一种激光扫描装置的短聚光距二片式ｆθ镜片，是用于具有旋转多面镜的激光扫描装置，在扫描中心轴上的主扫描方向，第一镜片为具正屈光度、第二镜片为具有负屈光度的镜片，其中第一镜片具有第一及第二光学面，第二镜片具有第三及第四光学面，第一、第二、第三光学面的凹面设置于旋转多面镜侧，第四光学面具有反曲点且在扫描中心轴上其凸面位于旋转多面镜侧，并满足光学条件：０．４５５７≤ｔａｎ（β）≤０．７２６５，其中β为最大有效窗口角。藉由此短聚光距二片式ｆθ镜片的第一镜片及第二镜片的设置，可有效缩短旋转多面镜至成像面的距离，以达成减小激光扫描装置体积的具体目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激光扫描装置的短聚光距二片式f θ镜片，更具体地讲，涉及一 种用于具有旋转多面镜(polygon mirror)的激光扫描装置(Laserscarming unit)，具有短 聚光距以减小激光扫描装置体积的二片式fθ镜片。
技术介绍
目前激光束打印机LBP (Laser Beam Print)所用的激光扫描装置 LSU (LaserScanning Unit)，是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， 或如台湾专利198966所述。其原理简述如下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，而旋转多面镜上均勻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)的平行方向以同一角速度(angular velocity)偏斜反 射至一 线性扫描镜片上，而f θ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f θ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f θ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photorec印tor 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f θ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f θ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€9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衍射镜 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。(3)、为适用于小型打印机的使用，而缩小激光扫描装置体积时所采用的传统方4法之一为缩短感光鼓上的成像距离，如美国专利US7，130, 096中，使用限制有效扫描距离 (effective scanning range)与成像光学距离(optical length)比值的方法，以缩短感光 鼓上的成像距离并消除鬼影现象(ghost image) 0又如美国专利US6，324，015中，使用限 制旋转多面镜至感光鼓的距离(称聚光距)与f θ镜片的焦距比值(d/f)，以缩短其距离， 但以焦距为IOOmm为例，聚光距约为200mm。美国专利US6，933，961中所揭露的二片式f θ 镜片，采用不对称(asymmetric optical surface)光学面，使二个f θ镜片光轴在主扫描 方向或苜1J扫描方向上产生偏位(axis deviate from main-scanning or sub-scanning)而 可缩小聚光距。为满足消费者对激光扫描装置轻薄短小的需求，对于具有短聚光距(如以 A4的激光打印机，而聚光距需小于150mm)且在主扫描与副扫描方向上，可有效修正光学畸 变、提高扫描质量与提高分辨率的短聚光距二片式f θ镜片，实为使用者的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光扫描装置的短聚光距二片式f θ镜片，用于具有 旋转多面镜的激光扫描装置，二片式f θ镜片由旋转多面镜依序起算，设置有一第一镜片 及第二镜片，其中第一镜片具有第一光学面及第二光学面，第二镜片具有第三光学面及第 四光学面。此短聚光距二片式fθ镜片的特征在于二片式fθ镜片的各个光学面在主扫描 方向均为非球面。位于扫描中心轴的主扫描方向上，第一镜片为具有正屈光度的新月型镜 片，第二镜片为具有负屈光度的镜片。第一镜片的第一、第二光学面及第二镜片的第三光学 面的凹面面向旋转多面镜侧。第二镜片的第四光学面具有反曲点且其凸面面向旋转多面镜 侧，主要用以均勻化扫描光线于主扫描方向及副扫描方向上，因偏移扫描中心轴而造成于 感光鼓上所形成的成像偏差，并可将扫描光线修正聚光于目标物上，而可将旋转多面镜所 反射的扫描光线在目标物上正确成像，达成激光扫描装置所要求的线性扫描的效果。本专利技术的另一目的在于提供一种激光扫描装置的短聚光距二片式f θ镜片， 具有短聚光距，可达到缩小激光扫描装置的体积并具有良好成像效果的目的。因满足 0.4557彡tan( β)彡0. 7265的条件，其中β为最大有效窗口角(maximum angle of effective window)，使得旋转多面镜反射的激光束经由此短聚光距二片式f θ镜片，可使 扫描光线在较短聚焦距离下，仍可符合投射在目标物上光点(spot)面积的要求，而达到减 少激光扫描装置体积的目的。本专利技术的再一目的在于提供一种激光扫描装置的短聚光距二片式f θ镜片，可畸 变修正因扫描光线偏离扫描中心轴，而造成在主扫描方向及副扫描方向的偏移增加，使得 成像于感光鼓的光点产生变形的问题，并使每一成像光点大小得以均勻化，而达到提高解 像质量(resolution quality)的功效。因此，本专利技术的激光扫描装置的短聚光距二片式f θ镜片，适用于激光扫瞄装置， 藉由设置于激光扫描装置内的旋转多面镜上的反射镜，将光源发射的激光束反射成为扫描 光线，以在目标物上成像。对激光打印机而言，此目标物通常为感光鼓(drum)，S卩，待成像的 光点可藉由光源发射出的激光束，经由旋转多面镜的反射镜扫本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短聚光距二片式ｆθ镜片，其适用于激光扫描装置，该激光扫描装置至少包含一用于发射激光束的光源、一用于将激光束扫描成扫描光线的旋转多面镜和一用于感光的目标物；该二片式ｆθ镜片具有一第一镜片及一第二镜片，且由该旋转多面镜依序起算，该第一镜片为新月型具有一第一光学面及一第二光学面，该第二镜片具有一第三光学面及一第四光学面，其特征在于：该二片式ｆθ镜片在扫描中心轴的主扫描方向上，该第一镜片为具正屈光度、该第二镜片为具负屈光度，该第一光学面、该第二光学面及该第三光学面的凹面为面向旋转多面镜侧，该第四光学面具有反曲点且在扫描中心轴上其凸面为面向旋转多面镜侧；该第一光学面、该第二光学面、该第三光学面及该第四光学面在主扫描方向均为非球面，并满足下列条件：０．６≤ｄ↓［１］＋ｄ↓［３］＋ｄ↓［５］／ｆ↓［ｓ］≤２．０；０．４５５７≤ｔａｎ（β）≤０．７２６５；其中，ｄ↓［１］为扫描中心轴上该旋转多面镜的反射面至该第一镜片的旋转多面镜侧的距离、ｄ↓［３］为扫描中心轴上该第一镜片的该目标物侧光学面至该第二镜片的该旋转多面镜的距离、ｄ↓［５］为扫描中心轴上该第二镜片目标物侧光学面至该目标物的距离、ｆ↓［ｓ］为该二片式ｆθ镜片的复合焦距，β为最大有效窗口角。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王智鹏，陈皇昌，徐三伟，
申请(专利权)人：一品光学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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