专利名称：线性头模块及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于图像形成装置中用作曝光机构的线性头模块(Line-headmodule)，及具有该线性头模块的图像形成装置。
背景技术：
作为利用电子照相方式的印刷机，已知有行式印刷机(图像形成装置)。这种行式印刷机是在成为被曝光部的感光体转鼓周面上，相邻接配置了带电器、线状印刷头(线性头)、显影器、转印器等的装置。即，由带电器带电的感光体转鼓周面上，通过设在印刷头中的发光元件的选择性的发光工作来进行曝光，形成静电潜像，由从显影器供给该潜像的调色剂(toner)进行显影，由转印器将这种调色像转印到印刷线上。
然而，作为上述印刷头的发光元件，一般使用发光二极管等。近年来，开发研制了一种发光元件阵列，是将精度优良地制作发光点的有机电致发光元件(有机EL元件)作为发光元件，还提供了一种将这种发光元件阵列作为曝光机构的图像形成装置(例如，参照专利文献1)。
特开平11-198433号公报然而，作为发光元件的有机EL元件，目前的现状是作为曝光机构的发光元件，还没有达到满足所要求的亮度(光量)，因此，在由使用这种有机EL元件的发光元件阵列构成的印刷头(线性头)中，尤其是提高亮度(光量)成为一大课题。
发明内容
本发明就是鉴于上述状况而进行的，其目的是提供一种提高从发光元件射出的光亮度(光量)，以提高印刷头(线性头)之实用性的线性头模块，和具有这种线性头模块的图像形成装置。
本发明的线性头模块，是具备整列配置了多个发光元件的线性头而成，并配置成与可旋转设置的感光体转鼓相对向，而且使上述发光元件的整列方向与感光体转鼓的旋转轴平行，以对该感光体转鼓进行曝光的线性头模块，其特征在于，在上述线性头的光射出侧，而且与上述感光体转鼓之间，与上述发光元件的整列方向交叉的方向上，具有进行聚光的聚光透镜。
根据这种线性头模块，由于只在与发光元件的整列方向交叉的方向上具有进行聚光的聚光透镜，所以从各发光元件发射出的光，透过聚光透镜，在整列的发光元件间，不会干涉合并，而成为分别独立的聚光。因此，不会损害曝光功能，提高了发光元件射出光的亮度(光量)，据此，这种线性头模块作为曝光机构，提高了实用性。
另外，在上述线性头模块中，发光元件也可以是EL元件、有机EL元件等的EL元件，例如，与发光二极管等相比，亮度(光量)虽然很低，但如前所述，通过用聚光透镜聚光，即可提高亮度(光量)，达到具有相当高的实用性。
在上述线性头模块中，上述发光元件的各个发光像素，与该发光元件的整列方向相比，与整列方向交叉的方向最好形成得很长，尤其是上述发光像素最好是长方形的。上述聚光透镜，将由各发光像素射出的光，分别进行聚光，在上述感光体转鼓表面中，与上述发光元件的整列方向成正交方向的长度，与该整列方向的长度大致相等或稍小些。
若这样，从各发光元件射出由聚光透镜聚光后的光，即在感光体转鼓上进行成像的光，例如可以是圆形、正方形、或与它们相近似形状的光，因此不会相互干涉合并，而以高密度在感光体转鼓上进行成像，因此提高析像度，并能形成精致的图像。尤其是，若将发光像素作成长方形状，以大致正方形状在感光体转鼓上聚光，则由于扩展发光面积，所以能确保大的光量。
另外，上述发光像素的，与上述整列方向交叉方向的长度，与上述发光元件的整列方向长度之比，最好大致等于该发光像素的明亮度与上述感光体转鼓表面所要求的明亮度之比。根据这种构成，通过用聚光透镜对各发光像素射出的光进行聚光，可在感光体转鼓上获得所要求的明亮度(亮度)。
在上述线性头模块中，发光元件的各个发光像素，与该发光元件的整列方向相比，与该整列方向大致成正交的方向形成长的，上述聚光透镜最好在与发光元件整列方向大致成正交的方向上进行聚光。根据这样的构成，将从整列的所有发光像素射出的光，可由一个聚光透镜均等地进行聚光。而且可将该聚光透镜的宽度做成最小的宽度。
在上述线性头模块中，在上述线性头的光射出侧，最好备有将来自上述发光元件的光成像的透镜元件排列而成的透镜阵列。
若这样，使从各发光元件射的光，会更好地在感光体转鼓上聚光。
上述线性头模块中，在上述线性头和透镜阵列之间、及上述透镜阵列和感光体转鼓之间最好具备聚光透镜。若根据如此构成，可更有效地进行聚光。与使用单一聚光透镜进行聚光时相比，由于能使各个聚光透镜的曲率半径大，所以可以将聚光透镜做得薄。
而且，在该线性头模块中，上述聚光透镜是使对向于上述感光体转鼓一侧的面，对于该感光体转鼓形成凸状的曲面，与线性头侧对向的一侧的面为平面的半圆锥状透镜时，最好将该聚光透镜的平面侧贴设在上述透镜阵列的光射出的侧面上。
如果这样，由于透镜阵列与聚光透镜彼此对准(alignment)，所以使用时，只要将含有透镜阵列的线性头模块对准感光体转鼓，就能容易地对准感光体转鼓，从而能防止因对准不好而引起的曝光不均。
另外，由于是将聚光透镜的平面侧贴设在透镜阵列上，所以贴设容易，同时，通过使这些聚光透镜和透镜阵列形成一个整体，能谋求整体小型化。
另外，在上述线性头模块中，上述聚光透镜是使对向上述感光体转鼓一侧的面，对于该感光体转鼓是形成凸状的曲面，与线性头侧对向的一侧的面为平面的半圆锥状透镜时，最好将该聚光透镜的平面侧贴设在上述线性头的光射出侧的面上。
如果这样，由于线性头与聚光透镜彼此对准，所以在使用时，只要将该线性头模块对准感光体转鼓，就能很容易地对准感光体转鼓，从而可防止因对准不好而引起的曝光不均。
另外，由于将聚光透镜的平面侧贴设在线性头上，所以容易贴设，而且这些聚光透镜与线性头形成一个整体，从而谋求整体小型化。
本发明的图像形成装置，其特征在于，作为曝光机构，具备上述线性头模块。
根据这种图像形成装置，如上述，线性头模块通过提高由发光元件射出的光的亮度(光量)，从而提高了作为曝光机构的实用性，所以提高这种图像形成装置自身的印刷性能，而且也提高了所得印刷品的质量。
另外，本发明的线性头模块，是具有与可旋转设置的感光体转鼓相对向并整列配置的多个发光元件的线性头模块，其特征在于，将上述发光元件配置成使该发光元件的整列方向平行于上述感光体转鼓的旋转轴，将聚光透镜配置在上述线性头的光射出侧，由该聚光透镜聚光的上述线性头射出光在上述感光体转鼓上进行曝光。进而，其特征在于，上述聚光透镜，在与上述发光元件整列方向成交叉方向上，对上述线性头射出的光进行聚光。
图1是实施方式涉及的线性头模块立体剖面图。
图2是模式地表示线性头的图。
图3是透镜阵列立体图。
图4(a)、(b)是聚光透镜的主要部分立体图。
图5是线性头结合部分中的放大图。
图6(a)是线性头主要部分的侧剖面图、(b)是模式图。
图7(a)～(c)是用于说明发光像素形状和配置的图。
图8(a)～(c)是用于说明对感光体转鼓表面上的来自发光像素的光之像的模式图。
图9是用于说明线性头模块的使用形态的模式图。
图10是表示本发明图像形成装置的第1种实施方式的示意构成图。
图11是表示本发明图像形成装置的第2种实施方式的示意构成图。
图12是用于说明变形例1的线性头模块使用形态的示意构成图。
图13是用于说明变形例2的线性头模块使用形态的示意构成图。
图14是用于说明变形例3的线性头模块使用形态的示意构成图。
图15是用于说明变形例4的线性头模块使用形态的示意构成图。
图16是变形例5涉及的线性头的平面图。
图中1-线性头，2-元件基板(基板)，3-有机EL元件(发光元件)，3A-发光元件列，4-驱动元件，9-感光体转鼓，31-透镜阵列，31a-SL元件，52-头罩，58-聚光透镜，58a-曲面，58b-平面，60-发光层，70-空穴输送层，80、160-图像形成装置，101-线性头模块具体实施方式
以下参照
本发明的实施方式。以下参照的各附图中，为了易于观察图面，各构成要件的尺寸作了适当的变更后所述的。
(线性头模块)首先对线性头模块进行说明。
图1是涉及实施方式的线性头模块101的立体剖面图。本实施方式的线性头模块101，其构成具备整列配置作为发光元的件有机EL元件3(参照图2)的线性头1；透镜阵列31，其排列了对由该线性头1射出的光进行成像的透镜元件；和保持线性头1和透镜阵列31外周部的头罩52；其中，将聚光透镜58贴设在上述透镜阵列31的光射出侧的面上。
在线性头1和透镜阵列31彼此对准的状态下保持着头罩52，在透镜阵列31和聚光透镜58彼此对准的状态下贴而设形成一个整体。如此构成的线性头模块101，如下述，只要对准感光体转鼓9(参照图9)，线性头1、透镜阵列31、聚光透镜58就能形成对准。
(线性头)图2是表示线性头1的模式图。该线性头1是在细长的矩形元件基板2上，将以下部件排列多个有机EL元件3而形成的发光元件列3A；由驱动有机EL元件3的驱动元件4构成的驱动元件群；和控制这些驱动元件4的驱动的控制电路群5形成为一个整体的。发光元件列3A，在本实施方式中，将图2中的箭头方向作为整列方向3L，形成为二个(2列)，这些发光元件列3A，3A中，各有机EL元件3是按交错状配置的。如此构成的线性头1，其纵长方向上有机EL元件3之间的表观间距小，因此，能够提高下述图像形成装置的析像度。
另外，该线性头1，配置成如下述使其光射出侧的面对向于感光体转鼓9，这时，配置成使上述发光元件列3A的整列方向3L平行于感光体转鼓9的旋转轴。
有机EL元件3，由于一对电极间至少具备有机发光层，所以由其一对电极向发光层供给电流，形成发光。有机EL元件3中的一个电极与电源线8连接，另一个电极通过驱动元件4与电源线7连接着。该驱动元件4是由薄膜晶体管(TFT)或薄膜二极管(TFD)等开关元件构成。对驱动元件4采用TFT时，电源线8与其源区域连接，控制电路群5与栅电极连接。这样由控制电路群5控制驱动元件4的工作，由驱动元件4控制向有机EL元件3通电。
另外，以下讲述有机EL元件3和驱动元件4的详细构造和制造方法。而且，在该线性头1中，作为EL元件，虽然使用了有机EL元件3，当然也可以用无机EL元件代替它。
(透镜阵列)图3是透镜阵列31的立体图。该透镜阵列31，例如，由自动聚焦(selfoc)(注册商标)透镜阵列(日本板硝子社的商品名)形成的。由自动聚焦(注册商标)透镜元件或者与其相同构成形成的SL元件31a，将其以交错状排列成2列，在以交错状配置的各SL元件31a间隙中填充着黑色的硅酮树脂32，在其周围配置着框架34。在此，SL元件31a为圆柱状的透镜元件，正立等倍进行成像。通过将这种SL元件31a以交错状排列(配置)成2列，透镜阵列31对宽范围的图像成像成为可能。另外，作为透镜阵列31，并不仅限于上述自动聚焦(注册商标)透镜阵列，只要是能将有机EL元件3(发光元件)射出的光进行成像的透镜元件排列成的透镜阵列就可以，可使用各种形式的。
(聚光透镜)图4(a)是聚光透镜58的立体图。该聚光透镜58，配置在上述线性头1的光射出侧，而且与下述感光体转鼓9之间，在本实施方式中，如前所述，贴设在上述透镜阵列31的光射出侧面上。另外，该聚光透镜58是只在与上述发光元件列3A的列方向成正交的方向上进行聚光的，在本实施方式中，与下述感光体转鼓9相对向的一侧的面，相对该感光体转鼓9形成凸状的曲面58a，与线性头1侧相对向的一侧的面形成平面58b。
即，该聚光透镜58，整体是形成为半圆锥状的圆柱形透镜，其平面58b侧，例如，利用透明粘接剂等贴设在上述透镜阵列31的光射出侧面(平面)上。其曲面58a侧，从侧端向中央不断地逐渐膨起方式弯曲而形成的。但是该曲面58a只在与聚光透镜58纵长方向(轴向)成正交的方向上弯曲，在其纵长方向上不弯曲，而成直线状。如此构成的聚光透镜58，只在与其纵长方向(轴向)成正交方向上进行聚光，而在其纵长方向上不进行聚光。因此，该聚光透镜58配置成使其纵长方向与上述线性头1中发光元件3A的整列方向3L一致，据此，如前所述，只在与上述发光元件列3A的列方向成正交的方向上进行聚光。
另外，该聚光透镜58贴设成使其纵长方向与透镜阵列31中的SL元件31a排列方向一致。于是，如此通过将聚光透镜58的平面58b侧贴设在透镜阵列31上，透镜阵列31和聚光透镜58，通过平面彼此接触，就能容易而且良好地密接。所以它们之间容易形成对准。
另外，作为本实施方式中的聚光透镜58，如前所述，只在与上述发光元件列3A的列方向成正交的方向上进行聚光，所以对于上述发光元件列3A的列方向，只要不进行聚光的就可以，并不仅限定为上述半圆锥状的，可采用种种形状的。例如，可以是图4(b)所示的纺锤状，即，两端细尖的圆柱状的。但是，该纺锤状的情况是其两侧的面，即围绕着中心轴旋转的侧面，全都形成曲面，所以对于透镜阵列31不容易贴设。因此，不是直接贴设在透镜阵列31和线性头1上，而是例如通过安装在头罩52上，与透镜阵列31和线性头1进行对准。
(头罩)返回到图1，对本实施方式的头罩52进行说明。头罩52，在线性头模块101中，支撑着线性头1和透镜阵列31的外周部。该头罩52可利用A1等刚性材料形成着狭缝状。而且，该头罩52相对于其纵长方向呈现出垂直剖面，上下两端部成开口的形状，其上半部分的侧壁52a、52a彼此平行配置，下半部分的侧壁52b、52b分别向着下端中央部分倾斜配置的。虽然没有图示，但头罩52的纵长方向两端部分的侧壁也彼此平行地配置的。
另外，在头罩52的上半部分侧壁52a的内侧，配置有上述线性头1。
图5是线性头1结合部分(图1中A部)的放大图。如图5所示，在头罩52侧壁52a的内面上，在整个周面上形成有阶梯状台座53，该台座53的上面与线性头1的下面相接，由此，线性头1呈水平配置。以下作了详细讲述，线性头1是底部发射方式的，元件基板2向着下侧，密封基板30是向着上侧配置的。
由头罩52的侧壁52a和线性头1形成的角部，在整个周面上设置着密封材料54a、54b。头罩52侧壁52a的内面和线性头1的侧面间隙中设置着密封材料。由此，线性头1对头罩52形成密封接合。其中，设置在线性头1上侧的密封材料54b由丙烯等紫外线固化性树脂构成。设置在线性头1下侧的密封材料54a由环氧等热固化性树脂构成。
另外，这些密封材料54a、54b中可含有吸气剂。所谓吸气剂是指干燥剂和脱氧剂，吸附水分或氧的。按如此构成，确实能利用密封材料54a，54b隔断水分或氧的渗透。因此，能够抑制线性头1中形成的有机EL元件3吸湿或氧化，并能阻止有机EL元件3耐久性的降低和寿命的缩短。
返回到图1，在头罩52下端部形成的狭缝状开口部，将上述聚光透镜58作为外侧，配置着透镜阵列31。在由头罩52的侧壁52b和透镜阵列31形成的角部，整个周面上设置着密封材料55a、55b。在头罩52侧壁52a的内面和线性头1的侧面形成的间隙中，也设置着密封材料。由此，透镜阵列31对头罩52形成密闭结合。其中，设在透镜阵列31上侧的密封材料55a，由环氧等热固化性树脂构成。而设在透镜阵列31下侧的密封材料55b，由丙烯等紫外线固化性树脂构成。进而，这些密封材料55a、55b中还可含有吸气剂。
并且，在头罩52内侧的线性头1和透镜阵列31之间形成着腔室56。如前所述，由于线性头1和透镜阵列31对头罩52形成密闭结合，所以腔室也形成密闭密封。腔室56内部可由氮气等惰性气体充满，或保持真空。
(线性头模块的制造方法)以下利用图1，对本实施方式的线性头模块101制造方法进行说明。首先，沿着在头罩52上半部侧壁52a的内面上形成的台座53，在头罩52的内面，整个周面上涂布由热固化性树脂构成的密封材料54a。接着，向头罩52的内侧插入线性头1，配置在台座53上面。这时，涂布的密封材料54a沿着台座53流动，再次配置在头罩52内面和线性头1下面形成的角部。
另外，线性头1形成细长的矩形状，由于很容易弯曲，所以根据需要，要确保线性头1的平面度。接着，沿着头罩52内面和线性头1上面形成的角部，在线性头1的整个周面上，涂布由紫外线固化性树脂构成的密封材料54b。接着，对涂布的密封材料54b，以规定间距进行UV点照射，使密封材料54b部分固化，对线性头1形成假密封。
接着，将头罩52装入氮气气氛的处理室内，在该处理室内进行以下工序。沿着头罩52的下端开口部，在头罩52内面的整个周面上涂布由热固化性树脂构成的密封材料55a。而且，沿着台座53涂布密封材料54a的同时，沿着下端开口部涂布密封材料55a。接着，将透镜阵列31插入到头罩52下端开口部内。这时，涂布的密封材料55a沿着下端开口部流动，再配置在头罩52内面和透镜阵列31侧面之间的角部。
在此，进行对透镜阵列31的线性头1的相对的对位，即进行对准。关于这种对准方法没有特殊限定，例如，可采用将线性头1的有机EL元件3点亮，确认由透镜阵列31的成像的状态，以使两者对位的方法，这时，线性头1的发光线，即有机EL元件3排列形成的发光元件列3A的中心线与透镜阵列31的中心线一致。
接着，沿着头罩52的外面与透镜阵列31的侧面之间的角部，在透镜阵列31的整个周面上，涂布由紫外线固化性树脂构成的密封材料55b。接着，对涂布的密封材料55b，以规定的间距进行UV点照射，使密封材料55b部分固化，将透镜阵列31进行临时密封。
接着，将整个线性头模块101在加热炉内加热到50℃。由此，使由热固化性树脂构成的密封材料54a、55a全部固化。接着向整个线性头模块101照射紫外线。据此，由紫外线固化性树脂构成的密封材料54b、55b全部固化。而且，由热固化性树脂构成的密封材料54a、55a的固化，和由紫外线固化性树脂构成的密封材料54b、55b的固化，也可以按逆顺序进行。
接着，将聚光透镜58贴设在透镜阵列31的外面上，并与该透镜阵列31进行对准。此处的聚光透镜58对透镜阵列31的对准，实际对上述线性头1的对准，即，使线性头1中的发光元件列3A的整列方向3L(中心线)与聚光透镜58的纵长方向延伸的中心轴形成一致的处理。因此，如上述，不仅是间接地使聚光透镜58对透镜阵列31进行对准，当然也可以使聚光透镜58直接对线性头1进行对准。
另外，对于这种贴设，例如，可使用透明的热固化性树脂、或透明的紫外线固化性树脂进行。关于向透镜阵列31贴设聚光透镜58，如上述，不仅是将透镜阵列31固定在头罩52上后进行，也可以预先将聚光透镜58贴设在透镜阵列31上，然后再将它安装固定在头罩52上。
根据以上，线性头1对头罩52，用密封材料54a、54b密封接合，同时透镜阵列31对头罩52，用密封材料55a、55b密封接合，进而在透镜阵列31上贴设聚光透镜58。并将线性头1和透镜阵列31之间形成的腔室56进行密封，在其内部填充氮气。
据此，本实施方式的线性头模块101中，可防止水分和氧从透镜阵列31侧接近线性头1，并由此能抑制有机EL元件3吸湿、氧化，从而能防止耐久性降低、寿命缩短。当然在本实施方式所示的惰性气体气氛中作业，初期可组装具有同样特性的线性头模块。
(有机EL元件和驱动元件)以下参照图6(a)、(b)，对线性头1中的有机EL元件3和驱动元件4等的详细构成进行说明。
由发光层60发出的光，从像素电极23侧射出，是所谓底部发射型时，由于是从元件基板2侧射出发射光的构成，所以作为元件基板2，采用透明或半透明的。例如，有玻璃、石英、树脂(塑料、塑料膜)等，最好使用玻璃基板。
另外，从阴极(对电极)50侧射出由发光层60发出的光，是所谓顶部发射型时，由于是从该元件基板2的对向侧，即密封基板侧射出发射光的构成，所以作为元件基板2，可以使用透明基板和不透明基板中的任一种。作为不透明基板，例如有氧化铝等陶瓷、不锈钢等金属片上实施表面氧化等绝缘处理的，此外还有热固化性树脂、热塑性树脂等。
本实施方式中，采用底部发射型的，因此，元件基板2使用透明的玻璃。
元件基板2上，形成含有与像素电极23连接的驱动用TFT123(驱动元件4)等的电路部11，其上设有有机EL元件3。有机EL元件3依次形成作为阳极发挥功能的像素电极23；由该像素电极23注入/输送空穴的空穴输送层70；由有机EL物质形成的发光层60；和阴极50而构成。
在此，有机EL元件3和驱动用TFT123(驱动元件4)以与图2对应的模式图示出时，成为图6(b)所示。图6(b)中，电源线7与驱动元件4的源/漏电极连接，而电源线8与有机EL元件3的阴极50连接着。
而且，如此构成的有机EL元件3，如图6(a)的所示，由空穴输送层70注入的空穴与来自阴极50的电子，在发光层60中结合，进行发光。
作为阳极发挥功能的像素电极23，在底部发射型的本实施方式中，由透明导电材料形成，具体讲，最好使用ITO。
作为空穴输送层70的形成材料，最好使用3，4-聚乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的分散液，即，在作为分散剂的聚苯乙烯磺酸中分散3，4-聚乙烯二氧噻吩，再将其分散于水中形成的分散液。
作为空穴输送层70的形成材料，并不限于上述类型，可使用各种类型的。例如可使用将聚苯乙烯、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔或其衍生物等，分散在适宜的分散剂中，例如分散在上述的聚苯乙烯磺酸中的。
作为形成发光层60的材料，可使用能发荧光或磷光的公知的发光材料。本实施方式中，例如，采用发光波长带域与红色对应的发光层，当然也可采用发光波长带域与绿色或蓝色对应的发光层。这种情况下，所用的感光体，应采用在其发光区域内具有感度的。
作为发光层60的形成材料，具体可使用(聚)芴衍生物(PF)、(聚)对苯撑乙烯撑衍生物(PPV)、聚苯撑衍生物(PP)、聚对苯撑衍生物(PPP)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚噻吩衍生物、聚甲基苯基硅烷(PMPS)等聚硅烷系等。而且，这些高分子材料中，也可掺杂苝系色素、香豆素系色素、罗丹明系色素等高分子系材料、和红荧烯、苝、9，10-二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红、香豆素6，喹吖啶酮等低分子材料后使用。
阴极50，由于覆盖上述发光层60而形成的，例如，将Ca形成为20nm厚，在其上形成200nm厚的Al，作为层叠构造电极，将Al作为反射层，也能发挥功能。
另外，通过接合层将密封基板(未图示)贴合在该阴极50上。
在此，由上述像素电极23、空穴输送层70、发光层60、和阴极50构成的有机EL元件3，尤其是形成了空穴输送层70和发光层60的区域，即，下述由无机隔壁25的开口25a形状决定的区域，形成进行发光的区域，即发光像素25b(参照图7)。在本实施方式中，该发光像素(发光区域)25b，与有机EL元件的整列方向相比，与该整列方向成正交方向的一方形成为长。
具体讲，可以举出例如，如图7(a)所示，各发光像素25b为椭圆形，其短轴的长度方向与有机EL元件3的整列方向3L一致，长轴的长度方向与和上述整列方向3L形成的正交方向一致的形状、以及其配置。而且关于各发光像素25b的形状，例如如图7(b)所示，可以是长圆形的，也可以如图7(c)所示是长方形的。尤其是将发光像素25b形成长方形状，只要是在感光体转鼓9上形成大致正方形状的聚光的构成，由于发光面积扩展，所以能确保很大的光量。
通过采用这样的形状及配置，由各有机EL元件3射出，由聚光透镜58聚光后的光，即，在感光体转鼓9上成像的光，例如可形成圆形和正方形，或与其近似的形状。这种形式示于图8。图8(a)示出了发光像素25b为图7(a)所示椭圆形或图7(b)所示长圆形时，在感光体转鼓9表面上的成像26c，成像26c呈椭圆形。在此，像26c，可以是将与发光像素25b的整列方向3L平行的方向作为长轴的椭圆形状，这时的像26e示于图8(b)。图8(c)示出了发光像素25b为图7(c)所示的长方形时，在感光体转鼓9表面上的像26s，像26s略呈正方形。
这样，由发光像素25b发出的光，就其长轴方向进行聚光，照射在感光体转鼓9上。根据发明人的实验，使由长轴方向长度为100μm，短轴方向长度为50μm的椭圆形发光像素25b发出的光，可在感光体转鼓9上聚光成直径50μm的圆形，这时，在感光体转鼓9上得到为发光像素25b亮度2倍的亮度。
另外，尤其是对于上述各发光像素25b，如前所述，由于改变了其纵横比，例如，若使这种纵横比，与感光体转鼓9上要求的明亮度(亮度)和有机EL元件3的各发光像素25b上的明亮度(亮度)之比大致相等，则从各发光像素25b发出的光，由聚光透镜进行聚光，在感光体转鼓9上可得到所要求的明亮度(亮度)。因此，通过预先适当设定发光像素25b的纵横比和由聚光透镜58的聚光度，即使从亮度(光量)较低的有机EL元件3发出光，通过由聚光透镜58进行聚光，仍能得到所要求的良好亮度(光量)。
另外，在这种有机EL元件3的下方，如前所述设置有电路部11。该电路部11是形成在元件基板2上的。即，在元件基板2的表面上，形成以SiO2为主体的衬底保护层281作为衬底，在其上形成着硅层241。在该硅层241的表面上，形成着以SiO2和/或SiN为主体的栅绝缘层282。
另外，上述硅层241中，将夹持栅绝缘层282，与栅电极242成重叠的区域作为沟道区域241a。该栅电极242是未图示的部分扫描线。覆盖住硅层241，在形成栅电极242的栅绝缘层282表面上，形成着以SiO2为主体的第1层间绝缘层283。
另外，硅层241中，在沟道区域241a的源极侧，设置低浓度源极区241b和高浓度源极区241S，而在沟道区域241a的漏极侧，设置低浓度漏极区241c和高浓度漏极区241D，成为所谓LDD(Light Doped Drain)构造。这些中，高浓度源极区241S遍及栅绝缘层282和第1层间绝缘层283，通过进行开孔的接触孔243a与源电极243连接。该源极243以部分电源线(未图示)构成。而高浓度漏极区域241D遍及栅绝缘层282和第1层间绝缘层283，通过进行开孔的接触孔244a与和源电极243同一层形成的漏电极244连接着。
在形成了电源电极243和漏电极244的第1层间绝缘层283的上层上，例如形成着以丙烯系树脂成分为主体的平坦化膜284。该平坦化膜284是利用丙烯系和聚酰亚胺系等耐热绝缘性树脂等形成的，为消除因驱动TFT123(驱动元件4)、源电极243和漏电极244等引起的表面凹凸而形成的，这是公知的。
并且，由ITO等构成的像素电极23，形成在该平坦化膜284的表面上，同时，通过设在该平坦化膜284上的接触孔23a，与漏电极244连接着。即，像素电极23通过漏电极244与硅层241的高浓度漏极区241D连接着。
在形成了像素电极23的平坦化膜284表面上，形成着像素电极23和上述无机隔壁25，进而在无机隔壁25上形成着有机隔壁221。在像素电极23上，在无机隔壁25上形成的上述开口25a和在有机隔壁221上形成的开口221a的内部，即像素区域上，从像素电极23侧按此顺序层叠空穴输送层70和发光层60的，由此形成功能层。
另外，该例中，作为驱动有机EL元件3的元件，有在元件基板2上制作进TFT等驱动元件4的实例，也可以不将驱动元件4制作在元件基板2上，外装驱动元件4，具体是在元件基板2的端子区域上将驱动器IC进行GOG安装，或者，将安装了驱动器IC的弹性电路板安装在元件基板2上。
以下对线性头模块101的使用形态进行说明。
图9是下述图像形成装置中的线性头模块101使用形态图。如图9所示，线性头模块101是将光线照射在成为被曝光部的感光体转鼓9上成像后进行曝光。在此，尤其是线性头1进行调整，使其有机EL元件3的整列方向3L与感光体转鼓9的旋转轴成为平行。而且，如上述，在线性头1、透镜阵列31和聚光透镜58彼此对准的状态下，由于与头罩52保持一个整体，所以在使用时，就线性头模块101而言，只要与感光体转鼓9进行对准即可。
因此，对这种线性头模块101而言，与另外准备线性头1、透镜阵列31和聚光透镜58的情况比较，对感光体转鼓9的对准变容易，确实能防止因对准不好而引起曝光不均的问题。
对这样的线性头模块101而言，由于具有只在与有机EL元件3的整列方向3L成正交的方向上进行聚光的聚光透镜58，所以由各有机EL元件3射出的光，通过透过聚光透镜58，在整列的有机EL元件3间不会干涉合并，可分别独立地进行聚光。因此，不会损害曝光功能，提高了有机EL元件3射出光的亮度(光量)，由此，该线性头模块101作为曝光机构提高了实用性，并能提高图像形成装置的印刷性能，进而，可提高所得印刷品的质量。
以下对设有本发明线性头模块101的图像形成装置进行说明。
(串联式图像形成装置)图10是表示本发明的图像形成装置的第1种实施方式的图，图10中符号80是串联式的图像形成装置。该图像形成装置80，由于是将本发明的线性头模块101K、101C、101M、101Y分别对应配置在4个同样构成的感光体转鼓(载像体)41K、41C、41M、41Y的曝光机构中，所以形成串联方式的构成。
该图像形成装置80具备驱动辊子91、从动辊子92、和张力辊子93，将中间转印带90挂设在这些辊子上，以便按图10中箭头方向(反时针方向)循环驱动。相对于该中间转印带90，以规定间距配置着感光体转鼓41K、41C、41M、41Y。这些感光体转鼓41K、41C、41M、41Y的外周面成为作为载像体的感光层。
在此，上述符号中的K、C、M、Y分别指黑、蓝绿、深红、黄色，分别表示使用黑色、蓝绿色、深红色、黄色的感光体。这些符号(K、C、M、Y)的意思对于其他部件也是一样。感光体转鼓41K、41C、41M、41Y与中间转印带90的驱动同步，按照图10中的箭头方向(时针方向)旋转驱动。
在各感光体转鼓41(K、C、M、Y)的周围，设置分别使感光体转鼓41(K、C、M、Y)的外周围一样带电的带电机构(电晕带电器)42(K、C、M、Y)，和使由该带电装置42(K、C、M、Y)一样带电的外周面与感光体转鼓41(K、C、M、Y)同步旋转，依次设置着线扫描的线性头模块101(K、C、M、Y)。
在此，线性头模块101(K、C、M、Y)是如前所述，由头罩52，在线性头1、透镜阵列31和聚光透镜58彼此对准的状态下，形成为一个整体的。
另外，设置着向由线性头模块101(K、C、M、Y)形成的静电潜像上付与显影剂的调色剂，形成可见像(调色剂像)的显影装置44(K、C、M、Y)；作为将由该显影装置44(K、C、M、Y)显影的调色剂像依次向一次转印对象的中间转印带90上进行转印的转印装置的一次转印辊子45(K、C、M、Y)；和作为将转印后残留在感光体转鼓41(K、C、M、Y)表面上残留调色剂的净化装置的清洗装置46(K、C、M、Y)。
在此，各线性头模块101(K、C、M、Y)设置为使各线性头1阵列方向(有机EL元件3的整列方向3L)与感光体转鼓41(K、C、M、Y)的旋转轴平行。并设定了各线性头模块101(K、C、M、Y)的发光能峰波长与感光体转鼓41(K、C、M、Y)的感度峰波长大致一致。
显影装置44(K、C、M、Y)，例如，作为显影剂，使用了非磁性单成分调色剂，将这种单成分显影剂，例如由供给辊子输送给显影辊子，用限制刀片限制附着在显影辊子表面上的显影剂膜厚，通过使该显影辊子与感光体转鼓41(K、C、M、Y)接触或挤压，根据感光体转鼓41(K、C、M、Y)的电位水平附着显影剂，以调色剂像进行显影。
由这样的4种单色调色剂像形成点形成的黑、蓝绿、深红、黄各种调色剂像，利用向一次转印辊子45(K、C、M、Y)施加的一次转印偏压，依次向中间转印带90上进行一次转印。并且，在中间转印带90上依次重合，形成全色的调色剂像，在二次转印辊子66中向低能等记录介质P进行二次转印，通过固定部分的一对固定辊子61固定在记录介质P上，随后，由一对排纸辊子62排出到装置上部形成的排纸盘68上。
图10中的符号63是层叠保多张记录介质P的给纸盘，64是从给纸盘63每次供给一张记录介质P的发送辊子，65是规定向二次转印辊子66的二次转印部分定时供给记录介质P的一对栅辊子、66是在与中间转印带90之间，作为形成二次转印部分的二次转印装置的二次转印辊子、67是作为除去二次转印后残留在中间转印带90表面上的调色剂的作为净化装置的清除刀片。
(4循环式的图像形成装置)以下对本发明图像形成装置的第2种实施方式进行说明。图11是4循环方式的图像形成装置的纵长方向剖面图。图11中的符号160是4循环方式的图像形成装置。图11中，对于图像形成装置160，作为主要构成部件，设有旋转式构成的显影装置161、以载像体发挥功能的感光体转鼓165、由上述线性头模块形成的像书写装置(曝光机构)167、中间转印带169、用纸输送路174、固定器的加热辊子172、给纸盘178。
显影装置161，其构成是显影旋转式161a以轴161b为中心，按箭头方向A旋转。在显影旋转式161a的内部分割成4份，分别设有黄(Y)、蓝绿(C)、深红(M)、黑(K)4色的成像单元。162a～162d是配置在上述4色的各成像单元中，按箭头B方向旋转的显影辊子、163a～163d是按箭头C方向旋转的调色剂供给辊子。另外，164a～164d是将调色剂限制到规定厚度的限制刀片。
图11中的符号165是如上述，以载像体发挥功能的感光体转鼓、166是一次转印部件、168是带电器。另外，167是成为本发明中曝光机构的像书写装置，由上述线性头模块构成。感光体转鼓165是由未图示的驱动电机，例如步进电机，按与显影辊子162a成逆方向的箭头D方向旋转驱动。构成像书写装置167的线性头模块，配设为使它与感光体转鼓165之间形成对位(光轴吻合)的状态。
中间转印带169，张挂在驱动辊子170a和从动辊子170b之间。驱动辊子170a，由于与上述感光体转鼓165的驱动电机连接，所以可向中间转印带169传递动力。即，通过该驱动电机的驱动，中间转印带169的驱动辊子170a，按照与感光体转鼓165成逆方向的箭头E方向进行旋转。
在用纸输送路174中，设有多个输送辊子和一对排纸辊子176等，以成为用纸输送。载持在中间转印带169上的单面图像(调色剂像)，在二次转印辊子171的位置转印到用纸的单面上。二次转印辊子171由离合器使之与中间转印带169离合接触，在离合器合上时，与中间转印带抵接，图像转印到纸张上。
如上述，转印了图像的纸张，接着，由具有固定加热器的固定器进行固定处理。固定器中，设有加热辊子172和加压辊子173。固定处理后的纸张被引入到一对排纸辊176中，按箭头F方向进行。由此状态，排纸辊对176逆向旋转时，纸张反转方向，按箭头G方向进行两面印刷的输送路径175。177是电装品箱、178是装纸张的给纸盘、179是设在给纸盘178出口的发送辊子。
纸张输送路径中，作为驱动输送辊子的驱动马达，例如可使用低速的无电刷电动机。另外，对于中间转印带169，由于需要修正色偏移等，而使用步进电机。这些电机由未图示的控制装置的信号进行控制。
在图11所示的状态下，在感光体转鼓165上形成黄色(Y)的静电潜像，通过向显影辊子162a施加高电压，在感光体转鼓165上形成黄色图像。黄色的背侧和正侧的图像都载持在中间转印带169上时，显影旋转器161a按箭头A的方向旋转90°。
中间转印带169旋转1次，回到感光体转鼓165的位置。接着，在感光体转鼓165上形成蓝绿色(C)的2面图像，该图像重叠载持在中间转印带169上载持的黄色图像上。以下同样将显影旋转器161旋转90°、重叠向中间转印带169载持的图像进行1次旋转处理。
对于载持4色的彩色图像，中间转印带169旋转4次，随后，控制旋转位置，在二次转印辊子171的位置上将图像转印在纸张上。由给纸盘178供给的纸张通过纸张输送路径174输送，在二次转印辊子171的位置上将上述彩色图像转印在纸张的单面上。在单面上转印了图像的纸张，如前所述，由排纸辊子对176反转，输送路径处于待机。随后，在适当的定时下纸张输送到二次转印辊子171的位置，在另一面上转印上述彩色图像。壳体180上设有排气扇181。
这样的图10、图11所示的图像形成装置80、160中，作为曝光机构备有图1所示的本发明的线性头模块101。
因此，这些图像形成装置80、160中，如上述，由于线性头模块101提高了由发光元件射出光的亮度(光量)，所以作为曝光机构提高了实用性，由此，提高了该图像形成装置自身的印刷性能，并提高了所得印刷品的质量。
另外，具有本发明的线性头的图像形成装置，并不限定于上述实施方式，可作种种变形。
以上对本发明的实施方式进行说明，对于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可作种种变形。作为变形例，例如，有以下变例。
(变形例1)上述实施方式的构成是将聚光透镜58贴合在与透镜阵列31的感光体转鼓9的相对向的面上，也可以取代这种构成，而是将聚光透镜58配置在透镜阵列31和感光体转鼓9的中间位置上。这时的线性头模块101使用形态示于图12。
如该图所示，由于聚光透镜58不与透镜阵列31和感光体转鼓9中的任何一个相接触，所以可采用双凸透镜。由此，与上述半圆锥状透镜的实施方式相比，可使用曲率半径大的透镜，可使聚光透镜58做得薄。聚光透镜58的固定，只要是不改变与透镜阵列31相对位置的方法就可以，可采用任意方法，例如，可通过支撑部件间接地固定在头罩52上。
根据上述的构成的线性头模块101，将由各有机EL元件3射出的光，用聚光透镜58，沿着发光像素25b的长轴方向进行聚光。据此，在感光体转鼓9表面上的发光像素25b的像，以略呈图形或正方形聚光，与发光像素25b的亮度相比，提高了感光体转鼓9表面的亮度。线性头模块101作为曝光机构提高了实用性，并提高了图像形成装置的印刷性能，所得印刷品的质量也得以提高。
(变形例2)代之上述各实施方式的构成，是将聚光透镜58配置在线性头1和透镜阵列31之间。如此构成线性头模块101的使用形态示于图13。
图13(a)所示的线性头模块101构成是将聚光透镜58贴附在与线性头1的发光元件列3A相对应部分上。该图中，聚光透镜58是一面形成平面的半圆锥状透镜，该平面以与线性头1相接的状态贴附着。聚光透镜58的表面中，相当于光路部位的曲率半径值，为了有效聚光，最好小于到发光像素25b的距离。
如此构成的线性头模块101也能利用聚光透镜58，将各有机EL元件3发出的光沿着发光像素25b的长轴方向进行聚光。据此，感光体转鼓9表面上的发光像素25b的像大致以圆形或正方形聚光，与发光像素25b的亮度比较，提高了感光体转鼓9表面的亮度。
图13(b)示出的线性头模块101构成是将聚光透镜58配置在线性头1和透镜阵列31的中间位置上。该图中，聚光透镜58是双凸透镜，与图13(a)的聚光透镜58比较，可使用曲率半径大的透镜，可使聚光透镜58做得薄。聚光透镜58通过支撑部件间接地固定在头罩52上。为了扩展光入角，进一步提高感光体转鼓9表面上的亮度，聚光透镜58的配置位置，最好是靠近发光像素25b的位置。
如此构成的线性头模块101，利用聚光透镜58，将由有机EL元件3射出的光，沿着发光像素25b的长轴方向进行聚光。据此，感光体转鼓9表面上的发光像素25b像大致呈圆形或正方形进行聚光，与发光像素25b的亮度比较，可提高感光体转鼓9表面的亮度。
(变形例3)代之上述各实施方式和变形例，其构成是具备多个聚光透镜58。如此构成的线性头模块101的使用形态示于图14。
图14(a)示出的线性头模块101，其构成是将聚光透镜58分别贴附在与线性头1的发光元件列3A相对应的部分，和与透镜阵列31的感光体转鼓9相对的面上。该图中，聚光透镜58是任何一个面形成平面的半圆锥状透镜，该平面以与线性头1或透镜阵列31相接触的状态贴附着。
根据如此构成的线性头模块101，利用2个聚光透镜58将由各有机EL元件3发出的光，沿着发光像素25b的长轴方向进行聚光。据此，感光体转鼓9表面的发光像素25b的像大致以圆形或正方形进行聚光，与发光像素25b的亮度比较，可提高感光体转鼓9表面的亮度。这时，与利用单一聚光透镜58聚光的情况比较，可更有效地进行聚光。可增大各个聚光透镜58的曲率半径，并使聚光透镜58做得薄。
如图14(b)所示，其构成是将聚光透镜58配置在线性头1和透镜阵列31的中间位置上，和透镜阵列31和感光体转鼓9的中间位置上。该图中，聚光透镜58，都是双凸透镜，通过支撑部件间接地固定在头罩52上。
如此构成的线性头模块101，利用2个聚光透镜58，将由各有机EL元件3射出的光沿着发光像素25b的长轴方向进行聚光。据此，感光体转鼓9表面的发光像素25b的像大致以圆形或正方形进行聚光，与发光像素25b的亮度比较，可提高感光体转鼓9表面的亮度。
除了这些构成外，图14(a)中，任何一个聚光透镜58都是以双面凸透镜，通过支撑部件间接地固定在头罩52上的构成，或图14(b)中任何一个聚光透镜58都是以半圆锥状透镜贴附在线性头1或透镜阵列31上的构成，都能获得和上述一样的效果。
(变形例4)进而，代之上述各实施方式或变形例，其构成可以具备3个以上的聚光透镜58。该构成的线性头模块101使用形态示于图15。
图15示出的线性头模块101，其构成是在与线性头1的发光元件列3A相对应的部分、线性头1和透镜阵列31之间的空间、和与透镜阵列31的感光体转鼓相对面上，合计具备3个聚光透镜58。根据如此构成的线性头模块101，利用3个聚光透镜58将由各有机EL元件3发出的光沿着发光像素25b的长轴方向更有效地聚光。据此，感光体转鼓9表面的发光像素25b的像大致以圆形或正方形进行聚光，与发光像素25b的亮度比较，可提高感光体转鼓9表面的亮度。这时，与利用一个或2个聚光透镜58聚光时比较，可更有效地聚光。可增大各个聚光透镜58的曲率半径，可使聚光透镜58做得薄。
各聚光透镜58的配置位置，并不限于图15所示，例如，也可以配置在与透镜阵列31的线性头相对的面，或者透镜阵列31和感光体转鼓9之间的空间等。也可配置4个以上的聚光透镜58。
(变形例5)上述各实施方式中，发光像素25b的配置是其短轴和长轴分别平行于线性头1的长轴方向和短轴方向，代之这种配置，也可以与线性头1的各轴方向成一定角度配置。这样的线性头1的平面图示于图16(a)和(b)。这些图中，虽然发光像素25b的整列方向3L平行于线性头1的长轴方向，但各个发光像素25b的短轴和长轴，分别与线性头1的长轴方向和短轴方向不平行。
将这样的发光像素25b发出的光，和上述各实施方式一样，沿着长轴方向聚光，如图16(a)所示，配置拱型的集透镜58时，其母线与发光像素25b的短轴方向平行，而且覆盖住所有的发光像素25b。根据这样的构成，发光像素25b的光也沿着长轴方向聚光。其结果，感光体转鼓9表面的发光像素25b的像大致以圆形或正方形聚光，与发光像素25b的亮度比较，提高了感光体转鼓9表面的亮度。
另外，聚光透镜58，也可以对1个或2个以上的发光像素25b配置，图16(b)是针对2个发光像素25b配置聚光透镜58的例，各个聚光透镜58的配置，可使发光像素25b的光沿着长轴方向聚光。
(变形例6)上述实施方式中，作为线性头1中的发光元件，虽然使用了有机EL元件3(或无机EL元件)，但也可以代之，使用发光二极管。
权利要求
1.一种线性头模块，是具备整列配置了多个发光元件的线性头而成，并配置成与可旋转设置的感光体转鼓相对向，而且使上述发光元件的整列方向与感光体转鼓的旋转轴平行，以对该感光体转鼓进行曝光的线性头模块，其特征在于，在上述线性头的光射出侧，而且与上述感光体转鼓之间，与上述发光元件的整列方向交叉的方向上，具有进行聚光的聚光透镜。
2.根据权利要求1所述的线性头模块，其特征在于，上述发光元件是EL元件。
3.根据权利要求1或2所述的线性头模块，其特征在于，上述发光元件的各发光像素，与该发光元件的整列方向比较，与该整列方向成交叉之方向的一方形成为长。
4.根据权利要求3所述的线性头模块，其特征在于，上述发光像素为长方形状。
5.根据权利要求3或4所述的线性头模块，其特征在于，上述聚光透镜对由上述各发光像素发出的光分别进行聚光，以使在上述感光体转鼓表面中，与上述发光元件的整列方向成正交方向的长度，与该整列方向的长度大致相等或短。
6.根据权利要求3或4所述的线性头模块，其特征在于，上述发光像素的，上述发光元件的整列方向的长度与和上述整列方向成交叉之方向的长度之比，大致等于该发光像素的明亮度与上述感光体转鼓表面要求的明亮度之比。
7.根据权利要求3或4所述的线性头模块，其特征在于，上述发光元件的各发光像素，与该发光元件的整列方向比较，与该整列方向略成正交之方向的一方形成为长，上述聚光透镜在与上述发光元件的整列方向略成正交之方向上进行聚光。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的线性头模块，其特征在于，在上述线性头的光射出侧，具备将由上述发光元件发出的光进行成像的透镜元件，进行排列而构成的透镜阵列。
9.根据权利要求8所述的线性头模块，其特征在于，在上述线性头和透镜阵列之间，和上述透镜阵列和上述感光体转鼓之间具备聚光透镜。
10.根据权利要求8或9所述的线性头模块，其特征在于，上述聚光透镜，相对向于上述感光体转鼓侧的面是对该感光体转鼓成为凸状的曲面，作为与线性头侧相对向侧的面是平面的半圆锥状透镜时，该聚光透镜，其平面侧贴设在上述透镜阵列的光射出侧面上。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的线性头模块，其特征在于，上述聚光光透镜，与上述感光体转鼓相对向侧的面，对于该感光体转鼓是成为凸状曲面，与线性头侧相对向侧的面是平面的半圆锥状透镜时，该聚光透镜，其平面侧贴设在上述线性头的光射出侧面上。
12.一种图像形成装置，其特征在于，作为曝光机构具备权利要求1～11中任一项所述的线性头模块。
13.一种线性头模块，是具有与可旋转地设置的感光体转鼓相对向并整列配置的多个发光元件的线性头模块，其特征在于，将上述发光元件配置成使该发光元件的整列方向平行于上述感光体转鼓的旋转轴，聚光透镜配置在上述线性头的光射出侧，将由该聚光透镜聚光的上述线性头的射出光，在上述感光体转鼓上进行曝光。
14.根据权利要求13所述的线性头模块，其特征在于，上述聚光透镜，使上述线性头的射出光在与上述发光元件的整列方向成交叉的方向上进行聚光。
全文摘要
本发明提供一种可提高发光元件发射光的亮度(光量)又能提高印刷头(线性头)实用性的线性头模块，和具有该线性头模块的图像形成装置。该线性头模块(101)具有整列配置多个发光元件的线性头(1)，与可旋转设置的感光体转鼓相对向，而且使发光元件(3)的整列方向平行于感光体转鼓的旋转轴进行配置，对感光体转鼓进行曝光。在线性头1的光射出侧，而且与感光体转鼓之间，与发光元件的整列方向成正交的方向上具有进行聚光的聚光透镜(58)。
文档编号B41J2/435GK1746787SQ200510091
公开日2006年3月15日 申请日期2005年8月18日 优先权日2004年9月7日
发明者小林英和 申请人:精工爱普生株式会社