JP2005088371A - 発光素子アレイ位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の発光素子を直線状に並べて配置した発光素子アレイ1−1、1−2、1−3を複数個用いる場合に各々の発光素子アレイ1−1、1−2、1−3を所定の位置に調整・配置するようになされ、そして発光素子を選択的に点灯させる発光素子発光手段7と前記発光素子アレイ1−1、1−2、1−3に対向させて配設された発光ビームを検出する光受光素子3−1、3−2、3−3とこの光受光素子3−1、3−2、3−3に入力されたデータを処理する画像処理手段6と全体の制御と共にデータ処理を行うコンピュータ8とを含んでいる発光素子アレイ位置検出装置において、複数の発光素子アレイ1−1、1−2、1−3の相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更する発光素子アレイ位置検出装置。
【選択図】 図1
Description
特許文献1には、発光素子アレイユニット(発光素子アレイ基板)から発した光を書き込み対象物である感光体の帯電面に照射し、そこに潜像を書き込みその潜像を読み取る機構を製品自体に設けた技術が開示されている。
特許文献2は、単体のLEDプリントヘッドアレイ内の複数のLEDが配列のずれを測定する装置を開示しており、複数のLEDヘッドの位置関係を測定するものではない。
ただし、測定範囲を広げ、複数のLEDアレイの発光部分に対応すればそれなりの効果を得られるが、投影スクリーンやXYステージの構成があり、装置が複雑となる。さらに、特許文献1と同様にリアルタイム的作業を得ることはできない。
このような書き込み装置で、例えば、A0サイズのように幅が広い画像を書き込む場合には、その画像の書き込み幅以上の例えば1m程度の長さの発光素子アレイユニットを必要とする。
しかしながら、このように1mもの長さの発光素子アレイユニットを、例えば400dpi(ドットピッチ63.5μm)で作ろうとすると、幅広のLEDチップマウンタやワイヤボンディングマシン等の高価な設備が専用で必要となる。
また、発光素子列に対応して設ける自己収束性ロッドレンズアレイ(セルフォックレンズアレイ:SLA)も、一般的に幅が広くなればなるほど単位長さ当りの価格が高くなってしまうということがあった。
そこで、このような問題を解決するために、従来の書き込み装置には、例えばA3サイズの幅のように比較的短尺に形成した発光素子アレイユニットを、その発光素子アレイ(LEDアレイ)が並んでいる長手方向に複数個並べることにより、全体として長尺の発光素子アレイユニットを構成するようにしたものがある(例えば、特許文献3参照)。
すなわち、400dpiにおけるドットピッチは63.5μmであるが、通常はドットピッチ誤差を5μm程度よりも小さくしないと、画像に縦の黒や白のスジが発生し易い。
しかしながら、上記のように複数個の発光素子アレイユニットを長手方向に並べる場合の各々の発光素子アレイユニットの配置を正確に行う装置に関する公知の技術はこれまで開発されていない。
発光素子アレイユニット(発光素子アレイ基板)から発した光を書き込み対象物である感光体の帯電面に照射し、そこに潜像を書き込み、一般に知られる複写機の現像機構により現像させた出力画像をみて調整しているが、この方法は紙を大量に使用することから、環境負荷が大きいという問題点がある。
また、特許文献1におけるように、発光素子アレイユニット(発光素子アレイ基板)から発した光を書き込み対象物である感光体の帯電面に照射し、そこに潜像を書き込みその潜像を読み取る機構を製品自体に設けたものはある。
製品自体にこれらの機構を持たせることは製品コストを大幅にアップさせる。また、ずれ測定には光量の変化を検出するセンサとスリットとを組み合わせ、潜像を移動させて、移動中の光量変化でずれ量を把握する。
しかしこの方法では測定(スキャン)、調整、再測定、調整を繰り返すこととなり、測定しながら調整を行うリアルタイム的作業とはならないため。トライ&エラーが必要とされる効率の悪いものとなる。
一方、特許文献2の装置は単体のLEDプリントヘッドアレイ内の複数のLEDが配列のずれを測定する装置であり、複数のLEDヘッドの位置関係を測定するものではない。
本発明の目的は、上記の課題を解決するために、測定をしながら複数の発光素子間のドット位置合わせのための測定とドットの深度測定を製品本体と異なる測定装置で行い、測定しながら調整を行うリアルタイム的作業を得る光素子アレイ位置検出装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、リアルタイム的作業のときに作業者に対して効率の良い調整を行うための補助手段を提供して、調整工数の削減、バラツキのない調整作業を補助する光素子アレイ位置検出装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記複数の発光素子アレイの相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更した点灯ビットのズラシ量のデータを記憶する請求項1記載の発光素子アレイ位置検出装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記複数の発光素子アレイの相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更した点灯ビットのズラシ量のデータとして外部へ出力する出力手段を有する請求項1または2記載の発光素子アレイ位置検出装置を特徴とする。
このことよって、機械的調整が減り、調整工数を削減することが可能となる。また、製品に調整機構を有する場合は製品の構造も調整簡略化でき、装置側に調整機構を持たす場合もそれを削除することができる。
これらLEDアレイ1−1〜1−3は詳細を図示しない製品構造体2により連結されている。一般的な複写機などの画像形成装置の感光体ドラム上に潜像を与えるための光源として活用されるユニットである。
LEDアレイ1−1〜1−3および製品構造体2が調整される製品であり、調整のための機構(微動送り、固定)はこの製品側が持っている。図示はしてないが、調整機構を治具に持たせれば、固定手段のみ製品に持たせることも可能である。
本装置は装置のベース部5に調整時に製品を固定するための位置決め機構(図示しない)を有する側板4−1、4−2で製品構造体2の両端部を支持している(構造体2に基準位置がありその基準位置を支持している。構造体2の基準位置は製品(複写機など)にセットするさいの基準位置と同じことが好ましい)。
各々の配置位置とLEDの深度(焦点)位置を調整するにあたり、本装置では3−1〜3−4およびA−1〜A−6がCCDカメラであり(ここでのCCDカメラは2次元状に受光素子を有しているものが好ましい)、図のように配置している。
CCDカメラ3−1〜3−4およびA−1〜A−6のCCD画素配置面は画像形成装置の感光体面と一致(深度距離)しているのが好ましい。本実施の形態ではCCDカメラ3−1〜3−4およびA−1〜A−6にはレンズなどの光学系部材はなく直接CCD素子でLED発光を受光している。もちろん光学系部材を用いてLED発光を受光しても構わない(レンズで拡大して受光するなど)。
場合によっては、LEDの発光量で、CCD受光量が飽和してしまう場合があるが、光学的絞りがない本実施の形態の場合は光量補正に図示しないNDフィルタをCCD画素前に配置し使用する。通常はLEDの駆動機構により光量補正を行う。
この発光素子アレイ位置検出装置は複数の発光素子を直線状に並べて配置した光素子アレイを複数個用いて光学書き込み系を構築する場合の各々の発光素子アレイを所定の位置に検出・配置する。
また、発光素子アレイ位置検出装置はLED発光(駆動)手段7(LEDを選択的に点灯させるLED駆動手段)と前記発光素子アレイ1−1〜1−3に対向させて配設された発光ビームを検出する光受光素子(例えば、CCDカメラ)3−1〜3−4およびA−1〜A−6と光受光素子に入力されたデータを処理する画像処理手段(画像処理装置)6と全体の制御と共にデータ処理を行うコンピュータ8とを有する。
LEDAの基準の発光点として、各LEDAの任意の点(単数または複数)をLED発光(駆動)手段7により発光させる。この場合、各々のLEDAの傾きも調整するので発光点は各LEDAの端部に近い点が好ましい。
したがって、特定のLEDAの発光点がCCD受光素子に照射されるべき画素位置をコンピュータ8に記憶できる。この場合、図2の測定を行わず、LEDAが正しく配置されたマスタのLEDユニットを用い、これを装置にセットし、特定(基準となる)の発光素子を発光させCCDカメラで受光し基準となる画素位置として記憶させてもよい。
さらにCCDカメラ3−2、3−3のビームの位置を検出する光受光素子は複数のLEDAの発光を1つの受光素子内で受光することでLEDユニットの繋ぎ目を測定する。
この場合、複数のLEDAの繋ぎ目に相当するLEDを発光点とするのが好ましい。位置の解っているCCD画素にLEDの基準発光点が入射することで、LED発光点位置が測定可能となる(受光された位置とCCD受光素子の基準画素点のずれが明確になる)。
これによって、繋ぎ目部分のずれの測定、調整が可能となる。位置の検出には発光点が入射するCCD画素より画像処理装置6を用いて受光点の重心位置や、最高光量の画素として求めるのが望ましい。
LEDA1−1〜1−3のピント(深度)状態の確認はCCDカメラA−1〜A−6にて行う。ピントの確認は、例えばビーム径の大きさにより判断する(一般にピントが合うほど径は小さくなる)。
または、ビームのピーク光量で判断(一般にピントが合うほどビームのピーク光量は大きくなる)するのが好ましい。光学調整で一般的なMTFにて行うことも可能である。
各々のLEDA1−1、1−2の光の相対位置がCCD画素位置から演算、認識できる。ここでLEDA1−1、1−2のLED縦列方向(主走査方向)についてはLEDの点灯位置をずらすことで電気的に調整(補正)することとする。
つまり図3に有るように繋ぎ目にギャップ(繋ぎ目ビットのずれ)がある場合に、図4で示すように、その量をLEDの点灯位置をずらすことで調整してしまうのである。
発光素子アレイ(LEDA)1−1、1−2、1−3の繋ぎ目を1つのCCDカメラ3−2または3−3で検出する場合のカメラ配置であるが、LEDA1−1、1−2、1−3の間隔が広がると1つのCCDカメラ3−2または3−3では画素範囲に限界がある。
その場合は図6のようにCCDカメラ3−2または3−3をそれぞれ2つに分け、CCDカメラ3−2−1および3−2−2またはCCDカメラ3−3−1および3−3−2にすることも可能である。この場合、それぞれの2つのCCDカメラの相対位置を予め把握しておけばよい。
このことよって、機械的調整が減り、調整工数を削減することが可能となる。なお、製品に調整機構を有する場合は製品の構造も調整簡略化できる。装置側に調整機構を持たす場合も調整工程を削除することができる。
LEDの点灯位置のズラシ量を装置に記憶することで、ユニット(LEDAが千鳥状に配列されたユニット)1−1、1−2、1−3を製品に搭載したさい、そのデータを製品の点灯制御部へ送り、点灯をずらすことで、製品でのLEDAの位置関係を確保する。
ずれ量のデータを記憶する手段を有することで調整ユニットを別工程で製品に組み込む時に、そのデータを出力し、製品に送ることで、ずれ量の補正が別工程でも可能となる。
ズラシ量のデータを外部へ出力する手段、例えば検査表へ印字する、または、バーコードにして製品にシールとして貼り付けるなどを行い、調整済みユニットを製品に搭載する工程で、データを、例えば製品の操作部より入力する。またはバーコードを読み取ることで製品の点灯位置のデータを変更することが可能となる。
ずれ量のデータを外部へ出力する手段(出力手段)を有することで、別工程で製品に組み込む時に前記の例では装置の記憶部へアクセスする機構が必要であるが、外部へ出力された媒体を利用することで、装置にアクセスする必要は無い。
モニタ9へ出力されるデータは、CCDカメラA−1〜A−6から得られる画像データを演算処理した後の計測データ(たとえば、LEDビーム径やLEDビームの位置)だけでなく、CCDカメラA−1〜A−6からの入力画像を同時に表示する。
1−2 LED(発光素子)アレイ(LEDA)
1−3 LED(発光素子)アレイ(LEDA)
3−1 光受光素子(CCDカメラ)
3−4 光受光素子(CCDカメラ)
A−1 光受光素子(CCDカメラ)
A−6 光受光素子(CCDカメラ)
6 画像処理手段(画像処理装置)
7 発光素子発光手段(LED発光(駆動)手段)
8 コンピュータ
9 モニタ
Claims (3)
- 複数の発光素子を直線状に並べた構成の発光素子アレイを複数個用いる場合に各々の発光素子アレイを所定の位置に調整・配置するようになされ、そして発光素子を選択的に点灯させる発光素子発光手段と、前記発光素子アレイに対向させて配設された発光ビームを検出する光受光素子と、この光受光素子に入力されたデータを処理する画像処理手段と、全体の制御と共にデータ処理を行うコンピュータと、を含んでいる発光素子アレイ位置検出装置において、複数の発光素子アレイの相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更することを特徴とする発光素子アレイ位置検出装置。
- 前記複数の発光素子アレイの相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更した点灯ビットのズラシ量のデータを記憶することを特徴とする請求項1記載の発光素子アレイ位置検出装置。
- 前記複数の発光素子アレイの相対位置関係を検出し、繋ぎ目に相当する発光素子アレイの点灯ビットを位置関係に応じて変更した点灯ビットのズラシ量のデータとして外部へ出力する出力手段を有することを特徴とする請求項1または2記載の発光素子アレイ位置検出装置。
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