JP2008126471A - プリンタヘッドの検査装置、プリンタヘッドの検査方法並びにプリンタヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡略化された方法でプリンタヘッドの発光輝度特性及び発光波長特性を検査することのできるプリンタヘッドの検査装置を提供する。
【解決手段】本発明のプリンタヘッドの検査装置ＣＡは、一方向に配列された複数の発光素子９を備え、前記複数の発光素子９から射出された光によって像担持体上に静電潜像を形成するプリンタヘッド１の検査装置であって、前記像担持体の感光特性に合致した波長の光のみを透過するバンドパスフィルタ５５と、前記像担持体の感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像装置５３と、前記バンドパスフィルタ５５及び前記撮像装置５３を用いて撮像された前記発光素子９の発光状態の画像を処理し、前記像担持体が感光する波長の範囲内における前記発光素子９の発光輝度を検出する画像処理装置５８とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラインプリンタに用いられるプリンタヘッドの検査装置、プリンタヘッドの検査方法並びにプリンタヘッドの製造方法に関するものである。

従来、電子写真方式を利用したプリンタとして、ラインプリンタ（画像形成装置）が知られている。このラインプリンタは、被露光部となる像担持体（例えば、感光体ドラム）に、帯電器、ライン状のプリンタヘッド、現像器、転写器などの装置を近接配置したものである。すなわち、帯電器によって帯電された像担持体に、プリンタヘッドに設けられた発光素子の選択的な発光動作で露光を行うことにより静電潜像（結像）を形成し、この静電潜像を現像器から供給されるトナーで現像して、そのトナー像を転写器で用紙に転写するようにしたものである。

ライン状のプリンタヘッドに設けられる発光素子としては、ＬＥＤ素子やＥＬ素子が用いられている。また必要に応じて、発光素子と像担持体との間に複数の屈折率分布型レンズを配列したレンズアレイが配設される。このように構成されたプリンタヘッドにおいては、発光素子からの射出光が、レンズアレイを透過し、像担持体上に正立等倍結像することにより、像担持体上に静電潜像が形成される（例えば、特許文献１参照）。

このようなラインプリンタにおいては、量産化を目的とした研究が行われており、必要な特性をより精密且つ効率的に測定するための測定装置及び測定方法の研究も盛んに行われている。プリンタヘッドの構成、方式は多岐にわたるため、それぞれの構成、方式に応じて測定、評価すべき項目も多岐にわたっている。特に、光学的観点からは、ＩＶＬ特性（電流電圧輝度特性）、発光輝度特性、発光波長特性等が重視される。

ここで、ラインプリンタにおいては、プリンタヘッドに形成される数百〜数千に及ぶ発光素子の特性を均一に制御する必要があり、プリンタヘッドの開発や工程管理においては、諸特性の測定と評価は欠かせない事項となっている。例えば、有機ＥＬ素子を用いたプリンタヘッドでは、発光に寄与するレイヤーの製造上のばらつきによって発光波長のピークがシフトすることが知られており、像担持体の感光特性（受光波長特性）からずれた場合に、像担持体上での十分な潜像形成パワーが得られないという問題があった。そのため、プリンタヘッドに形成された発光素子の発光輝度及び発光波長を一つ一つ検査する必要があり、その検査工程に要する時間と費用は膨大なものとなっていた。

一方、有機ＥＬ素子等を用いたプリンタヘッドについては、未だ量産技術が確立されておらず、検査方法についても、特許文献２に開示されるような既存の有機ＥＬディスプレイの検査方法を参考にしつつ行われているのが現状である。例えば、プリンタヘッドの発光輝度及び発光波長を検査する場合には、まず、プリンタヘッドをＣＣＤカメラでスキャンし、プリンタヘッド上に形成された個々の発光素子について発光輝度の特性を検査する。続いて、プリンタヘッドを分光器に設けられたＣＣＤカメラで再度スキャンし、個々の発光素子について発光波長の特性を検査する。
特開平９−２２６１７１号公報 特開２００６−２６６７５０号公報

しかしながら、この方法では、数千ドットに及ぶ発光素子を２回にわたってスキャンする必要があるため、その測定に要する時間及び費用は膨大なものになるという問題があった。一方、プリンタヘッドにおいては、ディスプレイの場合と異なり、個々の発光素子について、色度を含めた詳細な発光波長の特性を検査する必要はない。すなわち、プリンタヘッドにおいては、発光素子の発光波長が像担持体の感光特性に適合する範囲内であり、且つその範囲内で得られる光量が所定の範囲内に収まっていれば、十分な潜像形成パワーを得ることができ、従って、良品と判断することができる。このため、ディスプレイで適用されている方法をそのままプリンタヘッドに適用することは、工程上無駄が多く、製造コストを上昇させる原因となる。以上のような背景から、より簡略化された方法でプリンタヘッドを検査する方法が求められていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、簡略化された方法でプリンタヘッドの発光輝度特性及び発光波長特性を検査することのできるプリンタヘッドの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。また、このような検査方法を用いることにより、製造コストを低減することのできるプリンタヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のプリンタヘッドの検査装置は、一方向に配列された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から射出された光によって像担持体上に静電潜像を形成するプリンタヘッドの検査装置であって、前記像担持体の感光特性に合致した波長の光のみを透過するバンドパスフィルタと、前記像担持体の感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像装置と、前記バンドパスフィルタ及び前記撮像装置を用いて撮像された前記発光素子の発光状態の画像を処理し、前記像担持体が感光する波長の範囲内における前記発光素子の発光輝度を検出する画像処理装置とを備えることを特徴とする。この構成によれば、分光器に比べて安価なバンドパスフィルタの導入のみで発光波長の検査を行うことができるため、分光器を用いる場合に比べて検査工程に要するコストを低減することができる。また、発光輝度の検査と発光波長の検査とを同時に行うことができるため、分光器を用いて発光素子を２回スキャンする場合に比べて検査時間を大幅に短縮することができる。

本発明のプリンタヘッドの検査方法は、一方向に配列された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から射出された光によって像担持体上に静電潜像を形成するプリンタヘッドの検査方法であって、前記像担持体の感光特性に合致した波長の光のみを透過するバンドパスフィルタと前記像担持体の感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像装置とを用いて前記発光素子の発光状態を撮像する工程と、前記発光素子の発光状態の画像を処理し、前記像担持体が感度を有する波長の範囲内における前記発光素子の発光輝度を検出する工程と、前記発光素子の発光輝度に基づいて前記発光素子の良否を判定する工程とを備えることを特徴とする。この方法によれば、分光器に比べて安価なバンドパスフィルタの導入のみで発光波長の検査を行うことができるため、分光器を用いる場合に比べて検査工程に要するコストを低減することができる。また、発光輝度の検査と発光波長の検査とを同時に行うことができるため、分光器を用いて発光素子を２回スキャンする場合に比べて検査時間を大幅に短縮することができる。

本発明においては、前記発光素子を撮像する工程では、前記複数の発光素子を複数の測定区画に分割し、各々の前記測定区画毎に複数の前記発光素子を撮像することが望ましい。この方法によれば、１つの測定区画に含まれる複数の発光素子を一括で撮像及び画像処理するため、発光素子を１つ１つ撮像して画像処理する場合に比べて検査効率を向上することができる。

本発明のプリンタヘッドの製造方法は、基体上に複数の発光素子を形成する工程と、前記複数の発光素子の発光輝度及び発光波長を検査する検査工程とを備え、前記検査工程は、前述した本発明のプリンタヘッドの検査方法により行われることを特徴とする。この方法によれば、プリンタヘッドの検査工程を前述した本発明の検査方法により行うため、プリンタヘッドの製造時間を短縮でき、製造コストも低減することができる。

本発明においては、前記発光素子は、反射膜と半透過反射膜との間に発光層を含む１又は２以上の層からなる機能層を備え、前記反射膜と前記半透過反射膜との間の光学的距離に対応した共振波長の光のみが増幅されて取り出されるものであることが望ましい。この方法によれば、発光輝度が高く、シャープなスペクトルを有するプリンタヘッドを提供することができる。この場合、機能層の膜厚異常によってピーク波長がシフトする場合があるが、このようなピーク波長のシフトはバンドパスフィルタによって発光輝度の異常として認識できるため、発光輝度の異常とピーク波長の異常とを同時に行うことができ、検査時間を大幅に短縮することができる。

本発明においては、前記発光素子を形成する工程では、前記機能層を形成するための条件を先に検査された他のプリンタヘッドの発光素子の検査結果に基づいて設定することが望ましい。例えば、前記発光素子を形成する工程では、前記機能層を構成する一又は二以上の層を湿式成膜法で形成し、前記層を形成するための液体材料の粘度を先に検査された他のプリンタヘッドの発光素子の検査結果に基づいて設定することが望ましい。このように検査工程と製造工程とを並行して行い、直近の検査データを次ロットの機能層の製造条件にフィードバックすることで、効率的な製造が可能になり、製造歩留まりも向上することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

図１は、本発明の検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。検査装置ＣＡは、ライン状のプリンタヘッド１を撮像し、撮像した画像データに基づいてプリンタヘッド１の表示むらや画素欠陥を検査するものである。プリンタヘッド１は、一方向に配列された複数の発光素子９を画素として備え、前記複数の発光素子９から射出された光によって、像担持体である感光体ドラム上に静電潜像を形成するものである。なお、以下の説明では、「ライン状のプリンタヘッド」を単に「ラインヘッド」と略記することとする。

発光素子９は、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「エレクトロルミネッセンス」を「ＥＬ」と略記する）であり、一対の電極間に発光層を含む一又は二以上の層からなる機能層を備えている。機能層は反射膜と半透過反射膜との間に配置されており、反射膜と半透過反射膜との間の光学的距離に対応した共振波長の光のみが増幅されて取り出されるようになっている。この種の発光素子９では、発光に寄与するレイヤーの製造上のばらつきによって発光波長のピークがシフトすることが知られており、発光素子の発光特性と感光体ドラムの感光特性（受光波長特性）とがどの程度一致するかが、感光体ドラム上における潜像形成パワーに大きく影響する。したがって、検査装置ＣＡにおいては、発光素子９の発光特性として、特に発光素子９のピーク波長、半値幅並びに感光体ドラムが感度を有する波長の範囲内における発光輝度を検査することが重要となる。

検査装置ＣＡは、ラインヘッド１を支持する支持体としてのステージ５１と、ステージ５１の位置を制御するステージ制御装置５２と、ラインヘッド１を撮像する撮像装置としてのＣＣＤカメラ５３と、ＣＣＤカメラ５３の駆動を制御するカメラ制御装置５４と、ＣＣＤカメラ５２に取り付けられた光学フィルタとしてのバンドパスフィルタ５５と、ラインヘッド１の点灯状態を制御するヘッド制御装置５６と、ステージ制御装置５２、カメラ制御装置５４及びヘッド制御装置５６を統合的に制御する制御装置５７とを備えている。

ステージ５１は、発光素子９の配列方向と、該配列方向を中心軸とした回転方向について移動可能となっており、ステージ制御装置５２からの制御信号によって、各方向に移動してラインヘッド１の位置を調節するようになっている。ステージ制御装置５２は、制御装置５７からの指令に基づいて制御信号をステージ５１に送信するようになっている。

ＣＣＤカメラ５３は、感光体ドラムの感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像素子を備えている。ＣＣＤカメラ５３において撮像素子の光入射側には、図２に示すような感光体ドラムの感光特性（受光波長特性）に合致した中心波長λ_０と半値幅Ｗ_０を有するバンドパスフィルタ５５が取り付けられている。このバンドパスフィルタ５５では、感光体ドラムの感光特性に合致した波長の光のみが透過され、それ以外の波長範囲の光は吸収又は反射される。本実施形態の場合、バンドパスフィルタ５５の中心波長λ_０は６６０ｎｍであり、半値幅Ｗ_０は６０ｎｍである。したがって、感光体ドラムの受光波長範囲である６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの範囲の赤色光のみがバンドパスフィルタ５５を透過するようになっている。ＣＣＤカメラ５３では、バンドパスフィルタ５５を介して観察される発光素子９の発光状態が撮像され、バンドパスフィルタ５５の透過波長範囲内の発光輝度の分布が画像データとして制御装置５７に送信されるようになっている。なお、ＣＣＤカメラ５３には図示略の顕微鏡が装備されており、複数の発光素子９のそれぞれについて個別に発光輝度を測定できるようになっている。

ヘッド制御装置５６は、制御装置５７から制御信号を受信し、該制御信号によりラインヘッド１の各発光素子９の点灯／消灯を制御するようになっている。ヘッド制御装置５６には、図示略の電源装置が接続されている。電源装置は、制御装置５７により制御され、ラインヘッド１の各発光素子９に対応した駆動電圧を出力するようになっている。

制御装置５７は、コンピュータ５８とモニタ５９とを備えている。コンピュータ５８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ディスク装置等を備えており、ステージ５１、カメラ制御装置５４及びヘッド制御装置５６を統合的に制御すると共に、ＣＣＤカメラ５３で撮像した発光素子９の画像を処理する画像処理装置として機能する。コンピュータ５８は、ＣＣＤカメラ５３からの画像データに対して平均化処理や２値化処理等を実行し、この演算結果に基づいてラインヘッド１の各発光素子９の位置を検出したり、発光素子９の欠陥（非発光等）や表示むらを検出したりするようになっている。コンピュータ５８のＲＯＭやＲＡＭ等には、演算を実行するためのプログラムや各種データ（ラインヘッド１の大きさ、画素ピッチ、感光体ドラムの受光波長範囲における発光輝度、発光輝度の閾値等）が記憶されている。

次に、検査装置ＣＡによるラインヘッド１の検査方法と、それを用いたラインヘッドの製造方法について説明する。まず、第１ロット目で作製したラインヘッド１をステージ２上に載置し、コンピュータ５８からステージ制御装置５２、カメラ制御装置５４及びヘッド制御装置５６に制御信号を出力し、ステージ５１、ＣＣＤカメラ５３及びラインヘッド１の点灯状態を初期化する。そして、コンピュータ５８からヘッド制御装置５６に指令してラインヘッド１の全て又は所定区間の発光素子９を点灯させると共に、ステージ５１を移動させてラインヘッド１の所定部分がＣＣＤカメラ５３の視野範囲に入るように位置決めする。

次に、ラインヘッド１を複数の測定区画に分割し、測定区画Ｓ_１，Ｓ_２，…Ｓ_ｎ毎にラインヘッド１を撮像する。この際、各測定区画Ｓ_１，Ｓ_２，…Ｓ_ｎの大きさはＣＣＤカメラ５３の解像度や視野角によって設定される。そして、設定された測定区画分の大きさ分だけステージ５１を順次移動させながら、ＣＣＤカメラ５３で測定区画内の発光素子９の発光状態が撮像される。各測定区画Ｓ_１，Ｓ_２，…Ｓ_ｎの画像データは、カメラ制御装置５４を介してコンピュータ５８のＲＡＭに記憶される。

コンピュータ５８では、各測定区画内の発光素子９の画像について平均化処理や２値化処理等の画像処理が実行される。そして、この画像処理によって各発光素子９の発光輝度及び発光面積等が検出される。この発光輝度は、バンドパスフィルタ５５を透過した波長範囲内の発光輝度であり、感光体ドラム上で静電潜像の形成に寄与し得る実効的な発光輝度である。コンピュータ５８では、検出された発光輝度及び発光面積等に基づいて１画素の発光輝度が算出され、この１画素の発光輝度と、コンピュータ５８のＲＯＭに記憶された発光輝度の閾値（発光輝度の上限及び下限）とが比較される。そして、１画素の発光輝度が前記上限及び下限によって規定される範囲内に収まる場合には、当該画素は正常画素と判定され、当該範囲から外れる場合には、当該画素は欠陥画素と判定される。

図３及び図４は、モニタ５９に表示された測定区画Ｓ_ｍの画像データの一例である。図３は、正常に発光した場合の画像データの一例であり、図４は、欠陥画素を含む場合の画像データの一例である。なお、図３（ａ）及び図４（ａ）において、斜線部は発光素子の発光スペクトルとバンドパスフィルタの透過スペクトルとの重なりを示しており、斜線部の面積はバンドパスフィルタの透過波長範囲内（すなわち、感光体ドラム上で静電潜像の形成に寄与し得る波長範囲内）における発光素子の発光輝度の大きさを示している。

図３（ａ）に示すように発光素子の中心波長λ_１及び半値幅Ｗ_１とバンドパスフィルタの中心波長λ_０及び半値幅Ｗ_０とが一致する場合には、発光素子の発光スペクトルとバンドパスフィルタの透過スペクトルとの重なりは最も大きくなり、コンピュータで検出される発光輝度も最も大きくなる。この状態が全ての画素（発光素子９）で得られた場合には、図３（ｂ）に示すように測定区画Ｓ_ｍ内の全ての画素が明るく表示され、各画素の発光輝度は、予め設定された発光輝度の閾値の範囲内に収まる。したがって、全ての画素は正常画素と判定され、ラインヘッド全体としても良品と判定される。

一方、図４（ａ）に示すように機能層の膜厚異常等によって発光素子の中心波長λ_２がバンドパスフィルタの中心波長λ_０よりも短波長側にシフトした場合には、発光素子の発光スペクトルとバンドパスフィルタの透過スペクトルとの重なりは低下し、コンピュータで検出される発光輝度も低下する。この状態が全ての画素（発光素子９）で生じた場合には、図４（ｂ）に示すように測定区画Ｓ_ｍ内の全ての画素が暗く表示され、各画素の発光輝度は、予め設定された発光輝度の閾値の範囲から外れた状態となる。したがって、全ての画素は異常画素と判定され、ラインヘッド全体としても不良品と判定される。

他方、この状態が一部の画素で生じた場合には、図４（ｃ）に示すように測定区画Ｓ_ｍ内の一部の画素のみが暗く表示され、他の画素は明るく表示される。この場合、一部の画素のみが異常画素と判定され、他の画素は正常画素と判定されるが、ラインヘッドは一部の画素でも異常が検出されれば、その部分が線欠陥の表示不良を生じさせるため、ラインヘッド全体としては不良品と判定される。

なお、図４（ｂ）では全ての発光素子の中心波長がシフトした場合を示したが、発光素子の中心波長は必ずしも全ての発光素子で均一にシフトするとは限らない。ラインヘッドに形成される発光素子の数は数百〜数千にも及ぶため、ラインヘッドの中央部とラインヘッドの両端部とでは製造条件の違いによって機能層の膜厚等に差が出る場合があるからである。例えば、発光素子が光共振器構造を有し、機能層の膜厚に対応した共振波長の光のみが増幅して取り出される場合には、機能層の膜厚のばらつきは発光素子のピーク波長のばらつきに直結し、そのピーク波長のばらつきはバンドパスフィルタを介して発光輝度のばらつきとして検出される。

例えば、機能層をインクジェット法やスピンコート法等の湿式成膜法で形成する場合、機能層を形成するための液体材料の粘度によっては、機能層の膜厚に局所的なばらつきを生じさせる場合がある。特にインクジェット法で機能層を形成する場合には、機能層の粘度のばらつきによって、液体材料の吐出量が変化し、機能層の膜厚がラインヘッド全体で不均一になる場合がある。また、機能層を乾燥する際の乾燥雰囲気内の溶媒の濃度がラインヘッドの中央部と両端部で大きく異なる場合には、ラインヘッドの中央部の膜厚がラインヘッドの両端部の膜厚よりも大きくなり、その結果、バンドパスフィルタを介して検出される発光素子の発光輝度は、ラインヘッドの中央部で大きくなり、ラインヘッドの両端部で小さくなる。

このようなラインヘッドにおいては、バンドパスフィルタを介した発光素子の発光輝度がラインヘッドの位置に応じて局所的に変化する。この場合、部分的には正常画素と判定されるが、全ての発光素子で正常画素と判定されない限りは、ラインヘッド全体として不良品と判定される。

なお、図４では、発光素子の中心波長λ_２がバンドパスフィルタの中心波長λ_０よりも短波長側にシフトした場合について説明したが、上述した事情は、発光素子の中心波長λ_２がバンドパスフィルタの中心波長λ_０よりも長波長側にシフトした場合でも同様である。

以上により第１ロットのラインヘッド１の検査工程が終了したら、その検査結果に基づいて第２ロットのラインヘッドの発光素子の製造条件を設定する。具体的には、発光素子の機能層を構成する一又は二以上の層をインクジェット法等の湿式成膜法で形成する場合に、発光素子の発光輝度がラインヘッド全体として低輝度側若しくは高輝度側にシフトしている場合には、前記層を形成するための液体材料の吐出量、吐出回数、或いは当該層を形成するための液体材料の粘度等を調節することにより、各発光素子の発光輝度が、コンピュータのＲＯＭに記憶された閾値の範囲に収まるようにする。また、ラインヘッド全体で発光輝度が大きくばらつく場合には、前記液体材料の粘度を調節し、ラインヘッド全体で均一な膜厚が得られるようにする。また、機能層の乾燥条件によってラインヘッドの中央部と両端部で発光輝度に差が出た場合には、中央部の機能層の乾燥速度と両端部の機能層の乾燥速度とを近づけるべく、乾燥時の溶媒雰囲気の濃度を高くする等の工夫をする。

このように検査工程と製造工程とを並行して行い、直近の検査データを次ロットの機能層の製造条件にフィードバックすることで、効率的な製造が可能になり、製造歩留まりも向上することができる。そして、このようにラインヘッドの製造工程及び検査工程を繰り返すことにより、複数ロットのラインヘッドを順次製造する。

以上説明したように、本実施形態の検査装置ＣＡでは、発光素子９の発光状態を検査する際に、ＣＣＤカメラ５３に感光体ドラムの感光特性（受光波長特性）に合致した波長のみを透過させるバンドパスフィルタ５５を取り付けて発光素子９の撮像を行っている。このため、分光器に比べて安価なバンドパスフィルタの導入のみで発光波長の検査を行うことができ、分光器を用いる場合に比べて検査工程に要するコストを低減することができる。また、発光輝度の検査と発光波長の検査とを同時に行うことができるため、分光器を用いて発光素子を２回スキャンする場合に比べて検査時間を大幅に短縮することができる。

また、発光素子を撮像する工程では、複数の発光素子９を複数の測定区画Ｓ_１，Ｓ_２，…Ｓ_ｎに分割し、各々の前記測定区画毎に複数の発光素子９を撮像しているため、１つの測定区画に含まれる複数の発光素子９を一括で撮像及び画像処理でき、発光素子９を１つ１つ撮像して画像処理する場合に比べて検査効率を向上することができる。

［画像形成装置］
次に、本発明のプリンタヘッドを備えた画像形成装置の実施形態について説明する。図５は、本発明のプリンタヘッドの一実施形態であるラインヘッド１を備えた画像形成装置１００の概略構成図である。このラインヘッド１は、上述の本発明のプリンタヘッドの検査方法を用いて製造されたものである。

画像形成装置１００は、転写媒体２２の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム１６を備えている。感光体ドラム１６の周囲には、感光体ドラム１６の回転方向（図中に矢印で示す）に沿って、露光装置１５、現像装置１８及び転写ローラ２１が順次配設されている。感光体ドラム１６は、回転軸１７の周りに回転可能に設けられており、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面１６Ａが形成されている。露光装置１５及び現像装置１８は感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面１６Ａの幅と概ね一致している。

この画像形成装置１００では、まず、感光体ドラム１６が回転する過程において、露光装置１５の上流側に設けられた図示略の帯電装置により感光体ドラム１６の表面（感光面１６Ａ）が例えば正（＋）に帯電され、次いで露光装置１５により感光体ドラム１６の表面が露光されて表面に負（−）の静電潜像ＬＡが形成される。さらに、現像装置１８の現像ローラ１９により、トナー（現像剤）２０が感光体ドラム１６の表面に付与され、静電潜像ＬＡの電気的吸着力によって静電潜像ＬＡに対応したトナー像が形成される。なお、トナー粒子は正（＋）に帯電されている。

現像装置１８によるトナー像の形成後は、感光体ドラム１６の更なる回転によりトナー像が転写媒体２２に接触し、転写ローラ２１により転写媒体２２の背面からトナー像のトナー粒子とは逆極性の電荷（ここでは負（−）の電荷）が付与され、これに応じて、トナー像を形成するトナー粒子が感光体ドラム１６の表面から転写媒体２２に吸引され、トナー像が転写媒体２２の表面に転写される。

露光装置１５は、複数の有機ＥＬ素子９を有するラインヘッド１と、該ラインヘッド１から放射された光Ｌを正立等倍結像させる複数のレンズ素子１３を有する結像光学素子１２とを備えている。ラインヘッド１と結像光学素子１２とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム１６上に固定されている。

ラインヘッド１は、複数の有機ＥＬ素子９を感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って配列してなる発光素子列１０と、有機ＥＬ素子９を駆動させる図示略の駆動素子からなる駆動素子群と、これら駆動素子（駆動素子群）の駆動を制御する制御回路群１１とを備えている。有機ＥＬ素子９、駆動素子群及び制御回路群１１は長細い矩形の素子基板（基体）２上に一体形成されている。

結像光学素子１２は、日本板硝子株式会社製のセルフォック（登録商標）レンズ素子と同様の構成からなるレンズ素子１３を感光体ドラム１６の回転軸１７に沿って千鳥状に２列配列（配置）してなるレンズ素子列１４を備えている。

図６は、ラインヘッド１の１画素の概略構成図である。ラインヘッド１は、素子基板２上に、反射膜５、層間絶縁膜６、第１電極としての陽極３、発光部４、及び第２電極としての陰極８を備えている。発光部４は、陽極３上に積層された機能層７と、画素間を絶縁して画素の境界部を規定する隔壁Ｂとを備えている。

機能層７は、少なくとも発光層を含む一又は二以上の層を含む。発光層としては、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。具体的には、（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。またカルバゾール(ＣＢＰ)などの低分子材料にこれらの低分子色素をドープして発光層とすることもできる。またトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）を電子輸送層として発光層の一部として加えることもできる。

機能層７は、赤色を発光可能な発光材料を含み、赤色の光を発光するように構成されている。機能層７は複数の発光画素が配置される有効画素領域全体を覆うように形成されており、各発光画素に共通の層となっている。機能層７には、発光層以外の層を形成してもよい。例えば、陽極３と発光層との間に配置されて、陽極３から供給された正孔を発光層に注入／輸送する正孔注入層を形成しても良い。また、陰極８と発光層との間に配置されて、陰極８から供給された電子を発光層に注入／輸送する電子注入層を形成しても良い。

隔壁Ｂとしては、酸化シリコン等の無機絶縁材料やアクリル樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。また、このような無機物或いは有機物以外にも、有機・無機ハイブリッド材料からなる絶縁材料を用いることもできる。隔壁Ｂは、陽極３上に開口部Ｈを有し、陽極３の周縁部に乗り上げるように形成されている。そして、隔壁Ｂの開口部Ｈの内側に機能層７が形成されることにより、発光部４が形成されている。機能層７は陽極３と陰極８との間に挟持されており、陽極３、機能層７及び陰極８によって、発光素子である有機ＥＬ素子９が形成されている。

陰極８は、発光部４で発光した光の一部を透過し残りの光を反射膜５側に反射する半透過反射膜として機能する。一般に、ＩＴＯ等の透光性導電膜は、機能層７との界面で１０％〜５０％程度の反射率を有しており、特段の工夫を施さなければ、このような透光性導電膜を用いた陰極８は、上記のような半透過反射膜としての機能を有する。

反射膜５と陰極８との間の光学的距離は、発光素子９から射出する光の波長と同じか、その整数倍となるように設計されている。その結果、反射膜５と陰極８とが、発光素子９から取り出したい光に対して光共振器を構成するようになっている。本実施形態の場合、発光素子９から取り出す光は赤色の光である。したがって、反射膜５と陰極８との間の光学的距離は、赤色の波長（例えば６６０ｎｍ）と同じか、その整数倍となるように設計されている。発光部４で発光した光は、反射膜５と陰極８との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、発光輝度が高く、スペクトルがシャープな光を取り出すことができる。

発光素子９から射出される光は、当該画素に形成された光共振器構造の共振波長、すなわち反射膜５と陰極８との間の光学的距離に対応した波長の光である。この光学的距離は、反射膜５と陰極８との間に配置される各層（層間絶縁膜６、陽極３及び機能層７）の光学的距離の総和として得られる。各層の光学的距離は、その膜厚と屈折率との積によって求められる。

ここで、機能層７を構成する一又は二以上の層は湿式成膜法により形成されている。すなわち、機能層の形成材料は、溶媒に溶解ないし分散された後、基体２上に塗布され、乾燥処理及び焼成処理によって、有機膜の層を形成する。そして、このような層を順次積層することで、機能層７が形成される。これらの層の製造条件、特に液体材料の粘度は、先に製造されたラインヘッドの検査工程の検査結果を用いて設定されている。例えば、先の検査結果によって当該層の膜厚が薄く、発光スペクトルのピーク波長が短波長側にシフトしていた場合には、液体材料の粘度を増加し、所定の膜厚が得られるようにしている。

この画像形成装置１００によれば、ラインヘッド１が前述した本発明のプリンタヘッドの検査方法を用いて製造されているため、製造工程が簡略化され、安価な画像形成装置が提供される。また、ラインヘッド１が光共振器構造を備えているため、発光輝度が高く、シャープなスペクトルを有するラインヘッド１となる。その結果、画像形成装置１００の寿命が向上し、消費電力も低減することが可能となる。この場合、発光素子９の機能層の膜厚異常によってピーク波長がシフトする場合があるが、このようなピーク波長のシフトは前述したバンドパスフィルタによって発光輝度の異常として認識できるため、発光輝度の異常とピーク波長の異常とを同時に行うことができ、検査時間が増加することはない。

検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。 同検査装置に適用されるバンドパスフィルタの光学特性の説明図である。 正常画素の発光スペクトルとＣＣＤカメラの画像との関係を示す説明図である。 異常画素の発光スペクトルとＣＣＤカメラの画像との関係を示す説明図である。 画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 同画像形成装置に備えられるラインヘッドの１画素の概略構成図である。

符号の説明

１…ラインヘッド（プリンタヘッド）、２…基体、３…第１電極（第１電極）、５…反射膜、７…機能層、８…第２電極（半透過反射膜）、９…発光素子、１６…感光体ドラム（像担持体）、５３…ＣＣＤカメラ（撮像装置）、５５…バンドパスフィルタ、５８…コンピュータ（画像処理装置）、ＣＡ…検査装置、Ｌ…光、ＬＡ…静電潜像、Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_ｍ，Ｓ_ｎ…測定区間

Claims (7)

1. 一方向に配列された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から射出された光によって像担持体上に静電潜像を形成するプリンタヘッドの検査装置であって、
   前記像担持体の感光特性に合致した波長の光のみを透過するバンドパスフィルタと、
   前記像担持体の感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像装置と、
   前記バンドパスフィルタ及び前記撮像装置を用いて撮像された前記発光素子の発光状態の画像を処理し、前記像担持体が感光する波長の範囲内における前記発光素子の発光輝度を検出する画像処理装置とを備えることを特徴とするプリンタヘッドの検査装置。
2. 一方向に配列された複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子から射出された光によって像担持体上に静電潜像を形成するプリンタヘッドの検査方法であって、
   前記像担持体の感光特性に合致した波長の光のみを透過するバンドパスフィルタと前記像担持体の感光特性に合致した波長の光に感度を有する撮像装置とを用いて前記発光素子の発光状態を撮像する工程と、
   前記発光素子の発光状態の画像を処理し、前記像担持体が感度を有する波長の範囲内における前記発光素子の発光輝度を検出する工程と、
   前記発光素子の発光輝度に基づいて前記発光素子の良否を判定する工程とを備えることを特徴とするプリンタヘッドの検査方法。
3. 前記発光素子を撮像する工程では、前記複数の発光素子を複数の測定区画に分割し、各々の前記測定区画毎に複数の前記発光素子を撮像することを特徴とする請求項２に記載のプリンタヘッドの検査方法。
4. 基体上に複数の発光素子を形成する工程と、
   前記複数の発光素子の発光輝度及び発光波長を検査する検査工程とを備え、
   前記検査工程は、請求項２又は３に記載のプリンタヘッドの検査方法により行われることを特徴とするプリンタヘッドの製造方法。
5. 前記発光素子は、反射膜と半透過反射膜との間に発光層を含む一又は二以上の層からなる機能層を備え、前記反射膜と前記半透過反射膜との間の光学的距離に対応した共振波長の光のみが増幅されて取り出されるものであることを特徴とする請求項４に記載のプリンタヘッドの製造方法。
6. 前記発光素子を形成する工程では、前記機能層を形成するための条件を先に検査された他のプリンタヘッドの発光素子の検査結果に基づいて設定することを特徴とする請求項５に記載のプリンタヘッドの製造方法。
7. 前記発光素子を形成する工程では、前記機能層を構成する１又は２以上の層を湿式成膜法で形成し、前記層を形成するための液体材料の粘度を先に検査された他のプリンタヘッドの発光素子の検査結果に基づいて設定することを特徴とする請求項６に記載のプリンタヘッドの製造方法。

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