專利名稱：多光束的直列式雷射掃描裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，尤指一種利用直列式微機電(MEMS Array)的結(jié)構型態(tài)構成一垂直疊置的微小化直列式微機電擺動式反射鏡組，并利用數(shù)個F-Sinθ鏡片垂直疊置成一線性掃描鏡片組以對應于該直列式反射鏡組，藉以有效縮小彩色打印機的體積并提升掃描效率者。
背景技術：
目前激光束打印機LBP(Laser Beam Printer)的應用技術中，已包括有美國專利US5,128,795、US5,162,938、US5,329,399、US5,710,654、US5,757,533、US5,619,362、US5,721,631、US5,553,729、US5,111,219、US5,995,131、US6,724,509，及日本4-50908、日本5-45580等多件專利，而其使用的雷射掃描裝置LSU(Laser Scanning Unit)模塊大都是利用一高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡(polygonmirror)以操控激光束的掃描動作(laser beam scanning)，其是利用一半導體雷射發(fā)出一激光束(laser beam)，該激光束經(jīng)一準直鏡(collimator lens)，再經(jīng)過一光圈(aperture)而形成平行光束，平行光束再經(jīng)過一柱面鏡(cylindrical lens)，而該柱面鏡主要作用是使前述平行光束在副掃描方向(subscanning direction)Y軸上的寬度能沿著主掃描方向(main scanning direction)X軸的平行方向聚焦而形成一線狀成像(line image)，再投射至一高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡(polygonal mirror)上；該多面鏡(polygonal mirror)上均勻連續(xù)布設有多面反射鏡，其恰位于或接近于上述線狀成像(line image)的焦點位置；而藉多面鏡控制激光束的反射方向，當連續(xù)的復數(shù)反射鏡在高速旋轉(zhuǎn)時可將射至一反射鏡上的激光束沿著主掃描方向(X軸)的平行方向以同一轉(zhuǎn)角速度(angular velocity)偏斜反射至一F-θ鏡片上；而該F-θ鏡片是設置于多面鏡旁側(cè)，可為單件式鏡片結(jié)構(single-element scanning lens)或為兩件式鏡片結(jié)構(如US5,995,131的專利圖所示)，而該F-θ鏡片主要是使經(jīng)由多面鏡上反射鏡反射而射入F-θ鏡片的激光束能聚焦成一楕圓形光點并投射在一成像面(image plane，亦即光接收面，photoreceptor drum)上，并同時達成線性掃描(scanning linearity)的要求。然，為上述習用雷射掃描裝置LSU在使用上會有下列問題(1)該旋轉(zhuǎn)式多面鏡(polygon mirror)的制作難度高且價格不低，相對增加LSU的制作成本。
(2)該多面鏡須具高度旋轉(zhuǎn)(如40000轉(zhuǎn)/分)功能，精密度要求又高，致一般多面鏡上反射面的鏡面Y軸寬度極薄，使習用LSU中均須增設一柱面鏡(cylindrical lens)以使激光束經(jīng)過該柱面鏡能聚焦成一線(Y軸上成一點)而再投射在多面鏡的反射鏡上，致增加構件及組裝作業(yè)流程。
(3)習用多面鏡須高度旋轉(zhuǎn)(如40000轉(zhuǎn)/分)，致旋轉(zhuǎn)噪音相對提高，而且多面鏡從激活至工作轉(zhuǎn)速須耗費較長時間，增加開機后的等待時間。
(4)習用LSU的組裝結(jié)構中，投射至多面鏡反射鏡的激光束中心軸并非正對多面鏡的中心轉(zhuǎn)軸，致在設計相配合的F-θ鏡片時，須同時考慮多面鏡的離軸偏差問題(deviation)，相對增加F-θ鏡片的設計及制作上麻煩。
又，彩色打印機LBP所使用的雷射掃描裝置LSU模塊須同時控制多道(如4道)激光束的反射方向以同時達成線性掃描的要求，如美國專利US6,798,820、US6,839,074、US6,914,705，而上述美國專利所使用的雷射掃描裝置LSU模塊仍是利用一高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡來控制多道激光束的反射方向，致其不但有上述習用雷射掃描裝置LSU的缺失，且其結(jié)構及配置更復雜化，如此既增加設計困難度，也相對增加彩色打印機的體積，不符合輕薄短小的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置(multi-beam LSU，Multi-Beam Laser Scanning Unit)，其是利用直列式微機電(MEMS Array)的結(jié)構型態(tài)，使數(shù)個微機電擺動式反射鏡垂直疊置成一微小化直列式反射鏡組，又利用F-Sinθ線性掃描鏡片以取代習用F-θ線性掃描鏡片，使可針對MEMS簡諧擺動式反射鏡隨時間成正弦關系的角度變化量作出修正，并使數(shù)個F-Sinθ鏡片垂直疊置成一直列式線性掃描鏡片組，以對應于該直列式反射鏡組，藉以使多道激光束在成像面組上作等速率的掃描；藉此，可藉一半導體雷射組射出多道激光束如4道光束，使其分別經(jīng)該準直鏡組形成平行光束，再分別射至直列式微機電擺動式反射鏡組，再經(jīng)該反射鏡組的簡諧式擺動使多道激光束分別反射至直列式F-Sinθ線性掃描鏡片組，再分別投射在成像面組(感光鼓)上作等速率的掃描，以達成雷射掃描裝置所要求的線性掃描功能，使可應用于彩色打印機(LBP，Laser Beam Printer)的光學引擎，藉以有效縮小彩色打印機的體積并提升掃描效率者。
本發(fā)明再一要目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其是針對微機電擺動式反射鏡以簡諧運動方式反射激光束致使在成像面上的光點間距呈現(xiàn)隨時間增加而遞減的非等速率掃描現(xiàn)象，而特別設計一F-Sinθ鏡片，使該F-Sinθ鏡片可對隨時間成正弦關系的角度變化量作修正，使微機電簡諧運動反射鏡在成像面上光點間距由原來隨時間增加而遞減的非等速率掃描現(xiàn)象，修正為等速率掃描，使激光束投射在成像面上作等速率掃描，而達成雷射掃描裝置所要求的線性掃描效果。
本發(fā)明又一目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其中，該半導體雷射組、準直鏡組、微機電擺動式反射鏡組、及F-Sinθ鏡片組等各直列式組體中所分別使用的半導體雷射、準直鏡、微機電擺動式反射鏡、及直列式F-Sinθ線性掃描鏡片的個體數(shù)目，可為一對一對應，如利用一/二/四個半導體雷射發(fā)出四道激光束，并利用四個準直鏡、四個微機電擺動式反射鏡、四個F-Sinθ線性掃描鏡片與的對應配合，藉以使各組體中所使用的各個體的結(jié)構規(guī)格化，有利于量產(chǎn)化及組裝作業(yè)。
本發(fā)明另一目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其中，該半導體雷射組、準直鏡組、微機電擺動式反射鏡組、及直列式F-Sinθ線性掃描鏡片組等各直列式組體中所分別使用的半導體雷射、準直鏡、微機電擺動式反射鏡、及直列式F-Sinθ線性掃描鏡片的個體數(shù)目，可隨需要而適當組合，如利用一半導體雷射各發(fā)出二道激光束，再利用二準直鏡、二微機電擺動式反射鏡、二F-Sinθ線性掃描鏡片與的對應配合，藉以縮小體積，并增加各個體的結(jié)構設計及制造的選擇性，有利于量產(chǎn)化及降低成本。
本發(fā)明又另一要目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其中該半導體雷射組射出的多道激光束如4道光束，使各激光束中心軸正對該直列式微機電擺動式反射鏡組的機械中心(即直列式反射鏡的擺動中心)，藉以消除習用者多面鏡的離軸偏差(ddeviation)，俾可簡化直列式F-Sinθ線性掃描鏡片組的設計及組裝。
本發(fā)明另一要目的乃在于提供一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其中在該準直鏡組及該微機電擺動式反射鏡組之間可隨需要而設置或不設置一柱面鏡(cylindrical lens)組，藉以簡化雷射掃描裝置的構件及組裝作業(yè)流程。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例的立體示意圖。
圖2是圖1的上視示意圖。
圖3是圖1的局部(不表示外殼)的另一視角立體示意圖。
圖4是圖3的另一視角立體示意圖。
圖5是本發(fā)明中直列式微機電擺動式反射鏡組一實施例立體放大示意圖。
圖6是本發(fā)明中直列式F-Sinθ鏡片組一實施例立體放大示意圖。
圖7是本發(fā)明中直列式準直鏡組一實施例立體放大示意圖。
圖8是本發(fā)明直列式柱面鏡片組一實施例立體放大示意圖。
圖9(A)、圖9(B)、圖9(C)是本發(fā)明圖1及另二實施例的光學路徑示意圖。
圖10(A)、圖10(B)分別是旋轉(zhuǎn)式多面鏡及與微機電擺動式反射鏡反射后的反射角度θ與時間t的關系圖。
圖11(A)、圖11(B)分別是旋轉(zhuǎn)式多面鏡及與微機電擺動式反射鏡的掃描光點軌跡圖。
圖12(A)、圖12(B)分別是旋轉(zhuǎn)式多面鏡及微機電擺動式反射鏡的雷射掃描裝置(LSU)的光學設計(layout)示意圖。
圖13(A)、圖13(B)分別是旋轉(zhuǎn)式多面鏡與微機電擺動式反射鏡分別使用F-θ鏡片與F-Sinθ鏡片產(chǎn)生畸變(Distortion)的光學特性示意圖。
附圖標記說明雷射掃描裝置1；半導體雷射組10；半導體雷射11、12、13；準直鏡組20；準直鏡21；微機電擺動式反射鏡組30；微機電擺動式反射鏡31、32、33；線性掃描鏡片組40；F-Sinθ鏡片41、42、43；柱面鏡組50；柱面鏡51、52、53；成像面(感光鼓)60。
具體實施例方式
為使本發(fā)明更加明確詳實，茲舉較佳實施例并配合下列圖標，將本發(fā)明的結(jié)構及其技術特征詳述如后參考圖1-7所示，其是本發(fā)明多光束的直列式雷射掃描裝置LSU(Multi-Beam Laser Scanning Unit)一較佳實施例的立體示意圖，茲以四道光束的雷射掃描裝置1為例，本發(fā)明多光束的直列式LSU1包含一半導體雷射組10、一準直鏡組20、一微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)組30、及一線性掃描鏡片組40，其中，該半導體雷射組10可利用四組單光束半導體雷射LD(single-beam Laser Diode)11組成，每一單光束半導體雷射11射出一激光束如圖9(A)所示，或利用二組雙光束半導體雷射(dual-beam LD)12組成，每一雙光束半導體雷射12可射出二激光束如圖9(B)所示，或利用一TO-Can可以有四道激光束的半導體雷射13組成如圖9(C)所示，或利用多光束的半導體雷射組成；而在本實施例中，四組單光束半導體雷射11或二組雙光束半導體雷射(dual-beam LD)12或TO-Can半導體雷射13的四道激光束或多光束的半導體雷射，是以垂直疊置成一直列式結(jié)構體為佳如圖1-4及圖7所示，而在圖7中，各準直鏡21是設置在準直鏡套件內(nèi)部的前端處，而準直鏡套件內(nèi)部另一端即分別設置一半導體雷射11。
半導體雷射組10發(fā)出的四激光束是分別經(jīng)該準直鏡組20以形成平行光束，該準直鏡組20可利用數(shù)個準直鏡組成，如利用四組準直鏡(collimator lens)21組成如圖1-4及圖7所示，或利用單個具足夠大數(shù)值孔徑(NA，numericalaperture)的準直鏡構成(圖未示)，而足夠大數(shù)值孔徑表示其具有多光束雷射的集光能力，以使準直鏡組20可接受半導體雷射組10的四道激光束，并分別形成平行光束再出射至微機電擺動式反射鏡組30；而在本實施例中，四組準直鏡21是以垂直疊置成一直列式結(jié)構體為佳，藉以分別一對一對應于四道激光束如圖9(A)所示。
四激光束經(jīng)過準直鏡組20而射出后可分別再經(jīng)一柱面鏡組50，該柱面鏡組50可利用四柱面鏡(cylindrical lens)51組成如圖1-4及圖8、9(A)所示，或利用二組柱面鏡52組成如圖9(B)所示，或利用一組柱面鏡53組成如圖9(C)所示，而柱面鏡主要作用是使前述平行光束在副掃描方向(sub scanningdirection)Y軸上的寬度能沿著主掃描方向(main scanning direction)X軸的平行方向聚焦以在成像面組60(光接收面，photoreceptor drum)上形成線狀成像(line image)；而在本發(fā)明中，因未使用高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡(polygonmirror)，故柱面鏡組50可隨需要設置或不設置，若有，則四個準直鏡51或二組柱面鏡52或一組柱面鏡53是以垂直疊置成一直列式結(jié)構體為佳，藉以分別對應于四道激光束。
四激光束經(jīng)過柱面鏡組50而射出后可分別射至該微機電擺動式反射鏡組30，該反射鏡組30是利用直列式微機電(MEMS Array)的結(jié)構型態(tài)，使數(shù)個微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)31可垂直疊置成一直列式結(jié)構體；而在本實施例中，該MEMS反射鏡組30可利用四組MEMS反射鏡31組成，使每一MEMS反射鏡31對應一激光束如圖1-4及圖5所示，或利用二MEMS反射鏡32組成，而MEMS反射鏡32的鏡面縱向?qū)挾?高度)比MEMS反射鏡31大，使每一MEMS反射鏡32可對應四道激光束如圖9(B)所示，或利用一MEMS反射鏡33組成，而MEMS反射鏡33的鏡面縱向?qū)挾?高度)比MEMS反射鏡32大，使一MEMS反射鏡33可對應四道激光束如圖9(C)所示；又在本實施例中，四MEMS反射鏡31，或二MEMS反射鏡32或一MEMS反射鏡33是垂直疊置成一直列式結(jié)構體如圖1-4、5及圖9(B)、(C)所示，藉以有效縮小多光束雷射掃描裝置的體積，進而縮小彩色打印機的體積，達成輕薄短小的要求。
又四激光束分別藉反射鏡組30上數(shù)個反射鏡31/32/33的簡諧式擺動，使四道激光束分別反射至線性掃描鏡片組40，再經(jīng)該線性掃描鏡片組40的折射，使四道激光束分別投射在成像面(感光鼓)60上作等速率的掃描，以達成雷射掃描裝置所要求的線性掃描功能；該線性掃描鏡片組40是利用數(shù)個F-Sinθ鏡片41垂直疊置成一直列式結(jié)構體，而在本實施例中，該線性掃描鏡片組40是利用四個F-Sinθ鏡片41組成，并使四個F-Sinθ鏡片41垂直疊置成一直列式結(jié)構體如圖1-4、6、9(A)所示，而每一F-Sinθ鏡片41是對應于一折射后的激光束如圖9(A)所示，藉以配合MEMS反射鏡組30，而有效縮小多光束雷射掃描裝置的體積。又該線性掃描鏡片組40可利用二F-Sinθ鏡片42組成如圖9(B)所示，或利用一F-Sinθ鏡片43組成如圖9(C)所示。又各F-Sinθ鏡片41/42/43可設計成單件式(單片式，single-element scanning lens)結(jié)構、或雙件式(雙片式)結(jié)構、或多件式(多片式)結(jié)構。
使用時，該半導體雷射組10可射出四道激光束，四道激光束再分別經(jīng)該準直鏡組20形成平行光束，而平行光束可經(jīng)或不經(jīng)一柱面鏡組50，再分別投射至微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)組的反射鏡上，而該微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)組30是在某一擺動幅度下進行簡諧運動，藉以控制該四道入射激光束的反射方向，使激光束反射至位于旁側(cè)的F-Sinθ線性掃描鏡片組40，再使四道激光束分別投射在成像面(感光鼓)60上，而達成一雷射掃描裝置所要求的線性掃描(scanning linearity)功效。
又針對該微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)組30的簡諧運動(harmonic motion)方式，本發(fā)明特別利用F-Sinθ鏡片作為線性掃描鏡片，以達成線性掃描(scanning linearity)的要求；茲針對該F-Sinθ鏡片23的技征特征及作用功效，以及其與原有F-θ鏡片之間的不同處說明如下一般傳統(tǒng)的雷射掃描裝置(LSU)是采用旋轉(zhuǎn)式多面鏡(Polygon Mirror)以等角速率旋轉(zhuǎn)來完成激光束在感光鼓上作掃描的動作；此時激光束由Polygon Mirror反射的角度滿足下式θ(t)＝ω*t，其中ω為Polygon Mirror的旋轉(zhuǎn)角速率………E(1)如圖10(A)、11(A)所示，由于多面鏡為等角速率旋轉(zhuǎn)，即ω為常數(shù)，故反射角度θ正比于時間t；換言的，在相同的時間間隔下，反射角度θ隨時間的變化量也是相同的。被反射的激光束經(jīng)由鏡片聚焦于成像面(Image Plane)處，此時光點在Y方向的位置Y′滿足下式Y(jié)′＝LP*Tan(θ(t))，其中LP為多面鏡的反射鏡面到成像面的距離………E(2)
如圖11(A)中虛線所示，在成像面的光點軌跡隨時間增加，且光點與下一個光點間之間距也隨的漸增，即在成像面上光點的速率為非等速且漸增的，而此現(xiàn)象在LSU中是不允許的；此時該鏡片除了聚焦的功能外，尚需有修正光點非等速運動的功能，使光點的軌跡是等速率的，使修正后的光點位置Y′滿足下式Y(jié)′＝F*θ(t)，其中F為該鏡片的焦距………E(3)如圖11(A)中實線所示，相同的時間間隔對應相同的反射角度的變化量，由E(3)式便可知對應到的光點位置Y′為等間距的變化，故稱此種同時具有修正光點大小與修正其軌跡為等速的特殊鏡片為F-θ鏡片；又如圖12(A)所示，在光學設計上，此鏡片是要刻意的產(chǎn)生一″負畸變(Negative Distortion orBarrel Distortion)″，即將原來的光路徑(Original Beam Path)經(jīng)由F-θ鏡片向打印中心(Printing Center)彎折，而被鏡片彎折的光束與原來的光束在成像面上的位置差量如圖11(A)所示d1、d2、d3)，由中心向外漸增。
而本發(fā)明是利用一微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)以取代多面鏡(Polygon Mirror)，而微機電擺動式反射鏡的運動模式是簡諧運動(Harmonic Motion)，與旋轉(zhuǎn)式多面鏡不同，即激光束經(jīng)擺動式反射鏡反射后的反射角度θ與時間t的關系為θ(t)＝θS*Sin(2πf*t)………E(4)其中f為MEMS Mirror的掃描頻率；θS為光束經(jīng)MEMS Mirror后，單邊最大的掃描角度；如圖10(B)所示，在相同的時間間隔下，所對應的反射角度的變化量并不相同且為遞減，是一與時間成正弦函數(shù)(Sinusoidal)的關系；微機電擺動式反射鏡來回擺動一次為一完整的周期，圖10(B)所示僅為四分的一周期，此時即達到最大的反射角度θS。
如圖11(B)所示，同理可得光點的位置Y′亦滿足E(2)，并將E(4)代入E(2)可得Y′＝LM*Tan[θS*Sin(2πf*t)]，………E(5)其中，LM為反射鏡面到成像面的距離由E(5)式可得，在成像面上光點與下一個光點之間距隨時間增加而遞減，即在成像面上光點的速率為非等速且遞減的；而此現(xiàn)象與旋轉(zhuǎn)式多面鏡(Polygon Mirror)的情況相反，因此須加入一特殊鏡片來修正此現(xiàn)象，使其在成像面上作等速率的掃描；由于此鏡片是針對隨時間成正弦關系的角度變化量作修正，而有別用于旋轉(zhuǎn)式多面鏡所使用的F-θ鏡片，故稱其為F-Sinθ鏡片；而在光學設計上，此F-Sinθ鏡片是要刻意產(chǎn)生一″正畸變(PositiveDistortion or Pincushion Distortion)″，即將原來的光路徑經(jīng)由F-Sinθ鏡片向打印終端(Printing End)彎折，如圖11(B)所示，而被F-Sinθ鏡片彎折的光束與原來的光束在成像面上的位置差量如d1′、d2′、d3′，由中心向外漸增。
再參考圖12(A)、(B)，其分別為旋轉(zhuǎn)式多面鏡(Polygon Mirror)與微機電擺動式反射鏡(MEMS oscillatory mirror)的雷射掃描裝置(LSU)的光學設計，其中，光學是統(tǒng)中的鏡片都有修正光點位置的功能，使其在成像面上的掃描速率為等速率，即相同的時間間隔下，光點與下一光點之間距為相等的。
再參考圖13(A)、(B)，其分別為旋轉(zhuǎn)式多面鏡與微機電擺動式反射鏡的雷射掃描裝置(LSU)所使用的F-θ鏡片與F-Sinθ鏡片在畸變(Distortion)的光學特性，圖13(A)是表示一″負畸變″的光學特性，圖13(B)則是一″正畸變″的光學特性。
又，本發(fā)明利用數(shù)個微機電擺動式反射鏡31/32垂直疊置成一直列式反射鏡組30，并利用數(shù)個F-Sinθ鏡片4142組成一直列式線性掃描鏡片組40；而習知者是利用一旋轉(zhuǎn)式多面鏡及F-θ鏡片以組成一多光束的雷射掃描裝置(LSU)如美國專利US6,798,820、US6,839,074、US6,914,705，故本發(fā)明的結(jié)構特征已與習知者不同；而本發(fā)明至少可達成下列優(yōu)點(1)本發(fā)明微機電擺動式反射鏡組是利用直列式微機電(MEMS Array)的結(jié)構型態(tài)，使數(shù)個微機電擺動式反射鏡垂直疊置成一微小化直列式反射鏡組，并利用數(shù)個F-Sinθ鏡片垂直疊置成一直列式線性掃描鏡片組，以對應于該直列式反射鏡組，因此應用于彩色打印機(LBP，Laser Beam Printer)的光學引擎時，可有效縮小彩色打印機的體積并提升掃描效率者。
(2)在雷射掃描裝置(LSU)模塊中不須再設置一柱面鏡(cylindricallens)，可使F-Sinθ鏡片的光學設計將更堅固(more robust)且更高公差(highertolerance)。
(3)本發(fā)明激光束中心軸對準微機電擺動式反射鏡的機械中心，不再有習用多面鏡(polygon mirror)的離軸偏差問題(deviation)，因此在設計F-Sinθ鏡片時，可只考慮對稱性光學區(qū)域(symmetric optical field)，而可簡化F-Sinθ鏡片的設計及制作。
(4)本發(fā)明微機電擺動式反射鏡的簡諧運動(harmonic motion)激活后可馬上達成工作轉(zhuǎn)速，幾乎沒有待機時間，而且可具較高運轉(zhuǎn)速度，甚至比多面鏡馬達(polygon motor)使用氣式軸承馬達(air-bearing motor)還高，故微機電擺動式反射鏡微機電反射鏡的掃描效率較佳。
(5)本發(fā)明微機電擺動式反射鏡的簡諧運動(harmonic motion)是在某一定擺動幅度下的正反向擺動，使掃描方向(scanning direction)可雙向來回進行，致同一運轉(zhuǎn)速度的下，微機電擺動式反射鏡的雙向掃描速度可兩倍于多面鏡的單向掃描速度，相對增進掃描效率。
綜上所述，本發(fā)明的確能藉由上述所揭露的結(jié)構達到所預期的功效，且本發(fā)明申請前未見于刊物亦未公開使用，誠已符合專利的新穎、進步等要件。惟，上述所揭的圖式及說明，僅為本發(fā)明的實施例而已，非為限定本發(fā)明的實施例；大凡熟悉該項技藝的人士，其所依本發(fā)明的特征范疇，所作的其它等效變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案的申請專利范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于包含一半導體雷射組、一準直鏡組、一微機電擺動式反射鏡組、及一F-sinθ線性掃描鏡片組，其中半導體雷射組，可發(fā)射數(shù)道激光束并分別射至準直鏡組；準直鏡組，可接受半導體雷射組的數(shù)道激光束，并分別形成平行光束再出射至微機電擺動式反射鏡組，且各激光束的主軸是對準微機電擺動式反射鏡的擺動軸心；微機電擺動式反射鏡組，包含數(shù)個微機電擺動式反射鏡，且利用直列式微機電的結(jié)構型態(tài)，使數(shù)個微機電擺動式反射鏡垂直疊置成一直列式結(jié)構體，又各反射鏡是藉其微機電擺動結(jié)構而以某一擺動幅度下進行簡諧運動式擺動，以使入射激光束反射至F-sinθ線性掃描鏡片組；F-sinθ線性掃描鏡片組，包含數(shù)個F-Sinθ鏡片，且數(shù)個F-Sinθ鏡片是垂直疊置成一直列式結(jié)構體，且各F-Sinθ鏡片是對應于一經(jīng)微機電擺動式反射鏡反射后的激光束，且F-Sinθ鏡片可針對微機電擺動式反射鏡隨時間成正弦關系的角度變化量作修正，使激光束在成像面上作等速率掃描。
2.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該F-Sinθ鏡是針對微機電擺動式反射鏡以簡諧運動方式反射激光束致使在成像面上的光點間距呈現(xiàn)隨時間增加而遞減的非等速率掃描現(xiàn)象設計一F-Sinθ鏡片，使該F-Sinθ鏡片可對隨時間成正弦關系的角度變化量作修正，使微機電簡諧運動反射鏡在成像面上光點間距由原來隨時間增加而遞減的非等速率掃描現(xiàn)象，修正為等速率掃描。
3.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該F-Sinθ鏡片可為單件式鏡片結(jié)構，或兩件式鏡片結(jié)構，或多件式鏡片結(jié)構。
4.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該半導體雷射組可利用單光束半導體雷射組成。
5.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該半導體雷射組可利用多光束半導體雷射構成。
6.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該準直鏡組可利用數(shù)個準直鏡并垂直疊置成一直列構成。
7.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該準直鏡組利用單個數(shù)值孔徑的準直鏡構成。
8.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該微機電擺動式反射鏡的鏡面具有縱向?qū)挾?，使其反射鏡可同時對應數(shù)道激光束。
9.如權利要求1所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，在準直鏡組與微機電擺動式反射鏡組之間可設置一柱面鏡組，使經(jīng)準直鏡的各激光束可分別再經(jīng)柱面鏡，再投射至微機電擺動式反射鏡組的各反射鏡上。
10.如權利要求9所述多光束的直列式雷射掃描裝置，其特征在于，該柱面鏡組可利用數(shù)個柱面鏡并垂直疊置成一直列構成。
全文摘要
一種多光束的直列式雷射掃描裝置，包含一半導體雷射組、一準直鏡組、一微機電擺動式反射鏡組、及一線性掃描鏡片組，其中，該半導體雷射組可射出多道激光束如四道光束，分別經(jīng)該準直鏡組形成平行光束，再分別射至該微機電擺動式反射鏡組，再經(jīng)該反射鏡組的簡諧式擺動使多道激光束分別反射至線性掃描鏡片組，再經(jīng)線性掃描鏡片組使多道激光束分別投射在成像面組(感光鼓)上作等速率的掃描，以達成雷射掃描裝置所要求的線性掃描功能。
文檔編號G02B3/06GK101025471SQ20061000318
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權日2006年2月22日
發(fā)明者徐三偉, 陳國仁, 溫明華, 朱翊麟, 王和彬 申請人:一品光學工業(yè)股份有限公司