反対側から取り出す有機ＥＬ発光素子のことである。
【００４１】
トップエミッション型の有機ＥＬ発光素子は、反射層、陽極、正孔注入層、発光層、陰極、封止層、の順で基板に形成される。発光層は陽極と陰極との間に配置される。
【００４２】
反射層は基板表面に厚さ約１５０ｎｍで形成される。反射層は発光層からの光を発光層側に反射する。反射層の材料としては例えばＡｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ等が用いられる。
【００４３】
また、トップエミッション型の有機ＥＬ発光素子を用いた場合は、基板の対向側である封止基板側から発光光を取り出す構成となるので、基板は光を透過しないものであっても良い。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。また、陽極も光透過性を有さなくとも良い。
【００４４】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…感光体ドラム
１７…露光ヘッド
１８…感光層
３０…基板
５０…有機ＥＬ発光体アレイ
７０…陽極
７１…陰極
【図１】
2013111926.tif 000003
【図２】
2013111926.tif 000004
【図３】
2013111926.tif 000005
【図４】
2013111926.tif 000006
【図５】
2013111926.tif 000007
【図６】
2013111926.tif 000008
【図７】
2013111926.tif 000009