JP2000000996A - 位置検出方法および位置検出装置 - Google Patents
位置検出方法および位置検出装置Info
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Abstract
向上する、位置検出方法および位置検出装置を提供す
る。 【解決手段】 PLZTシャッタアレイ18の一次元配
列された発光素子20を発光させ、受光素子搬送系24
によって受光素子22をPLZTシャッタアレイ18の
結像面に沿って一定速度で走査させる。受光素子22に
よって取り込まれたアナログデータをA/D変換部46
によってサンプリングして光量を示すデータ系列を得
る。データ系列の極小値を閾値とし、閾値とデータ系列
とを先頭から順に比較して、閾値以上となった最初の位
置を検出する。この最初の位置から1周期分の検索範囲
内で極大値を検出し、その極大値の位置を、発光した発
光素子20の中での先頭の発光素子位置とする。その後
の各発光素子位置を検出するときには、直前の発光素子
位置より1/2周期後から1周期分の検索範囲内で極大
値を検出し、検出した極大値の位置を発光素子位置とす
る。
Description
よび位置検出装置に関し、特にたとえばアレイ状プリン
トヘッドの各発光素子の発光量を補正して画像を形成す
る画像形成装置に用いられる、発光素子の位置検出方法
および位置検出装置に関する。
画像形成装置には、微細な発光素子を所定ピッチで配列
してなるアレイ状プリントヘッドが用いられるが、一般
に各発光素子の発光量にはばらつきがある。発光量のば
らつきはそのまま画像の濃淡のむらとして記録され、画
質劣化の決定的な要因となってしまうため、各発光素子
の発光量が均一になるよう光量補正が施される。光量補
正を施すためには、各発光素子ごとの発光量を検出する
必要がある。
の発光素子の結像面に沿って受光素子をパルスモータに
よって走査させ、発光素子からの発光量を検出してい
た。このとき、パルスモータに与えるパルス数と発光素
子位置とを予め対応付けておき、パルス数のカウント値
に基づいて各発光素子の位置を擬似的に検出し、その位
置での受光量を対応する発光素子の発光量として認識し
ていた。
光素子位置との対応付けに誤差の発生は避けられず、パ
ルス数のカウント値に基づいて発光素子位置を誤差なく
検出することは困難であった。したがって、一次元配列
された複数の発光素子が短尺ならば必要な精度は得られ
るが、長尺になると誤差によるずれが無視できなくな
り、パルス数に基づいて擬似的に検出した発光素子位置
と実際の発光素子位置とにずれが生じてしまい、正確に
発光素子位置を検出できなかった。
置とを極力小さな誤差で対応付けるには、受光素子の基
準位置と発光素子の基準位置からの移動量とを正確に設
定する必要があるため、装置の加工および組み立てに非
常に高い精度が要求され、作業性が悪かった。
光素子位置を正確に検出できかつ作業性が向上する、位
置検出方法および位置検出装置を提供することである。
に、請求項1に記載の位置検出方法は、一次元配列され
た複数の発光素子を有するプリントヘッドの各発光素子
の位置を検出する位置検出方法であって、一次元配列さ
れた複数の発光素子のうち所望の発光素子を発光させる
第1ステップ、受光手段を発光素子の配列方向に走査さ
せることによって発光素子から出射される光量を測定す
る第2ステップ、受光手段による測定結果に基づいて光
量を示すデータ系列を得る第3ステップ、データ系列と
閾値とを比較して、データ系列の先頭から閾値以上の値
をとる最初の位置を検出する第4ステップ、最初の位置
から最も近い極大値の位置を、発光した発光素子の中で
の先頭の発光素子位置とする第5ステップ、および先頭
の発光素子位置より後の発光素子位置については極大値
となる位置を発光素子位置とする第6ステップを備え
る。
1に記載の位置検出方法において、第1ステップでは、
一次元配列された複数の発光素子は一発光素子おきに発
光するものである。
1または2に記載の位置検出方法において、第5ステッ
プでは、最初の位置から1周期分の検索範囲内で極大値
を検出できないときには検索範囲を広げて極大値を検出
するものである。
1ないし3のいずれかに記載の位置検出方法において、
第6ステップでは、先頭の発光素子位置より後の各発光
素子位置を検出するとき、直前の発光素子位置より1/
2周期後から1周期分の検索範囲内で極大値が検出され
るものである。
4に記載の位置検出方法において、第6ステップでは、
1周期分の検索範囲の中央から一定以上離れて極大値が
検出されたときには、発光素子位置を1周期分の検索範
囲の中央とするものである。
1ないし5のいずれかに記載の位置検出方法において、
閾値は、受光手段からのデータ系列に含まれるいずれか
の極小値であるものである。
1ないし5のいずれかに記載の位置検出方法において、
閾値は任意の値であるものである。
1ないし7のいずれかに記載の位置検出方法において、
プリントヘッドはPLZTシャッタアレイを含むもので
ある。
配列された複数の発光素子を有するプリントヘッドの各
発光素子の位置を検出する位置検出装置であって、発光
素子から出射される光量を測定する受光手段、受光手段
を複数の発光素子の配列方向に走査させる走査手段、受
光手段による測定結果に基づいて光量を示すデータ系列
を得る手段、データ系列と閾値とを比較して、データ系
列の先頭から閾値以上の値をとる最初の位置を検出する
検出手段、最初の位置から最も近い極大値の位置を、発
光した発光素子の中での先頭の発光素子位置とする手
段、および先頭の発光素子位置より後の発光素子位置に
ついては極大値となる位置を発光素子位置とする手段を
備える。
元配列された複数の発光素子の結像面に沿って受光素子
を走査させて受光量が測定され、その測定結果に基づい
て一定周期のデータ系列が得られる。そして、データ系
列の先頭から閾値以上の値をとる最初の位置が検出さ
れ、その位置から最も近い極大値が検出され、その極大
値の位置が、発光した発光素子の中での先頭の発光素子
位置とされる。その後は極大値となる位置が発光素子位
置とされ、最後の発光素子位置まで同様の処理が繰り返
されて発光素子位置が検出される。
が垂直に照射される位置の受光量がその周辺部の受光量
より大きくなり、光量を示すデータ系列は垂直照射され
る位置において極大値を有する。この極大値を有する位
置は発光素子位置に対応する。したがって、データ系列
の極大値を検出すれば発光素子位置を検出することがで
きるので、たとえ長尺になっても誤差が生じにくく、正
確に発光素子位置を検出できる。また、極大値を検出す
ることによって位置検出を行うので、機械的な加工およ
び組立てに高精度は要求されない。
同様である。
大値を検出可能なデータ系列が得られない場合には、請
求項2に記載の位置検出方法のように、一発光素子おき
に発光させることによって、極大値を検出可能なデータ
系列が得られるようになり、このデータ系列に基づいて
発光素子位置が検出される。
以上となる最初の位置から1周期分の検索範囲内に最初
の極大値を検出できないときには、検索範囲を広げて極
大値を検出する。したがって、検索範囲内での最大値が
検索範囲の端に位置するときその最大値を極大値と判断
して極大値を誤検出してしまうということはなくなり、
発光素子位置の検出精度を向上できる。
タ系列には通常1周期に1つの極大値が存在することに
鑑み、極大値の検索範囲を、直前の発光素子位置より1
/2周期後から1周期分の範囲内に設定したものであ
る。
期分の検索範囲の中央から一定以上離れて極大値が検出
されたときには、発光素子の故障等が原因と考えられ、
この場合それ以降の発光素子位置の検出に影響を及ぼす
ことに鑑み、検索範囲の中央から一定以上離れたところ
で極大値が検出された場合、発光素子が故障しているも
のとみなして、検索範囲の中央を発光素子位置として扱
う。これによって、以降の発光素子位置の検出に影響が
及ばないようにできる。
れかの極小値(請求項6)であっても、任意の値(請求
項7)であってもよい。また、プリントヘッドとして
は、たとえばPLZTシャッタアレイ(請求項8)が適
用される。
0に適用した場合の実施の形態について図面を参照して
説明する。
施の形態の画像形成装置10は、露光部12を含む。露
光部12には、ハロゲンランプ等からなる光源14、光
ファイバ束16、プリントヘッドであるPLZTシャッ
タアレイ18が含まれ、光源14から出射された光は光
ファイバ束16によってPLZTシャッタアレイ18の
各発光素子20に伝えられる。PLZTシャッタアレイ
18には複数の発光素子20が一次元配列されており、
それぞれ独立に開口時間が制御されることによって、各
発光素子20の単位時間当たりの発光量が独立に制御さ
れる。
って、たとえばフォトマルチプライヤからなる受光素子
22を受光素子搬送系24によって走査させ、各発光素
子20からの発光量が測定される。受光素子搬送系24
は、ボールねじ26、ボールねじ26の一端を支持する
支持部材28、ボールねじ26を回転させるモータ3
0、ボールねじ26によって直線的に移動する台32を
含む。受光素子搬送系24のモータ30によってボール
ねじ26を回転させ、ボールねじ26の回転によって台
32を直線運動させて、台32上に固定された受光素子
22を、PLZTシャッタアレイ18の一次元配列され
た発光素子20の結像面に沿って走査させる。図2から
わかるように、受光素子22には、隣り合う発光素子2
0からの光を検出しないように走査方向Xと垂直にスリ
ット34が設けられている。また、受光素子搬送系24
の支持部材28近傍には、受光素子22が基準位置にあ
るか否かを判断するためのホームセンサ36が配置され
る。ホームセンサ36はたとえばフォトカプラを含み、
台32の一端38を検出すると、受光素子22は基準位
置にあると判断される。
ック図を示す。
U40を含み、CPU40はROM42に記憶されたプ
ログラムにしたがって各部を制御する。CPU40から
は画像出力部44に測定用の画像データが転送され、露
光部12による露光準備が行われる。画像データの転送
が終了し露光準備が整うと、CPU40は受光素子搬送
系24とホームセンサ36とによって受光素子22を基
準位置に移動させた後、発光素子20を発光させ、受光
素子搬送系24によって、受光素子22をPLZTシャ
ッタアレイ18の結像面に沿って一定速度で走査させ
る。受光素子22が一定速度になったことを確認する
と、CPU40はA/D変換部46にデータの取り込み
開始を指示する。A/D変換部46は受光素子22から
取込まれたアナログデータをサンプリングし光量を示す
データ系列に変換して保持する。受光素子22の移動が
停止したことをCPU40が受光素子搬送系24の動作
に基づいて確認すると、CPU40はA/D変換部46
で保持された光量を示すデータ系列を必要に応じて処理
した後、RAM48に転送する。そして、ROM42に
記憶されたプログラムにしたがって、発光素子20の位
置検出を行い、各発光素子位置での光量に基づいて光量
補正を行う。
明する。
発光素子20を発光させ、受光素子搬送系24によって
受光素子22をPLZTシャッタアレイ18の結像面に
沿って一定速度で走査させながら、発光素子20からの
光量を十分に短い時間間隔でサンプリングする(ステッ
プS1)。受光素子22の走査速度は、A/D変換部4
6による所定のサンプリング間隔、1発光素子当たりの
サンプリング数、および信号種数から計算され、所望の
データが得られるように設定される。信号種はPLZT
シャッタアレイ18の発光パターンであり、偶数番目の
発光素子20のみON、奇数番目の発光素子20のみO
N、全発光素子20をONのいずれかのパターンであ
る。受光素子22の走査中、PLZTシャッタアレイ1
8の発光パターンはサンプリング間隔と同期して周期的
に切り替わり、それに応じてA/D変換部46では、図
6(a)に示すような、サンプリング順に配列された光
量を示すデータ系列が保持される。
PU40に与えられ、CPU40によって信号種別に分
割され、図6(b)〜(d)に示すようなデータ系列が
得られる(ステップS3)。図6(b)〜(d)に示す
データ系列はRAM48に格納される。その中から検出
用のデータ系列が選択され、選択されたデータ系列を用
いて発光素子位置が検出される(ステップS5)。
子20をONしたときのデータ系列を用いて発光素子位
置を検出したか否かが判断され(ステップS7)、全発
光素子20をONしたときのデータ系列を用いて発光素
子位置を検出したならば、各発光素子位置でのデータに
基づいて周知の方法で光量補正を行う(ステップS
9)。
ONしたときのデータ系列を用いて発光素子位置を検出
していないならば、ステップS11に進む。ステップS
11では、図6(c)に示すような偶数番目の発光素子
20のみをONしたときのデータ系列を用いて発光素子
位置を検出しているときには、奇数番目の発光素子20
の位置を偶数番目の発光素子20の中点とするか否かが
判断される。また、図6(d)に示すような奇数番目の
発光素子20のみをONしたときのデータ系列を用いて
発光素子位置を検出しているときには、偶数番目の発光
素子20の位置を奇数番目の発光素子20の中点とする
か否かが判断される。ステップS11がYESであれ
ば、奇数番目の発光素子位置を検出するときには、偶数
番目の発光素子20の中点を計算して奇数番目の発光素
子位置とし、一方、偶数番目の発光素子位置を検出する
ときには、奇数番目の発光素子20の中点を計算して偶
数番目の発光素子位置とし(ステップS13)、ステッ
プS9に進む。
方のデータ系列を用いて発光素子位置が検出される(ス
テップS15)。すなわち、ステップS5において偶数
番目の発光素子20のみをONしたときのデータ系列を
用いて発光素子位置を検出しているときには、ステップ
S15では、奇数番目の発光素子20のみをONしたと
きのデータ系列を用いて発光素子位置が検出され、一
方、ステップS5において奇数番目の発光素子20のみ
をONしたときのデータ系列を用いて発光素子位置を検
出しているときには、ステップS15では、偶数番目の
発光素子20のみをONしたときのデータ系列を用いて
発光素子位置が検出される。そして、ステップS9に進
む。
よびS15の詳細な動作について説明する。なお、図7
〜図13に示す波形は、データ系列の包絡線を示す。
1)。たとえば、図7に示すように、選択されたデータ
系列全体の中央付近の、必ずデータが存在する部分での
極小値を閾値とする。ここでは、極小値は、矢印Aに示
すように、データ系列全体の中央から1周期分の検索範
囲における最小値となる。最小値の位置がこの検索範囲
の端ならば、さらに小さい値が存在する可能性があるの
で、検索範囲を広げて必ず極小値を探し、その極小値を
閾値とする。
が検索される(ステップS23)。図8に示すように、
検出された閾値とデータ系列とが先頭から順に比較さ
れ、閾値以上となった最初の位置が検出される。ここで
は、矢印Bが最初の位置となる。この最初の位置から1
周期分の検索範囲内すなわち先頭の発光素子位置検索範
囲内で最初の極大値が検出され、検出された極大値の位
置が先頭の発光素子位置とされる。
頭の発光素子位置検索範囲内に極大値が存在しない(た
とえば検索範囲の端に最大値がある)場合には、検索範
囲が広げられ最初の極大値が検出される。これによっ
て、先頭の発光素子位置の検出精度が向上する。
このとき、データ系列には通常1周期に1つの極大値が
存在することに鑑み、直前の発光素子位置より1/2周
期後から1周期分の検索範囲内、すなわち次の発光素子
位置検索範囲内で極大値となる位置が検出される(ステ
ップS25)。
置(直前の発光素子位置から1周期後の位置)との差、
すなわち誤差が、予め設定された一定値以上か否かが判
断される(ステップS27)。誤差が一定値未満であれ
ば、検出された発光素子位置が次の発光素子位置として
扱われる(ステップS29)。たとえば図10に示すよ
うに、次の発光素子位置検索範囲に含まれる誤差許容範
囲内で極大値が検出されたときには、検出された極大値
の位置が次の発光素子位置として扱われる。
定値以上であれば、予想発光素子位置が次の発光素子位
置として扱われる(ステップS31)。次の発光素子位
置検索範囲の中央から大きく離れた位置(誤差許容範囲
外)で極大値が検出された場合には、発光素子20の故
障等が原因と考えられ、それ以降の発光素子位置検出に
影響を及ぼす。そこで、次の発光素子位置検索範囲の中
央から一定以上離れたところで極大値が検出された場
合、発光素子20が故障しているものとみなし、次の発
光素子位置検索範囲の中央すなわち予想発光素子位置を
次の発光素子位置として扱う。なお、図11に示すよう
に、次の発光素子位置検索範囲の端が最大値の位置とな
る場合も同様に処理される。これによって、以降の発光
素子位置の検出に影響が及ばないようにできる。
理後、ステップS33に進む。
置が検出されたか否かが判断され、すべての発光素子位
置が検出済であれば終了し、まだ検出されていない発光
素子位置があれば、ステップS25に戻る。そして、最
後の発光素子位置まで上述の処理が繰り返され、一次元
配列された発光素子20の位置が検出される。
用いればすべての偶数番目の発光素子位置を、図6
(d)に示すデータ系列を用いればすべての奇数番目の
発光素子位置を、それぞれ検出することができる。
れば、極大値を有する位置は発光素子位置に対応すると
いう点に着目し、データ系列の極大値を検出することに
よって発光素子位置を検出するので、たとえ長尺になっ
ても誤差が生じにくく、正確に発光素子位置を検出でき
る。そして、各発光素子位置での光量に基づいて、適切
な光量補正が可能となる。また、極大値を検出すること
によって位置検出を行うので、機械的な加工および組立
てに高精度は要求されず、作業性が向上する。
子20の間隔が緊密であれば、図12に示すように、全
発光素子20がONしたときのデータ系列では、極大値
位置と発光素子位置とが一致せず発光素子位置を検出で
きない場合がある。したがってこの場合には、偶数番目
の発光素子20のみがONしたときのデータ系列と奇数
番目の発光素子20のみがONしたときのデータ系列と
について上述の検出処理を施してそれぞれ発光素子位置
を検出し、検出した発光素子位置を交互に配列すること
によって、すべての発光素子位置を検出することができ
る(図13参照)。または、偶数番目の発光素子20の
みがONしたときのデータ系列あるいは奇数番目の発光
素子20のみがONしたときのデータ系列のいずれかに
基づいて発光素子位置を検出し、検出した発光素子位置
の中点を計算することによって、すべての発光素子位置
を検出することもできる。このように、発光素子20の
間隔が緊密な場合には、発光素子20を一発光素子おき
に発光させたときのデータ系列を用いることによって極
大値を容易に検出でき、すべての発光素子位置を容易に
検出できる。
央付近の極小値に限定されず、データ系列に含まれるい
ずれかの極小値、または任意の値を用いることができ
る。
ヘッドとしてPLZTシャッタアレイを用いたが、これ
に限定されず、プリントヘッドとしては、液晶シャッタ
アレイ、LEDアレイ、DMDアレイ等、一次元配列さ
れた複数の発光素子を用いるすべてのデバイスを適用で
きる。
光素子の結像面のうち各発光素子からの光が垂直に照射
される位置において光量を示すデータ系列が極大とな
り、極大値を有する位置は発光素子位置に対応するとい
う点に着目し、データ系列の極大値を検出することによ
って発光素子位置を検出する。したがって、たとえ長尺
になっても誤差が生じにくく、正確に発光素子位置を検
出でき、適切な光量補正が可能となる。
素子位置を検出するので、モータのパルス数に基づいて
発光素子位置を検出する従来とは異なり、機械的な加工
および組立てに高精度は要求されず、作業性が向上す
る。
る。
である。
の一例を示すフロー図である。
発光素子をONしたときのデータ系列、(c)は偶数番
目の発光素子のみをONしたときのデータ系列、(d)
は奇数番目の発光素子のみをONしたときのデータ系列
を、それぞれ示すグラフである。
ある。
ためのグラフである。
するためのグラフである。
するためのグラフである。
位置を次の発光素子位置として扱う動作を説明するため
のグラフである。
素子ON、偶数番目の発光素子のみON、奇数番目の発
光素子のみONの、それぞれのデータ系列の包絡線の一
例を示すグラフである。
光素子のみONの、それぞれのデータ系列の包絡線の一
例を示すグラフである。
Claims (9)
- 【請求項1】 一次元配列された複数の発光素子を有す
るプリントヘッドの各発光素子の位置を検出する位置検
出方法であって、 一次元配列された前記複数の発光素子のうち所望の発光
素子を発光させる第1ステップ、 受光手段を前記発光素子の配列方向に走査させることに
よって前記発光素子から出射される光量を測定する第2
ステップ、 前記受光手段による測定結果に基づいて光量を示すデー
タ系列を得る第3ステップ、 前記データ系列と閾値とを比較して、前記データ系列の
先頭から前記閾値以上の値をとる最初の位置を検出する
第4ステップ、 前記最初の位置から最も近い極大値の位置を、発光した
発光素子の中での先頭の発光素子位置とする第5ステッ
プ、および前記先頭の発光素子位置より後の発光素子位
置については極大値となる位置を発光素子位置とする第
6ステップを備える、位置検出方法。 - 【請求項2】 前記第1ステップでは、一次元配列され
た前記複数の発光素子は一発光素子おきに発光する、請
求項1に記載の位置検出方法。 - 【請求項3】 前記第5ステップでは、前記最初の位置
から1周期分の検索範囲内で極大値を検出できないとき
には前記検索範囲を広げて極大値を検出する、請求項1
または2に記載の位置検出方法。 - 【請求項4】 前記第6ステップでは、前記先頭の発光
素子位置より後の各発光素子位置を検出するとき、直前
の発光素子位置より1/2周期後から1周期分の検索範
囲内で極大値が検出される、請求項1ないし3のいずれ
かに記載の位置検出方法。 - 【請求項5】 前記第6ステップでは、前記1周期分の
検索範囲の中央から一定以上離れて極大値が検出された
ときには、発光素子位置を前記1周期分の検索範囲の中
央とする、請求項4に記載の位置検出方法。 - 【請求項6】 前記閾値は、前記受光手段からの前記デ
ータ系列に含まれるいずれかの極小値である、請求項1
ないし5のいずれかに記載の位置検出方法。 - 【請求項7】 前記閾値は任意の値である、請求項1な
いし5のいずれかに記載の位置検出方法。 - 【請求項8】 前記プリントヘッドはPLZTシャッタ
アレイを含む、請求項1ないし7のいずれかに記載の位
置検出方法。 - 【請求項9】 一次元配列された複数の発光素子を有す
るプリントヘッドの各発光素子の位置を検出する位置検
出装置であって、 前記発光素子から出射される光量を測定する受光手段、 前記受光手段を前記複数の発光素子の配列方向に走査さ
せる走査手段、 前記受光手段による測定結果に基づいて光量を示すデー
タ系列を得る手段、 前記データ系列と閾値とを比較して、前記データ系列の
先頭から前記閾値以上の値をとる最初の位置を検出する
検出手段、 前記最初の位置から最も近い極大値の位置を、発光した
発光素子の中での先頭の発光素子位置とする手段、およ
び前記先頭の発光素子位置より後の発光素子位置につい
ては極大値となる位置を発光素子位置とする手段を備え
る、位置検出装置。
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