聚焦元件、聚焦元件阵列、曝光装置及图像形成装置

摘要

本发明涉及聚焦元件、聚焦元件阵列、曝光装置及图像形成装置。提供了一种聚焦元件，其包括：发光元件，其产生在预定波长范围的光并发出扩散光；以及在布置在所述发光元件的光出射侧的记录层中的全息元件，通过利用从发光元件的波长范围选择的多个波长的光通过波长多路来记录所述全息元件，并且利用来自所述发光元件的扩散光照射所述全息元件，并且所述全息元件发出在预定聚焦点处会聚的衍射光。

说明书

技术领域

本发明涉及聚焦元件、聚焦元件阵列、曝光装置及图像形成装置。

背景技术

日本专利申请待审特开(JP-A)2007-237576号公报记载了一种曝光装置，其包括：在光源基板上设置的多个发光元件；包括多个正衍射透镜的第一透镜阵列，其通过使光衍射而使透射的光的光通量会聚并产生图像；和第二透镜阵列，其包括多个透镜并把第一透镜阵列夹在这些多个透镜与多个发光元件的相应元件之间中间。多个正衍射透镜的每一个在垂直于光源基板的方向上与多个发光元件中的相应元件交叠。

日本专利申请待审特开昭(JP-A)60-116479号公报记载了一种使用发光二极管的打印机，其选择性地点亮发光二极管阵列中的各发光二极管、利用会聚系统将发光二极管阵列的发光面会聚到感光体上、并形成划分为点的图像，在发光二极管阵列中多个发光二极管设置成至少一行。使用发光二极管的该打印机的发光二极管阵列由从端面发光的单片集成的发光二极管阵列芯片构成，并且会聚系统的一个面固定在与发光二极管阵列和基板之间的接触面平行的面中。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种聚焦元件，其包括：

发光元件，其产生在预定波长范围的光并发出扩散光；以及

全息元件，其位于布置在所述发光元件的光出射侧的记录层中，利用从所述发光元件的波长范围选择的多个波长的光，通过波长多路来记录所述全息元件，并且利用来自所述发光元件的所述扩散光来照射所述全息元件，所述全息元件发出在预定聚焦点处会聚的衍射光。

本发明的第二方面提供了根据第一方面的聚焦元件，其中在所述波长多路中所记录的所述多个波长包括在所述波长范围中的短波长侧和长波长侧处的、关于中心波长大致对称的位置处的波长。

本发明的第三方面提供了根据第一方面的聚焦元件，其中在所述波长多路中所记录的所述多个波长包括所述波长范围的中心波长。

本发明的第四方面提供了聚焦元件阵列，在所述聚焦元件阵列中，多个根据第一方面的聚焦元件按照一维排列或二维排列中的一种进行排列。

本发明的第五方面提供了曝光装置，包括多个根据第一至第三方面的聚焦元件，其中，所述多个聚焦元件按照一维排列或二维排列中的一种进行排列，使得从所述多个聚焦元件中的各聚焦元件发出的所述衍射光在预定操作距离处会聚，并且从所述多个聚焦元件中的各聚焦元件发出的所述衍射光的所述聚焦点以预定方向排列。

本发明的第六方面提供了图像形成装置，其包括：

根据第五方面的曝光装置；以及

感光体，其布置为与所述曝光装置分开所述操作距离，并且在所述感光体上通过所述曝光装置根据图像数据写入图像，沿所述聚焦点排列的所述预定方向对所述感光体进行快扫描。

根据本发明的上述方面中记载的发明，提供下面的效果。

根据本发明的第一方面，效果在于，与包括不是通过波长多路而形成的全息元件的聚焦元件相比，从扩散光源发出的光可以高效地被取出并在任意方向聚焦。

根据本发明的第二方面，效果在于，与不使用本发明时相比，可以增强对环境变化的抵抗。

根据本发明的第三方面，效果在于，与不使用本发明时相比，可以较高效率地取出从扩散光源发出的光。

根据本发明的第四方面，效果在于，与使用包括不是通过波长多路而形成的全息元件的聚焦元件时相比，从多个扩散光源发出的各光可以高效地被取出并在任意方向聚焦。

根据本发明的第五方面，效果在于，与使用包括不是通过波长多路 形成的全息元件的聚焦元件时相比，从多个扩散光源发出的各光可以被高效地取出并在任意方向聚焦，并且可以在预定操作距离形成沿预定方向排列的聚焦点的行。

根据本发明的第六方面，效果在于，与使用包括不是通过波长多路形成的全息元件的聚焦元件时相比，从多个扩散光源发出的各光可以被高效地取出并且以预定操作距离沿感光体的方向上聚焦，并且通过在预定方向上排列的一行聚焦点对感光体进行快扫描以写入图像。

附图说明

将基于以下附图详细地描述本发明的示例性实施方式，在附图中：

图1是示出了本发明的示例性实施方式所涉及的图像形成装置的结构的示例的示意图；

图2是示出了本发明的示例性实施方式所涉及的LED打印头的结构的示例的示意性立体图；

图3A是示出了全息元件的示意性形状的立体图；

图3B是LED打印头在慢扫描方向的截面图；

图3C是LED打印头在快扫描方向的截面图；

图4是示出了在全息记录层中记录全息图的状态的图；

图5A是示出了LED的发光光谱的图；

图5B是示出了在波长多路方法中使用的波长的选择的示例的图；

图5C是示出了在波长多路方法中使用的波长的选择的另一示例的图；

图6A和图6B是示出了用于选择在波长多路方法中使用的波长的标准的示例的图；

图7A和图7B是示出了再现全息图并产生衍射光的状态的图；和

图8是示出了形成有与SLED阵列相对应的全息元件阵列的LED打印头的局部结构的示例的分解立体图。

具体实施方式

下面，将参考附图来详细地说明本发明的实施方式的示例。

安装有LED打印头的图像形成装置

首先，描述涉及安装有本发明的示例性实施方式的LED打印头的图像形成装置。在通过电子照相系统形成图像的复印机、打印机等中，代替相关技术的激光光栅输出扫描器(ROS)型曝光装置，采用发光二极管(LED)作为光源的LED型曝光装置正在被普遍作为用于在感光鼓上写入潜像的曝光装置。在LED型曝光装置中，不需要扫描光学系统，与激光ROS系统相比尺寸能够变得更小。存在的优点还在于，不需要用于驱动多棱镜的驱动马达，并且不产生机械噪声。

LED型曝光装置被称为LED打印头，缩写为LPH(LED Print Head)。相关技术的LED打印头包括排列在细长基板上的大量LED的LED阵列，以及设置有大量的折射率分布型棒透镜的透镜阵列。在LED阵列中，设置有与在快扫描方向上的像素数相对应的大量LED，例如每英寸1200个像素(即，1200dpi)。在相关技术中，在透镜阵列中采用作为SELFOC(注册商标)透镜等的棒透镜。从每个LED发出的光由棒透镜会聚，并且在感光鼓上形成正立的相同尺寸图像。

已研究采用全息元件来代替棒透镜的LED打印头。本示例性实施方式所涉及的图像形成装置包括设置有下述的全息元件阵列的LED打印头。在采用棒透镜的LPH中，在透镜阵列的端面和聚焦点之间的光路距离(操作距离)短，仅为几个毫米的量级，并且在感光鼓周围，曝光装置所占据的比例大。与此相比，设置有全息元件阵列的LPH 14具有几个厘米的量级的长的操作距离，感光鼓周围不拥挤，并且总体上，图像形成装置尺寸更小。

一般来说，在采用发出非相干光(非干涉光)的LED的LPH中，相干性低，出现模糊的光点(称为色差)，并不易形成微小光点。与此形成对比，在设置有全息透镜阵列的LPH 14中，全息元件的入射角选择性和波长选择性高，并且在感光鼓12上形成轮廓鲜明、微小的光点。

图1是示出了本发明的示例性实施方式所涉及的图像形成装置的结构的示例的示意图。该图像形成装置是所谓的串联型数字彩色打印机。该图像形成装置包括图像形成处理部10、控制部30和图像处理部40。 图像形成处理部10用作根据各颜色的图像数据执行图像形成的图像形成部。控制部30控制图像形成装置的操作。图像处理部40连接到图像读取设备3以及例如外部设备(诸如个人计算机(PC)2等)，并对从这些设备接收的图像数据进行预定的图像处理。

图像形成处理部10包括按照恒定间隔设置成一行的4个图像形成单元11Y、11M、11C和11K。图像形成单元11Y、11M、11C和11K分别形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂图像。在适当的场合，图像形成单元11Y、11M、11C和11K可以统称为图像形成单元11。

各图像形成单元11包括感光鼓12、充电设备13、LED打印头(LPH)14、显影设备15以及清洁器16。感光鼓12用作在其处形成静电潜像并承载调色剂图像的图像载体。充电设备13将感光鼓12的表面均匀地充电到预定电势。LPH 14用作对充电设备13已充电的感光鼓12进行曝光的曝光装置。显影设备15对LPH 14提供的静电潜像进行显影。清洁器16清洁感光鼓12的表面。

LPH 14是长度与感光鼓12的轴向长度大致相同的长而窄的打印头。LPH 14设置在感光鼓12的周围处，使得LPH 14的长度方向朝向感光鼓12的轴向。在本示例性实施方式中，多个LED沿LPH 14的长度方向设置成阵列图案(列图案)。在LED阵列上方，与多个LED相对应的多个全息元件设置成阵列。

如下面描述的，设置有全息元件阵列的LPH 14的操作距离长，并且LPH 14设置为离感光鼓12的表面几个厘米。因此，LPH 14沿感光鼓12的周向所占据的宽度小，并且缓解了感光鼓12周围的拥挤。

图像形成处理部10还包括中间转印带21、一次转印辊22、二次转印辊23以及定影设备25。在图像形成单元11的感光鼓12上已形成的各颜色的调色剂图像被重叠地转印到中间转印带21上。一次转印辊22将图像形成单元11处的各颜色的调色剂图像顺序地转印(一次转印)到中间转印带21上。二次转印辊23将已转印到中间转印带21上的重叠的调色剂图像一起转印(二次转印)到用做记录介质的纸张P上。定影设备 25将二次转印后的图像定影到纸张P上。

下面描述上述图像形成装置的操作。

首先，图像形成处理部10基于从控制部30提供的控制信号(诸如同步信号等)来执行图像处理操作。此时，图像处理部40对从图像读取设备3或PC 2等输入的图像数据进行图像处理，然后通过接口将图像数据提供给图像形成单元11。

例如，在针对黄色的图像形成单元11Y中，通过基于从图像处理部40提供的图像数据而发光的LPH 14，对充电设备13已均匀地充电到预定电压的感光鼓12的表面进行曝光，并且在感光鼓12上形成静电潜像。即，通过基于图像数据而发光的LPH 14的各LED，来对感光鼓12的表面进行快扫描，并且通过旋转感光鼓12进行慢扫描。由此在感光鼓12上形成静电潜像。显影设备15对已形成的静电潜像进行显影，以形成黄色调色剂图像。按照类似方式，在图像形成单元11M、11C、11K处形成品红色、青色和黑色的调色剂图像。

图像形成单元11上形成的各色调色剂图像被一次转印辊22顺序地静电吸引并被转印(一次转印)到按照图1的箭头A方向旋转的中间转印带21上。在中间转印带21上形成重叠的调色剂图像。随着中间转印带21的移动，重叠的调色剂图像被传送到设置有二次转印辊23(二次转印部)的区域。当重叠的调色剂图像被传送到二次转印部时，纸张P被提供到二次转印部，以与调色剂图像被传送到二次转印部的定时相匹配。

在二次转印部处，通过二次转印辊23形成的转印电场，重叠的调色剂图像被一起静电转印到传送的纸张P上(二次转印)。已静电转印有重叠的调色剂图像的纸张P与中间转印带21分开，并通过传送带24被传送到定影设备25。已传送到定影设备25的纸张P上的未定影的调色剂图像。通过经受由定影设备25利用热和压力而施加的定影处理，被定影在纸张P上。然后，形成有已定影图像的纸张P被排出到设置在图像形成装置的排出部处的出纸盘(未示出)。

LED打印头(LPH)

图2是示出本发明示例性实施方式所涉及的LED打印头的结构的示 例的示意性立体图。如图2所示，LED打印头(LPH 14)包括：包括多个LED 50的LED阵列52；和包括与多个LED50一一对应地设置的多个全息元件54的全息元件阵列56。在图2中示出的示例中，LED阵列52设置有6个LED 50₁至50₆，并且全息元件阵列56设置有6个全息元件54₁至54₆。当不需要区分各个元件时，LED 50₁至50₆被统称为“LED 50”，并且全息元件54₁至54₆被统称为“全息元件54”。

多个LED 50分别排列在LED芯片53上。排列有多个LED 50的LED芯片53与驱动各LED 50的驱动电路(未示出)一起安装在长而窄的LED基板58上。LED芯片53设置为使得LED 50沿快扫描方向排成一列，并且LED芯片53设置在LED基板58上。由此，LED 50各沿平行于感光鼓12的轴向的方向排列。

LED 50的排列方向是快扫描方向。各LED 50排列成使得两个相邻LED 50之间的快扫描方向间隔(发光点节距)是恒定间隔。通过旋转感光鼓12来执行慢扫描，并且与“快扫描方向”垂直的方向表示为慢扫描方向。下面，LED 50的设置位置被适当地称为“发光点”。

可以采用各种形式的LED阵列作为LED阵列52，诸如在基板上以芯片为单位安装多个LED的LED阵列。如果排列多个LED芯片(其排列有多个LED)，则多个LED芯片可以排列成直线，或可以按照交错的形式排列。此外，在慢扫描方向上也可以设置两个或更多个LED芯片。图2仅是这样一种LED阵列52的示意图，该LED阵列52中，多个LED 50按照一维方式排列在一个LED芯片53上。

如下面描述的，在本示例性实施方式中，多个LED芯片53以交错形式排列在LED阵列52中(参见图8)。即，在一个方向上设置多个LED芯片53，以在快扫描方向对齐，并且多个LED芯片53在慢扫描方向上设置在分开一定间隔的两行中。即使多个LED 50在多个LED芯片53之间分开，多个LED 50各设置为使得彼此相邻的一对LED 50之间的快扫描方向间隔是固定间隔。

作为LED阵列52，可以采用SLED阵列，其通过排列多个SLED芯片(图中未示出)构成，在SLED芯片上排列多个自扫描LED(SLED)， 使得LED沿快扫描方向对齐。利用一对信号线执行SLED阵列的开关切换，并且选择性地使SLED发光并且SLED共享数据线。通过采用这样的SLED阵列，LED基板58上的布线数量可以保持较少。

全息记录层60形成在LED基板58上，以覆盖上述LED芯片53。在LED基板58上形成的全息记录层60内形成全息元件阵列56。如下面描述的，LED基板58与全息记录层60不需要紧密接触，并且LED基板58与全息记录层60通过其间夹有空气层或透明树脂层等分开预定距离。例如，全息记录层60可以被未示出的保持构件保持在与LED基板58分开预定高度的位置处。

沿快扫描方向形成与多个LED 50₁至50₆分别对应的多个全息元件54₁至54₆。全息元件54各排列成使得彼此相邻的一对全息元件54之间的快扫描方向间隔与在上述LED 50之间的快扫描方向间隔大致相同。即，形成大直径的全息元件54，使得彼此相邻的一对全息元件54彼此交叠。彼此相邻的一对全息元件54可以具有彼此不同的形状。

全息记录层60由能够永久记录并保持全息图的聚合材料形成。可以采用所谓的光聚合物作为这种聚合材料。光聚合物利用由于光可聚合单体的聚合产生的折射率变化，来记录全息图。

当使LED 50发光时，从LED 50发出的光(非相干光)沿从发光点扩散到全息图直径的扩散光的光路前进。LED 50发出的光产生与参照光照射到全息元件54时的状态大致相同的状态。如图2所示，在设置有LED阵列52和全息元件阵列56的LPH 14中，从6个LED 50₁至50₆中的各LED发出的各光入射到相应的全息元件54₁至54₆。全息元件54₁至54₆衍射入射光并生成衍射光。各全息元件54₁至54₆生成的衍射光偏离扩散光的光路，使得其光轴与发光光轴成角度θ，并且在感光鼓12的方向上聚焦。

发出的衍射光在感光鼓12的方向上会聚，并且在感光鼓12的表面上聚焦，感光鼓12设置在几厘米远的焦平面处。即，多个全息元件54各充当这样的光学构件，该光学构件衍射从相应LED 50发出的光并把该光聚焦在感光鼓12的表面上。通过衍射光在感光鼓12的表面处形成微 小的光点62₁至62₆，以在快扫描方向上排成一行。换言之，通过LPH 14对感光鼓12进行快扫描。这里，当不需要区分各个光点62₁至62₆时，它们统称为光点62。

全息元件的形状

图3A是示出了全息元件的示意性形状的立体图，图3B是LED打印头的慢扫描方向的截面图，并且图3C是LED打印头的快扫描方向的截面图。

如图3A所示，每个全息元件54是体积全息图，一般称为厚全息图。如上所述，全息元件具有高的入射角选择性和波长选择性，高精度地控制衍射光的发射角(衍射角)，并形成具有鲜明轮廓的微小的光点。全息图的厚度越厚，衍射角的精度越高。另一方面，全息图的厚度越厚，衍射光中包括的波长范围越窄，并且光的产出效率越低。

在本示例性实施方式中，为了提高光的产出效率，利用在LED 50的发光波长范围中的多个波长，通过波长多路来记录多个全息元件54中各全息元件。对于在多路记录中使用的多个波长的光的任何一个，通过波长多路所记录的全息元件54再现衍射光并提高光的产出效率。下面描述在波长多路记录中使用的波长的选择标准。

如图3A和图3B所示，每个全息元件54形成为圆锥台形，全息记录层60的正面侧为锥台的底面，并且向着LED 50会聚。在该示例中，描述了圆锥台形全息元件，但是全息元件不限于该形状。例如，可以为诸如圆锥、椭圆锥、椭圆锥台等的形状。圆锥台形全息元件54的直径在底面最大。并且圆形底面的直径为全息图直径r_H。

各全息元件54的全息图直径r_H大于LED 50的快扫描方向间隔。例如，LED 50的快扫描方向间隔为30μm，全息图直径r_H为2mm，并且全息图厚度h_H为250μm。因此，如图2和图3C所示，彼此相邻的一对全息元件54形成为彼此很大程度上交叠。例如，通过具有球面参考波的偏移多路方法来多路记录多个全息元件54。

多个LED 50各设置在LED基板58上，并且发光面朝向全息记录层60的正面侧，以向相应全息元件54发光。LED 50的发光光轴在相应全 息元件54的中央(圆锥台的对称轴)附近穿过，并且向着与LED基板58垂直的方向。如例示的，发光光轴与上述快扫描方向和慢扫描方向二者正交。

尽管图中未示出，但是LPH 14由保持构件(例如，壳体、固定器等)保持，并附着到图像形成单元11中的预定位置处，使得全息元件54发出的衍射光在感光鼓12的方向上射出。LPH 14可以被构造为通过采用诸如调节螺钉(图中未示出)等的调节部件在衍射光的光轴方向上移动。根据全息元件54的聚焦位置(焦平面)可以通过上述调节部件进行调节，以定位在感光鼓12的表面上。此外，还可以在全息记录层60上方形成盖玻璃或透明树脂等的保护层。保护层防止不希望物质的粘着。

全息图记录方法

下面，描述全息图的记录方法。图4是示出了在全息记录层中形成全息元件54的情况(即，在全息记录层中记录全息图的情况)的图。未例示感光鼓12，并且仅例示了作为焦平面的表面12A。全息记录层60A是形成全息元件54之前的记录层，通过所附的后缀A与已经形成有全息元件54的全息记录层60相区分。

如图4所示，沿衍射光的光路通过以在表面12A上聚焦的相干光照射在全息记录层60A上，以作为信号光。同时，沿扩散光的光路通过、在通过全息记录层60A时从发光点展开到预定全息图直径r_H的相干光照射在全息记录层60A上，以作为参照光。例如，采用诸如半导体激光器等的激光光源来照射相干光。

信号光和参照光从同一侧(设置LED基板58的一侧)照射在全息记录层60A上。通过信号光和参照光的干涉所获得的干涉图案(强度分布)被记录在全息记录层60A的厚度方向。由此获得形成有全息元件54的全息记录层60。各全息元件54是体积全息图，其在表面方向和厚度方向上记录干涉图案的强度分布。将全息记录层60安装在安装有LED阵列52的LED基板58的上方，从而制造LPH 14。

在本示例性实施方式中，为了提高光的产出效率，利用在LED 50的发光波长范围中的多个波长，通过波长多路来记录多个全息元件54中 的各全息元件。即，多路记录多个体积全息图，通过在全息记录层60A的匹配位置(内部体积)处不同波长的信号光(球面波)与参照光(球面波)的干涉来记录多个体积全息图。除了波长之外的诸如信号光和参照光的光轴方向和扩散角度等的全息图记录条件是相同的。

图5A是示出了LED的发光光谱的图，图5B是示出了在波长多路方法中使用的波长选择的示例的图，而图5C是示出了在波长多路方法中使用的波长选择的另一示例的图。如图5A所示，作为非相干光源(扩散光源)的LED 50的发光光谱具有接近于高斯分布的分布，关于峰发光波长向左右对称扩展。因而，可以选择处于该发光波长范围中的多个波长作为用于多路记录全息元件54的波长。在中心的峰发光波长称为中心波长。

例如，如图5B所示，可以使用处于LED 50的发光光谱中相对于中心波长对称的位置处的两个波长，来执行波长多路。在中心波长的较短波长侧的波长称为第一波长，在中心波长的较长波长侧的波长称为第二波长。假设波长处于对称位置(偶数个对称的波长)，则波长的数量不限于两个波长，并且可以增加到4个波长或6个波长。

此外，如图5C所示，可以利用总共3个波长来执行波长多路，即，使用LED 50的发光光谱的中心波长和两个相对于中心波长处于对称位置处的波长。在中心波长的较短波长侧的波长被称为第一波长，在中心波长的较长波长侧的波长被称为第二波长，并且中心波长被称为第三波长。类似于图5B中的情况，这不限于3个波长。当利用中心波长和关于其对称的两个波长总共3个波长执行波长多路时，如图5C所示，非相干光的峰强度的波长(中心波长)给出衍射。因此，相对于当如图5B所示地使用两个波长来执行波长多路时，增加了光使用效率。

根据各种标准执行在多路记录中使用的波长的选择。例如，因为全息图是衍射格栅，所以格栅节距将随着诸如温度变化等的环境条件而改变。结果，衍射效率根据环境而变化。因而，光的产出效率随着环境变化而改变。考虑到这样的变化，优选地关于下面多个考虑因素选择在波长多路方法中使用的波长：

1)形成轮廓鲜明的聚焦光点；

2)获得高的光产出效率；以及

3)抑制由于环境变化而造成的光的产出效率的变化。

图6A和图6B是示出了用于选择在波长多路方法中使用的波长的标准的示例的图。关于考虑因素“3)抑制由于环境变化而造成的光的产出效率的变化”，使用如图5B所示的两个波长执行波长多路更好。如图6A和6B所示，响应于诸如温度变化等的环境变化，来自全息图的衍射光(可衍射的光)的波长范围从虚线示出的范围朝向实线示出的范围变化，如箭头所示。如前面提到的，这是因为全息图的格栅节距随着诸如温度变化等的环境变化而改变，并且满足布拉格条件的波长改变。

如图6A所示，当使用中心波长执行波长多路时，中心波长的衍射效率根据环境变化而改变，并且总衍射效率倾向于随着环境变化而改变。相反，如图6B所示，如果使用关于中心波长对称的波长来执行波长多路，则当波长短的光的衍射效率响应于环境变化而降低时，波长长的光的衍射效率增加。同理，如果波长长的光的衍射效率响应于环境变化而降低时，波长短的光的衍射效率增加。因此，抑制由于环境变化而造成的总衍射效率的变化，并且抑制由于环境变化导致的强度变化。

出于上述原因，在考虑因素“3)抑制由于环境变化而造成的光的产出效率的变化”，使用如图5B所示的两个波长来执行波长多路更好。但是，如果中心波长附近的光谱足够宽，则如果满足特定条件(诸如期望的温度变化范围下衍射格栅的节距的变化被认为足够小等)，则衍射效率的变化将保持足够小。因而，如图5C所示，可以利用包括中心波长的波长来执行波长多路。

全息图再现方法

下面，描述全息图再现方法。图7A和图7B是示出了产生来自全息元件的衍射光的状态的图，即，再现全息记录层中记录的全息图并产生衍射光的状态的图。如图7A所示，当使LED 50产生光时，从LED 50发出的光沿扩射光的光路穿过，从发光点扩散到全息图直径r_H。因而，由于LED 50发光，所以全息图处于大致与参照光照射到全息元件时大致相同的状态。

如图7B所示，当如虚线所示地照射参照光时，从全息元件54再现与信号光相同的光(如由实线所示出的)，并且该光作为衍射光而射出。射出的衍射光会聚并聚焦在几厘米的操作距离处的感光鼓12的表面12A上。因而，在表面12A上形成光点62。在图7B中示意性地示出了表面12A；假设全息图直径r_H为几个毫米并且操作距离L为几个厘米，则表面12A处于比示出的远得多的位置处。因此，全息元件54不形成为如示出的圆锥，而是形成为如在图3A中示出的圆锥台。

如图2所示，与LED阵列52的LED 50₁至50₆相对应，在感光鼓12上形成在快扫描方向上排成一行的6个光点62₁至62₆。6个光点62₁至62₆是聚焦光点，其中来自全息元件54₁至54₆的衍射光被聚焦在该聚焦光点处。具体地说，体积全息图提供高的入射角选择性和波长选择性，以及高的衍射率。因此，降低了背景噪声、精确地再现信号光，并在表面12A上形成轮廓鲜明的微小光点(聚焦光点)。

在本示例性实施方式中，为了提高光的产出效率，利用在LED 50的发光波长范围中的多个波长，通过波长多路来记录多个全息元件54。响应于在波长多路中使用的多个波长的任何波长的光，通过波长多路所记录的全息元件54再现聚焦到相同聚焦点的衍射光。提高了光的产出效率，并且还提高了在感光鼓12的表面上形成的多个光点的光量(即，衍射光强度)。

当波长的数量较大时，光使用效率增加。但是，当波长数量增加时，作为多路全息的个数的多路度增加，因此，记录介质需要较大的动态范围。因而，通过所需的光使用效率和记录介质的动态范围来确定波长的数量。

LPH的具体结构

下面，描述LPH的更具体的结构。在图2中示意性示出了6个LED 50₁至50₆排列成一行。但是，在实际的图像形成装置中，根据快扫描方向的分辨率排列有数千个LED 50。例如，作为示例描述了SLED阵列，在每个SLED芯片上按照1200spi(每英寸光点)的间隔排列有128个LED，并且58个SLED排列成直列以构成SLED阵列，使得SLED沿快 扫描方向排成行。作为另一方式，在具有1200dpi的分辨率的图像形成装置中，以21μm的间隔排列7424个SLED。与这7424个SLED对应，在感光鼓12上形成7424个光点62，以沿快扫描方向排成一列。

图8是示出了形成有与SLED阵列相对应的全息元件阵列的LED打印头的局部结构的示例的分解立体图。图8的分解立体图更具体地示出了图2中示意性示出的LPH的结构，并且更接近在实际图像形成装置中采用的结构。在使用SLED代替LED的情况下，使用与LED 50相同的标号，它们称为SLED 50。同理，使用相同的标号，SLED芯片称为SLED芯片53。

如上所述，在实际图像形成装置的LPH 14中，根据快扫描方向的分辨率排列有数千个SLED。在图8中示出的LPH 14包括LED基板58，LED基板58上安装有LED阵列52和形成有多个全息元件54的全息记录层60。LED阵列52是多个SLED芯片53按照两行的交错形式排列的SLED阵列。

在图8中示出的分解立体图中，作为接近实际结构的LPH 14的一部分，示出了4个SLED芯片53₁至53₄按照两行的交错形式排列的状态。在各SLED芯片53₁至53₄中，9个SLED 50以预定间隔按照一维方式排列，四个SLED芯片53₁至53₄各设置为使得SLED 50的排列方向朝向快扫描方向。

第一行的SLED芯片53和第二行的SLED芯片53布置为沿快扫描方向成两行(即，交错方式)。即，在LED阵列52的第一行中，SLED芯片53₁和SLED芯片53₃布置为彼此相邻，在LED阵列52的第二行中，SLED芯片53₂和SLED芯片53₄布置为彼此相邻。因而，在图8中示出的示例中，总共36个SLED 50(SLED 50₁至50₃₆)示出为排列成两行。

与36个SLED 50相对应，按照预先设计的位置和形状形成36个全息元件54₁至54₃₆。在感光鼓12的表面12A处，36个光点62₁至62₃₆与36个SLED 50₁至50₃₆各个相对应的、沿快扫描方向以预定间隔形成一列。在实际的图像形成装置中，存在与数千个SLED 50相对应地形成的数千个光点62。

其他变形例

在上面的描述中，已描述了包括设置有多个LED的LED打印头的示例。但是，例如可以采用其他发光元件代替LED，诸如电致发光(EL)元件或激光二极管(LD)等。根据发光元件的特性设计全息元件，并防止非相干光的不想要的曝光。因而，即使当使用发出非相干光的LED、EL等作为发光元件，类似地，在采用发出相干光的LD作为发光元件的情况，也可以形成具有鲜明轮廓的微小光点。

在上面的描述中，已描述了通过球面波偏移多路来多路记录多个全息元件的示例。但是，可以采用另一多路系统来多路记录多个全息元件，只要多路系统能够提供希望的衍射光。此外，可以组合多种多路系统。作为其他多路系统，可以提到下面内容：通过改变参照光的入射角来进行记录的角度多路记录；通过改变参照光的波长来进行记录的波长多路记录；以及通过改变参照光的相位来进行记录的相位多路记录等。

在上面的描述中，已描述了图像形成装置为串联型数字彩色打印机并且对各图像形成单元处的感光鼓进行曝光的曝光装置为LED打印头。但是，图像形成装置是使用曝光装置对光敏图像记录介质进行成像曝光来形成图像的一种图像形成装置，这已经足够，并且不限于上述应用示例。例如，图像形成装置不限于电子照相系统的数字彩色打印机。本发明的曝光装置还可以安装在基于卤化银的图像形成装置中，安装在用于光写入型电子纸的写入装置中、等等。另外，光敏图像记录介质也不限于感光鼓。上述申请示例中涉及的曝光装置也可以应用于例如片材形式的感光体或照相光敏材料、光刻胶、光聚合物等的曝光。

出于例示和说明的目的，提供了对本发明的实施方式的上述描述。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多变形和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够将本发明应用于所构想特定用途。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。