JP2011070151A - Hologram recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラム記録装置に関する。 The present invention relates to a hologram recording apparatus.
特許文献1には、ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録するための光情報記録装置であって、情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、光の位相を空間的に変調する位相変調手段を含み、この位相変調手段によって位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、前記情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記情報光生成手段によって生成された情報光と前記記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを、前記情報記録層に対して同一面側より照射する記録光学系とを備えたことを特徴とする光情報記録装置が記載されている。
また、特許文献1には、前記光情報記録媒体として、再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、更に、前記位置決め領域に記録された情報を用いて、前記光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する位置制御手段を備えたことを特徴とする光情報再生装置が記載されている。
In addition, in
本発明の目的は、複数の発光素子が一次元状又は二次元状に配列された基板上に形成された記録層にホログラムを記録する場合に、発光素子の精密な位置合せが不要な、ホログラム記録装置を提供することにある。 An object of the present invention is to record a hologram on a recording layer formed on a substrate in which a plurality of light emitting elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and does not require precise alignment of the light-emitting elements. It is to provide a recording apparatus.
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。 In order to achieve the above object, the invention described in each claim has the following configuration.
請求項1に記載の発明は、複数の発光素子が一次元状又は二次元状に配列された基板上に形成されたホログラム記録層に、前記複数の発光素子に対応する位置からホログラム記録層を通過する拡散光の光路を通る第1の光波を照射する第1の光照射手段と、前記ホログラム記録層に、前記第1の光波の光路の外側に収束する収束光の光路を通り且つ前記第1の光波との干渉によりホログラムを記録する第2の光波を照射する第2の光照射手段と、前記ホログラム記録層にホログラムを記録する前に、前記複数の発光素子の少なくとも1つを点灯させた状態で、点灯させた発光素子の位置を計測する計測手段と、前記複数の発光素子の各々から射出された光が収束して複数の集光点が予め定めた配列方向に一定間隔で並ぶと共に、前記計測手段で計測された発光素子の位置に基づいて前記発光素子から射出された光が対応する集光点に収束するように、前記発光素子の位置及び前記対応する集光点の位置に基づいて、前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を記録するために必要な、前記第1の光波及び前記第2の光波の照射角度、拡散又は収束角度、及び照射位置を少なくとも含む記録条件を取得する取得手段と、前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録する記録手段と、を備えたホログラム記録装置である。 According to the first aspect of the present invention, a hologram recording layer is formed on a hologram recording layer formed on a substrate in which a plurality of light emitting elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally from a position corresponding to the plurality of light emitting elements. A first light irradiating means for irradiating a first light wave passing through an optical path of the diffused light passing therethrough, and passing through the optical path of the convergent light converging on the hologram recording layer outside the optical path of the first light wave; A second light irradiating means for irradiating a second light wave for recording a hologram by interference with one light wave; and at least one of the plurality of light emitting elements is lit before recording the hologram on the hologram recording layer. Measuring means for measuring the position of the light-emitting element that has been lit, and the light emitted from each of the plurality of light-emitting elements converge so that a plurality of condensing points are arranged at predetermined intervals in a predetermined arrangement direction And the measuring means Based on the position of the light emitting element and the position of the corresponding condensing point, the plurality of light sources emitted from the light emitting element based on the measured position of the light emitting element are converged to the corresponding condensing point. Recording conditions including at least the irradiation angle, diffusion or convergence angle, and irradiation position of the first light wave and the second light wave necessary for recording each of the plurality of holograms corresponding to each of the light emitting elements Based on the acquisition means to be acquired and the recording conditions acquired by the acquisition means, the first light irradiation means, the second light irradiation means and the position of the substrate are adjusted, and the first light wave and the A hologram recording apparatus comprising: a recording unit configured to irradiate the hologram recording layer with a second light wave and sequentially record each of the plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer. A.
請求項2に記載の発明は、前記計測手段で計測された発光素子の位置を記憶する記憶手段を、更に備えた請求項1に記載のホログラム記録装置である。
The invention according to claim 2 is the hologram recording apparatus according to
請求項3に記載の発明は、前記記録手段は、前記ホログラム記録層が形成された基板に対し、前記第1の光波を照射する前記第1の光照射手段の位置を調整する第1の位置調整手段と、前記複数の発光素子の各々を点灯又は消灯するように駆動する駆動手段と、前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録するように、前記第1の位置調整手段及び前記駆動手段を制御する第1の制御手段と、を備えた請求項1又は2に記載のホログラム記録装置である。
According to a third aspect of the present invention, the recording unit adjusts a position of the first light irradiation unit that irradiates the first light wave to the substrate on which the hologram recording layer is formed. Based on the adjustment means, the drive means for driving each of the plurality of light emitting elements to be turned on or off, and the recording condition acquired by the acquisition means, the first light irradiation means, the second light A plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer by adjusting the positions of the irradiation means and the substrate, irradiating the hologram recording layer with the first light wave and the second light wave The hologram recording apparatus according to
請求項4に記載の発明は、前記記録手段は、前記第1の光波を照射する前記第1の光照射手段に対し、前記ホログラム記録層が形成された基板の位置及び前記第2の光波を照射する前記第2の光照射手段の位置を調整する第2の位置調整手段と、前記複数の発光素子の各々を点灯又は消灯するように駆動する駆動手段と、前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録するように、前第2の位置調整手段及び前記駆動手段を制御する第2の制御手段と、を備えた請求項1又は2に記載のホログラム記録装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the recording means transmits the position of the substrate on which the hologram recording layer is formed and the second light wave to the first light irradiation means that irradiates the first light wave. Second position adjusting means for adjusting the position of the second light irradiating means for irradiating, driving means for driving each of the plurality of light emitting elements to be turned on or off, and the recording acquired by the acquiring means Based on conditions, adjust the position of the first light irradiation means, the second light irradiation means and the substrate, irradiate the hologram recording layer with the first light wave and the second light wave, And a second control means for controlling the second position adjusting means and the driving means so as to sequentially record each of the plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer. The holo according to claim 1 or 2 A lamb recording device.
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。 According to the invention described in each claim of the present invention, the following effects are obtained.
請求項1に記載の発明によれば、複数の発光素子が一次元状又は二次元状に配列された基板上に形成された記録層にホログラムを記録する場合に、発光素子の精密な位置合せが不要になる。 According to the first aspect of the present invention, when a hologram is recorded on a recording layer formed on a substrate in which a plurality of light emitting elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, precise alignment of the light-emitting elements is performed. Is no longer necessary.
請求項2に記載の発明によれば、記憶された発光素子の位置に基づいてホログラムを記録するので、かかる記憶手段を備えない場合に比べて作製時間が短くなる。 According to the second aspect of the present invention, since the hologram is recorded based on the stored position of the light emitting element, the production time is shortened as compared with the case where the storage means is not provided.
請求項3に記載の発明によれば、第1の光波(参照光)を照射する第1の光照射手段の位置を調整して、複数の発光素子の配列に拘わらず集光点が予め定めた配列方向に並ぶようにホログラムを記録することができる。 According to the third aspect of the present invention, the position of the first light irradiating means for irradiating the first light wave (reference light) is adjusted, and the condensing point is determined in advance regardless of the arrangement of the plurality of light emitting elements. Holograms can be recorded so that they are arranged in the arrangement direction.
請求項4に記載の発明によれば、複数の発光素子の配列に拘わらず基板と共に第2の光波(信号光)を照射する第2の光照射手段の位置を調整して、複数の発光素子の配列に拘わらず集光点が予め定めた配列方向に並ぶようにホログラムを記録することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the position of the second light irradiating means for irradiating the second light wave (signal light) together with the substrate is adjusted regardless of the arrangement of the plurality of light emitting elements, and the plurality of light emitting elements Regardless of the arrangement, the hologram can be recorded so that the focal points are arranged in a predetermined arrangement direction.
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。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<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。この装置は、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であり、発光ダイオード(LED)を光源に用いたLED方式の露光装置(LEDプリントヘッド、略称「LPH」)を搭載している。LEDプリントヘッドは、機械的な駆動が不要という利点を有する。また、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。
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus is an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method, and is equipped with an LED type exposure device (LED print head, abbreviated as “LPH”) using a light emitting diode (LED) as a light source. LED printheads have the advantage that no mechanical drive is required. The image forming apparatus is a so-called tandem digital color printer. The image
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。
The image
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。
Each image forming unit 11 includes a
従来のLPHは、LEDアレイとロッドレンズアレイとで構成されていた。ロッドレンズアレイには、セルフォック(登録商標)など、屈折率分布型のロッドレンズが用いられていた。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。本実施の形態に係る画像形成装置は、「ロッドレンズアレイ」に代えて「ホログラム素子アレイ」を備えたLPHを備えている。 Conventional LPH is composed of an LED array and a rod lens array. A refractive index distribution type rod lens such as SELFOC (registered trademark) has been used for the rod lens array. The light emitted from each LED is collected by a rod lens, and an erecting equal-magnification image is formed on the photosensitive drum. The image forming apparatus according to the present embodiment includes an LPH including a “hologram element array” instead of the “rod lens array”.
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(列状)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。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、本実施の形態のLPH14は、作動距離は数cm程度と長く、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。
The
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。
The image forming
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。
Next, the operation of the image forming apparatus will be described.
First, the image forming
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。
For example, in the yellow
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。
Each color toner image formed by each image forming unit 11 is sequentially electrostatically attracted and transferred by the primary transfer roll 22 onto the
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。
The superimposed toner images are collectively electrostatically transferred onto the conveyed paper P (secondary transfer) by the transfer electric field formed by the secondary transfer roll 23 in the secondary transfer portion. The sheet P on which the superimposed toner image has been electrostatically transferred is peeled off from the
<LEDプリントヘッド(LPH)>
図2は本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。
<LED print head (LPH)>
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of an LED print head as an exposure apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the LED print head (LPH 14) includes an
複数のLED50の各々は、LEDチップ53上に配列されている。複数のLED50が配列された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。
Each of the plurality of
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。
The arrangement direction of the
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。
As the
後述する通り、本実施の形態では、LEDアレイ52には、複数のLEDチップ53が千鳥状に配列されている(図5等を参照)。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る。複数のLEDチップ53に分けられていても、複数のLED50の各々は一定間隔で配列されている。
As will be described later, in the present embodiment, a plurality of
上記のLEDチップ53を覆うように、LED基板58上には、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。即ち、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は、後述するスポット62の主走査方向の間隔が一定となるように、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。
A
なお、図2では簡略化して、複数のホログラム素子54が重なり合わないように図示されているが、後述する通り、本実施の形態では、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、図2では簡略化して、複数のホログラム素子54が同じ形状を有するように図示されているが、後述する通り、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。
In FIG. 2, for simplification, a plurality of
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。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、空気層や透明樹脂層などを介して所定距離だけ離間されていてもよい。例えば、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って保持されていてもよい。
The
LED50を発光させると、LED50から射出された光(インコヒーレント光)は、発光点からホログラム径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。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、拡散光の光路を避けて、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。
When the
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。
Each of the emitted diffracted lights converges in the direction of the
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、本実施の形態の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、高い回折効率が得られる。このためバックグラウンドノイズ(背景雑音)が低減され、信号光が精度よく再生されて、輪郭の鮮明な微小スポット62(集光点)が形成される。
In general, in LPH using an LED that emits incoherent light (incoherent light), coherence decreases and spot blurring (so-called chromatic aberration) occurs, and it is not easy to form a minute spot. On the other hand, the
<ホログラム素子の形状>
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に沿った断面図である。
<Shape of hologram element>
3A is a perspective view showing a schematic shape of the hologram element, FIG. 3B is a sectional view of the LED print head in the sub-scanning direction, and FIG. 3C is a main scanning direction of the LED print head. FIG.
図3(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素子と称される体積ホログラムである。また、図3(A)及び図3(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。この円形の底面の直径を「ホログラム径rH」とする。
As shown in FIG. 3A, each of the
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。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。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。
Each of the
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(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。
Each of the plurality of
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を防止する。
Although not shown, the
<ホログラム素子の記録方法>
次に、ホログラム素子54の記録方法について説明する。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。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。
<Recording method of hologram element>
Next, a recording method of the
図4(A)及び(B)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。
As shown in FIGS. 4A and 4B, coherent light passing through the optical path of diffracted light imaged on the
信号光と参照光とは、ホログラム記録層60Aに対し同じ側から照射される。図4(A)ではLED基板58側から照射され、図4(B)ではホログラム記録層60Aの表面側から照射される。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。
The signal light and the reference light are irradiated from the same side to the
なお、図4(A)及び(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3(A)に示すように、円錐台状に形成される。
In FIG. 4 (A) and 4 (B), although the
上述した通り、図4(B)の形成方法では、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。本実施の形態では、LED基板58上に形成されたホログラム記録層60に、位相共役波によってホログラムを記録することを想定している。従って、図4(B)に示す形成方法については、後で詳しく説明する。
As described above, in the formation method of FIG. 4B, the signal light and the reference light are irradiated from the surface side of the
<LEDチップ配列とホログラム記録>
図2では簡略化して6個のLED501〜506が1列に配列されている例を図示したが、実際の画像形成装置では、LPH14のLEDアレイ52には、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。上述した通り、複数のLED50が配列された複数のLEDチップ53が、複数のLED50が主走査方向に並ぶように、LED基板58上に実装されている。ホログラム素子54は、これら数千個のLED50の各々に対応して記録される。
<LED chip array and hologram recording>
In FIG. 2, an example in which six
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、複数個に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。
As the
本実施の形態では、LEDチップ53として、上記のSLEDチップを用いることを想定している。例えば、SLEDアレイを、256個のSLEDが1200spi(spots per inch)間隔で配列されたSLEDチップが、SLEDが主走査方向に一列に並ぶように29個配列されると仮定して換算すると、1200dpiの解像度の画像形成装置では、7424個のSLEDが21μmの間隔で配列されることになる。なお、「LED」に代えて「SLED」を用いる場合には、LED50と同じ符号を付して「SLED50」と称する。また、SLEDチップにも同じ符号を付して「SLEDチップ53」と称する。
In the present embodiment, it is assumed that the SLED chip is used as the
次に、チップの配列及びその位置合せの不具合について説明する。図5(A)はSLEDチップの配列を部分的に示す平面図であり、図5(B)はSLEDチップの配列の不具合を説明する平面図である。本実施の形態では、図5(A)及び(B)にその一部を示すように、複数のSLED50が1次元状に配列された複数のSLEDチップ53が、2列に亘って千鳥状に配置されたSLEDアレイを用いている。
Next, defects in chip arrangement and alignment will be described. FIG. 5A is a plan view partially showing the arrangement of SLED chips, and FIG. 5B is a plan view for explaining a defect in the arrangement of SLED chips. In this embodiment, as shown in part of FIGS. 5A and 5B, a plurality of
図5(A)では、主走査方向に沿った第1の直線(A列)上に配列されたSLEDチップ53A1及びSLEDチップ53A2と、主走査方向に沿った第2の直線(B列)上に配列されたSLEDチップ53B1及びSLEDチップ53B2と、でLEDアレイ52が構成されている。第1の直線と第2の直線とは、副走査方向に一定間隔で離間されている。第1の直線と第2の直線との間隔は、LED50の主走査方向の間隔と略同じ間隔又は数倍(1倍〜9倍)程度の間隔とされている。
Figure 5 (A) in a first straight line (A row) and
なお、SLEDチップ53A1、SLEDチップ53A2、SLEDチップ53B1及びSLEDチップ53B2の各々を区別する必要がない場合には、「SLEDチップ53」と総称する。図5(A)に示す例では、SLEDチップ53の各々には9個のSLEDが所定間隔で一列に配列されている。例えば、SLEDチップ53A1には9個のSLED501〜509が配列され、SLEDチップ53B1には9個のSLED5010〜5018が配列されている。また、SLEDチップ53A2には9個のSLED5019〜5027が配列され、SLEDチップ53B2には9個のSLED5028〜5036が配列されている。その結果、36個のSLED501〜5036が、主走査方向に沿って所定間隔(例えば、21μm)で配列されている。
When there is no need to distinguish each of the
図6はホログラムを記録する記録光学系を固定配置した場合の結像位置のずれを示す概略図である。なお、図6では記録光学系がLPH14に対して移動する様子を模式的に図示するが、記録光学系がLPH14に対して相対移動すればよく、LPH14が記録光学系に対して移動する場合(即ち、記録光学系を固定配置した場合)も意図している。本実施の形態では、LED基板58上に形成されたホログラム記録層60に、位相共役波によってホログラムが記録される(図4(B)参照)。図6に示すように、ホログラムの記録時には、信号光を照射する光学系と参照光を照射する光学系とが、ホログラムを記録する記録光学系として用いられる。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a deviation of the imaging position when a recording optical system for recording a hologram is fixedly arranged. 6 schematically illustrates how the recording optical system moves relative to the
これら記録光学系を固定配置して、実線で図示したようにA列上に配列されたSLED50Aに対応するホログラム素子54Aを記録し、点線で図示したようにB列上に配列されたSLED50Bに対応するホログラム素子54Bを記録する。この記録方法によれば、ホログラム素子54Bの回折光による結像スポット62Bは、ホログラム素子54Aの回折光による結像スポット62Aよりも、手前に形成されることになる。即ち、SLEDチップ53を千鳥状に配置した場合、固定配置された記録光学系でホログラム素子54A及びホログラム素子54Bを記録したのでは、A列のSLED50Aによるスポット62Aと、B列のSLED50Bによる及びスポット62Bとは、主走査方向に一列に配列されない。
These recording optical systems are fixedly arranged to record a
また、図5(B)に示すように、位置合せの不具合(アライメントずれ)により、SLEDチップ53が主走査方向に対して傾斜している場合には、SLEDチップ53に配列された各SLED50の主走査方向の間隔が狭くなると共に、SLEDチップ53に配列された各SLED50の副走査方向の位置がばらつく。この結果として、SLED50の主走査方向の位置に対応する位置にスポット62が形成されるように、ホログラム素子54を記録すると、スポット62は主走査方向に一列には配列されないし、スポット62の間隔もチップ毎に異なるようになる。また、図5(B)に示すように、傾斜したSLEDチップ53では、各SLED50に対応するホログラム素子54を記録する位置を特定するのも困難である。上記の位置合せの不具合に対応するには、通常、LPH14側に位置合せのためのサーボピットを設けるなど、位置合わせ手段が必要になる。
As shown in FIG. 5B, when the
<スポット列の形成>
図7(A)及び(B)は副走査方向に離間されたLEDに対応してスポット列を得る方法を説明するための説明図である。感光体ドラム12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。
<Formation of spot rows>
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams for explaining a method of obtaining a spot row corresponding to LEDs spaced apart in the sub-scanning direction. The optical axis of the diffracted light imaged on the
本実施の形態では、図7(A)及び(B)に示すように、感光体ドラム12の表面12Aに結像される回折光を得るために、A列上に配列されたLED50Aに対応するホログラム素子54Aと、B列上に配列されたLED50Bに対応するホログラム素子54Bとを記録する際に、同じ信号光を用いてホログラムを記録している。ここで「同じ信号光」とは、照射角度、収束角度、及び収束位置が同じ信号光を意味している。LED50Aの発光光軸とLED50Bの発光光軸とは平行であり、回折光(即ち、信号光)の光軸とLED50の発光光軸とは角度θで交差する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, in order to obtain diffracted light imaged on the
このため、図7(A)に示すように、A列上に配列されたLEDチップ53AのLED50Aから射出された光は、ホログラム素子54Aにより発光光軸と角度θを成す方向に回折され、感光体ドラム12の表面12Aに結像されて、スポット62Aを形成する。同様に、図7(B)に示すように、B列上に配列されたLEDチップ53BのLED50Bから射出された光は、ホログラム素子54Bにより発光光軸と角度θを成す方向に回折され、感光体ドラム12の表面12Aに結像されて、スポット62Aと共に主走査方向に並ぶスポット62Bを形成する。
For this reason, as shown in FIG. 7A, the light emitted from the
なお、図7(A)及び(B)では、回折に使用されるホログラム素子に格子模様を付すと共に、回折に使用されないホログラム素子に斜線を付すことで、両者を区別している。例えば、図7(A)に示すように、A列上のLED50Aを発光させた場合には、格子模様が付されたホログラム素子54Aで回折され、図7(B)に示すように、B列上のLED50Bを発光させた場合には、格子模様が付されたホログラム素子54Bで回折される。
In FIGS. 7A and 7B, the hologram elements used for diffraction are given a lattice pattern, and the hologram elements not used for diffraction are hatched to distinguish them. For example, as shown in FIG. 7A, when the
例えば、256個のSLEDが1200spi間隔で配列された29個のSLEDチップが、千鳥状に配列されてSLEDアレイが構成されている例で説明すると、副走査方向の位置が異なる7424個のSLEDに対応して、感光体ドラム12上には7424個のスポット62が形成される。この場合でも、図7(A)及び(B)に示すように、副走査方向の位置に応じた回折角度で回折して、感光体ドラム12の表面に結像される回折光が得られるように、同じ信号光を用いてホログラムを記録しておけば、7424個のスポット62が主走査方向に一列に並ぶように形成される。
For example, in an example in which 29 SLED chips in which 256 SLEDs are arranged at intervals of 1200 spi are arranged in a staggered manner to form an SLED array, 7424 SLEDs having different positions in the sub-scanning direction are used. Correspondingly, 7424
また、例えば、図5(B)に示すように、位置合せの不具合により、SLEDチップ53が主走査方向に対して傾いており、副走査方向の位置がばらついている場合でも、上記と同様に、感光体ドラム12の表面に結像される回折光が得られるように、同じ信号光を用いてホログラムを記録しておけば、傾斜したSLEDチップ53の各LED50に対応するスポット62が主走査方向に一列に並ぶように形成される。また、複数のスポット62が予め定めた配列方向に一定間隔で並べて形成される。
Further, for example, as shown in FIG. 5B, even when the
また、図5(A)及び(B)では簡略化して、複数のLEDチップ53が2列に配列されている例を図示したが、本実施の形態では、後述する通り、複数のLEDチップ53の複数のLED50の位置を各々計測し、この計測値に基づいて複数のLED50が「発光点」として認識される。複数のLED50の計測位置に基づいて、対応するホログラム素子54が形成される。
5A and 5B show an example in which a plurality of
即ち、ホログラム素子54による回折光が、感光体ドラム12の表面に結像されて一列に並ぶスポット62を形成するように、同じ信号光を用いて複数のLED50の各々に対応する複数のホログラム素子54が形成される。このように、発光点の位置に応じてホログラムを記録するので、LEDアレイ52は一次元状及び二次元状の何れの配列でもよく、LED50又はLEDチップ53の位置ずれも補償される。
That is, a plurality of hologram elements corresponding to each of the plurality of
図7(A)及び(B)から分かるように、ホログラム素子54Aとホログラム素子54Bとは、異なる形状を有することになる。ホログラムの形状が異なるために回折効率が異なる場合には、感光体ドラム12の表面12A上での回折光強度も異なる。この不都合を解消するには、表面12A上で同じ回折光強度が得られるように、LED50の発光強度を調整すればよい。
As can be seen from FIGS. 7A and 7B, the
なお、本実施の形態では、感光体ドラム12が、LED50からホログラム径rHまで拡がる拡散光の光路の外側に位置するように、発光光軸と回折光光軸とが成す角度θが設定されている。従って、ホログラムで回折されずに透過する拡散光があったとしても、この透過拡散光は感光体ドラム12にバックグラウンド光として照射されない。また、ホログラム記録層60の拡散光透過側には、迷光の発生を防止するために、光吸収膜等の遮光膜を配置してもよい。この遮光膜は、ホログラム記録層60を透過した拡散光の光路上に配置される。
In this embodiment, the
<ホログラム素子の大きさ>
上記の例においては、1200dpiの解像度の画像形成装置では、7424個のSLEDが21μmの間隔で配列されることになる。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。
<Size of hologram element>
In the above example, in an image forming apparatus having a resolution of 1200 dpi, 7424 SLEDs are arranged at an interval of 21 μm. When a spot is formed by condensing light from a condenser lens, the limit of spot miniaturization is determined based on the light diffraction phenomenon. The spot formed by the condenser lens is called an Airy disk from the following relational expression. The diameter (spot size) φ of the Airy disk is expressed as φ = 1.22λ / NA (= 2.44λF) using the wavelength λ and the numerical aperture NA of the condenser lens. Accordingly, when the working distance (≈focal length) is f, f = r H φ / 2.44λ.
NA=sinθ=rH/2f
F(Fナンバー)=f/rH
f:焦点距離
f=rHφ/2.44λ
NA = sin θ = r H / 2f
F (F number) = f / r H
f: Focal length f = r H φ / 2.44λ
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(発光素子ピッチ)以下の直径で作製されている。発光素子ピッチは、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、発光素子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オーダの作動距離が実現される。 In the LPH using the conventional hologram element array, each of the plurality of hologram elements is arranged so as not to overlap each other, as in the case where a plurality of lenses are arranged corresponding to each LED. (Pitch) It is made with the following diameter. The light emitting element pitch is approximately the same length as the interval (pixel pitch) of the minute spots formed on the photosensitive drum, and is several tens of μm. With a hologram element having a diameter of several tens of μm, a working distance of the order of several mm can be obtained due to the spread of the beam by diffraction (diffraction limit), similar to a rod lens. On the other hand, in this embodiment, the working distance of the order of cm is realized by making the diameter of the hologram element larger than the light emitting element pitch.
例えば、従来通り、ホログラム素子の直径を発光素子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。 For example, conventionally, when the diameter of the hologram element than the light emitting element pitch, the 1200dpi resolution must be less than about 20μm hologram size r H. At this time, assuming that the wavelength is 780 nm, the working distance is limited to 420 μm at most even if the spot size φ is allowed to about 40 μm. Thus, in the prior art, the working distance cannot be increased to the cm order.
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素子ピッチよりも大きくすると、作動距離がcmオーダまで長くなる。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以上にすれば、作動距離が1cm以上になる。例えば、ホログラム径rH=2mm、ホログラム厚さhH=250μmにおいては、4cmの作動距離で、約40μm(半値幅で約30μm)のスポットサイズφとなる。
On the other hand, when the diameter of the hologram element is made larger than the light emitting element pitch as in the present embodiment, the working distance becomes longer to the order of cm. For example, if the diameter of the
また、ホログラム素子の直径が10mmを超えると、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する。従って、例えば、材料のダイナミックレンジに応じて、ホログラム素子の直径を10mm以下としてもよい。 Further, when the diameter of the hologram element exceeds 10 mm, the multiplicity of the hologram element becomes extremely high, so that the diffraction efficiency limited by the dynamic range of the material is lowered. Therefore, for example, the diameter of the hologram element may be 10 mm or less depending on the dynamic range of the material.
<LPHの製造方法の概略>
次に、LPH14の製造方法の一例について説明する。なお、アライメント検査工程、ホログラムを記録する記録工程については、ホログラム記録装置の構成と共に、後で「ホログラム記録プログラム」の手順として更に詳しく説明する。図8(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。
<Outline of LPH production method>
Next, an example of the manufacturing method of LPH14 is demonstrated. The alignment inspection process and the recording process for recording the hologram will be described in more detail later as a procedure of the “hologram recording program” together with the configuration of the hologram recording apparatus. 8A to 8E are process diagrams showing the manufacturing process of the LED print head. The outline is as described in “Hologram recording method”. Here, since the sectional view in the sub-scanning direction is illustrated, only one
まず、図8(A)に示すように、複数のLED50が配列された複数の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、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。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の範囲であり、同様に、厚さ1mm〜10mmの土手部64を形成する。
First, as shown in FIG. 8A, an
次に、図8(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、複数のLED50の位置を各々計測する。
Next, as shown in FIG. 8 (B), a photopolymer is poured from a dispenser onto the
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、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。
Next, as shown in FIG. 8C, the
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から、LED50毎に、レーザ光の照射位置、照射角度、拡がり角度、収束角度等、記録用の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)により、感光体ドラム12上にスポット62が所定間隔で一列に並んで形成されるように、LED50毎に信号光及び参照光が設計される。例えば、図7(A)及び(B)に示したように、副走査方向の位置が異なるLED50に対しては、照射角度、収束角度、及び収束位置が同じ信号光を用いる。そして、LED50毎に、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。
First, from the measurement data obtained by the above chip alignment inspection, recording signal light and reference light such as a laser light irradiation position, irradiation angle, spread angle, and convergence angle are designed for each
ホログラム記録層60Aが形成されたLED基板58を、記録光学系に対して相対移動させる。各記録位置において、回折光(再生された信号光)が感光体ドラム12表面の所望の位置にスポット62を形成するように、信号光及び参照光を照射するための記録光学系を配置する。各記録位置でLED50に応じて信号光及び参照光を照射することで、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。
The
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。
Next, as shown in FIG. 8D, the entire surface of the
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。例えば、光強度分布に応じた屈折率変調が記録される材料が用いられる。 Further, the entire surface is exposed to polymerize the photopolymerizable monomer remaining in the dark part to complete the polymerization reaction, so that additional writing or erasing cannot be performed. As hologram recording materials, methods based on various recording mechanisms have been proposed. For example, a material capable of recording a refractive index modulation according to the light intensity distribution is used.
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。
Finally, as shown in FIG. 8 (E), the plurality of
なお、上記の製造工程では、LED50とホログラム記録層60が接している例について説明したが、図3(B)及び図3(C)に示したように、空気層や透明樹脂層等を介してホログラム記録層60をLED50から離間させてもよい。例えば、保護層で挟まれた未記録のホログラム記録層60Aからなるシートを別途作製し、作製されたシートをLEDアレイ52が実装されたLED基板58上に支持部材等を用いて取り付けてもよい。また、作製されたシートをLEDアレイ52が実装されたLED基板58に貼り付けてもよい。
In the above manufacturing process, an example in which the
<ホログラム記録装置>
図9は本発明の実施の形態に係るホログラム記録装置の構成の一例を示す概略図である。図9に示すように、このホログラム記録装置には、コヒーレント光であるレーザ光を発振するレーザ光源100が設けられている。
<Hologram recording device>
FIG. 9 is a schematic view showing an example of the configuration of the hologram recording apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the hologram recording apparatus is provided with a
レーザ光源100の光出射側には、開閉可能に構成されたシャッタ102、互いに直交する直線偏光成分に1/2波長の位相差を付与する1/2波長板104、所定方向の偏光だけを透過すると共にそれ以外の偏光を反射する偏光ビームスプリッタ106が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。シャッタ102は、後述するシャッタ駆動部に接続されている。シャッタ102は、シャッタ駆動部により矢印B方向に駆動されて、レーザ光の光路に挿入された状態(閉状態)又は光路から退避させられた状態(開状態)となる。
On the light emitting side of the
偏光ビームスプリッタ106の光反射側には、反射されたレーザ光を吸収する光吸収体(図示せず)が配置されている。一方、偏光ビームスプリッタ106の光透過側には、一対のレンズ108、110が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。一対のレンズ108、110は、2枚のレンズを焦点位置が一致するように組み合わせたものであり、レーザ光のビーム径を拡大するビームエキスパンダとして機能する。レンズ108、110の焦点面には、ピンホール(微小開口)112aを備えた空間フィルタ112が配置されている。
A light absorber (not shown) that absorbs the reflected laser light is disposed on the light reflection side of the
レンズ110の光出射側には、透過したレーザ光を反射して光路を所定角度だけ折り曲げるミラー114が配置されている。この例では、入射光の光路は、ミラー114により90°だけ折り曲げられる。ミラー114の光反射側には、1/2波長板116、レーザ光を二光波に分岐するための偏光ビームスプリッタ118が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。レーザ光の光路は、偏光ビームスプリッタ118により、信号光光路と参照光光路とに分岐される。
On the light emitting side of the
偏光ビームスプリッタ118の光透過側(即ち、信号光光路側)には、1/2波長板120、ミラー122、レーザ光が通過する所定径の開口を備えた遮光板であるアパーチャ124が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。この例では、1/2波長板120を透過したレーザ光の光路は、ミラー122により90°だけ折り曲げられて、アパーチャ124に入射する。
On the light transmission side of the polarization beam splitter 118 (that is, the signal light optical path side), there is a half-
アパーチャ124の光透過側には、一対のレンズ126、128、レーザ光を反射して光路を所定角度だけ折り曲げるミラー130、記録時に信号光をLPH14(の未記録のホログラム記録層60A)に照射するレンズ134、LPH14を所定位置に保持するステージ136が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。
On the light transmission side of the
偏光ビームスプリッタ118の光反射側には、一対のレンズ140、142が、この順序でレーザ光の光路上に配置されている。一対のレンズ140、142は、2枚のレンズを焦点位置が一致するように組み合わせたものである。レンズ140、142の焦点面には、ピンホール(微小開口)144aを備えた空間フィルタ144が配置されている。レンズ142の光出射側には、参照光をLPH14に照射するレンズ146が配置されている。レンズ146は、後述するレンズ駆動部により駆動されて、参照光が所定のLED50の配置位置に集光するように、矢印C方向に移動する。
On the light reflection side of the
レンズ140と空間フィルタ144との間には、光パワーメータ等の光検出器148が配置されている。光検出器148は、アライメント検査時に、LPH14のLED50の発光光を受光して、LED50の発光強度を計測する。ここで測定される発光強度は、放射量を表す放射強度であり単位はワットである。光検出器148は、後述する光検出器駆動部に接続されている。光検出器148は、光検出器駆動部により矢印D方向に駆動されて、レーザ光の光路に挿入された状態又は光路から退避させられた状態となる。
A
ステージ136は、後述するステージ駆動部に接続されている。ステージ136は、ステージ駆動部により駆動されて、矢印E方向、矢印F方向、及び矢印G方向に移動する。矢印G方向は、紙面と直交する方向(即ち、図面の奥行き方向)であり、ステージ136は三次元空間を移動する。ステージ136の近傍には、ステージ136の位置を検出するために、位置センサ等のステージ位置検出手段132が配置されている。
The
アライメント検査時には、ステージ136は、光検出器148でLED50の発光強度を計測しながら、発光強度が最大となる位置にLPH14を移動させる。ステージ位置検出手段132により、移動後のステージ136の位置を検出することで、LED50(発光点)の位置を計測する。一方、ホログラムの記録時には、ステージ136は、所定の記録位置にLPH14を保持する。
At the time of alignment inspection, the
次に、上記装置の電気的構成について説明する。図10はホログラム記録装置の駆動制御系の構成を示すブロック図である。ホログラム記録装置は、図10に示すように、装置全体を制御する制御部200を備えている。制御部200には、制御信号に応じて、レーザ光源100を駆動するレーザ駆動部(駆動回路)202が接続されている。制御部200には、制御信号に応じて、シャッタ102を開閉駆動するシャッタ駆動部204が接続されている。
Next, the electrical configuration of the apparatus will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the drive control system of the hologram recording apparatus. As shown in FIG. 10, the hologram recording apparatus includes a
制御部200には、制御信号に応じて、ステージ136を駆動するステージ駆動部206が接続されている。また、ステージ136に保持されるLPH14のLED基板58には、駆動回路(図示せず)が実装されている。ステージ駆動部206は、また、この駆動回路に接続されて、LED基板58上に形成された各LED50を駆動する。
A
制御部200には、制御信号に応じて、レンズ146を移動させるレンズ駆動部208が接続されている。制御部200には、制御信号に応じて、光検出器148を駆動する光検出器駆動部210が接続されている。光検出器駆動部210は、光検出器148を光路に挿入又は光路から退避させると共に、光検出器148をオン(検出状態)又はオフ(非検出状態)にする。また、制御部200は、光検出器148から検出信号を取得する。更に、制御部200には、ステージ位置検出手段132が接続されており、ステージ位置検出手段132から検出信号を取得する。
A
制御部200は、装置各部の制御及び各種演算を行うCPU(中央処理装置)、OS等の各種プログラムを記憶したROM、及びプログラムの実行時にワークエリアとして使用されるRAMを備えている。また、制御部200は、ハードディスク等の各種情報を記憶する外部記憶装置、入出力ポート、通信インターフェース、及び各種ドライブを備えていてもよい。制御部200を構成する各部は、バスにより相互に接続されている。CPUは、プログラムをROM又は外部記憶装置等の記憶装置から読み出し、RAMにロードする。そしてRAMをワークエリアとして使用し、ロードされたプログラムを実行する。
The
なお、後述する「ホログラム記録プログラム」は、ROM又は外部記憶装置に記憶されている。また、スポット62の位置座標等も、予めROM又は外部記憶装置等の記憶装置に予め設計値として記憶されている。
A “hologram recording program” to be described later is stored in a ROM or an external storage device. The position coordinates of the
また、上記のホログラム記録装置では、レンズ140と空間フィルタ144との間に光検出器148を配置してLED50の発光強度を検出する構成としたが、別の構成の観察光学系を設けることもできる。例えば、図14に示すように、レンズ142とレンズ146との間にビームスプリッタ150を配置すると共に、ビームスプリッタ150の光反射側に、レンズ152及びCMOSセンサ等の光検出器154を配置してもよい。この観察光学系では、LED50から射出されレンズ146を通過した光は、ビームスプリッタ150で反射される。反射された光はレンズ152で光検出器154の表面に結像され、結像された光像は光検出器154により検出される。
In the above hologram recording apparatus, the
<ホログラムの記録動作の概略>
次に、図9及び図10を参照して、上記ホログラム記録装置の記録動作について説明する。アライメント検査など、ホログラムの記録前に実施される動作については、次に詳しく説明する。ホログラムの記録時には、シャッタ102は、シャッタ駆動部204により駆動されて「開状態」とされている。レーザ駆動部202により駆動されて、レーザ光源100から所定波長のレーザ光が発振する。レーザ光源100から発振されたレーザ光は、1/2波長板104を通過して互いに直交する直線偏光成分に1/2波長の位相差が付与され、偏光ビームスプリッタ106に入射する。偏光ビームスプリッタ106は、例えば、P偏光及びS偏光の一方を透過し、他方を反射する。
<Outline of hologram recording operation>
Next, the recording operation of the hologram recording apparatus will be described with reference to FIGS. Operations performed before hologram recording, such as alignment inspection, will be described in detail below. At the time of recording a hologram, the
偏光ビームスプリッタ106を透過した所定方向の偏光は、ビームエキスパンダとして機能する一対のレンズ108、110によりビーム径が拡大される。レンズ108、110の焦点面に配置された空間フィルタ112は、ピンホール112aを通過できない一部のレーザ光を遮断する。ピンホール112aを通過したレーザ光は、レンズ110で平行光化され、ミラー114で反射されてレーザ光の光路が90°折り曲げられる。
The polarized light in a predetermined direction that has passed through the
ミラー114で反射されたレーザ光は、1/2波長板116を通過して、偏光ビームスプリッタ118に入射する。偏光ビームスプリッタ118を透過したレーザ光は、1/2波長板120を通過して、ミラー122で反射され、アパーチャ124により開口径に応じた所定のビーム径とされる。ステージ駆動部206によりステージ136が駆動されて、LPH14はステージ136によって所定の記録位置に保持されている。アパーチャ124を通過したレーザ光は、一対のレンズ126、128でリレーされ、ミラー130で所定方向に反射される。ミラー130で反射されたレーザ光は、レンズ134で集光されて、LPH14に信号光として照射される。
The laser light reflected by the
一方、偏光ビームスプリッタ118で反射されたレーザ光は、一対のレンズ140、142によりリレーされる。レンズ140、142の焦点面に配置された空間フィルタ144は、ピンホール144aを通過できない一部のレーザ光を遮断する。ピンホール144aを通過したレーザ光は、レンズ142で平行光化され、レンズ146で集光されて、LPH14に参照光として照射される。
On the other hand, the laser beam reflected by the
上記の通り、信号光と参照光とは、同じレーザ光源100から発振されたレーザ光を分岐して生成される。これら信号光と参照光とは、LPH14の同じ位置に同時に且つ同じ側から照射される。これによって、LPH14のホログラム記録層60A内で信号光と参照光とが干渉して、干渉パターンがホログラムとして記録される。なお、LPH14の同じ位置とは、1つのホログラム(干渉縞)を記録するのに必要な範囲で同じ位置という意味である。
As described above, the signal light and the reference light are generated by branching the laser light oscillated from the same
<ホログラム記録プログラム>
本実施の形態では、複数のLED50の各々について、発光強度を検出し、この検出値に基づいてLED50(発光点)の位置を特定する。発光強度が最大となる位置が、LED50の位置として特定される。そして、位置が特定された複数のLED50の各々に対応して、スポット62が主走査方向に一列に形成されるように、複数のホログラム素子54が形成される。次に、制御部200により実行される「ホログラム記録プログラム」の処理手順について説明する。図11はホログラム記録プログラムの処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンの実行により、複数のホログラムが順次記録される。
<Hologram recording program>
In the present embodiment, the light emission intensity is detected for each of the plurality of
まず、ステップ100で、アライメント検査のためにLPH14を初期計測位置に移動するための制御信号を、ステージ駆動部206に入力する。この制御信号に応じて、ステージ駆動部206によりステージ136が駆動され、LPH14が初期計測位置に保持される。
First, in
次に、ステップ102で、計測対象のLED50を点灯させるための制御信号を、ステージ駆動部206に入力する。この制御信号に応じて、ステージ駆動部206に接続されたLED基板58の駆動回路(図示せず)により駆動されて、LPH14のLED基板58上に実装されたLED50が、計測のために点灯する。
Next, in
例えば、図12(A)及び(B)に示すように、9個のSLEDが所定間隔で一列に配列された複数のSLEDチップ53が、千鳥状に配列された例で説明する(図5(A)及び(B)参照)。ここでは、SLEDチップ53毎に、計測・記録を順次行う。従って、まず、第1のSLEDチップ53A1について、まずチップ左端のSLED501を点灯し、次にチップ右端のSLED509を点灯する。
For example, as shown in FIGS. 12A and 12B, an example in which a plurality of
次に、ステップ104で、計測対象のLED50の位置を計測するための制御信号を、光検出器駆動部210及びステージ駆動部206に入力する。この制御信号に応じて、光検出器148がレーザ光の光路に挿入され、検出可能なオン状態とされる。光検出器148の検出信号が、制御部200に一定間隔で取り込まれる。ステージ駆動部206は、光検出器148の検出信号に応じてステージ136を移動する。ステージ位置検出手段132は、ステージ136の位置を検出する。ステージ位置検出手段132の検出信号が、制御部200に一定間隔で取り込まれる。
Next, in
アライメント検査時には、ステージ136は、光検出器148でLED50の発光強度を計測しながら、発光強度が最大となる位置にLPH14を移動させる。ステージ位置検出手段132により、移動後のステージ136の位置を検出することで、LED50(発光点)の位置が計測される。これにより、発光点の位置が正確に定まる。
At the time of alignment inspection, the
上記の通り、ステージ位置検出手段132の検出信号に基づいて、計測対象のSLED50(発光点)の位置が計測される。k番目のSLED50の位置は、XYZの三次元(空間)座標系中の座標(Xk,Yk,0)として特定される。ここで、X軸方向は主走査方向と一致し、Y軸方向は副走査方向と一致し、Z軸方向はLED50の光軸方向と一致する。従って、この座標は、LPH14上でのホログラム素子54の記録位置(正確には、参照光の収束位置)に対応する。
As described above, the position of the SLED 50 (light emitting point) to be measured is measured based on the detection signal of the stage
なお、LPH14のLED基板58の一角が、原点(0,0,0)と一致する。LPH14が計測位置に保持された状態(Z=0の状態)は、空間座標系のZ軸方向においては、ホログラムの記録時にLPH14がステージ136上に配置された状態(図9参照)、又はLPH14が感光体ドラム12の周りに露光装置として配置された状態に相当する(図1参照)。
One corner of the
特定された位置情報は、制御部200に入力されて所定の記憶装置に記憶される。記憶された計測値は、後述する工程で適宜読み出して使用される。本実施の形態では、図12(A)に示すように、A列の第1のSLEDチップ53A1から順に計測を開始する。まずチップ左端のSLED501の位置(X1,Y1,0)を特定し、次にチップ右端のSLED509の位置(X9,Y9,0)を特定する。SLEDチップ53内では、複数個のSLED50が所定間隔で一列に配列されているので、両端のSLED50の位置が定まれば、他のSLEDの位置も計算により自動的に定まる。計測されたSLED50の位置は、例えば、下記表1に示すようなテーブルで所定の記憶装置に記憶される。
The specified position information is input to the
次に、ステップ106で、複数の発光点(SLED50)を、複数の集光点(スポット62)の各々に対応付ける。例えば、SLED501に対しスポット621、SLED502に対しスポット622というように、9個のSLED501〜SLED509の各々に対して9個のスポット621〜スポット629が対応付けられる。SLED50(発光点)とスポット62(集光点)との対応関係は、例えば、下記表2に示すようなテーブルで所定の記憶装置に記憶される。
Next, in
或いは、表3に示すように、SLED50の位置座標(Xk,Yk,0)に対しスポット62の位置座標(XS1,YS2,0)に対しというように、SLED50(発光点)の位置座標とスポット62(集光点)の位置座標との対応関係を、テーブルで記憶しておいてもよい。なお、スポット62の位置座標は、所定の記憶装置に予め設計値として記憶されている。
Alternatively, as shown in Table 3, with respect to the position coordinates (X S1 , Y S2 , 0) of the
次に、ステップ108で、SLED50に対応する複数のホログラム素子54の各々について、そのホログラムを記録するための記録条件を取得する。表3に示したように、スポット62の位置座標とSLED50の位置座標との対応関係が決まると、スポット62に対応するSLED50の位置座標に応じて、ホログラム素子54を形成する位置が特定される。また、スポット62及びSLED50の位置座標から、SLED50毎に、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。即ち、ホログラムの記録条件が取得される。
Next, in
次に、ステップ110で、LPH14を最初のホログラムを記録する位置に移動するための制御信号を、ステージ駆動部206に入力する。この制御信号に応じて、ステージ駆動部206によりステージ136が駆動され、LPH14が図示した記録位置に保持される。ここでの記録位置は、最初のホログラムに対応したSLED50に、設計された参照光が集光する位置である。なお、ホログラム記録動作の前には、計測動作を終了するための制御信号が、光検出器駆動部210に入力される。この制御信号に応じて、光検出器148がレーザ光の光路から退避させられ、オフ状態とされる。
Next, in
次に、ステップ114で、最初のホログラムを記録するための制御信号を、レンズ駆動部208、レーザ駆動部202及びシャッタ駆動部204に入力する。この制御信号に応じて、レンズ146が移動されて、LPH14に設計された信号光及び参照光を照射するように光学系が配置される。例えば、図13(A)及び(B)に示すように、A列上に配列されたLED50Aに対応するホログラム素子54Aを記録する場合には、参照光がLED50Aに収束するようにレンズ146を(図上で下方に)移動し、B列上に配列されたLED50Bに対応するホログラム素子54Bを記録する場合には、参照光がLED50Bに集光するようにレンズ146を(図上で上方に)移動する。なお、信号光を照射するための光学系は、固定配置されている。
Next, in
そして、シャッタ102がシャッタ駆動部204により駆動されて「開状態」とされ、レーザ駆動部202により駆動されて、レーザ光源100が点灯してレーザ光が発振する。レーザ光源100からレーザ光が発振されると、上述した通り、ホログラムの記録動作が実施されて、設計された信号光及び参照光で最初のホログラムが記録される。なお、ホログラムの記録終了後には、シャッタ102がシャッタ駆動部204により駆動されて「閉状態」とされ、レーザ駆動部202により駆動されてレーザ光源100が消灯する。
Then, the
次に、ステップ114で、LPH14を次のホログラムを記録する位置に移動するための制御信号を、ステージ駆動部206に入力する。この制御信号に応じて、ステージ駆動部206によりステージ136が駆動され、LPH14が図示した記録位置に保持される。ここでの記録位置は、次のホログラムに対応したSLED50に、設計された参照光が集光する位置である。
Next, in
次に、ステップ116で、次のホログラムを記録するための制御信号を、レンズ駆動部208、レーザ駆動部202及びシャッタ駆動部204に入力する。この制御信号に応じて各部が駆動され、ホログラムの記録動作が実施されて、設計された信号光及び参照光で次のホログラムが記録される。なお、ホログラムの記録終了後には、シャッタ102が「閉状態」とされ、レーザ光源100が消灯する。
Next, in
次に、ステップ118で、次に記録するホログラムがあるか否かを判断する。ここで肯定判定の場合には、ステップ114に戻って次のホログラムを記録する。こうして、SLEDチップ53A1に一列に配列されたSLED501〜509の各々に対して、対応するホログラム素子541〜549が順番に形成される。一方、ここで否定判定の場合には、SLEDチップ53A1内の全部のSLED50について、ホログラムが記録されたものとして、ステップ120に進む。
Next, in
次に、ステップ120で、次に計測・記録するSLEDチップ53があるか否かを判断する。ここで肯定判定の場合には、ステップ100に戻って次のSLEDチップ53に対応して計測を行い、ホログラムを記録する。例えば、本実施の形態では、SLEDチップ53A1と同様に、図12(B)に示すように、B列のSLEDチップ53B1について計測を行い、SLED50の特定された位置に基づいて、対応するホログラム素子54を記録する。一方、ここで否定判定の場合には、全部のSLEDチップ53について、ホログラムが記録されたものとしてルーチンを終了する。なお、上記ではSLEDチップ53の単位で計測・記録の動作を行ったが、個々のSLED50の単位で計測・記録の動作を行ってもよく、LPH14の単位で計測・記録の動作を行ってもよい。
Next, in
(他の実施の形態)
なお、上記の実施の形態では、1個のホログラムを記録するホログラム記録時には、ステージ上のLPHを固定配置し、信号光を照射する光学系を固定配置すると共に、参照光を照射する光学系をLEDの位置に応じて移動させる例について説明したが、LPHと信号光を照射する光学系とが一定の位置関係であればよく、参照光を照射する光学系を固定配置して、信号光を照射する光学系と共にLPHを移動させてもよい。
(Other embodiments)
In the above embodiment, at the time of hologram recording for recording one hologram, the LPH on the stage is fixedly arranged, the optical system for irradiating the signal light is fixedly arranged, and the optical system for irradiating the reference light is used. Although the example of moving according to the position of the LED has been described, the LPH and the optical system that irradiates the signal light need only have a certain positional relationship, and the optical system that irradiates the reference light is fixedly arranged to transmit the signal light. You may move LPH with the optical system to irradiate.
例えば、図15(A)及び(B)に示すように、レンズ128とミラー130との間に、レーザ光が通過する所定径の開口を備えた遮光板であるアパーチャ156を配置する。そして、一点鎖線で囲んだように、アパーチャ156、ミラー130、レンズ134、及びLPH14(ステージ136)を同じ基板158上に設置した光学系ユニット160とする。光学系ユニット160は、矢印H方向に移動するように構成されている。また、LPH14は、基板158上に設置されたステージ136により保持されている。
For example, as shown in FIGS. 15A and 15B, an
A列上に配列されたLED50Aに対応するホログラム素子54Aを記録する場合には、参照光がLED50Aに収束するように光学系ユニット160を(図上で下方に)移動し、B列上に配列されたLED50Bに対応するホログラム素子54Bを記録する場合には、参照光がLED50Bに集光するように光学系ユニット160を(図上で上方に)移動する。これにより、LPH14と信号光を照射する光学系とが、一定の位置関係を保持したまま移動する。なお、参照光を照射するための光学系は、固定配置されている。
When recording the
なお、「ホログラムの記録条件」は、複数の発光点(LED50)を複数の集光点(スポット62)の各々に対応付けて取得される。複数のスポット62は感光体12上で主走査方向に等間隔で一列に配列されるように設計しておけば、LED50の主走査方向の配列間隔に拘わらずスポット62列が設計通りに形成されるように、対応するホログラム素子54が形成される。例えば、256個のSLEDが21μm間隔で配列されたSLEDチップを2列の千鳥状に配列したSLEDアレイにおいて、2列に配列されたSLEDの副走査方向の間隔を81μmとした場合でも、上記の方法により21μm間隔のスポット列を実験的に得ている。
The “hologram recording condition” is acquired by associating a plurality of light emitting points (LEDs 50) with each of a plurality of condensing points (spots 62). If the plurality of
従って、ホログラムの記録に用いる記録光学系は、取得された「ホログラムの記録条件」に応じて、ホログラムを記録可能な記録光学系であればよい。図13(A)及び(B)や図15(A)及び(B)に示す記録光学系はその一例である。なお、LED50から射出された光を、ホログラム素子54で回折してスポット62に集光させるために、信号光の光軸が副走査方向と平行にならない場合もある。
Therefore, the recording optical system used for hologram recording may be any recording optical system capable of recording a hologram in accordance with the acquired “hologram recording condition”. The recording optical systems shown in FIGS. 13A and 13B and FIGS. 15A and 15B are examples. In addition, since the light emitted from the
また、上記の実施の形態では、複数のLED(SLEDを含む)を備えたLEDプリントヘッドについて説明したが、LEDに代えて電界発光素子(EL)やレーザダイオード(LD)等、他の発光素子を用いてもよい。コヒーレント光源であるLDを備えた露光装置は、インコヒーレント光源を用いた露光装置よりも、エネルギー利用効率が高くなる。また、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、インコヒーレント光による不要露光を防止することで、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でも、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と同様に、輪郭が鮮明な微小スポットが形成される。 In the above embodiment, an LED print head including a plurality of LEDs (including SLEDs) has been described. However, other light emitting elements such as an electroluminescent element (EL) and a laser diode (LD) are used instead of the LEDs. May be used. An exposure apparatus including an LD that is a coherent light source has higher energy utilization efficiency than an exposure apparatus that uses an incoherent light source. In addition, the hologram element is designed according to the characteristics of the light emitting element, and unnecessary exposure by incoherent light is prevented, so that even when an LED or EL that emits incoherent light is used as the light emitting element, the coherent light is emitted. As in the case of using the LD to be used as a light emitting element, a fine spot with a clear outline is formed.
また、上記の実施の形態では、複数のLEDが長さ方向に沿って配列されたLEDアレイについて説明したが、LEDアレイ等の発光素子アレイ(アレイ光源)は、一次元アレイで構成されていてもよく、二次元アレイで構成されていてもよい。上記の実施の形態で説明したように、複数の発光素子の各々の位置を計測し、この計測値に基づいて発光点の位置を特定して、主走査方向に一列に配列されたスポット列が得られるように、対応するホログラムを形成するので、アレイ光源に位置合せの不具合(アライメントずれ)等の不備があっても、これらの不備は補償される。 In the above embodiment, an LED array in which a plurality of LEDs are arranged along the length direction has been described. However, a light emitting element array (array light source) such as an LED array is configured as a one-dimensional array. Alternatively, it may be composed of a two-dimensional array. As described in the above embodiment, the positions of the light emitting elements are measured, the positions of the light emitting points are specified based on the measured values, and the spot rows arranged in a row in the main scanning direction are arranged. Since the corresponding hologram is formed so as to be obtained, even if the array light source has a defect such as a misalignment (alignment deviation), these defects are compensated.
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。 In the above-described embodiment, an example in which a plurality of hologram elements are multiplexed and recorded by spherical wave shift multiplexing has been described. However, as long as a multiplexing system capable of obtaining desired diffracted light is used, a plurality of hologram elements can be obtained by other multiplexing systems. May be recorded multiple times. A plurality of types of multiplexing methods may be used in combination. Other multiplexing methods include angle multiplex recording for recording while changing the incident angle of the reference light, wavelength multiplex recording for recording while changing the wavelength of the reference light, and phase multiplex recording for recording while changing the phase of the reference light. . If multiple recording is possible, separate diffracted light is reproduced without crosstalk from a plurality of holograms recorded in multiple recording.
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本発明の露光装置を適用してもよい。 In the above embodiment, the image forming apparatus is a tandem type digital color printer, and the LED print head as an exposure apparatus that exposes the photosensitive drum of each image forming unit has been described. Any image forming apparatus capable of forming an image by exposing a photosensitive image recording medium is not limited to the above embodiment. For example, the image forming apparatus is not limited to an electrophotographic digital color printer. The exposure apparatus of the present invention may be mounted on a writing apparatus such as a silver salt type image forming apparatus or optical writing type electronic paper. The photosensitive image recording medium is not limited to the photosensitive drum. The exposure apparatus of the present invention may also be applied to exposure of sheet-like photoreceptors, photographic photosensitive materials, photoresists, photopolymers and the like.
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
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
62 スポット
64 土手部
66 保護層
100 レーザ光源
102 シャッタ
104 1/2波長板
106 偏光ビームスプリッタ
108 レンズ
110 レンズ
112a ピンホール
112 空間フィルタ
114 ミラー
116 1/2波長板
118 偏光ビームスプリッタ
120 1/2波長板
122 ミラー
124 アパーチャ
126 レンズ
130 ミラー
132 ステージ位置検出手段
134 レンズ
136 ステージ
140 レンズ
142 レンズ
144a ピンホール
144 空間フィルタ
146 レンズ
148 光検出器
150 ビームスプリッタ
152 レンズ
154 光検出器
2 PC
3
52
Claims (4)
前記ホログラム記録層に、前記第1の光波の光路の外側に収束する収束光の光路を通り且つ前記第1の光波との干渉によりホログラムを記録する第2の光波を照射する第2の光照射手段と、
前記ホログラム記録層にホログラムを記録する前に、前記複数の発光素子の少なくとも1つを点灯させた状態で、点灯させた発光素子の位置を計測する計測手段と、
前記複数の発光素子の各々から射出された光が収束して複数の集光点が予め定めた配列方向に一定間隔で並ぶと共に、前記計測手段で計測された発光素子の位置に基づいて前記発光素子から射出された光が対応する集光点に収束するように、前記発光素子の位置及び前記対応する集光点の位置に基づいて、前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を記録するために必要な、前記第1の光波及び前記第2の光波の照射角度、拡散又は収束角度、及び照射位置を少なくとも含む記録条件を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録する記録手段と、
を備えたホログラム記録装置。 A hologram recording layer formed on a substrate on which a plurality of light emitting elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally passes through an optical path of diffused light passing through the hologram recording layer from a position corresponding to the plurality of light emitting elements. First light irradiation means for irradiating one light wave;
Second light irradiation for irradiating the hologram recording layer with a second light wave that passes through the optical path of convergent light that converges outside the optical path of the first light wave and that records the hologram by interference with the first light wave Means,
Measuring means for measuring the position of the light-emitting element that is turned on in a state where at least one of the plurality of light-emitting elements is turned on before recording the hologram on the hologram recording layer;
The light emitted from each of the plurality of light emitting elements converges and a plurality of condensing points are arranged at predetermined intervals in a predetermined arrangement direction, and the light emission is performed based on the position of the light emitting element measured by the measuring unit. Based on the position of the light emitting element and the position of the corresponding condensing point, the plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements are converged so that the light emitted from the element converges to the corresponding condensing point. An acquisition means for acquiring a recording condition including at least an irradiation angle, a diffusion or convergence angle, and an irradiation position of the first light wave and the second light wave necessary for recording each;
Based on the recording conditions acquired by the acquisition means, the first light irradiation means, the second light irradiation means and the position of the substrate are adjusted, and the first light wave and the second light wave are A recording means for irradiating the hologram recording layer and sequentially recording each of a plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer;
A hologram recording apparatus comprising:
更に備えた請求項1に記載のホログラム記録装置。 Storage means for storing the position of the light emitting element measured by the measurement means,
The hologram recording apparatus according to claim 1, further comprising:
前記ホログラム記録層が形成された基板に対し、前記第1の光波を照射する前記第1の光照射手段の位置を調整する第1の位置調整手段と、
前記複数の発光素子の各々を点灯又は消灯するように駆動する駆動手段と、
前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録するように、前記第1の位置調整手段及び前記駆動手段を制御する第1の制御手段と、
を備えた請求項1又は2に記載のホログラム記録装置。 The recording means includes
First position adjusting means for adjusting the position of the first light irradiating means for irradiating the first light wave with respect to the substrate on which the hologram recording layer is formed;
Driving means for driving each of the plurality of light emitting elements to be turned on or off;
Based on the recording conditions acquired by the acquisition means, the first light irradiation means, the second light irradiation means and the position of the substrate are adjusted, and the first light wave and the second light wave are A first control unit that controls the first position adjusting unit and the driving unit to irradiate the hologram recording layer and sequentially record each of a plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer. 1 control means;
The hologram recording apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第1の光波を照射する前記第1の光照射手段に対し、前記ホログラム記録層が形成された基板の位置及び前記第2の光波を照射する前記第2の光照射手段の位置を調整する第2の位置調整手段と、
前記複数の発光素子の各々を点灯又は消灯するように駆動する駆動手段と、
前記取得手段で取得された記録条件に基づいて、前記第1の光照射手段、前記第2の光照射手段及び前記基板の位置を調整し、前記第1の光波及び前記第2の光波を前記ホログラム記録層に照射して、前記ホログラム記録層に前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラムの各々を順次記録するように、前第2の位置調整手段及び前記駆動手段を制御する第2の制御手段と、
を備えた請求項1又は2に記載のホログラム記録装置。 The recording means includes
The position of the substrate on which the hologram recording layer is formed and the position of the second light irradiating means for irradiating the second light wave are adjusted with respect to the first light irradiating means for irradiating the first light wave. Second position adjusting means;
Driving means for driving each of the plurality of light emitting elements to be turned on or off;
Based on the recording conditions acquired by the acquisition means, the first light irradiation means, the second light irradiation means and the position of the substrate are adjusted, and the first light wave and the second light wave are A first control unit that controls the second position adjusting unit and the driving unit to irradiate the hologram recording layer and sequentially record each of the plurality of holograms corresponding to each of the plurality of light emitting elements on the hologram recording layer. Two control means;
The hologram recording apparatus according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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JP2010048379A JP2011070151A (en) | 2009-08-25 | 2010-03-04 | Hologram recording device |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2009194646 | 2009-08-25 | ||
JP2010048379A JP2011070151A (en) | 2009-08-25 | 2010-03-04 | Hologram recording device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011070151A true JP2011070151A (en) | 2011-04-07 |
Family
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JP2010048379A Pending JP2011070151A (en) | 2009-08-25 | 2010-03-04 | Hologram recording device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011070151A (en) |
-
2010
- 2010-03-04 JP JP2010048379A patent/JP2011070151A/en active Pending
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