ラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置
【課題】 ＥＬ素子からなる発光素子で出射された光を取り出す際に、効率的に取り出すことができ、クロストークを防止して、露光効率を向上させたラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 発光素子２０を配列して形成した素子基板２とこの素子基板２上の発光素子２０を封止する封止基板１３とを備えたラインヘッド１において、発光素子２０が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部３０、３１、４０が形成されている。凹部３０、３１、４０は、少なくとも発光素子２０部の直上部分の全域を含んで形成されている。
【解決手段】 発光素子２０を配列して形成した素子基板２とこの素子基板２上の発光素子２０を封止する封止基板１３とを備えたラインヘッド１において、発光素子２０が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部３０、３１、４０が形成されている。凹部３０、３１、４０は、少なくとも発光素子２０部の直上部分の全域を含んで形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、露光手段にレーザー光光源を用いたものが知られている。
また、このような画像形成装置において、露光手段として、レーザー光光源に代えて、例えば、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）を発光素子として備えたラインヘッドを光源として用いた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなラインヘッドにおいて、例えばＥＬ素子がボトムエミッションタイプのものでは、発光素子から出射された光は、発光素子が形成されているガラス層（素子基板）を透過して空気中に取り出される。しかし、ガラス層と空気との屈折率の違いによる全反射などによって、光の進行方向が変わり、ガラス層内に光が拡散して減衰してしまうことなどにより、ガラス層から外部に取り出すことができる光は少なくなってしまう。
【０００３】
また、ラインヘッドにおいて、発光素子上に設けられた光が出射する側の基板にマイクロレンズ（レンズ）を設けることで発光した光を外部に効率的に取り出す技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
そこで、例えばＥＬ素子からなるラインヘッドとラインヘッドにレンズを設ける技術とを組み合わせることで、ラインヘッドのガラス層上にレンズを設けて、拡散してしまっている光を効率的に取り出すことが考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１９８４３３号公報
【特許文献２】特開２０００−７７１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したように例えば、ＥＬ素子からなるラインヘッドにレンズ部を設けたとしても、製造プロセス上、前記ガラス層（素子基板）が十分厚く形成されることから、レンズ部の有る無しに係らず発光素子から出射された光はガラス層を通過する間に吸収されて減衰してしまい、ガラス層から外部に取り出される光の効率が低下してしまう。
したがって、発光素子が出射した光をガラス層の外に効率的に取り出すことは難しく、これによりラインヘッドの露光効率も悪くなる。
また、レンズ部を設けたことで、発光素子から出射された光が、隣の発光素子の直上に形成されているレンズ部に入射することで、クロストークが発生し露光精度が悪くなる。
なお、ＥＬ素子がトップエミッションタイプのものであっても、素子基板と同様に封止基板を十分厚くする必要上同様の問題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みなされたもので、発光素子から出射された光を取り出す際に、効率的に取り出すことができ、クロストークを防止して、露光効率を向上させたラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、発光素子を配列して形成した素子基板とこの素子基板上の前記発光素子を封止する封止基板とを備えたラインヘッドにおいて、前記発光素子が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部が形成され、該凹部は、少なくとも前記発光素子部の直上部分の全域を含んで形成されていることを特徴としている。
【０００７】
このラインヘッドによれば、光が出射される側の基板上に凹部が形成されていて、光の透過する領域の基板の厚みが薄くなっているので、発光素子から出射された光が基板内を透過する距離が短くなっている。したがって、光が基板内を透過する際に基板内で光が吸収される等の、光の減衰を軽減して、発光素子から出射された光を基板の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッドの露光効率を向上できる。
また、光の透過する領域の基板が薄くなっているので、発光素子が出射した光が隣の発光素子の光が透過する領域内に入射することを防止することでクロストークの発生を防止して、ラインヘッドの露光精度を向上できる。
【０００８】
また、前記凹部の底面は粗面となっていることが好ましい。
このようにすれば、発光素子から出射された光は、凹部の底面で散乱されることにより、全反射角以上の角度で入射してきた光についても、その一部が基板の外部に取り出されるようになる。よって、発光素子から出射された光を基板の外部に効率的に取り出すことができる。よって、ラインヘッドの露光効率を高めることができる。
また、前記凹部を形成する加工を行った際には、前記凹部の底面は通常粗面になるので、加工の後処理を省略することができ、したがってラインヘッドの生産性を高めることができる。
【０００９】
また、前記凹部の底部の角部が、内側に向けて凹状となるように湾曲して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際、あるいは凹部を形成した後に、底部の隅への応力集中を緩和して、クラックが発生することを防止することができる。
【００１０】
また、前記凹部の側壁面が底面側に行くに連れて漸次内側に向かうようテーパー状に形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際、あるいは凹部を形成した後に、底部の隅への応力集中を緩和して、クラックが発生することを防止することができる。
【００１１】
また、前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の対向する２辺間を溝状に貫通して形成されていることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際の加工性が容易となり、したがってラインヘッドの生産性を向上できる。
【００１２】
また、前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の側面に開口することなく該基板上に閉じた形状で形成されていることが好ましい。
このようにすれば、基板の外周部に肉厚部分が残っているので、凹部を設けたことでの基板自体の強度の低下を抑えることができる。
【００１３】
また、前記凹部は、前記発光素子の配列に対応して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、基板上に形成された凹部の領域をさらに小さくでき、凹部を設けたことによる基板の強度の低下を小さくできる。
【００１４】
また、前記凹部は、前記発光素子の個々に対応して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、基板上に形成された凹部の領域は必要最小限となるので、凹部を設けたことによる強度の低下をさらに小さくできる。
また、発光素子上に例えば球状のレンズを配置するようにした場合に、凹部の中に球状のレンズを落とし込むことで、球状のレンズの位置合わせを容易に行うことができる。
【００１５】
また、前記凹部の底部には、球面状のレンズが設けられていることが好ましい。
このようにすれば、発光素子から出射された光の集光度が高まり、また、光が全反射角以上で基板とレンズとの界面に入射してきても、前記球面状のレンズを介して取り出せるようになる。
つまり、全反射角以上で基板とレンズとの界面に入射した光を屈折させることで、基板に垂直方向に近い光に集光して取り出せるので、光の集光度が高まり、ラインヘッドの露光効率を向上できる。
【００１６】
また、前記凹部の底部には、球状のレンズが設けられていることが好ましい。
このように、球面状のレンズに比べて曲率の小さい球状のレンズを設けることにより、より大きな屈折率を得ることができ、したがって、発光素子から出射された光の集光度をより高めることができる。
よって、例えば、発光素子から離れた場所に光の像を結像させる場合に、結像レンズ群を使わなくても所望の位置に発光素子の光を結像することができる。
【００１７】
また、前記球状のレンズは、接着剤を介して、前記凹部の底部に固定されてなることが好ましい。
このようにすれば、球状のレンズを凹部の底部に確実に固定することができる。また、発光素子と球状のレンズ部との隙間を接着剤によって無くすことで、接着剤を介して、より光をレンズへ取り込みやすくすることができる。
【００１８】
また、前記発光素子が複数列形成されており、これら複数列の発光素子に対応した前記球状のレンズが前記凹部内に配列されている場合に、前記接着剤は、前記球状のレンズの列毎に塗布されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部内に複数列の発光素子が形成されいる場合に、発光素子の直上に設けられているレンズは、このレンズの列毎に接着剤で固定されているので、隣合う列の接着剤の間には隙間が生じている。
よって、発光素子の光は接着剤と空気との界面で屈折または、全反射するため、隣の列の接着剤内に入射することを防止して、接着剤を介して隣の列のレンズに光が入り込むことはないので、レンズの列方向のクロストークを防止することができる。
【００１９】
また、前記接着剤は、前記球状のレンズ毎に塗布されてなることが好ましい。
このようにすれば、接着剤は個々のレンズに塗布されているので、各発光素子から出射された光が接着剤を介して、隣の行方向、列方向のレンズに入り込むことがなく、他のレンズへのクロストークを防止できる。
【００２０】
また、前記凹部が前記素子基板に形成されている場合に、封止基板には、前記発光素子の直上部以外の場所に第２の凹部が形成され、前記第２の凹部には乾燥剤が設けられてなることが好ましい。
このようにすれば、前記第２の凹部には、乾燥剤が設けられているので、湿度で陰極等が劣化するのを防止することができる。
また、素子基板に形成された凹部の直上以外の封止基板上に第２の凹部が形成されるので、凹部が形成された基板の直上部分は封止基板の厚みがあるので、基板に第２の凹部を形成した際のラインヘッドの強度の低下を小さくすることができる。
【００２１】
本発明の画像形成装置は、前記ラインヘッドを備えていることを特徴としている。
この画像形成装置によれば、発光素子から出射された光のクロストークを防止して、効率的に光を取り出すことができるラインヘッドを備えているので、このラインヘッド自体を備えた画像形成装置は、光源としての露光効率を向上でき、露光精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について詳しく説明する。
図１（ａ）は、本発明のラインヘッドの第一の実施形態を示す図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ラインヘッド１は、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）からなる発光素子２０を千鳥状に２列に配列して備えた素子基板１０と前記素子基板１０を封止する封止基板１３とから構成されたものである。
【００２３】
前記素子基板１０は、ＴＦＴ素子からなる駆動素子等（図示せず）が形成された矩形状のガラス基板２と、このガラス基板２の上に形成された透明電極（陽極）３と、陰極４とを備えている。
また、前記透明電極３と陰極４との間には機能層５が形成されており、これら透明電極３と陰極４と機能層５とから発光素子２０が形成されている。
【００２４】
前記透明電極３は、ガラス基板２上に形成される単一ドット領域毎にパターニングされて形成され、かつ、ＴＦＴ素子からなる前記駆動素子や前記各種配線等と接続されたもので、本実施形態ではＩＴＯ（インジウム錫酸化物：Indium Tin Oxide）によって形成されている。
【００２５】
前記透明電極３の周囲を囲むようにしてガラス基板２上にＳｉＯ２からなる無機隔壁６が形成されていて、さらにこの無機隔壁６上に樹脂からなる有機隔壁７を形成されている。
前記有機隔壁７に用いられる材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂などが挙げられる。また、これらの材料に予めフッ素元素を含有させた構造のものを用いてもよい。
これにより透明電極３上の凹部（図示せず）に正孔注入層８と発光層９からなる機能層５が積層されたものとなっている。前記発光層９の形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。
陰極４は、全ての画素領域を覆うようにして形成されたもので、例えば発光層９側から順にＣａ層とＡｌ層とが積層され、形成されたものである。
【００２６】
素子基板１０の陰極４上には、ガラス等からなる封止基板１３が接着樹脂１２を介して接合されており、これらによって素子基板１０は封止基板１３によって封止されたものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、前記発光素子２０が発光した光を素子基板１０側から出射する、いわゆるボトムエミッションと呼ばれるタイプのものである。
【００２７】
前記ガラス基板２の外面には、本発明の凹部となる溝部３０が形成されている。この溝部３０は、ガラス基板２の対向する短辺間を溝状に貫通して形成されたものである。
ここで、溝部３０は、前記発光素子２０の直上部分に形成されたもので、配列されたすべての発光素子２０をその形成位置内に収めるように配置されたものである。
よって、溝部３０が形成された前記発光素子２０の直上のガラス基板２の厚みは、溝部３０が形成されていない箇所に比べ、薄いものとなっている。
したがって、この溝部３０では、発光素子２０で発光された光がガラス基板２の外部に出射するまでの、ガラス基板２内を移動する距離が短くなっている。
【００２８】
前記溝部３０は、例えば、研削、サンドブラスト、ドライエッチング、ウエットエッチング等の方法により形成されたものである。
前記溝部３０を形成した後に、生産工程の簡略化等の理由から前記溝部３０の底面に研磨加工等の後処理工程を行わない場合には、前記溝部３０の底面は、粗面Ｓとなっている。よって、前記溝部３０の底面は、微視的には凸凹を有した形状となっている。
前記溝部３０は、素子基板１０に封止基板１３を封止して、ラインヘッド１を形成した後に、ガラス基板２上に形成されるようになっている。よって、前記封止基板１３によって、ラインヘッド１の厚みのある状態で、溝部３０を形成するため、前記封止基板１３が補強の役割を果たしガラス基板２が割れることを防止するようになっているのである。
【００２９】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０の発光する光をガラス基板２に出射する場合について説明する。
ラインヘッド１は、前述したようにボトムエミッションタイプであるため、前記発光素子２０の光はガラス基板２側に出射する。
すると、前記溝部３０の底面は粗面Ｓとなっているので、前記発光素子２０で発光された光は、前記粗面Ｓの凸凹部に対して様々な角度で入射するようになる。よって、発光素子２０から出射された光は、溝部３０の底部に対し全反射角以上で入射しても、前記粗面Ｓの凸凹に到ることで、微視的には一部の光の入射角度が全反射角以下になり、ガラス基板２の外部に出射するようになる。
【００３０】
このとき、発光素子２０から出射された光は、光が透過する透過領域におけるガラス基板２が薄くなっており、空気との境界までにガラス基板２内を透過する距離が短いため、光がガラス基板２内で吸収されることで減衰する割合が減少するようになる。
また、図１（ｂ）中矢印にて示したように、ガラス基板２が薄いため、光は隣の発光素子２０の光の透過領域におけるガラス基板２内に入り込む前に、ガラス基板２の粗面Ｓと空気との界面に到達する。
そして、光は粗面Ｓで屈折されてガラス基板２の外部に取り出されるか、あるいは粗面Ｓによって全反射されて、光が外部に取り出されることはないので隣に形成されている発光素子２０の透過領域に光は入り込まないようになっている。
【００３１】
本実施形態のラインヘッド１によれば、発光素子２０の光が透過する領域のガラス基板２が溝部３０によって薄くなっているので、光がガラス基板２内を通過する間に吸収されて減衰する割合を少なくすることができ、光をガラス基板２の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
また、図１（ｂ）中矢印にて説明したように発光素子２０の光は、隣の発光領域に入り込むことがないためクロストークの発生を防止でき、ラインヘッドの露光精度を向上できる。
また、前記溝部３０の底面が粗面Ｓとなっていることで、全反射角以上の光を外部に取り出すことができる。
よって、発光素子２０の光をガラス基板２の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
【００３２】
また、前記溝部３０は、ガラス基板２の短辺間を貫通するように形成されていて、溝部３０を加工する際に、短辺間を一度に貫通して切削加工ができるので、加工性が容易となり、ラインヘッド１の生産性を向上できる。
なお、本実施形態では、溝部３０の底面と側壁面とが直角となっているが、図２に示すように、前記溝部３０の底部の角部が、溝部３０の内側に向けて凹状となるように湾曲部１５を形成して、溝部３０の底部の隅にかかる外力を緩和するようにしてもよい。
このようにすれば、前記溝部３０の隅への応力集中を緩和して、隅にクラックが発生することを防止できる。
また、図３に示すように、前記溝部３０の側壁面を底部に向かうにつれて次第に内側に向かうように斜めのテーパー部１６を形成して、溝部３０の隅にかかる外力を緩和するようになっていてもよい。
このようにすれば、前記溝部３０の隅への応力集中を緩和して、隅にクラックが発生することを防止できる。
【００３３】
次に、本発明のラインヘッド１の第二の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する凹部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図４（ａ）は、第二の実施形態を示すラインヘッド１の平面図である。図４（ａ）に示すように、ガラス基板２には凹部４０が形成されている。前記凹部４０は、発光素子２０の配列の直上に形成されていて、ガラス基板２の側面に開口しないようにガラス基板２上に閉じた状態に形成されたものとなっている。
【００３４】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果と同様に、発光領域上のガラス基板２が薄く形成されているので、発光素子から出射された光を効率的に利用でき、ラインヘッド１の露光効率を向上し、さらにクロストークの発生を防止することで、ラインヘッド１の露光精度を向上できる。
また、前記凹部４０がガラス基板２上に閉じられた状態で形成されることで、前記第一の実施例おける短辺間を貫通した溝部３０に比べて、ガラス基板２の外周部にガラス基板２の肉厚部分が残ることで、ガラス基板２の外周部が厚くなることで、ガラス基板２に凹部４０を形成したことによる、ラインヘッド１自体の強度の低下をより抑えることができる。
また、図４（ｂ）に示すように、前記凹部４０を千鳥状に２列配列した発光素子２０の列毎に形成することで、ガラス基板２の薄い部分をさらに少なくすることができ、これによりラインヘッド１の強度の低下を抑えることができる。
なお、凹部４０の底面を図２に示した湾曲部１５にしたり、凹部４０の側壁面を図３に示した斜めのテーパー部１６にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止できる。
【００３５】
次に、本発明のラインヘッド１の第三の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する溝部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図５（ａ）は、第三の実施形態のラインヘッド１であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、溝部（凹部）３１は、千鳥状に２列配列された発光素子２０の１列毎に対応するようにガラス基板２上に形成されている。また、前記溝部３１は、ガラス基板２の対向する短辺間を溝状に貫通して形成されている。
前記溝部３１は、発光素子２０の配列の直上に形成されていて、第一の実施形態の溝部３０と比べると、発光素子２０の配列の間に仕切部３３が残るので、ガラス基板２を薄く加工した領域は小さくなっている。
【００３６】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、ガラス基板２上に形成された溝部３１の領域を小さくでき、ガラス基板２の強度を保持でき、溝部３１を形成したことによる、ラインヘッド１全体の強度の低下を抑えることができる。
なお、溝部３１の底面部に図２に示した湾曲部１５を形成したり、図３に示した溝部３１の側壁面に斜めのテーパー部１６を形成することで、溝部３１の底部の隅に応力集中してクラックが発生することを防止できる。
【００３７】
次に、本発明のラインヘッド１の第四の実施形態について説明する。
図６（ａ）は、第四の実施形態を示すラインヘッド１の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する溝部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、個々の発光素子２０に対応して凹部４０が形成されている。また、これら各凹部４０は、それぞれ各発光素子２０の直上に形成配置されたものとなっている。
【００３８】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、前記凹部４０の形成領域が必要最小限となり、さらにガラス基板２の強度を保持でき、凹部４０を形成したことでの、ラインヘッド１自体の強度の低下を抑えることができる。
なお、凹部４０の底面部を湾曲状にしたり、凹部４０の側壁面を斜めのテーパー状にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止できる。
【００３９】
次に、本発明のラインヘッド１の第五の実施形態について説明する。
図７（ａ）は、第五の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述するレンズが形成されている以外は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図７（ｂ）中矢印は、発光素子２０から発光された光の出射方向を示すものである。
本実施形態のラインヘッド１においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２上に球面状のレンズ５０が形成されていて、前記発光素子２０の直上に配置されている。前記レンズ５０は、ガラス基板２と同じ屈折率となっていて、発光素子２０から出射された光を凸レンズのように集光するようになっている。
前記レンズ５０の形成方法としては、例えば、レンズ５０の型を用意して、ＵＶ照射により硬化する樹脂にレンズ５０の型を押し付けた状態で、ＵＶ照射を行い樹脂を硬化することで形成する方法や、液滴吐出法にてレンズ５０の材料を発光素子２０の直上のガラス基板２に吐出した後、硬化する方法によって形成されている。
【００４０】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光が発光される場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、前述したように、光の透過領域におけるガラス基板２が薄いことから、前記ガラス基板２内を光がほぼ減衰することがなくガラス基板２内を透過する。
すると、光はガラス基板２と同じ屈折率のレンズ５０との間を透過するので、前記ガラス基板２とレンズ５０との界面で屈折や反射（全反射）することなく、図７（ｂ）中矢印のようにレンズ５０内に入り込む。
そして、前記レンズ５０内に入り込んだ光は、このレンズ５０と空気との界面で屈折して、図７（ｂ）中矢印のようにガラス基板２の垂直方向に集光されるようになる。
【００４１】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、光の透過領域上のガラス基板２が薄いことで、発光素子２０から出射された光を効率的に利用でき、さらにクロストークの発生を防止することで、ラインヘッドの露光効率、及び露光精度が向上できる。
また、ガラス基板２と同じ屈折率のレンズ５０が形成されていることで、発光素子２０の光は、前記ガラス基板２とレンズ５０との界面を屈折および全反射することなく前記レンズ５０を介して外部に効率的に取り出すことができる。
また、全反射角以上でガラス基板２に入射した光を屈折させることで、ガラス基板２の垂直方向に近い光として取り出すことができ、発光素子２０から出射された光の集光性を高めて、ラインヘッド自体の露光効率を高めることができる。
【００４２】
なお、第一の実施形態の溝部３０に代えて、発光素子２０の配列毎に応じて溝部３０を形成したり、または図４（ａ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の配列上の全域に凹部４０を形成したり、または、図４（ｂ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の配列毎に凹部４０を形成して、前記レンズ５０を形成してもよい。
または、図６(ａ)、（ｂ）に示したように、各発光素子２０の直上に凹部４０を形成して、前記レンズ５０を形成するようにしてもよい。
また、凹部４０の底面部を湾曲状にしたり、凹部４０の側壁面を斜めのテーパー状にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止するようにしてもよい。
【００４３】
次に、本発明のラインヘッド１の第六の実施形態について説明する。
図８（ａ）は、第六の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述する球状のレンズが設けられている以外は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図８（ｂ）中矢印は、発光素子２０から発光された光の出射方向を示すものである。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２上には、発光素子２０の直上の位置に接着剤６１を介して球状のレンズ６０が配置されている。
図８（ｂ）に示すように、前記接着剤６１は、前記レンズ６０の列毎に塗布されていて、前記レンズ６０をガラス基板２に固定したものとなっている。
また、前記接着剤６１は、隣り合うレンズ６０を固定する接着剤６１に対して隙間をあけて形成されている。
前記各レンズ６０は、ガラス球等からなるもので、各発光素子２０の直上に位置あわせをして配置され、前記発光素子２０から出射された光を集光するようになっている。
また、球状のレンズ６０は、前記第五の実施形態で説明した球面状のレンズ５０に比べて、曲率が小さいものであり、より高い集光度が得られるものとなっている。
ここで、レンズ６０と接着剤６１とガラス基板２との３層間は屈折率が同一になっている。
【００４４】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光が発光される場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、図８（ｂ）中矢印に示すように、ガラス基板２を通り、接着剤６１を介して、レンズ６０に入り込む。このとき、前述したように、ガラス基板２と、接着剤６１と、レンズ６０との間における屈折率は同一となっていて、それぞれの界面において、全反射や屈折は起こらず光は透過するようになっている。
そして、発光素子２から出射された光は、前記レンズ６０と空気との界面で屈折して図８（ｂ）中矢印に示すように、集光するようになる。
発光素子２０から出射された光は、直上の接着剤６１を透過した場合でも、隣の列の接着剤６１の隙間に存在する空気層との界面で、屈折または反射する。
よって、発光素子２０から出射された光が隣の列に形成された接着剤６１内に入り込むことはない。
【００４５】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、曲率が小さく高い集光度の球状のレンズ６０を形成したことで、発光素子２０から出射された光の集光度をより高めることができる。よって、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
また、前記レンズ６０は高い集光度を備えており、発光素子２０から離れた場所に光の像を結像させる場合に、例えば、結像レンズ群を使わなくても所望の位置に発光素子２０の光を結像することができる。なお、前記レンズ６０の曲率を調整することで、光の集光する位置を調整するようにしてもよい。
また、接着剤６１をレンズ６０の配列毎に設けたことで、接着剤６１を介して隣の列の接着剤６１内に光が入り込むことを防止して、発光素子２０の列方向のクロストークを防止できる。
なお、本実施形態の溝部３０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、図４（ａ）に示したように閉じた状態で発光素子２０の配列上に凹部４０を形成したり、または図４（ｂ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成することで、ラインヘッド１におけるガラス基板２の強度を向上して、凹部４０を形成したことでの前記ラインヘッド１自体の強度の低下を防止して、前記レンズ６０を形成してもよい。
【００４６】
次に、本発明のラインヘッド１の第七の実施形態について説明する。
図９（ａ）は、第七の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述する球状のレンズが形成されている以外の構成は、前記第四の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、各発光素子２０の直上のガラス基板２に個々の凹部４０が形成され、前記各発光素子２０の直上のガラス基板２上には、レンズ６０が設けられている。前記レンズ６０を配置する際には、前記凹部４０内にレンズ６０を落とし込むことでレンズ６０の位置あわせが容易となっている。また、前記レンズ６０は、各レンズ６０毎に接着剤６１を介してガラス基板２上に固定されたものとなっている。このようにレンズ６０は、前記凹部４０内に設けられたものとなっている。
このとき、レンズ６０と接着剤６１とガラス基板２との間の屈折率は同一になっている。
【００４７】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光を出射する場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、レンズ６０毎に形成された接着剤６１とレンズ６０内を透過することで外部に出射する。また、接着剤６１は個々のレンズ６０毎に接着されているため、接着剤６１と空気との界面で光が屈折または全反射するため、接着剤６１を介して、隣り合うのレンズ６０内に光が入り込むことはない。
【００４８】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第六の実施形態と同様の効果に加えて、接着剤６１をレンズ６０毎に設けたことで、接着剤６１を介して隣り合う接着剤６１内に光が入り込むことを防止でき、発光素子２０のクロストークを防止でき、ラインヘッド１の露光精度を向上できる。
なお、本実施形態の凹部４０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、またはガラス基板２上に閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成して、前記球状のレンズ６０毎に接着剤６１で固定するようにしてもよい。
【００４９】
次に、本発明のラインヘッド１の第八の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１においては、基本的な構造は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、素子基板１０上のガラス基板２側に凹部を形成する場合に適応可能となっている。
図１０に示すように、封止基板１３の内面側（封止基板１３との界面側）に凹部（第２の凹部）７０が形成されている。前記凹部７０は、前記ガラス基板２に形成された溝部３０の直上部以外の封止基板１３に形成されたものとなっている。ここで、前記凹部７０には、乾燥剤８０が設けられている。
よって、ガラス基板２に形成された溝部３０と、封止基板１３に形成された凹部７０とは重ならないため、溝部３０が形成されている領域のガラス基板２が薄くなることを防止するようになっている。
【００５０】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第１の実施形態と同様の効果に加えて、陰極４側に乾燥剤８０を設けたことで、空気中の湿気等により陰極４等が劣化することを防止できる。
また、ガラス基板２の溝部３０の直上部以外の位置に封止基板１３上に溝部７０を形成することで、溝部３０が形成されたガラス基板２部分の強度の低下が防止でき、ラインヘッド１自体の強度の低下を最小限に抑えることができる。
なお、前記溝部３０に球面状のレンズ５０や球状のレンズ６０等を設けることでラインヘッド１の露光効率を向上するようにしてもよい。
また、本実施形態の溝部３０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、または閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成することで、ラインヘッド１におけるガラス基板２の強度を向上して、凹部４０を形成したことでの前記ラインヘッド１自体の強度の低下をより防止するようにしてもよい。
【００５１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
例えば、光がガラス基板２側に出射するボトムエミッションタイプのもので説明したが、光が封止基板１３側に出射するトップエミッションタイプであってもよく、封止基板１３上に同様に溝部３０や凹部４０を形成することでラインヘッド１の露光効率を向上することができる。また、発光素子２０として、ＥＬ素子を備えたラインヘッドを用いて説明したが、ＬＥＤを発光素子として備えたラインヘッドを用いてもよい。
また、発光素子２０は２列として形成したが、本発明はこれに限定されること無く２列以上あるいは、１列の発光素子２０を形成してもよい。
また、ガラス基板２上に溝部３０や凹部４０等を形成する際に、個別のラインヘッド１に分割した後に前記溝部３０や凹部４０を形成したが、図１１に示すようにラインヘッド１を大判の状態で形成し、大判９０の状態にて前記溝部３０や凹部４０を形成したり、一定の数量のラインヘッド１毎に前記溝部３０や凹部４０を形成することで生産性を向上するようにしてもよい。
【００５２】
次に、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置１００について説明する。
図１２は、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置１００の第一の実施形態を示す縦断断面図である。
前記画像形成装置１００は、４個のラインヘッド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（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置１００として構成されている。
【００５３】
図１２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が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（半時計方向）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個の像嘆じたい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。
【００５４】
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、マゼンダ、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。
【００５５】
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（コロナ帯電機器）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ラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【００５６】
また、ラインヘッド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。
【００５７】
ここで、ラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、そ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配置される。そして、各有機ＥＬアレイラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネ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。
【００５８】
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、その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ることにより、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。
【００５９】
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に定着され、定着部である定着ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。
【００６０】
なお、図１２中で、符号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、符号６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ急送するピックアップロータ、符号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タ対、符号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、符号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。
【００６１】
本発明の画像形成装置１００によれば、書き込み手段として前述したラインヘッド１を備えているので、発光素子２０から出射された光を効率的に取り出すことができ、光源としての露光効率を向上できる。また、前記ラインヘッド１は、発光素子２０から出射された光のクロストークを防止するので、これを備えた画像形成装置１００の露光精度を向上できる。
【００６２】
次に、本発明にかかわる画像形成装置２００に係る第二の実施形態について説明する。
図１３に示すように、画像形成装置２００には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１と、像担持体として機能する感光体ドラム１６５と、本発明のラインヘッド１が設けられている像書込手段１６７、中間転写ベルト１６９と、用紙搬送路１７４と、定着器の加熱ローラ１７２と、給紙トレイ１７８とが設けられている。
本実施形態では、４サイクル方式の画像形成装置２００として構成されている。
【００６３】
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ー供給ローラである。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。
【００６４】
前記感光体ドラム１６５は、一次転写部材１６６と、帯電器１６８と、像書込手段１６７として用いるラインヘッド１とが設けられている。また、前記感光体ドラム１６５は、駆動モータ（図示せず）、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方向に駆動するようになっている。
【００６５】
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とは逆の方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００６６】
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。
【００６７】
前述したように、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。符号１７７は電装品ボックス、符号１７８は用紙を収納する給紙トレイ、符号１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００６８】
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、例えば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。
【００６９】
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面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がもうけられている。
【００７２】
本発明の画像形成装置２００によれば、書き込み手段として前述したラインヘッド１を備えているので、発光素子２０から出射された光を効率的に取り出すことができ、光源としての露光効率を向上できる。また、前記ラインヘッド１は、発光素子２０から出射された光のクロストークを防止するので、これを備えた画像形成装置１００の露光精度を向上できる。
【００７３】
以上、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置について実施形態に基づいて説明せいた。本発明の画像形成装置はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（ａ）は、第一の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図２】凹部の底部の隅を湾曲状とした側断面図。
【図３】凹部の底部の隅を斜めのテーパー状とした側断面図。
【図４】（ａ）は、第二の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、別形態を示す図。
【図５】（ａ）は、第三の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図６】（ａ）は、第四の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図７】（ａ）は、第五の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図８】（ａ）は、第六の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図９】（ａ）は、第七の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図１０】第八の実施形態のラインヘッドにおける側断面図。
【図１１】ラインヘッドの大判での状態を示す平面図。
【図１２】本発明の第一の実施形態の画像形成装置の模式図。
【図１３】本発明の第二の実施形態の画像形成装置の模式図。
【符号の説明】
【００７５】
１…ラインヘッド、２…ガラス基板、１３…封止基板、１５…湾曲部、１６…テーパー部、２０…発光素子、３０…溝部（凹部）、３１…溝部（凹部）、４０…凹部、５０…レンズ、６０…レンズ、６１…接着剤、７０…凹部（第二の凹部）、８０…乾燥剤、１００…画像形成装置、２００…画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、露光手段にレーザー光光源を用いたものが知られている。
また、このような画像形成装置において、露光手段として、レーザー光光源に代えて、例えば、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）を発光素子として備えたラインヘッドを光源として用いた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなラインヘッドにおいて、例えばＥＬ素子がボトムエミッションタイプのものでは、発光素子から出射された光は、発光素子が形成されているガラス層（素子基板）を透過して空気中に取り出される。しかし、ガラス層と空気との屈折率の違いによる全反射などによって、光の進行方向が変わり、ガラス層内に光が拡散して減衰してしまうことなどにより、ガラス層から外部に取り出すことができる光は少なくなってしまう。
【０００３】
また、ラインヘッドにおいて、発光素子上に設けられた光が出射する側の基板にマイクロレンズ（レンズ）を設けることで発光した光を外部に効率的に取り出す技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
そこで、例えばＥＬ素子からなるラインヘッドとラインヘッドにレンズを設ける技術とを組み合わせることで、ラインヘッドのガラス層上にレンズを設けて、拡散してしまっている光を効率的に取り出すことが考えられる。
【特許文献１】特開平１１−１９８４３３号公報
【特許文献２】特開２０００−７７１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したように例えば、ＥＬ素子からなるラインヘッドにレンズ部を設けたとしても、製造プロセス上、前記ガラス層（素子基板）が十分厚く形成されることから、レンズ部の有る無しに係らず発光素子から出射された光はガラス層を通過する間に吸収されて減衰してしまい、ガラス層から外部に取り出される光の効率が低下してしまう。
したがって、発光素子が出射した光をガラス層の外に効率的に取り出すことは難しく、これによりラインヘッドの露光効率も悪くなる。
また、レンズ部を設けたことで、発光素子から出射された光が、隣の発光素子の直上に形成されているレンズ部に入射することで、クロストークが発生し露光精度が悪くなる。
なお、ＥＬ素子がトップエミッションタイプのものであっても、素子基板と同様に封止基板を十分厚くする必要上同様の問題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みなされたもので、発光素子から出射された光を取り出す際に、効率的に取り出すことができ、クロストークを防止して、露光効率を向上させたラインヘッド及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、発光素子を配列して形成した素子基板とこの素子基板上の前記発光素子を封止する封止基板とを備えたラインヘッドにおいて、前記発光素子が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部が形成され、該凹部は、少なくとも前記発光素子部の直上部分の全域を含んで形成されていることを特徴としている。
【０００７】
このラインヘッドによれば、光が出射される側の基板上に凹部が形成されていて、光の透過する領域の基板の厚みが薄くなっているので、発光素子から出射された光が基板内を透過する距離が短くなっている。したがって、光が基板内を透過する際に基板内で光が吸収される等の、光の減衰を軽減して、発光素子から出射された光を基板の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッドの露光効率を向上できる。
また、光の透過する領域の基板が薄くなっているので、発光素子が出射した光が隣の発光素子の光が透過する領域内に入射することを防止することでクロストークの発生を防止して、ラインヘッドの露光精度を向上できる。
【０００８】
また、前記凹部の底面は粗面となっていることが好ましい。
このようにすれば、発光素子から出射された光は、凹部の底面で散乱されることにより、全反射角以上の角度で入射してきた光についても、その一部が基板の外部に取り出されるようになる。よって、発光素子から出射された光を基板の外部に効率的に取り出すことができる。よって、ラインヘッドの露光効率を高めることができる。
また、前記凹部を形成する加工を行った際には、前記凹部の底面は通常粗面になるので、加工の後処理を省略することができ、したがってラインヘッドの生産性を高めることができる。
【０００９】
また、前記凹部の底部の角部が、内側に向けて凹状となるように湾曲して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際、あるいは凹部を形成した後に、底部の隅への応力集中を緩和して、クラックが発生することを防止することができる。
【００１０】
また、前記凹部の側壁面が底面側に行くに連れて漸次内側に向かうようテーパー状に形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際、あるいは凹部を形成した後に、底部の隅への応力集中を緩和して、クラックが発生することを防止することができる。
【００１１】
また、前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の対向する２辺間を溝状に貫通して形成されていることが好ましい。
このようにすれば、凹部を形成する際の加工性が容易となり、したがってラインヘッドの生産性を向上できる。
【００１２】
また、前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の側面に開口することなく該基板上に閉じた形状で形成されていることが好ましい。
このようにすれば、基板の外周部に肉厚部分が残っているので、凹部を設けたことでの基板自体の強度の低下を抑えることができる。
【００１３】
また、前記凹部は、前記発光素子の配列に対応して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、基板上に形成された凹部の領域をさらに小さくでき、凹部を設けたことによる基板の強度の低下を小さくできる。
【００１４】
また、前記凹部は、前記発光素子の個々に対応して形成されてなることが好ましい。
このようにすれば、基板上に形成された凹部の領域は必要最小限となるので、凹部を設けたことによる強度の低下をさらに小さくできる。
また、発光素子上に例えば球状のレンズを配置するようにした場合に、凹部の中に球状のレンズを落とし込むことで、球状のレンズの位置合わせを容易に行うことができる。
【００１５】
また、前記凹部の底部には、球面状のレンズが設けられていることが好ましい。
このようにすれば、発光素子から出射された光の集光度が高まり、また、光が全反射角以上で基板とレンズとの界面に入射してきても、前記球面状のレンズを介して取り出せるようになる。
つまり、全反射角以上で基板とレンズとの界面に入射した光を屈折させることで、基板に垂直方向に近い光に集光して取り出せるので、光の集光度が高まり、ラインヘッドの露光効率を向上できる。
【００１６】
また、前記凹部の底部には、球状のレンズが設けられていることが好ましい。
このように、球面状のレンズに比べて曲率の小さい球状のレンズを設けることにより、より大きな屈折率を得ることができ、したがって、発光素子から出射された光の集光度をより高めることができる。
よって、例えば、発光素子から離れた場所に光の像を結像させる場合に、結像レンズ群を使わなくても所望の位置に発光素子の光を結像することができる。
【００１７】
また、前記球状のレンズは、接着剤を介して、前記凹部の底部に固定されてなることが好ましい。
このようにすれば、球状のレンズを凹部の底部に確実に固定することができる。また、発光素子と球状のレンズ部との隙間を接着剤によって無くすことで、接着剤を介して、より光をレンズへ取り込みやすくすることができる。
【００１８】
また、前記発光素子が複数列形成されており、これら複数列の発光素子に対応した前記球状のレンズが前記凹部内に配列されている場合に、前記接着剤は、前記球状のレンズの列毎に塗布されてなることが好ましい。
このようにすれば、凹部内に複数列の発光素子が形成されいる場合に、発光素子の直上に設けられているレンズは、このレンズの列毎に接着剤で固定されているので、隣合う列の接着剤の間には隙間が生じている。
よって、発光素子の光は接着剤と空気との界面で屈折または、全反射するため、隣の列の接着剤内に入射することを防止して、接着剤を介して隣の列のレンズに光が入り込むことはないので、レンズの列方向のクロストークを防止することができる。
【００１９】
また、前記接着剤は、前記球状のレンズ毎に塗布されてなることが好ましい。
このようにすれば、接着剤は個々のレンズに塗布されているので、各発光素子から出射された光が接着剤を介して、隣の行方向、列方向のレンズに入り込むことがなく、他のレンズへのクロストークを防止できる。
【００２０】
また、前記凹部が前記素子基板に形成されている場合に、封止基板には、前記発光素子の直上部以外の場所に第２の凹部が形成され、前記第２の凹部には乾燥剤が設けられてなることが好ましい。
このようにすれば、前記第２の凹部には、乾燥剤が設けられているので、湿度で陰極等が劣化するのを防止することができる。
また、素子基板に形成された凹部の直上以外の封止基板上に第２の凹部が形成されるので、凹部が形成された基板の直上部分は封止基板の厚みがあるので、基板に第２の凹部を形成した際のラインヘッドの強度の低下を小さくすることができる。
【００２１】
本発明の画像形成装置は、前記ラインヘッドを備えていることを特徴としている。
この画像形成装置によれば、発光素子から出射された光のクロストークを防止して、効率的に光を取り出すことができるラインヘッドを備えているので、このラインヘッド自体を備えた画像形成装置は、光源としての露光効率を向上でき、露光精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について詳しく説明する。
図１（ａ）は、本発明のラインヘッドの第一の実施形態を示す図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ラインヘッド１は、エレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子）からなる発光素子２０を千鳥状に２列に配列して備えた素子基板１０と前記素子基板１０を封止する封止基板１３とから構成されたものである。
【００２３】
前記素子基板１０は、ＴＦＴ素子からなる駆動素子等（図示せず）が形成された矩形状のガラス基板２と、このガラス基板２の上に形成された透明電極（陽極）３と、陰極４とを備えている。
また、前記透明電極３と陰極４との間には機能層５が形成されており、これら透明電極３と陰極４と機能層５とから発光素子２０が形成されている。
【００２４】
前記透明電極３は、ガラス基板２上に形成される単一ドット領域毎にパターニングされて形成され、かつ、ＴＦＴ素子からなる前記駆動素子や前記各種配線等と接続されたもので、本実施形態ではＩＴＯ（インジウム錫酸化物：Indium Tin Oxide）によって形成されている。
【００２５】
前記透明電極３の周囲を囲むようにしてガラス基板２上にＳｉＯ２からなる無機隔壁６が形成されていて、さらにこの無機隔壁６上に樹脂からなる有機隔壁７を形成されている。
前記有機隔壁７に用いられる材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂などが挙げられる。また、これらの材料に予めフッ素元素を含有させた構造のものを用いてもよい。
これにより透明電極３上の凹部（図示せず）に正孔注入層８と発光層９からなる機能層５が積層されたものとなっている。前記発光層９の形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。
陰極４は、全ての画素領域を覆うようにして形成されたもので、例えば発光層９側から順にＣａ層とＡｌ層とが積層され、形成されたものである。
【００２６】
素子基板１０の陰極４上には、ガラス等からなる封止基板１３が接着樹脂１２を介して接合されており、これらによって素子基板１０は封止基板１３によって封止されたものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、前記発光素子２０が発光した光を素子基板１０側から出射する、いわゆるボトムエミッションと呼ばれるタイプのものである。
【００２７】
前記ガラス基板２の外面には、本発明の凹部となる溝部３０が形成されている。この溝部３０は、ガラス基板２の対向する短辺間を溝状に貫通して形成されたものである。
ここで、溝部３０は、前記発光素子２０の直上部分に形成されたもので、配列されたすべての発光素子２０をその形成位置内に収めるように配置されたものである。
よって、溝部３０が形成された前記発光素子２０の直上のガラス基板２の厚みは、溝部３０が形成されていない箇所に比べ、薄いものとなっている。
したがって、この溝部３０では、発光素子２０で発光された光がガラス基板２の外部に出射するまでの、ガラス基板２内を移動する距離が短くなっている。
【００２８】
前記溝部３０は、例えば、研削、サンドブラスト、ドライエッチング、ウエットエッチング等の方法により形成されたものである。
前記溝部３０を形成した後に、生産工程の簡略化等の理由から前記溝部３０の底面に研磨加工等の後処理工程を行わない場合には、前記溝部３０の底面は、粗面Ｓとなっている。よって、前記溝部３０の底面は、微視的には凸凹を有した形状となっている。
前記溝部３０は、素子基板１０に封止基板１３を封止して、ラインヘッド１を形成した後に、ガラス基板２上に形成されるようになっている。よって、前記封止基板１３によって、ラインヘッド１の厚みのある状態で、溝部３０を形成するため、前記封止基板１３が補強の役割を果たしガラス基板２が割れることを防止するようになっているのである。
【００２９】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０の発光する光をガラス基板２に出射する場合について説明する。
ラインヘッド１は、前述したようにボトムエミッションタイプであるため、前記発光素子２０の光はガラス基板２側に出射する。
すると、前記溝部３０の底面は粗面Ｓとなっているので、前記発光素子２０で発光された光は、前記粗面Ｓの凸凹部に対して様々な角度で入射するようになる。よって、発光素子２０から出射された光は、溝部３０の底部に対し全反射角以上で入射しても、前記粗面Ｓの凸凹に到ることで、微視的には一部の光の入射角度が全反射角以下になり、ガラス基板２の外部に出射するようになる。
【００３０】
このとき、発光素子２０から出射された光は、光が透過する透過領域におけるガラス基板２が薄くなっており、空気との境界までにガラス基板２内を透過する距離が短いため、光がガラス基板２内で吸収されることで減衰する割合が減少するようになる。
また、図１（ｂ）中矢印にて示したように、ガラス基板２が薄いため、光は隣の発光素子２０の光の透過領域におけるガラス基板２内に入り込む前に、ガラス基板２の粗面Ｓと空気との界面に到達する。
そして、光は粗面Ｓで屈折されてガラス基板２の外部に取り出されるか、あるいは粗面Ｓによって全反射されて、光が外部に取り出されることはないので隣に形成されている発光素子２０の透過領域に光は入り込まないようになっている。
【００３１】
本実施形態のラインヘッド１によれば、発光素子２０の光が透過する領域のガラス基板２が溝部３０によって薄くなっているので、光がガラス基板２内を通過する間に吸収されて減衰する割合を少なくすることができ、光をガラス基板２の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
また、図１（ｂ）中矢印にて説明したように発光素子２０の光は、隣の発光領域に入り込むことがないためクロストークの発生を防止でき、ラインヘッドの露光精度を向上できる。
また、前記溝部３０の底面が粗面Ｓとなっていることで、全反射角以上の光を外部に取り出すことができる。
よって、発光素子２０の光をガラス基板２の外部に効率的に取り出すことができ、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
【００３２】
また、前記溝部３０は、ガラス基板２の短辺間を貫通するように形成されていて、溝部３０を加工する際に、短辺間を一度に貫通して切削加工ができるので、加工性が容易となり、ラインヘッド１の生産性を向上できる。
なお、本実施形態では、溝部３０の底面と側壁面とが直角となっているが、図２に示すように、前記溝部３０の底部の角部が、溝部３０の内側に向けて凹状となるように湾曲部１５を形成して、溝部３０の底部の隅にかかる外力を緩和するようにしてもよい。
このようにすれば、前記溝部３０の隅への応力集中を緩和して、隅にクラックが発生することを防止できる。
また、図３に示すように、前記溝部３０の側壁面を底部に向かうにつれて次第に内側に向かうように斜めのテーパー部１６を形成して、溝部３０の隅にかかる外力を緩和するようになっていてもよい。
このようにすれば、前記溝部３０の隅への応力集中を緩和して、隅にクラックが発生することを防止できる。
【００３３】
次に、本発明のラインヘッド１の第二の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する凹部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図４（ａ）は、第二の実施形態を示すラインヘッド１の平面図である。図４（ａ）に示すように、ガラス基板２には凹部４０が形成されている。前記凹部４０は、発光素子２０の配列の直上に形成されていて、ガラス基板２の側面に開口しないようにガラス基板２上に閉じた状態に形成されたものとなっている。
【００３４】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果と同様に、発光領域上のガラス基板２が薄く形成されているので、発光素子から出射された光を効率的に利用でき、ラインヘッド１の露光効率を向上し、さらにクロストークの発生を防止することで、ラインヘッド１の露光精度を向上できる。
また、前記凹部４０がガラス基板２上に閉じられた状態で形成されることで、前記第一の実施例おける短辺間を貫通した溝部３０に比べて、ガラス基板２の外周部にガラス基板２の肉厚部分が残ることで、ガラス基板２の外周部が厚くなることで、ガラス基板２に凹部４０を形成したことによる、ラインヘッド１自体の強度の低下をより抑えることができる。
また、図４（ｂ）に示すように、前記凹部４０を千鳥状に２列配列した発光素子２０の列毎に形成することで、ガラス基板２の薄い部分をさらに少なくすることができ、これによりラインヘッド１の強度の低下を抑えることができる。
なお、凹部４０の底面を図２に示した湾曲部１５にしたり、凹部４０の側壁面を図３に示した斜めのテーパー部１６にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止できる。
【００３５】
次に、本発明のラインヘッド１の第三の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する溝部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図５（ａ）は、第三の実施形態のラインヘッド１であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、溝部（凹部）３１は、千鳥状に２列配列された発光素子２０の１列毎に対応するようにガラス基板２上に形成されている。また、前記溝部３１は、ガラス基板２の対向する短辺間を溝状に貫通して形成されている。
前記溝部３１は、発光素子２０の配列の直上に形成されていて、第一の実施形態の溝部３０と比べると、発光素子２０の配列の間に仕切部３３が残るので、ガラス基板２を薄く加工した領域は小さくなっている。
【００３６】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、ガラス基板２上に形成された溝部３１の領域を小さくでき、ガラス基板２の強度を保持でき、溝部３１を形成したことによる、ラインヘッド１全体の強度の低下を抑えることができる。
なお、溝部３１の底面部に図２に示した湾曲部１５を形成したり、図３に示した溝部３１の側壁面に斜めのテーパー部１６を形成することで、溝部３１の底部の隅に応力集中してクラックが発生することを防止できる。
【００３７】
次に、本発明のラインヘッド１の第四の実施形態について説明する。
図６（ａ）は、第四の実施形態を示すラインヘッド１の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、ガラス基板２上に形成された後述する溝部の形状の他は、前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、個々の発光素子２０に対応して凹部４０が形成されている。また、これら各凹部４０は、それぞれ各発光素子２０の直上に形成配置されたものとなっている。
【００３８】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、前記凹部４０の形成領域が必要最小限となり、さらにガラス基板２の強度を保持でき、凹部４０を形成したことでの、ラインヘッド１自体の強度の低下を抑えることができる。
なお、凹部４０の底面部を湾曲状にしたり、凹部４０の側壁面を斜めのテーパー状にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止できる。
【００３９】
次に、本発明のラインヘッド１の第五の実施形態について説明する。
図７（ａ）は、第五の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。
図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述するレンズが形成されている以外は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図７（ｂ）中矢印は、発光素子２０から発光された光の出射方向を示すものである。
本実施形態のラインヘッド１においては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２上に球面状のレンズ５０が形成されていて、前記発光素子２０の直上に配置されている。前記レンズ５０は、ガラス基板２と同じ屈折率となっていて、発光素子２０から出射された光を凸レンズのように集光するようになっている。
前記レンズ５０の形成方法としては、例えば、レンズ５０の型を用意して、ＵＶ照射により硬化する樹脂にレンズ５０の型を押し付けた状態で、ＵＶ照射を行い樹脂を硬化することで形成する方法や、液滴吐出法にてレンズ５０の材料を発光素子２０の直上のガラス基板２に吐出した後、硬化する方法によって形成されている。
【００４０】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光が発光される場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、前述したように、光の透過領域におけるガラス基板２が薄いことから、前記ガラス基板２内を光がほぼ減衰することがなくガラス基板２内を透過する。
すると、光はガラス基板２と同じ屈折率のレンズ５０との間を透過するので、前記ガラス基板２とレンズ５０との界面で屈折や反射（全反射）することなく、図７（ｂ）中矢印のようにレンズ５０内に入り込む。
そして、前記レンズ５０内に入り込んだ光は、このレンズ５０と空気との界面で屈折して、図７（ｂ）中矢印のようにガラス基板２の垂直方向に集光されるようになる。
【００４１】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、光の透過領域上のガラス基板２が薄いことで、発光素子２０から出射された光を効率的に利用でき、さらにクロストークの発生を防止することで、ラインヘッドの露光効率、及び露光精度が向上できる。
また、ガラス基板２と同じ屈折率のレンズ５０が形成されていることで、発光素子２０の光は、前記ガラス基板２とレンズ５０との界面を屈折および全反射することなく前記レンズ５０を介して外部に効率的に取り出すことができる。
また、全反射角以上でガラス基板２に入射した光を屈折させることで、ガラス基板２の垂直方向に近い光として取り出すことができ、発光素子２０から出射された光の集光性を高めて、ラインヘッド自体の露光効率を高めることができる。
【００４２】
なお、第一の実施形態の溝部３０に代えて、発光素子２０の配列毎に応じて溝部３０を形成したり、または図４（ａ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の配列上の全域に凹部４０を形成したり、または、図４（ｂ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の配列毎に凹部４０を形成して、前記レンズ５０を形成してもよい。
または、図６(ａ)、（ｂ）に示したように、各発光素子２０の直上に凹部４０を形成して、前記レンズ５０を形成するようにしてもよい。
また、凹部４０の底面部を湾曲状にしたり、凹部４０の側壁面を斜めのテーパー状にすることで凹部４０における底面の隅にクラックの発生を防止するようにしてもよい。
【００４３】
次に、本発明のラインヘッド１の第六の実施形態について説明する。
図８（ａ）は、第六の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述する球状のレンズが設けられている以外は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
図８（ｂ）中矢印は、発光素子２０から発光された光の出射方向を示すものである。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガラス基板２上には、発光素子２０の直上の位置に接着剤６１を介して球状のレンズ６０が配置されている。
図８（ｂ）に示すように、前記接着剤６１は、前記レンズ６０の列毎に塗布されていて、前記レンズ６０をガラス基板２に固定したものとなっている。
また、前記接着剤６１は、隣り合うレンズ６０を固定する接着剤６１に対して隙間をあけて形成されている。
前記各レンズ６０は、ガラス球等からなるもので、各発光素子２０の直上に位置あわせをして配置され、前記発光素子２０から出射された光を集光するようになっている。
また、球状のレンズ６０は、前記第五の実施形態で説明した球面状のレンズ５０に比べて、曲率が小さいものであり、より高い集光度が得られるものとなっている。
ここで、レンズ６０と接着剤６１とガラス基板２との３層間は屈折率が同一になっている。
【００４４】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光が発光される場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、図８（ｂ）中矢印に示すように、ガラス基板２を通り、接着剤６１を介して、レンズ６０に入り込む。このとき、前述したように、ガラス基板２と、接着剤６１と、レンズ６０との間における屈折率は同一となっていて、それぞれの界面において、全反射や屈折は起こらず光は透過するようになっている。
そして、発光素子２から出射された光は、前記レンズ６０と空気との界面で屈折して図８（ｂ）中矢印に示すように、集光するようになる。
発光素子２０から出射された光は、直上の接着剤６１を透過した場合でも、隣の列の接着剤６１の隙間に存在する空気層との界面で、屈折または反射する。
よって、発光素子２０から出射された光が隣の列に形成された接着剤６１内に入り込むことはない。
【００４５】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第一の実施形態とガラス基板２に凹部が形成されている等の共通の構造から得られる効果に加えて、曲率が小さく高い集光度の球状のレンズ６０を形成したことで、発光素子２０から出射された光の集光度をより高めることができる。よって、ラインヘッド１の露光効率を向上できる。
また、前記レンズ６０は高い集光度を備えており、発光素子２０から離れた場所に光の像を結像させる場合に、例えば、結像レンズ群を使わなくても所望の位置に発光素子２０の光を結像することができる。なお、前記レンズ６０の曲率を調整することで、光の集光する位置を調整するようにしてもよい。
また、接着剤６１をレンズ６０の配列毎に設けたことで、接着剤６１を介して隣の列の接着剤６１内に光が入り込むことを防止して、発光素子２０の列方向のクロストークを防止できる。
なお、本実施形態の溝部３０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、図４（ａ）に示したように閉じた状態で発光素子２０の配列上に凹部４０を形成したり、または図４（ｂ）に示したように、閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成することで、ラインヘッド１におけるガラス基板２の強度を向上して、凹部４０を形成したことでの前記ラインヘッド１自体の強度の低下を防止して、前記レンズ６０を形成してもよい。
【００４６】
次に、本発明のラインヘッド１の第七の実施形態について説明する。
図９（ａ）は、第七の実施形態を示すラインヘッド１における平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視による側断面図である。
本実施形態のラインヘッド１は、後述する球状のレンズが形成されている以外の構成は、前記第四の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、各発光素子２０の直上のガラス基板２に個々の凹部４０が形成され、前記各発光素子２０の直上のガラス基板２上には、レンズ６０が設けられている。前記レンズ６０を配置する際には、前記凹部４０内にレンズ６０を落とし込むことでレンズ６０の位置あわせが容易となっている。また、前記レンズ６０は、各レンズ６０毎に接着剤６１を介してガラス基板２上に固定されたものとなっている。このようにレンズ６０は、前記凹部４０内に設けられたものとなっている。
このとき、レンズ６０と接着剤６１とガラス基板２との間の屈折率は同一になっている。
【００４７】
次に、本実施形態のラインヘッド１において、発光素子２０から光を出射する場合について説明する。
発光素子２０から出射された光は、レンズ６０毎に形成された接着剤６１とレンズ６０内を透過することで外部に出射する。また、接着剤６１は個々のレンズ６０毎に接着されているため、接着剤６１と空気との界面で光が屈折または全反射するため、接着剤６１を介して、隣り合うのレンズ６０内に光が入り込むことはない。
【００４８】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第六の実施形態と同様の効果に加えて、接着剤６１をレンズ６０毎に設けたことで、接着剤６１を介して隣り合う接着剤６１内に光が入り込むことを防止でき、発光素子２０のクロストークを防止でき、ラインヘッド１の露光精度を向上できる。
なお、本実施形態の凹部４０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、またはガラス基板２上に閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成して、前記球状のレンズ６０毎に接着剤６１で固定するようにしてもよい。
【００４９】
次に、本発明のラインヘッド１の第八の実施形態について説明する。
本実施形態のラインヘッド１においては、基本的な構造は前記第一の実施形態におけるラインヘッド１の構造と同一のものとなっている。
本実施形態のラインヘッド１は、素子基板１０上のガラス基板２側に凹部を形成する場合に適応可能となっている。
図１０に示すように、封止基板１３の内面側（封止基板１３との界面側）に凹部（第２の凹部）７０が形成されている。前記凹部７０は、前記ガラス基板２に形成された溝部３０の直上部以外の封止基板１３に形成されたものとなっている。ここで、前記凹部７０には、乾燥剤８０が設けられている。
よって、ガラス基板２に形成された溝部３０と、封止基板１３に形成された凹部７０とは重ならないため、溝部３０が形成されている領域のガラス基板２が薄くなることを防止するようになっている。
【００５０】
本実施形態のラインヘッド１によれば、第１の実施形態と同様の効果に加えて、陰極４側に乾燥剤８０を設けたことで、空気中の湿気等により陰極４等が劣化することを防止できる。
また、ガラス基板２の溝部３０の直上部以外の位置に封止基板１３上に溝部７０を形成することで、溝部３０が形成されたガラス基板２部分の強度の低下が防止でき、ラインヘッド１自体の強度の低下を最小限に抑えることができる。
なお、前記溝部３０に球面状のレンズ５０や球状のレンズ６０等を設けることでラインヘッド１の露光効率を向上するようにしてもよい。
また、本実施形態の溝部３０に代えて、ガラス基板２上に、発光素子２０の列に応じて溝部３０を形成したり、または閉じた状態で発光素子２０の列毎に凹部４０を形成することで、ラインヘッド１におけるガラス基板２の強度を向上して、凹部４０を形成したことでの前記ラインヘッド１自体の強度の低下をより防止するようにしてもよい。
【００５１】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
例えば、光がガラス基板２側に出射するボトムエミッションタイプのもので説明したが、光が封止基板１３側に出射するトップエミッションタイプであってもよく、封止基板１３上に同様に溝部３０や凹部４０を形成することでラインヘッド１の露光効率を向上することができる。また、発光素子２０として、ＥＬ素子を備えたラインヘッドを用いて説明したが、ＬＥＤを発光素子として備えたラインヘッドを用いてもよい。
また、発光素子２０は２列として形成したが、本発明はこれに限定されること無く２列以上あるいは、１列の発光素子２０を形成してもよい。
また、ガラス基板２上に溝部３０や凹部４０等を形成する際に、個別のラインヘッド１に分割した後に前記溝部３０や凹部４０を形成したが、図１１に示すようにラインヘッド１を大判の状態で形成し、大判９０の状態にて前記溝部３０や凹部４０を形成したり、一定の数量のラインヘッド１毎に前記溝部３０や凹部４０を形成することで生産性を向上するようにしてもよい。
【００５２】
次に、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置１００について説明する。
図１２は、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置１００の第一の実施形態を示す縦断断面図である。
前記画像形成装置１００は、４個のラインヘッド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（像担持体）４１Ｋ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｙの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置１００として構成されている。
【００５３】
図１２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が設けられており、テンションローラ５３によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向（半時計方向）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個の像嘆じたい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。
【００５４】
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、マゼンダ、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。
【００５５】
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（コロナ帯電機器）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ラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）が設けられている。
【００５６】
また、ラインヘッド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。
【００５７】
ここで、ラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）は、そ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配置される。そして、各有機ＥＬアレイラインヘッド１（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の発光エネ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。
【００５８】
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、その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ることにより、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。
【００５９】
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に定着され、定着部である定着ローラ対６２によって、装置上部に形成された排紙トレイ６８上に排出される。
【００６０】
なお、図１２中で、符号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、符号６４は給紙カセット６３から記録媒体Ｐを一枚ずつ急送するピックアップロータ、符号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タ対、符号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、符号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。
【００６１】
本発明の画像形成装置１００によれば、書き込み手段として前述したラインヘッド１を備えているので、発光素子２０から出射された光を効率的に取り出すことができ、光源としての露光効率を向上できる。また、前記ラインヘッド１は、発光素子２０から出射された光のクロストークを防止するので、これを備えた画像形成装置１００の露光精度を向上できる。
【００６２】
次に、本発明にかかわる画像形成装置２００に係る第二の実施形態について説明する。
図１３に示すように、画像形成装置２００には主要構成部材として、ロータリ構成の現像装置１６１と、像担持体として機能する感光体ドラム１６５と、本発明のラインヘッド１が設けられている像書込手段１６７、中間転写ベルト１６９と、用紙搬送路１７４と、定着器の加熱ローラ１７２と、給紙トレイ１７８とが設けられている。
本実施形態では、４サイクル方式の画像形成装置２００として構成されている。
【００６３】
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ー供給ローラである。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。
【００６４】
前記感光体ドラム１６５は、一次転写部材１６６と、帯電器１６８と、像書込手段１６７として用いるラインヘッド１とが設けられている。また、前記感光体ドラム１６５は、駆動モータ（図示せず）、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方向に駆動するようになっている。
【００６５】
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とは逆の方向の矢視Ｅ方向に回動される。
【００６６】
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。
【００６７】
前述したように、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。符号１７７は電装品ボックス、符号１７８は用紙を収納する給紙トレイ、符号１７９は給紙トレイ１７８の出口に設けられているピックアップローラである。
【００６８】
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、例えば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。
【００６９】
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面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がもうけられている。
【００７２】
本発明の画像形成装置２００によれば、書き込み手段として前述したラインヘッド１を備えているので、発光素子２０から出射された光を効率的に取り出すことができ、光源としての露光効率を向上できる。また、前記ラインヘッド１は、発光素子２０から出射された光のクロストークを防止するので、これを備えた画像形成装置１００の露光精度を向上できる。
【００７３】
以上、本発明のラインヘッド１を備えた画像形成装置について実施形態に基づいて説明せいた。本発明の画像形成装置はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（ａ）は、第一の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図２】凹部の底部の隅を湾曲状とした側断面図。
【図３】凹部の底部の隅を斜めのテーパー状とした側断面図。
【図４】（ａ）は、第二の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、別形態を示す図。
【図５】（ａ）は、第三の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図６】（ａ）は、第四の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図７】（ａ）は、第五の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図８】（ａ）は、第六の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図９】（ａ）は、第七の実施形態のラインヘッド、（ｂ）は、側断面図。
【図１０】第八の実施形態のラインヘッドにおける側断面図。
【図１１】ラインヘッドの大判での状態を示す平面図。
【図１２】本発明の第一の実施形態の画像形成装置の模式図。
【図１３】本発明の第二の実施形態の画像形成装置の模式図。
【符号の説明】
【００７５】
１…ラインヘッド、２…ガラス基板、１３…封止基板、１５…湾曲部、１６…テーパー部、２０…発光素子、３０…溝部（凹部）、３１…溝部（凹部）、４０…凹部、５０…レンズ、６０…レンズ、６１…接着剤、７０…凹部（第二の凹部）、８０…乾燥剤、１００…画像形成装置、２００…画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を配列して形成した素子基板とこの素子基板上の前記発光素子を封止する封止基板とを備えたラインヘッドにおいて、前記発光素子が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部が形成され、該凹部は、少なくとも前記発光素子部の直上部分の全域を含んで形成されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記凹部の底面は粗面となっていることを特徴とする請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記凹部の底部の角部が、内側に向けて凹状となるように湾曲して形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記凹部の側壁面が底面側に行くに連れて漸次内側に向かうようテーパー状に形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の対向する２辺間を溝状に貫通して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の側面に開口することなく該基板上に閉じた形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記凹部は、前記発光素子の配列に対応して形成されてなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記凹部は、前記発光素子の個々に対応して形成されてなることを特徴とする請求項６に記載のラインヘッド。
【請求項９】
前記凹部の底部には、球面状のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１０】
前記凹部の底部には、球状のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１１】
前記球状のレンズは、接着剤を介して、前記凹部の底部に固定されてなることを特徴とする請求項１０記載のラインヘッド。
【請求項１２】
前記発光素子が複数列形成されており、これら複数列の発光素子に対応した前記球状のレンズが前記凹部内に配列されている場合に、前記接着剤は、前記球状のレンズの列毎に塗布されてなることを特徴とする請求項１１に記載のラインヘッド。
【請求項１３】
前記接着剤は、前記球状のレンズ毎に塗布されてなることを特徴とする請求項１１に記載のラインヘッド。
【請求項１４】
前記凹部が前記素子基板に形成されている場合に、封止基板には、前記発光素子の直上部以外の場所に第２の凹部が形成され、前記第２の凹部には乾燥剤が設けられてなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のラインヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
発光素子を配列して形成した素子基板とこの素子基板上の前記発光素子を封止する封止基板とを備えたラインヘッドにおいて、前記発光素子が発光する光を出射する側の基板の一部に凹部が形成され、該凹部は、少なくとも前記発光素子部の直上部分の全域を含んで形成されていることを特徴とするラインヘッド。
【請求項２】
前記凹部の底面は粗面となっていることを特徴とする請求項１に記載のラインヘッド。
【請求項３】
前記凹部の底部の角部が、内側に向けて凹状となるように湾曲して形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項４】
前記凹部の側壁面が底面側に行くに連れて漸次内側に向かうようテーパー状に形成されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のラインヘッド。
【請求項５】
前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の対向する２辺間を溝状に貫通して形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項６】
前記凹部は、該凹部が形成されている前記基板の側面に開口することなく該基板上に閉じた形状で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項７】
前記凹部は、前記発光素子の配列に対応して形成されてなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のラインヘッド。
【請求項８】
前記凹部は、前記発光素子の個々に対応して形成されてなることを特徴とする請求項６に記載のラインヘッド。
【請求項９】
前記凹部の底部には、球面状のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１０】
前記凹部の底部には、球状のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１１】
前記球状のレンズは、接着剤を介して、前記凹部の底部に固定されてなることを特徴とする請求項１０記載のラインヘッド。
【請求項１２】
前記発光素子が複数列形成されており、これら複数列の発光素子に対応した前記球状のレンズが前記凹部内に配列されている場合に、前記接着剤は、前記球状のレンズの列毎に塗布されてなることを特徴とする請求項１１に記載のラインヘッド。
【請求項１３】
前記接着剤は、前記球状のレンズ毎に塗布されてなることを特徴とする請求項１１に記載のラインヘッド。
【請求項１４】
前記凹部が前記素子基板に形成されている場合に、封止基板には、前記発光素子の直上部以外の場所に第２の凹部が形成され、前記第２の凹部には乾燥剤が設けられてなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のラインヘッド。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のラインヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−４３９７２（Ｐ２００６−４３９７２Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２６３７１（Ｐ２００４−２２６３７１）
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３日（２００４．８．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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