JP2010284932A - プリントヘッドの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象の発光点を発光させたときに採取した複数の光量データに基づいてプロファイルを作成し、このプロファイルを自己走査型発光素子毎に比較し、良否判定するプリントヘッドの検査装置を提供する。
【解決手段】プリントヘッド２の長手方向の幅が発光点のピッチと略同じである開口部を有し、発光点から出射された光がレンズアレイを通過して結像する結像ライン２５上に開口部が位置するスリット板６と、スリット板６の開口部を通過した光を受ける受光素子２２と、プリントヘッド２を一定速度で移動させる移動テーブル３と、レンズアレイを介して受光素子２２と対向した発光点を発光させ、受光素子２２により発光点の光量を複数回測定して光量のプロファイルを作成し記憶する処理部９と、処理部９に記憶された発光点のプロファイルを、自己走査型発光素子毎に比較し、ＯＫ／ＮＧ判定する判定部１０とを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の自己走査型発光素子を備えたプリントヘッドの検査装置に関する。

図１９に示すように、従来より、画像形成装置の感光体等の静電潜像担持体２０６に画像の静電潜像を形成するために、複数の発光点が直線状に並べられた発光素子２０４と複数のロッドレンズが略直線状に並べられたレンズアレイ２０３を主な構成要素とするプリントヘッド２０１が用いられている。

このプリントヘッド２０１は、複数の発光点（ＬＥＤ等）が直線状に複数固定された発光素子２０４と、この発光素子２０４が略直線状に複数実装（固定）されたプリント基板２０５と、このプリント基板２０５が固定されたハウジング２０２と、発光素子２０４と対向してハウジング２０２に固定されたレンズアレイ２０３とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなプリントヘッド２０１の光量を検査する検査装置は多数提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

しかし、近年、自己走査型発光素子を用いたプリントヘッドが提案されるようになり（例えば、特許文献４、５参照）、前記した従来の検査装置ではかかるプリントヘッドの良品／不良品の判断が正確にできないという問題が生じるに至った。
ここで、自己走査型発光素子は、選択的に発光点をオン・オフさせるスイッチ素子としてサイリスタを用い、入力されてくる同期信号に同期して、各スイッチ素子を順次オン状態とすることにより、発光点を主走査方向に順次点灯可能に制御している発光光源アレイをいう（例えば、特許文献６参照）。

この自己走査型発光素子は、スイッチのオン・オフのタイミングを二本の信号線によって、選択的に行うことができるため、データ線を共通化することができ、配線が簡素化できるという特徴を有する。

このようなサイリスタを用いた自己走査型発光素子および自己走査型発光素子を駆動するための駆動装置を図２０に示した。
図２０に示すように、自己走査型発光素子２２０は、ｎ個のサイリスタＳ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｎを備えており、各サイリスタのアノード端子Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・Ａｎは電源ライン２１２に接続されている。この電源ライン２１２には電源電圧ＶＤＤ（＝５ボルト）が供給される。この電源電圧ＶＤＤは、自己走査型発光素子によっては３．３ボルトの場合もあり得る。

また、奇数番目のサイリスタＳ１、Ｓ３、Ｓ５、・・・Ｓｎのカソード端子Ｋ１、Ｋ３、…Ｋｎは、抵抗Ｒ１Ａを介してＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ１とＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ１とで構成された出力回路２２１の出力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ１およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ１のドレインに接続されている。

また、偶数番目のサイリスタのカソード端子Ｋ２、Ｋ４、Ｋ６、・・・Ｋｎ＋１は、抵抗Ｒ２Ａを介してＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ２とＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ２とで構成された出力回路２２２の出力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ２およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ２のドレインに接続されている。

出力回路２２１の入力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ１およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ１のゲートには、図示しない信号発生回路から転送クロックＣＫ１’が入力される。出力回路２２１は、入力された転送クロックＣＫ１’を反転して図２１（Ｂ）に示すような転送クロックＣＫ１を出力する。

同様に、出力回路２２２の入力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ２およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ２のゲートには、図示しない信号発生回路から転送クロックＣＫ２’が入力される。出力回路２２２は、入力された転送クロックＣＫ２’を反転して図２１（Ｃ）に示すような転送クロックＣＫ２を出力する。

一方、各サイリスタＳ１〜Ｓｎのゲート端子Ｇ１〜Ｇｎは、各サイリスタに対応して設けられた抵抗２１４を介して電源ライン２１６に各々接続されている。電源ライン２１６には電源電圧ＶＧＡが供給される。

また、各サイリスタＳ１〜Ｓｎのゲート端子Ｇ１〜Ｇｎには、各サイリスタに対応して設けられた発光ダイオード（発光点）Ｌ１〜Ｌｎのアノード端子が各々接続されるとともに、各サイリスタのゲート端子Ｇ１〜Ｇｎ−１には、ダイオードＣＲ１〜ＣＲｎ−１のアノード端子が接続されている。ダイオードＣＲ１〜ＣＲｎ−１のカソード端子は、次段のゲート端子に各々接続されている。すなわち、各ダイオードＣＲ１〜ＣＲｎ−１は直列接続されている。

ダイオードＣＲ１のアノード端子は、抵抗２１８を介して図示しない信号発生回路に接続されている。図示しない信号発生回路は、転送の開始を指示するための図２１（Ａ）に示すようなスタート信号ＣＫＳを出力する。

発光ダイオードＬ１〜Ｌｎのカソード端子は、抵抗Ｒ３を介して出力回路２２３の出力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ３およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ３のドレインに接続されている。

出力回路２２３の入力端、すなわちＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＰ３およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＮ３のゲートには、図示しない信号発生回路から点灯信号ＩＤ’が入力される。出力回路２２３は、入力された点灯信号ＩＤ’を反転して図２１（Ｄ）に示すような点灯信号ＩＤを出力する。尚、発光ダイオードＬ１〜Ｌｎは、一例としてＡｌＧａＡｓＰまたはＧａＡｓＰで構成され、バンドギャップは約１．５Ｖである。

次に、前記した自己走査型発光素子２２０の動作について図２１に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、以下ではサイリスタが４個（ｎ＝４）の場合を例に説明する。

まず、動作の開始を指示する場合、図示しない信号発生回路から図２１（Ａ）に示すようにスタート信号ＣＫＳがハイレベルになる。すなわち、サイリスタＳ１のゲート端子Ｇ１にハイレベルが入力される。このように、スタート信号ＣＫＳがハイレベルの時に、図２１（Ｂ）に示すように出力回路２１から出力された転送クロックＣＫ１がローレベルになると、サイリスタＳ１がターンオンする。

すなわち、スタート信号ＣＫＳがハイレベルになると、ダイオードＣＲ１〜ＣＲ３のバンドギャップを一例として約１．５Ｖとした場合、図２１（Ｇ）に示すようにゲート端子Ｇ１〜Ｇ４の電位（カソード端子に対する電位）は約５Ｖ、約３．５Ｖ、約２Ｖ、約０．５Ｖとなり、転送クロックＣＫ１が供給される奇数番目のサイリスタＳ１、Ｓ３のうち、ゲート端子の電位が最も高い、すなわちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるサイリスタＳ１がターンオンする。

また、このとき図２１（Ｃ）に示すように転送クロックＣＫ２はハイレベルなので、偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４のカソード端子Ｋ２、Ｋ４の電位Φ２は図２１（Ｆ）に示すように約５Ｖと高いままなのでサイリスタＳ２、Ｓ４はオフのままである。

さらに、点灯信号ＩＤは、図２１（Ｄ）に示すようにハイレベルなので、発光ダイオードＬ１〜Ｌ４のカソード端子の電位が高く発光ダイオードＬ１〜Ｌ４は点灯しない。そして、点灯信号ＩＤが図２１（Ｄ）に示すようにハイレベルからローレベルになると、発光ダイオードＬ１のカソード端子の電位が低くなり、発光ダイオードＬ１が点灯する。

次に、サイリスタＳ１がオンの時に、図２１（Ｃ）に示すように転送クロックＣＫ２がローレベルになり、点灯信号ＩＤがハイレベルになると、転送クロックＣＫ２が供給される偶数番目のサイリスタＳ２、Ｓ４のうち、ゲート端子の電位が最も高い、すなわちサイリスタの閾値電圧以上のゲート電圧となるＳ２がターンオンするとともに、発光ダイオードＬ１が非点灯になる。

そして、図２１（Ｂ）に示すように転送クロックＣＫ１がハイレベルになると、図２１（Ｇ）に示すようにサイリスタＳ１はターンオフし、ゲート端子Ｇ１の電位が抵抗Ｒ１によって徐々に低下するとともに、ゲート端子Ｇ２の電位は約１．５Ｖ上昇して約５Ｖとなる。また、これに伴ってゲート端子Ｇ３、Ｇ４の電位も約１．５Ｖ上昇する。次に、点灯信号ＩＤが図２１（Ｄ）に示すようにハイレベルからローレベルになると、発光ダイオードＬ２が点灯する。

同様に、サイリスタＳ２がオンの時に、図２１（Ｂ）に示すように転送クロックＣＫ１が再びローレベルになり、点灯信号ＩＤがハイレベルになると、サイリスタＳ３がターンオンするとともに、発光ダイオードＬ２が非点灯になる。そして、図２１（Ｃ）に示すように転送クロックＣＫ２がハイレベルになると、サイリスタＳ２はターンオフする。

このように、転送クロックＣＫ１、ＣＫ２が共にローレベルになる重なり期間（図２１に示すｔLの期間）を設けつつ交互にハイレベル、ローレベルを切り替えることにより、サイリスタＳ１〜Ｓ４を順次オンさせるとともに、これに同期して点灯信号ＩＤを順次ローレベルにすることにより、発光ダイオードＬ１〜Ｌ４を順次点灯させる。

特開平０５−１３８９３４号公報 特開平０４−０９５７４８号公報 特開平０８−１８７８９１号公報 特開２００６−０８８５８８号公報 特開２００７−１２５７８５号公報 特開平０２−２６３６６８号公報

このように、通常の発光ダイオードアレイと異なり、自己走査型発光素子２２０は、サイリスタＳ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓnを順次オンさせることにより、発光点（発光ダイオード）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・Ｌnを順次点灯させるという特徴を有する。

このため、このような自己走査型発光素子２２０を用いたプリントヘッドは、発光点が順次点灯（転送）していることを検査する必要がある。
しかし、前記した従来の検査装置は、光量の測定はできるものの、転送不良の有無を検査できないという問題があった。ここで、転送不良とは、発光点の点灯（発光）を１つずつ順次送ることができない状態をいう。

例えば、自己走査型発光素子は、前記したように、発光点（発光ダイオード）をＬ１→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５→・・・→Ｌnのように順次点灯（転送）させるのであるが、何らかの原因による転送不良により、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２→Ｌ４→Ｌ５、・・・→Ｌnと発光した場合、発光点Ｌ３の検査時にＬ２の光量を受光し、良品と判定する場合があった。さらに詳述すると、たとえ受光点と発光素子の間に開口部を有するスリットを備えている検査装置であっても、発光点Ｌ３の検査時に、受光素子は、開口部を通過した発光点Ｌ２の光を受けるので、発光点Ｌ３の光量が小さいと判断する問題があった。この場合は、Ｌ３の光量を大きくするための誤った補正値を設定することになるので、画像形成装置で形成する画質が悪化するという問題を生じることになる。

また、発光点Ｌ３の光量の出力が非常に低い場合（この場合も不良）であって、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２（Ｌ３も低い光量で点灯）→Ｌ４→Ｌ５、・・・→Ｌnというように本来発光点Ｌ３が発光すべき時に発光点Ｌ２が発光した場合、発光点Ｌ３の不良の発見がより困難であるという問題があった。

本発明は、前記した問題を解決するためになされたものであって、検査対象の発光点を発光させたときに採取した複数の光量データに基づいてプロファイルを作成し、このプロファイルを自己走査型発光素子毎に比較し、良否判定するプリントヘッドの検査装置を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明に係るプリントヘッドの検査装置は、複数の発光点が所定のピッチで直線状に配設された自己走査型発光素子が複数固定され、複数の自己走査型発光素子と対向するようにレンズアレイが固定されたプリントヘッドの検査装置において、プリントヘッドの長手方向の幅が発光点の配設ピッチと略同じである開口部を有し、発光点から出射された光がレンズアレイを通過して結像する結像ライン上に開口部が位置するスリット板と、スリット板の開口部を通過した光を受ける受光素子と、スリット板および受光素子、またはプリントヘッドを、プリントヘッドの長手方向に一定速度で移動させる移動テーブルと、レンズアレイを介して受光素子と対向した発光点を発光させ、受光素子により発光点の光量を複数回測定して光量のプロファイルを作成し記憶する処理部と、処理部に記憶された発光点のプロファイルを、自己走査型発光素子毎に比較し、ＯＫ／ＮＧ判定する判定部とを有するものである。

ここで、「結像」とは、１点（発光点）から出た光が、レンズアレイによって再び１点（結像点）で交わるように、発光点から出た光の束が結像点を通る光の束に変換されることをいう。「結像点」とは、発光点より出射した光がレンズアレイにより収束（集光）する焦点位置のことである。また、「結像ライン」とは、結像点をつなげることにより形成される線をいう。

また、プリントヘッドの自己走査型発光素子は、プリント基板上に一直線で配設（実装）または千鳥状に配設（実装）されるため、「直線状に配設」とは、この両者を含む概念である。

第１発明のプリントヘッドの検査装置は、受光素子と対向した１つの発光点を発光させ、この１つの発光点について複数の光量データを採取して光量のプロファイルを作成する。そして、光量のプロファイルは、自己走査型発光素子の全ての発光点について順次作成、記憶される。記憶された光量のプロファイルは、自己走査型発光素子毎、すなわち、１個の自己走査型発光素子を単位として対比され、これが全ての自己走査型発光素子について行われる。

その結果、１個の自己走査型発光素子の中で、１つでも他の発光点の光量のプロファイルと大きく異なる光量のプロファイルがあればＮＧ判定がなされ、光量のプロファイルが略同一であればＯＫ判定がなされる。かかる判定は、全ての自己走査型発光素子について行われる。このため、本第１発明に係るプリントヘッドの検査装置は、順次点灯すべき複数の発光点の中で１個でも発光不良の発光点があれば、確実に発見することができる。

例えば、前記した例で示せば、正常な自己走査型発光素子の発光点は、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５、・・・→Ｌｎの順序で発光するが、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２→Ｌ４→Ｌ５、・・・→Ｌｎのように、発光点Ｌ３が不良の場合、発光点Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５、・・・、Ｌｎの各発光点の光量のプロファイルと、発光点Ｌ３のプロファイルは明らかに違いが出る。本第１発明に係るプリントヘッドの検査装置は、かかる違いを見逃すことなく発光点Ｌ３を有するプリントヘッドが不良品であると判定できる。

（第２発明）
第２発明に係るプリントヘッドの検査装置は、第１発明において、さらに、スリット板および受光素子をプリントヘッドに対して接離する方向に移動させる第２の移動テーブルを有したものである。
ここで、接離する方向とは、近づいたり離れたりする方向をいう。より具体的には、プリントヘッドを水平面に置いたときに、この水平面に対して垂直な鉛直方向にスリット板および受光素子が移動できることである。

かかる構成により、前記した第１発明の効果を得ることができるのみならず、各発光点毎に異なる結像点の位置にスリットの開口部を移動させることができるので、より高精度に光量測定（光量データの採取）ができるという効果がある。

（第３発明）
第３発明に係るプリントヘッドの検査装置は、第１発明または第２発明において、受光素子とは別の第２の受光素子をさらに備え、この第２の受光素子は、プリントヘッドの発光点から出射された光がレンズアレイを通過して結像する結像ライン上に位置し、処理部は、さらにレンズアレイを介して第２の受光素子と対向した発光点も発光させると共に、発光点の光量を測定して記憶し、移動テーブルは、スリット板、受光素子および第２の受光素子、またはプリントヘッドを、プリントヘッドの長手方向に一定速度で移動させるものである。

かかる構成により、前記した第１発明または第２発明の効果を奏するのみならず、本プリントヘッドの検査装置によって、スリットの開口部による光量制限が無い本来の光量の検査ができるという効果を奏する。

かかる効果について、より詳しく説明する。
移動テーブルがプリントヘッドを移動させる構成の場合、まず、プリントヘッドを移動テーブルに固定する。そして、移動テーブルを左方向に移動させ（往動作）、第２の受光素子と対向する位置に到達した発光点を順次発光させ、光量を測定する。このときは、第２の受光素子とは別の（第１の）受光素子は使用しない。第２の受光素子と発光点の間にはスリットが無いので、このときに第２の受光素子により測定した光量は、プリントヘッドを実際に画像形成装置等で使用する場合の光量である。

全ての発光点について第２の受光素子により光量を測定した後、全ての発光点の１つ１つについて目標光量にするための発光時間の補正値を算出する。この発光時間の補正値の算出は、多数の文献で開示されているので、詳細な説明を省略する。

そして、移動テーブルを右方向に移動させ（復動作）、各発光点が第２の受光素子と対向する位置に到達した際に、前記した補正値により補正して光量で発光させ、第２の受光素子により再度各発光点の補正後の光量を測定する。

また、第２の受光素子とは異なる（第１の）受光素子と対向する位置に到達した発光点を発光させ、前記した第１発明または第２発明に記載した光量測定を行なう。

すなわち、前記したように、第３発明に係るプリントヘッドの検査装置は、プリントヘッドを移動テーブルに載せて、移動テーブルを一往復させれば発光点個々の転送不良の検査（第１発明または第２発明）と、実際に画像形成装置等で使用した場合の各発光点の補正後の光量の測定および検査ができる。

本発明により、複数の発光点の中で１個でも転送不良の発光点があれば、確実に発見することができるプリントヘッドの検査装置を提供できる。

プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例１）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例１）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例１）。 プリントヘッドの検査装置とプリントヘッドの断面の部分拡大図である（実施例１）。 発光点とスリットの関係を示す斜視図である（実施例１）。 プリントヘッドの平面図である（実施例１）。 プリントヘッドの斜視図である（実施例１）。 プリント基板の平面図である（実施例１）。 自己走査型発光素子の平面図である（実施例１）。 発光点の光量の測定位置と光量との関係を示すグラフである（実施例１）。 発光点の光量の測定位置と光量との関係を示すグラフである（実施例１）。 発光点の光量の測定位置と光量との関係を示すグラフである（実施例１）。 発光点の光量の測定位置と光量との関係を示すグラフである（実施例１）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例２）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例３）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例４）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である（実施例５）。 プリントヘッドの検査装置の正面図かつ構成図である。 従来のプリントヘッドの断面図である。 自己走査型発光素子の回路構成を説明するための図である。 自己走査型発光素子のタイミングチャート図である。

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

本発明に係るプリントヘッドの検査装置の一実施例を、図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１乃至図３は、プリントヘッドの検査装置１の正面図であると共に、配線１２および配線１３と接続された処理部９等との関係を説明するための構成図でもある。また、図４は、図２において、矢印Ｃから見た場合のプリントヘッドの検査装置１およびプリントヘッド２の断面の部分拡大図である。また、図５は、プリントヘッドの検査装置１におけるスリット６とプリントヘッド２の自己走査型発光素子１６の発光点１７との関係を説明するために、ハウジング２０、レンズアレイ２１等の部品を無くした斜視図である。

〔プリントヘッド〕
本発明に係るプリントヘッドの検査装置１が検査の対象とするプリントヘッド２は、図４、図６および図７に示すように、複数のロッドレンズ２４が整列配置されたレンズアレイ２１を接着剤等で固定した樹脂製のハウジング２０と、このレンズアレイ２１の一方のレンズ面と自己走査型発光素子１６の発光点１７が対向するように、ハウジング２０に固定したプリント基板１５とを有する。尚、ハウジング２０は、アルミニウム、ＳＵＳ等のブロックまたは板金で形成しても良い。

このプリントヘッド２には、図８に示すように、例えば１９個の自己走査型発光素子１６が、感光体の軸方向と平行になるように精度良く接着剤等を用いてプリント基板１５のベタパターン１８に固定されている。尚、自己走査型発光素子１６は、自己走査型発光素子１６の端部境界において連続的に配列されるように、交互に千鳥状に配置されている。

複数の自己走査型発光素子１６が固定されたプリント基板１５は、図４に示すように、ハウジング２０の下面に形成された切り欠きの水平面にプリント基板１５の上面を突き当てた後、切り欠きの鉛直方向の面とプリント基板１５の側面との隙間に接着剤を流し込むことによりハウジング２０に固定されている。

かかる構成のＬＥＤプリントヘッド２は、プリント基板１５の表面に接着剤等により固定された自己走査型発光素子１６の発光点（ＬＥＤ）１７を発光させた場合に、発光点１７から結像点２３までの距離が共役長ＴＣになるように設定されている。

この共役長ＴＣは、発光点１７からレンズアレイ２１の下面（一方のレンズ面）までの距離Ｌと、レンズアレイ２１の上面（他方のレンズ面）から結像点２３までの距離Ｌと、レンズアレイ２１の高さＴとの和であり、ＴＣ＝Ｔ＋２Ｌという関係が成り立つ。尚、結像点２３とは、発光点１７より出射した光がレンズアレイ２１により収束（集光）する焦点位置のことである。

（プリント基板）
プリント基板１５について、図５および図８を用いてより詳細に説明する。
尚、図５は、後述するスリット６を除けば、図８における一端部分Ｗを拡大した斜視図である。そして、以下の説明は、図５における一端部分にＷついての説明である。当該一端部分Ｗ以外の部分は、当該一端部分Ｗから他端に至るまで自己走査型発光素子１６が直線状（一直線上または千鳥状）に連続して固定される略同一構成の繰り返しであるため、詳細な説明を省略する。

図５に示すように、プリント基板１５は、表面において所定の幅の銅からなるベタパターン１８が長手方向（Ｙ軸方向）に沿って形成されている。そして、ベタパターン１８の表面に、複数の自己走査型発光素子１６が接着剤等により固定されている。

自己走査型発光素子１６の表面には、図９に示すように、複数（例えば、２５６個）の発光点１７が等間隔（ピッチＰ）で直線状に形成されている。そして、図４に示すように、プリント基板１５の裏面には、半田を用いて自己走査型発光素子１６のドライバＩＣ（集積回路）１９等が固定されている。尚、図示を省略するが、自己走査型発光素子１６の表面には複数のパッドが形成されており、このパッドとプリント基板１５に形成されたパッドがワイヤーボンディングにより金線等を用いて接続されている。

〔プリントヘッドの検査装置〕
次に、プリントヘッドの検査装置１について説明する。
プリントヘッドの検査装置１は、前記したように、複数の発光点１７が所定のピッチで直線状に配設された自己走査型発光素子１６が複数固定され、この自己走査型発光素子１６と対向するようにレンズアレイ２１が固定されたプリントヘッド２を検査するための装置である。

そして、プリントヘッドの検査装置１は、図１乃至４に示すように、プリントヘッド２の長手方向（Ｙ軸方向）の幅が発光点１７のピッチＰと略同じである開口部１４を有し、発光点１７から出射された光がレンズアレイ２１を通過して結像した結像点２１を結んで形成される結像ライン２５上に開口部１４が位置するスリット板６と、このスリット板６の開口部１４を通過した光を受ける受光素子２２と、プリントヘッド２をプリントヘッド２の長手方向（Ｙ軸方向）に一定速度で移動させる移動テーブル３と、レンズアレイ２１を介して受光素子２２と対向した発光点１７を発光させ、受光素子２２により発光点１７の光量を複数回測定して光量のプロファイルを作成し記憶する処理部９と、この処理部９に記憶された発光点１７のプロファイルを、自己走査型発光素子１６毎に比較し、ＯＫ／ＮＧ判定する判定部１０とを有している。

以下にプリントヘッドの検査装置１の各構成について詳細に説明する。
（スリット）
プリントヘッドの検査装置１のスリット６は、図５に示すように、長方形の開口部１４を有している。開口部１４のプリントヘッドの長手方向（Ｙ軸方向）の寸法Ａは、図９に示した自己走査型発光素子１６の発光点１７のピッチＰと略同一に設定されている。その理由は、自己走査型発光素子１６の１つ１つの発光点１７の転送が正常に行われていることを正確に判断するために、隣接する発光点１７の光をカットするためである。

より詳細に説明すると、自己走査型発光素子１６は発光点１７が２５６個あるとした場合、図９に示したように発光点１７がＬ１→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５→・・・→Ｌ２５６の順に順次発光（転送）する。しかし、順次発光せず、本来発光すべき発光点に隣接する発光点が発光する場合、例えば、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２→Ｌ４→Ｌ５→・・・→Ｌ２５６の場合、発光点Ｌ３の真上に位置した受光素子２２が点灯している発光点Ｌ２の光量を発光点Ｌ３が発光しているものと誤って測定しないように、スリット６が設けられているのである。

また、開口部１４のプリントヘッドの短手方向（Ｘ軸方向）の寸法Ｂは、自己走査型発光素子１６が千鳥状に配設されている場合は、図５に示した奇数番目の自己走査型発光素子１６の発光点１７と偶数番目の自己走査型発光素子１６の発光点１７の間隔以上に設定されている。自己走査型発光素子１６が一直線上に配設されている場合は、寸法Ｂは寸法Ａに自己走査型発光素子１６のＸ軸方向の実装位置精度の最大値を加算したものであっても良い。

（移動テーブル）
プリントヘッドの検査装置１の移動テーブル３は、固定したプリントヘッド２を、プリントヘッド２の長手方向（Ｙ軸方向）に一定速度で移動させるものである。

図４に示すように、移動テーブル３にはプリントヘッド２のハウジング２０の一部を当て付ける段部が設けられている。図４においてはプリントヘッド２をＸ軸方向に当て付ける段部のみ図示されているが、プリントヘッド２をＹ軸方向に当て付ける段部も設けられている。この２つの段部にプリントヘッド２を当て付けることにより、プリントヘッド２のＸ軸方向とＹ軸方向の位置決めができるので、その後、当て付けられたプリントヘッド２を公知の方法で固定する。

例えば、図４において図示を省略しているが、移動テーブル３の２つの段部に当て付けられたプリントヘッド２のハウジング２０の反対側の面を押圧するブロックをＸ軸方向およびＹ軸方向共に設けて、２つの段部とブロックでプリントヘッド２を挟んで固定しても良い。

かかる方法でプリントヘッド２を固定した移動テーブル３（図１）は、その後、Ｙ軸方向に移動し（図２）、最後の発光点１７が受光素子２２の真下を通過するとしばらくして停止する（図３）。この移動テーブル３は、図示しないボールネジおよびリニアガイドを介して移動テーブル３のベース４に固定されている。そして、移動テーブル３のＹ軸方向の正確な位置は、ベース４中に存するボールネジに固定された図示しないエンコーダによって把握できるようになっている。このエンコーダの出力は、配線１３によって後述する処理部９に接続されている。

尚、移動テーブル３のベース４は、台５に固定されており、この台５には、受光素子２２を備えた受光器７とスリット６を固定したプレート２６が固定されている。

（処理部）
処理部９は、レンズアレイ２１を介して受光素子２２と対向した発光点１７を発光させる機能と、受光素子２２により発光点１７の光量を複数回測定して光量のプロファイルを作成し記憶する機能を備えている。すなわち、処理部９は、前記した移動テーブル３のベース４に固定されたエンコーダからの出力によりレンズアレイ２１を介して受光素子２２と対向した発光点１７（ｎ番目の発光点）を認識することができるので、当該発光点１７（ｎ番目の発光点）を発光させる。図９に示した自己走査型発光素子１６で示せば、発光点Ｌ３が受光素子２２の真下に到着した場合に、発光点Ｌ３を発光させる。
尚、構成を簡単にするため、前記したエンコーダおよび配線１３を使用せず、移動テーブル３が一定速度で移動することを利用して、所定時間毎に受光素子２２の真下に位置するであろう発光点１７を順次発光させても良い。

この際、処理部９は、発光点Ｌ３を発光させると共に、受光素子２２により発光点Ｌ３の光量を複数回（例えば、５回）測定する。受光素子２２が受けた光量は、アナログデータのまま増幅器８で増幅され、必要に応じてＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換されて処理部９に入力される。移動テーブル３は一定速度でＹ軸方向に移動しているので、横軸に発光点Ｌ３の測定位置、縦軸に光量をとると、図１０〜図１３に示すようなプロファイルを作成することができる。

図１０は、理想的な波形で、５回測定した光量データの内、３回目の測定の際に、発光点Ｌ３が受光素子２２の真下に位置する場合である。また、図１１は発光点Ｌ３が受光素子２２の真下に位置する前から光量データを採取した場合であり、図１２は受光素子２２の真下に位置した直後から光量データを採取した場合である。

図１１や図１２のプロファイルが作成される場合は、主に、プリント基板１５への自己走査型発光素子１６の配設誤差（位置決め誤差）に起因するものである。このため、予め、プリント基板１５に実装された複数（例えば１９個）の自己走査型発光素子の個々の位置決め誤差（設計値と実際に配設されている位置との誤差）を測定しておき、この誤差を位置補正することにより、プロファイルを図１０に示した形に近づけることができる。尚、本実施例１においては、移動テーブル２２を一定速度で移動させる関係で、予め全ての自己走査型発光素子１６について測定し、この測定した位置決め誤差を平均したものを位置補正して検査するようにした。

処理部９は、前記したプロファイルを１個の自己走査型発光素子１６当たり、発光点Ｌ１からＬ２５６まで２５６個作成して記憶する。プリントヘッド２に搭載されている自己走査型発光素子１６の個数が１９個の場合、処理部９は、２５６×１９＝４８６４個のプロファイルを作成して記憶する。

（判定部）
判定部１０は、処理部９に記憶された発光点１７のプロファイルを、自己走査型発光素子１６毎に比較し、ＯＫ／ＮＧ判定する。すなわち、プロファイルの比較は、１個の自己走査型発光素子１６を単位として判定される。

例えば、自己走査型発光素子１６が１９個搭載されたプリントヘッド２の場合は、１個目の自己走査型発光素子１６について作成された２５６個のプロファイルを比較して、その中で他のプロファイルと大きく異なるプロファイルがあるか無いかを確認する。そして、無ければ、２個目の自己走査型発光素子１６について作成された２５６個のプロファイルを比較する。この作業を１９個目の自己走査型発光素子１６まで続け、１９個すべての自己走査型発光素子１６について問題が無ければ、ＯＫ判定を行う。ＯＫ判定を行えない場合は、ＮＧ判定を行う。

より具体的に説明すると、１個目の自己走査型発光素子１６について作成された全て（２５６個）のプロファイルが図１０に示すようなプロファイルであれば、１個目の自己走査型発光素子１６については問題なしと判定する。次に２個目の自己走査型発光素子１６について作成された全て（２５６個）のプロファイルが図１１に示すようなプロファイルであれば同様に２個目の自己走査型発光素子１６については問題なしと判定する。３個目以降の自己走査型発光素子１６についても同様に問題なければ、当該自己走査型発光素子１６が搭載されたプリントヘッド２は転送不良について問題なしと判定する。

しかし、２個目の自己走査型発光素子１６について作成された全て（２５６個）のプロファイルの内、図１０に示すようなプロファイルが２５５個あり、図１３に示すプロファイルが１個あった場合、判定部１０は、この自己走査型発光素子１６が搭載されたプリントヘッドをＮＧ判定する。例えば、発光素子Ｌ３についてのみ図１３に示すプロファイルだった場合は、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ２→Ｌ４→Ｌ５→・・・→Ｌ２５６のように順次発光している可能性が大きい。

次に、プロファイルを比較する方法について以下に説明する。尚、処理部９において５個の光量データを用いてプロファイルを作成した場合について説明する。

本実施例１における１個の自己走査型発光素子１６の中での全て（２５６個）のプロファイルの比較は、以下に示す（１）光量変動率と（２）パワーの時間変動パターンの隣接差の両者により行う。そして、（１）と（２）の少なくとも一方が規定値を超えた場合にＮＧ判定し、これ以外の場合にＯＫ判定する。

（１）光量変動率
光量変動率は、以下の手順１−１、手順１−２および手順１−３により算出する。
［手順１−１］
ｎ番目の発光点Ｌ（ｎ）の平均光量Ｐ（ｎ）を、以下の式で算出する。
Ｐ（ｎ）＝（１回目の光量データ＋２回目の光量データ＋３回目の光量データ＋４回目の光量データ＋５回目の光量データ）÷５
これを全ての発光点について計算する。つまり、Ｐ（１）〜Ｐ（２５６）を計算する。

［手順１−２］
ｎ番目の発光点１７の光量変動率Ｑを、前後の光量データを用いて算出する。
光量変動率Ｑ（ｎ）（％）＝１００×〔（Ｐ（ｎ−１）＋Ｐ（ｎ）＋Ｐ（ｎ＋１)）÷３−Ｐ（ｎ）〕÷〔（Ｐ（ｎ−１）＋Ｐ（ｎ）＋Ｐ（ｎ＋１）)÷３〕
これをｎ＝１およびｎ＝２５６を除くｎ＝２〜２５５について計算する。つまり、Ｑ（２）〜Ｑ（２５５）を計算する。

［手順１−３］
Ｑ（２）〜Ｑ（２５５）の内、既定値である４０％以上のものが１つでもあればＮＧ判定とする。前記した手順１−１から１−３を全ての自己走査型発光素子１６について繰り返す。つまり、自己走査型発光素子１６が１９個あるプリントヘッドの場合は、１９回計算して判定する。

（２）パワーの時間変動パターンの隣接差
パワーの時間変動パターンの隣接差は、以下の手順２−１、手順２−２および手順２−３により算出する。

［手順２−１］
ｎ番目の発光点１７の時間変動パターンＳ（ｎ）を次式により計算する。
Ｓ（ｎ）＝５回目の光量データ−１回目の光量データ
これを全ての発光点について計算する。つまり、Ｓ（１）〜Ｓ（２５６）を計算する。

［手順２−２］
ｎ番目の発光点１７の隣接差Ｒ（ｎ）＝Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）を、ｎ＝１の場合を除くｎ＝２〜２５６について計算する。つまり、Ｒ（２）〜Ｒ（２５６）を計算する。

［手順２−３］
Ｒ（２）〜Ｒ（２５６）の内、既定値である４５０以上（４５０はＡ／Ｄ変換器の生データで、光量２ｕＷ位の変動に相当する)のものが１つでもあればＮＧ判定とする。前記した手順２−１から２−３を全ての自己走査型発光素子１６について繰り返す。つまり、自己走査型発光素子１６が１９個あるプリントヘッドの場合は、１９回計算して判定する。

以上説明した実施例１に係るプリントヘッドの検査装置１は、順次発光（転送）すべき自己走査型発光素子１６の発光点１７の内、１つでも転送不良があった場合に、この転送不良を確実に発見することができる。

本発明に係るプリントヘッドの検査装置の他の実施例を以下に示す。
尚、説明を簡単にするため、実施例１と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施例２の実施例１との主な相違点は、受光素子２２を備えた受光器７を上下方向（Ｚ軸方向）に可動にした点のみである。すなわち、図１４に示すように、台５に固定されたプレート２６に、Ｚ軸方向に移動する可動部２７を備えた一軸ロボット１１を固定し、その可動部２７に受光素子２２を備えた受光器７とスリット６を固定したものである。

かかる構成により、実施例１に記載した検査以上の高精度なプリントヘッドの検査ができる。すなわち、プリントヘッド２の各発光点１７は、結像点２３の位置がそれぞれ異なるので、本実施例２のプリントヘッドの検査装置２８は、一軸ロボット１１の可動部２７をＺ軸方向に動作させることにより発光点１７毎にスリット６の開口部１４を結像点２３の位置に微調整することができる。その他の構成は実施例１と同一であるため、説明を省略する。

尚、発光点１７毎の結像点２３のＺ軸方向の位置は、予め別の検査装置で測定しておき、その測定データを本実施例２のプリントヘッドの検査装置２８に入力する必要がある。

本発明に係るプリントヘッドの検査装置の他の実施例を以下に示す。
尚、説明を簡単にするため、実施例１と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施例３の実施例１との主な相違点は、受光素子２２を備えた受光器７を左右方向（Ｙ軸方向）に可動にし、プリントヘッド２を固定にした点のみである。すなわち、図１５に示すように、台３２に固定されたプレート２６に、Ｙ軸方向に移動する可動部３０を備えた一軸ロボット２９を固定し、その可動部３０に受光素子２２を備えた受光器７とスリット６を固定し、かつ、プリントヘッド２は台３２に固定された治具３１に固定したものである。

受光素子２２の移動情報（位置情報）は、一軸ロボット２９の可動部３０を動作させる図示しないボールネジに接続された図示しないエンコーダの出力により得ることができ、かかるエンコーダの出力は、配線３４により処理装置９に入力される。処理装置９は、配線３４からの信号により、プリントヘッド２のどの発光点１７の真上に受光素子２２が位置しているか常に把握することができるので、受光素子２２と対向した発光点１７を発光させることができる。その他の構成は実施例１と同一であるため、説明を省略する。

本発明に係るプリントヘッドの検査装置の他の実施例を以下に示す。
尚、説明を簡単にするため、実施例１と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施例４の実施例１との主な相違点は、受光素子２２とは別の第２の受光素子３７をさらに備え、第２の受光素子３７は、発光点１７から出射された光がレンズアレイ２１を通過して結像する結像ライン２５上に位置し、処理部３８は、さらにレンズアレイ２１を介して第２の受光素子３７と対向した発光点１７も発光させると共に、第２の受光素子３７で測定した発光点１７の光量も記憶した点である。

すなわち、図１６に示すように、台５には、移動テーブル３のベース４と、プレート３６が固定されている。プレート３には受光素子２２と第２の受光素子３７がＹ軸方向に並べて固定され、それぞれの受光素子が受けた光量は、増幅器８で増幅されて必要に応じてＡ／Ｄ変換されて処理部３８に入力される。

また、プレート３６には、撮像部３５が、受光素子２２および第２の受光素子３７と並ぶように固定されている。撮像部３５は、具体的には、複数のＣＣＤカメラがＹ軸方向に並べて固定されている。かかる複数のＣＣＤカメラにより、移動テーブル３上に固定されたプリントヘッド２の個々の自己走査型発光素子１６のＹ軸方向およびＺ軸方向の設計値（理論値）からの位置ズレ量を測定することができる。

次に、図１６に示すプリントヘッドの検査装置３９の動作について説明する。
実施例１と同様にして、まず、移動テーブル３にプリントヘッド２を固定する。そして、移動テーブルを左方向に移動させ（往動作）、第２の受光素子３７と対向する位置に到達した発光点１７を順次発光させ、全ての発光点１７の光量を測定する。このときは、受光素子２２は使用しない。第２の受光素子３７と発光点１７の間にはスリットが無いので、このときに第２の受光素子３７により測定した光量は、プリントヘッド２を実際に画像形成装置等で使用する場合の光量を測定することができる。

第２の受光素子３７により全ての発光点１７の光量を測定した後、全ての発光点１７の１つ１つについて均一な目標光量にするための補正値を算出する。具体的には、発光時間を横軸にし、光量を縦軸にしたときの発光時間と光量のグラフの面積が略均一になるように、各発光点１７の発光時間を調整する補正値を算出する。つまり、補正値は、各発光点の点灯時間に対して増減する時間となる。

全ての発光点１７について補正値を算出する間、プリントヘッド２を載せた移動テーブル３はベース４の左端で停止するが、この間に撮像部３５のＣＣＤカメラで個々の自己走査型発光素子１６のＹ軸方向およびＺ軸方向の設計値（理論値）からの位置ズレ量を測定する。Ｚ軸方向は、ＣＣＤカメラを上下させて発光点１７から出射された光の結像点２３の設計値（理論値）からの位置ズレ量を測定する。

全ての補正値、自己走査型発光素子１６のＹ軸方向の実装位置ズレ量および結像点２３のＺ軸方向の位置ズレ量が算出あるいは測定が終わった後、移動テーブル３を右方向に移動させ（復動作）、各発光点１７が第２の受光素子３７と対向する位置に到達した際に、前記した補正値により補正した光量で発光させ、第２の受光素子３７により再度各発光点１７の補正後の光量を測定する。

また、受光素子２２と対向する位置に到達した発光点１７を発光させ、前記した実施例１と同じようにして光量測定を行なう。この受光素子２２を用いた光量測定は、前記したＹ軸方向の位置ズレ量を補正するようにして行う。具体的には、各自己走査型発光素子１６のＹ軸方向の位置ズレ量の平均値を算出し、この平均値分を補正して発光点１７の位置決めを行う。Ｙ軸方向の位置ズレ量の平均値がプリントヘッド２の基準となる一端から＋２０ミクロンである場合は、受光素子２２による測定開始位置の設計値（理論値）から−２０ミクロンの位置で受光素子２２による実際の測定を開始する。

以上説明したように、本実施例４のプリントヘッドの検査装置３９は、プリントヘッド２を移動テーブル３に載せて、移動テーブル３を一往復させれば発光点１７の個々の転送不良の有無の検査と、実際に画像形成装置等で使用する場合の各発光点１７の補正後の光量の検査が高精度にできる。

本発明に係るプリントヘッドの検査装置の他の実施例を以下に示す。
尚、説明を簡単にするため、実施例４と同一の部分は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施例５の実施例４との主な相違点は、受光素子２２を備えた受光器７を上下方向（Ｚ軸方向）に可動にした点のみである。すなわち、図１７に示すように、台５に固定されたプレート３６に、実施例２で示したＺ軸方向に移動する可動部２７を備えた一軸ロボット１１を固定し、その可動部２７に受光素子２２を備えた受光器７とスリット６を固定したものである。

かかる構成により、実施例４に記載した検査以上の高精度なプリントヘッドの検査ができる。すなわち、撮像部３５で測定した各発光点１７の結像点２３の設計値（理論値）からのＺ軸方向の位置ズレ量を、一軸ロボット１１の可動部２７をＺ軸方向に動作させることにより補正し、発光点１７毎にスリット６の開口部１４を結像点２３の位置に微調整することができる。その他の構成は実施例４と同一であるため、説明を省略する。

前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び図面の記載から当事者が認識する事ができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。

前記した実施例においてはプリントヘッド２の自己走査型発光素子１６をプリント基板１５に千鳥状に固定したものを示したが、自己走査型発光素子１６は、直線上に固定されていても良い。
また、実施例４および実施例５において、実施例３と同様に、受光素子２２、スリット６および第２の受光素子３７を一軸ロボット２９の可動部３０に載せてプリントヘッド２の長手方向（Ｙ軸方向）に移動可能とし、プリントヘッド２を治具３１に固定する構成を採用しても良い（例えば、図１８）。

また、前記実施例においては、１個の発光点について複数回測定したデータより得られるプロファイルを比較する方法として光量変動率とパワーの時間変動パターンを例示したが、他の方法であっても良い。例えば、図１０において、５つのデータから２次曲線近似して、結像点の重心位置を算出し、隣接画素と位置ズレ量を比較する等である。

本発明は、複写機、プリンタ等で用いられるプリントヘッドの検査装置に適用される。

１ プリントヘッドの検査装置
２ プリントヘッド
３ 移動テーブル
６ スリット
９ 処理部
１０ 判定部
１４ 開口部
１５ プリント基板
１６ 自己走査型発光素子
１７ 発光点
２０ ハウジング
２１ レンズアレイ
２２ 受光素子
２３ 結像点
２５ 結像ライン

Claims (3)

1. 複数の発光点が所定のピッチで直線状に配設された自己走査型発光素子が複数固定され、該自己走査型発光素子と対向するようにレンズアレイが固定されたプリントヘッドの検査装置において、
   前記プリントヘッドの長手方向の幅が前記ピッチと略同じである開口部を有し、前記発光点から出射された光が前記レンズアレイを通過して結像する結像ライン上に前記開口部が位置するスリット板と、
   該スリット板の前記開口部を通過した光を受ける受光素子と、
   前記スリット板および前記受光素子、または前記プリントヘッドを、前記プリントヘッドの長手方向に一定速度で移動させる移動テーブルと、
   前記レンズアレイを介して前記受光素子と対向した前記発光点を発光させ、前記受光素子により前記発光点の光量を複数回測定して光量のプロファイルを作成し記憶する処理部と、
   前記処理部に記憶された前記発光点の前記プロファイルを、前記自己走査型発光素子毎に比較し、ＯＫ／ＮＧ判定する判定部とを有したことを特徴とするプリントヘッドの検査装置
2. さらに、前記スリット板および前記受光素子を前記プリントヘッドに対して接離する方向に移動させる第２の移動テーブルを有した請求項１に記載のプリントヘッドの検査装置
3. 前記受光素子とは別の第２の受光素子をさらに備え、
   該第２の受光素子は、前記発光点から出射された光が前記レンズアレイを通過して結像する結像ライン上に位置し、
   前記処理部は、さらに前記レンズアレイを介して前記第２の受光素子と対向した前記発光点も発光させると共に、該発光点の光量を測定して記憶し、
   前記移動テーブルは、前記スリット板、前記受光素子および前記第２の受光素子、または前記プリントヘッドを、前記プリントヘッドの長手方向に一定速度で移動させる請求項１または請求項２に記載のプリントヘッドの検査装置

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