JP2004155140A - Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head - Google Patents
Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004155140A JP2004155140A JP2002324778A JP2002324778A JP2004155140A JP 2004155140 A JP2004155140 A JP 2004155140A JP 2002324778 A JP2002324778 A JP 2002324778A JP 2002324778 A JP2002324778 A JP 2002324778A JP 2004155140 A JP2004155140 A JP 2004155140A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- adjusting
- imaging element
- imaging
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法及びその調整組立て装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、結像素子の光学面配列と所定の位置関係を有する位置合わせ用基準マークを結像素子に設け、この結像素子に設けられた位置合わせ用基準マークの位置検出と発光素子アレイによるスポット光検出とを併用して、結像素子の副走査方向及び光軸方向の位置調整を行い、簡便かつ容易に精度良く調整組立てを行うことができるようにした光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、従来から、発光素子アレイの配設位置に基準マークを設け、この基準マークを結像素子を通して受光することにより効率良く組立て調整を行う光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法も知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−264388号公報
【特許文献2】
特開2002−273929号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献1に開示のものは、簡便かつ容易に精度良く組立調整を行うことができるものの、調整組立て精度が位置合わせ用基準マークの設置精度に依存するという不都合、その位置合わせ用基準マークを画像として取り込むので、照明の当て方、位置合わせ用基準マークの周辺部のキズ、異物等の影響を受けることに起因する位置検出精度の低下といういまだ改善しなければならない不都合が残存する。
【0006】
また、特許文献2に開示のものも、基準マークの設置精度に依存するという不都合がある。
【0007】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、基準マークを用いなくとも発光素子と結像素子とから構成された光書き込みプリントヘッドの位置合わせを高精度に調整組立てすることのできる光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法及びその調整組立て装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第1ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置における集光径と前記出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第2ステップと、を含むことを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記第1ステップは、前記基準光源から前記結像素子に向けて照射される光の開口角を変更するステップと、前記結像素子を透過して得られる光の結像位置を変更するステップとを含むことを特徴とする。
【0010】
請求項3に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第1ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第2ステップと、を含むことを特徴とする。
【0011】
請求項4に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記結像素子と前記ピンホールとの間で、前記結像素子を透過した光を分岐して、その分岐された光の光量を検出するステップを含むことを特徴とする。
【0012】
請求項5に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記分岐された光の光量検出結果に基づき前記発光素子アレイの発光チップの発光量を調整するステップを含むことを特徴とする。
【0013】
請求項6に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、 該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光源像を検出する検出光学系と、
前記光源像に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを求める処理手段と、
該処理手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記処理手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段と、を備えていることを特徴とする。
【0014】
請求項7に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記検出光学系は、前記光源像を観察する撮像手段であることを特徴とする。
【0015】
請求項8に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記基準光学系は、基準光源と発散レンズとを備え、該発散レンズの焦点距離を変更する変更手段を備えると共に、前記基準光源の位置を変更する変更手段と、前記撮像手段の位置を変更する変更手段とを備えていることを特徴とする。
【0016】
請求項9に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、 該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光の透過光量を検出する検出光学系と、
前記光量に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における透過光量を解析する解析手段と、
該解析手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記解析手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段とを備え、
前記検出光学系には前記結像位置にピンホール板が設けられていることを特徴とする。
【0017】
請求項10に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記検出光学系は、前記結像素子と前記ピンホール板との間に配設された光分岐手段と、該光分岐手段により分岐された光の光量を検出する光量検出手段とを備えていることを特徴とする。
【0018】
請求項11に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記光量検出手段の検出結果に基づき、前記各発光素子アレイの発光チップの発光量を調整する発光量調整手段が設けられていることを特徴とする。
【0019】
請求項1、請求項2、請求項6〜請求項8に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【0020】
請求項3、請求項4、請求項9、請求項10に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【0021】
請求項5、請求項11に記載の発明によれば、発光素子アレイの各発光チップの発光量を調整しながら、調整組立てを行うことができるので、より一層高精度の調整組立てを行うことができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係わる光書き込みプリントヘッドの光学配置図であり、この図1において、1は感光体、2は発光素子基板、3は結像素子である。発光素子基板2には発光素子アレイが設けられ、発光素子アレイは複数個の発光チップ4を配列して構成される。
【0023】
結像素子3は、図2(a)、図2(b)に示すように、入射側レンズアレイ部3a、出射側レンズアレイ部3b、ルーフプリズム3cから構成される。入射側レンズアレイ部3a、出射側レンズアレイ部3bは等ピッチで形成され、その入射光軸O1と出射光軸O2とが直交する方向に配置されている。ルーフプリズム3cは、その両レンズアレイ部3a、3bの両光軸O1、O2に対して45度方向に配設されている。そのルーフプリズム(プリズムアレイ部)3cは両レンズアレイ部3a、3bのピッチに対応して連続して形成されている。
【0024】
発光素子アレイの各発光チップ4から出射された光は結像素子3の入射側レンズアレイ部3aに入射されて平行光束となり、ルーフプリズム3cにより出射側レンズアレイ部3bに向けて反射され、出射側レンズアレイ部3bを透過することにより収束光とされて、感光体1の表面1aに結像される。
【0025】
ここで、結像素子3の入射光軸O1に沿う方向をZ方向(副走査方向)、出射光軸O2に沿う方向をY方向、このY方向、Z方向に直交する方向をX方向(主走査方向)とし、そのX方向は両レンズアレイ部3a、3b、プリズムアレイ部3cの延びる方向に対応している。
【0026】
結像素子3は図3に示すように保持部材5に保持されて、逆L字形状のプリントヘッドフレーム6の縦板部に位置調整及び姿勢調整されて接着され、発光素子基板2は位置調整及び姿勢調整をされてプリントヘッドフレーム6の上板部に接着される。
【0027】
なお、そのプリントヘッドフレーム6は図示を略す調整組立て治具にセットされる。
【0028】
その調整組立方法を以下に説明する。
(請求項1、請求項2、請求項6〜8に対応する調整組立方法及び調整組立装置の発明の実施の形態)
その図4は請求項1に対応する発明の実施の形態の光学図である。その図4において、7は基準光学系、8は検出光学系である。基準光学系7は基準光源9と発散レンズ10とから構成されている。検出光学系8は撮像レンズ11と撮像手段としてのエリアセンサ12とから構成されている。
【0029】
基準光源9、発散レンズ10、撮像レンズ11、エリアセンサ12は結像素子3の焦点距離、レンズアレイ部3a、3bのピッチ等によりその種類、性能が選定されると共に、その配設位置が決定される。
【0030】
ここでは、基準光源9にはレーザー光源が用いられる。発散レンズ10には顕微鏡の対物レンズ等が用いられる。基準光源9から出射されたレーザー光は発散レンズ10により設計上予定された発光チップ4の配設位置に相当する点光源位置H1でいったん集光された後、発散レーザー光として所定の開口角θで入射側レンズアレイ部3aに入射する。その発散レーザー光は入射側レンズアレイ部3aのレンズ作用により平行光束とされ、その平行光束はプリズムアレイ部3cで反射されて出射側レンズ部3bを透過し、出射側レンズアレイ部3bのレンズ作用により収束光とされて、所定箇所に結像される。H2はその設計上予定された結像位置を示す。エリアセンサ12は撮像レンズ11を通じてその結像位置H2を観察する。その結像位置H2は感光体1の表面1aの位置に相当する。
【0031】
発散レーザー光は、結像素子3が設計上予定された位置でかつ予定された姿勢に調整されているとき、設計上予定された結像位置H2に光源像Qとして結像される。その際、エリアセンサ12に結像された光源像Qは、レーザー光のビームが最も絞られた状態、すなわち、最小ビーム径となり、かつ、光源像Qの位置が画面上で中心位置になる。
【0032】
すなわち、エリアセンサ12上で観察される光源像Qは、結像素子3が設計上予定された位置でかつ所定の姿勢のときに、図5(a)に示すような光源像Qとなり、この光源像Qを2値化して画像処理解析することにより図5(b)に示す処理画像Q’が得られ、この処理画像Q’から結像位置H2におけるレーザー光のビーム径とその集光位置とが割り出される。
【0033】
結像素子3の位置や姿勢が設計上予定された状態ではない場合には、レーザー光は結像位置H2に集光しないことになり、エリアセンサ12上で得られる光源像Qはビーム径が図5に示す場合に較べて大きくなり、かつ、その出射光軸と直交する方向の集光位置、すなわち、画面上での処理画像Q’の位置が画面中央位置からずれる。
【0034】
従って、エリアセンサ12により取得される光源像Qの処理画像Q’を画面上で見ながら、結像素子の姿勢及び位置を調整すれば、設計上予定された位置及び姿勢に調整できる。
【0035】
図6はその光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置の具体的構成を示す図であって、この図6において、13は処理手段としての画像解析処理装置、14はXYZ位置調整ステージであり、エリアセンサ12に入力された光源像Qは画像解析されて、その光源像Qのビーム径、集光位置の情報がXYZ位置調整ステージ(調整手段)14にフィードバックされる。XYZ位置調整ステージ14はその画像解析処理装置13の解析情報に基づき結像素子3のX方向、Y方向、Z方向の位置及び姿勢を制御する。
【0036】
これによって、まず、結像素子3の位置及び姿勢が自動的に調整される。この結像素子3はその位置調整後プリントヘッドフレーム6の縦板部に接着固定される。
【0037】
次に、基準光源9と発散レンズ10との代わりに、図7に示すように、発光素子基板2の発光素子アレイの発光チップ4が点光源位置H1に位置するように発光素子基板2の位置を調整する。
【0038】
結像素子3は、設計上予定された位置、姿勢に調整されているので、発光素子基板2が設計上予定された位置、姿勢にあるとき、エリアセンサ12上で得られた光源像Qのビーム径は絞られた状態、すなわち、レーザー光は最小ビーム径となり、かつ、その処理画像Q’の位置も画面中央に位置することとなる。一方、発光素子基板2の位置や姿勢が設計上予定された状態ではない場合には、レーザー光は結像位置H2に集光しないことになり、エリアセンサ12上で得られる光源像Qは、同様にそのビーム径が図5に示す場合に較べて大きくなり、かつ、その位置がずれる。
【0039】
従って、所定の発光チップ4を発光させたときに、例えば、X方向に間隔を開けて位置する2個の発光チップを発光させたときに、これに対応するエリアセンサ12により取得される光源像Qの処理画像Q’を画面上で見ながら、発光素子基板2の姿勢及び位置を調整すれば、設計上予定された位置及び姿勢に調整できる。
【0040】
図8はその発光素子基板の調整装置の具体的構成を示す図であって、この図8において、14’は発光素子基板2のXYZ方向の位置を調整するXYZ位置調整ステージ(調整手段)である。
【0041】
発光素子基板2の位置及び姿勢を設計上予定された位置に調整するために、画像解析処理装置13は、処理画像Q’の位置が画面上の中央に位置するようにかつレーザー光のビーム径が最小ビーム径となるようにXYZ位置調整ステージ14’に情報を出力する。その発光素子基板2はその位置及び姿勢の調整後、プリントヘッドフレーム6の上板部に接着固定される。
【0042】
これにより、結像素子3と発光素子基板2とが高精度に自動的に位置決め調整される。
【0043】
図9、図10は本発明の請求項2、8に係わる発明の実施の形態の説明図である。
【0044】
結像素子3はそのプリントヘッドの仕様により、その性能が異なる。例えば、図1、図2に示す結像素子3はそのレンズ面の面形状、配列ピッチによりその光学性能が異なる。このような結像素子3では、結像素子3の各レンズ面を通過したレーザー光をそれぞれ集光させてビームスポットが形成される。
【0045】
従って、図9に示すように、複数個のレンズ面にレーザー光が同時に入射するように発散レンズ10の開口角θを選定すれば、各レンズ面を通過したレーザー光により形成されるレーザースポットの大きさを相互に比較でき、これにより更に微細な位置調整ができることになる。
【0046】
その開口角θは対象とする結像素子3のレンズピッチ等を考慮して決定される。すなわち、発散レンズ10の種類を変えること等によって焦点距離を変更し、これによって、所望の性能の結像素子3に対するプリントヘッドの調整組立が可能となる。
【0047】
また、結像素子3のレンズ形状によって、設計上予定された点光源位置H1と結像位置H2とが異なる。
【0048】
そこで、図10(a)に示すように発散レンズ10を交換可能な構成としても良い。その図10(a)において、符号10’は発散レンズ10とは焦点距離の異なる発散レンズを示す。また、図10(b)に示すように、基準光源9と発散レンズ10とを光軸O1方向に沿って可動し、基準光源9と発散レンズ10との位置を変更する変更手段としての可動機構を設けても良い。この図10(b)に示す場合、撮像レンズ11とエリアセンサ12とを光軸O2方向に沿って可動して、撮像手段の位置を変更する変更手段としての可動機構を設ける。
【0049】
この図10に示す構成を採用すると、レンズ形状の異なることに基づく点光源位置H1、結像位置H2が異なる多様な結像素子3についても高精度の位置調整を効率良く行うことができる。
(請求項3〜請求項5、請求項9〜請求項11に対応する発明の実施の形態)
図11〜図15は、本発明の請求項3〜5、請求項9に対応する発明の実施の形態の説明図である。
【0050】
図4〜図10に示す発明の実施の形態では、結像位置H2を観察するために、エリアセンサ12を用いて、結像位置H2の光源像Qを取得する構成としたが、この発明の実施の形態では、図11に示すように、検出光学系8を光検出器15とピンホール板16とから構成し、この検出光学系8を用いて、結像位置H2を観察することにしたものである。そのピンホール板16は、設計上予定された結像位置H2に配置されている。光検出器15はそのピンホール板16のピンホール16aを透過したレーザー光を検出する。
【0051】
結像素子3が設計上予定された位置でかつ設計上予定された姿勢に調整された場合、図12に示すように、ピンホール16aを透過した透過光量分布(強度分布)LのピークPは結像位置H2において最大となる。また、原理的には正規分布となる。
【0052】
従って、そのピンホール16aを透過した透過光量Lを観察しながら、結像素子3の位置及び姿勢を調整すると、設計上予定された位置でかつ設計上予定された姿勢に調整されたとき、レーザー光の透過光量分布(強度分布)LのピークPは結像位置H2のときに最大となる。
【0053】
従って、図13に示すように、ピンホール16aを通過したレーザー光を光検出器15で検出し、その検出出力を光強度分布解析手段17に出力し、光強度分布解析手段17によりその強度分布Pを解析し、その解析情報をXYZステージ14にフィードバックすることにより、強度分布Pのピークが最大となるように結像素子3の位置を設計上予定された位置及び姿勢に自動的に調整することができる。
【0054】
次いで、図14に示すように、基準光学系7の代わりに、発光素子基板2を配置する。そして、その調整組立装置として、図15に示す構造のものを用い、同様に強度分布Pを解析して、その情報をXYZ調整ステージ14’にフィードバックすれば、発光素子基板2の位置及び姿勢を調整できる。
【0055】
図16、図17は請求項10、請求項11に対応する発明の実施の形態の説明図である。
【0056】
その図16において、18は光分岐手段としてのハーフミラーである。そのハーフミラー18は結像素子3のレンズアレイ部3bとピンホール板16との間に設けられている。ハーフミラー18はレンズアレイ部3bから出射されたレーザー光の半分を光検出器15に向けて透過し、その残りの半分を光検出器19に向けて反射する。結像レンズアレイ3のレンズアレイ部3bを透過してハーフミラー18により反射されて光検出器19に入射するレーザー光の光量は、結像素子3の位置や姿勢によって大幅に変わることはなく、その光検出器19によって検出されるレーザー光の光量は、結像位置H2にあるときに、光検出器15により検出されるレーザー光の光量と等しい。
【0057】
従って、結像素子3の位置及びその姿勢を調整する前に、結像位置H2にあるときのレーザー光の光量のピークを事前に予測でき、結像素子3の位置及び姿勢の調整、発光素子基板2の位置及び姿勢の調整の容易化を図ることができる。
【0058】
また、発光素子基板2の発光素子アレイの発光チップ4の発光量は、発光チップ毎にバラツキがあるので、かつ、結像素子3の透過光量もレンズアレイ部3a、3bの各レンズ素子毎に一定とは限らないので、図17に示すように、発光チップ4の発光量を調整する発光量調整手段20を設け、光検出器19の検出出力を発光量調整手段20に入力する構成とし、各発光チップ4の発光量を一定に制御することにより、安定した光検出を可能として、結像素子3、発光素子基板2の位置及び姿勢の調整を安定かつ高精度で行うことができる。
【0059】
【発明の効果】
請求項1、請求項2、請求項6〜請求項8に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【0060】
請求項3、請求項4、請求項9、請求項10に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【0061】
請求項5、請求項11に記載の発明によれば、発光素子アレイの各発光チップの発光量を調整しながら、調整組立てを行うことができるので、より一層高精度の調整組立てを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光書き込み光学系の一例を示す光学図である。
【図2】図1の結像素子を示す図であって、(a)はその斜視図、(b)は平面図である。
【図3】図1に示す結像素子と発光基板とをプリントヘッドフレームに組み付けた状態を示す斜視図である。
【図4】本発明の請求項1に記載の調整組立方法の一例を説明するための光学図である。
【図5】図4に示すエリアCCDに取得された画像の説明図であって、(a)は処理前の入力画像の説明図であり、(b)は(a)に示す入力画像を処理して得られた処理画像の一例を示す説明図である。
【図6】本発明の請求項6に記載の調整組立装置の一例を説明するための光学図である。
【図7 】本発明の請求項1に記載の調整組立方法の一例を説明するための光学図である。
【図8】本発明の請求項6に記載の調整組立装置の一例を説明するための光学図である。
【図9】本発明の請求項2に記載の調整組立方法を示す光学図である。
【図10】本発明の請求項8に記載の調整組立装置の他の例を示す光学図であって、(a)は発散レンズを交換可能として例を示し、(b)は基準光学系と撮像手段とを可動可能な構成とした例を示す。
【図11】本発明の請求項3に記載の調整組立方法の一例を示す光学図である。
【図12】図11に示す光検出器によって得られる透過光量の分布状態を示す図である。
【図13】本発明の請求項9に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【図14】本発明の請求項3に記載の調整組立方法の一例を示す光学図である。
【図15】本発明の請求項9に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【図16】本発明の請求項4、請求項10に記載の組立調整装置の一例を示す光学図である。
【図17】本発明の請求項11に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【符号の説明】
2…発光素子基板(発光素子アレイ)
3…結像素子
3a…入射側レンズアレイ部
3b…出射側レンズアレイ部
9…基準光源
H2…結像位置
O1…入射光軸
O2…出射光軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for adjusting and assembling an optical writing print head and an improvement of the adjusting and assembling apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an alignment reference mark having a predetermined positional relationship with the optical surface arrangement of the imaging element is provided on the imaging element, and the position of the alignment reference mark provided on the imaging element is detected and the light emitting element array is used. A method for adjusting and assembling an optical writing print head, which can adjust the position of the imaging element in the sub-scanning direction and the optical axis direction in combination with spot light detection, and can easily and easily perform accurate adjustment and assembly. Is known (for example, refer to Patent Document 1).
[0003]
Conventionally, there is also known a method of adjusting and assembling an optical writing print head in which a reference mark is provided at a position where a light emitting element array is provided, and the reference mark is received through an imaging element to efficiently assemble and adjust (refer to FIGS. For example, see
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-264388 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-273929
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the one disclosed in Patent Document 1 can perform assembly adjustment easily and easily with high accuracy, the inconvenience that the adjustment and assembly accuracy depends on the installation accuracy of the alignment reference mark, Is captured as an image, there still remains a problem that needs to be improved, such as a decrease in position detection accuracy caused by the influence of illumination, a flaw in the peripheral portion of the positioning reference mark, or a foreign substance.
[0006]
Further, the one disclosed in
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can adjust and assemble the positioning of an optical writing print head including a light emitting element and an imaging element with high accuracy without using a reference mark. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for adjusting and assembling an optical writing print head.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting and assembling an optical writing print head, wherein a reference light source is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section. Irradiating light from the reference light source to the image forming element, and a light collecting diameter and a direction along the output optical axis at an image forming position in a direction along the output optical axis of light obtained through the image forming element. A first step of adjusting the position and orientation of the imaging element by detecting a light-condensing position in a direction orthogonal to and
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light-emitting element array by detecting a light-gathering diameter at the image-forming position and a light-gathering position in a direction orthogonal to a direction along the emission optical axis, It is characterized by including.
[0009]
3. The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to
[0010]
4. A method for adjusting and assembling an optical writing print head according to
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. Adjusting the position and orientation of the light emitting element array by detecting the amount of transmitted light passing through the pinhole at the imaging position obtained as described above.
[0011]
The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to
[0012]
The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 5 includes a step of adjusting an amount of light emitted from a light emitting chip of the light emitting element array based on a result of detecting a light amount of the branched light.
[0013]
7. An adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to claim 6, wherein the reference is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section to form a reference light source. Optics,
A light emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis, and emission light of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element A detection optical system that detects a light source image at an imaging position in a direction along the axis;
Based on the light source image, a light collection diameter at an image formation position in a direction along the emission optical axis of light obtained through the imaging element and a light collection position in a direction orthogonal to the direction along the emission optical axis are obtained. Processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the processing means.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in the adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head, the detection optical system is an imaging unit for observing the light source image.
[0015]
9. The adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to
[0016]
The reference assembly for adjusting and assembling an optical writing print head according to
A light emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis, and emission light of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element A detection optical system for detecting the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the axis;
Analysis means for analyzing the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting through the imaging element based on the amount of light;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the analyzing means,
Adjustment means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the analysis means,
The detection optical system is provided with a pinhole plate at the image forming position.
[0017]
11. The adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to
[0018]
The apparatus for adjusting and assembling an optical writing print head according to
[0019]
According to the first, second and sixth to eighth aspects of the present invention, based on the light collecting diameter and the light collecting position at the image forming position of the light obtained through the image forming element using the reference light source. First, the position and orientation of the imaging element are adjusted, and then the position of the light emitting element array based on the condensing diameter and the condensing position at the image forming position of the light of the light emitting element array obtained through the adjusted imaging element Since the position and the posture are adjusted, the position and the posture of the imaging element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0020]
According to the third, fourth, ninth, and tenth aspects of the present invention, the transmitted light amount of the light passing through the pinhole at the imaging position of the light obtained through the imaging element using the reference light source is reduced. The position and orientation of the imaging element are first adjusted based on the light-emitting element array based on the amount of light transmitted through the pinhole at the image-forming position of the light of the light-emitting element array obtained through the adjusted imaging element. Since the position and the posture of the optical writing device are adjusted, the position and the posture of the image forming element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0021]
According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the adjustment assembly can be performed while adjusting the light emission amount of each light emitting chip of the light emitting element array, so that the adjustment assembly can be performed with higher accuracy. it can.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an optical arrangement diagram of an optical writing print head according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive member, 2 denotes a light emitting element substrate, and 3 denotes an image forming element. A light emitting element array is provided on the light emitting
[0023]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
[0024]
The light emitted from each light emitting
[0025]
Here, the direction along the incident optical axis O1 of the
[0026]
As shown in FIG. 3, the
[0027]
The print head frame 6 is set on an adjustment assembly jig (not shown).
[0028]
The adjusting and assembling method will be described below.
(Embodiments of the adjusting and assembling method and the adjusting and assembling apparatus according to the first, second and sixth to eighth aspects of the invention)
FIG. 4 is an optical diagram of an embodiment according to the present invention. In FIG. 4,
[0029]
The type and performance of the
[0030]
Here, a laser light source is used as the
[0031]
The diverging laser light is formed as a light source image Q at an imaging position H2 designed for design when the
[0032]
That is, the light source image Q observed on the
[0033]
If the position and orientation of the
[0034]
Therefore, if the posture and position of the imaging element are adjusted while viewing the processed image Q ′ of the light source image Q acquired by the
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of an adjusting and assembling apparatus for the optical writing print head. In FIG. 6,
[0036]
As a result, first, the position and orientation of the
[0037]
Next, instead of the
[0038]
Since the
[0039]
Therefore, when a predetermined
[0040]
FIG. 8 is a diagram showing a specific configuration of the light emitting element substrate adjusting device. In FIG. 8, reference numeral 14 'denotes an XYZ position adjusting stage (adjusting means) for adjusting the position of the light emitting
[0041]
In order to adjust the position and orientation of the light emitting
[0042]
As a result, the positioning of the
[0043]
FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory views of an embodiment of the invention according to
[0044]
The performance of the
[0045]
Therefore, as shown in FIG. 9, if the aperture angle θ of the diverging
[0046]
The aperture angle θ is determined in consideration of the lens pitch of the
[0047]
Further, the point light source position H1 and the imaging position H2, which are designed, differ depending on the lens shape of the
[0048]
Therefore, as shown in FIG. 10A, the
[0049]
When the configuration shown in FIG. 10 is adopted, highly accurate position adjustment can be efficiently performed for various
(Embodiments of the Invention Corresponding to
11 to 15 are explanatory diagrams of an embodiment of the invention corresponding to
[0050]
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 4 to 10, the configuration is such that the light source image Q at the imaging position H2 is acquired using the
[0051]
When the
[0052]
Therefore, if the position and orientation of the
[0053]
Therefore, as shown in FIG. 13, the laser beam having passed through the
[0054]
Next, as shown in FIG. 14, the light emitting
[0055]
16 and 17 are explanatory diagrams of an embodiment of the invention corresponding to
[0056]
In FIG. 16,
[0057]
Therefore, before adjusting the position and orientation of the
[0058]
Further, since the light emission amount of the
[0059]
【The invention's effect】
According to the first, second and sixth to eighth aspects of the present invention, based on the light collecting diameter and the light collecting position at the image forming position of the light obtained through the image forming element using the reference light source. First, the position and orientation of the imaging element are adjusted, and then the position of the light emitting element array based on the condensing diameter and the condensing position at the image forming position of the light of the light emitting element array obtained through the adjusted imaging element Since the position and the posture are adjusted, the position and the posture of the imaging element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0060]
According to the third, fourth, ninth, and tenth aspects of the present invention, the transmitted light amount of the light passing through the pinhole at the imaging position of the light obtained through the imaging element using the reference light source is reduced. The position and orientation of the imaging element are first adjusted based on the light-emitting element array based on the amount of light transmitted through the pinhole at the image-forming position of the light of the light-emitting element array obtained through the adjusted imaging element. Since the position and the posture of the optical writing device are adjusted, the position and the posture of the image forming element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0061]
According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the adjustment assembly can be performed while adjusting the light emission amount of each light emitting chip of the light emitting element array, so that the adjustment assembly can be performed with higher accuracy. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical diagram showing an example of an optical writing optical system.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the imaging element of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a perspective view thereof and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where the imaging element and the light emitting substrate shown in FIG. 1 are assembled to a print head frame.
FIG. 4 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling method according to the first embodiment of the present invention.
5A and 5B are explanatory diagrams of an image acquired by the area CCD shown in FIG. 4, wherein FIG. 5A is an explanatory diagram of an input image before processing, and FIG. 5B is a diagram for processing the input image shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a processed image obtained as a result.
FIG. 6 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an optical diagram showing an adjusting and assembling method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an optical diagram showing another example of the adjusting and assembling apparatus according to
FIG. 11 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling method according to the third embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing a distribution state of a transmitted light amount obtained by the photodetector shown in FIG.
FIG. 13 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to the ninth aspect of the present invention.
FIG. 14 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling method according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to the ninth aspect of the present invention.
FIG. 16 is an optical diagram showing an example of an assembly adjusting device according to
FIG. 17 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to claim 11 of the present invention.
[Explanation of symbols]
2. Light emitting element substrate (light emitting element array)
Claims (11)
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置における集光径と前記出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第2ステップと、
を含むことを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。A reference light source is arranged on the side of the incident optical axis of an imaging element having at least an entrance-side lens array section and an exit-side lens array section, and light is emitted from the reference light source toward the imaging element to form the imaging element. By detecting the light-collecting diameter of the light obtained through the element at the image-forming position in the direction along the output optical axis and the light-collecting position in the direction orthogonal to the direction along the output optical axis. A first step of adjusting the position and orientation;
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light-emitting element array by detecting a light-gathering diameter at the image-forming position and a light-gathering position in a direction orthogonal to a direction along the emission optical axis,
A method for adjusting and assembling an optical writing printhead, comprising:
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第2ステップと、
を含むことを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。A reference light source is arranged on the side of the incident optical axis of an imaging element having at least an entrance-side lens array section and an exit-side lens array section, and light is emitted from the reference light source toward the imaging element to form the imaging element. A first step of adjusting the position and orientation of the imaging element by detecting the amount of transmitted light of light passing through the pinhole at an imaging position in the direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting the element. ,
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light emitting element array by detecting the amount of transmitted light of light passing through the pinhole at the imaging position obtained by;
A method for adjusting and assembling an optical writing printhead, comprising:
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、
該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光源像を検出する検出光学系と、
前記光源像に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを求める処理手段と、
該処理手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記処理手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段と、
を備えていることを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。A reference optical system that is arranged on the side of the incident optical axis of the imaging element having at least the entrance-side lens array section and the exit-side lens array section to form a reference light source;
A light-emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis,
A detection optical system that detects a light source image at an imaging position in a direction along an emission optical axis of light that is emitted from the reference optical system toward the imaging element and is transmitted through the imaging element,
Based on the light source image, a light collection diameter at an image formation position in a direction along the emission optical axis of light obtained through the imaging element and a light collection position in a direction orthogonal to the direction along the emission optical axis are obtained. Processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the processing means,
And a device for adjusting and assembling an optical writing print head.
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、
該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光の透過光量を検出する検出光学系と、
前記光量に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における透過光量を解析する解析手段と、
該解析手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記解析手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段とを備え、
前記検出光学系には前記結像位置にピンホール板が設けられていることを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。A reference optical system that is arranged on the side of the incident optical axis of the imaging element having at least the entrance-side lens array section and the exit-side lens array section to form a reference light source;
A light-emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis,
A detection optical system that detects a transmitted light amount of light at an imaging position in a direction along an emission optical axis of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element,
Analysis means for analyzing the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting through the imaging element based on the amount of light;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the analyzing means,
Adjustment means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the analysis means,
An adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head, wherein a pinhole plate is provided at the image forming position in the detection optical system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002324778A JP2004155140A (en) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002324778A JP2004155140A (en) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004155140A true JP2004155140A (en) | 2004-06-03 |
Family
ID=32804220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002324778A Pending JP2004155140A (en) | 2002-11-08 | 2002-11-08 | Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004155140A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098766A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Color sensor array |
WO2010123484A1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-10-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Collection optics for a color sensor |
JP2015231715A (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | Optical writing device and position correcting method |
-
2002
- 2002-11-08 JP JP2002324778A patent/JP2004155140A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010098766A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Color sensor array |
US9651425B2 (en) | 2009-02-27 | 2017-05-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Color sensor |
WO2010123484A1 (en) * | 2009-04-20 | 2010-10-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Collection optics for a color sensor |
US9007586B2 (en) | 2009-04-20 | 2015-04-14 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Collection optics for a color sensor |
JP2015231715A (en) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | コニカミノルタ株式会社 | Optical writing device and position correcting method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3081975B1 (en) | Light sheet illumination microscope | |
US10509215B2 (en) | Light-field microscope | |
JP5281923B2 (en) | Projection display | |
US20060209372A1 (en) | Scanning device | |
JP3050102B2 (en) | Light beam focal position detection device, light beam irradiation device, and light beam recording device | |
JP2001100145A (en) | Laser marker | |
US20160327875A1 (en) | Focusing leveling device | |
JP2005229253A (en) | Spatial light transmission apparatus | |
JPH11218686A (en) | Optical image recording device and method utilising the device | |
JPWO2019159427A1 (en) | Camera module adjustment device and camera module adjustment method | |
CN111349553A (en) | Gene sequencer optical system | |
JP2004155140A (en) | Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head | |
JP2005274678A (en) | Optical scanner | |
US20020090015A1 (en) | Semiconductor laser module and method of making the same | |
JP2006047270A (en) | Wavelength-variable monochromatic light source | |
JP4589931B2 (en) | Compact optical scanning device | |
JP2006292513A (en) | Refractive index distribution measuring method for refractive index distribution type lens | |
JP2004102032A (en) | Scanning type confocal microscope system | |
JP2003177292A (en) | Lens adjusting device and method | |
JP2006118944A (en) | Evaluation device of lens | |
JP2004212536A (en) | Line light source device | |
JP3256865B2 (en) | Defect inspection device and optical scanning device | |
JP2009042128A (en) | Height measuring device | |
Moore et al. | The MOMFOS fiber positioner | |
WO2021248380A1 (en) | Biological sample image collection device and gene sequencer |