(57)【要約】【課題】ラインヘッドの種類によらず良好に発光状態の欠陥検査を行うことが可能な検査装置を提供する。【解決手段】複数の光電変換素子を有し複数の光源の各々から射出される射出光Ｌを受光して、射出光Ｌの光量を電気信号に変換する受光装置１１と、電気信号に基づいて光源の不良を検出する検出装置１２と、を有し、複数の光電変換素子は、互いに交差する方向に二次元マトリクス状に配列すると共に、一方向ではラインヘッドの長手方向の長さよりも長く配列され、光電変換素子同士の離間距離は、受光手段に照射された複数の射出光のスポットにおける中心同士の距離よりも短く設定されており、検出装置１２は、複数のスポットの配列方向と交差する方向に電気信号が示す射出光Ｌの光量を積算することでスポット毎の光量を算出し、スポットの光量と、光量の上限値と下限値とを定めた管理幅と、を比較して、光量が管理幅から外れる光源を、不良として検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列配置した複数の光源を有するラインヘッドの検査装置であって、
複数の光電変換素子を有し、前記複数の光源の各々から射出される射出光を受光して、前記射出光の光量を電気信号に変換する受光手段と、
前記電気信号に基づいて光源の不良を検出する検出手段と、を有し、
前記複数の光電変換素子は、互いに交差する方向に二次元マトリクス状に配列するとともに、一方の方向では前記ラインヘッドの長手方向の長さよりも長く配列され、
隣接する前記光電変換素子の離間距離は、前記受光手段に照射された複数の前記射出光のスポットにおける中心同士の距離よりも短く設定されており、
前記検出手段は、前記複数のスポットの配列方向と交差する方向に前記電気信号が示す前記射出光の光量を積算することで前記スポット毎の光量を算出し、前記スポットの光量と、光量の上限値と下限値とを定めた管理幅と、を比較して、光量が前記管理幅から外れる前記光源を、不良として検出することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記受光手段は、二次元マトリクス状に配列された複数の前記光電変換素子を有する受光ユニットが、所定の配列軸に沿って複数配列する第１受光部と、
前記受光ユニットが、前記配列軸に沿って複数配列する第２受光部と、
前記第１受光部および前記第２受光部に前記射出光を入射させる導光手段と、を有し、
前記第１受光部および前記第２受光部に含まれる複数の前記受光ユニットは、前記配列軸に沿って千鳥状に配列していることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記導光手段は、前記射出光の一部を反射し、前記第２受光部に入射するように導くように設置された鏡部材であることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記導光手段は、前記複数のスポットの配列方向と同方向に設定された回動軸周りに回動自在に設けられ、前記射出光を前記第１受光部または前記第２受光部に向けて反射する反射鏡であることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項５】
前記導光手段は、前記ラインヘッドと、前記第１受光部および前記第２受光部とを、前記配列軸と交差する方向に相対移動させる移動手段であることを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
【請求項６】
整列配置した複数の光源を有するラインヘッドの検査方法であって、
二次元マトリクス状に配列された複数の光電変換素子を用いて、前記複数の光源の各々からの射出光の光量を電気信号に変換し、
前記複数の光電変換素子に照射された、複数の前記射出光のスポットの配列方向と交差する方向に、前記電気信号が示す前記射出光の光量を積算することで前記スポット毎の光量を算出し、
各々の前記スポットの光量と、光量の上限値と下限値とを定めた管理幅と、を比較して、光量が前記管理幅から外れる前記光源を検出することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインヘッドの検査装置及び検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の発光素子および発光素子に対向する多数のレンズが、それぞれ一列に配列され長尺に構成されたラインヘッドが知られている。このようなラインヘッドは、例えば、レーザープリンターにおいて感光体に光を照射し潜像を形成するための線状光源として用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラインヘッドは、製造工程において断線・短絡などの欠陥が生じることがある。このため、製造されたラインヘッドは、実際に点灯され欠陥を検査する必要がある。このような検査においては、例えば、発光素子を全て点灯させた状態で、ラインヘッドにおける発光素子の形成面を撮像し、撮像画像を画像処理することにより、撮像画像における各発光素子を検出し、発光素子毎の発光輝度を検出する。これにより、個別の発光素子の発光状態を算出することができる。
【０００５】
しかし、ラインヘッドにおける発光素子は、ラインヘッドの種類によって種々の配列状態で配列しているため、撮像画像における発光素子の配列状態はラインヘッドの種類により異なる。ラインヘッドの種類が異なると、撮像画像から発光素子を検出するための画像処理において、異なるアルゴリズムが必要となるため、例えば、検査対象のラインヘッドの種類が増えると画像処理用アルゴリズムを更に用意する必要が生じることとなる。そのため、種類によらずラインヘッドの欠陥検査に用いることができる検出装置とすることが困難であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ラインヘッドの種類によらず良好に発光状態の欠陥検査を行うことが可能なラインヘッドの検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の検査装置は、整列配置した複数の光源を有するラインヘッドの検査装置であって、二次元マトリクス状に配列する複数の光電変換素子を有し、前記複数の光源の各々から射出される射出光を受光して、前記射出光の光量を電気信号に変換する受光手段と、前記電気信号に基づいて光源の不良を検出する検出手段と、を有し、前記複数の光電変換素子は、一方向において前記受光手段に照射された複数の前記射出光のスポットにおける長手方向の両端を結ぶ距離よりも長く配列され、隣接する前記光電変換素子の離間距離は、隣接する前記スポットにおける中心同士の距離よりも短く設定されており、前記検出手段は、前記複数のスポットの配列方向と交差する方向に前記電気信号が示す前記射出光の光量を積算することで前記スポット毎の光量を算出し、前記スポットの光量と、光量の上限値と下限値とを定めた管理幅と、を比較して、光量が前記管理幅から外れる前記光源を、不良として検出することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、検査対象であるラインヘッドにおける光源の配置が異なったとしても、同一のアルゴリズムで光源の発光不良を検出することが可能な検査装置とすることができる。また、ラインヘッドを長手方向に移動させることなく、光源からの射出光を受光することが出来るため、短時間で検査を行うことができる。そのため、ラインヘッドの種類によらず良好に発光状態の欠陥検査を行うことが可能なラインヘッドの検査装置とすることができる。
【０００９】
本発明においては、前記受光手段は、二次元マトリクス状に配列された複数の前記光電変換素子を有する受光ユニットが、所定の配列軸に沿って複数配列する第１受光部と、前記受光ユニットが、前記配列軸に沿って複数配列する第２受光部と、前記第１受光部および前記第２受光部に前記射出光を入射させる導光手段と、を有し、前記第１受光部および前記第２受光部に含まれる複数の前記受光ユニットは、前記配列軸に沿って千鳥状に配列していることが望ましい。
この構成によれば、デジタルカメラに用いるような汎用のＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーなどの光電変換素子を有する撮像デバイスを、受光ユニットとして用い、目的とする検査装置を作成することができる。そのため、安価な検査装置とすることができる。
【００１０】
本発明においては、前記導光手段は、前記射出光の一部を反射し、前記第２受光部に入射するように導くように設置された鏡部材であることが望ましい。
この構成によれば、可動部がないため短時間で検査を行うことができる。
【００１１】
本発明においては、前記導光手段は、前記複数のスポットの配列方向と同方向に設定された回動軸周りに回動自在に設けられ、前記射出光を前記第１受光部または前記第２受光部に向けて反射する反射鏡であることが望ましい。
この構成によれば、反射鏡の回動角度を制御することによって、射出光を第１受光部と第２受光部とに入射させることができるため、固定式の反射鏡を用いる場合と比べ、組み立て後の調整が容易な検査装置とすることができる。
【００１２】
本発明においては、前記導光手段は、前記ラインヘッドと、前記第１受光部および前記第２受光部とを、前記配列軸と交差する方向に相対移動させる移動手段であることが望ましい。
この構成によれば、移動手段を制御することによって、ラインヘッドと、第１、第２受光部との相対位置を制御し、射出光を第１受光部と第２受光部とに入射させることができるため、固定式の反射鏡を用いる場合と比べ、組み立て後の調整が容易な検査装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明の検査方法は、整列配置した複数の光源を有するラインヘッドの検査方法であって、二次元マトリクス状に配列された複数の光電変換素子を用いて、前記複数の光源の各々からの射出光の光量を電気信号に変換し、前記複数の光電変換素子に照射された、複数の前記射出光のスポットの配列方向と交差する方向に、前記電気信号が示す前記射出光の光量を積算することで前記スポット毎の光量を算出し、各々の前記スポットの光量と、光量の上限値と下限値とを定めた管理幅と、を比較して、光量が前記管理幅から外れる前記光源を検出することを特徴とする。
この方法によれば、検査対象であるラインヘッドにおける光源の配置が異なったとしても、同一のアルゴリズムで光源の発光不良を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ラインヘッドを有する画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る検査装置を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る検査装置の説明図である。
【図４】検査装置による検査結果の例を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る検査装置の説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の変形例に係る検査装置の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態の変形例に係る検査装置の説明図である。
【図８】本発明の第２実施形態の変形例に係る検査装置の説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の変形例に係る検査装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る検査装置および検査方法について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。また、検査方法についての説明は、検査装置の動作の説明に代えている。
【００１６】
図１は、本発明の検査装置および検査方法による検査対象のラインヘッド１０を説明する説明図であり、ラインヘッドを有する画像形成装置１００を示す概略構成図である。
【００１７】
画像形成装置１００は、紙などの転写媒体の走行経路の近傍に設けられた像担持体としての感光体ドラム１０１と、この感光体ドラム１０１の回転軸１０２に平行に配置され感光体ドラム１０１を露光する露光装置１０３とを有している。他にも、この感光体ドラム１０１の回転軸１０２及び露光装置１０３に平行に配置される不図示の現像装置や転写ローラを有している。
【００１８】
感光体ドラム１０１は、その外周面が露光により潜像が形成される感光面１２ａとされており、回転軸１０２の周りに回転可能とされている。
【００１９】
露光装置１０３は、複数の光源１０ａが配列したラインヘッド１０で構成されている。図では、光源１０ａが配列する列が２列形成されている。このラインヘッド１０は発光領域において均一な輝度の発光が得られるように設計されている。
【００２０】
光源１０ａは、種々の構成のものを採用することができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子、ＬＥＤ等のようなＯＮ／ＯＦＦの切替により点灯／消灯を制御する自発光素子や、自発光素子の光射出方向に液晶シャッターを有し、液晶シャッターのＯＮ／ＯＦＦの切替により点灯／消灯を制御するものなどが挙げられる。
【００２１】
このような画像形成装置１００では、まず、感光体ドラム１０１が回転する過程にて、露光装置１０３の近傍に設けられた帯電装置により感光体ドラム１０１の感光面１２ａが帯電され、次いで露光装置１０３により感光体ドラム１０１の感光面１２ａが露光されることで露光部分が除電され、この感光面１０１ａに静電潜像が形成される。次いで、現像装置により、感光体ドラム１０１の感光面１０１ａに正に帯電されたトナーを付着させてトナー像を形成し、トナー像を転写媒体に接触させることでトナー像を転写媒体の表面に転写（印刷）する。
【００２２】
図２、３は、本実施形態の検査装置１を示す説明図である。本発明の検査装置１は、上述のような画像形成装置１００に用いられるラインヘッド１０を実際に点灯し、点灯不良を検査するために用いるものである。
【００２３】
図２に示すように、検査装置１は、ラインヘッド１０から射出される射出光Ｌを受光面１１１で受光し、受光した射出光Ｌの光量を電気信号に変換する受光装置（受光手段）１１と、電気信号に基づいて、ラインヘッド１０が有する複数の光源のうち光量が管理幅から外れる光源を検出する検出装置（検出手段）１２と、を有している。検出装置１２による検出結果は、検出装置１２に接続されたモニター１９に出力される。
【００２４】
受光装置１１の受光面１１１には、図３に示すようにＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサー等の光電変換素子１１２が二次元マトリクス状に複数配列している。
【００２５】
受光面１１１には、ラインヘッド１０が有する複数の光源１０ａから射出される射出光が照射され、受光面１１１上に射出光のスポットＳを形成する。隣接するスポットＳの中心同士は離間距離Ｗ１だけ離れて照射されている。これに対して、隣接する光電変換素子１１２の中心同士の離間距離Ｗ２は、離間距離Ｗ１よりも短くなっており、スポットＳは複数の光電変換素子１１２にまたがって形成される。
【００２６】
スポットＳが重なる光電変換素子１１２では、それぞれ射出光の光量を電気信号に変換する。電気信号は、それぞれ検出装置１２に出力される。
【００２７】
図２に戻って、受光面１１１は、受光面１１１に照射された射出光Ｌのスポットにおける長手方向の両端を結ぶ距離よりも長く配列されている。図では、受光面１１１の長手方向がラインヘッド１０の長手方向よりも長くなるように図示している。このような大小関係であるため、受光面１１１に設けられている光電変換素子の長手方向の両端を結ぶ距離は、射出光Ｌのスポットにおける長手方向の両端を結ぶ距離よりも長くなっている。
【００２８】
検出装置１２は、複数の光電変換素子１１２にて変換された電気信号に基づいて、光量を積算しスポットＳ毎、すなわち光源１０ａ毎の光量を算出する算出部１２１と、各スポットＳの光量と記憶部１２３に記憶された管理幅とを比較して、光量が管理幅から外れるスポットＳ、すなわち発光不良を起こしている光源１０ａを検出する比較部１２２と、を有している。算出部１２１においては、各光電変換素子１１２で変換された電気信号を、光源１０ａの配列方向（図３におけるｘ方向）と交差する方向（図３におけるｙ方向）に積算した値を求める。
【００２９】
図４は、検査装置１による検査結果の例を示す説明図であり、電気信号を積算して求めた光量を示すグラフである。図において、縦軸は光量、横軸は光電変換素子の端部からの距離（図３におけるｙ方向の距離）を示す。
【００３０】
ラインヘッド１０のすべての光源１０ａから管理幅内の光量の光が射出されている場合には、図４（ａ）に示すようなグラフとなる。一方で、管理幅から外れる光量の光を射出する光源１０ａが含まれる場合には、図４（ｂ）に示すように、管理幅から外れる光量の光を検出した光電変換素子の端部からの距離ｎ１，ｎ２が分かる。光源１０ａと光電変換素子との位置の対応は既知であるため、端部からの距離ｎ１，ｎ２に光を照射する光源が発光異常であることを検出することができる。
以上のようにして、本実施形態の検査装置１を用いたラインヘッド１０の検査を行うことができる。
【００３１】
以上のような構成の検査装置１によれば、ラインヘッドの種類によらず良好に発光状態の欠陥検査を行うことが可能なラインヘッドの検査装置とすることができる。
【００３２】
また、以上のような構成のラインヘッドの検査方法によれば、検査対象であるラインヘッドにおける光源の配置が異なったとしても、同一のアルゴリズムで光源の発光不良を検出することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、ラインヘッド１０から射出された光が直接受光装置１１に入射することとしたが、ラインヘッド１０と受光装置１１との間に拡大や縮小などを行う光学系を入れることとしても構わない。
【００３４】
［第２実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態に係る検査装置２の説明図であり、図５（ａ）は概略構成図、図５（ｂ）は受光装置１１が有する受光ユニット１１ａの平面図を示している。本実施形態において第１実施形態の検査装置１と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３５】
本実施形態の検査装置２が有する受光装置１１は、光電変換素子が二次元マトリクス状に配列した複数（図では８つ）の受光ユニット１１ａと、ビームスプリッター（鏡部材、導光手段）１１３と、反射鏡（鏡部材、導光手段）１１４と、を有している。
【００３６】
複数の受光ユニット１１ａは、配列軸１４に沿って４つずつ千鳥状に配列している。配列した受光ユニット１１ａは、それぞれ長手方向に第１受光部１５、第２受光部１６を構成している。
【００３７】
ビームスプリッター１１３は、射出光Ｌを第１射出光Ｌ１と第２射出光Ｌ２とに分離している。具体的には、射出光Ｌのうち一部は、ビームスプリッター１１３を透過して第１射出光Ｌ１として第１受光部１５に入射し、射出光Ｌの残る部分は、ビームスプリッター１１３で反射して第２射出光Ｌ２となる。第２射出光Ｌ２は、反射鏡１１４で反射して第２受光部１６に入射する。
【００３８】
ここで、受光ユニット１１ａとしては、デジタルカメラに用いるような汎用のＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーなどの光電変換素子を有する撮像デバイスを用いることができる。このような受光ユニット１１ａは、光電変換素子の周囲に額縁部Ｘを有する。額縁部Ｘでは光電変換できないため、額縁部Ｘに入射した射出光（例えばスポットＳ１）では、射出光の光量を検出することができない。
【００３９】
しかし、検査装置２では、第２受光部１６においてスポットＳ１と対応するスポットＳ２の光量を検出することができる。すなわち、一方の受光部で検出できない射出光は他方の受光部で検出するため、良好に光量を検出することができる。
【００４０】
以上のような構成の検査装置２によれば、汎用の撮像デバイスを受光ユニット１１ａとして用いることで、安価に目的とする検査装置を作成することができる。また、このような検査装置２では、可動部がないため短時間で検査を行うことができる。
【００４１】
（変形例）
小型の受光ユニット１１ａの各々に射出光を入射させるため、導光手段を用いて射出光を分離するという本実施形態の主旨から、図６から９に示すような変形例を採用することができる。
【００４２】
図６に示す検査装置３では、第１受光部１５に配列する複数（図では４つ）の受光ユニット１１ａにおける、受光面１１１ａの間の領域（額縁部）に対応して、射出光Ｌを第２受光部１６に配列する受光ユニット１１ａに導く複数（図では４つ）の反射ミラー（鏡部材、導光手段）１１５、１１６を配置している。このような反射ミラー１１５，１１６によって、第１受光部１５の受光ユニット１１ａでは受光できない光を第２受光部１６で受光することができる。
【００４３】
以上のような構成の検査装置３によれば、可動部がないため短時間で検査を行うことができる。
【００４４】
図７に示す検査装置４では、ラインヘッド１０から射出された射出光Ｌが反射ミラー１１７を介して受光ユニット１１ａに入射する構成となっており、反射ミラー（反射鏡、導光手段）１１７が回動軸Ｆ周りを回動することで、第１受光部１５に配列する受光ユニット１１ａと、第２受光部１６に配列する受光ユニット１１ａと、に射出光Ｌを導くことができる構成となっている。このような反射ミラー１１７によって、第１受光部１５の受光ユニット１１ａでは受光できない光を第２受光部１６で受光することができる。
【００４５】
以上のような構成の検査装置４によれば、反射ミラー１１７の回動角度を制御することによって、射出光Ｌを第１受光部１５と第２受光部１６とに入射させることができる。そのため、固定式の反射鏡を用いる場合と比べ、組み立て後の調整が容易な検査装置４とすることができる。
【００４６】
図８に示す検査装置５では、複数の受光ユニット１１ａをラインヘッド１０の長尺方向と交差する方向に往復移動させる移動装置（移動手段、導光手段）１１８を有しており、移動装置１１８が受光ユニット１１ａを往復させることで、第１受光部１５に配列する受光ユニット１１ａと、第２受光部１６に配列する受光ユニット１１ａとに射出光Ｌを導くことができる構成となっている。このような移動装置１１８によって、第１受光部１５の受光ユニット１１ａでは受光できない光を第２受光部１６で受光することができる。
【００４７】
図９に示す検査装置６では、ラインヘッド１０を複数の受光ユニット１１ａが配列する第１受光部１５または第２受光部１６と交差する方向に往復移動させる移動装置（移動手段、導光手段）１１９を有しており、移動装置１１９がラインヘッド１０を往復させることで、第１受光部１５に配列する受光ユニット１１ａと、第２受光部１６に配列する受光ユニット１１ａとに射出光Ｌを導くことができる構成となっている。このような移動装置１１９によって、第１受光部１５の受光ユニット１１ａでは受光できない光を第２受光部１６で受光することができる。
【００４８】
以上のような検査装置５，６によれば、移動装置１１８，１１９を制御することによって、ラインヘッド１０と、第１受光部１５および第２受光部１６との相対位置を制御し、射出光Ｌを第１受光部１５と第２受光部１６とに入射させることができる。そのため、固定式の反射鏡を用いる場合と比べ、組み立て後の調整が容易な検査装置５，６とすることができる。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１〜６…検査装置、１０…ラインヘッド、１０ａ…光源、１１…受光装置（受光手段）、１２…検出装置（検出手段）、１４…配列軸、１５…第１受光部、１６…第２受光部、１１２…光電変換素子、１１３…ビームスプリッター（鏡部材、導光手段）、１１４…反射鏡（鏡部材、導光手段）、１１５…反射ミラー（鏡部材、導光手段）、１１７…反射ミラー（反射鏡、導光手段）、１１８，１１９…移動装置（移動手段、導光手段）、Ｆ…回動軸、Ｌ…射出光、Ｓ…スポット、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011235453.tif 000008
【図７】
2011235453.tif 000009
【図８】
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【図９】
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