(57)【要約】【課題】発光素子が可干渉性光源か否かに拘わらず、発光素子からの射出光をホログラム素子で回折して被露光面に集光した場合に、可干渉性光源を用いた場合と同様にコントラストの高いスポットを形成することができる集光素子、集光素子アレイ、露光装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の発光素子が所定方向に並ぶように配列された発光素子アレイと、複数の発光素子の各々に対応して発光素子からの射出光を回折して被露光面に集光する複数のホログラム素子が、被露光面に形成される複数の集光点が所定方向に並ぶように多重記録されたホログラム記録層と、ホログラム記録層の光入射側に配置され、複数の発光素子の各々に対応して複数の透光部が形成された遮光膜を備え、複数の透光部の各々を透過する光が対応するホログラム素子を記録した参照光の光路を通過するように各透過光の拡がり角を制御する拡がり角制御手段と、を備えた露光装置とする。【選択図】図４
2012027158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子からの射出光を回折して被露光面に集光するホログラム素子が記録されたホログラム記録層と、
前記ホログラム記録層の光入射側に配置され、前記発光素子に対応して透光部が形成された遮光膜を備え、前記透光部を透過する光が対応するホログラム素子を記録した参照光の光路を通過するように透過光の拡がり角を制御する拡がり角制御手段と、
を備えた集光素子。
【請求項２】
前記拡がり角制御手段は、前記透光部の光入射側に配置され且つ前記発光素子からの射出光を前記透光部に集光する集光部を更に備えた、請求項１に記載の集光素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の集光素子が一次元状又は二次元状に複数配列された集光素子アレイ。
【請求項４】
複数の発光素子が予め定めた方向に並ぶように配列された発光素子アレイと、
前記複数の発光素子の各々に対応して前記発光素子からの射出光を回折して被露光面に集光する複数のホログラム素子が、前記被露光面に形成される複数の集光点が前記予め定めた方向に並ぶように多重記録されたホログラム記録層と、
前記ホログラム記録層の光入射側に配置され、前記複数の発光素子の各々に対応して複数の透光部が形成された遮光膜を備え、前記複数の透光部の各々を透過する光が対応するホログラム素子を記録した参照光の光路を通過するように各透過光の拡がり角を制御する拡がり角制御手段と、
を備えた露光装置。
【請求項５】
前記拡がり角制御手段は、前記複数の透光部の光入射側に配置され且つ前記複数の発光素子からの射出光を対応する透光部に集光する複数の集光部を更に備えた、請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の露光装置と、
前記露光装置と予め定めた作動距離だけ離間して配置され、画像データに応じて前記露光装置により前記予め定めた方向に主走査されて画像が記録される感光性の画像記録媒体と、
を含む画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集光素子、集光素子アレイ、露光装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、画像を多数の微小な画素に分割し、一つもしくは複数の光源から各画素の濃度に対応した強度の光束を射出し、当該光束による輝点を、閾値以上の光量密度の光が照射されることにより、感光して表面電位変化や化学的変化等の潜像が形成される、又は感光して濃度変化を持つ画像が形成される画像記録媒体の上に走査して、各画素領域を順次感光させることにより画像を書込む光書込み装置において、前記光源と前記画像記録媒体との間であって光源側から順に、光束を集束させる光集束素子部と、光束が集束する位置に設けられた微小な光学的開口部と、該光学的開口部より射出した光束をおおむね平行な光束とするコリメータ部と、光束を複数の方向へ分解して放射すると共に複数の光束をおおむね同一の平面上に集束させるホログラム素子と、を配列された一つのユニットを、主走査方向に画素数と同数のアレイ状に配置したことを特徴とする光書込み装置が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、光源基板上に配列された複数の発光素子と、透過する光を回折させることにより当該光の光線束を収束させて像を結ぶ複数の回折正レンズを有する第１レンズアレイと、複数のレンズを有し、前記複数の発光素子の各々との間に前記第１レンズアレイを挟む第２レンズアレイとを備え、前記複数の回折正レンズの各々は、前記光源基板に垂直な方向において前記複数の発光素子の各々に重なっていることを特徴とする露光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３００５８号公報
【特許文献２】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】
【０００５】
本発明の目的は、発光素子が可干渉性（コヒーレント）光源か否かに拘わらず、発光素子からの射出光をホログラム素子で回折して被露光面に集光した場合に、可干渉性光源を用いた場合と同程度にコントラストの高いスポットを形成することができる集光素子、集光素子アレイ、露光装置及び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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、発光素子と、前記発光素子からの射出光を回折して被露光面に集光するホログラム素子が記録されたホログラム記録層と、前記ホログラム記録層の光入射側に配置され、前記発光素子に対応して透光部が形成された遮光膜を備え、前記透光部を透過する光が対応するホログラム素子を記録した参照光の光路を通過するように透過光の拡がり角を制御する拡がり角制御手段と、を備えた集光素子である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記拡がり角制御手段は、前記透光部の光入射側に配置され且つ前記発光素子からの射出光を前記透光部に集光する集光部を更に備えた、請求項１に記載の集光素子である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の集光素子が一次元状又は二次元状に複数配列された集光素子アレイである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、複数の発光素子が予め定めた方向に並ぶように配列された発光素子アレイと、前記複数の発光素子の各々に対応して前記発光素子からの射出光を回折して被露光面に集光する複数のホログラム素子が、前記被露光面に形成される複数の集光点が前記予め定めた方向に並ぶように多重記録されたホログラム記録層と、前記ホログラム記録層の光入射側に配置され、前記複数の発光素子の各々に対応して複数の透光部が形成された遮光膜を備え、前記複数の透光部の各々を透過する光が対応するホログラム素子を記録した参照光の光路を通過するように各透過光の拡がり角を制御する拡がり角制御手段と、を備えた露光装置である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記拡がり角制御手段は、前記複数の透光部の光入射側に配置され且つ前記複数の発光素子からの射出光を対応する透光部に集光する複数の集光部を更に備えた、請求項４に記載の露光装置である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載の露光装置と、前記露光装置と予め定めた作動距離だけ離間して配置され、画像データに応じて前記露光装置により前記予め定めた方向に主走査されて画像が記録される感光性の画像記録媒体と、を含む画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の集光素子によれば、発光素子が可干渉性（コヒーレント）光源か否かに拘わらず、発光素子からの射出光をホログラム素子で回折して被露光面に集光した場合に、可干渉性光源を用いた場合と同程度にコントラストの高いスポットを形成することができる。
【００１３】
請求項２に記載の集光素子によれば、本発明の構成を備えない場合に比べて、光利用効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に記載の集光素子アレイによれば、集光素子を複数配列してアレイ化しても、発光素子が可干渉性（コヒーレント）光源か否かに拘わらず、発光素子からの射出光をホログラム素子で回折して被露光面に集光した場合に、可干渉性光源を用いた場合と同程度にコントラストの高いスポットを形成することができる。
【００１５】
請求項４に記載の露光装置によれば、発光素子アレイを構成する複数の発光素子の各々が可干渉性（コヒーレント）光源か否かに拘わらず、複数の発光素子からの射出光の各々を対応するホログラム素子で回折して被露光面に集光した場合に、可干渉性光源を用いた場合と同程度にコントラストの高いスポット列を形成することができる。
【００１６】
請求項５に記載の露光装置によれば、本発明の構成を備えない場合に比べて、光利用効率を向上させることができる。
【００１７】
請求項６に記載の画像形成装置によれば、露光装置の発光素子アレイを構成する複数の発光素子の各々が可干渉性（コヒーレント）光源か否かに拘わらず、感光性の画像記録媒体の被露光面に可干渉性光源を用いた場合と同程度にコントラストの高いスポット列を形成することができ、当該スポット列により画像記録媒体が主走査されて高画質な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】拡がり角制御手段の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】（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５】拡がり角制御手段により透過光の拡がり角が制御される原理を模式的に示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）の各々は、透光部の断面形状の一例を示す平面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、ホログラム記録層にホログラムが記録される様子を示す図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は、フィルム状の遮光体を用いてＬＥＤプリントヘッドを製造する製造方法の一例を示す工程図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、ホログラムが再生されて回折光が生成される様子を示す図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は、ＬＥＤプリントヘッドの変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
＜ＬＥＤプリントヘッドを搭載した画像形成装置＞
まず、本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドを搭載した画像形成装置について説明する。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、従来の光走査方式の露光装置（即ち、光走査書き込み装置）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方式の露光装置では、走査光学系は不要であり、光走査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。
【００２１】
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。従来の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(dot per inch)）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。従来、レンズアレイには、セルフォック（登録商標）などのロッドレンズが用いられている。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。
【００２２】
ロッドレンズに代えて「ホログラム素子」を用いたＬＥＤプリントヘッドが検討されている。本実施の形態に係る画像形成装置は、以下に説明する「ホログラム素子アレイ」を備えたＬＥＤプリントヘッドを備えている。ロッドレンズを用いたＬＰＨでは、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。これに対して、ホログラム素子アレイを備えたＬＰＨ１４は、作動距離が数ｃｍ程度と長く、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が小型化される。
【００２３】
また、一般に、インコヒーレント光（非干渉性の光）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。これに対して、ホログラム素子アレイを備えたＬＰＨ１４は、ホログラム素子の入射角選択性及び波長選択性が高く、「ロッドレンズを用いたＬＰＨ」に比べると、感光体ドラム１２上に微小スポットを形成し易い。
【００２４】
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予め定めた画像処理を施す画像処理部４０を備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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保持する像保持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた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。
【００２７】
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。本実施の形態では、ＬＰＨ１４には、長さ方向に沿って複数のＬＥＤがアレイ状（列状）に配列されている。また、ＬＥＤアレイ上には、複数のＬＥＤに対応する複数のホログラム素子がアレイ状に配列されている。
【００２８】
後述する通り、ホログラム素子アレイを備えた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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
例えば、イエローの画像形成ユニット１１Ｙでは、帯電器１３により予め定めた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。
【００３２】
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方向に回転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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)＞
図２は本発明の実施の形態に係る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。
【００３５】
複数のＬＥＤ５０の各々は、ＬＥＤチップ５３上に配列されている。ＬＥＤチップ５３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。ＬＥＤチップ５３は、複数のＬＥＤ５０が主走査方向に並ぶように位置合わせをして、ＬＥＤ基板５８上に配置されている。これにより、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る。
【００３６】
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の主走査方向の間隔（ＬＥＤ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。また、ＬＥＤ５０は「点光源」ではないが、以下では、ＬＥＤ５０が配置される位置を適宜「発光点」と称する。
【００３７】
ＬＥＤアレイ５２としては、複数のＬＥＤがチップ単位で基板上に実装されたＬＥＤアレイ等、種々の形態のＬＥＤアレイを用いてもよい。複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤチップを複数個配列する場合には、複数のＬＥＤチップは、直列に配置してもよく、千鳥状に配置してもよい。また、副走査方向に２個以上配置してもよい。図２においては、複数のＬＥＤ５０が１個のＬＥＤチップ５３上に一次元状に配列されたＬＥＤアレイ５２を概略的に図示しているに過ぎない。
【００３８】
ＬＥＤアレイ５２は、複数のＬＥＤチップ５３が千鳥状に配列されていてもよい。即ち、複数のＬＥＤチップ５３は、主走査方向に並ぶように一列に配置されると共に、副走査方向に一定間隔ずらして二列に配置されていてもよい。なお、複数のＬＥＤチップ５３に分けられていても、複数のＬＥＤ５０の各々は、互いに隣接する２つのＬＥＤ５０の主走査方向の間隔が、一定間隔となるように配列されている。
【００３９】
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、各ＬＥＤが主走査方向に並ぶように、複数個配列されて構成されたＳＬＥＤアレイを用いてもよい。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て、データ線を共通化する。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。
【００４０】
上記のＬＥＤチップ５３が配置されたＬＥＤ基板５８上には、予め定めた距離だけ離間させてホログラム記録層６０が形成されている。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。本実施の形態では、ＬＥＤ基板５８とホログラム記録層６０との間には、透過光の「拡がり角」を制御する拡がり角制御手段３２が配置されている。後述する通り、拡がり角制御手段３２は透光部を備えた遮光膜である。従って、ＬＥＤ基板５８上には、拡がり角制御手段３２である遮光膜及びホログラム記録層６０が、ＬＥＤ基板５８側からこの順に積層されている。
【００４１】
ホログラム記録層６０には、複数のＬＥＤ５０１〜５０６の各々に対応して、主走査方向に沿って複数のホログラム素子ＬＥＤ５４１〜５４６が形成されている。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ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔と、ほぼ同じ間隔となるように配列されている。即ち、互いに隣接する２つのホログラム素子５４が互いに重なり合うように、径の大きいホログラム素子５４が形成されている。また、互いに隣接する２つのホログラム素子５４が異なる形状を有していてもよい。
【００４２】
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てもよい。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。
【００４３】
図３は拡がり角制御手段の構成の一例を示す斜視図である。拡がり角制御手段３２は、複数の透光部３６が形成された遮光膜３４である。透光部３６の径は参照光のビームウエスト径と同程度に小さいので、拡がり角制御手段３２を「ピンホールアレイ」と称してもよい。この例では、遮光膜３４には、図２に示した複数のＬＥＤ５０１〜５０６の各々に対応して、主走査方向に沿って複数の透光部３６１〜３６６が形成されている。なお、各々を区別する必要がない場合には、透光部３６１〜３６６を「透光部３６」と総称する。透光部３６の各々は、遮光膜３４を貫通する貫通孔である。ここで「貫通孔」とは機械的な孔が形成される場合だけでなく、遮光膜３４の厚さに渡り透明部分が形成される場合も含む。この例では、透光部３６の断面形状は、略正方形の矩形状とされている。
【００４４】
ＬＥＤ５０はインコヒーレント光源である。本実施の形態では、ＬＥＤ５０から射出された拡散光（インコヒーレント光）は、拡がり角制御手段３２に照射される。拡がり角制御手段３２は、ＬＥＤ５０に対応する透光部３６が、ＬＥＤ５０に対応するホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通過するように、主走査方向及び副走査方向の各々において透過光の「拡がり角」を制御する。
【００４５】
拡がり角制御手段３２により透過光の「拡がり角」が制御された結果、ＬＥＤ５０から射出される発光光の一部は、発光点からホログラム径まで拡がる参照光の光路を通り、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。なお、拡がり角制御手段３２が「透過光の拡がり角」を制御する原理については後で詳しく説明する。
【００４６】
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のうち参照光の光路を通る光は、拡がり角制御手段３２の対応する透光部３６を透過して、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、参照光の光路を避けて、その光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光される。
【００４７】
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、主走査方向に一列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。
【００４８】
＜ホログラム素子の形状＞
図４（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図であり、図４（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図であり、図４（Ｃ）はＬＥＤプリントヘッドの主走査方向に沿った断面図である。
【００４９】
図４（Ａ）に示すように、ホログラム素子５４の各々は、一般に厚いホログラムと称される体積ホログラムである。上述した通り、ホログラム素子は、入射角選択性及び波長選択性が高く、回折光の出射角度（回折角）を高精度で制御して、微小スポットを形成する。回折角の精度はホログラムの厚さが厚いほど高くなる。
【００５０】
図４（Ａ）及び図４（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してもよい。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。本実施の形態では、この円形の底面の直径を「ホログラム径ｒＨ」とする。
【００５１】
ホログラム素子５４の各々は、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔よりも大きな「ホログラム径ｒＨ」を有している。例えば、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔は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。このように大きなホログラム素子５４を用いることで、約４ｃｍの作動距離で、約４０μｍ（半値幅で約３０μｍ）のスポットサイズφが実現される。従って、図２及び図４（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。複数のホログラム素子５４は、例えば、球面波シフト多重により多重記録されている。
【００５２】
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。また、拡がり角制御手段３２は、ＬＥＤ基板５８とホログラム記録層６０との間に配置されている。拡がり角制御手段３２は、複数の透光部３６を備えた遮光膜３４である。複数の透光部３６の各々は、透過光がホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通過するように設計され、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して設けられている。
【００５３】
ＬＥＤ５０の「発光光軸」は、対応するホログラム素子５４の中心（例えば、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。即ち、ここで「発光光軸」とは、ＬＥＤ５０の発光領域から射出される拡散光の中心線であり、ＬＥＤ５０を発光点とみなす場合にはＬＥＤ基板５８の法線方向と一致する。
【００５４】
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、図１に示す画像形成ユニット１１内の予め定めた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するように構成されていてもよい。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、上記の調整手段により調整する。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てもよい。保護層によりゴミの付着が防止される。
【００５５】
＜拡がり角制御手段による拡がり角の制御原理＞
図５は、拡がり角制御手段により透過光の拡がり角が制御される原理を模式的に示す図である。図５に示すように、インコヒーレント光源であるＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出される発光光は、幅広い波長スペクトル及び角度スペクトルを有し、発散して拡がることが知られている。この現象は「ランバーシアン配光」と称される。同じくインコヒーレント光源である電界発光素子（ＥＬ）においても、同様の現象が観測される。
【００５６】
即ち、ＬＥＤ５０から射出される発光光には、ホログラムの記録に用いた参照光の「波長」及び「角度」以外にも、対応するホログラム素子５４のブラッグ（Bragg）条件を満たす他の「波長」及び「角度」の組合せが存在する。従って、ＬＥＤ５０から射出される発光光が、ホログラム素子５４にそのまま入射して回折されると、ブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光によって、感光体ドラム１２の表面に形成されるスポット６２の径が大きくなる。
【００５７】
図５に示すように、本実施の形態では、ＬＥＤ５０の光射出側には、拡がり角制御手段３２として、複数の透光部３６を備えた遮光膜３６が配置されている。拡がり角制御手段３２は、透光部３６を透過する透過光がホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通過するように、遮光膜３４の配置位置、遮光膜３４の厚さ、透光部３６の断面形状等が適宜設計されている。
【００５８】
拡がり角制御手段３２は、ホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通過する拡がり角（≦α）の光を通過させると共に、当該参照光の光路の外側を通過する拡がり角（＞α）の光を遮断するように、透過光の「拡がり角」を制御する。拡がり角制御手段３２は、透光部３６を透過する透過光の「角度スペクトル」を制限している。「角度スペクトル」を制限することで、ブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光が低減される。従って、隣接するホログラム素子５４によるクロストークも低減される。
【００５９】
換言すれば、ピンホール等の透光部３６は、ＬＥＤ５０の空間的な発光領域（空間領域）を見かけ上小さくし且つ拡散角も小さくする。即ち、透光部３６が「拡がり角α」の光を射出する「擬似的な点光源」となる。従って、透光部３６の主走査方向の径は、ホログラム素子５４を記録した参照光のビームウェスト径と略等しい。なお、この例では、「拡がり角α」の中心線が延びる方向は、発光光軸と一致している。
【００６０】
なお、干渉フィルタを用いて透過光の「波長スペクトル」を特定の波長帯域に制限することによっても、同様にブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光が低減される。しかしながら、干渉フィルタは高価であるため、本実施の形態のように「角度スペクトル」を制限する拡がり角制御手段３２を設ける方が、コスト面では有利である。
【００６１】
＜透光部の断面形状＞
次に、拡がり角制御手段３２の遮光膜３４に形成される透光部３６の断面形状について説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）の各々は、透光部３６の断面形状の一例を示す平面図である。図３及び図６（Ａ）に示す例では、透光部３６の断面形状を略正方形の矩形状としたが、透光部３６の断面形状はこれに限定されない。例えば、図６（Ｂ）に示すように、円形状としてもよい。また、図６（Ｃ）に示すように、副走査方向を長さ方向とする長方形等の矩形状としてもよい。同様に、副走査方向を長さ方向とする楕円形等の円形状としてもよい。
【００６２】
本実施の形態では、複数のホログラム素子５４は、隣接するホログラムが大幅に重なるようにシフト多重記録されている。多重記録された複数のホログラム素子５４にとって、主走査方向はブラッグ縮退（Bragg Degeneracy）が発生し易い方向、即ち、ブラッグ条件を満たして「他の組合せ」に起因する回折光を生じさせ易い方向である。これに対し、副走査方向はシフト選択性が厳しい方向、即ち、ブラッグ条件を満たすのが困難で「他の組合せ」に起因する回折光を生じさせ難い方向である。従って、副走査方向での制限は緩和してもよい。制限を緩和することで、透光部３６を透過する透過光の光量が増加して、光利用効率が向上する。
【００６３】
＜ホログラムの記録方法＞
次に、ホログラムの記録方法について説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、ホログラム記録層にホログラム素子５４が形成される様子、即ち、ホログラム記録層にホログラムが記録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。
【００６４】
図７（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。
【００６５】
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、拡がり角制御手段３２を介して、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。
【００６６】
また、図７（Ｂ）に示すように、ホログラム記録層６０Ａ及び拡がり角制御手段３２をＬＥＤアレイ５２が実装されたＬＥＤ基板５８上に取り付けた後に、信号光と参照光を、前述した方向と反対側から照射してホログラムを記録してもよい（位相共役記録）。この場合も同様に、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。また、ピンホールのように微小な透光部３６を形成するために、拡がり角制御手段３２の代わりに遮光膜３４をＬＥＤ基板５８上に取り付け、遮光膜３４に参照光（レーザ光）を照射して、遮光膜３４に透明な透光部３６が形成された拡がり角制御手段３２を形成してもよい。ＬＰＨ１４の製造方法については次に詳しく説明する。
【００６７】
＜ＬＰＨの製造方法＞
次に、ＬＰＨ１４の製造方法について説明する。図８（Ａ）〜（Ｅ）は、フィルム状の遮光体を用いてＬＥＤプリントヘッドを製造する製造方法の一例を示す工程図である。概要はホログラム素子５４の記録方法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。
【００６８】
まず、図８（Ａ）に示すように、複数のＬＥＤ５０を備えたＬＥＤチップ５３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、ホログラム記録層６０及び拡がり角制御手段３２を支持する支持部６４を枠状に形成する。支持部６４は、例えば、硬化性ポリマーをＬＥＤ５０が収納される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。
【００６９】
次に、図８（Ｂ）に示すように、フィルム状の遮光体を用いて遮光膜３４を形成する。フィルム状の遮光体としては、ＬＥＤ光の透過率がほぼゼロになるものを用いる。フィルム状の遮光体は、拡がり角制御手段３２を安価に構造中に導入するのに使用される。
【００７０】
例えば、フィルム状の遮光体（遮光膜３４）でセルを形成し、このセルを支持部６４によりＬＥＤ基板５８上に支持し、このセル内に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を形成してもよい。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、深さ数百μｍのセルを形成する。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の範囲であり、同様に、深さ１ｍｍ〜１０ｍｍのセルを形成する。
【００７１】
後述する通り、所望の回折光（所望の集光スポット）を得るために、ホログラム素子を記録する信号光及び参照光の各パラメータが適宜設定される。拡がり角制御手段３２は、ホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通る、所望の拡がり角αの透過光が透光部３６を通過するように、遮光膜３４の配置位置、遮光膜３４の厚さ、透光部３６の断面形状等が予め設計されている。
【００７２】
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（図示せず）を形成してもよい。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。
【００７３】
次に、図８（Ｃ）に示すように、ＬＥＤ基板５８上に取り付けた遮光膜３４に参照光を照射して、遮光膜３４に透明な透光部３６を形成する。例えば、遮光膜３４を、ＬＥＤ光の波長における透過率がほぼゼロになる遮光体（例えば、黒色染料を含有するシート状の遮光体）で作製する。その遮光膜３４を焦点位置に配置して、透光部３６に相当する部分に参照光（レーザ光）を照射して褪色させる。これにより、記録波長の光に対して透明な透光部３６が、遮光膜３４の厚さにわたって形成される。
【００７４】
なお、ＬＰＨの使用時には、レーザ光に比べ低強度のＬＥＤ光が照射される。従って、遮光膜３４を構成する遮光体としては、ＬＥＤ光の照射では遮光領域の褪色がほとんど発生しないものを選択する。また、後述するホログラム記録材料の定着処理は、遮光膜３４に透明な透光部３６を形成するのに用いたレーザ光とは、異なる波長領域で行われるようにする。
【００７５】
次に、図８（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、表面側から信号光と参照光とを同時に照射して、信号光と参照光との干渉によりホログラム記録層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。表面側から信号光と参照光とを同時に照射することで、図７（Ｂ）に示したように、位相共役波によりホログラムが記録される。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。
【００７６】
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。ここで、ホログラム素子５４で生成された回折光（再生された信号光）の光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光されるように、信号光が設計される。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。
【００７７】
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。
【００７８】
次に、図８（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。
【００７９】
更に、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てもよい。
【００８０】
最後に、図８（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。
【００８１】
なお、上記の実施の形態では、フィルム状の遮光体（遮光膜３４）で形成したセルにフォトポリマーを注入して、拡がり角制御手段３２上にホログラム記録層６０Ａを作製する例について説明したが、遮光膜３４に複数の透光部３６が形成されたフィルム状の拡がり角制御手段３２を、ホログラム記録層６０Ａの表面又は裏面に貼り付けてシート状にしてもよい。この場合は、拡がり角制御手段３２を備えたホログラム記録層６０Ａを、支持部６４によりＬＥＤ基板５８上に支持する。
【００８２】
＜ホログラムの再生方法＞
次に、ホログラムの再生方法について説明する。図９（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、即ち、ホログラム記録層に記録されたホログラムが再生されて回折光が生成される様子を示す図である。図９（Ａ）に示すように、本実施の形態では、ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された拡散光の一部は、拡がり角制御手段３２の対応する透光部３６を透過して、発光点からホログラム径ｒＨまで拡がる参照光の光路を通る。一方、ＬＥＤ５０から射出された拡散光の残部は、拡がり角制御手段３２の遮光膜３４で遮断される。従って、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。
【００８３】
図９（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。なお、図９（Ｂ）では、表面１２Ａが概略的に図示されているが、ホログラム径ｒＨは数ｍｍ、作動距離Ｌは数ｃｍであるから、表面１２Ａはかなり離れた位置にある。このため、ホログラム素子５４は、図示されたような円錐状ではなく、図４（Ａ）に示すように、円錐台状に形成される。
【００８４】
図２に示すように、感光体ドラム１２上には、ＬＥＤアレイ５２のＬＥＤ５０１〜５０６に対応して、６個のスポット６２１〜６２６が主走査方向に一列に並ぶように形成される。６個のスポット６２１〜６２６は、ホログラム素子５４１〜５４６の回折光が結像した結像スポットである。体積ホログラムは入射角選択性及び波長選択性が高く、一般に回折効率が高い。本実施の形態では、拡がり角制御手段３２により、ブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光が低減されて、表面１２Ａには輪郭のより鮮明な、即ち、コントラストの高い「微小スポット」が形成される。
【００８５】
＜ＬＰＨの変形例＞
図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、ＬＥＤプリントヘッドの変形例を示す断面図である。拡がり角制御手段３２の透光部３６の光入射側に集光部３８を設けた以外は、変形例に係るＬＰＨ１４Ａは、上記の実施の形態に係るＬＰＨ１４と同様の構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略し、以下では構成上の相違点についてだけ説明する。
【００８６】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＬＰＨ１４Ａは、ＬＥＤチップ５３が配置されたＬＥＤ基板５８と、ＬＥＤ基板５８上に配置されたホログラム記録層６０と、ＬＥＤ基板５８とホログラム記録層６０との間に配置された拡がり角制御手段３２Ａと、を備えている。この例では、ＬＥＤチップ５３は、４個のＬＥＤ５０１〜５０４を備えている。ホログラム記録層６０には、ＬＥＤ５０１〜５０４の各々に対応して４個のホログラム素子５４１〜５４４が記録されている。
【００８７】
拡がり角制御手段３２Ａは、複数の透光部３６を備えた遮光膜３４と、複数の透光部３６の各々に対応して透光部３６の光入射側に配置された複数の集光部３８と、を備えている。この例では、遮光膜３４には、ＬＥＤ５０１〜５０４の各々に対応して４個の透光部３６１〜３６４が設けられると共に、透光部３６１〜３６４の各々に対応して４個の集光部３８１〜３８４が設けられている。なお、各々を区別する必要がない場合には、集光部３８１〜３８６を「集光部３８」と総称する。
【００８８】
図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複数の集光部３８の各々は、対応する透光部３６を焦点位置とするレンズで構成されていてもよい。この例では、集光部３８は、半球状の「球面レンズ」である。遮光膜３４の光入射側の表面には、複数の集光部３８が配列されて、マイクロレンズアレイを構成している。また、複数の集光部３８は、図１０（Ｄ）に示すように、半円柱状のレンズが特定の方向に複数並べられた「レンチキュラーレンズ」としてもよい。この例では、「レンチキュラーレンズ」を構成する複数のレンズは、主走査方向に沿って並べられる。例えば、図６（Ｃ）に示すように、透光部３６の断面形状が、副走査方向を長さ方向とする長方形等である場合には「レンチキュラーレンズ」を用いる。
【００８９】
図１０（Ｃ）に示すように、複数の集光部３８の各々は、対応するＬＥＤ５０からの射出光を対応する透光部３６に集光する。透光部３６は、集光部３８で集光された光のうち、ホログラム素子５４を記録した参照光の光路を通過する拡がり角（≦α）の光を通過させる。一方、遮光膜３４は、参照光の光路の外側を通過する拡がり角（＞α）の光を遮断する。即ち、集光部３８で集光された光であっても、参照光の光路の外側を通過する拡がり角（＞α）の光は遮断される。これにより、拡がり角制御手段３２Ａを透過する透過光の「拡がり角」が制御される。
【００９０】
上記の実施の形態と同様に、変形例に係るＬＰＨ１４Ａでは、拡がり角制御手段３２Ａが、透光部３６を透過する透過光の「角度スペクトル」を制限することで、ブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光を低減している。同時に、隣接するホログラム素子５４によるクロストークも低減される。これにより、回折光が集光される被露光面には、輪郭のより鮮明な、即ち、コントラストの高い「微小スポット」が形成される。
【００９１】
また、変形例に係るＬＰＨ１４Ａでは、集光部３８によりＬＥＤ５０からの射出光が対応する透光部３６に集光されて、透光部３６を透過する透過光の光量が増加する。その結果、ホログラム素子５４による回折光強度が大きくなり、光利用効率が向上する。その一方で、集光部３８により無条件に集光すると、透光部３６を透過する透過光の「角度スペクトル」が増加する場合もある。「角度スペクトル」の増加を抑制するためには、集光部３８として用いられるレンズのＮＡ（開口数）を、ホログラム素子５４を記録した参照光のＮＡ（拡がり角）に対応するように設計する。
【００９２】
なお、上記では、遮光膜３４の光入射側の表面に集光部３８を配置する例について説明したが、集光部３８は対応するＬＥＤ５０からの射出光を対応する透光部３６に集光するように構成されていればよい。例えば、集光部３８は遮光膜３４の光入射側の表面から離間して、ＬＥＤ５０側に配置してもよい。
【００９３】
＜その他の変形例＞
なお、上記では、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤプリントヘッドを備える例について説明したが、ＬＥＤに代えて電界発光素子（ＥＬ）、レーザダイオード（ＬＤ）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と共に、ブラッグ条件を満たす「（記録に用いた信号光及び参照光以外の）他の組合せ」に起因する回折光を低減することで、輪郭が鮮明な微小スポットが形成される。ＬＤでも構造に応じて迷光が発生するが、ブラッグ条件を満たす「他の組合せ」に起因する回折光は、インコヒーレント光を射出するＬＥＤの場合に特に顕著に発生する。
【００９４】
また、上記では、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が挙げられる。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。
【００９５】
また、上記では、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、上記の応用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してもよい。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、上記応用例に係る露光装置を適用してもよい。
【００９６】
また、上記では、複数のＬＥＤ（ＬＥＤアレイ）と複数のホログラム素子（ホログラム素子アレイ）を備えたＬＥＤプリントヘッドを、露光装置として備える例について説明した。同様のＬＥＤプリントヘッドは、１組のＬＥＤ、透光部及びホログラム素子を備えた「集光素子」が一次元状又は二次元状に複数配列された集光素子アレイにより構成してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
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
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
３２    拡がり角制御手段
３２Ａ  拡がり角制御手段
３４    遮光膜
３６    透光部
３８    集光部
４０    画像処理部
５０    ＬＥＤ
５２    ＬＥＤアレイ
５３    ＬＥＤチップ
５４    ホログラム素子
５６    ホログラム素子アレイ
５８    ＬＥＤ基板
６０    ホログラム記録層
６０Ａ  ホログラム記録層
６２    スポット
【図１】
2012027158.tif 000003
【図２】
2012027158.tif 000004
【図３】
2012027158.tif 000005
【図４】
2012027158.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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