JP4606911B2 - Optical element array position detector - Google Patents
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Description
本発明は、複写機等のプリンタの露光装置として使用される光素子アレイを複数直線的に配置して位置決めを行うための光素子アレイ位置検出装置に関する。 The present invention relates to an optical element array position detection apparatus for positioning a plurality of optical element arrays used linearly as an exposure apparatus for a printer such as a copying machine.
従来より、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を基板上に一直線上に並べて配置した発光素子アレイユニット（発光素子アレイ基板）を設けて、この発光素子アレイユニットから発した光を書き込み対象物である感光体の帯電面に照射して潜像を書き込む書込装置がある。このような書込装置は、例えばＡ０サイズのように幅が広い画像を書き込む場合には、その画像の書込幅以上の例えば１ｍ程度の長さの発光素子アレイユニットを必要とする。 Conventionally, a light emitting element array unit (light emitting element array substrate) in which a plurality of light emitting elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged in a straight line on a substrate is provided, and light emitted from the light emitting element array unit is written. There is a writing device that writes a latent image by irradiating a charged surface of a photoconductor as an object. Such a writing device requires a light emitting element array unit having a length of, for example, about 1 m longer than the writing width of the image when writing a wide image such as A0 size.
しかしながら、このように１ｍもの長さの発光素子アレイユニットを、例えば４００ｄｐｉ（ドットピッチ６３．５μｍ）で製作しようとすると、幅広のＬＥＤチップマウンタやワイヤボンディングマシン等の高価な専用設備が必要となる。また、発光素子列に対応して設ける自己収束性ロッドレンズアレイ（セルフォックレンズアレイ：ＳＬＡ）も、一般的に幅が広くなればなるほど単位長さ当りの価格が高くなってしまう。 However, if such a light-emitting element array unit having a length of 1 m is manufactured at, for example, 400 dpi (dot pitch 63.5 μm), expensive dedicated equipment such as a wide LED chip mounter or a wire bonding machine is required. . In addition, a self-converging rod lens array (Selfoc lens array: SLA) provided corresponding to a light emitting element array generally has a higher price per unit length as the width becomes wider.
そこで、従来の書込装置には、Ａ３サイズの幅のように比較的短尺に形成した発光素子アレイユニットを、その発光素子アレイが並んでいる長手方向に複数個並べることにより、全体として長尺の発光素子アレイユニットを構成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, in the conventional writing device, a plurality of light emitting element array units formed in a relatively short length such as the width of A3 size are arranged in the longitudinal direction in which the light emitting element arrays are arranged, so that the overall length is long. The light emitting element array unit is configured (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、このように複数個の発光素子アレイユニットを長手方向に並べて長尺の発光素子アレイユニットを構成しているものでは、その複数の発光素子アレイユニットのユニット間のドット位置合わせが問題になる。 However, in the case where a plurality of light emitting element array units are arranged in the longitudinal direction to constitute a long light emitting element array unit, dot alignment between the units of the plurality of light emitting element array units becomes a problem. .
すなわち、４００ｄｐｉにおけるドットピッチは６３．５μｍであるが、通常、ドットピッチ誤差を５μｍ程度よりも小さくしないと、画像に縦の黒や白のすじが発生しやすい。 That is, the dot pitch at 400 dpi is 63.5 μm, but normally, unless the dot pitch error is made smaller than about 5 μm, vertical black and white stripes are likely to occur in the image.
そこで一般的には、発光素子アレイユニット（発光素子アレイ基板）から発した光を、書き込み対象物である感光体の帯電面に照射して潜像を書き込み、一般に知られる複写機の現像機構により現像させた出力画像をみて調整している。この方法は、紙を大量に使用することから、環境負荷が大きいという問題点がある。 Therefore, in general, light emitted from the light emitting element array unit (light emitting element array substrate) is irradiated onto the charged surface of the photosensitive member, which is the object to be written, and a latent image is written. The adjustment is made by looking at the developed output image. Since this method uses a large amount of paper, there is a problem that the environmental load is large.
これを解決するものとしては、発光素子アレイユニット（発光素子アレイ基板）から発した光を書き込み対象物である感光体の帯電面に照射して潜像を書き込み、その潜像を読み取る潜像読取機構を製品自体に設けたプリンタが知られている（例えば特許文献２参照）。この潜像読取機構は、光量の変化を検出するセンサとスリットとの組み合わせを設け、上記潜像を移動させ、当該潜像の光量変化でずれ量を把握するようにしたものである。
（特許文献３参照）。
(See Patent Document 3).
ところで、上述したように潜像読取機構を備えたプリンタは、潜像読取機構を設けている分装置が大型化し、好ましいものではなかった。 By the way, as described above, the printer provided with the latent image reading mechanism is not preferable because the apparatus is increased in size because the latent image reading mechanism is provided.
そこで、この発明は、プリンタや複写機等の製品を大型化することなく、複数の光素子アレイの配置を正確に位置決するための位置を正確に検出して調整できる光素子アレイ位置検出装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, the present invention provides an optical element array position detection device that can accurately detect and adjust the position for accurately positioning the arrangement of a plurality of optical element arrays without increasing the size of products such as printers and copiers. It is intended to provide.
この目的を達成するため、請求項１に記載の光素子アレイ位置検出装置は、複数の発光素子を直線状に並べて配置させた複数の光素子アレイが前記発光素子の配置方向に千鳥状に且つ前記発光素子の配置方向に移動調整可能に保持された取付ベースを着脱可能に支持するフレームと、前記光素子アレイに対向して配設されて前記発光素子からの発光ビームを検出する複数の受光素子と、前記各受光素子で検出された前記各光素子アレイの発光データを処理する画像処理手段と、前記画像処理手段で処理された前記発光データから前記複数の光素子アレイの発光位置を求める演算制御手段を備えている。しかも、前記発光ビームを前記複数の受光素子の少なくとも幾つかに案内する像導伝用のフェースプレート及びレンズ光学系が設けられている。また、前記受光素子が、前記光素子アレイの深度検出用受光素子と、前記隣接する光素子アレイ間の繋ぎ目検出用受光素子とを備え、前記深度検出用受光素子の受光面には前記光素子アレイの発光ビームを直接入射させると共に、前記繋ぎ目検出用受光素子の受光面には前記フェースプレート及びレンズ光学系を介して前記発光ビームを受光させるように構成され、前記フェースプレートは、光素子アレイ側の面が光素子アレイの焦点位置に配置され、受光素子側の面がレンズ光学系を介して受光素子に結像される位置に配置され、また、前記深度検出用受光素子が、光素子アレイを構成する複数の発光素子の深度の変化の長手方向に対する平均近傍に配置されたことを特徴とする。
In order to achieve this object, the optical element array position detection device according to
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記フェースプレートが前記光素子アレイの複数の発光素子の前記レンズ光学系による深度バラツキの平均深度付近に配設されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical element array position detecting device according to the first aspect, the face plate is near an average depth of depth variation due to the lens optical system of the plurality of light emitting elements of the optical element array. it characterized in that it is arranged.
更に、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記隣接する光素子アレイの１ヶ所の繋ぎ目に対し、複数の前記繋ぎ目検出用受光素子を配設することを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 is the optical element array position detection device according to
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記レンズ光学系を備える繋ぎ目検出用受光素子の焦点位置は、前記光素子アレイの特性に合わせたデフォーカス量と変形が最小の関係になる予め測定した位置に設定することを特徴とする。
Further, the invention of
請求項１記載の発明によれば、光素子アレイの発光ビームをフェースプレートに結像させることで、光素子アレイの光学素子の持つ画角と受光素子の光学部材の持つ画角との違いによる「光学的けられ」が回避でき、フェースプレートに映るビームにて、発光素子の発光ビームを正確に受光可能となる。この結果、複数の光素子アレイの配置を正確に位置決するための位置を正確に検出して調整でき、この調整が終了した取付ベースをプリンタ等の製品本体に組み込むことで、プリンタ等の製品本体の大型化することなく小型にできる。この際、フェースプレートは、光素子アレイ側の面が光素子アレイの焦点位置に配置され、受光素子側の面がレンズ光学系を介して受光素子に結像される位置に配置される。
また、繋ぎ目検出用受光素子のみにレンズ光学系を用いることで、レンズ光学系の数を削減し装置の単純化が可能となる。また、レンズ光学系の選定により繋ぎ目検出用受光素子の配置位置をずらすことが可能となり、光素子アレイの千鳥配置の配置制約を広げることができる。この際、深度検出用受光素子が、光素子アレイを構成する複数の発光素子の深度の変化の長手方向に対する平均近傍に配置されるようにする。
According to the first aspect of the present invention, the light beam of the optical element array is imaged on the face plate, so that the angle of view of the optical element of the optical element array is different from the angle of view of the optical member of the light receiving element. “Optical sag” can be avoided, and the light beam emitted from the light emitting element can be accurately received by the beam reflected on the face plate. As a result, it is possible to accurately detect and adjust the position for accurately locating the arrangement of the plurality of optical element arrays. By incorporating the mounting base after this adjustment into the product body such as a printer, the product body such as the printer The size can be reduced without increasing the size. In this case, the face plate is arranged such that the surface on the optical element array side is disposed at the focal position of the optical element array, and the surface on the light receiving element side is imaged on the light receiving element via the lens optical system.
Further, by using the lens optical system only for the joint-detecting light receiving element, the number of lens optical systems can be reduced and the apparatus can be simplified. In addition, by selecting the lens optical system, it is possible to shift the arrangement position of the joint-detecting light receiving elements, and it is possible to widen the arrangement restrictions on the staggered arrangement of the optical element array. At this time, the light-detecting elements for detecting the depth are arranged in the vicinity of the average in the longitudinal direction of the change in depth of the plurality of light-emitting elements constituting the optical element array.
また、請求項２記載の発明によれば、請求項1記載の発明の効果に加えて、像伝導用のフェースプレートを前記光素子アレイの複数の発光素子の前記レンズ光学系による深度バラツキの平均深度付近に配設することにより、一つの光素子アレイ中の各発光素子に深度の差がある場合（例えば光素子アレイが反っている場合、端部で深度を合わせても中央部では大きな深度ずれが発生する）における深度検出誤りを防止し、正確な深度調整を行なうことができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the image conduction face plate has an average depth variation due to the lens optical system of the plurality of light emitting elements of the optical element array. When the light emitting elements in one optical element array have a difference in depth by being arranged near the depth (for example, when the optical element array is warped, the depth is large at the center even if the depth is adjusted at the end) In this case, it is possible to prevent a depth detection error in a case where a shift occurs) and perform accurate depth adjustment.
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加えて、光素子アレイと円筒状の感光体ドラムとの位置調整を想定して、光素子アレイ中の発光素子の光軸に対して、像伝導用のフェースプレートを垂直に配設することにより、光素子アレイの位置ずれによる深度方向の誤差を軽減することができ、正確な深度調整を行なうことができる。即ち、光素子アレイの入射光が像伝導用のフェースプレートとレンズ光学系を持つ受光素子に垂直に入るように配設することにより、曲面（感光体ドラム）と平面（受光素子）との近似の精度が増して、光素子アレイの角度や位置の誤差の影響を軽減することができる。
According to the invention described in claim 3 , in addition to the effect of the invention described in
更に、請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の効果に加えて、繋ぎ目検出用受光素子（ＣＣＤカメラ等）に取り付けられたレンズ光学系の焦点位置を、光素子アレイ中の発光素子の焦点位置からずらして、適切な位置に配置することにより、セルフォックレンズの影響を最小限にとどめデフォーカスによる検出誤差を抑えることができる。例えば、焦点位置からデフォーカスした場合に、ビームの形状が不均一に変化して、ビームがいびつ化することを防止することができる。
Further, according to the invention described in
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態における光素子アレイ位置検出装置の構成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical element array position detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１において、１は図示しないプリンタ等の製品（複写機）等の所定の位置に取り付けられる製品構造体、２は製品構造体１の光素子アレイ位置検出装置である。
[製品構造体１]
この製品構造体１は、板状の取付ベース（取付板）３と、光素子アレイとしての３本のＬＥＤアレイ４，５，６と、この３本のＬＥＤアレイ４，５，６を取付ベース３に移動調整可能に取り付ける図示しない位置調整機構（微動送り機構）を有する。
In FIG. 1,
[Product structure 1]
This
なお、本実施例でＬＥＤアレイは、符号４，５，６で示した３本としているが、３本に限るものではなく、任意の数とすることができる。また、位置調整機構としては、送りネジによる周知の微動送り機構（例えば、実開昭６４−１６３４２号公報参照）を用いることができるので、その詳細な説明は省略する。
In this embodiment, the number of LED arrays is three as indicated by
また、各ＬＥＤアレイ４，５，６は、図１中左右に細長く形成されていると共に、長手方向（図１中左右）に直線状に並べて配置された図示しない複数のＬＥＤ（レーザー発光ダイオード）を発光素子として有する。このＬＥＤの配列構造にも周知の構造を採用できるので、その詳細な説明は省略する。
Each
尚、ＬＥＤアレイ４，５，６は、一般的な複写機等の画像形成装置内の感光体ドラム上に潜像を与えるための光源として活用されるユニットとなる。
The
しかも、ＬＥＤアレイ４，５，６は、複数のＬＥＤの配列方向に千鳥状に配列されている。また、ＬＥＤアレイ４，５，６は、上述した位置調整機構により上述した複数のＬＥＤ（発光素子）の配列方向（図１中左右方向）に調整可能に設けられている。更に、取付ベース３は、図１，図２に示したように製品（複写機）への取付のための取付基準位置３ａがある。この取付基準位置３ａは、本実施例では長方形状の取付ベース３の一コーナ部（角部）としている。この取付ベース３の取付基準位置３ａは、製品（複写機等）にセットする際の取付基準位置と同じに設定されている。
Moreover, the
また、本実施例では位置調整機構を製品構造体１に設けているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、この位置調整機構を光素子アレイ位置検出装置２のフレーム７に持たせて、ＬＥＤアレイ４，５，６の位置調整をフレーム７に設けられる位置調整機構により行うことができるようにすることもできる。この場合には、ＬＥＤアレイ４，５，６を取付ベース３に固定する固定手段のみを製品構造体１に持たせることも可能である。この固定手段の構造としては、例えば、取付ベース３に長手方向（図１の左右方向）に延びるスリット（図示せず）を設け、このスリットに挿通される固定ボルトをＬＥＤアレイ４，５，６に設け、この固定ボルトに螺着されるナットを設けた構造を採用することができる。
[光素子アレイ位置検出装置２]
この光素子アレイ位置検出装置２は上述したようにフレーム７を有する。このフレーム７は、図１中左右に延びるベース部（ベース板）８と、このベース部８の長手方向両端部（図１中の左右両端部）上に垂直に固定された側板９，１０を備えている。この側板９，１０は製品構造体１の取付ベース３を長手方向と直行する幅方向に移動調整可能に固定するための位置決取付構造を備えている。
＜位置決取付構造＞
この位置決取付構造としては、移動調整機構（図示せず）と、位置決のために側板９の内面９ａに設けた位置決マークＭａを設けた構成とすることができる。
In the present embodiment, the position adjustment mechanism is provided in the
[Optical device array position detector 2]
The optical element array
<Positioning mounting structure>
As this positioning attachment structure, it can be set as the structure provided with the movement adjustment mechanism (not shown) and the positioning mark Ma provided in the
そして、この移動調整機構としては、例えば側板９，１０の対向面９ａ，１０ａに取付ベース３を支持させるための支持ブラケット（図示せず）を取り付けると共に、取付ベース３の幅方向に延びる長孔又はスリット（図示せず）を支持ブラケットに設けて、この長孔又はスリットに挿通した図示しないボルトを取付ベース３の両端部に設けるボルト挿通孔（図示せず）に挿通し、このボルトにナット（図示せず）を螺着して締め付けることにより、取付ベース３を支持ブラケットに取付ベース３の幅方向に移動調整可能に固定するようにした構成としても良い。
As the movement adjusting mechanism, for example, a support bracket (not shown) for supporting the mounting base 3 is attached to the opposing
この場合、位置決のために移動調整機構を用いて取付ベース３を幅方向に移動調整することにより、図１に示した取付ベース３の位置決基準３ａを側板９の内面９ａに設けた位置決マークＭａ等に合わせて、取付ベース３の両端部を側板９，１０に設けられる支持ブラケット（図示せず）に固定することにより、取付ベース３の両端部を側板９，１０の所定の位置に位置決固定できる。
In this case, the
また、移動調整機構としては、取付ベース３の両端部を側板９，１０の支持ブラケットにボルト・ナット（図示せず）で直接固定する構造でも良い。この場合、取付ベース３の長手方向両端部にフランジ（図示せず）を設けると共に、この取付ベース３の幅方向に延びる長孔又はスリット（図示せず）を側板９，１０に設けて、この長孔又はスリットに挿通した図示しないボルトを取付ベース３の両端部のフランジに設けるボルト挿通孔（図示せず）に挿通し、このボルトにナット（図示せず）を螺着して締め付けることにより、取付ベース３を側板９，１０に移動調整可能に直接固定するようにするようにした構成としても良い。
Moreover, as a movement adjustment mechanism, the structure which fixes directly the both ends of the attachment base 3 to the support bracket of the
尚、取付ベース３の位置決のための移動調整機構の長孔又はスリットは取付ベース３の両端部に設けても良い。また、製品構造体１の取付基準位置３ａは、上述したように製品（複写機等）にセットする際の基準位置と同じことが好ましいが、必ずしも同じである必要はない。
＜発光ビーム検出手段＞
ベース部８の上には、ＬＥＤアレイ４，５，６の発光ビームをそれぞれ検出させる発光ビーム検出手段１１，１２，１３が配置（配設）されている。
（発光ビーム検出手段１１）
この発光ビーム検出手段１１は、ＬＥＤアレイ４の側壁９側端部の基準発光点を検出するＣＣＤカメラ（受光手段である受光素子）２０と、ＬＥＤアレイ４の深度検出手段２１と、ＬＥＤアレイ４のＬＥＤアレイ５側の端部の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段２２を有する。
The long holes or slits of the movement adjusting mechanism for positioning the mounting base 3 may be provided at both ends of the mounting base 3. Further, as described above, the
<Light emitting beam detection means>
On the
(Light emission beam detecting means 11)
The emitted light
この深度検出手段２１は、ＬＥＤアレイ４の両端部近傍に配設されたＣＣＤカメラ（受光手段である受光素子）２１ａ，２１ｂを有する。実際には、図３に示したようにＬＥＤアレイ４の長さをＬとすると、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂはＬＥＤアレイ４の両端からＬ／４の位置に配置されている。
The depth detection means 21 has CCD cameras (light receiving elements as light receiving means) 21 a and 21 b disposed in the vicinity of both ends of the
更に、継ぎ目検出手段２２は、ＣＣＤカメラ２２ａと、レンズ光学系（カメラのレンズ等の光学部材）２２ｂと、像導伝用のフェースプレート２２ｃを有する。このフェースプレート２２ｃは、像導伝管のバンドル（束）を板状に成形したイメージコンジットである。
Further, the joint detection means 22 includes a
ここで、フェースプレート２２ｃの１面（ＬＥＤアレイ４側の面）はＬＥＤアレイ４の端部（ＬＥＤアレイ５側の端部）の焦点位置に配置され、フェースプレート２２ｃの他面（ＣＣＤカメラ２２ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）２２ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系２２ｂは、フェースプレート２２ｃの他面をＣＣＤカメラ２２ａに結像させるようになっている。
（発光ビーム検出手段１２）
この発光ビーム検出手段１２は、ＬＥＤアレイ５のＬＥＤアレイ４側の端部の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段３０と、ＬＥＤアレイ５の深度検出手段３１と、ＬＥＤアレイ５のＬＥＤアレイ６側の端部の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段３２を有する。
Here, one face of the
(Light emission beam detecting means 12)
The emitted light
この継ぎ目検出手段３０は、ＣＣＤカメラ３０ａと、レンズ光学系（カメラのレンズ等の光学部材）３０ｂと、像導伝用のフェースプレート３０ｃを有する。このフェースプレート３０ｃは、像導伝管のバンドル（束）を板状に成形したイメージコンジットである。
The joint detection means 30 includes a
ここで、フェースプレート３０ｃの１面（ＬＥＤアレイ５側の面）はＬＥＤアレイ５の一端部（ＬＥＤアレイ４側の端部）の焦点位置に配置され、フェースプレート３０ｃの他面（ＣＣＤカメラ３０ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）３０ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系３０ｂは、フェースプレート３０ｃの他面をＣＣＤカメラ３０ａに結像させるようになっている。
Here, one face of the
また、深度検出手段３１は、ＬＥＤアレイ５の両端部近傍に配設されたＣＣＤカメラ（受光手段である受光素子）３１ａ，３１ｂを有する。実際には、図３に示したようにＬＥＤアレイ５の長さをＬとすると、ＣＣＤカメラ３１ａ，３１ｂはＬＥＤアレイ５の両端からＬ／４の位置に配置されている。
The depth detection means 31 includes CCD cameras (light receiving elements that are light receiving means) 31 a and 31 b disposed in the vicinity of both ends of the
更に、継ぎ目検出手段３２は、ＣＣＤカメラ３２ａと、レンズ光学系（カメラのレンズ等の光学部材）３２ｂと、像導伝用のフェースプレート３２ｃを有する。このフェースプレート３２ｃは、像導伝管のバンドル（束）を板状に成形したイメージコンジットである。
Further, the joint detection means 32 includes a
ここで、フェースプレート３２ｃの１面（ＬＥＤアレイ５側の面）はＬＥＤアレイ５の他端部（ＬＥＤアレイ６側の端部）の焦点位置に配置され、フェースプレート３２ｃの他面（ＣＣＤカメラ３２ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）３２ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系３２ｂは、フェースプレート３２ｃの他面をＣＣＤカメラ３２ａに結像させるようになっている。
（発光ビーム検出手段１３）
この発光ビーム検出手段１３は、ＬＥＤアレイ６のＬＥＤアレイ５側の端部の継ぎ目を検出する継ぎ目検出手段４０と、ＬＥＤアレイ６の深度検出手段４１と、ＬＥＤアレイ６の側壁１０側端部の基準発光点を検出するＣＣＤカメラ（受光手段である受光素子）４２を有する。
Here, one surface (surface on the
(Light emission beam detection means 13)
The emission
この継ぎ目検出手段４０は、ＣＣＤカメラ４０ａと、レンズ光学系（カメラのレンズ等の光学部材）４０ｂと、像導伝用のフェースプレート４０ｃを有する。このフェースプレート４０ｃは、像導伝管のバンドル（束）を板状に成形したイメージコンジットである。
The joint detection means 40 includes a
ここで、フェースプレート４０ｃの１面（ＬＥＤアレイ６側の面）はＬＥＤアレイ６の端部（ＬＥＤアレイ５側の端部）の焦点位置に配置され、フェースプレート４０ｃの他面（ＣＣＤカメラ４０ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）４０ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系４０ｂは、フェースプレート４０ｃの他面をＣＣＤカメラ４０ａに結像させるようになっている。
Here, one surface (the surface on the
また、深度検出手段４１は、ＬＥＤアレイ６の両端部近傍に配設されたＣＣＤカメラ（受光手段である受光素子）４１ａ，４１ｂを有する。実際には、図３に示したようにＬＥＤアレイ６の長さをＬとすると、ＣＣＤカメラ４１ａ，４１ｂはＬＥＤアレイ６の両端からＬ／４の位置に配置されている。
（ＣＣＤカメラの条件等）
尚、上述した説明のＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２は、レンズを有しない固体撮像素子（受光素子であるＣＣＤ素子）そのものである。このＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２は、一次元の直線状の固体撮像素子であっても良いが、二次元の固体撮像素子であるのが望ましい。本実施例では、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２に二次元の固体撮像素子をエリアセンサ（二次元受光素子）として用いている。
（ＣＣＤカメラのその他の配置条件等）
また、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２は、上述したように各ＬＥＤアレイ４，５，６の配置位置、及び各ＬＥＤアレイ４，５，６のＬＥＤ（図示しない複数の発光素子）の深度（焦点）位置を計測するために用いられる。
The depth detection means 41 includes CCD cameras (light receiving elements as light receiving means) 41 a and 41 b disposed in the vicinity of both ends of the
(CCD camera conditions)
The
(Other CCD camera placement conditions, etc.)
The
更に、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２のＣＣＤ画素配置面は、図４（ａ）に示したように全体を図示しない製品（複写機）のドラム状の感光体５０の表面と同じ深度距離が一致していることが好ましい。
Further, the CCD pixel arrangement surface of the
尚、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａに対してのみレンズ光学系とフェースプレートを付加した構成としているが、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２にレンズ光学系とフェースプレートを付加した構成としても良い。
Although the lens optical system and the face plate are added only to the
このようにＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２に、上述したようなフェースプレート及びレンズ光学系（光学部材）を用いた場合、レンズ光学系によりＬＥＤアレイ４，５，６の発光ビーム（ＬＥＤ発光）を拡大して受光することも可能となる。
In this way, when the
また、ＬＥＤアレイ４，５，６のＬＥＤ形式等（発光量による）により、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２の受光量が飽和してしまう場合がある。このように光学的絞りがない本実施形態の場合、光量補正のために図示しないＮＤフィルタをＣＣＤ画素（ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２）前に配置して使用すると良い。また、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２にレンズ光学系を付加して用いる場合には、このレンズ光学系（光学部材）に絞り（図示せず）を設けて、光量補正を行ってもよい。通常は、ＮＤフィルタや絞りがない場合には、ＬＥＤアレイ４，５，６のＬＥＤ（発光素子）の発光時間を制御することにより光量補正を行う。
In addition, the amount of light received by the
図１に示す例において、ＬＥＤアレイ４の位置は、ＣＣＤカメラ２０，２２ａで検出される。ＬＥＤアレイ４，５の位置（傾きや繋ぎ目）は、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０aで検出される。ＬＥＤアレイ５，６の位置（傾きや繋ぎ目）は、ＣＣＤカメラ３２ａ，４０ａで検出される。ＬＥＤアレイ６の位置は、ＣＣＤカメラ４０a，４２で検出される。
In the example shown in FIG. 1, the position of the
図２において、Ｘは取付ベース３の取付基準位置（取付基準点）３ａを通り左右に延びる基準線、Ｙは取付基準位置（取付基準点）３ａを通り取付ベース３の幅方向に延びる基準線である。この基準線Ｘ，Ｙは、互いに直行してＸ−Ｙ座標を構成している。 In FIG. 2, X is a reference line extending left and right through the mounting reference position (mounting reference point) 3 a of the mounting base 3, and Y is a reference line extending in the width direction of the mounting base 3 through the mounting reference position (mounting reference point) 3 a. It is. The reference lines X and Y are orthogonal to each other to form an XY coordinate.
そして、上述したＣＣＤカメラ２０,２２ａ,３０ａ,３２ａ,４０ａ,４２は複数の画素（格子状に配列）Ｐｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）をそれぞれ有する。しかも、ＣＣＤカメラ２０,２２ａ,４０ａ,４２,３０ａ,３２ａの複数の画素Ｐｉは、基準線Ｘからの位置（座標位置、即ち距離）Ａ１〜Ａ６、及び基準線Ｘからの位置（座標位置、即ち距離）Ｂ１〜Ｂ６が顕微鏡等を用いてあらかじめ設定されていて、製品構造体１の位置決め基準との位置関係が明確になっている。
＜制御回路＞
また、光素子アレイ位置検出装置２は、図５に示した演算制御回路（演算制御手段）６０、この演算制御回路６０により動作制御される光素子駆動回路（光素子駆動手段）６１、及び演算制御回路６０により制御される画像処理回路（画像処理手段）６２を備えている。
The
<Control circuit>
The optical element array
光素子駆動回路６１は、演算制御回路６０により動作制御されて、ＬＥＤアレイ４，５，６の任意の点（複数の図示しないＬＥＤの任意のもの）を基準発光点として発光制御させるようになっている。この場合、各ＬＥＤアレイ４，５，６の任意の点（単数又は複数のＬＥＤ）を基準発光点として発光させる。この場合、各ＬＥＤアレイ４，５，６の距離も調整するので、基準発光点は各ＬＥＤアレイ４，５，６の端部に近い点が好ましい。
The operation of the optical
しかも、ＬＥＤアレイ４の基準発光点からの発光された発光ビームはＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａのいずれかに照射される。そして、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａは、基準発光点から発光された発光ビームを受光して、この発光ビームを受光した画素位置をＣＣＤ受光素子の基準画素点として演算制御回路（情報処理回路）６０の図示しない記憶部に記憶するようになっている。
Moreover, the emitted light beam emitted from the reference light emitting point of the
また、ＬＥＤアレイ５の基準発光点からの発光された発光ビームはＣＣＤカメラ３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａのいずれかに照射される。そして、ＣＣＤカメラ３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａは、基準発光点から発光された発光ビームを受光して、この発光ビームを受光した画素位置をＣＣＤ受光素子の基準画素点として演算制御回路（情報処理回路）６０の図示しない記憶部に記憶するようになっている。
Further, the emitted light beam emitted from the reference light emitting point of the
更に、ＬＥＤアレイ６の基準発光点からの発光された発光ビームはＣＣＤカメラ４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２のいずれかに照射される。そして、ＣＣＤカメラ４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２は、基準発光点から発光された発光ビームを受光して、この発光ビームを受光した画素位置をＣＣＤ受光素子の基準画素点として演算制御回路（情報処理回路）６０の図示しない記憶部に記憶するようになっている。
Further, the emitted light beam emitted from the reference light emitting point of the
尚、図２の基準線Ｘからの位置（座標位置、即ち距離）Ａ１〜Ａ６、及び基準線Ｘからの位置（座標位置、即ち距離）Ｂ１〜Ｂ６の測定を行わずに、基準画素点を求める方法もある。この場合、先ずマスターとなる３本のＬＥＤアレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６に対応）が正しく配置されたマスターの構造体を側板９，１０に製品構造体１と同様にセットする（取り付ける）。そして、セットした３本のＬＥＤアレイのＬＥＤアレイ４に対応するものの特定（基準となる）の発光素子を発光させてＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａの少なくとも２つで受光させ、３本のＬＥＤアレイのＬＥＤアレイ５に対応するものの特定（基準となる）の発光素子を発光させてＣＣＤカメラ３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａの少なくとも２つで受光させ、３本のＬＥＤアレイのＬＥＤアレイ６に対応するものの特定（基準となる）の発光素子を発光させてＣＣＤカメラ４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２の少なくとも２つで受光させる。一方、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２のうち受光したものの各画素位置を基準画素点として、演算制御回路６０の図示しない記憶部に記憶させる。
It should be noted that the reference pixel points are not measured without measuring the positions (coordinate positions or distances) A1 to A6 from the reference line X and the positions (coordinate positions or distances) B1 to B6 from the reference line X in FIG. There is also a way to ask. In this case, first, a master structure in which three LED arrays (corresponding to
尚、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａはレンズ光学系（光学部材）が付加されているため、この影響を含めて、実測にて補正をおこなう本方法が簡便である。
Since the
また、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２の位置の分かっているＣＣＤ画素にＬＥＤアレイ４，５，６のそれぞれのある特定な発光点が入射することにより、ＬＥＤ発光点位置が測定可能となる。これにより、各々のＬＥＤアレイ４，５，６の位置関係が把握可能となる。
In addition, the
ここで、ＬＥＤアレイ４，５，６の繋ぎ目位置を測定する場合 「ある特定な発光点」は各ＬＥＤの繋ぎ目に相当する発光素子の発光点を用いることが望ましい。即ち、受光された位置とＣＣＤ受光素子の前述の基準画素点のずれが明確になる。これにより、繋ぎ目部分のずれの測定、調整が可能となる。ＬＥＤアレイ４〜６の基準発光点はＣＣＤカメラ２０，２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，４２により受光され、このＣＣＤカメラ２０，２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，４２からは基準発光点検出信号を出力する。この基準発光点検出信号は、演算制御回路（情報処理装置）６０の画像処理回路（画像処理手段）６２に入力される。
Here, when measuring the joint positions of the
そして、画像処理回路（画像処理手段）６２は、ＣＣＤカメラ２０，２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，４２から入力される画像データを基に、受光点の重心位置や、最高光量の画素を計測して、ＬＥＤ発光点位置を検出することができる。
The image processing circuit (image processing means) 62 measures the position of the center of gravity of the light receiving point and the pixel with the highest light quantity based on the image data input from the
また、ＬＥＤアレイ４のピント（深度）状態の確認はＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂを使用して行ない、ＬＥＤアレイ５のピント（深度）状態の確認は、ＣＣＤカメラ３１ａ，３１ｂを使用して行ない、ＬＥＤアレイ６のピント（深度）状態の確認はＣＣＤカメラ４１ａ，４１ｂを使用して行なう。
The focus (depth) state of the
ピントの確認は、例えば、ＬＥＤアレイ４，５，６の発光ビーム径の大きさにより判断することが好ましい。一般に、ピントが合うほど径は小さくなる。または、発光ビームのピーク光量により判断することが好ましい。一般に、ピントが合うほど発光ビームのピーク光量は大きくなる。このピントが適正でない場合、複写機等の画像形成装置によって形成される画像は、所望の分解能を得ることができなくなるといった不具合が生じる。
The confirmation of focus is preferably determined based on the size of the emission beam diameter of the
演算制御回路（情報処理装置）６０は、上述したように光素子アレイ位置検出装置の全体を制御する。この光素子アレイ位置検出装置２は、図示しない表示部を備えている。この表示部には、ＬＥＤアレイ４〜６間の位置ずれ及びＬＥＤアレイ４〜６の深度が表示されるようになっている。
The arithmetic control circuit (information processing apparatus) 60 controls the entire optical element array position detection apparatus as described above. The optical element array
深度測定用のＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂの位置は、ＬＥＤアレイ４〜６の長手方向の各発光素子（ＬＥＤ）の一般的な深度のばらつきを予め把握しておき、その値を基に配置するのが好ましい。
The positions of the
例えば図3に示すように、ＬＥＤアレイ４に反りが生じている場合、その反りに応じてＬＥＤアレイ４の複数のＬＥＤ（図示せず）の深度も長手方向において変化する。
For example, as shown in FIG. 3, when the
そこで、当該ＬＥＤアレイ４中のＬＥＤの深度のＭＡＸ、ＭＩＮの傾向を予め計測し（ＬＥＤアレイ製作工程上の傾向などを予め把握）、その平均近傍にＣＣＤ受光面が配置されるように、深度測定用のＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂを配置する。これにより、ＬＥＤアレイ４の深度調整を全域に渡り平均的に行なうことができる。図４において、ＬＥＤアレイ４は、均一なＲ形状に深度方向に対して反っている。この場合、ＬＥＤアレイ４の長さをＬとすると、ＬＥＤアレイ４の端部よりＬ／４の位置に深度測定用のＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂを配置することになる。ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂにレンズ光学系（光学部材）とフェースフ゜レート（像伝導管）を付加する場合は、ＬＥＤアレイ４の端部よりＬ／４の位置にフェースプレート面を配置すればよい。
Therefore, the tendency of MAX and MIN of the depth of the LED in the
尚、深度測定用のＣＣＤカメラ３１ａ，３１ｂやＣＣＤカメラ４１ａ，４１ｂのＬＥＤアレイ５又は６に対する配置も、ＣＣＤカメラ２１ａ，２１ｂと同じである。
The arrangement of the
ところで、本実施形態におけるＬＥＤユニット（ＬＥＤアレイ４，５，６）は、図４（ａ）に示したように複写機やプリンタ等の画像形成装置（図示せず）の感光体ドラム５０へ潜像を与えるための光源として用いられるものである。ここで、感光体ドラム５０は、一般的に円筒形状のものが多い。しかしながら、本装置のＣＣＤ受光部であるＣＣＤカメラ（受光素子である二次元のＣＣＤ）２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２の受光面は平面形状である。
By the way, the LED units (
図4（a）は、二つのＬＥＤアレイ４，５に対して、二つのＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａを配置した場合の例を示す図である。各々のＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａは、受光面がＬＥＤアレイ４，６の入射光に対してそれぞれ垂直になるように配置される。図4(a)において、ＬＥＤアレイ６の位置のばらつきが、（Ａ）→（Ｂ）のようになっても、実際の感光体ドラム５０面とＣＣＤカメラ３２の受光面との間の深度方向のずれ（Ｃ’）を少なくすることが可能となる。
FIG. 4A is a diagram showing an example in which two
つまり、感光体ドラム５０のような円形の曲面と、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２のＣＣＤ受光部のような平面との近似の精度が増すことにより、誤差（Ａ，Ｂ）の影響を軽減することができる。
That is, an approximation between a circular curved surface such as the
さらに、図1の実施例のＬＥＤアレイ４，５，６毎に分離した繋ぎ目検出用ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａに光学部材（カメラレンズ等）を付加した理由を述べる。
Further, the reason why an optical member (camera lens or the like) is added to the joint
ＬＥＤアレイ４，５同士の繋ぎ目位置やＬＥＤアレイ５，６同士の繋ぎ目位置は、それぞれが接近している場合が多い。したがって、その配置によっては、繋ぎ目に相当するＬＥＤ発光点をそれぞれ別のＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ又は３２ａ，４０ａで受光するにしても、図７に示すように、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ同士又は３２ａ，４０ａ同士が干渉して配置できない場合がある。即ち、感光体ドラム５０は筒状であるから、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａの受光面をＬＥＤアレイ４，６の発呼ビームの光軸に対して垂直に配置しようとすると、図７中の干渉部分ｉが発生してしまう場合がある。ＣＣＤカメラ３２ａ，４０ａについても同様である。
In many cases, the joint positions of the
そこで、図１に示したように、繋ぎ目検出用ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａにレンズ光学系（光学部材）２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂとフェースプレート（イメージコンジット：像導伝管のバンドルを板状に成形）２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃをそれぞれ付加することにより、図４(a)に示すようにＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ同士又は３２ａ，４０ａが干渉することを回避することができる。
Therefore, as shown in FIG. 1, lens optical systems (optical members) 22b, 30b, 32b, 40b and face plates (image conduits: image conduits) are connected to the
図４（ａ）において、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａは、それぞれレンズ光学系（光学部材）２２ｂ，３０ｂを備えているため、レンズ光学系（光学部材）２２ｂ、３０ｂの焦点ｆ１をフェースプレート（イメージコンジット：像導伝管のバンドルを板状に成形）面に形成することができる。
In FIG. 4A, since the
これにより、ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａを感光体ドラム５０面位置に上記光軸に対して垂直に配置した状態を擬似的に作ることができる。これに対して、繋ぎ目検出用ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ以外のＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２には、レンズ光学系（光学部材）を付加しない。この理由はＬＥＤアレイ４，５，６の配置からくるレイアウト的な制約がないため、前述のような干渉がない場合が多い。この結果、ＣＣＤカメラ２０，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，４２の部分ではレンズ光学系（光学部品）がない分単純な装置となる。
（変形例）
また、図４（ｂ），図６は、二つのＬＥＤアレイ４，５に対して一つのＣＣＤカメラ７０を配置し、二つのＬＥＤアレイ５，６に対して一つのＣＣＤカメラ７１を配置した場合の変形例を示す図である。
As a result, a state in which the
(Modification)
4B and 6 show a case where one
図４（ｂ）において、製品ユニットの組み付けにより、例えばＬＥＤアレイ５の位置がばらつくことが考えられる。このＬＥＤアレイ５の位置のばらつきが、（Ａ）→（Ｂ）のようになると、ＣＣＤカメラ７０はＬＥＤアレイ５の深度が合っていると認識してしまう。しかしながら、実際の感光体ドラム５０面とＣＣＤカメラ７０の受光面との間に、深度方向のずれＣが発生している。これは前述のずれＣ’より大きくなること明らかであるが、感光体ドラム５０がより大径又は平面になった場合やＬＥＤアレイ４，５がより接近した配置となる場合は誤差も小さくなり、CCDカメラの個数も減らせてコストダウンにつながる場合もある。この場合、図６に示すように構成できる。
In FIG.4 (b), it is possible that the position of the
図６は、さらに、ＬＥＤアレイ４の深度測定と位置測定を1つのＣＣＤカメラ２０で兼用させ、ＬＥＤアレイ６の深度測定と位置測定を1つのＣＣＤカメラ４２で兼用させるようにしている。
In FIG. 6, the depth measurement and the position measurement of the
しかも、ＬＥＤアレイ４，５の繋ぎ目を1つの継ぎ目検出手段７０で測定し、ＬＥＤアレイ５，６の繋ぎ目を1つの継ぎ目検出手段７１で測定するようにすると共に、ＬＥＤアレイ５の深度測定と位置測定を継ぎ目検出手段７０，７１に兼用させるようにしている。
In addition, the joints of the
継ぎ目検出手段７０は、ＣＣＤカメラ７０ａと、レンズ光学系（光学部材）７０ｂと、フェースプレート（イメージコンジット：像導伝管のバンドルを板状に成形）７０ｃを有する。ここで、フェースプレート７０ｃの１面（ＬＥＤアレイ４，５側の面）はＬＥＤアレイ４，５の隣接端部の焦点位置に配置され、フェースプレート７０ｃの他面（ＣＣＤカメラ７０ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）７０ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系７０ｂは、フェースプレート７０ｃの他面をＣＣＤカメラ７０ａに結像させるようになっている。
The joint detection means 70 includes a
継ぎ目検出手段７１は、ＣＣＤカメラ７１ａと、レンズ光学系（光学部材）７１ｂと、フェースプレート（イメージコンジット：像導伝管のバンドルを板状に成形）７１ｃを有する。ここで、フェースプレート７１ｃの１面（ＬＥＤアレイ５，６側の面）はＬＥＤアレイ５，６の隣接端部の焦点位置に配置され、フェースプレート７１ｃの他面（ＣＣＤカメラ７１ａ側の面）はレンズ光学系（光学部材）７１ｂの結像位置に配置されている。このレンズ光学系７１ｂは、フェースプレート７１ｃの他面をＣＣＤカメラ７１ａに結像させるようになっている。
The joint detection means 71 includes a
この図６のように構成することで、ＣＣＤカメラを削減した例である。尚、深度は、ＬＥＤアレイ４，５，６のＬＥＤ（発光素子）から発光される発光ビームの径や光量のピーク値で判断する。しかも、発光ビームを受光しているCCD画素の位置により深度測定と位置測定を行うのは前述と同じである。
This is an example in which the number of CCD cameras is reduced by configuring as shown in FIG. The depth is determined by the diameter of the emitted beam emitted from the LEDs (light emitting elements) of the
また、この変形例において、図９に示したようにＣＣＤカメラ２０，７０ａ，７１ａ，４２からの検出信号は演算制御回路６０の画像処理回路６２に入力される。また、演算制御回路６０は、光素子駆動回路６１を介して光素子アレイであるＬＥＤアレイ４，５，６の図示しない複数のＬＥＤ（発光素子）を発光制御するようになっている。
In this modification, detection signals from the
上述したＬＥＤユニット（ＬＥＤアレイ４，５，６）の図示しないＬＥＤ（発光素子）から発光される発光ビームを、整列されたセルフォックレンズで集光させて、感光体ドラム５０等の像担持体に潜像を書き込む際、一つの発光点の発散光はレンズ群の中の複数のレンズで集光される。
An image carrier such as the
本実施形態における光素子アレイ位置検出装置は、ＬＥＤユニットの任意のＬＥＤを発光させ、その位置を受光点の重心位置や、最高光量の画素として求めるものであるが、セルフォックレンズの影響により、焦点位置からデフォーカスした場合のビームの形状が不均一に変化（形・変化量）していく場合がある。例えば、一点のビームがデフォーカスに応じて複数点に別れたり、楕円上に変化したりして、検出される場合がある。このビームのいびつ化の変形・量がデフォーカスの方向（近づける、遠ざける）により異なるため、受光点の重心位置や、最高光量の画素により、ＬＥＤ位置を検出する場合に検出誤差が生じる。 The optical element array position detection device in the present embodiment emits an arbitrary LED of the LED unit, and obtains the position as the barycentric position of the light receiving point or the pixel with the highest light amount. When the beam is defocused from the focal position, the shape of the beam may change non-uniformly (shape / change amount). For example, a single beam may be detected as being divided into a plurality of points or changing on an ellipse in accordance with defocus. Since the deformation / amount of beam sag changes depending on the defocus direction (approach or move away), a detection error occurs when the LED position is detected based on the barycentric position of the light receiving point or the pixel with the highest light quantity.
そこで、図４（ａ）に示したように、繋ぎ目検出用のＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａに付加されるフェースプレート２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃの像面は、感光体ドラム５０の表面位置に合わせるのが基本であるが、図８に示すように感光体ドラム５０の表面位置から内側に配置する。しかも、レンズ光学系（光学部材）２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂの焦点をフェースプレート２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃに合うように感光体ドラム５０の内側に位置するようにずらして、より適切な位置に繋ぎ目検出用ＣＣＤカメラ２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａを配置する。
Therefore, as shown in FIG. 4A, the image planes of the
この際の、レンズ光学系（光学部材）２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂの適切な焦点は、ＬＥＤアレイ４，５，６のＬＥＤ発光の焦点を予めプラス方向又はマイナス方向に移動して測定し、ＬＥＤアレイ４，５，６の特性に合わせたデフォーカス量と変形が最小の関係になる位置に決定する。
At this time, the appropriate focal points of the lens optical systems (optical members) 22b, 30b, 32b, and 40b are measured by previously moving the focal points of the LED emission of the
なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示したものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。 The above-described embodiment shows an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
以上説明したように、この発明の実施の形態の発明の光素子アレイ位置検出装置２は、複数の発光素子（図示しないＬＥＤ）を直線状に並べて配置させた複数の光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）が前記発光素子の配置方向に千鳥状に且つ前記発光素子の配置方向に移動調整可能に保持された取付ベース３を着脱可能に支持するフレーム７と、前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）に対向して配設されて前記発光素子からの発光ビームを検出する複数の受光素子（２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２，７０ａ，７１ａ）と、前記各受光素子（２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２，７０ａ，７１ａ）で検出された前記各光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の発光データを処理する画像処理手段（画像処理回路６２）と、前記画像処理手段（画像処理回路６２）で処理された前記発光データから前記複数の光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の発光位置を求める演算制御手段（演算制御回路）６０を備えている。しかも、前記発光ビームを像導伝用のフェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）及びレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）を介して前記複数の受光素子（２０，２１ａ，２１ｂ，２２ａ，３０ａ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，４０ａ，４１ａ，４１ｂ，４２，７０ａ，７１ａ）の少なくとも幾つかに案内するようになっている。
As described above, the optical element array
この構成によれば、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の発光ビームをフェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）に結像させることで、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の持つ光学素子（図示しないＬＥＤ）の持つ画角と受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，７０ａ，７１ａ）のレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ、７１ｂ）の持つ画角との違いによる「光学的けられ」が回避でき、フェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）に映るビームにて、発光素子の発光ビームを正確に受光可能となる。この結果、複数の光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の配置を正確に位置決するための位置を正確に検出して調整でき、この調整が終了した取付ベース３をプリンタ（複写機）等の製品本体に組み込むことで、プリンタ等の製品本体を大型化することなく小型にできる。
According to this configuration, the light-emitting beam of the optical element array (
また、この発明の実施の形態の光素子アレイ位置検出装置において、前記フェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）が前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の複数の発光素子（図示しないＬＥＤ）の前記レンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ、７１ｂ）による深度バラツキの平均深度付近に配設されている。
In the optical element array position detection apparatus according to the embodiment of the present invention, the face plate (22c, 30c, 32c, 40c, 70c, 71c) includes a plurality of optical element arrays (
この構成によれば、像伝導用のフェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）を前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の複数の発光素子（図示しないＬＥＤ）の前記レンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ、７１ｂ）による深度バラツキの平均深度付近に配設することにより、一つの光素子アレイ中の各発光素子に深度の差がある場合（例えば光素子アレイが反っている場合、端部で深度を合わせても中央部では大きな深度ずれが発生する）における深度検出誤りを防止し、正確な深度調整を行なうことができる。
According to this configuration, the face plate (22c, 30c, 32c, 40c, 70c, 71c) for image conduction is used for a plurality of light emitting elements (LEDs not shown) of the optical element array (
更に、この発明の実施の形態の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記受光素子が前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の深度検出用受光素子（２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ、又は２０，７０ａ，７１ａ，４２）と前記隣接する光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）間の繋ぎ目検出用受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，７０ａ，７１ａ）である。
Furthermore, in the optical element array position detection device according to the embodiment of the present invention, the light receiving element is a light receiving element (21a, 21b, 31a, 31b, depth detection) of the optical element array (
この構成によれば、繋ぎ目検出用受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，７０ａ，７１ａ）のみにレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）を用いることで、レンズ光学系の数を削減し装置の単純化が可能となる。また、レンズ光学系の選定により繋ぎ目検出用受光素子の配置位置をずらすことが可能となり、光素子アレイの千鳥配置の配置制約を広げることができる。 According to this configuration, the lens optical system (22b, 30b, 32b, 40b, 70b, 71b) is used only for the joint-detecting light receiving elements (22a, 30a, 32a, 40a, 70a, 71a), so that the lens optics is used. The number of systems can be reduced and the apparatus can be simplified. In addition, by selecting the lens optical system, it is possible to shift the arrangement position of the joint-detecting light receiving elements, and it is possible to widen the arrangement restrictions on the staggered arrangement of the optical element array.
また、この発明の実施の形態の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記深度検出用受光素子（２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ、又は２０，７０ａ，７１ａ，４２）の受光面には前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の発光ビームを直接入射させ、前記繋ぎ目検出用受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，７０ａ，７１ａ）の受光面にはレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）を介して前記発光ビームを受光させるようになっている。
In the optical element array position detection device according to the embodiment of the present invention, the light receiving surface of the depth detecting light receiving element (21a, 21b, 31a, 31b, 41a, 41b, or 20, 70a, 71a, 42) is provided. It causes the incident luminous beam of the optical element array (
この構成によれば、繋ぎ目検出用受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ，４０ａ，７０ａ，７１ａ）のみにレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）を用いることで、レンズ光学系の数を削減し装置の単純化が可能となる。また、レンズ光学系の選定により繋ぎ目検出用受光素子の配置位置をずらすことが可能となり、光素子アレイの千鳥配置の配置制約を広げることができる。 According to this configuration, the lens optical system (22b, 30b, 32b, 40b, 70b, 71b) is used only for the joint-detecting light receiving elements (22a, 30a, 32a, 40a, 70a, 71a), so that the lens optics is used. The number of systems can be reduced and the apparatus can be simplified. In addition, by selecting the lens optical system, it is possible to shift the arrangement position of the joint-detecting light receiving elements, and it is possible to widen the arrangement restrictions on the staggered arrangement of the optical element array.
更に、この発明の実施の形態の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記隣接する光素子アレイの１ヶ所の繋ぎ目に対し、複数の前記繋ぎ目検出用受光素子（２２ａ，３０ａ，３２ａ）を配設している。 Furthermore, in the optical element array position detection apparatus according to the embodiment of the present invention, a plurality of joint detection light receiving elements (22a, 30a, 32a) are provided for one joint of the adjacent optical element arrays. It is arranged.
この構成によれば、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）と円筒状の感光体ドラム５０との位置調整を想定して、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）中の発光素子（図示しない複数のＬＥＤ）の光軸に対して、像伝導用のフェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）を垂直に配設することにより、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の位置ずれによる深度方向の誤差を軽減することができ、正確な深度調整を行なうことができる。即ち、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の入射光が像伝導用のフェースプレート（２２ｃ，３０ｃ，３２ｃ，４０ｃ，７０ｃ，７１ｃ）とレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）を持つ受光素子（２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，７０ａ，７１ａ）の受光面には前記光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）に垂直に入るように配設することにより、曲面（感光体ドラム５０）と平面[受光素子（２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ，４１ａ，４１ｂ，７０ａ，７１ａ）]との近似の精度が増して、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）の角度や位置の誤差の影響を軽減することができる。
According to this configuration, light emission in the optical element array (
また、この発明の実施の形態の光素子アレイ位置検出装置おいて、前記レンズ光学系を備える繋ぎ目検出用受光素子の焦点位置は、前記光素子アレイの特性に合わせたデフォーカス量と変形が最小の関係になる予め測定した位置に設定するようになっている。
この構成によれば、繋ぎ目検出用受光素子（ＣＣＤカメラ等）に取り付けられたレンズ光学系（２２ｂ，３０ｂ，３２ｂ，４０ｂ，７０ｂ，７１ｂ）の焦点位置を、光素子アレイ（ＬＥＤアレイ４，５，６）中の発光素子（図示しない複数のＬＥＤ）の焦点位置からずらして、適切な位置に配置することにより、セルフォックレンズの影響を最小限にとどめデフォーカスによる検出誤差を抑えることができる。例えば、焦点位置からデフォーカスした場合に、ビームの形状が不均一に変化して、ビームがいびつ化することを防止することができる。
In the optical element array position detection device according to the embodiment of the present invention, the focal position of the joint detection light-receiving element including the lens optical system is defocused and deformed according to the characteristics of the optical element array. The position is set at a pre-measured position that has the minimum relationship .
According to this configuration, the focal position of the lens optical system (22b, 30b, 32b, 40b, 70b, 71b) attached to the joint-detecting light receiving element (CCD camera or the like) is converted into the optical element array (
１…製品構造体
２…光素子アレイ位置検出装置
３…取付ベース
４，５，６…ＬＥＤアレイ
７…フレーム
２０…ＣＣＤカメラ（受光素子）
２１ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
２１ｂ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
２２ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
２２ｂ…レンズ光学系
２２ｃ…フェースプレート
３０ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
３０ｂ…レンズ光学系
３０ｃ…フェースプレート
３１ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
３１ｂ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
３２ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
３２ｂ…レンズ光学系
３２ｃ…フェースプレート
４０ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
４０ｂ…レンズ光学系
４０ｃ…フェースプレート
４１ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
４１ｂ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
４２…ＣＣＤカメラ（受光素子）
６０…演算制御回路（演算制御手段、情報処理手段）
６２…画像処理回路（画像処理手段）
７０ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
７０ｂ…レンズ光学系
７０ｃ…フェースプレート
７１ａ…ＣＣＤカメラ（受光素子）
７１ｂ…レンズ光学系
７１ｃ…フェースプレート
DESCRIPTION OF
21a: CCD camera (light receiving element)
21b. CCD camera (light receiving element)
22a ... CCD camera (light receiving element)
22b ... Lens
30b ... Lens
31b ... CCD camera (light receiving element)
32a ... CCD camera (light receiving element)
32b ... Lens
40b ... Lens
41b ... CCD camera (light receiving element)
42 ... CCD camera (light receiving element)
60. Arithmetic control circuit (arithmetic control means, information processing means)
62 ... Image processing circuit (image processing means)
70a: CCD camera (light receiving element)
70b ... Lens
71b ... Lens
Claims (4)
前記光素子アレイに対向して配設されて前記発光素子からの発光ビームを検出する複数の受光素子と、
前記各受光素子で検出された前記各光素子アレイの発光データを処理する画像処理手段と、
前記画像処理手段で処理された前記発光データから前記複数の光素子アレイの発光位置を求める演算制御手段を備える光素子アレイ位置検出装置であって、
前記発光ビームを前記複数の受光素子の少なくとも幾つかに案内する像導伝用のフェースプレート及びレンズ光学系が設けられ、
前記受光素子が、前記光素子アレイの深度検出用受光素子と、前記隣接する光素子アレイ間の繋ぎ目検出用受光素子とを備え、
前記深度検出用受光素子の受光面には前記光素子アレイの発光ビームを直接入射させると共に、前記繋ぎ目検出用受光素子の受光面には前記フェースプレート及びレンズ光学系を介して前記発光ビームを受光させるように構成され、
前記フェースプレートは、光素子アレイ側の面が光素子アレイの焦点位置に配置され、受光素子側の面がレンズ光学系を介して受光素子に結像される位置に配置され、
また、前記深度検出用受光素子が、光素子アレイを構成する複数の発光素子の深度の変化の長手方向に対する平均近傍に配置されたことを特徴とする光素子アレイ位置検出装置。 A plurality of optical element arrays in which a plurality of light emitting elements are arranged in a straight line are detachably supported in a staggered manner in the arrangement direction of the light emitting elements and movably adjusted in the arrangement direction of the light emitting elements. And a frame to
A plurality of light receiving elements disposed opposite to the optical element array for detecting a light beam emitted from the light emitting elements;
Image processing means for processing light emission data of each optical element array detected by each light receiving element;
An optical element array position detection device comprising calculation control means for obtaining light emission positions of the plurality of optical element arrays from the light emission data processed by the image processing means,
An image guiding face plate and a lens optical system for guiding the emitted light beam to at least some of the plurality of light receiving elements ;
The light receiving element includes a light receiving element for detecting the depth of the optical element array, and a light receiving element for detecting a joint between the adjacent optical element arrays,
The light-emitting surface of the optical element array is directly incident on the light-receiving surface of the depth detection light-receiving element, and the light-emitting beam is incident on the light-receiving surface of the joint detection light-receiving element via the face plate and the lens optical system. Configured to receive light,
The face plate has a surface on the optical element array side disposed at a focal position of the optical element array, and a surface on the light receiving element side disposed at a position where an image is formed on the light receiving element through a lens optical system,
The optical element array position detecting apparatus , wherein the depth detection light-receiving elements are arranged in the vicinity of an average with respect to a longitudinal direction of a depth change of a plurality of light emitting elements constituting the optical element array.
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| JP2005078308A JP4606911B2 (en) | 2005-03-18 | 2005-03-18 | Optical element array position detector |
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