JPH04273033A - アレー状光ヘッドの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤプリンタ等のアレ
ー状光ヘッドを使用する装置に係り、特にアレー状光ヘ
ッドの検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アレー状光ヘッドとして、例えばＬＥＤ
素子、又はＥＬ素子等を多数アレー状に配設し感光体に
光書き込みを行う装置がある。例えばＬＥＤプリンタの
場合、多数のＬＥＤ素子（例えば２４０ＤＰＩの配設間
隔の場合Ｂ４サイズでは２４３７個のＬＥＤ素子）を一
列に配設したＬＥＤヘッドを使用し、時分割駆動により
各ＬＥＤ素子を発光し感光体に印字データに従った光書
き込みを行う。

【０００３】上述のようなアレー状光ヘッドの発光素子
には微細な信号線がワイヤボンディング等の方法により
接続され、印字信号の供給が行われる。しかし、これら
の発光素子の接続は極めて微細である為ボンディング部
のショート、信号線や素子間のショートや断線が生じる
場合がある。

【０００４】そこでアレー状光ヘッドの製造後、検査装
置によりアレー状光ヘッドのショートや断線の検査が行
われている。従来、この検査はヘッド内の全ての素子を
順次１ドット毎に単独で発光させ、その発光光量をＣＣ
Ｄセンサ等で個々に測定し、各素子が所定の発光光量を
満たしているかチェックするものであった。

【０００５】

【従来技術の問題点】上記のような従来のアレー状光ヘ
ッドの検査装置では、個々の素子を単独で発光させ、そ
の光量が所定光量の範囲内であるか否か検査するもので
ある為、実際の光ヘッドを装置に実装した時と異なる検
査となっている。すなわち、実際にアレー状光ヘッドを
装置に装着した時は、同一ＬＥＤアレイチップ内で複数
のＬＥＤ素子が発光するのが通常である。したがって、
実装時に一つのＬＥＤアレイチップに供給される電流の
総和、即ち後述する共通電極に流れるコモン電流と、検
査時に１個のＬＥＤ素子を発光させる時のコモン電流で
はその電流値が異なる。また、ＬＥＤアレイチップとＬ
ＥＤアレイチップを駆動する為のドライバ回路の配設関
係によっても各ＬＥＤアレイチップへ供給される電流値
が異なる。例えば、ドライバ回路に近い位置に配設され
たＬＥＤアレイチップでは比較的大きな電流が供給され
、ドライバ回路に遠い位置に配設されたＬＥＤアレイチ
ップでは配線抵抗の関係から供給電流が一般に少ない。

【０００６】そして、ＬＥＤ素子の発光光量は供給され
る電流の大小で異なる。したがって実機では（実際には
）、上述のようにＬＥＤアレイチップに供給されるコモ
ン電流が異なり、またＬＥＤアレイチップの配設位置に
より供給電流が異なるにもかかわらず、単品での検査時
にはヘッド内のＬＥＤ素子を１ドット毎に単独で発光し
、その発光光量を個々に測定して検査していた為確実な
検査はできなかった。

【０００７】

【発明の目的】本発明は上記従来の問題点に鑑み、アレ
ー状光ヘッドの検査を実際に装置に装着された時と同じ
条件で行い、確実な検査を行うことを可能としたアレー
状光ヘッドの検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【発明の要点】本発明は上記目的を達成する為に、複数
の発光素子よりなるチップを複数並べ、印字データに従
って各チップ毎に順番に発光させることにより感光体に
光書き込みを行うアレー状光ヘッドの検査装置において
、前記発光素子を各チップ内で順番に第１の所定電流に
より発光させる第１の発光制御手段と、各発光素子の光
量を測定する第１の測定手段と、該第１の測定手段によ
り測定された光量を記憶する第１の記憶手段と、所定光
量範囲外の光量が測定された発光素子を不良発光素子と
して判別する判別手段と、各チップ毎に該チップ内の全
発光素子を第２の所定電流により発光させる第２の発光
制御手段と、各チップ光量を測定する第２の測定手段又
は前記第１の測定手段と、前記第１又は第２の測定手段
により測定された光量を記憶する第２の記憶手段と、各
チップ間の光量差が所定値以上のとき不良チップと判別
する判別手段を有することを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図２は本実施例のアレー状光ヘッドの
検査装置のシステムブロック図である。同図において、
検査装置１はパーソナルコンピュータ（以下単にコンピ
ュータと呼ぶ）２、ヘッド制御回路３、ＬＥＤヘッド４
、モータ制御回路５、モータ６、光センサ７、測定回路
８、回転軸９で構成されている。コンピュータ２は本実
施例の検査装置１全体のシステム制御、及び検査データ
の管理を行う。このコンピュータ２内には後述するデー
タを記憶する第１の記憶手段及び第２の記憶手段として
のメモリがあり、また不図示のＣＰＵはメモリに記憶さ
れた光量データの良／不良を判別する判別手段としての
働きも行う。

【００１０】第１の発光制御手段及び第２の発光制御手
段としてのヘッド制御回路３は、コンピュータ２の指示
に基づいてＬＥＤヘッド４の発光制御を行う。例えば、
アレー状に配設された各ＬＥＤアレイチップ内のＬＥＤ
素子を順番に発光させる信号、又はＬＥＤアレイチップ
内のＬＥＤ素子を全部発光させる信号を出力し、ＬＥＤ
素子を発光制御する。モータ制御回路５は同じくコンピ
ュータ２の指示に基づいてモータ６の駆動制御を行う。 例えば、上述のＬＥＤ素子の発光タイミングに合わせて
発光するＬＥＤ素子の直下へ光センサ７を移動する。 尚、光センサ７の矢印方向への移動はモータ６の軸６′
に取り付けられた回転軸９を介して行われる。

【００１１】光センサ７はＣＣＤで構成され、ＬＥＤ素
子の発光光量を受光し、その受光光量に対応した電圧値
のデータを第１，第２の測定手段の一部である測定回路
８へ出力する。測定回路８は入力する電圧値のデータを
サンプリング信号に同期して抽出しデジタルデータに変
換し、コンピュータ２へ出力する回路である。図１は測
定回路８の具体的な回路ブロック図である。測定回路８
は光センサ７からの光量データを入力するセレクタ１４
、平滑化回路１５、サンプルホールド回路（以下Ｓ／Ｈ
回路という）１６、アナログデジタルコンバータ（以下
Ａ／Ｄコンバータという）１７で構成されている。セレ
クタ１４は上記光センサ７から出力されるＬＥＤ素子の
光量データを平滑化回路１５を介してＳ／Ｈ回路１６へ
出力するか、又は直接Ｓ／Ｈ回路１６へ出力するか切り
換える回路である。このセレクタ１４への切り換え指示
は不図示の制御線を介してコンピュータ２の指示に基づ
いて行われる。例えば、ＬＥＤ素子を１個ずつ発光し個
々のＬＥＤ素子の発光光量を検査する時は、光センサ７
から出力される光量データを直接Ｓ／Ｈ回路１６へ出力
する。また、同じＬＥＤアレイチップ１０内にあるＬＥ
Ｄ素子を全部発光させ光量検査を行う時は光センサ７か
らの光量データを平滑化回路１５へ出力する。尚、光セ
ンサ７はＬＥＤ素子１個ずつの発光を検出する構成の時
は第１の測定手段の一部として構成され、ＬＥＤ素子全
部の発光を検出する構成の時は第２の測定手段の一部と
して構成される。

【００１２】平滑化回路１５は同じＬＥＤアレイチップ
１０内の全ＬＥＤ素子からの光量を平滑化し、Ｓ／Ｈ回
路１６へ出力する。Ｓ／Ｈ回路１６はコンピュータ２か
ら出力されるサンプリング信号Ｓの出力に同期して平滑
化された光量データ、又はセレクタ１４を介して直接Ｓ
／Ｈ回路１６へ出力された光量データをサンプリングし
、Ａ／Ｄコンバータ１７へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ
１７は供給されたサンプリングデータをデジタルデータ
に変換しコンピュータ２へ出力する。尚、コンピュータ
２はヘッド制御回路３、モータ制御回路５へ出力する指
示信号と同期した信号を上述のサンプリング信号として
Ｓ／Ｈ回路１６へ出力する。

【００１３】また、図３は上述の検査装置１の被測定物
であるＬＥＤヘッド４の構成を説明する図である。本実
施例で説明するＬＥＤヘッド４は、例えばＬＥＤプリン
タに使用され、ＬＥＤプリンタ内の感光体に印字データ
に従った光書き込みを行う装置である。ＬＥＤヘッド４
は同図に示す如く、１チップ当たり６４個のＬＥＤ素子
を一列に配設したＬＥＤアレイチップ１０を複数並べて
構成され、さらにセグメントドライバー回路１１、セグ
メント電極１２、コモン電極１３等で構成されている。

【００１４】セグメントドライバー回路１１は、ＬＥＤ
アレイチップ１０内のＬＥＤ素子へ印字データに基づく
印字信号を出力する回路である。但し、本実施例の検査
装置による検査動作の際には前述のヘッド制御回路３か
ら出力される検査信号に基づいてＬＥＤ素子を順次発光
させる。このセグメントドライバー回路１１には端子１
１ａを介してヘッド制御回路３から検査信号が供給され
、端子１１ｂを介してクロック信号が供給される。セグ
メントドライバー回路１１はこのクロック信号に同期し
て検査信号として、例えば６４ドットの中の１素子を発
光させる信号、又は全ドットを発光させる信号が入力す
ると端子１１ｃを介してラッチ信号が供給される。この
ラッチ信号の供給と同期して、セグメントドライバー回
路１１にラッチされた６４ドットのデータがセグメント
電極１２を介してＬＥＤアレイチップ１０へ出力される
。

【００１５】ＬＥＤアレイチップ１０は複数個一列に並
べられ、例えば本実施例のＬＥＤヘッド４を適用するＬ
ＥＤプリンタが最大Ｂ４サイズの用紙まで印字できる仕
様であるとすれば、３８個のＬＥＤアレイチップ１０−
１〜１０−３８が配設される。すなわち、ＬＥＤヘッド
４の印字密度を２４０ＤＰＩとすると、Ｂ４サイズ用紙
の幅が２５７ｍｍであるので２５７×２４０／２５．　
４×６４の計算式から３８個のＬＥＤアレイチップ１０
−１〜１０−３８が必要となるからである。

【００１６】また、このＬＥＤアレイチップ１０−１〜
１０−３８とセグメントドライバー回路１１の接続は、
６４本のセグメント電極１２−１〜１２−６４を介して
行われている。すなわち、３８個のＬＥＤアレイチップ
１０−１〜１０−３８の各々の入力Ｉ１　〜Ｉ６４に対
応してセグメント電極１２−１〜１２−６４が接続され
、さらにこのセグメント電極１２−１〜１２−６４が対
応するセグメントドライバー回路１１の出力Ｏ１　〜Ｏ
６４に接続されている。したがって、セグメントドライ
バー回路１１の出力Ｏ１　から出力される検査信号は全
てのＬＥＤアレイチップ１０−１〜１０−３８の入力Ｉ
１　に供給され、同様に他のセグメントドライバー回路
１１の出力Ｏ２　〜Ｏ６４から出力される検査信号も全
てのＬＥＤアレイチップ１０−１〜１０−３８の対応す
る入力Ｉ２　からＩ６４に供給される。

【００１７】そして、３８個のＬＥＤアレイチップ１０
−１〜１０−３８の選択はコモン電極１３を介して前述
のヘッド制御回路３から出力される選択信号により行わ
れる。すなわち、コモン電極１３−１に選択信号が出力
される時ＬＥＤアレイチップ１０−１が選択され、コモ
ン電極１３−２に選択信号が出力される時ＬＥＤアレイ
チップ１０−２が選択され、以下順次選択信号の出力に
よりＬＥＤアレイチップ１０−３から１０−３８が選択
できる。

【００１８】以上のような構成の検査装置１において、
以下にＬＥＤヘッド４の検査動作を説明する。先ず、被
検査物であるＬＥＤヘッド４を検査装置１にセットし、
必要な信号線の接続を行い、コンピュータ２のキーボー
ド２′を操作して必要な検査指示を行うと、コンピュー
タ２からヘッド制御回路３、及びモータ制御回路５へ対
応する指示信号が所定のタイミングで出力される。ヘッ
ド制御回路３はこの指示信号に基づいて、先ずＬＥＤ素
子を１ドット毎に発光し各ＬＥＤ素子の発光光量の検査
処理を実行する。

【００１９】この検査処理はＬＥＤアレイチップ１０−
１内のＬＥＤ素子から順次発光光量を検査するものであ
り、先ずＬＥＤアレイチップ１０−１内の最も端に位置
するＬＥＤ素子１０−１−１のみ発光させる信号を出力
する。すなわち、セグメントドライバー回路１１に“１
０００・・・”の検査信号を順次出力し、この信号をク
ロック信号に同期してセグメント電極１２へ供給する。 また、この時ＬＥＤアレイチップ１０−１へ共通電極１
３−１を介して選択信号を出力する。その後ラッチ信号
を出力し、セグメントドライバー回路１１の出力Ｏ１　
〜Ｏ６４からＬＥＤアレイチップ１０−１に検査信号“
１０００・・・”を供給し、ＬＥＤアレイチップ１０−
１の最端に位置するＬＥＤ素子１０−１−１のみ発光さ
せる。この時、モータ制御回路５の制御により光センサ
７をＬＥＤ素子１０−１−１の直下へ移動し、ＬＥＤ素
子１０−１−１の発光光量を検出させる。

【００２０】またこの時、セレクタ１４はコンピュータ
２の指示により光センサ７の検出データを直接Ｓ／Ｈ回
路１６へ出力するよう切り換え処理されており、光セン
サ７で受光した光量データはＳ／Ｈ回路１６へ直接出力
され、コンピュータ２のサンプリング信号に基づいてサ
ンプリングされる。そして、Ａ／Ｄコンバータ１７でデ
ジタルデータに変換されコンピュータ２内のメモリに記
憶される。

【００２１】次に、ヘッド制御回路３は上述のＬＥＤ素
子の隣りの素子を発光すべく、セグメントドライバー回
路１１へ検査信号“０１００・・・”を出力し、ＬＥＤ
アレイチップ１０−１内の対応するＬＥＤ素子１０−１
−２を発光する。そして上述と同様に、モータ６を駆動
して光センサ７の位置を発光するＬＥＤ素子１０−１−
２の直下に移動させ発光光量を受光する。以下同様にし
て、順次ＬＥＤアレイチップ１０−１内の発光素子をヘ
ッド制御回路３から出力される検査信号に従って発光さ
せ、光センサ７で検出した光量データのデジタル値をコ
ンピュータ２のメモリに記憶する。

【００２２】このようにしてＬＥＤアレイチップ１０−
１内に配設されるＬＥＤ素子の発光光量を全て記憶した
後、ＬＥＤアレイチップ１０−２、１０−３、・・・の
順に同様の測定処理を行い、この間各ＬＥＤ素子の発光
光量のデータをコンピュータ２のメモリに記憶する。 尚、図４はこのようにして各ＬＥＤ素子を順次発光して
得られた光量データをプロットした図である。尚、同図
に示す主走査方向はＬＥＤ素子の配設方向（ＬＥＤアレ
イチップ１０の配設方向）を示す。

【００２３】コンピュータ２はメモリに記憶した光量デ
ータを読み出し、各ＬＥＤアレイチップ１０−１〜１０
−３８に配設されたＬＥＤ素子（例えば前述の２４３７
個のＬＥＤ素子）の発光光量が全て基準値の範囲内か判
断する。例えば、所定光量範囲を同図に示すスレッショ
ルドレベルの下限及び上限である−Ｔｈ〜＋Ｔｈである
とすれば、ＣＰＵは光量データが−ＴＨから＋ＴＨ間の
データであるか否か判断する。そして、１個のデータ（
ＬＥＤ素子）でも上記範囲外であれば、そのＬＥＤヘッ
ド４は不良と判断する。

【００２４】次に、上述の検査によりＬＥＤ素子に不良
が発見されなかった時は本実施例の特徴でもあるＬＥＤ
アレイチップ１０間、及びＬＥＤ素子間の光量バランス
の検査を行う。

【００２５】この検査は各ＬＥＤアレイチップ１０毎に
同じＬＥＤアレイチップ１０内のＬＥＤ素子を全部発光
させ、ＬＥＤ素子１０−１−１から１０−１−６４の発
光光量を検査するものである。すなわち、先ずセグメン
トドライバー回路１１に“１１１１・・・”の信号を出
力し、ラッチ信号の出力に同期してこの信号をＬＥＤア
レイチップ１０−１へ出力しＬＥＤアレイチップ１０−
１内の全てのＬＥＤ素子を発光させる。そして、モータ
制御回路５の制御により光センサ７をＬＥＤ素子１０−
１−１の直下からＬＥＤ素子１０−１−６４の位置まで
順次移動し、その間６４個のＬＥＤ素子の発光光量を検
出する。尚、光センサ７はＬＥＤ素子１０の１素子だけ
を検知するセンサを移動させながら用いてもよいし、あ
るいは全ドットを測定できるものでもよい。また１素子
毎の測定用とチップ毎の測定用を別のセンサとしてもよ
い。

【００２６】この時、セレクタ１４はコンピュータ２の
指示により光センサ７の検出データを平滑化回路１５へ
出力するように切り換え処理されており、光センサ７で
受光した光量データは平滑化回路１５へ出力される。平
滑化回路１５では６４個の光量データを平滑化し平均値
の光量データとしてＳ／Ｈ回路１６へ出力する。この時
、コンピュータ２からＳ／Ｈ回路１６へサンプリング信
号が出力され、平滑化回路１５で平均化された光量デー
タはＡ／Ｄコンバータ１７を介してコンピュータ２内の
メモリに記憶される。

【００２７】このようにしてＬＥＤアレイチップ１０−
１内に配設されるＬＥＤ素子の発光光量を測定した後、
ＬＥＤアレイチップ１０−２、１０−３、・・・の順に
同様の測定処理を行い、この間各ＬＥＤ素子の発光光量
の平滑値のデータをコンピュータ２のメモリに記憶する
。このようにして得られた結果を示す光量特性図が図５
（ａ）、（ｂ）である。ここで、同図（ａ）はＬＥＤア
レイチップ１０への供給電流（コモン電流）が少ない時
の光量特性を示し、同図（ｂ）はＬＥＤアレイチップ１
０への供給電流（コモン電流）が多い時の光量特性を示
す。すなわち従来例でも説明したように、コモン電流が
多い時には各ＬＥＤアレイチップ１０間でのＬＥＤ素子
の発光光量のバラツキが大きく、本実施例では同図（ｂ
）に示す如く電流値が大きい時、主走査方向に対して中
央でＬＥＤ素子の発光光量が大きくなっている。この理
由は図３にも示す如く、セグメントドライバー回路１１
がアレー状に配設されたＬＥＤアレイチップ１０−１〜
１０−３８の中央近くに配設され、距離が短く従って配
線抵抗の小さい中央あたりに配設されたＬＥＤアレイチ
ップ１０内のＬＥＤ素子へ多くの電流が流れるからであ
る。

【００２８】また、本実施例の検査装置では同図（ａ）
、（ｂ）に示す光量の最大値ＰＭＡＸと最小値ＰＭＩＮ
　の差を百分率で示した光量バランスが所定値以上の時
ＣＰＵにより不良と判断する。尚、図６はコモン電流Ｉ
Ｆを変えた時の印字率に対する光量バランスの一例を示
す図である。ここで、印字率とは同一ＬＥＤアレイチッ
プ１０内で発光する割合をいい、本実施例では全部のＬ
ＥＤ素子を発光させて検査しているので印字率は１００
％であり、光量バランスの最大変化状態を検出すること
ができる。

【００２９】例えば、この場合同図に示す如く光量バラ
ンス２０パーセント以上を不良とするならば、コモン電
流ＩＦ　の最大値は約１０ｍＡであり、上述の検査によ
りこの範囲内に光量バランスが入らない時不良と判断さ
れる。 尚、上記最大許容値２０％は使用する感光体等の特性に
より定まるものである。

【００３０】以上のように、本実施例はＬＥＤ素子の発
光を個々に検査して発光光量の不良を検査すると共に、
各ＬＥＤアレイチップ１０間の光量バランスの違いやコ
モン電流の大きさに対応して変化するＬＥＤ素子の発光
光量のバランスも検査し、より実機に近い状態でＬＥＤ
ヘッドの検査を行うものである。

【００３１】尚、本実施例においてはＬＥＤアレイチッ
プ１０を３８個で構成し、ＬＥＤアレイチップ１０内の
ＬＥＤ素子を６４個として説明したが、本発明はこれら
の具体的素子数等に限定されないことは勿論である。

【００３２】また、発光素子を１ドットずつ発光させる
ことにより主走査方向の光プロファイルを作成すること
ができ、主走査方向の発光サイズを決定するのに利用で
きる。

【００３３】また光センサ７とＬＥＤヘッド４を副走査
方向に電子写真のプロセススピードで相対移動させ、副
走査方向の書き込み周期で発光させることにより副走査
方向の光プロファイルを作成することができる。これに
より副走査方向の発光サイズあるいは発光時間を決定す
るのに利用できる。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればアレー状光ヘッドの検査を実装時に近い状態で行え
るので、個々の発光素子の不良と共に光量バランスの不
良も検査でき、より確実なＬＥＤヘッドの検査を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のアレー状光ヘッドの検査装置の測定
回路の回路ブロック図であるである。

【図２】一実施例のアレー状光ヘッドの検査装置のシス
テムブロック図である。

【図３】アレー状光ヘッドの配線図である。

【図４】ＬＥＤ素子を個々に発光して検査した時の光量
データをプロットして示す図である。

【図５】ＬＥＤアレイチップ内のＬＥＤ素子を全発光し
て検査した時の光量データを特性図である。

【図６】コモン電流を可変した時の光量バランスの特性
図である。

【符号の説明】

１　　検査装置 ２　　コンピュータ ３　　ヘッド制御回路 ４　　ＬＥＤヘッド ５　　モータ制御回路 ６　　モータ ７　　光センサ ８　　測定回路 ９　　回転軸 １１　　セグメントドライバー回路 １２、１２−１〜１２−６４　　セグメント電極１３　
　共通電極 １４　　セレクタ １５　　平滑化回路 １６　　Ｓ／Ｈ回路 １７　　Ａ／Ｄコンバータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の発光素子よりなるチップを複数
   並べ、印字データに従って各チップ毎に順番に発光させ
   ることにより感光体に光書き込みを行うアレー状光ヘッ
   ドの検査装置において、前記発光素子を各チップ内で順
   番に第１の所定電流により発光させる第１の発光制御手
   段と、各発光素子の光量を測定する第１の測定手段と、
   該第１の測定手段により測定された光量を記憶する第１
   の記憶手段と、所定光量範囲外の光量が測定された発光
   素子を不良発光素子として判別する判別手段と、各チッ
   プ毎に該チップ内の全発光素子を第２の所定電流により
   発光させる第２の発光制御手段と、各チップ光量を測定
   する第２の測定手段又は前記第１の測定手段と、前記第
   １又は第２の測定手段により測定された光量を記憶する
   第２の記憶手段と、各チップ間の光量差が所定値以上の
   とき不良チップと判別する判別手段を有することを特徴
   とするアレー状光ヘッドの検査装置。