JPH11223783A - Color picture forming device - Google Patents

Color picture forming device

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JPH11223783A
JPH11223783A JP10038181A JP3818198A JPH11223783A JP H11223783 A JPH11223783 A JP H11223783A JP 10038181 A JP10038181 A JP 10038181A JP 3818198 A JP3818198 A JP 3818198A JP H11223783 A JPH11223783 A JP H11223783A
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JP
Japan
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scanning direction
optical element
change
main scanning
color image
Prior art date
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JP10038181A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kato
加藤  学
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compact color picture forming device suitable for highly precise printing in which color deviation or picture non-uniformity or the like can be reduced in a simple constitution. SOLUTION: This color picture forming device is provided with plural scanning optical devices 11, 12, 13, and 14 having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refracting part and a diffracting part, and plural light fluxes outgoing from each scanning optical device 11-14 are introduced to the faces of plural corresponding image carriers 21, 22, 23, and 24, and the faces of the plural image carriers 21-24 are scanned with the plural fluxes so that a color picture can be formed. In this case, the plural scanning optical devices 11-14 are constituted so that aberration change in a main scanning direction on the faces of the image carriers 21-24 due to the environmental fluctuation of the scanning optical devices can be corrected by power change between the refracting part and the diffracting part of the optical element and the wavelength fluctuation of the semiconductor laser.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は複数の走査光学装置
を有するカラー画像形成装置に関し、特に環境変動(温
度変動)による収差変動を小さく抑えた複数の走査光学
装置から出射した複数の光束を用いて単一、もしくは複
数の像担持体面上を光走査してカラー画像情報を記録す
るようにした、例えばカラー電子写真プロセスを有する
レーザービームプリンターやカラーデジタル複写機等の
装置に好適なカラー画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color image forming apparatus having a plurality of scanning optical devices, and more particularly, to a color image forming apparatus using a plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices in which aberration fluctuation due to environmental fluctuation (temperature fluctuation) is suppressed. Color image formation suitable for devices such as a laser beam printer or a color digital copier having a color electrophotographic process, wherein a single or a plurality of image carriers are optically scanned to record color image information. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター(L
BP)やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置に
おいては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射
した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)より
光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する走
査光学素子(結像素子)によって感光性の記録媒体(感
光ドラム)面上にスポット状に集束させ、その面上を光
走査して画像記録を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser beam printer (L)
In a scanning optical device used in a BP) or a digital copying machine, a light beam which is light-modulated and emitted from a light source means in accordance with an image signal is periodically deflected by, for example, a rotating polygon mirror (polygon mirror) by an optical deflector. The light is focused on a photosensitive recording medium (photosensitive drum) surface in the form of a spot by a scanning optical element (imaging element) having fθ characteristics, and the surface is optically scanned to record an image.

【0003】図14はこの種の従来の走査光学装置に要
部概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a main part of a conventional scanning optical apparatus of this type.

【0004】同図において光源手段91から放射した発
散光束はコリメーターレンズ92により略平行光束とさ
れ、絞り93によって該光束(光量)を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンダーレンズ(シ
リンドリカルレンズ)94に入射している。シリンダー
レンズ94に入射した略平行光束のうち主走査断面内に
おいてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副
走査断面内においては集束して回転多面鏡(ポリゴンミ
ラー)から成る光偏向器95の偏向面(反射面)95a
にほぼ線像として結像している。
In FIG. 1, a divergent light beam emitted from a light source means 91 is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens 92. The light beam (light amount) is restricted by a stop 93, and a cylinder having a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. The light is incident on a lens (cylindrical lens) 94. Of the substantially parallel light beams incident on the cylinder lens 94, they are emitted as they are in the state of substantially parallel light beams in the main scanning section. In the sub-scanning section, the light is converged and a deflecting surface (reflection surface) 95a of an optical deflector 95 formed of a rotating polygon mirror (polygon mirror).
Is formed almost as a line image.

【0005】そして光偏向器95の偏向面95aで偏向
反射された光束はfθ特性を有する走査光学素子(fθ
レンズ)96を介して被走査面としての感光ドラム面9
8上に導光し、該光偏向器95を矢印A方向に回転させ
ることによって、該感光ドラム面98上を矢印B方向に
光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム
面98上に画像記録を行なっている。
The light beam deflected and reflected by the deflecting surface 95a of the optical deflector 95 is converted into a scanning optical element (fθ
A photosensitive drum surface 9 serving as a surface to be scanned through a lens 96
8, light is scanned in the direction of arrow B on the photosensitive drum surface 98 by rotating the light deflector 95 in the direction of arrow A. Thus, an image is recorded on the photosensitive drum surface 98 as a recording medium.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図15は前述した走査
光学装置を複数個同時に使用し、それぞれ異なる感光ド
ラム面上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を形
成するカラー画像形成装置の要部概略図である。
FIG. 15 shows a color image forming apparatus which uses a plurality of the above-described scanning optical devices simultaneously, records image information for each color on different photosensitive drum surfaces, and forms a color image. It is a principal part schematic diagram.

【0007】同図において101,102,103,1
04は各々走査光学装置、111,112,113,1
14は各々像担持体としての感光ドラム、121,12
2,123,124は各々現像器、131は搬送ベルト
である。同図におけるカラー画像形成装置は上記の走査
光学装置(101,102,103,104)を4個並
べ、各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロ
ー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々並行して感
光ドラム111,112,113,114面上に画像信
号を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
In FIG. 1, 101, 102, 103, 1
04 is a scanning optical device, 111, 112, 113, 1 respectively.
Numeral 14 denotes photosensitive drums as image carriers, 121 and 12 respectively.
Reference numerals 2, 123, and 124 denote developing units, respectively, and 131 denotes a transport belt. In the color image forming apparatus shown in the figure, four scanning optical devices (101, 102, 103, 104) are arranged, and each color is C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black). The image signals are recorded on the surfaces of the photosensitive drums 111, 112, 113 and 114 in parallel, and a color image is printed at a high speed.

【0008】このようなカラー画像形成装置では複数の
走査線を重ね合わせ画像形成を行うため、特に各色間の
走査線ずれ(以下「レジストレーションずれ」と称
す。)や各色間の画像濃度ムラ等を少なくすることが重
要である。このため走査光学装置には、 ・昇温等の環境変動(温度変動)に伴う主走査方向の倍
率変化(スポットの位置ずれ)が補償されていること、 ・昇温等の環境変動(温度変動)に伴う主走査方向、及
び副走査方向のピント変化が補償されていること、が求
められており、走査光学装置の使用環境が変動しても、
もしくは複数の走査光学装置の使用環境に差が生じても
各色間のレジストレーションずれや画像ムラ等が起こら
ないような構成が必要となる。
In such a color image forming apparatus, since a plurality of scanning lines are superimposed to form an image, a scanning line deviation between the respective colors (hereinafter referred to as "registration deviation"), an image density unevenness between the respective colors, and the like. It is important to reduce For this reason, the scanning optical device must:-compensate for a change in magnification (spot displacement) in the main scanning direction due to environmental fluctuations (temperature fluctuations) such as temperature rise;-environmental fluctuations (temperature fluctuations) such as temperature rise ) Is required to be compensated for in the main scanning direction and the focus change in the sub-scanning direction.
Alternatively, it is necessary to provide a configuration that does not cause misregistration between respective colors or image unevenness even if there is a difference in the use environment of a plurality of scanning optical devices.

【0009】また従来、このような走査光学装置には環
境変動による特性変動の少ないガラスレンズやガラスミ
ラー等が使用されてきたが、半導体レーザーの波長変動
による収差変化が残存すること、非球面による高度な収
差補正を行なえないこと、コストが高いこと、などから
プラスチックを使用した走査光学素子での環境変動補償
を行うことが求められている。
Conventionally, glass lenses, glass mirrors, and the like having little characteristic fluctuation due to environmental fluctuations have been used in such a scanning optical apparatus. However, aberration changes due to wavelength fluctuations of a semiconductor laser remain, and an aspherical surface is used. Due to the inability to perform advanced aberration correction and the high cost, it is required to perform environmental fluctuation compensation with a scanning optical element using plastic.

【0010】特開平7−174999号公報は走査光学
装置の走査用光学系を正のパワーを有するガラス球面レ
ンズと主走査方向及び副走査方向で正のパワーを有する
プラスチックトーリックレンズとから構成した例であ
る。同公報では+25℃昇温による主走査方向の倍率
(位置)ずれが80μm、副走査方向のピントずれが+
2.1mmである。しかしながらこの走査光学装置を、
例えば複数個使用したカラー画像形成装置では各色間の
レジストレーションずれや画像濃度ムラ等が生じやすい
という問題点を有する。
JP-A-7-174999 discloses an example in which a scanning optical system of a scanning optical device is composed of a glass spherical lens having a positive power and a plastic toric lens having a positive power in a main scanning direction and a sub-scanning direction. It is. In this publication, a magnification (position) shift in the main scanning direction due to a temperature rise of + 25 ° C. is 80 μm, and a focus shift in the sub-scanning direction is +
2.1 mm. However, this scanning optical device,
For example, in a color image forming apparatus using a plurality of colors, there is a problem that registration deviation between respective colors, image density unevenness, and the like easily occur.

【0011】特開平7−128603号公報はカラー画
像形成装置に使用する走査光学装置の走査用光学系をガ
ラスレンズとガラスシリンダーミラーとから構成した例
である。しかしながら同公報ではすべての走査光学系の
各光学素子をガラスで製作しているため、半導体レーザ
ーの波長変動による収差変化が残存し、非球面による収
差補正ができないため光路長が長く、コストが高いとい
う問題点を有する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-128603 is an example in which a scanning optical system of a scanning optical device used in a color image forming apparatus is composed of a glass lens and a glass cylinder mirror. However, in this publication, since all optical elements of all the scanning optical systems are made of glass, the aberration change due to the wavelength fluctuation of the semiconductor laser remains, and the aberration cannot be corrected by the aspherical surface, so that the optical path length is long and the cost is high. There is a problem that.

【0012】本発明は複数の走査光学装置を有するカラ
ー画像形成装置において、各々の走査光学装置の環境変
動(温度変動)に伴なう収差変化を各々の走査光学装置
の走査光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、半
導体レーザーの波長変動により各々補正することによ
り、容易な構成で各色間のレジストレーションずれや各
色間の画像濃度ムラを小さく抑えることができ、しかも
高精細な印字に適したコンパクトなカラー画像形成装置
の提供を目的とする。
According to the present invention, in a color image forming apparatus having a plurality of scanning optical devices, a change in aberration caused by an environmental change (temperature change) of each scanning optical device is caused by a refracting portion of a scanning optical element of each scanning optical device. By correcting the power change between the laser and the diffraction part and the wavelength fluctuation of the semiconductor laser, it is possible to suppress the registration deviation between the colors and the image density unevenness between the colors with a simple structure, and to achieve high-definition printing. It is an object of the present invention to provide a compact color image forming apparatus suitable for a computer.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のカラー画像形成
装置は、 (1) 半導体レーザーを含む光源手段と、屈折部と回折部
とを含む光学素子と、を有する走査光学装置を複数設
け、各走査光学装置から出射された複数の光束を単一の
像担持体面上の異なる領域に各々導光し、該複数の光束
で該像担持体面上を走査してカラー画像を形成するカラ
ー画像形成装置であって、該複数の走査光学装置は各々
該走査光学装置の環境変動による該像担持体面上での主
走査方向の収差変化が、該光学素子の屈折部と回折部と
のパワー変化と、該半導体レーザーの波長変動により補
正されるようにしていることを特徴としている。
The color image forming apparatus according to the present invention comprises: (1) a plurality of scanning optical devices each having light source means including a semiconductor laser, and optical elements including a refraction section and a diffraction section; Color image forming for guiding a plurality of light beams emitted from each scanning optical device to different regions on a single image carrier surface, and scanning the image carrier surface with the plurality of light beams to form a color image Wherein the plurality of scanning optical devices each have an aberration change in the main scanning direction on the image carrier surface due to an environmental change of the scanning optical device, and a power change between a refraction portion and a diffraction portion of the optical element. The correction is made by the wavelength fluctuation of the semiconductor laser.

【0014】特に(1-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化であることや、(1-2) 前記主走査方向の収差変化
はピント変化であること、等を特徴としている。
In particular, (1-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change, and (1-2) the aberration change in the main scanning direction is a focus change.

【0015】(2) 半導体レーザーを含む光源手段と、屈
折部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光し、該
複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画像を形
成するカラー画像形成装置であって、該複数の走査光学
装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体
面上での主走査方向及び副走査方向の収差変化が、該光
学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体レ
ーザーの波長変動により補正されるようにしていること
を特徴としている。
(2) A plurality of scanning optical devices having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refraction unit and a diffraction unit are provided, and a plurality of light beams emitted from each scanning optical device are converted into a single light beam. A color image forming apparatus that guides light to different regions on the surface of the image carrier and forms a color image by scanning the surface of the image carrier with the plurality of light fluxes; Aberration changes in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations of the optical device are corrected by a power change between a refraction section and a diffraction section of the optical element and a wavelength fluctuation of the semiconductor laser. It is characterized by doing so.

【0016】特に(2-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の
収差変化はピント変化であることを特徴としている。
In particular, (2-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change and / or a focus change, and the aberration change in the sub-scanning direction is a focus change.

【0017】上記(1),(2) において前記光学素子の屈折
部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを
有するプラスチック製のトーリックレンズを有し、該光
学素子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異
なるパワーを有する回折光学素子を有することや、上記
(1),(2) において前記光学素子の屈折部は主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチッ
ク製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有する
シリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する回
折光学素子を有し、該シリンダーレンズと該回折光学素
子とは互いに組み合わされた複合光学素子より成ること
や、上記(1),(2) において前記光学素子の屈折部は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプ
ラスチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワー
を有するシリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折
部は主走査方向にパワーを有する第1の回折光学素子と
主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有す
る第2の回折光学素子とを有し、該第1の回折光学素子
は該トーリックレンズの近傍に配され、該シリンダーレ
ンズと該第2の回折光学素子とは互いに組み合わされた
複合光学素子より成ることを特徴としている。
In the above (1) and (2), the refracting portion of the optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Having a diffractive optical element having different powers in the scanning direction and the sub-scanning direction,
In (1) and (2), the refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the optical element has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a combined optical element combined with each other, In (1) and (2), the refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the optical element includes a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Wherein the first diffractive optical element is disposed in the vicinity of the toric lens, and the cylinder lens and the second diffractive optical element comprise a composite optical element combined with each other.

【0018】(3) 半導体レーザーを含む光源手段と、屈
折部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数
の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置であって、該複数の走
査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像
担持体面上での主走査方向の収差変化が、該光学素子の
屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体レーザーの
波長変動により補正されるようにしていることを特徴と
している。
(3) A plurality of scanning optical devices having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refraction section and a diffraction section are provided, and a plurality of light beams emitted from each scanning optical apparatus correspond to each other. A color image forming apparatus that guides light onto a plurality of image bearing member surfaces and scans the plurality of image bearing member surfaces with the plurality of light beams to form a color image. The aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to the environmental change of the scanning optical device is corrected by the power change between the refraction portion and the diffraction portion of the optical element and the wavelength change of the semiconductor laser. It is characterized by having.

【0019】特に(3-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化であることや、(3-2) 前記主走査方向の収差変化
はピント変化であること、等を特徴としている。
In particular, (3-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change, and (3-2) the aberration change in the main scanning direction is a focus change.

【0020】(4) 半導体レーザーを含む光源手段と、屈
折部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数
の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置であって、該複数の走
査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像
担持体面上での主走査方向及び副走査方向の収差変化
が、該光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該
半導体レーザーの波長変動により補正されるようにして
いることを特徴としている。
(4) A plurality of scanning optical devices having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refraction portion and a diffraction portion are provided, and a plurality of light beams emitted from each scanning optical device correspond to each other. A color image forming apparatus that guides light onto a plurality of image bearing member surfaces and scans the plurality of image bearing member surfaces with the plurality of light beams to form a color image. Aberration changes in the main scanning direction and sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations of the scanning optical device are corrected by a power change between a refraction portion and a diffraction portion of the optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. It is characterized by the fact that.

【0021】特に(4-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の
収差変化はピント変化であることを特徴としている。
In particular, (4-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change and / or a focus change, and the aberration change in the sub-scanning direction is a focus change.

【0022】上記(3),(4) において前記光学素子の屈折
部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを
有するプラスチック製のトーリックレンズを有し、該光
学素子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異
なるパワーを有する回折光学素子を有することや、上記
(3),(4) において前記光学素子の屈折部は主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチッ
ク製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有する
シリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する回
折光学素子を有し、該シリンダーレンズと該回折光学素
子とは互いに組み合わされた複合光学素子より成ること
や、上記(3),(4) において前記光学素子の屈折部は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプ
ラスチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワー
を有するシリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折
部は主走査方向にパワーを有する第1の回折光学素子と
主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有す
る第2の回折光学素子とを有し、該第1の回折光学素子
は該トーリックレンズの近傍に配され、該シリンダーレ
ンズと該第2の回折光学素子とは互いに組み合わされた
複合光学素子より成ることを特徴としている。
In the above (3) and (4), the refracting portion of the optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Having a diffractive optical element having different powers in the scanning direction and the sub-scanning direction,
In (3) and (4), the refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the optical element has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a combined optical element combined with each other, In (3) and (4), the refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the optical element includes a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Wherein the first diffractive optical element is disposed in the vicinity of the toric lens, and the cylinder lens and the second diffractive optical element comprise a composite optical element combined with each other.

【0023】(5) 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光
し、該複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置において、該複数の走
査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源手段と、該
光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第1
の光学素子と、該変換された略平行光束を偏向素子の偏
向面における主走査方向に長手の線像に結像させる第2
の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を像担持体
面上にスポット状に結像させる屈折部と回折部とを有す
る第3の光学素子と、を有し、該複数の走査光学装置は
各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体面上で
の主走査方向の収差変化が、該第3の光学素子の屈折部
と回折部とのパワー変化と、該半導体レーザーの波長変
動により補正されるようにしていることを特徴としてい
る。
(5) A plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are respectively guided to different regions on a single image carrier surface, and the plurality of light beams scan the image carrier surface to color. In a color image forming apparatus for forming an image, the plurality of scanning optical devices each include a light source unit including a semiconductor laser, and a first unit that converts a light beam emitted from the light source unit into a substantially parallel light beam.
And a second element for forming the converted substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflecting surface of the deflecting element.
And a third optical element having a refraction section and a diffraction section for forming a light beam deflected by the deflection element into a spot on the image carrier surface, and the plurality of scanning optical devices. The aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to the environmental change of the scanning optical device is caused by the power change of the refraction portion and the diffraction portion of the third optical element and the wavelength change of the semiconductor laser. It is characterized by being corrected.

【0024】特に(5-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化であることや、(5-2) 前記主走査方向の収差変化
はピント変化であること、等を特徴としている。
In particular, (5-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change, and (5-2) the aberration change in the main scanning direction is a focus change.

【0025】(6) 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光
し、該複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置において、該複数の走
査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源手段と、該
光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第1
の光学素子と、該変換された略平行光束を偏向素子の偏
向面における主走査方向に長手の線像に結像させる第2
の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を像担持体
面上にスポット状に結像させる屈折部と回折部とを有す
る第3の光学素子と、を有し、該複数の走査光学装置は
各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体面上で
の主走査方向及び副走査方向の収差変化が、該第3の光
学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体レ
ーザーの波長変動により補正されるようにしていること
を特徴とするカラー画像形成装置。
(6) A plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are respectively guided to different regions on a single image carrier surface, and the plurality of light beams scan the image carrier surface to perform color scanning. In a color image forming apparatus for forming an image, the plurality of scanning optical devices each include a light source unit including a semiconductor laser, and a first unit that converts a light beam emitted from the light source unit into a substantially parallel light beam.
And a second element for forming the converted substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflecting surface of the deflecting element.
And a third optical element having a refraction section and a diffraction section for forming a light beam deflected by the deflection element into a spot on the image carrier surface, and the plurality of scanning optical devices. The aberration change in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to the environmental change of the scanning optical device is caused by the power change between the refraction part and the diffraction part of the third optical element, and the semiconductor laser. A color image forming apparatus, wherein the correction is made by the wavelength variation of the color image.

【0026】特に(6-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の
収差変化はピント変化であることを特徴としている。
In particular, (6-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change and / or a focus change, and the aberration change in the sub-scanning direction is a focus change.

【0027】上記(5),(6) において前記第3の光学素子
の屈折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパ
ワーを有するプラスチック製のトーリックレンズを有
し、該第3の光学素子の回折部は主走査方向と副走査方
向とで互いに異なるパワーを有する回折光学素子を有す
ることや、上記(5),(6) において前記第3の光学素子の
屈折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワ
ーを有するプラスチック製のトーリックレンズと主走査
方向にパワーを有するシリンダーレンズとを有し、該第
3の光学素子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互
いに異なるパワーを有する回折光学素子を有し、該シリ
ンダーレンズと該回折光学素子とは互いに組み合わされ
た複合光学素子より成ることや、上記(5),(6) において
前記第3の光学素子の屈折部は主走査方向と副走査方向
とで互いに異なるパワーを有するプラスチック製のトー
リックレンズと主走査方向にパワーを有するシリンダー
レンズとを有し、該第3の光学素子の回折部は主走査方
向にパワーを有する第1の回折光学素子と主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第2の回折
光学素子とを有し、該第1の回折光学素子は該トーリッ
クレンズの近傍に配され、該シリンダーレンズと該第2
の回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学素子
より成ることを特徴としている。
In the above (5) and (6), the refractive portion of the third optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The diffractive portion of the element may have a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and in (5) and (6), the refracting portion of the third optical element may be different from the main scanning direction. It has a plastic toric lens having different powers in the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element is different from each other in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It has a diffractive optical element having different powers, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a combined optical element combined with each other, and in the above (5) and (6), the refraction of the third optical element Department It has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element supplies power in the main scanning direction. Having a first diffractive optical element and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, wherein the first diffractive optical element is disposed near the toric lens; The cylinder lens and the second
Is characterized by comprising a composite optical element combined with each other.

【0028】(7) 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、
該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、該複
数の走査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源手段
と、該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換す
る第1の光学素子と、該変換された略平行光束を偏向素
子の偏向面における主走査方向に長手の線像に結像させ
る第2の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を像
担持体面上にスポット状に結像させる屈折部と回折部と
を有する第3の光学素子と、を有し、該複数の走査光学
装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体
面上での主走査方向の収差変化が、該第3の光学素子の
屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体レーザーの
波長変動により補正されるようにしていることを特徴と
している。
(7) guiding a plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices onto a plurality of corresponding image carrier surfaces,
In a color image forming apparatus for forming a color image by scanning each of the plurality of image carriers with the plurality of light beams, the plurality of scanning optical devices emit light from a light source unit including a semiconductor laser, respectively, and the light source unit. A first optical element for converting the light beam into a substantially parallel light beam, a second optical element for forming the converted substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflecting surface of the deflecting element, and A third optical element having a refraction part and a diffraction part for forming a light beam deflected by the element in a spot shape on the surface of the image carrier, and the plurality of scanning optical devices are respectively provided by the scanning optical device. An aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to an environmental change is corrected by a power change of the refraction portion and the diffraction portion of the third optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. It is characterized by:

【0029】特に(7-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化であることや、(7-2) 前記主走査方向の収差変化
はピント変化であること、等を特徴としている。
In particular, (7-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change, and (7-2) the aberration change in the main scanning direction is a focus change.

【0030】(8) 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、
該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、該複
数の走査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源手段
と、該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換す
る第1の光学素子と、該変換された略平行光束を偏向素
子の偏向面における主走査方向に長手の線像に結像させ
る第2の光学素子と、該偏向素子で偏向された光束を像
担持体面上にスポット状に結像させる屈折部と回折部と
を有する第3の光学素子と、を有し、該複数の走査光学
装置は各々該走査光学装置の環境変動による該像担持体
面上での主走査方向及び副走査方向の収差変化が、該第
3の光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半
導体レーザーの波長変動により補正されるようにしてい
ることを特徴としている。
(8) guiding a plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices onto a plurality of corresponding image carrier surfaces,
In a color image forming apparatus for forming a color image by scanning each of the plurality of image carriers with the plurality of light beams, the plurality of scanning optical devices emit light from a light source unit including a semiconductor laser, respectively, and the light source unit. A first optical element for converting the light beam into a substantially parallel light beam, a second optical element for forming the converted substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection element, and A third optical element having a refraction part and a diffraction part for forming a light beam deflected by the element in a spot shape on the surface of the image carrier, and the plurality of scanning optical devices are respectively provided by the scanning optical device. Aberration changes in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations are corrected by a power change between the refraction portion and the diffraction portion of the third optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. Is characterized by the fact that There.

【0031】特に(8-1) 前記主走査方向の収差変化は倍
率変化又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の
収差変化はピント変化であることを特徴としている。
In particular, (8-1) the aberration change in the main scanning direction is a magnification change and / or a focus change, and the aberration change in the sub-scanning direction is a focus change.

【0032】上記(7),(8) において前記第3の光学素子
の屈折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパ
ワーを有するプラスチック製のトーリックレンズを有
し、該第3の光学素子の回折部は主走査方向と副走査方
向とで互いに異なるパワーを有する回折光学素子を有す
ることや、上記(7),(8) において前記第3の光学素子の
屈折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワ
ーを有するプラスチック製のトーリックレンズと主走査
方向にパワーを有するシリンダーレンズとを有し、該第
3の光学素子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互
いに異なるパワーを有する回折光学素子を有し、該シリ
ンダーレンズと該回折光学素子とは互いに組み合わされ
た複合光学素子より成ることや、上記(7),(8) において
前記第3の光学素子の屈折部は主走査方向と副走査方向
とで互いに異なるパワーを有するプラスチック製のトー
リックレンズと主走査方向にパワーを有するシリンダー
レンズとを有し、該第3の光学素子の回折部は主走査方
向にパワーを有する第1の回折光学素子と主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第2の回折
光学素子とを有し、該第1の回折光学素子は該トーリッ
クレンズの近傍に配され、該シリンダーレンズと該第2
の回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学素子
より成ることを特徴としている。
In the above (7) and (8), the refractive portion of the third optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The diffractive portion of the element may have a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and in (7) and (8), the refraction portion of the third optical element may be different from the main scanning direction. It has a plastic toric lens having different powers in the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element is different from each other in the main scanning direction and the sub-scanning direction. It has a diffractive optical element having different powers, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a composite optical element combined with each other, and in the above (7) and (8), the refraction of the third optical element Department It has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element supplies power in the main scanning direction. Having a first diffractive optical element and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, wherein the first diffractive optical element is disposed near the toric lens; The cylinder lens and the second
Is characterized by comprising a composite optical element combined with each other.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】[実施形態1]図1は本発明の実
施形態1のカラー画像形成装置の要部概略図である。
[First Embodiment] FIG. 1 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【0034】同図において11,12,13,14は各
々走査光学装置、21,22,23,24は各々像担持
体としての感光ドラム、31,32,33,34は各々
現像器、41は搬送ベルトである。本実施形態における
カラー画像形成装置は後述するように環境変動(温度変
動)による収差変動を小さく抑えた上記の走査光学装置
(11,12,13,14)を4個並べ、各々がC(シ
アン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、B(ブラッ
ク)の各色に対応し、各々並行して感光ドラム21,2
2,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、
カラー画像を高速に印字するものである。
In FIG. 1, reference numerals 11, 12, 13, and 14 denote scanning optical devices, 21, 22, 23, and 24 denote photosensitive drums as image carriers, 31, 32, 33, and 34 denote developing units, and 41 denotes a developing device. It is a conveyor belt. In the color image forming apparatus according to the present embodiment, four scanning optical devices (11, 12, 13, 14) each having a small aberration variation due to environmental variation (temperature variation) are arranged as described below, and each of them is C (cyan). ), M (magenta), Y (yellow), and B (black), respectively.
Image signals (image information) are recorded on 2, 23, 24 surfaces,
It prints color images at high speed.

【0035】次に本発明の特徴とする走査光学装置の環
境変動に伴なう収差変化を良好に補正する方法及びその
光学素子について説明する。尚、カラー画像形成装置を
構成する複数の走査光学装置11,12,13,14
は、その構成及び光学的作用は同様であるので、以下代
表して走査光学装置11について説明する。
Next, a description will be given of a method of satisfactorily correcting a change in aberration of the scanning optical apparatus, which is a feature of the present invention, due to an environmental change, and an optical element thereof. Incidentally, a plurality of scanning optical devices 11, 12, 13, and 14 constituting the color image forming apparatus.
Since the configuration and the optical function are the same, the scanning optical device 11 will be described below as a representative.

【0036】図2はこの走査光学装置11とそれに対応
する像担持体21とを示した要部概略図、図3は図2に
示した光学系の主走査方向の要部断面図である。
FIG. 2 is a schematic view of a main part showing the scanning optical device 11 and the corresponding image carrier 21. FIG. 3 is a sectional view of a main part of the optical system shown in FIG. 2 in the main scanning direction.

【0037】図2、図3において1は光源手段であり、
例えば半導体レーザーより成っている。2は第1の光学
素子としてのコリメーターレンズであり、光源手段1か
ら出射された発散光束(光ビーム)を略平行光束に変換
している。3は開口絞りであり、通過光束(光量)を制
限している。4は第2の光学素子としてのシリンドリカ
ルレンズ(シリンダーレンズ)であり、副走査方向にの
み所定の屈折力を有しており、開口絞り3を通過した光
束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面5aに
ほぼ線像として結像させている。
2 and 3, reference numeral 1 denotes a light source means,
For example, it consists of a semiconductor laser. Reference numeral 2 denotes a collimator lens as a first optical element, which converts a divergent light beam (light beam) emitted from the light source unit 1 into a substantially parallel light beam. Reference numeral 3 denotes an aperture stop, which restricts a passing light beam (light amount). Reference numeral 4 denotes a cylindrical lens (cylinder lens) serving as a second optical element, which has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction, and deflects a light beam passing through the aperture stop 3 in a sub-scanning cross section, as will be described later. An image is formed on the deflection surface 5a of the vessel 5 as a substantially linear image.

【0038】5は偏向素子としての、例えばポリゴンミ
ラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モータ等
の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度
で回転している。
Reference numeral 5 denotes an optical deflector as a deflecting element, for example, a polygon mirror (rotating polygon mirror), which is rotated at a constant speed in the direction of arrow A in the figure by a driving means (not shown) such as a motor.

【0039】6はfθ特性を有する第3の光学素子とし
ての走査光学素子であり、屈折部と回折部とを有してい
る。屈折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なる
パワーを有する単一のプラスチック製のトーリックレン
ズ61より成り、該トーリックレンズ61の主走査方向
の両レンズ面は非球面形状より成っている。回折部は主
走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する
長尺の回折光学素子62より成っている。本実施形態で
は光偏向器5の回転軸と感光ドラム21面(被走査面)
の中点より該光偏向器5側にトーリックレンズ61、該
感光ドラム21面側に回折光学素子62を配している。
走査光学素子6は光偏向器5によって偏向された画像情
報に基づく光束を感光ドラム21面上に結像させ、かつ
副走査断面内において光偏向器5の偏向面5aの面倒れ
を補正している。尚、本実施形態における回折光学素子
62は射出成形により製作されたプラスチック製より構
成しているが、これに限らず、例えばガラス基盤の上に
レプリカで回折格子を製作しても同等の効果が得られ
る。
Reference numeral 6 denotes a scanning optical element serving as a third optical element having fθ characteristics, and has a refracting portion and a diffractive portion. The refracting portion is composed of a single plastic toric lens 61 having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and both lens surfaces of the toric lens 61 in the main scanning direction have an aspheric shape. The diffractive portion is composed of a long diffractive optical element 62 having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. In the present embodiment, the rotating shaft of the optical deflector 5 and the surface of the photosensitive drum 21 (scanned surface)
The toric lens 61 is arranged on the optical deflector 5 side from the middle point, and the diffractive optical element 62 is arranged on the photosensitive drum 21 surface side.
The scanning optical element 6 forms a light beam based on the image information deflected by the optical deflector 5 on the surface of the photosensitive drum 21 and corrects the tilt of the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 in the sub-scan section. I have. Although the diffractive optical element 62 in the present embodiment is made of plastic manufactured by injection molding, the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even if a replica diffraction grating is formed on a glass substrate. can get.

【0040】本実施形態におけるカラー画像形成装置は
上述の如く4つの走査光学装置11,12,13,14
により各々の変調信号に基づいた光束を用いて潜像を各
々対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形
成している。例えばC(シアン)、M(マゼンタ)、Y
(イエロー)、B(ブラック)の潜像を対応する感光ド
ラム21,22,23,24面上に形成し、その後、記
録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成してい
る。
The color image forming apparatus according to the present embodiment has four scanning optical devices 11, 12, 13, and 14 as described above.
Thus, latent images are formed on the corresponding surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 using light beams based on the respective modulation signals. For example, C (cyan), M (magenta), Y
(Yellow) and B (black) latent images are formed on the corresponding surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24, and then are multiplex-transferred onto a recording material to form one full-color image.

【0041】本実施形態における走査光学装置11にお
いて半導体レーザー1から出射した発散光束はコリメー
ターレンズ2により略平行光束に変換され、開口絞り3
によって該光束(光量)を制限してシリンドリカルレン
ズ4に入射している。シリンドリカルレンズ4に入射し
た略平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状
態で射出する。また副走査断面内においては収束して光
偏向器5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長手の
線像)として結像している。そして光偏向器5の偏向面
5aで偏向された光束はトーリックレンズ61と回折光
学素子62とを介して感光ドラム21面上に導光され、
該光偏向器5を矢印A方向に回転させることによって、
該感光ドラム21面上を矢印B方向に光走査している。
そして上述の如く例えばC(シアン)、M(マゼン
タ)、Y(イエロー)、B(ブラック)の潜像を対応す
る感光ドラム21,22,23,24面上に形成し、そ
の後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形
成している。
The divergent light beam emitted from the semiconductor laser 1 in the scanning optical device 11 in this embodiment is converted by the collimator lens 2 into a substantially parallel light beam,
The light flux (light quantity) is restricted by the light and enters the cylindrical lens 4. Of the substantially parallel light beam incident on the cylindrical lens 4, the light beam is emitted as it is in the main scanning section. In the sub-scanning section, the light converges and forms a substantially linear image (a linear image elongated in the main scanning direction) on the deflection surface 5a of the optical deflector 5. The light beam deflected by the deflecting surface 5a of the light deflector 5 is guided to the surface of the photosensitive drum 21 via the toric lens 61 and the diffractive optical element 62,
By rotating the light deflector 5 in the direction of arrow A,
The surface of the photosensitive drum 21 is optically scanned in the direction of arrow B.
As described above, for example, latent images of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) are formed on the corresponding photosensitive drums 21, 22, 23, and 24, and thereafter, are formed on a recording material. Multiple transfer is performed to form one full color image.

【0042】本実施形態における走査光学装置11の第
3の光学素子6を構成するトーリックレンズ61と回折
光学素子62との形状はそれぞれ、 トーリックレンズ..主走査方向が10次までの関数
で表せる非球面形状、トーリックレンズの光軸との交点
を原点とし、光軸方向をx軸、主走査断面内において光
軸と直交する軸をy軸、副走査断面内において光軸と直
交する軸をz軸としたとき、主走査方向と対応する母線
方向が、
The shapes of the toric lens 61 and the diffractive optical element 62 constituting the third optical element 6 of the scanning optical device 11 in this embodiment are respectively the toric lens. . An aspherical shape in which the main scanning direction can be expressed by a function up to the tenth order, the origin is the intersection with the optical axis of the toric lens, the optical axis direction is the x axis, the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning section is the y axis, When the axis orthogonal to the optical axis in the scanning section is the z-axis, the generatrix direction corresponding to the main scanning direction is

【0043】[0043]

【数1】 (但し、Rは曲率半径、K、B4 、B6 、B8 、B10
非球面係数) 副走査方向(光軸を含み主走査方向に対して直交する方
向)と対応する子線方向が、
(Equation 1) (However, R is the radius of curvature, and K, B 4 , B 6 , B 8 , and B 10 are aspherical coefficients) The sagittal direction corresponding to the sub-scanning direction (the direction including the optical axis and orthogonal to the main scanning direction) But,

【0044】[0044]

【数2】 ここで r ’=r0(1+D2Y2+ D4Y4+ D6Y6+ D8Y8+ D
10Y10) (但し、r0 は光軸上の子線曲率半径、D2 、D4 、D
6 、D8 、D10は非球面係数) 回折光学素子..主走査方向が6次まで、副走査方向
が主走査方向の位置により異なる2次の位相関数で表わ
される回折面は、 φ=mλ=b22 +b44 +b66+(d0 +d1
Y+d22 +d33 +d44 )Z2 (但し、φは位相関数、mは回折次数、λは使用波長、
Yはレンズ光軸からの高さ、b2 ,b4 ,b6 ,d0
1 ,d2 ,d3 ,d4 は位相係数、実施形態1〜3で
は+1次回折光を使用)なる式で表わされる。
(Equation 2) Where r '= r 0 (1 + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 + D
10 Y 10 ) (where r 0 is the sagittal radius of curvature on the optical axis, D 2 , D 4 , D
6 , D 8 and D 10 are aspheric coefficients) Diffractive optical element. . A diffraction surface represented by a second-order phase function in which the main scanning direction is up to the sixth order and the sub-scanning direction is different depending on the position in the main scanning direction is φ = mλ = b 2 Y 2 + b 4 Y 4 + b 6 Y 6 + (d 0 + d 1
Y + d 2 Y 2 + d 3 Y 3 + d 4 Y 4 ) Z 2 (where φ is a phase function, m is the diffraction order, λ is the wavelength used,
Y is the height from the lens optical axis, b 2 , b 4 , b 6 , d 0 ,
d 1 , d 2 , d 3 , and d 4 are represented by the following expressions: phase coefficients, and in Embodiments 1 to 3, + 1st-order diffracted light is used.

【0045】表−1に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ61の非球面係数及び回折光学素子62
の位相項を示す。
Table 1 shows the optical arrangement, the aspheric coefficient of the toric lens 61, and the diffractive optical element 62 in this embodiment.
Is shown.

【0046】[0046]

【表1】 本実施形態では走査光学装置11の環境変動(温度変
動)による感光ドラム21面上での主走査方向及び副走
査方向の収差変化をトーリックレンズ61と回折光学素
子62とのパワー変化と、半導体レーザー1の波長変動
により補正している。この主走査方向の収差変化は倍率
変化又は/及びピント変化であり、副走査方向の収差変
化はピント変化である。
[Table 1] In the present embodiment, the aberration change in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the photosensitive drum 21 due to the environmental fluctuation (temperature fluctuation) of the scanning optical device 11 is determined by the power change between the toric lens 61 and the diffractive optical element 62 and the semiconductor laser. Correction is made by the wavelength variation of 1. The aberration change in the main scanning direction is a magnification change and / or a focus change, and the aberration change in the sub-scanning direction is a focus change.

【0047】図4は本実施形態における環境変動前後の
近軸収差(主走査方向及び副走査方向の像面湾曲と倍率
(位置)ずれ等)を示した説明図であり、実線は環境変
動前の特性(設計値)であり、破線は走査光学装置が+
25℃昇温したときの特性(実効値)である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing paraxial aberrations (field curvature in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a shift in magnification (position), etc.) before and after the environmental change in the present embodiment. (Design value), and the broken line indicates that the scanning optical device is +
This is a characteristic (effective value) when the temperature is raised by 25 ° C.

【0048】一般に複数の走査光学装置から複数の感光
ドラム面上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を
形成する際、各色間のレジストレーションずれや各色間
の画像濃度ムラを視覚上目立たなくする為には各走査光
学装置において環境変動(温度変動)による倍率ずれを
40μm以下、主走査方向及び副走査方向のピントずれ
を±1.0mm以下とすることが必要である。
In general, when image information for each color is recorded on a plurality of photosensitive drum surfaces from a plurality of scanning optical devices and a color image is formed, registration deviation between the colors and image density unevenness between the colors are visually noticeable. In order to eliminate this, it is necessary for each scanning optical device to have a magnification shift due to environmental fluctuation (temperature fluctuation) of 40 μm or less and a focus shift in the main scanning direction and the sub-scanning direction of ± 1.0 mm or less.

【0049】本実施形態では図4に示すように+25℃
昇温による主走査方向の倍率(位置)ずれは31μmで
あり、これは例えば解像度600dpiのプリンターの
場合、約3/4画素相当以内の画素(位置)ずれに抑え
ることができる。また主走査方向のピントずれは+0.
7mm、副走査方向のピントずれは−0.5mmであ
り、これは共に視覚上問題のないレベルに抑えることが
できる。
In this embodiment, as shown in FIG.
The magnification (position) deviation in the main scanning direction due to the temperature rise is 31 μm, which can be suppressed to a pixel (position) deviation of about 3/4 pixel or less in the case of a printer with a resolution of 600 dpi, for example. The defocus in the main scanning direction is +0.
7 mm, and the defocus in the sub-scanning direction is -0.5 mm, both of which can be suppressed to a level causing no visual problem.

【0050】尚、本実施形態では昇温時の挙動を中心に
説明したが、例えば温度低下等の他の環境変動において
も上記と同様な効果を得ることができる。
In this embodiment, the behavior at the time of raising the temperature has been mainly described. However, the same effects as described above can be obtained also in other environmental changes such as a temperature decrease.

【0051】また本実施形態ではこれらの環境変動の補
償をすべてプラスチック製の光学素子で行っており、こ
れにより成形による製造コストの低減や、非球面を用い
た高画角収差補正による短光路長化等を同時に達成する
ことができる。
In the present embodiment, all of these environmental fluctuations are compensated for by plastic optical elements, thereby reducing the manufacturing cost by molding, and shortening the optical path length by correcting a high angle of view aberration using an aspherical surface. Can be achieved at the same time.

【0052】このように本実施形態では上述の如く走査
光学装置11の走査光学素子6としてトーリックレンズ
61と回折光学素子62とを用い、複数個の走査光学装
置11,12,13,14で複数の感光ドラム21,2
2,23,24面上に画像記録を行うことにより、昇温
等の環境変動による各色間のレジストレーションずれが
少なく、また各色間の画像濃度ムラの少ないカラー画像
形成装置を容易な構成で、かつ安価に実現することがで
きる。
As described above, in this embodiment, as described above, the toric lens 61 and the diffractive optical element 62 are used as the scanning optical element 6 of the scanning optical apparatus 11, and the plurality of scanning optical apparatuses 11, 12, 13, and 14 use the plurality of scanning optical apparatuses. Photosensitive drums 21 and
By performing image recording on the 2, 23, and 24 surfaces, a color image forming apparatus with less registration deviation between respective colors due to environmental fluctuations such as temperature rise and less image density unevenness between respective colors can be easily configured. It can be realized at low cost.

【0053】尚、本実施形態におけるカラー画像形成装
置は複数個の走査光学装置とそれに対応する複数の感光
ドラムとより構成したが、該感光ドラムを単一より構成
しても良い。この場合は複数の走査光学装置から出射さ
れた複数の光束を単一の感光ドラム面上の異なる領域に
各々導光し、該複数の光束で該感光ドラム面上を走査し
てカラー画像を形成するようにすれば良い。また本実施
形態では環境変動によって生じる感光ドラム面上での収
差変化を主走査方向及び副走査方向の双方について補償
したが、主走査方向のみの補償であっても良好なるカラ
ー画像は得られる。
Although the color image forming apparatus in this embodiment is constituted by a plurality of scanning optical devices and a plurality of photosensitive drums corresponding to the scanning optical devices, the photosensitive drum may be constituted by a single photosensitive drum. In this case, a plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are respectively guided to different regions on a single photosensitive drum surface, and the plurality of light beams scan the photosensitive drum surface to form a color image. You should do it. Further, in the present embodiment, the aberration change on the photosensitive drum surface caused by the environmental fluctuation is compensated for in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. However, a satisfactory color image can be obtained by compensating only in the main scanning direction.

【0054】[実施形態2]図5は本発明の実施形態2
のカラー画像形成装置を構成する複数の走査光学装置の
うち1つの走査光学装置と、それに対応する感光ドラム
とを抜き出して示した光学系の主走査方向の要部断面図
である。同図において図3に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
[Embodiment 2] FIG. 5 shows Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main scanning direction main part of an optical system extracted from a plurality of scanning optical devices constituting a color image forming apparatus and a corresponding photosensitive drum. In the figure, the same elements as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

【0055】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は、長尺の回折光学素子62の代わりに、主走査
方向にパワーを有するシリンダーレンズ(シリンドリカ
ルレンズ)63aと、主走査方向と副走査方向とで互い
に異なるパワーを有する回折光学素子63bとが複合し
て成る複合光学素子63を用いたことである。その他の
構成及び光学的作用は実施形態1と略同様であり、これ
により同様な効果を得ている。
The present embodiment is different from the first embodiment in that a cylindrical lens (cylindrical lens) 63a having power in the main scanning direction, instead of the long diffractive optical element 62, That is, a composite optical element 63 is used in which a diffractive optical element 63b having different powers in different directions is combined. Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the first embodiment, and thus, similar effects are obtained.

【0056】即ち、同図において16はfθ特性を有す
る第3の光学素子としての走査光学素子であり、主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第1
の屈折部としての単一のプラスチック製のトーリックレ
ンズ61、主走査方向にパワー有する第2の屈折部とし
ての単一のプラスチック製のシリンダーレンズ63a、
そして主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワー
を有する回折部としての回折光学素子63bを有し、該
シリンダーレンズ63aと該回折光学素子63bとは互
いに組み合わされた複合光学素子(長尺回折素子)63
から成っている。
That is, in the figure, reference numeral 16 denotes a scanning optical element as a third optical element having fθ characteristics, and a first optical element 16 having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
A single plastic toric lens 61 as a refraction portion, a single plastic cylinder lens 63a as a second refraction portion having power in the main scanning direction,
The cylindrical lens 63a and the diffractive optical element 63b have a diffractive optical element 63b as a diffractive portion having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Element) 63
Consists of

【0057】表−2に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ61、シリンダーレンズ63aの非球面
係数及び回折光学素子63bの位相項を示す。
Table 2 shows the optical arrangement, the aspherical coefficients of the toric lens 61 and the cylinder lens 63a, and the phase terms of the diffractive optical element 63b in this embodiment.

【0058】[0058]

【表2】 本実施形態では走査光学装置11の環境変動(温度変
動)による感光ドラム21面上での主走査方向及び副走
査方向の収差変化をトーリックレンズ61と複合光学素
子63とのパワー変化と、半導体レーザー1の波長変動
により補正している。
[Table 2] In the present embodiment, the aberration change in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the photosensitive drum 21 due to the environmental change (temperature change) of the scanning optical device 11 is determined by the power change between the toric lens 61 and the composite optical element 63 and the semiconductor laser. Correction is made by the wavelength variation of 1.

【0059】図6は本実施形態における環境変動前後の
近軸収差(主走査方向及び副走査方向の像面湾曲と倍率
(位置)ずれ等)を示した説明図であり、実線は環境変
動前の特性(設計値)であり、破線は走査光学装置が+
25℃昇温したときの特性(実効値)である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing paraxial aberrations (field curvature in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a shift in magnification (position), etc.) before and after the environmental change in the present embodiment. (Design value), and the broken line indicates that the scanning optical device is +
This is a characteristic (effective value) when the temperature is raised by 25 ° C.

【0060】本実施形態では長尺の回折光学素子63b
に主走査方向にパワーを有するシリンダーレンズ63a
を複合させている為、特に主走査方向の倍率(位置)ズ
レに関して高精度な補償が可能となっている。
In this embodiment, a long diffractive optical element 63b is used.
Cylinder lens 63a having power in the main scanning direction
Are combined, it is possible to perform highly accurate compensation especially for a magnification (position) shift in the main scanning direction.

【0061】本実施形態では図6に示すように+25℃
昇温による主走査方向の倍率(位置)ずれは4μmであ
り、これは例えば解像度600dpiのプリンターの場
合、約1/10画素相当以内の画素(位置)ずれに抑え
ることができる。また主走査方向のピントずれは+0.
6mm、副走査方向のピントずれは−0.4mmであ
り、これは共に視覚上問題のないレベルに抑えることが
できる。
In the present embodiment, as shown in FIG.
The magnification (position) deviation in the main scanning direction due to the temperature rise is 4 μm, which can be suppressed to a pixel (position) deviation of about 1/10 pixel or less in the case of a printer with a resolution of 600 dpi, for example. The defocus in the main scanning direction is +0.
6 mm, and the defocus in the sub-scanning direction is -0.4 mm, which can be suppressed to a level causing no visual problem.

【0062】また本実施形態ではこれらの環境変動の補
償をすべてプラスチック製の光学素子で行っており、こ
れにより成形による製造コストの低減や、非球面を用い
た高画角収差補正による短光路長化等を同時に達成する
ことができる。
In the present embodiment, all of these environmental fluctuations are compensated for by plastic optical elements, thereby reducing the manufacturing cost by molding, and shortening the optical path length by correcting a high angle of view aberration using an aspherical surface. Can be achieved at the same time.

【0063】このように本実施形態では上述の如く走査
光学装置11の走査光学素子16としてトーリックレン
ズ61、そしてシリンダーレンズ63aと回折光学素子
63bとが複合して成る複合光学素子63を用い、複数
個の走査光学装置11,12,13,14で複数の感光
ドラム21,22,23,24面上に画像記録を行うこ
とにより、特に昇温等の環境変動による各色間のレジス
トレーションずれが高精度に補償され、かつ各色間の画
像濃度ムラの少ないカラー画像形成装置を容易な構成
で、安価に実現することができる。
As described above, in this embodiment, as described above, the scanning optical element 16 of the scanning optical device 11 uses the toric lens 61 and the composite optical element 63 composed of the cylinder lens 63a and the diffractive optical element 63b. By performing image recording on the plurality of photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 by the plurality of scanning optical devices 11, 12, 13, and 14, registration deviation between respective colors due to environmental fluctuations such as temperature rise is particularly high. A color image forming apparatus that is accurately compensated for and has less image density unevenness between colors can be realized at a low cost with a simple configuration.

【0064】[実施形態3]図7は本発明の実施形態3
のカラー画像形成装置を構成する複数の走査光学装置の
うち1つの走査光学装置と、それに対応する感光ドラム
とを抜き出して示した光学系の主走査方向の要部断面図
である。同図において図5に示した要素と同一要素には
同符番を付している。
[Embodiment 3] FIG. 7 shows Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main scanning direction main part of an optical system extracted from a plurality of scanning optical devices constituting a color image forming apparatus and a corresponding photosensitive drum. In the figure, the same elements as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0065】本実施形態において前述の実施形態2と異
なる点はトーリックレンズ61の近傍に主走査方向にパ
ワーを有する回折光学素子64を配置したことである。
その他の構成及び光学的作用は実施形態2と略同様であ
り、これにより同様な効果を得ている。
This embodiment is different from the second embodiment in that a diffractive optical element 64 having power in the main scanning direction is arranged near the toric lens 61.
Other configurations and optical functions are substantially the same as those of the second embodiment, and thus, similar effects are obtained.

【0066】即ち、同図において26はfθ特性を有す
る第3の光学素子としての走査光学素子であり、主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第1
の屈折部としての単一のプラスチック製のトーリックレ
ンズ61、該トーリックレンズ61の近傍に配した主走
査方向にパワーを有する第1の回折部としての第1の回
折光学素子64、主走査方向にパワーを有する第2の屈
折部としての単一のプラスチック製のシリンダーレンズ
63a、そして主走査方向と副走査方向とで互いに異な
るパワーを有する第2の回折部としての第2の回折光学
素子63bを有し、該シリンダーレンズ63aと該第2
の回折光学素子63bとは互いに組み合わされた複合光
学素子(長尺回折素子)63から成っている。
That is, in the figure, reference numeral 26 denotes a scanning optical element as a third optical element having fθ characteristics, and a first optical element 26 having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
, A single plastic toric lens 61 as a refracting portion, a first diffractive optical element 64 as a first diffractive portion having power in the main scanning direction disposed near the toric lens 61, and A single plastic cylinder lens 63a as a second refracting portion having power, and a second diffractive optical element 63b as a second diffracting portion having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. The cylinder lens 63a and the second
Is composed of a composite optical element (long diffraction element) 63 combined with each other.

【0067】表−3に本実施形態における光学配置とト
ーリックレンズ61、シリンダーレンズ63aの非球面
係数及び第1、第2の回折光学素子64,63bの位相
項を示す。
Table 3 shows the optical arrangement, the aspheric coefficients of the toric lens 61 and the cylinder lens 63a, and the phase terms of the first and second diffractive optical elements 64 and 63b in this embodiment.

【0068】[0068]

【表3】 本実施形態では走査光学装置11の環境変動(温度変
動)による感光ドラム21面上での主走査方向及び副走
査方向の収差変化をトーリックレンズ61と第1の回折
光学素子64と複合光学素子63とのパワー変化と、半
導体レーザー1の波長変動により補正している。
[Table 3] In the present embodiment, the toric lens 61, the first diffractive optical element 64, and the composite optical element 63 determine the change in aberration in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the photosensitive drum 21 due to environmental fluctuation (temperature fluctuation) of the scanning optical device 11. And the wavelength change of the semiconductor laser 1 is used for correction.

【0069】図8は本実施形態における環境変動前後の
近軸収差(主走査方向及び副走査方向の像面湾曲と倍率
(位置)ずれ等)を示した説明図であり、実線は環境変
動前の特性(設計値)であり、破線は走査光学装置が+
25℃昇温したときの特性(実効値)である。
FIG. 8 is an explanatory view showing paraxial aberrations (field curvature in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a shift in magnification (position), etc.) before and after the environmental change in the present embodiment. (Design value), and the broken line indicates that the scanning optical device is +
This is a characteristic (effective value) when the temperature is raised by 25 ° C.

【0070】本実施形態では複合光学素子63の他、ト
ーリックレンズ61の近傍に主走査方向にパワーを有す
る第1の回折光学素子64を配置している為、主走査方
向の倍率(位置)ズレを高精度に補償することができ、
かつ設計値そのものの像面湾曲や歪曲収差がほとんど残
存しないような構成に成っている。
In the present embodiment, in addition to the composite optical element 63, the first diffractive optical element 64 having power in the main scanning direction is arranged near the toric lens 61, so that the magnification (position) shift in the main scanning direction. Can be compensated with high accuracy,
Further, the configuration is such that almost no field curvature and distortion of the design value itself remain.

【0071】本実施形態では図8に示すように+25℃
昇温による主走査方向の倍率(位置)ずれは2μmであ
り、これは例えば解像度600dpiのプリンターの場
合、約1/20画素相当以内の画素(位置)ずれに抑え
ることができる。また主走査方向のピントずれは+0.
6mm、副走査方向のピントずれは−0.2mmであ
り、これは共に視覚上問題のないレベルに抑えることが
できる。また設計値(環境変動前)の収差も図8に示す
ように良好に補正されていることが分かる。
In the present embodiment, as shown in FIG.
The magnification (position) deviation in the main scanning direction due to the temperature rise is 2 μm, which can be suppressed to a pixel (position) deviation of about 1/20 pixel or less in the case of a printer with a resolution of 600 dpi, for example. The defocus in the main scanning direction is +0.
6 mm, and the defocus in the sub-scanning direction is -0.2 mm, both of which can be suppressed to a level causing no visual problem. Also, it can be seen that the aberration of the design value (before the environmental change) is well corrected as shown in FIG.

【0072】また本実施形態ではこれらの環境変動の補
償をすべてプラスチック製の光学素子で行っており、こ
れにより成形による製造コストの低減や、非球面を用い
た高画角収差補正による短光路長化等を同時に達成する
ことができる。
In this embodiment, all of these environmental fluctuations are compensated for by plastic optical elements, thereby reducing the manufacturing cost by molding, and shortening the optical path length by correcting the high angle of view aberration using an aspheric surface. Can be achieved at the same time.

【0073】このように本実施形態では上述の如く走査
光学装置11の走査光学素子26としてトーリックレン
ズ61、第1の回折光学素子64、そしてシリンダーレ
ンズ63aと第2の回折光学素子63bとが複合して成
る複合光学素子63を用い、複数個の走査光学装置1
1,12,13,14で複数の感光ドラム21,22,
23,24面上に画像記録を行うことにより、特に昇温
等の環境変動による各色間のレジストレーションずれが
高精度に補償され、かつ各色間の画像濃度ムラの少ない
カラー画像形成装置を容易な構成で、安価に実現するこ
とができる。
As described above, in this embodiment, the toric lens 61, the first diffractive optical element 64, and the cylinder lens 63a and the second diffractive optical element 63b are combined as the scanning optical element 26 of the scanning optical device 11 as described above. Scanning optical devices 1 using the composite optical element 63
A plurality of photosensitive drums 21, 22, 22
By performing image recording on the surfaces 23 and 24, it is possible to easily realize a color image forming apparatus in which registration deviation between respective colors due to environmental fluctuations such as temperature rise is compensated for with high accuracy and image density unevenness between the colors is small. With the configuration, it can be realized at low cost.

【0074】尚、各実施形態で用いている回折光学素子
の構成としては、例えば図9に示す1層のキノフォーム
形状の1層構成のものや、図11に示すような格子厚の
異なる(又は同一の)2つの層を積層した2層構成のも
の等が適用可能である。
As the configuration of the diffractive optical element used in each of the embodiments, for example, a single-layer kinoform-shaped single-layer configuration shown in FIG. 9 or a different grating thickness as shown in FIG. Alternatively, a two-layer structure in which two layers (the same) are stacked can be applied.

【0075】図10は図9に示す回折光学素子101の
1次回折光の回折効率の波長依存特性である。実際の回
折光学素子101の構成は、基材102の表面に紫外線
硬化樹脂を塗布し、樹脂部に波長530nmで1次回折
光の回折効率が100%となるような格子厚dの層10
3を形成している。
FIG. 10 shows the wavelength dependence of the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the diffractive optical element 101 shown in FIG. The actual configuration of the diffractive optical element 101 is such that an ultraviolet-curing resin is applied to the surface of the base material 102, and a layer 10 having a grating thickness d such that the diffraction efficiency of the first-order diffracted light at a wavelength of 530 nm becomes 100% at the resin portion.
3 is formed.

【0076】図10で明らかなように設計次数の回折効
率は最適化した波長530nmから離れるに従って低下
し、一方設計次数近傍の次数の0次回折光と2次回折光
の回折効率が増大している。その設計次数以外の回折光
の増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下につなが
る。
As is apparent from FIG. 10, the diffraction efficiency of the design order decreases as the distance from the optimized wavelength of 530 nm increases, while the diffraction efficiencies of the zero-order diffraction light and the second-order diffraction light of the orders near the design order increase. An increase in diffracted light other than the design order causes a flare, leading to a decrease in the resolution of the optical system.

【0077】図11に示す2つの層104,105を積
層した積層型の回折光学素子の1次回折光の回折効率の
波長依存特性を図12に示す。
FIG. 12 shows the wavelength dependence of the diffraction efficiency of the first-order diffracted light of the laminated diffractive optical element in which the two layers 104 and 105 shown in FIG. 11 are laminated.

【0078】図11では基材102上に紫外線硬化樹脂
(nd=1.499、νd=54)からなる第1層10
4を形成し、その上に別の紫外線硬化樹脂(nd=1.
598、νd=28)からなる第2層105を形成して
いる。この材質の組み合わせでは第1層104の格子厚
d1はd1=13.8μm、第2層105の格子厚d2
はd2=10.5μmとしている。
In FIG. 11, a first layer 10 made of an ultraviolet curable resin (nd = 1.499, νd = 54) is formed on a base material 102.
4 is formed thereon, and another ultraviolet curable resin (nd = 1.
598, νd = 28). In this combination of materials, the lattice thickness d1 of the first layer 104 is d1 = 13.8 μm, and the lattice thickness d2 of the second layer 105 is
Is d2 = 10.5 μm.

【0079】図12から分かるように積層構造の回折光
学素子にすることで、設計次数の回折効率は、使用波長
全域で95%以上の高い回折効率を有している。
As can be seen from FIG. 12, the diffraction efficiency of the design order has a high diffraction efficiency of 95% or more over the entire use wavelength range by using a diffractive optical element having a laminated structure.

【0080】なお、前述の積層構造の回折光学素子とし
て、材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他
のプラスチック材等も使用できるし、基材によっては第
1層104を直接基材に形成しても良い。また各格子厚
が必ずしも異なる必要はなく、材料の組み合わせによっ
ては図13に示すように2つの層104と105の格子
厚を等しくしても良い。
The material of the diffractive optical element having the above-mentioned laminated structure is not limited to the ultraviolet curable resin, but other plastic materials can be used. Depending on the base material, the first layer 104 may be directly applied to the base material. It may be formed. Further, the lattice thicknesses do not necessarily have to be different, and depending on the combination of materials, the lattice thicknesses of the two layers 104 and 105 may be equal as shown in FIG.

【0081】この場合、回折光学素子の表面に格子形状
が形成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組
立作業性を向上させることができる。
In this case, since the lattice shape is not formed on the surface of the diffractive optical element, it is excellent in dust resistance and the workability of assembling the diffractive optical element can be improved.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く複数の走査光
学装置を有するカラー画像形成装置において、各々の走
査光学装置の環境変動に伴なう収差変化を各々の装置の
走査光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、半導
体レーザーの波長変動により各々補正することにより、
容易な構成で各色間のレジストレーションずれや各色間
の画像濃度ムラを小さく抑えることができ、しかも高精
細な印字に適したコンパクトなカラー画像形成装置を達
成することができる。
As described above, according to the present invention, in a color image forming apparatus having a plurality of scanning optical devices as described above, the change in aberration caused by the environmental fluctuation of each scanning optical device is refracted by the scanning optical element of each device. By compensating for the power change between the part and the diffraction part and the wavelength fluctuation of the semiconductor laser, respectively,
It is possible to achieve a compact color image forming apparatus suitable for high-definition printing, with a simple configuration, capable of suppressing the registration deviation between the colors and the image density unevenness between the colors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態1のカラー画像形成装置の
要部概略図
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a color image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示した走査光学装置とそれに対応する
像担持体を示した要部概略図
FIG. 2 is a schematic view of a main part showing the scanning optical device shown in FIG. 1 and an image carrier corresponding thereto.

【図3】 図2に示した光学系の主走査方向の要部断面
3 is a sectional view of a main part of the optical system shown in FIG. 2 in a main scanning direction.

【図4】 本発明の実施形態1における走査光学装置の
近軸収差図
FIG. 4 is a paraxial aberration diagram of the scanning optical device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態2のカラー画像形成装置を
構成する走査光学装置の光学系の主走査方向の要部断面
FIG. 5 is a sectional view of a main part of an optical system of a scanning optical device constituting a color image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention in a main scanning direction.

【図6】 本発明の実施形態2における走査光学装置の
近軸収差図
FIG. 6 is a paraxial aberration diagram of the scanning optical device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態3のカラー画像形成装置を
構成する走査光学装置の光学系の主走査方向の要部断面
FIG. 7 is a sectional view of a main part of an optical system of a scanning optical device constituting a color image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention in a main scanning direction.

【図8】 本発明の実施形態3における走査光学装置の
近軸収差図
FIG. 8 is a paraxial aberration diagram of the scanning optical device according to the third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明に関わる回折光学素子の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of a diffractive optical element according to the present invention.

【図10】 本発明に関わる回折光学素子の波長依存特
性の説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element according to the present invention.

【図11】 本発明に関わる回折光学素子の説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of a diffractive optical element according to the present invention.

【図12】 本発明に関わる回折光学素子の波長依存特
性の説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of a wavelength dependence characteristic of the diffractive optical element according to the present invention.

【図13】 本発明に関わる回折光学素子の説明図FIG. 13 is an explanatory view of a diffractive optical element according to the present invention.

【図14】 従来の走査光学装置の主走査方向の要部断
面図
FIG. 14 is a sectional view of a main portion of a conventional scanning optical device in a main scanning direction.

【図15】 従来のカラー画像形成装置の要部概略図FIG. 15 is a schematic view of a main part of a conventional color image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源手段(半導体レーザー) 2 第1の光学素子(コリメーターレンズ) 3 開口絞り 4 第2の光学素子(シリンダーレンズ) 5 偏向素子(光偏向器) 6,16,26 第3の光学素子(走査光学素子) 61 トーリックレンズ 62 回折光学素子 63 複合光学素子(シリンダーレンズ+回折光学素
子) 64 回折光学素子 11,12,13,14 走査光学装置 21,22,23,24 像担持体(感光ドラム) 31,32,33,34 現像器 41 搬送ベルト
Reference Signs List 1 light source means (semiconductor laser) 2 first optical element (collimator lens) 3 aperture stop 4 second optical element (cylinder lens) 5 deflection element (optical deflector) 6, 16, 26 third optical element ( Scanning optical element 61 Toric lens 62 Diffractive optical element 63 Composite optical element (cylinder lens + diffractive optical element) 64 Diffractive optical element 11, 12, 13, 14 Scanning optical device 21, 22, 23, 24 Image carrier (photosensitive drum) ) 31, 32, 33, 34 Developing device 41 Conveyor belt

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体レーザーを含む光源手段と、屈折
部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装置
を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束
を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光し、該複
数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画像を形成
するカラー画像形成装置であって、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向の収差変化が、該
光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体
レーザーの波長変動により補正されるようにしているこ
とを特徴とするカラー画像形成装置。
1. A plurality of scanning optical devices each having a light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refraction unit and a diffraction unit are provided, and a plurality of light beams emitted from each scanning optical device are converted into a single image. A color image forming apparatus that guides light to different regions on a surface of a carrier and forms a color image by scanning the surface of the image carrier with the plurality of light beams, wherein the plurality of scanning optical devices each include the scanning optical device. Aberration changes in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to fluctuations in the environment of the apparatus are corrected by a power change between a refraction portion and a diffraction portion of the optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. A color image forming apparatus.
【請求項2】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化で
あることを特徴とする請求項1のカラー画像形成装置。
2. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification.
【請求項3】 前記主走査方向の収差変化はピント変化
であることを特徴とする請求項1のカラー画像形成装
置。
3. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in focus.
【請求項4】 半導体レーザーを含む光源手段と、屈折
部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装置
を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束
を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光し、該複
数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画像を形成
するカラー画像形成装置であって、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向及び副走査方向の
収差変化が、該光学素子の屈折部と回折部とのパワー変
化と、該半導体レーザーの波長変動により補正されるよ
うにしていることを特徴とするカラー画像形成装置。
4. A plurality of scanning optical devices each having light source means including a semiconductor laser and an optical element including a refraction unit and a diffraction unit, and a plurality of light beams emitted from each scanning optical device are converted into a single image. A color image forming apparatus that guides light to different regions on a surface of a carrier and forms a color image by scanning the surface of the image carrier with the plurality of light beams, wherein the plurality of scanning optical devices each include the scanning optical device. Aberration changes in the main scanning direction and sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations of the apparatus are corrected by power changes in the refraction and diffraction portions of the optical element and wavelength fluctuations of the semiconductor laser. A color image forming apparatus comprising:
【請求項5】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化又
は/及びピント変化であり、前記副走査方向の収差変化
はピント変化であることを特徴とする請求項4のカラー
画像形成装置。
5. The color image forming apparatus according to claim 4, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification and / or a change in focus, and the change in aberration in the sub-scanning direction is a change in focus.
【請求項6】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と副
走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック
製のトーリックレンズを有し、該光学素子の回折部は主
走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する
回折光学素子を有することを特徴とする請求項1又は4
のカラー画像形成装置。
6. The refracting portion of the optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the diffractive portion of the optical element has a main scanning direction and a sub-scanning direction. 5. The apparatus according to claim 1, further comprising a diffractive optical element having different powers.
Color image forming apparatus.
【請求項7】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と副
走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック
製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有するシ
リンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する回折
光学素子を有し、該シリンダーレンズと該回折光学素子
とは互いに組み合わされた複合光学素子より成ることを
特徴とする請求項1又は4のカラー画像形成装置。
7. A refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in a main scanning direction and a sub-scanning direction and a cylinder lens having power in a main scanning direction. The diffractive portion has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a composite optical element combined with each other. 1 or 4 color image forming apparatus.
【請求項8】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と副
走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチック
製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有するシ
リンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走査
方向にパワーを有する第1の回折光学素子と主走査方向
と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第2の回
折光学素子とを有し、該第1の回折光学素子は該トーリ
ックレンズの近傍に配され、該シリンダーレンズと該第
2の回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学素
子より成ることを特徴とする請求項1又は4のカラー画
像形成装置。
8. A refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in a main scanning direction and a sub-scanning direction and a cylinder lens having power in a main scanning direction. The diffraction section has a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 5. The color image forming apparatus according to claim 1, wherein the cylinder lens and the second diffractive optical element are arranged in the vicinity of the toric lens, and are composed of a composite optical element combined with each other.
【請求項9】 半導体レーザーを含む光源手段と、屈折
部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装置
を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光束
を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の
光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像
を形成するカラー画像形成装置であって、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向の収差変化が、該
光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該半導体
レーザーの波長変動により補正されるようにしているこ
とを特徴とするカラー画像形成装置。
9. A plurality of scanning optical devices each having a light source unit including a semiconductor laser and an optical element including a refraction unit and a diffraction unit, and a plurality of light beams emitted from the respective scanning optical devices are respectively associated with the plurality of scanning optical devices. A color image forming apparatus that guides light onto the surface of the image carrier and scans each of the plurality of image carriers with the plurality of light beams to form a color image, wherein the plurality of scanning optical devices each perform the scanning. An aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to an environment change of the optical device is corrected by a power change between a refraction portion and a diffraction portion of the optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. A color image forming apparatus, comprising:
【請求項10】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
であることを特徴とする請求項9のカラー画像形成装
置。
10. The color image forming apparatus according to claim 9, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification.
【請求項11】 前記主走査方向の収差変化はピント変
化であることを特徴とする請求項9のカラー画像形成装
置。
11. The color image forming apparatus according to claim 9, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in focus.
【請求項12】 半導体レーザーを含む光源手段と、屈
折部と回折部とを含む光学素子と、を有する走査光学装
置を複数設け、各走査光学装置から出射された複数の光
束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数
の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置であって、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向及び副走査方向の
収差変化が、該光学素子の屈折部と回折部とのパワー変
化と、該半導体レーザーの波長変動により補正されるよ
うにしていることを特徴とするカラー画像形成装置。
12. A plurality of scanning optical devices each having a light source means including a semiconductor laser, and an optical element including a refraction unit and a diffraction unit, and a plurality of light beams emitted from the respective scanning optical devices respectively corresponding to the plurality of scanning optical devices. A color image forming apparatus that guides light onto the surface of the image carrier and scans each of the plurality of image carriers with the plurality of light beams to form a color image, wherein the plurality of scanning optical devices each perform the scanning. Aberration changes in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations of the optical device are corrected by a power change between a refraction section and a diffraction section of the optical element and a wavelength fluctuation of the semiconductor laser. A color image forming apparatus.
【請求項13】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の収差変
化はピント変化であることを特徴とする請求項12のカ
ラー画像形成装置。
13. The color image forming apparatus according to claim 12, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification and / or a change in focus, and the change in aberration in the sub-scanning direction is a change in focus.
【請求項14】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチッ
ク製のトーリックレンズを有し、該光学素子の回折部は
主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有す
る回折光学素子を有することを特徴とする請求項9又は
12のカラー画像形成装置。
14. The refracting portion of the optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the diffractive portion of the optical element has a main scanning direction and a sub-scanning direction. 13. The color image forming apparatus according to claim 9, further comprising a diffractive optical element having different powers.
【請求項15】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチッ
ク製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有する
シリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する回
折光学素子を有し、該シリンダーレンズと該回折光学素
子とは互いに組み合わされた複合光学素子より成ること
を特徴とする請求項9又は12のカラー画像形成装置。
15. The refracting portion of the optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a composite optical element combined with each other. 9 or 12 color image forming apparatus.
【請求項16】 前記光学素子の屈折部は主走査方向と
副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラスチッ
ク製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを有する
シリンダーレンズとを有し、該光学素子の回折部は主走
査方向にパワーを有する第1の回折光学素子と主走査方
向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する第2の
回折光学素子とを有し、該第1の回折光学素子は該トー
リックレンズの近傍に配され、該シリンダーレンズと該
第2の回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学
素子より成ることを特徴とする請求項9又は12のカラ
ー画像形成装置。
16. The refracting portion of the optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffraction section has a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 13. The color image forming apparatus according to claim 9, wherein the cylinder lens and the second diffractive optical element are arranged in the vicinity of the toric lens, and comprise a composite optical element combined with each other.
【請求項17】 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光
し、該複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置において、 該複数の走査光学装置は各々 半導体レーザーを含む光源手段と、 該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第
1の光学素子と、 該変換された略平行光束を偏向素子の偏向面における主
走査方向に長手の線像に結像させる第2の光学素子と、 該偏向素子で偏向された光束を像担持体面上にスポット
状に結像させる屈折部と回折部とを有する第3の光学素
子と、を有し、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向の収差変化が、該
第3の光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該
半導体レーザーの波長変動により補正されるようにして
いることを特徴とするカラー画像形成装置。
17. A color image by guiding a plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices to different regions on a single image carrier surface and scanning the image carrier surface with the plurality of light beams. A plurality of scanning optical devices, wherein each of the plurality of scanning optical devices includes a light source unit including a semiconductor laser, a first optical element that converts a light beam emitted from the light source unit into a substantially parallel light beam, A second optical element for forming a substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection element, and a refraction for forming the light beam deflected by the deflection element into a spot on the image carrier surface; A third optical element having a portion and a diffractive portion, wherein each of the plurality of scanning optical devices has an aberration change in the main scanning direction on the image carrier surface due to an environmental change of the scanning optical device. The path between the refraction part and the diffraction part of the third optical element A color image forming apparatus, wherein the color image forming apparatus is adapted to be corrected by a power change and a wavelength fluctuation of the semiconductor laser.
【請求項18】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
であることを特徴とする請求項17のカラー画像形成装
置。
18. The color image forming apparatus according to claim 17, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification.
【請求項19】 前記主走査方向の収差変化はピント変
化であることを特徴とする請求項17のカラー画像形成
装置。
19. The color image forming apparatus according to claim 17, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in focus.
【請求項20】 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を単一の像担持体面上の異なる領域に各々導光
し、該複数の光束で該像担持体面上を走査してカラー画
像を形成するカラー画像形成装置において、 該複数の走査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源
手段と、 該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第
1の光学素子と、 該変換された略平行光束を偏向素子の偏向面における主
走査方向に長手の線像に結像させる第2の光学素子と、 該偏向素子で偏向された光束を像担持体面上にスポット
状に結像させる屈折部と回折部とを有する第3の光学素
子と、を有し、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向及び副走査方向の
収差変化が、該第3の光学素子の屈折部と回折部とのパ
ワー変化と、該半導体レーザーの波長変動により補正さ
れるようにしていることを特徴とするカラー画像形成装
置。
20. A plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are respectively guided to different areas on a single image carrier surface, and the plurality of light beams scan the image carrier surface to form a color image. A plurality of scanning optical devices, wherein each of the plurality of scanning optical devices includes a light source unit including a semiconductor laser, a first optical element that converts a light beam emitted from the light source unit into a substantially parallel light beam, A second optical element for forming a substantially parallel light beam into a line image elongated in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection element, and a refraction for forming the light beam deflected by the deflection element into a spot on the image carrier surface; A third optical element having a portion and a diffractive portion, wherein each of the plurality of scanning optical devices has an aberration in a main scanning direction and a sub-scanning direction on the image carrier surface due to an environmental change of the scanning optical device. The change is the refractive portion of the third optical element. A power variation of the diffraction portion, a color image forming apparatus, characterized in that so as to be corrected by the wavelength variation of the semiconductor laser.
【請求項21】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の収差変
化はピント変化であることを特徴とする請求項20のカ
ラー画像形成装置。
21. The color image forming apparatus according to claim 20, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification and / or a change in focus, and the change in aberration in the sub-scanning direction is a change in focus.
【請求項22】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズを有し、該第3の光学素
子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なる
パワーを有する回折光学素子を有することを特徴とする
請求項1のカラー画像形成装置。
22. The refracting portion of the third optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element has a main scanning direction. 2. The color image forming apparatus according to claim 1, further comprising a diffractive optical element having different powers in the direction and the sub-scanning direction.
【請求項23】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを
有するシリンダーレンズとを有し、該第3の光学素子の
回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワ
ーを有する回折光学素子を有し、該シリンダーレンズと
該回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学素子
より成ることを特徴とする請求項17又は20のカラー
画像形成装置。
23. The refracting portion of the third optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the third optical element has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a composite optical element combined with each other. 21. The color image forming apparatus according to claim 17, wherein:
【請求項24】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを
有するシリンダーレンズとを有し、該第3の光学素子の
回折部は主走査方向にパワーを有する第1の回折光学素
子と主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを
有する第2の回折光学素子とを有し、該第1の回折光学
素子は該トーリックレンズの近傍に配され、該シリンダ
ーレンズと該第2の回折光学素子とは互いに組み合わさ
れた複合光学素子より成ることを特徴とする請求項17
又は20のカラー画像形成装置。
24. The refracting portion of the third optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the third optical element includes a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 18. The diffractive optical element according to claim 17, wherein the first diffractive optical element is disposed near the toric lens, and the cylinder lens and the second diffractive optical element are combined optical elements.
Or 20 color image forming apparatuses.
【請求項25】 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、
該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、 該複数の走査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源
手段と、 該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第
1の光学素子と、 該変換された略平行光束を偏向素子の偏向面における主
走査方向に長手の線像に結像させる第2の光学素子と、 該偏向素子で偏向された光束を像担持体面上にスポット
状に結像させる屈折部と回折部とを有する第3の光学素
子と、を有し、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向の収差変化が、該
第3の光学素子の屈折部と回折部とのパワー変化と、該
半導体レーザーの波長変動により補正されるようにして
いることを特徴とするカラー画像形成装置。
25. A plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are guided on a plurality of corresponding image carrier surfaces, respectively.
In a color image forming apparatus for forming a color image by scanning each of the plurality of light beams on the surface of the plurality of image carriers, the plurality of scanning optical devices each include light source means including a semiconductor laser, and light emitted from the light source means. A first optical element that converts the light beam into a substantially parallel light beam, a second optical element that forms the converted substantially parallel light beam into a line image that is long in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection element, A third optical element having a refraction part and a diffraction part for forming a light beam deflected by the element in a spot shape on the surface of the image carrier, wherein the plurality of scanning optical devices are respectively provided by the scanning optical device. An aberration change in the main scanning direction on the surface of the image carrier due to an environmental change is corrected by a power change of the refraction portion and the diffraction portion of the third optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. A color image characterized by Forming apparatus.
【請求項26】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
であることを特徴とする請求項25のカラー画像形成装
置。
26. The color image forming apparatus according to claim 25, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification.
【請求項27】 前記主走査方向の収差変化はピント変
化であることを特徴とする請求項25のカラー画像形成
装置。
27. The color image forming apparatus according to claim 25, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in focus.
【請求項28】 複数の走査光学装置から出射された複
数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光し、
該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査してカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置において、 該複数の走査光学装置は各々半導体レーザーを含む光源
手段と、 該光源手段から出射した光束を略平行光束に変換する第
1の光学素子と、 該変換された略平行光束を偏向素子の偏向面における主
走査方向に長手の線像に結像させる第2の光学素子と、 該偏向素子で偏向された光束を像担持体面上にスポット
状に結像させる屈折部と回折部とを有する第3の光学素
子と、を有し、 該複数の走査光学装置は各々該走査光学装置の環境変動
による該像担持体面上での主走査方向及び副走査方向の
収差変化が、該第3の光学素子の屈折部と回折部とのパ
ワー変化と、該半導体レーザーの波長変動により補正さ
れるようにしていることを特徴とするカラー画像形成装
置。
28. A plurality of light beams emitted from a plurality of scanning optical devices are guided on a plurality of corresponding image carrier surfaces, respectively.
In a color image forming apparatus for forming a color image by scanning each of the plurality of light beams on the surface of the plurality of image carriers, the plurality of scanning optical devices each include light source means including a semiconductor laser, and light emitted from the light source means. A first optical element that converts the light beam into a substantially parallel light beam, a second optical element that forms the converted substantially parallel light beam into a line image that is long in the main scanning direction on the deflection surface of the deflection element, A third optical element having a refraction part and a diffraction part for forming a light beam deflected by the element in a spot shape on the surface of the image carrier, wherein the plurality of scanning optical devices are respectively provided by the scanning optical device. Aberration changes in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the surface of the image carrier due to environmental fluctuations are corrected by a power change between the refraction portion and the diffraction portion of the third optical element and a wavelength change of the semiconductor laser. It is characterized by Color image forming apparatus.
【請求項29】 前記主走査方向の収差変化は倍率変化
又は/及びピント変化であり、前記副走査方向の収差変
化はピント変化であることを特徴とする請求項25又は
28のカラー画像形成装置。
29. The color image forming apparatus according to claim 25, wherein the change in aberration in the main scanning direction is a change in magnification and / or a change in focus, and the change in aberration in the sub-scanning direction is a change in focus. .
【請求項30】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズを有し、該第3の光学素
子の回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なる
パワーを有する回折光学素子を有することを特徴とする
請求項29のカラー画像形成装置。
30. The refracting portion of the third optical element has a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the diffractive portion of the third optical element has a main scanning direction. 30. The color image forming apparatus according to claim 29, further comprising a diffractive optical element having different powers in the direction and the sub-scanning direction.
【請求項31】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを
有するシリンダーレンズとを有し、該第3の光学素子の
回折部は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワ
ーを有する回折光学素子を有し、該シリンダーレンズと
該回折光学素子とは互いに組み合わされた複合光学素子
より成ることを特徴とする請求項25又は28のカラー
画像形成装置。
31. A refracting portion of the third optical element includes a plastic toric lens having different powers in a main scanning direction and a sub-scanning direction, and a cylinder lens having power in a main scanning direction. The diffractive portion of the third optical element has a diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the cylinder lens and the diffractive optical element are composed of a composite optical element combined with each other. 29. The color image forming apparatus according to claim 25, wherein:
【請求項32】 前記第3の光学素子の屈折部は主走査
方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有するプラ
スチック製のトーリックレンズと主走査方向にパワーを
有するシリンダーレンズとを有し、該第3の光学素子の
回折部は主走査方向にパワーを有する第1の回折光学素
子と主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを
有する第2の回折光学素子とを有し、該第1の回折光学
素子は該トーリックレンズの近傍に配され、該シリンダ
ーレンズと該第2の回折光学素子とは互いに組み合わさ
れた複合光学素子より成ることを特徴とする請求項25
又は28のカラー画像形成装置。
32. The refracting portion of the third optical element includes a plastic toric lens having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a cylinder lens having power in the main scanning direction. The diffractive portion of the third optical element includes a first diffractive optical element having power in the main scanning direction and a second diffractive optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. 26. The diffractive optical element according to claim 25, wherein the first diffractive optical element is disposed near the toric lens, and the cylinder lens and the second diffractive optical element comprise a combined optical element.
Or 28 color image forming apparatus.
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