(57)【要約】【課題】従来のＬＥＤプリントヘッドに比べて作動距離が長い、発光素子アレイ方式の露光装置を提供する。また、本発明の露光装置を用いることで、従来のＬＥＤプリントヘッドを搭載した画像形成装置に比べ、より小型化が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】隣接する２つの発光素子の基板の長さ方向に沿った間隔が予め定めた第１の間隔となるように、複数の発光素子が基板上に形成された発光素子アレイと、基板上に配置されたホログラム記録層を備え、ホログラム記録層に複数の発光素子の各々に対応して第１の間隔より大きな直径を有する複数のホログラム素子が形成されたホログラム素子アレイと、を備えた露光装置が設けられている。複数の発光素子の各々から射出された各光が、対応するホログラム素子により集光され且つ予め定めた結像面の方向に回折されて、各光により結像面が基板の長さ方向に沿って主走査される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の基板及び該基板上に形成された複数の発光素子を備え、隣り合う２つの発光素子の前記基板の長さ方向に沿った間隔が予め定めた第１の間隔となるように、前記複数の発光素子が前記基板の長さ方向に沿って少なくとも１列配列された発光素子アレイと、
前記基板上に配置されたホログラム記録層及び該ホログラム記録層に形成された複数のホログラム素子を備え、前記複数のホログラム素子は前記複数の発光素子の各々に対応して、隣り合う２つのホログラム素子の前記基板の長さ方向に沿った間隔が前記第１の間隔となるように形成されると共に、前記複数の発光素子の各々から射出された各光が対応するホログラム素子により予め定めた結像面の方向に回折され且つ集光されるように、前記複数のホログラム素子の各々の前記基板の長さ方向の直径を前記第１の間隔より大きくしたホログラム素子アレイと、
を備えた露光装置。
【請求項２】
前記複数のホログラム素子の各々は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径を有する請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数のホログラム素子の各々は、前記ホログラム記録層の面方向及び厚さ方向に干渉縞の強度分布が記録された体積ホログラムである請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記複数のホログラム素子の各々は、シフト多重記録、角度多重記録、波長多重記録、及び位相多重記録からなる群から選択される少なくとも１つの多重記録方式により多重記録された請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数のホログラム素子の各々は、球面波であり且つ対応する発光素子の位置を焦点位置とする参照光と、集光されて前記結像面に結像する物体光とを、前記ホログラム記録層内で干渉させて形成された請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記複数の発光素子の各々は、半導体レーザ、発光ダイオード及び電界発光素子からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の露光装置と、
前記露光装置による像様露光により画像が記録される感光性の画像記録媒体と、
前記画像記録媒体を前記露光装置に対して相対移動させる移動手段と、
画像データに基づいて、前記画像記録媒体が前記基板の長さ方向と交差する方向に副走査されるように前記移動手段を制御すると共に、前記複数の発光素子の各々を点灯制御する制御手段と、
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、露光装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式で画像を形成する複写機、プリンタ等では、感光体ドラムに潜像を書き込む露光装置として、レーザ光源から射出された光をポリゴンミラーで走査するレーザＲＯＳ（Raster Output Scanner）方式の露光装置が用いられていた。最近では、レーザＲＯＳ方式の露光装置に代わり、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いたＬＥＤ方式の露光装置が主流になりつつある。ＬＥＤ方式の露光装置は、ＬＥＤプリントヘッドと称され、ＬＰＨと略称されている。
【０００３】
ＬＥＤプリントヘッドは、長尺状の基板上に多数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイと、多数の屈折率分布型のロッドレンズが配列されたレンズアレイと、を備えている。ＬＥＤアレイには、例えば１インチ当り１２００画素（即ち、１２００ｄｐｉ）と、主走査方向の画素数に対応して多数のＬＥＤが配列されている。屈折率分布型のロッドレンズとしては、セルフォック（登録商標）に代表される円柱状のロッドレンズが用いられている。
【０００４】
ＬＥＤプリントヘッドでは、各ＬＥＤから射出された光は、ロッドレンズにより集光されて、感光体ドラム上に正立等倍像が結像される。従って、レーザＲＯＳ方式の走査光学系は不要であり、レーザＲＯＳ方式に比べて大幅な小型化が可能である。また、ポリゴンミラーを駆動する駆動モータも不要であり、機械的なノイズが発生しないという利点もある。
【０００５】
ＬＥＤプリントヘッドにおいては、ロッドレンズに代えてホログラム素子アレイを用いた技術がいくつか提案されている（特許文献１、２、３参照）。
【０００６】
なお、電子写真方式の露光装置としては、ＬＥＤアレイを用いるＬＥＤプリントヘッドが一般的であるため、この露光方式は「ＬＥＤ方式」と通称されている。しかしながら、発光素子をＬＥＤに限定する必要はないため、以下では「ＬＥＤ方式」を「発光素子アレイ方式」と、適宜、言い換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２０１２７０号公報
【特許文献２】特開２０００−３３００５８号公報
【特許文献３】特開２００７−２３７５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来のＬＥＤプリントヘッドに比べて作動距離が長い、発光素子アレイ方式の露光装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、本発明の露光装置を用いることで、従来のＬＥＤプリントヘッドを搭載した画像形成装置に比べ、より小型化が可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために各請求項に記載の発明は、下記構成を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１の発明は、長尺状の基板及び該基板上に形成された複数の発光素子を備え、隣り合う２つの発光素子の前記基板の長さ方向に沿った間隔が予め定めた第１の間隔となるように、前記複数の発光素子が前記基板の長さ方向に沿って少なくとも１列配列された発光素子アレイと、前記基板上に配置されたホログラム記録層及び該ホログラム記録層に形成された複数のホログラム素子を備え、前記複数のホログラム素子は前記複数の発光素子の各々に対応して、隣り合う２つのホログラム素子の前記基板の長さ方向に沿った間隔が前記第１の間隔となるように形成されると共に、前記複数の発光素子の各々から射出された各光が対応するホログラム素子により予め定めた結像面の方向に回折され且つ集光されるように、前記複数のホログラム素子の各々の前記基板の長さ方向の直径を前記第１の間隔より大きくしたホログラム素子アレイと、を備えた露光装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、前記複数のホログラム素子の各々は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径を有する請求項１に記載の露光装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、前記複数のホログラム素子の各々は、前記ホログラム記録層の面方向及び厚さ方向に干渉縞の強度分布が記録された体積ホログラムである請求項１又は請求項２に記載の露光装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、前記複数のホログラム素子の各々は、シフト多重記録、角度多重記録、波長多重記録、及び位相多重記録からなる群から選択される少なくとも１つの多重記録方式により多重記録された請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の露光装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、前記複数のホログラム素子の各々は、球面波であり且つ対応する発光素子の位置を焦点位置とする参照光と、集光されて前記結像面に結像する物体光とを、前記ホログラム記録層内で干渉させて形成された請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の露光装置である。
【００１５】
請求項６の発明は、前記複数の発光素子の各々は、半導体レーザ、発光ダイオード及び電界発光素子からなる群から選択される少なくとも１種である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の露光装置である。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の露光装置と、前記露光装置による像様露光により画像が記録される感光性の画像記録媒体と、前記画像記録媒体を前記露光装置に対して相対移動させる移動手段と、画像データに基づいて、前記画像記録媒体が前記基板の長さ方向と交差する方向に副走査されるように前記移動手段を制御すると共に、前記複数の発光素子の各々を点灯制御する制御手段と、を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の各請求項に記載の発明によれば、以下の効果がある。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、従来のＬＥＤプリントヘッドに比べて作動距離が長い、発光素子アレイ方式の露光装置が提供される、という効果がある。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、数ｃｍオーダと作動距離が長い、発光素子アレイ方式の露光装置が提供される、という効果がある。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、ホログラム素子に入射する光の角度を制限することができると共に、ホログラム素子で回折させる波長幅を制限することができるので、輪郭が鮮明な微小スポットを形成することができる、という効果がある。即ち、体積ホログラムは、入射角選択性及び波長選択性が高く、微小スポットを形成することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、複数のホログラム素子間でのクロストークが抑制される、という効果がある。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、発光素子から射出される光をホログラム素子により効率よく回折させることができると共に、複数のホログラム素子間でのクロストークが抑制される、という効果がある。また、製造面から見ると、高密度に複数のホログラム素子が多重記録されたホログラム素子アレイを簡易な方法で作製することができる、という効果がある。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、インコヒーレント光を射出する発光ダイオード（ＬＥＤ）及び電界発光素子（ＥＬ）を発光素子として用いた場合にも、コヒーレント光を射出する半導体レーザ（ＬＤ）を発光素子として用いた場合と同様に、輪郭が鮮明な微小スポットを形成することができる、という効果がある。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、発光素子アレイ方式の露光装置を用いた場合の効果に加えて、従来のＬＥＤプリントヘッドを搭載した画像形成装置に比べ、画像形成装置の更なる小型化を図ることができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る露光装置としてのＬＥＤプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。
【図３】（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図であり、（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図であり、（Ｃ）はＬＥＤプリントヘッドの主走査方向の断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はホログラム記録層にホログラム素子が形成される様子を示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）はＬＥＤプリントヘッドの製造工程を示す工程図である。
【図７】実施例１で形成された体積ホログラムから回折光が再生される様子を示す概略図である。
【図８】（Ａ）は実施例１で結像面に形成されたスポット形状を示す撮像画像であり、（Ｂ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。
【図９】実施例２で結像面に形成されたスポット形状を示す撮像画像である。
【図１０】（Ａ）は実施例３で結像面に形成されたスポット形状を示す撮像画像であり、（Ｂ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。
【図１１】（Ａ）は実施例４で形成された体積ホログラムの形状を示す図であり、（Ｂ）は複数の体積ホログラムが主走査方向に多重記録された様子を示す図である。
【図１２】（Ａ）は結像面で順次撮像した各スポットのスポット形状を示す撮像画像であり、（Ｂ）は１０番目のスポットのスポット形状を示す撮像画像であり、（Ｃ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。
【図１３】実施例５で形成された体積ホログラムから回折光が再生される様子を示す概略図である。
【図１４】５０番目のスポットのスポット形状を示す撮像画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２７】
＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
この画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部としての画像形成プロセス部１０、画像形成装置の動作を制御する制御部３０、及び画像読取装置３と例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２等の外部装置とに接続され、これらの装置から受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理部４０を備えている。
【００２８】
画像形成プロセス部１０は、一定の間隔で並列に配置される４つの画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを備えている。画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの各々は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。なお、画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを、適宜「画像形成ユニット１１」と総称する。
【００２９】
各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を所定電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
【００３０】
ＬＰＨ１４は、感光体ドラム１２の軸線方向の長さと略同じ長さの長尺状のプリントヘッドである。ＬＰＨ１４には、長さ方向に沿って複数のＬＥＤがアレイ状に配列されている。ＬＰＨ１４は、その長さ方向が感光体ドラム１２の軸線方向を向くように、感光体ドラム１２の周囲に配置されている。また、本実施の形態では、ＬＰＨ１４の作動距離は長く、感光体ドラム１２の表面から数ｃｍ離間して配置されている。このため、感光体ドラム１２の周方向における占有幅が小さく、感光体ドラム１２の周囲の混雑が緩和されている。
【００３１】
また、画像形成プロセス部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色のトナー像が多重転写される中間転写ベルト２１、各画像形成ユニット１１の各色トナー像を中間転写ベルト２１に順次転写（一次転写）させる一次転写ロール２２、中間転写ベルト２１上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写ロール２３、及び二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器２５を備えている。
【００３２】
次に上記画像形成装置の動作について説明する。
まず、画像形成プロセス部１０は、制御部３０から供給された同期信号等の制御信号に基づいて画像形成動作を行う。その際に、画像読取装置３やＰＣ２から入力された画像データは、画像処理部４０によって画像処理が施され、インターフェースを介して各画像形成ユニット１１に供給される。
【００３３】
例えば、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により所定電位で一様に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。即ち、ＬＰＨ１４の各ＬＥＤが画像データに基づいて発光することで、感光体ドラム１２の表面が主走査されると共に、感光体ドラム１２が回転することで副走査されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいて、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【００３４】
各画像形成ユニット１１で形成された各色トナー像は、図１の矢印Ａ方向に回動する中間転写ベルト２１上に、一次転写ロール２２により順次静電吸引されて転写される（一次転写）。中間転写ベルト２１上には、重畳されたトナー像が形成される。重畳トナー像は、中間転写ベルト２１の移動に伴って二次転写ロール２３が配設された領域（二次転写部）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部に搬送されると、トナー像が二次転写部に搬送されるタイミングに合わせて用紙Ｐが二次転写部に供給される。
【００３５】
そして、二次転写部にて二次転写ロール２３により形成される転写電界により、重畳トナー像は搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写される（二次転写）。重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、中間転写ベルト２１から剥離され、搬送ベルト２４により定着器２５まで搬送される。定着器２５に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器２５によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙トレー（不図示）に排出される。
【００３６】
なお、ＬＰＨの作動距離が長い方が、感光体ドラムの周囲が混み合わず、全体として画像形成装置の小型化を図ることができる。従来のＬＰＨでは、ロッドレンズのレンズアレイ端面から結像点までの光路長（作動距離）は数ｍｍ程度と短く、感光体ドラムの周囲における露光装置の占有割合が大きくなる。また、一般に、インコヒーレント光を射出するＬＥＤを用いるＬＰＨでは、コヒーレンス性が低下してスポットぼけ（いわゆる色収差）が生じ、微小スポットを形成することは容易ではない。
【００３７】
＜ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)＞
（ＬＰＨの構成）
図２は本発明の実施の形態に係る露光装置としてのＬＥＤプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。図３（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図であり、図３（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図であり、図３（Ｃ）はＬＥＤプリントヘッドの主走査方向の断面図である。
【００３８】
図２に示すように、ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ１４)は、複数のＬＥＤ５０を備えたＬＥＤアレイ５２と、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して設けられた複数のホログラム素子５４を備えたホログラム素子アレイ５６と、を備えている。図２に示す例では、ＬＥＤアレイ５２は６個のＬＥＤ５０１〜５０６を備え、ホログラム素子アレイ５６は６個のホログラム素子５４１〜５４６を備えている。なお、各々を区別する必要がない場合には、ＬＥＤ５０１〜５０６を「ＬＥＤ５０」と総称し、ホログラム素子５４１〜５４６を「ホログラム素子５４」と総称する。
【００３９】
複数のＬＥＤ５０の各々は、ＬＥＤ５０の各々を駆動する駆動回路（図示せず）と共に、長尺状のＬＥＤ基板５８上に実装されている。上述した通り、ＬＥＤ５０の各々は、感光体ドラム１２の軸線方向と平行な方向に沿って配列されている。ＬＥＤ５０の配列方向が「主走査方向」である。また、ＬＥＤ５０の各々は、互いに隣接する２つのＬＥＤ５０（発光点）の主走査方向の間隔（発光点ピッチ）が一定間隔となるように配列されている。なお、感光体ドラム１２の回転により副走査が行われるが、「主走査方向」と直交する方向を「副走査方向」として図示している。
【００４０】
ホログラム素子アレイ５６は、ＬＥＤ基板５８上に形成されたホログラム記録層６０内に形成されている。後述する通り、ＬＥＤ基板５８とホログラム記録層６０とは密着している必要はなく、図３（Ｂ）及び（Ｃ)の例では、ホログラム記録層６０は、ＬＥＤ基板５８から所定高さだけ離間された位置に、図示しない保持部材により保持されている。
【００４１】
ホログラム記録層６０は、ホログラムを永続的に記録保持することが可能な高分子材料から構成されている。このような高分子材料としては、いわゆるフォトポリマーを用いることができる。フォトポリマーは、光重合性モノマーのポリマー化による屈折率変化を利用してホログラムを記録する。ホログラム素子５４の各々は、ＬＥＤ５０の各々に対応して、ＬＥＤ５０と同様に主走査方向に沿って配列されている。また、ホログラム素子５４の各々は、互いに隣接する２つのホログラム素子５４の主走査方向の間隔が、上記の発光点ピッチと同じ間隔となるように配列されている。
【００４２】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ホログラム素子５４の各々は、ホログラム記録層６０の表面側を底面とし、ＬＥＤ５０側に向かって収束する円錐台状に形成されている。この例では円錐台状のホログラム素子について説明するが、ホログラム素子の形状はこれには限定されない。例えば、円錐、楕円錐、楕円錐台等の形状とすることもできる。円錐台状のホログラム素子５４の直径は、底面で最も大きくなる。この円形の底面の直径を「ホログラム径ｒＨ」とする。ホログラム素子５４の各々は、発光点ピッチよりも大きなホログラム径ｒＨを有している。例えば、発光点ピッチは３０μｍであり、ホログラム径ｒＨは２ｍｍ、ホログラム厚さｈＨは２５０μｍである。従って、図２及び図３（Ｃ）に示すように、互いに隣接する２つのホログラム素子５４は、互いに大幅に重なり合うように形成されている。
【００４３】
複数のＬＥＤ５０の各々は、対応するホログラム素子５４側に光を射出するように、発光面をホログラム記録層６０の表面側に向けて、ＬＥＤ基板５８上に配置されている。ＬＥＤ５０の「発光光軸」は、対応するホログラム素子５４の中心（円錐台の対称軸）付近を通り、ＬＥＤ基板５８と直交する方向を向いている。図示した通り、発光光軸は、上記の主走査方向及び副走査方向の各々とも直交する。
【００４４】
ＬＥＤアレイ５２としては、複数の自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）が配列されたＳＬＥＤチップ（図示せず）が、複数個直列に配列されて構成されたＳＬＥＤアレイを用いることが好ましい。ＳＬＥＤアレイは、スイッチのオン・オフを二本の信号線によって行い、各ＳＬＥＤを選択的に発光させることができるので、データ線を共通化することができる。このＳＬＥＤアレイを用いることで、ＬＥＤ基板５８上での配線数が少なくて済む。
【００４５】
また、図示は省略するが、ＬＰＨ１４は、ホログラム素子５４で生成された回折光が感光体ドラム１２の方向に射出されるように、ハウジングやホルダー等の保持部材により保持されて、画像形成ユニット１１内の所定位置に取り付けられている。なお、ＬＰＨ１４は、調整ネジ（図示せず）等の調整手段により、回折光の光軸方向に移動可能に構成されていることが好ましい。ホログラム素子５４による結像位置(焦点面)が、感光体ドラム１２表面上に位置するように、調整手段により調整される。また、ホログラム記録層６０上に、カバーガラスや透明樹脂等で保護層が形成されていることが好ましい。保護層によりゴミの付着が防止される。
【００４６】
（ＬＰＨの動作）
次に、ＬＰＨ１４の動作について簡単に説明する。
まず、ホログラム素子５４の記録・再生の原理について簡単に説明する。図４（Ａ）は、ホログラム記録層にホログラム素子が形成される様子を示す図である。感光体ドラム１２の図示は省略し、結像面である表面１２Ａだけを図示する。また、ホログラム記録層６０Ａは、ホログラム素子５４が形成される前の記録層であり、符号Ａを付して、ホログラム素子５４が形成されたホログラム記録層６０と区別する。
【００４７】
図４（Ａ）に示すように、表面１２Ａに結像される回折光の光路を通るコヒーレント光が、信号光としてホログラム記録層６０Ａに照射される。同時に、ホログラム記録層６０Ａを通過する際に、発光点から所望のホログラム径ｒＨまで拡がる拡散光の光路を通るコヒーレント光が、参照光としてホログラム記録層６０Ａに照射される。コヒーレント光の照射には、半導体レーザ等のレーザ光源が用いられる。
【００４８】
信号光と参照光とは、ホログラム記録層６０Ａに対し、同じ側（ＬＥＤ基板５８が配置される側）から照射される。信号光と参照光との干渉により得られる干渉縞（強度分布）が、ホログラム記録層６０Ａの厚さ方向にわたって記録される。これにより、透過型のホログラム素子５４が形成されたホログラム記録層６０が得られる。ホログラム素子５４は、面方向及び厚さ方向に干渉縞の強度分布が記録された体積ホログラムである。このホログラム記録層６０を、ＬＥＤアレイ５２が実装されたＬＥＤ基板５８上に取り付けることで、ＬＰＨ１４が作製される。
【００４９】
なお、ホログラム記録層６０Ａは、ＬＥＤ５０と接して形成されていてもよく、空気層や透明樹脂層などを介して離れていてもよい。ＬＥＤ５０と接している場合は、ホログラム素子５４は円錐状もしくは楕円錐状に形成され、離れている場合は、図３（Ａ）に示すように、円錐台状（もしくは楕円錐台状）に形成される。また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）と同様に、ホログラム素子が形成される様子を示す図である。図４（Ａ）の形成方法とは異なり、信号光と参照光とが、ホログラム記録層６０Ａの表面側から照射される。即ち、位相共役波によりホログラムが記録される。この形成方法については、ＬＰＨ１４の製造方法として後で詳しく説明する。
【００５０】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。図５（Ａ）に示すように、ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光は、発光点からホログラム径ｒＨまで拡がる拡散光の光路を通る。ＬＥＤ５０の発光により、ホログラム素子５４に参照光が照射されたのと略同じ状況となる。
【００５１】
図５（Ｂ）に示すように、点線で図示する参照光の照射により、実線で図示するように、ホログラム素子５４から信号光と同じ光が再生され、回折光として射出される。射出された回折光は収束して、数ｃｍの作動距離で感光体ドラム１２の表面１２Ａに結像される。表面１２Ａにはスポット６２が形成される。特に、体積ホログラムは入射角選択性及び波長選択性が高く、信号光を精度よく再生して、表面１２Ａに輪郭の鮮明な微小スポットが形成される。
【００５２】
なお、表面１２Ａに結像される回折光の光軸と信号光の光軸とを一致させ、信号光の光軸と参照光の光軸とが予め定めた角度θで交差するように、信号光と参照光とを干渉させてホログラム素子５４を記録しておくと、発光光軸と角度θを成す方向に回折光が射出される。
【００５３】
同様に、図２に示すように、ＬＥＤアレイ５２とホログラム素子アレイ５６とを備えたＬＰＨ１４では、６個のＬＥＤ５０１〜５０６の各々から射出された各光は、対応するホログラム素子５４１〜５４６のいずれかに入射する。ホログラム素子５４１〜５４６は、入射された光を回折して回折光を生成する。ホログラム素子５４１〜５４６の各々で生成された各回折光は、感光体ドラム１２の方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光される。回折光の光軸方向は、感光体ドラム１２の方向を向く。
【００５４】
射出された各回折光は、感光体ドラム１２の方向に収束して、数ｃｍ先の焦点面に配置された感光体ドラム１２の表面で結像される。即ち、複数のホログラム素子５４の各々は、対応するＬＥＤ５０から射出された光を回折して集光し、感光体ドラム１２表面に結像させる光学部材として機能する。感光体ドラム１２の表面には、各回折光による微小なスポット６２１〜６２６が、主走査方向に配列されるように形成される。換言すれば、ＬＰＨ１４により、感光体ドラム１２が主走査される。なお、各々を区別する必要がない場合には、スポット６２１〜６２６を「スポット６２」と総称する。
【００５５】
（ＬＰＨの各素子の大きさ）
図２においては、概略的に６個のＬＥＤ５０１〜５０６が１列に配列されている例を図示したが、画像形成装置の主走査方向の解像度に応じて数千個のＬＥＤ５０が配列されている。例えば、ＳＬＥＤアレイを例に説明すると、１２８個のＬＥＤが１２００ｓｐｉ（spots per inch）間隔で配列されたＳＬＥＤチップが、５８個直列に配列されてＳＬＥＤアレイが構成されている。換算すると、１２００ｄｐｉの解像度の画像形成装置では、７４２４個のＳＬＥＤが２１μｍの間隔で配列されている。
【００５６】
集光レンズより集光してスポットを形成する場合には、スポット微小化の限界は光の回折現象に由来して決まる。集光レンズで形成されるスポットは、下記関係式から、エアリーディスクと称される。エアリーディスクの直径（スポットサイズ）φは、波長λと集光レンズの開口数ＮＡとを用いて、φ＝１．２２λ／ＮＡ（＝２．４４λＦ）で表される。従って、作動距離（≒焦点距離）をｆとすると、ｆ＝ｒＨφ／２．４４λとなる。
ＮＡ＝sinθ＝ｒＨ／２ｆ
Ｆ（Ｆナンバー）＝ｆ／ｒＨ
ｆ：焦点距離
ｆ＝ｒＨφ／２．４４λ
【００５７】
従来のホログラム素子アレイを用いたＬＰＨでは、複数のホログラム素子の各々は、複数のレンズをＬＥＤの各々に対応させて配列する場合と同様に、互いに重ならないように、ＬＥＤのピッチ間隔（発光点ピッチ）以下の直径で作製されている。発光点ピッチは、感光体ドラム上に形成される微小スポットの間隔（画素ピッチ）と略同じ長さであり、数十μｍである。直径が数十μｍのホログラム素子では、回折によるビームの広がり（回折限界）によって、ロッドレンズと同様に数ｍｍオーダの作動距離しか得ることができない。これに対して、本実施の形態では、発光点ピッチよりもホログラム素子の直径を大きくすることで、ｃｍオーダの作動距離を実現している。
【００５８】
例えば、従来通り、ホログラム素子の直径を発光点ピッチ以下とすると、１２００ｄｐｉの解像度では、ホログラムサイズｒＨを約２０μｍ以下にしなければならない。このとき、波長を７８０ｎｍとすると、スポットサイズφを約４０μｍまで許容したとしても、作動距離は高々４２０μｍが限界である。このように、従来技術では作動距離をｃｍオーダまで長くすることができない。
【００５９】
一方、本実施の形態のように、ホログラム素子の直径を発光点ピッチよりも大きくすると、作動距離をｃｍオーダまで長くすることができる。例えば、集光レンズとして機能するホログラム素子５４の直径（ホログラム径ｒＨ）を１ｍｍ以上にすることで、作動距離を１ｃｍ以上にすることができる。例えば、後述する通り、ホログラム径ｒＨ＝２ｍｍ、ホログラム厚さｈＨ＝２５０μｍにおいて、４ｃｍの作動距離で、約４０μｍ（半値幅で約３０μｍ）のスポットサイズφを実現することができる。
【００６０】
上述した通り、ホログラム素子の直径は１ｍｍ以上であることが好ましい。また、ホログラム素子の直径が１０ｍｍを越えると、ホログラム素子の多重度が極めて高くなるため、材料のダイナミックレンジで制限される回折効率が低下してしまうという問題が生ずる。したがって、ホログラム素子の直径は１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６１】
（ＬＰＨの製造方法）
次に、ＬＰＨ１４の製造方法について説明する。図６（Ａ）〜（Ｅ）はＬＥＤプリントヘッドの製造工程を示す工程図である。概要はホログラム素子５４の記録・再生の原理として説明した通りである。ここでは、副走査方向の断面図を図示するので、ＬＥＤ５０及びホログラム素子５４は１個ずつしか図示されていないが、ＬＥＤアレイ５２とホログラム素子アレイ５６とを備えたＬＰＨ１４の製造工程として説明する。
【００６２】
まず、図６（Ａ）に示すように、複数のＬＥＤ５０がＬＥＤ基板５８上に実装されたＬＥＤアレイ５２を用意する。ＬＥＤ基板５８表面の周辺部に、フォトポリマーを堰き止めるための土手部６４を枠状に形成する。土手部６４は、例えば、硬化性ポリマーをホログラム記録層６０と略同じ厚さで塗布した後に、加熱や光照射により硬化させて形成する。例えば、薄い体積ホログラムを記録する場合には、ホログラム記録層６０の厚さは数百μｍ程度であり、同様に、厚さ数百μｍの土手部６４を形成する。厚い体積ホログラムを記録する場合には、ホログラム記録層６０の厚さは１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲となり、同様に、厚さ１ｍｍ〜１０ｍｍの土手部６４を形成する。
【００６３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、周辺部に枠状の土手部６４が形成されたＬＥＤ基板５８上に、土手部６４から溢れない程度にディスペンサからフォトポリマーを流し込んで、ホログラム記録層６０Ａを形成する。次いで、ホログラム記録層６０Ａの表面に、記録光及び再生光に対し透明な薄板状のカバーガラスを装着する等して、ホログラム記録層６０Ａ上に保護層６６を形成する。この後に、チップアライメント検査を行い、発光点である複数のＬＥＤ５０の位置を計測する。
【００６４】
次に、図６（Ｃ）に示すように、フォトポリマーからなるホログラム記録層６０Ａに、保護層６６側から信号光と参照光とを同時に照射して、ホログラム記録層６０Ａに複数のホログラム素子５４を形成する。所望の回折光の光路を逆向きに通過するレーザ光を、信号光として照射する。また、ホログラム記録層６０Ａを通過する際に、所望のホログラム径ｒＨから発光点まで収束する収束光の光路を通過するレーザ光を、参照光として照射する。即ち、図４（Ｂ）に示したように、位相共役波によりホログラムを記録する。信号光及び参照光用のレーザ光には、例えば、半導体レーザから発振される波長７８０ｎｍのレーザ光を用いる。
【００６５】
まず、上記のチップアライメント検査で得られた計測データと、ホログラム素子５４の設計値（ホログラム径ｒＨ、ホログラム厚さｈＨ）とから、レーザ光の照射位置、照射角度、拡がり角度、収束角度等、信号光及び参照光が設計される。そして、設計された信号光及び参照光を照射するための書き込み光学系を配置する。
【００６６】
書き込み光学系を固定配置したままで、参照光として収束する球面波を用い、ホログラム記録層６０Ａが形成されたＬＥＤ基板５８を、信号光及び参照光に対して移動させる。参照光が複数のＬＥＤ５０の各々に順次収束するように、ＬＥＤ基板５８を発光点ピッチで移動させる。ホログラム記録層６０Ａには、球面波シフト多重により複数のホログラム素子５４が多重記録される。
【００６７】
次に、図６（Ｄ）に示すように、紫外線照射によりホログラム記録層６０Ａを全面露光して、光重合性モノマーを全部ポリマー化する。この定着処理によりホログラム記録層６０Ａに屈折率分布が固定される。例えば、フォトポリマーは、光重合性モノマーと別の非重合性化合物との混合物として提供される。この場合、フォトポリマーに干渉縞が照射されると、明部では光重合性モノマーがポリマー化し、光重合性モノマーに濃度勾配が生ずる。その結果、明部に光重合性モノマーが拡散して、明部と暗部とで屈折率分布が発生する。
【００６８】
最後に全面露光して、暗部に残存する光重合性モノマーをポリマー化して重合反応を完結させ、追記や消去ができない状態とする。なお、ホログラム記録材料としては、様々な記録メカニズムに基づく方式が提案されている。光強度分布に応じた屈折率変調を記録可能な材料であれば本発明に用いることができる。
【００６９】
最後に、図６（Ｅ）に示すように、複数のＬＥＤ５０を順次発光させて、各ＬＥＤ５０に対応して形成されたホログラム素子５４により、所望の回折光が得られるか否かを検査する。この検査工程により全部の製造工程が終了する。
【００７０】
なお、上記の実施の形態では、ＬＥＤ５０とホログラム記録層６０Ａが接している例について説明したが、空気層や透明樹脂層等を介してホログラム記録層６０ＡをＬＥＤ５０と離して形成してもよい。このとき保護層で挟まれたホログラム記録層からなるシートを別途作製し、発光素子アレイ上に配置してもよい。
【００７１】
なお、上記の実施の形態では、ホログラム素子として体積ホログラムを形成する例について説明したが、１ｃｍ以上の作動距離を得ることができるホログラム径ｒＨを有するホログラム素子を形成できればよい。使用する発光素子のコヒーレンス性に応じて、適宜ホログラム厚さｈＨを設定することができる。ホログラム厚さｈＨが２５０μｍと比較的薄い体積ホログラムを用いた例については、後述する実施例で説明する。
【００７２】
また、上記の実施の形態では、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤプリントヘッドについて説明したが、ＬＥＤに代えてＬＤやＥＬ等、他の発光素子を用いてもよい。発光素子の特性に応じてホログラム素子を設計することで、インコヒーレント光を射出するＬＥＤやＥＬを発光素子として用いた場合及びコヒーレント光を射出するＬＤを発光素子として用いた場合のいずれでも、輪郭が鮮明な微小スポットが形成される。
【００７３】
また、上記の実施の形態では、球面波シフト多重により複数のホログラム素子を多重記録する例について説明したが、所望の回折光が得られる多重方式であれば、他の多重方式で複数のホログラム素子を多重記録してもよい。また、複数種類の多重方式を併用しても良い。他の多重方式としては、参照光の入射角度を変えながら記録する角度多重記録、参照光の波長を変えながら記録する波長多重記録、参照光の位相を変えながら記録する位相多重記録等が挙げられる。多重記録が可能であれば、多重記録された複数のホログラムからは、別々の回折光がクロストークなく再生される。
【００７４】
また、上記の実施の形態では、画像形成装置がタンデム型のデジタルカラープリンタであり、その各画像形成ユニットの感光体ドラムを露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッドについて説明したが、露光装置により感光性の画像記録媒体を像様露光することで画像が形成される画像形成装置であればよく、上記の実施の形態の例には限定されない。例えば、画像形成装置は、電子写真方式のデジタルカラープリンタには限定されない。銀塩方式の画像形成装置や光書込み型電子ペーパー等の書き込み装置等にも本発明の露光装置を搭載することができる。また、感光性の画像記録媒体は、感光体ドラムには限定されない。シート状の感光体や写真感光材料、フォトレジスト、フォトポリマー等の露光にも本発明の露光装置を適用することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例により本発明を説明する。本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００７６】
（実施例１）
実施例１では、図７に示すように、発光素子として発振波長が７８０ｎｍの面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を用い、ＶＣＳＥＬの発光面側に厚さ２５０μｍのフォトポリマー層を形成した。ＶＣＳＥＬから射出されるレーザ光は、所定の波長と所定の拡がり角度とを有している。ＶＣＳＥＬから射出されるレーザ光の光路を逆向きに通過するレーザ光を参照光として用いた。結像面は、参照光の光軸とフォトポリマー層の表面との交点から４ｃｍ先に設定した。この結像面の一点からフォトポリマー層に向かって拡散するレーザ光を信号光として用いた。ＶＣＳＥＬのピッチ間隔（配列ピッチ）は４０μｍである。
【００７７】
信号光及び参照光の波長は７８０ｎｍとした。参照光の光軸と信号光の光軸とは角度４５°で交差している。フォトポリマー層に表面側から信号光と参照光とを同時に照射し、フォトポリマー層内で信号光と参照光とを干渉させて、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍの体積ホログラムを形成した。
【００７８】
次に、ＶＣＳＥＬを発光させて、ＶＣＳＥＬから射出されたレーザ光を、上記の体積ホログラムに再生光として照射した。その結果、発光光軸と角度４５°を成す方向の４ｃｍ先に、半値幅で約３０μｍの微小スポットが形成されることを、結像面に配置した画像センサの撮像画像により確認した。図８（Ａ）は結像面でのスポット形状を示す撮像画像であり、図８（Ｂ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。グラフの縦軸は最大強度を１としたときの画素強度の相対値を表し、横軸はスポットの中心からの距離を表す。なお、画素強度とは、各画素の受光強度を意味する。
【００７９】
図８（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、画素強度はスポット中心から外側に向かって急峻に減少し、中心からの距離（半径）が約２０μｍを超えたところで略ゼロになる。即ち、図８（Ａ）では撮像画像の画素が粗いためスポットぼけが生じているように見えるが、図８（Ｂ）の画素強度の数値で判断すると、輪郭が鮮明な微小スポットが得られていることが分かる。また、スポットプロファイルの半値幅から、微小スポットの直径は約３０μｍと計測される。
【００８０】
以上の結果から、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍの体積ホログラムに、配列ピッチが４０μｍのＶＣＳＥＬからコヒーレントな再生光を照射すると、４ｃｍの作動距離で、半値幅で約３０μｍのスポットサイズを実現できることが分かる。
【００８１】
（実施例２）
実施例２では、発光素子として発振波長が７８０ｎｍのＳＬＥＤを用い、ＳＬＥＤの発光面側に厚さ２５０μｍのフォトポリマー層を形成した。実施例１と同様にして、フォトポリマー層に表面側から信号光と参照光とを同時に照射し、フォトポリマー層内で信号光と参照光とを干渉させて、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍの体積ホログラムを形成した。
【００８２】
次に、ＳＬＥＤを発光させて、発光光を上記の体積ホログラムに再生光として照射した。その結果、発光光軸と角度４５°を成す方向の４ｃｍ先に、図９に示すように、直径が約１ｍｍのスポットが形成されることを、結像面に配置した画像センサの撮像画像により確認した。また、４０μｍピッチで配列されたＳＬＥＤ素子に応じて複数のホログラムを作製したところ、ホログラム素子間でクロストークが生じた。
【００８３】
以上の結果から、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍの体積ホログラムに、配列ピッチが４０μｍのＳＬＥＤからインコヒーレントな再生光を照射すると、４ｃｍの作動距離は稼ぐことができるが、ビームスポットが大きくなり、かつホログラム素子間のクロストークが発生することが分かる。高解像度のＬＥＤプリントヘッドに適用する場合には、ビームスポットが小さく、クロストークが抑制されていることが好ましい。
【００８４】
（実施例３）
実施例３では、発光素子として発振波長が７８０ｎｍのＳＬＥＤを用い、ＳＬＥＤの発光面側に厚さ１ｍｍのフォトポリマー層を形成した。ＳＬＥＤのピッチ間隔（配列ピッチ）は４０μｍである。フォトポリマー層の表面からＳＬＥＤに向かって収束するレーザ光を参照光として用いた。結像面は、参照光の光軸とフォトポリマー層の表面との交点から２ｃｍ先に設定した。この結像面の一点からフォトポリマー層に向かって拡散するレーザ光を信号光として用いた。
【００８５】
信号光及び参照光の波長は７８０ｎｍとした。参照光の光軸と信号光の光軸とは角度４５°で交差している。フォトポリマー層に表面側から信号光と参照光とを同時に照射し、フォトポリマー層内で信号光と参照光とを干渉させて、ホログラム径ｒＨが４．５ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが１ｍｍの体積ホログラムを形成した。
【００８６】
次に、ＳＬＥＤを発光させて、発光光を上記の体積ホログラムに再生光として照射した。その結果、発光光軸と角度４５°を成す方向の２ｃｍ先に、直径が約４０μｍのスポットが形成されることを、結像面に配置した画像センサの撮像画像により確認した。図１０（Ａ）は結像面でのスポット形状を示す撮像画像であり、図１０（Ｂ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。
【００８７】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）から分かるように、画素強度はスポット中心から外側に向かって急峻に減少し、中心からの距離（半径）が約４０μｍを超えたところで略ゼロになる。即ち、図１０（Ａ）では撮像画像の画素が粗いためスポットぼけが生じているように見えるが、図１０（Ｂ）の画素強度の数値で判断すると、輪郭が鮮明な微小スポットが得られていることが分かる。また、スポットプロファイルの半値幅から、微小スポットの直径は約４０μｍと計測される。
【００８８】
以上の結果から、ホログラム径ｒＨが４．５ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが１ｍｍの厚い体積ホログラムに、配列ピッチが４０μｍのＳＬＥＤからインコヒーレントな再生光を照射すると、２ｃｍの作動距離で、約４０μｍのスポットサイズφを実現できることが分かる。インコヒーレントなＬＥＤ光源を用いた場合、そのスポットサイズは、実施例２で示したようにコヒーレント光源と比較して増大してしまう。しかしながら、本発明の体積ホログラムの設計によって、露光装置として十分な微小スポットを実現することができる。
【００８９】
（実施例４）
実施例４では、発光素子として発振波長が７８０ｎｍの２０個のＶＣＳＥＬが、基板上に４０μｍのピッチで一次元状に配列されたレーザアレイ基板を用い、レーザアレイ基板の発光面側に厚さ２５０μｍのフォトポリマー層を形成した。フォトポリマー層の表面からＶＣＳＥＬに向かってＮＡ＝０．６で収束するレーザ光（球面波）を参照光として用いた。結像面は、参照光の光軸とフォトポリマー層の表面との交点から４ｃｍ先に設定した。この結像面の一点からフォトポリマー層に向かって拡散するレーザ光を信号光として用いた。信号光及び参照光の波長は７８０ｎｍである。参照光の光軸と信号光の光軸とは角度４５°で交差している。
【００９０】
レーザアレイ基板をＶＣＳＥＬ配列方向に４０μｍのピッチで移動させながら、フォトポリマー層に表面側から信号光と参照光とを同時に照射した。２０個のＶＣＳＥＬの各々について、フォトポリマー層内で信号光と参照光とを干渉させて、図１１（Ａ）に示すように、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍの体積ホログラムを形成した。図１１（Ｂ）に示すように、２０個の体積ホログラムは、球面波シフト多重により４０μｍのピッチで多重記録されている。
【００９１】
次に、２０個のＶＣＳＥＬを順次発光させて、ＶＣＳＥＬから射出されたレーザ光を、上記の体積ホログラムに再生光として照射した。その結果、発光光軸と角度４５°を成す方向の４ｃｍ先の結像面に、２０個の微小スポットがクロストークなく形成されることを、結像面に配置した画像センサの撮像画像により確認した。２０個の微小スポットの各々は、直径が約３０μｍであり、主走査方向に沿って４０μｍのピッチで形成されている。
【００９２】
図１２（Ａ）は結像面で順次撮像した各スポットのスポット形状を示す撮像画像であり、図１２（Ｂ）は１０番目のスポットのスポット形状を示す撮像画像であり、図１２（Ｃ）は主走査方向でのスポットプロファイルを示すグラフである。グラフの縦軸は最大強度を１としたときの画素強度の相対値を表し、横軸はスポットの中心からの距離を表す。
【００９３】
図１２（Ａ）から分かるように、２０個の微小スポットの各々は、主走査方向に沿って４０μｍのピッチでクロストークなく形成されている。図１２（Ｂ）及び（Ｃ）から分かるように、画素強度はスポット中心から外側に向かって急峻に減少し、中心からの距離（半径）が約２０μｍを超えたところで略ゼロになる。即ち、図１２（Ｂ）では撮像画像の画素が粗いためスポットぼけが生じているように見えるが、図１２（Ｃ）の画素強度の数値で判断すると、輪郭が鮮明な微小スポットが得られていることが分かる。また、スポットプロファイルの半値幅から、微小スポットは半値幅で約３０μｍと計測される。
【００９４】
以上の結果から、ホログラム径ｒＨが２ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが２５０μｍであり、球面波シフト多重により４０μｍのピッチで多重記録された複数の体積ホログラムの各々に、ＶＣＳＥＬからコヒーレントな再生光を照射すると、４ｃｍの作動距離で、スポットサイズが半値幅で約３０μｍの微小スポットを、主走査方向に沿って４０μｍのピッチでクロストークなく形成できることが分かる。
【００９５】
（実施例５）
実施例５では、発光素子として発振波長が７８０ｎｍの１００個のＳＬＥＤが、基板上に４０μｍのピッチで一次元状に配列されたＳＬＥＤアレイ基板を用い、ＳＬＥＤアレイ基板の発光面側に２ｍｍの空気層と０．７ｍｍの透明樹脂層を介して、厚さ１ｍｍのフォトポリマー層を形成した。フォトポリマー層の表面からＶＣＳＥＬに向かってＮＡ＝０．６で収束するレーザ光（球面波）を参照光として用いた。結像面は、参照光の光軸とフォトポリマー層の表面との交点から２ｃｍ先に設定した。この結像面の一点からフォトポリマー層に向かって拡散するレーザ光を信号光として用いた。信号光及び参照光の波長は７８０ｎｍである。参照光の光軸と信号光の光軸とは角度４５°で交差している。
【００９６】
レーザアレイ基板をＳＬＥＤ配列方向に４０μｍのピッチで移動させながら、フォトポリマー層に信号光と参照光とを同時に照射した。１００個のＳＬＥＤの各々について、フォトポリマー層内で信号光と参照光とを干渉させて、図１３に示すように、ホログラム径ｒＨが４．５ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが１ｍｍの厚い体積ホログラムを形成した。１００個の体積ホログラムは、実施例４と同様に、球面波シフト多重により４０μｍのピッチで多重記録されている。
【００９７】
次に、１００個のＬＥＤを順次発光させて、発光光を上記の体積ホログラムに再生光として照射した。その結果、発光光軸と角度４５°を成す方向の２ｃｍ先の結像面に、１００個の微小スポットがクロストークなく形成されることを、結像面に配置した画像センサの撮像画像により確認した。１００個の微小スポットは、主走査方向に沿って４０μｍのピッチで形成されている。図１４は５０番目のスポットのスポット形状を示す撮像画像である。図１４に示す撮像画像から、輪郭が鮮明な微小スポットが得られていることが分かる。
【００９８】
以上の結果から、ホログラム径ｒＨが４．５ｍｍで、ホログラム厚さｈＨが１ｍｍであり、球面波シフト多重により４０μｍのピッチで多重記録された複数の体積ホログラムの各々に、ＳＬＥＤからインコヒーレントな再生光を照射すると、２ｃｍの作動距離で、主走査方向に沿って４０μｍのピッチでクロストークなく形成できることが分かる。
【符号の説明】
【００９９】
２    ＰＣ
３    画像読取装置
１０  画像形成プロセス部
１１  画像形成ユニット
１２  感光体ドラム
１２Ａ      表面
１３  帯電器
１４  ＬＥＤプリントヘッド（ＬＰＨ）
１５  現像器
１６  クリーナ
２１  中間転写ベルト
２２  一次転写ロール
２３  二次転写ロール
２４  搬送ベルト
２５  定着器
３０  制御部
４０  画像処理部
５０  ＬＥＤ
５２  ＬＥＤアレイ
５４  ホログラム素子
５６  ホログラム素子アレイ
５８  基板
６０  ホログラム記録層
６２  スポット
６４  土手部
６６  保護層
【図１】
2010241078.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１３】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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