TWI447362B

TWI447362B - 發光裝置之光量均衡檢測方法

Info

Publication number: TWI447362B
Application number: TW101120762A
Authority: TW
Inventors: Harunobu Yoshida; Tz Liang Chang; Po Hsiung Peng
Original assignee: Nisho Image Tech Inc
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2014-08-01
Also published as: US20130327920A1; TW201350811A; US9000341B2; CN103487235A

Description

發光裝置之光量均衡檢測方法

本發明係有關一種光量檢測方法，特別是一種發光裝置之光量均衡檢測方法。

影印機、印表機、傳真機及多功能事務機係利用電子寫真技術(Electro-photography)作為列印文件的核心技術，意即藉由特定波長的光改變靜電荷(electrostatic charge)的分布而產生寫真(photographic)影像。

參照第1圖，係為彩色列印的發光二極體(LED)印表機100的示意圖。發光二極體印表機100具有分別對應於黑色、洋紅色、青色及黃色的感光鼓(Photoconductive drum)(110K、110M、110C、110Y，總稱110)、印字頭(Printing head)(120K、120M、120C、120Y，總稱120)及碳粉匣(Toner cartridge)(130K、130M、130C、130Y，總稱130)。經過佈電機構，感光鼓110表面會產生一層均勻的電荷。列印前之掃描程序係需經過曝光程序，使得欲列印的文件中的圖案像素轉換成可見光明暗資料。印字頭120中具有複數個發光二極體，其發出的光照射到感光鼓110上時，未曝光區會維持原有電位，但曝光區的電荷因曝光產生電位差異。曝光區的電位變化差異可吸附碳粉匣130提供的帶有正/負電荷的碳粉，藉以達到列印目的。

第2圖為印刷濃度與感光鼓接受曝光的能量之關係圖。如第2圖所示，印刷濃度與感光鼓的曝光能量成正相關。當感光鼓接受曝光的能量增加，列印出的濃度也隨之增加，藉此可列印出灰階度不同的文件內容。

第3圖為發光二極體印表機100的印字頭120的外觀示意圖。如第3圖所示，印字頭120包含沿一軸線140排列的複數個發光晶片122。一般而言，每一發光晶片122包含數千個直線排列的發光二極體。當發光晶片122沿軸線140排列時，發光二極體亦同樣沿軸線140排列，藉此可達到高DPI(Dots Per Inch，點每英吋)的列印解析度。例如，如欲達到1200×2400 DPI的解析度，則需要在每英吋排列有1200個發光二極體。

然而，如欲使列印出的文件濃度均勻，需準確控制印字頭120中每一個發光二極體的輸出光量，以避免對應的感光鼓110的曝光區曝光過量或曝光不足。但每一發光二極體的發光特性均不盡相同。因此，每一發光晶片122必須經過測試及校正，方可使用於發光二極體印表機100。

第4圖為印字頭120的光量檢測示意圖。如第4圖所示，印字頭120包含具有複數個發光二極體121的發光晶片122、驅動電路123、控制單元124及儲存單元125。驅動電路123驅動發光二極體121的光輸出。控制單元124耦接驅動電路123，用以控制發光二極體121的光輸出與否(點亮或關閉)以及控制輸出光160的光量。藉由光電偵檢器150沿一方向移動而逐一對各個發光二極體121量測其輸出光量。儲存單元 125儲存有調整每一個發光二極體121輸出光量的參數，藉以供控制單元124對每一個發光二極體121適應性的調整輸出光量。

然而，每個印字頭120具有數量龐大的發光二極體121，且每個彩色列印的發光二極體印表機100還包含4個印字頭120。逐一量測如此大量的發光二極體，將會花費相當長的時間，延遲產品生產時程。因此，如何有效率的檢測，是本領域的研究人員致力研究的課題。

鑒於以上的問題，本發明提供一種發光裝置之光量均衡檢測方法，藉以解決先前技術所存在因發光裝置的發光元件數量龐大，難以對發光裝置的光輸出進行有效率的檢測的問題。

本發明之一實施例提供一種發光裝置之光量均衡檢測方法，發光裝置包含成串排列的複數發光元件。光量均衡檢測方法包含：置放發光裝置至光感測設備的感光區域中；執行N次掃瞄程序；以及比較由前述N次掃瞄程序所產生的掃瞄影像中對應發光元件的亮點是否一致，並輸出表示發光裝置為正常品或不良品的輸出訊號。

其中，掃瞄程序包含下列步驟：於第n次執行時，點亮第n+i×N個發光元件；以及以光感測設備偵測發光元件的發光而產生掃瞄影像。其中i為0或正整數，n小於或等於N，且n與N為正整數。

根據本發明之發光裝置之光量均衡檢測方法，可僅執行數次掃瞄而檢測包含高達上千個或更多發光元件的發光裝置。甚者，可一次性對多個發光裝置進行檢測。藉此，明顯可縮短檢測時間，而可有效率的對發光裝置進行檢測。

第5圖為本發明一實施例之發光裝置200之光量均衡檢測示意圖。

如第5圖所示，在進行光量均衡檢測時，將發光裝置200置放於光感測設備300的感測區域310中。發光裝置200如前述印字頭120包含成串排列的複數發光元件(圖中未示)。光感測設備300用以取得感測區域310的影像，藉以供影像處理裝置400分析所取得的影像，而判斷發光裝置200的輸出光量是否一致。

在本實施例中，發光元件可為發光二極體或發光閘流體等光輸出元件。發光裝置200為印表機中的印字頭，但本發明實施例非以此為限，發光裝置200亦可為適用於傳真機或影印機等成像裝置的曝光部件。

如第5圖所示，於此光感測設備300係以掃瞄機(Scanner)為例，但本發明實施例非以此限定，亦可為其他具有讀取感測區域內的影像讀取裝置。光感測設備300包含光讀取元件320、控制單元330及訊號連接埠340。控制單元330耦接於光讀取元件320與訊號連接埠340。影像處理裝置400耦接於光感測設備300的訊號連接埠340。

控制單元330用以控制光讀取元件320移動，並接收光讀取元件320進行光電轉換後的電訊號，而經由訊號連接埠340輸出影像訊號至影像處理裝置400。

於此，影像處理裝置400可為電腦或可程式化邏輯電路(Field Programmable Gate Array，FPGA)等具有影像處理能力的裝置。

如第5圖所示，感測區域310中可置放一或多個發光裝置200，以同時檢測發光裝置200的輸出光量是否均衡。發光裝置200的數量視感測區域310範圍與發光裝置200的大小而定。驅動單元210耦接發光裝置200，藉以控制發光裝置200內的每一個發光元件的發光與否、輸出的光強度與點亮維持時間。

於此，驅動單元210實質可由控制晶片及其周邊電路實現。

以下詳細說明根據本發明一實施例之發光裝置200之光量均衡檢測方法的操作原理。

第6圖為本發明一實施例之發光裝置200之光量均衡檢測流程圖。

合併參照第5圖及第6圖，於耦接並初始化光感測設備300與影像處理裝置400之後，置放發光裝置200至光感測設備300的感光區域310中，並使各鄰近的發光裝置200之間保持一間隔距離，以避免其所發出的光彼此影響(步驟S610)。

步驟S610之後，執行N次掃瞄程序，掃瞄程序包含步驟S620與步驟S630。於執行第n次掃瞄程序時，點亮第n+i×N個發光元件(步驟S620)。於此，i為0或正整數，n與N為正整數，且n小於或等於N(即1≦n≦N)。接著，以光感測設備300偵測各第n+i×N個發光元件的發光而產生一掃瞄影像(步驟S630)。

參照第7A圖至第7B圖，在此以一發光裝置200執行三次掃瞄程序(即N=4)為例進行說明。第7A圖為本發明一實施例之執行第一次掃瞄程序的示意圖。第7B圖為本發明一實施例之執行第二次掃瞄程序的示意圖。第7C圖為本發明一實施例之執行第三次掃瞄程序的示意圖。第7D圖為本發明一實施例之執行第四次掃瞄程序的示意圖。

如第7A圖所示，執行第一次掃瞄程序時(即n=1)，於步驟S620中，點亮第1、5、9…個發光元件201，其他發光元件201’則不發光。接著於步驟S630進行影像掃瞄而取得第一張掃瞄影像。

如第7B圖所示，執行第二次掃瞄程序時(即n=2)，點亮第2、6、10…個發光元件201，其他發光元件201’則不發光，並進行影像掃瞄而取得第二張掃瞄影像。

如第7C圖所示，執行第三次掃瞄程序時(即n=3)，點亮第3、7、11…個發光元件201，其他發光元件201’則不發光，並進行影像掃瞄而取得第三張掃瞄影像。

如第7D圖所示，執行第四次掃瞄程序時(即n=4)，點亮第4、8、12…個發光元件201，其他發光元件201’則不發光，並進行影像掃瞄而取得第四張掃瞄影像。此時，n=N，而進入步驟S650(步驟S640)。

藉由執行N次掃瞄程序，可避免相鄰的發光元件201所發出來的光彼此影響，意即避免量測到的光量包含欲量測的發光元件201及其相鄰的發光元件201’所發出的光。

復參照第5圖及第6圖，於步驟S650中，比較所有掃瞄影像中對應發光元件201的亮點。例如，前述第7A圖至第7D圖所示的實施例中，由四次掃瞄程序分別取得對應發光裝置200中所有發光元件201的亮點，意即對應發光裝置200中所有發光元件201的亮點分別位於其中之一掃瞄影像中。因此，在比較亮點時，除了比較單張掃瞄影像中對應一發光裝置200的亮點以外，還要比較各個掃瞄影像中，對應該發光裝置200的亮點。於此，可比較各亮點的尺寸或其灰階值。

在一實施例中，步驟S650中更包含合併各掃瞄影像為一整合影像，即將各掃瞄影像中的亮點合併呈現於整合影像中，藉此可於整合影像中比較對應一發光裝置200的所有發光元件的亮點。

比較各亮點之後，判斷亮點是否一致(步驟S660)，若為一致，則輸出表示發光裝置200為正常品的輸出訊號(步驟 S671)；否則，則輸出表示發光裝置200為異常品的輸出訊號(步驟S672)。於是，可根據輸出訊號得知哪一個發光裝置200為正常或異常，例如，當檢測到第一個及第三個發光裝置200的亮點不一致時，輸出訊號包含該發光裝置200(即第一個及第三個發光裝置200)為異常的訊息。

於此，可比較各亮點的尺寸或其灰階值是否均落入一預期範圍內。若各亮點的尺寸或其灰階值均落入一預期範圍內，即代表對應於一發光裝置200的所有亮點的尺寸或其灰階值一致。

綜上所述，根據本發明之發光裝置200之光量均衡檢測方法，可僅執行數次掃瞄而檢測包含高達上千個或更多發光元件的發光裝置200。甚者，可一次性對多個發光裝置200進行檢測。藉此，不需個別偵測每一個發光元件的發光，可縮短檢測時間，而可有效率的對發光裝置200進行檢測。

100‧‧‧發光二極體印表機

110K、110M、110C、110Y‧‧‧感光鼓

120、120K、120M、120C、120Y‧‧‧印字頭

121‧‧‧發光二極體

122‧‧‧發光晶片

123‧‧‧驅動電路

124‧‧‧控制單元

125‧‧‧儲存單元

130K、130M、130C、130Y‧‧‧碳粉匣

140‧‧‧軸線

150‧‧‧光電偵檢器

160‧‧‧輸出光

200‧‧‧發光裝置

201、201’‧‧‧發光元件

210‧‧‧驅動單元

300‧‧‧光感測設備

310‧‧‧感測區域

320‧‧‧光讀取元件

330‧‧‧控制單元

340‧‧‧訊號連接埠

400‧‧‧影像處理裝置

第1圖為彩色列印的發光二極體印表機的示意圖。

第2圖為吸附碳粉濃度與感光鼓的曝光量之關係圖。

第3圖為發光二極體印表機的印字頭的外觀示意圖。

第4圖為印字頭的光量檢測示意圖。

第5圖為本發明一實施例之發光裝置之光量均衡檢測示意圖。

第6圖為本發明一實施例之發光裝置之光量均衡檢測流程圖。

第7A圖為本發明一實施例之執行第一次掃瞄程序的示意圖。

第7B圖為本發明一實施例之執行第二次掃瞄程序的示意圖。

第7C圖為本發明一實施例之執行第三次掃瞄程序的示意圖。

第7D圖為本發明一實施例之執行第四次掃瞄程序的示意圖。

Claims

一種發光裝置之光量均衡檢測方法，該發光裝置包含成串排列的複數發光元件，該光量均衡檢測方法包含：置放該發光裝置至一光感測設備的感光區域中；執行N次掃瞄程序，該掃瞄程序包含下列步驟：於第n次執行時，點亮第n+i×N個發光元件，其中i為0或正整數，n小於或等於N，且n與N為正整數；以及以該光感測設備偵測該些發光元件的發光而產生一掃瞄影像；以及比較由前述N次掃瞄程序所產生的該些掃瞄影像中對應該些發光元件的亮點是否一致，並輸出一輸出訊號，該輸出訊號係表示該發光裝置為正常品或不良品。
如請求項1所述之光量均衡檢測方法，其中比較由前述N次掃瞄程序所產生的該些掃瞄影像中對應該些發光元件的亮點是否一致是比較該些亮點的尺寸。
如請求項1所述之光量均衡檢測方法，其中比較由前述N次掃瞄程序所產生的該些掃瞄影像中對應該些發光元件的亮點是否一致是比較該些亮點的灰階值。
如請求項1所述之光量均衡檢測方法，更包含：合併由執行前述N次掃瞄程序所產生的該些掃瞄影像為一整合影像，而比較該整合影像中對應該些發光元件的亮點是否一致，並輸出該輸出訊號。
如請求項4所述之光量均衡檢測方法，其中比較該整合影像中對應該些發光元件的亮點是否一致是比較該些亮點的尺寸。
如請求項4所述之光量均衡檢測方法，其中比較該整合影像中對應該些發光元件的亮點是否一致是比較該些亮點的灰階值。