CN100419494C - 光束扫描仪和成像装置 - Google Patents

Abstract

一种光束扫描仪，其利用已经被偏转部件以恒定角速度偏转、并且被变换部件以恒定速度偏转的多个光束，分别照射各个不同的图像载体的表面。多个光束中，除了以最大入射角入射到偏转部件上的光束之外，任何一个光束对应于由亮度最低的颜色材料构成的图像。

Description

光束扫描仪和成像装置

技术领域

本发明涉及一种用于成像装置中的光束扫描仪，该成像装置为例如打印机、传真装置和复印机。本发明还涉及设有这种光束扫描仪的成像装置。

背景技术

成像装置，例如复印机或者打印机，包含用于扫描图像载体表面的光束扫描仪，预先利用成像光通过静电充电装置使该图像载体表面带有均匀的静电电荷，该成像光为例如根据基于图像数据的信号调制的激光束。

具有适于提高扫描速度的激光束类型的光束扫描仪，经常被用于这种成像装置中，因为该扫描仪在根据图像数据将光调制为成像光时具有高调制速率。

通常，用于彩色成像的成像装置为彩色图像的各个原色设有单独的光束扫描仪。然而，在成像装置中提供多个光束扫描仪不能满足减少装置尺寸和成本的要求。

为了克服这些缺点，已经开发了一种光束扫描仪，其结构为：单一的多边形反射镜将多个光束以恒定的角速度偏转到主扫描方向，这多个光束是从为各个原色设置的光源发出的，并且由此偏转的光束被单一的变换装置以恒定的速度进一步偏转，继而相互分离并朝向各个原色的图像载体，例如日本专利申请公开第S63-009361A和2000-347116号所揭示的那样。

在某时通过使多个光束入射到多边形反射镜的相同表面上从而以恒定角速度偏转多个光束，以便进一步由变换装置以恒定速度偏转所述多个光束继而由反射部件将这些光束相互分开，在该时刻需要使多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到多边形反射镜的反射表面上。

然而，如果使光束在副扫描方向上以一个角度入射到多边形反射镜的反射表面上，随着多边形反射镜的旋转而偏转的光束形成的扫描线变为曲线。这种现象通常称作“弓”。弓的曲率随着光束沿副扫描方向入射到多边形反射镜上的入射角增加而增加。从主光轴平面的相对侧入射到多边形反射镜上的光束在被多边形反射镜偏转之后将会形成在不同方向上弯曲的各个扫描线。主光轴平面垂直于多边形反射镜的反射表面，因此在主光轴平面上通过的光以0°的入射角入射到反射表面上。因而，从主光轴平面的相对侧入射到多边形反射镜的反射表面上的光束形成沿相反方向弯曲的扫描线。因此，得到的扫描线相互之间显著偏离，这将使得在彩色成像装置中出现色彩漂移。这种色彩漂移引起了相当严重地降低图像质量的问题。

本发明的一个特征是提供一种光束扫描仪，其能够降低在利用多个光束形成扫描线时在副扫描方向上的误差。本发明的另一特征是提供一种设有该光束扫描仪的成像装置。

发明内容

根据本发明，提供了一种光束扫描仪，包括：单一的偏转部件，用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；一个变换部件，用于以恒定的速度偏转由偏转部件偏转的多个光束；多个分离部件，用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将变换部件偏转的多个光束相互分开，其中在多个光束中，除了以不同入射角中最大的入射角入射到偏转部件上的光束之外，任何一个光束对应于由颜色材料中亮度最低的颜色材料构成的图像。

通过结合附图阅读以下对于本发明的详细描述，将更加清楚本发明的前述特征和其它特征，以及相伴而生的优点。

附图说明

图1是表示设有根据本发明一个实施例的光束扫描仪的成像装置的结构的示意图；

图2是表示根据本发明实施例，作为光束扫描仪的曝光单元的结构的示意平面图；

图3是表示根据本发明实施例，作为光束扫描仪的曝光单元的结构的示意正视图；

图4表示了曝光单元中的各个半导体激光器发出的激光束入射到多边形反射镜上的光路图；

图5表示了曝光单元中的激光束从多边形反射镜直至一个尚未达到第二柱状透镜的位置之间的光路图；

图6A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第一种排列；图6B表示了各个激光束从第一种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图6C表示了由已经通过第一种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图7A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第二种排列；图7B表示了各个激光束从第二种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图7C表示了由已经通过第二种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图8A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第三种排列；图8B表示了各个激光束从第三种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图8C表示了由已经通过第三种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图9A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第四种排列；图9B表示了各个激光束从第四种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图9C表示了由已经通过第四种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图10A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第五种排列；图10B表示了各个激光束从第五种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图10C表示了由已经通过第五种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图11A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第六种排列；图11B表示了各个激光束从第六种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图11C表示了由已经通过第六种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图12A表示了曝光单元中的反射镜在部分激光束光路中的第七种排列；图12B表示了各个激光束从第七种排列中的反射镜传播到各个光敏鼓的弯曲状态；图12C表示了由已经通过第七种排列的反射镜的激光束在各个光敏鼓上形成的调色剂图像的重叠状态；

图13是表示根据本发明另一实施例，作为光束扫描仪的曝光单元的结构的示意平面图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明。

首先参照图1，成像装置100根据从外部发送来的图像数据有选择性地在记录介质上形成多色或单色的图像，该记录介质为例如记录纸。为此，该成像装置100包含：曝光单元(对应于本发明限定的光束扫描仪)E，光敏鼓(对应于本发明限定的图像载体)101A到101D，显影单元102A到102D，充电辊103A到103D，清理单元104A到104D，中间传送带11，主传送辊13A到13D，副传送辊14，定影设备(fixingdevice)15，纸张进给路径F1、F2和F3，纸张进给盒16，手动进给盘17，排纸盘18以及其它部件。

成像装置100利用与四种颜色相对应的图像数据项实施成像操作，该四种颜色包括黑色(K)以及三种减色原色，即青色(C)、品红(M)和黄色(Y)，这些颜色是通过将全色图像进行色分离而获得的。光敏鼓101A、显影单元102A、充电辊103A、主传送辊13A和清理单元104A构成了成像部分PA。成像部分PB到PD的构成均与成像部分PA相类似。成像部分PA到PD连续设置在中间传送带11的运动方向(即副扫描方向)上。

每个充电辊103A到103D是接触型静电充电器，用于将光敏鼓101A到101D中相关的一个光敏鼓的表面均匀地进行静电充电，从而达到预定的电势。若要取代充电辊103A到103D，也可以使用接触型充电器，其中每个充电器采用了充电刷，或者可以使用非接触型充电设备，其中每个充电设备采用了静电充电器。曝光单元E包括半导体激光器、多边形反射镜、反射镜和其它部件，其利用根据与各种颜色(即黑色、青色、品红和黄色)相对应的图像数据项调制的各个激光束来照射光敏鼓101A到101D。因此，根据与黑色、青色、品红和黄色各个颜色相对应的图像数据项，形成具有各个静电潜像(或者仅仅潜像)的光敏鼓101A到101D的表面。

每个显影单元102A到102D向光敏鼓101A到101D表面中相关的一个表面提供显影剂(对应于本发明限定的颜色材料)，其中该光敏鼓表面分别具有一个潜像，从而将该潜像转变为可见的调色剂图像。显影单元102A到102D中分别已经存储了黑色显影剂、青色显影剂、品红显影剂和黄色显影剂，以用于分别将在各个光敏鼓101A到101D上形成的潜像显影为黑色调色剂图像、青色调色剂图像、品红调色剂图像和黄色调色剂图像。在完成了显影以及传送过程之后，每个清理单元104A到104D去除并收集保留在相关的一个光敏鼓101A到101D的表面上的残留调色剂。

中间传送带11被围绕在主动辊和从动辊上，从而形成了运动的环路。该中间传送带11具有按照101D、101C、101B和101A的顺序面对光敏鼓的外围表面。主传送辊13A到13D跨越中间传送带11分别与光敏鼓101A到101D相对。向主传送辊13A到13D施加与充有静电的调色剂极性相反的传送偏压。利用施加了该传送偏压的主传送辊13A到13D，使得形成在各个光敏鼓101A到101D上的各个颜色的调色剂图像顺序地转移到中间传送带11的外围表面上，从而使它们相互重叠，由此在中间传送带11的外围表面上形成全色的调色剂图像。

如果输入了仅与某些颜色(即黄色、品红、青色和黑色)相对应的图像数据项，那么四个光敏鼓101A到101D中仅有那些对应于与输入的图像数据项相对应的颜色的光敏鼓才会形成各个潜像，继而形成各个调色剂图像。例如，在单色成像过程中，仅有对应于黑色的光敏鼓101A将形成潜像，继而形成黑色调色剂图像，随后仅将该黑色调色剂图像转移到中间传送带11的外围表面上。

主传送辊13A到13D各包括直径为8-10mm的金属轴(例如由不锈钢制成)以及覆盖该轴表面的导电弹性部件(例如由EPDM制成，即三元乙丙橡胶联接，或者由泡沫尿烷制成)。可以通过该导电弹性部件向中间传送带11均匀施加高压。若要取代主传送辊13A到13D，也可以使用刷状主传送部件。

通过旋转中间传送带11，可以将由此形成在中间传送带11外围表面上的调色剂图像传送到与副传送辊14相对的位置。在成像过程中，以预定的挤压(nip)压强将副传送辊14压在中间传送带11的外围表面上。在从纸张进给盒16或者手动进给盘17提供的记录纸在副传送辊14与中间传送带11之间通过的过程中，向副传送辊14施加高压，该高压的极性与带电调色剂的极性相反。该操作使调色剂图像从中间传送带11的外围表面转移到记录纸的表面。

为了将副传送辊14与中间传送带11之间的挤压压强保持在预定值，副传送辊14和主动辊中的一个由硬质材料(例如金属)构成，而另一个由软质材料构成，例如弹性辊(例如弹性橡胶辊或者泡沫树脂辊)。

在从光敏鼓101A到101D吸引到中间传送带11的调色剂中，剩余在中间传送带11上、未转移到记录纸的残留调色剂部分被清理单元104A到104D收集，从而避免随后的处理中颜色混和。

将带有转移到其上的调色剂图像的记录纸引导到定影设备15，在该定影设备中，在记录纸从加热辊15A与加压辊15B之间通过过程中，记录纸受到加热和加压。该操作可以使调色剂图像稳固地定影到记录纸的表面上。由此该记录纸带有定影到其上的调色剂图像，排纸辊18A将该记录纸排出到排纸盘18上。

成像装置100限定了基本上垂直的纸张进给路径F1，以用于通过在副传送辊14与中间传送带11之间传递记录纸并且使记录纸通过定影设备15，从而将保持在纸张进给盒16中的每张记录纸传送到排纸盘18。纸张进给路径F1中设有拾取辊16A，用于将保持在纸张进给盒16中的记录纸一张接一张地拾取到纸张进给路径F1中，还设有传递辊R1，用于将每张拾取出的记录纸向上传递，以及定位辊19，用于以预定的定时将每张传送的记录纸引导到副传送辊14与中间传送带11之间，还设有排纸辊18A，用于将每张记录纸排出到排纸盘18上。

同样，成像装置100内部限定了纸张进给路径F2，其从手动进给盘17延伸到定位辊19，并且其设有拾取辊17A和传递辊R2到R4。而且，该成像装置100限定了纸张进给路径F3，其从排纸辊18A延伸到纸张进给路径F1中的定位辊19的上游侧。

排纸辊18A可以向前和向后旋转。该排纸辊18A向前旋转，从而以单面成像模式将记录纸排出到排纸盘18上，在该模式中图像形成在记录纸的一面上；或者在以双面成像模式的第二面成像过程中，将记录纸排出到排纸盘18上，在该模式中图像形成在记录纸的两面上。另一方面，在以双面成像模式的第一面成像操作过程中，排纸辊18A向前旋转，直到记录纸的后沿已经通过了定影设备15为止，继而在记录纸的后沿夹在排纸辊之间的情况下向后驱动该排纸辊，从而将记录纸引导到纸张进给路径F3中。这种操作使得一面上具有图像的记录纸上下颠倒、前后颠倒，并且将其引导到纸张进给路径F1。

与中间传送带11的旋转相同步，定位辊19将进给到该辊的记录纸从纸张进给盒16、或手动进给盘17、或者通过纸张进给路径F3引导到副传送辊14与中间传送带11之间的位置。为此，定位辊19在光敏鼓101A到101D以及中间传送带11的操作开始时停止旋转，并且，因此在中间传送带11旋转之前进给或传递的记录纸停止在纸张进给路径F1上行进，同时其前沿(或称为引导沿)紧靠定位辊19。其后，定位辊19开始以如此定时旋转，从而将记录纸的引导沿与调色剂图像的引导沿定位到中间传送带11上的、副传送辊14压住中间传送带11的位置处。

尽管参照采用中间传送带的成像装置描述了本实施例，但是不言而喻地，本发明适用于这样一种成像装置，其将形成在多个光敏鼓上的图像直接转移到传送带上传送的记录纸上，同时使图像重叠，从而实施彩色成像。

参照图2和3，曝光单元E包括半导体激光器1A到1D、准直透镜2A到2D、半反射镜3B到3D、第一柱状透镜4、多边形反射镜6、第一Fθ透镜7、第二Fθ透镜8、第二柱状透镜9A到9D(在图2中仅表示了第二柱状透镜9A)、反射镜21到24、同步透镜10A以及BD传感器10。

半导体激光器1A到1D分别发射激光束L1到L4。分别根据黑色图像数据项、青色图像数据项、品红图像数据项和黄色图像数据项来调制激光束L1到L4。因此，激光束L1到L4与各个颜色材料构成的各个图像相对应，其中该颜色材料的亮度彼此不同。激光束L1到L4对应于本发明限定的多个光束。准直透镜2A到2D、半反射镜3B到3D、第一柱状透镜4和反射镜5引导从各个半导体激光器1A到1D发出的散射光束——激光束L1到L4，并且使它们在副扫描方向上以不同的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上。

多边形反射镜6对应于本发明限定的偏转部件，其具有例如六个反射表面。该多边形反射镜6在箭头A所示的方向上旋转，从而以恒定的角速度将入射到其每个反射表面上的激光束L1到L4偏转到箭头B表示的方向上。

第一Fθ透镜7和第二Fθ透镜8构成了本发明限定的变换部件，其进一步将已经由多边形反射镜6偏转的激光束L1到L4中的每一束偏转到箭头C表示的方向上，使得激光束在主扫描方向上以恒定的速度扫描光敏鼓101A到101D中相关的一个光敏鼓的表面，该方向平行于相关光敏鼓的轴。第一Fθ透镜7的一个实例具有非球面表面，分别构成了其光入射面和光出射面。第二Fθ透镜8的一个实例具有一个构成其光入射面的非球面表面，以及一个构成其光出射面的自由形式的表面。

反射镜21到24是构成本发明限定的分离部件的反射部件，其将激光束L1到L4相互分开，使得每个激光束L1到L4分配到光敏鼓101A到101D中相关的一个光敏鼓的表面上。经由反射镜和第二柱状透镜的组合中相关的一个，将已经通过了第二Fθ透镜8的每个激光束L1到L4引导到光敏鼓101A到101D中相关的一个光敏鼓上，该反射镜和第二柱状透镜的组合，即反射镜21和第二柱状透镜9A、反射镜22和第二柱状透镜9B、反射镜23和第二柱状透镜9C、反射镜24和第二柱状透镜9D。因此，激光束L1到L4在各自的光敏鼓101A到101D的表面上形成了各自的图像(在图2中仅表示了光敏鼓101A)。

如后面描述的那样，反射镜21到24的数量可以适当变化。在本实施例中，当第一和第二Fθ透镜7和8以及柱状透镜9A到9D中的每一个包含树脂制成的模制产品时，考虑到其批量生产的适应性，可以取而代之使用玻璃透镜。

BD传感器10在主扫描方向上的有效曝光区域之外的位置检测激光束L1到L4中的任意一个。多边形反射镜6的反射表面反射的激光束L1到L4中的任意一个，通过同步透镜10A入射到BD传感器10的光接收表面上，并在沿主扫描方向延伸的区域中，使得激光束不能到达相关光敏鼓101的表面。当BD传感器10接收到激光束L1到L4中的任意一个时，该BD传感器10输出信号，该信号用于确定在半导体激光器1A到1D中相关的一个激光器中，根据图像数据开始调制激光束L1到L4中的每一个激光束的定时。在本实施例中，所有激光束都是被多边形反射镜6的相同反射表面反射的，从而它们基本上相互重叠。因此，可以根据单一激光束的检测来控制所有激光束的调制起始定时。而且，BD传感器10适于检测用于形成黑色图像的激光束L1，该图像具有最小的扫描线弓形畸变，并且因此可以实现高精度检测。

如图4和5所示，借助于第一柱状透镜4的光学特性，使各个半导体激光器1A到1D发出的激光束L1到L4以不同的入射角入射到多边形反射镜6的相同反射表面上。在图4的情况下，与黑色图像相对应的激光束L1和与青色图像相对应的激光束L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6的反射表面上，而与品红图像相对应的激光束L 3和与黄色图像相对应的激光束L4从主光束光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6的反射表面上，该平面6A垂直于多边形反射镜6的反射表面。

而且，激光束L1到L4入射到多边形反射镜6的反射表面上，从而使它们在主扫描方向和副扫描方向上至少部分地相互重叠，由此激光束在副扫描方向上聚焦到反射表面上。优选的是，所有激光束L1到L4在多边形反射镜6的相同反射表面上完全相互重叠。

与各个准直透镜2A到2D相关的光孔51A到51D使各个半导体激光器1A到1D发出的激光束L1到L4在副扫描方向上变窄。

以下的描述涉及曝光单元E中激光束光路的排列。

在图6A所示的第一种排列中，分别与黑色和品红相对应的激光束L1和L3的亮度较低而可见度较高，使它们以小于与青色和黄色相对应的激光束L2和L4的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上，激光束L2和L4的亮度较高而可见度较低。具体而言，与黄色相对应的激光束L4以最大的入射角入射到多边形反射镜6上，该光束的亮度在用于彩色成像的四种颜色的光束中是最高的。而且，一对反射镜21A和21B以及一对反射镜22A和22B分别位于与黑色和青色分别对应的激光束L1和L2的光路中，其中激光束L1和L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，而一组三个反射镜23A到23C以及一组三个反射镜24A到24C分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L1到L4在如图6B所示的相同方向上弯曲。而且，与黑色相对应的激光束L1和与品红相对应的激光束L 3以绝对值相同的入射角入射到多边形反射镜6上。同样，与青色相对应的激光束L2和与黄色相对应的激光束L4以绝对值相同的入射角入射到多边形反射镜6上。

相应地，与黑色相对应的激光束L1在光敏鼓101A上的相对扫描位置以及与品红相对应的激光束L3在光敏鼓101C上的相对扫描位置相互重合，同时与青色相对应的激光束L2在光敏鼓101B上的相对扫描位置以及与黄色相对应的激光束L4在光敏鼓101D上的相对扫描位置相互重合，如图6C所示。

因此，如果忽略透镜7到9的光学特性，则在中间传送带11上形成包含四种颜色的调色剂图像的彩色图像，同时每对中的两种颜色精确地相互重叠。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项对每个激光束L1到L4开始进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A和21B、反射镜22A和22B、反射镜23A到23C和反射镜24A到24C)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。这样，可以使副扫描方向上激光束L1到L4的相对扫描位置误差最小。与本实施例相反，如果青色和品红的亮度差小或者青色的亮度小于品红的亮度，则可以形成一种光学系统，其中激光束L3和L2分别与青色和品红相对应。

在图7A所示的第二种排列中，分别与黑色和品红相对应的激光束L1和L3的亮度较低而可见度较高，使它们以小于分别与青色和黄色相对应的激光束L2和L4的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上，激光束L2和L4的亮度较高而可见度较低。

具体而言，与黄色相对应的激光束L4以最大的入射角入射到多边形反射镜6上，该光束的亮度在用于彩色成像的四种颜色的光束中是最高的。而且，一对反射镜21A和21B以及一对反射镜22A和22B分别位于与黑色和青色分别对应的激光束L1和L2的光路中，其中激光束L1和L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，同时一对反射镜23A和23B以及一对反射镜24A和24B分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L1到L4变得弯曲，使得一对激光束L1和L2对与另一对激光束L3和L4对关于主光轴平面6A对称，如图7B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A和21B、反射镜22A和22B、反射镜23A和23B和反射镜24A和24B)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。这样，可以使副扫描方向上激光束L1到L4的相对扫描位置误差最小，如图7C所示。与本实施例相反，如果青色和品红的亮度差小或者青色的亮度小于品红的亮度，则可以形成一种光学系统，其中激光束L3和L2分别与青色和品红相对应。

在图8A所示的第三种排列中，分别与黑色和品红相对应的激光束L1和L3的亮度较低而可见度较高，使它们以小于分别与青色和黄色相对应的激光束L2和L4的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上，激光束L2和L4的亮度较高而可见度较低。具体而言，与黄色相对应的激光束L4以最大的入射角入射到多边形反射镜6上，该光束的亮度在用于彩色成像的四种颜色的光束中是最高的。而且，一对反射镜21A和21B以及一对反射镜22A和22B分别位于与黑色和青色分别对应的激光束L1和L2的光路中，其中激光束L1和L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，而一组三个反射镜23A到23C以及一对反射镜24A和24B分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L1到L4变得弯曲，使得激光束L1到L3弯曲从而关于主光轴平面6A向下突出，激光束L4弯曲从而关于主光轴平面6A向上突出，如图8B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A和21B、反射镜22A和22B、反射镜23A到23C和反射镜24A和24B)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。

这样，除了与黄色相对应的激光束L4的扫描位置之外，激光束L1到L3在副扫描方向上的相对扫描位置更加相互接近，其中激光束L4在四种颜色中的亮度是最高的，如图8C所示；尤其是，分别与黑色和品红相对应的激光束L1和L3相互重叠，由此可以使副扫描方向上与各个高可见度图像相对应的激光束L1到L3的相对扫描位置误差最小。与本实施例相反，如果青色和品红的亮度差小或者青色的亮度小于品红的亮度，则可以形成一种光学系统，其中激光束L3和L2分别与青色和品红相对应。

在图9A所示的第四种排列中，分别与黑色和黄色相对应的激光束L1和L4以小于分别与青色和品红相对应的激光束L2和L3的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上。而且，一对反射镜21A和21B以及一对反射镜22A和22B分别位于与黑色和青色分别对应的激光束L1和L2的光路中，其中激光束L1和L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，而一组三个反射镜23A到23C以及一对反射镜24A和24B分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L1到L4变得弯曲，使得激光束L1到L3弯曲从而关于主光轴平面6A向下突出，激光束L4弯曲从而关于主光轴平面6A向上突出，如图9B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A和21B、反射镜22A和22B、反射镜23A到23C和反射镜24A和24B)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。

这样，除了与黄色相对应的激光束L4的扫描位置之外，激光束L1到L3在副扫描方向上的相对扫描位置更加相互接近，其中激光束L4在四种颜色中的亮度是最高的，如图9C所示；尤其是，分别与青色和品红相对应的激光束L2和L3相互重叠，由此可以使副扫描方向上与各个高可见度图像相对应的激光束L1到L3的相对扫描位置误差最小。

在图10A所示的第五种排列中，分别与青色和品红相对应的激光束L2和L3以小于分别与黑色和黄色相对应的激光束L1和L4的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上。而且，一个反射镜21A和一组三个反射镜22A到22C分别位于与黑色和青色分别对应的激光束L1和L2的光路中，其中激光束L1和L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，而一对反射镜23A和23B以及一组三个反射镜24A到24C分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L1到L4变得弯曲，使得激光束L1到L3弯曲从而关于主光轴平面6A向上突出，激光束L4弯曲从而关于主光轴平面6A向下突出，如图10B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A、反射镜22A到22C、反射镜23A和23B、以及反射镜24A到24C)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。

这样，除了与黄色相对应的激光束L4的扫描位置之外，激光束L1到L3在副扫描方向上的相对扫描位置更加相互接近，其中激光束L4在四种颜色中的亮度是最高的，如图10C所示；尤其是，分别与青色和品红相对应的激光束L2和L3相互重叠，由此可以使副扫描方向上与各个高可见度图像相对应的激光束L1到L3的相对扫描位置误差最小。

在图11A所示的第六种排列中，与黑色相对应的激光束L1以0°的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上，而分别与青色和黄色相对应的激光束L2和L4以小于与品红相对应的激光束L3的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上。而且，一个反射镜21A位于与黑色相对应的激光束L1的光路中，一组三个反射镜22A到22C位于与青色相对应的激光束L2的光路中，其中激光束L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，并且一对反射镜23A和23B以及一组三个反射镜24A到24C分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L2到L4变得弯曲，使得激光束L2和L3弯曲从而关于主光轴平面6A中的激光束L1向上突出，激光束L4弯曲从而关于主光轴平面6A中的激光束L1向下突出，如图11B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A、反射镜22A到22C、反射镜23A和23B、以及反射镜24A到24C)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。

这样，如图11C所示，分别与四种颜色相对应的激光束L1到L4在副扫描方向上的相对扫描位置更加相互接近，由此可以减小激光束L1到L4在副扫描方向上的相对扫描位置误差。

在图12A所示的第七种排列中，与黑色相对应的激光束L1以0°的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上，而分别与青色和品红相对应的激光束L2和L3以小于与黄色相对应的激光束L4的入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上。而且，一个反射镜21A位于与黑色相对应的激光束L1的光路中，一组三个反射镜22A到22C位于与青色相对应的激光束L2的光路中，其中激光束L2从主光轴平面6A的上侧入射到多边形反射镜6上，并且一对反射镜23A和23B以及一组三个反射镜24A到24C分别位于与品红和黄色分别对应的激光束L3和L4的光路中，其中激光束L3和L4从主光轴平面6A的下侧入射到多边形反射镜6上。

利用这种排列，激光束L2到L4变得弯曲，使得激光束L2和L3弯曲从而关于主光轴平面6A中的激光束L1向上突出，激光束L4弯曲从而关于主光轴平面6A中的激光束L1向下突出，如图12B所示。通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜(即反射镜21A、反射镜22A到22C、反射镜23A和23B、以及反射镜24A到24C)的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。

这样，如图12C所示，使得激光束L2和L3在副扫描方向上的相对扫描位置相互重合并且更加接近第一激光束L1的相对扫描位置，由此可以使得分别与除黄色之外的三种颜色相对应的激光束L1到L3在副扫描方向上的相对扫描位置误差最小化，该与黄色相对应的激光束在用于彩色成像的四种颜色中的亮度最高而可见度最低。如果偶数个反射镜位于激光束L4的光路中来取代三个反射镜的反射镜组，例如两个或四个反射镜，那么可以使激光束如虚线L4’所示那样弯曲，从而进一步减少所有激光束在副扫描方向上的相对扫描位置误差。

在图6到12中所示的上述任意一种排列中，通过调整调制起始定时(即根据与四种颜色相对应的图像数据项中相关的一个图像数据项开始对每个激光束L1到L4进行调制的定时)，或者通过调整反射镜21到24的位置，使激光束L1到L4在各个光敏鼓101A到101D上的相对扫描线位置在主扫描轴的中央部分相互重合。根据透镜7到9的光学特性，可以使激光束L1到L4的相对扫描线位置在主扫描轴上不同于中央部分的其它部分相互重合。

在图11和12所示的每个排列中，与黑色相对应的激光束L1是以最小入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上的光束，其中该激光束L1在用于彩色成像的四种颜色中是亮度最低而可见度最高的。

在图12所示的排列中，除了与黄色相对应的激光束L4外的其它激光束都不是以最大入射角入射到多边形反射镜6的反射表面上的光束，该激光束L4在用于彩色成像的四种颜色中是亮度最高而可见度最低的。

在图6和图8-12所示的每种排列中，本发明限定的每个分离部件包括单个或多个反射镜，并且如下两个数量之差为奇数：用于将从多边形反射镜6的主光轴平面6A一侧入射到该多边形反射镜6上的至少一个激光束分开的反射镜的数量；以及用于将从主光轴平面6A另一侧入射到该多边形反射镜6上的至少一个激光束分开的反射镜的数量。

图13是表示根据本发明另一实施例，作为光束扫描仪的曝光单元结构的示意平面图。在图13中，仅仅表示了第二柱状透镜9A和9C以及光敏鼓101A和101C。尽管没有示出，但是第二柱状透镜9B和光敏鼓101B与第二柱状透镜9A和光敏鼓101A设置在同侧上，而第二柱状透镜9D和光敏鼓101D与第二柱状透镜9C和光敏鼓101C设置在同侧上。

根据本实施例的曝光单元E’包括单个多边形反射镜6、一对Fθ透镜7、7和一对Fθ透镜8、8。这种结构只是必须具有一个空间，以允许将两个半导体激光器沿着多边形反射镜6的旋转轴置于其中，并且因此可以沿着多边形反射镜6的旋转轴使曝光单元E’小型化。

尽管前面对于利用所有成像部分PA到PD进行彩色成像进行了说明，但是仅利用黑色成像部分PA的单色成像也是可以的。在这种情况下，能够形成高质量且弓形畸小到不易察觉的单色图像，这是因为前面的每个实施例被如此设置，使得形成黑色图像的激光束L1的扫描线具有最小的弓形畸变。

黑色成像部分PA被稳定地用于单色成像或者彩色成像，因而其是最频繁使用的。因为在多数应用中，用于黑色成像部分的激光束会形成具有最小弓形畸变的扫描线，所以总是可以实现高质量成像。

尽管前面对于作为本发明实施例而使用四种颜色(即黄色、品红、青色和黑色)的显影剂(颜色材料)来获得全色图像的成像装置进行了说明，但是不言而喻，本发明还适用于利用不同于上述四种颜色的颜色材料的成像装置或者利用不同数量的颜色材料的成像装置。

上述实施例完全是示例性的，不应构成对本发明的限制。本发明的范围不是由上述实施例限定的，而是由后面的权利要求书来限定的。而且，本发明的范围包括在权利要求及其等价物的含义和范围内的所有修改。

Claims (9)

1. 一种光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与由亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

所述多个光束中，除了以不同入射角中最大的入射角入射到偏转部件上的光束之外，任何一个光束对应于由颜色材料中亮度最低的颜色材料构成的图像。

2. 一种光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与由亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

多个光束包括与由一种颜色材料构成的图像相对应的第一光束；以及与另一图像相对应的第二光束，所述另一图像是由比对应于第一光束的颜色材料亮度低的颜色材料构成的，第二光束是分别以小于第一光束的入射角入射到偏转部件上的光束中的任一个。

3. 一种光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与由亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

除了与由亮度最高的颜色材料构成的图像相对应的光束之外，所述多个光束是不同于以不同入射角中最大的入射角入射到偏转部件上的光束的光束。

4. 一种光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与由亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

每个分离部件包括单一或者多个反射部件；并且

以下两个数量之差为奇数：被设置用于将从垂直于偏转部件反射表面的主光轴平面的一侧入射到该偏转部件上的至少一个光束分开的反射部件的数量；被设置用于将从主光轴平面的相对一侧入射到该偏转部件上的至少一个光束分开的反射部件的数量。

5. 一种光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上，并且与由亮度相互不同的各种颜色材料构成的各个图像相对应；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个不同图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

调整多个光束在偏转部件上的入射方向以及分离部件的设置，使得至少是除了与由亮度最高的颜色材料构成的图像相对应的光束以外，所述多个光束在各自的图像载体上形成在相同方向弯曲的各个扫描线。

6. 一种成像装置，包括：

多个图像载体，其被配置成利用多个光束分别对其进行扫描，所述多个光束与由亮度相互不同的各个颜色材料构成的各个图像相对应；以及

光束扫描仪，包括：偏转部件，其被配置用于以恒定角速度偏转多个光束，所述多个光束在副扫描方向上以不同的入射角入射到偏转部件的反射表面上；变换部件，其被配置用于以恒定的速度偏转上述由偏转部件偏转的多个光束；分离部件，其被设置用于在朝向各个图像载体表面的各个方向上将上述由变换部件偏转的多个光束相互分开；单一的柱状透镜，其被配置用于将从光源半导体激光器相互平行地照射出的多个光束以不同的入射角入射到所述偏转部件，其中

多个光束的每一光束以至少一部分与其他光束在副扫描方向上重叠的方式入射到偏转部件的相同反射表面上，

多个光束中，除了以不同入射角中最大的入射角入射到偏转部件上的光束之外，任何一个光束对应于由颜色材料中亮度最低的颜色材料构成的图像。

7. 根据权利要求6所述的成像装置，其中所述多个图像载体包括黄色图像载体，其被配置用于在其上携带由黄色颜色材料构成的图像，并且利用以最大入射角入射到偏转部件上的光束对其进行扫描。

8. 根据权利要求6所述的成像装置，其中所述多个图像载体包括黑色图像载体，其被配置用于在其上携带由黑色颜色材料构成的图像，并且利用以不同入射角中的最小入射角入射到偏转部件上的光束对其进行扫描。

9. 根据权利要求6所述的成像装置，其中所述多个图像载体包括黄色图像载体，其被配置用于在其上携带由黄色颜色材料构成的图像，并且利用以最大入射角入射到偏转部件上的光束对其进行扫描，以及黑色图像载体，其被配置用于在其上携带由黑色颜色材料构成的图像，并且利用以不同入射角中的最小入射角入射到偏转部件上的光束对其进行扫描。

Images