JP2007276388A - Focal position detector and detection method of line head, and focal position adjuster and adjusting method of line head - Google Patents

Focal position detector and detection method of line head, and focal position adjuster and adjusting method of line head Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for detecting the focal position of a line head easily and appropriately and adjusting the focal position based on the detection. <P>SOLUTION: In an adjuster 1 for adjusting the focal position of a line head 2, imaging height position of a line sensor camera 3 can be varied by a stage 12, light emission state of the line head 2 is imaged, respectively, from a plurality of positions where the distance B between a reference position A for arranging a photosensitive drum and the line sensor camera 3 is different, and each focal position with reference to the reference position A can be detected based on the relation of the distance B and the pixel area of a predetermined light intensity or above in each image formed through each lens 22 of the line sensor camera 3. Since distribution of focal position of each lens 22 in the line head 2 can be obtained, focal position of the entire line head 2 can be detected easily and appropriately. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ラインヘッドの焦点位置の検出および調整に関する。   The present invention relates to detection and adjustment of a focal position of a line head.

従来、多数の発光素子および多数の結像素子(レンズ)がそれぞれ一列に対向配置されて長尺に構成されたラインヘッドが知られている。このラインヘッドは、例えば、電子写真方式のプリンタにおいて紙送り方向と直交するラインに沿って感光体を一度に露光させるためなどに用いられ、この場合、各発光素子から射出された光束が各レンズで収束されて感光体の表面にそれぞれ結像し、この感光体の露光部分に結合したトナーが紙に転写される。
このようなラインヘッドの構成により、ラインヘッドを組み立てる際には、発光素子とレンズとの間の距離を所定の寸法に精度良く設定する必要がある。また、ラインヘッドを組み立てた後、各レンズの焦点が感光体の表面に位置するように調整する必要があり、この調整の精度がプリント品質に影響する。
2. Description of the Related Art Conventionally, a line head is known in which a large number of light emitting elements and a large number of imaging elements (lenses) are arranged in a row and are configured to be long. This line head is used, for example, in an electrophotographic printer to expose a photoconductor at a time along a line perpendicular to the paper feed direction. In this case, the light flux emitted from each light emitting element is used for each lens. Are converged and imaged on the surface of the photoconductor, and the toner bonded to the exposed portion of the photoconductor is transferred onto the paper.
Due to such a configuration of the line head, when assembling the line head, it is necessary to accurately set the distance between the light emitting element and the lens to a predetermined dimension. Further, after assembling the line head, it is necessary to adjust so that the focal point of each lens is positioned on the surface of the photosensitive member, and the accuracy of this adjustment affects the print quality.

ここで、ラインヘッドの焦点位置の調整方法がいくつか知られている(特許文献1、特許文献2)。特許文献1では、LEDヘッドを上下する機構によってLEDヘッドの高さを変えながら、感光体が配置される側に3つ配置したCCDカメラにより、LEDヘッドの発光状態を撮像する。そして、撮像画像をモニターで目視、確認しながら、LEDヘッドの焦点位置を調整する。なお、LEDヘッドの高さ調整機構は、感光体からラインヘッドを所定寸法離間させるガイドローラと、ラインヘッドの両端に設けられてラインヘッドと感光体との間の距離を調整する調整ネジと、ガイドローラの両端を保持するとともに調整ネジを締めることで弾性変形するリンクブロックとを備え、ガイドローラの両端には、LEDヘッドの昇降を案内する位置決めピンがそれぞれ設けられている。   Here, several methods for adjusting the focal position of the line head are known (Patent Document 1 and Patent Document 2). In Patent Document 1, the light emission state of the LED head is imaged by three CCD cameras arranged on the side where the photoconductor is arranged while changing the height of the LED head by a mechanism for moving the LED head up and down. Then, the focal position of the LED head is adjusted while visually checking the captured image on the monitor. The LED head height adjusting mechanism includes a guide roller that separates the line head from the photosensitive member by a predetermined dimension, an adjustment screw that is provided at both ends of the line head and adjusts the distance between the line head and the photosensitive member, A link block that holds both ends of the guide roller and elastically deforms by tightening an adjustment screw is provided, and positioning pins for guiding the raising and lowering of the LED head are provided at both ends of the guide roller.

一方、特許文献2では、LED素子が取付けられる放熱板に正確な突出高さとなるように位置決めピンを突設しておき、レンズを吸着して一定高さに保持した状態で、リニアモータなどによって位置決めピンの先端を基端側に押圧する。これにより、位置決めピンの高さを基準としたLED素子とレンズとの相対距離の調整が行われ、この調整後に接着剤を使用してレンズとLED素子とを組み付けることで、LEDヘッドの組み立て精度を向上させている。   On the other hand, in Patent Document 2, a positioning pin is provided so as to have an accurate protruding height on a heat sink to which an LED element is mounted, and a lens is adsorbed and held at a constant height by a linear motor or the like. Press the distal end of the positioning pin toward the proximal end. As a result, the relative distance between the LED element and the lens is adjusted based on the height of the positioning pin. After this adjustment, the lens and the LED element are assembled using an adhesive, thereby assembling accuracy of the LED head. Has improved.

特開平2−52762号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-52762 特開平8−20133号公報JP-A-8-20133

しかしながら、特許文献1における調整方法は、単に、モニター画面を目視しながら、LEDヘッドの高さを上下いずれかの方向に適宜動かし、発光状態が良好となる位置を探るものに過ぎない。すなわち、適正な焦点位置が把握されないので、LEDヘッドを上下いずれの向きに移動させるべきかは不明であり、調整作業は試行錯誤となるため手間が掛かっていた。また、調整後も、適切に調整されたか否かを正確に判別することが難しかった。   However, the adjustment method in Patent Document 1 is merely to search for a position where the light emission state is good by appropriately moving the height of the LED head in either the vertical direction while viewing the monitor screen. That is, since an appropriate focal position cannot be grasped, it is unclear whether the LED head should be moved in the vertical direction, and adjustment work is time-consuming because it requires trial and error. Further, even after adjustment, it has been difficult to accurately determine whether or not the adjustment has been properly made.

一方、特許文献2における調整方法では、LEDヘッドの組み立て精度を向上させているものの、接着剤の硬化による影響も考えられ、印字品質の向上のためには、LEDヘッドの組み立て後における調整が欠かせない。すなわち、高品質の印字性能を実現するためには、結局、LEDヘッドの焦点位置を感光体の表面に位置付ける調整が必要であり、そのためには、LEDヘッドの焦点位置を適切に検出する必要があった。   On the other hand, in the adjustment method in Patent Document 2, although the assembly accuracy of the LED head is improved, the influence of the curing of the adhesive is also considered, and adjustment after the assembly of the LED head is necessary for improving the print quality. I wo n’t. In other words, in order to achieve high-quality printing performance, it is necessary to adjust the focal position of the LED head on the surface of the photoreceptor, and for that purpose, it is necessary to appropriately detect the focal position of the LED head. there were.

以上のような問題に鑑みて、本発明は、ラインヘッドの焦点位置を容易にかつ適切に検出でき、この焦点位置の検出に基く焦点位置の調整を実現することを目的とする。   In view of the problems as described above, an object of the present invention is to easily and appropriately detect the focal position of a line head and to realize adjustment of the focal position based on the detection of the focal position.

本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置は、直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出装置であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置され、前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段と、
前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出手段とを備えることを特徴とする。
The focal position detection device for a line head according to the present invention includes a plurality of light emitting elements arranged on a straight line, and a plurality of imaging elements arranged on the line so as to face the light emitting elements. A detection device for detecting a focal position by the imaging element of a light beam emitted from the light emitting element in a long line head,
It is arranged so as to be orthogonal to the optical axis of each imaging element and is exposed to the image by the imaging element, and is opposed to the line head, and at least the plurality of imaging elements Imaging means for imaging the images formed by the imaging elements disposed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the line head;
A distance variable means for changing a distance between the linear reference position along the surface of the exposure body on the line head side and the imaging means along the optical axis of the imaging element;
In each captured image captured by the imaging unit from a plurality of positions having different distances, for each image formed by the same imaging element among the plurality of imaging elements, the pixel information of the imaging and the distance And a focus position detecting means for detecting the focus position with respect to the reference position based on the relationship.

また、本発明のラインヘッドの焦点位置の調整装置は、前述の検出装置と、前記焦点位置検出手段により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの長手方向における両端部をそれぞれ、前記結像素子の光軸に沿って移動可能とする焦点位置調整手段とを備え、前記焦点位置調整手段は、前記ラインヘッドの一方の端部に設けられる第1移動手段と、前記ラインヘッドの他方の端部に設けられる第2移動手段とを有することを特徴とする。   The line head focal position adjusting apparatus according to the present invention includes the above-described detection apparatus, the focal position with respect to the reference position for each imaging element detected by the focal position detection means, and the imaging elements. And a focal position adjusting means for enabling movement of both ends in the longitudinal direction of the line head along the optical axis of the imaging element based on the respective positions of the line head. The adjusting means includes first moving means provided at one end of the line head and second moving means provided at the other end of the line head.

さらに、本発明のラインヘッドの焦点位置の検出方法は、直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出方法であって、前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置される撮像手段と、前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段とを用いて、前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段により前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像工程と、前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出工程とを備えることを特徴とする。   Furthermore, the focus position detection method of the line head according to the present invention includes a plurality of light emitting elements arranged on a straight line and a plurality of image forming elements arranged on the line so as to face each of these light emitting elements. A detection method for detecting a focal position of the light beam emitted from the light emitting element by the imaging element in a long line head, which is arranged so as to be orthogonal to the optical axis of each imaging element. And an imaging means arranged to face the line head on the exposure body side exposed by imaging by the imaging element, a linear reference position along the surface of the exposure body on the line head side, and the Using at least a front of the plurality of imaging elements by the imaging unit from a plurality of positions where the distances are different from each other using a distance variable unit that changes the distance to the imaging unit along the optical axis of the imaging element. In the imaging step of imaging each of the images formed by the imaging elements arranged in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the line head, and in each captured image captured by the imaging means, the same connection among the plurality of imaging elements. A focus position detecting step of detecting the focus position with respect to the reference position based on the relationship between the pixel information of the image formation and the distance for each image formation by the image element.

そして、本発明のラインヘッドの焦点位置の調整方法は、前述の検出方法と、前記焦点位置検出工程により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの姿勢を変更可能な焦点位置調整工程とを備えることを特徴とする。   The method for adjusting the focal position of the line head according to the present invention includes the above-described detection method, the focal position with respect to the reference position for each imaging element detected by the focal position detection step, and the imaging elements. And a focus position adjusting step capable of changing the posture of the line head based on the respective positions in the line head.

ここで、以上のようなラインヘッドの焦点位置の検出および調整は、ラインヘッドの各発光素子から射出され各結像素子を介した光束を例えばプリンタの感光ドラムなどの露光体の表面で結像させるために行われる。   Here, the detection and adjustment of the focal position of the line head as described above is performed by forming an image of a light beam emitted from each light emitting element of the line head and passing through each imaging element on the surface of an exposure body such as a photosensitive drum of a printer. Done to make.

これらの発明によれば、距離可変手段により、露光体が配置される基準位置と撮像手段との距離が可変とされており、撮像手段により、基準位置との距離が異なる複数の位置からそれぞれ、ラインヘッドが有する複数の結像素子中、少なくともラインヘッドの両端近傍に配置された結像素子により収束された光束による結像が撮像手段により撮像される。この際得られた複数の撮像画像において、焦点位置検出手段および工程により、ラインヘッドの各結像素子中、同じ結像素子によるものと判断される同素子結像に関し、当該結像における画素情報と、撮像手段および基準位置間の距離との関係に基いて、基準位置に対する焦点位置を検出できる。これにより、ラインヘッドにおける各結像素子の焦点位置の分布が得られるから、ラインヘッド全体における焦点位置を容易かつ適切に検出できる。   According to these inventions, the distance between the reference position where the exposure object is disposed and the imaging means is variable by the distance variable means, and the imaging means respectively changes the distance from the reference position to a plurality of different positions. Of the plurality of imaging elements included in the line head, imaging by a light beam converged by at least the imaging elements arranged in the vicinity of both ends of the line head is imaged by the imaging means. In a plurality of captured images obtained at this time, pixel information in the image formation relating to the same element image formation determined to be due to the same image formation element in each image formation element of the line head by the focal position detection means and process And the focal position relative to the reference position can be detected based on the relationship between the imaging means and the distance between the reference position. Thereby, since the distribution of the focal position of each imaging element in the line head is obtained, the focal position in the entire line head can be detected easily and appropriately.

また、このように検出された焦点位置の分布、すなわち、各結像素子ごとの基準位置に対する焦点位置と、当該各結像のラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、ラインヘッドの姿勢を補正すべき方向が容易に把握されるので、焦点位置調整手段および工程により、第1移動手段および第2移動手段などを用いてラインヘッド全体の焦点位置を容易にかつ適切に調整することができる。
以上のようにラインヘッドの焦点位置の調整が行われることにより、ラインヘッド全体における光強度の均一化に寄与できるので、ラインヘッドが組み込まれるプリンタ製品などにおける印字性能向上に貢献できる。
なお、距離可変手段により、撮像手段と基準位置との距離を段階的に、より小さい幅で変化させ、撮像回数を増やすことにより、焦点位置の検出に関する分解能を高くすることができる。
Further, the posture of the line head is corrected based on the distribution of the focal position thus detected, that is, the focal position with respect to the reference position for each imaging element and the respective positions in the line head of each imaging. Since the direction to be performed is easily grasped, the focal position of the entire line head can be easily and appropriately adjusted by the focal position adjusting means and the process using the first moving means and the second moving means.
By adjusting the focal position of the line head as described above, it is possible to contribute to uniform light intensity in the entire line head, and thus it is possible to contribute to improvement in printing performance in a printer product or the like in which the line head is incorporated.
In addition, the distance variable means can change the distance between the image pickup means and the reference position stepwise with a smaller width, and increase the number of times of image pickup, thereby increasing the resolution related to the detection of the focal position.

ここで、撮像手段による撮像画像には、ラインヘッドの結像素子のうち、少なくとも両端近傍に配置された結像素子による結像が含まれていればよいが、ラインヘッドの全部の結像素子によるそれぞれの結像が撮像されることが好ましい。この場合、各結像素子の焦点位置の基準位置に対するズレをラインヘッドの全体に亘って把握できるから、第1移動手段および第2移動手段によりラインヘッドを移動させる方向などをより適切に決めることが可能となる。   Here, the image picked up by the image pickup means only needs to include an image formed by image forming elements arranged at least near both ends among the image forming elements of the line head. It is preferable that each image formed by is imaged. In this case, since the shift of the focal position of each imaging element with respect to the reference position can be grasped over the entire line head, the direction in which the line head is moved by the first moving means and the second moving means can be determined more appropriately. Is possible.

また、ラインヘッドの両端にそれぞれ配置される第1移動手段および第2移動手段に加えて、同じくラインヘッドを結像素子の光軸に沿って移動可能な第3、第4の移動手段などをラインヘッド両端の間の区間に適宜設けることも検討できる。これにより、ラインヘッドの長手方向に並んだ各結像素子において、各結像素子の焦点位置と基準位置との相対距離が単調増加または単調減少ではなく、増減しているような場合にも良好に対応できる。すなわち、第1〜第4移動手段によってラインヘッドの姿勢をそれぞれ適切な方向に変更することにより、焦点位置のより精度の高い調整が可能となる。   Further, in addition to the first moving means and the second moving means respectively disposed at both ends of the line head, third and fourth moving means that can move the line head along the optical axis of the imaging element are also provided. It can also be considered to appropriately provide a section between both ends of the line head. As a result, in each imaging element aligned in the longitudinal direction of the line head, the relative distance between the focal position of each imaging element and the reference position is not monotonously increasing or decreasing monotonously, but is good even when it is increasing or decreasing. It can correspond to. In other words, the focus position can be adjusted with higher accuracy by changing the posture of the line head in an appropriate direction by the first to fourth moving means.

本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置では、前記撮像手段は、直線状のライン上に並ぶ複数の光センサー素子を有するラインセンサーカメラとされ、前記ラインセンサーカメラは、前記光センサー素子が前記ラインヘッドの長手方向に沿って並ぶように配置されることが好ましい。
この発明によれば、ラインセンサーカメラを用いることにより、ラインヘッドの多数の結像素子による結像を容易かつ高速に撮像可能であるから、多くの結像素子の焦点位置の分布に基いて、ラインヘッド全体の焦点位置の調整をより適切に行うことができる。
In the detection device for the focal position of the line head according to the present invention, the imaging means is a line sensor camera having a plurality of photosensor elements arranged on a straight line, and the line sensor camera includes the photosensor element as the photosensor element. It is preferable that they are arranged along the longitudinal direction of the line head.
According to the present invention, by using the line sensor camera, it is possible to easily and rapidly image an image by a large number of imaging elements of the line head. Therefore, based on the distribution of focal positions of many imaging elements, The focus position of the entire line head can be adjusted more appropriately.

本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置では、前記焦点位置検出手段は、前記結像に含まれる所定閾値以上の光強度を有する画素の面積に基いて前記焦点位置を検出することが好ましい。
この発明によれば、複数の撮像画像中、ラインヘッドの同じ結像素子による結像である同素子結像同士の比較において、当該結像に含まれる所定の光強度以上である画素の面積と、基準位置および撮像手段の間の距離との関係により、焦点位置を定量的により適切に検出することができる。なお、結像に含まれる所定の光強度以上の画素の面積が小さいほど、光束が結像素子により十分に収束されており、合焦状態に近いものと推測できる。
なお、「光強度」とは、感光面に入射する光の照度、すなわち単位面積当たりの入射光束で表わされる。
In the focal position detection device for a line head according to the present invention, it is preferable that the focal position detection means detects the focal position based on an area of a pixel having a light intensity equal to or higher than a predetermined threshold included in the imaging.
According to the present invention, in a plurality of captured images, in the comparison between the same element images formed by the same image forming element of the line head, the area of the pixel that is equal to or higher than the predetermined light intensity included in the image formation The focal position can be detected more appropriately quantitatively based on the relationship between the reference position and the distance between the imaging means. In addition, it can be estimated that the smaller the area of the pixels having a predetermined light intensity or more included in the image formation, the more the light beam is converged by the image formation element, which is closer to the focused state.
The “light intensity” is represented by the illuminance of light incident on the photosensitive surface, that is, the incident light flux per unit area.

本発明のラインヘッドの焦点位置の調整装置では、前記第1移動手段および前記第2移動手段には、前記ラインヘッドの移動量を測定する移動量測定手段がそれぞれ設けられていることが好ましい。
ここで、第1移動手段および第2移動手段は、例えば、ラインヘッドが組み付けられる部材のネジ孔に螺合可能なピンとして構成される。また、移動量測定手段としては、例えばマイクロメータを使用できる。
この発明によれば、移動量測定手段を備えることにより、第1移動手段および第2移動手段によるラインヘッドの移動量と、ラインヘッドの焦点位置との関係が定量的に求められるので、焦点位置を調整する際、第1、第2移動手段によるラインヘッドの移動量を正確に制御できる。すなわち、ラインヘッドの移動方向と、移動量とが把握されるので、これに基き、ラインヘッドの焦点位置をより一層適切に調整できるとともに、焦点調整の作業効率も向上させることができる。
In the line head focal position adjusting apparatus of the present invention, it is preferable that the first moving means and the second moving means are each provided with a moving amount measuring means for measuring the moving amount of the line head.
Here, the first moving means and the second moving means are configured as pins that can be screwed into screw holes of a member to which the line head is assembled, for example. Further, as the movement amount measuring means, for example, a micrometer can be used.
According to the present invention, since the movement amount measuring unit is provided, the relationship between the movement amount of the line head by the first movement unit and the second movement unit and the focal position of the line head can be obtained quantitatively. When the adjustment is performed, the amount of movement of the line head by the first and second moving means can be accurately controlled. That is, since the movement direction and the movement amount of the line head are grasped, the focal position of the line head can be adjusted more appropriately based on this, and the work efficiency of the focus adjustment can be improved.

なお、前述した焦点位置検出手段は、ハードウェアで実現することもできるが、ソフトウェアプログラムを用いて実現することもできる。
そのプログラムでは、前記検出装置または調整装置に組み込まれたコンピュータを、前記焦点位置検出手段として機能させればよい。
このように構成すれば、前述の検出装置または調整装置と同様の作用効果を享受することができる。
ここで、前記プログラムは、コンピュータに組み込んでもよいし、当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して組み込んでもよい。
このようなプログラムを既存の画像表示装置などに組み込むことにより、ラインヘッドの焦点位置の検出機能を低コストかつ容易に実現できる。
Note that the above-described focus position detection means can be realized by hardware, but can also be realized by using a software program.
In the program, a computer incorporated in the detection device or the adjustment device may function as the focus position detection means.
If comprised in this way, the effect similar to the above-mentioned detection apparatus or adjustment apparatus can be enjoyed.
Here, the program may be incorporated in a computer, or may be incorporated via a computer-readable storage medium storing the program.
By incorporating such a program into an existing image display device or the like, the function of detecting the focal position of the line head can be easily realized at low cost.

〔第1実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[1.ラインヘッドの焦点位置調整装置の構成]
図1は、本実施形態において、ラインヘッドの焦点位置を調整する調整装置1の構成外略図である。調整装置1は、プリンタのフレーム100に組み付けられた状態のラインヘッド2を載置するステージ11と、このステージ11の上方に設けられるステージ12と、ステージ12に設けられてラインヘッド2の発光状態を撮像する撮像手段としてのラインセンサーカメラ3と、ラインセンサーカメラ3で撮像した撮像画像を処理する画像処理装置4とを備えており、ラインヘッド2の焦点位置を検出する機能を具備し、この検出に基いてラインヘッド2の焦点位置を調整するものとなっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Configuration of focus adjustment device for line head]
FIG. 1 is a schematic external view of a configuration of an adjusting device 1 that adjusts the focal position of a line head in the present embodiment. The adjustment device 1 includes a stage 11 on which the line head 2 in a state assembled to the frame 100 of the printer is mounted, a stage 12 provided above the stage 11, and a light emission state of the line head 2 provided on the stage 12. A line sensor camera 3 as an image pickup means for picking up an image, and an image processing device 4 for processing a picked-up image picked up by the line sensor camera 3, and has a function of detecting the focal position of the line head 2. Based on the detection, the focal position of the line head 2 is adjusted.

ステージ11は、図1中、X方向に沿って左右に移動可能に構成されている。
また、ステージ12は、Z方向に沿って上下に移動可能に構成され、ラインセンサーカメラ3の高さを変化させる距離可変手段とされている。
The stage 11 is configured to be movable left and right along the X direction in FIG.
Further, the stage 12 is configured to be movable up and down along the Z direction, and is a distance variable means for changing the height of the line sensor camera 3.

ラインセンサーカメラ3は、詳しい図示を省略するが、光センサー素子としてのCCDセンサー素子31と、ステージ11に向けられるレンズ32と、ドライバ等の回路基板(図示せず)とを有して構成され、ステージ12の駆動により、ラインヘッド2の発光状態を異なる高さから撮像する。CCDセンサー素子31は、1列に並ぶ多数のフォトダイオードと、各フォトダイオードから転送される電荷を画像パルス信号として画像処理装置4に出力するCCD(charge-coupled device)シフトレジスタとを有する。なお、各フォトダイオードは、並列転送パルス(スキャン信号)の入力により、CCDシフトレジスタに電荷を一括転送する。   Although not shown in detail, the line sensor camera 3 includes a CCD sensor element 31 as an optical sensor element, a lens 32 directed to the stage 11, and a circuit board (not shown) such as a driver. The light emission state of the line head 2 is imaged from different heights by driving the stage 12. The CCD sensor element 31 includes a large number of photodiodes arranged in a row and a CCD (charge-coupled device) shift register that outputs charges transferred from the photodiodes as image pulse signals to the image processing device 4. Each photodiode transfers charges to the CCD shift register at a time by inputting a parallel transfer pulse (scan signal).

ラインヘッド2は、多数の発光素子21および、結像素子としての多数のレンズ22がそれぞれ1列に並んだ構成となっている。本実施形態では、発光素子21およびレンズ22の数はそれぞれ5000個あり、つまり画素数は5000である。
なお、本実施形態では、発光素子21としての液晶シャッタが1次元配列され、光源に蛍光灯、結像素子に収束型ファイバーレンズアレイがそれぞれ設けられてユニット化されているが、このほか、発光素子21として、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(electro-luminescence)、蛍光体、プラズマなどを含む任意の構成も使用できる。
The line head 2 has a configuration in which a large number of light emitting elements 21 and a large number of lenses 22 as imaging elements are arranged in a line. In the present embodiment, the number of light emitting elements 21 and lenses 22 is 5000, that is, the number of pixels is 5000.
In the present embodiment, the liquid crystal shutters as the light emitting elements 21 are one-dimensionally arranged, and a fluorescent lamp is provided as a light source and a converging fiber lens array is provided as an imaging element. As the element 21, an arbitrary configuration including an LED (Light Emitting Diode), an organic EL (electro-luminescence), a phosphor, a plasma, and the like can be used.

各発光素子21と各レンズ22とは、互いに対向配置されて平行のラインを為し、各発光素子21から射出された光束はそれぞれ各レンズ22により収束され、結像する。本実施形態では、発光素子21およびレンズ22が設けられたラインヘッド2の発光領域20がラインセンサーカメラ3の視野よりも大きいため、ラインヘッド2の発光状態をラインセンサーカメラ3で撮像する際には、ステージ11を駆動し、ラインヘッド2による発光領域20全体が複数回に亘って撮像される。   Each light emitting element 21 and each lens 22 are arranged opposite to each other to form parallel lines, and the light beams emitted from each light emitting element 21 are converged by each lens 22 to form an image. In this embodiment, since the light emitting area 20 of the line head 2 provided with the light emitting element 21 and the lens 22 is larger than the field of view of the line sensor camera 3, when the line sensor camera 3 captures the light emission state of the line head 2. The stage 11 is driven, and the entire light emitting region 20 by the line head 2 is imaged a plurality of times.

プリンタのフレーム100は、ラインヘッド2のレンズ22が上向きで、かつラインヘッド2の長手方向がX方向に沿う向きとなるように、ステージ11に載置される。これにより、ラインヘッド2のレンズ22の光軸がZ方向に沿う。
ここで、フレーム100には、調整装置1による調整後、X方向に沿ったラインである基準位置Aに合わせて、露光体としての感光ドラム(図示せず)が組み込まれる。つまり、感光ドラムの軸方向に沿ったラインヘッド2側の側面が、基準位置Aに沿う。
The frame 100 of the printer is placed on the stage 11 so that the lens 22 of the line head 2 faces upward and the longitudinal direction of the line head 2 is oriented along the X direction. Thereby, the optical axis of the lens 22 of the line head 2 is along the Z direction.
Here, after the adjustment by the adjustment device 1, a photosensitive drum (not shown) as an exposure body is incorporated in the frame 100 in accordance with a reference position A that is a line along the X direction. That is, the side surface on the line head 2 side along the axial direction of the photosensitive drum is along the reference position A.

フレーム100には、ラインヘッド2の長手方向における両端をそれぞれZ方向に沿って上下に移動させる第1移動手段および第2移動手段としてのピン101,102がそれぞれ設けられている。ピン101,102の外周には、図示しない雄ネジ部が形成され、この雄ネジ部は、フレーム100に形成された雌ネジ部103,104に螺合される。
また、これらのピン101,102には、基準位置Aに対する移動量を測定するマイクロメータ101A,102Aがそれぞれ設けられており、これらのマイクロメータ101A,102Aは画像処理装置4にそれぞれ接続されている。
The frame 100 is provided with pins 101 and 102 as first moving means and second moving means for moving up and down both ends in the longitudinal direction of the line head 2 along the Z direction. A male screw portion (not shown) is formed on the outer periphery of the pins 101 and 102, and the male screw portion is screwed into female screw portions 103 and 104 formed on the frame 100.
The pins 101 and 102 are provided with micrometers 101A and 102A for measuring the amount of movement with respect to the reference position A, and these micrometers 101A and 102A are connected to the image processing apparatus 4, respectively. .

図2は、画像処理装置4の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置4は、ラインセンサーカメラ3(図1)により、高さが異なる位置から撮像された複数の撮像画像において同じレンズ22による結像であると評価される同素子結像ごとに、基準位置Aに対する高さと光強度との関係を得る同素子結像分析手段41と、この同素子結像分析手段41により得られた情報に基き、同素子結像ごとに焦点位置をそれぞれ検出する同素子結像焦点位置検出手段42と、すべての同素子結像の焦点位置の基準位置Aに対する分布を得る焦点位置分布取得手段43と、この焦点位置分布取得手段43の結果を基に、ピン101,102の移動量および移動方向を制御する焦点位置調整手段44とを備えている。これらの手段41〜44は、画像処理装置4が実装するCPUなどの制御手段40にそれぞれ読み込まれて実行される。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the image processing apparatus 4. The image processing device 4 uses the line sensor camera 3 (FIG. 1) for each element image formation that is evaluated to be image formation by the same lens 22 in a plurality of captured images captured from positions with different heights. The same element imaging analysis means 41 for obtaining the relationship between the height and the light intensity with respect to the position A, and the same position for detecting the focal position for each of the same element imaging based on the information obtained by the same element imaging analysis means 41. Based on the results of the focus position distribution acquisition means 43, the focus position distribution acquisition means 43 that obtains the distribution of the focus positions of all the same element image formation with respect to the reference position A, and the pin 101 , 102 and a focal position adjusting means 44 for controlling the moving amount and moving direction. These means 41 to 44 are respectively read and executed by a control means 40 such as a CPU mounted on the image processing apparatus 4.

[2.ラインヘッドの焦点位置の調整手順]
以上説明した調整装置1により、ラインヘッド2の焦点位置を調整する手順について、図3のフローを参照して説明する。すでに調整装置1では、ワークであるラインヘッド2がプリンタのフレーム100に組み付けられており、以下の手順では、ラインヘッド2の各レンズ22の結像に係る焦点位置の基準位置Aに対するズレ量を得て、ラインヘッド2の焦点位置についての調整を行う。
[2. Procedure for adjusting the focus position of the line head]
A procedure for adjusting the focal position of the line head 2 by the adjusting device 1 described above will be described with reference to the flow of FIG. In the adjusting device 1, the line head 2 as a workpiece has already been assembled to the printer frame 100. In the following procedure, the shift amount of the focal position related to the image formation of each lens 22 of the line head 2 with respect to the reference position A is determined. Thus, the focus position of the line head 2 is adjusted.

[2−1.撮像工程]
まず、撮像工程P1では、ステージ11を何回か駆動して、ラインセンサーカメラ3でラインヘッド2の発光領域20全体を撮像し、その撮像画像を画像処理装置4に取り込む。このようなラインヘッド2の発光領域20全体の撮像を、ステージ12を駆動してラインセンサーカメラ3の高さを変えることにより、ラインセンサーカメラ3と基準位置Aとの距離B(図1)が異なる状態において繰り返す。ここでは、ラインセンサーカメラ3と基準位置Aとの間が所定の距離である状態を「0」として、この「0」状態から上方向(高さ+)および下方向(高さ−)にそれぞれラインセンサーカメラ3を移動させて撮像を行う。
[2-1. Imaging process]
First, in the imaging process P <b> 1, the stage 11 is driven several times, the entire light emitting area 20 of the line head 2 is imaged by the line sensor camera 3, and the captured image is taken into the image processing device 4. By imaging the entire light emitting region 20 of the line head 2 and driving the stage 12 to change the height of the line sensor camera 3, a distance B (FIG. 1) between the line sensor camera 3 and the reference position A is obtained. Repeat in different states. Here, a state where the predetermined distance between the line sensor camera 3 and the reference position A is “0”, and from this “0” state, upward (height +) and downward (height −), respectively. The line sensor camera 3 is moved to take an image.

図4に、この撮像工程P1により、画像処理装置4に取り込まれた撮像画像の一例を示す。この撮像画像M1には、ラインヘッド2の各レンズ22による結像(ドット)が5000個含まれている。同じレンズ22による結像のIDをd1〜d5000で示した。この撮像画像M1のような画像がラインセンサーカメラ3の高さごとに、本実施形態では、前述の「0」位置を中心値として−100μm、−50μm、0μm、50μm、100μmの各高さで取得されているが、撮像画像M1以外の撮像画像M2〜M5については、具体的な図示を省略する。   FIG. 4 shows an example of a captured image taken into the image processing device 4 by the imaging process P1. The captured image M1 includes 5000 images (dots) formed by the lenses 22 of the line head 2. IDs of images formed by the same lens 22 are indicated by d1 to d5000. In this embodiment, an image such as the picked-up image M1 has a height of −100 μm, −50 μm, 0 μm, 50 μm, and 100 μm with the above-mentioned “0” position as the center value for each height of the line sensor camera 3. Although acquired, specific illustrations of the captured images M2 to M5 other than the captured image M1 are omitted.

[2−2.同素子結像焦点位置検出工程]
次に、焦点位置検出工程P2では、撮像工程P1で得られた各撮像画像を用いて、画像処理装置4の同素子結像分析手段41により、同じレンズ22による結像である同じIDの結像(同素子結像)ごとに、距離Bと光強度との関係を得る。
図5では、撮像画像M1〜M5において、IDがd5000(図4)で同じである同素子結像のみが抽出され、それぞれ模式的に示されている。このIDがd5000である結像を含む画像m1〜m5それぞれについて、同素子結像分析手段41により、所定閾値以上の光強度を有する画素の面積を積算(カウント)する。図6に、その結果得られた面積と、距離Bとの関係を近似曲線として示した。
[2-2. Same element imaging focus position detection process]
Next, in the focal position detection process P2, the same element image forming means 41 of the image processing apparatus 4 is used to form the same ID, which is an image formed by the same lens 22, using each captured image obtained in the imaging process P1. The relationship between the distance B and the light intensity is obtained for each image (same element imaging).
In FIG. 5, in the captured images M <b> 1 to M <b> 5, only the same element imaging with the same ID of d5000 (FIG. 4) is extracted and schematically illustrated. For each of the images m1 to m5 including the image with the ID of d5000, the element image analysis unit 41 integrates (counts) the areas of the pixels having the light intensity equal to or greater than a predetermined threshold. FIG. 6 shows the relationship between the obtained area and the distance B as an approximate curve.

続いて、同素子結像焦点位置検出手段42により、図6のような面積と距離Bとの関係に基いて、d5000の結像に関する焦点位置を検出する。図6において、所定の光強度である画素面積は+10μmの高さで略最小であり、このときに合焦状態にあると推測されるため、同素子結像焦点位置検出手段42により、この10μmがd5000の結像に関する焦点位置として検出される。   Subsequently, the focus position related to the imaging of d5000 is detected by the element imaging focus position detecting means 42 based on the relationship between the area and the distance B as shown in FIG. In FIG. 6, the pixel area having a predetermined light intensity is substantially minimum at a height of +10 μm, and is assumed to be in focus at this time. Is detected as the focal position for the imaging of d5000.

このような同素子結像分析手段41および同素子結像焦点位置検出手段42による手順は、図4に示したd1〜d5000の結像のすべてについて行い、各結像における焦点位置をそれぞれ検出する。これに基き、焦点位置分布取得手段43により、d1〜d5000の結像に関する各焦点位置の分布を取得し、そのデータを図7に示した。この図7から、結像d1側では焦点位置が基準位置Aよりも低く、逆に、結像d5000側では焦点位置が基準位置Aよりも高いことがわかる。
なお、これらd1〜d5000の結像に係る焦点位置は、撮像画像における光強度に基いて推測されたものであるため、この図7における分布は、ラインヘッド2の各発光素子21それぞれの発光強度のばらつきの評価にも使用できる。
The procedure by the same element imaging analysis means 41 and the same element imaging focus position detection means 42 is performed for all the imaging of d1 to d5000 shown in FIG. 4, and the focus position in each imaging is detected. . Based on this, the focal position distribution acquisition means 43 acquires the distribution of the focal positions regarding the imaging of d1 to d5000, and the data is shown in FIG. 7 that the focal position is lower than the reference position A on the imaging d1 side, and conversely, the focal position is higher than the reference position A on the imaging d5000 side.
Since the focal positions related to the imaging of d1 to d5000 are estimated based on the light intensity in the captured image, the distribution in FIG. 7 shows the light emission intensity of each light emitting element 21 of the line head 2. It can also be used to evaluate variations in

[2−3.焦点位置調整工程]
上記の焦点位置検出工程P2の結果に基いて、焦点位置調整工程P3では、ラインヘッド2全体の焦点位置の調整を行う。
焦点位置調整工程P3では、焦点位置検出工程P2で検出された各結像d1〜d5000の各焦点位置を基に、焦点位置調整手段44により、フレーム100に設けられたピン101,102の移動量および移動方向を決める。すなわち、ピン101の上下により、結像d1側の焦点位置の高さが調整され、ピン102の上下により、結像d5000側の焦点位置の高さが調整される。図7の例では、ピン101の高さを上げるとともに、ピン102の高さを下げて、ラインヘッド2の姿勢を変更する。もし図7とは異なり、結像d1の焦点位置が基準位置Aよりも高く、結像d5000の焦点位置が基準位置Aよりも低い場合は勿論、ピン101の高さを下げるとともに、ピン102の高さを上げる。この際のピン101,102の移動量は、ラインヘッド2の両端側における各結像の焦点位置の基準位置Aに対するズレ量で決まる、これらのピン101,102の移動量は、マイクロメータ101A,102Aによる測定を通じて焦点位置調整手段44において制御される。
[2-3. Focus position adjustment process]
Based on the result of the focus position detection process P2, the focus position adjustment process P3 adjusts the focus position of the entire line head 2.
In the focal position adjustment step P3, the amount of movement of the pins 101 and 102 provided on the frame 100 by the focal position adjustment means 44 based on the focal positions of the respective imagings d1 to d5000 detected in the focal position detection step P2. Determine the direction of movement. In other words, the height of the focal position on the imaging d1 side is adjusted by the vertical movement of the pin 101, and the height of the focal position on the imaging d5000 side is adjusted by the vertical movement of the pin 102. In the example of FIG. 7, the height of the pin 101 is raised and the height of the pin 102 is lowered to change the posture of the line head 2. If the focal position of the imaged d1 is higher than the reference position A and the focal position of the imaged d5000 is lower than the reference position A, unlike the case of FIG. Increase the height. The amount of movement of the pins 101 and 102 at this time is determined by the amount of deviation from the reference position A of the focal position of each image formation on both ends of the line head 2. The amount of movement of these pins 101 and 102 is the micrometer 101A, It is controlled by the focal position adjusting means 44 through the measurement by 102A.

[2−4.調整確認工程]
最後に、調整確認工程P4において、再度、撮像工程P1および焦点位置検出工程P2と同様の処理を実施することにより、ラインヘッド2の発光領域20全体を再度撮像し、所定の許容範囲R1〜R2(図7)に各結像d1〜d5000の焦点位置が入っているか否かを確認する。この際、結像d1〜d5000の光強度や結像の形状などを検出し、ラインヘッド2の各発光素子21の発光強度のばらつきをなくすように、ラインヘッド2のドライバに各発光素子21ごとの補正値を書き込んでも良い。
[2-4. Adjustment confirmation process]
Finally, in the adjustment confirmation process P4, the same processing as in the imaging process P1 and the focus position detection process P2 is performed again, so that the entire light emitting region 20 of the line head 2 is imaged again, and the predetermined allowable ranges R1 to R2 It is confirmed whether or not the focal positions of the respective imagings d1 to d5000 are in (FIG. 7). At this time, the light intensity of the imaging d1 to d5000, the shape of the imaging, and the like are detected, and the driver of the line head 2 is informed of each light emitting element 21 so as to eliminate the variation in the light emission intensity of each light emitting element 21 of the line head 2. The correction value may be written.

以上述べた本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(1)ラインヘッド2の焦点位置を調整する調整装置1において、ラインセンサーカメラ3を撮像する高さ位置をステージ12により可変に構成し、感光ドラムが配置される基準位置Aとラインセンサーカメラ3との距離Bが異なる複数の位置からそれぞれ、ラインヘッド2の発光状態を撮像し、ラインセンサーカメラ3の各レンズ22を介した結像d1〜d5000それぞれにおける所定の光強度以上の画素面積と、距離Bとの関係に基いて、基準位置Aを基準とする各焦点位置を検出できる。これにより、ラインヘッド2における各レンズ22の焦点位置の分布が得られるから、ラインヘッド2全体における焦点位置を容易かつ適切に検出できる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) In the adjusting device 1 that adjusts the focal position of the line head 2, the height position at which the line sensor camera 3 is imaged is variably configured by the stage 12, and the reference position A where the photosensitive drum is arranged and the line sensor camera 3 A pixel area that is equal to or greater than a predetermined light intensity in each of the imaging d1 to d5000 through the lenses 22 of the line sensor camera 3, respectively, from a plurality of positions at different distances B from Based on the relationship with the distance B, each focal position based on the reference position A can be detected. Thereby, since the distribution of the focal position of each lens 22 in the line head 2 is obtained, the focal position in the entire line head 2 can be detected easily and appropriately.

(2)また、このように検出された結像d1〜d5000に係る各焦点位置の分布、すなわち、各レンズ22ごとの基準位置Aに対する焦点位置と、各結像d1〜d5000のラインヘッド2におけるそれぞれの位置とに基いて、ラインヘッド2の姿勢を補正すべき方向が容易に把握されるので、ラインヘッド2全体の焦点位置を容易にかつ適切に調整することができる。このようにラインヘッド2の焦点位置の調整が行われることにより、ラインヘッド2全体における光強度の均一化に寄与できるので、ラインヘッド2が組み込まれるプリンタの印字性能を向上させることができる。 (2) Further, the distribution of the focal positions related to the image formations d1 to d5000 detected in this way, that is, the focal position with respect to the reference position A for each lens 22, and the line head 2 of each image formation d1 to d5000. Since the direction in which the posture of the line head 2 is to be corrected is easily grasped based on each position, the focal position of the entire line head 2 can be easily and appropriately adjusted. By adjusting the focal position of the line head 2 in this way, it is possible to contribute to uniform light intensity in the entire line head 2, so that the printing performance of a printer in which the line head 2 is incorporated can be improved.

(3)撮像工程P1においてラインヘッド2の発光領域20全体が撮像され、焦点位置検出工程P2において、レンズ22すべての結像d1〜d5000について焦点位置を検出しており、レンズ22の焦点位置の基準位置Aに対するズレをラインヘッド2の全体に亘って把握できるから、焦点位置調整工程P3において、ラインヘッド2を移動させる方向をより適切に決めることが可能となる。
このように結像d1〜d5000に関するすべての焦点位置を検出することにより、プリンタ内部にラインヘッド2を高い精度で設置することが可能となる。
(3) The entire light emitting region 20 of the line head 2 is imaged in the imaging step P1, and the focal position is detected for all the images d1 to d5000 of the lens 22 in the focal position detecting step P2, and the focal position of the lens 22 is detected. Since the deviation with respect to the reference position A can be grasped over the entire line head 2, the direction in which the line head 2 is moved can be determined more appropriately in the focal position adjustment step P3.
Thus, by detecting all the focal positions regarding the imaging images d1 to d5000, the line head 2 can be installed with high accuracy inside the printer.

(4)焦点位置検出工程P2において、結像に含まれる所定の光強度以上である画素の面積と、距離Bとの関係により、結像d1〜d5000に係る焦点位置を定量的により適切に検出することができる。 (4) In the focal position detection step P2, the focal position related to the imaging d1 to d5000 is quantitatively and appropriately detected based on the relationship between the distance B and the area of the pixel that is equal to or higher than the predetermined light intensity included in the imaging. can do.

(5)ピン101,102にそれぞれマイクロメータ101A,102Aを設けたことにより、ピン101およびピン102によるラインヘッド2の移動量と、ラインヘッド2の焦点位置との関係が定量的に求められるので、焦点位置を調整する際、ピン101,102によるラインヘッド2の移動量を正確に制御できる。すなわち、ラインヘッド2の移動方向と、移動量とが把握されるので、これに基き、ラインヘッド2の焦点位置をより一層適切に調整できるとともに、調整の作業効率も向上させることができる。ピン101,102の駆動は自動化も検討できる。 (5) Since the pins 101 and 102 are provided with the micrometers 101A and 102A, respectively, the relationship between the amount of movement of the line head 2 by the pins 101 and 102 and the focal position of the line head 2 can be obtained quantitatively. When the focal position is adjusted, the amount of movement of the line head 2 by the pins 101 and 102 can be accurately controlled. That is, since the moving direction and the moving amount of the line head 2 are grasped, the focal position of the line head 2 can be adjusted more appropriately based on this, and the work efficiency of the adjustment can be improved. Automation of the driving of the pins 101 and 102 can also be considered.

(6)また、ラインヘッド2の製造においては、発光領域20全体における光強度の均一化が重要課題であるが、本実施形態の調製方法による各焦点位置の検出を通じて、発光素子21の発光強度とレンズ22に係る焦点距離との関係を知ることができ、さらに、焦点位置での光強度(発光素子21単独の発光ばらつき)や、焦点距離を変えたときの光強度をも検出することができる。すなわち、発光素子21の発光強度を直接測定した場合では、発光素子21単独の発光ばらつきと、測定時のセンサーと発光体との距離によって、光強度の値がばらつく可能性があるが、このような不都合がない。つまり、本実施形態の調製方法により、焦点位置での光強度や、焦点距離を変えたときの光強度などの特性に応じた補正係数を算出することにより、印字品質の向上をより一層促進できる。 (6) Further, in the production of the line head 2, it is important to make the light intensity uniform in the entire light emitting region 20, but the light emission intensity of the light emitting element 21 is detected through the detection of each focal position by the preparation method of the present embodiment. And the focal length of the lens 22 can be known, and also the light intensity at the focal position (light emission variation of the light emitting element 21 alone) and the light intensity when the focal distance is changed can be detected. it can. That is, when the light emission intensity of the light emitting element 21 is directly measured, the light intensity value may vary depending on the light emission variation of the light emitting element 21 alone and the distance between the sensor and the light emitter at the time of measurement. There is no inconvenience. That is, with the preparation method of the present embodiment, it is possible to further improve the print quality by calculating a correction coefficient according to characteristics such as the light intensity at the focal position and the light intensity when the focal length is changed. .

〔本発明の変形例〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
[Modification of the present invention]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

前記各実施形態では、ラインヘッド2の発光領域20全体を撮像し、ラインヘッド2の各レンズを介したすべての結像d1〜d5000について焦点位置を求めていたが、これに限らず、撮像手段により撮像される画像には、少なくともラインヘッド2の両端に配置された結像d1、d5000が含まれていればよい。この場合でも、結像d1、d5000におけるそれぞれの焦点位置の基準位置Aからのズレ量に基いてピン101,102を上下いずれかの方向に調整し、ラインヘッド2全体の焦点位置を調整することが可能である。この方法は、量産時に好適である。   In each of the above embodiments, the entire light emitting region 20 of the line head 2 is imaged, and the focal positions are obtained for all the imaged d1 to d5000 via each lens of the line head 2, but the present invention is not limited to this. It is sufficient that the image picked up by the above includes at least the image formations d1 and d5000 arranged at both ends of the line head 2. Even in this case, the pins 101 and 102 are adjusted in either the upper or lower direction based on the deviation amount of the focal positions from the reference position A in the imaged d1 and d5000, and the focal position of the entire line head 2 is adjusted. Is possible. This method is suitable for mass production.

また、前記実施形態ではラインセンサーカメラ3を用いたが、前述のように、少なくともラインヘッド2両端の結像についてのみ、焦点位置を検出できればよいことから、ラインセンサーカメラではなく、例えばエリアセンサーカメラなどの撮像手段も使用できる。この場合、例えば、2台のエリアセンサーカメラをラインヘッド2の両端に向けてそれぞれ配置するなどすればよい。なお、エリアセンサーカメラの画素数が多かったり、ステージ11の移動と同期をとることなどにより、1台のエリアセンサーカメラも使用できる。撮像手段の種類を問わず、台数などは限定されない。   In the above-described embodiment, the line sensor camera 3 is used. However, as described above, it is only necessary to detect the focal position for at least the image formation at both ends of the line head 2. Such imaging means can also be used. In this case, for example, two area sensor cameras may be arranged toward both ends of the line head 2. Note that one area sensor camera can also be used, for example, when the area sensor camera has a large number of pixels or is synchronized with the movement of the stage 11. Regardless of the type of imaging means, the number of units is not limited.

また、前記実施形態では、焦点位置の調整に係る移動手段として、ピン101,102がラインヘッド2の両端に配置されていたが、焦点位置調整手段の構成としては、これに限定されない。例えば、ラインヘッド2が組みつけられるフレームや筐体などに、ラインヘッド2の長手方向略中央を支持するとともに高さ調整可能なピンを突設することも検討できる。これにより、図7とは違い、各結像d1〜d5000の焦点位置の分布が単調増加、あるいは単調減少ではない場合、すなわち、結像d1〜d5000の各焦点位置の分布において高低の傾きが上がり下がりしているような場合であっても、ラインヘッド2を支持しているピン101,102やラインヘッド2略中央のピンなどを調整することにより、ラインヘッド2全体の焦点位置の調整が可能となる。なお、追加するピンの本数は問わず、例えば数本のピンを、ラインヘッド2の長手方向において等間隔に設けても良い。
また、本発明の検出方法および検出装置により、各結像素子の焦点位置の分布が得られるので、ピンなどによる焦点位置の調整を行う以外に、ドライバに補正値を書き込み、発光素子の光強度を調整することなども考えられる。
In the embodiment, the pins 101 and 102 are arranged at both ends of the line head 2 as moving means for adjusting the focal position. However, the configuration of the focal position adjusting means is not limited to this. For example, it can be considered that a pin or the like that supports the approximate center in the longitudinal direction of the line head 2 and that can be adjusted in height is provided on a frame or a housing to which the line head 2 is assembled. Accordingly, unlike FIG. 7, when the focal position distribution of each of the imaged d <b> 1 to d5000 is not monotonously increasing or decreasing monotonically, that is, the gradient of the focal position of the imaged d <b> 1 to d5000 increases. Even if it is lowered, the focal position of the entire line head 2 can be adjusted by adjusting the pins 101 and 102 that support the line head 2 and the pin at the center of the line head 2. It becomes. The number of pins to be added is not limited, and for example, several pins may be provided at equal intervals in the longitudinal direction of the line head 2.
Further, since the focus position distribution of each imaging element can be obtained by the detection method and the detection apparatus of the present invention, in addition to adjusting the focus position by a pin or the like, a correction value is written in the driver, and the light intensity of the light emitting element. It is also possible to adjust this.

さらに、前記実施形態では、マイクロメータ101A,102Aを使用してピン101,102の調整量を正確に制御したが、このようなマイクロメータ101A,102Aを使用しなくても、図7の焦点位置の分布により、ピン101,102を上下させる方向が把握されるから、ピン101,102をいずれかの方向に動かして焦点位置の調整が可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the adjustment amounts of the pins 101 and 102 are accurately controlled using the micrometers 101A and 102A. However, even if such micrometers 101A and 102A are not used, the focal position of FIG. Since the direction in which the pins 101 and 102 are moved up and down is grasped, the focal position can be adjusted by moving the pins 101 and 102 in either direction.

また、前記実施形態では、同素子結像の焦点位置を推測するために、所定閾値以上の光強度を有するピクセルの数をカウントして面積値を算出したが、このような面積を用いる方法に限らず、標準偏差などを用いて焦点位置を推測してもよい。   In the above embodiment, the area value is calculated by counting the number of pixels having a light intensity equal to or greater than a predetermined threshold in order to estimate the focal position of the element imaging. However, the focal position may be estimated using a standard deviation or the like.

なお、前記実施形態では、ラインヘッドが組み込まれる機器として、プリンタを例示したが、これに限らず、光の結像により記録媒体に情報を書き込む各種情報装置等に広く使用できる。   In the above-described embodiment, the printer is exemplified as the device in which the line head is incorporated. However, the present invention is not limited to this, and can be widely used for various information devices that write information on a recording medium by image formation of light.

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
The best configuration, method and the like for carrying out the present invention have been disclosed in the above description, but the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such restrictions is included in this invention.

本発明の実施形態におけるラインヘッドの焦点位置調整装置の構成外略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The structure schematic of the focus position adjustment apparatus of the line head in embodiment of this invention. 前記実施形態における画像処理装置の内部構成を示すブロック図。The block diagram which shows the internal structure of the image processing apparatus in the said embodiment. 前記実施形態におけるラインヘッドの焦点位置調整手順を示すフロー図。The flowchart which shows the focus position adjustment procedure of the line head in the said embodiment. 前記実施形態における撮像工程による撮像画像を示す図。The figure which shows the captured image by the imaging process in the said embodiment. 前記実施形態における同素子結像を撮像時における基準位置からの距離ごとに示す図。The figure which shows the same element image formation in the said embodiment for every distance from the reference position at the time of imaging. 前記実施形態において、撮像時における基準位置からの距離と、同素子結像における所定閾値以上の光強度を有するピクセルの面積との関係を示すグラフ。In the said embodiment, the graph which shows the relationship between the distance from the reference position at the time of imaging, and the area of the pixel which has the light intensity more than the predetermined threshold value in the same element image formation. 前記実施形態におけるラインヘッドの各レンズの焦点位置の分布を示す図。The figure which shows distribution of the focus position of each lens of the line head in the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・調整装置、2・・・ラインヘッド、3・・・ラインセンサーカメラ(撮像手段)、12・・・ステージ(距離可変手段)、21・・・発光素子、22・・・レンズ(結像素子)、42・・・同素子結像焦点位置検出手段(焦点位置検出手段)、44・・・焦点位置調整手段、101・・・ピン(第1移動手段)、102・・・ピン(第2移動手段)、101A,102A・・・マイクロメータ(移動量測定手段)、A・・・基準位置、B・・・距離(基準位置と撮像手段との距離)、d1〜d5000・・・結像、M1〜M5・・・撮像画像、P1・・・撮像工程、P2・・・焦点位置検出工程、P3・・・焦点位置調整工程、P4・・・調整確認工程。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Adjustment apparatus, 2 ... Line head, 3 ... Line sensor camera (imaging means), 12 ... Stage (distance variable means), 21 ... Light emitting element, 22 ... Lens ( Imaging element), 42... Element imaging focal position detecting means (focus position detecting means), 44... Focus position adjusting means, 101... Pin (first moving means), 102. (Second moving means), 101A, 102A ... micrometer (moving amount measuring means), A ... reference position, B ... distance (distance between reference position and imaging means), d1 to d5000,. Image formation, M1 to M5 ... captured image, P1 ... imaging step, P2 ... focus position detection step, P3 ... focus position adjustment step, P4 ... adjustment confirmation step.

Claims (7)

直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出装置であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置され、前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段と、
前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出手段とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
In a line head formed in a long shape having a plurality of light emitting elements arranged on a straight line and a plurality of imaging elements arranged on the line so as to oppose these light emitting elements, A detection device for detecting a focal position of the emitted light beam by the imaging element,
It is arranged so as to be orthogonal to the optical axis of each imaging element and is exposed to the image by the imaging element, and is opposed to the line head, and at least the plurality of imaging elements Imaging means for imaging the images formed by the imaging elements disposed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the line head;
A distance variable means for changing a distance between the linear reference position along the surface of the exposure body on the line head side and the imaging means along the optical axis of the imaging element;
In each captured image captured by the imaging unit from a plurality of positions having different distances, for each image formed by the same imaging element among the plurality of imaging elements, the pixel information of the imaging and the distance And a focal position detection means for detecting the focal position with respect to the reference position based on the relationship between the focal position and the reference position.
請求項1に記載のラインヘッドの焦点位置の検出装置において、
前記撮像手段は、直線状のライン上に並ぶ複数の光センサー素子を有するラインセンサーカメラとされ、
前記ラインセンサーカメラは、前記光センサー素子が前記ラインヘッドの長手方向に沿って並ぶように配置される
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
The apparatus for detecting a focal position of a line head according to claim 1,
The imaging means is a line sensor camera having a plurality of photosensor elements arranged on a straight line,
The line sensor camera is arranged such that the optical sensor elements are arranged along the longitudinal direction of the line head.
請求項1または2に記載のラインヘッドの焦点位置の検出装置において、
前記焦点位置検出手段は、前記結像に含まれる所定閾値以上の光強度を有する画素の面積に基いて前記焦点位置を検出する
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
The apparatus for detecting a focal position of a line head according to claim 1 or 2,
The focus position detection unit detects the focus position based on an area of a pixel having a light intensity equal to or higher than a predetermined threshold included in the image formation.
請求項1から3のいずれかに記載の検出装置と、
前記焦点位置検出手段により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの長手方向における両端部をそれぞれ、前記結像素子の光軸に沿って移動可能とする焦点位置調整手段とを備え、
前記焦点位置調整手段は、前記ラインヘッドの一方の端部に設けられる第1移動手段と、前記ラインヘッドの他方の端部に設けられる第2移動手段とを有する
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整装置。
The detection device according to any one of claims 1 to 3,
Both ends in the longitudinal direction of the line head based on the focal position with respect to the reference position for each imaging element detected by the focal position detection means and the respective positions of the imaging elements in the line head. Each of which includes a focal position adjusting means that enables movement along the optical axis of the imaging element,
The focus position adjusting means includes a first moving means provided at one end of the line head and a second moving means provided at the other end of the line head. Focus position adjustment device.
請求項4に記載のラインヘッドの焦点位置の調整装置において、
前記第1移動手段および前記第2移動手段には、前記ラインヘッドの移動量を測定する移動量測定手段がそれぞれ設けられている
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整装置。
The apparatus for adjusting the focal position of the line head according to claim 4,
The apparatus for adjusting the focal position of the line head, wherein the first moving means and the second moving means are each provided with a moving amount measuring means for measuring the moving amount of the line head.
直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出方法であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置される撮像手段と、前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段とを用いて、前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段により前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像工程と、
前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出工程とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出方法。
In a line head formed in a long shape having a plurality of light emitting elements arranged on a straight line and a plurality of imaging elements arranged on the line so as to oppose these light emitting elements, A detection method for detecting a focal position of an emitted light beam by the imaging element,
An imaging unit disposed so as to be orthogonal to the optical axis of each imaging element and exposed by imaging by the imaging element, and opposed to the line head; and the line of the exposure body Using a linear reference position along the head-side surface and a distance variable means for changing the distance between the imaging means along the optical axis of the imaging element, the distance from the plurality of positions different from each other. An imaging step of imaging each of the images formed by the imaging elements disposed in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the line head among the plurality of imaging elements by an imaging unit;
In each captured image captured by the imaging unit, for each image formed by the same image forming element among the plurality of image forming elements, the reference position based on the relationship between the pixel information of the image forming and the distance And a focus position detecting step of detecting the focus position of the line head. A method for detecting the focus position of a line head.
請求項6に記載の検出方法と、
前記焦点位置検出工程により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの姿勢を変更可能な焦点位置調整工程とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整方法。
The detection method according to claim 6;
The posture of the line head can be changed based on the focal position with respect to the reference position for each imaging element detected by the focal position detection step and the respective positions of the imaging elements in the line head. And a focal position adjustment step. A method for adjusting the focal position of the line head.
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