JP3802273B2 - 画像記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像記録用の感光材料に対し、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ／発光ダイオード）素子から出射される光を利用してカラー画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラープリンターや色校正装置等のラスター走査型のカラー画像記録装置においては、一般にＲ、Ｇ、Ｂと呼称される赤色、緑色、青色の光に各々感光する赤感層、緑感層、青感層を備えたカラー画像記録用の感光材料が使用される。そして、このカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色の光を出射する光源より赤色の光を、また、緑色の光を出射する光源より緑色の光を、さらに、青色の光を出射する光源より緑色の光を各々照射することにより、カラー画像を記録する構成となっている。
【０００３】
このような画像記録装置においては、例えば、赤色の光を出射する光源としてその波長が６３２．８ｎｍのレーザビームを出射するヘリウムネオンレーザを、また、緑色の光を出射する光源としてその波長が５１４．５ｎｍのレーザビームを出射するアルゴンイオンレーザを、さらに、青色の光を出射する光源としてその波長が４４１．６ｎｍのレーザビームを出射するヘリウムカドミウムレーザを、各々使用することができる。
【０００４】
しかしながら、画像記録装置にこのような３種のガスレーザを使用した場合には、装置が極めて大型化し、また、そのコストも極めて高価となるため、実用的ではない。このため、近年、ガスレーザに換えてＬＥＤ素子を使用することが検討されている。
【０００５】
ところで、このような画像記録装置にＬＥＤ素子を使用した場合には、ＬＥＤ素子の輝度の低さが問題となる。例えば、赤色の光を出射するＬＥＤ素子としては、ガリウムとアルミニュウムと砒素を材質としたＬＥＤ素子が開発されているが、緑色や青色の光を高い輝度をもって出射するＬＥＤ素子は実用化されていなかった。
【０００６】
しかしながら、近年、緑色や青色の光を高い輝度をもって出射するＬＥＤ素子として、ガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したガリウムナイトライドＬＥＤ素子や、インジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子等が開発されている（例えば、特開平４−１００６６６号公報または特開平８−３１６５２８号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらのガリウムナイトライドＬＥＤ素子やインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子（この明細書において、これらを総称して「ＧａＮ系ＬＥＤ素子」という）等のＬＥＤ素子を上述した画像記録装置に応用する場合には、特に緑色と青色との間に発生する分色混合（分光混合）が問題となる。ここで、分色混合とは、赤色、緑色、青色の光が、それらと対応する赤感層、緑感層、青感層以外の感光層に影響を与え、感光材料の発色が濁る現象を指す。
【０００８】
図１６は、一般的なカラー画像記録用の感光材料の分光感度を示す図である。この図において、ＳＲは赤感層の感光領域を、ＳＧは緑感層の感光領域を、また、ＳＢは青感層の感光領域を各々示している。
【０００９】
一方、図１７は、赤色にガリウムとアルミニュウムと砒素などを材料としたＬＥＤ素子を、また、青色と緑色に上述したＧａＮ系ＬＥＤ素子等を使用した場合の、赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルを示す図である。この図において、ＬＲは赤色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を、ＬＧは緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を、また、ＬＢは青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を各々示している。
【００１０】
図１６および図１７に示すように、緑感層の感光領域と青感層の感光領域とは互いに重複しており、また、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域とは互いに重複している。このため、青感層は図１８においてハッチングを付した領域で緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光により感光してしまうことになり、緑感層は図１９においてハッチングを付した領域で青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光により感光してしまうことになる。
【００１１】
このため、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光とをダイクロイックミラーを介して合成することにより、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光との波長領域の重複を防止することが考えられる。
【００１２】
しかしながら、ダイクロイックミラーの反射（透過）強度は、図２０示すように、一定の傾斜を有する。そして、この傾斜領域の範囲は、ＬＥＤ素子より出射される無偏光の光の場合には、通常、５０ｎｍ程度となる。このため、このダイクロイックミラーの反射（透過）強度特性を、必要な波長領域に対応させてシフトしたとしても、単一のダイクロイックミラーを使用しただけでは、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光との波長領域の重複を防止して上述した分色混合を防止することは不可能である。
【００１３】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することができる画像記録装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、または、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の少なくとも一方に配設され、特定の波長領域の光のみを通過させることにより、前記第２のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域と前記第３のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域が重複することを防止する波長帯域制限手段と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記波長帯域制限手段は、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、および、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の両方に配設されている。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２いずれかに記載の発明において、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射する合成手段を備えている。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記合成手段はクロスプリズムから構成されている。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、緑色の光を反射する第１のダイクロイック素子と、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、青色の光を反射または透過する第２のダイクロイック素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５いずれかに記載の発明において、前記第２のＬＥＤ素子が、前記第１のＬＥＤ素子および前記第３のＬＥＤ素子よりも多数配設されている。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記アパーチャ部材は、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて配設される。
請求項８に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記アパーチャ部材は、前記合成手段と感光材料の間に配設される。
請求項９に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光のうち、前記感光材料における緑感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、青感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第３のＬＥＤ素子から出射された青色の光のうち、前記感光材料における青感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、緑感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する膜特性を有する第１の誘電体多層膜と、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する膜特性を有する第２の誘電体多層膜とを有し、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射するクロスプリズムとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る画像記録装置の斜視図である。
【００２２】
この画像記録装置は、光源部９と結像光学系４とからなる記録ヘッド５と、その外周部に感光材料６を巻回した記録ドラム７とを備える。この画像記録装置においては、光源部９から、結像光学系４を介して、記録ドラム７に巻回された状態で回転する感光材料６に光ビームを照射するとともに、記録ヘッド５を記録ドラム７の軸線方向に移動させることにより、感光材料６に対して必要な画像を記録する構成となっている。
【００２３】
図２は、この画像記録装置における光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。なお、図２においては、後述するシリンドリカルレンズ３３や開口絞り４１等は、図示を省略している。また、各光源素子は、いわゆるＬＥＤランプ形状のもので図示し、簡略化している。
【００２４】
この光源部９は、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂと、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇと、赤色の光を出射するための光源ユニット８とを備える。
【００２５】
先ず、この光源ユニット３ｂ、３ｇ、８のうち、光源ユニット３ｂ、３ｇ（これらを総称する場合には「光源ユニット３」という）の構成について説明する。図３は光源ユニット３の構成を示す斜視図であり、図４はその正面図である。
【００２６】
この光源ユニット３は、その基端部にコネクタ３１を備えた配線基板３２と、この配線基板３２の先端部に複数個列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１と、これらのＧａＮ系ＬＥＤ素子１と対向する位置に配設されたシリンドリカルレンズ３３とから構成されるユニットを、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向と直交する方向に３列配設した構成を有する。
【００２７】
すなわち、図３示すように、３個の配線基板３２の先端部は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６に形成された凹部３７内に挿入され、固定される。このため、これらの配線基板３２は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６により、互いに等間隔離隔した平行な姿勢で精度よく位置決めされる。
【００２８】
また、図４に示すように、３個の配線基板３２は、各配線基板３２の先端部に列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向に互いにずれた位置に配置されている。
【００２９】
なお、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される光の臨界角を大きくする目的で、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１とシリンドリカルレンズ３３との間に、空気より大きい屈折率を有するシリコーン樹脂等の透明部材をポッティングするようにしてもよい。
【００３０】
各配線基板３２の先端部に複数個列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、各々、ボンディングワイヤー３４を介して、配線基板３２に形成された導電パターン３５とワイヤーボンディングされている。すなわち、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、配線としてのボンディングワイヤー３４および導電パターン３５を介して、コネクタ３１と電気的に接続されている。また、このコネクタ３１は、図示を省略したＧａＮ系ＬＥＤ素子１のドライバーと接続されている。
【００３１】
図５は、各配線基板３２の先端部に列設された複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１の斜視図である。また、図６は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の三面図であり、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその正面図、また、図６（ｃ）はその右側面図である。
【００３２】
このＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、基板１１の表面上に形成された発光層（活性層）１２を含む半導体積層構造部１６と、この半導体積層構造部１６の表面上に形成されたＰ電極１３と、半導体積層構造部１６の一部をエッチングによって削ったその上面に形成されたＮ電極１４とを備える。そして、このＬＥＤ素子１においては、Ｐ電極１３とＮ電極１４との間に電流を流すことにより、半導体積層構造部１６の表面１５または端面１７から光が出射する構成となっている。なお、光が発生するのは発光層１２であるが、その光は半導体積層構造部１６へ広がり、そこから外部に出射されるのが一般的である。
【００３３】
このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、Ｐ電極１３とＮ電極１４とが基板１１に対して同一側に形成されていることから、半導体積層構造部１６の表面１５から出射される光がこれらのＰ電極１３およびＮ電極１４によって遮られることになり、半導体積層構造部１６の表面１５から出射する光の輝度が低く、また、半導体積層構造部１６の表面１５における光出射領域の形状も略８の字状の形状となる。このため、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、半導体積層構造部１６の端面１７から出射される光を有効に利用することが好ましい。
【００３４】
このとき、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、図６（ｃ）に示すように、Ｎ電極１４が基板１１から半導体積層構造部１６の一部をエッチングにより削ったその上面に形成されていることから、半導体積層構造部１６の４方の端面１７のうち２方の端面１７から出射された光の一部は、Ｎ電極１４により遮られる。また、半導体積層構造部１６の４方の端面１７のうち２方の端面１７から出射された光の一部は、Ｎ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４（図３参照）によっても遮られる。このため、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１における４方の端面１７から出射する光のうち、図５および図６に示す矢印ア方向に出射する光は、図５および図６に示す矢印イ方向に出射される光よりもその光量が小さいことになる。
【００３５】
このため、この光源ユニット３においては、図５および図６に示す矢印イ方向の光がシリンドリカルレンズ３３に有効に入射するように、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１を、そのＮ電極１４およびこのＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が、半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない方向に配置している。
【００３６】
従って、図３に示す各配線基板３２の先端部における複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、そのＮ電極１４およびＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない状態で、その発光層１２の長手方向と平行な方向に列設されることにより、５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１によるアレイを構成することになる。
【００３７】
そして、この光源ユニット３においては、上記の構成を有する配線基板３２が３層、その位置を各配線基板３２の先端部に列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向（その発光層１２の長手方向）にずらせた状態で配設されていることから、１５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射する光を利用した二次元配列の光ビームを得ることができる。
【００３８】
なお、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１としては、光源ユニット３ｂにおいては青色の波長域の光を出射するものが、また、光源ユニット３ｇにおいては緑色の波長域の光を出射するものが使用される。
【００３９】
次に、この光源ユニット３と上述した結像光学系４との関係について説明する。図７は結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す平面図であり、図８はその側面図である。
【００４０】
なお、図７および図８においては、各配線基板３２の先端部に列設された５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１のうちの３個のみを図示し、他の２個については図示を省略している。また、図７および図８においては、後述するクロスプリズム７０、アパーチャプレート６８、波長帯域制限フィルター７３、７４およびリレー光学系６７等については、その図示を省略している。
【００４１】
さらに、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像とＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像とは、後述するアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇにより整形されることになるが、説明の便宜上、ここではこれらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇについては言及しない。
【００４２】
この結像光学系４は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像を、図１に示す記録ドラム７に巻回された感光材料６上に縮小投影するためのものであり、フィールドレンズ３８と対物レンズ３９とから構成される。これらのフィールドレンズ３８と対物レンズ３９とからなる結像光学系４は、両側テレセントリック光学系を構成する。また、フィールドレンズ３８と対物レンズ３９との間には、開口絞り４１が配設されている。
【００４３】
図８に示すように、シリンドリカルレンズ３３のパワーのある断面において、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された光の主光線は、結像光学系４の物体側で結像光学系４の光軸に平行になるように設定されている。また、結像光学系４が両側テレセントリック光学系であることから、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された光の主光線は、感光材料６側においても結像光学系４の光軸に平行となる。
【００４４】
結像光学系４の縮小倍率は、画像記録装置に要求される解像度により決定される。例えば、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の一辺の長さはおよそ３００μｍ程度であり、その配列ピッチＰ（図４参照）はおおよそ０．５〜１．０ｍｍ程度である。そして、感光材料６への記録ビームのピッチは、上述したように［Ｐ／３］となる。このため、この［Ｐ／３］の値と画像記録装置に要求される解像度とに基づいて、結像光学系４の縮小倍率を決定すればよい。
【００４５】
一方、上述したシリンドリカルレンズ３３は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を、結像光学系４の開口絞り４１の位置（すなわち瞳面上と等価な位置）に、開口絞り４１の大きさの範囲内（瞳の大きさの範囲内）で拡大投影するためのものである。
【００４６】
一般に、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の厚さ方向の寸法は数μｍ程度である。このため、開口絞り４１の直径を５ｍｍ程度とした場合には、シリンドリカルレンズ３３を利用して、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を最大２０００倍程度まで拡大投影することができる。このため、シリンドリカルレンズ３３のパワーのある面内において、その効率が低下することを防止し、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される光を効率的に利用することが可能となる。
【００４７】
なお、シリンドリカルレンズ３３の拡大率を過度に大きくした場合には、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１とシリンドリカルレンズ３３との位置精度も極めて高精度に設定する必要がある。
【００４８】
ここで、上述した実施形態においては、シリンドリカルレンズ３３はＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を、結像光学系４の開口絞り４１の位置に投影している。このとき、この開口絞り４１の位置そのものは、結像光学系４の瞳位置ではない。しかしながら、両側テレセントリック光学系をなす結像光学系４の場合には瞳位置は無限遠にあることから、開口絞り４１の位置に投影することは無限遠（すなわち瞳位置）に投影することと等価となる。
【００４９】
以上のような構成を有する光源ユニット３および結像光学系４においては、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像を感光材料６上に縮小投影するための結像光学系４と、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を結像光学系４の開口絞り４１の位置にその大きさの範囲内で拡大投影するためのシリンドリカルレンズ３３とを組み合わせて使用していることから、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１からその発光層１２と直交する方向に大きな角度で発散する光は、シリンドリカルレンズ３３を介して結像光学系４に効率的に入射する。そして、結像光学系４に入射した光は、記録ドラム７に巻回された感光材料６上に縮小投影される。このため、光の効率を低下させることなく高い解像度で画像を記録することが可能となる。
【００５０】
このとき、結像光学系４が両側テレセントリック光学系から構成されていることから、その焦点深度を深くすることができる。従って、感光材料６における結像光学系４の光軸方向の位置が多少変化しても、高精度に画像を記録することが可能となる。
【００５１】
また、この実施形態に係る光源ユニット３においては、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１を、そのＮ電極１４およびこのＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない方向に配置していることから、半導体積層構造部１６における４方の端面１７のうち輝度の高い端面１７から出射された光を、有効に感光材料６に照射することが可能となる。
【００５２】
さらに、各配線基板３２上に列設された複数のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から発散する光を、単一のシリンドリカルレンズ３３を利用して集光する構成であることから、複数のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から発散する光を集光するために必要な構成を簡略化し、部品点数を削減することが可能となる。
【００５３】
次に、光源ユニット８の構成について説明する。図９は光源ユニット８の構成を示す斜視図であり、図１０はその要部を示す正面図である。
【００５４】
この光源ユニット８は、その表面に導電パターン５５、６３が形成されたセラミック製の配線基板５２と、この配線基板５２の端面５０に列設された複数個のＬＥＤ素子２とから構成されるユニットを、ＬＥＤ素子２の列説方向と直交する方向に３列配設した構成を有する。なお、配線基板５２の表面の面積は、その端面５０の面積に比べて十分に大きくなっている。
【００５５】
図９示すように、３個の配線基板５２の先端部は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６に形成された凹部３７内に挿入され、固定される。このため、これらの配線基板５２は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６により、互いに等間隔離隔した平行な姿勢で精度よく位置決めされる。
【００５６】
また、図１０に示すように、３個の配線基板５２は、各配線基板５２の端面５０に列設されたＬＥＤ素子２のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＬＥＤ素子２の列設方向に互いにずれた位置に配置されている。
【００５７】
図１１は、ＬＥＤ素子２の斜視図である。
【００５８】
このＬＥＤ素子２は、基板２１の表面上に発光層（活性層）２２を含む形で半導体の層を複数重ね合わせた半導体積層構造部２６を形成しており、この半導体積層構造部２６の最上面に形成されたＰ電極２３と、基板２１の裏面側に形成されたＮ電極２４とを備える。このＬＥＤ素子２においては、基板２１に対して互いに逆側に形成されたＰ電極２３とＮ電極２４との間に電流を流すことにより、半導体積層構造部２６の表面２５または端面２７から光が出射する構成となっている。
【００５９】
このＬＥＤ素子２のＰ電極２３は、図９に示すように、各々、ボンディングワイヤー５４を介して、配線基板５２の表面に形成された導電パターン５５とワイヤーボンディングされている。すなわち、各ＬＥＤ素子２は、配線としてのボンディングワイヤー５４および導電パターン５５を介して、コネクタ５１と電気的に接続されている。また、このコネクタ５１は、図示を省略したＬＥＤ素子２のドライバーと接続されている。
【００６０】
一方、このＬＥＤ素子２のＮ電極２４は、配線基板５２の端面５０に印刷された電極６１に対して、銀ペースト等の導電性の接着剤によりボンディングされている。この電極６１は、配線基板５２に形成されたビアホール６２および配線基板５２の表面に形成された導電パターン６３を介してコネクタ５１と電気的に接続されている。
【００６１】
このような構成を有する光源ユニット８においては、各ＬＥＤ素子２から発生する熱はセラミック製の配線基板５２全体に広がる。そして、この熱は、この配線基板５２の表面全体より大気中に放出される。このとき、配線基板５２の表面の面積は、その端面５０の面積に比べて十分に大きくなっていることから、各ＬＥＤ素子２から発生する熱は、十分大きな配線基板５２の表面より有効に放熱されることになる。
【００６２】
また、配線基板５２の表面は十分大きな面積を有することから、導電パターン５５等の電気的な配線密度を粗く設置することができる。このため、電気的なクロストークの発生を防止することが可能となる。
【００６３】
この光源ユニット８と上述した結像光学系４との関係は、上述した光源ユニット３と結像光学系４との関係と同様である。但し、この光源ユニット８には光源ユニット３におけるシリンドリカルレンズ３３は配設されていない。このため、ＬＥＤ素子２の像が結像光学系４の開口絞り４１の位置に拡大投影されることはない。
【００６４】
なお、上述した光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、各々、図１７に示す発光スペクトルを有する。
【００６５】
再度図２を参照して、この光源部９は、光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光と、光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光と、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射された赤色の光とを合成して感光材料６に照射する合成手段としてのクロスプリズム７０を備える。
【００６６】
このクロスプリズム７０は、エクスプリズムとも呼称される光学素子であり、４個の直角プリズムを、その頂点を一致させた状態で接着させた構成を有する。そして、これらの直角プリズムの接合面のうち、一方の接合面には、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する（青色より波長の短い光を反射する）膜特性を有する第１の誘電体多層膜７１が形成されている。また、他方の接合面には、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する（赤色より波長の長い光を反射する）膜特性を有する第２の誘電体多層膜７２が形成されている。
【００６７】
このクロスプリズム７０と上述した結像光学系４との間には、一対のレンズ６５、６６から成るリレー光学系６７が配設されている。このリレー光学系６７は、結像光学系４と同様、両側テレセントリック光学系となっている。
【００６８】
また、クロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間には、各々、図１２に示すアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒが配設されている。これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒは、各々、図４に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子１または図１０に示すＬＥＤ素子２の配置と対応する配置で穿設された複数個の円形のアパーチャ７５を有する。
【００６９】
これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒは、リレー光学系６７および結像光学系４に関し、感光材料６と共役な関係となっている。このため、これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒにおけるアパーチャ７５の像が感光材料６上に投影されることになる。
【００７０】
また、結像光学系４の光軸方向に関して感光材料６とほぼ同一の位置で、かつ、感光材料６を巻回した記録ドラム７から側方に離隔した位置に、フォトセンサー７６が配設されている。画像の記録を開始するに先立ち、記録ヘッド５が、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１またはＬＥＤ素子２から結像光学系４を介して出射される光がフォトセンサー７６に入射する位置に移動し、このフォトセンサー７６により光量を測定することで、各ＬＥＤ素子の光量バランスを合わせる構成となっている。
【００７１】
さらに、クロスプリズム７０とアパーチャプレート６８ｂとの間、および、クロスプリズム７０とアパーチャプレート６８ｇとの間には、各々、干渉フィルターより成る波長帯域制限フィルター７３、７４が配設されている。
【００７２】
これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、波長帯域制限フィルター７３は、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光のみを通過させ、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光は透過させない（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光を通過させない）特性を有する。すなわち、この波長帯域制限フィルター７３としては、例えば、４６０ｎｍより短い波長の光のみを透過させる特性を有するものを使用する。
【００７３】
一方、他方の波長帯域制限フィルター７４は、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち、図１６に示す緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光のみを通過させ、青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光は透過させない（図１８に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光を通過させない）特性を有する。すなわち、この波長帯域制限フィルター７３４しては、例えば、５００ｎｍより長い波長の光のみを透過させる特性を有するものを使用する。
【００７４】
上記波長帯制限フィルター７３としては、例えば、ハイパスフィルターやバンドパスフィルターを使用することができる。また、上記波長帯制限フィルター７４としては、例えば、ローパスフィルターやバンドパスフィルターを使用することができる。より具体的には、誘電体を多層に蒸着し形成する干渉フィルターを用いることができ、これにより、透過波長と遮断される波長との境界の傾斜領域を数ｎｍ程度まで急峻にすることが可能となる。この特性を利用することで、必要な波長領域内の光量を有効に利用できる。
【００７５】
以上のような構成を有する画像記録装置においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、クロスプリズム７０により合成された後、リレー光学系６７および結像光学系４を介して記録ドラム７に巻回された感光材料６上に照射される。そして、感光材料６における青感層、緑感層および赤感層は、これらの青色の光、緑色の光および赤色の光により感光する。
【００７６】
このとき、上述したように、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち緑感層の感光領域ＳＧと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達し、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち青感層の感光領域ＳＢと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達する。このため、従来のＬＥＤ素子を利用した画像記録装置において発生する分色混合の発生を防止することができる。
【００７７】
また、単一のダイクロイックミラー等により青色の波長領域の光と緑色の波長領域の光とを分離する構成ではないため、図２０に示すダイクロイックミラーの反射（透過）強度の傾斜に起因する分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【００７８】
なお、上述した実施形態においては、クロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間に、アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒを個別に配置している。このため、各アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒにおけるアパーチャ７５の大きさや形状を、赤色、緑色、青色の各々の光に必要とされる光量等に対応させて最適なものに調整するようにすればよい。
【００７９】
例えば、緑色の光を出射するＬＥＤ素子において、現在市販されているうちでは高輝度な部類に属するＧａＮ系ＬＥＤ素子１ですら、上述した用途に用いる場合には、カラー画像記録用の感光材料６の緑感層の感度が青感層と比べて低いため、その光量が不足する。そこで、緑色に対応するアパーチャプレート６８ｇにおけるアパーチャ７５の大きさを、色にじみの許容される範囲で他の色に比べて大きくすることにより、より多くの光量での露光を可能とすることができ、青感層または赤感層を露光させる場合に比べ不足している緑色の露光量を補償することができる。
【００８０】
一方、上述した、感光材料６の緑感層の感度が青感層と比べて低いことによる緑色の光を出射するためのＧａＮ系ＬＥＤ素子１の光量不足に対応するため、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数を、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数および赤色の光を出射するための光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２の数より多くなるようにしてもよい。
【００８１】
なお、赤感層は青感層または緑感層と比べ最も感度が低いが、赤色のＬＥＤ素子は光出力が高く、制約を受ける例は少ない。また、青感層は緑感層や赤感層と比べ最も感度が高く、光源に緑色と同程度の輝度を持つ青色ＬＥＤを用いると十分な露光量が得られるので、制約を受けることはまれである。
【００８２】
図１３は、上述した実施形態に対応するアパーチャプレート６８ｇの説明図である。
【００８３】
このアパーチャプレート６８ｇには、図１２に示す他のアパーチャプレート６８ｂ、６８ｒに比べて、２倍の数のアパーチャ７５が形成されている。一方、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、図１３に示すアパーチャプレート６８ｇにおけるアパーチャ７５の配置に対応するように配置されている。より具体的には、図４に示す３個の配線基板３２を、それぞれその配列方向に２倍の数設置している。
【００８４】
この実施形態においては、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１が、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１および赤色の光を出射するための光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２の２倍の数設置されていることになる。このため、青感層または赤感層を露光させる場合に比べ不足している緑色の露光量を、緑色の光を出射するＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数を増加させることにより補償することが可能となる。
【００８５】
なお、前述した図１２に示す実施形態のようにクロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間にアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒを個別に配置するかわりに、共通のアパーチャプレートを使用するようにしてもよい。
【００８６】
図１４は、このような実施形態に係る光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。なお、図２に示す実施形態と同一の部材については、同一の符号を付している。
【００８７】
この実施形態においては、リレー光学系６７と結像光学系４との間に、赤色、緑色、青色共通のアパーチャプレート６９を配設している。このアパーチャプレート６９は、図１２に示すアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒと同様の構成を有する。この実施形態では、さらに、各ＬＥＤ素子の光量バランスを合わせるため等に使用するフォトセンサー７６を、ハーフミラー７８によって光路を折り返し、結像光学系４の絞り位置に等価な位置付近に設置している。
【００８８】
このように、リレー光学系６７と結像光学系４との間に赤色、緑色、青色共通のアパーチャプレート６９を配設する構成とした場合においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを感光材料６上の同一位置に正確に照射することができる。このため、露光後の感光材料に色ずれが発生することを確実に防止することが可能となる。
【００８９】
なお、上述した実施形態においては、光源ユニット３ｂ、３ｇに各々対応させて一対の波長帯域制限フィルター７３、７４を配設しているが、これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、いずれか一方を省略することも可能である。
【００９０】
すなわち、例えば、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光に対しては、波長帯域制限フィルター７３を利用してその波長領域を調整するとともに、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光に対しては、波長帯域制限フィルター７４を利用することなく、クロスプリズム７０における第１の誘電体多層膜７１または第２の誘電体多層膜７２を利用してその波長領域を調整する構成としてもよい。
【００９１】
また、感光材料６における青感層または緑感層のいずれか一方の感度が他方の感度に比べて極めて低い場合等においても、これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、いずれか一方を省略することが可能となる。このような場合においては、青感層または緑感層のうち感度が低いものは他方の光が多少照射されても感光しないことから、感度が低い方の色に対応する波長帯域制限フィルターのみを使用するようにすればよい。例えば、緑感層の感度が低い場合、波長帯域制限フィルター７３を省略可能である。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態においては、光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光と、光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光と、光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２から出射された赤色の光とを合成して感光材料６に照射する合成手段としてクロスプリズム７０を使用するとともに、波長帯域制限手段として波長帯域制限フィルター７３、７４を使用している。
【００９３】
しかしながら、この合成手段および波長帯域制限手段を、複数個のダイクロイック素子により構成してもよい。
【００９４】
図１５はこのような実施形態に係る光源部９の要部を示す概要図である。
【００９５】
この実施形態においては、上述したクロスプリズム７０および波長帯域制限フィルター７３、７４の換わりに、３枚のダイクロイックミラー８１、８２、８３を使用している。
【００９６】
すなわち、この実施形態においては、上述した青色の光を出射するための光源ユニット３ｂと対向する位置には、例えば４６０ｎｍより波長の短い光を反射し、４６０ｎｍより波長の長い光を透過するダイクロイックミラー８１が配設されている。このため、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光はダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射し、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラー８１を透過することになる。
【００９７】
また、上述した緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇと対向する位置には、例えば５００ｎｍより波長の長い光を反射し、５００ｎｍより波長の短い光を透過するダイクロイックミラー８２が配設されている。このため、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち、図１６に示す緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光はダイクロイックミラー８２により感光材料６に向けて反射し、青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光（図１８に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラーを透過することになる。
【００９８】
なお、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射した光は、このダイクロイックミラー８２をそのまま透過する。
【００９９】
さらに、上述した赤色の光を出射するための光源ユニット８と対向する位置には、例えば６００ｎｍより波長の長い光を反射し、６００ｎｍより波長の短い光を透過するダイクロイックミラー８３が配設されている。このため、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射された赤色の光は、ダイクロイックミラー８３により感光材料６に向けて反射する。
【０１００】
なお、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射した光と、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８２により感光材料６に向けて反射した光とは、このダイクロイックミラー８３をそのまま透過する。
【０１０１】
この実施形態に係る画像記録装置においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、ダイクロイックミラー８１、８２、８３により合成された後、第１実施形態と同様のリレー光学系６７および結像光学系４を介して記録ドラム７に巻回された感光材料６上に照射される。そして、感光材料６における青感層、緑感層および赤感層は、これらの青色の光、緑色の光および赤色の光により感光する。
【０１０２】
このとき、２枚のダイクロイックミラー８１、８２の作用により、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち緑感層の感光領域ＳＧと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達し、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち青感層の感光領域ＳＢと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達する。このため、従来のＬＥＤ素子を利用した画像記録装置において発生する分色混合の発生を防止することができる。
【０１０３】
なお、ダイクロイックミラー８１として、例えば４６０ｎｍより波長の短い光を透過し、４６０ｎｍより波長の長い光を反射する特性を有するものを使用するとともに、光源ユニット３ｂをダイクロイックミラー８１に対してダイクロイックミラー８２と対象な位置（ダイクロイックミラー８２から見てダイクロイックミラー８１の裏面側の位置）に配設するようにしてもよい。
【０１０４】
この場合においては、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光は感光材料６に向けてダイクロイックミラー８１を透過し、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラー８１により反射されることになる。
【０１０５】
さらに、単一のダイクロイックミラー等により青色の波長領域の光と緑色の波長領域の光とを分離する構成ではないため、図２０に示すダイクロイックミラーの反射（透過）強度の傾斜に起因する分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【０１０６】
なお、上述したダイクロイックミラー８１、８２、８３に換えて、ダイクロイックプリズムを使用するようにしてもよい。この場合においては、ダイクロイックミラー８１、８２、８３において発生しやすい非点収差を防止することが可能となる。また、図２および図１４に示す実施形態のようにクロスプリズム７０を使用した場合においても、同様に、非点収差を防止することが可能となる。
【０１０７】
上述した実施形態においては、いずれも、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを、クロスプリズム７０またはダイクロイックミラー８１、８２、８３を利用して合成した上で、感光材料６に照射する構成となっているが、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを、個別に感光材料６上に照射するようにしてもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と感光材料との間、または、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と感光材料との間の少なくとも一方に、特定の波長領域の光のみを通過させることにより第２のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域と第３のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域が重複することを防止する波長帯域制限手段を配設したことから、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、光学系に関し感光材料と共役な位置にアパーチャ部材を配設したことから、アパーチャの像を感光材料に投影することができる。
【０１０９】
請求項２に記載の発明によれば、波長帯域制限手段が第２のＬＥＤ素子と感光材料との間、および、第３のＬＥＤ素子と感光材料との間の両方に配設されていることから、設計の自由度を向上させながら、分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【０１１０】
請求項３に記載の発明によれば、第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して感光材料に照射する合成手段を備えることから、合成された光により精度よく画像を記録することが可能となる。
【０１１１】
請求項４に記載の発明によれば、合成手段がクロスプリズムから構成されていることから、単一の素子を使用して赤色の光と緑色の光と青色の光とを合成することができ、また、非点収差の発生を防止することが可能となる。
【０１１２】
請求項５に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と感光材料との間に配設された緑色の光を反射する第１のダイクロイック素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と感光材料との間に配設された青色の光を反射または透過する第２のダイクロイック素子とを備えたことから、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、光学系に関し感光材料と共役な位置にアパーチャ部材を配設したことから、アパーチャの像を感光材料に投影することができる。
【０１１３】
請求項６に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子が赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子および青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子よりも多数配設されていることから、第２のＬＥＤ素子の露光量不足をその数を増加させることにより補償することが可能となる。
【０１１４】
請求項７に記載の発明によれば、アパーチャ部材が、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて配設されることから、そのアパーチャの大きさや形状を赤色、緑色、青色の各々の光に必要とされる光量等に対応させて最適なものに調整することが可能となる。
請求項８に記載の発明によれば、アパーチャ部材が、前記合成手段と感光材料の間に配設されることから、第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を感光材料の同一の位置に正確に照射することができ、色ずれの発生を防止することが可能となる。
請求項９に記載の発明によれば、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子とを使用することから、高い輝度をもった光で画像を記録することができる。
このとき、第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光のうち、感光材料における緑感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ青感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、第３のＬＥＤ素子から出射された青色の光のうち、感光材料における青感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ緑感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段とを備えることから、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する膜特性を有する第１の誘電体多層膜と、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する膜特性を有する第２の誘電体多層膜とを有し、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射するクロスプリズムを備えたことから、単一の素子を使用して効率的に赤色の光と緑色の光と青色の光とを合成し、合成された光により精度よく画像を記録することが可能となる。また、ダイクロイックミラーを用いた場合に対して非点収差の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る画像記録装置の斜視図である。
【図２】画像記録装置における光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。
【図３】光源ユニット３の構成を示す斜視図である。
【図４】光源ユニット３の構成を示す正面図である。
【図５】ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の斜視図である。
【図６】ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の三面図である。
【図７】結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す平面図である。
【図８】結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す側面図である。
【図９】光源ユニット８の構成を示す斜視図である。
【図１０】光源ユニット８の要部を示す正面図である。
【図１１】ＬＥＤ素子２の斜視図である
【図１２】アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒの説明図である。
【図１３】他の実施形態に係るアパーチャプレート６８ｇの説明図である。
【図１４】他の実施形態に係る光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。
【図１５】他の実施形態に係る光源部９の要部を示す概要図である。
【図１６】一般的なカラー画像記録用の感光材料の分光感度を示す図である。
【図１７】赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルを示す図である。
【図１８】カラー画像記録用の感光材料の分光感度と赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルとを示す図である。
【図１９】カラー画像記録用の感光材料の分光感度と赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルとを示す図である。
【図２０】ダイクロイックミラーの反射（透過）強度を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ＧａＮ系ＬＥＤ素子
２ ＬＥＤ素子
３ 光源ユニット
４ 結像光学系
５ 記録ヘッド
６ 感光材料
７ 記録ドラム
８ 光源ユニット
９ 光源部
３３ シリンドリカルレンズ
６７ リレー光学系
６８ アパーチャプレート
７０ クロスプリズム
７１ 第１の誘電体多層膜
７２ 第２の誘電体多層膜
７３ 波長帯域制限フィルター
７４ 波長帯域制限フィルター
７５ アパーチャ
８１、８２、８３ ダイクロイックミラー
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像記録用の感光材料に対し、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ／発光ダイオード）素子から出射される光を利用してカラー画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラープリンターや色校正装置等のラスター走査型のカラー画像記録装置においては、一般にＲ、Ｇ、Ｂと呼称される赤色、緑色、青色の光に各々感光する赤感層、緑感層、青感層を備えたカラー画像記録用の感光材料が使用される。そして、このカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色の光を出射する光源より赤色の光を、また、緑色の光を出射する光源より緑色の光を、さらに、青色の光を出射する光源より緑色の光を各々照射することにより、カラー画像を記録する構成となっている。
【０００３】
このような画像記録装置においては、例えば、赤色の光を出射する光源としてその波長が６３２．８ｎｍのレーザビームを出射するヘリウムネオンレーザを、また、緑色の光を出射する光源としてその波長が５１４．５ｎｍのレーザビームを出射するアルゴンイオンレーザを、さらに、青色の光を出射する光源としてその波長が４４１．６ｎｍのレーザビームを出射するヘリウムカドミウムレーザを、各々使用することができる。
【０００４】
しかしながら、画像記録装置にこのような３種のガスレーザを使用した場合には、装置が極めて大型化し、また、そのコストも極めて高価となるため、実用的ではない。このため、近年、ガスレーザに換えてＬＥＤ素子を使用することが検討されている。
【０００５】
ところで、このような画像記録装置にＬＥＤ素子を使用した場合には、ＬＥＤ素子の輝度の低さが問題となる。例えば、赤色の光を出射するＬＥＤ素子としては、ガリウムとアルミニュウムと砒素を材質としたＬＥＤ素子が開発されているが、緑色や青色の光を高い輝度をもって出射するＬＥＤ素子は実用化されていなかった。
【０００６】
しかしながら、近年、緑色や青色の光を高い輝度をもって出射するＬＥＤ素子として、ガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したガリウムナイトライドＬＥＤ素子や、インジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）とナイトライド（Ｎ）とを利用したインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子等が開発されている（例えば、特開平４−１００６６６号公報または特開平８−３１６５２８号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらのガリウムナイトライドＬＥＤ素子やインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子（この明細書において、これらを総称して「ＧａＮ系ＬＥＤ素子」という）等のＬＥＤ素子を上述した画像記録装置に応用する場合には、特に緑色と青色との間に発生する分色混合（分光混合）が問題となる。ここで、分色混合とは、赤色、緑色、青色の光が、それらと対応する赤感層、緑感層、青感層以外の感光層に影響を与え、感光材料の発色が濁る現象を指す。
【０００８】
図１６は、一般的なカラー画像記録用の感光材料の分光感度を示す図である。この図において、ＳＲは赤感層の感光領域を、ＳＧは緑感層の感光領域を、また、ＳＢは青感層の感光領域を各々示している。
【０００９】
一方、図１７は、赤色にガリウムとアルミニュウムと砒素などを材料としたＬＥＤ素子を、また、青色と緑色に上述したＧａＮ系ＬＥＤ素子等を使用した場合の、赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルを示す図である。この図において、ＬＲは赤色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を、ＬＧは緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を、また、ＬＢは青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域を各々示している。
【００１０】
図１６および図１７に示すように、緑感層の感光領域と青感層の感光領域とは互いに重複しており、また、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光の波長領域とは互いに重複している。このため、青感層は図１８においてハッチングを付した領域で緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光により感光してしまうことになり、緑感層は図１９においてハッチングを付した領域で青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光により感光してしまうことになる。
【００１１】
このため、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光とをダイクロイックミラーを介して合成することにより、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光との波長領域の重複を防止することが考えられる。
【００１２】
しかしながら、ダイクロイックミラーの反射（透過）強度は、図２０示すように、一定の傾斜を有する。そして、この傾斜領域の範囲は、ＬＥＤ素子より出射される無偏光の光の場合には、通常、５０ｎｍ程度となる。このため、このダイクロイックミラーの反射（透過）強度特性を、必要な波長領域に対応させてシフトしたとしても、単一のダイクロイックミラーを使用しただけでは、緑色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光と青色の光を出射するためのＬＥＤ素子から出射される光との波長領域の重複を防止して上述した分色混合を防止することは不可能である。
【００１３】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することができる画像記録装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、または、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の少なくとも一方に配設され、特定の波長領域の光のみを通過させることにより、前記第２のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域と前記第３のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域が重複することを防止する波長帯域制限手段と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記波長帯域制限手段は、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、および、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の両方に配設されている。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２いずれかに記載の発明において、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射する合成手段を備えている。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記合成手段はクロスプリズムから構成されている。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、緑色の光を反射する第１のダイクロイック素子と、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、青色の光を反射または透過する第２のダイクロイック素子と、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５いずれかに記載の発明において、前記第２のＬＥＤ素子が、前記第１のＬＥＤ素子および前記第３のＬＥＤ素子よりも多数配設されている。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記アパーチャ部材は、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて配設される。
請求項８に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記アパーチャ部材は、前記合成手段と感光材料の間に配設される。
請求項９に記載の発明は、赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光のうち、前記感光材料における緑感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、青感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第３のＬＥＤ素子から出射された青色の光のうち、前記感光材料における青感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、緑感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する膜特性を有する第１の誘電体多層膜と、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する膜特性を有する第２の誘電体多層膜とを有し、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射するクロスプリズムとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る画像記録装置の斜視図である。
【００２２】
この画像記録装置は、光源部９と結像光学系４とからなる記録ヘッド５と、その外周部に感光材料６を巻回した記録ドラム７とを備える。この画像記録装置においては、光源部９から、結像光学系４を介して、記録ドラム７に巻回された状態で回転する感光材料６に光ビームを照射するとともに、記録ヘッド５を記録ドラム７の軸線方向に移動させることにより、感光材料６に対して必要な画像を記録する構成となっている。
【００２３】
図２は、この画像記録装置における光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。なお、図２においては、後述するシリンドリカルレンズ３３や開口絞り４１等は、図示を省略している。また、各光源素子は、いわゆるＬＥＤランプ形状のもので図示し、簡略化している。
【００２４】
この光源部９は、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂと、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇと、赤色の光を出射するための光源ユニット８とを備える。
【００２５】
先ず、この光源ユニット３ｂ、３ｇ、８のうち、光源ユニット３ｂ、３ｇ（これらを総称する場合には「光源ユニット３」という）の構成について説明する。図３は光源ユニット３の構成を示す斜視図であり、図４はその正面図である。
【００２６】
この光源ユニット３は、その基端部にコネクタ３１を備えた配線基板３２と、この配線基板３２の先端部に複数個列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１と、これらのＧａＮ系ＬＥＤ素子１と対向する位置に配設されたシリンドリカルレンズ３３とから構成されるユニットを、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向と直交する方向に３列配設した構成を有する。
【００２７】
すなわち、図３示すように、３個の配線基板３２の先端部は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６に形成された凹部３７内に挿入され、固定される。このため、これらの配線基板３２は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６により、互いに等間隔離隔した平行な姿勢で精度よく位置決めされる。
【００２８】
また、図４に示すように、３個の配線基板３２は、各配線基板３２の先端部に列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向に互いにずれた位置に配置されている。
【００２９】
なお、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される光の臨界角を大きくする目的で、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１とシリンドリカルレンズ３３との間に、空気より大きい屈折率を有するシリコーン樹脂等の透明部材をポッティングするようにしてもよい。
【００３０】
各配線基板３２の先端部に複数個列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、各々、ボンディングワイヤー３４を介して、配線基板３２に形成された導電パターン３５とワイヤーボンディングされている。すなわち、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、配線としてのボンディングワイヤー３４および導電パターン３５を介して、コネクタ３１と電気的に接続されている。また、このコネクタ３１は、図示を省略したＧａＮ系ＬＥＤ素子１のドライバーと接続されている。
【００３１】
図５は、各配線基板３２の先端部に列設された複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１の斜視図である。また、図６は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の三面図であり、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその正面図、また、図６（ｃ）はその右側面図である。
【００３２】
このＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、基板１１の表面上に形成された発光層（活性層）１２を含む半導体積層構造部１６と、この半導体積層構造部１６の表面上に形成されたＰ電極１３と、半導体積層構造部１６の一部をエッチングによって削ったその上面に形成されたＮ電極１４とを備える。そして、このＬＥＤ素子１においては、Ｐ電極１３とＮ電極１４との間に電流を流すことにより、半導体積層構造部１６の表面１５または端面１７から光が出射する構成となっている。なお、光が発生するのは発光層１２であるが、その光は半導体積層構造部１６へ広がり、そこから外部に出射されるのが一般的である。
【００３３】
このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、Ｐ電極１３とＮ電極１４とが基板１１に対して同一側に形成されていることから、半導体積層構造部１６の表面１５から出射される光がこれらのＰ電極１３およびＮ電極１４によって遮られることになり、半導体積層構造部１６の表面１５から出射する光の輝度が低く、また、半導体積層構造部１６の表面１５における光出射領域の形状も略８の字状の形状となる。このため、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、半導体積層構造部１６の端面１７から出射される光を有効に利用することが好ましい。
【００３４】
このとき、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１においては、図６（ｃ）に示すように、Ｎ電極１４が基板１１から半導体積層構造部１６の一部をエッチングにより削ったその上面に形成されていることから、半導体積層構造部１６の４方の端面１７のうち２方の端面１７から出射された光の一部は、Ｎ電極１４により遮られる。また、半導体積層構造部１６の４方の端面１７のうち２方の端面１７から出射された光の一部は、Ｎ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４（図３参照）によっても遮られる。このため、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１における４方の端面１７から出射する光のうち、図５および図６に示す矢印ア方向に出射する光は、図５および図６に示す矢印イ方向に出射される光よりもその光量が小さいことになる。
【００３５】
このため、この光源ユニット３においては、図５および図６に示す矢印イ方向の光がシリンドリカルレンズ３３に有効に入射するように、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１を、そのＮ電極１４およびこのＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が、半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない方向に配置している。
【００３６】
従って、図３に示す各配線基板３２の先端部における複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、そのＮ電極１４およびＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない状態で、その発光層１２の長手方向と平行な方向に列設されることにより、５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１によるアレイを構成することになる。
【００３７】
そして、この光源ユニット３においては、上記の構成を有する配線基板３２が３層、その位置を各配線基板３２の先端部に列設されたＧａＮ系ＬＥＤ素子１のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の列設方向（その発光層１２の長手方向）にずらせた状態で配設されていることから、１５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射する光を利用した二次元配列の光ビームを得ることができる。
【００３８】
なお、このＧａＮ系ＬＥＤ素子１としては、光源ユニット３ｂにおいては青色の波長域の光を出射するものが、また、光源ユニット３ｇにおいては緑色の波長域の光を出射するものが使用される。
【００３９】
次に、この光源ユニット３と上述した結像光学系４との関係について説明する。図７は結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す平面図であり、図８はその側面図である。
【００４０】
なお、図７および図８においては、各配線基板３２の先端部に列設された５個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１のうちの３個のみを図示し、他の２個については図示を省略している。また、図７および図８においては、後述するクロスプリズム７０、アパーチャプレート６８、波長帯域制限フィルター７３、７４およびリレー光学系６７等については、その図示を省略している。
【００４１】
さらに、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像とＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像とは、後述するアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇにより整形されることになるが、説明の便宜上、ここではこれらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇについては言及しない。
【００４２】
この結像光学系４は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像を、図１に示す記録ドラム７に巻回された感光材料６上に縮小投影するためのものであり、フィールドレンズ３８と対物レンズ３９とから構成される。これらのフィールドレンズ３８と対物レンズ３９とからなる結像光学系４は、両側テレセントリック光学系を構成する。また、フィールドレンズ３８と対物レンズ３９との間には、開口絞り４１が配設されている。
【００４３】
図８に示すように、シリンドリカルレンズ３３のパワーのある断面において、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された光の主光線は、結像光学系４の物体側で結像光学系４の光軸に平行になるように設定されている。また、結像光学系４が両側テレセントリック光学系であることから、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された光の主光線は、感光材料６側においても結像光学系４の光軸に平行となる。
【００４４】
結像光学系４の縮小倍率は、画像記録装置に要求される解像度により決定される。例えば、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の一辺の長さはおよそ３００μｍ程度であり、その配列ピッチＰ（図４参照）はおおよそ０．５〜１．０ｍｍ程度である。そして、感光材料６への記録ビームのピッチは、上述したように［Ｐ／３］となる。このため、この［Ｐ／３］の値と画像記録装置に要求される解像度とに基づいて、結像光学系４の縮小倍率を決定すればよい。
【００４５】
一方、上述したシリンドリカルレンズ３３は、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を、結像光学系４の開口絞り４１の位置（すなわち瞳面上と等価な位置）に、開口絞り４１の大きさの範囲内（瞳の大きさの範囲内）で拡大投影するためのものである。
【００４６】
一般に、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の厚さ方向の寸法は数μｍ程度である。このため、開口絞り４１の直径を５ｍｍ程度とした場合には、シリンドリカルレンズ３３を利用して、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を最大２０００倍程度まで拡大投影することができる。このため、シリンドリカルレンズ３３のパワーのある面内において、その効率が低下することを防止し、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される光を効率的に利用することが可能となる。
【００４７】
なお、シリンドリカルレンズ３３の拡大率を過度に大きくした場合には、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１とシリンドリカルレンズ３３との位置精度も極めて高精度に設定する必要がある。
【００４８】
ここで、上述した実施形態においては、シリンドリカルレンズ３３はＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を、結像光学系４の開口絞り４１の位置に投影している。このとき、この開口絞り４１の位置そのものは、結像光学系４の瞳位置ではない。しかしながら、両側テレセントリック光学系をなす結像光学系４の場合には瞳位置は無限遠にあることから、開口絞り４１の位置に投影することは無限遠（すなわち瞳位置）に投影することと等価となる。
【００４９】
以上のような構成を有する光源ユニット３および結像光学系４においては、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の長手方向の像を感光材料６上に縮小投影するための結像光学系４と、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１における半導体積層構造部１６の端面１７の厚さ方向の像を結像光学系４の開口絞り４１の位置にその大きさの範囲内で拡大投影するためのシリンドリカルレンズ３３とを組み合わせて使用していることから、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１からその発光層１２と直交する方向に大きな角度で発散する光は、シリンドリカルレンズ３３を介して結像光学系４に効率的に入射する。そして、結像光学系４に入射した光は、記録ドラム７に巻回された感光材料６上に縮小投影される。このため、光の効率を低下させることなく高い解像度で画像を記録することが可能となる。
【００５０】
このとき、結像光学系４が両側テレセントリック光学系から構成されていることから、その焦点深度を深くすることができる。従って、感光材料６における結像光学系４の光軸方向の位置が多少変化しても、高精度に画像を記録することが可能となる。
【００５１】
また、この実施形態に係る光源ユニット３においては、各ＧａＮ系ＬＥＤ素子１を、そのＮ電極１４およびこのＮ電極１４にワイヤーボンディングされたボンディングワイヤー３４が半導体積層構造部１６とシリンドリカルレンズ３３との間に配置されない方向に配置していることから、半導体積層構造部１６における４方の端面１７のうち輝度の高い端面１７から出射された光を、有効に感光材料６に照射することが可能となる。
【００５２】
さらに、各配線基板３２上に列設された複数のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から発散する光を、単一のシリンドリカルレンズ３３を利用して集光する構成であることから、複数のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から発散する光を集光するために必要な構成を簡略化し、部品点数を削減することが可能となる。
【００５３】
次に、光源ユニット８の構成について説明する。図９は光源ユニット８の構成を示す斜視図であり、図１０はその要部を示す正面図である。
【００５４】
この光源ユニット８は、その表面に導電パターン５５、６３が形成されたセラミック製の配線基板５２と、この配線基板５２の端面５０に列設された複数個のＬＥＤ素子２とから構成されるユニットを、ＬＥＤ素子２の列説方向と直交する方向に３列配設した構成を有する。なお、配線基板５２の表面の面積は、その端面５０の面積に比べて十分に大きくなっている。
【００５５】
図９示すように、３個の配線基板５２の先端部は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６に形成された凹部３７内に挿入され、固定される。このため、これらの配線基板５２は、左右一対の櫛歯状位置決め部材３６により、互いに等間隔離隔した平行な姿勢で精度よく位置決めされる。
【００５６】
また、図１０に示すように、３個の配線基板５２は、各配線基板５２の端面５０に列設されたＬＥＤ素子２のピッチＰの１／３の距離［Ｐ／３］だけ、ＬＥＤ素子２の列設方向に互いにずれた位置に配置されている。
【００５７】
図１１は、ＬＥＤ素子２の斜視図である。
【００５８】
このＬＥＤ素子２は、基板２１の表面上に発光層（活性層）２２を含む形で半導体の層を複数重ね合わせた半導体積層構造部２６を形成しており、この半導体積層構造部２６の最上面に形成されたＰ電極２３と、基板２１の裏面側に形成されたＮ電極２４とを備える。このＬＥＤ素子２においては、基板２１に対して互いに逆側に形成されたＰ電極２３とＮ電極２４との間に電流を流すことにより、半導体積層構造部２６の表面２５または端面２７から光が出射する構成となっている。
【００５９】
このＬＥＤ素子２のＰ電極２３は、図９に示すように、各々、ボンディングワイヤー５４を介して、配線基板５２の表面に形成された導電パターン５５とワイヤーボンディングされている。すなわち、各ＬＥＤ素子２は、配線としてのボンディングワイヤー５４および導電パターン５５を介して、コネクタ５１と電気的に接続されている。また、このコネクタ５１は、図示を省略したＬＥＤ素子２のドライバーと接続されている。
【００６０】
一方、このＬＥＤ素子２のＮ電極２４は、配線基板５２の端面５０に印刷された電極６１に対して、銀ペースト等の導電性の接着剤によりボンディングされている。この電極６１は、配線基板５２に形成されたビアホール６２および配線基板５２の表面に形成された導電パターン６３を介してコネクタ５１と電気的に接続されている。
【００６１】
このような構成を有する光源ユニット８においては、各ＬＥＤ素子２から発生する熱はセラミック製の配線基板５２全体に広がる。そして、この熱は、この配線基板５２の表面全体より大気中に放出される。このとき、配線基板５２の表面の面積は、その端面５０の面積に比べて十分に大きくなっていることから、各ＬＥＤ素子２から発生する熱は、十分大きな配線基板５２の表面より有効に放熱されることになる。
【００６２】
また、配線基板５２の表面は十分大きな面積を有することから、導電パターン５５等の電気的な配線密度を粗く設置することができる。このため、電気的なクロストークの発生を防止することが可能となる。
【００６３】
この光源ユニット８と上述した結像光学系４との関係は、上述した光源ユニット３と結像光学系４との関係と同様である。但し、この光源ユニット８には光源ユニット３におけるシリンドリカルレンズ３３は配設されていない。このため、ＬＥＤ素子２の像が結像光学系４の開口絞り４１の位置に拡大投影されることはない。
【００６４】
なお、上述した光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、各々、図１７に示す発光スペクトルを有する。
【００６５】
再度図２を参照して、この光源部９は、光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光と、光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光と、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射された赤色の光とを合成して感光材料６に照射する合成手段としてのクロスプリズム７０を備える。
【００６６】
このクロスプリズム７０は、エクスプリズムとも呼称される光学素子であり、４個の直角プリズムを、その頂点を一致させた状態で接着させた構成を有する。そして、これらの直角プリズムの接合面のうち、一方の接合面には、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する（青色より波長の短い光を反射する）膜特性を有する第１の誘電体多層膜７１が形成されている。また、他方の接合面には、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する（赤色より波長の長い光を反射する）膜特性を有する第２の誘電体多層膜７２が形成されている。
【００６７】
このクロスプリズム７０と上述した結像光学系４との間には、一対のレンズ６５、６６から成るリレー光学系６７が配設されている。このリレー光学系６７は、結像光学系４と同様、両側テレセントリック光学系となっている。
【００６８】
また、クロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間には、各々、図１２に示すアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒが配設されている。これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒは、各々、図４に示すＧａＮ系ＬＥＤ素子１または図１０に示すＬＥＤ素子２の配置と対応する配置で穿設された複数個の円形のアパーチャ７５を有する。
【００６９】
これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒは、リレー光学系６７および結像光学系４に関し、感光材料６と共役な関係となっている。このため、これらのアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒにおけるアパーチャ７５の像が感光材料６上に投影されることになる。
【００７０】
また、結像光学系４の光軸方向に関して感光材料６とほぼ同一の位置で、かつ、感光材料６を巻回した記録ドラム７から側方に離隔した位置に、フォトセンサー７６が配設されている。画像の記録を開始するに先立ち、記録ヘッド５が、ＧａＮ系ＬＥＤ素子１またはＬＥＤ素子２から結像光学系４を介して出射される光がフォトセンサー７６に入射する位置に移動し、このフォトセンサー７６により光量を測定することで、各ＬＥＤ素子の光量バランスを合わせる構成となっている。
【００７１】
さらに、クロスプリズム７０とアパーチャプレート６８ｂとの間、および、クロスプリズム７０とアパーチャプレート６８ｇとの間には、各々、干渉フィルターより成る波長帯域制限フィルター７３、７４が配設されている。
【００７２】
これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、波長帯域制限フィルター７３は、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光のみを通過させ、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光は透過させない（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光を通過させない）特性を有する。すなわち、この波長帯域制限フィルター７３としては、例えば、４６０ｎｍより短い波長の光のみを透過させる特性を有するものを使用する。
【００７３】
一方、他方の波長帯域制限フィルター７４は、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち、図１６に示す緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光のみを通過させ、青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光は透過させない（図１８に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光を通過させない）特性を有する。すなわち、この波長帯域制限フィルター７３４しては、例えば、５００ｎｍより長い波長の光のみを透過させる特性を有するものを使用する。
【００７４】
上記波長帯制限フィルター７３としては、例えば、ハイパスフィルターやバンドパスフィルターを使用することができる。また、上記波長帯制限フィルター７４としては、例えば、ローパスフィルターやバンドパスフィルターを使用することができる。より具体的には、誘電体を多層に蒸着し形成する干渉フィルターを用いることができ、これにより、透過波長と遮断される波長との境界の傾斜領域を数ｎｍ程度まで急峻にすることが可能となる。この特性を利用することで、必要な波長領域内の光量を有効に利用できる。
【００７５】
以上のような構成を有する画像記録装置においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、クロスプリズム７０により合成された後、リレー光学系６７および結像光学系４を介して記録ドラム７に巻回された感光材料６上に照射される。そして、感光材料６における青感層、緑感層および赤感層は、これらの青色の光、緑色の光および赤色の光により感光する。
【００７６】
このとき、上述したように、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち緑感層の感光領域ＳＧと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達し、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち青感層の感光領域ＳＢと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達する。このため、従来のＬＥＤ素子を利用した画像記録装置において発生する分色混合の発生を防止することができる。
【００７７】
また、単一のダイクロイックミラー等により青色の波長領域の光と緑色の波長領域の光とを分離する構成ではないため、図２０に示すダイクロイックミラーの反射（透過）強度の傾斜に起因する分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【００７８】
なお、上述した実施形態においては、クロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間に、アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒを個別に配置している。このため、各アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒにおけるアパーチャ７５の大きさや形状を、赤色、緑色、青色の各々の光に必要とされる光量等に対応させて最適なものに調整するようにすればよい。
【００７９】
例えば、緑色の光を出射するＬＥＤ素子において、現在市販されているうちでは高輝度な部類に属するＧａＮ系ＬＥＤ素子１ですら、上述した用途に用いる場合には、カラー画像記録用の感光材料６の緑感層の感度が青感層と比べて低いため、その光量が不足する。そこで、緑色に対応するアパーチャプレート６８ｇにおけるアパーチャ７５の大きさを、色にじみの許容される範囲で他の色に比べて大きくすることにより、より多くの光量での露光を可能とすることができ、青感層または赤感層を露光させる場合に比べ不足している緑色の露光量を補償することができる。
【００８０】
一方、上述した、感光材料６の緑感層の感度が青感層と比べて低いことによる緑色の光を出射するためのＧａＮ系ＬＥＤ素子１の光量不足に対応するため、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数を、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数および赤色の光を出射するための光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２の数より多くなるようにしてもよい。
【００８１】
なお、赤感層は青感層または緑感層と比べ最も感度が低いが、赤色のＬＥＤ素子は光出力が高く、制約を受ける例は少ない。また、青感層は緑感層や赤感層と比べ最も感度が高く、光源に緑色と同程度の輝度を持つ青色ＬＥＤを用いると十分な露光量が得られるので、制約を受けることはまれである。
【００８２】
図１３は、上述した実施形態に対応するアパーチャプレート６８ｇの説明図である。
【００８３】
このアパーチャプレート６８ｇには、図１２に示す他のアパーチャプレート６８ｂ、６８ｒに比べて、２倍の数のアパーチャ７５が形成されている。一方、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１は、図１３に示すアパーチャプレート６８ｇにおけるアパーチャ７５の配置に対応するように配置されている。より具体的には、図４に示す３個の配線基板３２を、それぞれその配列方向に２倍の数設置している。
【００８４】
この実施形態においては、緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１が、青色の光を出射するための光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１および赤色の光を出射するための光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２の２倍の数設置されていることになる。このため、青感層または赤感層を露光させる場合に比べ不足している緑色の露光量を、緑色の光を出射するＧａＮ系ＬＥＤ素子１の数を増加させることにより補償することが可能となる。
【００８５】
なお、前述した図１２に示す実施形態のようにクロスプリズム７０と各光源ユニット１ｂ、１ｇ、２の間にアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒを個別に配置するかわりに、共通のアパーチャプレートを使用するようにしてもよい。
【００８６】
図１４は、このような実施形態に係る光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。なお、図２に示す実施形態と同一の部材については、同一の符号を付している。
【００８７】
この実施形態においては、リレー光学系６７と結像光学系４との間に、赤色、緑色、青色共通のアパーチャプレート６９を配設している。このアパーチャプレート６９は、図１２に示すアパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒと同様の構成を有する。この実施形態では、さらに、各ＬＥＤ素子の光量バランスを合わせるため等に使用するフォトセンサー７６を、ハーフミラー７８によって光路を折り返し、結像光学系４の絞り位置に等価な位置付近に設置している。
【００８８】
このように、リレー光学系６７と結像光学系４との間に赤色、緑色、青色共通のアパーチャプレート６９を配設する構成とした場合においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを感光材料６上の同一位置に正確に照射することができる。このため、露光後の感光材料に色ずれが発生することを確実に防止することが可能となる。
【００８９】
なお、上述した実施形態においては、光源ユニット３ｂ、３ｇに各々対応させて一対の波長帯域制限フィルター７３、７４を配設しているが、これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、いずれか一方を省略することも可能である。
【００９０】
すなわち、例えば、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光に対しては、波長帯域制限フィルター７３を利用してその波長領域を調整するとともに、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光に対しては、波長帯域制限フィルター７４を利用することなく、クロスプリズム７０における第１の誘電体多層膜７１または第２の誘電体多層膜７２を利用してその波長領域を調整する構成としてもよい。
【００９１】
また、感光材料６における青感層または緑感層のいずれか一方の感度が他方の感度に比べて極めて低い場合等においても、これらの波長帯域制限フィルター７３、７４のうち、いずれか一方を省略することが可能となる。このような場合においては、青感層または緑感層のうち感度が低いものは他方の光が多少照射されても感光しないことから、感度が低い方の色に対応する波長帯域制限フィルターのみを使用するようにすればよい。例えば、緑感層の感度が低い場合、波長帯域制限フィルター７３を省略可能である。
【００９２】
さらに、上述した実施の形態においては、光源ユニット３ｂにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光と、光源ユニット３ｇにおけるＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光と、光源ユニット８におけるＬＥＤ素子２から出射された赤色の光とを合成して感光材料６に照射する合成手段としてクロスプリズム７０を使用するとともに、波長帯域制限手段として波長帯域制限フィルター７３、７４を使用している。
【００９３】
しかしながら、この合成手段および波長帯域制限手段を、複数個のダイクロイック素子により構成してもよい。
【００９４】
図１５はこのような実施形態に係る光源部９の要部を示す概要図である。
【００９５】
この実施形態においては、上述したクロスプリズム７０および波長帯域制限フィルター７３、７４の換わりに、３枚のダイクロイックミラー８１、８２、８３を使用している。
【００９６】
すなわち、この実施形態においては、上述した青色の光を出射するための光源ユニット３ｂと対向する位置には、例えば４６０ｎｍより波長の短い光を反射し、４６０ｎｍより波長の長い光を透過するダイクロイックミラー８１が配設されている。このため、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光はダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射し、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラー８１を透過することになる。
【００９７】
また、上述した緑色の光を出射するための光源ユニット３ｇと対向する位置には、例えば５００ｎｍより波長の長い光を反射し、５００ｎｍより波長の短い光を透過するダイクロイックミラー８２が配設されている。このため、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち、図１６に示す緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光はダイクロイックミラー８２により感光材料６に向けて反射し、青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光（図１８に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラーを透過することになる。
【００９８】
なお、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射した光は、このダイクロイックミラー８２をそのまま透過する。
【００９９】
さらに、上述した赤色の光を出射するための光源ユニット８と対向する位置には、例えば６００ｎｍより波長の長い光を反射し、６００ｎｍより波長の短い光を透過するダイクロイックミラー８３が配設されている。このため、光源ユニット８のＬＥＤ素子２から出射された赤色の光は、ダイクロイックミラー８３により感光材料６に向けて反射する。
【０１００】
なお、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８１により感光材料６に向けて反射した光と、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射されダイクロイックミラー８２により感光材料６に向けて反射した光とは、このダイクロイックミラー８３をそのまま透過する。
【０１０１】
この実施形態に係る画像記録装置においては、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光は、ダイクロイックミラー８１、８２、８３により合成された後、第１実施形態と同様のリレー光学系６７および結像光学系４を介して記録ドラム７に巻回された感光材料６上に照射される。そして、感光材料６における青感層、緑感層および赤感層は、これらの青色の光、緑色の光および赤色の光により感光する。
【０１０２】
このとき、２枚のダイクロイックミラー８１、８２の作用により、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち緑感層の感光領域ＳＧと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達し、光源ユニット３ｇのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された緑色の光のうち青感層の感光領域ＳＢと重複しない波長領域の光のみが感光材料６に到達する。このため、従来のＬＥＤ素子を利用した画像記録装置において発生する分色混合の発生を防止することができる。
【０１０３】
なお、ダイクロイックミラー８１として、例えば４６０ｎｍより波長の短い光を透過し、４６０ｎｍより波長の長い光を反射する特性を有するものを使用するとともに、光源ユニット３ｂをダイクロイックミラー８１に対してダイクロイックミラー８２と対象な位置（ダイクロイックミラー８２から見てダイクロイックミラー８１の裏面側の位置）に配設するようにしてもよい。
【０１０４】
この場合においては、光源ユニット３ｂのＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射された青色の光のうち、図１６示す青感層の感光領域ＳＢと重複する波長領域の光は感光材料６に向けてダイクロイックミラー８１を透過し、緑感層の感光領域ＳＧと重複する波長領域の光（図１９に示すハッチングを付した領域を感光させる波長領域の光）はダイクロイックミラー８１により反射されることになる。
【０１０５】
さらに、単一のダイクロイックミラー等により青色の波長領域の光と緑色の波長領域の光とを分離する構成ではないため、図２０に示すダイクロイックミラーの反射（透過）強度の傾斜に起因する分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【０１０６】
なお、上述したダイクロイックミラー８１、８２、８３に換えて、ダイクロイックプリズムを使用するようにしてもよい。この場合においては、ダイクロイックミラー８１、８２、８３において発生しやすい非点収差を防止することが可能となる。また、図２および図１４に示す実施形態のようにクロスプリズム７０を使用した場合においても、同様に、非点収差を防止することが可能となる。
【０１０７】
上述した実施形態においては、いずれも、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、および、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを、クロスプリズム７０またはダイクロイックミラー８１、８２、８３を利用して合成した上で、感光材料６に照射する構成となっているが、光源ユニット３ｂにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される青色の光と、光源ユニット３ｇにおける複数個のＧａＮ系ＬＥＤ素子１から出射される緑色の光と、光源ユニット８における複数個のＬＥＤ素子２から出射される赤色の光とを、個別に感光材料６上に照射するようにしてもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と感光材料との間、または、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と感光材料との間の少なくとも一方に、特定の波長領域の光のみを通過させることにより第２のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域と第３のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域が重複することを防止する波長帯域制限手段を配設したことから、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、光学系に関し感光材料と共役な位置にアパーチャ部材を配設したことから、アパーチャの像を感光材料に投影することができる。
【０１０９】
請求項２に記載の発明によれば、波長帯域制限手段が第２のＬＥＤ素子と感光材料との間、および、第３のＬＥＤ素子と感光材料との間の両方に配設されていることから、設計の自由度を向上させながら、分色混合の発生を確実に防止することが可能となる。
【０１１０】
請求項３に記載の発明によれば、第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して感光材料に照射する合成手段を備えることから、合成された光により精度よく画像を記録することが可能となる。
【０１１１】
請求項４に記載の発明によれば、合成手段がクロスプリズムから構成されていることから、単一の素子を使用して赤色の光と緑色の光と青色の光とを合成することができ、また、非点収差の発生を防止することが可能となる。
【０１１２】
請求項５に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と感光材料との間に配設された緑色の光を反射する第１のダイクロイック素子と、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と感光材料との間に配設された青色の光を反射または透過する第２のダイクロイック素子とを備えたことから、光源としてＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて、光学系に関し感光材料と共役な位置にアパーチャ部材を配設したことから、アパーチャの像を感光材料に投影することができる。
【０１１３】
請求項６に記載の発明によれば、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子が赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子および青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子よりも多数配設されていることから、第２のＬＥＤ素子の露光量不足をその数を増加させることにより補償することが可能となる。
【０１１４】
請求項７に記載の発明によれば、アパーチャ部材が、第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて配設されることから、そのアパーチャの大きさや形状を赤色、緑色、青色の各々の光に必要とされる光量等に対応させて最適なものに調整することが可能となる。
請求項８に記載の発明によれば、アパーチャ部材が、前記合成手段と感光材料の間に配設されることから、第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を感光材料の同一の位置に正確に照射することができ、色ずれの発生を防止することが可能となる。
請求項９に記載の発明によれば、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子とを使用することから、高い輝度をもった光で画像を記録することができる。
このとき、第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光のうち、感光材料における緑感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ青感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、第３のＬＥＤ素子から出射された青色の光のうち、感光材料における青感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ緑感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段とを備えることから、ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子を使用した場合においても、分色混合の発生を防止することが可能となる。
また、赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する膜特性を有する第１の誘電体多層膜と、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する膜特性を有する第２の誘電体多層膜とを有し、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射するクロスプリズムを備えたことから、単一の素子を使用して効率的に赤色の光と緑色の光と青色の光とを合成し、合成された光により精度よく画像を記録することが可能となる。また、ダイクロイックミラーを用いた場合に対して非点収差の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る画像記録装置の斜視図である。
【図２】画像記録装置における光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。
【図３】光源ユニット３の構成を示す斜視図である。
【図４】光源ユニット３の構成を示す正面図である。
【図５】ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の斜視図である。
【図６】ＧａＮ系ＬＥＤ素子１の三面図である。
【図７】結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す平面図である。
【図８】結像光学系４をＧａＮ系ＬＥＤ素子１およびシリンドリカルレンズ３３とともに示す側面図である。
【図９】光源ユニット８の構成を示す斜視図である。
【図１０】光源ユニット８の要部を示す正面図である。
【図１１】ＬＥＤ素子２の斜視図である
【図１２】アパーチャプレート６８ｂ、６８ｇ、６８ｒの説明図である。
【図１３】他の実施形態に係るアパーチャプレート６８ｇの説明図である。
【図１４】他の実施形態に係る光源部９および結像光学系４等を示す側面概要図である。
【図１５】他の実施形態に係る光源部９の要部を示す概要図である。
【図１６】一般的なカラー画像記録用の感光材料の分光感度を示す図である。
【図１７】赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルを示す図である。
【図１８】カラー画像記録用の感光材料の分光感度と赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルとを示す図である。
【図１９】カラー画像記録用の感光材料の分光感度と赤色、緑色、青色の光の発光スペクトルとを示す図である。
【図２０】ダイクロイックミラーの反射（透過）強度を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ＧａＮ系ＬＥＤ素子
２ ＬＥＤ素子
３ 光源ユニット
４ 結像光学系
５ 記録ヘッド
６ 感光材料
７ 記録ドラム
８ 光源ユニット
９ 光源部
３３ シリンドリカルレンズ
６７ リレー光学系
６８ アパーチャプレート
７０ クロスプリズム
７１ 第１の誘電体多層膜
７２ 第２の誘電体多層膜
７３ 波長帯域制限フィルター
７４ 波長帯域制限フィルター
７５ アパーチャ
８１、８２、８３ ダイクロイックミラー
Claims (9)
- 赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、
赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、
緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、
青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、
前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、
前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、または、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の少なくとも一方に配設され、特定の波長領域の光のみを通過させることにより、前記第２のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域と前記第３のＬＥＤ素子から出射された光の波長領域が重複することを防止する波長帯域制限手段と、
前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１に記載の画像記録装置において、
前記波長帯域制限手段は、前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間、および、前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間の両方に配設されている画像記録装置。 - 請求項１または請求項２いずれかに記載の画像記録装置において、
前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射する合成手段を備えた画像記録装置。 - 請求項３に記載の画像記録装置において、
前記合成手段はクロスプリズムから構成される画像記録装置。 - 赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、
赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、
緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、
青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、
前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子から出射された光を前記感光材料に照射するための光学系と、
前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、緑色の光を反射する第１のダイクロイック素子と、
前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設された、青色の光を反射または透過する第２のダイクロイック素子と、
前記光学系に関し前記感光材料と共役な位置に配設されたアパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１乃至請求項５いずれかに記載の画像記録装置において、
前記第２のＬＥＤ素子が、前記第１のＬＥＤ素子および前記第３のＬＥＤ素子よりも多数配設されている画像記録装置。 - 請求項３に記載の画像記録装置において、
前記アパーチャ部材は、前記第１、第２、第３のＬＥＤ素子の各々に対応させて配設される画像記録装置。 - 請求項３に記載の画像記録装置において、
前記アパーチャ部材は、前記合成手段と感光材料の間に配設される画像記録装置。 - 赤色、緑色、青色の光に各々感光するカラー画像記録用の感光材料に対し、赤色、緑色、青色の光を照射してカラー画像を記録する画像記録装置において、
赤色の光を出射する第１のＬＥＤ素子と、
ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子から成り、緑色の光を出射する第２のＬＥＤ素子と、
ガリウムナイトライドＬＥＤ素子またはインジウムガリウムナイトライドＬＥＤ素子か ら成り、青色の光を出射する第３のＬＥＤ素子と、
前記第２のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光のうち、前記感光材料における緑感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、青感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、
前記第３のＬＥＤ素子と前記感光材料との間に配設され、前記第３のＬＥＤ素子から出射された青色の光のうち、前記感光材料における青感層の感光領域と重複する波長領域の光のみを通過させ、緑感層の感光領域と重複する波長領域の光は透過させない波長帯域制限手段と、
赤色および緑色の光は透過するが青色の光は反射する膜特性を有する第１の誘電体多層膜と、緑色および青色の光を透過するが赤色の光は反射する膜特性を有する第２の誘電体多層膜とを有し、前記第１のＬＥＤ素子から出射された赤色の光と、前記第２のＬＥＤ素子から出射された緑色の光と、前記第３のＬＥＤ素子から出射した青色の光とを合成して前記感光材料に照射するクロスプリズムと、
を備えたことを特徴とする画像記録装置。
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