[实用新型]激光扫描装置的短聚光距二片式fθ镜片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光扫描装置的短聚光距二片式fθ镜片，尤其涉及一种用于旋转多面镜(Polygon mirror)的激光扫描装置(Laser scanning unit)，具有短聚光距以缩小激光扫描装置体积的二片式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(LaserScanning Unit)，利用一高速旋转多面镜(polygon mirror)以操控激光束的扫描动作(laser beam scanning)，如美国专利US7,079,171、US6,377,293、US6,295,116，或如中国台湾专利198966所述。其原理如下简述：利用一半导体激光发出激光束(laser beam)，先经由一准直镜(collimator)，再经由一光圈(aperture)而形成平行光束，而平行光束再经过一柱面镜(cylindrical lens)后，聚焦而形成一线状(line image)，再投射至一高速旋转多面镜(polygon mirror)上，而旋转多面镜上均匀连续设置有多面反射镜(reflection mirror)，其位于或接近于上述线状成像(line image)的焦点位置上。藉由旋转多面镜控制激光束的投射方向，当连续的复数反射镜在高速旋转时，可将投射至一反射镜上的激光束沿着扫描方向(X轴)的平行方向以同一转角速度(angular velocity)偏斜反射至一fθ线性扫描镜片上，而fθ线性扫描镜片设置于旋转多面镜旁侧，可为单件式镜片结构(single-element scanning lens)或为二件式镜片结构。此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镜片的激光束能将扫描光线聚焦成一圆形(或椭圆型)光点并投射在一光接收面(感光鼓photoreceptor drum，即成像面)上，并达成线性扫描(scanning linearity)的要求，使用如美国专利US4,707,085、US6,757,088或日本专利JP2004-294713等。然而，传统的fθ线性扫描镜片仍存在有下列问题：

(1)、由于旋转多面镜反射激光束时，投射至各旋转多面镜的反射镜上的激光束的扫描中心轴并非正对旋转多面镜的中心转轴，以致在设计fθ线性扫描镜片时，需同时考虑旋转多面镜的离轴偏差(reflection deviation)问题。传统技术中使用副扫描方向的光学补正方法以修正主扫描方向的光学补正的方法，如美国专利US5,111,219、US5,136,418、日本专利JP2756125等所揭露的技术。但为使离轴偏差可以经由副扫描方向的光学补正方法加以适当修正，则需要较长的焦距，而引起增加激光扫描装置整体体积的问题。

(2)、为使fθ线性扫描镜片的扫描光线在感光鼓上的光点的直径能符合使用规范要求，在传统技术上，常使用具有较长的焦距的镜片，以使成像质量较佳，甚至使用反射镜延伸成像的距离，如美国专利US2002/0063939或使用三件式镜片如美国专利US2002/0030158、US5,086,350及日本专利JP63-172217。或者是使用较难制作的绕射镜片(diffraction lens)，如美国专利US2001/0009470、US5,838,480等。更或是使用具有反曲点(inflection point)的二件式镜片，如美国专利US5,111,219、US7,057,781、US6,919,993以及使用具有反曲点的单件式镜片如日本专利JP04-50908。