JP2012162004A - Exposure device, and image forming apparatus - Google Patents

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Akira Tateishi
彰 立石
Jiro Mitsunabe
治郎 三鍋
Kazuhiro Hayashi
和廣 林
Yasuhiro Ogasawara
康裕 小笠原
Mihoko Wakui
美帆子 涌井
Susumu Yasuda
晋 安田
Motoki Taniguchi
元樹 谷口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device which attenuates light passing through the outsides of hologram elements and arriving at a face to be exposed with a rugged structure, and can reduce unnecessary exposure, and an image forming apparatus provided with the exposure device.SOLUTION: The exposure device includes: a substrate arranged in such a manner that a plurality of light emitting elements are lined up; a recording layer which is arranged on the substrate, and in which a plurality of hologram elements corresponding to each of the plurality of light emitting elements are recorded in a multiplex way; and an optical path regulating layer which is arranged between the plurality of light emitting elements and the face to be exposed, has a rugged structure at the surface on the light incidence side or light emitting side in the layer, and regulates the optical path of the light passing through the layer. The rugged structure changes the progressing direction of the light passing through the structure and attenuates the light passing through the outsides of the corresponding hologram elements and arriving at the face to be exposed.

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.

特許文献１には、画像を多数の微小な画素に分割し、一つもしくは複数の光源から各画素の濃度に対応した強度の光束を射出し、当該光束による輝点を、閾値以上の光量密度の光が照射されることにより、感光して表面電位変化や化学的変化等の潜像が形成される、又は感光して濃度変化を持つ画像が形成される画像記録媒体の上に走査して、各画素領域を順次感光させることにより画像を書込む光書込み装置において、前記光源と前記画像記録媒体との間であって光源側から順に、光束を集束させる光集束素子部と、光束が集束する位置に設けられた微小な光学的開口部と、該光学的開口部より射出した光束をおおむね平行な光束とするコリメータ部と、光束を複数の方向へ分解して放射すると共に複数の光束をおおむね同一の平面上に集束させるホログラム素子と、を配列された一つのユニットを、主走査方向に画素数と同数のアレイ状に配置したことを特徴とする光書込み装置が記載されている。   In Patent Document 1, an image is divided into a large number of minute pixels, a light beam having an intensity corresponding to the density of each pixel is emitted from one or a plurality of light sources, and a bright spot by the light beam is set to a light intensity density equal to or higher than a threshold value. Is exposed to light to form a latent image such as a surface potential change or chemical change, or the image is scanned onto an image recording medium on which an image having a density change is formed by exposure. In the optical writing device for writing an image by sequentially exposing each pixel area, a light focusing element unit for focusing the light beam in order from the light source side between the light source and the image recording medium, and the light beam is focused. A small optical opening provided at a position where the light beam exits, a collimator that converts the light beam emitted from the optical opening portion into a substantially parallel light beam, and radiates the light beam by decomposing it in a plurality of directions and emits a plurality of light beams. Mostly on the same plane A hologram element for the one unit that is arranged, an optical writing device, characterized in that arranged in the pixel as many array in the main scanning direction is described.

特許文献２には、光源基板上に配列された複数の発光素子と、透過する光を回折させることにより当該光の光線束を収束させて像を結ぶ複数の回折正レンズを有する第１レンズアレイと、複数のレンズを有し、前記複数の発光素子の各々との間に前記第１レンズアレイを挟む第２レンズアレイとを備え、前記複数の回折正レンズの各々は、前記光源基板に垂直な方向において前記複数の発光素子の各々に重なっていることを特徴とする露光装置が記載されている。   Patent Document 2 discloses a first lens array having a plurality of light-emitting elements arranged on a light source substrate and a plurality of diffractive positive lenses that diffract the transmitted light to converge the light bundle of the light to form an image. And a second lens array having a plurality of lenses and sandwiching the first lens array between each of the plurality of light emitting elements, wherein each of the plurality of diffractive positive lenses is perpendicular to the light source substrate. An exposure apparatus characterized in that it overlaps each of the plurality of light emitting elements in a specific direction is described.

特許文献３には、レーザ光源からのレーザ光をスポット状のビームに変換するスイッチング素子と、そのビームを収束させるホログラム素子とを、一対一に対応して複数個存在させたことを特徴とする印字装置が記載されている。   Patent Document 3 is characterized in that a plurality of switching elements for converting laser light from a laser light source into spot-like beams and hologram elements for converging the beams are present in a one-to-one correspondence. A printing device is described.

特開２０００−３３００５８号公報JP 2000-330058 A 特開２００７−２３７５７６号公報JP 2007-237576 A 特開平４−２０１２７０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-201270

本発明の目的は、基板上に配列された複数の発光素子とこれに対応する複数のホログラム素子とを備えた露光装置において、ホログラム素子の外側を通過して被露光面に到達する光を凹凸構造で減衰させて、不要露光を低減することができる露光装置と、該露光装置を備える画像形成装置と、を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an exposure apparatus having a plurality of light emitting elements arranged on a substrate and a plurality of hologram elements corresponding to the light emitting elements. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can be attenuated by the structure and reduce unnecessary exposure, and an image forming apparatus including the exposure apparatus.

上記目的を達成するために各請求項に記載の発明は、下記構成を備えている。   In order to achieve the above object, the invention described in each claim has the following configuration.

請求項１に記載の発明は、複数の発光素子が第１の方向に並ぶように配列された基板と、前記基板上に配置された記録層であって、前記複数の発光素子の各々から射出された射出光が、対応するホログラム素子により回折及び集光されて、被露光面上に前記第１の方向に並ぶ集光点列が形成されるように、前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラム素子が多重記録された記録層と、前記複数の発光素子と前記被露光面との間に配置され、当該層の光入射側又は光出射側の表面に凹凸構造を有し、当該層を通過する光の光路を調整する光路調整層と、を備え、前記凹凸構造は、当該構造を通過する光の進行方向を変化させて、前記対応するホログラム素子の外側を通過して前記被露光面に到達する光を減衰させる、露光装置である。   The invention according to claim 1 is a substrate in which a plurality of light-emitting elements are arranged in a first direction, and a recording layer disposed on the substrate, wherein each of the plurality of light-emitting elements is emitted from the substrate. Corresponding to each of the plurality of light emitting elements so that the emitted light is diffracted and condensed by the corresponding hologram element to form a condensing point sequence arranged in the first direction on the exposed surface. A plurality of hologram elements to be recorded in multiple recording layers, the plurality of light emitting elements and the exposed surface, and has a concavo-convex structure on the light incident side or light emission side surface of the layer, An optical path adjustment layer that adjusts the optical path of light passing through the layer, and the concave-convex structure changes the traveling direction of the light passing through the structure, passes outside the corresponding hologram element, and It is an exposure device that attenuates light reaching the surface to be exposed.

請求項２に記載の発明は、前記光路調整層が、前記記録層に隣接するように配置される、請求項１に記載の露光装置である。   A second aspect of the present invention is the exposure apparatus according to the first aspect, wherein the optical path adjusting layer is disposed adjacent to the recording layer.

請求項３に記載の発明は、前記凹凸構造が、入射した光を複数の方向に拡散させる拡散体として機能する、請求項１又は請求項２に記載の露光装置である。   The invention according to claim 3 is the exposure apparatus according to claim 1 or 2, wherein the concavo-convex structure functions as a diffuser that diffuses incident light in a plurality of directions.

請求項４に記載の発明は、前記凹凸構造が、複数の凸部が周期的に配列されて、入射した光を予め定めた方向に偏向させる偏向素子として機能する、請求項１又は請求項２に記載の露光装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, the concavo-convex structure functions as a deflection element in which a plurality of convex portions are periodically arranged to deflect incident light in a predetermined direction. The exposure apparatus according to (1).

請求項５に記載の発明は、前記偏向素子が、前記第１の方向に延びる長尺状のプリズムが凸部を構成し、複数のプリズムが前記第１の方向と交差する第２の方向に周期的に配列されて、入射した光を予め定めた方向に屈折させるプリズムアレイである、請求項４に記載の露光装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the deflecting element, a long prism extending in the first direction forms a convex portion, and a plurality of prisms are in a second direction intersecting the first direction. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the exposure apparatus is a prism array that is periodically arranged to refract incident light in a predetermined direction.

請求項６に記載の発明は、前記偏向素子が、入射した光を予め定めた方向に回折する回折格子である、請求項４に記載の露光装置である。   A sixth aspect of the present invention is the exposure apparatus according to the fourth aspect, wherein the deflecting element is a diffraction grating that diffracts incident light in a predetermined direction.

請求項７に記載の発明は、前記回折格子が、参照光の照射により信号光と同じ回折光を再生するように、信号光及び参照光の二光波による干渉縞を記録したホログラムである、請求項６に記載の露光装置である。   The invention according to claim 7 is a hologram in which the diffraction grating records interference fringes due to two light waves of the signal light and the reference light so as to reproduce the same diffracted light as the signal light by irradiation of the reference light. Item 7. The exposure apparatus according to Item 6.

請求項８に記載の発明は、前記記録層は容器内に収納されて前記基板上に配置されており、前記容器の一部が前記光路調整層を構成する、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の露光装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, the recording layer is accommodated in a container and disposed on the substrate, and a part of the container constitutes the optical path adjusting layer. The exposure apparatus according to any one of the above.

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の露光装置と、前記露光装置と作動距離だけ離間して配置されると共に、前記露光装置に対して前記第１の方向と交差する第２の方向に相対移動され、前記露光装置により画像データに応じて走査露光されて、画像が書き込まれる感光体と、を含む画像形成装置である。   According to a ninth aspect of the present invention, the exposure apparatus according to any one of the first to eighth aspects is disposed apart from the exposure apparatus by an operating distance, and the exposure apparatus is arranged with respect to the exposure apparatus. An image forming apparatus including: a photosensitive member that is relatively moved in a second direction intersecting with the first direction, is scanned and exposed in accordance with image data by the exposure device, and an image is written thereon.

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、基板上に配列された複数の発光素子とこれに対応する複数のホログラム素子とを備えた露光装置において、凹凸構造でホログラム素子の外側を通過して被露光面に到達する光を減衰させる。   According to the first aspect of the present invention, in an exposure apparatus including a plurality of light emitting elements arranged on a substrate and a plurality of hologram elements corresponding to the light emitting elements, the exposure apparatus passes through the outside of the hologram element with a concavo-convex structure. Attenuate light reaching the exposure surface.

請求項２に記載の発明によれば、光路調整層は記録層を保護する保護層としても機能する。   According to the second aspect of the present invention, the optical path adjusting layer also functions as a protective layer for protecting the recording layer.

請求項３に記載の発明によれば、ホログラム素子の外側を通過する光を拡散させることができる。   According to invention of Claim 3, the light which passes the outer side of a hologram element can be diffused.

請求項４に記載の発明によれば、ホログラム素子の外側を通過する光を、被露光面外に偏向させることができる。   According to invention of Claim 4, the light which passes the outer side of a hologram element can be deflected out of a to-be-exposed surface.

請求項５に記載の発明によれば、ホログラム素子の外側を通過する光を第２の方向（例えば、副走査方向）において偏向して、背景雑音を低減させる。   According to the fifth aspect of the present invention, the background noise is reduced by deflecting light passing outside the hologram element in the second direction (for example, the sub-scanning direction).

請求項６に記載の発明によれば、ホログラム素子の外側を通過する光を回折することで、プリズム等の屈折による偏向素子に比べて、被露光面に到達する光を更に減衰させることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the light reaching the exposed surface can be further attenuated by diffracting the light passing outside the hologram element, as compared with a deflecting element such as a prism. .

請求項７に記載の発明によれば、ホログラム素子の外側を通過する光を、光路調整層の凹凸構造であるホログラムにより所望の方向に回折させることができる。   According to invention of Claim 7, the light which passes the outer side of a hologram element can be diffracted to a desired direction with the hologram which is the uneven structure of an optical path adjustment layer.

請求項８に記載の発明によれば、光路調整層を、記録層を収納する容器と一体に形成することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the optical path adjustment layer can be formed integrally with the container for storing the recording layer.

請求項９に記載の発明によれば、露光装置は、ホログラム素子の外側を通過して被露光面に到達する光を減衰させ、感光体の被露光面での不要露光が低減する。   According to the ninth aspect of the present invention, the exposure apparatus attenuates the light that passes the outside of the hologram element and reaches the exposed surface, thereby reducing unnecessary exposure on the exposed surface of the photoconductor.

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. 本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an example of a structure of the LED print head which concerns on embodiment of this invention. （Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図である。（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向に沿った断面図である。（Ｃ）はＬＥＤプリントヘッドの主走査方向に沿った断面図である。(A) is a perspective view which shows the schematic shape of a hologram element. (B) is sectional drawing along the subscanning direction of the LED print head. (C) is sectional drawing along the main scanning direction of the LED print head. ホログラムが記録される様子を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows a mode that a hologram is recorded. （Ａ）は光路調整層の表面に形成される凹凸構造の一例を示す部分拡大図である。（Ｂ）はホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。(A) is the elements on larger scale which show an example of the uneven structure formed in the surface of an optical path adjustment layer. (B) is a schematic cross-sectional view showing a state in which a hologram is reproduced. （Ａ）〜（Ｃ）は光路調整層及び凹凸構造の配置位置の変形例を示す模式的な断面図である。(A)-(C) are typical sectional drawings which show the modification of the arrangement position of an optical path adjustment layer and an uneven structure. （Ａ）は光路調整層の表面に形成される凹凸構造の他の一例を示す部分拡大図である。（Ｂ）は凹凸構造を説明するための図である。（Ｃ）はホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。(A) is the elements on larger scale which show another example of the uneven structure formed in the surface of an optical path adjustment layer. (B) is a figure for demonstrating an uneven structure. (C) is a schematic cross-sectional view showing a state in which a hologram is reproduced. （Ａ）及び（Ｂ）は角度θ２の好適範囲を説明するための模式図である。(A) And (B) is a schematic diagram for demonstrating the suitable range of angle (theta) 2 . （Ａ）は光路調整層の表面に形成される凹凸構造の更に他の一例を示す部分拡大図である。（Ｂ）はホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。(A) is the elements on larger scale which show another example of the uneven structure formed in the surface of an optical path adjustment layer. (B) is a schematic cross-sectional view showing a state in which a hologram is reproduced. ホログラム記録層が容器内に収納された一体型ＬＰＨの具体的な構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific structure of integrated LPH with which the hologram recording layer was accommodated in the container. （Ａ）〜（Ｅ）は図１０に示す一体型ＬＰＨの製造工程を示す断面図である。(A)-(E) are sectional drawings which show the manufacturing process of integrated LPH shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。この装置は、電子写真方式で画像を形成する画像形成装置であり、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源に用いたＬＥＤ方式の露光装置（ＬＥＤプリントヘッド、略称「ＬＰＨ」）を搭載している。ＬＥＤプリントヘッドは、機械的な駆動が不要という利点を有する。 <Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus is an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method, and is equipped with an LED type exposure device (LED print head, abbreviated as “LPH”) using a light emitting diode (LED) as a light source. LED printheads have the advantage that no mechanical drive is required.

また、この画像形成装置は、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタであり、各色の画像データに対応して画像形成を行う画像形成部としての画像形成プロセス部１０、画像形成装置の動作を制御する制御部３０、及び画像読取装置３と例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２等の外部装置とに接続され、これらの装置から受信された画像データに対して予め定めた画像処理を施す画像処理部４０を備えている。   The image forming apparatus is a so-called tandem digital color printer. The image forming process unit 10 as an image forming unit that forms an image corresponding to image data of each color, and a control for controlling the operation of the image forming apparatus. And an image processing unit 40 that 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. ing.

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保持する像保持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)１４、ＬＰＨ１４によって得られた静電潜像を現像する現像器１７、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 of the image forming units 11 includes a photosensitive drum 12 as an image holding body that forms an electrostatic latent image and holds a toner image, and a charger 13 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 12 with a predetermined potential. , An LED print head (LPH) 14 as an exposure device for exposing the photosensitive drum 12 charged by the charger 13, a developing unit 17 for developing the electrostatic latent image obtained by the LPH 14, and the photosensitive drum 12 after transfer. A cleaner 16 for cleaning the surface is provided.

従来のＬＰＨは、ＬＥＤアレイとロッドレンズアレイとで構成されていた。ロッドレンズアレイには、セルフォック（登録商標）など、屈折率分布型のロッドレンズが用いられていた。各ＬＥＤから射出された光は、ロッドレンズにより集光されて、感光体ドラム上に正立等倍像が結像される。本実施の形態に係る画像形成装置は、「ロッドレンズ」に代えて「ホログラム素子」を用いたＬＰＨを備えている。   Conventional LPH is composed of an LED array and a rod lens array. A refractive index distribution type rod lens such as SELFOC (registered trademark) has been used for the rod lens array. The light emitted from each LED is collected by a rod lens, and an erecting equal-magnification image is formed on the photosensitive drum. The image forming apparatus according to the present embodiment includes an LPH using a “hologram element” instead of the “rod lens”.

ＬＰＨ１４は、感光体ドラム１２の軸線方向の長さと略同じ長さの長尺状のプリントヘッドである。ＬＰＨ１４には、長さ方向に沿って複数のＬＥＤがアレイ状（列状）に配列されている。ＬＰＨ１４は、その長さ方向が感光体ドラム１２の軸線方向を向くように、感光体ドラム１２の周囲に配置されている。本実施の形態のＬＰＨ１４は、感光体ドラム１２の表面から作動距離だけ離間して配置されている。本実施の形態のＬＰＨ１４は、従来のＬＰＨに比べて作動距離が長い。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 (row shape) 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. The LPH 14 of the present embodiment is disposed away from the surface of the photosensitive drum 12 by a working distance. The LPH 14 of the present embodiment has a longer working distance than the conventional LPH. 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により予め定めた電位で一様に帯電された感光体ドラム１２の表面が、画像処理部４０から得られた画像データに基づいて発光するＬＰＨ１４により露光されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。即ち、ＬＰＨ１４の各ＬＥＤが画像データに基づいて発光することで、感光体ドラム１２の表面が主走査されると共に、感光体ドラム１２が回転することで副走査されて、感光体ドラム１２上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器１７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 emitted by the LPH 14 that emits light based on the image data obtained from the image processing unit 40. As a result of exposure, 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 unit 17, 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方向に回転動作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 that rotates 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.

＜ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)＞
図２は本実施の形態に係る露光装置としてのＬＥＤプリントヘッドの構成の一例を示す概略斜視図である。図２に示すように、ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ１４)は、複数のＬＥＤ５０を備えたＬＥＤアレイ５２と、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して設けられた複数のホログラム素子５４を備えたホログラム素子アレイ５６と、を備えている。図２に示す例では、ＬＥＤアレイ５２は６個のＬＥＤ５０１〜５０６を備え、ホログラム素子アレイ５６は６個のホログラム素子５４１〜５４６を備えている。なお、各々を区別する必要がない場合には、ＬＥＤ５０１〜５０６を「ＬＥＤ５０」と総称し、ホログラム素子５４１〜５４６を「ホログラム素子５４」と総称する。 <LED print head (LPH)>
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of an LED print head as an exposure apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the LED print head (LPH 14) includes an LED array 52 having a plurality of LEDs 50 and a hologram element array 56 having a plurality of hologram elements 54 provided corresponding to each of the plurality of LEDs 50. And. 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、ＬＥＤチップ５３上に配列されている。複数のＬＥＤ５０が配列されたＬＥＤチップ５３は、ＬＥＤ５０の各々を駆動する駆動回路（図示せず）と共に、長尺状のＬＥＤ基板５８上に実装されている。ＬＥＤチップ５３は、複数のＬＥＤ５０が主走査方向に並ぶように位置合せをして、ＬＥＤ基板５８上に配置されている。これにより、ＬＥＤ５０の各々は、感光体ドラム１２の軸線方向と平行な方向に沿って配列される。   Each of the plurality of LEDs 50 is arranged on the LED chip 53. The LED chip 53 in which a plurality of LEDs 50 are arranged is mounted on a long LED substrate 58 together with a drive circuit (not shown) that drives each of the LEDs 50. The LED chip 53 is positioned on the LED substrate 58 so that the plurality of LEDs 50 are aligned in the main scanning direction. Accordingly, the LEDs 50 are arranged along a direction parallel to the axial direction of the photosensitive drum 12.

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。また、感光体ドラム１２の回転により副走査が行われるが、「主走査方向」と直交する方向を「副走査方向」として図示している。また、以下では、ＬＥＤ５０の配置される位置を、適宜「発光点」と称する。   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. Further, although sub-scanning is performed by the rotation of the photosensitive drum 12, a direction orthogonal to the “main scanning direction” is illustrated as a “sub-scanning direction”. Hereinafter, the position where the LED 50 is arranged is appropriately referred to as a “light emitting point”.

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素子５４側に向けて、ＬＥＤチップ５３上に配置されている。ＬＥＤ５０の「発光光軸」は、ＬＥＤ５０からＬＥＤ基板５８と直交する方向（法線方向）に射出される光の光軸である。ＬＥＤ基板５８は、ＬＥＤ５０や駆動回路が実装される側の表面が「主面」である。この主面の法線方向が、ＬＥＤ基板５８の法線方向である。従って、ＬＥＤ５０の「発光光軸」は、ＬＥＤ基板５８の法線方向を向いている。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 chip 53 with the light emitting surface facing the hologram element 54 side so that light is emitted to the corresponding hologram element 54 side. The “light emitting optical axis” of the LED 50 is an optical axis of light emitted from the LED 50 in a direction (normal direction) orthogonal to the LED substrate 58. The surface of the LED substrate 58 on which the LED 50 and the drive circuit are mounted is a “main surface”. The normal direction of this main surface is the normal direction of the LED substrate 58. Therefore, the “light emitting optical axis” of the LED 50 is oriented in the normal direction of 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.

なお、図２においては、数個のＬＥＤ５０が１列に配列された１個のＬＥＤチップ５３で構成されたＬＰＨ１４を、概略的に図示しているに過ぎない。後述するように、実際の画像形成装置では、主走査方向の解像度に応じて、数百個のＬＥＤチップ５３を配列することで、数千個のＬＥＤ５０が配列されている。   In FIG. 2, the LPH 14 including only one LED chip 53 in which several LEDs 50 are arranged in one row is only schematically illustrated. As will be described later, in an actual image forming apparatus, several hundreds of LEDs 50 are arranged by arranging several hundreds of LED chips 53 in accordance with the resolution in the main scanning direction.

また、複数のＬＥＤチップ５３は、１次元状に配置してもよく、複数列に分けて２次元状に配置してもよい。例えば千鳥状に配置する場合には、複数のＬＥＤチップ５３は、主走査方向に並ぶように一列に配置されると共に、副走査方向に一定間隔ずらして二列に配置される。複数のＬＥＤチップ５３単位に分けられていても、複数のＬＥＤ５０の各々は、互いに隣接する２つのＬＥＤ５０の主走査方向の間隔が、略一定の間隔となるように配列されている。   In addition, the plurality of LED chips 53 may be arranged in a one-dimensional shape, or may be divided into a plurality of rows and arranged in a two-dimensional shape. For example, when arranged in a staggered manner, the plurality of LED chips 53 are arranged in a row so as to be arranged in the main scanning direction, and are arranged in two rows with a certain interval in the sub-scanning direction. Even when divided into a plurality of LED chip 53 units, each of the plurality of LEDs 50 is arranged such that the interval between two adjacent LEDs 50 in the main scanning direction is substantially constant.

ＬＥＤチップ５３としては、複数の自己走査型ＬＥＤ（ＳＬＥＤ：Self-scanning LED）が配列されたＳＬＥＤチップを用いてもよい。ＳＬＥＤチップは、スイッチのオン・オフを二本の信号線によって行い、各ＳＬＥＤを選択的に発光させて、データ線を共通化する。このＳＬＥＤチップを用いることで、基板上での配線数が少なくて済む。   As the LED chip 53, an SLED chip in which a plurality of self-scanning LEDs (SLEDs) are arranged may be used. In the SLED chip, the switch is turned on / off by two signal lines, each SLED is selectively made to emit light, and the data line is shared. By using this SLED chip, the number of wirings on the substrate can be reduced.

ＬＥＤ基板５８上には、ホログラム記録層６０（以下、適宜「記録層６０」という。）が配置されている。ホログラム素子アレイ５６は、ホログラム記録層６０内に形成されている。ホログラム記録層６０は、ＬＥＤチップ５３から予め定めた高さだけ離間された位置に、図示しない保持部材によって保持されている。   On the LED substrate 58, a hologram recording layer 60 (hereinafter referred to as “recording layer 60” as appropriate) is disposed. The hologram element array 56 is formed in the hologram recording layer 60. The hologram recording layer 60 is held by a holding member (not shown) at a position separated from the LED chip 53 by a predetermined height.

ＬＥＤチップ５３とホログラム記録層６０との間には、ＬＥＤチップ５３（即ち、ＬＥＤ５０）に隣接する離間層６４と、離間層６４のホログラム記録層６０側に隣接する光路調整層６６とが配置されている。ホログラム記録層６０に隣接する光路調整層６６は、記録層６０を保護する保護層としても機能する。なお、後述する通り、光路調整層６６は、ＬＥＤチップ５３とホログラム記録層６０との間に配置されていればよく、図２に示す位置には限定されない。   Between the LED chip 53 and the hologram recording layer 60, a separation layer 64 adjacent to the LED chip 53 (that is, the LED 50) and an optical path adjustment layer 66 adjacent to the separation layer 64 on the hologram recording layer 60 side are disposed. ing. The optical path adjustment layer 66 adjacent to the hologram recording layer 60 also functions as a protective layer that protects the recording layer 60. As will be described later, the optical path adjustment layer 66 may be disposed between the LED chip 53 and the hologram recording layer 60, and is not limited to the position shown in FIG.

ホログラム記録層６０には、複数のＬＥＤ５０１〜５０６の各々に対応して、主走査方向に沿って複数のホログラム素子５４１〜５４６が形成されている。ホログラム素子５４の各々は、互いに隣接する２つのホログラム素子５４の主走査方向の間隔（中心点の間隔）が、上記のＬＥＤ５０の主走査方向の間隔と、略同じ間隔となるように配列されている。即ち、互いに隣接する２つのホログラム素子５４が互いに重なり合うように、径の大きいホログラム素子５４が多重記録されている。また、複数のホログラム素子５４の各々は、互いに異なる形状を有していてもよい。 In the hologram recording layer 60, a plurality of hologram elements 54 1 to 54 6 are formed along the main scanning direction corresponding to each of the plurality of LEDs 50 1 to 50 6 . Each of the hologram elements 54 is arranged such that an interval in the main scanning direction between two adjacent hologram elements 54 (interval of the center point) is substantially the same as the interval in the main scanning direction of the LED 50 described above. Yes. That is, the hologram elements 54 having a large diameter are recorded in a multiplexed manner so that the two hologram elements 54 adjacent to each other overlap each other. Further, each of the plurality of hologram elements 54 may have a different shape.

ホログラム記録層６０は、ホログラムを永続的に記録保持することが可能な高分子材料から構成されている。このような高分子材料としては、いわゆるフォトポリマーを用いてもよい。フォトポリマーは、光重合性モノマーのポリマー化による屈折率変化を利用してホログラムを記録する。   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 may be used. The photopolymer records a hologram by utilizing a refractive index change caused by polymerization of a photopolymerizable monomer.

離間層６４は、ＬＥＤチップ５３とホログラム記録層６０とを離間する。離間層６４は、空気や透明樹脂等、ＬＥＤ５０から射出される光に透明な材料で構成されている。光路調整層６６は、ガラスや樹脂等、離間層６４とは屈折率の異なる材料で構成されて、離間層６４との間に界面を形成する。光路調整層６６は、ＬＥＤ５０から射出される光に透明な材料で構成されている。   The separation layer 64 separates the LED chip 53 and the hologram recording layer 60. The spacing layer 64 is made of a material that is transparent to light emitted from the LED 50, such as air or transparent resin. The optical path adjustment layer 66 is made of a material having a refractive index different from that of the separation layer 64 such as glass or resin, and forms an interface with the separation layer 64. The optical path adjustment layer 66 is made of a material that is transparent to the light emitted from the LED 50.

離間層６４を低屈折率の空気層とし、光路調整層６６を高屈折率の樹脂層とする等、光路調整層６６を離間層６４よりも屈折率が高い材料で構成してもよい。空気の屈折率は１である。光路調整層６６を構成する材料としては、ポリスチレン（屈折率：1.60）、メタクリル樹脂（屈折率：1.49）、ポリカーボネート樹脂（屈折率：1.59）、シクロポリオレフィン樹脂（屈折率：1.51）等の樹脂材料、硼珪酸ガラス（屈折率：1.51）等の無機材料が挙げられる。   The optical path adjustment layer 66 may be made of a material having a higher refractive index than the separation layer 64, such as the separation layer 64 being a low refractive index air layer and the optical path adjustment layer 66 being a high refractive index resin layer. The refractive index of air is 1. Examples of the material constituting the optical path adjusting layer 66 include resin materials such as polystyrene (refractive index: 1.60), methacrylic resin (refractive index: 1.49), polycarbonate resin (refractive index: 1.59), and cyclopolyolefin resin (refractive index: 1.51). And inorganic materials such as borosilicate glass (refractive index: 1.51).

また、離間層６４を高屈折率の透明樹脂層とし、光路調整層６６を低屈折率の樹脂層とする等、光路調整層６６を離間層６４よりも屈折率が低い材料で構成してもよい。離間層６４を高屈折率層とした場合には、隣接するＬＥＤ５０との屈折率差が小さくなり、光取り出し効率が向上する。   Further, the optical path adjustment layer 66 may be made of a material having a lower refractive index than the separation layer 64, such as the separation layer 64 being a transparent resin layer having a high refractive index and the optical path adjustment layer 66 being a resin layer having a low refractive index. Good. When the separation layer 64 is a high refractive index layer, the difference in refractive index from the adjacent LED 50 is reduced, and the light extraction efficiency is improved.

光路調整層６６は、ＬＥＤ基板５８側の表面に凹凸構造６６Ａを有している。以下では、凹凸構造６６Ａを有する側の表面を、「光路調整層６６の表面」という。凹凸構造６６Ａが存在しなければ、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、ホログラム素子５４の外側を通過して感光体ドラム１２の表面に到達する不要光となる。凹凸構造６６Ａは、不要光の光路に挿入されている。換言すれば、凹凸構造６６Ａは、発光点からホログラム径まで拡がる拡散光（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。   The optical path adjustment layer 66 has an uneven structure 66A on the surface on the LED substrate 58 side. Hereinafter, the surface having the uneven structure 66 </ b> A is referred to as “the surface of the optical path adjustment layer 66”. If the concavo-convex structure 66 </ b> A does not exist, a part of the light emitted from the LED 50 becomes unnecessary light that passes the outside of the hologram element 54 and reaches the surface of the photosensitive drum 12. The uneven structure 66A is inserted in the optical path of unnecessary light. In other words, the concavo-convex structure 66A is arranged avoiding the optical path of diffused light (reference light) that spreads from the light emitting point to the hologram diameter and the optical path of diffracted light (signal light) by the hologram element 54.

図２に示す例では、凹凸構造６６Ａは、不要光の光路と光路調整層６６の表面とが交差する調整領域に設けられている。凹凸構造６６Ａの形成領域は、主走査方向に延びる帯状の領域としてもよい。具体的には、凹凸構造６６Ａが設けられる調整領域は、光路調整層６６の表面において、ホログラム素子５４を記録した参照光の光路と光路調整層６６の表面とが交差する非調整領域に隣接して配置される。調整領域は、非調整領域の感光体ドラム１２側に配置される。   In the example shown in FIG. 2, the concavo-convex structure 66 </ b> A is provided in an adjustment region where the optical path of unnecessary light and the surface of the optical path adjustment layer 66 intersect. The formation region of the concavo-convex structure 66A may be a band-like region extending in the main scanning direction. Specifically, the adjustment region where the concavo-convex structure 66 </ b> A is provided is adjacent to the non-adjustment region where the optical path of the reference light on which the hologram element 54 is recorded and the surface of the optical path adjustment layer 66 intersect on the surface of the optical path adjustment layer 66. Arranged. The adjustment area is arranged on the photosensitive drum 12 side of the non-adjustment area.

光路調整層６６は、この凹凸構造６６Ａにより、ホログラム素子５４の外側を通過する光の光路を調整する。凹凸構造６６Ａは、複数のＬＥＤ５０の各々から射出されて、凹凸構造６６Ａに入射した光の進行方向を変化させて、対応するホログラム素子５４の外側を通過して感光体ドラム１２の表面に到達する不要光を減衰させる。   The optical path adjustment layer 66 adjusts the optical path of the light passing through the outside of the hologram element 54 by the uneven structure 66A. The concavo-convex structure 66 </ b> A is emitted from each of the plurality of LEDs 50, changes the traveling direction of light incident on the concavo-convex structure 66 </ b> A, passes through the outside of the corresponding hologram element 54, and reaches the surface of the photosensitive drum 12. Attenuate unnecessary light.

凹凸構造６６Ａは、光路調整層６６の表面にレリーフ状に形成されている。ＬＥＤチップ５３とホログラム記録層６０との間に、記録層６０の保護層を兼ねた光路調整層６６を、一層追加するだけで不要露光が低減される。新たな遮光部材を位置合わせして配置する場合と比較すれば分かるように、本実施の形態では、非常に簡素な構造で不要光を減衰している。   The uneven structure 66 </ b> A is formed in a relief shape on the surface of the optical path adjustment layer 66. Unnecessary exposure can be reduced only by adding one more optical path adjusting layer 66 that also serves as a protective layer of the recording layer 60 between the LED chip 53 and the hologram recording layer 60. As can be seen from the case where a new light shielding member is aligned and disposed, in this embodiment, unnecessary light is attenuated with a very simple structure.

凹凸構造６６Ａは、光路調整層６６の材料に応じた方法で、光路調整層６６の表面に形成される。例えば、光路調整層６６を樹脂層とする場合には、表面に凹凸構造６６Ａを有する光路調整層６６を、凹凸構造６６Ａに応じて微細加工された成形型を用いて、射出成形により作製してもよい。射出成形により作製された光路調整層６６は、記録層６０に隣接するように配置される。或いは、光路調整層６６の樹脂表面を加工して、凹凸構造６６Ａを形成してもよい。樹脂表面の加工は、光路調整層６６を配置した後に行ってもよく、光路調整層６６を配置する前に行ってもよい。   The uneven structure 66 </ b> A is formed on the surface of the optical path adjustment layer 66 by a method corresponding to the material of the optical path adjustment layer 66. For example, when the optical path adjustment layer 66 is a resin layer, an optical path adjustment layer 66 having a concavo-convex structure 66A on the surface is produced by injection molding using a mold that is finely processed according to the concavo-convex structure 66A. Also good. The optical path adjusting layer 66 produced by injection molding is disposed adjacent to the recording layer 60. Alternatively, the concavo-convex structure 66A may be formed by processing the resin surface of the optical path adjustment layer 66. The processing of the resin surface may be performed after the optical path adjustment layer 66 is disposed, or may be performed before the optical path adjustment layer 66 is disposed.

また、例えば、光路調整層６６をガラス層とする場合には、光路調整層６６の表面を機械的に加工して、凹凸構造６６Ａを形成してもよい。ガラス表面の加工には、板状のガラスに切り込みを入れて回折格子を作製する技術など、従来公知のガラス加工技術を用いてもよい。ガラス表面の加工は、光路調整層６６を配置した後に行ってもよく、光路調整層６６を配置する前に行ってもよい。或いは、表面に凹凸構造６６Ａを有するガラス製の光路調整層６６を、成形型を用いて作製してもよい。   For example, when the optical path adjustment layer 66 is a glass layer, the surface of the optical path adjustment layer 66 may be mechanically processed to form the concavo-convex structure 66A. For processing the glass surface, a conventionally known glass processing technique such as a technique for making a diffraction grating by cutting a plate-like glass may be used. Processing of the glass surface may be performed after the optical path adjustment layer 66 is disposed, or may be performed before the optical path adjustment layer 66 is disposed. Or you may produce the optical path adjustment layer 66 made from glass which has the uneven structure 66A on the surface using a shaping | molding die.

なお、図示は省略するが、ＬＰＨ１４は、ホログラム素子５４で生成された回折光が感光体ドラム１２の方向に射出されるように、ハウジングやホルダー等の保持部材により保持されて、図１に示す画像形成ユニット１１内の予め定めた位置に取り付けられている。なお、ＬＰＨ１４は、調整ネジ（図示せず）等の調整手段により、回折光の光軸方向に移動するように構成されていてもよい。ホログラム素子５４による結像位置(焦点面)が、感光体ドラム１２表面上に位置するように、上記の調整手段により調整する。また、ホログラム記録層６０上に、カバーガラスや透明樹脂等で保護層が形成されていてもよい。保護層によりゴミの付着を防止する。   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 is shown in FIG. It is attached at a predetermined position in the image forming unit 11. The LPH 14 may be configured to move in the optical axis direction of the diffracted light by an adjusting means such as an adjusting screw (not shown). The adjustment means adjusts the image formation position (focal plane) by the hologram element 54 so as to be positioned on the surface of the photosensitive drum 12. Further, a protective layer may be formed on the hologram recording layer 60 with a cover glass or a transparent resin. The protective layer prevents dust from adhering.

また、ホログラム記録層６０は、ガラスや樹脂等で構成された容器内に収納されていてもよい。例えば、ホログラム記録層６０を、容器内に封入されたホログラム記録材料で構成してもよい。一般に体積型ホログラム材料は形状保持性が低いものが多いが、容器内に収納されたホログラム記録層６０は元の形状が安定に保たれ、取り扱いが容易である。また、容器は保護層としても機能する。ホログラム記録層６０が容器内に収納されている場合には、光路調整層６６を容器の一部として形成してもよい。具体的な実施の形態については、後で詳しく説明する。   The hologram recording layer 60 may be stored in a container made of glass, resin, or the like. For example, the hologram recording layer 60 may be made of a hologram recording material sealed in a container. In general, many volume hologram materials have low shape retention, but the hologram recording layer 60 housed in the container is kept in its original shape and is easy to handle. The container also functions as a protective layer. When the hologram recording layer 60 is stored in a container, the optical path adjustment layer 66 may be formed as a part of the container. Specific embodiments will be described in detail later.

＜ＬＥＤプリントヘッドの動作＞
インコヒーレント光源であるＬＥＤ５０から射出される光は、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。ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光は発散して拡がる。 <Operation of LED print head>
It is known that light 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. When the LED 50 is caused to emit light, the light emitted from the LED 50 diverges and spreads.

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、複数のＬＥＤ５０１〜５０６の各々から射出された各光は、離間層６４を通過し、光路調整層６６に入射する。光路調整層６６の調整領域に入射した不要光は、調整領域に配置された凹凸構造６６Ａにより減衰される。 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 plurality of LEDs 50 1 to 50 6 passes through the separation layer 64, and the optical path adjustment layer 66. Is incident on. Unnecessary light that has entered the adjustment region of the optical path adjustment layer 66 is attenuated by the concavo-convex structure 66A disposed in the adjustment region.

光路調整層６６の非調整領域を通過した光は、対応するホログラム素子５４１〜５４６のいずれかに入射する。即ち、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は参照光の光路を通り、ホログラム素子５４に参照光が照射されたのと略同じ状況となる。ホログラム素子５４１〜５４６は、入射された光を回折して回折光を生成する。ホログラム素子５４１〜５４６の各々で生成された各回折光は、拡散光の光路を避けて、その光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光される。 The light that has passed through the non-adjustment region of the optical path adjustment layer 66 enters one of the corresponding hologram elements 54 1 to 54 6 . That is, a part of the light emitted from the LED 50 passes through the optical path of the reference light, and the situation is almost the same as when the hologram element 54 is irradiated with the reference light. 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６２１〜６２６が、主走査方向に一列に配列されるように形成される。換言すれば、ＬＰＨ１４により、感光体ドラム１２が主走査される。なお、各々を区別する必要がない場合には、スポット６２１〜６２６を「スポット６２」と総称する。 Each of the emitted diffracted lights converges in the direction of the 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”.

例えば、Ａ３幅まで印字可能な画像形成装置において、１インチ当たり１２００スポットの解像度を得るためには、ＬＥＤ基板５８上には、１４８４８個のＬＥＤ５０が２１μｍの間隔で配列される。これに応じて、感光体ドラム１２の表面１２Ａには、２１μｍの間隔で主走査方向に並ぶように１４８４８個のスポット６２が形成される。   For example, in an image forming apparatus capable of printing up to A3 width, in order to obtain a resolution of 1200 spots per inch, 14848 LEDs 50 are arranged on the LED substrate 58 at an interval of 21 μm. Accordingly, 14848 spots 62 are formed on the surface 12A of the photosensitive drum 12 so as to be aligned in the main scanning direction at intervals of 21 μm.

一般に、インコヒーレント光（非干渉性の光）を射出するＬＥＤを用いるＬＰＨでは、コヒーレンス性が低下してスポットぼけ（いわゆる色収差）が生じ、微小スポットを形成することは容易ではない。これに対して、本実施の形態のＬＰＨ１４は、ホログラム素子５４の入射角選択性及び波長選択性が高く、従来のＬＰＨより高い回折効率が得られる。   In general, in LPH using an LED that emits incoherent light (incoherent light), coherence decreases and spot blurring (so-called chromatic aberration) occurs, and it is not easy to form a minute spot. On the other hand, the LPH 14 of the present embodiment has high incident angle selectivity and wavelength selectivity of the hologram element 54, and higher diffraction efficiency than that of the conventional LPH can be obtained.

また、感光体ドラム１２の表面に不要光が到達すると、バックグラウンドノイズ（背景雑音）が増加してコントラストが低下する。これに対して、本実施の形態のＬＰＨ１４では、凹凸構造６６Ａにより不要光を減衰させる。このため、本実施の形態のＬＰＨ１４では、不要露光が低減され、信号光が精度よく再生されて、輪郭の鮮明な微小スポット６２（集光点）が形成される。   Further, when unnecessary light reaches the surface of the photosensitive drum 12, background noise (background noise) increases and the contrast decreases. On the other hand, in the LPH 14 of the present embodiment, unnecessary light is attenuated by the concavo-convex structure 66A. For this reason, in the LPH 14 of the present embodiment, unnecessary exposure is reduced, signal light is accurately reproduced, and a fine spot 62 (condensing point) with a sharp outline is formed.

＜ホログラム素子の形状＞
図３（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図である。図３（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図である。図３（Ｃ）はＬＥＤプリントヘッドの主走査方向に沿った断面図である。 <Shape of hologram element>
FIG. 3A is a perspective view showing a schematic shape of the hologram element. FIG. 3B is a cross-sectional view of the LED print head in the sub-scanning direction. FIG. 3C is a cross-sectional view of the LED print head along the main scanning direction.

図３（Ａ）に示すように、ホログラム素子５４の各々は、一般に厚いホログラム素子と称される体積ホログラムである。上述した通り、ホログラム素子は、入射角選択性及び波長選択性が高く、回折光の出射角度（回折角）を高精度で制御して、輪郭の鮮明な微小スポットを形成する。回折角の精度はホログラムの厚さが厚いほど高くなる。   As shown in FIG. 3A, each of the hologram elements 54 is a volume hologram generally called a thick hologram element. As described above, the hologram element has high incident angle selectivity and wavelength selectivity, and controls the exit angle (diffraction angle) of the diffracted light with high accuracy to form a fine spot with a clear outline. The accuracy of the diffraction angle increases as the thickness of the hologram increases.

図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、ホログラム素子５４の各々は、ホログラム記録層６０の表面側を底面とし、ＬＥＤ５０側に向かって収束する円錐台状に形成されている。この例では円錐台状のホログラム素子について説明するが、ホログラム素子の形状はこれには限定されない。例えば、円錐、楕円錐、楕円錐台等の形状としてもよい。円錐台状のホログラム素子５４の直径は、底面で最も大きくなる。この円形の底面の直径を「ホログラム径ｒＨ」とする。なお、「ホログラム厚さｈＨ」は、ホログラム素子５４の厚さである。 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 is good also as shapes, such as a cone, an elliptical cone, and 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 ”. The “hologram thickness h H ” is the thickness of the hologram element 54.

ホログラム素子５４の各々は、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔よりも大きな「ホログラム径ｒＨ」を有している。例えば、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔は３０μｍであり、ホログラム径ｒＨは２ｍｍ、ホログラム厚さｈＨは２５０μｍである。従って、図２及び図３（Ｃ）に示すように、互いに隣接する２つのホログラム素子５４は、互いに大幅に重なり合うように形成されている。複数のホログラム素子５４は、例えば、球面波シフト多重により多重記録されている。なお、複数のホログラム素子５４の各々は、同一波長で記録してもよく、複数の波長を組み合わせて（波長多重）記録してもよい。 Each of the hologram elements 54 has a “hologram diameter r H ” that is larger than the interval of the LEDs 50 in the main scanning direction. For example, the interval in the main scanning direction of the LED 50 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. The plurality of hologram elements 54 are multiplexed and recorded by, for example, spherical wave shift multiplexing. Each of the plurality of hologram elements 54 may be recorded at the same wavelength, or may be recorded by combining a plurality of wavelengths (wavelength multiplexing).

＜ホログラムの記録方法＞
次に、ホログラムの記録方法について説明する。図４は、ホログラム記録層にホログラム素子５４が形成される様子、即ち、ホログラム記録層にホログラムが記録される様子を示す図である。感光体ドラム１２の図示は省略し、結像面である表面１２Ａだけを図示する。また、ホログラム記録層６０Ａは、ホログラム素子５４が形成される前の記録層であり、符号Ａを付して、ホログラム素子５４が形成されたホログラム記録層６０と区別する。 <Recording method of hologram>
Next, a hologram recording method will be described. FIG. 4 is a diagram showing how the hologram element 54 is formed on the hologram recording layer, that is, how the hologram is recorded 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に示すように、表面１２Ａに結像される回折光の光路を通るコヒーレント光が、信号光としてホログラム記録層６０Ａに照射される。同時に、ホログラム記録層６０Ａを通過する際に、発光点から所望のホログラム径ｒＨまで拡がる拡散光の光路を通るコヒーレント光が、参照光としてホログラム記録層６０Ａに照射される。コヒーレント光の照射には、半導体レーザ等のレーザ光源が用いられる。 As shown in FIG. 4, coherent light passing through the optical path of 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.

ここで、ホログラム記録層６０ＡをＬＥＤアレイ５２が実装されたＬＥＤ基板５８上に取り付けた後に、位相共役記録によりホログラムを記録してもよい。ホログラム記録層６０Ａを取り付けた後でホログラムを記録するので、ＬＥＤ５０と対応するホログラム素子５４との距離が確保されると共に、ＬＥＤ５０と対応するホログラム素子５４との高い位置決め精度は不要になる。位相共役記録では、上記と同じ光路を通る信号光と参照光とが、ＬＥＤ基板５８等が配置されていない側、即ち、ホログラム記録層６０Ａの表面側から照射される。この場合も同様に、ホログラム記録層６０には、透過型のホログラム素子５４が形成される。   Here, after attaching the hologram recording layer 60A on the LED substrate 58 on which the LED array 52 is mounted, the hologram may be recorded by phase conjugate recording. Since the hologram is recorded after the hologram recording layer 60A is attached, the distance between the LED 50 and the corresponding hologram element 54 is ensured, and high positioning accuracy between the LED 50 and the corresponding hologram element 54 becomes unnecessary. In phase conjugate recording, signal light and reference light passing through the same optical path as described above are irradiated from the side where the LED substrate 58 or the like is not disposed, that is, from the surface side of the hologram recording layer 60A. Similarly in this case, a transmissive hologram element 54 is formed in the hologram recording layer 60.

＜凹凸構造による不要光の減衰＞
次に、凹凸構造の具体例と不要光の減衰作用について説明する。図５（Ａ）は、光路調整層の表面に形成される凹凸構造の一例を示す部分拡大図である。図５（Ｂ）は、ホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。 <Attenuation of unwanted light by uneven structure>
Next, a specific example of the concavo-convex structure and an unnecessary light attenuation effect will be described. FIG. 5A is a partially enlarged view showing an example of the concavo-convex structure formed on the surface of the optical path adjustment layer. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view showing how a hologram is reproduced.

図５（Ａ）に示すように、光路調整層６６の表面には、複数の凸部又は複数の凹部が不規則に配列された凹凸構造６６Ａが形成されている。微細な凹凸面を透過する透過光や、微細な凹凸面で反射される反射光は、規則的な特性を持たずに各方向に散らばる拡散光である。即ち、凹凸構造６６Ａは、入射した光を複数の方向に拡散させる拡散体として機能する。   As shown in FIG. 5A, the surface of the optical path adjustment layer 66 has a concavo-convex structure 66A in which a plurality of convex portions or a plurality of concave portions are irregularly arranged. The transmitted light that passes through the fine uneven surface and the reflected light that is reflected by the fine uneven surface are diffused light scattered in each direction without regular characteristics. That is, the uneven structure 66A functions as a diffuser that diffuses incident light in a plurality of directions.

凹凸構造６６Ａとしての拡散構造は、光路調整層６６の表面を粗面化することにより形成される。表面の粗面化には、サンドブラスト加工等、従来公知の粗面化技術を用いてもよい。例えば、拡散構造を有する光路調整層６６を射出成形により作製する場合には、樹脂材料を成形した後で、成形品の表面を粗面化してもよい。或いは、金型等の成形型の表面を粗面化した後に射出成形を行って、転写により表面が粗面化された成形品を得てもよい。   The diffusion structure as the concavo-convex structure 66 </ b> A is formed by roughening the surface of the optical path adjustment layer 66. For roughening the surface, a conventionally known roughening technique such as sandblasting may be used. For example, when the optical path adjustment layer 66 having a diffusion structure is produced by injection molding, the surface of the molded product may be roughened after the resin material is molded. Alternatively, a molded product whose surface is roughened by transfer may be obtained by performing injection molding after roughening the surface of a mold such as a mold.

サンドブラスト加工による粗面化では、表面粗さが「砂番（＃）」により表現される。砂番が大きくなるほど、表面の凹凸は細かくなり、拡散性が低下する。本実施の形態では、入射光を広く拡散させること（即ち、拡散の度合いが大きいこと）が重要であり、砂番が＃１５０〜＃１０００の範囲の拡散構造を用いる。砂番を＃２００〜＃８００の範囲とすれば、入射光がより広く拡散される。   In roughening by sandblasting, the surface roughness is expressed by “sand number (#)”. The larger the sand number, the finer the surface irregularities and the lower the diffusibility. In the present embodiment, it is important that the incident light is diffused widely (that is, the degree of diffusion is large), and a diffusion structure having a sand number in the range of # 150 to # 1000 is used. If the sand number is in the range of # 200 to # 800, the incident light is more widely diffused.

図５（Ｂ）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る。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。   As shown in FIG. 5B, when the LED 50 is caused to emit light, the situation is almost the same as when the hologram element 54 is irradiated with the reference light. By irradiation with the reference light illustrated by the dotted line, the same light as the signal light is reproduced from the hologram element 54 and emitted as diffracted light, as illustrated by the solid 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.

一方、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、光路調整層６６の表面に設けられた凹凸構造６６Ａに入射する。凹凸構造６６Ａとしての拡散構造は、入射した光を拡散させて、対応するホログラム素子５４の外側を通過して感光体ドラム１２の表面に到達する不要光を減衰させる。これにより、感光体ドラム１２の不要露光が低減される。   On the other hand, a part of the light emitted from the LED 50 enters the concavo-convex structure 66 </ b> A provided on the surface of the optical path adjustment layer 66. The diffusion structure as the concavo-convex structure 66 </ b> A diffuses incident light and attenuates unnecessary light that passes through the outside of the corresponding hologram element 54 and reaches the surface of the photosensitive drum 12. Thereby, unnecessary exposure of the photosensitive drum 12 is reduced.

なお、回折光は、回折光光軸が発光光軸と角度θを成す方向に回折される。感光体ドラム１２が参照光の光路の外側に位置するように、発光光軸と回折光光軸とが成す角度θが設定されている。このため、回折されずにホログラム素子５４を透過する「０次光」が発生したとしても、この０次光は感光体ドラム１２には照射されない。   The diffracted light is diffracted in a direction in which the diffracted light optical axis forms an angle θ with the light emitting optical axis. The angle θ formed by the light emission optical axis and the diffracted light optical axis is set so that the photosensitive drum 12 is positioned outside the optical path of the reference light. For this reason, even if “zero-order light” that is transmitted through the hologram element 54 without being diffracted is generated, the zero-order light is not irradiated onto the photosensitive drum 12.

上記の通り、図２〜図５に示す例では、ＬＥＤ基板５８側の表面に凹凸構造６６Ａを有する光路調整層６６を、ホログラム記録層６０に対しＬＥＤ基板５８側に配置する場合について説明したが、光路調整層６６及び凹凸構造６６Ａの位置は、これに限定される訳ではない。図６（Ａ）〜（Ｃ）は光路調整層の配置位置の変形例を示す模式的な断面図である。   As described above, in the example illustrated in FIGS. 2 to 5, the case where the optical path adjustment layer 66 having the uneven structure 66 </ b> A on the surface on the LED substrate 58 side is disposed on the LED substrate 58 side with respect to the hologram recording layer 60 has been described. The positions of the optical path adjustment layer 66 and the concavo-convex structure 66A are not limited to this. 6A to 6C are schematic cross-sectional views showing modifications of the arrangement position of the optical path adjustment layer.

図６（Ａ）に示すように、光路調整層６６は、記録層６０側の表面に凹凸構造６６Ａを有していてもよい。凹凸構造６６Ａは、不要光の光路と光路調整層６６の記録層６０側の表面とが交差する調整領域に設けられる。記録層６０側の表面に設けられた凹凸構造６６Ａは、ＬＥＤ基板５８側の表面に設けられた凹凸構造６６Ａと同様に、不要光を減衰させる。   As shown in FIG. 6A, the optical path adjustment layer 66 may have an uneven structure 66A on the surface on the recording layer 60 side. The uneven structure 66 </ b> A is provided in an adjustment region where the optical path of unnecessary light and the surface of the optical path adjustment layer 66 on the recording layer 60 side intersect. The concavo-convex structure 66A provided on the surface on the recording layer 60 side attenuates unnecessary light in the same manner as the concavo-convex structure 66A provided on the surface on the LED substrate 58 side.

図６（Ｂ）に示すように、光路調整層６６は、記録層６０に対し回折光出射側（ＬＥＤ基板５８側とは反対側）に配置されていてもよい。光路調整層６６は、回折光出射側の表面に凹凸構造６６Ａを有している。凹凸構造６６Ａは、不要光の光路と光路調整層６６の回折光出射側の表面とが交差する調整領域に設けられる。この光路調整層６６の表面に設けられた凹凸構造６６Ａは、記録層６０に対しＬＥＤ基板５８側に配置された凹凸構造６６Ａと同様に、不要光を減衰させる。   As shown in FIG. 6B, the optical path adjustment layer 66 may be disposed on the diffracted light emission side (the side opposite to the LED substrate 58 side) with respect to the recording layer 60. The optical path adjustment layer 66 has a concavo-convex structure 66A on the surface on the diffracted light emission side. The uneven structure 66A is provided in an adjustment region where the optical path of unnecessary light and the surface of the optical path adjustment layer 66 on the diffracted light emission side intersect. The concavo-convex structure 66 </ b> A provided on the surface of the optical path adjustment layer 66 attenuates unnecessary light in the same manner as the concavo-convex structure 66 </ b> A disposed on the LED substrate 58 side with respect to the recording layer 60.

図６（Ｃ）に示すように、記録層６０に対し回折光出射側に配置された光路調整層６６は、記録層６０側の表面に凹凸構造６６Ａを有していてもよい。凹凸構造６６Ａは、不要光の光路と光路調整層６６の記録層６０側の表面とが交差する調整領域に設けられる。記録層６０側の表面に設けられた凹凸構造６６Ａは、回折光出射側の表面に設けられた凹凸構造６６Ａと同様に、不要光を減衰させる。   As shown in FIG. 6C, the optical path adjustment layer 66 disposed on the diffracted light emission side with respect to the recording layer 60 may have a concavo-convex structure 66A on the surface on the recording layer 60 side. The uneven structure 66 </ b> A is provided in an adjustment region where the optical path of unnecessary light and the surface of the optical path adjustment layer 66 on the recording layer 60 side intersect. The concavo-convex structure 66A provided on the surface on the recording layer 60 side attenuates unnecessary light in the same manner as the concavo-convex structure 66A provided on the surface on the diffracted light emission side.

上記の通り、図５に示す例では、凹凸構造６６Ａとして「拡散構造」を設ける場合について説明したが、凹凸構造は、入射する光の進行方向を変化させて通過する光を減衰させる凹凸構造であればよく、「拡散構造」には限定される訳ではない。   As described above, in the example illustrated in FIG. 5, the case where the “diffusion structure” is provided as the concavo-convex structure 66 </ b> A has been described. There is no limitation to the “diffusion structure”.

ここで、凹凸構造の変形例について説明する。図７（Ａ）は光路調整層の表面に形成される凹凸構造の他の一例（マイクロプリズムアレイ）を示す部分拡大図である。図７（Ｂ）は凹凸構造を説明するための図である。図７（Ｃ）はホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。また、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は角度θ２の好適範囲を説明するための模式図である。 Here, a modified example of the uneven structure will be described. FIG. 7A is a partial enlarged view showing another example (microprism array) of the concavo-convex structure formed on the surface of the optical path adjustment layer. FIG. 7B is a diagram for explaining the uneven structure. FIG. 7C is a schematic cross-sectional view showing how a hologram is reproduced. Further, FIG. 8 (A) and FIG. 8 (B) is a schematic view for explaining a preferable range of the angle theta 2.

図７（Ａ）に示すように、光路調整層６６の表面には、複数の凸部が周期的に配列された凹凸構造６６Ａが形成されている。複数の凸部が周期的に配列された凹凸構造は、入射した光を予め定めた方向に偏向させる偏向素子として機能する。図７（Ａ）に示す例では、主走査方向に延びる長尺状のマイクロプリズムが、複数の凸部の各々を構成している。これら複数のマイクロプリズムは、副走査方向に予め定めた間隔（ピッチ）で配列されて、マイクロプリズムアレイを構成している。   As shown in FIG. 7A, a concavo-convex structure 66A in which a plurality of convex portions are periodically arranged is formed on the surface of the optical path adjustment layer 66. The concavo-convex structure in which a plurality of convex portions are periodically arranged functions as a deflection element that deflects incident light in a predetermined direction. In the example shown in FIG. 7A, a long microprism extending in the main scanning direction constitutes each of the plurality of convex portions. The plurality of microprisms are arranged at a predetermined interval (pitch) in the sub-scanning direction to constitute a microprism array.

図７（Ｃ）に示すように、ホログラム素子５４から射出された回折光は、感光体ドラム１２の表面１２Ａに結像され、スポット６２が形成される。一方、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、光路調整層６６の表面に設けられた凹凸構造６６Ａに入射する。凹凸構造６６Ａとしてのマイクロプリズムアレイは、副走査方向において入射した光を屈折させる。マイクロプリズムアレイからは、感光体ドラム１２が位置する方向とは異なる方向に、不要光が射出される。これにより、感光体ドラム１２の不要露光が低減される。   As shown in FIG. 7C, the diffracted light emitted from the hologram element 54 forms an image on the surface 12A of the photosensitive drum 12, and a spot 62 is formed. On the other hand, a part of the light emitted from the LED 50 enters the concavo-convex structure 66 </ b> A provided on the surface of the optical path adjustment layer 66. The microprism array as the concavo-convex structure 66A refracts light incident in the sub-scanning direction. Unnecessary light is emitted from the microprism array in a direction different from the direction in which the photosensitive drum 12 is located. Thereby, unnecessary exposure of the photosensitive drum 12 is reduced.

図７（Ｂ）に示すように、マイクロプリズムの各々は、第１の面と第２の面とを備えている。第１の面は、ＬＥＤ基板５８の主面と直交するように、副走査方向に約９０°傾けられている。なお、第１の面の傾斜角度は一例であり、９０°に限定される訳ではない。第２の面は、ＬＥＤ基板５８の主面に対し、副走査方向に予め定めた傾斜角度で傾けられている。従って、マイクロプリズムアレイは、第１の面と第２の面とが副走査方向に交互に並べられて、その副走査方向の断面形状が「鋸歯状」となる。凹凸構造６６Ａとしてのマイクロプリズムアレイは、樹脂の射出成形やガラスや樹脂の表面加工等により、光路調整層６６の表面に作り込まれる。   As shown in FIG. 7B, each of the microprisms includes a first surface and a second surface. The first surface is inclined about 90 ° in the sub-scanning direction so as to be orthogonal to the main surface of the LED substrate 58. The inclination angle of the first surface is an example, and is not limited to 90 °. The second surface is inclined with respect to the main surface of the LED substrate 58 at a predetermined inclination angle in the sub-scanning direction. Therefore, in the microprism array, the first surface and the second surface are alternately arranged in the sub-scanning direction, and the cross-sectional shape in the sub-scanning direction becomes “sawtooth”. The microprism array as the concavo-convex structure 66A is formed on the surface of the optical path adjustment layer 66 by resin injection molding, glass or resin surface processing, or the like.

このマイクロプリズムアレイは、入射した光を予め定めた方向に屈折させる。マイクロプリズムアレイからは、予め定めた方向に不要光が射出される。なお、矢印で図示したのは「出射光（不要光）の進行方向」である。出射光の進行方向と第１の面とが成す角度をθ１とし、出射光の進行方向と第２の面とが成す角度をθ２とする。これら角度θ１及び角度θ２の各値が好適範囲となるように、第２の面の傾斜角度が設定される。 The microprism array refracts incident light in a predetermined direction. Unnecessary light is emitted from the microprism array in a predetermined direction. In addition, what is illustrated by an arrow is “the traveling direction of outgoing light (unnecessary light)”. The angle formed by the traveling direction of the emitted light and the first surface is θ 1, and the angle formed by the traveling direction of the emitted light and the second surface is θ 2 . As the values of these angles theta 1 and the angle theta 2 is preferably a range, the inclination angle of the second surface is set.

図７（Ｂ）に示すように、角度θ１が負の値となる場合には、第２の面に先に入射した光が、次に第１の面でホログラム記録層６０に向かって反射されてしまう。この反射拡散状態を避けるために、角度θ１はゼロ又は正の値が好ましい。角度θ１がゼロ近傍の値であれば、反射拡散状態には陥らない。 As shown in FIG. 7B, when the angle θ 1 has a negative value, the light previously incident on the second surface is then reflected toward the hologram recording layer 60 by the first surface. Will be. In order to avoid this reflection diffusion state, the angle θ 1 is preferably zero or a positive value. If the angle θ 1 is a value near zero, the reflection diffusion state does not occur.

図８（Ａ）に示すように、角度θ２が９０°より小さい場合には、第２の面で屈折する光が光源からみて手前に倒れるために、不要光の減衰効果が損なわれる虞がある。これに対し、図８（Ｂ）に示すように、角度θ２が９０°より大きい場合には、第２の面で屈折する光が光源からみて向こう側に倒れるために、高い減衰効果が得られる。従って、不要光を感光体ドラム１２に到達させないように、角度θ２を９０°以上とする。 As shown in FIG. 8 (A), when the angle theta 2 is smaller than 90 °, to the light refracted at the second surface is tipping forward when viewed from the light source, is a possibility that the damping effect of the unnecessary light is impaired is there. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the angle θ 2 is larger than 90 °, the light refracted on the second surface falls to the far side as viewed from the light source, and thus a high attenuation effect is obtained. It is done. Therefore, so as not to reach the unnecessary light to the photosensitive drum 12, the angle theta 2 to 90 ° or more.

複数のマイクロプリズムの配列ピッチＰは、第１の面と第２の面とにより構成される谷部（凹部）の深さが、光路調整層６６の厚さに対して十分小さくなるよう選択される。例えば、配列ピッチＰは、光路調整層６６の厚さの１／１０以下としてもよい。また、配列ピッチＰは、光源であるＬＥＤ５０の発光波長より十分大きくする。例えば、ＬＥＤ５０の発光波長の１０倍以上としてもよい。   The arrangement pitch P of the plurality of microprisms is selected so that the depth of the valley (concave portion) formed by the first surface and the second surface is sufficiently smaller than the thickness of the optical path adjustment layer 66. The For example, the arrangement pitch P may be 1/10 or less of the thickness of the optical path adjustment layer 66. The arrangement pitch P is sufficiently larger than the emission wavelength of the LED 50 that is a light source. For example, it is good also as 10 times or more of the light emission wavelength of LED50.

一例として、離間層６４を空気（屈折率：1.00）、光路調整層６６をシクロポリオレフィン樹脂（屈折率：1.51）により形成した場合を考える。凹凸構造６６Ａがない場合、例えば光路調整層６６に４５°の角度で入射した光線はスネルの法則により２８°の角度で光路調整層６６の内部を伝搬する。これに対し、光路調整層６６の接線方向に対し正負４５°ずつの角度をもつ凹凸構造６６Ａを設置した場合、θ１＝０°、θ２＝９０°となり、光路調整層６６を伝搬する光線の角度は４５°となる。この場合、結果として凹凸構造６６Ａの設置により伝搬する光線の角度を副走査方向に１７°偏向することが可能となる。   As an example, consider the case where the spacing layer 64 is formed of air (refractive index: 1.00) and the optical path adjustment layer 66 is formed of cyclopolyolefin resin (refractive index: 1.51). In the absence of the concavo-convex structure 66A, for example, light incident on the optical path adjustment layer 66 at an angle of 45 ° propagates through the optical path adjustment layer 66 at an angle of 28 ° according to Snell's law. On the other hand, when the concavo-convex structure 66A having positive and negative angles of 45 ° with respect to the tangential direction of the optical path adjustment layer 66 is installed, θ1 = 0 ° and θ2 = 90 °, and the angle of the light beam propagating through the optical path adjustment layer 66 Is 45 °. In this case, as a result, it becomes possible to deflect the angle of the propagating light beam by 17 ° in the sub-scanning direction by installing the concavo-convex structure 66A.

上記例の場合、配列ピッチＰは７．８μｍ以上とすることができる。また光路調整層６６の厚さを０．５ｍｍとした場合、凹凸構造６６Ａの深さは５０μｍ以下とすることができる。従って本例の場合、配列ピッチＰは７．８μｍ〜１００μｍとすることが、凹凸構造６６Ａの深さは３．９μｍ〜５０μｍとすることができる。   In the case of the above example, the arrangement pitch P can be 7.8 μm or more. When the thickness of the optical path adjustment layer 66 is 0.5 mm, the depth of the concavo-convex structure 66A can be 50 μm or less. Therefore, in this example, the arrangement pitch P can be set to 7.8 μm to 100 μm, and the depth of the concavo-convex structure 66A can be set to 3.9 μm to 50 μm.

複数のマイクロプリズムの各々は、マイクロプリズムの表面（即ち、第１の面と第２の面）に、より微細な凹凸構造を有していてもよい。微細な凹凸構造は、図５に示すように、複数の凸部又は複数の凹部が不規則に配列されて拡散体として機能する凹凸構造としてもよい。また、微細な凹凸構造は、次に説明するように、ホログラム等の回折格子として機能する凹凸構造としてもよい（図９参照）。   Each of the plurality of microprisms may have a finer uneven structure on the surface of the microprism (that is, the first surface and the second surface). As shown in FIG. 5, the fine concavo-convex structure may be a concavo-convex structure in which a plurality of convex portions or a plurality of concave portions are irregularly arranged to function as a diffuser. Further, the fine concavo-convex structure may be a concavo-convex structure that functions as a diffraction grating such as a hologram as described below (see FIG. 9).

また、凹凸構造の他の変形例について説明する。図９（Ａ）は光路調整層の表面に形成される凹凸構造の更に他の一例（回折格子）を示す部分拡大図である。図９（Ｂ）はホログラムが再生される様子を示す模式的な断面図である。図９（Ａ）に示すように、光路調整層６６の表面には、複数の凸部が周期的に配列された凹凸構造６６Ａが形成されている。複数の凸部が周期的に配列された凹凸構造は偏向素子として機能する。   Another modified example of the concavo-convex structure will be described. FIG. 9A is a partially enlarged view showing still another example (diffraction grating) of the concavo-convex structure formed on the surface of the optical path adjustment layer. FIG. 9B is a schematic cross-sectional view showing how a hologram is reproduced. As shown in FIG. 9A, an uneven structure 66A in which a plurality of protrusions are periodically arranged is formed on the surface of the optical path adjustment layer 66. The concavo-convex structure in which a plurality of convex portions are periodically arranged functions as a deflection element.

図９（Ａ）に示す例では、凹凸構造６６Ａは、複数の凸部が副走査方向に予め定めた格子間隔（ピッチ）で配列された回折格子である。この回折格子は、入射した光を予め定めた方向に回折する。回折格子は、信号光及び参照光の二光波による干渉縞を記録したホログラムとしてもよい。なお、計算機ホログラムで記録してもよい。ホログラムは、参照光の照射により、信号光と同じ回折光を再生する。   In the example shown in FIG. 9A, the concavo-convex structure 66A is a diffraction grating in which a plurality of convex portions are arranged at a predetermined lattice interval (pitch) in the sub-scanning direction. The diffraction grating diffracts incident light in a predetermined direction. The diffraction grating may be a hologram in which interference fringes due to two light waves of signal light and reference light are recorded. In addition, you may record with a computer generated hologram. The hologram reproduces the same diffracted light as the signal light by irradiation of the reference light.

凹凸構造６６Ａとしての回折格子は、樹脂の射出成形やガラスや樹脂の表面加工等により、光路調整層６６の表面に作り込まれる。例えば、ホログラムは、通常の表面レリーフホログラムの製造法を用いて、信号光及び参照光の二光波の干渉により作製される。   The diffraction grating as the concavo-convex structure 66A is formed on the surface of the optical path adjustment layer 66 by resin injection molding, glass or resin surface processing, or the like. For example, a hologram is produced by interference of two light waves of signal light and reference light using a normal method for manufacturing a surface relief hologram.

図９（Ｂ）に示すように、ホログラム素子５４から射出された回折光は、感光体ドラム１２の表面１２Ａに結像され、スポット６２が形成される。一方、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、光路調整層６６の表面に設けられた凹凸構造６６Ａに入射する。凹凸構造６６Ａとしての回折格子は、入射した光を予め定めた方向に回折させる。回折格子からは、感光体ドラム１２が位置する方向とは異なる方向に、不要光が射出される。これにより、感光体ドラム１２の不要露光が低減される。   As shown in FIG. 9B, the diffracted light emitted from the hologram element 54 forms an image on the surface 12A of the photosensitive drum 12, and a spot 62 is formed. On the other hand, a part of the light emitted from the LED 50 enters the concavo-convex structure 66 </ b> A provided on the surface of the optical path adjustment layer 66. The diffraction grating as the concavo-convex structure 66A diffracts incident light in a predetermined direction. From the diffraction grating, unnecessary light is emitted in a direction different from the direction in which the photosensitive drum 12 is located. Thereby, unnecessary exposure of the photosensitive drum 12 is reduced.

凹凸構造６６Ａとしての回折格子は、副走査方向において入射した光を偏向させると共に、主走査方向において入射した光を偏向させる。即ち、回折格子によれば、回折光は主走査方向に拡がらずに、予め定めた所望の方向に収束する。このため、背景雑音が低減されると共に、クロストークによる雑音が低減される。従って、プリズム等の屈折による偏向素子に比べて、感光体ドラム１２に到達する光が更に減衰する。   The diffraction grating as the concavo-convex structure 66A deflects the incident light in the sub-scanning direction and deflects the incident light in the main scanning direction. That is, according to the diffraction grating, the diffracted light does not spread in the main scanning direction but converges in a predetermined desired direction. For this reason, background noise is reduced and noise due to crosstalk is reduced. Therefore, the light reaching the photosensitive drum 12 is further attenuated as compared with a deflecting element such as a prism.

回折格子の格子ピッチが狭いほど、回折格子による回折角が大きくなる。一方、格子ピッチがＬＥＤ５０の発光波長に近付くほど、回折光が得られ難くなる。このため、回折格子の格子ピッチの上限は、光源であるＬＥＤ５０の発光波長の１０倍未満としてもよく、発光波長の５倍未満としてもよい。回折格子の格子ピッチの下限は、光源であるＬＥＤ５０の発光波長を超えていればよく、発光波長の２倍以上としてもよい。   The smaller the grating pitch of the diffraction grating, the larger the diffraction angle by the diffraction grating. On the other hand, the closer the grating pitch is to the emission wavelength of the LED 50, the more difficult it is to obtain diffracted light. For this reason, the upper limit of the grating pitch of the diffraction grating may be less than 10 times the emission wavelength of the LED 50 that is the light source, or less than 5 times the emission wavelength. The lower limit of the grating pitch of the diffraction grating only needs to exceed the emission wavelength of the LED 50 that is the light source, and may be twice or more the emission wavelength.

例えば、ＬＥＤ５０の発光波長を７８０ｎｍとすると、格子ピッチは１．５６μｍ〜７．８μｍとしてもよい。具体例を挙げると、光路調整層６６の接線方向に対し正負４５°ずつの角度をもつ凹凸構造６６Ａに対し４５°で入射する光を考えた場合、凹凸構造６６Ａの表面に格子ピッチ２．０μｍ（１ｍｍあたり５００本）の回折格子を備えると、この回折格子は、入射した光を回折及び集光して、一次回折光を０次回折光に対し２３°の角度で射出する。   For example, when the emission wavelength of the LED 50 is 780 nm, the lattice pitch may be 1.56 μm to 7.8 μm. As a specific example, when light incident at 45 ° to the concavo-convex structure 66A having an angle of 45 ° with respect to the tangential direction of the optical path adjustment layer 66 is considered, the grating pitch is 2.0 μm on the surface of the concavo-convex structure 66A. When (500 per 1 mm) diffraction gratings are provided, this diffraction grating diffracts and collects incident light, and emits first-order diffracted light at an angle of 23 ° with respect to zero-order diffracted light.

回折格子をホログラムとした場合、回折格子の格子ピッチの変動により、回折光の配光を制御することが容易となる。   When the diffraction grating is a hologram, the light distribution of the diffracted light can be easily controlled by the fluctuation of the grating pitch of the diffraction grating.

＜一体型ＬＰＨの具体的な構成例＞
図１０はホログラム記録層が容器内に収納された一体型ＬＰＨの具体的な構成を示す断面図である。図１０に示すように、一体型ＬＰＨ１４は、複数のＬＥＤ５０を備えたＬＥＤチップ５３が複数配列されたＬＥＤ基板５８と、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して複数のホログラム素子５４が記録されたホログラム記録層６０と、を備えている。 <Specific configuration example of integrated LPH>
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a specific configuration of an integrated LPH in which a hologram recording layer is housed in a container. As shown in FIG. 10, the integrated LPH 14 includes an LED substrate 58 on which a plurality of LED chips 53 each having a plurality of LEDs 50 are arranged, and a hologram on which a plurality of hologram elements 54 are recorded corresponding to each of the plurality of LEDs 50. And a recording layer 60.

ホログラム記録層６０は、ガラスや樹脂等で構成された容器７０内に収納されて保護されている。ホログラム記録層６０は、ホログラム記録材料を容器７０内に封入する等して、容器７０内に収納されている。複数のホログラム素子５４は、容器内に収納されたホログラム記録層６０Ａ（記録前）に対し、位相共役記録により記録される。   The hologram recording layer 60 is housed and protected in a container 70 made of glass, resin, or the like. The hologram recording layer 60 is accommodated in the container 70 by, for example, enclosing the hologram recording material in the container 70. The plurality of hologram elements 54 are recorded by phase conjugate recording on the hologram recording layer 60A (before recording) housed in the container.

容器７０は、主走査方向に延びる長尺状で且つ平板状の第１の平板部７２と、ホログラム記録層６０を挟んで第１の平板部７２と対向する長尺状で且つ平板状の第２の平板部７４と、側面を形成して第１の平板部７２と第２の平板部７４とを連結する連結部７６と、第１の平板部７２を一定の高さに支持する支持部７８と、を備えている。   The container 70 has a long and flat plate-like first flat plate portion 72 extending in the main scanning direction, and a long and flat plate-shaped first plate portion 72 that faces the first flat plate portion 72 with the hologram recording layer 60 interposed therebetween. Two flat plate portions 74, a connecting portion 76 that forms a side surface to connect the first flat plate portion 72 and the second flat plate portion 74, and a support portion that supports the first flat plate portion 72 at a constant height. 78.

また、図１０に示すように、第１の平板部７２は、ＬＥＤ基板５８側の表面に凹凸構造７２Ａを有している。凹凸構造７２Ａは、不要光の光路と光路調整層６６の表面とが交差する調整領域に設けられている。凹凸構造６６Ａの形成領域は、主走査方向に延びる帯状の領域とされている。凹凸構造７２Ａを有する第１の平板部７２は、容器７０の一部を構成する。   Further, as shown in FIG. 10, the first flat plate portion 72 has a concavo-convex structure 72A on the surface on the LED substrate 58 side. The concavo-convex structure 72 </ b> A is provided in an adjustment region where the optical path of unnecessary light and the surface of the optical path adjustment layer 66 intersect. The formation region of the concavo-convex structure 66A is a strip-like region extending in the main scanning direction. The first flat plate portion 72 having the concavo-convex structure 72 </ b> A constitutes a part of the container 70.

容器７０は、空気より屈折率の高いガラスや樹脂等の材料で構成されている。容器７０を構成する材料としては、図２の光路調整層６６の材料として例示された材料を用いてもよい。容器７０は、例えば、成形型を用いた射出成形等により作製してもよい。また、容器７０を複数の部材に分けて、各部材を射出成形等により作製してもよい。押出成型等により所望の寸法よりも長い部材を作製した後、両端を切除、封止することにより容器７０を形成してもよい。   The container 70 is made of a material such as glass or resin having a higher refractive index than air. As a material constituting the container 70, a material exemplified as the material of the optical path adjustment layer 66 in FIG. 2 may be used. The container 70 may be manufactured by, for example, injection molding using a mold. Further, the container 70 may be divided into a plurality of members, and each member may be manufactured by injection molding or the like. After producing a member longer than a desired dimension by extrusion molding or the like, the container 70 may be formed by cutting and sealing both ends.

また所望の寸法よりも短い部材を作製した後、複数の部材を接合し両端を封止することにより容器７０を作製してもよい。凹凸構造７２Ａは、第１の平板部７２と一体に形成されてもよく、平板部７２の形成後、切削や熱スタンプなどの手法により形成されてもよい。またＵＶ硬化樹脂等の放射線硬化型樹脂膜を塗布、貼り付け等の手法により形成した後、強度分布をもった放射線により露光することにより形成されてもよい。   Moreover, after producing a member shorter than a desired dimension, you may produce the container 70 by joining a some member and sealing both ends. The uneven structure 72A may be formed integrally with the first flat plate portion 72, or may be formed by a technique such as cutting or heat stamping after the flat plate portion 72 is formed. Alternatively, a radiation curable resin film such as a UV curable resin may be formed by a technique such as coating and pasting, and then exposed by radiation having an intensity distribution.

支持部７８は、主走査方向に延びる長尺状の部材で構成されている。支持部７８は、第１の平板部７２の幅方向の両端に設けられている。支持部７８は、第１の平板部７２から見ると、第１の平板部７２からその法線方向に延びる脚部である。容器７０は、脚部である支持部７８の一端をＬＥＤ基板５８上に着けて、ＬＥＤ基板５８上に載せ置かれる。   The support portion 78 is composed of a long member extending in the main scanning direction. The support portions 78 are provided at both ends of the first flat plate portion 72 in the width direction. When viewed from the first flat plate portion 72, the support portion 78 is a leg portion extending in the normal direction from the first flat plate portion 72. The container 70 is placed on the LED board 58 with one end of the support part 78 that is a leg part placed on the LED board 58.

容器７０がＬＥＤ基板５８上に載せ置かれることにより、凹凸構造７２Ａを有する第１の平板部７２が、ＬＥＤ基板５８上の一定の高さに支持される。これにより、ＬＥＤ５０と第１の平板部７２とが離間されて、ＬＥＤ５０と第１の平板部７２との間には、空気層が介在することになる。同時に、ホログラム記録層６０が、ＬＥＤ基板５８上の一定の高さに配置される。また、ＬＥＤ基板５８上の複数のＬＥＤ５０は、第１の平板部７２と支持部７８とで形成されるハウジング内に収納される。   By placing the container 70 on the LED substrate 58, the first flat plate portion 72 having the concavo-convex structure 72 </ b> A is supported at a certain height on the LED substrate 58. Thereby, the LED 50 and the first flat plate portion 72 are separated from each other, and an air layer is interposed between the LED 50 and the first flat plate portion 72. At the same time, the hologram recording layer 60 is disposed at a certain height on the LED substrate 58. The plurality of LEDs 50 on the LED substrate 58 are housed in a housing formed by the first flat plate portion 72 and the support portion 78.

ＬＥＤ５０から射出された光は、容器７０に収納されたホログラム記録層６０に照射される。本実施の形態では、記録層６０に記録されたホログラム素子５４は位相共役記録されているため、当該ホログラム素子５４からは、信号光の位相共役光が回折光として射出される。一方、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、第１の平板部７２の表面に設けられた凹凸構造７２Ａに入射する。凹凸構造７２Ａは、入射した光の進行方向を変化させて、不要光を減衰させる。   Light emitted from the LED 50 is applied to the hologram recording layer 60 accommodated in the container 70. In the present embodiment, since the hologram element 54 recorded on the recording layer 60 is phase conjugate recorded, the phase conjugate light of the signal light is emitted from the hologram element 54 as diffracted light. On the other hand, part of the light emitted from the LED 50 enters the concavo-convex structure 72 </ b> A provided on the surface of the first flat plate portion 72. The uneven structure 72A attenuates unnecessary light by changing the traveling direction of the incident light.

また、主走査方向に並ぶ複数のＬＥＤ５０に対して、主走査方向に延びる凹凸構造７２Ａが設けられるので、複数のＬＥＤ５０を高密度に配列しても、高い位置決め精度は不要にとなる。   In addition, since the concavo-convex structure 72A extending in the main scanning direction is provided for the plurality of LEDs 50 arranged in the main scanning direction, high positioning accuracy becomes unnecessary even if the plurality of LEDs 50 are arranged at high density.

図１１（Ａ）〜（Ｅ）は、図１０に示す一体型ＬＰＨの製造工程を示す断面図である。まず、図１１（Ａ）に示すように、容器７０を構成する各部品を作製する。この例では、容器７０は、第１の部材と第２の部材とに分けて作製される。第１の部材は、第２の平板部７４及び連結部７６の一部７６Ａで構成される。第２の部材は、第１の平板部７２、連結部７６の一部７６Ｂ及び支持部７８で構成される。各部材は、射出成形等により所望の形状に形成される。   FIGS. 11A to 11E are cross-sectional views showing manufacturing steps of the integrated LPH shown in FIG. First, as shown in FIG. 11A, each component constituting the container 70 is manufactured. In this example, the container 70 is manufactured by being divided into a first member and a second member. The first member includes the second flat plate portion 74 and a part 76 </ b> A of the connecting portion 76. The second member includes the first flat plate portion 72, a part 76 </ b> B of the connecting portion 76, and the support portion 78. Each member is formed into a desired shape by injection molding or the like.

次に、図１１（Ｂ）に示すように、連結部７６の一部７６Ａと連結部７６の一部７６Ｂとを接合することで、第１の部材と第２の部材とを一体化して、第１の平板部７２、第２の平板部７４、連結部７６及び支持部７８を備えた容器７０を完成させる。続いて、図１１（Ｃ）に示すように、容器７０内にホログラム記録材料を充填して、容器７０内にホログラム記録層６０Ａ（記録前）を形成する。   Next, as shown in FIG. 11B, the first member and the second member are integrated by joining a part 76A of the connecting part 76 and a part 76B of the connecting part 76, The container 70 including the first flat plate portion 72, the second flat plate portion 74, the connecting portion 76, and the support portion 78 is completed. Subsequently, as shown in FIG. 11C, the hologram recording material is filled in the container 70 to form a hologram recording layer 60A (before recording) in the container 70.

次に、図１１（Ｅ）に示すように、ホログラム記録層６０が収納された容器７０を、ＬＥＤ基板５８上に載せ置く。最後に、図１１（Ｄ）に示すように、容器７０内に収納されたホログラム記録層６０Ａ（記録前）に対し、位相共役記録により複数のホログラム素子５４記録する。   Next, as illustrated in FIG. 11E, the container 70 in which the hologram recording layer 60 is accommodated is placed on the LED substrate 58. Finally, as shown in FIG. 11D, a plurality of hologram elements 54 are recorded by phase conjugate recording on the hologram recording layer 60A (before recording) accommodated in the container 70.

一体型ＬＰＨ１４では、凹凸構造７２Ａは容器７０と一体に形成されている。また、ホログラム記録層６０は、凹凸構造７２Ａを含む容器７０と一体に形成されている。容器７０は、凹凸構造７２Ａを有する第１の平板部７２及び支持部７８を備えているので、ホログラム記録層６０が収納された容器７０を、ＬＥＤ基板５８上に載せ置くだけで、ホログラム記録層６０及び凹凸構造７２Ａが所望の位置に配置されると共に、複数のＬＥＤ５０がハウジング内に収納される。   In the integrated LPH 14, the uneven structure 72 </ b> A is formed integrally with the container 70. The hologram recording layer 60 is formed integrally with the container 70 including the concavo-convex structure 72A. Since the container 70 includes the first flat plate portion 72 having the concavo-convex structure 72 </ b> A and the support portion 78, simply placing the container 70 containing the hologram recording layer 60 on the LED substrate 58, the hologram recording layer 60 and the concavo-convex structure 72A are disposed at desired positions, and a plurality of LEDs 50 are accommodated in the housing.

＜その他の変形例＞
なお、上記では、複数のＬＥＤを備えたＬＥＤプリントヘッドを備える例について説明したが、ＬＥＤに代えて電界発光素子（ＥＬ）、レーザダイオード（ＬＤ）等、他の発光素子を用いてもよい。発光素子の特性に応じてホログラム素子を設計すると共に、インコヒーレント光による不要露光を低減することで、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。 <Other variations>
In addition, although the example provided with the LED print head provided with several LED was demonstrated above, it replaced with LED and you may use other light emitting elements, such as an electroluminescent element (EL) and a laser diode (LD). 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 reducing unnecessary exposure due to 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。   In the above description, an example in which a plurality of hologram elements are multiplexed and recorded by spherical wave shift multiplexing has been described. However, if a multiplexing method that can obtain a desired diffracted light is used, a plurality of hologram elements can be multiplexed and recorded by another multiplexing method. May be. 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. .

また、上記では、画像形成装置がタンデム型のデジタルカラープリンタであり、その各画像形成ユニットの感光体ドラムを露光する露光装置としてのＬＥＤプリントヘッドについて説明したが、露光装置により感光性の画像記録媒体を像様露光することで画像が形成される画像形成装置であればよく、上記の応用例には限定されない。例えば、画像形成装置は、電子写真方式のデジタルカラープリンタには限定されない。銀塩方式の画像形成装置や光書込み型電子ペーパー等の書き込み装置等にも本発明の露光装置を搭載してもよい。また、感光性の画像記録媒体は、感光体ドラムには限定されない。シート状の感光体や写真感光材料、フォトレジスト、フォトポリマー等の露光にも、上記応用例に係る露光装置を適用してもよい。   In the above description, 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 in which an image is formed by imagewise exposing a medium may be used, and the present invention is not limited to the above application examples. 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 according to the above application example may also be applied to exposure of a sheet-shaped photoreceptor, a photographic material, a photoresist, a photopolymer, and the like.

２ ＰＣ
３ 画像読取装置
１０ 画像形成プロセス部
１１ 画像形成ユニット
１２ 感光体ドラム
１２Ａ 表面
１３ 帯電器
１４ ＬＥＤプリントヘッド
１５ 現像器
１６ クリーナ
２１ 中間転写ベルト
２２ 一次転写ロール
２３ 二次転写ロール
２４ 搬送ベルト
２５ 定着器
３０ 制御部
４０ 画像処理部
５０ ＬＥＤ
５２ ＬＥＤアレイ
５３ ＬＥＤチップ
５４ ホログラム素子
５６ ホログラム素子アレイ
５８ ＬＥＤ基板
６０ ホログラム記録層
６０Ａ ホログラム記録層
６２ スポット
６４ 離間層
６６ 光路調整層
６６Ａ 凹凸構造
７０ 容器
７２ 第１の平板部
７２Ａ 凹凸構造
７４ 第２の平板部
７６ 連結部
７８ 支持部 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 15 Developer 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 53 LED chip 54 Hologram element 56 Hologram element array 58 LED substrate 60 Hologram recording layer 60A Hologram recording layer 62 Spot 64 Separating layer 66 Optical path adjusting layer 66A Uneven structure 70 Container 72 First flat plate portion 72A Uneven structure 74 Second Flat plate portion 76 connecting portion 78 support portion

Claims (9)

複数の発光素子が第１の方向に並ぶように配列された基板と、
前記基板上に配置された記録層であって、前記複数の発光素子の各々から射出された射出光が、対応するホログラム素子により回折及び集光されて、被露光面上に前記第１の方向に並ぶ集光点列が形成されるように、前記複数の発光素子の各々に対応する複数のホログラム素子が多重記録された記録層と、
前記複数の発光素子と前記被露光面との間に配置され、当該層の光入射側又は光出射側の表面に凹凸構造を有し、当該層を通過する光の光路を調整する光路調整層と、
を備え、
前記凹凸構造は、当該構造を通過する光の進行方向を変化させて、前記対応するホログラム素子の外側を通過して前記被露光面に到達する光を減衰させる、
露光装置。 A substrate having a plurality of light emitting elements arranged in a first direction;
A recording layer disposed on the substrate, wherein the emitted light emitted from each of the plurality of light emitting elements is diffracted and condensed by a corresponding hologram element, and is applied to the exposed surface in the first direction. A recording layer in which a plurality of hologram elements corresponding to each of the plurality of light emitting elements is recorded in a multiplexed manner so that a condensing point sequence arranged in
An optical path adjusting layer that is arranged between the plurality of light emitting elements and the exposed surface, has a concavo-convex structure on the light incident side or light emitting side surface of the layer, and adjusts the optical path of light passing through the layer When,
With
The concavo-convex structure changes the traveling direction of the light passing through the structure, and attenuates the light passing through the outside of the corresponding hologram element and reaching the exposed surface.
Exposure device. 前記光路調整層は、前記記録層に隣接するように配置される、請求項１に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical path adjustment layer is disposed adjacent to the recording layer. 前記凹凸構造は、入射した光を複数の方向に拡散させる拡散体として機能する、請求項１又は請求項２に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the uneven structure functions as a diffuser that diffuses incident light in a plurality of directions. 前記凹凸構造は、複数の凸部が周期的に配列されて、入射した光を予め定めた方向に偏向させる偏向素子として機能する、請求項１又は請求項２に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the concavo-convex structure functions as a deflecting element in which a plurality of convex portions are periodically arranged to deflect incident light in a predetermined direction. 前記偏向素子は、前記第１の方向に延びる長尺状のプリズムが凸部を構成し、複数のプリズムが前記第１の方向と交差する第２の方向に周期的に配列されて、入射した光を予め定めた方向に屈折させるプリズムアレイである、請求項４に記載の露光装置。   In the deflecting element, a long prism extending in the first direction forms a convex portion, and a plurality of prisms are periodically arranged in a second direction intersecting the first direction and incident thereon. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the exposure apparatus is a prism array that refracts light in a predetermined direction. 前記偏向素子は、入射した光を予め定めた方向に回折する回折格子である、請求項４に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 4, wherein the deflecting element is a diffraction grating that diffracts incident light in a predetermined direction. 前記回折格子は、参照光の照射により信号光と同じ回折光を再生するように、信号光及び参照光の二光波による干渉縞を記録したホログラムである、請求項６に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 6, wherein the diffraction grating is a hologram in which interference fringes due to two light waves of the signal light and the reference light are recorded so as to reproduce the same diffracted light as the signal light by irradiation of the reference light. 前記記録層は容器内に収納されて前記基板上に配置されており、前記容器の一部が前記光路調整層を構成する、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の露光装置。   The exposure according to any one of claims 1 to 7, wherein the recording layer is accommodated in a container and disposed on the substrate, and a part of the container constitutes the optical path adjustment layer. apparatus. 請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の露光装置と、
前記露光装置と作動距離だけ離間して配置されると共に、前記露光装置に対して前記第１の方向と交差する第２の方向に相対移動され、前記露光装置により画像データに応じて走査露光されて、画像が書き込まれる感光体と、
を含む画像形成装置。 An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The exposure apparatus is disposed apart from the exposure apparatus by a working distance, is moved relative to the exposure apparatus in a second direction intersecting the first direction, and is subjected to scanning exposure according to image data by the exposure apparatus. A photoconductor on which an image is written,
An image forming apparatus including:
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