[发明专利]微机电激光扫描装置的二片式fθ镜片

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电激光扫描装置的二片式fθ镜片，尤其涉及一种 用以修正呈简谐性运动的微机电反射镜而产生随时间成正弦关系的角度变化 量，以实现激光扫描装置所要求的线性扫描效果的二片式fθ镜片。

背景技术

目前激光束打印机(LBP：Laser Beam Print)所用的激光扫描装置(LSU： Laser Scanning Unit)利用高速旋转的多面镜(polygon mirror)，以用于操 控激光束的扫描动作(laser beam scanning)，如美国专利US7079171、 US6377293、US6295116，或如台湾专利I198966所述。其原理如下：利用半 导体激光发出激光束(laser beam)，先经由准直镜(collimator)，再经由光 圈(aperture)而形成平行光束，而平行光束再经过柱面镜(cylindrical lens) 后，能够在副扫描方向(sub scanning direction)的Y轴上的宽度能沿着主 扫描方向(main scanning direction)的X轴的平行方向平行聚焦而形成线状 成像(line image)，再投射至高速旋转的多面镜上，而多面镜上均匀连续设 置有多面反射镜，其正好位于或接近于上述线状成像(line image)的焦点位 置。通过多面镜控制激光束的投射方向，当连续的多个反射镜高速旋转时， 可将射至反射镜上的激光束沿着主扫描方向(X轴)的平行方向以相同的转角 速度(angular velocity)偏斜反射至fθ线性扫描镜片上，而fθ线性扫描镜 片设置于多面镜侧面，可为单件式镜片结构(single-element scanning lens) 或为二件式镜片结构。该fθ线性扫描镜片的功能在于使经由多面镜上的反 射镜反射而射入fθ镜片的激光束能够聚焦成椭圆型光点并投射在光接收面 (photoreceptor drum，即成像面)上，并实现线性扫描(scanning linearity) 的要求。然而，现有技术的激光扫描装置(LSU)在使用上会有下列问题：

(1)旋转式多面镜的制作难度高且价格不低，相对增加LSU的制作成本。

(2)多面镜须具备高速旋转(如40000转/分)的功能，且精密度要求高， 导致一般多面镜上反射面的镜面Y轴宽度极薄，因而现有技术的(LSU)中均 需增设柱面镜(cylindrical lens)，以使激光束经过柱面镜能够聚焦成线(Y 轴上成一点)而再投射于多面镜的反射镜上，从而导致组件成本的增加及组装 作业的增加。

(3)由于现有的多面镜须高速旋转(如40000转/分)，导致旋转噪音相对 提高，且多面镜从启动至工作转速须耗费较长时间，增加开机后的等待时间。

(4)现有的LSU的组装结构中，投射至多面镜反射镜的激光束中心轴并没 有正对多面镜的中心转轴，以致在设计相配合的fθ镜片时，需同时考虑多 面镜的离轴偏差(off axis deviation)问题，相对增加fθ镜片的设计及制 作上难度。