[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，特别涉及用以修 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 达成激光扫瞄装置所要求线性扫描效果的二片式fθ镜片。

背景技术

目前激光打印机(LBP：Laser Beam Print)所使用的激光扫描装置(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。其原理如下简述：利用半导体激光 器发出激光束(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)之后，能在副扫 瞄方向(sub scanning direction)的Y轴上的宽度沿着主扫描方向(main scanning direction)的X轴的平行方向平行聚焦而形成线状图像(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，其恰位于或 接近于上述线状图像(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在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旁侧，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镜片的激光束能聚焦成椭圆形 光点并投射在光接收面(photoreceptor drum，即成像面)上，并达到线性扫描 (scanning linearity)的要求。然而，已有激光扫瞄装置(LSU)在使用上会存在 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)功能，精密度要求又高，以 致一般多面镜上反射面的镜面Y轴宽度极薄，使已有LSU中均需增设柱面镜 (cylindrical lens)以使激光束经过柱面镜能聚焦成线(Y轴上成一点)而再投射 在多面镜的反射镜上，以致增加构件成本及组装作业流程。

(3)、已有多面镜须高速旋转(如40000转/分)，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)、已有LSU的组装结构中，投射至多面镜反射镜的激光束中心轴并非 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麻烦。