JP2005017106A

JP2005017106A - 光強度分布測定方法および光強度分布測定装置

Info

Publication number: JP2005017106A
Application number: JP2003182135A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakajima; 則夫中島
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】拡大光学系を用いることなく精度の高い光強度分布の測定を行う装置および方法を提供する。
【解決手段】微小の光透過部を形成した遮光板２と光センサ１をＬＥＤヘッド３の上方に移動可能に配置する。ＬＥＤヘッドには複数の発光素子が列状に配列され、遮光板２は発光素子の列方向に移動するとともに、アクチュエータにより発光素子の列方向に略直交する方向に振動される。遮光板２に形成された光透過部を透過した光を光センサ１で受光することにより発光素子の列方向に略直交する方向の光強度分布を測定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真プリンタのプリントヘッドとして使用されるＬＥＤ素子等、列状に配置された複数の発光素子から発せられる光の強度分布を測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プリンタのＬＥＤプリントヘッドの発光強度分布を測定するのにＣＣＤカメラを使用する方法が行われている。これは、ＬＥＤプリントヘッドの測定するドットを点灯させ、光学系で拡大させてＣＣＤカメラで測定するものである。この方法では、一度に測定できる範囲が限られているので、ＬＥＤプリントヘッド全体を測定するためにはＣＣＤカメラと光学系を徐々に移動させて発光点の像を観測する。
【０００３】
また他の方法として、スリットと光センサを用いてＬＥＤプリントヘッドの発光強度分布を測定する方法がある。スリットは、光を透過する硝子板の上に光を遮断する膜を設け、スリット分の幅だけその膜を除去して形成される。このスリットは、発光素子の並び方法に直交する方向に長く形成される。スリットをＬＥＤプリントヘッドと光センサとの間に配置し、スリットを通過した光のみが光センサに入るようにし、光センサをＬＥＤプリントヘッドの発光素子の並び方向に沿って走査することにより光強度分布を測定する。この方法では、発光素子の並び方向に直交する方向に長く形成されたスリットにより光強度が積分されてしまうので、光分布はわからない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−１４２４０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
拡大光学系とＣＣＤカメラを用いた測定方法では、光学系により拡大された像をＣＣＤカメラで撮影するので、高解像度の測定が可能であるが、拡大光学系を使用するのでその光学性能が観測データに大きく影響する。ＬＥＤプリントヘッドの内部には通常１対１の正立像を結ぶ光学系が設けられているが、その光学系の影響と拡大光学系の影響を完全に分離することは困難である。またＣＣＤカメラは多数の受光素子から構成されているので、一つ一つの受光素子間の感度のばらつきがあり、正確な測定ができないという問題があった。
【０００６】
またスリットと光センサを用いた方法では、拡大光学系を用いず光センサも一つでよいので上記のような問題は生じないが、上述したように、スリットを通過した光全てが光センサに入射されるので、スリットの長手方向の光の分布がわからないという問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の光強度分布測定方法は、列状に配置された複数の発光素子から発せられる光の強度分布を測定する光強度分布測定方法において、前記発光素子から発せられる光が透過する微小な光透過部を有する遮光板を前記発光素子の列方向に略直交する方向に移動させ、前記光透過部を透過する光を光センサにより受光して前記略直交する方向の光強度分布を測定することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の光強度分布測定装置は、列状に配置された複数の発光素子から発せられる光の強度分布を測定する光強度分布測定装置において、前記発光素子から発せられる光が透過する微小な光透過部を有する遮光板と、前記遮光板を前記発光素子の列方向に略直交する方向に移動させる移動手段と、前記光透過部を透過する光を受光して前記略直交する方向の光強度分布を測定する光センサとを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図、図２は第１の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【００１０】
図１、図２において、第１の実施の形態の光強度分布測定装置は、光センサ１と、遮光板２と、図示していないアクチュエータとから構成される。光センサ１および遮光板２はＬＥＤヘッド３の上方に移動可能に配置される。遮光板２には、図２に示すように、光透過部４が形成されている。遮光板２の本体部は硝子で形成され、その表面に光を遮断する膜を貼り、中心付近の微小部分の膜を除去することにより光透過部４が形成される。光透過部４の大きさは小さければ小さいほど光強度測定の分解能は向上するが、小さいほど光の強度が小さくなるので、光センサ１の感度との関係で適正に設定される。本実施の形態では、光透過部４は一辺が５μｍ程度の矩形に形成されている。
【００１１】
遮光板２はＬＥＤヘッド３と光センサ１の間に配置され、アクチュエータにより図１に示す矢印Ａ方向と略直交する方向に一定の範囲で振動される。また光センサ１および遮光板２は図示しない駆動手段により矢印Ａ方向に定速度で移動される。ＬＥＤヘッド３には複数の発光素子が１列に矢印Ａ方向に配列されている。
【００１２】
次に第１の実施の形態における光強度分布測定動作を図３により説明する。図３は第１の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。まず遮光板２および光センサ１を図１に示すように配置する。そして光センサ１および遮光板２を矢印Ａ方向に移動させるとともに、遮光板２を図２に示す矢印Ｂ方向に振動させる。これにより遮光板２に形成された光透過部４は、図３に示すように移動する。
【００１３】
図３はＬＥＤヘッド３の上面、即ち、発光素子５が列状に配置された面を示す平面図であり、光透過部４の移動する状態を示す。光センサ１の受光範囲６は光透過部４の振動による移動範囲をほぼ包含する。図３において、光透過部４は矢印Ｂで示すように、発光素子５の列方向に略直交する方向に往復移動する。符号４ａで示すように、光透過部４が発光素子５の中心から遠い場合は光の強度が小さく、符号４ｂで示すように、光透過部４が発光素子５の中心に近い場合は光の強度が大きくなる。図４は光透過部４が符号４ａの位置から符号４ｃの位置まで移動した際に得られる光強度の分布図である。
【００１４】
また光センサ１および遮光板２を矢印Ａ方向に移動しているので、例えば図３における符号４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｂ、４ｇ、４ｈのそれぞれの位置の光透過部４を観測することにより、矢印Ａ方向の光強度分布を得ることができる。このとき得られる光強度の分布を図５に示す。
【００１５】
本実施の形態では光センサ１の受光範囲６は光透過部４の振動による移動範囲を包含するようにしているが、光センサ１の受光範囲が狭い場合には遮光板２と一緒に移動させる必要がある。また上記実施の形態では光センサ１および遮光板２を発光素子の配列方向に移動させる手段を設けるようにしたが、光センサ１および遮光板を動かさずに、ＬＥＤプリントヘッド３を移動させて測定するようにしてもよい。
【００１６】
以上のように第１の実施の形態では、光センサ１は一つしか使用しないので、ＣＣＤカメラを使用した場合のように受光素子間のばらつきをなくすことができ、高精度の測定を行うことができる。また微小な大きさの光透過部４を有する遮光板２を振動させて測定することにより、発光素子の配列方向に略直交する方向の光強度分布が測定でき、高分解能な測定が可能になる。また光学系を使用しないので、その影響を受けないことはいうまでもない。
【００１７】
次に第２の実施の形態を説明する。図６は第２の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図、図７は第２の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【００１８】
図６、図７において、第２の実施の形態の光強度分布測定装置は、光センサ１１と、遮光板１２と、遮光板１２を回転させるモータ１３を有する。光センサ１１および遮光板１２はＬＥＤヘッド３の上方に移動可能に配置される。遮光板１２は、図７に示すように、円板状に形成され、複数の光透過部１４が同心円状に形成されている。光透過部１４は第１の実施の形態と同様に形成される。光センサ１１、遮光板１２およびモータ１３は図示しない駆動手段により矢印Ａ方向に定速度で移動される。ＬＥＤヘッド３には複数の発光素子が１列に矢印Ａ方向に配列されている。
【００１９】
次に第２の実施の形態の光強度分布測定動作を図８を用いて説明する。図８は第２の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。まず遮光板１２および光センサ１１を図６に示すように配置する。そして光センサ１１および遮光板１２を矢印Ａ方向に移動させるとともに、遮光板１２を図７に示す矢印Ｃ方向に回転させる。これにより遮光板１２に形成された光透過部１４は、図８に示すように移動する。
【００２０】
図８はＬＥＤヘッド３の上面、即ち、発光素子５が列状に配置された面を示す平面図であり、複数の光透過部１４の移動する状態を示す。符号６は光センサ１１の受光範囲を示す。図８において、光透過部１４は矢印Ｄで示すように、発光素子５の列方向に略直交する方向に移動する。図８における光透過部１４ａの軌跡と光透過部１４ｂの軌跡は矢印Ａ方向にずれ、光透過１４ｂの軌跡と光透過部１４ｃの軌跡は同様に矢印Ａ方向にずれる。
【００２１】
例えば光透過部１４ｂでの光強度測定において、符号１４ｂａの位置から符号１４ｂｂの位置までの光強度を測定することにより、発光素子５の列方向に略直交する方向の光強度分布が得られる。また例えば光透過部１４ａ、１４ｂ、１４ｃを使用して、符号１４ａｃ、１４ｂｃ、１４ｃｃで示す位置の光強度を測定することにより、矢印Ａ方向の光強度分布を得ることができる。
【００２２】
遮光板１２に形成する光透過部の数が１つでも光強度の測定は可能であるが、その場合には遮光板１２の回転速度を上げる必要がある。遮光板１２の回転速度が遅い方が測定精度は向上し、その意味で遮光板１２の回転速度を上げないためには複数個あった方がよい。
【００２３】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較して振動する部品が存在しないので、機械的に安定し、高精度の測定が可能となる。なお第１の実施の形態の場合と同様に、光センサおよび遮光板を移動させずに、ＬＥＤプリントヘッド３を移動させて測定するようにしてもよい。
【００２４】
次に第３の実施の形態を説明する。図９は第３の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図、図１０は第３の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【００２５】
図９、図１０において、第３の実施の形態の光強度分布測定装置は、光センサ２１と、遮光板２２と、遮光板２２を回転させるモータ２３を有する。遮光板２２は、図１０に示すように、円板状に形成され、複数の光透過部２４がそれぞれ遮光板２２の中心２２ａから異なる位置に形成されている。即ち、例えば中心２２ａから光透過部２４ａまでの距離Ｒ１は、中心２２ａから光透過部２４ｂまでの距離Ｒ２とは異なる（Ｒ１＞Ｒ２）。
【００２６】
光透過部２４は第１の実施の形態と同様にして形成される。また光センサ２１の受光範囲２５は、図１０に示すように、各光透過部２４が通過する範囲を包含し、しかも１つの光透過部２４のみがその範囲内に入るようになっている。なお光センサ２１の受光面自体をこのような範囲に設定する必要はなく、少なくとも図１０に示す範囲の光を受光できればよい。光センサ２１、遮光板２２およびモータ２３は図示しない駆動手段により矢印Ａ方向に定速度で移動される。ＬＥＤヘッド３には複数の発光素子が１列に矢印Ａ方向に配列されている。
【００２７】
次に第３の実施の形態の光強度分布測定動作を図１１を用いて説明する。図１１は第３の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。まず遮光板２２および光センサ２１を図９に示すように適正な位置に配置する。そして遮光板２２を図１０に示す矢印Ｃ方向に回転させる。これにより遮光板２２に形成された光透過部２４は、図１１に示すように移動する。
【００２８】
図１１はＬＥＤヘッド３の上面、即ち、発光素子５が列状に配置された面を示す平面図であり、複数の光透過部２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）の移動する状態を示す。図１１において、遮光板２２の回転により、光透過部２４ａ、２４ｂ、２４ｃは矢印Ｄで示すように、発光素子５の列方向に略直交する方向に移動する。光透過部２４ａの軌跡と光透過部２４ｂの軌跡は矢印Ａ方向にＲ１−Ｒ２だけずれており、光透過２４ｂの軌跡と光透過部２４ｃの軌跡は矢印Ａ方向にＲ２−Ｒ３だけずれている。このとき遮光板２２は矢印Ａ方向に移動してはいない。
【００２９】
光透過部２４ａから透過する光を光センサ２１で観測することにより、遮光板２２の回転中心から距離Ｒ１だけ離れた位置で、発光素子５の列方向に略直交する方向の光強度分布が測定でき、光透過部２４ｂから透過する光を光センサ２１で観測することにより、遮光板２２の回転中心から距離Ｒ２だけ離れた位置で、発光素子５の列方向に略直交する方向の光強度分布が測定できる。以下、順次光透過部の数の異なる位置で発光素子５の列方向に略直交する方向の光強度分布が測定できる。
【００３０】
光透過部間における遮光板２２の回転中心からの距離のずれを図１１に示すように、発光素子５の位置に合わせて設定することにより、発光素子５の列方向に略直交する方向の光強度分布測定を各発行素子５の配置位置において行うことができる。
【００３１】
遮光板２２が１回転し、すべての光透過部２４での測定を終了すると、光センサ２１および遮光板２２を矢印Ａ方向へ所定距離だけ移動し、再び遮光板２２を回転して光強度測定を行う。移動する所定距離は光センサ２１の受光範囲２５の矢印Ａ方向の長さである。しかしながら測定範囲が光センサ２１の受光範囲２５内であれば、光センサ２１および遮光板２２を移動させる必要はない。
【００３２】
以上のように第３の実施の形態によれば、光センサ２１および遮光板２２を移動させることなく光強度分布を測定するので、機械的に安定し、高精度の測定が可能となる。第３の実施の形態による測定は、例えば図９に示す矢印Ｅ方向、即ち、ＬＥＤヘッド３の上面に対して垂直方向に位置をずらして測定する場合に非常に有効である。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、微小な光透過部を有する遮光板を発光素子の列方向に略直交する方向に移動させ、移動の際に光透過部を透過する光を光センサで受光して光強度分布を測定するようにしたので、発光素子の列方向に略直交する方向の光強度分布を測定することが可能になり、拡大光学系を用いることなく、精度の高い光強度分布の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図である。
【図２】第１の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態における光強度の分布図である。
【図５】第１の実施の形態における光強度の分布図である。
【図６】第２の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【図８】第２の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。
【図９】第３の実施の形態の光強度分布測定装置を示す側面図である。
【図１０】第３の実施の形態で使用する遮光板を示す平面図である。
【図１１】第３の実施の形態における光強度分布測定動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１、１１、２１光センサ
２、１２、２２遮光板
３ＬＥＤヘッド
４、１４、２４光透過部
５発光素子

Claims

列状に配置された複数の発光素子から発せられる光の強度分布を測定する光強度分布測定方法において、
前記発光素子から発せられる光が透過する微小な光透過部を有する遮光板を前記発光素子の列方向に略直交する方向に移動させ、
前記光透過部を透過する光を光センサにより受光して前記略直交する方向の光強度分布を測定することを特徴とする光強度分布測定方法。
前記遮光板は前記発光素子の列方向に走査される請求項１記載の光強度分布測定方法。
前記略直交する方向への前記光透過部の移動は該光透過部が形成された円板状の遮光板を回転させることにより行う請求項１記載の光強度分布測定方法。
列状に配置された複数の発光素子から発せられる光の強度分布を測定する光強度分布測定装置において、
前記発光素子から発せられる光が透過する微小な光透過部を有する遮光板と、
前記遮光板を前記発光素子の列方向に略直交する方向に移動させる移動手段と、
前記光透過部を透過する光を受光して前記略直交する方向の光強度分布を測定する光センサとを設けたことを特徴とする光強度分布測定装置。
前記移動手段は、前記遮光板を前記発光素子の列方向に略直交する方向に振動させるものである請求項４記載の光強度分布測定装置。
前記遮光板は複数の光透過部を同心円状に形成した円板状の遮光板であり、
前記移動手段は円板状の遮光板を回転させる請求項４記載の光強度分布測定装置。
前記遮光板は複数の光透過部を回転中心から異なる距離に形成した円板状の遮光板であり、
前記光透過部は前記光センサの受光範囲に１つ配置され、
前記移動手段は前記円板状の遮光板を回転させる請求項４記載の光強度分布測定装置。