発光素子アレイ並びに露光装置及び画像形成装置
【課題】有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を取って高い画像品質を得ると共に、発光素子（発光領域）の大きさ及び形状を、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化を図る。
【解決手段】有機ＥＬ素子アレイ４０を構成する有機ＥＬ素子の発光領域４５について、発光素子が並ぶ方向における幅Ｍを、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチＰの８３％以下とする。これにより、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られる。
【解決手段】有機ＥＬ素子アレイ４０を構成する有機ＥＬ素子の発光領域４５について、発光素子が並ぶ方向における幅Ｍを、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチＰの８３％以下とする。これにより、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子をライン状などに配置して構成された発光素子アレイ、並びに発光源として発光素子アレイを用いた露光ヘッドを含む露光装置、及びその露光装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、入力される画像情報信号に応じて感光体面に画像の潜像を形成させる露光装置として、レーザー光を走査して感光体面に照射するものや、形成画像の１画素に発光素子１つが対応し、その発光素子がライン状に並べられて構成されたライン型露光ヘッドを用い、集光レンズを通して感光体面に各発光素子の光を順次照射するものなどが知られている。そして、ライン型露光ヘッドとしては、発光ダイドー度（ＬＥＤ）素子を用いたラインヘッドなどがよく知られ、その他、発光素子に有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いるものも開発されている。
【０００３】
ところで、画像形成装置の露光装置としてラインヘッドを用いるとき、その発光素子を大きくすると、画像の解像度が低下し、画像品質が低下するという問題があり、また、発光素子の光量と寿命との関係にも留意する必要がある。
【０００４】
すなわち、ラインヘッドを露光装置として用いるとき、形成画像の画素に当たる発光素子は、高解像度の画像を得るためにできるだけ小さく設計しなければならない一方で、感光体への潜像形成に必要な光量も確保しなければならない。そこで、光量を確保するために、発光素子は、輝度を高く設定することにもなるが、そのとき、発光素子としての寿命が、一般に、短くなる。
【０００５】
ここで、露光ヘッドとして、ＬＥＤ素子を用いたラインヘッドを使用するとき、ＬＥＤ素子は、発光可能な輝度が高く、かつ、発光寿命が画像形成装置の製品寿命より十分長いので、輝度を高くしても、ＬＥＤ素子の寿命を確保することができ、そして、点発光素子なので、高解像度の画像を得るために発光素子の配列ピッチが密になる場合でも、十分な光量と寿命を共に確保することが可能である。
【０００６】
さらに、鮮明な画像を得るために、特許文献１では、ＬＥＤ素子の配列方向におけるＬＥＤ素子の幅（長さ）を配列ピッチに対して一定の関係以下の長さとすることで、感光体面に照射される光の光学特性（ＭＴＦ：ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が５０％以上にでき、印字ドットの境界を明瞭にして照射できるとしており、これにより、発光素子の配列ピッチに応じた解像性が得られることになる。
【０００７】
一方、有機ＥＬ素子は、素子の発光領域を任意の形状とすることができ、発光領域内での輝度分布が略均一な面発光素子であり、略均一な輝度分布を有する発光領域を広くすることで単位面積当たりから放出される光量（輝度）を多く（高く）することができるので、表示装置用などの解像度に対する発光素子の大きさでは、実用的な光量及び寿命を確保することができるようになってきている。
【特許文献１】実公平６−１７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、画像形成装置のための露光装置は、必要な解像度が表示装置に比べて数倍高く、その高い解像度に伴って発光素子の大きさをより小さくしなければならず、その露光ヘッドとして、有機ＥＬ素子を用いたラインヘッドを使用するとき、有機ＥＬ素子は、そのように、取れる発光領域の広さが限られるので、所定の光量を得るには輝度を相当に高くする必要があり、その結果、寿命が十分に取れないという問題がある。
【０００９】
また、有機ＥＬ素子の発光領域内輝度分布は、略均一であるものの、実際には、完全な均一ではない。図７は、発光素子アレイにおける１つの発光素子が発光しているときのその発光領域内での輝度分布と、それぞれの図中のＡ又はＢにおける輝度プロファイル（図示箇所における輝度の相対量）とを示すもので、（ａ）は有機ＥＬ素子の例、（ｂ）はＬＥＤ素子の例である。図７において、主走査方向とは発光素子アレイにおいて発光素子が並ぶ方向である。
【００１０】
図７（ａ）に示されるように、有機ＥＬ素子は、略均一な発光領域内輝度分布を有するものの、実際には、その発光領域周囲に輝度が低下する部分（図中のＣなどの部分。輝度低下部分と呼ぶ）がある。
【００１１】
そして、このような輝度低下部分があると、その分、完全に均一な発光領域内輝度分布を有する場合に比べ、素子（発光領域）全体から得られる総光量が少ないものとなる。従って、発光領域の端（周囲）の輝度低下部分が広いと、同じ光量を得るためには発光領域の中心部の最大輝度をさらに上げる必要があり、それによって、発光素子の発光寿命がより短くなる。
【００１２】
また、有機ＥＬ素子は、発光領域内輝度分布がＬＥＤ素子とは大きく異なる。図７に示されるように、発光領域内輝度分布が、有機ＥＬ素子は（ａ）に示されるように略均一であるのに対し、ＬＥＤ素子は、（ｂ）に示されるように不均一で、主走査方向の両端部分で輝度が極大又は最大となっている。
【００１３】
そして、発光素子の発光領域内輝度分布が異なると、集光レンズを通して結像される像、すなわち結像面での光量分布も異なるので、集光レンズ透過後の結像面での光学特性（ＭＴＦ）は、ＬＥＤ素子と有機ＥＬ素子とでは、発光素子の大きさ・配列等に対する依存性が異なる。それゆえ、前記特許文献１に示されたＬＥＤ素子の幅と配列ピッチとの関係は、有機ＥＬ素子を用いた露光ヘッドに、そのまま適用できるものではない。
【００１４】
このように、有機ＥＬ素子では、寿命を確保するために、その発光領域を可能な範囲で広くするように設計しなければならないのに対して、上記従来の、点発光で輝度が高いことを前提に発光素子面積を狭くして解像性を得ようとするような構成では、有機ＥＬ素子に必要とされる発光領域の広さの確保と露光装置としての高解像性とを両立させられないという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置において、発光素子（発光領域）の配列ピッチに応じた高解像性を取って高い画像品質を得ると共に、発光素子（発光領域）の大きさ及び形状を、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とするものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、発光領域の幅を、発光素子が並ぶ方向において、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチの８３％以下とすることで、略均一な発光領域内輝度分布を有する有機ＥＬ素子を含んで構成される発光素子アレイを用い、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られた、高画質・長寿命の露光ヘッドが実現できるという効果を奏する。
【００１９】
また、発光領域の形状を略楕円又は五角形以上の多角形とすることで、発光領域における端（周囲）の輝度が低下する部分の割合を小さくすることができ、四角形の発光領域と比べ、同一発光面積から得られる総光量が多く取れ、その分、発光領域における最大の輝度を低くできて、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の第１の形態は、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によって、発光領域の幅を、発光素子が並ぶ方向において、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチの８３％以下とすることで、略均一な発光領域内輝度分布を有する有機ＥＬ発光素子を含んで構成される発光素子アレイを用い、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られた、高画質・長寿命の露光ヘッドが実現できる。
【００２２】
本発明の実施の第２の形態は、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によって、発光領域の形状を略楕円又は五角形以上の多角形とすることで、発光領域における端（周囲）の輝度が低下する部分の割合を小さくすることができ、四角形の発光領域と比べ、同一発光面積から得られる総光量が多く取れ、その分、発光領域における最大の輝度を低くできて、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
本発明の実施の第３の形態は、実施の第１又は第２の形態における発光素子アレイと、前記発光素子アレイを構成する各発光素子が発する光を集光して感光体面上へ導く集光レンズとを備えることを特徴とする露光装置である。
【００２５】
この構成によって、実施の第１又は第２の形態における発光素子アレイと、集光レンズとを含み備えることで、露光性能において高解像性を有しつつ、かつ、長寿命化が図られた有機ＥＬ素子を含んで構成される発光素子アレイを用いた露光装置が実現できる。
【００２６】
本発明の実施の第４の形態は、実施の第３の形態の露光装置を具備したことを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
この構成によって、実施の第３の形態の露光装置を備えることで、露光性能において高解像性を有しつつ、かつ、長寿命化が図られた有機発光素子アレイを用いる露光装置を備えた画像形成装置が実現できる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施例１）
本発明に係るカラー画像形成装置（以下、本実施例において本装置と呼ぶ）は、４つの色材でカラーを構成し、その色材それぞれについて、同時に画像形成が行なわれるものである。図１は、本装置内部の模式断面を示す。
【００３０】
図１において、本装置は、各色材での像形成体として４つの感光体１、２、３及び４と、それらの４つの感光体に跨って延在する転写ユニット５と、感光体１、２、３及び４のそれぞれの周辺に配置された、帯電装置６、７、８及び９と、解像度が６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の露光装置１０、１１、１２及び１３と、現像装置１４、１５、１６及び１７と、感光体クリーニング装置１８、１９、２０及び２１とを画像形成の主要な要素として構成されている。
【００３１】
そして、現像剤格納部２２、２３、２４及び２５は、それぞれ現像装置１４〜１７に対応する色の色材であるトナーを格納しており、それらに格納されているトナーは、形成される画像の濃度が基準の画像においてほぼ一定となるように各現像装置１４〜１７へ補給される。
【００３２】
転写ユニット５は、ベルト状転写体２６と、このベルト状転写体２６を周回駆動するための駆動ローラ２７と、駆動ローラ２７とは反対側に位置する支持ローラ２８と、画像形成時においてベルト状転写体２６に張力を与えることによりベルト状転写体２６の感光体１〜４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ２９とその他で構成されている。ベルト状転写体２６は、形成された潜像がトナーで現像されたトナー画像を、いったん当該転写体の表面上に直接載せ、その後、形成画像が記録される記録用紙に転写するいわゆる中間転写体である。
【００３３】
押圧ローラ３０は、対向する支持ローラ２８と共に記録用紙転写部３１をなし、ベルト状転写体２６を介して、記録用紙に押圧力を加え、ベルト状転写体２６上に現像されたトナー画像を記録用紙に転写する。
【００３４】
ベルトクリーニング装置３２は、記録用紙に転写されずにベルト状転写体２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするものである。
【００３５】
更に、本装置には、記録用紙を格納しておくための給紙カセット３３と、記録用紙を給紙カセット３３から記録用紙転写部３１へ供給するための、ピックアップローラ３４、給紙ローラ３５及びレジストローラ３６等からなる給紙部３７と、記録用紙の表面に転写されたトナー画像を定着させるための定着装置３８とその他が設けられている。そして、給紙された記録用紙は、図中の経路３９に沿って搬送される。
【００３６】
次に、本装置における画像形成の動作について説明する。
【００３７】
まず、第１の色材の色に対応する画像について、自転する第１の感光体１は、第１の帯電装置６によって一様に帯電された後、第１の露光装置１０によって、入力される画像情報信号に従って露光され、これにより形成された静電潜像を当該第１の色材である第１のトナーで現像する。第１の感光体１面上の、静電潜像がトナーで現像され、可視化されたトナー画像（第１のトナー画像）は、周回するベルト状転写体２６へ、感光体１とベルト状転写体２６とが接触し又は対向する位置において転写される。
【００３８】
次に、第１のトナー画像と同様に、第２の感光体２の表面に形成された第２の色材のトナー画像（第２のトナー画像）が、周回するベルト状転写体２６に転写された第１のトナー画像が第２の感光体２と接する位置に至ったタイミングに合わせて、第１のトナー画像の上に重ねて転写される。
【００３９】
同様に、第３、第４のトナー画像も重ねて転写されて、ベルト状転写体２６上に、４色の重ね画像が形成される。このベルト状転写体２６の上に形成された重ね画像は、その後、記録用紙に、記録用紙転写部３０において一括転写され、定着装置３８により定着されて、入力された画像情報信号に従ったカラー画像が記録用紙に記録される。
【００４０】
次に、本装置における露光装置１０〜１３について、以下、更に詳しく説明する。
【００４１】
本装置の露光装置１０〜１３は、発光素子として有機ＥＬ素子（単にＥＬ素子とも呼ぶ）を用い、そして複数個の有機ＥＬ素子が、６００ｄｐｉの解像度に相当する４２．３μｍ間隔で一列に並んだ（この並ぶ方向を主走査方向と呼ぶ）有機ＥＬ素子アレイを備え、そのＥＬ素子（発光領域）の大きさに特徴がある。
【００４２】
図２は、露光装置１０の一部を拡大して示す概略の斜視図である。露光装置１１、１２及び１３も露光装置１０と同一形態をとり、以下、露光装置１０を代表として説明をする。
【００４３】
図２において、有機ＥＬ素子アレイ４０は、長尺のハウジング４１中に保持されている。
【００４４】
ハウジング４１は、その両端に設けた位置決めピン４２を装置本体に設けられた位置決め穴に挿入させると共に、ハウジング４１の両端に設けたねじ挿入孔４３を通してねじで装置本体に取り付けられることによって、露光装置１０が装置の所定位置に固定される。
【００４５】
ガラス基板４４面上には、複数の有機ＥＬ素子４５で構成された有機ＥＬ素子アレイ４０と、それぞれのＥＬ素子４５を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（後述する図３に図示）とが形成されている。
【００４６】
ロッドレンズ（登録商標）アレイ４６は、集光レンズとして屈折率分布型のロッドレンズ４７を俵積みして主走査方向に並べたもので、発光領域４５の前面上方置かれて、発光される光に対して結像光学系を構成している。
【００４７】
図３は、図２に示した有機ＥＬ素子アレイ４０内の１つのＥＬ素子４５近傍の構成を示す、主走査方向に直角な面における断面図である。なお、有機ＥＬ素子アレイ４０の主走査方向における断面も、１つのＥＬ素子４５について、後述するＴＦＴ４８の部分を除き図３と同様である。
【００４８】
ガラス基板４４は、例えば０．５ｍｍのガラス基板である。
【００４９】
ＴＦＴ４８は、ガラス基板４４上に形成された厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなり、ＥＬ素子４５毎に設けられて、ＥＬ素子４５の発光を駆動・制御する。
【００５０】
絶縁膜４９は、厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ２からなり、ガラス基板４４及びコンタクトホールを除くＴＦＴ４８の上に形成されている。
【００５１】
下部電極である陽極５０は、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなり、絶縁膜４９の上で、ＥＬ素子４５が形成される位置に、かつ、コンタクトホールを介してＴＦＴ４８に接続するように形成されている。
【００５２】
第二の絶縁膜５１は、厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ２からなり、発光素子（発光領域）４５となる位置以外の所に形成されている。
【００５３】
層間絶縁膜（バンク）５２は、２μｍのポリイミドからなり、パターンニングにより発光素子（発光領域）４５となる部分に穴５３をなして、第二の絶縁膜５１の上に形成されている。
【００５４】
そして、バンク５２で囲まれた穴５３の中には、陽極５０側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層５４と、厚さ５０ｎｍの発光層５５とが成膜され、さらに、その発光層５５の上面及び穴５３の周囲内面も含めたバンク５２の外面を覆うように、対向電極として、厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第一層５６と、厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第二層５７とが順に成膜されている。ここで、発光層５５に用いる材料、及び、正孔注入層５４に用いる材料には、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等で公知の種々のものが利用できる。このような材料によって、ＥＬ素子４５をガラス基板４４上に容易に作製することができ、製造コストを抑えることもできる。
【００５５】
さらに、これらの上に、窒素ガス等の不活性ガス５８が封入され、厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス５９でカバーされて有機ＥＬ素子アレイ４０が構成されている。
【００５６】
以上のように構成された、バンク５２で囲まれた穴５３の中で、陽極５０、発光層５５、陰極第一層５６、陰極第二層５７等からなる部分が、発光領域４５となる。そして、発光領域４５は、光をＴＦＴガラス基板４４側へ向けて発する。
【００５７】
このような構成において、有機ＥＬ素子４５は、バンク５２の穴５３の中が発光領域となっており、その周囲が、厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク５２によって形成され、その発光領域の外での発光が規制されている。ここで、厚さ２μｍのポリイミドのバンク５２に穴５３を設けるパターンニングでは、穴５３は、５μｍが、実際に形成できる大きさのほぼ最小限界であり、ＥＬ素子（発光領域）の幅をバンク５２の厚みの２．５倍（厚さ２μｍのポリイミドでは５μｍ）より大きくすることで、形成が容易にできる。
【００５８】
以上のような構成において、次に、露光装置の光学的特性について述べる。
【００５９】
露光光源の潜像形成能力を評価する光学的な一つの指標としてＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がある。ＭＴＦは、複数の発光素子（発光領域）が列をなして並ぶ発光素子アレイにおいては、発光している素子（発光領域）と消灯している素子（発光領域）とが交互に並ぶ状態において得られる光量分布の明部と暗部のコントラストとして定義される。
【００６０】
図４は、複数のＥＬ素子（発光領域）４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅ）からなる有機ＥＬ素子アレイ４０と、この有機ＥＬ素子アレイ４０が発する光のロッドレンズアレイ４６透過後の光量分布との関係を示すものである。
【００６１】
図４の（ａ）において、有機ＥＬ素子アレイ４０は、主走査方向に、幅がＭの有機ＥＬ素子（発光領域）４５が、配列ピッチＰ（本実施例では６００ｄｐｉに相当する４２．３μｍ）で配置されている。そして、同図（ｂ）は、その有機ＥＬ素子アレイ４０においてＥＬ素子（発光領域）４５を１つおきに光らせた（４５ｂ及び４５ｄが発光。４５ａ、４５ｃ及び４５ｅが消灯）ときのロッドレンズアレイ透過後の光量分布を示す。
【００６２】
前述したように、ＭＴＦは、図４に示すような、有機ＥＬ素子アレイ４０の発光状態が、発光しているＥＬ素子（発光領域）と消灯しているＥＬ素子（発光領域）とが交互に並ぶ状態において、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布の明部と暗部のコントラストに当たり、具体的には、ＭＴＦは、光量分布の最大値をＩｍａｘ、最小値をＩｍｉｎとしたとき、（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）×１００／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）［％］として算出できる。
【００６３】
このように、ＭＴＦは、画像の解像性を示す指標であり、画像形成装置において、感光体上に明瞭な潜像を形成するために要求されるＭＴＦは、前述した特許文献１においては５０％以上必要であるとされているが、さらに鮮明な形成画像とするにはより高い値が望まれる。また、集光レンズであるロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布でのＭＴＦは、ロッドレンズ４７の焦点深度を考慮した位置範囲内において、所定の値以上でなければならない。面発光素子である有機ＥＬ素子を用い、集光レンズを使用する露光装置では、深度０．０５ｍｍの範囲においてＭＴＦを８０％以上とすることで、解像性の良好な画像が得られる。
【００６４】
図５は、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布について、照射光の焦点方向の位置に対するＭＴＦを実測した結果を示す。
【００６５】
図５において、各曲線は、複数のＥＬ素子（発光領域）４５が一列に並ぶ有機ＥＬ素子アレイ４０において、そのＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍについて、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布での、焦点方向の位置に対するＭＴＦの変化を表す。例えば、ＥＬ素子（発光領域）の幅Ｍが３５μｍの有機ＥＬ素子アレイ４０では、ＭＴＦは、合焦位置で約８８％で、また、合焦位置に対しておよそ−０．０６１ｍｍの位置からおよそ＋０．０５７ｍｍまでの範囲で８０％以上であり、ＥＬ素子（発光領域）の幅Ｍが５５μｍの有機ＥＬ素子アレイ４０では、合焦位置で約７４％で、８０％以上のＭＴＦが得られない。
【００６６】
このように、ＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍが狭くなるに応じて、ＭＴＦはより高くなり、また、所定値以上のＭＴＦとなる深度が広がる。
【００６７】
（表１）は、図５に示される内容をもとに、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布で、有機ＥＬ素子アレイ４０におけるＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍに対し、ＭＴＦが８０％以上となる深度を示したものである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
（表１）に示されるとおり、ＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍが３５μｍでは、ＭＴＦが８０％以上となる深度を±０．０５７ｍｍ確保できている。このことから、ＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍを、ＥＬ素子４５の配列ピッチＰ（本装置では６００ｄｐｉに相当する４２．３μｍ）の８３％（Ｐが４２．３μｍでは３５μｍ）とすることで、±０．０５７ｍｍの深度においてＭＴＦを８０％以上とすることができ、高い解像性を得つつ、素子の寿命の観点から、ＥＬ素子４５の発光領域を最大限に広く取ることができる。
【００７０】
そして、前述したように厚さ２μｍのポリイミドに対して幅３５μｍの穴の形成は可能で容易でもあるので、本装置ではＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍを３５μｍとし、画像形成装置における露光装置として必要な深度において、感光体表面上に高解像度で鮮明な潜像が形成できるＭＴＦを取りつつ、素子の長寿命化を図っている。
【００７１】
以上述べたように、有機ＥＬ素子アレイにおけるＥＬ素子（発光領域）の主走査方向での幅Ｍを、バンク５２の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチＰの８３％以下とすることにより、画像形成装置における露光装置として、発光素子（発光領域）の形成が可能であり、必要な焦点深度を取ると共に、感光体表面上に高解像度で鮮明な潜像が形成できるＭＴＦも取ることができて、高い画像品質が得られつつ、発光素子（発光領域）の大きさを、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００７２】
なお、ベルト状転写体２６は、その代わりに、例えば、用紙をベルト上に吸着してその用紙上にトナー画像を載せるいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【００７３】
また、露光装置の解像度は、本実施例では６００ｄｐｉとしたが、５０００ｄｐｉ程度まであればどのような解像度であってもよい。
【００７４】
また、発光領域４５は、本実施例では、その少なくとも一部が層間絶縁層５２により規制されて形成されたものとしたが、必ずしも層間絶縁層５２によって形成されている必要はなく、どのようなものによって形成されていても構わない。
【００７５】
また、有機ＥＬ素子アレイ４０は、ＥＬ素子アレイ（発光領域）４５が、本実施例では、一方向（主走査方向）にのみ列をなして並ぶものとしたが、２次元の列をなして並ぶものであってもよい。この場合、各列の方向について、ＥＬ素子（発光領域）の幅を、バンク材料の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチの８３％以下とすることにより、本実施例と同様の効果が得られる。
（実施例２）
本実施例のカラー画像形成装置（以下、本実施例において本装置と呼ぶ）は、露光装置における有機ＥＬ素子アレイのＥＬ素子（発光領域）の形状に特徴があるもので、その他については実施例１と同じ構成である。そこで、本実施例においても、以下、図１〜３も用いて説明する。
【００７６】
図６は、有機ＥＬ素子アレイにおける１つのＥＬ素子（発光領域）を示す上面図で、（ａ）は本実施例のもの、（ｂ）は本装置において代替できるものの例であり、（ｃ）は比較のために示す一般的なものである。
【００７７】
本実施例では、ＥＬ素子（発光領域）４５は、図６（ａ）に示すような略楕円としている。図６（ａ）において、ＥＬ素子（発光領域）４５は、その周囲で輝度が低下して、輝度低下部分６１が存在する。これは、図３において、穴５３をなして、その中を発光領域とし、その発光領域の外での発光を規制するバンク５２による影響で、発光層５５の膜厚が周囲で不均一に厚く分布していることによるものである。
【００７８】
ＥＬ素子（発光領域）４５の形状を楕円又は円とすることで、図６（ｃ）に示すような一般的な四角形と比べて、ＥＬ素子（発光領域）４５の面積を同じとしたとき、ＥＬ素子（発光領域）４５の周囲に存在する輝度低下部分６１の面積を狭くすることができ、その分、ＥＬ素子（発光領域）４５において輝度低下のない部分の面積を広くできる。これゆえ、面発光のＥＬ素子では露光に必要な光量を得るための発光領域内輝度分布における最大輝度を抑えて、ＥＬ素子の長寿命化を図ることができる。
【００７９】
なお、ＥＬ素子（発光領域）４５は、図６（ｂ）に示すような五角形以上の多角形としても、図６（ｃ）に示す一般的な四角形の場合に比べて、上述の効果が同様にある程度得られる。
【００８０】
また、ＥＬ素子（発光領域）４５を円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形にすると共に、実施例１にて述べたように有機ＥＬ素子アレイにおけるＥＬ素子（発光領域）の幅を、バンク材料の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチの８３％以下とすることで、発光素子（発光領域）の配列ピッチを所望の高い画像解像度が取れるものにできて高い画像品質が得られと共に、発光素子（発光領域）の大きさ及び形状を、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化をより効果的に図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
有機ＥＬ素子アレイを用いた本発明に係る露光装置及び画像形成装置は、例えば、ビジネス又はＳＯＨＯ市場向けのプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及び小ロット印刷市場向けの小型オンデマンド印刷機等への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る実施例１及び実施例２のカラー画像形成装置の概略構成断面図
【図２】本発明に係る実施例１及び実施例２における露光装置の斜視図
【図３】本発明に係る実施例１及び実施例２における有機ＥＬ素子の構成断面図
【図４】（ａ）は本発明に係る実施例１のものも含む有機ＥＬ素子アレイの上面模式図、（ｂ）は同有機ＥＬ素子アレイの発光光量分布を説明する図
【図５】図４に示される有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置の照射光における焦点方向の位置とＭＴＦ（実測値）との関係を示すグラフ
【図６】（ａ）は本発明に係る実施例２における有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図、（ｂ）は実施例２において代替可能な有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図、（ｃ）は比較のための一般的な有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図
【図７】（ａ）は有機ＥＬ素子の発光領域内輝度分布を示す図、（ｂ）はＬＥＤ素子の発光領域内輝度分布を示す図
【符号の説明】
【００８３】
１〜４ 感光体
５ 転写ユニット
６〜９ 帯電装置
１０〜１３ 露光装置
１４〜１７ 現像装置
１８〜２１ 感光体クリーニング装置
２２〜２５ 現像剤格納部
２６ ベルト状転写体
４０ 有機ＥＬ素子アレイ
４４ ガラス基板
４５ 有機ＥＬ素子（発光領域）
４６ ロッドレンズアレイ
５２ 層間絶縁膜（バンク）
６１ 輝度低下部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子をライン状などに配置して構成された発光素子アレイ、並びに発光源として発光素子アレイを用いた露光ヘッドを含む露光装置、及びその露光装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置において、入力される画像情報信号に応じて感光体面に画像の潜像を形成させる露光装置として、レーザー光を走査して感光体面に照射するものや、形成画像の１画素に発光素子１つが対応し、その発光素子がライン状に並べられて構成されたライン型露光ヘッドを用い、集光レンズを通して感光体面に各発光素子の光を順次照射するものなどが知られている。そして、ライン型露光ヘッドとしては、発光ダイドー度（ＬＥＤ）素子を用いたラインヘッドなどがよく知られ、その他、発光素子に有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を用いるものも開発されている。
【０００３】
ところで、画像形成装置の露光装置としてラインヘッドを用いるとき、その発光素子を大きくすると、画像の解像度が低下し、画像品質が低下するという問題があり、また、発光素子の光量と寿命との関係にも留意する必要がある。
【０００４】
すなわち、ラインヘッドを露光装置として用いるとき、形成画像の画素に当たる発光素子は、高解像度の画像を得るためにできるだけ小さく設計しなければならない一方で、感光体への潜像形成に必要な光量も確保しなければならない。そこで、光量を確保するために、発光素子は、輝度を高く設定することにもなるが、そのとき、発光素子としての寿命が、一般に、短くなる。
【０００５】
ここで、露光ヘッドとして、ＬＥＤ素子を用いたラインヘッドを使用するとき、ＬＥＤ素子は、発光可能な輝度が高く、かつ、発光寿命が画像形成装置の製品寿命より十分長いので、輝度を高くしても、ＬＥＤ素子の寿命を確保することができ、そして、点発光素子なので、高解像度の画像を得るために発光素子の配列ピッチが密になる場合でも、十分な光量と寿命を共に確保することが可能である。
【０００６】
さらに、鮮明な画像を得るために、特許文献１では、ＬＥＤ素子の配列方向におけるＬＥＤ素子の幅（長さ）を配列ピッチに対して一定の関係以下の長さとすることで、感光体面に照射される光の光学特性（ＭＴＦ：ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が５０％以上にでき、印字ドットの境界を明瞭にして照射できるとしており、これにより、発光素子の配列ピッチに応じた解像性が得られることになる。
【０００７】
一方、有機ＥＬ素子は、素子の発光領域を任意の形状とすることができ、発光領域内での輝度分布が略均一な面発光素子であり、略均一な輝度分布を有する発光領域を広くすることで単位面積当たりから放出される光量（輝度）を多く（高く）することができるので、表示装置用などの解像度に対する発光素子の大きさでは、実用的な光量及び寿命を確保することができるようになってきている。
【特許文献１】実公平６−１７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、画像形成装置のための露光装置は、必要な解像度が表示装置に比べて数倍高く、その高い解像度に伴って発光素子の大きさをより小さくしなければならず、その露光ヘッドとして、有機ＥＬ素子を用いたラインヘッドを使用するとき、有機ＥＬ素子は、そのように、取れる発光領域の広さが限られるので、所定の光量を得るには輝度を相当に高くする必要があり、その結果、寿命が十分に取れないという問題がある。
【０００９】
また、有機ＥＬ素子の発光領域内輝度分布は、略均一であるものの、実際には、完全な均一ではない。図７は、発光素子アレイにおける１つの発光素子が発光しているときのその発光領域内での輝度分布と、それぞれの図中のＡ又はＢにおける輝度プロファイル（図示箇所における輝度の相対量）とを示すもので、（ａ）は有機ＥＬ素子の例、（ｂ）はＬＥＤ素子の例である。図７において、主走査方向とは発光素子アレイにおいて発光素子が並ぶ方向である。
【００１０】
図７（ａ）に示されるように、有機ＥＬ素子は、略均一な発光領域内輝度分布を有するものの、実際には、その発光領域周囲に輝度が低下する部分（図中のＣなどの部分。輝度低下部分と呼ぶ）がある。
【００１１】
そして、このような輝度低下部分があると、その分、完全に均一な発光領域内輝度分布を有する場合に比べ、素子（発光領域）全体から得られる総光量が少ないものとなる。従って、発光領域の端（周囲）の輝度低下部分が広いと、同じ光量を得るためには発光領域の中心部の最大輝度をさらに上げる必要があり、それによって、発光素子の発光寿命がより短くなる。
【００１２】
また、有機ＥＬ素子は、発光領域内輝度分布がＬＥＤ素子とは大きく異なる。図７に示されるように、発光領域内輝度分布が、有機ＥＬ素子は（ａ）に示されるように略均一であるのに対し、ＬＥＤ素子は、（ｂ）に示されるように不均一で、主走査方向の両端部分で輝度が極大又は最大となっている。
【００１３】
そして、発光素子の発光領域内輝度分布が異なると、集光レンズを通して結像される像、すなわち結像面での光量分布も異なるので、集光レンズ透過後の結像面での光学特性（ＭＴＦ）は、ＬＥＤ素子と有機ＥＬ素子とでは、発光素子の大きさ・配列等に対する依存性が異なる。それゆえ、前記特許文献１に示されたＬＥＤ素子の幅と配列ピッチとの関係は、有機ＥＬ素子を用いた露光ヘッドに、そのまま適用できるものではない。
【００１４】
このように、有機ＥＬ素子では、寿命を確保するために、その発光領域を可能な範囲で広くするように設計しなければならないのに対して、上記従来の、点発光で輝度が高いことを前提に発光素子面積を狭くして解像性を得ようとするような構成では、有機ＥＬ素子に必要とされる発光領域の広さの確保と露光装置としての高解像性とを両立させられないという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置において、発光素子（発光領域）の配列ピッチに応じた高解像性を取って高い画像品質を得ると共に、発光素子（発光領域）の大きさ及び形状を、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成するために、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とするものである。
【００１７】
また、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とするものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、発光領域の幅を、発光素子が並ぶ方向において、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチの８３％以下とすることで、略均一な発光領域内輝度分布を有する有機ＥＬ素子を含んで構成される発光素子アレイを用い、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られた、高画質・長寿命の露光ヘッドが実現できるという効果を奏する。
【００１９】
また、発光領域の形状を略楕円又は五角形以上の多角形とすることで、発光領域における端（周囲）の輝度が低下する部分の割合を小さくすることができ、四角形の発光領域と比べ、同一発光面積から得られる総光量が多く取れ、その分、発光領域における最大の輝度を低くできて、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の第１の形態は、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とするものである。
【００２１】
この構成によって、発光領域の幅を、発光素子が並ぶ方向において、層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上であり、かつ、発光素子の配列ピッチの８３％以下とすることで、略均一な発光領域内輝度分布を有する有機ＥＬ発光素子を含んで構成される発光素子アレイを用い、露光性能において、発光素子の配列ピッチに応じた高解像性を有しつつ、かつ、発光素子の輝度が最適に抑えられて、その長寿命化が図られた、高画質・長寿命の露光ヘッドが実現できる。
【００２２】
本発明の実施の第２の形態は、列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイにおいて、前記発光素子が、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とするものである。
【００２３】
この構成によって、発光領域の形状を略楕円又は五角形以上の多角形とすることで、発光領域における端（周囲）の輝度が低下する部分の割合を小さくすることができ、四角形の発光領域と比べ、同一発光面積から得られる総光量が多く取れ、その分、発光領域における最大の輝度を低くできて、発光素子の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
本発明の実施の第３の形態は、実施の第１又は第２の形態における発光素子アレイと、前記発光素子アレイを構成する各発光素子が発する光を集光して感光体面上へ導く集光レンズとを備えることを特徴とする露光装置である。
【００２５】
この構成によって、実施の第１又は第２の形態における発光素子アレイと、集光レンズとを含み備えることで、露光性能において高解像性を有しつつ、かつ、長寿命化が図られた有機ＥＬ素子を含んで構成される発光素子アレイを用いた露光装置が実現できる。
【００２６】
本発明の実施の第４の形態は、実施の第３の形態の露光装置を具備したことを特徴とする画像形成装置である。
【００２７】
この構成によって、実施の第３の形態の露光装置を備えることで、露光性能において高解像性を有しつつ、かつ、長寿命化が図られた有機発光素子アレイを用いる露光装置を備えた画像形成装置が実現できる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施例１）
本発明に係るカラー画像形成装置（以下、本実施例において本装置と呼ぶ）は、４つの色材でカラーを構成し、その色材それぞれについて、同時に画像形成が行なわれるものである。図１は、本装置内部の模式断面を示す。
【００３０】
図１において、本装置は、各色材での像形成体として４つの感光体１、２、３及び４と、それらの４つの感光体に跨って延在する転写ユニット５と、感光体１、２、３及び４のそれぞれの周辺に配置された、帯電装置６、７、８及び９と、解像度が６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の露光装置１０、１１、１２及び１３と、現像装置１４、１５、１６及び１７と、感光体クリーニング装置１８、１９、２０及び２１とを画像形成の主要な要素として構成されている。
【００３１】
そして、現像剤格納部２２、２３、２４及び２５は、それぞれ現像装置１４〜１７に対応する色の色材であるトナーを格納しており、それらに格納されているトナーは、形成される画像の濃度が基準の画像においてほぼ一定となるように各現像装置１４〜１７へ補給される。
【００３２】
転写ユニット５は、ベルト状転写体２６と、このベルト状転写体２６を周回駆動するための駆動ローラ２７と、駆動ローラ２７とは反対側に位置する支持ローラ２８と、画像形成時においてベルト状転写体２６に張力を与えることによりベルト状転写体２６の感光体１〜４と当接または対向する面を平面化させるための張力ローラ２９とその他で構成されている。ベルト状転写体２６は、形成された潜像がトナーで現像されたトナー画像を、いったん当該転写体の表面上に直接載せ、その後、形成画像が記録される記録用紙に転写するいわゆる中間転写体である。
【００３３】
押圧ローラ３０は、対向する支持ローラ２８と共に記録用紙転写部３１をなし、ベルト状転写体２６を介して、記録用紙に押圧力を加え、ベルト状転写体２６上に現像されたトナー画像を記録用紙に転写する。
【００３４】
ベルトクリーニング装置３２は、記録用紙に転写されずにベルト状転写体２６の表面に残ったいわゆる残トナーをクリーニングするものである。
【００３５】
更に、本装置には、記録用紙を格納しておくための給紙カセット３３と、記録用紙を給紙カセット３３から記録用紙転写部３１へ供給するための、ピックアップローラ３４、給紙ローラ３５及びレジストローラ３６等からなる給紙部３７と、記録用紙の表面に転写されたトナー画像を定着させるための定着装置３８とその他が設けられている。そして、給紙された記録用紙は、図中の経路３９に沿って搬送される。
【００３６】
次に、本装置における画像形成の動作について説明する。
【００３７】
まず、第１の色材の色に対応する画像について、自転する第１の感光体１は、第１の帯電装置６によって一様に帯電された後、第１の露光装置１０によって、入力される画像情報信号に従って露光され、これにより形成された静電潜像を当該第１の色材である第１のトナーで現像する。第１の感光体１面上の、静電潜像がトナーで現像され、可視化されたトナー画像（第１のトナー画像）は、周回するベルト状転写体２６へ、感光体１とベルト状転写体２６とが接触し又は対向する位置において転写される。
【００３８】
次に、第１のトナー画像と同様に、第２の感光体２の表面に形成された第２の色材のトナー画像（第２のトナー画像）が、周回するベルト状転写体２６に転写された第１のトナー画像が第２の感光体２と接する位置に至ったタイミングに合わせて、第１のトナー画像の上に重ねて転写される。
【００３９】
同様に、第３、第４のトナー画像も重ねて転写されて、ベルト状転写体２６上に、４色の重ね画像が形成される。このベルト状転写体２６の上に形成された重ね画像は、その後、記録用紙に、記録用紙転写部３０において一括転写され、定着装置３８により定着されて、入力された画像情報信号に従ったカラー画像が記録用紙に記録される。
【００４０】
次に、本装置における露光装置１０〜１３について、以下、更に詳しく説明する。
【００４１】
本装置の露光装置１０〜１３は、発光素子として有機ＥＬ素子（単にＥＬ素子とも呼ぶ）を用い、そして複数個の有機ＥＬ素子が、６００ｄｐｉの解像度に相当する４２．３μｍ間隔で一列に並んだ（この並ぶ方向を主走査方向と呼ぶ）有機ＥＬ素子アレイを備え、そのＥＬ素子（発光領域）の大きさに特徴がある。
【００４２】
図２は、露光装置１０の一部を拡大して示す概略の斜視図である。露光装置１１、１２及び１３も露光装置１０と同一形態をとり、以下、露光装置１０を代表として説明をする。
【００４３】
図２において、有機ＥＬ素子アレイ４０は、長尺のハウジング４１中に保持されている。
【００４４】
ハウジング４１は、その両端に設けた位置決めピン４２を装置本体に設けられた位置決め穴に挿入させると共に、ハウジング４１の両端に設けたねじ挿入孔４３を通してねじで装置本体に取り付けられることによって、露光装置１０が装置の所定位置に固定される。
【００４５】
ガラス基板４４面上には、複数の有機ＥＬ素子４５で構成された有機ＥＬ素子アレイ４０と、それぞれのＥＬ素子４５を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（後述する図３に図示）とが形成されている。
【００４６】
ロッドレンズ（登録商標）アレイ４６は、集光レンズとして屈折率分布型のロッドレンズ４７を俵積みして主走査方向に並べたもので、発光領域４５の前面上方置かれて、発光される光に対して結像光学系を構成している。
【００４７】
図３は、図２に示した有機ＥＬ素子アレイ４０内の１つのＥＬ素子４５近傍の構成を示す、主走査方向に直角な面における断面図である。なお、有機ＥＬ素子アレイ４０の主走査方向における断面も、１つのＥＬ素子４５について、後述するＴＦＴ４８の部分を除き図３と同様である。
【００４８】
ガラス基板４４は、例えば０．５ｍｍのガラス基板である。
【００４９】
ＴＦＴ４８は、ガラス基板４４上に形成された厚さ５０ｎｍのポリシリコンからなり、ＥＬ素子４５毎に設けられて、ＥＬ素子４５の発光を駆動・制御する。
【００５０】
絶縁膜４９は、厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ２からなり、ガラス基板４４及びコンタクトホールを除くＴＦＴ４８の上に形成されている。
【００５１】
下部電極である陽極５０は、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）からなり、絶縁膜４９の上で、ＥＬ素子４５が形成される位置に、かつ、コンタクトホールを介してＴＦＴ４８に接続するように形成されている。
【００５２】
第二の絶縁膜５１は、厚さ１２０ｎｍ程度のＳｉＯ２からなり、発光素子（発光領域）４５となる位置以外の所に形成されている。
【００５３】
層間絶縁膜（バンク）５２は、２μｍのポリイミドからなり、パターンニングにより発光素子（発光領域）４５となる部分に穴５３をなして、第二の絶縁膜５１の上に形成されている。
【００５４】
そして、バンク５２で囲まれた穴５３の中には、陽極５０側から順に、厚さ５０ｎｍの正孔注入層５４と、厚さ５０ｎｍの発光層５５とが成膜され、さらに、その発光層５５の上面及び穴５３の周囲内面も含めたバンク５２の外面を覆うように、対向電極として、厚さ１００ｎｍのＣａからなる陰極第一層５６と、厚さ２００ｎｍのＡｌからなる陰極第二層５７とが順に成膜されている。ここで、発光層５５に用いる材料、及び、正孔注入層５４に用いる材料には、例えば、特開平１０−１２３７７号、特開２０００−３２３２７６等で公知の種々のものが利用できる。このような材料によって、ＥＬ素子４５をガラス基板４４上に容易に作製することができ、製造コストを抑えることもできる。
【００５５】
さらに、これらの上に、窒素ガス等の不活性ガス５８が封入され、厚さ１ｍｍ程度のカバーガラス５９でカバーされて有機ＥＬ素子アレイ４０が構成されている。
【００５６】
以上のように構成された、バンク５２で囲まれた穴５３の中で、陽極５０、発光層５５、陰極第一層５６、陰極第二層５７等からなる部分が、発光領域４５となる。そして、発光領域４５は、光をＴＦＴガラス基板４４側へ向けて発する。
【００５７】
このような構成において、有機ＥＬ素子４５は、バンク５２の穴５３の中が発光領域となっており、その周囲が、厚さ２μｍのポリイミドからなるバンク５２によって形成され、その発光領域の外での発光が規制されている。ここで、厚さ２μｍのポリイミドのバンク５２に穴５３を設けるパターンニングでは、穴５３は、５μｍが、実際に形成できる大きさのほぼ最小限界であり、ＥＬ素子（発光領域）の幅をバンク５２の厚みの２．５倍（厚さ２μｍのポリイミドでは５μｍ）より大きくすることで、形成が容易にできる。
【００５８】
以上のような構成において、次に、露光装置の光学的特性について述べる。
【００５９】
露光光源の潜像形成能力を評価する光学的な一つの指標としてＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がある。ＭＴＦは、複数の発光素子（発光領域）が列をなして並ぶ発光素子アレイにおいては、発光している素子（発光領域）と消灯している素子（発光領域）とが交互に並ぶ状態において得られる光量分布の明部と暗部のコントラストとして定義される。
【００６０】
図４は、複数のＥＬ素子（発光領域）４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及び４５ｅ）からなる有機ＥＬ素子アレイ４０と、この有機ＥＬ素子アレイ４０が発する光のロッドレンズアレイ４６透過後の光量分布との関係を示すものである。
【００６１】
図４の（ａ）において、有機ＥＬ素子アレイ４０は、主走査方向に、幅がＭの有機ＥＬ素子（発光領域）４５が、配列ピッチＰ（本実施例では６００ｄｐｉに相当する４２．３μｍ）で配置されている。そして、同図（ｂ）は、その有機ＥＬ素子アレイ４０においてＥＬ素子（発光領域）４５を１つおきに光らせた（４５ｂ及び４５ｄが発光。４５ａ、４５ｃ及び４５ｅが消灯）ときのロッドレンズアレイ透過後の光量分布を示す。
【００６２】
前述したように、ＭＴＦは、図４に示すような、有機ＥＬ素子アレイ４０の発光状態が、発光しているＥＬ素子（発光領域）と消灯しているＥＬ素子（発光領域）とが交互に並ぶ状態において、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布の明部と暗部のコントラストに当たり、具体的には、ＭＴＦは、光量分布の最大値をＩｍａｘ、最小値をＩｍｉｎとしたとき、（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）×１００／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）［％］として算出できる。
【００６３】
このように、ＭＴＦは、画像の解像性を示す指標であり、画像形成装置において、感光体上に明瞭な潜像を形成するために要求されるＭＴＦは、前述した特許文献１においては５０％以上必要であるとされているが、さらに鮮明な形成画像とするにはより高い値が望まれる。また、集光レンズであるロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布でのＭＴＦは、ロッドレンズ４７の焦点深度を考慮した位置範囲内において、所定の値以上でなければならない。面発光素子である有機ＥＬ素子を用い、集光レンズを使用する露光装置では、深度０．０５ｍｍの範囲においてＭＴＦを８０％以上とすることで、解像性の良好な画像が得られる。
【００６４】
図５は、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布について、照射光の焦点方向の位置に対するＭＴＦを実測した結果を示す。
【００６５】
図５において、各曲線は、複数のＥＬ素子（発光領域）４５が一列に並ぶ有機ＥＬ素子アレイ４０において、そのＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍについて、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布での、焦点方向の位置に対するＭＴＦの変化を表す。例えば、ＥＬ素子（発光領域）の幅Ｍが３５μｍの有機ＥＬ素子アレイ４０では、ＭＴＦは、合焦位置で約８８％で、また、合焦位置に対しておよそ−０．０６１ｍｍの位置からおよそ＋０．０５７ｍｍまでの範囲で８０％以上であり、ＥＬ素子（発光領域）の幅Ｍが５５μｍの有機ＥＬ素子アレイ４０では、合焦位置で約７４％で、８０％以上のＭＴＦが得られない。
【００６６】
このように、ＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍが狭くなるに応じて、ＭＴＦはより高くなり、また、所定値以上のＭＴＦとなる深度が広がる。
【００６７】
（表１）は、図５に示される内容をもとに、ロッドレンズアレイ４６を通して得られる光量分布で、有機ＥＬ素子アレイ４０におけるＥＬ素子（発光領域）４５の幅Ｍに対し、ＭＴＦが８０％以上となる深度を示したものである。
【００６８】
【表１】
【００６９】
（表１）に示されるとおり、ＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍが３５μｍでは、ＭＴＦが８０％以上となる深度を±０．０５７ｍｍ確保できている。このことから、ＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍを、ＥＬ素子４５の配列ピッチＰ（本装置では６００ｄｐｉに相当する４２．３μｍ）の８３％（Ｐが４２．３μｍでは３５μｍ）とすることで、±０．０５７ｍｍの深度においてＭＴＦを８０％以上とすることができ、高い解像性を得つつ、素子の寿命の観点から、ＥＬ素子４５の発光領域を最大限に広く取ることができる。
【００７０】
そして、前述したように厚さ２μｍのポリイミドに対して幅３５μｍの穴の形成は可能で容易でもあるので、本装置ではＥＬ素子（発光領域）４５の主走査方向における幅Ｍを３５μｍとし、画像形成装置における露光装置として必要な深度において、感光体表面上に高解像度で鮮明な潜像が形成できるＭＴＦを取りつつ、素子の長寿命化を図っている。
【００７１】
以上述べたように、有機ＥＬ素子アレイにおけるＥＬ素子（発光領域）の主走査方向での幅Ｍを、バンク５２の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチＰの８３％以下とすることにより、画像形成装置における露光装置として、発光素子（発光領域）の形成が可能であり、必要な焦点深度を取ると共に、感光体表面上に高解像度で鮮明な潜像が形成できるＭＴＦも取ることができて、高い画像品質が得られつつ、発光素子（発光領域）の大きさを、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００７２】
なお、ベルト状転写体２６は、その代わりに、例えば、用紙をベルト上に吸着してその用紙上にトナー画像を載せるいわゆる転写紙搬送体であってもよい。
【００７３】
また、露光装置の解像度は、本実施例では６００ｄｐｉとしたが、５０００ｄｐｉ程度まであればどのような解像度であってもよい。
【００７４】
また、発光領域４５は、本実施例では、その少なくとも一部が層間絶縁層５２により規制されて形成されたものとしたが、必ずしも層間絶縁層５２によって形成されている必要はなく、どのようなものによって形成されていても構わない。
【００７５】
また、有機ＥＬ素子アレイ４０は、ＥＬ素子アレイ（発光領域）４５が、本実施例では、一方向（主走査方向）にのみ列をなして並ぶものとしたが、２次元の列をなして並ぶものであってもよい。この場合、各列の方向について、ＥＬ素子（発光領域）の幅を、バンク材料の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチの８３％以下とすることにより、本実施例と同様の効果が得られる。
（実施例２）
本実施例のカラー画像形成装置（以下、本実施例において本装置と呼ぶ）は、露光装置における有機ＥＬ素子アレイのＥＬ素子（発光領域）の形状に特徴があるもので、その他については実施例１と同じ構成である。そこで、本実施例においても、以下、図１〜３も用いて説明する。
【００７６】
図６は、有機ＥＬ素子アレイにおける１つのＥＬ素子（発光領域）を示す上面図で、（ａ）は本実施例のもの、（ｂ）は本装置において代替できるものの例であり、（ｃ）は比較のために示す一般的なものである。
【００７７】
本実施例では、ＥＬ素子（発光領域）４５は、図６（ａ）に示すような略楕円としている。図６（ａ）において、ＥＬ素子（発光領域）４５は、その周囲で輝度が低下して、輝度低下部分６１が存在する。これは、図３において、穴５３をなして、その中を発光領域とし、その発光領域の外での発光を規制するバンク５２による影響で、発光層５５の膜厚が周囲で不均一に厚く分布していることによるものである。
【００７８】
ＥＬ素子（発光領域）４５の形状を楕円又は円とすることで、図６（ｃ）に示すような一般的な四角形と比べて、ＥＬ素子（発光領域）４５の面積を同じとしたとき、ＥＬ素子（発光領域）４５の周囲に存在する輝度低下部分６１の面積を狭くすることができ、その分、ＥＬ素子（発光領域）４５において輝度低下のない部分の面積を広くできる。これゆえ、面発光のＥＬ素子では露光に必要な光量を得るための発光領域内輝度分布における最大輝度を抑えて、ＥＬ素子の長寿命化を図ることができる。
【００７９】
なお、ＥＬ素子（発光領域）４５は、図６（ｂ）に示すような五角形以上の多角形としても、図６（ｃ）に示す一般的な四角形の場合に比べて、上述の効果が同様にある程度得られる。
【００８０】
また、ＥＬ素子（発光領域）４５を円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形にすると共に、実施例１にて述べたように有機ＥＬ素子アレイにおけるＥＬ素子（発光領域）の幅を、バンク材料の厚さの２．５倍以上で、かつ、ＥＬ素子（発光領域）の配列ピッチの８３％以下とすることで、発光素子（発光領域）の配列ピッチを所望の高い画像解像度が取れるものにできて高い画像品質が得られと共に、発光素子（発光領域）の大きさ及び形状を、発光素子の最大輝度が低く抑えられるものとして、その発光素子の長寿命化をより効果的に図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
有機ＥＬ素子アレイを用いた本発明に係る露光装置及び画像形成装置は、例えば、ビジネス又はＳＯＨＯ市場向けのプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、及び小ロット印刷市場向けの小型オンデマンド印刷機等への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る実施例１及び実施例２のカラー画像形成装置の概略構成断面図
【図２】本発明に係る実施例１及び実施例２における露光装置の斜視図
【図３】本発明に係る実施例１及び実施例２における有機ＥＬ素子の構成断面図
【図４】（ａ）は本発明に係る実施例１のものも含む有機ＥＬ素子アレイの上面模式図、（ｂ）は同有機ＥＬ素子アレイの発光光量分布を説明する図
【図５】図４に示される有機ＥＬ素子アレイを用いた露光装置の照射光における焦点方向の位置とＭＴＦ（実測値）との関係を示すグラフ
【図６】（ａ）は本発明に係る実施例２における有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図、（ｂ）は実施例２において代替可能な有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図、（ｃ）は比較のための一般的な有機ＥＬ素子（発光領域）を示す上面図
【図７】（ａ）は有機ＥＬ素子の発光領域内輝度分布を示す図、（ｂ）はＬＥＤ素子の発光領域内輝度分布を示す図
【符号の説明】
【００８３】
１〜４ 感光体
５ 転写ユニット
６〜９ 帯電装置
１０〜１３ 露光装置
１４〜１７ 現像装置
１８〜２１ 感光体クリーニング装置
２２〜２５ 現像剤格納部
２６ ベルト状転写体
４０ 有機ＥＬ素子アレイ
４４ ガラス基板
４５ 有機ＥＬ素子（発光領域）
４６ ロッドレンズアレイ
５２ 層間絶縁膜（バンク）
６１ 輝度低下部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイであって、
前記発光素子は、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、
また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、
前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とする発光素子アレイ。
【請求項２】
列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイであって、
前記発光素子は、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、
また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、
その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とする発光素子アレイ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発光素子アレイと、前記発光素子アレイを構成する各発光素子が発する光を集光して感光体面上へ導く集光レンズとを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイであって、
前記発光素子は、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、
また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、
前記発光領域は、その幅が、前記発光素子が並ぶ方向において、前記層間絶縁層の膜厚の２．５倍以上で、かつ、当該発光素子の配列ピッチの８３％以下であることを特徴とする発光素子アレイ。
【請求項２】
列を成して並ぶ複数の発光素子を含んで構成される発光素子アレイであって、
前記発光素子は、基板面上に設けられた下部電極、発光層を含む有機多層膜、及び対向電極を含んでなる発光領域を有し、
また、前記基板面に対しパターン化されて前記下部電極と前記対向電極との間に設けられ、前記下部電極の一部を覆ってこの部分における当該発光素子の発光を規制する層間絶縁層を含み備え、
その少なくとも一部が前記層間絶縁層により規制されて形成された前記発光領域は、その形状が円も含めた略楕円又は五角形以上の多角形であることを特徴とする発光素子アレイ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の発光素子アレイと、前記発光素子アレイを構成する各発光素子が発する光を集光して感光体面上へ導く集光レンズとを備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置を具備し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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−３３４９２０（Ｐ２００６−３３４９２０Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６２２８２（Ｐ２００５−１６２２８２）
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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