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KR100789537B1 - 주사헤드 및 프린터 - Google Patents

주사헤드 및 프린터 Download PDF

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KR100789537B1
KR100789537B1 KR1020060013553A KR20060013553A KR100789537B1 KR 100789537 B1 KR100789537 B1 KR 100789537B1 KR 1020060013553 A KR1020060013553 A KR 1020060013553A KR 20060013553 A KR20060013553 A KR 20060013553A KR 100789537 B1 KR100789537 B1 KR 100789537B1
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KR1020060013553A
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쥰 오구라
야스히로 다이쿠
도모유키 시라사키
데츠야 구스노
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가시오게산키 가부시키가이샤
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Priority claimed from JP2006019193A external-priority patent/JP2006248219A/ja
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Abstract

본 발명은 면발광부의 발광강도를 높이지 않고도 효율 좋게 빛을 출사할 수 있는 주사헤드 및 프린터를 제공하는 것으로, 주사헤드는 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과, 상기 복수의 면발광부에 각각 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사하는 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 출사하는 출사면을 갖는 복수의 도광부를 갖는 것을 특징으로 한다.
주사헤드, 프린터, 면발광부 어레이 패널, 반사면, 하부전극, 정공수송층, 발광층, 상부전극, 절연성기판

Description

주사헤드 및 프린터{SCANNING HEAD AND PRINTER}
도 1은 화상출력장치(1)의 사시도이다.
도 2는 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 4도트분의 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이다.
도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 따른 면의 화살표 단면도이다.
도 5는 도 3의 절단선 V-V를 따른 면의 화살표 단면도이다.
도 6a는 변형예에 있어서의 도트조사소자를 나타낸 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 절단선 6B-6B를 따른 단면도이다.
도 7a는 다른 변형예에 있어서의 도트조사소자를 나타낸 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 절단선 7B-7B를 따른 단면도이다.
도 8a는 다른 변형예에 있어서의 도트조사소자를 나타낸 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 절단선 8B-8B를 따른 단면도이다.
도 9는 다른 변형예에 있어서의 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 10은 다른 변형예에 있어서의 주사헤드(102) 중 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 11은 주사헤드(102) 중 1도트의 종단면을 나타낸 단면도이다.
도 12는 도 11의 단면에 직교하는 단면을 나타낸 단면도이다.
도 13은 다른 변형예에 있어서의 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 14는 다른 변형예에 있어서의 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이다.
도 15는 다른 변형예에 있어서의 도 14의 절단선 XV-XV를 따른 면의 화살표 단면도이다.
도 16은 다른 변형예에 있어서의 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 17은 입사면(63)과 대향반사면(64) 사이의 협각의 각도 θ와, 출사강도/발광강도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 18은 도광부(60)의 출사면(61)으로부터 출사한 빛의 방사각도와 광도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 19는 화상출력장치(1)의 사시도이다.
도 20은 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 21은 4도트분의 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이다.
도 22는 도 21의 절단선 XXⅡ-XXⅡ를 따른 면의 화살표 단면도이다.
도 23은 도 21의 절단선 XXⅢ-XXⅢ를 따른 면의 화살표 단면도이다.
도 24는 비교예의 주사헤드 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 25는 주사헤드(2)의 주축방향으로 절단한 단면도이다.
도 26은 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 27은 4도트분의 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이다.
도 28은 4도트분의 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이다.
도 29는 도 1∼도 28의 어느 것인가에 나타내는 주사헤드(2)를 이용한 프린터의 개념도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2: 주사헤드 20: 면발광부 어레이 패널
22: 면발광부 23: 하부전극
24: 정공수송층 25: 발광층
26: 상부전극 30: 절연성기판
53: 제 2 반사면 54: 제 2 대향반사면
55, 56: 제 2 측반사면 60: 도광부
61: 출사면 63: 입사면
64: 제 1 대향반사면 65, 66: 제 1 측반사면
301: 프린터
본 발명은 프린터, 스캐너, 복사기, 그 밖의 화상출력장치 또는 화상입력장치에 적합한 구조를 갖는 주사헤드에 관하는 동시에, 그 주사헤드를 갖는 프린터에 관한 것이다.
페이지프린터는 보통종이에도 인쇄할 수 있는 것으로부터, 근래 페이지프린터의 개발이 활발하게 되어 있다. 종래의 페이지프린터에는 레이저다이오드와 폴리곤렌즈를 조합시킨 레이저형 주사헤드가 이용되고 있다. 그러나 레이저형 주사헤드는 레이저광의 조사점을 폴리곤렌즈에 의해서 이동시키기 때문에 인쇄의 고속화가 어렵다고 하는 문제점이 있다.
한편, 인쇄의 고속화를 도모하기 위해 복수의 LED를 이용한 LED형 주사헤드가 개발되어 있다. LED형 주사헤드는 복수의 LED를 일렬로 배열하도록 실장시킨 것이고, 이들 LED를 동시에 또한 각각 별개의 강도로 발광시키는 것으로 감광체에 대해 주사를 실시한다. 그러나 거듭 되는 고화질화의 요구에 동반하여 복수의 LED의 고밀도 실장기술에 대해 매우 높은 정밀도가 요구되게 되는 동시에, 그 부품점수의 증대가 문제로 되어 왔다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 일본 특개평9-226172호 공보에는 유기전자발광소자를 이용한 주사헤드의 제안이 이루어져 있다.
그러나 현재상태에서는 유기전자발광소자는 발광강도 및 수명에 문제점이 있다. 즉 감광체가 충분히 감광할 정도의 광량이 필요하기 때문에, 1도트당의 유기전자발광소자의 발광강도가 약하면, 1도트당의 노광시간을 길게 하지 않으면 안된다. 노광시간을 길게 하는데에는 인쇄속도를 늦게 하지 않으면 안된다. 한편, 유기전자발광소자의 1도트당의 발광강도를 강하게 하면, 1도트당의 노광시간이 짧아 져 인쇄속도가 빨라지는데, 유기전자발광소자의 수명이 짧아진다고 하는 문제점이 있다.
유기전자발광소자와 같은 LED의 광속은 발광점으로부터 공간적 확대를 보이므로, LED의 도트로부터의 입사광이 감광체의 소정의 부분에만 출사하도록 입사광에 지향성을 부여하는 광학계가 LED와 감광체의 사이에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 이와 같은 광학계의 이용효율은 빛의 받아들임각도(개구각)에 의존하고 있으므로 LED와 같은 광확산하는 광원에서는 그 광이용효율은 결코 높지 않다.
그래서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하려고 이루어진 것이고, 면발광부의 발광강도를 높이지 않고도 효율 좋게 빛을 출사할 수 있는 주사헤드 및 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 주사헤드는 이하를 갖는다：
면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
상기 복수의 면발광부에 각각 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 복수의 도광부를 포함하고, 상기 도광부는 폭이 상기 도광부의 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부로서 기능한다.
본 발명의 프린터는 이하를 갖는다：
면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
상기 면발광부에 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 복수의 도광부를 포함하고, 상기 도광부는 폭이 상기 도광부의 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부로서 기능한다.
상기 주사헤드 및 프린터에 따르면, 면발광부로부터 발한 빛이 도광부의 입사면에 입사하고, 입사한 빛이 반사면에서 반사하며, 반사한 빛이 출사면으로부터 출사한다. 이와 같이 도광부의 출사면이 입사면에 대해 다른 면이기 때문에 입사면을 크게 해도 출사면이 커지지 않는다. 그리고 입사면을 크게 하면서 면발광부의 발광면적을 크게 하면, 면발광부의 단위면적당의 발광강도를 높이지 않고도 출사면에 있어서의 단위면적당의 강도가 높아진다. 그로 인해 노광시간을 짧게 할 수 있다. 또, 면발광부의 단위면적당의 발광강도를 높게 하지 않아도 좋으므로 면발광부의 장수명화를 도모할 수 있다.
본 발명의 주사헤드는 이하를 갖는다：
면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
상기 면발광부의 각각에 대향한 입사면과, 상기 입사면에 대해 경사진 상태에서 상기 입사면에 빛을 반사할 수 있도록 대향한 제 1 대향반사면과, 상기 제 1 대향반사면을 따라 설치되고, 상기 입사면과 상기 제 1 대향반사면 사이의 협각보다도 큰 협각이 되도록 상기 입사면에 대해 경사져 있는 제 2 대향반사면과, 상기 면발광부로부터의 빛을 출사하는 출사면을 갖는 도광부.
본 발명의 프린터는 이하를 갖는다：
면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
상기 면발광부의 각각에 대향한 입사면과, 상기 입사면에 대해 경사진 상태에서 상기 입사면에 빛을 반사할 수 있도록 대향한 제 1 대향반사면과, 상기 제 1 대향반사면을 따라 설치되고, 상기 입사면과 상기 제 1 대향반사면 사이의 협각보다도 큰 협각이 되도록 상기 입사면에 대해 경사져 있는 제 2 대향반사면과, 상기 면발광부로부터의 빛을 출사하는 출사면을 갖는 도광부.
상기 주사헤드 및 프린터에 따르면, 면발광부로부터 발한 빛이 도광부의 입사면에 입사하고, 입사한 빛이 제 1 대향반사면이나 제 2 대향반사면에서 반사하며, 반사한 빛이 출사면으로부터 출사한다. 이와 같이 도광부내를 전파함으로써 제 2 대향반사면은 제 1 대향반사면과 입사면 사이의 협각보다도 큰 협각이 되도록 경사진 상태에서 설치되어 있기 때문에, 출사면에 대해 수직인 방향으로의 빛의 지향성을 높일 수 있다.
이하에 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 단 이하에 서술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 지워져 있는데, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예에 한정하는 것은 아니다.
도 1은 화상출력장치(1)를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 화상출력장치(1)에 있어서는, 주사헤드(4)는 그 광출사부가 감광드럼(3)의 모선에 대향하도록 또한 그 긴쪽방향이 롤러형상의 감광드럼(3)의 회전축과 평행하게 되도록 배치되어 있다. 그리고 주사헤드(2)의 광출사부와 감광드럼(3)의 모선의 사이에는 셀폭 렌즈 어레이(4)가 설치되어 있다. 셀폭 렌즈 어레이(4)는 감광드럼(3)의 지름방향의 선상을 광축으로 하는 복수의 셀폭 렌즈를 주사헤드(2)의 광 출사부를 따라서 일렬 또는 복수열로 배열시킨 것이고, 셀폭 렌즈 어레이(4)에 의해서 주사헤드(2)의 광출사부로부터의 빛이 감광드럼(3)의 모선에 결상된다. 감광드럼(3)은 주사헤드(2)의 노광에 의해 그 둘레면에 정전잠상을 형성한다.
도 2는 주사헤드(2) 중, 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다. 주사헤드(2)는 면발광부 어레이 패널(20)과, 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)상에 일렬로 배열된 복수의 도광부(60)를 구비한다.
도 3은 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이고, 도 4는 도 3의 절단선 IV-IV를 지나는 절연성기판(30)의 두께방향을 따른 면의 화살표단면도이며, 도 5는 도 3의 절단선 V-V를 지나는 절연성기판(30)의 두께방향을 따른 면의 화살표단면도이다. 도 3∼도 5에 나타내는 바와 같이, 면발광부 어레이 패널(20)은 평면시하여 대략 쐐기형상의 발광형상을 한 복수의 면발광부(22)를 절연성기판(30)상에 일렬로 배열한 것으로 되고, 이들 면발광부(22)로부터 발한 빛이 절연성기판(30)과 반대측의 면(발광면(21))을 향해서 조사된다.
면발광부(22)는 유기전자발광소자(27)를 갖는다. 즉 면발광부(22)는 절연성기판(30)상에 형성된 하부전극(23)과, 하부전극(23)상에 적층된 유기EL층과 상부전극(26)을 구비한다.
유기EL층은, 예를 들면 도 4에 나타내는 바와 같이, 정공수송층(24)과 발광층(25)으로 구성된다. 정공수송층(24)은, 예를 들면 도전성 고분자인 PEDOT(폴리티오펜) 및 불순물인 PSS(폴리스틸렌술폰산)를 포함한다. 발광층(25)은, 예를 들면 폴리풀루오렌계 발광재료로 이루어진다. 또한, 면발광부(22)가 유기전자발광소 자(27)로서 발광한다면, 하부전극(23)과 상부전극(26) 사이의 유기EL층이 정공수송층(24)과 발광층(25)의 2층구조로 되어 있지 않아도 좋다. 예를 들면 하부전극(23)과 상부전극(26) 사이의 층이, 하부전극(23)부터 차례로 정공수송층, 발광층, 전자수송층으로 되는 3층구조이어도 좋고, 발광층으로 이루어지는 1층구조이어도 좋으며, 발광층과 전자수송층이어도 좋고, 이들 층구조에 있어서 적절한 층 사이에 전자 또는 정공의 수송층이 개재된 적층구조이어도 좋으며, 그 밖의 적층구조이어도 좋다. 또, 하부전극(23)을 캐소드, 상부전극(26)을 애노드로 한 경우에는 하부전극(23)이 전자수송성의 전하수송층, 상부전극(26)측에 정공수송성의 전하수송층을 배치시킨다.
하부전극(23)은 유기EL층의 빛에 대해 반사성을 나타내는 것이 바람직하고, 애노드로서 적용되는 경우, 정공수송층(24)에 대해 정공을 수송하기 쉬운 재료로 이루어지며, 예를 들면, 알루미늄, 크롬, 티탄 등의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 또 이와 같은 반사성 도전체층을 하층에 설치하고, 그 상층에 정공수송층(24)에 접하도록 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물(CdSnO4)이 적어도 1종을 포함하는 투명도전체층을 배치시킨 적층체이어도 좋다.
상부전극(26)은 유기EL층의 빛에 대해 투과성을 나타내고, 캐소드로서 적용되는 경우, 전자수송성의 전하수송층에 접하는 면에 설치되는, 예를 들면 인듐, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 바륨, 희토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 단체 또는 합금 으로 형성되어 있는 애노드보다도 일함수가 낮은 재료로 1∼20㎚, 바람직하게는 5∼12㎚ 정도의 두께의 전자수송막과, 캐소드로서의 시트저항을 낮게 하기 위해 30∼200㎚의 두께의 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물(CdSnO4)의 적어도 1종을 포함하는 투명도전체층의 적층체이며, 애노드전극으로서 적용되는 경우, 정공수송성의 전하수송층에 접하는 면에 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물(CdSnO4)의 적어도 1종을 포함하는 투명도전체층으로 구성된다.
이들 면발광부(22)가 따로따로 발광하도록 상부전극(26)과 하부전극(23) 중의 적어도 한쪽이 면발광부(22)마다 전기적으로 절연되도록 따로따로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 하부전극(23)이 면발광부(22)마다 따로따로 형성되고, 상부전극(26)이 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있다.
정공수송층(24)은 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있어도 좋고, 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있어도 좋다. 발광층(25)도 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있어도 좋고, 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있어도 좋다. 또, 정공수송층(24)을 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막하고, 발광층(25)을 면발광부(22)마다 다른 색으로 발광하는 발광층으로서 따로따로 형성되어 있어도 좋다. 본 실시형태에서는 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 모두 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있다.
본 실시형태에서는 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있는데, 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 절연막(28)에 의해서 면발광부(22)마다 나누어져 있고, 평면시하여 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 절연막(28)에 의해서 포위되어 있다. 절연막(28)은 질화규소, 산화규소라고 하는 무기물로 이루어지던지, 또는, 폴리이미드라고 하는 감광성수지로 이루어진다. 또, 면발광부(22)가 발광층(25)에 있어서 발광하는데, 어떤 면발광부(22)의 발광층(25)에서 발광한 빛이 이웃의 면발광부(22)의 발광층(25) 등에 전파하지 않도록 절연막(28)이 차광성을 가지면 더욱 바람직하다.
절연막(28) 및 상부전극(26)은 표면이 평활한 투명의 밀봉막(29)에 의해서 덮여지고, 하부전극(23), 정공수송층(24), 발광층(25) 및 절연막(28)이 밀봉막(29)에 의해서 밀봉되어 있다. 면발광부(22)가 톱이미션형의 유기전자발광소자(27)이므로 밀봉막(29)의 표면이 면발광부(22)의 출사면으로 된다.
1개의 면발광부(22)마다 1개의 도광부(60)가 대향하고, 1개의 면발광부(22)와 그것에 대향하는 1개의 도광부(60)로 도트조사소자가 구성된다. 이하, 도광부(60)에 대해 설명한다. 이들 도광부(60)는, 예를 들면 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 사이클릭올레핀폴리머(cyclic olefin polymer) 등의 투명한 재료로 이루어지고, 투광성을 갖는다. 도 1∼도 5에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)는 사각뿔체로 되어 있다.
도광부(60)의 4개의 측면 중, 1개는 면발광부(22)로부터의 빛이 입사되는 입사면(63)이고, 저면은 입사면(63)으로부터의 빛을 출사하는 출사면(61)이다. 출사면(61)과 입사면(63) 이외의 면은 어느 것이나 면발광부(22)의 빛을 반사하는 반사면이고, 입사면(63)의 대측(對側)의 대향반사면(64)과, 입사면(63)의 둘레가장자리와 대향반사면(64)의 둘레가장자리 사이의 측반사면(65, 66)으로 구성되어 있다. 대향반사면(64)이 입사면(63)에 대해 경사진 상태에서 입사면(63)에 대향하고 있다. 출사면(61)은 대향반사면(64)과 입사면(63)의 협각인 꼭지각(62)에 상대하는 면이고, 출사면(61)과 입사면(63)의 협각이 대략 직각으로 되어 있다. 측반사면(65, 66)은 모두 입사면(63)에 대해 직교하고 있고, 또한 대향반사면(64)에 접하는 변이 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐 소정의 앙각 θ(θ＞0˚)을 갖고 있는 대략 쐐기형상인 동시에 측반사면(65, 66) 사이의 협각 γ(γ＞0˚)으로 되어 있기 때문에, 저면인 출사면(61)에 평행하게 절단한 면의 단면적이 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐, 즉 출사면(61)에 가까워짐에 따라 점차 커지는 뿔체로 되어 있다. 또, 도광부(60)의 입사면(63)의 면적은 출사면(61)의 면적보다도 크다.
이들 반사면(64∼66)에는 면발광부(22)의 빛에 대해 반사율이 높은 재료(예를 들면, 금속, 합금 등)로 이루어지는 반사막(70)이 성막되어 있다. 반사막(70)은 도광부(60)마다 따로따로 형성되어 있다. 따라서, 반사막(70)의 대향반사면(64), 측반사면(65, 66)을 피막하고 있는 형상은 어느 것이나 대략 쐐기형상이다.
면발광부(22)는 도 3에 나타내는 바와 같이 도광부(60)의 입사면(63)에 대해 거의 동일한 치수의 상사형상이며, 일단(31)에서 타단(32)에 걸쳐, 즉 출사면(61) 에 가까워짐에 따라 폭이 넓어지는 쐐기형상으로 면발광한다. 면발광부(22)의 면적은 도광부(60)의 입사면(63)의 면적의 80％∼110％, 바람직하게는 85％∼99％이다. 면발광부(22)가 쐐기형상으로 면발광하기 때문에 상부전극(26)과 하부전극(23) 중, 각 면발광부(22)마다 따로따로 형성된 전극, 본 실시형태에서는 하부전극(23)이 쐐기형상으로 형성되어 있다. 각 면발광부(22)는 인접하는 면발광부(22)에 대응하는 도광부(60)에 빛이 출사되지 않도록 전체면이, 대응하는 각 도광부(60)의 입사면(63)에 겹치고 있는 것이 바람직하다.
그리고 도광부(60)의 입사면(63)이 면발광부(22)의 출사면에 대향하도록 맞닿고, 도광부(60)의 입사면(63)이 면발광부(22)의 발광형상에 겹치며, 도광부(60)의 꼭지각(62)이 면발광부(22)의 일단(31)의 꼭지점 근방에 위치하고, 도광부(60)의 출사면(61)이 면발광부(22)의 타단(32)의 밑변과 평행하게 되어 있다. 면발광부(22)의 일단(31)에서 타단(32)에 걸리는 주축방향은 면발광부(22)의 법선방향에서 본 도광부(60)의 주축(Ax)의 방향에 일치하고 있다.
이와 같이, 도광부(60)의 대향반사면(64)은 도광부(60)의 폭(W) 방향의 길이가 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐, 즉 출사면(61)에 가까워짐에 따라 점차 길어진다. 도광부(60)의 측반사면(65, 66)은 도광부(60)의 높이(H) 방향의 길이가 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐, 즉 출사면(61)에 가까워짐에 따라 점차 길어진다.
또한, 도광부(60)의 형성방법으로서는 실리콘고무의 1종인 폴리디메틸실록산수지를 레지스터패턴상에 흘려 넣고, 굳혀 제작한 것을 몰드하는 나노인프린트 기 술을 이용할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 도광부(60)의 출사면(61)이 주사헤드(2)의 광출사부로 되고, 이들 도광부(60)의 주축(Ax)이 셀폭 렌즈 어레이(4)의 광축과 일치하도록 도광부(60)의 출사면(61)이 셀폭 렌즈 어레이(4)의 입사면에 대향하고 있다.
면발광부 어레이 패널(20)의 한쪽의 면에는 구동회로(80)가 설치되고, 면발광부(22)의 배선(33)이 구동회로(80)에 접속되며, 구동회로(80)에 의하여 배선(33)을 통해 하부전극(23)마다 차례차례 발광전압이 인가된다. 상부전극(26)이 일정 전압으로 유지되고, 예를 들면 상부전극(26)이 접지되어 있다.
상기한 주사헤드(2)를 구동하는데에는, 화상신호에 의거하여 구동회로(80)에 의해 면발광부(22)마다 하부전극(23)에 발광전압을 인가한다. 각 면발광부(22)는 하부전극(23)과 상부전극(26)의 전위차에 따른 강도로 발광층(25)에 있어서 발광한다. 이때 하부전극(23)과 상부전극(26)이 겹치는 부분의 발광층(25)의 형상이 쐐기형상이기 때문에 면발광부(22)가 쐐기형상으로 발광한다. 면발광부(22)로부터 발한 빛이 도광부(60)의 입사면(63)에 입사한다. 입사한 빛은 측반사면(65, 66)과의 사이의 협각 γ 및 앙각 θ 때문에 입사면(63), 대향반사면(64), 측반사면(65, 66)에서의 반사 및 면발광부(22)의 하부전극(23) 등의 반사부재에서의 반사를 반복하고 있는 동안에 출사면(61)이 어떤 방향을 향해서 진행하는 지향성이 부여되어 도광부(60) 내를 전파하여 도광부(60)의 출사면(61)에서 도광부(60)의 주축(Ax)에 대체로 따르도록 출사한다. 이와 같이 도광부(60) 자체가 입사광의 지향성을 조정하도록 하는 광조정부를 갖추어 기능하게 된다. 그로 인해 도광부(60)의 입사면(63)에 입사 한 빛이 효율 좋게 출사면(61)으로부터 출사한다. 각 도광부(60)의 출사면(61)으로부터 출사한 빛이 셀폭 렌즈 어레이(4)에 의해서 감광드럼(3)의 모선에 결상되고, 감광드럼(3)의 측면에 상이 형성된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 도광부(60)의 출사면(61)의 면적이 입사면(63)의 면적보다도 작기 때문에 면발광부(22)로부터 도광부(60)의 입사면(63)에 입사한 빛이 수속된 상태에서 출사면(61)으로부터 출사한다. 면발광부(22)의 단위면적당의 발광강도가 낮아도 도광부(60)의 출사면(61)에서는 고강도로 빛이 출사한다. 그로 인해 감광드럼(3)의 감도를 올리지 않고도 짧은 노광시간에 감광드럼(3)이 감광하고, 그로 인해 감광드럼(3)을 고속으로 회전시킬 수 있으며, 억지로는 프린트시간을 단축할 수 있다.
또, 도광부(60)의 출사면(61)으로부터 출사하는 빛의 강도를 올리기 위해 면발광부(22)의 발광강도를 높이는 것을 생각할 수 있는데, 면발광부(22)의 발광강도를 높이는 것은 면발광부(22)의 수명을 줄이는 것에 연결된다. 그러나 본 실시형태에서는 면발광부(22)로부터 도광부(60)의 입사면(63)에 입사한 빛이 수속된 상태에서 출사면(61)으로부터 출사하므로 면발광부(22)의 발광면적을 크게 하는 것에 의해서도 도광부(60)의 출사면(61)으로부터 출사하는 빛의 강도를 올릴 수 있다. 면발광부(22)의 발광면적을 크게 한 것이라고 해도 그것에 맞추어 도광부(60)의 입사면(63)의 면적을 크게 하면 도광부(60)의 출사면(61)의 면적을 크게 하지 않고도 도광부(60)의 출사면(61)에서의 광강도가 높아진다. 그로 인해 도트지름이 커지지 않고, 고해상도의 화상을 형성할 수 있다.
또, 도광부(60)에 입사된 빛이 도광부(60)의 출사면(61)을 향해서 진행하기 쉽게 도광부(60)의 형상을 설정했으므로 도광부(60)의 입사면으로부터 받아들인 빛을 효율 좋게 출사할 수 있고, 또한 도광부(60)의 주축(Ax)에서의 광강도가 강해지는 지향성이 부여되었기 때문에 셀폭 렌즈 어레이(4)에 효율 좋게 입사할 수 있어 빛의 이용 효율이 향상하므로 감광드럼(3)의 감도를 올리지 않고도 짧은 노광시간에 감광드럼(3)이 감광하며, 감광드럼(3)을 고속으로 회전시킬 수 있고, 억지로는 프린트시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 일 없이, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 개량 및 설계의 변경을 실시해도 좋다. 이하, 각종 변형예에 대해 설명한다.
〔 변형예 1〕
도 6∼도 8은 각각 면발광부(22)의 발광형상과 도광부(60)의 형상을 변형한 변형예를 나타내는 도면이다. 도 6a, 도 7a, 도 8a는 각각 면발광부(22)의 발광형상을 도광부(60)와 함께 나타낸 평면도이고, 도 6b, 도 7b, 도 8b는 각각 도 6a, 도 7a, 도 8a의 절단선 6B-6B, 절단선 7B-7B, 절단선 8B-8B를 지나는 절연성기판(30)의 두께방향을 따른 면의 화살표단면도이다. 또, 도면을 알기 쉽게 하기 위해 면발광부(22)의 각 층의 도시를 생략한다.
도 6a에 나타내는 바와 같이, 면발광부(22)는 일단(31)에 있어서의 협각이γ(γ＞0˚)로 설정되어 있기 때문에 출사면(61)에 가까워짐에 따라 폭이 도중까지 넓어지고, 도중부터 폭이 일정하게 되도록 타단(32)의 대변의 양 이웃의 변(34, 34)이 서로 평행하게 되어 있는 5각형으로 되어 있다. 도광부(60)의 입사면(63)의 형상이 면발광부(22)의 발광형상과 거의 상사형으로 되고, 면발광부(22)의 면적은 도광부(60)의 입사면(63)의 면적의 80％∼110％, 바람직하게는 85％∼99％이다. 또 각 면발광부(22)는 인접하는 면발광부(22)에 대응하는 도광부(60)에 빛이 출사되지 않도록 전체면이, 대응하는 각 도광부(60)의 입사면(63)에 겹치고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 도광부(60)도 면발광부(22)와 똑같이 협각이 γ로 되어 있다. 그리고 도 6b에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)의 대향반사면(64)이 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐 소정의 앙각 θ을 갖고 경사져 있는 경사반사면(64a)과, 변(34, 34)에 대응하고 또한 입사면(63)에 대해 평행한 평행반사면(64b)으로 나누어져 있다. 이로 인해 출사면(61)에 평행한 단면적이 꼭지각(62)측에서 변(34, 34)에 이르기까지 걸쳐 점차 커지고 있는데, 타단(32)의 대변의 양 이웃의 변(34, 34) 사이에 대응하는 부분의 단면적이 같은 모양으로 되어 있다. 그리고 경사반사면(64a)과, 측반사면(65, 66)과, 입사면(63)에 의해서 둘러싸인 부분이 입사광의 지향성을 조정하는 광조정부로서 기능한다.
도 7a에 나타내는 바와 같이, 면발광부(22)의 발광형상은 일단(31)에서 타단(32)에 걸쳐, 즉 출사면(61)에 가까워짐에 따라 폭이 넓게 되어 있는 사다리꼴로 되고, 일단(31)이 단변, 타단(32)이 단변보다 긴 장변으로 되어 있다. 면발광부(22)는 측변간끼리의 경사각이 γ(γ＞0˚)로 설정되어 있다. 도 7a, 도 7b의 경우에도 도광부(60)의 입사면(63)의 형상이 면발광부(22)의 발광형상과 거의 상사형 으로 되어 있다. 도광부(60)에는 출사면(61)과 대향하는 위치에 상저면(64c)이 형성되고, 상저면(64c)의 한변은, 입사면(63)에 대향하여 입사면(63)에 대한 앙각θ의 경사반사면(64d)의 한변과 접하고 있다. 면발광부(22)의 면적은 도광부(60)의 입사면(63)의 면적의 80％∼110％, 바람직하게는 85％∼99％이다. 또 각 면발광부(22)는 인접하는 면발광부(22)에 대응하는 도광부(60)에 빛이 출사되지 않도록 전체면이, 대응하는 각 도광부(60)의 입사면(63)에 겹쳐져 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 발광형상의 면발광부(22)의 경우, 도광부(60)에 대해는, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)가 사각뿔대로 되고, 즉 출사면(61)에 가까워짐에 따라 도광부(60)의 폭 및 높이가 높아지므로 출사면(61)에 평행한 단면적이 입사면(63)과 대향반사면(64) 사이의 협각측에서 출사면(61)에 걸쳐 크게 되어 있다. 이로 인해 도광부(60) 자체가 입사광의 지향성을 조정하는 광조정부로서 기능한다.
도 8a에 나타내는 면발광부(22)는, 면발광부(22)의 발광형상은 일단(31)에서 타단(32)의 도중까지 걸쳐, 즉 출사면(61)의 도중까지 출사면(61)에 가까워짐에 따라 폭이 넓게 되어 있는 육각형으로 되고, 일단(31)이 단변으로 되며, 타단(32)이 그 단변에 대향하고 또한 단변보다 긴 장변으로 되어 있다. 면발광부(22)는 일단(31) 근처의 측변간끼리의 경사각이 γ(γ＞0˚)로 설정되어 있다. 타단(32)의 장변의 양 이웃의 변(34, 34)이 서로 평행하게 되어 있다. 도 8a, 도 8b의 경우에도 도광부(60)의 입사면(63)의 형상이 면발광부(22)의 발광형상과 거의 상사형으로 되어 있다. 면발광부(22)의 면적은 도광부(60)의 입사면(63)의 면적의 80％∼110％, 바람직하게는 85％∼99％이다. 또 각 면발광부(22)는 인접하는 면발광부(22)에 대 응하는 도광부(60)에 빛이 출사되지 않도록 전체면이, 대응하는 각 도광부(60)의 입사면(63)에 겹치고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 발광형상의 면발광부(22)의 경우, 도광부(60)에 대해는 도 8b에 나타내는 바와 같이, 대향반사면(64)이 입사면(63)에 대해 소정의 앙각θ을 갖고 경사져 있는 경사반사면(64 a)과, 변(34, 34)에 대응하고 또한 입사면(63)에 대해 평행한 평행반사면(64b)과, 출사면(61)과 대향하는 위치에 설치된 상저면(64c)으로 나누어져 있다. 따라서 출사면(61)에 평행한 단면적이 경사반사면(64a)에 걸쳐 크게 되어 있는데, 타단(32)의 대변의 양 이웃의 변(34, 34)에 대응하는 부분의 단면적이 같은 모양으로 되어 있다. 그리고 경사반사면(64a)과, 측반사면(65, 66)과, 입사면(63)에 의해서 둘러싸인 부분이 입사광의 지향성을 조정하는 광조정부로서 기능한다.
또한, 하부전극(23)과 상부전극(26)에 겹치는 부분의 발광층(25)의 형상 또는, 전체면이 상부전극(26) 및 발광층(25)으로 덮여 있는 하부전극(23)의 형상을 적당히 변경하는 것으로, 도 6a, 도 7a, 도 8a에 나타내는 형상으로 면발광부(22)를 발광시킬 수 있다.
도 6∼도 8의 어느 것의 경우에서도 도광부(60)의 입사면(63)의 면적이 출사면(61)의 면적 이상인 것이 바람직하고, 면발광부(22)의 단위면적당의 발광강도가 낮아도 도광부(60)의 출사면(61)에서는 고강도로 빛이 출사한다. 또, 도광부(60)는 입사면(63)과 대향반사면(64) 사이의 협각측에서 출사면(61)에 걸쳐 크게 되어 있기 때문에 출사면(61)에 대해 수직인 방향으로의 빛의 지향성이 높아진다.
[ 변형예 2〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는 도광부(60)의 출사면(61)이 평탄면으로 되어 있었는데, 그 출사면(61)이 렌즈면으로서 기능해도 좋다. 예를 들면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 출사면(61)을 볼록면으로 하는 것으로 집광렌즈면으로서 기능시켜도 좋다. 출사면(61)이 렌즈면으로서 기능하므로 도 1에 나타내는 셀폭 렌즈 어레이(4)가 없더라도 감광드럼(3)의 모선에 집광할 수 있다.
〔 변형예 3〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는 도광부(60)가 수지, 유리 등의 투명한 고체재료로 이루어져 있는데, 도 10∼도 12에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)에 대응하는 부분(167)이 공동으로 되고, 그 공동도광부(167)가 공기 등의 기체로 이루어져 있어도 좋다. 공동도광부(167)를 형성하기 위해 유리 등의 대향기판(190)의 한쪽의 면에 복수의 공동도광부(167)를 오목하게 설치하고, 이들 공동도광부(167)의 내벽면에 반사막(168)을 성막하며, 1개의 면발광부(22)마다 1개의 공동도광부(167)를 상대시키고, 공동도광부(167)가 형성된 면을 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)에 붙여져 있다. 공동도광부(167)는 대향기판(190)의 측단면까지 형성되어 있고, 공동도광부(167)의 일단부가 개구부(161)로서 개구하고 있다. 상기한 바와 같이, 공동도광부(167)의 형상은 상기도광부(60)와 동일형상으로 되고, 공동도광부(167)는 그 개구면적이 개구부(161)에서 단부(162)에 걸쳐 작아지는 뿔체로 되어 있다. 공동도광부(167) 중, 면발광부(22)에 면하는 부분(163)이 입사면을 되고, 그 대측의 면(164)이 대향반사면으로 되며, 개구부(161)가 출사면으로 되고, 측반사면(165, 166)에도 반사막(168)이 성막되어 측반사면(165, 166)도 반사면으로 되어 있다. 도 10에 나타내는 경우에서도 공동도광부(167)의 개구부(161)의 면적이 면발광부(22)의 발광면적보다도 작고, 면발광부(22)의 단위면적당의 발광강도가 낮아도 공동도광부(167)의 개구부(161)에서는 고강도로 빛이 출사한다. 또, 공동도광부(167)는 그 개구면적이 개구부(161)에서 단부(162)에 걸쳐 작아지므로 빛의 지향성이 높아진다.
〔 변형예 4〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는 도광부(60)는 출사면(61)에 평행한 단면의 면적이 꼭지각(62)에서 출사면(61)에 걸쳐 커지는 뿔체인데, 도 13에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)가 입사면(63) 및 대향반사면(64)이 모두 직사각형상으로 된 형상이어도 좋다. 도광부(60)의 표면에는 면발광부 어레이 패널(20)에 면한 입사면(63) 및 출사면(61)을 제외하여 반사막이 성막되어 있다. 이 경우, 면발광부(22)의 발광형상을 직사각형상으로 하고, 면발광부(22)의 발광형상을 도광부(60)의 입사면(63)의 형상과 같게 하면 좋다. 도광부(60)에 입사된 빛이 도광부(60)의 출사면(61)을 향해서 진행하기 쉬운 도광부(60)의 형상이므로, 도광부(60)의 입사면으로부터 받아들인 빛을 효율 좋게 출사할 수 있고, 또한 도광부(60)의 주축(Ax)에서의 광강도가 강해지는 지향성이 부여된다.
〔 변형예 5〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 반사막(70)은 도광부(60)마다 따로따로 형성되어 있는데, 예를 들면 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이, 각 도광부(60)를 덮는 연속된 막이어도 좋다. 반사막(70)은 도 14에 있어서, 사선으로 해칭되어 있 는 부분이고, 면발광부(22)뿐만 아니라 도광부(60)간을 포함해서 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21) 상면을 전체적으로 덮고 있으므로 면발광부 어레이 패널(20)의 상면으로부터의 누설광을 억제할 수 있다.
〔 변형예 6〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 주사헤드(2)를 프린터 헤드로서 이용했는데, 화상입력장치에 있어서 주사헤드(2)를 선형상촬상소자(라인센서)와 조합하고, 라인형상으로 빛을 조사하는 조사헤드로서 주사헤드(2)를 이용해도 좋다.
〔 변형예 7〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 출사면(61) 또는 개구부(161)에 가까워짐에 따라 도광부(60)의 높이가 개구부(161)의 앙각 θ(θ＞0˚)에 의해서 점차 높게 되어 있었는데, 이에 한하지 않고, 도 16에 나타내는 바와 같이, 대향반사면(64) 또는 대향반사면(164)이 입사면(63) 또는 입사면(163)에 대해 평행하게 위치하고 있어도 측면(65, 66)끼리의 경사각 γ(γ＞0˚)이 있으면, 도광부(60)의 주축(Ax)에서의 광강도가 강해지는 지향성이 부여된다.
〔 변형예 8〕
상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 면발광부(22)가 톱이미션형의 유기전자발광소자(27) 이었는데, 절연성기판(30)에 있어서의 면발광부(22)가 유기전자발광소자가 설치되어 있는 면의 반대측의 면으로 되는, 이른바 보텀이미션형의 유기전자발광소자이어도 좋다. 즉, 절연성기판(30) 한쪽의 면에 유기전자발광소자가 설치되어 있고, 대향면에 도광부(60) 또는 공동도광부(167)가 설치되어 있다. 이 경 우, 면발광부(22)로부터의 빛이 도광부(60) 또는 공동도광부(167)의 입사면에 전달하기까지 절연성기판(30)의 두께만큼 확산하여 버리므로, 유기전자발광소자의 출사면의 면적에 대한 도광부(60) 또는 공동도광부(167)의 입사면의 면적을 충분히 넓게 하는 것이 바람직하다.
〔 변형예 9〕
또, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 유기전자발광소자를 면발광부(22)에 이용했는데, 무기 일렉트로루미네선스소자를 면발광부(22)에 이용해도 좋다.
[ 실시예 1]
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
도 17b중의 X는, 도 17a에 나타내는 비교예 X로서 앙각 θ=0˚, 경사각 γ=0˚(대향반사면(64)이 직사각형), 출사면의 폭(W)을 10㎛, 출사면의 높이(H)를 10㎛, 도광부(60)의 출사면에서 반대측의 면까지의 길이(L)를 200㎛로 한 직육면체의 도광부의 면발광부(22)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)에 대한 도광부(60)의 출사면(61)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)의 강도의 비율을 시뮬레이션한 값이다. 또한, 도광부(60)의 굴절률을 1. 0으로 하고, 면발광부(22)는 도광부(60)의 하면형상과 동일형상, 동일치수로 설정되어 있다.
도 17b 중의 Y는 도 17a에 나타내는 실시예 Y로서 앙각 θ=2. 86˚, 경사각 γ=0˚(대향반사면(64)이 직사각형), 출사면의 폭(W)을 10㎛, 출사면의 높이(H)를 10㎛, 도광부(60)의 출사면에서 반대측의 면까지의 길이(L)를 200㎛로 한 직육면체의 도광부의 면발광부(22)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)에 대한 도광부(60)의 출사면 (61)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)의 강도의 비율을 시뮬레이션한 값이다. 또한, 도광부(60)의 굴절률을 1. 0으로 하고, 면발광부(22)는 도광부(60)의 하면형상과 동일형상, 동일치수로 설정되어 있다.
도 17b 중의 Z는 도 17a에 나타내는 실시예 Z로서 앙각 θ=5. 72˚, 경사각 γ=0˚(대향반사면(64)이 직사각형), 출사면의 폭(W)을 10㎛, 출사면의 높이(H)를 10㎛, 도광부(60)의 출사면에서 반대측의 면까지의 길이(L)를 200㎛로 한 직육면체의 도광부의 면발광부(22)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)에 대한 도광부(60)의 출사면(61)의 발광강도(단위는 W/sr㎡)의 강도의 비율을 시뮬레이션한 값이다. 또한, 도광부(60)의 굴절률을 1. 0으로 하고, 면발광부(22)는 도광부(60)의 하면형상과 동일형상, 동일치수로 설정되어 있다.
이와 같이 앙각θ을 0˚보다 크게 할수록 단위면적당의 출사강도가 상승될 수 있다. 환언하면, 앙각이 커지면　출사면(61)의 출사광의 지향성이 향상하고, 그 출사광의 강도가 증폭하고 있다. 전체방사에너지의 출사효율은 30∼50％이고, 이 효율도 각도θ의 최적화에 의해서 효율이 올려진다. 예를 들면, 입사면(63)의 면적(면발광부(22)의 발광면적)을 출사면(61)의 면적의 10배로 했다고 하면, 출사효율이 50％이면, 전류밀도를 5배로 할 수 있게 된다.
[ 실시예 2]
비교예로서 앙각 θ=0˚, 경사각 γ=0˚로 한 직육면체의 도광부의 경우에 있어서, 도광부의 출사면으로부터 출사한 빛의 방사각도와 광도의 관계를 시뮬레이션으로 구했다. 도광부의 조건으로서는 출사면의 폭(W)을 10㎛, 출사면의 높이(H) 를 10㎛로 하고, 도광부의 출사면에서 반대측의 면까지의 길이(L)가 200㎛이며, 도광부의 굴절률을 1. 0으로 했다. 그 결과를 도 18a의 폴라로그래프에 나타낸다. 최대방사광도는 1740 정도였다.
형상이 도 10의 도광부와 똑같은 구조의 다른 도광부에 있어서, 출사면으로부터 출사한 빛의 방사각도와 광도의 관계를 시뮬레이션으로 구했다. 도광부의 조건으로서는 도 10에 있어서의 출사면(161)의 폭(W)을 10㎛, 출사면의 높이(H)를 10㎛으로 하고, 도광부의 꼭지각(162)에서 출사면(161)까지의 길이(L)가 200㎛이며, 도광부(60)의 굴절률을 1. 0으로 했다. 그 결과를 도 18b에 나타낸다. 또한, 도 10에서는, 반사면(165, 166)이 직각삼각형으로 되어 있는데, 본 실시예에서는 반사면(165, 166)에 상당하는 측반사면이 대향반사면(164)과 동일형상, 동일치수의 이등변삼각형으로 설정되어 있다. 최대방사광도는 3100 정도였다.
형상이 도 10의 도광부와 똑같은 구조의 다른 도광부에 있어서, 출사면으로부터 출사한 빛의 방사각도와 광도의 관계를 시뮬레이션으로 구했다. 도광부의 조건으로서는 도 10에 있어서의 출사면(161)의 폭(W)을 20㎛, 출사면의 높이(H)를 20㎛으로 하고, 도광부의 꼭지각(162)에서 출사면(161)까지의 길이(L)가 200㎛이며, 도광부(60)의 굴절률을 1. 0으로 했다. 그 결과를 도 18c에 나타낸다. 또한, 도 10에서는 반사면(165, 166)이 직각삼각형으로 되어 있는데, 본 실시예에서는 반사면(165, 166)에 상당하는 측반사면이, 대향반사면(164)과 동일형상, 동일치수의 이등변삼각형으로 설정되어 있다. 최대방사광도는 3690 정도였다.
도 18a∼도 18c의 어느 것에 있어서도 그래프의 반경이 광도를 나타내고, 중 심각이 방사각도를 나타낸다. 앙각θ 및 경사각γ을 증대할수록 최대방사광도를 증대할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 다른형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 단 이하에 서술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 지워져 있는데, 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예에 한정하는 것은 아니다.
도 19는 화상출력장치(1)를 나타내는 사시도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 이 화상출력장치(1)에 있어서는 복수의 발광소자를 갖는 주사헤드(2)가, 그 광출사부가 감광드럼(3)의 모선에 대향하도록, 또한 그 긴쪽방향이 롤러형상의 감광드럼(3)의 회전축과 평행하게 되도록 배치되어 있다. 그리고 주사헤드(2)의 광출사부와 감광드럼(3)의 모선의 사이에는 셀폭 렌즈 어레이(4)가 감광드럼(3)의 지름방향의 선상을 광축으로 하는 복수의 셀폭렌즈를 주사헤드(2)의 광출사부를 따라서 일렬 또는 복수열로 배열되어 있다. 주사헤드(2)의 광출사부로부터의 빛은 셀폭 렌즈 어레이(4)에 의해서 감광드럼(3)의 모선에 결상된다.
도 20은 주사헤드(2) 중, 발광소자 3도트분의 구성을 나타낸 사시도이다. 주사헤드(2)는 면발광부 어레이 패널(20)과, 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)상에 일렬로 배열된 복수의 도광부(60)를 구비한다.
도 21은 면발광부 어레이 패널(20)의 발광면(21)의 평면도이고, 도 22는 도 21의 절단선 XXⅡ-XXⅡ를 지나는 절연성기판(30)의 두께방향을 따른 면의 화살표단면도이며, 도 23은 도 21의 절단선 XXⅢ-XXⅢ를 지나는 절연성기판(30)의 두께방향 을 따른 면의 화살표단면도이다.
도 21∼도 23에 나타내는 바와 같이, 면발광부 어레이 패널(20)은 절연성기판(30)과, 절연성기판(30)상에서 도광부(60)의 하면에 위치하도록 일렬로 배열되고, 평면시하여 대략 직사각형상(대략 사변형)으로 발광하는 복수의 면발광부(22)를 구비하고 있다.
면발광부(22)는 유기전자발광소자(27)를 갖는다. 즉 면발광부(22)는 절연성기판(30)상에 형성된 광반사성의 하부전극(23)과, 하부전극(23)상에 적층된 유기EL층과, 투명한 상부전극(26)을 구비한다.
유기EL층은, 예를 들면 도 22에 나타내는 바와 같이, 정공수송층(24)과 발광층(25)을 구비한다. 정공수송층(24)은, 예를 들면 도전성 고분자인 PEDOT(폴리티오펜) 및 불순물인 PSS(폴리스틸렌술폰산)을 포함한다. 발광층(25)은, 예를 들면 폴리페닐렌비닐렌 등의 공역이중결합폴리머를 포함한다. 또한, 면발광부(22)가 유기전자발광소자로서 발광한다면, 하부전극(23)과 상부전극(26) 사이의 유기EL층이 정공수송층(24)과 발광층(25)의 2층구조로 되어 있지 않아도 좋다. 예를 들면, 하부전극(23)과 상부전극(26) 사이의 층이 하부전극(23)부터 차례로 정공 수송층, 발광층, 전자수송층으로 되는 3층구조이어도 좋고, 발광층으로 이루어지는 1층구조이어도 좋으며, 발광층과 전자수송층이어도 좋고, 이들 층 구조에 있어서 적절한 층간에 전자 또는 정공의 수송층이 개재된 적층구조이어도 좋으며, 그 밖의 적층구조이어도 좋다. 또, 하부전극(23)을 캐소드, 상부전극(26)을 애노드로 한 경우에서는 하부전극(23)이 전자수송성의 전하수송층, 상부전극(26)측에 정공수송성의 전하 수송층을 배치시킨다.
하부전극(23)은 유기EL층의 빛에 대해 반사성을 나타내는 것이 바람직하고, 애노드로서 적용되는 경우, 정공수송층(24)에 대해 정공을 수송하기 쉬운 재료로 이루어지며, 예를 들면 알루미늄, 크롬, 티탄 등의 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 또 이와 같은 반사성 도전체층을 하층에 설치하고, 그 상층에 정공수송층(24)에 접하도록 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물(CdSnO4)의 적어도 1종을 포함하는 투명도전체층을 배치시킨 적층체이어도 좋다.
상부전극(26)은 유기EL층의 빛에 대해 투과성을 나타내고, 캐소드로서 적용되는 경우, 전자수송성의 전하수송층에 접하는 면에 설치된다, 예를 들면, 인듐, 마그네슘, 칼슘, 리튬, 바륨, 희토류 금속의 적어도 1종을 포함하는 단체 또는 합금으로 형성되어 있는 애노드보다도 일함수가 낮은 재료로 1∼20㎚, 바람직하게는 5∼12㎚ 정도의 두께의 전자수송막과, 캐소드로서의 시트저항을 낮게 하기 위한 투명도전체층을 갖는다. 투명도전체층은 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물(CdSnO4)의 적어도 1종을 포함하는 투명도전체층의 적층체이며, 애노드전극으로서 적용되는 경우, 정공수송성의 전하수송층에 접하는 면에 주석도프산화인듐(ITO), 아연도프산화인듐, 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 및 카드뮴-주석산화물 (CdSnO4)의 적어도 1종을 포함하고, 30∼200㎚의 두께가 바람직하다.
이들 면발광부(22)에서는 각 유기전자발광소자(27)가 적당히 독립하여 발광하도록 상부전극(26)과 하부전극(23) 중의 적어도 한쪽이 유기전자발광소자(27)마다 전기적으로 절연되도록 따로따로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 하부전극(23)이 면발광부(22)마다 따로따로 형성되고, 상부전극(26)이 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있다.
정공수송층(24)은 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있어도 좋고, 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있어도 좋다. 발광층(25)도 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있어도 좋고, 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막되어 있어도 좋다. 또, 정공수송층(24)을 모든 면발광부(22)에 공통하여 전체면에 성막하고, 발광층(25)을 면발광부(22)마다 다른 색으로 발광하는 발광층으로서 따로따로 형성되어 있어도 좋다. 본 실시형태에서는 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 모두 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있다.
본 실시형태에서는 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 면발광부(22)마다 따로따로 형성되어 있는데, 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 절연막(28)에 의해서 면발광부(22)마다 나누어져 있고, 평면시하여 하부전극(23), 정공수송층(24) 및 발광층(25)이 절연막(28)에 의해서 포위되어 있다. 절연막(28)은 질화규소, 산화규소라고 하는 무기물로 이루어지던지, 또는, 폴리이미드라고 하는 감광성수지로 이루어진다. 또, 면발광부(22)가 발광층(25)에 있어서 발 광하는데, 또는 면발광부(22)의 발광층(25)에서 발광한 빛이 이웃의 면발광부(22)의 발광층(25) 등에 전파하지 않도록 절연막(28)의 표면이 차광성을 가지면 더욱 바람직하다.
절연막(28) 및 상부전극(26)은 표면이 평활한 투명의 밀봉막(29)에 의해서 덮여지고, 하부전극(23), 정공수송층(24), 발광층(25) 및 절연막(28)이 밀봉막(29)에 의해서 밀봉되어 있다. 면발광부(22)가 톱이미션형의 유기전자발광소자이므로 밀봉막(29)의 표면이 면발광부(22)의 출사면으로 된다.
1개의 면발광부(22)마다 1개의 도광부(60)가 대향하고, 1개의 면발광부(22)와 그것에 대향하는 1개의 도광부(60)로 도트조사소자가 구성된다.
이하, 도광부(60)에 대해 설명한다. 도 19∼도 23에 나타내는 바와 같이, 도광부(60)는 면발광부(22)에 대응하는 위치에 있는 면발광부(22)로부터의 빛이 입사되는 입사면(63)이 개구된 통형상의 광반사부(140) 및 밀봉막(29)에 의해서 주위를 둘러싸고 있다. 광반사부(140)는 면발광부(22)에 대응하고, 내면이 광반사성인 제 1 반사부(160)와, 평면시하여 면발광부(22)와 겹치지 않는 위치에 배치되며, 제 1 반사부(160)에서의 광출사 단면으로 되는 경계면(67)에 있어서 제 1 반사부(160)와 연결되며, 내면이 광반사성인 제 2 반사부(150)와, 제 2 반사부(150)의 아래쪽에 배치되고, 표면이 광반사성인 제 3 반사부(170)를 갖고 있다. 제 1 반사부(160) 및 제 2 반사부(150)는 연속된 반사막(70)에 의해서 형성되어 있다. 제 3 반사부(170)는 반사막(71)에 의해서 형성되어 있다. 반사막(70) 및 반사막(71)은 모두 광반사성인 금속, 합금으로 형성되어 있고, 유기전자발광소자(27)의 빛에 대 해 반사율이 높은 것이 바람직하다. 유기전자발광소자(27)의 발광의 주된 파장역이 400㎚ 이상이면, 은이나 알루미늄이 바람직하고, 600㎚ 이상이면 금이 바람직하다.
제 1 반사부(160)는 면발광부(22)에 대응하는 하면의 입사면(63) 및 경계면(67)이 각각 개구된 형상이고, 제 2 반사부(150)는 경계면(67), 경계면(67)에 대향하여 광출사 단면으로 되는 출사면(52), 및 면발광부(22)측의 하면이 각각 개구된 형상이며, 또 출사면(52)이 절연성기판(30)의 단면(30a)에 위치 맞춤 되어 있다. 제 3 반사부(170)는 제 2 반사부(150)의 개구된 하면에 배치된 평면형상이다.
제 1 반사부(160)의 제 1 측반사면(65, 66)이 삼각형이기 때문에 도광부(60) 중, 제 1 반사부(160) 및 밀봉막(29)에 의해서 둘러싸이는 공간은 삼각기둥으로 되어 있다. 또, 제 2 반사부(150) 및 제 3 반사부(170)에 있어서, 서로 대향하고 또한 개방된 경계면(67)과 출사면(52)은 크기가 다른 상사형상의 사변형으로 되어 있기 때문에 제 2 반사부(150) 및 제 3 반사부(170)에 의해서 둘러싸이는 공간은 사각뿔대로 된다.
도광부(60)는 입사면(63)과, 출사면(52)과, 입사면(63)의 대측의 제 1 대향반사면(64)과, 입사면(63)의 둘레가장자리와 제 1 대향반사면(64)의 둘레가장자리 사이의 제 1 측반사면(65, 66)과, 입사면(63)의 연장 평면상(밀봉막(29)의 상면)에 있는 제 2 반사면(53)과, 제 1 대향반사면(64)을 따라 연속해서 설치되어 제 2 반사면(53)에 대해 경사진 상태에서 제 2 반사면(53)에 대향한 제 2 대향반사면(54)과, 제 2 반사면(53)의 둘레가장자리와 제 2 대향반사면(54)의 둘레가장자리 사이 의 제 2 측반사면(55, 56)을 갖고 있다.
제 1 반사부(160)에 있어서의 반사막(70)은 입사면(63)에 대향한 광반사성인 제 1 대향반사면(64)과, 입사면(63)의 둘레가장자리와 제 1 대향반사면(64)의 둘레가장자리 사이의 광반사성인 제 1 측반사면(65, 66)에 접하고 있다.
밀봉막(29) 위에 형성된 제 3 반사부(170)의 반사막(71)은 표면이 광반사성인 제 2 반사면(53)에 접하고 있다.
제 2 반사부(150)에 있어서의 반사막(70)은 제 3 반사부(170)의 제 2 반사면(53)에 대향하고, 제 1 대향반사면(64)을 따라 연속해서 설치되어 제 2 반사면(53)에 대해 경사진 상태의 광반사성인 제 2 대향반사면(54)과, 제 2 반사면(53)의 둘레가장자리와 제 2 대향반사면(54)의 둘레가장자리 사이의 제 2 측반사면(55, 56)에 접하고 있다.
면발광부(22)로부터 광반사부(140)내의 도광부(60)에 입사된 빛은 광반사부 (140)내에서 반사되어 출사면(52)으로부터 출사되고, 또는 직접, 출사면(52)으로부터 출사되도록 설정되어 있다.
또, 하부전극(23)은 발광층(25)에서 발광하는 빛 중, 직접 입사되는 빛이나, 제 1 대향반사면(64), 제 1 측반사면(65, 66)에서 반사된 빛을 반사하는 반사면으로서의 기능도 갖는다.
입사면(63)은 제 1 대향반사면(64)에 대해 경사져 있다. 제 1 반사부(160)와 제 2 반사부(150) 사이의 경계면(입사면(63)과 제 1 대향반사면(64) 사이의 협각에 상대하는 면, 68)과, 입사면(63)이 거의 직각으로 되어 있다. 제 1 측반사면 (65, 66)은 모두 입사면(63)에 대해 직교하고 있고, 또한 제 1 대향반사면(64)에 접하는 변이 단부(62)에서 경계면에 걸쳐 소정의 앙각 θ(θ＞0˚)을 갖고 있는 대략 쐐기형상이기 때문에 경계면(67)에 평행하게 절단한 면의 단면적이 단부 (62)에서 경계면(67)에 걸쳐, 즉 경계면(67)에 가까워짐에 따라 점차 크게 되어 있다.
또, 입사면(63) 및 제 1 대향반사면(64)은 도광부(60)의 폭(W)이 단부(62)에서 경계면(67)에 걸쳐 대략 동등하게 되어 있다. 이들 입사면(63) 및 제 1 대향반사면(64)은 단부(62)에서 경계면(67)에 걸쳐 장척(長尺)으로 되는 직사각형상(사변형상)이다. 그리고 입사면(63)의 면적은 경계면(67)의 면적보다도 크고, 구체적으로 입사면(63)은 300㎛×10㎛의 직사각형이며, 그 면적은 3000㎛2, 경계면(67)은 10㎛×5㎛의 직사각형이고, 그 면적은 50㎛2이다.
또한 제 1 측반사면(65, 66)은 도광부(60)의 높이(H)가 단부(62)에서 경계면(67)에 걸쳐, 즉 경계면(67)에 가까워짐에 따라 점차 길게 되어 있다.
출사면(52) 및 제 2 반사면(53)은 어느 것이나 제 2 대향반사면(54)에 대해 경사져 있다. 출사면(52)은 제 1 대향반사면(64)과 입사면(63)의 협각인 단부(62)에 상대하는 면이다. 출사면(52)은 제 2 반사면(53)과의 협각이 거의 직각으로 되어 있다.
제 2 측반사면(55, 56)은 모두 제 2 반사면(53)에 대해 직교하고 있고, 또한 제 2 대향반사면(54)에 접하는 변이 경계면에서 출사면(52)에 걸쳐 소정의 앙각 θ＇(θ＇＞θ)을 갖고 있는 대략 쐐기형상이기 때문에 출사면(52)에 평행하게 절단 한 면의 단면적이 경계면(67)에서 출사면(52)에 걸쳐, 즉 출사면(52)에 가까워짐에 따라 점차 크게 되어 있다. 또, 입사면(63)의 면적은 출사면(52)의 면적보다도 크고, 구체적으로 출사면(52)은 20㎛×10㎛의 직사각형이며, 그 면적은 200㎛2이다.
앙각 θ＇은 앙각 θ보다도 크므로 제 1 대향반사면(64)과 제 2 대향반사면(54)은 경계면(67)에 있어서 골형상으로 되도록 형성되어 있다.
또, 제 2 반사면(53) 및 제 2 대향반사면(54)은 폭(W)이 경계면(67)에서 출사면(52)에 걸쳐 점차 길게 되어 있다. 제 2 측반사면(55, 56)은 높이(H)가 경계면(67)에서 출사면(52)에 걸쳐 점차 길게 되어 있다.
반사막(70)은 제 1 반사부(160) 및 제 2 반사부(150)에 연속해서 형성되는 것이 바람직한데, 경계면(67)에서 분리한 구조이어도 좋다. 제 1 대향반사면(64)의 형상 및 제 1 대향반사면(64)에 접하고 있는 제 1 반사부(160)에서의 반사막(70)의 형상은 도 21에 나타내는 바와 같이, 평면시하여 대략 직사각형상이다. 제 1 측반사면(65, 66)의 형상 및 제 1 측반사면(65, 66)에 접하고 있는 제 1 반사부(160)에서의 반사막(70)의 형상은 도 22에 나타내는 바와 같이, 삼각형상이다. 제 2 대향반사면(54)의 형상 및 제 2 대향반사면(54)에 접하고 있는 제 2 반사부(150)에서의 반사막(70)의 형상은 도 21에 나타내는 바와 같이, 사다리꼴 형상이며, 제 2 측반사면(55, 56)의 형상 및 제 2 측반사면(55, 56)에 접하고 있는 제 2 반사부(150)에서의 반사막(70)의 형상은 도 22에 나타내는 바와 같이, 사다리꼴 형상이다. 제 2 반사면(53)의 형상 및 제 2 반사면(53)에 접하고 있는 제 3 반사부(170) 에서의 반사막(71)의 형상은 사다리꼴 형상이다.
면발광부(22)는 도 21에 나타내는 바와 같이 입사면(63)에 대해 거의 동일한 치수의 상사형상이며, 일단(31)에서 타단(32)에 장척으로 되는 직사각형상으로 면발광한다. 면발광부(22)의 면적은 도광부(60)의 입사면(63)의 면적의 80％∼110％, 바람직하게는 85％∼99％이다. 면발광부(22)가 직사각형상으로 면발광하기 때문에 상부전극(26)과 하부전극(23) 중, 각 면발광부(22)마다 전기적으로 독립하여 형성된 전극, 본 실시형태에서는 하부전극(23)이 직사각형상으로 형성되어 있다. 각 면발광부(22)는 인접하는 면발광부(22)에 대응하는 도광부(60)에 빛이 출사되지 않도록 전체면이, 대응하는 입사면(63)에만 겹치고 있는 것이 바람직하다.
그리고 입사면(63)이 면발광부(22)의 출사면에 대향하도록 맞닿고, 입사면(63)이 면발광부(22)의 발광형상과 겹치며, 단부(62)가 면발광부(22)의 일단(31)의 가장자리부 근방에 위치하고, 경계면(67)이 면발광부(22)의 타단(32)의 밑변과 평행하게 되어 있다. 면발광부(22)의 일단(31)에서 타단(32)에 걸리는 주축방향은 도 21에 나타내는 바와 같이, 면발광부(22)의 법선방향에서 본 도광부(60)의 주축(Ax)의 방향에 일치하고 있다.
도광부(60)의 형상을 정의짓는 광반사부(140)의 반사막(70)은 전자빔 노광 때에 가속전압을 변화시켜 깊이를 제어한 3차원 금형에 반사막(70)으로 되는 반사성 재료를 주입함으로써 입체 성형할 수 있다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 복수의 도광부(60)의 출사면(52)이 주사헤드(2)의 광출사부로 되고, 이들 도광부(60)의 주축(Ax)이 셀폭 렌즈 어레이(4)의 광 축과 일치하도록 출사면(52)이 셀폭 렌즈 어레이(4)의 입사면에 대향하고 있다.
면발광부 어레이 패널(20)의 한쪽의 면에는 구동회로(80)가 설치되고, 각 면발광부(22)의 배선(33)이 구동회로(80)에 접속되며, 구동회로(80)는 인쇄데이터가 되는 화상신호에 의거하여 배선(33)을 통해서 소망의 전압 또는 전류를 각 유기전자발광소자(27)에 인가해서 유기전자발광소자(27)를 적당히 발광한다.
이때 하부전극(23)과 상부전극(26)이 겹치는 부분의 발광층(25)의 형상이 직사각형상이기 때문에 면발광부(22)가 직사각형상으로 발광한다. 그리고 면발광부(22)로부터 발한 빛이 도광부(60)의 입사면(63)에 입사한다. 입사한 빛은 앙각 θ에 의해서 입사면(63), 제 1 대향반사면(64), 제 1 측반사면(65, 66)에서의 반사를 반복하여 제 1 반사부(160)내를 전파하고, 또한 앙각 θ＇에 의해서 제 2 반사면(53), 제 2 대향반사면(54), 제 2 측반사면(55, 56)에서의 반사를 반복하고 있는 동안에 출사면(52)측을 향하여 진행하는 지향성이 부여되어 도광부(60)내를 전파해서 도광부(60)의 출사면(52)에서 도광부(60)의 주축(Ax)을 대체로 따르도록 출사한다. 이와 같이 도광부(60) 자체가 입사광의 지향성을 조정하는 광조정부로서 기능한다. 그로 인해 도광부(60)의 입사면(63)에 입사한 빛이 출사면(52)으로부터 효율 좋게 출사하고, 출사면(52)에 대해 수직방향으로의 빛의 지향성이 높아진다. 그리고 출사면(52)으로부터 출사한 빛이 셀폭 렌즈 어레이(4)에 의해서 회전하는 감광드럼(3)의 모선에 결상되고, 감광드럼(3)의 측면에 상이 형성된다.
[ 실시예 3]
다음으로, 도 24에 나타내는 바와 같이, 상기의 제 1 반사부(160)에 의해서 만 정의되는 측면이 삼각형의 삼각기둥의 도광부(비교예)와, 제 1 반사부(160), 제 2 반사부(150) 및 제 3 반사부(170)에 의해서 정의지워지는 도광부(60)(본 발명예)에 있어서, 출사면으로부터 출사하는 광량의 비교를 실시했다. 면발광부(22)는 비교예, 본 발명예 모두 동일형상, 동일치수로 설정되고, 제 1 반사부(160)도 비교예, 본 발명예 모두 동일형상, 동일치수로 설정되어 있는데, 비교예에서는 제 1 반사부(160)의 광출사 단면인 경계면(67)이 절연성기판(30)의 단면(30a)과 면일치로 일치하고 있다.
제 1 반사부(160)에 있어서의 도광부(60)는 길이 300㎛, 폭 10㎛, 경계면(67)에서의 높이 5㎛로 설정되어 있다. 제 2 반사부(160) 및 제 3 반사부(170)에 있어서의 도광부(60)는 길이 40㎛, 경계면(67)에서의 폭 10㎛, 출사면(52)에서의 폭 20㎛, 경계면(67)에서의 높이 5㎛, 출사면(52)에서의 높이 10㎛로 설정되어 있다.
제 1 반사부(160) 및 제 2 반사부(150)에는 공기(굴절률 1. 00)가 충전되어 있다고 하고, 면발광부(22)의 면적 1㎛2당의 발광광속밀도를 「1」로 한 경우의 도광부(60)의 주축(Ax)의 방향에 대해 25도°이내로 출사되는 광량의 차이를 각각 상대값으로 비교했다.
출사면으로부터 출사하는 빛 중, 주축(Ax)의 방향에 대해 25°이내로 출사되는 광량은 비교예에서는 「131」이고, 이에 대해 본 발명예에서는 「420」을 얻을 수 있었다. 따라서 25°이내로 출사하는 광량을 종래의 약 3. 2배로 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 따르면, 면발광부(22)로부터 발한 빛이 도광부(60)의 입사면(63)에 입사하고, 도광부(60)내를 전파하여 출사면(52)으로부터 빛이 출사한다. 제 2 대향반사면(54)은 제 1 대향반사면(64)과 입사면(63) 사이의 협각θ보다도 큰 협각 θ＇이 되도록 제 2 반사면(53)에 대해 경사진 상태에서 설치되어 있기 때문에 출사면(52)에 대해 수직인 방향으로의 빛의 지향성을 높일 수 있고, 소자수명을 저하시키는 일없이 출사하는 광량을 증가시킬 수 있다. 그 결과 인접하는 화소에서의 크로스토크를 방지할 수 있다.
또, 출사면(52)의 면적은 입사면(63)의 면적보다 작으므로 면발광부(22)로부터 입사면(63)에 입사한 빛이 수속된 상태에서 출사면(52)으로부터 출사한다. 면발광부(22)의 단위면적당의 발광강도가 낮아도 출사면(52)에서는 고강도로 빛이 출사된다. 그로 인해 짧은 노광시간으로 감광드럼(3)이 감광하고, 그로 인해 감광드럼(3)을 고속으로 회전시킬 수 있으며, 억지로 프린트시간을 단축할 수 있다.
또, 출사면(52)으로부터 출사하는 빛의 강도를 올리기 위해 면발광부(22)의 발광강도를 높이는 것을 생각할 수 있는데, 면발광부(22)의 발광강도를 높이는 것은 면발광부(22)의 수명을 줄이는 것에 연결된다. 그러나 면발광부(22)로부터 입사면(63)에 입사한 빛이 수속된 상태에서 출사면(52)으로부터 출사하므로 면발광부(22)의 발광면적을 크게 하는 것에 의해서도 출사면(52)으로부터 출사하는 빛의 강도를 올릴 수 있다. 면발광부(22)의 발광면적을 크게 한 것이라고 해도 그것에 맞추어 입사면(63)의 면적을 크게 하면, 출사면(52)의 면적을 크게 하지 않고도 출사면(52)에서의 광강도가 높아진다. 그로 인해 도트지름이 커지지 않고 고해상도의 화상을 형성할 수 있다.
또, 도광부(60)에 입사된 빛이, 출사면(52)을 향해서 진행하기 쉽게 도광부(60)의 형상을 설정했으므로 입사면(63)으로부터 받아들인 빛을 효율 좋게 출사할 수 있고, 또한 도광부(60)의 주축(Ax)에서의 광강도가 강해지는 지향성이 부여되었기 때문에 셀폭 렌즈 어레이(4)에 효율 좋게 입사할 수 있으며, 빛의 이용효율이 향상하므로 짧은 노광시간으로 감광드럼(3)이 감광하고, 감광드럼(3)을 고속으로 회전시킬 수 있으며, 억지로 프린트시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 개량 및 설계 변경을 실시해도 좋다.
예를 들면, 반사막(70) 및 반사막(71) 등으로 나누어진 상기 도광부(60)에는 투광성을 갖는 공기 등의 기체가 충전되어 있었는데, 이에 한하지 않고, 저굴절률의 투명한 고체재료, 예를 들면 폴리디메틸실록산 수지, 풀루오르화에틸렌이나 풀루오르화프로필렌 등의 집합체로 이루어지는 플루오르계 수지, 에폭시계 열경화수지나 유리 등이나, 저굴절률의 투명한 액체재료, 예를 들면 물(굴절률 ｎＤ 20=1. 33), 메틸알코올(굴절률 ｎＤ 20=1. 32), 에틸알코올(굴절률 ｎＤ 20=1. 36)을 적용해도 좋다. 단 액체재료의 경우, 출사면(52) 등으로부터 누설하지 않도록 다른 투명부재로 충분히 밀봉할 필요가 있다. 고체재료의 경우의 도광부의 형성방법으로서는, 예를 들면 고체재료가 용해된 용액을 나노인프린트기술에 의해서 나노사이즈로 미 세 가공된 레지스트패턴의 주형에 흘려 넣어 굳혀서 제작해도 좋다. 굴절률은 공기와 같은 1에 가까울수록 바람직하고, 수지로서는 1. 5 이하인 것이 바람직하다. 그리고 도광부의 소정장소에 반사막을 성막함으로써 반사면을 형성하면 좋다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 제 2 반사부(150)는, 예를 들면 도 25에 나타내는 바와 같이, 반사막(71)을 설치하지 않고, 절연성기판(30)상의 면발광부(22)를 제 2 반사부(150)의 하면까지 형성하여 유기전자발광소자(27)의 광반사성의 하부전극(23)을 제 3 반사부(170)로 해도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는, 면발광부(22, 하부전극(23)과 상부전극(26)에 겹치는 부분의 발광층(25)), 도광부(60)의 입사면(63) 및 제 1 대향반사면(64), 제 1 대향반사면(64)에 접하는 제 1 반사부(160)는 어느 것이나 직사각형이었는데, 도 26, 도 27에 나타내는 바와 같이, 삼각형으로 해도 좋다. 즉 제 1 반사부(160)에서의 도광부(60)를 경계면(67)을 저면으로 한 사각뿔로 하여 출사효율을 향상하도록 해도 좋다. 이 경우에 있어서도 θ＇＞θ이다. 또 제 1 반사부(160)에서의 단부(162)의 각도 α 및 제 2 반사부(150)에서의 제 2 대향반사면(54)에 대응하는 각도 α＇는 α＜α＇로 되도록 설정되어 있다. 이와 같은 형상은 하부전극(23)의 둘레가장자리를 덮도록 절연막을 형성하고, 절연막에서의 하부전극(23)이 노출하는 개구부를 삼각형으로 하면 좋다.
또한, 면발광부(22, 하부전극(23)과 상부전극(26)에 겹치는 부분의 발광층(25)), 도광부(60)의 입사면(63) 및 제 1 대향반사면(64), 제 1 대향반사면(64)에 접하는 제 1 반사부(160)는 도 28에 나타내는 바와 같이 사다리꼴형이어도 좋다. 이 경우에 있어서도 각도 θ＇＞θ이다. 또 제 1 반사부(160)에서의 단부(262)의 각도 β 및 제 2 반사부(150)에서의 제 2 대향반사면(54)에 대응하는 각도 β＇는 β＜β＇로 되도록 설정되어 있다. 이와 같은 형상은 하부전극(23)의 둘레가장자리를 덮도록 절연막을 형성하고, 절연막에서의 하부전극(23)이 노출하는 개구부를 사다리꼴형으로 하면 좋다.
또 정합성이 있으면, 이와 같은 변형예의 구성을 적당히 조합해도 좋다.
상기 각 실시형태의 화상출력장치(1)를 복사기 등에 이용되는 프린터에 적용할 수 있다. 도 29에 나타내는 바와 같이, 전자사진형 프린터(301)는 화상출력장치(1)의 주사헤드(2), 감광드럼(3), 셀폭 렌즈 어레이(4)에 덧붙여서 인쇄기록매체가 되는 복수의 용지(205)가 수납된 급지카세트(201), 급지카세트(201)로부터 1장씩 용지(205)를 반출하는 급지롤러(202), 감광체드럼(3)의 둘레면에 형성된 정전잠상을 토너화상에 현상하는 현상기(208), 용지(205)의 반송타이밍을 감광체드럼(3)상에 형성된 토너화상과 일치시키기 위한 대기롤(203), 토너화상을 용지에 전사하는 전사기(206), 전사기(206)로 감광체드럼(3)으로부터 용지에 전사된 토너화상을 용지에 열정착하는 정착롤(204), 및 감광체드럼(3)에 잔류하는 토너를 제거하는 클리너(207)를 구비하고 있다.
프레임메모리에 기억된 화상데이터는 Ｄ/A컨버터로 대응하는 계조의 아날로그신호로 변환되고, OP앰프(연산증폭기)로 소정의 전위로 증폭되며, 구동회로(80)내의 시프트레즈스터에 출력된다. 구동회로(80)에서는 화상데이터가 클록신호의 출력에 동기하여 시프트레지스터내를 차례차례 전송되고, 1행분의 화상데이터가 아 날로그시프트레지스터에 격납되면, 래치회로에 전송되며, 래치회로에 전송된 데이터가 소정의 타이밍의 동기신호에 의거하여 발광휘도제어회로에 받아들여지고, 유기전자발광소자(27)가 데이터에 따른 발광휘도로 발광하는 전류데이터 또는 전압데이터로 변조되어 유기전자발광소자(27)에 출력한다.
본 발명에 따르면, 면발광부의 단위면적당의 발광강도를 높이지 않고도 출사면에 있어서의 단위면적당의 강도를 높게 할 수 있다. 그로 인해 노광시간을 짧게 할 수 있어 면발광부의 장수명화를 도모할 수 있다.

Claims (30)

  1. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
    상기 복수의 면발광부에 각각 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 복수의 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 도광부는 폭이 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광부는 높이가 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 면발광부의 발광형상은 상기 출사면에 가까워짐에 따라 폭이 넓어져 가는 형상인 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광부에 있어서의 상기 입사면 및 상기 출사면을 제외한 면이 반사면인 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 출사면이 볼록면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도광부가 공동으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 면발광부가 기판상에 하부전극, 유기EL층, 상부전극의 순서로 적층된 유기전자발광소자이고, 상기 도광부의 입사면이 상기 상부전극측에 있어서 상기 상부전극에 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 출사면의 면적이 상기 입사면의 면적보다도 작은 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  10. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
    상기 면발광부의 각각에 대향한 입사면과, 상기 입사면에 대해 경사진 상태에서 상기 입사면에 대향한 제 1 대향반사면과, 상기 제 1 대향반사면을 따라 설치되고, 상기 입사면과 상기 제 1 대향반사면 사이의 협각보다도 큰 협각이 되도록, 상기 입사면에 대해 경사져 있는 제 2 대향반사면과, 상기 면발광부로부터의 빛을 출사하는 출사면을 갖는 도광부를 갖는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도광부의 상기 제 1 대향반사면, 제 2 대향반사면에는 반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 입사면과 상기 제 1 대향반사면의 사이에는 제 1 측반사면이 형성되고, 상기 제 1 측반사면의 높이는 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 대향반사면의 폭은 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 대향반사면의 폭은 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  15. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 대향반사면과 상기 입사면측의 면의 사이에는 제 2 측반사면이 형성되고, 상기 제 2 측반사면의 높이는 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  16. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 면발광부가 기판상에 하부전극, 유기EL층, 상부전극의 순서로 적층된 유기전자발광소자이고, 상기 도광부의 상기 입사면이 상기 상부전극측에 있어서 상기 상부전극에 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  17. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 입사면측의 면에 있어서의 상기 제 2 대향반사면과의 대향부에는 반사막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 입사면은 상기 면발광부의 발광형상에 겹치고 있는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  19. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부의 어레이 패널과,
    상기 면발광부에 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 도광부는 폭이 상기 도광부의 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 프린터.
  20. 삭제
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 도광부는 높이가 상기 도광부의 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부로서 기능하는 것을 특징으로 하는 프린터.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 면발광부의 발광형상은 상기 출사면에 가까워짐에 따라 폭이 넓어져 가는 형상인 것을 특징으로 하는 프린터.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 출사면이 볼록면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프린터.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 도광부가 공동으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프린터.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 출사면의 면적이 상기 입사면의 면적보다도 작은 것을 특징으로 하는 프린터.
  26. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
    상기 면발광부의 각각에 대향한 입사면과, 상기 입사면에 대해 경사진 상태에서 상기 입사면에 대향한 제 1 대향반사면과, 상기 제 1 대향반사면을 따라 설치되고, 상기 입사면과 상기 제 1 대향반사면 사이의 협각보다도 큰 협각이 되도록 상기 입사면에 대해 경사져 있는 제 2 대향반사면과, 상기 면발광부로부터의 빛을 출사하는 출사면을 갖는 도광부를 갖는 것을 특징으로 하는 프린터.
  27. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
    상기 복수의 면발광부에 각각 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사하도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 복수의 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 도광부는 높이가 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  28. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부 어레이 패널과,
    상기 복수의 면발광부에 각각 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사하도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 복수의 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 출사면의 면적이 상기 입사면의 면적보다도 작은 것을 특징으로 하는 주사헤드.
  29. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부의 어레이 패널과,
    상기 면발광부에 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 도광부는 높이가 상기 도광부의 상기 출사면에 가까워짐에 따라 점차 넓어져 가는 광조정부를 갖는 것을 특징으로 하는 프린터.
  30. 면상으로 발광하는 복수의 면발광부가 배열된 면발광부의 어레이 패널과,
    상기 면발광부에 대향하고, 상기 면발광부로부터의 빛이 입사되는 입사면과, 상기 입사면으로부터의 빛을 반사할 수 있도록 대향되어 경사져 배치된 반사면과, 상기 반사면으로부터의 빛을 받아 출사하도록 배치된 출사면을 갖는 도광부를 갖추고 있으며,
    상기 출사면의 면적이 상기 입사면의 면적보다도 작은 것을 특징으로 하는 프린터.
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