JP5403127B2 - Exposure apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、露光装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and an image forming apparatus.

従来、電子写真方式で画像を形成する複写機、プリンタ等では、感光体ドラムに潜像を書き込む露光装置として、レーザ光源から射出された光をポリゴンミラーで走査するレーザROS(Raster Output Scanner)方式の露光装置が用いられていた。最近では、レーザROS方式の露光装置に代わり、発光ダイオード(LED)を光源に用いたLED方式の露光装置が主流になりつつある。LED方式の露光装置は、LEDプリントヘッドと称され、LPHと略称されている。   Conventionally, in a copying machine or printer that forms an image by electrophotography, a laser ROS (Raster Output Scanner) system that scans light emitted from a laser light source with a polygon mirror as an exposure device that writes a latent image on a photosensitive drum The exposure apparatus was used. Recently, an LED type exposure apparatus using a light emitting diode (LED) as a light source is becoming mainstream instead of a laser ROS type exposure apparatus. The LED type exposure apparatus is called an LED print head and is abbreviated as LPH.

LEDプリントヘッドは、長尺状の基板上に多数のLEDが配列されたLEDアレイと、多数の屈折率分布型のロッドレンズが配列されたレンズアレイと、を備えている。なお、ここでアレイとは、複数のLEDや複数のレンズ等の素子が、一次元状又は二次元状に配列された素子列を意味している。LEDアレイには、例えば1インチ当り1200画素(即ち、1200dpi)と、主走査方向の画素数に対応して多数のLEDが配列されている。屈折率分布型のロッドレンズとしては、セルフォック(登録商標)に代表される円柱状のロッドレンズが用いられている。   The LED print head includes an LED array in which a large number of LEDs are arranged on a long substrate, and a lens array in which a large number of gradient index rod lenses are arranged. Here, the array means an element array in which elements such as a plurality of LEDs and a plurality of lenses are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. In the LED array, for example, 1200 pixels per inch (that is, 1200 dpi) and a large number of LEDs corresponding to the number of pixels in the main scanning direction are arranged. As the gradient index rod lens, a cylindrical rod lens represented by SELFOC (registered trademark) is used.

LEDプリントヘッドでは、各LEDから射出された光は、ロッドレンズにより集光されて、感光体ドラム上に正立等倍像が結像される。従って、レーザROS方式の走査光学系は不要であり、レーザROS方式に比べて大幅な小型化が可能である。また、ポリゴンミラーを駆動する駆動モータも不要であり、機械的なノイズが発生しないという利点もある。   In the LED print head, the light emitted from each LED is collected by a rod lens, and an erecting equal-magnification image is formed on the photosensitive drum. Therefore, a laser ROS scanning optical system is unnecessary, and the size can be greatly reduced as compared with the laser ROS system. In addition, a driving motor for driving the polygon mirror is unnecessary, and there is an advantage that no mechanical noise is generated.

LEDプリントヘッドにおいては、ロッドレンズに代えてホログラム素子アレイを用いた技術がいくつか提案されている(特許文献1、2参照)。   For LED print heads, several techniques using a hologram element array instead of a rod lens have been proposed (see Patent Documents 1 and 2).

なお、電子写真方式の露光装置としては、LEDアレイを用いるLEDプリントヘッドが一般的であるため、この露光方式は「LED方式」と通称されている。しかしながら、発光素子をLEDに限定する必要はないため、以下では「LED方式」を「発光素子アレイ方式」と、適宜、言い換える。   Note that, as an electrophotographic exposure apparatus, an LED print head using an LED array is generally used. Therefore, this exposure system is commonly referred to as an “LED system”. However, since it is not necessary to limit the light emitting elements to LEDs, the “LED method” will be appropriately referred to as “light emitting element array method” below.

特開平4−201270号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-201270 特開2007−237576号公報JP 2007-237576 A

本発明の目的は、一直線上に位置しない3つ以上の発光素子の各々から射出された各光を集光して、略一直線上に並ぶスポット列を形成することができる、発光素子アレイ方式の露光装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light-emitting element array system capable of condensing each light emitted from each of three or more light-emitting elements that are not positioned on a straight line to form a spot line arranged substantially on a straight line. An exposure apparatus and an image forming apparatus using the same are provided.

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の発明は、同一基板上に3つ以上の発光素子が配列されると共に、前記3つ以上の発光素子の全部が一直線上に位置しないように配列された発光素子アレイと、前記基板上に隣接して積層された単一のホログラム記録層内の前記3つ以上の発光素子の各々に対応する位置に、前記3つ以上の発光素子の各々から射出された各光が対応するホログラム素子に照射されて略一直線上に集光されるように、複数のホログラム素子が形成されたホログラム素子アレイと、を備えた露光装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a light emitting element array in which three or more light emitting elements are arranged on the same substrate, and the three or more light emitting elements are not arranged on a straight line, and the substrate A hologram to which each light emitted from each of the three or more light emitting elements corresponds to a position corresponding to each of the three or more light emitting elements in a single hologram recording layer laminated adjacently on the hologram. An exposure apparatus comprising: a hologram element array in which a plurality of hologram elements are formed so that the elements are irradiated and condensed on a substantially straight line .

請求項2の発明は、前記3つ以上の発光素子は、前記基板の長さ方向に予め定めた間隔で配列されると共に、前記複数のホログラム素子は、前記基板の長さ方向の直径が前記予め定めた間隔よりも大きく相互に重なるように形成された、請求項1に記載の露光装置である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the three or more light emitting elements are arranged at predetermined intervals in the length direction of the substrate, and the plurality of hologram elements have a diameter in the length direction of the substrate. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatuses are formed so as to overlap each other larger than a predetermined interval.

請求項3の発明は、前記複数のホログラム素子は、前記各光が集光されて結像面上に形成された複数の集光点が予め定めた方向に並ぶように形成された、請求項1又は請求項2に記載の露光装置である。   According to a third aspect of the present invention, the plurality of hologram elements are formed such that the plurality of condensing points formed on the imaging surface by condensing the respective lights are arranged in a predetermined direction. An exposure apparatus according to claim 1 or claim 2.

請求項4の発明は、前記複数の集光点の各々は、対応する発光素子の各々から射出された各光の照射領域よりも外側に位置する請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の露光装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, each of the plurality of condensing points is located outside an irradiation region of each light emitted from each of the corresponding light emitting elements. The exposure apparatus according to the item.

請求項5の発明は、前記3つ以上の発光素子の各々が非干渉性の光源である請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の露光装置である。   A fifth aspect of the invention is the exposure apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the three or more light emitting elements is a non-coherent light source.

請求項6の発明は、前記3つ以上の発光素子の各々から射出された各光の内、前記複数のホログラム素子の外側を通過する光を遮光する遮光体を有した請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の露光装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a light-shielding body that shields light passing through the outside of the plurality of hologram elements among the light emitted from each of the three or more light emitting elements. 5. The exposure apparatus according to any one of items 1 to 5.

請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の露光装置と、前記露光装置による像様露光により画像が記録される感光性の画像記録媒体と、前記画像記録媒体を前記露光装置に対して相対移動させる移動手段と、画像データに基づいて、前記画像記録媒体が前記基板の長さ方向と交差する方向に副走査されるように前記移動手段を制御すると共に、前記3つ以上の発光素子の各々を点灯制御する制御手段と、を備えた画像形成装置である。   The invention of claim 7 is the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6, a photosensitive image recording medium on which an image is recorded by imagewise exposure by the exposure apparatus, and the image Based on the image data, the moving means for moving the recording medium relative to the exposure apparatus and the moving means are controlled so that the image recording medium is sub-scanned in a direction crossing the length direction of the substrate. In addition, the image forming apparatus includes a control unit that controls lighting of each of the three or more light emitting elements.

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、一直線上に位置しない3つ以上の発光素子の各々から射出された各光を集光して、略一直線上に並ぶスポット列を形成することができる、発光素子アレイ方式の露光装置が提供される、という効果がある。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to collect each light emitted from each of the three or more light emitting elements that are not positioned on a straight line, and to form a spot row that is arranged on a substantially straight line. There is an effect that a light emitting element array type exposure apparatus is provided.

請求項2に記載の発明によれば、従来のLEDプリントヘッドに比べて作動距離を長くすることができる、という効果がある。   According to invention of Claim 2, there exists an effect that a working distance can be lengthened compared with the conventional LED print head.

請求項3に記載の発明によれば、結像面上に予め定めた方向に並ぶスポット列を形成することができる、という効果がある。   According to the third aspect of the invention, there is an effect that it is possible to form a spot row arranged in a predetermined direction on the imaging surface.

請求項4に記載の発明によれば、0次光によるバックグラウンドノイズを低減し、コントラストの高いスポットを形成することができる、という効果がある。   According to the fourth aspect of the present invention, there is an effect that the background noise due to the 0th-order light can be reduced and a spot with high contrast can be formed.

請求項5に記載の発明によれば、非干渉性の光源から射出されるインコヒーレント光でも、コントラストの高いスポットを形成することできる、という効果がある。   According to the fifth aspect of the present invention, there is an effect that a spot with high contrast can be formed even with incoherent light emitted from an incoherent light source.

請求項6に記載の発明によれば、迷光、特に、非干渉性の光源のランバーシアン配向による0次光を遮断して、バックグラウンドノイズを更に低減することができる、という効果がある。   According to the sixth aspect of the invention, there is an effect that background noise can be further reduced by blocking stray light, in particular, zero-order light due to Lambertian orientation of a non-coherent light source.

請求項7に記載の発明によれば、従来のLEDプリントヘッドを搭載した画像形成装置に比べて、小型で且つコントラストの高い画像を形成できる発光素子アレイ方式の画像形成装置を提供できる、という効果がある。   According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to provide a light emitting element array type image forming apparatus capable of forming an image with a small size and high contrast as compared with an image forming apparatus equipped with a conventional LED print head. There is.

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。1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 第1参考例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。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head as an exposure apparatus which concerns on a 1st reference example. (A)はホログラム素子の概略形状を示す斜視図であり、(B)はLEDプリントヘッドの副走査方向の断面図であり、(C)はLEDプリントヘッドの主走査方向の断面図である。(A) is a perspective view showing a schematic shape of a hologram element, (B) is a sectional view in the sub-scanning direction of the LED print head, and (C) is a sectional view in the main scanning direction of the LED print head. (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。(A) And (B) is a figure which shows a mode that a hologram element is formed in a hologram recording layer. (A)及び(B)は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows a mode that diffracted light is produced | generated from a hologram element. (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。(A)-(E) is process drawing which shows the manufacturing process of an LED print head. LEDプリントヘッドと感光体ドラムとの配置関係の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the arrangement | positioning relationship between an LED print head and a photosensitive drum. 本発明の第1の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A)及び(B)は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。(A) And (B) is a figure which shows a mode that diffracted light is produced | generated from a hologram element. 本発明の第2の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態の変形例に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第2参考例に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on a 2nd reference example. LEDプリントヘッドの副走査方向の断面図である。It is sectional drawing of the subscanning direction of an LED print head. インコヒーレント光源のランバーシアン配光を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the Lambertian light distribution of an incoherent light source. 本発明の第3の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body. 遮光体の他の配置例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of arrangement | positioning of a light-shielding body.

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. The image forming apparatus is a so-called tandem digital color printer, and includes an image forming process unit 10 as an image forming unit that forms an image corresponding to image data of each color, and a control unit 30 that controls the operation of the image forming apparatus. And an image processing unit 40 which is connected to the image reading device 3 and an external device such as a personal computer (PC) 2 and performs predetermined image processing on image data received from these devices.

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 forming process unit 10 includes four image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K that are arranged in parallel at regular intervals. Each of the image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K forms yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images. The image forming units 11Y, 11M, 11C, and 11K are collectively referred to as “image forming unit 11” as appropriate.

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 photosensitive drum 12 as an image carrier that forms an electrostatic latent image and carries a toner image, a charger 13 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 12 at a predetermined potential, An LED print head (LPH) 14 as an exposure device for exposing the photosensitive drum 12 charged by the developing device 13, a developing device 15 for developing the electrostatic latent image obtained by the LPH 14, and the surface of the photosensitive drum 12 after transfer. A cleaner 16 for cleaning is provided.

LPH14は、感光体ドラム12の軸線方向の長さと略同じ長さの長尺状のプリントヘッドである。LPH14には、長さ方向に沿って複数のLEDがアレイ状に配列されている。LPH14は、その長さ方向が感光体ドラム12の軸線方向を向くように、感光体ドラム12の周囲に配置されている。また、本実施の形態では、LPH14の作動距離は長く、感光体ドラム12の表面から数cm離間して配置されている。このため、感光体ドラム12の周方向における占有幅が小さく、感光体ドラム12の周囲の混雑が緩和されている。   The LPH 14 is a long print head having substantially the same length as the length of the photosensitive drum 12 in the axial direction. In the LPH 14, a plurality of LEDs are arranged in an array along the length direction. The LPH 14 is disposed around the photosensitive drum 12 so that the length direction thereof faces the axial direction of the photosensitive drum 12. Further, in the present embodiment, the working distance of the LPH 14 is long, and is disposed several cm away from the surface of the photosensitive drum 12. For this reason, the occupation width in the circumferential direction of the photosensitive drum 12 is small, and congestion around the photosensitive drum 12 is reduced.

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 process unit 10 also intermediate-transfers each color toner image of each image forming unit 11 and the intermediate transfer belt 21 onto which the toner images of each color formed on the photosensitive drum 12 of each image forming unit 11 are transferred in a multiple manner. A primary transfer roll 22 that sequentially transfers (primary transfer) to the belt 21; a secondary transfer roll 23 that collectively transfers (secondary transfer) the superimposed toner image transferred onto the intermediate transfer belt 21 to a sheet P that is a recording medium; and A fixing device 25 for fixing the secondary transferred image on the paper P is provided.

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 process unit 10 performs an image forming operation based on a control signal such as a synchronization signal supplied from the control unit 30. At that time, the image data input from the image reading device 3 or the PC 2 is subjected to image processing by the image processing unit 40 and supplied to each image forming unit 11 via the interface.

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 image forming unit 11Y, the surface of the photosensitive drum 12 uniformly charged at a predetermined potential by the charger 13 is exposed by the LPH 14 that emits light based on the image data obtained from the image processing unit 40. Thus, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 12. That is, each LED of the LPH 14 emits light based on the image data, so that the surface of the photoconductive drum 12 is main-scanned, and the photoconductive drum 12 is rotated and sub-scanned, and the photoconductive drum 12 is scanned on the photoconductive drum 12. An electrostatic latent image is formed. The formed electrostatic latent image is developed by the developing device 15, and a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 12. Similarly, magenta, cyan, and black toner images are formed in the image forming units 11M, 11C, and 11K.

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 intermediate transfer belt 21 rotating in the direction of arrow A in FIG. 1 (primary transfer). A superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt 21. The superimposed toner image is conveyed to a region (secondary transfer portion) where the secondary transfer roll 23 is disposed as the intermediate transfer belt 21 moves. When the superimposed toner image is conveyed to the secondary transfer unit, the paper P is supplied to the secondary transfer unit in accordance with the timing at which the toner image is conveyed to the secondary transfer unit.

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 intermediate transfer belt 21 and conveyed to the fixing device 25 by the conveyance belt 24. The unfixed toner image on the paper P conveyed to the fixing device 25 is fixed on the paper P by being subjected to a fixing process by heat and pressure by the fixing device 25. The paper P on which the fixed image is formed is discharged to a paper discharge tray (not shown) provided in the discharge unit of the image forming apparatus.

なお、LPHの作動距離が長い方が、感光体ドラムの周囲が混み合わず、全体として画像形成装置の小型化を図ることができる。従来のLPHでは、ロッドレンズのレンズアレイ端面から結像点までの光路長(作動距離)は数mm程度と短く、感光体ドラムの周囲における露光装置の占有割合が大きくなる。また、一般に、インコヒーレント光を射出するLEDを用いるLPHでは、コヒーレンス性が低下してスポットぼけ(いわゆる色収差)が生じ、微小スポットを形成することは容易ではない。   Note that when the LPH working distance is longer, the periphery of the photosensitive drum is not crowded, and the image forming apparatus can be downsized as a whole. In the conventional LPH, the optical path length (working distance) from the lens array end face of the rod lens to the imaging point is as short as several millimeters, and the occupation ratio of the exposure device around the photosensitive drum is increased. In general, in LPH using an LED that emits incoherent light, coherence decreases and spot blurring (so-called chromatic aberration) occurs, and it is not easy to form a minute spot.

<LEDプリントヘッド(LPH)−第1参考例−>
(LPHの構成)
図2は第1参考例に係る露光装置としてのLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。図3(A)はホログラム素子の概略形状を示す斜視図であり、図3(B)はLEDプリントヘッドの副走査方向の断面図であり、図3(C)はLEDプリントヘッドの主走査方向の断面図である。
<LED Print Head (LPH)-First Reference Example->
(Configuration of 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 first reference example. 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2に示すように、第1参考例に係る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LED50〜50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54〜54を備えている。なお、各々を区別する必要がない場合には、LED50〜50を「LED50」と総称し、ホログラム素子54〜54を「ホログラム素子54」と総称する。 As shown in FIG. 2, the LED print head (LPH 14) according to the first reference example includes an LED array 52 including a plurality of LEDs 50 and a plurality of hologram elements 54 provided corresponding to each of the plurality of LEDs 50. And a hologram element array 56 provided. In the example illustrated in FIG. 2, the LED array 52 includes six LEDs 50 1 to 50 6 , and the hologram element array 56 includes six hologram elements 54 1 to 54 6 . In addition, when it is not necessary to distinguish each from each other, the LEDs 50 1 to 50 6 are collectively referred to as “LED 50”, and the hologram elements 54 1 to 54 6 are collectively referred to as “hologram element 54”.

複数のLED50の各々は、LED50の各々を駆動する駆動回路(図示せず)と共に、長尺状のLED基板58上に実装されている。上述した通り、LED50の各々は、感光体ドラム12の軸線方向と平行な方向に沿って配列されている。LED50の配列方向が「主走査方向」である。また、LED50の各々は、互いに隣接する2つのLED50(発光点)の主走査方向の間隔(発光点ピッチ)が一定間隔となるように配列されている。なお、感光体ドラム12の回転により副走査が行われるが、「主走査方向」と直交する方向を「副走査方向」として図示している。   Each of the plurality of LEDs 50 is mounted on a long LED substrate 58 together with a drive circuit (not shown) that drives each of the LEDs 50. As described above, each of the LEDs 50 is arranged along a direction parallel to the axial direction of the photosensitive drum 12. The arrangement direction of the LEDs 50 is the “main scanning direction”. Further, each of the LEDs 50 is arranged so that the interval (light emission point pitch) in the main scanning direction between two adjacent LEDs 50 (light emission points) is a constant interval. Although the sub-scan is performed by the rotation of the photosensitive drum 12, the direction orthogonal to the “main scanning direction” is illustrated as the “sub-scanning direction”.

ホログラム素子アレイ56は、LED基板58上に形成されたホログラム記録層60内に形成されている。後述する通り、LED基板58とホログラム記録層60とは密着している必要はなく、図3(B)及び(C)の例では、ホログラム記録層60は、LED基板58から所定高さだけ離間された位置に、図示しない保持部材により保持されている。   The hologram element array 56 is formed in a hologram recording layer 60 formed on the LED substrate 58. As will be described later, the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 do not need to be in close contact with each other. In the example of FIGS. 3B and 3C, the hologram recording layer 60 is separated from the LED substrate 58 by a predetermined height. The holding position is held by a holding member (not shown).

ホログラム記録層60は、ホログラムを永続的に記録保持することが可能な高分子材料から構成されている。このような高分子材料としては、いわゆるフォトポリマーを用いることができる。フォトポリマーは、光重合性モノマーのポリマー化による屈折率変化を利用してホログラムを記録する。ホログラム素子54の各々は、LED50の各々に対応して、LED50と同様に主走査方向に沿って配列されている。また、ホログラム素子54の各々は、互いに隣接する2つのホログラム素子54の主走査方向の間隔が、上記の発光点ピッチと同じ間隔となるように配列されている。   The hologram recording layer 60 is made of a polymer material capable of permanently recording and holding a hologram. As such a polymer material, a so-called photopolymer can be used. The photopolymer records a hologram by utilizing a refractive index change caused by polymerization of a photopolymerizable monomer. Each of the hologram elements 54 is arranged along the main scanning direction corresponding to each of the LEDs 50 similarly to the LEDs 50. Further, each of the hologram elements 54 is arranged such that the interval between the two hologram elements 54 adjacent to each other in the main scanning direction is the same as the above-described light emitting point pitch.

図3(A)及び(B)に示すように、ホログラム素子54の各々は、ホログラム記録層60の表面側を底面とし、LED50側に向かって収束する円錐台状に形成されている。この例では円錐台状のホログラム素子について説明するが、ホログラム素子の形状はこれには限定されない。例えば、円錐、楕円錐、楕円錐台等の形状とすることもできる。円錐台状のホログラム素子54の直径は、底面で最も大きくなる。この円形の底面の直径を「ホログラム径r」とする。ホログラム素子54の各々は、発光点ピッチよりも大きなホログラム径rを有している。例えば、発光点ピッチは30μmであり、ホログラム径rは2mm、ホログラム厚さh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。 As shown in FIGS. 3A and 3B, each of the hologram elements 54 is formed in a truncated cone shape that has the surface side of the hologram recording layer 60 as a bottom surface and converges toward the LED 50 side. In this example, a truncated cone-shaped hologram element will be described, but the shape of the hologram element is not limited to this. For example, it may be a shape such as a cone, an elliptical cone, an elliptical truncated cone. The diameter of the truncated cone-shaped hologram element 54 is largest at the bottom surface. The diameter of this circular bottom is defined as “hologram diameter r H ”. Each of the hologram element 54 has a larger hologram size r H than the light emitting point pitch. For example, the light emitting point pitch is 30 μm, the hologram diameter r H is 2 mm, and the hologram thickness h H is 250 μm. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3C, the two hologram elements 54 adjacent to each other are formed so as to greatly overlap each other.

複数のLED50の各々は、対応するホログラム素子54側に光を射出するように、発光面をホログラム記録層60の表面側に向けて、LED基板58上に配置されている。LED50の「発光光軸」は、対応するホログラム素子54の中心(円錐台の対称軸)付近を通り、LED基板58と直交する方向を向いている。図示した通り、発光光軸は、上記の主走査方向及び副走査方向の各々とも直交する。   Each of the plurality of LEDs 50 is arranged on the LED substrate 58 with the light emitting surface facing the surface side of the hologram recording layer 60 so as to emit light toward the corresponding hologram element 54 side. The “light emission optical axis” of the LED 50 passes through the vicinity of the center (symmetric axis of the truncated cone) of the corresponding hologram element 54 and faces the direction orthogonal to the LED substrate 58. As shown in the figure, the light emission optical axis is orthogonal to each of the main scanning direction and the sub-scanning direction.

LEDアレイ52としては、複数の自己走査型LED(SLED:Self-scanning LED)が配列されたSLEDチップ(図示せず)が、複数個直列に配列されて構成されたSLEDアレイを用いることが好ましい。SLEDアレイは、スイッチのオン・オフを二本の信号線によって行い、各SLEDを選択的に発光させることができるので、データ線を共通化することができる。このSLEDアレイを用いることで、LED基板58上での配線数が少なくて済む。   The LED array 52 is preferably an SLED array in which a plurality of SLED chips (not shown) in which a plurality of self-scanning LEDs (SLEDs) are arranged are arranged in series. . In the SLED array, the switch is turned on / off by two signal lines, and each SLED can be made to emit light selectively, so that the data line can be shared. By using this SLED array, the number of wires on the LED substrate 58 can be reduced.

また、図示は省略するが、LPH14は、ホログラム素子54で生成された回折光が感光体ドラム12の方向に射出されるように、ハウジングやホルダー等の保持部材により保持されて、画像形成ユニット11内の所定位置に取り付けられている。なお、LPH14は、調整ネジ(図示せず)等の調整手段により、回折光の光軸方向に移動可能に構成されていることが好ましい。ホログラム素子54による結像位置(焦点面)が、感光体ドラム12表面上に位置するように、調整手段により調整される。また、ホログラム記録層60上に、カバーガラスや透明樹脂等で保護層が形成されていることが好ましい。保護層によりゴミの付着が防止される。   Although not shown, the LPH 14 is held by a holding member such as a housing or a holder so that the diffracted light generated by the hologram element 54 is emitted in the direction of the photosensitive drum 12, and the image forming unit 11. It is attached at a predetermined position. The LPH 14 is preferably configured to be movable in the optical axis direction of the diffracted light by an adjusting means such as an adjusting screw (not shown). The image forming position (focal plane) by the hologram element 54 is adjusted by the adjusting means so as to be positioned on the surface of the photosensitive drum 12. In addition, a protective layer is preferably formed on the hologram recording layer 60 with a cover glass, a transparent resin, or the like. The protective layer prevents dust from adhering.

(LPHの動作)
次に、上記LPH14の動作について簡単に説明する。
まず、ホログラム素子54の記録・再生の原理について簡単に説明する。図4(A)は、ホログラム記録層にホログラム素子が形成される様子を示す図である。感光体ドラム12の図示は省略し、結像面である表面12Aだけを図示する。また、ホログラム記録層60Aは、ホログラム素子54が形成される前の記録層であり、符号Aを付して、ホログラム素子54が形成されたホログラム記録層60と区別する。
(Operation of LPH)
Next, the operation of the LPH 14 will be briefly described.
First, the principle of recording / reproducing of the hologram element 54 will be briefly described. FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which a hologram element is formed on the hologram recording layer. The illustration of the photosensitive drum 12 is omitted, and only the surface 12A, which is an imaging surface, is illustrated. The hologram recording layer 60A is a recording layer before the hologram element 54 is formed. The hologram recording layer 60A is given a reference symbol A to distinguish it from the hologram recording layer 60 on which the hologram element 54 is formed.

図4(A)に示すように、表面12Aに結像される回折光の光路を通るコヒーレント光が、信号光としてホログラム記録層60Aに照射される。同時に、ホログラム記録層60Aを通過する際に、発光点から所望のホログラム径r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 FIG. 4A, coherent light passing through the optical path of the diffracted light imaged on the surface 12A is irradiated to the hologram recording layer 60A as signal light. At the same time, when passing through the holographic recording layer 60A, coherent light through the optical path of the diffused light that spreads from the light emitting point to the desired hologram diameter r H is applied to the hologram recording layer 60A as reference light. For the irradiation of coherent light, a laser light source such as a semiconductor laser is used.

信号光と参照光とは、ホログラム記録層60Aに対し、同じ側(LED基板58が配置される側)から照射される。信号光と参照光との干渉により得られる干渉縞(強度分布)が、ホログラム記録層60Aの厚さ方向にわたって記録される。これにより、透過型のホログラム素子54が形成されたホログラム記録層60が得られる。ホログラム素子54は、面方向及び厚さ方向に干渉縞の強度分布が記録された体積ホログラムである。このホログラム記録層60を、LEDアレイ52が実装されたLED基板58上に取り付けることで、LPH14が作製される。   The signal light and the reference light are applied to the hologram recording layer 60A from the same side (the side on which the LED substrate 58 is disposed). Interference fringes (intensity distribution) obtained by interference between the signal light and the reference light are recorded over the thickness direction of the hologram recording layer 60A. Thereby, the hologram recording layer 60 in which the transmission type hologram element 54 is formed is obtained. The hologram element 54 is a volume hologram in which the interference fringe intensity distribution is recorded in the surface direction and the thickness direction. By attaching this hologram recording layer 60 onto the LED substrate 58 on which the LED array 52 is mounted, the LPH 14 is produced.

なお、ホログラム記録層60Aは、LED50と接して形成されていてもよく、空気層や透明樹脂層などを介して離れていてもよい。LED50と接している場合は、ホログラム素子54は円錐状もしくは楕円錐状に形成され、離れている場合は、図3(A)に示すように、円錐台状(もしくは楕円錐台状)に形成される。   The hologram recording layer 60A may be formed in contact with the LED 50, or may be separated via an air layer, a transparent resin layer, or the like. When in contact with the LED 50, the hologram element 54 is formed in a conical shape or an elliptical cone shape, and when separated from the LED 50, it is formed in a truncated cone shape (or an elliptical truncated cone shape) as shown in FIG. Is done.

また、図4(A)では、表面12Aが概略的に図示されているが、ホログラム径r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。また、図4(B)は、図4(A)と同様に、ホログラム素子が形成される様子を示す図である。図4(A)の形成方法とは異なり、信号光と参照光とが、ホログラム記録層60Aの表面側から照射される。即ち、位相共役波によりホログラムが記録される。この形成方法については、LPH14の製造方法として後で詳しく説明する。 Further, in FIG. 4 (A), the The surface 12A is depicted schematically, the hologram diameter r H number mm, the working distance L is from a few cm, the surface 12A is in quite distant. For this reason, the hologram element 54 is not formed in a conical shape as illustrated, but is formed in a truncated cone shape as shown in FIG. FIG. 4B is a diagram showing a state where a hologram element is formed as in FIG. Unlike the forming method of FIG. 4A, signal light and reference light are irradiated from the surface side of the hologram recording layer 60A. That is, the hologram is recorded by the phase conjugate wave. This forming method will be described later in detail as a method for manufacturing the LPH 14.

図5(A)及び(B)は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。図5(A)に示すように、LED50を発光させると、LED50から射出された光は、発光点からホログラム径r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。 5A and 5B are diagrams showing how diffracted light is generated from the hologram element. As shown in FIG. 5 (A), when emit LED 50, the light emitted from the LED 50, passes through the optical path of the diffused light that spreads from the light emitting point to the hologram diameter r H. Due to the light emission of the LED 50, the situation is almost the same as when the hologram element 54 is irradiated with the reference light.

図5(B)に示すように、点線で図示する参照光の照射により、実線で図示するように、ホログラム素子54から信号光と同じ光が再生され、回折光として射出される。射出された回折光は収束して、数cmの作動距離で感光体ドラム12の表面12Aに結像される。表面12Aにはスポット62が形成される。特に、体積ホログラムは入射角選択性及び波長選択性が高く、信号光を精度よく再生して、表面12Aに輪郭の鮮明な微小スポットが形成される。   As shown in FIG. 5 (B), the same light as the signal light is reproduced from the hologram element 54 and emitted as diffracted light as shown by the solid line by irradiation of the reference light shown by the dotted line. The emitted diffracted light converges and forms an image on the surface 12A of the photosensitive drum 12 with a working distance of several centimeters. A spot 62 is formed on the surface 12A. In particular, the volume hologram has high incident angle selectivity and wavelength selectivity, and the signal light is reproduced with high accuracy, and a fine spot with a clear outline is formed on the surface 12A.

体積ホログラムやキノフォームと称される位相型のゾーンプレートは、特定波長、特定入射方向のコヒーレント光に対し、設計により理論上100%の回折効率を得ることができる。しかしながら、このようなホログラム素子を用いても、特に、インコヒーレント光源に対しては、波長分布の広がりや出射角度の広がりが存在するため回折効率の低下は避けられない。また、コヒーレント光源に対しても、光源の波長ばらつきや変動、ホログラム素子作製時の製造ばらつきなどによって、100%の回折効率を実現することは困難である。   A phase-type zone plate called volume hologram or kinoform can theoretically obtain 100% diffraction efficiency by design with respect to coherent light of a specific wavelength and a specific incident direction. However, even if such a hologram element is used, especially for an incoherent light source, there is an unavoidable decrease in diffraction efficiency due to the spread of the wavelength distribution and the spread of the emission angle. In addition, it is difficult to achieve 100% diffraction efficiency even for a coherent light source due to variations and fluctuations in the wavelength of the light source and manufacturing variations during the production of the hologram element.

回折されない0次光成分は、集光スポットのバックグラウンドノイズとなり、コントラストの高い結像性能を達成することを阻害する。本実施の形態では、図5(B)に示すように、LED50から射出された光は、ホログラム記録層60に形成されたホログラム素子54に参照光として照射される。しかしながら、LED50から射出された光の一部は、ホログラム素子54で回折されずに(即ち、0次光として)ホログラム記録層60を透過して拡散する。この0次光成分は「透過参照光」と称される。   The 0th-order light component that is not diffracted becomes background noise of the focused spot, and hinders achieving high-contrast imaging performance. In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, the light emitted from the LED 50 is irradiated as reference light to the hologram element 54 formed in the hologram recording layer 60. However, a part of the light emitted from the LED 50 is transmitted through the hologram recording layer 60 and diffused without being diffracted by the hologram element 54 (that is, as zero-order light). This zero-order light component is referred to as “transmitted reference light”.

図7はLEDプリントヘッドと感光体ドラムとの配置関係の一例を示す断面図である。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。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the positional relationship between the LED print head and the photosensitive drum. The optical axis of the diffracted light imaged on the surface 12A of the photosensitive drum 12 is made to coincide with the optical axis of the signal light so that the optical axis of the signal light and the optical axis of the reference light intersect at a predetermined angle θ. When the hologram element 54 is recorded by causing the signal light and the reference light to interfere with each other, diffracted light is emitted in a direction that forms an angle θ with the light emitting optical axis.

上述した通り、LED50から射出された光は、発光点からホログラム径rまで拡がる拡散光の光路を通る。本実施の形態では、感光体ドラム12がこの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を設定する。このため、拡散光の光路の外側に位置する感光体ドラム12には、透過参照光がバックグラウンド光として照射されることはない。 As described above, the light emitted from the LED 50, passes through the optical path of the diffused light that spreads from the light emitting point to the hologram diameter r H. In the present embodiment, the angle θ formed by the light emitting optical axis and the diffracted light optical axis is set so that the photosensitive drum 12 is positioned outside the optical path of the diffused light. Therefore, the transmitted reference light is not irradiated as background light to the photosensitive drum 12 positioned outside the optical path of the diffused light.

換言すれば、ホログラム素子54は、透過参照光の照射領域より外側に回折光を射出するので、回折光には0次光成分(透過参照光)は含まれない。これにより、0次光によるバックグラウンドノイズが低減されて、コントラストの高いスポットが形成される。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、光吸収膜等の遮光膜68を配置することが好ましい。遮光膜68は、透過した拡散光の光路上に配置される。   In other words, the hologram element 54 emits diffracted light to the outside of the transmission region of the transmitted reference light, so that the 0th-order light component (transmitted reference light) is not included in the diffracted light. As a result, the background noise due to the 0th-order light is reduced, and a high-contrast spot is formed. Further, a light shielding film 68 such as a light absorbing film is preferably disposed on the diffused light transmitting side of the hologram recording layer 60 in order to prevent the generation of stray light. The light shielding film 68 is disposed on the optical path of the diffused light that has been transmitted.

同様に、図2に示すように、LEDアレイ52とホログラム素子アレイ56とを備えたLPH14では、6個のLED50〜50の各々から射出された各光は、対応するホログラム素子54〜54のいずれかに入射する。ホログラム素子54〜54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54〜54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。 Similarly, as shown in FIG. 2, in the LPH 14 including the LED array 52 and the hologram element array 56, each light emitted from each of the six LEDs 50 1 to 50 6 corresponds to the corresponding hologram elements 54 1 to 54. 54 6 incident on either. The hologram elements 54 1 to 54 6 diffract the incident light to generate diffracted light. Each diffracted light generated by each of the hologram elements 54 1 to 54 6 is emitted in a direction in which the optical axis forms an angle θ with the emission optical axis, avoiding the optical path of the diffused light, and in the direction of the photosensitive drum 12. Focused.

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62〜62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62〜62を「スポット62」と総称する。 Each of the emitted diffracted lights converges in the direction of the photosensitive drum 12 and forms an image on the surface of the photosensitive drum 12 disposed on the focal plane several cm ahead. That is, each of the plurality of hologram elements 54 functions as an optical member that diffracts and collects light emitted from the corresponding LED 50 and forms an image on the surface of the photosensitive drum 12. On the surface of the photosensitive drum 12, minute spots 62 1 to 62 6 due to the diffracted lights are formed so as to be arranged in a line in the main scanning direction. In other words, the photosensitive drum 12 is main-scanned by the LPH 14. In addition, when it is not necessary to distinguish each, the spots 62 1 to 62 6 are collectively referred to as “spots 62”.

(LPHの各素子の大きさ)
図2においては、概略的に6個のLED50〜50が1列に配列されている例を図示したが、画像形成装置の主走査方向の解像度に応じて数千個のLED50が配列されている。例えば、SLEDアレイを例に説明すると、128個のLEDが1200spi(spots per inch)間隔で配列されたSLEDチップが、58個直列に配列されてSLEDアレイが構成されている。換算すると、1200dpiの解像度の画像形成装置では、7424個のSLEDが21μmの間隔で配列されている。
(Size of each element of LPH)
In FIG. 2, an example in which six LEDs 50 1 to 50 6 are roughly arranged in one row is illustrated. However, several thousand LEDs 50 are arranged in accordance with the resolution in the main scanning direction of the image forming apparatus. ing. For example, taking an SLED array as an example, 58 SLED chips in which 128 LEDs are arranged at an interval of 1200 spi (spots per inch) are arranged in series to constitute an SLED array. In terms of conversion, in an image forming apparatus having a resolution of 1200 dpi, 7424 SLEDs are arranged at an interval of 21 μm.

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=rφ/2.44λとなる。 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=r/2f
F(Fナンバー)=f/r
f:焦点距離
f=rφ/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(発光点ピッチ)以下の直径で作製されている。発光点ピッチは、感光体ドラム上に形成される微小スポットの間隔(画素ピッチ)と略同じ長さであり、数十μmである。直径が数十μmのホログラム素子では、回折によるビームの広がり(回折限界)によって、ロッドレンズと同様に数mmオーダの作動距離しか得ることができない。これに対して、本実施の形態では、発光点ピッチよりもホログラム素子の直径を大きくすることで、cmオーダの作動距離を実現している。   In LPH using a conventional hologram element array, each of the plurality of hologram elements is arranged so that the pitch interval of the LEDs (light emitting point) does not 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 point 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 the present embodiment, the working distance of the order of cm is realized by making the diameter of the hologram element larger than the light emitting point pitch.

例えば、従来通り、ホログラム素子の直径を発光点ピッチ以下とすると、1200dpiの解像度では、ホログラムサイズr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 and less emission point 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点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r)を1mm以上にすることで、作動距離が1cm以上になる。例えば、後述する通り、ホログラム径r=2mm、ホログラム厚さh=250μmにおいて、4cmの作動距離で、約40μm(半値幅で約30μm)のスポットサイズφが実現される。 On the other hand, when the diameter of the hologram element is made larger than the light emitting point pitch as in the present embodiment, the working distance becomes longer to the order of cm. For example, when the diameter of the hologram element 54 functioning as a condensing lens (hologram diameter r H ) is 1 mm or more, the working distance is 1 cm or more. For example, as will be described later, a spot size φ of about 40 μm (half-value width of about 30 μm) is realized at a working distance of 4 cm at a hologram diameter r H = 2 mm and hologram thickness h H = 250 μm.

上述した通り、ホログラム素子の直径は1mm以上としてもよい。また、ホログラム素子の直径が10mmを越えると、ホログラム素子の多重度が極めて高くなるため、材料のダイナミックレンジで制限される回折効率が低下してしまうという問題が生ずる。したがって、ホログラム素子の直径は10mm以下としてもよい。   As described above, the diameter of the hologram element may be 1 mm or more. Further, when the diameter of the hologram element exceeds 10 mm, the multiplicity of the hologram element becomes extremely high, which causes a problem that the diffraction efficiency limited by the dynamic range of the material is lowered. Therefore, the diameter of the hologram element may be 10 mm or less.

(LPHの製造方法)
次に、LPH14の製造方法について説明する。図6(A)〜(E)はLEDプリントヘッドの製造工程を示す工程図である。概要はホログラム素子54の記録・再生の原理として説明した通りである。ここでは、副走査方向の断面図を図示するので、LED50及びホログラム素子54は1個ずつしか図示されていないが、LEDアレイ52とホログラム素子アレイ56とを備えたLPH14の製造工程として説明する。
(LPH production method)
Next, the manufacturing method of LPH14 is demonstrated. 6A to 6E are process diagrams showing the manufacturing process of the LED print head. The outline is as described as the principle of recording / reproducing of the hologram element 54. Here, since the sectional view in the sub-scanning direction is illustrated, only one LED 50 and one hologram element 54 are illustrated, but the manufacturing process of the LPH 14 including the LED array 52 and the hologram element array 56 will be described.

まず、図6(A)に示すように、複数のLED50がLED基板58上に実装されたLEDアレイ52を用意する。LED基板58表面の周辺部に、フォトポリマーを堰き止めるための土手部64を枠状に形成する。土手部64は、例えば、硬化性ポリマーをホログラム記録層60と略同じ厚さで塗布した後に、加熱や光照射により硬化させて形成する。例えば、薄い体積ホログラムを記録する場合には、ホログラム記録層60の厚さは数百μm程度であり、同様に、厚さ数百μmの土手部64を形成する。厚い体積ホログラムを記録する場合には、ホログラム記録層60の厚さは1mm〜10mm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. 6A, an LED array 52 in which a plurality of LEDs 50 are mounted on an LED substrate 58 is prepared. A bank portion 64 for damming the photopolymer is formed in a frame shape around the surface of the LED substrate 58. The bank portion 64 is formed, for example, by applying a curable polymer with substantially the same thickness as the hologram recording layer 60 and then curing it by heating or light irradiation. For example, when recording a thin volume hologram, the hologram recording layer 60 has a thickness of about several hundred μm, and similarly, a bank portion 64 having a thickness of several hundred μm is formed. In the case of recording a thick volume hologram, the hologram recording layer 60 has a thickness in the range of 1 mm to 10 mm, and similarly, a bank portion 64 having a thickness of 1 mm to 10 mm is formed.

次に、図6(B)に示すように、周辺部に枠状の土手部64が形成されたLED基板58上に、土手部64から溢れない程度にディスペンサからフォトポリマーを流し込んで、ホログラム記録層60Aを形成する。次いで、ホログラム記録層60Aの表面に、記録光及び再生光に対し透明な薄板状のカバーガラスを装着する等して、ホログラム記録層60A上に保護層66を形成する。この後に、チップアライメント検査を行い、発光点である複数のLED50の位置を計測する。   Next, as shown in FIG. 6 (B), a photopolymer is poured from a dispenser onto the LED substrate 58 having a frame-shaped bank portion 64 formed on the peripheral portion so as not to overflow from the bank portion 64, and hologram recording is performed. Layer 60A is formed. Next, a protective layer 66 is formed on the hologram recording layer 60A by attaching a thin plate-like cover glass transparent to the recording light and reproducing light on the surface of the hologram recording layer 60A. Thereafter, a chip alignment inspection is performed, and the positions of the plurality of LEDs 50 that are light emitting points are measured.

次に、図6(C)に示すように、フォトポリマーからなるホログラム記録層60Aに、保護層66側から信号光と参照光とを同時に照射して、ホログラム記録層60Aに複数のホログラム素子54を形成する。所望の回折光の光路を逆向きに通過するレーザ光を、信号光として照射する。また、ホログラム記録層60Aを通過する際に、所望のホログラム径r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. 6C, the hologram recording layer 60A made of a photopolymer is simultaneously irradiated with signal light and reference light from the protective layer 66 side, so that the hologram recording layer 60A has a plurality of hologram elements 54. Form. Laser light that passes through the optical path of desired diffracted light in the opposite direction is irradiated as signal light. Further, when passing through the holographic recording layer 60A, the laser light passing through the optical path of the convergent light converging to the light emitting point from the desired hologram diameter r H, irradiated as the reference light. That is, as shown in FIG. 4B, a hologram is recorded with a phase conjugate wave. As the laser light for signal light and reference light, for example, laser light having a wavelength of 780 nm oscillated from a semiconductor laser is used.

まず、上記のチップアライメント検査で得られた計測データと、ホログラム素子54の設計値(ホログラム径r、ホログラム厚さh)とから、レーザ光の照射位置、照射角度、拡がり角度、収束角度等、信号光及び参照光が設計される。ここで、ホログラム素子54で生成された回折光(再生された信号光)の光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム12の方向に集光されるように、信号光が設計される。そして、設計された信号光及び参照光を照射するための書き込み光学系を配置する。 First, from the measurement data obtained by the above chip alignment inspection and the design values of the hologram element 54 (hologram diameter r H , hologram thickness h H ), the laser beam irradiation position, irradiation angle, spread angle, and convergence angle Etc., signal light and reference light are designed. Here, the optical axis of the diffracted light (reproduced signal light) generated by the hologram element 54 is emitted in a direction that forms an angle θ with the emission optical axis, and is condensed in the direction of the photosensitive drum 12. Signal light is designed. Then, a writing optical system for irradiating the designed signal light and reference light is arranged.

書き込み光学系を固定配置したままで、参照光として収束する球面波を用い、ホログラム記録層60Aが形成されたLED基板58を、信号光及び参照光に対して移動させる。参照光が複数のLED50の各々に順次収束するように、LED基板58を発光点ピッチで移動させる。ホログラム記録層60Aには、球面波シフト多重により複数のホログラム素子54が多重記録される。   While the writing optical system is fixedly arranged, the LED substrate 58 on which the hologram recording layer 60A is formed is moved with respect to the signal light and the reference light using a spherical wave that converges as the reference light. The LED substrate 58 is moved at a light emitting point pitch so that the reference light converges sequentially on each of the plurality of LEDs 50. A plurality of hologram elements 54 are multiplexed and recorded on the hologram recording layer 60A by spherical wave shift multiplexing.

次に、図6(D)に示すように、紫外線照射によりホログラム記録層60Aを全面露光して、光重合性モノマーを全部ポリマー化する。この定着処理によりホログラム記録層60Aに屈折率分布が固定される。例えば、フォトポリマーは、光重合性モノマーと別の非重合性化合物との混合物として提供される。この場合、フォトポリマーに干渉縞が照射されると、明部では光重合性モノマーがポリマー化し、光重合性モノマーに濃度勾配が生ずる。その結果、明部に光重合性モノマーが拡散して、明部と暗部とで屈折率分布が発生する。   Next, as shown in FIG. 6D, the entire surface of the hologram recording layer 60A is exposed by ultraviolet irradiation to polymerize all of the photopolymerizable monomer. By this fixing process, the refractive index distribution is fixed to the hologram recording layer 60A. For example, the photopolymer is provided as a mixture of a photopolymerizable monomer and another non-polymerizable compound. In this case, when the photopolymer is irradiated with interference fringes, the photopolymerizable monomer is polymerized in the bright portion, and a concentration gradient is generated in the photopolymerizable monomer. As a result, the photopolymerizable monomer diffuses into the bright part, and a refractive index distribution is generated between the bright part and the dark part.

次に、全面露光して、暗部に残存する光重合性モノマーをポリマー化して重合反応を完結させ、追記や消去ができない状態とする。なお、ホログラム記録材料としては、様々な記録メカニズムに基づく方式が提案されている。光強度分布に応じた屈折率変調を記録可能な材料であれば本発明に用いてもよい。   Next, 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. Any material that can record refractive index modulation according to the light intensity distribution may be used in the present invention.

最後に、図6(E)に示すように、複数のLED50を順次発光させて、各LED50に対応して形成されたホログラム素子54により、所望の回折光が得られるか否かを検査する。この検査工程により全部の製造工程が終了する。   Finally, as shown in FIG. 6 (E), the plurality of LEDs 50 are caused to emit light sequentially, and it is inspected whether or not desired diffracted light can be obtained by the hologram element 54 formed corresponding to each LED 50. The entire manufacturing process is completed by this inspection process.

なお、上記の実施の形態では、LED50とホログラム記録層60Aが接している例について説明したが、空気層や透明樹脂層等を介してホログラム記録層60AをLED50と離して形成してもよい。このとき保護層で挟まれたホログラム記録層からなるシートを別途作製し、発光素子アレイ上に配置してもよい。   In the above embodiment, the example in which the LED 50 and the hologram recording layer 60A are in contact with each other has been described. However, the hologram recording layer 60A may be formed separately from the LED 50 through an air layer, a transparent resin layer, or the like. At this time, a sheet made of a hologram recording layer sandwiched between protective layers may be separately prepared and placed on the light emitting element array.

(第1の実施の形態)
図8は第1の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。LEDアレイ52における複数のLED50の配列と、ホログラム素子アレイ56における複数のホログラム素子54の配列とが変更された以外は、上記の画像形成装置及び第1参考例に係るLEDプリントヘッドの構成と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。また、LED基板58及びホログラム記録層60は仮想線で表示する。
(First embodiment)
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the LED print head according to the first embodiment. The arrangement of the plurality of LEDs 50 in the LED array 52 and the arrangement of the plurality of hologram elements 54 in the hologram element array 56 are the same as those of the image forming apparatus and the LED print head according to the first reference example, except that the arrangement is changed. Since it is a structure, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted. Further, the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 are displayed with virtual lines.

図8に示すように、第1の実施の形態に係るLPH14Aは、第1参考例に係るLPHと同様に、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。この例では、LEDアレイ52は6個のLED50〜50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54〜54を備えている。 As shown in FIG. 8, the LPH 14 </ b> A according to the first embodiment is similar to the LPH according to the first reference example, and includes an LED array 52 including a plurality of LEDs 50 and a plurality of LEDs 50 corresponding to each of the plurality of LEDs 50. And a hologram element array 56 including a hologram element 54. In this example, the LED array 52 includes six LEDs 50 1 to 50 6 , and the hologram element array 56 includes six hologram elements 54 1 to 54 6 .

複数のLED50の各々は、主走査方向に沿って千鳥状に配列されている。この例では、3個のLED50、LED50及びLED50は、主走査方向に平行な第1の直線上に配列され、3個のLED50、LED50及びLED50は、主走査方向に平行な第2の直線上に配列されている。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、発光点ピッチと略同じ間隔である。換言すれば、LEDアレイ52を構成する全部のLED50(6個のLED50〜50)は、一直線上に位置しないように、副走査方向にずらして配置されている。 Each of the plurality of LEDs 50 is arranged in a staggered pattern along the main scanning direction. In this example, three LEDs 50 1 , LED 50 3 and LED 50 5 are arranged on a first straight line parallel to the main scanning direction, and three LEDs 50 2 , LED 50 4 and LED 50 6 are parallel to the main scanning direction. Are arranged on a second straight line. The first straight line and the second straight line are spaced apart at a constant interval in the sub-scanning direction. The interval between the first straight line and the second straight line is substantially the same as the light emitting point pitch. In other words, all the LEDs 50 (six LEDs 50 1 to 50 6 ) constituting the LED array 52 are arranged so as to be shifted in the sub-scanning direction so as not to be positioned on a straight line.

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。例えば、LED50及びLED50の主走査方向の間隔は、LED50及びLED50の主走査方向の間隔と等しい。複数のLED50を千鳥状に配列することで、発光点ピッチが狭くなる。 Further, each of the LEDs 50 is arranged so that the interval (light emission point pitch) in the main scanning direction between two adjacent LEDs 50 (light emission points) is a constant interval. For example, the distance between the LED 50 1 and the LED 50 2 in the main scanning direction is equal to the distance between the LED 50 2 and the LED 50 3 in the main scanning direction. By arranging the plurality of LEDs 50 in a staggered manner, the light emitting point pitch is narrowed.

ホログラム素子54の各々は、LED50の各々に対応して、LED50と同様に主走査方向に沿って千鳥状に配列されている。また、ホログラム素子54の各々は、互いに隣接する2つのホログラム素子54の主走査方向の間隔が、上記の発光点ピッチと同じ間隔となるように配列されている。   Each of the hologram elements 54 is arranged in a staggered manner along the main scanning direction like the LED 50 corresponding to each of the LEDs 50. Further, each of the hologram elements 54 is arranged such that the interval between the two hologram elements 54 adjacent to each other in the main scanning direction is the same as the above-described light emitting point pitch.

なお、図8に示す例では、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、上述した通り、数cmオーダの作動距離を得るためには、ホログラム径rを数mmオーダとしなければならない。従って、複数のLED50が近接して配置された場合、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、複数のホログラム素子54が形成される。 In the example shown in FIG. 8, the plurality of hologram elements 54 are illustrated so as not to overlap. However, as described above, in order to obtain a working distance on the order of several centimeters, the hologram diameter r H is set on the order of several millimeters. And shall be. Therefore, when the plurality of LEDs 50 are arranged close to each other, the plurality of hologram elements 54 are formed so that the two hologram elements 54 adjacent to each other overlap each other.

図9(A)及び(B)は、ホログラム素子から回折光が生成される様子を示す図である。LED50を発光させると、LED50から射出された光は、発光点からホログラム径r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。参照光の照射により、ホログラム素子54から信号光と同じ光が再生され、回折光として射出される。射出された回折光は収束して、数cmの作動距離で感光体ドラム12の表面12Aに結像される。表面12Aにはスポット62が形成される。 FIGS. 9A and 9B are diagrams showing how diffracted light is generated from the hologram element. When emit LED 50, the light emitted from the LED 50, passes through the optical path of the diffused light that spreads from the light emitting point to the hologram diameter r H. Due to the light emission of the LED 50, the situation is almost the same as when the hologram element 54 is irradiated with the reference light. By irradiation with the reference light, the same light as the signal light is reproduced from the hologram element 54 and emitted as diffracted light. The emitted diffracted light converges and forms an image on the surface 12A of the photosensitive drum 12 with a working distance of several centimeters. A spot 62 is formed on the surface 12A.

第2の直線は、第1の直線から副走査方向に一定間隔で離間されている。図9(A)に示すように、第1の直線上に配列された3個のLED50、LED50、LED50から射出された各光は、対応するホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、発光光軸と角度θを成す方向に回折される。また、図9(B)に示すように、第2の直線上に配列された3個のLED50、LED50、LED50から射出された各光は、対応するホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、発光光軸と角度θを成す方向に回折される。 The second straight line is spaced from the first straight line at a constant interval in the sub-scanning direction. As shown in FIG. 9A, each of the light emitted from the three LEDs 50 1 , LED 50 3 , and LED 50 5 arranged on the first straight line corresponds to the corresponding hologram element 54 1 , hologram element 54 3 , by the hologram element 54 5 is diffracted in the direction forming an emitting optical axis angle theta 1. Further, as shown in FIG. 9B, each light emitted from the three LEDs 50 2 , LED 50 4 , and LED 50 6 arranged on the second straight line corresponds to the corresponding hologram element 54 2 and hologram element 54. 4, the hologram element 54 6, is diffracted in the direction forming an emitting optical axis angle theta 2.

なお、図9(A)及び(B)では、第1の直線上に配列されたLEDとして「LED50」を、第2の直線上に配列されたLEDとして「LED50」を図示している。また、第1参考例と同様に、感光体ドラム12が、LED50(発光点)からホログラム径r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、角度θを設定する。感光体ドラム12には、上記の拡散光はバックグラウンド光として照射されない。 In FIGS. 9A and 9B, “LED50 1 ” is illustrated as an LED arranged on the first straight line, and “LED50 2 ” is illustrated as an LED arranged on the second straight line. . As in the first reference example, the photosensitive drum 12 is, LED 50 to be positioned outside of the optical path from the (light emission point) diffuse light spreads to the hologram diameter r H, emitting optical axis and the diffracted light optical axis The formed angle θ 1 and angle θ 2 are set. The diffused light is not irradiated on the photosensitive drum 12 as background light.

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。感光体ドラム12の表面12Aには、ホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、スポット62、スポット62、スポット62が形成される。また、ホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、スポット62、スポット62、スポット62が形成される。 Each of the emitted diffracted lights converges in the direction of the photosensitive drum 12 and forms an image on the surface of the photosensitive drum 12 disposed on the focal plane several cm ahead. On the surface 12A of the photosensitive drum 12, the hologram element 54 1, the hologram element 54 3, by the hologram element 54 5 spot 62 1, spot 62 3, spots 62 5 is formed. Further, a spot 62 2 , a spot 62 4 , and a spot 62 6 are formed by the hologram element 54 2 , the hologram element 54 4 , and the hologram element 54 6 .

図8に示すように、各回折光によるスポット62〜62は、主走査方向に一列に配列されるように形成される。図9(A)及び(B)に示すように、複数のLED50は千鳥状に配列され、副走査方向に分布している。副走査方向の位置に応じて(即ち、第1の直線上にあるか、第2の直線上にあるかにより)、主走査方向に一列に配列されるように、回折方向を決める角度θ、角度θが設定される。角度θ、角度θを適切に設定することで、千鳥状に配列された複数のLEDの各々を異なるタイミングで発光させなくても、スポット62〜62が主走査方向に一列に形成される。 As shown in FIG. 8, the spots 62 1 to 62 6 formed by the diffracted lights are formed so as to be arranged in a line in the main scanning direction. As shown in FIGS. 9A and 9B, the plurality of LEDs 50 are arranged in a staggered manner and distributed in the sub-scanning direction. Depending on the position in the sub-scanning direction (that is, depending on whether it is on the first straight line or the second straight line), the angle θ 1 that determines the diffraction direction so as to be arranged in a line in the main scanning direction , The angle θ 2 is set. Angle theta 1, the angle theta 2 are appropriately set, without each of the plurality of LED arranged in a zigzag shape to emit light at different timings, formed in a line spot 62 1-62 6 in the main scanning direction Is done.

換言すれば、LEDアレイ52を構成する全部のLED50〜50は、一直線上に位置しないように、副走査方向にずらして配置されている。例えば、3個のLED50、LED50及びLED50は、一直線上には位置していない。なお、LEDアレイ52が全部で2個のLED50しか含まない場合には、2個のLED50は一直線上に位置することになるので、本実施の形態のLEDアレイ52は、3個以上のLED50を含むものとする。 In other words, all the LEDs 50 1 to 50 6 constituting the LED array 52 are shifted in the sub-scanning direction so as not to be positioned on a straight line. For example, the three LEDs 50 1 , LED 50 2, and LED 50 3 are not positioned on a straight line. If the LED array 52 includes only two LEDs 50 in total, the two LEDs 50 are positioned on a straight line, so the LED array 52 of the present embodiment includes three or more LEDs 50. Shall be included.

一方、LED50〜50の各々に対応して、6個のホログラム素子54〜54が設けられている。これら6個のホログラム素子54〜54により回折され且つ集光されて感光体ドラム12の表面12A上に形成されたスポット62〜62は、略一直線上に位置している。 On the other hand, six hologram elements 54 1 to 54 6 are provided corresponding to each of the LEDs 50 1 to 50 6 . Spots 62 1 to 62 6 diffracted and condensed by the six hologram elements 54 1 to 54 6 and formed on the surface 12 A of the photosensitive drum 12 are positioned on a substantially straight line.

なお、ここで「略一直線上に位置する」とは、設計上の誤差の範囲で一直線上に位置する場合を含む意味である。また、上記では、複数のLED50が千鳥状に配列された例について説明したが、複数のLED50がランダムに配列された場合であっても、スポット62が略一直線上に位置するように、対応するホログラム素子54を適宜設計すればよい。   Here, “located on substantially a straight line” means including the case of being positioned on a straight line within a range of design errors. In the above description, the example in which the plurality of LEDs 50 are arranged in a staggered manner has been described. However, even if the plurality of LEDs 50 are arranged at random, the spot 62 is arranged so as to be positioned on a substantially straight line. The hologram element 54 may be designed as appropriate.

(第2の実施の形態)
図10は第2の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。LEDアレイ52における複数のLED50をチップ単位で千鳥状に配列した以外は、上記の画像形成装置及び第1参考例に係るLEDプリントヘッドの構成と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。また、LED基板58(後述するLEDチップ58、LEDチップ58)及びホログラム記録層60は仮想線で表示する。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the LED print head according to the second embodiment. Except that the plurality of LEDs 50 in the LED array 52 are arranged in a zigzag pattern on a chip basis, the configuration is the same as the configuration of the above-described image forming apparatus and the LED print head according to the first reference example. The description is omitted. Further, the LED substrate 58 (LED chip 58 1 and LED chip 58 2 described later) and the hologram recording layer 60 are displayed by virtual lines.

上述した通り、LEDアレイ52としては、複数のSLEDが配列されたSLEDチップが、複数個直列に配列されて構成されたSLEDアレイを用いることができる。このように、複数のLEDが配列されたチップを複数個配列する場合には、複数のLEDをチップ単位で千鳥状に配列してもよい。   As described above, as the LED array 52, an SLED array configured by arranging a plurality of SLED chips in which a plurality of SLEDs are arranged in series can be used. Thus, when arranging a plurality of chips on which a plurality of LEDs are arranged, the plurality of LEDs may be arranged in a zigzag pattern on a chip basis.

図10に示すように、第2の実施の形態に係るLPH14Bは、3個のLED50、LED50及びLED50が長尺状のLED基板上に実装されたLEDチップ58と、3個のLED50、LED50及びLED50が長尺状のLED基板上に実装されたLEDチップ58と、を備えている。LEDチップ58とLEDチップ58とは、主走査方向に並ぶように配置されると共に、副走査方向に一定間隔ずらして配置されている。 As shown in FIG. 10, the LPH 14B according to the second embodiment includes three LED 50 1 , LED 50 2 and LED 50 3 mounted on a long LED substrate, and three LED chips 58 1. LED 50 4, the LED 50 5 and LED 50 6 LED chip 58 2 mounted on the elongated LED substrate, and a. The LED chip 58 1 and the LED chip 58 2, while being positioned so as to align in the main scanning direction, are arranged offset regular intervals in the sub-scanning direction.

LEDチップ58とLEDチップ58とに分けられていても、複数のLED50の各々は、互いに隣接する2つのLED50(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。例えば、LED50及びLED50の主走査方向の間隔は、LED50及びLED50の主走査方向の間隔と等しい。 Also it is divided into a LED chip 58 1 and the LED chip 58 2, each of the plurality of LED 50, the main scanning direction between two adjacent LED 50 (light emitting point) (light emission point pitch) with each other, and a predetermined distance It is arranged to be. For example, the distance between the LED 50 2 and LED 50 3 in the main scanning direction is equal to the LED 50 3 and LED 50 main scanning direction of the spacing of 4.

3個のLED50、LED50及びLED50が主走査方向に沿った第1の直線上に配列されて、LEDアレイ52が構成されている。また、3個のLED50、LED50及びLED50が主走査方向に沿った第2の直線上に配列されて、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、発光点ピッチと略同じ間隔である。 Three LEDs 50 1 , LED 50 2, and LED 50 3 are arranged on a first straight line along the main scanning direction to constitute an LED array 52 1 . Further, three LED 50 4, LED 50 5 and LED 50 6 are arranged in a second straight line along the main scanning direction, LED array 52 2 is formed. The first straight line and the second straight line are spaced apart at a constant interval in the sub-scanning direction. The interval between the first straight line and the second straight line is substantially the same as the light emitting point pitch.

上記のLEDチップ58及びLEDチップ58を覆うように、LEDチップ58及びLEDチップ58の上には、ホログラム記録層60が形成されている。ホログラム記録層60には、複数のLED50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54が形成されている。ホログラム素子54の各々は、互いに隣接する2つのホログラム素子54の主走査方向の間隔が、上記の発光点ピッチと同じ間隔となるように配列されている。 So as to cover the LED chip 58 1 and the LED chip 58 2 above, on the LED chip 58 1 and the LED chip 58 2, the hologram recording layer 60 is formed. In the hologram recording layer 60, a plurality of hologram elements 54 are formed along the main scanning direction corresponding to each of the plurality of LEDs 50. Each of the hologram elements 54 is arranged such that an interval in the main scanning direction between two hologram elements 54 adjacent to each other is the same as the above-described light emitting point pitch.

具体的には、LEDチップ58の3個のLED50の各々に対応して、3個のホログラム素子54、ホログラム素子54及びホログラム素子54が形成されている。また、LEDチップ58の3個のLED50の各々に対応して、3個のホログラム素子54、ホログラム素子54及びホログラム素子54が形成されている。なお、図10に示す例では、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。しかしながら、上述した通り、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、複数のホログラム素子54が形成される。 Specifically, in response to each of the three LED50 LED chips 58 1, three hologram elements 54 1, the hologram element 54 2 and the hologram element 54 3 is formed. Further, in correspondence to each of the three LED50 LED chips 58 2, three hologram elements 54 1, the hologram element 54 2 and the hologram element 54 3 is formed. In the example shown in FIG. 10, the hologram elements 54 are illustrated so as not to overlap. However, as described above, the plurality of hologram elements 54 are formed so that the two hologram elements 54 adjacent to each other overlap each other.

図9(A)及び(B)に示す例と同様に、第1の直線上に在るLED50から射出された光は、発光光軸と角度θを成す方向に回折され、第2の直線上に在るLED50から射出された光は、発光光軸と角度θを成す方向に回折される。また、第1参考例と同様に、感光体ドラム12が、LED50(発光点)からホログラム径r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、角度θが設定されている。このため、感光体ドラム12には、上記拡散光(0次光)はバックグラウンド光として照射されない。 Similarly to the example shown in FIGS. 9A and 9B, the light emitted from the LED 50 on the first straight line is diffracted in a direction that forms an angle θ 1 with the light emission optical axis, and the second straight line is obtained. The light emitted from the LED 50 located above is diffracted in a direction that forms an angle θ 2 with the light emitting optical axis. As in the first reference example, the photosensitive drum 12 is, LED 50 to be positioned outside of the optical path from the (light emission point) diffuse light spreads to the hologram diameter r H, emitting optical axis and the diffracted light optical axis An angle θ 1 and an angle θ 2 formed are set. For this reason, the diffused light (0th-order light) is not irradiated on the photosensitive drum 12 as background light.

本実施の形態では、第1の直線上に配列された3個のLED50、LED50、LED50から射出された各光は、対応するホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、発光光軸と角度θを成す方向に回折される。また、第2の直線上に配列された3個のLED50、LED50、LED50から射出された各光は、対応するホログラム素子54、ホログラム素子54、ホログラム素子54により、発光光軸と角度θを成す方向に回折される。 In the present embodiment, each of the light emitted from the three LEDs 50 1 , LED 50 2 , and LED 50 3 arranged on the first straight line corresponds to the corresponding hologram element 54 1 , hologram element 54 2 , hologram element 54 3. Thus, the light is diffracted in a direction that forms an angle θ 1 with the emission optical axis. Each light emitted from the three LEDs 50 4 , LED 50 5 , and LED 50 6 arranged on the second straight line is emitted by the corresponding hologram element 54 4 , hologram element 54 5 , and hologram element 54 6. Diffracted in a direction that forms an angle θ 2 with the axis.

図10に示すように、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。感光体ドラム12の表面12Aには、ホログラム素子54〜54に対応して、スポット62〜62が主走査方向に一列に配列されるように形成される。複数のLEDチップ58、58は千鳥状に配列されて、複数のLED50は副走査方向に分布して配置されている。LED50の副走査方向の位置に応じて、角度θ、角度θを適切に設定することで、千鳥状に配列されたLEDチップ毎に複数のLEDの各々を異なるタイミングで発光させなくても、スポット62〜62が主走査方向に一列に形成される。 As shown in FIG. 10, each of the emitted diffracted lights converges in the direction of the photosensitive drum 12 and forms an image on the surface of the photosensitive drum 12 disposed on the focal plane several cm ahead. On the surface 12 </ b> A of the photosensitive drum 12, spots 62 1 to 62 6 are formed so as to be arranged in a line in the main scanning direction corresponding to the hologram elements 54 1 to 54 6 . The plurality of LED chips 58 1 and 58 2 are arranged in a staggered manner, and the plurality of LEDs 50 are distributed in the sub-scanning direction. By appropriately setting the angles θ 1 and θ 2 according to the position of the LED 50 in the sub-scanning direction, it is not necessary to cause each of the plurality of LEDs to emit light at different timings for each of the LED chips arranged in a staggered pattern. spot 62 1-62 6 is formed in a line in the main scanning direction.

なお、図10に示す例では、各々3個のLED50を実装した2個のLEDチップ58、58を千鳥状に配列する例について図示したが、より多くのLED50を実装したLEDチップ58を用いてもよく、より多くのLEDチップ58を千鳥状に配列してもよい。 In the example shown in FIG. 10, an example is shown in which two LED chips 58 1 and 58 2 each mounting three LEDs 50 are arranged in a staggered manner, but LED chips 58 mounting more LEDs 50 are illustrated. More LED chips 58 may be arranged in a staggered manner.

図11は第2の実施の形態の変形例に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。例えば、図11に示すように、変形例に係るLPH14Cは、各々3個のLED50を実装した4個のLEDチップ58、58、58、58を備えている。LEDチップ58、58が第1の直線上に配置され、LEDチップ58、58が第2の直線上に配置されるように、4個のLEDチップを千鳥状に配列してもよい。 FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of an LED print head according to a modification of the second embodiment. For example, as shown in FIG. 11, the LPH 14 </ b> C according to the modification includes four LED chips 58 1 , 58 2 , 58 3 , and 58 4 each having three LEDs 50 mounted thereon. Even if four LED chips are arranged in a staggered manner so that the LED chips 58 1 and 58 3 are arranged on the first straight line and the LED chips 58 3 and 58 4 are arranged on the second straight line, Good.

<LPH−第2参考例−>
図12は第2参考例に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。図13はLEDプリントヘッドの副走査方向の断面図である。LEDプリントヘッドにランバーシアン配向による0次光を遮断する遮光体を設けた以外は、上記の画像形成装置及び第1参考例に係るLEDプリントヘッドの構成と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図12では、感光体ドラム12の表面12Aの図示を省略し、LED基板58及びホログラム記録層60は仮想線で表示する。
<LPH-Second Reference Example->
FIG. 12 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the LED print head according to the second reference example. FIG. 13 is a cross-sectional view of the LED print head in the sub-scanning direction. Since the LED print head has the same configuration as that of the above-described image forming apparatus and the LED print head according to the first reference example except that a light-blocking body that blocks 0th-order light due to Lambertian orientation is provided on the LED print head, Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 12, the illustration of the surface 12A of the photosensitive drum 12 is omitted, and the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 are indicated by virtual lines.

図12に示すように、第2参考例に係るLPH14Dは、第1参考例と同様に、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。LEDアレイ52は、LED基板58上に実装されており、ホログラム素子アレイ56は、ホログラム記録層60に形成されている。   As shown in FIG. 12, the LPH 14D according to the second reference example includes an LED array 52 including a plurality of LEDs 50 and a plurality of hologram elements 54 corresponding to each of the plurality of LEDs 50, as in the first reference example. And a hologram element array 56. The LED array 52 is mounted on the LED substrate 58, and the hologram element array 56 is formed on the hologram recording layer 60.

ホログラム記録層60の表面には、主走査方向に延びた長尺状の遮光体70が設けられている。長尺状の遮光体70は、ホログラム素子54による回折光(再生される信号光)の光路とホログラム記録層60の表面とが交差する面に対し、感光体ドラム12側に隣接して配置されている。即ち、遮光体70は、発光点からホログラム径rまで拡がる拡散光(参照光)の光路と、ホログラム素子54による回折光(信号光)の光路とを避けて配置されている。 On the surface of the hologram recording layer 60, a long light shielding body 70 extending in the main scanning direction is provided. The long light-shielding body 70 is disposed adjacent to the photosensitive drum 12 side with respect to the surface where the optical path of the diffracted light (reproduced signal light) by the hologram element 54 intersects the surface of the hologram recording layer 60. ing. That is, the light shield 70 is disposed avoiding the optical path of diffused light (reference light) extending from the light emitting point to the hologram diameter r H and the optical path of diffracted light (signal light) by the hologram element 54.

なお、第1参考例と同様に、LEDアレイ52は、6個のLED50〜50を備えている。6個のLED50〜50は、主走査方向に沿って一定間隔(発光点ピッチ)で一列に配列されている。また、第1の実施の形態と同様に、ホログラム素子アレイ56は、6個のホログラム素子54〜54を備えている。6個のホログラム素子54〜54は、主走査方向に沿って一定間隔(発光点ピッチと同じピッチ)で一列に配列されている。 As in the first reference example, the LED array 52 includes six LEDs 50 1 to 50 6 . The six LEDs 50 1 to 50 6 are arranged in a line at regular intervals (light emitting point pitch) along the main scanning direction. Similarly to the first embodiment, the hologram element array 56 includes six hologram elements 54 1 to 54 6 . The six hologram elements 54 1 to 54 6 are arranged in a line at regular intervals (the same pitch as the light emitting point pitch) along the main scanning direction.

図14に示すように、インコヒーレント光源であるLED50から射出される発光光72は、発散して拡がることが知られている。この現象は「ランバーシアン配光」と称される。同じくインコヒーレント光源である電界発光素子(EL)においても、同様の現象が観測される。発光光72のうち、発光点からホログラム径rまで拡がる拡散光の光路(実線で示す)を通る光だけが、ホログラム素子54に参照光として照射され、回折光が再生される。他の発光光72は「迷光」として拡散する。なお、ホログラム記録層60を透過した0次光(透過参照光)が、感光体ドラム12に照射されない点は、第1の実施の形態と同様である。 As shown in FIG. 14, it is known that the emitted light 72 emitted from the LED 50 that is an incoherent light source diverges and spreads. This phenomenon is called “Lambertian light distribution”. The same phenomenon is observed in the electroluminescent element (EL) which is also an incoherent light source. Among the emitted light 72, only light passing through the optical path of the diffused light that spreads from the light emitting point to the hologram diameter r H (indicated by solid line) is irradiated as the reference light to the hologram element 54, diffracted light is reproduced. The other emitted light 72 diffuses as “stray light”. Note that the zero-order light (transmission reference light) that has passed through the hologram recording layer 60 is not irradiated onto the photosensitive drum 12 in the same manner as in the first embodiment.

図13に示すように、LED50を発光させると、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り、ホログラム素子54から信号光と同じ光が再生され、回折光として射出される。射出された回折光は収束して、数cmの作動距離で感光体ドラム12の表面12Aに結像される。表面12Aにはスポット62が形成される。遮光体70は、ホログラム素子アレイ56による回折光以外の光を遮断して、迷光が感光体ドラム12に照射されるのを防止する。   As shown in FIG. 13, when the LED 50 is caused to emit light, the situation becomes almost the same as that when the hologram element 54 is irradiated with the reference light, and the same light as the signal light is reproduced from the hologram element 54 and emitted as diffracted light. The emitted diffracted light converges and forms an image on the surface 12A of the photosensitive drum 12 with a working distance of several centimeters. A spot 62 is formed on the surface 12A. The light shielding body 70 blocks light other than the diffracted light by the hologram element array 56 and prevents stray light from being applied to the photosensitive drum 12.

(第3の実施の形態)
図15は第3の実施の形態に係るLEDプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。LEDプリントヘッドにホログラム素子54による回折光以外の光を遮断する遮光体を設けた以外は、第2の実施の形態に係る画像形成装置及びLEDプリントヘッドの構成と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図15では、感光体ドラム12の表面12Aの図示を省略し、LED基板58及びホログラム記録層60は仮想線で表示する。
(Third embodiment)
FIG. 15 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of the LED print head according to the third embodiment. The configuration is the same as the configuration of the image forming apparatus and the LED print head according to the second embodiment except that the LED print head is provided with a light blocking body that blocks light other than the diffracted light by the hologram element 54. Parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 15, the illustration of the surface 12A of the photosensitive drum 12 is omitted, and the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 are indicated by virtual lines.

図15に示すように、第3の実施の形態に係るLPH14Eは、第2の実施の形態と同様に、複数のLED50が長尺状のLED基板上に実装されたLEDチップ58と、複数のLED50が長尺状のLED基板上に実装されたLEDチップ58と、を備えている。LEDチップ58及びLEDチップ58上には、ホログラム記録層60が形成されている。ホログラム記録層60には、複数のLED50の各々に対応し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が形成されている。 As shown in FIG. 15, LPH14E according to the third embodiment, as in the second embodiment, the LED chip 58 1 in which a plurality of LED50 is mounted on an elongated LED substrate, a plurality LED50 is provided with a LED chip 58 2 mounted on elongated LED substrate of. On the LED chip 58 1 and the LED chip 58 2, the hologram recording layer 60 is formed. A hologram element array 56 including a plurality of hologram elements 54 corresponding to the plurality of LEDs 50 is formed on the hologram recording layer 60.

ホログラム記録層60の表面には、主走査方向に延びた長尺状の遮光体70が設けられている。LEDチップ58とLEDチップ58とは、副走査方向に一定間隔ずらして配置されており、LEDチップ58に対応した回折光と、LEDチップ58に対応した回折光とは、異なる位置から異なる角度で射出される。従って、長尺状の遮光体70は、LEDチップ58に対応した部分では狭い幅で、LEDチップ58に対応した部分では広い幅で形成されている。この遮光体70は、ホログラム素子アレイ56による回折光以外の光を遮断して、迷光が感光体ドラム12に照射されるのを防止する。 On the surface of the hologram recording layer 60, a long light shielding body 70 extending in the main scanning direction is provided. The LED chip 58 1 and the LED chip 58 2 are staggered a predetermined interval in the sub-scanning direction, the diffraction light corresponding to the LED chips 58 1, and the diffracted light corresponding to the LED chip 58 2, different positions From different angles. Thus, the elongated light shield 70, a narrow width at a portion corresponding to the LED chips 58 1, and is formed with a wide width at the portion corresponding to the LED chip 58 2. The light blocking body 70 blocks light other than the diffracted light by the hologram element array 56 and prevents the photosensitive drum 12 from being irradiated with stray light.

なお、第3の実施の形態では、ホログラム記録層60の表面に遮光体70を設ける例について説明したが、遮光体70の形状や配置はこれに限定される訳ではない。遮光体70は、ホログラム素子アレイ56による回折光以外の光を遮断して、迷光として拡散した他の発光光72が感光体ドラム12に照射されるのを防止する役割を果せばよく、種々の変形例が想定される。   In the third embodiment, the example in which the light shielding body 70 is provided on the surface of the hologram recording layer 60 has been described. However, the shape and arrangement of the light shielding body 70 are not limited to this. The light shielding body 70 only needs to play a role of blocking light other than the diffracted light by the hologram element array 56 and preventing the other emitted light 72 diffused as stray light from being irradiated to the photosensitive drum 12. The modified example is assumed.

図16に示すように、遮光体70を、ホログラム記録層60の表面から離間させて、ホログラム記録層60の上方に配置してもよい。例えば、長尺状の遮光体70は、保持部材(図示せず)により、ホログラム記録層60上方の所定位置に保持されている。   As shown in FIG. 16, the light shield 70 may be disposed above the hologram recording layer 60 so as to be separated from the surface of the hologram recording layer 60. For example, the long light shielding body 70 is held at a predetermined position above the hologram recording layer 60 by a holding member (not shown).

また、図17に示すように、遮光体70を、ホログラム記録層60に埋め込んで、ホログラム記録層60の内部に配置してもよい。例えば、遮光体70は、ホログラム記録層60Aを形成する際に(図6(B)参照)、信号光及び参照光の光路を避けて予め埋め込む。或いは、図18に示すように、遮光体70を、LED基板58の表面(即ち、LED基板58とホログラム記録層60との間)に配置してもよい。例えば、長尺状の遮光体70は、ホログラム記録層60Aを形成する前に、信号光及び参照光の光路を避けてLED基板58の表面に予め形成する。   As shown in FIG. 17, the light shielding body 70 may be embedded in the hologram recording layer 60 and disposed inside the hologram recording layer 60. For example, when the hologram recording layer 60A is formed (see FIG. 6B), the light shield 70 is embedded in advance so as to avoid the optical paths of the signal light and the reference light. Alternatively, as shown in FIG. 18, the light shield 70 may be disposed on the surface of the LED substrate 58 (that is, between the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60). For example, the long light-shielding body 70 is previously formed on the surface of the LED substrate 58 while avoiding the optical paths of the signal light and the reference light before forming the hologram recording layer 60A.

また、図19及び図20に示すように、遮光体70を、ホログラム記録層60の表面から裏面まで連続する遮光層として形成してもよい。即ち、ホログラム記録層60の一部分を遮光体に置き換える。図19に示す例では、遮光体70の副走査方向側の斜面70Aは、ホログラム記録層60の表面及び裏面で参照光の光路に接している。図20に示す例では、遮光体70の副走査方向側の側面70Bは、LED基板58の表面に垂直であり、ホログラム記録層60の表面で参照光の光路に接している。例えば、これらの遮光体70は、ホログラム記録層60Aを形成する前に、LED基板58上に予め形成する。或いは、ホログラム記録層60A又はホログラム記録層60を形成した後に、黒色色素で着色する等して形成する。   As shown in FIGS. 19 and 20, the light shielding body 70 may be formed as a light shielding layer continuous from the front surface to the back surface of the hologram recording layer 60. That is, a part of the hologram recording layer 60 is replaced with a light shield. In the example shown in FIG. 19, the inclined surface 70 </ b> A on the sub-scanning direction side of the light shield 70 is in contact with the optical path of the reference light on the front surface and the back surface of the hologram recording layer 60. In the example shown in FIG. 20, the side surface 70 </ b> B on the sub-scanning direction side of the light shield 70 is perpendicular to the surface of the LED substrate 58 and is in contact with the optical path of the reference light on the surface of the hologram recording layer 60. For example, these light shields 70 are formed in advance on the LED substrate 58 before the hologram recording layer 60A is formed. Alternatively, after the hologram recording layer 60A or the hologram recording layer 60 is formed, it is formed by coloring with a black pigment.

また、図21に示すように、LED基板58とホログラム記録層60との間に支持体72を挿入して、LED基板58とホログラム記録層60とを離間させ、遮光体70を、ホログラム記録層60の裏面に配置してもよい。なお、図22に示すように、LED基板58とホログラム記録層60とを離間させた上で、遮光体70をホログラム記録層60の表面に配置してもよい。例えば、長尺状の遮光体70は、LED基板58とは別にホログラム記録層60を形成した後に、ホログラム記録層60の表面又は裏面に形成する。   Further, as shown in FIG. 21, a support 72 is inserted between the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60, the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 are separated from each other, and the light shielding body 70 is connected to the hologram recording layer. You may arrange | position on the back surface of 60. As shown in FIG. 22, the light shielding body 70 may be disposed on the surface of the hologram recording layer 60 after the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 are separated from each other. For example, the long light shielding body 70 is formed on the front surface or the back surface of the hologram recording layer 60 after forming the hologram recording layer 60 separately from the LED substrate 58.

また、図23に示すように、LED基板58とホログラム記録層60との間に遮光体70を挿入して、LED基板58とホログラム記録層60とを離間させてもよい。   Further, as shown in FIG. 23, a light shielding body 70 may be inserted between the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 to separate the LED substrate 58 and the hologram recording layer 60 from each other.

なお、上記の実施の形態では、複数のLEDを備えたLEDプリントヘッドについて説明したが、LEDに代えてEL等、他の発光素子を用いてもよい。発光素子の特性に応じてホログラム素子を設計すると共に、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 addition, in said embodiment, although the LED print head provided with several LED was demonstrated, it replaced with LED and other light emitting elements, such as EL, may be used. LD that emits coherent light even when an LED or EL that emits incoherent light is used as a light emitting element by designing a hologram element according to the characteristics of the light emitting element and preventing unnecessary exposure by incoherent light. As in the case of using 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、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像様露光することで画像が形成される画像形成装置であればよく、上記の実施の形態の例には限定されない。例えば、画像形成装置は、電子写真方式のデジタルカラープリンタには限定されない。銀塩方式の画像形成装置や光書込み型電子ペーパー等の書き込み装置等にも本発明の露光装置を搭載してもよい。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 performing imagewise exposure on a photographic 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(LPH)
15 現像器
16 クリーナ
21 中間転写ベルト
22 一次転写ロール
23 二次転写ロール
24 搬送ベルト
25 定着器
30 制御部
40 画像処理部
50 LED
52 LEDアレイ
54 ホログラム素子
56 ホログラム素子アレイ
58 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
70 遮光体
72 支持体
2 PC
3 Image Reading Device 10 Image Forming Process Unit 11 Image Forming Unit 12 Photosensitive Drum 12A Surface 13 Charger 14 LED Print Head (LPH)
15 Developing Device 16 Cleaner 21 Intermediate Transfer Belt 22 Primary Transfer Roll 23 Secondary Transfer Roll 24 Conveying Belt 25 Fixing Device 30 Control Unit 40 Image Processing Unit 50 LED
52 LED array 54 Hologram element 56 Hologram element array 58 LED substrate 60 Hologram recording layer 62 Spot 64 Bank 66 Protective layer 70 Light shield 72 Support

Claims (7)

同一基板上に3つ以上の発光素子が配列されると共に、前記3つ以上の発光素子の全部が一直線上に位置しないように配列された発光素子アレイと、
前記基板上に隣接して積層された単一のホログラム記録層内の前記3つ以上の発光素子の各々に対応する位置に、前記3つ以上の発光素子の各々から射出された各光が対応するホログラム素子に照射されて略一直線上に集光されるように、複数のホログラム素子が形成されたホログラム素子アレイと、
を備えた露光装置。
Three or more light emitting elements are arranged on the same substrate, and the light emitting element array is arranged so that all of the three or more light emitting elements are not positioned on a straight line.
Each light emitted from each of the three or more light emitting elements corresponds to a position corresponding to each of the three or more light emitting elements in a single hologram recording layer laminated adjacently on the substrate. A hologram element array in which a plurality of hologram elements are formed so that the hologram elements are irradiated and condensed on a substantially straight line;
An exposure apparatus comprising:
前記3つ以上の発光素子は、前記基板の長さ方向に予め定めた間隔で配列されると共に、
前記複数のホログラム素子は、前記基板の長さ方向の直径が前記予め定めた間隔よりも大きく相互に重なるように形成された、
請求項1に記載の露光装置。
The three or more light emitting elements are arranged at predetermined intervals in the length direction of the substrate,
The plurality of hologram elements are formed such that a diameter in a length direction of the substrate is larger than the predetermined interval and overlaps each other.
The exposure apparatus according to claim 1.
前記複数のホログラム素子は、前記各光が集光されて結像面上に形成された複数の集光点が予め定めた方向に並ぶように形成された、
請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
The plurality of hologram elements are formed in such a manner that a plurality of condensing points formed on the imaging surface by collecting each light are arranged in a predetermined direction.
The exposure apparatus according to claim 1 or 2.
前記複数の集光点の各々は、対応する発光素子の各々から射出された各光の照射領域よりも外側に位置する請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の露光装置。   4. The exposure apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of condensing points is located outside an irradiation region of each light emitted from each of the corresponding light emitting elements. 5. 前記3つ以上の発光素子の各々が非干渉性の光源である請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein each of the three or more light emitting elements is a non-coherent light source. 前記3つ以上の発光素子の各々から射出された各光の内、前記複数のホログラム素子の外側を通過する光を遮光する遮光体を有した請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の露光装置。   6. The light-blocking body according to claim 1, further comprising: a light-blocking body that blocks light that passes through the outside of the plurality of hologram elements among the light emitted from each of the three or more light-emitting elements. The exposure apparatus described in 1. 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の露光装置と、
前記露光装置による像様露光により画像が記録される感光性の画像記録媒体と、
前記画像記録媒体を前記露光装置に対して相対移動させる移動手段と、
画像データに基づいて、前記画像記録媒体が前記基板の長さ方向と交差する方向に副走査されるように前記移動手段を制御すると共に、前記3つ以上の発光素子の各々を点灯制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A photosensitive image recording medium on which an image is recorded by imagewise exposure by the exposure apparatus;
Moving means for moving the image recording medium relative to the exposure apparatus;
Based on the image data, the moving means is controlled so that the image recording medium is sub-scanned in a direction intersecting the length direction of the substrate, and lighting control of each of the three or more light emitting elements is performed. Means,
An image forming apparatus.
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