光記録媒体、光記録媒体の製造方法、露光装置及び画像形成装置
【課題】容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体であって、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器７０と、この容器７０内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層６０Ａと、を備える光記録媒体８０Ａとする。シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器７０に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、容器７０内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、前記容器７０内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する。
【解決手段】シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器７０と、この容器７０内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層６０Ａと、を備える光記録媒体８０Ａとする。シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器７０に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、容器７０内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、前記容器７０内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体、光記録媒体の製造方法、露光装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２枚の光透過性支持体の間に、光情報を３次元的に記録する厚さ１００μｍ〜２ｍｍの光情報記録層が介設された光情報記録媒体であって、前記２枚の光透過性支持体の外側両面に、放射線硬化樹脂からなる保護層が形成されていることを特徴とする光情報記録媒体が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、光カチオン重合性化合物（Ａ）、バインダーポリマー（Ｂ）、光重合開始剤（Ｃ）、及び増感色素（Ｄ）を配合して体積型ホログラム記録用感光性組成物を調製する方法であって、前記光カチオン重合性化合物（Ａ）として、予め沸点以下の温度で加熱処理を施したものを用いることを特徴とする体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０３９１３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体であって、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、本発明の光記録媒体を用いた露光装置と、当該露光装置を用いた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、前記容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層と、を備える光記録媒体である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項１に記載の光記録媒体である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記記録層に体積ホログラムが記録された、請求項１又は２に記載の光記録媒体である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、容器内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、前記容器内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する、光記録媒体の製造方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂であり、前記前駆体を８０℃以上で加熱処理する、請求項４に記載の光記録媒体の製造方法である。
【００１２】
請求項６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光記録媒体であって、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、当該容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層とを含み、前記記録層に、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光記録媒体と、を備える露光装置である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項６に記載の露光装置である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体において、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体を提供できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、他のホログラム記録材料を用いた場合に比べて、製造工程における容器及び記録層の変形や変質をさらに抑制することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、入射角選択性及び波長選択性が高い体積ホログラムにより、高い回折効率を得ることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、樹脂製の容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体の製造方法において、ホログラム記録材料が結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であっても、本発明を用いない場合に比べて、容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、容器内の前駆体を加熱処理してポリウレタン樹脂を生成するが、この場合に８０℃以上で加熱処理しても、容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質がされにくい。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくく、高い透過率と優れた記録特性とを有する光記録媒体を用いて、複数のホログラム素子の各々を精度よく記録することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、他のホログラム記録材料を用いた場合に比べて、製造工程における容器及び記録層の変形や変質をさらに抑制することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体を用いて、複数のホログラム素子の各々を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る光記録媒体の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は図１に示す光記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図３】光記録媒体に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。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はホログラムが記録される原理を示す模式図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】図６に示すＬＥＤプリントヘッドの回折光学系の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図８】（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。
【図９】回折光学系を構成するホログラム素子が記録される様子を示す模式的な断面図である。
【図１０】回折光学系を構成するホログラム素子から回折光が取り出される様子を示す模式的な断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの部分的構成の一例を示す分解斜視図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は参考例で用いるガラス製容器の形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
＜光記録媒体の構造＞
図１は本発明の実施の形態に係る光記録媒体の構成の一例を示す概略斜視図である。図１に示すように、光記録媒体８０Ａは、ガラスや樹脂等で構成された長尺状で且つ平板状の容器７０と、容器７０内に収納されたホログラム記録層６０Ａと、を備えている。ホログラム記録層６０Ａは、ホログラム記録材料を容器７０内に充填することで、容器７０内に収納されている。ホログラム記録層６０Ａは、容器７０により保護されている。
【００２７】
容器７０の形状が、光記録媒体８０Ａの形状となる。即ち、光記録媒体８０Ａは、容器７０と同様に、長尺状で且つ平板状の形状を備えている。なお、以下では、図１に示すように、長尺状で且つ平板状の光記録媒体８０Ａについて説明するが、光記録媒体８０Ａの形状はこれに限定される訳ではない。ディスク状やカード状など、用途に応じて光記録媒体８０Ａの形状を変更してもよい。
【００２８】
また、光記録媒体８０Ａは、ホログラムが記録される前の光記録媒体であり、符号Ａを付して、ホログラムが記録された光記録媒体８０と区別する。同様に、ホログラム記録層６０Ａは、ホログラムが記録される前の記録層であり、符号Ａを付して、ホログラムが記録されたホログラム記録層６０と区別する。
【００２９】
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６０Ａ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、を備えている。換言すれば、第１の平板部７２、第２の平板部７４及び連結部７６で囲まれた薄い中空部分に、ホログラム記録材料が充填されて、ホログラム記録層６０Ａが構成されている。
【００３０】
容器７０の第１の平板部７２及び第２の平板部７４の表面は、光学品質に形成されている。ここで「光学品質」とは、無色透明性、低複屈折性、平坦性を指している。また、第１の平板部７２及び第２の平板部７４の厚さｄｃは、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲としてもよい。
【００３１】
容器７０は、主基材としてシクロオレフィンポリマーを含んで構成されている。シクロオレフィンポリマー（略称：ＣＯＰ）とは、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどのシクロオレフィンを開環重合することにより製造される透明な樹脂である。一般に、ＣＯＰは、透明性が高いという特徴の外に、耐熱性に優れると共に、吸湿性が低いという特徴を有している。
【００３２】
後述する通り、容器７０は、光記録媒体８０Ａの製造工程において、ホログラム記録材料を生成する感光性組成物の前駆体と共に加熱処理される。主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、この加熱処理によって、容器７０自体が変形、変質する等の不具合を生じない。また、主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、この加熱処理によって、ホログラム記録材料を発泡、白濁させる等の不具合を生じない。
【００３３】
従来、容器を構成する材料としては、ショット社製の「ＡＦ４５（登録商標）」、コーニング社製の「イーグル２０００（登録商標）」等のガラス材料が用いられてきた。樹脂製の容器は、ガラス製の容器に比べて強度が高く、破損し難い。また、主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、樹脂製の容器であっても、ガラス製の容器と同様に、記録光に対する透明性が高く、記録光に対する透過率が高く、加熱処理で変質しない程度の耐熱性を有し、吸水性が低いという光学要素としての要件を満たす。
【００３４】
容器７０に使用するＣＯＰとしては、ホログラムを記録する記録光やホログラムを再生する再生光に対し透明なＣＯＰが用いられる。容器７０に使用するＣＯＰとしては、ノルボルネン系ＣＯＰ、テトラシクロドデセン系ＣＯＰ等が挙げられる。耐熱性向上の観点から、シクロオレフィンの重合の際に、種々の共重合成分を添加しても良い。共重合成分の例としては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン等のα−オレフィンや、他のノルボルネン系モノマーやテトラシクロドデセン系モノマー材料などを用いてもよい。
【００３５】
また、成形時に、以下の材料を混合して容器７０を作成しても良い。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルブテ−１−エン、ポリ（４−メチルペンテ−１−エン）、ポリブテ−１−エンおよびポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体、アクリロニトリル／スチレン共重合体およびアクリロニトリル／スチレン／アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、ポリ安息香酸ビニル、ポリマレイン酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリフタル酸アリル、ポリアリルメラミン、上記モノマーの共重合体、例えばエチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシドおよびビスグリシジルエーテルの重合体、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレンおよびポリオキシメチレン／エチレンオキシド共重合体、ポリフェニルオキシド重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリウレタン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１およびナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ−１，４−ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンナフタレートビベンゾエート（ＰＥＮＢＢ）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂およびメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、セルロース、プロピオン酸セルロースおよびセルロースエーテルおよびタンパク質）。また、異なるＣＯＰ材料を成形時に混合することで容器７０を作成しても良い。
【００３６】
ＣＯＰとして、日本ゼオン社製の「ゼオネックス（登録商標）」「ゼオノア（登録商標）」等、市販のＣＯＰ材料を用いてもよいし、三井化学社製の「ＡＰＥＬ（登録商標）」ＪＳＲ社製の「アートン（登録商標）」などの市販のシクロオレフィン共重合樹脂を用いても良い。これら市販の材料に他のＣＯＰ材料を成形時に混合することで容器７０を作成しても良い。「ゼオネックス（登録商標）」「ゼオノア（登録商標）」はＣＯＰとしてノルボルネン系開環重合体を、「ＡＰＥＬ（登録商標）」はテトラシクロドデセンとエチレンのコポリマーを含み、「アートン（登録商標）」はジシクロペンタジエンとメタクリル酸エステルを材料としている。
【００３７】
また、容器７０は、ＣＯＰ以外に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、フィラー等の成分を含んで構成されていてもよい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられる。紫外線吸収剤としては、ヒンダードフェノール系などが挙げられる。離型剤としては、脂肪族アルコール、脂肪族エステル、芳香族エステル、トリグリセライド類、フッ素系界面活性剤、高級脂肪酸金属塩等が挙げられる。これらの添加剤は、それぞれ単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。添加剤の使用量は、本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択される。
【００３８】
ＣＯＰはペレットとして供給されている。容器７０は、ＣＯＰペレットを熱成形することにより作製してもよい。ＣＯＰ以外の成分は、ＣＯＰペレットと共に熱成形される。例えば、成形型を用いた射出成形等により、容器７０を一体成形してもよい。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。
【００３９】
ホログラム記録層６０Ａは、ホログラムを永続的に記録保持することが可能なホログラム記録材料から構成されている。体積ホログラムを記録するホログラム記録材料としては、ラジカル重合型の感光性組成物が用いられる。ラジカル重合型の感光性組成物は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。このように高分子材料を含む「感光性組成物」は、一般にフォトポリマーと総称される。なお、感光性組成物の詳細については後述する。
【００４０】
ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒは、体積ホログラムを記録する場合には、１０００μｍ〜５０００μｍの範囲であり、記録層が厚いほど厚い体積ホログラムが記録される。また、光利用効率向上の観点から、ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒは、２００μｍ〜１０００μｍの範囲としてもよい。なお、容器７０の第１の平板部７２と第２の平板部７４との離間距離が、ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒとなる。
【００４１】
＜光記録媒体の製造方法＞
次に、光記録媒体の製造方法について説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す光記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。本実施の形態の光記録媒体８０Ａでは、容器７０内に感光性組成物を充填するために、加熱処理により硬化する熱硬化性の感光性組成物を用いている。
【００４２】
熱硬化性の感光性組成物は、容器内に充填する前は「液状」の感光性組成物の前駆体である。この前駆体を容器に充填した後に加熱処理すると、前駆体が硬化して「固体」の感光性組成物を生成する。具体的には、感光性組成物の前駆体は、結着樹脂の代わりに「重合により結着樹脂を生成するモノマー成分」を含んでいる。前駆体を加熱処理することで、モノマー成分が重合して結着樹脂を生成する。
【００４３】
以下、光記録媒体の製造する製造方法の各工程を順に説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、ＣＯＰを含んで構成された容器７０を用意する。容器７０は、第１の平板部７２、第２の平板部７４及び連結部７６で囲まれた中空部分を有している。また、図示はしていないが、容器７０には、液状の前駆体を注入するための注入口が設けられている。
【００４４】
次に、図２（Ｂ）に示すように、容器７０内に感光性組成物の前駆体を注入する。「液状」の感光性組成物の前駆体６０Ｂは、供給装置６１から容器７０に供給され、図示しない注入口から容器７０内に注入される。これにより、容器７０の中空部分は、前駆体６０Ｂで満たされる。
【００４５】
次に、図２（Ｃ）に示すように、容器７０内に充填された前駆体６０Ｂを、容器７０と共に加熱処理する。加熱処理は、大気圧下または減圧下、加圧下で行われてもよい。また加熱処理を行う際の雰囲気としては、大気を用いてもよく、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いてもよい。またこれらの雰囲気の中間的な組成であってもよい。前駆体６０Ｂを加熱処理することで、モノマー成分が重合して結着樹脂を生成する。これにより、前駆体６０Ｂが固体化して、感光性組成物からなるホログラム記録層６０Ａを有する光記録媒体８０Ａが完成する。
【００４６】
前駆体６０Ｂが充填された容器７０を加熱処理すると、容器７０内で重合反応が起きる。主基材としてＣＯＰを含む容器７０を用いた場合には、容器７０内で重合反応が行われても、容器７０自体が変形、変質する等の不具合や、ホログラム記録材料が発泡、白濁する等の不具合を生じない。
【００４７】
加熱温度及び加熱時間は、感光性組成物の前駆体が熱硬化するのに必要な温度及び時間である。例えば、結着樹脂がポリウレタン樹脂の場合には、約８０℃の温度で数時間（２〜６時間）加熱する。加熱温度が高過ぎたり、加熱時間が長過ぎると、製造工程が非効率化する。一方、加熱温度が低過ぎたり、加熱時間が短過ぎると、前駆体の熱硬化が不十分となる。
【００４８】
加熱温度を下げる又は加熱時間を短縮するには、重合促進剤の添加量を増やす手段が取られるが、添加量を増やすことで結着樹脂（バインダポリマー）が必要以上に硬化すると、光重合性化合物（モノマー）の移動を阻害する。これは記録時に重要な屈折率差を下げる要因となるため、適切な添加量と加熱温度、加熱時間が重要である。そのため、一般に、加熱温度は５０℃〜１００℃の範囲であるが、８０℃〜９０℃の範囲が好ましく、また、加熱時間は、２〜１０時間の範囲であり、４〜６時間の範囲が好ましい。
【００４９】
＜ホログラムの記録原理＞
次に、感光性組成物のホログラム記録原理について説明する。図３は光記録媒体に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。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）はホログラムが記録される原理を示す模式図である。
【００５０】
図３に示すように、記録時には、ホログラム記録層６０Ａに、第１の平板部７２又は第２の平板部７４を介して、コヒーレント光である信号光と参照光とが照射される。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。信号光と参照光とは、ホログラム記録層６０Ａの同じ領域で交差するように照射される。ホログラム記録層６０Ａ内で、信号光と参照光とが干渉する。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）に応じて、記録層６０Ａの屈折率や透過率などの物性が変化する。これにより、記録層６０Ａの厚さ方向にわたって、干渉縞がホログラムとして記録される。
【００５１】
図３に示す例では、信号光と参照光とがホログラム記録層６０Ａに対し同じ側から照射されて、光記録媒体８０Ａには透過型のホログラムが記録される。ホログラムの記録方法は、これに限定される訳ではなく、従来公知の記録方法でホログラムを記録することができる。例えば、信号光と参照光とをホログラム記録層６０Ａに対し異なる側から照射して、反射型のホログラムを記録してもよい。また、信号光と参照光とをホログラム記録層６０Ａに同軸で照射して、同軸記録によりホログラムを記録してもよい。
【００５２】
ラジカル重合型の感光性組成物は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。図４（Ａ）に示すように、この感光性組成物からなるホログラム記録層６０Ａ内には、結着樹脂（バインダポリマー）と光重合性化合物（モノマー）とが一様に分布している。図４（Ｂ）に示すように、ホログラム記録層６０Ａ内で信号光と参照光の干渉による干渉縞が形成されると、光重合性化合物（モノマー）の分布に偏りを生じる。
【００５３】
干渉縞明部においては、増感色素が励起されて電子を放出する。放出された電子は、重合開始剤に移動してラジカルを発生させる。発生したラジカルは、光重合性化合物に移動して重合が開始される。干渉縞明部において重合反応が進むと、干渉縞暗部に存在する光重合性化合物が、矢印で示したように干渉縞明部に移動してくる。
【００５４】
その結果、干渉縞明部では、光重合性化合物の割合が多い構成となる。一方、干渉縞暗部では、光重合性化合物の割合が少なく、結着樹脂の割合が多い構成となる。結着樹脂と光重合性化合物とでは屈折率が異なるので、光重合性化合物の分布の偏りにより屈折率差が生じる。例えば、干渉縞暗部の屈折率ｎ１に対し、干渉縞明部の屈折率はｎ２（≠ｎ１）となる。この屈折率差が、干渉縞としてホログラム記録層６０Ａ内に記録される。
【００５５】
＜感光性組成物＞
ここで、本実施の形態の光記録媒体８０Ａにおいて、ホログラム記録材料として使用される「感光性組成物」について説明する。この「感光性組成物」は、ラジカル重合型の感光性組成物であると共に、加熱処理により硬化する熱硬化性の感光性組成物である。上述した通り、「感光性組成物」は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。
【００５６】
結着樹脂は、熱重合性化合物、熱重合性基をもつポリマーまたはオリゴマーの熱重合もしくは熱架橋性基をもつポリマーまたはオリゴマーの熱架橋により、製造工程における加熱処理によって生成される。結着樹脂としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。製造工程での加熱処理において容器７０やホログラム記録層６０Ａの変形や変質を抑制する観点から、結着樹脂としてポリウレタン樹脂を用いてもよい。
【００５７】
ポリウレタン樹脂は、ウレタン結合によりモノマーを重合させた高分子化合物である。通常、複数の水酸基を有するポリオールと、２つ以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートとの重付加反応によりウレタン結合を生成して、ポリウレタン樹脂を合成する。また、イソシアネート基を保護基により保護したブロックイソシアネートを使用することもできる。更に、重合度を調整するために、必要に応じてモノオールや単官能イソシアネートも併せて使用することができる。このように、感光性組成物の前駆体は、モノマー成分として「ポリオール」と「イソシアネート」とを含んでおり、前駆体を加熱処理することで、これらが重合してポリウレタン樹脂を生成する。
【００５８】
生成されたポリウレタン樹脂としては、脂肪族ポリオールと脂肪族イソシアネートから生成する脂肪族ポリウレタン樹脂、芳香族ポリオールと芳香族イソシアネートから生成する芳香族ポリウレタン樹脂、ポリオールとイソシアネートがそれぞれ脂肪族、芳香族またはその反対であるポリウレタン樹脂が挙げられる。結着樹脂に要求される光重合性モノマーの昜移動性を実現するためには、脂肪族ポリウレタン樹脂が好適に用いられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
光重合性化合物は、重合開始剤により発生したラジカルにより、ラジカル重合する官能基を有する化合物である。分子内に１つ以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有するものであれば特に制限はないが、例えば、メタアクリロイル基、アクリロイル基、ビニル基を有する化合物を用いることができる。アクリレート及びメタアクリレートは、共に単官能のものも多官能のものも使用することができる。ビニル基を有する化合物としては、単官能ビニル化合物及び多官能ビニル化合物が挙げられる。なお、これらラジカル重合性化合物の１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
重合開始剤は、電子移動によりラジカルを発生する化合物である。重合開始剤としては、過酸化エステル類、有機過酸化物類、ベンゾイン・ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類、キサントン類、芳香族スルホニウム塩、アゾ化合物等、公知の光重合開始剤を単独、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６１】
増感色素は、光励起されて電子を放出する化合物であり、光重合開始剤を増感するものであれば特に限定されない。例えば、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素等が用いられる。また、ホログラム記録後の後工程で分解し、無色透明になるものが好ましい。増感色素は、単独、又は２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００６２】
＜画像形成装置＞
図５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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいて、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
＜ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)＞
図６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６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。
【００７４】
図６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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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（図１１参照）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。従って、図７に示すように、光記録媒体８０の主走査方向の長さＬｐは、紙幅よりも長い。光記録媒体８０の厚さＤは、約２．０ｍｍとしてもよい。例えば、記録層６０の厚さを１．０ｍｍ、容器７０の第１の平板部７２及び第２の平板部７４の厚さを、各々０．５ｍｍとする。また、光記録媒体８０の副走査方向の幅Ｗは、１０ｍｍ以下としてもよい。なお、これら光記録媒体８０の厚さＤ及び幅Ｗの値は一例であって、これらに限定されるものではない。記録するホログラムの厚さや径、感光体ドラム周囲の混雑の程度等に応じて、適宜変更してもよい。
【００８２】
ＬＥＤ基板５８上には、容器７０内にホログラム記録層６０（以下、適宜「記録層６０」という。）が収納された光記録媒体８０が配置されている。容器７０は記録層６０を保護する保護層としても機能する。長尺状で且つ平板状の光記録媒体８０は、離間層６４を介して、ＬＥＤ基板５８上に重なるように配置されている。ホログラム素子アレイ５６は、光記録媒体８０の記録層６０内に形成されている。光記録媒体８０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。
【００８３】
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は干渉縞を記録した回折格子であり、光記録媒体８０は「回折光学系」として機能する。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。
【００８４】
離間層６４は、ＬＥＤチップ５３と光記録媒体８０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。なお、容器７０は、離間層６４とは屈折率の異なる樹脂材料で構成されて、離間層６４との間に界面を形成する。
【００８５】
離間層６４を低屈折率の空気層とし、容器７０を高屈折率の樹脂層とする等、容器７０を離間層６４よりも屈折率が高い材料で構成してもよい。また、離間層６４を高屈折率の透明樹脂層とし、容器７０を低屈折率の樹脂層とする等、容器７０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。
【００８６】
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５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。
【００８７】
＜ＬＥＤプリントヘッドの動作＞
ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光（インコヒーレント光）は、発光点からホログラム径まで拡がる拡散光の光路を通る。ＬＥＤ５０の発光により、ホログラム素子５４に参照光が照射されたのと略同じ状況となる。
【００８８】
図６に示すように、ＬＥＤアレイ５２とホログラム素子アレイ５６とを備えたＬＰＨ１４では、６個のＬＥＤ５０１〜５０６の各々から射出された各光は、容器７０の第１の平板部７２を通過して、対応するホログラム素子５４１〜５４６のいずれかに入射する。ホログラム素子５４１〜５４６は、入射された光を回折して回折光を生成する。ホログラム素子５４１〜５４６の各々で生成された各回折光は、拡散光の光路を避けて、その光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光される。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
一般に、インコヒーレント光（非干渉性の光）を射出するＬＥＤを用いるＬＰＨでは、コヒーレンス性が低下してスポットぼけ（いわゆる色収差）が生じ、微小スポットを形成することは容易ではない。これに対して、本実施の形態のＬＰＨ１４は、ホログラム素子の入射角選択性及び波長選択性が高く、高い回折効率が得られる。このためバックグラウンドノイズ（背景雑音）が低減され、信号光が精度よく再生されて、輪郭の鮮明な微小スポット６２（集光点）が形成される。
【００９２】
＜ホログラム素子の形状＞
図８（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図である。図８（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図である。図８（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。
【００９３】
図８（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。光記録媒体８０のホログラム記録層６０には、複数のＬＥＤ５０に対応する複数のホログラム素子５４が、主走査方向に並ぶように多重記録されている。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。
【００９４】
図８（Ａ）、図８（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。
【００９５】
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６及び図８（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。
【００９６】
＜ホログラム素子の記録方法＞
次に、ホログラム素子の記録方法について説明する。図９は、ホログラム記録層にホログラムが記録される様子、即ち、ホログラムを記録する前の光記録媒体８０Ａのホログラム記録層６０Ａに、回折光学系を構成するホログラム素子５４が形成される様子を示す模式的な断面図である。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。
【００９７】
図９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。
【００９８】
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が形成された光記録媒体８０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。この光記録媒体８０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。
【００９９】
また、ホログラムを記録する前の光記録媒体８０Ａ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。光記録媒体８０Ａ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、透過型のホログラム素子５４が形成された光記録媒体８０が得られる。
【０１００】
＜ホログラム素子の再生方法＞
次に、ホログラム素子の再生方法について説明する。図１０は、ホログラムが再生される様子、即ち、光記録媒体８０に記録されたホログラム素子５４から、回折光が取り出される様子を示す模式的な断面図である。図１０に示すように、インコヒーレント光源である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。
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。
【０１０１】
ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、参照光の光路を通る。これにより、光記録媒体８０に記録されたホログラム素子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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
＜ＬＰＨの具体的な構成＞
次に、ＬＰＨのより具体的な構成について説明する。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。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一列に並ぶように１４８４８個のスポット６２が形成される。
【０１０４】
図１１は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの部分的構成の一例を示す分解斜視図である。図１１の分解斜視図は、図６に概略的に図示したＬＰＨの構成をより具体的に図示したものであり、実際の画像形成装置に使用される構成に近い。なお、図示は省略するが、ホログラム記録層６０は容器７０内に収納されて、光記録媒体８０としてＬＥＤ基板５８上に配置されている。
【０１０５】
上述した通り、実際の画像形成装置のＬＰＨ１４には、主走査方向の解像度に応じて数千個のＬＥＤ５０が配列されている。複数のＬＥＤチップ５３を、ＬＥＤ基板５８上に、複数列に分けて２次元状に配列することでＬＰＨ１４が構成されている。図１１に示すＬＰＨ１４では、複数のＬＥＤチップ５３は、主走査方向に沿って配置されると共に、副走査方向に一定間隔ずらして二列に配置されて、ＬＥＤ基板５８上に千鳥状に配列されている。
【０１０６】
図１１に示す分解斜視図では、ＬＰＨ１４の一部として、４個のＬＥＤチップ５３Ａ１、５３Ａ２、５３Ｂ１、及び５３Ｂ２が、Ａ列及びＢ列の２列で千鳥状に配置されている様子を示す。以下、これらを区別する必要がない場合には、「ＬＥＤチップ５３」と総称する。４個のＬＥＤチップ５３の各々には、複数（図１１では９個）のＬＥＤ５０が予め定めた間隔（ＬＥＤピッチ）で一次元状に配列されている。そして、４個のＬＥＤチップ５３の各々は、ＬＥＤ５０の配列方向が主走査方向を向くように配置されている。
【０１０７】
主走査方向に沿ったＡ列のＬＥＤチップ５３Ａ１及び５３Ａ２と、Ｂ列のＬＥＤチップ５３Ｂ１及び５３Ｂ２とは、Ａ列上のＬＥＤ５０ＡとＢ列上のＬＥＤ５０Ｂとが、副走査方向に一定間隔で離間されるように配置されている。ＬＥＤ５０ＡとＬＥＤ５０Ｂとが副走査方向に離間される間隔は、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔と略同じ間隔又は数倍（１倍〜９倍）程度の間隔とされている。
【０１０８】
複数のＬＥＤチップ５３に搭載された複数のＬＥＤ５０の各々に対応して、ホログラム記録層６０には複数のホログラム素子５４が形成されている。感光体ドラム１２の表面１２Ａには、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して、複数のスポット６２が主走査方向に沿って予め定めた間隔（スポットピッチ）で一列に形成される。図１１に示す例では、３６個のＬＥＤ５０に対応して３６個のスポット６２が形成される。
【０１０９】
図１１に示すＬＰＨ１４では、Ａ列のＬＥＤ５０ＡとＢ列のＬＥＤ５０Ｂとを、一列に並ぶ複数のスポット６２に交互に対応付けている。従って、ＬＥＤチップ５３のＬＥＤピッチが「ＰＯ」でも、Ａ列及びＢ列の２列を交互に用いれば、主走査方向のＬＥＤピッチ「ＰＬ」は「ＰＯ／２」となる。ＬＥＤピッチと同じ間隔でスポット６２が形成されると仮定すると、スポットピッチ「ＰＳ」も「ＰＯ／２」となる。例えば、１２００ｄｐｉの解像度を得たい場合であっても、６００ｄｐｉのＬＥＤチップ５３を用いればよいことになる。
【０１１０】
＜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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
【０１１４】
＜参考例１＞
（容器の準備）
ホログラム記録材料を充填するガラス製の容器を準備した。図１２（Ａ）及び（Ｂ）は参考例で用いるガラス製容器の形状を示す模式図である。容器は、幅Ｗが２０ｍｍ、厚さＤが２．０ｍｍ、長さ１０ｃｍの外形を有する。互いに対向する平板部の厚さｄｃは０．５ｍｍ、対向する２つの平板部の離間距離（＝記録層の厚さ）は１．０ｍｍである。ガラス材料としては、コーニング社製の商品名「イーグル２０００（登録商標）」を用いた。ガラス製の容器は、以下の方法で作製した。
【０１１５】
上記のガラス製の容器は、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、２枚のガラス板を対向させ、対向するガラス板の間に同じガラス製のスペーサを挟んで、接着剤で接着することで作製される。ガラス板は、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍである。スペーサは、厚さおよそ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ１０ｃｍである。スペーサの厚さと接着剤の厚さの合計が、記録層の厚さとなるので、この合計の厚さが１ｍｍになるように作製する。
【０１１６】
接着剤としては、協立化学産業社製の商品名「ワールドロックＮｏ.８８４０ＬＳＬ（登録商標）」を用いる。スペーサとガラス板とは、スペーサに接着剤を塗布して、ガラス板と密着させ、紫外線を照射して硬化させることで接着させる。接着剤の塗布は、樹脂製シリンジに接着剤を充填し、遠心法等により気泡を除いた後、空気圧によりシリンジ内の液体を吐出する装置であるエアパルス方式ディスペンサーを接続し、シリンジ先端に装着したニードルから加圧により適量を塗布する方式で行う。
【０１１７】
（光記録媒体の作製）
樹脂製シリンジに液状の感光性組成物の前駆体を充填し、遠心法等により気泡を除いた後、空気圧によりシリンジ内の液体を吐出する装置であるエアパルス方式ディスペンサーを接続した。シリンジにはガラス製の中空容器の開口部に挿入可能なニードルが装着されており、加圧により適量をニードルから中空容器内に注入した。
【０１１８】
感光性組成物の前駆体は、結着樹脂であるポリウレタン樹脂を生成するモノマー成分（ポリオール及びイソシアネート）、光重合性化合物、重合開始剤、及び増感色素を含んでいる。前駆体の実施例は以下のとおりである。
【０１１９】
−溶液Ａ−
・ヘキサメチレンジイソシアネート：三井化学社製、商品名「タケネート７００（登録商標）」・・・５．９ｇ
・９，９’ビフェニルフルオレンＥＯ変性アクリレート：大阪ガスケミカル社製、商品名「オグソールＥＡ０２００（登録商標）」・・・１．７３ｇ
・ビス（η５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム：チバ・ジャパン社製、商品名「イルガキュア７８４（登録商標）」・・・０．２５ｇ
【０１２０】
−溶液Ｂ−
・ポリプロピレンオキサイドトリオール：三井化学社製、商品名「アクトコールＴ−３００（登録商標）」・・・８．０８ｇ
・ポリエチレングリコール：東京化成工業社製・・・７．１６ｇ
・サンアプロ社製、商品名「Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１０２（登録商標）」・・・０．３０ｇ
【０１２１】
上記のように調整し混合した溶液Ａ， 溶液Ｂから各々７．８８ｇ、９．３６ｇを取り出し、ガラス容器中で１０分間混合したものが、前駆体となる。なお、各成分の調整から液の混合、中空容器内への注入までは、湿度１０％以下の空気を供給したグローブボックス内で行った。
【０１２２】
次に、容器内に充填された感光性組成物の前駆体を、容器ごとオーブンに入れて加熱処理した。加熱雰囲気は空気とした。加熱温度は８０℃、加熱時間は６時間とした。加熱処理後は、オーブンから出して室温（２５℃）まで自然に冷却した。感光性組成物の前駆体が熱硬化して、容器内にホログラム記録層が形成された。これにより、参考例１の光記録媒体を得た。
【０１２３】
（光記録媒体の評価）
参考例１の光記録媒体について、容器や記録層の変形や変質の有無を、目視と透過率の測定とにより評価した。容器の目視による評価では、容器の変形を生じていない場合を「○」、容器の変形を生じている場合を「×」とした。記録層の目視による評価では、記録層が透明な場合を「○」、記録層に白濁が見られる場合を「△」、記録層に気泡が発生している場合を「×」とした。また、透過率の測定は、以下の条件で行った。
【０１２４】
透過率は、波長７８０ｎｍのレーザ光源を光記録媒体に対して垂直に照射し、光記録媒体を透過するレーザ光の強度を測定したものである。光記録媒体を介さない状態の光強度を１００％としている。
【０１２５】
また、参考例１の光記録媒体について、実際にホログラムを記録して、光記録媒体の記録特性を評価した。なお、ここでいう記録特性とは、光記録媒体にホログラムを記録する際に重要な、記録感度および最大回折効率の値である。これらの記録特性からホログラムの記録・再生が可能か否か判断される。ホログラムの記録・再生は、以下の条件で行った。ホログラムの記録・再生が可能な場合を「○」、記録・再生が不可能な場合を「×」とした。
【０１２６】
評価結果を下記の表１にまとめて示す。表１に示すように、ガラス製の容器を用いた参考例１の光記録媒体では、加熱処理による容器及び記録層の変形や変質は見られず、６２％と高い透過率が得られた。また、参考例１の光記録媒体では、ホログラムの記録・再生を問題なく行うことができた。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
＜実施例１＞
（容器の作製）
主基材としてＣＯＰを含む樹脂材料を用いて、ホログラム記録材料を充填する容器を、射出成形により作製した。容器は、幅Ｗが２０ｍｍ、厚さＤが２ｍｍ、長さ１０ｃｍの外形を有する。互いに対向する平板部の厚さｄｃは０．５ｍｍ、対向する２つの平板部の離間距離（＝記録層の厚さ）は１．０ｍｍである。主基材としてＣＯＰを含む樹脂材料としては、日本ゼオン社製の「ゼオネックス（登録商標）」を用いた。射出成形条件は、シリンダー温度２８０℃、金型温度１３０℃、射出圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ２、射出速度７０ｃｍ３／秒とした。
【０１２９】
（光記録媒体の作製）
射出成形で得られたＣＯＰ製の中空容器に、参考例１と同様にして、液状の感光性組成物の前駆体を注入した。次に、容器内に充填された感光性組成物の前駆体を加熱処理して、容器内にホログラム記録層を有する光記録媒体とした。これにより、実施例１の光記録媒体を得た。
【０１３０】
（光記録媒体の評価）
実施例１の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＣＯＰ製の容器を用いた実施例１の光記録媒体では、加熱処理による容器及び記録層の変形や変質は見られず、６９．１％と高い透過率が得られた。また、実施例１の光記録媒体では、ガラス製の容器を用いた参考例１の光記録媒体と同様に、ホログラムの記録・再生を問題なく行うことができた。
【０１３１】
＜比較例１＞
主基材としてＰＣ（ポリカーボネート）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の光記録媒体を得た。主基材としてＰＣを含む樹脂材料としては、三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名「ユーピロン（登録商標）」を用いた。「ユーピロン（登録商標）」は、ＰＣとして、粘度平均分子量２００００〜３００００のＰＣを含んでいる。
【０１３２】
比較例１の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＣ製の容器を用いた比較例１の光記録媒体では、加熱処理により記録層が白濁しているのが確認された。透過率は９．６１％まで低下した。また、比較例１の光記録媒体の記録特性は「×」であった。
【０１３３】
＜比較例２＞
主基材としてＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例２の光記録媒体を得た。主基材としてＰＭＭＡを含む樹脂材料としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリペットＶＨ（登録商標）」を用いた。「アクリペットＶＨ（登録商標）」は、質量平均分子量１２００００のＰＭＭＡを含んでいる。
【０１３４】
比較例２の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＭＭＡ製の容器を用いた比較例２の光記録媒体では、加熱処理により容器が変形し、記録層内に気泡が発生しているのが確認された。透過率は４２．９５％まで低下した。また、比較例２の光記録媒体の記録特性は「×」であった。
【０１３５】
＜比較例３＞
主基材としてＰＳ（ポリスチレン）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例３の光記録媒体を得た。主基材としてＰＳを含む樹脂材料としては、東洋スチレン社製の商品名「トーヨースチロールＧＰ（登録商標）」を用いた。「トーヨースチロールＧＰ（登録商標）」は、重量平均分子量３５００００のＰＳを含んでいる。
【０１３６】
比較例３の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＳ製の容器を用いた比較例３の光記録媒体では、加熱処理により容器が著しく変形した。このため、透過率や記録特性の評価は行わなかった。
【０１３７】
＜比較例４＞
主基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例４の光記録媒体を得た。主基材としてＰＥＴを含む樹脂材料としては、ユニチカ社製の商品名「Ｇ−ＰＥＴ（登録商標）」を用いた。「Ｇ−ＰＥＴ（登録商標）」は、融点２５５℃のＰＥＴ樹脂である。
【０１３８】
比較例３の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＥＴ製の容器を用いた比較例４の光記録媒体では、加熱処理により容器が著しく変形した。このため、透過率や記録特性の評価は行わなかった。
【符号の説明】
【０１３９】
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（記録前）
６０Ｂ 感光性組成物の前駆体
６１ 供給装置
６２ スポット
６４ 離間層
７０ 容器
７２ 第１の平板部
７４ 第２の平板部
７６ 連結部
８０ 光記録媒体
８０Ａ 光記録媒体（記録前）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体、光記録媒体の製造方法、露光装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２枚の光透過性支持体の間に、光情報を３次元的に記録する厚さ１００μｍ〜２ｍｍの光情報記録層が介設された光情報記録媒体であって、前記２枚の光透過性支持体の外側両面に、放射線硬化樹脂からなる保護層が形成されていることを特徴とする光情報記録媒体が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、光カチオン重合性化合物（Ａ）、バインダーポリマー（Ｂ）、光重合開始剤（Ｃ）、及び増感色素（Ｄ）を配合して体積型ホログラム記録用感光性組成物を調製する方法であって、前記光カチオン重合性化合物（Ａ）として、予め沸点以下の温度で加熱処理を施したものを用いることを特徴とする体積型ホログラム記録用感光性組成物の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０３９１３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体であって、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、本発明の光記録媒体を用いた露光装置と、当該露光装置を用いた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、前記容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層と、を備える光記録媒体である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項１に記載の光記録媒体である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記記録層に体積ホログラムが記録された、請求項１又は２に記載の光記録媒体である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、容器内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、前記容器内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する、光記録媒体の製造方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂であり、前記前駆体を８０℃以上で加熱処理する、請求項４に記載の光記録媒体の製造方法である。
【００１２】
請求項６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光記録媒体であって、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、当該容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層とを含み、前記記録層に、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光記録媒体と、を備える露光装置である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項６に記載の露光装置である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体において、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体を提供できる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、他のホログラム記録材料を用いた場合に比べて、製造工程における容器及び記録層の変形や変質をさらに抑制することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、入射角選択性及び波長選択性が高い体積ホログラムにより、高い回折効率を得ることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、樹脂製の容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層を備えた光記録媒体の製造方法において、ホログラム記録材料が結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であっても、本発明を用いない場合に比べて、容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、容器内の前駆体を加熱処理してポリウレタン樹脂を生成するが、この場合に８０℃以上で加熱処理しても、容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質がされにくい。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくく、高い透過率と優れた記録特性とを有する光記録媒体を用いて、複数のホログラム素子の各々を精度よく記録することができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、他のホログラム記録材料を用いた場合に比べて、製造工程における容器及び記録層の変形や変質をさらに抑制することができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、本発明を用いない場合に比べ、樹脂製の容器及び記録層の両方が製造工程で変形や変質されにくい光記録媒体を用いて、複数のホログラム素子の各々を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る光記録媒体の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は図１に示す光記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図３】光記録媒体に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。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はホログラムが記録される原理を示す模式図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】図６に示すＬＥＤプリントヘッドの回折光学系の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図８】（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。
【図９】回折光学系を構成するホログラム素子が記録される様子を示す模式的な断面図である。
【図１０】回折光学系を構成するホログラム素子から回折光が取り出される様子を示す模式的な断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの部分的構成の一例を示す分解斜視図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は参考例で用いるガラス製容器の形状を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
＜光記録媒体の構造＞
図１は本発明の実施の形態に係る光記録媒体の構成の一例を示す概略斜視図である。図１に示すように、光記録媒体８０Ａは、ガラスや樹脂等で構成された長尺状で且つ平板状の容器７０と、容器７０内に収納されたホログラム記録層６０Ａと、を備えている。ホログラム記録層６０Ａは、ホログラム記録材料を容器７０内に充填することで、容器７０内に収納されている。ホログラム記録層６０Ａは、容器７０により保護されている。
【００２７】
容器７０の形状が、光記録媒体８０Ａの形状となる。即ち、光記録媒体８０Ａは、容器７０と同様に、長尺状で且つ平板状の形状を備えている。なお、以下では、図１に示すように、長尺状で且つ平板状の光記録媒体８０Ａについて説明するが、光記録媒体８０Ａの形状はこれに限定される訳ではない。ディスク状やカード状など、用途に応じて光記録媒体８０Ａの形状を変更してもよい。
【００２８】
また、光記録媒体８０Ａは、ホログラムが記録される前の光記録媒体であり、符号Ａを付して、ホログラムが記録された光記録媒体８０と区別する。同様に、ホログラム記録層６０Ａは、ホログラムが記録される前の記録層であり、符号Ａを付して、ホログラムが記録されたホログラム記録層６０と区別する。
【００２９】
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６０Ａ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、を備えている。換言すれば、第１の平板部７２、第２の平板部７４及び連結部７６で囲まれた薄い中空部分に、ホログラム記録材料が充填されて、ホログラム記録層６０Ａが構成されている。
【００３０】
容器７０の第１の平板部７２及び第２の平板部７４の表面は、光学品質に形成されている。ここで「光学品質」とは、無色透明性、低複屈折性、平坦性を指している。また、第１の平板部７２及び第２の平板部７４の厚さｄｃは、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲としてもよい。
【００３１】
容器７０は、主基材としてシクロオレフィンポリマーを含んで構成されている。シクロオレフィンポリマー（略称：ＣＯＰ）とは、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどのシクロオレフィンを開環重合することにより製造される透明な樹脂である。一般に、ＣＯＰは、透明性が高いという特徴の外に、耐熱性に優れると共に、吸湿性が低いという特徴を有している。
【００３２】
後述する通り、容器７０は、光記録媒体８０Ａの製造工程において、ホログラム記録材料を生成する感光性組成物の前駆体と共に加熱処理される。主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、この加熱処理によって、容器７０自体が変形、変質する等の不具合を生じない。また、主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、この加熱処理によって、ホログラム記録材料を発泡、白濁させる等の不具合を生じない。
【００３３】
従来、容器を構成する材料としては、ショット社製の「ＡＦ４５（登録商標）」、コーニング社製の「イーグル２０００（登録商標）」等のガラス材料が用いられてきた。樹脂製の容器は、ガラス製の容器に比べて強度が高く、破損し難い。また、主基材としてＣＯＰを含む容器７０は、樹脂製の容器であっても、ガラス製の容器と同様に、記録光に対する透明性が高く、記録光に対する透過率が高く、加熱処理で変質しない程度の耐熱性を有し、吸水性が低いという光学要素としての要件を満たす。
【００３４】
容器７０に使用するＣＯＰとしては、ホログラムを記録する記録光やホログラムを再生する再生光に対し透明なＣＯＰが用いられる。容器７０に使用するＣＯＰとしては、ノルボルネン系ＣＯＰ、テトラシクロドデセン系ＣＯＰ等が挙げられる。耐熱性向上の観点から、シクロオレフィンの重合の際に、種々の共重合成分を添加しても良い。共重合成分の例としては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン等のα−オレフィンや、他のノルボルネン系モノマーやテトラシクロドデセン系モノマー材料などを用いてもよい。
【００３５】
また、成形時に、以下の材料を混合して容器７０を作成しても良い。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルブテ−１−エン、ポリ（４−メチルペンテ−１−エン）、ポリブテ−１−エンおよびポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロプレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体、アクリロニトリル／スチレン共重合体およびアクリロニトリル／スチレン／アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、ポリ安息香酸ビニル、ポリマレイン酸ビニル、ポリビニルブチラール、ポリフタル酸アリル、ポリアリルメラミン、上記モノマーの共重合体、例えばエチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシドおよびビスグリシジルエーテルの重合体、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレンおよびポリオキシメチレン／エチレンオキシド共重合体、ポリフェニルオキシド重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリウレタン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１およびナイロン１２、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ−１，４−ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンナフタレートビベンゾエート（ＰＥＮＢＢ）、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂およびメラミン−ホルムアルデヒド樹脂、セルロース、プロピオン酸セルロースおよびセルロースエーテルおよびタンパク質）。また、異なるＣＯＰ材料を成形時に混合することで容器７０を作成しても良い。
【００３６】
ＣＯＰとして、日本ゼオン社製の「ゼオネックス（登録商標）」「ゼオノア（登録商標）」等、市販のＣＯＰ材料を用いてもよいし、三井化学社製の「ＡＰＥＬ（登録商標）」ＪＳＲ社製の「アートン（登録商標）」などの市販のシクロオレフィン共重合樹脂を用いても良い。これら市販の材料に他のＣＯＰ材料を成形時に混合することで容器７０を作成しても良い。「ゼオネックス（登録商標）」「ゼオノア（登録商標）」はＣＯＰとしてノルボルネン系開環重合体を、「ＡＰＥＬ（登録商標）」はテトラシクロドデセンとエチレンのコポリマーを含み、「アートン（登録商標）」はジシクロペンタジエンとメタクリル酸エステルを材料としている。
【００３７】
また、容器７０は、ＣＯＰ以外に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、帯電防止剤、フィラー等の成分を含んで構成されていてもよい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられる。紫外線吸収剤としては、ヒンダードフェノール系などが挙げられる。離型剤としては、脂肪族アルコール、脂肪族エステル、芳香族エステル、トリグリセライド類、フッ素系界面活性剤、高級脂肪酸金属塩等が挙げられる。これらの添加剤は、それぞれ単独あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。添加剤の使用量は、本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択される。
【００３８】
ＣＯＰはペレットとして供給されている。容器７０は、ＣＯＰペレットを熱成形することにより作製してもよい。ＣＯＰ以外の成分は、ＣＯＰペレットと共に熱成形される。例えば、成形型を用いた射出成形等により、容器７０を一体成形してもよい。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。
【００３９】
ホログラム記録層６０Ａは、ホログラムを永続的に記録保持することが可能なホログラム記録材料から構成されている。体積ホログラムを記録するホログラム記録材料としては、ラジカル重合型の感光性組成物が用いられる。ラジカル重合型の感光性組成物は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。このように高分子材料を含む「感光性組成物」は、一般にフォトポリマーと総称される。なお、感光性組成物の詳細については後述する。
【００４０】
ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒは、体積ホログラムを記録する場合には、１０００μｍ〜５０００μｍの範囲であり、記録層が厚いほど厚い体積ホログラムが記録される。また、光利用効率向上の観点から、ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒは、２００μｍ〜１０００μｍの範囲としてもよい。なお、容器７０の第１の平板部７２と第２の平板部７４との離間距離が、ホログラム記録層６０Ａの厚さｄｒとなる。
【００４１】
＜光記録媒体の製造方法＞
次に、光記録媒体の製造方法について説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す光記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。本実施の形態の光記録媒体８０Ａでは、容器７０内に感光性組成物を充填するために、加熱処理により硬化する熱硬化性の感光性組成物を用いている。
【００４２】
熱硬化性の感光性組成物は、容器内に充填する前は「液状」の感光性組成物の前駆体である。この前駆体を容器に充填した後に加熱処理すると、前駆体が硬化して「固体」の感光性組成物を生成する。具体的には、感光性組成物の前駆体は、結着樹脂の代わりに「重合により結着樹脂を生成するモノマー成分」を含んでいる。前駆体を加熱処理することで、モノマー成分が重合して結着樹脂を生成する。
【００４３】
以下、光記録媒体の製造する製造方法の各工程を順に説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、ＣＯＰを含んで構成された容器７０を用意する。容器７０は、第１の平板部７２、第２の平板部７４及び連結部７６で囲まれた中空部分を有している。また、図示はしていないが、容器７０には、液状の前駆体を注入するための注入口が設けられている。
【００４４】
次に、図２（Ｂ）に示すように、容器７０内に感光性組成物の前駆体を注入する。「液状」の感光性組成物の前駆体６０Ｂは、供給装置６１から容器７０に供給され、図示しない注入口から容器７０内に注入される。これにより、容器７０の中空部分は、前駆体６０Ｂで満たされる。
【００４５】
次に、図２（Ｃ）に示すように、容器７０内に充填された前駆体６０Ｂを、容器７０と共に加熱処理する。加熱処理は、大気圧下または減圧下、加圧下で行われてもよい。また加熱処理を行う際の雰囲気としては、大気を用いてもよく、窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いてもよい。またこれらの雰囲気の中間的な組成であってもよい。前駆体６０Ｂを加熱処理することで、モノマー成分が重合して結着樹脂を生成する。これにより、前駆体６０Ｂが固体化して、感光性組成物からなるホログラム記録層６０Ａを有する光記録媒体８０Ａが完成する。
【００４６】
前駆体６０Ｂが充填された容器７０を加熱処理すると、容器７０内で重合反応が起きる。主基材としてＣＯＰを含む容器７０を用いた場合には、容器７０内で重合反応が行われても、容器７０自体が変形、変質する等の不具合や、ホログラム記録材料が発泡、白濁する等の不具合を生じない。
【００４７】
加熱温度及び加熱時間は、感光性組成物の前駆体が熱硬化するのに必要な温度及び時間である。例えば、結着樹脂がポリウレタン樹脂の場合には、約８０℃の温度で数時間（２〜６時間）加熱する。加熱温度が高過ぎたり、加熱時間が長過ぎると、製造工程が非効率化する。一方、加熱温度が低過ぎたり、加熱時間が短過ぎると、前駆体の熱硬化が不十分となる。
【００４８】
加熱温度を下げる又は加熱時間を短縮するには、重合促進剤の添加量を増やす手段が取られるが、添加量を増やすことで結着樹脂（バインダポリマー）が必要以上に硬化すると、光重合性化合物（モノマー）の移動を阻害する。これは記録時に重要な屈折率差を下げる要因となるため、適切な添加量と加熱温度、加熱時間が重要である。そのため、一般に、加熱温度は５０℃〜１００℃の範囲であるが、８０℃〜９０℃の範囲が好ましく、また、加熱時間は、２〜１０時間の範囲であり、４〜６時間の範囲が好ましい。
【００４９】
＜ホログラムの記録原理＞
次に、感光性組成物のホログラム記録原理について説明する。図３は光記録媒体に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。また、図４（Ａ）及び（Ｂ）はホログラムが記録される原理を示す模式図である。
【００５０】
図３に示すように、記録時には、ホログラム記録層６０Ａに、第１の平板部７２又は第２の平板部７４を介して、コヒーレント光である信号光と参照光とが照射される。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。信号光と参照光とは、ホログラム記録層６０Ａの同じ領域で交差するように照射される。ホログラム記録層６０Ａ内で、信号光と参照光とが干渉する。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）に応じて、記録層６０Ａの屈折率や透過率などの物性が変化する。これにより、記録層６０Ａの厚さ方向にわたって、干渉縞がホログラムとして記録される。
【００５１】
図３に示す例では、信号光と参照光とがホログラム記録層６０Ａに対し同じ側から照射されて、光記録媒体８０Ａには透過型のホログラムが記録される。ホログラムの記録方法は、これに限定される訳ではなく、従来公知の記録方法でホログラムを記録することができる。例えば、信号光と参照光とをホログラム記録層６０Ａに対し異なる側から照射して、反射型のホログラムを記録してもよい。また、信号光と参照光とをホログラム記録層６０Ａに同軸で照射して、同軸記録によりホログラムを記録してもよい。
【００５２】
ラジカル重合型の感光性組成物は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。図４（Ａ）に示すように、この感光性組成物からなるホログラム記録層６０Ａ内には、結着樹脂（バインダポリマー）と光重合性化合物（モノマー）とが一様に分布している。図４（Ｂ）に示すように、ホログラム記録層６０Ａ内で信号光と参照光の干渉による干渉縞が形成されると、光重合性化合物（モノマー）の分布に偏りを生じる。
【００５３】
干渉縞明部においては、増感色素が励起されて電子を放出する。放出された電子は、重合開始剤に移動してラジカルを発生させる。発生したラジカルは、光重合性化合物に移動して重合が開始される。干渉縞明部において重合反応が進むと、干渉縞暗部に存在する光重合性化合物が、矢印で示したように干渉縞明部に移動してくる。
【００５４】
その結果、干渉縞明部では、光重合性化合物の割合が多い構成となる。一方、干渉縞暗部では、光重合性化合物の割合が少なく、結着樹脂の割合が多い構成となる。結着樹脂と光重合性化合物とでは屈折率が異なるので、光重合性化合物の分布の偏りにより屈折率差が生じる。例えば、干渉縞暗部の屈折率ｎ１に対し、干渉縞明部の屈折率はｎ２（≠ｎ１）となる。この屈折率差が、干渉縞としてホログラム記録層６０Ａ内に記録される。
【００５５】
＜感光性組成物＞
ここで、本実施の形態の光記録媒体８０Ａにおいて、ホログラム記録材料として使用される「感光性組成物」について説明する。この「感光性組成物」は、ラジカル重合型の感光性組成物であると共に、加熱処理により硬化する熱硬化性の感光性組成物である。上述した通り、「感光性組成物」は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含んで構成されている。
【００５６】
結着樹脂は、熱重合性化合物、熱重合性基をもつポリマーまたはオリゴマーの熱重合もしくは熱架橋性基をもつポリマーまたはオリゴマーの熱架橋により、製造工程における加熱処理によって生成される。結着樹脂としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。製造工程での加熱処理において容器７０やホログラム記録層６０Ａの変形や変質を抑制する観点から、結着樹脂としてポリウレタン樹脂を用いてもよい。
【００５７】
ポリウレタン樹脂は、ウレタン結合によりモノマーを重合させた高分子化合物である。通常、複数の水酸基を有するポリオールと、２つ以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネートとの重付加反応によりウレタン結合を生成して、ポリウレタン樹脂を合成する。また、イソシアネート基を保護基により保護したブロックイソシアネートを使用することもできる。更に、重合度を調整するために、必要に応じてモノオールや単官能イソシアネートも併せて使用することができる。このように、感光性組成物の前駆体は、モノマー成分として「ポリオール」と「イソシアネート」とを含んでおり、前駆体を加熱処理することで、これらが重合してポリウレタン樹脂を生成する。
【００５８】
生成されたポリウレタン樹脂としては、脂肪族ポリオールと脂肪族イソシアネートから生成する脂肪族ポリウレタン樹脂、芳香族ポリオールと芳香族イソシアネートから生成する芳香族ポリウレタン樹脂、ポリオールとイソシアネートがそれぞれ脂肪族、芳香族またはその反対であるポリウレタン樹脂が挙げられる。結着樹脂に要求される光重合性モノマーの昜移動性を実現するためには、脂肪族ポリウレタン樹脂が好適に用いられるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５９】
光重合性化合物は、重合開始剤により発生したラジカルにより、ラジカル重合する官能基を有する化合物である。分子内に１つ以上のラジカル重合性不飽和二重結合を有するものであれば特に制限はないが、例えば、メタアクリロイル基、アクリロイル基、ビニル基を有する化合物を用いることができる。アクリレート及びメタアクリレートは、共に単官能のものも多官能のものも使用することができる。ビニル基を有する化合物としては、単官能ビニル化合物及び多官能ビニル化合物が挙げられる。なお、これらラジカル重合性化合物の１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００６０】
重合開始剤は、電子移動によりラジカルを発生する化合物である。重合開始剤としては、過酸化エステル類、有機過酸化物類、ベンゾイン・ベンゾインアルキルエーテル類、アセトフェノン類、アントラキノン類、チオキサントン類、ケタール類、ベンゾフェノン類、キサントン類、芳香族スルホニウム塩、アゾ化合物等、公知の光重合開始剤を単独、又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６１】
増感色素は、光励起されて電子を放出する化合物であり、光重合開始剤を増感するものであれば特に限定されない。例えば、チオピリリウム塩系色素、メロシアニン系色素、キノリン系色素、スチリルキノリン系色素、ケトクマリン系色素、チオキサンテン系色素、キサンテン系色素、オキソノール系色素、シアニン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム塩系色素等が用いられる。また、ホログラム記録後の後工程で分解し、無色透明になるものが好ましい。増感色素は、単独、又は２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００６２】
＜画像形成装置＞
図５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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６を備えている。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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１５により現像され、感光体ドラム１２上にはイエローのトナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにおいて、マゼンタ、シアン、黒の各色トナー像が形成される。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
＜ＬＥＤプリントヘッド(ＬＰＨ)＞
図６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６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。
【００７４】
図６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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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（図１１参照）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。従って、図７に示すように、光記録媒体８０の主走査方向の長さＬｐは、紙幅よりも長い。光記録媒体８０の厚さＤは、約２．０ｍｍとしてもよい。例えば、記録層６０の厚さを１．０ｍｍ、容器７０の第１の平板部７２及び第２の平板部７４の厚さを、各々０．５ｍｍとする。また、光記録媒体８０の副走査方向の幅Ｗは、１０ｍｍ以下としてもよい。なお、これら光記録媒体８０の厚さＤ及び幅Ｗの値は一例であって、これらに限定されるものではない。記録するホログラムの厚さや径、感光体ドラム周囲の混雑の程度等に応じて、適宜変更してもよい。
【００８２】
ＬＥＤ基板５８上には、容器７０内にホログラム記録層６０（以下、適宜「記録層６０」という。）が収納された光記録媒体８０が配置されている。容器７０は記録層６０を保護する保護層としても機能する。長尺状で且つ平板状の光記録媒体８０は、離間層６４を介して、ＬＥＤ基板５８上に重なるように配置されている。ホログラム素子アレイ５６は、光記録媒体８０の記録層６０内に形成されている。光記録媒体８０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。
【００８３】
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は干渉縞を記録した回折格子であり、光記録媒体８０は「回折光学系」として機能する。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。
【００８４】
離間層６４は、ＬＥＤチップ５３と光記録媒体８０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。なお、容器７０は、離間層６４とは屈折率の異なる樹脂材料で構成されて、離間層６４との間に界面を形成する。
【００８５】
離間層６４を低屈折率の空気層とし、容器７０を高屈折率の樹脂層とする等、容器７０を離間層６４よりも屈折率が高い材料で構成してもよい。また、離間層６４を高屈折率の透明樹脂層とし、容器７０を低屈折率の樹脂層とする等、容器７０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。
【００８６】
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５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。
【００８７】
＜ＬＥＤプリントヘッドの動作＞
ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光（インコヒーレント光）は、発光点からホログラム径まで拡がる拡散光の光路を通る。ＬＥＤ５０の発光により、ホログラム素子５４に参照光が照射されたのと略同じ状況となる。
【００８８】
図６に示すように、ＬＥＤアレイ５２とホログラム素子アレイ５６とを備えたＬＰＨ１４では、６個のＬＥＤ５０１〜５０６の各々から射出された各光は、容器７０の第１の平板部７２を通過して、対応するホログラム素子５４１〜５４６のいずれかに入射する。ホログラム素子５４１〜５４６は、入射された光を回折して回折光を生成する。ホログラム素子５４１〜５４６の各々で生成された各回折光は、拡散光の光路を避けて、その光軸が発光光軸と角度θを成す方向に射出され、感光体ドラム１２の方向に集光される。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
一般に、インコヒーレント光（非干渉性の光）を射出するＬＥＤを用いるＬＰＨでは、コヒーレンス性が低下してスポットぼけ（いわゆる色収差）が生じ、微小スポットを形成することは容易ではない。これに対して、本実施の形態のＬＰＨ１４は、ホログラム素子の入射角選択性及び波長選択性が高く、高い回折効率が得られる。このためバックグラウンドノイズ（背景雑音）が低減され、信号光が精度よく再生されて、輪郭の鮮明な微小スポット６２（集光点）が形成される。
【００９２】
＜ホログラム素子の形状＞
図８（Ａ）はホログラム素子の概略形状を示す斜視図である。図８（Ｂ）はＬＥＤプリントヘッドの副走査方向の断面図である。図８（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。
【００９３】
図８（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。光記録媒体８０のホログラム記録層６０には、複数のＬＥＤ５０に対応する複数のホログラム素子５４が、主走査方向に並ぶように多重記録されている。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。
【００９４】
図８（Ａ）、図８（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。
【００９５】
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６及び図８（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。
【００９６】
＜ホログラム素子の記録方法＞
次に、ホログラム素子の記録方法について説明する。図９は、ホログラム記録層にホログラムが記録される様子、即ち、ホログラムを記録する前の光記録媒体８０Ａのホログラム記録層６０Ａに、回折光学系を構成するホログラム素子５４が形成される様子を示す模式的な断面図である。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。
【００９７】
図９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。
【００９８】
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が形成された光記録媒体８０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。この光記録媒体８０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。
【００９９】
また、ホログラムを記録する前の光記録媒体８０Ａ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。光記録媒体８０Ａ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、透過型のホログラム素子５４が形成された光記録媒体８０が得られる。
【０１００】
＜ホログラム素子の再生方法＞
次に、ホログラム素子の再生方法について説明する。図１０は、ホログラムが再生される様子、即ち、光記録媒体８０に記録されたホログラム素子５４から、回折光が取り出される様子を示す模式的な断面図である。図１０に示すように、インコヒーレント光源である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。
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。
【０１０１】
ＬＥＤ５０を発光させると、ＬＥＤ５０から射出された光の一部は、参照光の光路を通る。これにより、光記録媒体８０に記録されたホログラム素子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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
＜ＬＰＨの具体的な構成＞
次に、ＬＰＨのより具体的な構成について説明する。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。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一列に並ぶように１４８４８個のスポット６２が形成される。
【０１０４】
図１１は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤプリントヘッドの部分的構成の一例を示す分解斜視図である。図１１の分解斜視図は、図６に概略的に図示したＬＰＨの構成をより具体的に図示したものであり、実際の画像形成装置に使用される構成に近い。なお、図示は省略するが、ホログラム記録層６０は容器７０内に収納されて、光記録媒体８０としてＬＥＤ基板５８上に配置されている。
【０１０５】
上述した通り、実際の画像形成装置のＬＰＨ１４には、主走査方向の解像度に応じて数千個のＬＥＤ５０が配列されている。複数のＬＥＤチップ５３を、ＬＥＤ基板５８上に、複数列に分けて２次元状に配列することでＬＰＨ１４が構成されている。図１１に示すＬＰＨ１４では、複数のＬＥＤチップ５３は、主走査方向に沿って配置されると共に、副走査方向に一定間隔ずらして二列に配置されて、ＬＥＤ基板５８上に千鳥状に配列されている。
【０１０６】
図１１に示す分解斜視図では、ＬＰＨ１４の一部として、４個のＬＥＤチップ５３Ａ１、５３Ａ２、５３Ｂ１、及び５３Ｂ２が、Ａ列及びＢ列の２列で千鳥状に配置されている様子を示す。以下、これらを区別する必要がない場合には、「ＬＥＤチップ５３」と総称する。４個のＬＥＤチップ５３の各々には、複数（図１１では９個）のＬＥＤ５０が予め定めた間隔（ＬＥＤピッチ）で一次元状に配列されている。そして、４個のＬＥＤチップ５３の各々は、ＬＥＤ５０の配列方向が主走査方向を向くように配置されている。
【０１０７】
主走査方向に沿ったＡ列のＬＥＤチップ５３Ａ１及び５３Ａ２と、Ｂ列のＬＥＤチップ５３Ｂ１及び５３Ｂ２とは、Ａ列上のＬＥＤ５０ＡとＢ列上のＬＥＤ５０Ｂとが、副走査方向に一定間隔で離間されるように配置されている。ＬＥＤ５０ＡとＬＥＤ５０Ｂとが副走査方向に離間される間隔は、ＬＥＤ５０の主走査方向の間隔と略同じ間隔又は数倍（１倍〜９倍）程度の間隔とされている。
【０１０８】
複数のＬＥＤチップ５３に搭載された複数のＬＥＤ５０の各々に対応して、ホログラム記録層６０には複数のホログラム素子５４が形成されている。感光体ドラム１２の表面１２Ａには、複数のＬＥＤ５０の各々に対応して、複数のスポット６２が主走査方向に沿って予め定めた間隔（スポットピッチ）で一列に形成される。図１１に示す例では、３６個のＬＥＤ５０に対応して３６個のスポット６２が形成される。
【０１０９】
図１１に示すＬＰＨ１４では、Ａ列のＬＥＤ５０ＡとＢ列のＬＥＤ５０Ｂとを、一列に並ぶ複数のスポット６２に交互に対応付けている。従って、ＬＥＤチップ５３のＬＥＤピッチが「ＰＯ」でも、Ａ列及びＢ列の２列を交互に用いれば、主走査方向のＬＥＤピッチ「ＰＬ」は「ＰＯ／２」となる。ＬＥＤピッチと同じ間隔でスポット６２が形成されると仮定すると、スポットピッチ「ＰＳ」も「ＰＯ／２」となる。例えば、１２００ｄｐｉの解像度を得たい場合であっても、６００ｄｐｉのＬＥＤチップ５３を用いればよいことになる。
【０１１０】
＜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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
【０１１４】
＜参考例１＞
（容器の準備）
ホログラム記録材料を充填するガラス製の容器を準備した。図１２（Ａ）及び（Ｂ）は参考例で用いるガラス製容器の形状を示す模式図である。容器は、幅Ｗが２０ｍｍ、厚さＤが２．０ｍｍ、長さ１０ｃｍの外形を有する。互いに対向する平板部の厚さｄｃは０．５ｍｍ、対向する２つの平板部の離間距離（＝記録層の厚さ）は１．０ｍｍである。ガラス材料としては、コーニング社製の商品名「イーグル２０００（登録商標）」を用いた。ガラス製の容器は、以下の方法で作製した。
【０１１５】
上記のガラス製の容器は、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、２枚のガラス板を対向させ、対向するガラス板の間に同じガラス製のスペーサを挟んで、接着剤で接着することで作製される。ガラス板は、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍである。スペーサは、厚さおよそ１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ１０ｃｍである。スペーサの厚さと接着剤の厚さの合計が、記録層の厚さとなるので、この合計の厚さが１ｍｍになるように作製する。
【０１１６】
接着剤としては、協立化学産業社製の商品名「ワールドロックＮｏ.８８４０ＬＳＬ（登録商標）」を用いる。スペーサとガラス板とは、スペーサに接着剤を塗布して、ガラス板と密着させ、紫外線を照射して硬化させることで接着させる。接着剤の塗布は、樹脂製シリンジに接着剤を充填し、遠心法等により気泡を除いた後、空気圧によりシリンジ内の液体を吐出する装置であるエアパルス方式ディスペンサーを接続し、シリンジ先端に装着したニードルから加圧により適量を塗布する方式で行う。
【０１１７】
（光記録媒体の作製）
樹脂製シリンジに液状の感光性組成物の前駆体を充填し、遠心法等により気泡を除いた後、空気圧によりシリンジ内の液体を吐出する装置であるエアパルス方式ディスペンサーを接続した。シリンジにはガラス製の中空容器の開口部に挿入可能なニードルが装着されており、加圧により適量をニードルから中空容器内に注入した。
【０１１８】
感光性組成物の前駆体は、結着樹脂であるポリウレタン樹脂を生成するモノマー成分（ポリオール及びイソシアネート）、光重合性化合物、重合開始剤、及び増感色素を含んでいる。前駆体の実施例は以下のとおりである。
【０１１９】
−溶液Ａ−
・ヘキサメチレンジイソシアネート：三井化学社製、商品名「タケネート７００（登録商標）」・・・５．９ｇ
・９，９’ビフェニルフルオレンＥＯ変性アクリレート：大阪ガスケミカル社製、商品名「オグソールＥＡ０２００（登録商標）」・・・１．７３ｇ
・ビス（η５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム：チバ・ジャパン社製、商品名「イルガキュア７８４（登録商標）」・・・０．２５ｇ
【０１２０】
−溶液Ｂ−
・ポリプロピレンオキサイドトリオール：三井化学社製、商品名「アクトコールＴ−３００（登録商標）」・・・８．０８ｇ
・ポリエチレングリコール：東京化成工業社製・・・７．１６ｇ
・サンアプロ社製、商品名「Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ１０２（登録商標）」・・・０．３０ｇ
【０１２１】
上記のように調整し混合した溶液Ａ， 溶液Ｂから各々７．８８ｇ、９．３６ｇを取り出し、ガラス容器中で１０分間混合したものが、前駆体となる。なお、各成分の調整から液の混合、中空容器内への注入までは、湿度１０％以下の空気を供給したグローブボックス内で行った。
【０１２２】
次に、容器内に充填された感光性組成物の前駆体を、容器ごとオーブンに入れて加熱処理した。加熱雰囲気は空気とした。加熱温度は８０℃、加熱時間は６時間とした。加熱処理後は、オーブンから出して室温（２５℃）まで自然に冷却した。感光性組成物の前駆体が熱硬化して、容器内にホログラム記録層が形成された。これにより、参考例１の光記録媒体を得た。
【０１２３】
（光記録媒体の評価）
参考例１の光記録媒体について、容器や記録層の変形や変質の有無を、目視と透過率の測定とにより評価した。容器の目視による評価では、容器の変形を生じていない場合を「○」、容器の変形を生じている場合を「×」とした。記録層の目視による評価では、記録層が透明な場合を「○」、記録層に白濁が見られる場合を「△」、記録層に気泡が発生している場合を「×」とした。また、透過率の測定は、以下の条件で行った。
【０１２４】
透過率は、波長７８０ｎｍのレーザ光源を光記録媒体に対して垂直に照射し、光記録媒体を透過するレーザ光の強度を測定したものである。光記録媒体を介さない状態の光強度を１００％としている。
【０１２５】
また、参考例１の光記録媒体について、実際にホログラムを記録して、光記録媒体の記録特性を評価した。なお、ここでいう記録特性とは、光記録媒体にホログラムを記録する際に重要な、記録感度および最大回折効率の値である。これらの記録特性からホログラムの記録・再生が可能か否か判断される。ホログラムの記録・再生は、以下の条件で行った。ホログラムの記録・再生が可能な場合を「○」、記録・再生が不可能な場合を「×」とした。
【０１２６】
評価結果を下記の表１にまとめて示す。表１に示すように、ガラス製の容器を用いた参考例１の光記録媒体では、加熱処理による容器及び記録層の変形や変質は見られず、６２％と高い透過率が得られた。また、参考例１の光記録媒体では、ホログラムの記録・再生を問題なく行うことができた。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
＜実施例１＞
（容器の作製）
主基材としてＣＯＰを含む樹脂材料を用いて、ホログラム記録材料を充填する容器を、射出成形により作製した。容器は、幅Ｗが２０ｍｍ、厚さＤが２ｍｍ、長さ１０ｃｍの外形を有する。互いに対向する平板部の厚さｄｃは０．５ｍｍ、対向する２つの平板部の離間距離（＝記録層の厚さ）は１．０ｍｍである。主基材としてＣＯＰを含む樹脂材料としては、日本ゼオン社製の「ゼオネックス（登録商標）」を用いた。射出成形条件は、シリンダー温度２８０℃、金型温度１３０℃、射出圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ２、射出速度７０ｃｍ３／秒とした。
【０１２９】
（光記録媒体の作製）
射出成形で得られたＣＯＰ製の中空容器に、参考例１と同様にして、液状の感光性組成物の前駆体を注入した。次に、容器内に充填された感光性組成物の前駆体を加熱処理して、容器内にホログラム記録層を有する光記録媒体とした。これにより、実施例１の光記録媒体を得た。
【０１３０】
（光記録媒体の評価）
実施例１の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＣＯＰ製の容器を用いた実施例１の光記録媒体では、加熱処理による容器及び記録層の変形や変質は見られず、６９．１％と高い透過率が得られた。また、実施例１の光記録媒体では、ガラス製の容器を用いた参考例１の光記録媒体と同様に、ホログラムの記録・再生を問題なく行うことができた。
【０１３１】
＜比較例１＞
主基材としてＰＣ（ポリカーボネート）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の光記録媒体を得た。主基材としてＰＣを含む樹脂材料としては、三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名「ユーピロン（登録商標）」を用いた。「ユーピロン（登録商標）」は、ＰＣとして、粘度平均分子量２００００〜３００００のＰＣを含んでいる。
【０１３２】
比較例１の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＣ製の容器を用いた比較例１の光記録媒体では、加熱処理により記録層が白濁しているのが確認された。透過率は９．６１％まで低下した。また、比較例１の光記録媒体の記録特性は「×」であった。
【０１３３】
＜比較例２＞
主基材としてＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例２の光記録媒体を得た。主基材としてＰＭＭＡを含む樹脂材料としては、三菱レイヨン社製の商品名「アクリペットＶＨ（登録商標）」を用いた。「アクリペットＶＨ（登録商標）」は、質量平均分子量１２００００のＰＭＭＡを含んでいる。
【０１３４】
比較例２の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＭＭＡ製の容器を用いた比較例２の光記録媒体では、加熱処理により容器が変形し、記録層内に気泡が発生しているのが確認された。透過率は４２．９５％まで低下した。また、比較例２の光記録媒体の記録特性は「×」であった。
【０１３５】
＜比較例３＞
主基材としてＰＳ（ポリスチレン）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例３の光記録媒体を得た。主基材としてＰＳを含む樹脂材料としては、東洋スチレン社製の商品名「トーヨースチロールＧＰ（登録商標）」を用いた。「トーヨースチロールＧＰ（登録商標）」は、重量平均分子量３５００００のＰＳを含んでいる。
【０１３６】
比較例３の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＳ製の容器を用いた比較例３の光記録媒体では、加熱処理により容器が著しく変形した。このため、透過率や記録特性の評価は行わなかった。
【０１３７】
＜比較例４＞
主基材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を含む樹脂材料を用いて容器を作製した以外は、実施例１と同様にして、比較例４の光記録媒体を得た。主基材としてＰＥＴを含む樹脂材料としては、ユニチカ社製の商品名「Ｇ−ＰＥＴ（登録商標）」を用いた。「Ｇ−ＰＥＴ（登録商標）」は、融点２５５℃のＰＥＴ樹脂である。
【０１３８】
比較例３の光記録媒体について、参考例１と同様にして、容器や記録層の変形や変質の有無、光記録媒体の記録特性を評価した。評価結果を表１にまとめて示す。表１に示すように、ＰＥＴ製の容器を用いた比較例４の光記録媒体では、加熱処理により容器が著しく変形した。このため、透過率や記録特性の評価は行わなかった。
【符号の説明】
【０１３９】
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（記録前）
６０Ｂ 感光性組成物の前駆体
６１ 供給装置
６２ スポット
６４ 離間層
７０ 容器
７２ 第１の平板部
７４ 第２の平板部
７６ 連結部
８０ 光記録媒体
８０Ａ 光記録媒体（記録前）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、
前記容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層と、
を備える光記録媒体。
【請求項２】
前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記記録層に体積ホログラムが記録された、請求項１又は２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、
容器内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、
前記容器内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する、
光記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記結着樹脂がポリウレタン樹脂であり、前記前駆体を８０℃以上で加熱処理する、
請求項４に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項６】
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光記録媒体であって、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、当該容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層とを含み、前記記録層に、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光記録媒体と、
を備える露光装置。
【請求項７】
前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７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。
【請求項１】
シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、
前記容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層と、
を備える光記録媒体。
【請求項２】
前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項１に記載の光記録媒体。
【請求項３】
前記記録層に体積ホログラムが記録された、請求項１又は２に記載の光記録媒体。
【請求項４】
シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器に、重合により結着樹脂を生成するモノマー成分、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物の前駆体を充填し、
容器内に充填された前記前駆体を加熱処理して、前記モノマー成分を重合させて前記結着樹脂を生成し、
前記容器内に充填された感光性組成物からなる記録層を生成する、
光記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記結着樹脂がポリウレタン樹脂であり、前記前駆体を８０℃以上で加熱処理する、
請求項４に記載の光記録媒体の製造方法。
【請求項６】
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光記録媒体であって、シクロオレフィンポリマーを含んで構成された容器と、当該容器内に充填されたホログラム記録材料からなる記録層とを含み、前記記録層に、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光記録媒体と、
を備える露光装置。
【請求項７】
前記ホログラム記録材料は、結着樹脂、光重合性化合物、重合開始剤及び増感色素を含む感光性組成物であり、前記結着樹脂がポリウレタン樹脂である、請求項６に記載の露光装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７３５４０（Ｐ２０１２−１７３５４０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５９８２（Ｐ２０１１−３５９８２）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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