(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ露光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像担持体、および、これを搭載した画像形成装置を提供する。【解決手段】光を出射する有機ＥＬ発光素子からなる露光部と、前記露光部をアレイ状に備えた円筒状の有機ＥＬ層１７と、前記有機ＥＬ層の外周面に沿って接触配置され、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層１８ａ，１８ｂとを有する像担持体１１と、前記像担持体を有するプリンタ部とを備えていることを特徴とする。【選択図】図３
2013214004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する有機ＥＬ発光素子からなる露光部と、
前記露光部をアレイ状に備えた円筒状の有機ＥＬ層と、
前記有機ＥＬ層の外周面に沿って接触配置され、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層とを有することを特徴とする像担持体。
【請求項２】
前記露光部がエンドレスに複数アレイ状に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の像担持体。
【請求項３】
請求項１に記載の像担持体を有するプリンタ部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、露光装置を有する像担持体と、この像担持体を備えた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】
このような露光方式のうち、感光体ドラムの光源としてＬＥＤを使用する方式においては、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】特開平０２−１４１７７４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、ＬＥＤ露光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像担持体、および、これを搭載した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、光を出射する有機ＥＬ発光素子からなる露光部と、前記露光部をアレイ状に備えた円筒状の有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層の外周面に沿って接触配置され、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層とを有する像担持体と、前記像担持体を有するプリンタ部とを備えていることを特徴とする。
【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カラーＭＦＰ（画像形成装置）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モノクロＭＦＰ（画像形成装置）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。
【図４】本実施形態の感光体ドラムの１画素分の発光素子の構成を表す説明図。
【図５】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。
【図６】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、本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ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）１を示す概略構成図である。カラーＭＦＰ１は、プリンタ部２とプリンタ部２に印字媒体である用紙Ｐを供給する給紙部３を備えている。さらにカラー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を読取る周知構成のスキャナ部５を備える。
【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プリンタ部２に給紙するピックアップローラ１０などを含む。
【００１１】
プリンタ部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。
【００１２】
画像形成ステーション３０は図３（a）に示すように、感光体ドラム１１（像担持体）と、感光体ドラム１１に一様な電荷を与える帯電チャージャ１２と、内部にトナー１００を収納するとともに感光体ドラム１１にトナー１００を供給する現像器１３と、感光体ドラム１１に供給されたトナー１００を中間転写ベルト３２に転写する中間転写ローラ１１１と、中間転写ベルト３２に転写されず感光体ドラム１１に残ったトナー１００をクリーニングするクリーナ１６等を備える。各画像形成ステーション３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋはいずれも同一構成になっている。
【００１３】
また、プリンタ部２には、レジストローラ７が設けられる。更に、プリンタ部２は、定着装置３３を含む。
【００１４】
上記構成のカラーＭＦＰ１の一連の動作について説明をする。
【００１５】
スキャナ部５により原稿から読み込まれた画像は、帯電チャージャ１２によって一様な電荷が付与された感光体ドラム１１に、後述する本実施形態の感光体ドラムに設けられた露光装置から出射された光によって潜像が作成される。現像器１３は、感光体ドラム１１にトナーを供給し、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する。現像器１３によって感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３２に中間転写ローラ１１１によって転写される。
【００１６】
また、カセット９からピックアップローラ１０によって繰り出されたシートＰは、複数の搬送ローラによって搬送される。シートＰは、中間転写ローラ１１１に来た時に、中間転写ベルト３２に形成されているトナー像を転写する。画像が転写されたシートＰはさらに搬送され、定着装置３３で定着され、排紙トレー２４に排紙される。
【００１７】
図２は、画像形成装置であるモノクロＭＦＰ６を示す概略構成図である。図２に示すモノクロＭＦＰ６は、スキャナ部５、プリンタ部２、このプリンタ部２へ印字媒体である用紙Ｐを供給する給紙部３を備えている。スキャナ部５と給紙部３は、周知の構成を備えているのでその説明は省略する。
【００１８】
プリンタ部２の機構について説明する。プリンタ部２は、本実施形態に基づく感光体ドラム１１を備えており、この感光体ドラム１１の周囲に、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剤（トナー）を収容した現像器１３、感光体ドラム１１に現像されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写チャージャ１４、感光体ドラム１１から用紙Ｐを剥離する剥離チャージャ１５、感光体ドラム１１に残った現像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。またプリンタ部２の一部を構成する感光体ドラム１１は、その内周面に有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ発光素子）を用いた露光部である有機ＥＬ層１７を備えている。
【００１９】
プリンタ部２の用紙搬送方向下流側には、剥離チャージャ１５より用紙搬送方向下流に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を備えている用紙搬送路が設けられる。また、排紙搬送ガイド２１より用紙搬送方向下流側に順番に用紙Ｐを定着する定着装置３３と、排紙ローラ２３が設けられている。
【００２０】
排紙ローラ２３の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐが排紙される排紙トレー２４が設けられている。
【００２１】
次に、上記構成のモノクロＭＦＰ６のプリンタ部２のプロセス動作について説明する。
【００２２】
後述する感光体ドラム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１１は、転写チャージャ１４によって、トナー像を給紙部３から供給される用紙Ｐ上に転写する。
【００２３】
用紙Ｐへの転写が終了した感光体ドラム１１は、用紙Ｐに転写されなかった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。
【００２４】
なお、トナー像を転写された用紙Ｐは、搬送ベルト２０により定着装置３３へ搬送される。定着装置３３は、トナー像を用紙Ｐに定着させる。トナー像が定着された用紙Ｐを、排紙ローラ２３が画像形成装置から排紙トレー２４へ排出する。
【００２５】
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。
【００２６】
次に図３（ａ）（ｂ）を用いて、図１に示すカラーＭＦＰ１あるいは図２に示すモノクロＭＦＰ６に搭載される感光体ドラム１１（１１０）の構成について説明する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、感光体ドラム１１は、有機ＥＬ層１７の外周面に２層構造の感光層１８が形成されたものである。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、ドラム状の有機ＥＬ層１７の外周面に感光層１８が形成される。感光層１８は２層構造であり、有機ＥＬ層１７の外周面と接する透光性導電層１８ａと、透光性導電層１８ａの外周面に接する光導電体層１８ｂとからなる。有機ＥＬ層１７に透光性導電層１８ａを積層し、さらに光導電体層１８ｂを積層する。透光性導電層１８ａ、光導電体層１８ｂはいずれも光透過性である。
【００２９】
有機ＥＬ層１７の基板３０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。
【００３０】
感光層１８の内側に形成される有機ＥＬ層１７は、感光体ドラム１１の内周面全体に積層され、接触配置されている。接触配置されているとは即ち、有機ＥＬ層１７が感光体ドラム１１と一体化していることを意味する。有機ＥＬ層１７は、感光層１８表面を露光する露光装置として機能する。
【００３１】
有機ＥＬ層１７の詳細な構成について、図４を用いて説明する。有機ＥＬ層１７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層１７の例で説明をする。なお、図４では、一つの素子を図示しているが、素子は、図５に示すごとく全面に設けられる。
【００３２】
有機ＥＬ層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は透光性導電層１８ａの内周面全面に接触して形成される。基板３０の内周面にＴＦＴ５２が配置している。
【００３３】
すなわち基板３０の内周面に、基板３０と等しい曲率である感光体ＴＦＴ５２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、基板３０と感光体ＴＦＴ５２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５３が設けられる。
【００３４】
有機ＥＬ発光体アレイ５０を構成する有機ＥＬ発光素子５１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発光素子５１と接している。
【００３５】
有機物質からなる有機ＥＬ発光素子５１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発光素子５１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発光素子５１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。
【００３６】
ＴＦＴ５２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から感光層１８表面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。
【００３７】
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（図５参照）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。
【００３８】
また、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。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）を用いて、感光層１８の内側に配設される有機ＥＬ層１７の配置構成について説明する。
【００４０】
有機ＥＬ層１７は感光層１８の内周面全面に形成される。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。
【００４１】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は図５(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。この一直線に配置された発光素子５１が、感光層１８の内周面全面に形成されて、発光体アレイ５０として露光装置を構成する。
【００４２】
有機ＥＬ発光体アレイ５０は、図５（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。
【００４３】
次に、有機ＥＬ層１７の配線構造について、図６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。
【００４４】
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、駆動用ＴＦＴ６７を介して信号線６１から供給される画素信号を保持する保持容量キャパシタ６６と、保持容量キャパシタ６６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。
【００４５】
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駆動用ＴＦＴ６７がオンになっていると、そのときの信号線６１の電位が保持容量キャパシタ６６に保持され、この保持容量キャパシタ６６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。
【００４６】
以上説明した実施形態によれば、有機ＥＬ層１７と感光層１８の光導電体層１８ｂ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
上記構成と作用をなす露光装置（有機ＥＬ発光体アレイ）を有する感光体ドラム１１を搭載した前述のＭＦＰにおいては、スキャナ５により読み込んだ画像情報に基づき、有機ＥＬ発光体アレイにより感光体ドラム１１を以下のように露光する。
【００５０】
まず帯電チャージャ１２は感光体ドラム１１の表面を帯電させる。有機ＥＬ発光体アレイ５０は、画像情報に基づき、帯電後の感光体ドラム１１を露光する。有機ＥＬ発光体アレイ５０の駆動は、１ラインごとでも複数ラインごとでも良が、本実施形態では、感光体ドラム１１の軸に沿った１ラインごとに順次駆動されるとして説明する。有機ＥＬ発光体アレイ５０は、複数の光ビームを感光体ドラム１１の露光位置に到達させる。
【００５１】
有機ＥＬ発光体アレイ５０からの光ビームが感光体ドラム１１に到達すると、露光部分での電位が低下し、静電潜像が形成される。現像器１３は、感光体ドラム１１の表面に現像剤を供給して、感光体ドラム１１の表面にトナー像を形成する。
【００５２】
感光体ドラム１１の回転によって、トナー像が転写位置に到達すると、転写チャージャ１４は、感光体ドラム１１上のトナー像を用紙に転写する。剥離チャージャ１５は、用紙を感光体ドラム１１から剥離する。クリーナ１６は感光体ドラム１１の表面に残留した現像剤を取り除く。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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が、一方で陰極は光透過性を有する。
【００５７】
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】
【００５８】
１…カラーＭＦＰ
２…プリンタ部
６…モノクロＭＦＰ
１１…感光体ドラム
１７…有機ＥＬ層
１８…感光層
３０…基板
５０…有機ＥＬ発光体アレイ
【図１】
2013214004.tif 000003
【図２】
2013214004.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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