特許 6012285 光源装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6012285

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】光源装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/447 20060101AFI20161011BHJP

   B41J 2/45 20060101ALI20161011BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20161011BHJP

   H04N 1/036 20060101ALI20161011BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20161011BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20161011BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20161011BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20161011BHJP

   F21Y 115/20 20160101ALN20161011BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/447 101A

   B41J2/447 101C

   B41J2/45

   G02B6/42

   H04N1/036 Z

   H05B33/14 A

   H05B33/02

   G02B6/12 301

   F21S2/00 401

   F21Y115:20

【請求項の数】16

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-141788(P2012-141788)

(22)【出願日】2012年6月25日

(65)【公開番号】特開2014-4752(P2014-4752A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年1月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】514274487

【氏名又は名称】リコーインダストリアルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205981

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100085464

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 繁雄

(72)【発明者】

【氏名】成田 博和

(72)【発明者】

【氏名】梅木 和博

【審査官】 牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０５１１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１５３２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３１４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３０２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５１７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９１４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６２８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１３９４７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／４４７

Ｂ４１Ｊ ２／４５

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｂ ６／１２

Ｇ０２Ｂ ６／４２

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０４Ｎ １／０３６

Ｈ０５Ｂ ３３／０２

Ｆ２１Ｙ １１５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記光出射口の下方で前記凹部内に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記光出射口側へ反射させるための凸部と、を有する光源素子を備えた光源装置。

【請求項2】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記凹部はその底面の前記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、
前記光反射膜は前記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えている光源装置。

【請求項3】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有している光源装置。

【請求項4】

前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で広がる方向又は前記光出射口側で狭まる方向に傾斜している請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記光出射口の下方で前記凹部内に、前記面発光型発光素子が出射した光を前記光出射口側へ反射させるための凸部を備えており、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、
前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で広がる方向に傾斜しており、
前記マイクロレンズは前記光導波路の材料の屈折率とほぼ等しい屈折率の材料で形成されている光源装置。

【請求項6】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記凹部はその底面の前記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、
前記光反射膜は前記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えており、
前記マイクロレンズは、一部分が前記凹部内に埋め込まれて前記凹部内で前記光導波路と接しており、前記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、
前記凹部内における前記光導波路の材料と前記マイクロレンズの材料との界面は、前記マイクロレンズの光軸に対して前記光出射口側で狭まる方向に傾斜しており、
前記マイクロレンズは前記光導波路の材料の屈折率よりも大きい屈折率の材料で形成されている光源装置。

【請求項7】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記面発光型発光素子上に配置され、前記マイクロレンズの周囲に側壁を備えている保護層と、を有する光源素子を備えた光源装置。

【請求項8】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記マイクロレンズとして、前記光出射口に配置された第１マイクロレンズと、前記マイクロレンズの上方に配置された第２マイクロレンズを備えているとともに、前記第１マイクロレンズと前記第２マイクロレンズとの間にクロストークを防止するためのアパチャーを備えている光源装置。

【請求項9】

前記光源素子は、前記面発光型発光素子上及び前記第１マイクロレンズ上に配置された光透過性の材料からなるキャップ層をさらに備え、
前記第２マイクロレンズは前記キャップ層の上面に形成されており、
前記キャップ層は、前記第１マイクロレンズと第２マイクロレンズの光学的集光間隔を確保する機能を備えている請求項８に記載の光源装置。

【請求項10】

前記第１マイクロレンズ及び前記第２マイクロレンズの機能は、集光光学系又はテレセントリック光学系を有する請求項８又は９に記載の光源装置。

【請求項11】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備え、
前記光源素子は、前記マイクロレンズとして、前記光出射口に配置された第１マイクロレンズと、前記マイクロレンズの上方に配置された第２マイクロレンズを備えているとともに、前記第２マイクロレンズの周囲に側壁を有するクロストーク防止層を備えている光源装置。

【請求項12】

基板と、
前記基板に形成された凹部と、
前記凹部の内壁に形成された光反射膜と、
光透過性を有する材料からなり、前記凹部内に前記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、
前記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように前記光導波路上に配置され、前記光導波路の上面を介して前記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、
前記面発光型発光素子が前記凹部を覆っていない領域に設けられ、前記面発光型発光素子が出射した光を前記凹部外へ出射するための光出射口と、
前記光出射口に配置されたマイクロレンズと、
前記面発光型発光素子と前記光導波路との間に設けられた反射防止膜と、を有する光源素子を備えた光源装置。

【請求項13】

前記凹部の底面の少なくとも一部分は、前記凹部の深さが前記光出射口側で深くなるように傾斜又は湾曲しており、前記凹部の底面形状に起因して、前記光反射膜及び前記光導波路の底面は前記光導波路内で光が前記光出射口側へ反射されやすくなるように傾斜又は湾曲している請求項１から１２のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項14】

前記面発光型発光素子は、有機ＥＬ素子、ＶＣＳＥＬ又はＬＥＤＡである請求項１から１３のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項15】

前記基板に複数の前記光源素子を備え、それらの光源素子の前記マイクロレンズは直線上又は千鳥状に配列されている請求項１から１４のいずれか一項に記載の光源装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の光源装置と、
前記光源装置によって露光される感光体ドラムと、を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、面発光型発光素子を光源とする光源装置と、それを用いた画像形成装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成装置では、高解像度の画像を短時間で印刷する機能が要求されている。高解像度の画像を印刷するためには、印刷画像の潜像を感光体上に形成する光源が主走査方向に狭ピッチで露光できることが必要である。また、印刷を短時間で行って高速化を実現するためには、感光体上に潜像の形成を短時間で行うこと、すなわち、感光体への照射光量を十分大きくして、感光時間を短くすることが必要になる。

【0003】

また、印刷用プリンタの低価格化が進み、低価格と高品位（高解像度）の両立が求められている。この要求に応える方法として、高密度固体光源プリンタが有望視されている。高密度固体光源プリンタは、固体光源と感光体ドラムで構成され、光を操作する機能を有していない。

【0004】

上記光源に使用される代表的な発光素子として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）がある。
しかし、この発光素子を狭ピッチで配置するためには発光素子を小さくする必要がある。したがって、当該発光素子の発光面積は必然的に小さくなる。このため、発光面積の減少に伴って、発光素子が発する光量は小さくなり、発光素子を狭ピッチで配置することと、露光時間を短くすることとを両立させることは困難であった。

【0005】

さらに、ＬＥＤ光源を小型化することには限界があり、高解像度（高精度）のプリンタの実現には課題がある。
また、ＬＥＤ光源に替えて有機ＥＬ（Electro-Luminescence）光源を用いた固体光源が知られている（例えば特許文献１，２を参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−２０５６４６号公報

【特許文献2】特開２００７−１４７９１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

有機ＥＬ素子は１８０°全方位に対して発光する。しかし、この特性は、高輝度を必要とする複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の画像形成機器において、目標に対しての照射量が不十分であり、光の利用効率の観点から十分ではなかった。
ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの面発光型光源素子を用いた光源装置において、輝度を向上させることが要求されている。

【0008】

本発明の第１の目的は、面発光型光源素子を光源とする光源装置の輝度を向上させることである。

【0009】

本発明の第２の目的は、そのような光源装置を用いた画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明にかかる光源装置は、基板と、上記基板に形成された凹部と、上記凹部の内壁に形成された光反射膜と、光透過性を有する材料からなり、上記凹部内に上記光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、上記凹部が形成された領域の一部分を覆わないように上記光導波路上に配置され、上記光導波路の上面を介して上記光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、上記面発光型発光素子が上記凹部を覆っていない領域に設けられ、上記面発光型発光素子が出射した光を上記凹部外へ出射するための光出射口と、上記光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備えたものである。

【0011】

本発明の光源装置において、上記凹部の底面の少なくとも一部分は、上記凹部の深さが上記光出射口側で深くなるように傾斜又は湾曲しており、上記凹部の底面形状に起因して、上記光反射膜及び上記光導波路の底面は上記光導波路内で光が上記光出射口側へ反射されやすくなるように傾斜又は湾曲している例を挙げることができる。ただし、上記凹部の底面、上記光反射膜及び上記光導波路の底面は、このように傾斜又は湾曲していなくてもよい。

【0012】

本発明の光源装置において、上記光源素子は、上記光出射口の下方で上記凹部内に、上記面発光型発光素子が出射した光を上記光出射口側へ反射させるための凸部を備えているようにしてもよい。

【0013】

本発明の光源装置において、上記凹部はその底面の上記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、上記光反射膜は上記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えていてもよい。

【0014】

本発明の光源装置において、上記凹部は、その底面の上記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、上記光反射膜は上記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えているようにしてもよい。ただし、光出射口の下方位置で凹部の底面及び光反射膜は、平坦であってもよいし、凸形状であってもよい。

【0015】

本発明の光源装置において、上記マイクロレンズは、一部分が上記凹部内に埋め込まれて上記凹部内で上記光導波路と接しており、上記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有している例を挙げることができる。ただし、本発明の光源装置において、マイクロレンズの形状及び配置はこれに限定されない。

【0016】

さらに、上記凹部内における上記光導波路材料と上記マイクロレンズ材料との界面は、上記マイクロレンズの光軸に対して上記光出射口側で広がる方向又は上記光出射口側で狭まる方向に傾斜している例を挙げることができる。ただし、当該界面は、マイクロレンズの光軸と平行であってもよい。

【0017】

本発明の光源装置において、上記光源素子は、上記光出射口の下方で上記凹部内に、上記面発光型発光素子が出射した光を上記光出射口側へ反射させるための凸部を備えており、上記マイクロレンズは、一部分が上記凹部内に埋め込まれて上記凹部内で上記光導波路と接しており、上記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、上記凹部内における上記光導波路材料と上記マイクロレンズ材料との界面は、上記マイクロレンズの光軸に対して上記光出射口側で広がる方向に傾斜しており、上記マイクロレンズは上記光導波路の材料の屈折率とほぼ等しい屈折率の材料で形成されている例を挙げることができる。

【0018】

本発明の光源装置において、上記凹部はその底面の上記光出射口の下方の部分に凹形状の凹部内凹部を備えており、上記光反射膜は上記凹部内凹部の形状に起因して凹部を備えており、上記マイクロレンズは、一部分が上記凹部内に埋め込まれて上記凹部内で上記光導波路と接しており、上記凹部外に配置された部分にレンズ機能をもつ曲面を有しており、上記凹部内における上記光導波路材料と上記マイクロレンズ材料との界面は、上記マイクロレンズの光軸に対して上記光出射口側で狭まる方向に傾斜しており、上記マイクロレンズは上記光導波路の材料の屈折率よりも大きい屈折率の材料で形成されている例を挙げることができる。

【0019】

また、上記光源素子は、上記面発光型発光素子上に配置された保護層をさらに備え、上記保護層は、上記マイクロレンズの周囲に側壁を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は上記保護層を備えていなくてもよい。

【0020】

本発明の光源装置において、上記光源素子は、上記マイクロレンズとして、上記光出射口に配置された第１マイクロレンズと、上記マイクロレンズの上方に配置された第２マイクロレンズを備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置において、マイクロレンズは、１つのマイクロレンズで構成されていてもよいし、３つ以上のマイクロレンズで形成されていてもよい。

【0021】

さらに、上記光源素子は、上記第１マイクロレンズと上記第２マイクロレンズとの間にクロストークを防止するためのアパチャーを備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は上記アパチャーを備えていなくてもよい。

【0022】

また、上記光源素子は、上記面発光型発光素子上及び上記第１マイクロレンズ上に配置された光透過性の材料からなるキャップ層をさらに備え、上記第２マイクロレンズは上記キャップ層の上面に形成されており、上記キャップ層は、上記第１マイクロレンズと第２マイクロレンズの光学的集光間隔を確保する機能を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は上記キャップ層を備えていなくてもよい。

【0023】

また、上記第１マイクロレンズ及び上記第２マイクロレンズの機能は、集光光学系又はテレセントリック光学系を有する例を挙げることができる。ただし、第１マイクロレンズ及び第２マイクロレンズの機能はこれらの光学系に限定されない。

【0024】

また、上記光源素子は、上記第２マイクロレンズの周囲に側壁を有するクロストーク防止層を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は上記クロストーク防止層を備えていなくてもよい。

【0025】

本発明の光源装置において、上記面発光型光源素子は、いろいろなタイプのものを使用することができる。例えば、面発光型光源素子として、有機ＥＬ素子、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザー）、ＬＥＤＡ（ＬＥＤアレイ）などが挙げられる。ただし、本発明の光源装置において、面発光型光源素子はこれらの素子に限定されず、光導波路の上面を介して上記光導波路内に光を放射する面発光型光源素子であれば、どのようなタイプのものであってもよい。

【0026】

また、本発明の光源装置において、上記光源素子は、上記面発光型発光素子と上記光導波路との間に反射防止膜を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は上記反射防止膜を備えていなくてもよい。

【0027】

また、上記基板に複数の上記光源素子を備え、それらの光源素子の上記マイクロレンズは直線上又は千鳥状に配列されているようにしてもよい。ただし、本発明の光源装置は、複数の光源素子の各マイクロレンズが直線上及び千鳥状に配列されていないものも含む。また、本発明の光源装置において、基板に形成される光源素子は１つであってもよい。

【0028】

本発明にかかる画像形成装置は、基板に複数の上記光源素子を備え、それらの光源素子の上記マイクロレンズが直線上又は千鳥状に配列されている本発明の光源装置と、上記光源装置によって露光される感光体ドラムと、を備えたものである。

【発明の効果】

【0029】

本発明の光源装置は、凹部内に光反射膜を介して埋め込まれた光導波路と、光導波路の上面を介して光導波路内に光を放射する面発光型発光素子と、面発光型発光素子が凹部を覆っていない領域に設けられ、面発光型発光素子が出射した光を上記凹部外へ出射するための光出射口と、その光出射口に配置されたマイクロレンズと、を有する光源素子を備えているので、導光板構造、光反射構造及びレンズ構造を併せ持つことにより、面発光型発光素子を光源とする光源装置の輝度を向上させることができる。

【0030】

本発明の画像形成装置は、基板に複数の光源素子を備え、それらの光源素子のマイクロレンズが直線上に配列されている本発明の光源装置と、その光源装置によって露光される感光体ドラムと、を備えているので、本発明の光源装置におけるアレイ状の３次元微細加工がもたらすレンズ効果により、集光性が向上し、高精度かつ高解像度の画像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】光源装置の一実施例を説明するための概略的な平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ’位置での概念的な断面図である。

【図3】図１のＢ−Ｂ’位置での概念的な断面図である。

【図4】有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略的な断面図である。

【図5】図１から図３に示された光源装置を固体光源として用いた画像形成装置の概念図である。

【図6】図１から図３に示された光源装置の製造工程の一例を説明するための概略的な断面図である。

【図7】光源装置の他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図8】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図9】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図10】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図11】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図12】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図13】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図14】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な平面図である。

【図15】図１４のＣ−Ｃ’位置での概念的な断面図である。

【図16】図１４及び図１５に示された光源装置を固体光源として用いた画像形成装置の概念的な断面図である。

【図17】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【図18】光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１は、光源装置の一実施例を説明するための概略的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’位置での概念的な断面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ’位置での概念的な断面図である。

【0033】

光源装置１は複数の光源素子３を備えている。光源素子３は、基板５、凹部７、光反射膜９、光導波路１１、有機ＥＬ素子１３、光出射口１４及びマイクロレンズ１５を備えている。複数の光源素子３は同一の基板５に形成されている。

【0034】

各光源素子３の凹部７は基板５の一表面に形成されている。凹部７の寸法は、例えば、深さが１〜５μｍ（マイクロメートル）、長さが１００μｍ〜１０ｍｍ（ミリメートル）、幅が１０〜４０μｍである。また、複数の凹部７はピッチＰで配列されている。ピッチＰは、例えば、印刷密度が２５００ｄｐｉ（dots per inch）印刷機に適用される場合は約１０μｍで、１２００ｄｐｉ印刷機に適用される場合は約２０μｍで、６００ｄｐｉ印刷機に適用される場合は約４０μｍである。

【0035】

光反射膜９は凹部７の内壁に形成されている。光反射膜９は例えばアルミニウム材料によって形成されている。光反射膜９の膜厚は、例えば０.１〜０.５μｍである。なお、光反射膜９の材料は、アルミニウム材料に限定されず、銀等の他の金属材料であってもよい。

【0036】

光導波路１１は凹部７内に光反射膜９を介して埋め込まれている。光導波路１１は光透過性を有する材料で形成されている。光導波路１１の材料は例えば高屈折率材料である。その高屈折率材料は、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃材料（屈折率：Ｎｄ＝１.６７０）、ＴｉＯ₂材料（屈折率：Ｎｄ＝２.４０３）、Ｎｂ₂Ｏ₅材料（屈折率：Ｎｄ＝２.３１４）、Ｔａ₂Ｏ₅材料（屈折率：Ｎｄ＝２.１５０）、高屈折率樹脂材料（屈折率：Ｎｄ＝１.６５）、ゾル−ゲル樹脂（屈折率：Ｎｄ＝１.６０）である。なお、光導波路１１の材料は、これらの高屈折率材料に限定されず、光透過性を有する材料であればよい。

【0037】

面発光型発光素子である有機ＥＬ素子１３は光導波路１１上に配置されている。有機ＥＬ素子１３は凹部７が形成された領域の一部分を覆わないように配置されている。有機ＥＬ素子１３は光導波路１１の上面を介して光導波路１１内に光を放射する。有機ＥＬ素子１３と光導波路１１との間に反射防止膜（図示は省略）が形成されている。

【0038】

光出射口１４は有機ＥＬ素子１３が凹部７を覆っていない領域に設けられている。光出射口１４は有機ＥＬ素子１３が出射した光を凹部７外へ出射するために設けられている。

【0039】

マイクロレンズ１５は光出射口１４に設けられている。マイクロレンズ１５は光透過性を有する材料で形成されている。マイクロレンズ１５の一部分は、凹部７内に光反射膜９を介して埋め込まれて、凹部７内で光導波路１１と接している。凹部７外に配置されたマイクロレンズ１５の部分に、集光機能を実現するための凸形状の曲面が形成されている。なお、マイクロレンズ１５の曲面はレンズ機能をもつ凹形状であってもよい。また、マイクロレンズ１５の曲面は非球面形状でもよく、例えば屈折率分布型曲面や屈折率順次偏変化型レンズ構造でもよい。

【0040】

マイクロレンズ１５の材料は、例えば、光導波路１１と同じ材料や、高分子樹脂材料、ＳｉＯ₂材料等である。なお、マイクロレンズ１５の材料は光透過性を有する材料であればよい。マイクロレンズ１５の材料については、光学設計によって高い自由度をもって選定することができる。

【0041】

複数のマイクロレンズ１５は、例えば直線上に配列されている。マイクロレンズ１５のピッチＰは凹部７のピッチＰと同じである。

【0042】

図４は、有機ＥＬ素子の一例を説明するための概略的な断面図である。
有機ＥＬ素子１３は、陽極１３ａ、正孔注入層１３ｃ、正孔輸送層１３ｄ、発光層１３ｅ、電子輸送層１３ｆ、電子注入層１３ｇ及び陰極１３ｈを備えている。図１から図３では、正孔注入層１３ｃ、正孔輸送層１３ｄ、発光層１３ｅ、電子輸送層１３ｆ、電子注入層１３ｇ及び陰極１３ｈを発光層及び陰極等１３ｂとして一体的に図示している。

【0043】

陽極１３ａは透明導電膜であり、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）によって形成されている。正孔注入層１３ｃ、正孔輸送層１３ｄ、発光層１３ｅ、電子輸送層１３ｆ及び電子注入層１３ｇは有機材料によって形成されている。陰極１３ｈは例えばアルミニウムによって形成されている。

【0044】

陽極１３ａは光導波路１１上に配置されている。また、陽極１３ａは隣り合う光源素子３で互いに分離されている。陽極１３ａは光反射膜９とは反射防止膜によって絶縁されていている。ただし、陽極１３ａと光反射膜９とを絶縁するための膜は反射防止膜とは異なる絶縁膜であってもよい。
発光層及び陰極等１３ｂは陽極１３ａ上及び基板５上に配置されている。発光層及び陰極等１３ｂは隣り合う光源素子３で互いに分離されている。

【0045】

陽極１３ａと光導波路１１との間に反射防止膜１６が形成されている。反射防止膜１６は有機ＥＬ素子１３の発光光が効率よく光導波路１１に進入しやすいようにする機能を有する。反射防止膜１６は、例えばＳｉＯ₂材料とＡｌ₂Ｏ₃材料を使用した３層膜構成の反射防止膜である。ただし、反射防止膜１６の構成はこれに限定されない。

【0046】

なお、有機ＥＬ素子１３の構造及び配置は、図１から図４に示されたものに限定されず、光導波路１１の上面を介して光導波路１１内に光を放射する構造及び配置であれば、どのような構造及び配置であってもよい。
例えば、有機ＥＬ素子１３を構成する複数層の膜のうち一部の膜又は全部の膜が隣り合う光源素子３間で連続して形成されていてもよい。

【0047】

有機ＥＬ素子１３から出射された光は、光導波路１１に入射し、光反射膜９で反射され、かつ、高屈折率材料の光導波路１１を伝播する。すなわち、光は、光反射膜９で反射されながら、高屈折率材料の光導波路１１の内部を光ファイバーの原理で伝播する。光導波路１１の内部を伝播された光は、マイクロレンズ１５の材料との界面（端面）から出射される。

【0048】

光導波路１１から出射される光は特定の強度分布と角度成分を保有して出射される。マイクロレンズ１５の材料に入射した光は、マイクロレンズ１５の材料の直下にある光反射膜９で反射され、開口部から上方に出射される。マイクロレンズ１５の材料の上方にはマイクロレンズ１５の凸形状の曲面が形成されており、レンズ効果で上方に焦点を結ぶ。

【0049】

光源装置１は、光導波路１１からなる導光板構造、光反射膜９によって実現される実現される光反射構造、及びマイクロレンズ１５によって実現されるレンズ構造を併せ持つ光源素子３を備えているので、有機ＥＬ素子を光源とする光源装置の輝度を向上させることができる。

【0050】

また、光源装置１において、マイクロレンズ１５からなるレンズ部と、有機ＥＬ素子１３からなる発光部は一体構造で形成されているので、レンズを別途用意する必要がない。さらに、アライメント調整も不要である。

【0051】

また、面発光の光源（有機ＥＬ素子１３）を活用することによって、有機ＥＬ素子の課題とされてきた光量不足を改善することができる。これにより、省エネを実現できる。
また、３元微細加工により反射構造（光反射膜９）を形成することで、集光可能な輝度を増大できる。

【0052】

光源素子３の光量は有機ＥＬ素子１３の発光面積に比例する。光量を更に大きくしたい場合には、光導波路１１の上面の面積を広くしたり、光導波路１１の上面に凹凸構造を採用したりすることで、有機ＥＬ素子１３の発光面積を大きくすることが有効である。

【0053】

また、光源素子３を微細に並べることができるので、発光源（マイクロレンズ１５）の面積を小さくできる。これによって、擬似点光源が実現できる。点光源の場合、発光点の面積が小さいので、集光性に優れる。これにより、光を集めるための光学系が簡素化できる。

【0054】

例えば、光源面積が直径１００μｍの場合には、これよりも大きなレンズが必要である。また、拡散角度が大きくなるほどレンズパワーが必要となり、レンズが厚くなる。すなわち、高性能で高額のレンズが必要になる。

【0055】

他方、光源面積が直径５μｍの場合には、レンズの５μｍでよい。また、拡散角度が大きい場合でも光源の近くにレンズを配置するとパワーは比較的小さくてすむ。すなわち、レンズは薄くてよい。

【0056】

また、光源装置１は、ＬＥＤに替わる固体光源としての機能を有する。光源装置１は、コンパクト、低価格かつ高品位（高精度）な固体光源を実現する。

【0057】

図５は、図１から図３に示された光源装置を固体光源として用いた画像形成装置の概念図である。
画像形成装置は、光源装置１と、光源装置１によって露光される感光体ドラム１７と、を備えている。

【0058】

光源装置１におけるアレイ状の３次元微細加工がもたらすレンズ効果により、集光性が向上し、高精度かつ高解像度の画像形成装置が実現される。これにより、省エネ及び高精度な印刷が実現される。

【0059】

また、光源装置１は、集光機能を有するマイクロレンズ１５を備えているので、そのまま光を感光体ドラム１７に結像できる。したがって、従来は必要としていたファイバーレンズやロッドレンズ等の光伝送手段を別途用意する必要がなくなる。これにより、部品点数の減少及び低価格化を実現できる。

【0060】

また、有機ＥＬ素子とレンズ構造を一体とすることで、集光用のレンズを別途必要とはせず、アライメント調整も不要である。

【0061】

光源装置１は、光学系も含めて非常にコンパクトな構造であり、微細加工で製作すれば、印刷のドット間ピッチを１０μｍ以下に微細加工することが可能である。例えば、高精度印刷（２５.４ｍｍ／１０μｍ＝約２５００ｄｐｉ）が可能となる。さらに、ドット間ピッチを５μｍ以下に微細加工することも可能で、超高精度印刷（２５.４ｍｍ／５μｍ＝５０８０ｄｐｉ）が可能となる。この精度は、現在市販されている印刷機の中では、写真印刷機精度に匹敵する。本件発明は、高精度印刷機の実現にも貢献できる。

【0062】

図６は、図１から図３に示された光源装置１の製造工程の一例を説明するための概略的な断面図である。図６の断面図は、図１のＡ−Ａ’位置の断面とＢ−Ｂ’位置の断面に対応している。図６におけるカッコ数字（１）〜（７）は以下に説明される工程（１）〜（７）に対応している。なお、光源装置１の製造工程はこれに限定されるものではない。

【0063】

（１）基板５の材料は、例えば、石英（ガラス材料）、ポリメチルペンテン（樹脂材料）又はシリコンである。ただし、以下に説明する工程は、基本的には、基板５の材質に依存しないプロセスである。

【0064】

基板５の表面にフォトリソグラフィー技術を用いてレジスト１９のパターニングを実施する。エッチング技術を用いて、レジスト１９をマスクにして基板５をエッチングし、凹部７を形成する。基板５の材料がガラス材料又は樹脂材料であるときは、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）ドライエッチングが用いられる。基板５の材料がシリコン材料であるときは、例えばウエットエッチング又はＲＩＥドライエッチングが用いられる。ウエットエッチングを使用する場合は、シリコンからなる基板５の（１００）面をエッチングして結晶異方性エッチング（アルカリ）を行う。エッチング溶液は、例えば、ＥＤＰ溶液、ＫＯＨ溶液、ＴＭＡＨ溶液である。エッチング条件は通常の半導体プロセスと同様である。

【0065】

また、凹部７の形成についてＮＩＰ（ナノインプリント）技術を用いることができる。予め所望の形状を有する金型を用意する。金型には、所望の凹凸形状の反転構造を金型に形成する。この金型を使用し金型形状をＮＩＰ樹脂で基板上に転写する。この方法を用いれば、凹凸形状、三角形形状、非球面形状などの形状を自由度高く製作することができる。製作可能な金型の大きさは例えば直径８インチ以下であれば特に制限はない。製作可能なピッチ精度は、微細加工精度も数１００ｎｍ（ナノメートル）〜数ｍｍまで制御可能である。基板上に金型で形状を形成した後、ドライエッチング法を用いて樹脂形状を基板に転写することによって、所望の形状を形成することができる。

【0066】

（２）真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて、凹部７の内壁に例えばアルミニウム材料からなる光反射膜９を成膜する。なお、レジスト１９はそのまま残してある。

【0067】

（３）レジスト１９を剥離除去する。このとき、レジスト１９表面に形成されたアルミニウム材料薄膜も除去される。

【0068】

（４）凹部７内に光反射膜９を介して高屈折率材料を埋め込んで光導波路１１を形成する。埋め込み方法と埋め込み材料は、例えば（ａ）真空蒸着法又はスパッタリング法によるＡｌ₂Ｏ₃材料（屈折率：Ｎｄ＝２.０５）、（ｂ）塗布法による高屈折率樹脂材料（屈折率：Ｎｄ＝１.６５）、（ｃ）塗布後に熱硬化させたゾル−ゲル材料（屈折率：Ｎｄ＝１.６０）である。
光反射膜９上及び光導波路１１上に反射防止膜１６（図４を参照。）を形成する。反射防止膜１６は基板５表面にも形成されていてもよい。

【0069】

（５）フォトリソグラフィー技術を用いて、光出射口１４（図２を参照。）の形成予定位置に開口を有するレジスト２１のパターンを形成する。

【0070】

（６）ドライエッチング技術を用いて、レジスト２１をマスクにして光導波路１１の一部分をエッチングし、光導波路１１に光出射口１４を形成する。光出射口１４に位置する光導波路１１の端面は出射部として機能する。

【0071】

（７）開口部以外の箇所に有機ＥＬ素子１３を形成する。有機ＥＬ素子１３の形成方法は、例えば真空蒸着法や印刷法（インクジェット法）、レーザー転写法を使用する。ここでは、有機ＥＬ素子１３の陽極１３ａは、光導波路１１の上及び光導波路１１の周囲の光反射膜９の上のみに形成される。

【0072】

（８）図２及び図３に示されるように、光導波路１１の開口部（凹部）と、その開口部の周囲の有機ＥＬ素子１３を覆うように、樹脂製のマイクロレンズ１５を製作する。これにより、光源素子３が形成され、光源装置１の製造工程が完了する。

【0073】

なお、光源装置１の製造方法は上記製造工程に限定されない。また、以下に説明する実施例及び本発明の光源装置の製造方法は、上記製造工程に順ずるものに限定されない。

【0074】

図７は、光源装置の他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１と同じである。図７は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図７において、図１から図３と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0075】

この実施例の光源装置１では、凹部７内における光導波路１１の材料とマイクロレンズ１５の材料との界面１１ａは、マイクロレンズ１５の光軸に対して凹部７の開口側で広がる方向に角度θだけ傾斜している。その他の構造は図１から図３に示された実施例と同じである。なお、マイクロレンズ１５の材料の屈折率は光導波路１１の材料の屈折率に比べて大きい。

【0076】

界面１１ａがマイクロレンズ１５の光軸に対して凹部７の開口側で広がる方向に傾斜していることにより、界面１１ａがマイクロレンズ１５の光軸と平行な場合又はマイクロレンズ１５の光軸に対して凹部７の開口側で狭まる方向に傾斜している場合に比べて、有機ＥＬ素子１３が発光する光の光利用効率が向上する。界面１１ａからマイクロレンズ１５の材料内へ出射された光は、下部にある光反射膜９で反射されて開口部から上方に出射される。

【0077】

図８は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１と同じである。図８は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図８において、図７と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0078】

この実施例は、図７に示された実施例と比較して、凹部が、その底面のマイクロレンズ１５の材料直下の部分に凹形状の凹部内凹部７ａを備えている点で異なっている。凹部内凹部７ａに起因して、光反射膜９に凹形状が形成されている。この形状により、上方への光集光性が向上する。この実施例は、図７に示された実施例と比較して、有機ＥＬ素子１３が発光する光の利用効率が向上する。

【0079】

なお、図８に示された実施例において、界面１１ａはマイクロレンズ１５の光軸と平行であってもよい。

【0080】

図９は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は、保護層２３が形成されていることを除いて図１と同じである。図９は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図９において、図８と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0081】

この実施例は、図８に示された実施例と比較して、有機ＥＬ素子１３上に配置された保護層２３をさらに備えている点で異なっている。保護層２３は、マイクロレンズ１５の周囲を囲んで配置された側壁を備えている。保護層２３の材料は、例えば樹脂材料であるが、樹脂材料に限定されない。また、マイクロレンズ１５の周囲の保護層２３の側壁は、必ずしもマイクロレンズ１５の周囲を囲んでいなくてもよい。

【0082】

保護層２３は有機ＥＬ素子１３の保護膜として機能する。
さらに、保護層２３は、マイクロレンズ１５の周囲に配置された側壁により、マイクロレンズ１５で集光漏れを生じていた光が上方に反射される。これにより、この実施例は、図８に示された実施例と比較して、有機ＥＬ素子１３が発光する光の利用効率が向上する。

【0083】

なお、図９に示された実施例において、界面１１ａはマイクロレンズ１５の光軸と平行であってもよい。
また、マイクロレンズ１５の材料直下の光反射膜９及び凹部７は平坦形状であってもよい。

【0084】

図１０は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は、保護層２３が形成されていることを除いて図１と同じである。図１０は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図１０において、図９と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0085】

この実施例は、図９に示された実施例と比較して、界面１１ａはマイクロレンズ１５の光軸に対して凹部７の開口側で狭まる方向に傾斜している。なお、マイクロレンズ１５は光導波路１１の材料の屈折率よりも大きい屈折率の材料で形成されている。

【0086】

この実施例は、界面１１ａがマイクロレンズ１５の光軸に対して凹部７の開口側で狭まる方向に傾斜していることにより、図９に示された実施例と比較して、光源素子３の輝度が向上する。
なお、図１０に示された実施例において、保護層２３は形成されていなくてもよい。

【0087】

図１１は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１と同じである。図１１は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図１１において、図１から図３と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0088】

この実施例は、図１から図３に示された実施例と比較して、光出射口１４の下方で凹部７内に、有機ＥＬ素子１３が出射した光を光出射口１４側へ反射させるための凸部２５をさらに備えている。凸部２５の材料は、例えば石英材料、アルミノシリケイトガラス、ＳｉＯ₂を骨格とする重縮合材料（ゾル−ゲル材料）、基板５と同じ材料、光導波路１１と同じ材料などである。凸部２５の形状は例えば三角柱である。凸部２５の材料として基板５と同じ材料が用いられる場合、例えば、ＮＩＰ法を使用することで、予め製作した金型の形状を転写して凹部７の底面に凸形状を形成し、この凸形状の表面に反射膜を形成することによって、凸部２５が形成される。また、凸部２５の材料として、光導波路１１と同じ材料が用いられる場合、凹部７内に光透過性の材料を埋め込んで光導波路１１を形成した後、エッチング技術によって光導波路１１の一部分をパターニングして凸形状を製作することによって、凸部２５が形成される。

【0089】

この実施例は、凸部２５を備えていることにより、図１から図３に示された実施例と比較して、光源素子３の輝度が向上する。
なお、凸部２５の材料及び形状は、この実施例に限定されず、有機ＥＬ素子が出射した光を光出射口１４側へ反射させることができる材料及び形状であれば、どのような材料及び形状であってもよい。

【0090】

図１２は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１と同じである。図１１は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図１２において、図１１と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0091】

この実施例は、図１１に示された実施例と比較して、凸部２５は、凹部７の底面に形成された凸部及びその凸部の表面に形成された光反射膜９によって形成されている。
これにより、凸部２５を形成するための専用の工程や材料を必要とすることなく、凸部２５を形成できる。

【0092】

なお、図１１又は図１２に示された実施例において、図９に示された実施例と同様に保護層２３が形成されていてもよい。

【0093】

図１３は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１と同じである。図１３は、図１のＡ−Ａ’位置に対応している。図１３において、図１２と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0094】

この実施例は、図１２に示された実施例と比較して、マイクロレンズ１５は凹部７に埋め込まれていない。マイクロレンズ１５の直下の凹部７内に光導波路１１が存在している。光出射口１４は有機ＥＬ素子１３が形成されていない位置に設けられている。

【0095】

マイクロレンズ１５が凹部７に埋め込まれておらず、マイクロレンズ１５の直下の凹部７内に光導波路１１が存在している構成は、上述の各実施例に適用可能である。

【0096】

図１４は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な平面図である。図１５は、図１４のＣ−Ｃ’位置での概念的な断面図である。図１４及び図１５において、上記の実施例と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0097】

光源素子３は、マイクロレンズとして、光出射口１４に配置された第１マイクロレンズ１５ａと、マイクロレンズ１５ａの上方に配置された第２マイクロレンズ１５ｂを備えている。第１マイクロレンズ１５ａは２つ設けられており、凸部２５の２つの反射面ごとに配置されている。第１マイクロレンズ１５ａの材料は例えば光透過性を有する樹脂である。第１マイクロレンズ１５ａの形状は例えば楕円柱である。ただし、第１マイクロレンズ１５ａの個数、材料及び形状はこれらに限定されない。

【0098】

第１マイクロレンズ１５ａの直下の凹部７内に、光透過性の材料からなる埋め込み材料２７が埋め込まれている。埋め込み材料２７は第１マイクロレンズ１５ａ、凸部２５及び光導波路１１と接している。埋め込み材料２７は、光導波路１１と同じ材料（高屈折率材料）又は光導波路１１とは異なる材料（低屈折率材料）で形成されている。ただし、埋め込み材料２７の材料は光透過性を有するものであれば問われない。なお、埋め込み材料２７の形成位置は空洞（気体層）であってもよい。

【0099】

有機ＥＬ素子１３上及び第１マイクロレンズ１５ａ上に光透過性の材料からなるキャップ層２９が形成されている。キャップ層２９は例えばシールガラスによって形成されている。ただし、キャップ層２９の材料は光透過性を有するものであれば問われない。

【0100】

キャップ層２９の上に第２マイクロレンズ１５ｂが配置されている。第２マイクロレンズ１５ｂの材料は例えば光透過性を有する樹脂である。ただし、第２マイクロレンズ１５ｂの材料はこれに限定されない。

【0101】

キャップ層２９は、第１マイクロレンズ１５ａと第２マイクロレンズ１５ｂの光学的集光間隔を確保する機能を有する。また、キャップ層２９は有機ＥＬ素子１３の保護層としても機能する。

【0102】

第１マイクロレンズ１５ａと第２マイクロレンズ１５ｂとの間に、隣り合う光源素子３の間でのクロストークを防止するためのアパチャー３１が設けられている。この実施例では、アパチャー３１はキャップ層２９の上面に配置されている。ただし、アパチャー３１は、第１マイクロレンズ１５ａと第２マイクロレンズ１５ｂとの間の位置で、かつクロストークを防止可能な位置であれば、どのような位置に配置されていてもよい。

【0103】

キャップ層２９の上に、第２マイクロレンズ１５ｂの周囲に側壁３３ａを有するクロストーク防止層３３が配置されている。クロストーク防止層３３の材料は、例えばクロムやアルミニウムなどの金属材料、樹脂材料、ＳｉＯ₂を骨格とする重縮合材料（ゾル−ゲル材料）などである。クロストーク防止層３３の形成方法は特に限定されないが、クロストーク防止層３３の材料として樹脂材料やゾル−ゲル材料が用いられる場合、ＮＩＰ法によってクロストーク防止層３３を形成することができる。ただし、クロストーク防止層３３の材料は、隣り合う光源素子３の間でのクロストークを防止できる材料であれば、どのような材料であってもよい。また、クロストーク防止層３３の側壁３３ａは、隣り合う光源素子３の間でのクロストークを防止できる位置に配置されていればよく、必ずしも第２マイクロレンズ１５ｂの周囲を取り囲んでいなくてもよい。また、クロストーク防止層３３の形成方法はＮＩＰ法に限定されない。

【0104】

第１マイクロレンズ１５ａ及び第２マイクロレンズ１５ｂの機能は、例えば、テレセントリック光学系を構成する。ただし、第１マイクロレンズ１５ａ及び第２マイクロレンズ１５ｂの機能は、テレセントリック光学系に限定されず、他の光学系、例えば集光光学系であってもよい。

【0105】

図１６は、図１４及び図１５に示された光源装置を固体光源として用いた画像形成装置の概念図である。
第１マイクロレンズ１５ａ及び第２マイクロレンズ１５ｂがテレセントリック光学系を構成する場合、光導波路１１から出射され、凸部２５で反射された光は平行光として上方に進行する。第２マイクロレンズ１５ｂから出射された光は感光体ドラム１７に集光される。

【0106】

この実施例の光源装置１は、光源素子３において２層のレンズ１５ａ，１５ｂを採用しているので、輝度の低下もなく明るい光学系を形成できる。さらに、製造プロセスとして半導体プロセスを採用でき、一体型対置合わせ機構を採用しているので、光学精度や製造の再現性も非常に高い。

【0107】

さらに、隣り合う光源素子３間において、光源素子３が出射する光はアパチャー３１とクロストーク防止層３３の側壁３３ａで仕切られているため、クロストーク（隣の光源素子３からの光の迷光）がなく、純粋な発光源からの光が取り出せる。これにより、高精度印刷が実現可能である。

【0108】

なお、マイクロレンズとして第１マイクロレンズ１５ａ及び第２マイクロレンズ１５ｂを備え、さらにキャップ層３１及びクロストーク防止層３３を備えた構成は、上述の各実施例に適用可能である。

【0109】

図１７は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１４と同じである。図１７は、図１４のＣ−Ｃ’位置に対応している。図１７において、図１４及び図１５と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0110】

この実施例は、図１４及び図１５に示された実施例と比較して、凹部７の底面は、凹部７の深さが光出射口１４側で深くなるように傾斜している。そして、光反射膜９及び光導波路１１の底面は、凹部７の底面形状に起因して、光導波路７内で光が光出射口１４側へ反射されやすくなるように傾斜している。これにより、光源素子３の輝度が向上されている。

【0111】

なお、当該傾斜が形成されている位置は、凹部７の形成領域の一部分であってもよい。また、基板５の上面に対する凹部７の底面、光反射膜９及び光導波路１１の底面の傾斜角は任意である。

【0112】

図１８は、光源装置のさらに他の実施例を説明するための概略的な断面図である。この実施例の平面図は図１４と同じである。図１８は、図１４のＣ−Ｃ’位置に対応している。図１８において、図１４及び図１５と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付されている。

【0113】

この実施例は、図１４及び図１５に示された実施例と比較して、凹部７の底面は、凹部７の深さが光出射口１４側で深くなるように湾曲している。そして、光反射膜９及び光導波路１１の底面は、凹部７の底面形状に起因して、光導波路７内で光が光出射口１４側へ反射されやすくなるように湾曲している。これにより、光源素子３の輝度が向上されている。

【0114】

なお、当該湾曲部分が形成されている位置は、凹部７の形成領域の一部分であってもよい。また、凹部７の底面、光反射膜９及び光導波路１１の底面の曲面の形状は任意である。例えば、三角柱である凸部２５の中心軸に向けて光が集まるように、光反射膜９と光導波路１１の底面との界面が凸部２５の中心軸とする円柱の円弧上に位置している例を挙げることができる。これにより、光源素子３の輝度がより向上する。

【0115】

なお、凹部７の底面、光反射膜９及び光導波路１１の底面が上記のように傾斜又は湾曲している構成は、上述の各実施例に適用可能である。

【0116】

上述の各実施例では、有機ＥＬ素子１３と光導波路１１との間に反射防止膜１６が形成されている例を示した。反射防止膜１６は形成されていなくてもよいが、反射防止膜１６が形成されていることによって有機ＥＬ素子１３から光導波路１１への光の透過率が向上する。

【0117】

当該反射防止膜を検討した結果を記す。
光導波路の媒質としてＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂について検討した。入射角は０度で計算した。可視光の平均透過率を求めるべく、波長が３５０ｎｍ〜８５０ｎｍの光の透過率を求め、中心設計波長は５５０ｎｍで計算した。

【0118】

媒質がＡｌ₂Ｏ₃の光導波路に対して、光導波路側から順にＴａ₂Ｏ₅（膜厚：１５.２６ｎｍ）／ＳｉＯ₂（膜厚：１８.１３ｎｍ）／Ｔａ₂Ｏ₅（膜厚：８.３６ｎｍ）の３層膜構成の反射防止膜を設定した。反射防止膜の上に有機ＥＬ素子の陽極（ＩＴＯ）を配置した。各材料の屈折率は、Ａｌ₂Ｏ₃：１.６７、Ｔａ₂Ｏ₅：２.１４、ＳｉＯ₂：１.４６、ＩＴＯ：２.０５である。

【0119】

反射防止膜を配置しない場合（ＩＴＯ／Ａｌ₂Ｏ₃の積層構造）、可視光の平均透過率は９９.０％であった。
反射防止膜を配置した場合（ＩＴＯ／Ｔａ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅／Ａｌ₂Ｏ₃の積層構造）、可視光の平均透過率は９９.７％であった。
反射防止膜を配置することにより、可視光の平均透過率は０.７％向上した。

【0120】

また、媒質がＳｉＯ₂の光導波路に対して、Ａｌ₂Ｏ₃（膜厚：６４.７９ｎｍ）の反射防止膜を設定した。反射防止膜の上に有機ＥＬ素子の陽極（ＩＴＯ）を配置した。各材料の屈折率は上述のとおりである。

【0121】

反射防止膜を配置しない場合（ＩＴＯ／ＳｉＯ₂の積層構造）、可視光の平均透過率は９７.５％であった。
反射防止膜を配置した場合（ＩＴＯ／Ａｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂の積層構造）、可視光の平均透過率は９９.２％であった。
反射防止膜を配置することにより、可視光の平均透過率は１.７％向上した。

【0122】

このように、有機ＥＬ素子と光導波路の間に反射防止膜が形成されていることによって、有機ＥＬ素子から光導波路への光の透過率が向上する。

【0123】

以上、本発明の実施例が説明されたが、本発明は、これらに限定されるものではなく、実施例で示された材料、数値、配置等は一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【0124】

例えば、上記実施例では面発光型光源素子として有機ＥＬ素子が用いられているが、本発明の光源装置において、面発光型光源素子は他の構造の面発光型光源素子であってもよい。例えば、有機ＥＬ素子に替えて、ＶＣＳＥＬ又はＬＥＤＡが配置されていてもよい。ただし、本発明の光源装置において、面発光型光源素子はこれらの素子に限定されず、光導波路の上面を介して上記光導波路内に光を放射する面発光型光源素子であれば、どのようなタイプのものであってもよい。

【符号の説明】

【0125】

１ 光源装置
３ 光源素子
５ 基板
７ 凹部
７ａ 凹部内凹部
９ 光反射膜
１１ 光導波路
１１ａ 界面
１３ 有機ＥＬ素子
１４ 光出射口
１５ マイクロレンズ
１６ 反射防止膜
１７ 感光体ドラム
２３ 保護層
２５ 凸部
２９ キャップ層
３１ アパチャー
３３ クロストーク防止層
３３ａ 側壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】