JP2520387B2 - Ｌｅｄアレイの光ビ―ム径測定装置 - Google Patents
Ｌｅｄアレイの光ビ―ム径測定装置Info
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- JP2520387B2 JP2520387B2 JP2208432A JP20843290A JP2520387B2 JP 2520387 B2 JP2520387 B2 JP 2520387B2 JP 2208432 A JP2208432 A JP 2208432A JP 20843290 A JP20843290 A JP 20843290A JP 2520387 B2 JP2520387 B2 JP 2520387B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、LEDプリンタ装置の光源として使用され
るLEDアレイの光ビーム径測定装置についてのものであ
る。
るLEDアレイの光ビーム径測定装置についてのものであ
る。
［従来の技術］ LEDアレイプリンタヘッドには、多数の微小発光体が
直線状に配列されるLEDアレイと、LEDアレイに一定距離
を置いて対向配置されるセルフォックレンズアレイとで
構成される光学系がある。
直線状に配列されるLEDアレイと、LEDアレイに一定距離
を置いて対向配置されるセルフォックレンズアレイとで
構成される光学系がある。
次に、LEDプリンタ装置の構成を第10図により説明す
る。
る。
第10図の１はプリンタヘッドに組み込まれたLEDアレ
イ、11は静電感光ドラム、12はコロナチャージ、13はト
ナー、14はトレー、15はトナー転写部、16は加熱定着部
である。
イ、11は静電感光ドラム、12はコロナチャージ、13はト
ナー、14はトレー、15はトナー転写部、16は加熱定着部
である。
コロナチャージ12によって帯電させられた静電感光ド
ラム11にLEDアレイ１の光を当てると、光の当たったと
ころだけが放電する。トレー14から送られてきた紙に
は、静電感光ドラム11の帯電部分に対応した位置にトナ
ー転写部15でトナー13が転写され、加熱定着部16でトナ
ー13が紙に定着される。
ラム11にLEDアレイ１の光を当てると、光の当たったと
ころだけが放電する。トレー14から送られてきた紙に
は、静電感光ドラム11の帯電部分に対応した位置にトナ
ー転写部15でトナー13が転写され、加熱定着部16でトナ
ー13が紙に定着される。
次に、第10図のLEDアレイ１と静電感光ドラム11の関
係を第11図により説明する。
係を第11図により説明する。
第11図の６はLEDアレイ制御回路、17はセルフォック
レンズアレイ、18Aと18Bはギャップコロである。LEDア
レイ１の光ビームを静電感光ドラム11上に照射する場
合、LEDアレイ１の発光光量にばらつきがあったり、LED
アレイ１とセルフォックレンズアレイ17との距離にばら
つきがあると、ばらつきがそのまま印字品質の劣化に結
びつく。
レンズアレイ、18Aと18Bはギャップコロである。LEDア
レイ１の光ビームを静電感光ドラム11上に照射する場
合、LEDアレイ１の発光光量にばらつきがあったり、LED
アレイ１とセルフォックレンズアレイ17との距離にばら
つきがあると、ばらつきがそのまま印字品質の劣化に結
びつく。
そこで、LEDアレイ１から放射される各ビームの照射
径を測定し、ビーム径のばらつきを検査しなければなら
ない。
径を測定し、ビーム径のばらつきを検査しなければなら
ない。
次に、従来技術によるLEDアレイのビーム径測定装置
の構成を第12図により説明する。
の構成を第12図により説明する。
第12図では、セルフォックレンズアレイ17から一定距
離を隔てた位置にLEDアレイ１の照射光を受光するイメ
ージセンサ19Aを置き、第11図のLEDアレイ制御回路６に
よりLEDアレイ１を１発光体（以下、１ドットとい
う。）ずつ発光させる。イメージセンサ19の受光面の受
光強度分布を第13図に示すような波形としてオシロスコ
ープ等で観測し、最大受光強度を100％としたときの指
定の受光強度（例えば13.6％）を得る波形の幅をオシロ
スコープの時間軸から求め、イメージセンサ19Aの走査
距離に換算する。
離を隔てた位置にLEDアレイ１の照射光を受光するイメ
ージセンサ19Aを置き、第11図のLEDアレイ制御回路６に
よりLEDアレイ１を１発光体（以下、１ドットとい
う。）ずつ発光させる。イメージセンサ19の受光面の受
光強度分布を第13図に示すような波形としてオシロスコ
ープ等で観測し、最大受光強度を100％としたときの指
定の受光強度（例えば13.6％）を得る波形の幅をオシロ
スコープの時間軸から求め、イメージセンサ19Aの走査
距離に換算する。
［発明が解決しようとする課題］ 第12図の従来装置では、イメージセンサ19Aが高価で
あり、イメージセンサの駆動回路19Bが複雑であるとい
う問題がある。
あり、イメージセンサの駆動回路19Bが複雑であるとい
う問題がある。
また、一般にイメージセンサによる光量検出範囲は狭
く、広い光量範囲を検出する場合は、光量を調節するた
めの光量減衰フィルタを受光光量の最大値に合わせて複
数種類を用意し、イメージセンサの受光面に被せる操作
が必要である。
く、広い光量範囲を検出する場合は、光量を調節するた
めの光量減衰フィルタを受光光量の最大値に合わせて複
数種類を用意し、イメージセンサの受光面に被せる操作
が必要である。
また、イメージセンサによる検出波形をオシロスコー
プ等の波形観測手段19Cで波形観測し、ビーム径を目視
演算で求めているが、操作が煩雑であること、測定精度
が得にくいこと、測定に時間がかかること、オシロスコ
ープ等の波形観測手段19Cを用意しなければならないな
どの問題がある。
プ等の波形観測手段19Cで波形観測し、ビーム径を目視
演算で求めているが、操作が煩雑であること、測定精度
が得にくいこと、測定に時間がかかること、オシロスコ
ープ等の波形観測手段19Cを用意しなければならないな
どの問題がある。
この発明は、第12図のイメージセンサ19Aと信号検出
手段19Bの機能を合わせもつビーム径センサ２と、操作
の面倒な波形観測手段19Cを不要にして高速測定を可能
にするビーム径演算回路４で測定装置を構成し、精度が
高く、高速にLEDアレイの光ビーム径を測定できる測定
装置の提供を目的とする。
手段19Bの機能を合わせもつビーム径センサ２と、操作
の面倒な波形観測手段19Cを不要にして高速測定を可能
にするビーム径演算回路４で測定装置を構成し、精度が
高く、高速にLEDアレイの光ビーム径を測定できる測定
装置の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、この発明では、セルフォッ
クレンズアレイ17を介して照射されるLEDアレイ１の光
ビーム1Aを測定するビーム径測定装置において、複数の
スリット21nを設けた回転スリット板21、開口部を設け
た遮光板22、開口部を介してスリット21nの通過光量を
検出する受光素子23と、回転スリット板21を回転するモ
ータ24とで構成され、LEDアレイ１の光ビーム1Aのビー
ム径を検出するビーム径センサ２と、ビーム径センサ２
の出力電流を増幅する増幅器３と、増幅器３の出力を入
力とし、その出力電圧の振幅が一定になるようにその利
得が制御される利得可変増幅回路41と、前記利得可変増
幅回路41の出力電圧のピーク値をホールドするピークホ
ールド回路42と、前記ピークホールド回路42の出力電圧
を一定比率に分圧する可変抵抗器44と、前記可変抵抗器
44からの分圧出力を反転入力端子へ入力すると共に前記
利得可変増幅回路41の出力を非反転入力端子へ入力し、
前記非反転入力端子へ加わる電圧が前記反転入力端子へ
加わる電圧より大の時に論理レベル「１」を出力する比
較器46と、前記比較器46の出力が論理レベル「１」にあ
る時間を計測する計測手段とを具備するビーム径演算回
路４とを備える。
クレンズアレイ17を介して照射されるLEDアレイ１の光
ビーム1Aを測定するビーム径測定装置において、複数の
スリット21nを設けた回転スリット板21、開口部を設け
た遮光板22、開口部を介してスリット21nの通過光量を
検出する受光素子23と、回転スリット板21を回転するモ
ータ24とで構成され、LEDアレイ１の光ビーム1Aのビー
ム径を検出するビーム径センサ２と、ビーム径センサ２
の出力電流を増幅する増幅器３と、増幅器３の出力を入
力とし、その出力電圧の振幅が一定になるようにその利
得が制御される利得可変増幅回路41と、前記利得可変増
幅回路41の出力電圧のピーク値をホールドするピークホ
ールド回路42と、前記ピークホールド回路42の出力電圧
を一定比率に分圧する可変抵抗器44と、前記可変抵抗器
44からの分圧出力を反転入力端子へ入力すると共に前記
利得可変増幅回路41の出力を非反転入力端子へ入力し、
前記非反転入力端子へ加わる電圧が前記反転入力端子へ
加わる電圧より大の時に論理レベル「１」を出力する比
較器46と、前記比較器46の出力が論理レベル「１」にあ
る時間を計測する計測手段とを具備するビーム径演算回
路４とを備える。
［作用］ LEDアレイ１から出射される１本の光ビームをセルフ
ォックレンズアレイ17を通して照射し、光ビームの照射
強度を測定すると、第13図に示すように正規分布状の強
度広がりをもつ波形が得られる。
ォックレンズアレイ17を通して照射し、光ビームの照射
強度を測定すると、第13図に示すように正規分布状の強
度広がりをもつ波形が得られる。
ビーム径測定とは、第13図のような正規分布的広がり
を示す照射強度の頂点を100％とし、これに対して一定
比率以上の強度が得られる波形の幅を測定することをい
う。一般には、13.6％（正規関数の26に相当）の照射強
度が得られる幅をビーム径としている。
を示す照射強度の頂点を100％とし、これに対して一定
比率以上の強度が得られる波形の幅を測定することをい
う。一般には、13.6％（正規関数の26に相当）の照射強
度が得られる幅をビーム径としている。
この発明では、第13図のような光ビームを測定する手
段として、第１図のビーム径センサを用いるものであ
る。
段として、第１図のビーム径センサを用いるものであ
る。
次に、この発明によるLEDアレイ１からの光ビーム1A
を測定する光ビーム径測定装置の構成を第３図により説
明する。
を測定する光ビーム径測定装置の構成を第３図により説
明する。
第３図の1Aは光ビーム、２はビーム径センサ、３は増
幅器、４はビーム径演算回路である。
幅器、４はビーム径演算回路である。
次に、第３図のビーム径センサ２の構成を第１図によ
り説明する。
り説明する。
第１図の回転スリット板21は、測定するビーム径に対
して十分な長さをもつ複数のスリット21nを等間隔に放
射状に設けたものであり、回転スリット板21を回転させ
たとき、常に１本以下のスリットしか通過できない大き
さで円形または４角形の開口部22Aをもつ遮光板22を配
置し、１本のスリットを通過した光量を測定する受光素
子23を遮光板22に取り付け、スリット21nが１本の光ビ
ームを横切ったとき、スリット21nを通過した光量を開
口部22Aを通して受光素子23で検出する。
して十分な長さをもつ複数のスリット21nを等間隔に放
射状に設けたものであり、回転スリット板21を回転させ
たとき、常に１本以下のスリットしか通過できない大き
さで円形または４角形の開口部22Aをもつ遮光板22を配
置し、１本のスリットを通過した光量を測定する受光素
子23を遮光板22に取り付け、スリット21nが１本の光ビ
ームを横切ったとき、スリット21nを通過した光量を開
口部22Aを通して受光素子23で検出する。
この発明では、多数のスリットが１本、また１本と、
次々と開口部22Aを横切るので、同じ光ビームについて
複数個の同じ照射強度波形が得られ、第８図Ａに示すよ
うな波形列が第３図の増幅器３から取り出される。
次々と開口部22Aを横切るので、同じ光ビームについて
複数個の同じ照射強度波形が得られ、第８図Ａに示すよ
うな波形列が第３図の増幅器３から取り出される。
次に、ビーム径演算回路４を第２図により説明する。
ビーム径演算回路４は、増幅器３の出力のピーク電圧
をA/D変換器43によりディジタル量に変換し、A/D変換器
43からのディジタル出力で電圧利得が設定される利得可
変増幅回路41により、増幅器３の出力ピーク電圧に反比
例するように増幅する。利得可変増幅回路41の出力には
増幅器３からの出力電圧の大きさに関係なく、一定振幅
の信号電圧が取り出される。ピークホールド回路42は利
得可変増幅回路からの信号電圧のピーク値をホールドし
て出力する。
をA/D変換器43によりディジタル量に変換し、A/D変換器
43からのディジタル出力で電圧利得が設定される利得可
変増幅回路41により、増幅器３の出力ピーク電圧に反比
例するように増幅する。利得可変増幅回路41の出力には
増幅器３からの出力電圧の大きさに関係なく、一定振幅
の信号電圧が取り出される。ピークホールド回路42は利
得可変増幅回路からの信号電圧のピーク値をホールドし
て出力する。
可変抵抗器44は、ピークホールド回路42の出力電圧を
例えば、13.6％の一定比率に分圧し、比較器46の−入力
に与える。
例えば、13.6％の一定比率に分圧し、比較器46の−入力
に与える。
比較器46の＋入力へは、利得可変増幅回路41からの出
力電圧が与えられ、比較器46は、＋入力電圧が−入力電
圧より大きいときに論理レベル「１」を出力する。
力電圧が与えられ、比較器46は、＋入力電圧が−入力電
圧より大きいときに論理レベル「１」を出力する。
次に、タイミング制御回路45、クロックパルス発生器
49、３入力ANDゲート回路47、カウンタ48による論理的
信号処理手段によりビーム径測定値としてディジタル量
に変換される。
49、３入力ANDゲート回路47、カウンタ48による論理的
信号処理手段によりビーム径測定値としてディジタル量
に変換される。
［実施例］ 第８図Ａは、第３図のビーム径センサ２を動作させ
て、光ビーム1Aをビーム径センサ２に照射させたときに
得られる増幅器３の出力電圧波形図であり、第１図の回
転スリット板21のスリット21nを通過する光量に比例す
る。
て、光ビーム1Aをビーム径センサ２に照射させたときに
得られる増幅器３の出力電圧波形図であり、第１図の回
転スリット板21のスリット21nを通過する光量に比例す
る。
第１図は、ビーム径センサ２の分解斜視図であり、光
ビーム1Aがスリット21n、開口部22Aを通過して受光素子
23に受光されるまでの位置関係を示す。
ビーム1Aがスリット21n、開口部22Aを通過して受光素子
23に受光されるまでの位置関係を示す。
第１図の回転スリット板21はモータ24により回転させ
られ、スリット21nを通過した光は遮光板22に固定され
た受光素子23で受光され、電流に変換される。
られ、スリット21nを通過した光は遮光板22に固定され
た受光素子23で受光され、電流に変換される。
次に、回転スリット板21と遮光板22の実施例の構成図
を第４図により説明する。第４図の回転スリット板21は
直径50mmの円盤であり、中心部はモータ24の回転軸24A
に接続される。スリット21nは回転スリット板21の円周
方向に等間隔で100本刻んであり、大きさは長さ3mm、幅
10μｍである。遮光板22には中心円31の円周位置に受光
素子固定部22Bが設けてあり、受光素子固定部22Bの中央
位置には直径1mmの開口部22Aがあけられている。
を第４図により説明する。第４図の回転スリット板21は
直径50mmの円盤であり、中心部はモータ24の回転軸24A
に接続される。スリット21nは回転スリット板21の円周
方向に等間隔で100本刻んであり、大きさは長さ3mm、幅
10μｍである。遮光板22には中心円31の円周位置に受光
素子固定部22Bが設けてあり、受光素子固定部22Bの中央
位置には直径1mmの開口部22Aがあけられている。
次に、スリット21nと開口部22Aの関係を第４図により
説明する。
説明する。
第４図（ア）は回転スリット板21の平面図であり、第
４図（イ）は第４図（ア）の側面図である。
４図（イ）は第４図（ア）の側面図である。
第４図（ウ）は遮光板22の平面図、第４図（エ）は第
４図（ウ）のＸ−Ｘからみた断面図である。
４図（ウ）のＸ−Ｘからみた断面図である。
スリット21nの間隔は、開口部22Aの直径より大きく
し、遮光板22と回転スリット板21を重ねたとき、どのよ
うな状態でも開口部22Aの中に入るスリット21nは１本以
下にする。スリット21nの長さは開口部22Aの直径より大
きくする。このためには、スリット21nの長さの中心を
通る中心円と開口部22Aが配置される中心円が互いに重
なるようにする。実施例では中心円31の直径は45mmであ
り、スリット21nのそれぞれの隣り合う間隔は約1.4mmで
ある。
し、遮光板22と回転スリット板21を重ねたとき、どのよ
うな状態でも開口部22Aの中に入るスリット21nは１本以
下にする。スリット21nの長さは開口部22Aの直径より大
きくする。このためには、スリット21nの長さの中心を
通る中心円と開口部22Aが配置される中心円が互いに重
なるようにする。実施例では中心円31の直径は45mmであ
り、スリット21nのそれぞれの隣り合う間隔は約1.4mmで
ある。
次に、ビーム径演算回路４の実施例の回路図を第２図
により説明する。
により説明する。
第２図の41は利得可変増幅回路であり、Vinを信号入
力電圧とし、タイミング制御回路45により一定の利得に
初期設定されていて、Vinの信号電圧が入力されたとき
に、次段に接続されているピークホールド回路42により
Vinのピーク電圧がホールドされ、ピークホールド回路4
2のホールド電圧はA/D変換器43によりディジタル量に変
換される。A/D変換器43で変換されたディジタル値は、
前述の初期設定値と入れ換えに利得可変増幅回路41の利
得設定入力へ与えられる。利得可変増幅回路41の電圧利
得は、利得設定入力で与えられるディジタル値の大き
さ、すなわちVinのピーク電圧の大きさに反比例し、出
力へは一定振幅に増幅された信号電圧が取り出される。
44は可変抵抗器で、一端は信号アースに接続され、他端
はピークホールド回路42の出力に接続され、他端に加え
られた電圧を13.6％などに減衰させて比較器46の−入力
に与える。
力電圧とし、タイミング制御回路45により一定の利得に
初期設定されていて、Vinの信号電圧が入力されたとき
に、次段に接続されているピークホールド回路42により
Vinのピーク電圧がホールドされ、ピークホールド回路4
2のホールド電圧はA/D変換器43によりディジタル量に変
換される。A/D変換器43で変換されたディジタル値は、
前述の初期設定値と入れ換えに利得可変増幅回路41の利
得設定入力へ与えられる。利得可変増幅回路41の電圧利
得は、利得設定入力で与えられるディジタル値の大き
さ、すなわちVinのピーク電圧の大きさに反比例し、出
力へは一定振幅に増幅された信号電圧が取り出される。
44は可変抵抗器で、一端は信号アースに接続され、他端
はピークホールド回路42の出力に接続され、他端に加え
られた電圧を13.6％などに減衰させて比較器46の−入力
に与える。
比較器46の＋入力へは、第８図Ｂの電圧波形が加えら
れ、−入力へは、第８図Ｄの電圧波形が加えられる。比
較器46の出力は、＋入力の電圧が−入力の電圧より大の
とき論理レベル「１」になる。
れ、−入力へは、第８図Ｄの電圧波形が加えられる。比
較器46の出力は、＋入力の電圧が−入力の電圧より大の
とき論理レベル「１」になる。
タイミング制御回路45は、Vinの信号電圧に対する測
定タイミングを制御し、利得可変増幅回路41の出力に一
定振幅に増幅された電圧が取り出されるようにする。
定タイミングを制御し、利得可変増幅回路41の出力に一
定振幅に増幅された電圧が取り出されるようにする。
47は３入力ANDゲート回路であり、48はパルス数のカ
ウンタである。カウンタ48のＴはパルス入力、Ｒはリセ
ットであり、実施例では14ビットバイナリカウンタを用
いている。49はクロックパルス発生器である。
ウンタである。カウンタ48のＴはパルス入力、Ｒはリセ
ットであり、実施例では14ビットバイナリカウンタを用
いている。49はクロックパルス発生器である。
クロックパルス発生器49のクロック周波数は、第３図
のビーム径センサ２の動作速度と関係して決定される。
実施例では、第１図の回転スリット板21の回転速度が約
0.707回転／秒であり、スリット21nが直径45mmの中心円
31上を通過する速度は100mm/秒である。ビーム径の測定
分解能を0.1μｍにするためにはクロックパルス発生器4
7の周波数を次式で算出する。
のビーム径センサ２の動作速度と関係して決定される。
実施例では、第１図の回転スリット板21の回転速度が約
0.707回転／秒であり、スリット21nが直径45mmの中心円
31上を通過する速度は100mm/秒である。ビーム径の測定
分解能を0.1μｍにするためにはクロックパルス発生器4
7の周波数を次式で算出する。
ｆ＝Ｖ÷Ｋ＝100÷0.0001＝１×106（Hz） ……（１） ここに、V:スリットの中心円上の通過速度 K:ビーム径測定の分解能 実施例では、クロックパルス発生器49の周波数を式
（１）の値にし、カウンタ46の計数値からビーム径測定
値を直読する。
（１）の値にし、カウンタ46の計数値からビーム径測定
値を直読する。
第５図はピークホールド回路42の実施例の回路図であ
り、51は演算増幅器、52は入力バイアス電流の小さいFE
T入力の演算増幅器、53は充電されたピーク電圧を保持
するためのコンデンサ、54はダイオード、55はCMOSFET
を使用したアナログスイッチであり、制御入力Ｇが論理
レベル「０」のとき導通する。
り、51は演算増幅器、52は入力バイアス電流の小さいFE
T入力の演算増幅器、53は充電されたピーク電圧を保持
するためのコンデンサ、54はダイオード、55はCMOSFET
を使用したアナログスイッチであり、制御入力Ｇが論理
レベル「０」のとき導通する。
第６図はタイミング制御回路の実施例の回路図であ
る。
る。
61は比較器62の−入力に与える基準電圧であり、実施
例では0.1Vである。63はシフトレジスタで、Ｒはリセッ
ト入力で論理レベル「０」のとき出力の論理レベルが
「０」、Ｔはパルス入力で論理レベル「１」を入力した
ときにシフトする。
例では0.1Vである。63はシフトレジスタで、Ｒはリセッ
ト入力で論理レベル「０」のとき出力の論理レベルが
「０」、Ｔはパルス入力で論理レベル「１」を入力した
ときにシフトする。
64と65はインバータ、66〜69はANDゲートである。
次に、第２図のA/D変換器43と利得可変増幅回路41を
第７図の実施例回路図により説明する。
第７図の実施例回路図により説明する。
第２図のA/D変換器43には逐次変換型の８ビットバイ
ナリ出力型A/D変換器を用い、アナログ入力へはピーク
ホールド回路42の出力電圧が接続され、フルスケール入
力電圧が9.96Vのとき、論理出力値は255になる。A/D変
換器43の変換開始入力へは、第８図ＪのA/Dタイミング
信号が接続され、論理レベル「０」の立下がりでA/D変
換を開始し、アナログ入力へ与えられている第８図Ｅの
電圧をディジタル量に変換する。
ナリ出力型A/D変換器を用い、アナログ入力へはピーク
ホールド回路42の出力電圧が接続され、フルスケール入
力電圧が9.96Vのとき、論理出力値は255になる。A/D変
換器43の変換開始入力へは、第８図ＪのA/Dタイミング
信号が接続され、論理レベル「０」の立下がりでA/D変
換を開始し、アナログ入力へ与えられている第８図Ｅの
電圧をディジタル量に変換する。
第７図は利得可変増幅回路41の実施例の回路図であ
り、D/A変換器73と演算増幅器74で構成される。
り、D/A変換器73と演算増幅器74で構成される。
第７図の71はインバータ、72はORゲート、75〜81はAN
Dゲート、20〜27は論理入力端子で、指数項は論理値の
大きさを表わす２進数であり、A/D変換器43の論理出力
の大きさと対応させてA/D変換器43に１対１で接続され
る。
Dゲート、20〜27は論理入力端子で、指数項は論理値の
大きさを表わす２進数であり、A/D変換器43の論理出力
の大きさと対応させてA/D変換器43に１対１で接続され
る。
第７図のD/A変換器73には４象限乗算型のCMOSFETスイ
ッチとラダー抵抗で構成される８ビットのD/A変換器を
用いている。D/A変換器73のVREFはD/A変換させるための
アナログ電圧を与える端子、OUT1とOUT2は、論理入力20
〜27の大きさに対応するD/A変換器内部のラダー抵抗値
がアナログ電圧入力VREFとの間に接続されるように設計
されており、20〜27に対応するラダー抵抗器は論理レベ
ル「１」ならOUT1に接続され、論理レベル「０」ならば
OUT2に接続される。
ッチとラダー抵抗で構成される８ビットのD/A変換器を
用いている。D/A変換器73のVREFはD/A変換させるための
アナログ電圧を与える端子、OUT1とOUT2は、論理入力20
〜27の大きさに対応するD/A変換器内部のラダー抵抗値
がアナログ電圧入力VREFとの間に接続されるように設計
されており、20〜27に対応するラダー抵抗器は論理レベ
ル「１」ならOUT1に接続され、論理レベル「０」ならば
OUT2に接続される。
D/A変換器73のRFBは、一般の用途では外部に併用され
る演算増幅器の出力端子に接続して用いる負帰還端子で
ある。
る演算増幅器の出力端子に接続して用いる負帰還端子で
ある。
次に、第７図の利得可変増幅回路の電圧利得について
説明する。
説明する。
D/A変換器73のRFBに加える電圧をVEとすれば、演算増
幅器74の出力に取り出される電圧は次式で表わされる。
幅器74の出力に取り出される電圧は次式で表わされる。
28÷（27＋26＋25＋24＋23＋22＋21＋20）×VE ……
（２） ここに、 27〜20:D/A変換器73の論理入力端子 VE:第８図Ｅに示すビーム径センサ２による測定電圧出
力のピーク値 例えば、VEの値が1.8Vならば、A/D変換器43の論理出
力は、1.8÷9.96×（28−１）＝46になり、D/A変換器73
の論理入力へは46を２進数で与えられて、28÷（０＋０
＋25＋０＋23＋22＋21＋０）×1.8＝10.0（Ｖ）、すな
わち、演算増幅器74の入力へは、入力電圧VEの大きさに
関係なく、A/D変換器43のフルスケール入力電圧にほぼ
等しい値を得る。
（２） ここに、 27〜20:D/A変換器73の論理入力端子 VE:第８図Ｅに示すビーム径センサ２による測定電圧出
力のピーク値 例えば、VEの値が1.8Vならば、A/D変換器43の論理出
力は、1.8÷9.96×（28−１）＝46になり、D/A変換器73
の論理入力へは46を２進数で与えられて、28÷（０＋０
＋25＋０＋23＋22＋21＋０）×1.8＝10.0（Ｖ）、すな
わち、演算増幅器74の入力へは、入力電圧VEの大きさに
関係なく、A/D変換器43のフルスケール入力電圧にほぼ
等しい値を得る。
次に、第８図は第２図と第５図から第７図に示すビー
ム径演算回路の実施例の動作波形図であり、第８図のＡ
〜Ｎと測定開始信号を第２図・第５図〜第７図Ａ〜Ｎと
測定開始信号で示す各部の動作波形を対応させて示して
いる。
ム径演算回路の実施例の動作波形図であり、第８図のＡ
〜Ｎと測定開始信号を第２図・第５図〜第７図Ａ〜Ｎと
測定開始信号で示す各部の動作波形を対応させて示して
いる。
次に、この発明によるLEDアレイ１のビーム径測定装
置の実施例の外観図を第９図により説明する。
置の実施例の外観図を第９図により説明する。
第９図は、ビーム径センサ２を移動台５に取り付け、
LEDアレイ制御回路６によりLEDアレイ１の発光体を１個
ずつ、次々に発光させ、発光ビームの真上にビーム径セ
ンサ２の開口部22Aが位置するように移動台５をモータ
制御回路７により移動制御するものである。
LEDアレイ制御回路６によりLEDアレイ１の発光体を１個
ずつ、次々に発光させ、発光ビームの真上にビーム径セ
ンサ２の開口部22Aが位置するように移動台５をモータ
制御回路７により移動制御するものである。
なお、第９図のLEDアレイ制御回路６からのLEDアレイ
１を発光させる論理出力信号をビーム径演算回路４の測
定開始信号に用いれば、LEDアレイ１の発光体を次々と
連続的に極めて高速に測定できる。
１を発光させる論理出力信号をビーム径演算回路４の測
定開始信号に用いれば、LEDアレイ１の発光体を次々と
連続的に極めて高速に測定できる。
［発明の効果］ この発明によれば、回転スリット方式のビーム径セン
サで光ビームの照射強度を連続的に繰り返し検出し、ビ
ーム径照射強度のピーク値の大きさに反比例した増幅利
得を設定してビーム径測定値を直接ディジタル量に変換
することのできるビーム径演算回路を備えているので、
照射強度の大小に影響されることなく、精度の高い測定
値が高速に得られる光ビーム径測定装置を提供すること
ができる。
サで光ビームの照射強度を連続的に繰り返し検出し、ビ
ーム径照射強度のピーク値の大きさに反比例した増幅利
得を設定してビーム径測定値を直接ディジタル量に変換
することのできるビーム径演算回路を備えているので、
照射強度の大小に影響されることなく、精度の高い測定
値が高速に得られる光ビーム径測定装置を提供すること
ができる。
第１図は第３図のビーム径センサの分解斜視図、第２図
はビーム径演算回路の実施例の回路図、第３図はこの発
明による光ビーム径測定装置の構成図、第４図は回転ス
リット板と遮光板の実施例の構成図、第５図はピークホ
ールド回路の実施例の回路図、第６図はタイミング制御
回路の実施例の回路図、第７図は利得可変増幅回路41の
実施例の回路図、第８図は第２図と第５図から第７図に
示すビーム径演算回路の実施例の動作波形図、第９図は
この発明によるLEDアレイのビーム径測定装置の実施例
の外観図、第10図はLEDプリンタ装置の構成図、第11図
はLEDアレイと静電感光ドラムの関係説明図、第12図は
従来技術によるLEDアレイのビーム径測定装置の構成
図、第13図は第12図のオシロスコープの観測波形図であ
る。 １……LEDアレイ、1A……光ビーム、２……ビーム径セ
ンサ、３……増幅器、４……ビーム径演算回路、５……
移動台、６……LEDアレイ制御回路、７……モータ制御
回路、21……回転スリット板、22……遮光板、23……受
光素子、24……モータ、41……利得可変増幅回路、42…
…ピークホールド回路、44……可変抵抗器、46……比較
器。
はビーム径演算回路の実施例の回路図、第３図はこの発
明による光ビーム径測定装置の構成図、第４図は回転ス
リット板と遮光板の実施例の構成図、第５図はピークホ
ールド回路の実施例の回路図、第６図はタイミング制御
回路の実施例の回路図、第７図は利得可変増幅回路41の
実施例の回路図、第８図は第２図と第５図から第７図に
示すビーム径演算回路の実施例の動作波形図、第９図は
この発明によるLEDアレイのビーム径測定装置の実施例
の外観図、第10図はLEDプリンタ装置の構成図、第11図
はLEDアレイと静電感光ドラムの関係説明図、第12図は
従来技術によるLEDアレイのビーム径測定装置の構成
図、第13図は第12図のオシロスコープの観測波形図であ
る。 １……LEDアレイ、1A……光ビーム、２……ビーム径セ
ンサ、３……増幅器、４……ビーム径演算回路、５……
移動台、６……LEDアレイ制御回路、７……モータ制御
回路、21……回転スリット板、22……遮光板、23……受
光素子、24……モータ、41……利得可変増幅回路、42…
…ピークホールド回路、44……可変抵抗器、46……比較
器。
フロントページの続き (72)発明者 森下 光広 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 (72)発明者 伊藤 修 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤 電気株式会社内 審査官 関根 洋之 (56)参考文献 特開 平２−259475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−118166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−194321（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−58132（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】セルフォックレンズアレイ（17）を介して
照射されるLEDアレイ（１）の光ビーム（1A）を測定す
るLEDアレイの光ビーム径測定装置において、 LEDアレイ（１）の光ビーム（1A）が通過する複数のス
リット（21n）を設けた回転スリット板（21）と、開口
部を設けた遮光板（22）と、開口部を介してスリット
（21n）の通過光量を検出する受光素子（23）と、回転
スリット板（21）を回転するモータ（24）とで構成さ
れ、LEDアレイ（１）の光ビーム（1A）のビーム径を検
出するビーム径センサ（２）と、 ビーム径センサ（２）の出力電流を増幅する増幅器
（３）と、 増幅器（３）の出力を入力とし、その出力電圧の振幅が
一定になるようにその利得が制御される利得可変増幅回
路（41）と、前記利得可変増幅回路（41）の出力電圧の
ピーク値をホールドするピークホールド回路（42）と、
前記ピークホールド回路（42）の出力電圧を一定比率に
分圧する可変抵抗器（44）と、前記可変抵抗器（44）か
らの分圧出力を反転入力端子へ入力すると共に前記利得
可変増幅回路（41）の出力を非反転入力端子へ入力し、
前記非反転入力端子へ加わる電圧が前記反転入力端子へ
加わる電圧より大の時に論理レベル「１」を出力する比
較器（46）と、前記比較器（46）の出力が論理レベル
「１」にある時間を計測する計測手段とを具備するビー
ム径演算回路（４）と、 を備えることを特徴とするLEDアレイの光ビーム径測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208432A JP2520387B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | Ｌｅｄアレイの光ビ―ム径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208432A JP2520387B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | Ｌｅｄアレイの光ビ―ム径測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495727A JPH0495727A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2520387B2 true JP2520387B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16556117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208432A Expired - Fee Related JP2520387B2 (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | Ｌｅｄアレイの光ビ―ム径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2520387B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2447692B (en) | 2007-03-23 | 2012-03-07 | Shaun Pulfrey | Hair care device |
| JP5239716B2 (ja) * | 2008-10-06 | 2013-07-17 | 株式会社日本マイクロニクス | Ｌｅｄの試験装置 |
| JP6113064B2 (ja) * | 2013-12-18 | 2017-04-12 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 光量分布測定装置、描画装置および光量分布測定方法 |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP2208432A patent/JP2520387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0495727A (ja) | 1992-03-27 |
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