JP3363876B2

JP3363876B2 - レンズアレイの検査方法及び検査システム

Info

Publication number: JP3363876B2
Application number: JP2000212824A
Authority: JP
Inventors: 求深澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2001083044A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の発光素子を
発光させ、その素子像を記録媒体としての感光体面上に
高精度に結像する、例えばＬＣＤ（液晶表示素子）やＬ
ＥＤ（発光ダイオード）等を用いたプリンターヘッドや
光プリンター等の画像形成装置において、結像素子とし
て用いられるレンズアレイの検査方法及び検査システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶プリンターやＬＥＤプリンタ
ーに使用されている正立等倍の長尺の結像素子アレイと
しては、レンズアレイが知られている。このようなレン
ズアレイの内、特にロッドレンズアレイが広く用いられ
ている。ここで、ロッドレンズアレイとは、半径方向に
屈折率分布を有するロッドレンズを複数個、所定方向に
周期的に配列したものである。

【０００３】図１１は、上記のような従来のロッドレン
ズアレイを示す、ロッドレンズの光軸と垂直方向の概略
断面図である。図１１において、符号３０はロッドレン
ズアレイを、符号３１はロッドレンズを示す。ロッドレ
ンズ３１は、通常、ロッド状のガラスにイオン交換を施
して、屈折率分布を持たせることによって形成される。
このような複数のロッドレンズ３１が、図の上下方向
（以下、副走査方向と記す）に対して２段、図の左右方
向（以下、主走査方向と記す）に稠密に配列されてい
る。これらのロッドレンズ３１は各々、物体の正立等倍
像を所定距離離れた位置に結像する機能を有する。

【０００４】上記の複数のロッドレンズ３１は、稠密に
配列されたのち、一対の側板３２によって概略位置決め
が施されている。そして、その後、これらのロッドレン
ズ３１の間に不透明の樹脂３３が充填され、ロッドレン
ズ３１が固定されている。

【０００５】一方、従来のロッドレンズアレイにおいて
は、多数のロッドレンズを配列させているので、製造過
程の中で、しばしば図１１のようにレンズ配列が乱れる
といった問題も発生していた。

【０００６】図１２は、上記ロッドレンズアレイを光プ
リンターに用いた場合の理想的な結像状態を示した要部
断面図である。図１２において、図１１と同一の部材に
は、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

【０００７】図１２において、複数の発光素子から成る
発光手段（発光素子アレイ）４５の各々の発光素子から
画像信号に応じて発光された複数の光束が出射する。こ
れらの光束は、複数のロッドレンズ３１をアレイ状に配
列したロッドレンズアレイ３０により、該発光手段４５
の反対側に配置された記録媒体としての感光ドラム４６
の表面上の同じポイント（結像スポット）４４上に正立
等倍で結像される。そして、このことにより、例えば光
プリンターの感光ドラムの表面上に潜像を形成すること
ができる。なお、ここで、発光素子アレイ４５とロッド
レンズアレイ３０が、光プリンターヘッドを構成する。
このようなロッドレンズアレイにおいて、配列が多少乱
れても、正立等倍結像であるため、感光体４６上の結像
点はほとんど乱れる事はないとされていた。

【０００８】一方、近年、プリンターの高精細化が進
み、６００dpiや１２００dpiといった高解像の光プリン
ターも発売されるようになってきている。また、これま
で２値データの高精細化が中心であったプリンターも、
ピクトリアルなカラー画像を取り扱うものが市場に現わ
れ始め、それに伴って、中間調における画像も重要視さ
れてきている。このようなプリンターの高画質化、特に
中間調のさらなる高画質化を図るために、光プリンター
のムラ成分、特に発光ドットの光量バラツキを電気的に
補正する手段などが導入され始めている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光プリンターにおいて、精度よく光量補正を行っ
ているにもかかわらず、中間調の画像上に原因不明の筋
ムラがしばしば発生し、品質上おおきな問題を招く事が
あった。本発明者は、検討の結果、この筋ムラの原因
が、発光量のムラ問題ではなく、光プリンターに使用さ
れているロッドレンズアレイのロッドレンズの配列誤差
に起因する結像性能のムラである事を突き止める事がで
きた。

【００１０】例えば、図１３のようにロッドレンズ５１
の配列に、倒れ成分や、部分的に倍率関係が崩れるよう
な歪曲収差などが存在すると、光束は感光ドラム面上で
一点に集光しなくなり、ドット割れやドット太りという
現象を発生させる。そして、これらの現象が、現像時に
筋状のムラを発生させるのである。ここで、図１３は、
倒れ成分を持つロッドレンズ５１を含むロッドレンズア
レイを光プリンターに用いた場合の結像状態を示した要
部断面図である。図１３において、符号５０はロッドレ
ンズアレイ、５２は側板、５５は発光素子アレイ、５４
は結像スポットをそれぞれ示す。

【００１１】従来のロッドレンズアレイは、要求される
解像力も低かったため、このような多少のドット割れが
発生しても、その影響はあまり深刻ではなかった。とこ
ろが、６００dpi以上の高解像のプリンターヘッドにお
いては、ドットの再現性の周期的変化は、中間調画像で
筋状の画像濃度ムラの原因となり、大きな問題となって
しまうのである。

【００１２】上記のような画質の低下を防ぐには、製造
されたレンズアレイを検査する必要があり、このためレ
ンズアレイの結像性能の良否を正しく判定できる方法の
確立が望まれていた。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決し、出荷時にレンズアレイを検査及び選別するのに
好適な検査方法及び検査システムを提供することにあ
る。

【００１４】本発明の方法によって選別されたレンズア
レイのみを用いることにより、光プリンターが市場にお
いて品質問題を発生しないようにすることができる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、第
１の方向にアレイ状に配列された複数のレンズを、前記
第１の方向と直交する第２の方向に少なくとも２段に配
したレンズアレイの検査方法において、前記レンズアレ
イの第２の方向の結像性能を測定する測定工程と、前記
測定された結像性能のデータ列を周波数分解の手法を用
いて変換する変換工程と、変換されたデータを用いてレ
ンズアレイの結像性能の良否を判定する判定工程とから
成り、前記変換工程においては、前記結像性能のデータ
列に対して、互いに異なる周波数帯域で平均化処理され
た複数のデータ列を算出し、前記判定工程においては、
これら平均化処理された複数のデータ列を用いてレンズ
アレイの結像性能の良否を判定しており、前記変換工程
においては、自己データを中心としてａ（ｍｍ）幅分の
移動平均のデータ列Ｄａと、自己データを中心としてｂ
（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄｂとを算出し、判
定工程においては、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の大小によりレンズ
アレイの結像性能の良否を判定し、且つ、ａ及びｂは以
下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ｂ−ａ０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）を満足する検査方法によって達成される。又は、第１の
方向にアレイ状に配列された複数のレンズを、前記第１
の方向と直交する第２の方向に少なくとも２段に配した
レンズアレイの検査方法において、前記レンズアレイの
第２の方向の結像性能を測定する測定工程と、前記測定
された結像性能のデータ列を周波数分解の手法を用いて
変換する変換工程と、変換されたデータを用いてレンズ
アレイの結像性能の良否を判定する判定工程とから成
り、前記変換工程においては、前記結像性能のデータ列
に対して、互いに異なる周波数帯域で平均化処理された
複数のデータ列を算出し、前記判定工程においては、こ
れら平均化処理された複数のデータ列を用いてレンズア
レイの結像性能の良否を判定しており、前記変換工程に
おいては、自己データを中心としてａ（ｍｍ）幅分の移
動平均のデータ列Ｄａと、自己データからｃ（ｍｍ）離
れたところにおけるｂ（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ
列Ｄｂとを算出し、判定工程においては、｜Ｄａ−Ｄｂ
｜の大小によりレンズアレイの結像性能の良否を判定
し、且つ、ａ、ｂ及びｃは以下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｂ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｃ＜２．０（ｍｍ）を満足する検査方法によって達成される。

【００１６】また、上記の検査方法を実行する本発明の
レンズアレイの検査システムは、レンズアレイの第２の
方向の結像性能を測定する測定手段と、測定された結像
性能のデータ列を周波数分解の手法を用いて変換する変
換手段と、変換されたデータを用いてレンズアレイの結
像性能の良否を判定する判定手段とから構成される。

【００１７】上記の変換工程または変換手段において
は、例えば高速フーリエ変換が用いられる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】更に、上記のように変換工程または変換手
段に平均化処理を用いた場合の判定工程または判定手段
においては、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の値に積算処理を施し、そ
の積算処理の結果の大小によってレンズアレイの結像性
能の良否を判定することが望ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法で検査され
るロッドレンズアレイの一例を示す、ロッドレンズの光
軸と垂直方向の概略断面図である。

【００２２】図１において、符号１０は結像素子として
のロッドレンズアレイを示す。このロッドレンズアレイ
１０は、光プリンターに用いられ、発光素子アレイの各
発光素子の正立等倍像を感光体等の像面に形成する。本
例におけるロッドレンズアレイ１０は、図１に示すよう
に複数のロッドレンズ１が稠密に配列されている。そし
て、これらのロッドレンズ１のアレイ方向（主走査方
向）の側面を一対の側板２によって抑えることにより、
ロッドレンズ１の概略位置決めが施されている。そし
て、その後、これらのロッドレンズ１の間に不透明の樹
脂３が充填され、ロッドレンズ１が固定されている。側
板２の材質としては、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
が多く用いられている。このようなＦＲＰの表面には、
繊維の編み込みに基づく周期的な凹凸が存在している。
そのため、ロッドレンズアレイの結像性能は、ロッドレ
ンズの配列周期と、側板の周期的構造の周期との重なり
によって発生する低周期のビート現象に大きな影響を受
ける。

【００２３】図２は、図１に示したロッドレンズアレイ
１０を用いた光プリンターにおける結像状態を示す要部
断面図である。図２において、図１と同一の部材には、
同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

【００２４】図２において、複数の発光素子から成る発
光手段（発光素子アレイ）５の各々の発光素子から画像
信号に応じて発光された複数の光束が出射する。これら
の光束は、複数のロッドレンズ１をアレイ状に配列した
ロッドレンズアレイ（結像素子）１０により、該発光素
子アレイ５の反対側に配置された記録媒体としての感光
ドラム６の表面上に結像スポット４として正立等倍で結
像される。ここで、発光素子アレイ５と感光ドラム６の
表面は光学的に共役関係にある。このように、発光素子
アレイ５から発した光束を感光ドラム６の表面上に結像
することにより、この感光ドラム面上に潜像を形成する
ことができる。なお、ここで、発光素子アレイ５とロッ
ドレンズアレイ１０が、光プリンターヘッドを構成す
る。

【００２５】本発明は、前述の如くドット割れやドット
太りという現象が、光プリンターヘッドや光プリンター
等の副走査方向に複数段、配列したレンズ列間の配列誤
差が支配的であることを突き止め、配列誤差が発生した
際に結像性能の検査データ列に含まれるムラの情報を的
確に抽出し、該ムラを発生させる結像素子（レンズアレ
イ）に予め選別をかけることで、プリンター本体投入後
に画質における品質問題が発生しないようにしている。
そのために副走査方向の結像性能を含んだ特性値のデー
タ列に対して、周波数分解を施すことで良否を判定する
ものである。

【００２６】［実施形態１］次に、上記のようなロッド
レンズアレイを検査する、本発明の方法及びシステムの
実施形態１を説明する。

【００２７】図３は、本実施形態に用いられるレンズア
レイの検査システムの概略構成を示すブロック図であ
る。図３において、符号６０は、測定装置を示す。この
測定装置６０においては、ロッドレンズアレイの副走査
方向（２段に積み重ねられている方向）の結像性能を測
定する。測定された結像性能のデータ列Ｄｉは、データ
変換装置６１に送られる。データ変換装置６１において
は、入力されたデータ列Ｄｉを周波数分解の手法を用い
てデータＤｏに変換する。変換されたデータＤｏは、判
定装置６２に送られる。判定装置６２においては、入力
されたデータＤｏを用いてレンズアレイの結像性能の良
否を判定する。

【００２８】本実施形態においては、データ変換装置６
１において、２のｎ乗のデータ列を周波数空間に変換す
るＦＦＴ（高速フーリエ変換）が行われる。そして、こ
れにより、レンズの配列周期以外の周波数帯に配列誤差
を伴う成分が発生する。

【００２９】図４は、図３に示した測定装置６０の一例
を示す概略斜視図である。図４において、符号１０は、
図１及び図２で説明したロッドレンズアレイを示す。こ
のロッドレンズアレイ１０は、発光素子アレイ５から所
定距離離れて配置されている。発光素子アレイ５から発
した複数の光束は、ロッドレンズアレイ１０により、結
像面６３に正立等倍で結像される。

【００３０】結像面６３には、主走査方向及び副走査方
向に対し、それぞれ４５度の角度をなした斜めスリット
６６が設けられた遮光板６４が配置されている。そし
て、斜めスリット６６を透過した光束は、非分割の受光
素子６５で受光され、電気信号として出力される。図４
に矢印で示したように、遮光板６４と受光素子６５は、
一体となって主走査方向に不図示のモータによって一定
速度で移動する。受光素子６５としては、ＰＤ（フォト
ダイオード）やフォトマルが用いられる。この装置にお
いては、斜めスリットが用いられているため、主走査方
向及び副走査方向のトータルの結像性能の変化を測定す
ることができる。

【００３１】上記の受光素子６５によって検出された出
力は、主走査方向の位置を横軸にとると、図５のような
波形となる。ここで、出力のピークは、発光素子アレイ
５の各々の発光素子の像に対応している。本実施形態に
おいては、このような受光素子６５の出力からＭＴＦ
（Modulation Transfer Function）値を算出している。
図５における各ピークの出力値をＰｍａｘ、ボトムの出
力値をＰｍｉｎとすると、ＭＴＦ値は、下記のような式
で求められる。

【００３２】ＭＴＦ値（％）＝（Ｐ_max−Ｐ_min）／（Ｐ
_max＋Ｐ_min）×１００このように求められたＭＴＦ値を、例えばピーク位置に
おける代表値として、主走査方向の各位置におけるＭＴ
Ｆ値をプロットすると、図６のようになる。図６の
（ａ）及び（ｂ）は、各々結像性能のムラの実空間上で
のグラフである。これらの図は、２種類のロットの異な
るレンズのＭＴＦデータ列の生データを各々示してお
り、横軸は主走査方向の実空間であり、約４２ｍｍ幅の
データを示している。縦軸はＭＴＦデータである。レン
ズの配列周期は０．５６７ｍｍであり、側板として用い
たＦＲＰの周期的構造の周期とのビートは２ｍｍ近傍に
発生する。（ａ）は配列誤差に敏感なレンズ、（ｂ）は
配列誤差にそれほど敏感でないレンズを示す。図３に示
す測定装置６０からは、図６に示すようなデータ列Ｄｉ
が出力される。

【００３３】次に、前記データ列Ｄｉは、データ変換装
置６１に入力され、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）が行わ
れる。このように変換されたデータの例を図７に示す。
図７（ａ）及び（ｂ）は各々結像性能のムラの周波数空
間上でのグラフであり、図６（ａ）及び（ｂ）に示した
５１２個のデータをＭＴＦの平均値で正規化した後、Ｆ
ＦＴをかけたものを示している。これらの図において、
横軸は周波数空間の対数表示であり、縦軸はその時のパ
ワー成分を示す。

【００３４】図７（ａ）及び（ｂ）において、グラフの
○印は処理データであり、グラフは自己データの前後１
個のデータで平均化処理をしている。図７（ａ）のグラ
フが出力されたレンズアレイは、側板として図７（ｂ）
のグラフが出力されたレンズアレイと同じＦＲＰを使用
しているにも関わらず、配列誤差に伴う２ｍｍピッチの
周波数成分ｆｉのパワーが、正規の配列成分である周波
数成分ｆｎに対して大きい。これに対して図７（ｂ）の
グラフは、配列誤差に伴う２ｍｍピッチの周波数成分ｆ
ｉのパワーは正規の配列成分である周波数成分ｆｎに対
して小さくなっている。図３のデータ変換装置６１は、
このようなデータＤｏを判定装置６２に送る。そして、
判定装置６２においては、このデータＤｏを用いてレン
ズアレイの結像性能の良否を判断する。

【００３５】本実施形態において、判定装置６２は、レ
ンズアレイの配列誤差の無い場合の周波数成分ｆｎとレ
ンズアレイの配列誤差によって発生する周波数成分ｆｉ
とを比較し、周波数成分ｆｉが周波数成分ｆｎに対して
一定量以下のとき、このレンズアレイは配列誤差に起因
する結像性能のムラが現われにくいレンズアレイと判定
している。尚、上記周波数成分ｆｉとはレンズアレイを
保持している保持部材（ＦＲＰ）の周期的な構造と、複
数のレンズの配列周期とから発生するビートの周波数成
分である。

【００３６】［実施形態２］次に、周波数分解の別の手
法を用いた本発明の実施形態２について説明する。本実
施形態においても、検査システムとしては、図３及び図
４で説明したものと同一の構成が用いられる。そして、
測定装置６０からは、実施形態１と同様、図６に示すよ
うなＭＴＦデータ列Ｄｉが出力される。ただし、データ
変換装置６１においては、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）
に代えて、以下に説明する処理が行われる。

【００３７】即ち、上述したＦＦＴのように全ての周波
数成分について周波数分解しなくても、注目している筋
ムラの周波数成分が分かっている際には、その周波数成
分が抽出できるようなデジタルフィルタリングを実空間
上において行なえばよい。特に画像上良く目立つのはピ
ッチが０．６ｍｍから２ｍｍくらいまでの周波数帯であ
るので、以下に示す方法で視認されやすいＭＴＦの欠陥
を抽出することが可能になる。

【００３８】本実施形態においては、自己データを中心
として２つの異なる周波数帯域の平均化処理を行った
後、その差分データの絶対値でムラの大小を抽出して行
なう方法が用いられる。この方法を、図８を用いて説明
する。図８は周波数分解の説明図であり、ジグザグ状の
グラフは図６に示したＭＴＦムラを模式的に抽出したも
のである。グラフ上において自己データを中心として、
ａ（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄａと、ｂ（ｍ
ｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄｂを作成し、各データ
列Ｄａ及びＤｂの差分の絶対値、つまり｜Ｄａ-Ｄｂ｜
を求める。図３に示す判定装置６２においては、この｜
Ｄａ-Ｄｂ｜の大小によりレンズアレイの結像性能の良
否を判定する。ここで、各幅ａ及びｂは以下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ｂ-ａ０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）なる条件を満足するように設定されている。これにより
人間の目に最も視認されやすいムラの成分を抽出するこ
とが可能となる。

【００３９】一例として上記例において幅ｂ＝１ｍｍの
平均化処理と、幅ａ＝０．５ｍｍの平均化処理を行った
後、その差分値の絶対値の量で規格を設定した例につい
て述べる。この例においては、この値がＭＴＦ平均値レ
ベルを３５％とした時、約２．５％程度に収まっていれ
ば、例えば６００dpiのカラープリンター用の結像素子
として、筋ムラの許容できるレンズアレイとして使用可
能であることが、実験的に求められた。

【００４０】［実施形態３］次に、周波数分解の更に別
の手法を用いた本発明の実施形態３について説明する。
本実施形態においても、検査システムとしては、図３及
び図４で説明したものと同一の構成が用いられる。そし
て、測定装置６０からは、実施形態１と同様、図６に示
すようなＭＴＦデータ列Ｄｉが出力される。ただし、デ
ータ変換装置６１においては、ＦＦＴ（高速フーリエ変
換）に代えて、以下に説明する処理が行われる。

【００４１】本実施形態においては、ある長さだけ離し
た２つの平均化処理データの差分値の絶対値の量で規格
を決定して行なう方法が用いられる。この方法を図９を
用いて説明する。図９は周波数分解の説明図であり、図
９においても図８と同様にジグザグ状のグラフは、図６
に示したＭＴＦムラを模式的に抽出したものである。す
なわち自己データを中心として、ａ（ｍｍ）幅分の移動
平均のデータ列Ｄａと、自己データ中心からｃ（ｍｍ）
離れた所におけるｂ（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列
Ｄｂを作成し、各データ列Ｄａ及びＤｂの差分の絶対
値、即ち｜Ｄａ-Ｄｂ｜を求める。図３に示す判定装置
６２においては、この｜Ｄａ-Ｄｂ｜の大小によりレン
ズアレイの結像性能の良否を判定する。ここで、各幅
ａ，ｂ及び距離ｃは、以下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｂ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｃ＜２．０（ｍｍ）なる条件を満足するように，視認されやすい帯域の範囲
で設定してやれば十分である。

【００４２】一例として上記例において０．５ｍｍ離れ
た２点で、自己データ中心０．５ｍｍ幅の平均化処理を
したデータの差分値の絶対値を求めた例について述べ
る。このとき、求めた絶対値がＭＴＦの平均値を３５％
とした場合、約５．５％以内に収まっていれば、やはり
６００dpiのカラープリンター用として筋ムラの許容で
きるレンズアレイとして使用可能であることが実験的に
求められた。

【００４３】以上説明した実施形態１〜３のいずれかの
検査方法および検査システムを用い、先に例示した規格
を達成し得なかった、即ち結像性能が不良と判定された
レンズアレイについては、低解像度のプリンター用及び
イメージスキャナー用に回すことで歩留まりの低下を抑
えることが可能である。

【００４４】また近年、多くなったタンデム方式のカラ
ープリンターにおいては、この規格を外れたレンズアレ
イは画質の最終結果に最も影響の少ないイエロー用に回
すこともできる。

【００４５】また、これまで述べてきた規格の条件はプ
リンター側の目標性能やプロセス条件によっても異なる
もので、あくまでも同じ画質レベルからの一規格値例で
しかないのは言うまでもない。

【００４６】また、実際にはムラは一箇所ではなく数箇
所に渡って発生している場合も存在する。この場合、同
じ規格データにより良品と判定されたレンズイアレイで
出力した画像でも、結果の印象に違いを与えることがあ
る。そのような場合には、ムラの特性値（Ｄａ-Ｄｂ）
の絶対値、すなわち｜Ｄａ-Ｄｂ｜に対して積算処理し
て、その結果に対して新たな規格を設定しても良い。積
算の仕方については、そのまま単純和をとっても良い
し、ムラが許容される一定値、例えば２〜４％程度の値
を一律控除し、その値を越えたデータに対してのみ積算
しても良い。また視覚特性上、ムラの値に比例して目立
ちやすくなるというよりは、ムラの値が大きい時は、よ
り増幅されて視認されるという傾向を反映するためにデ
ータに対し、非線型な変換を施した後に積算するという
ことも有効である。

【００４７】また、実施形態１〜３ではレンズアレイの
副走査方向の結像性能の良否について説明したが、もち
ろん主走査方向においても副走査方向と同様な検査方法
を用いれば検査することができることは言うまでもな
い。

【００４８】図１０は、本発明の検査方法及び検査シス
テムによって検査したロッドレンズアレイを用いた光プ
リンターの構成例を示す概略断面図である。ここでは、
発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンターの例を示した。

【００４９】図１０において、プリンタ本体１００の内
部には、時計廻りに回転する感光ドラム１０６が収納さ
れている。感光ドラム１０６の上方には、感光ドラムを
露光するための発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンターヘ
ッド１０４が設けられている。ＬＥＤプリンターヘッド
１０４は、画像信号に応じて発光する複数の発光ダイオ
ードが配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ１０
５と、各々の発光ダイオードの発光パターンを感光ドラ
ム１０６上に結像させるロッドレンズアレイ１０１とか
ら構成されている。ここで、ロッドレンズアレイ１０１
は、先に説明した検査方法及び検査システムによって検
査され、結像性能が良と判定されたものである。ロッド
レンズアレイ１０１による発光ダイオードの結像面と感
光ドラム１０６の位置は一致するように配置されてい
る。つまり、発光ダイオードの発光面と感光ドラムの感
光面とは、ロッドレンズアレイによって光学的に共役関
係とされている。

【００５０】感光ドラム１０６の周囲には、感光ドラム
１０６の表面を一様に帯電させる帯電器１０３及びプリ
ンターヘッド１０４による露光パターンに応じて感光ド
ラム１０６にトナーを付着させ、トナー像を形成する現
像器１０２が設けられている。更に、感光ドラム１０６
の周囲には、感光ドラム１０６上に形成されたトナー像
をコピー用紙等の不図示の被転写材上に転写する転写帯
電器１０７及び転写後に感光ドラム１０６上に残留して
いるトナーを回収するクリーニング手段１０８が設けら
れている。

【００５１】更に、プリンター本体１００には、上記被
転写材を積載する用紙カセット１０９、用紙カセット１
０９内の被転写材を感光ドラム１０６と転写帯電器１０
７との間に供給する給紙手段１１０、転写されたトナー
像を被転写材に定着させるための定着器１１２、被転写
材を定着器１１２に導く搬送手段１１１及び定着後に排
出された被転写材を保持する排紙トレイ１１３が設けら
れている。

【００５２】以下に、上記のＬＥＤプリンターにおける
画像形成の手順を説明する。

【００５３】まず、感光ドラム１０６は、帯電器１０３
によって予め一様に帯電される。一方、プリンターヘッ
ド１０４において、ＬＥＤアレイ１０５の各発光ダイオ
ードは、不図示の画像情報変調手段から入力される画像
情報に応じて選択的に発光する。このＬＥＤアレイ１０
５の発光パターンは、ロッドレンズアレイ１０１によっ
て感光ドラム１０６上に結像され、画像情報に応じた露
光がなされる。この露光によって、予め一様に帯電され
ていた感光ドラム１０６には、露光パターンに応じた電
位的な潜像が形成される。

【００５４】次に、感光ドラム１０６上に形成された電
位的な潜像には、現像器１０２により現像剤であるトナ
ーが付着され、露光パターン顕像化される。一方、用紙
カセット１０９から供紙手段１１０によって、感光ドラ
ム１０６の回転に同期して被転写材が感光ドラム１０６
の近傍に搬送される。そして、感光ドラム１０６と停車
帯電器１０７との間を被転写材が通過する際に、転写帯
電器１０７によって、感光ドラム１０６上に形成された
トナー像を被転写材に転写する。

【００５５】トナー像が転写された被転写材は、搬送手
段１１１によって定着器１１２に搬送され、ここでトナ
ーを被転写材に定着させる。トナーが定着した被転写材
は、排紙トレー１１３に排出される。また、被転写材に
トナー像を転写した後、感光ドラム１０６上に残ったト
ナーは、クリーニング手段１０８によって除去される。
本例のＬＥＤプリンターにおいては、このような一連の
過程を繰り返しながら、画像形成がなされる。

【００５６】以上説明した実施形態の他にも、本発明は
種々の応用が可能である。例えば、先の実施形態では測
定装置として、斜めスリットを用いた例を示したが、受
光素子の前に主走査方向に長いスリットを有する遮光板
を配し、この遮光板を副走査方向に走査して、受光素子
の出力の変化から副走査方向のＭＴＦ値を算出する測定
装置を用いても良い。また、副走査方向に複数の画素を
有する一次元ラインセンサーもしくは二次元センサーを
用いてスポットのプロファイルそのものを取得し、副走
査方向のボケ具合を検出する測定装置を用いることもで
きる。

【００５７】また、図３においては、データ変換装置と
判定装置を別々の装置として示したが、コンピュータを
用いてこれらのデータ変換及び判定を同一の装置にて行
うようにしても良い。特許請求の範囲に示した検査シス
テムでは、これらの構成をデータ変換手段及び判定手段
と表現したが、これはこれらの手段が別々の装置から成
ることを示すものではない。つまり、本発明は、上記の
ようにデータ変換及び判定を同一の装置で行うものも含
むものである。

【００５８】更に、先の実施形態では、ロッドレンズア
レイの検査について説明したが、本発明はロッドレンズ
アレイ以外のレンズアレイにも適用することができる。

【００５９】本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない限
りにおいて、このような応用例を全て包含するものであ
る。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
レンズアレイの多段に積み重ねられた方向の結像性能を
測定する測定工程と、測定された結像性能のデータ列を
周波数分解の手法を用いて変換する変換工程と、変換さ
れたデータを用いてレンズアレイの結像性能の良否を判
定する判定工程とから成る方法でレンズアレイを検査し
ているので、出荷時にレンズアレイの結像性能の良否を
正しく判定することができる。また、本発明の方法によ
って選別されたレンズアレイのみを用いることにより、
光プリンターが市場において品質問題を発生しないよう
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査方法及び検査システムによって検
査されるロッドレンズアレイの例を示す概略断面図であ
る。

【図２】図１に示したロッドレンズアレイを用いた光プ
リンターにおける結像状態を示す要部断面図である。

【図３】本発明のレンズアレイの検査システムの概略構
成を示すブロック図である。

【図４】図３に示した測定装置の一例を示す概略斜視図
である。

【図５】図４に示した受光素子の出力波形を示す図であ
る。

【図６】図３の測定装置で測定されたＭＴＦデータ列の
例を示すグラフである。

【図７】図６のグラフを高速フーリエ変換したグラフで
ある。

【図８】本発明に用いることのできる周波数分解の手法
を説明するグラフである。

【図９】本発明に用いることのできる周波数分解の手法
の他の例を説明するグラフである。

【図１０】本発明の検査方法及び検査システムによって
検査したロッドレンズアレイを用いた光プリンターの構
成例を示す概略断面図である。

【図１１】ロッドレンズアレイの構成例を示す概略断面
図である。

【図１２】図１１のロッドレンズアレイを光プリンター
に用いた場合の理想的な結像状態を示した要部断面図で
ある。

【図１３】倒れ成分を持つロッドレンズアレイを光プリ
ンターに用いた場合の結像状態を示した要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ロッドレンズ２側板３樹脂４結像スポット５発光素子アレイ６感光ドラム１０ロッドレンズアレイ６０測定装置６１データ変換装置６２判定装置６３結像面６４遮光板６５受光素子６６斜めスリット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の方向にアレイ状に配列された複数
のレンズを、前記第１の方向と直交する第２の方向に少
なくとも２段に配したレンズアレイの検査方法におい
て、前記レンズアレイの第２の方向の結像性能を測定す
る測定工程と、前記測定された結像性能のデータ列を周
波数分解の手法を用いて変換する変換工程と、変換され
たデータを用いてレンズアレイの結像性能の良否を判定
する判定工程とから成り、前記変換工程においては、前記結像性能のデータ列に対
して、互いに異なる周波数帯域で平均化処理された複数
のデータ列を算出し、前記判定工程においては、これら
平均化処理された複数のデータ列を用いてレンズアレイ
の結像性能の良否を判定しており、前記変換工程においては、自己データを中心としてａ
（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄａと、自己データ
を中心としてｂ（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄｂ
とを算出し、判定工程においては、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の大
小によりレンズアレイの結像性能の良否を判定し、且
つ、ａ及びｂは以下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ｂ−ａ０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）を満足することを特徴とするレンズアレイの検査方法。
【請求項２】第１の方向にアレイ状に配列された複数
のレンズを、前記第１の方向と直交する第２の方向に少
なくとも２段に配したレンズアレイの検査方法におい
て、前記レンズアレイの第２の方向の結像性能を測定す
る測定工程と、前記測定された結像性能のデータ列を周
波数分解の手法を用いて変換する変換工程と、変換され
たデータを用いてレンズアレイの結像性能の良否を判定
する判定工程とから成り、前記変換工程においては、前記結像性能のデータ列に対
して、互いに異なる周波数帯域で平均化処理された複数
のデータ列を算出し、前記判定工程においては、これら
平均化処理された複数のデータ列を用いてレンズアレイ
の結像性能の良否を判定しており、前記変換工程においては、自己データを中心としてａ
（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄａと、自己データ
からｃ（ｍｍ）離れたところにおけるｂ（ｍｍ）幅分の
移動平均のデータ列Ｄｂとを算出し、判定工程において
は、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の大小によりレンズアレイの結像性
能の良否を判定し、且つ、ａ、ｂ及びｃは以下の条件
式、０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｂ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｃ＜２．０（ｍｍ）を満足することを特徴とするレンズアレイの検査方法。
【請求項３】前記変換工程においては、前記結像性能
のデータ列を高速フーリエ変換する請求項１又は２記載
のレンズアレイの検査方法。
【請求項４】前記判定工程においては、｜Ｄａ−Ｄｂ
｜の値に積算処理を施し、その積算処理の結果の大小に
よってレンズアレイの結像性能の良否を判定する請求項
１又は２に記載のレンズアレイの検査方法。
【請求項５】第１の方向にアレイ状に配列された複数
のレンズを、前記第１の方向と直交する第２の方向に少
なくとも２段に配したレンズアレイの検査システムにお
いて、前記レンズアレイの第２の方向の結像性能を測定
する測定手段と、前記測定された結像性能のデータ列を
周波数分解の手法を用いて変換する変換手段と、変換さ
れたデータを用いてレンズアレイの結像性能の良否を判
定する判定手段とから成り、前記変換手段は、前記結像性能のデータ列に対して、互
いに異なる周波数帯域で平均化処理された複数のデータ
列を算出し、前記判定手段は、これら平均化処理された
複数のデータ列を用いてレンズアレイの結像性能の良否
を判定しており、前記変換手段は、自己データを中心としてａ（ｍｍ）幅
分の移動平均のデータ列Ｄａと、自己データを中心とし
てｂ（ｍｍ）幅分の移動平均のデータ列Ｄｂとを算出
し、判定手段は、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の大小によりレンズア
レイの結像性能の良否を判定し、且つ、ａ及びｂは以下
の条件式、０．３（ｍｍ）＜ｂ−ａ０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）を満足することを特徴とするレンズアレイの検査システ
ム。
【請求項６】第１の方向にアレイ状に配列された複数
のレンズを、前記第１の方向と直交する第２の方向に少
なくとも２段に配したレンズアレイの検査システムにお
いて、前記レンズアレイの第２の方向の結像性能を測定
する測定手段と、前記測定された結像性能のデータ列を
周波数分解の手法を用いて変換する変換手段と、変換さ
れたデータを用いてレンズアレイの結像性能の良否を判
定する判定手段とから成り、前記変換手段は、前記結像性能のデータ列に対して、互
いに異なる周波数帯域で平均化処理された複数のデータ
列を算出し、判定手段は、これら平均化処理された複数
のデータ列を用いてレンズアレイの結像性能の良否を判
定しており、前記変換手段は、自己データを中心としてａ（ｍｍ）幅
分の移動平均のデータ列Ｄａと、自己データからｃ（ｍ
ｍ）離れたところにおけるｂ（ｍｍ）幅分の移動平均の
データ列Ｄｂとを算出し、前記判定手段は、｜Ｄａ−Ｄ
ｂ｜の大小によりレンズアレイの結像性能の良否を判定
し、且つ、ａ、ｂ及びｃは以下の条件式、０．３（ｍｍ）＜ａ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｂ＜２．０（ｍｍ）０．３（ｍｍ）＜ｃ＜２．０（ｍｍ）を満足することを特徴とするレンズアレイの検査システ
ム。
【請求項７】前記変換手段は、前記結像性能のデータ
列を高速フーリエ変換する請求項５又は６記載のレンズ
アレイの検査方法。
【請求項８】前記判定手段は、｜Ｄａ−Ｄｂ｜の値に
積算処理を施し、その積算処理の結果の大小によってレ
ンズアレイの結像性能の良否を判定する請求項５又は６
に記載のレンズアレイの検査システム。