(57)【要約】【課題】ラインヘッドの焦点位置を容易にかつ適切に検出し、この検出に基いて焦点位置を調整可能な装置および方法の提供。【解決手段】ラインヘッド２の焦点位置を調整する調整装置１において、ラインセンサーカメラ３を撮像する高さ位置をステージ１２により可変に構成し、感光ドラムが配置される基準位置Ａとラインセンサーカメラ３との距離Ｂが異なる複数の位置からそれぞれ、ラインヘッド２の発光状態を撮像し、ラインセンサーカメラ３の各レンズ２２を介した結像それぞれにおける所定の光強度以上の画素面積と、距離Ｂとの関係に基いて、基準位置Ａを基準とする各焦点位置を検出できる。これにより、ラインヘッド２における各レンズ２２の焦点位置の分布が得られるから、ラインヘッド２全体における焦点位置を容易かつ適切に検出できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出装置であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置され、前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段と、
前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出手段とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のラインヘッドの焦点位置の検出装置において、
前記撮像手段は、直線状のライン上に並ぶ複数の光センサー素子を有するラインセンサーカメラとされ、
前記ラインセンサーカメラは、前記光センサー素子が前記ラインヘッドの長手方向に沿って並ぶように配置される
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のラインヘッドの焦点位置の検出装置において、
前記焦点位置検出手段は、前記結像に含まれる所定閾値以上の光強度を有する画素の面積に基いて前記焦点位置を検出する
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の検出装置と、
前記焦点位置検出手段により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの長手方向における両端部をそれぞれ、前記結像素子の光軸に沿って移動可能とする焦点位置調整手段とを備え、
前記焦点位置調整手段は、前記ラインヘッドの一方の端部に設けられる第１移動手段と、前記ラインヘッドの他方の端部に設けられる第２移動手段とを有する
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整装置。
【請求項５】
請求項４に記載のラインヘッドの焦点位置の調整装置において、
前記第１移動手段および前記第２移動手段には、前記ラインヘッドの移動量を測定する移動量測定手段がそれぞれ設けられている
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整装置。
【請求項６】
直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出方法であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置される撮像手段と、前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段とを用いて、前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段により前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像工程と、
前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出工程とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の検出方法。
【請求項７】
請求項６に記載の検出方法と、
前記焦点位置検出工程により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの姿勢を変更可能な焦点位置調整工程とを備える
ことを特徴とするラインヘッドの焦点位置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラインヘッドの焦点位置の検出および調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の発光素子および多数の結像素子（レンズ）がそれぞれ一列に対向配置されて長尺に構成されたラインヘッドが知られている。このラインヘッドは、例えば、電子写真方式のプリンタにおいて紙送り方向と直交するラインに沿って感光体を一度に露光させるためなどに用いられ、この場合、各発光素子から射出された光束が各レンズで収束されて感光体の表面にそれぞれ結像し、この感光体の露光部分に結合したトナーが紙に転写される。
このようなラインヘッドの構成により、ラインヘッドを組み立てる際には、発光素子とレンズとの間の距離を所定の寸法に精度良く設定する必要がある。また、ラインヘッドを組み立てた後、各レンズの焦点が感光体の表面に位置するように調整する必要があり、この調整の精度がプリント品質に影響する。
【０００３】
ここで、ラインヘッドの焦点位置の調整方法がいくつか知られている（特許文献１、特許文献２）。特許文献１では、ＬＥＤヘッドを上下する機構によってＬＥＤヘッドの高さを変えながら、感光体が配置される側に３つ配置したＣＣＤカメラにより、ＬＥＤヘッドの発光状態を撮像する。そして、撮像画像をモニターで目視、確認しながら、ＬＥＤヘッドの焦点位置を調整する。なお、ＬＥＤヘッドの高さ調整機構は、感光体からラインヘッドを所定寸法離間させるガイドローラと、ラインヘッドの両端に設けられてラインヘッドと感光体との間の距離を調整する調整ネジと、ガイドローラの両端を保持するとともに調整ネジを締めることで弾性変形するリンクブロックとを備え、ガイドローラの両端には、ＬＥＤヘッドの昇降を案内する位置決めピンがそれぞれ設けられている。
【０００４】
一方、特許文献２では、ＬＥＤ素子が取付けられる放熱板に正確な突出高さとなるように位置決めピンを突設しておき、レンズを吸着して一定高さに保持した状態で、リニアモータなどによって位置決めピンの先端を基端側に押圧する。これにより、位置決めピンの高さを基準としたＬＥＤ素子とレンズとの相対距離の調整が行われ、この調整後に接着剤を使用してレンズとＬＥＤ素子とを組み付けることで、ＬＥＤヘッドの組み立て精度を向上させている。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５２７６２号公報
【特許文献２】特開平８−２０１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１における調整方法は、単に、モニター画面を目視しながら、ＬＥＤヘッドの高さを上下いずれかの方向に適宜動かし、発光状態が良好となる位置を探るものに過ぎない。すなわち、適正な焦点位置が把握されないので、ＬＥＤヘッドを上下いずれの向きに移動させるべきかは不明であり、調整作業は試行錯誤となるため手間が掛かっていた。また、調整後も、適切に調整されたか否かを正確に判別することが難しかった。
【０００７】
一方、特許文献２における調整方法では、ＬＥＤヘッドの組み立て精度を向上させているものの、接着剤の硬化による影響も考えられ、印字品質の向上のためには、ＬＥＤヘッドの組み立て後における調整が欠かせない。すなわち、高品質の印字性能を実現するためには、結局、ＬＥＤヘッドの焦点位置を感光体の表面に位置付ける調整が必要であり、そのためには、ＬＥＤヘッドの焦点位置を適切に検出する必要があった。
【０００８】
以上のような問題に鑑みて、本発明は、ラインヘッドの焦点位置を容易にかつ適切に検出でき、この焦点位置の検出に基く焦点位置の調整を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置は、直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出装置であって、
前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置され、前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段と、
前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のラインヘッドの焦点位置の調整装置は、前述の検出装置と、前記焦点位置検出手段により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの長手方向における両端部をそれぞれ、前記結像素子の光軸に沿って移動可能とする焦点位置調整手段とを備え、前記焦点位置調整手段は、前記ラインヘッドの一方の端部に設けられる第１移動手段と、前記ラインヘッドの他方の端部に設けられる第２移動手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のラインヘッドの焦点位置の検出方法は、直線状のライン上に並ぶ複数の発光素子と、これらの発光素子にそれぞれが対向してライン上に並ぶ複数の結像素子とを有して長尺に形成されるラインヘッドにおいて前記発光素子から射出される光束の前記結像素子による焦点位置を検出する検出方法であって、前記各結像素子の光軸と直交するように配置され前記結像素子による結像によって露光される露光体側で、前記ラインヘッドに対向して配置される撮像手段と、前記露光体の前記ラインヘッド側の表面に沿った直線状の基準位置と前記撮像手段との距離を前記結像素子の光軸に沿って変化させる距離可変手段とを用いて、前記距離が互いに異なる複数の位置から前記撮像手段により前記複数の結像素子のうち少なくとも前記ラインヘッドの長手方向における両端近傍に配置された前記結像素子による結像をそれぞれ撮像する撮像工程と、前記撮像手段によりそれぞれ撮像された各撮像画像において、前記複数の結像素子のうち同じ結像素子による結像ごとに、当該結像の画素情報と、前記距離との関係に基いて前記基準位置に対する前記焦点位置を検出する焦点位置検出工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明のラインヘッドの焦点位置の調整方法は、前述の検出方法と、前記焦点位置検出工程により検出された各結像素子ごとの前記基準位置に対する前記焦点位置と、当該各結像素子の前記ラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、前記ラインヘッドの姿勢を変更可能な焦点位置調整工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
ここで、以上のようなラインヘッドの焦点位置の検出および調整は、ラインヘッドの各発光素子から射出され各結像素子を介した光束を例えばプリンタの感光ドラムなどの露光体の表面で結像させるために行われる。
【００１４】
これらの発明によれば、距離可変手段により、露光体が配置される基準位置と撮像手段との距離が可変とされており、撮像手段により、基準位置との距離が異なる複数の位置からそれぞれ、ラインヘッドが有する複数の結像素子中、少なくともラインヘッドの両端近傍に配置された結像素子により収束された光束による結像が撮像手段により撮像される。この際得られた複数の撮像画像において、焦点位置検出手段および工程により、ラインヘッドの各結像素子中、同じ結像素子によるものと判断される同素子結像に関し、当該結像における画素情報と、撮像手段および基準位置間の距離との関係に基いて、基準位置に対する焦点位置を検出できる。これにより、ラインヘッドにおける各結像素子の焦点位置の分布が得られるから、ラインヘッド全体における焦点位置を容易かつ適切に検出できる。
【００１５】
また、このように検出された焦点位置の分布、すなわち、各結像素子ごとの基準位置に対する焦点位置と、当該各結像のラインヘッドにおけるそれぞれの位置とに基いて、ラインヘッドの姿勢を補正すべき方向が容易に把握されるので、焦点位置調整手段および工程により、第１移動手段および第２移動手段などを用いてラインヘッド全体の焦点位置を容易にかつ適切に調整することができる。
以上のようにラインヘッドの焦点位置の調整が行われることにより、ラインヘッド全体における光強度の均一化に寄与できるので、ラインヘッドが組み込まれるプリンタ製品などにおける印字性能向上に貢献できる。
なお、距離可変手段により、撮像手段と基準位置との距離を段階的に、より小さい幅で変化させ、撮像回数を増やすことにより、焦点位置の検出に関する分解能を高くすることができる。
【００１６】
ここで、撮像手段による撮像画像には、ラインヘッドの結像素子のうち、少なくとも両端近傍に配置された結像素子による結像が含まれていればよいが、ラインヘッドの全部の結像素子によるそれぞれの結像が撮像されることが好ましい。この場合、各結像素子の焦点位置の基準位置に対するズレをラインヘッドの全体に亘って把握できるから、第１移動手段および第２移動手段によりラインヘッドを移動させる方向などをより適切に決めることが可能となる。
【００１７】
また、ラインヘッドの両端にそれぞれ配置される第１移動手段および第２移動手段に加えて、同じくラインヘッドを結像素子の光軸に沿って移動可能な第３、第４の移動手段などをラインヘッド両端の間の区間に適宜設けることも検討できる。これにより、ラインヘッドの長手方向に並んだ各結像素子において、各結像素子の焦点位置と基準位置との相対距離が単調増加または単調減少ではなく、増減しているような場合にも良好に対応できる。すなわち、第１〜第４移動手段によってラインヘッドの姿勢をそれぞれ適切な方向に変更することにより、焦点位置のより精度の高い調整が可能となる。
【００１８】
本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置では、前記撮像手段は、直線状のライン上に並ぶ複数の光センサー素子を有するラインセンサーカメラとされ、前記ラインセンサーカメラは、前記光センサー素子が前記ラインヘッドの長手方向に沿って並ぶように配置されることが好ましい。
この発明によれば、ラインセンサーカメラを用いることにより、ラインヘッドの多数の結像素子による結像を容易かつ高速に撮像可能であるから、多くの結像素子の焦点位置の分布に基いて、ラインヘッド全体の焦点位置の調整をより適切に行うことができる。
【００１９】
本発明のラインヘッドの焦点位置の検出装置では、前記焦点位置検出手段は、前記結像に含まれる所定閾値以上の光強度を有する画素の面積に基いて前記焦点位置を検出することが好ましい。
この発明によれば、複数の撮像画像中、ラインヘッドの同じ結像素子による結像である同素子結像同士の比較において、当該結像に含まれる所定の光強度以上である画素の面積と、基準位置および撮像手段の間の距離との関係により、焦点位置を定量的により適切に検出することができる。なお、結像に含まれる所定の光強度以上の画素の面積が小さいほど、光束が結像素子により十分に収束されており、合焦状態に近いものと推測できる。
なお、「光強度」とは、感光面に入射する光の照度、すなわち単位面積当たりの入射光束で表わされる。
【００２０】
本発明のラインヘッドの焦点位置の調整装置では、前記第１移動手段および前記第２移動手段には、前記ラインヘッドの移動量を測定する移動量測定手段がそれぞれ設けられていることが好ましい。
ここで、第１移動手段および第２移動手段は、例えば、ラインヘッドが組み付けられる部材のネジ孔に螺合可能なピンとして構成される。また、移動量測定手段としては、例えばマイクロメータを使用できる。
この発明によれば、移動量測定手段を備えることにより、第１移動手段および第２移動手段によるラインヘッドの移動量と、ラインヘッドの焦点位置との関係が定量的に求められるので、焦点位置を調整する際、第１、第２移動手段によるラインヘッドの移動量を正確に制御できる。すなわち、ラインヘッドの移動方向と、移動量とが把握されるので、これに基き、ラインヘッドの焦点位置をより一層適切に調整できるとともに、焦点調整の作業効率も向上させることができる。
【００２１】
なお、前述した焦点位置検出手段は、ハードウェアで実現することもできるが、ソフトウェアプログラムを用いて実現することもできる。
そのプログラムでは、前記検出装置または調整装置に組み込まれたコンピュータを、前記焦点位置検出手段として機能させればよい。
このように構成すれば、前述の検出装置または調整装置と同様の作用効果を享受することができる。
ここで、前記プログラムは、コンピュータに組み込んでもよいし、当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介して組み込んでもよい。
このようなプログラムを既存の画像表示装置などに組み込むことにより、ラインヘッドの焦点位置の検出機能を低コストかつ容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［１．ラインヘッドの焦点位置調整装置の構成］
図１は、本実施形態において、ラインヘッドの焦点位置を調整する調整装置１の構成外略図である。調整装置１は、プリンタのフレーム１００に組み付けられた状態のラインヘッド２を載置するステージ１１と、このステージ１１の上方に設けられるステージ１２と、ステージ１２に設けられてラインヘッド２の発光状態を撮像する撮像手段としてのラインセンサーカメラ３と、ラインセンサーカメラ３で撮像した撮像画像を処理する画像処理装置４とを備えており、ラインヘッド２の焦点位置を検出する機能を具備し、この検出に基いてラインヘッド２の焦点位置を調整するものとなっている。
【００２３】
ステージ１１は、図１中、Ｘ方向に沿って左右に移動可能に構成されている。
また、ステージ１２は、Ｚ方向に沿って上下に移動可能に構成され、ラインセンサーカメラ３の高さを変化させる距離可変手段とされている。
【００２４】
ラインセンサーカメラ３は、詳しい図示を省略するが、光センサー素子としてのＣＣＤセンサー素子３１と、ステージ１１に向けられるレンズ３２と、ドライバ等の回路基板（図示せず）とを有して構成され、ステージ１２の駆動により、ラインヘッド２の発光状態を異なる高さから撮像する。ＣＣＤセンサー素子３１は、１列に並ぶ多数のフォトダイオードと、各フォトダイオードから転送される電荷を画像パルス信号として画像処理装置４に出力するＣＣＤ（charge-coupled device）シフトレジスタとを有する。なお、各フォトダイオードは、並列転送パルス（スキャン信号）の入力により、ＣＣＤシフトレジスタに電荷を一括転送する。
【００２５】
ラインヘッド２は、多数の発光素子２１および、結像素子としての多数のレンズ２２がそれぞれ１列に並んだ構成となっている。本実施形態では、発光素子２１およびレンズ２２の数はそれぞれ５０００個あり、つまり画素数は５０００である。
なお、本実施形態では、発光素子２１としての液晶シャッタが１次元配列され、光源に蛍光灯、結像素子に収束型ファイバーレンズアレイがそれぞれ設けられてユニット化されているが、このほか、発光素子２１として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機ＥＬ（electro-luminescence）、蛍光体、プラズマなどを含む任意の構成も使用できる。
【００２６】
各発光素子２１と各レンズ２２とは、互いに対向配置されて平行のラインを為し、各発光素子２１から射出された光束はそれぞれ各レンズ２２により収束され、結像する。本実施形態では、発光素子２１およびレンズ２２が設けられたラインヘッド２の発光領域２０がラインセンサーカメラ３の視野よりも大きいため、ラインヘッド２の発光状態をラインセンサーカメラ３で撮像する際には、ステージ１１を駆動し、ラインヘッド２による発光領域２０全体が複数回に亘って撮像される。
【００２７】
プリンタのフレーム１００は、ラインヘッド２のレンズ２２が上向きで、かつラインヘッド２の長手方向がＸ方向に沿う向きとなるように、ステージ１１に載置される。これにより、ラインヘッド２のレンズ２２の光軸がＺ方向に沿う。
ここで、フレーム１００には、調整装置１による調整後、Ｘ方向に沿ったラインである基準位置Ａに合わせて、露光体としての感光ドラム（図示せず）が組み込まれる。つまり、感光ドラムの軸方向に沿ったラインヘッド２側の側面が、基準位置Ａに沿う。
【００２８】
フレーム１００には、ラインヘッド２の長手方向における両端をそれぞれＺ方向に沿って上下に移動させる第１移動手段および第２移動手段としてのピン１０１，１０２がそれぞれ設けられている。ピン１０１，１０２の外周には、図示しない雄ネジ部が形成され、この雄ネジ部は、フレーム１００に形成された雌ネジ部１０３，１０４に螺合される。
また、これらのピン１０１，１０２には、基準位置Ａに対する移動量を測定するマイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａがそれぞれ設けられており、これらのマイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａは画像処理装置４にそれぞれ接続されている。
【００２９】
図２は、画像処理装置４の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置４は、ラインセンサーカメラ３（図１）により、高さが異なる位置から撮像された複数の撮像画像において同じレンズ２２による結像であると評価される同素子結像ごとに、基準位置Ａに対する高さと光強度との関係を得る同素子結像分析手段４１と、この同素子結像分析手段４１により得られた情報に基き、同素子結像ごとに焦点位置をそれぞれ検出する同素子結像焦点位置検出手段４２と、すべての同素子結像の焦点位置の基準位置Ａに対する分布を得る焦点位置分布取得手段４３と、この焦点位置分布取得手段４３の結果を基に、ピン１０１，１０２の移動量および移動方向を制御する焦点位置調整手段４４とを備えている。これらの手段４１〜４４は、画像処理装置４が実装するＣＰＵなどの制御手段４０にそれぞれ読み込まれて実行される。
【００３０】
［２．ラインヘッドの焦点位置の調整手順］
以上説明した調整装置１により、ラインヘッド２の焦点位置を調整する手順について、図３のフローを参照して説明する。すでに調整装置１では、ワークであるラインヘッド２がプリンタのフレーム１００に組み付けられており、以下の手順では、ラインヘッド２の各レンズ２２の結像に係る焦点位置の基準位置Ａに対するズレ量を得て、ラインヘッド２の焦点位置についての調整を行う。
【００３１】
［２−１．撮像工程］
まず、撮像工程Ｐ１では、ステージ１１を何回か駆動して、ラインセンサーカメラ３でラインヘッド２の発光領域２０全体を撮像し、その撮像画像を画像処理装置４に取り込む。このようなラインヘッド２の発光領域２０全体の撮像を、ステージ１２を駆動してラインセンサーカメラ３の高さを変えることにより、ラインセンサーカメラ３と基準位置Ａとの距離Ｂ（図１）が異なる状態において繰り返す。ここでは、ラインセンサーカメラ３と基準位置Ａとの間が所定の距離である状態を「０」として、この「０」状態から上方向（高さ＋）および下方向（高さ−）にそれぞれラインセンサーカメラ３を移動させて撮像を行う。
【００３２】
図４に、この撮像工程Ｐ１により、画像処理装置４に取り込まれた撮像画像の一例を示す。この撮像画像Ｍ１には、ラインヘッド２の各レンズ２２による結像（ドット）が５０００個含まれている。同じレンズ２２による結像のＩＤをｄ１〜ｄ５０００で示した。この撮像画像Ｍ１のような画像がラインセンサーカメラ３の高さごとに、本実施形態では、前述の「０」位置を中心値として−１００μｍ、−５０μｍ、０μｍ、５０μｍ、１００μｍの各高さで取得されているが、撮像画像Ｍ１以外の撮像画像Ｍ２〜Ｍ５については、具体的な図示を省略する。
【００３３】
［２−２．同素子結像焦点位置検出工程］
次に、焦点位置検出工程Ｐ２では、撮像工程Ｐ１で得られた各撮像画像を用いて、画像処理装置４の同素子結像分析手段４１により、同じレンズ２２による結像である同じＩＤの結像（同素子結像）ごとに、距離Ｂと光強度との関係を得る。
図５では、撮像画像Ｍ１〜Ｍ５において、ＩＤがｄ５０００（図４）で同じである同素子結像のみが抽出され、それぞれ模式的に示されている。このＩＤがｄ５０００である結像を含む画像ｍ１〜ｍ５それぞれについて、同素子結像分析手段４１により、所定閾値以上の光強度を有する画素の面積を積算（カウント）する。図６に、その結果得られた面積と、距離Ｂとの関係を近似曲線として示した。
【００３４】
続いて、同素子結像焦点位置検出手段４２により、図６のような面積と距離Ｂとの関係に基いて、ｄ５０００の結像に関する焦点位置を検出する。図６において、所定の光強度である画素面積は＋１０μｍの高さで略最小であり、このときに合焦状態にあると推測されるため、同素子結像焦点位置検出手段４２により、この１０μｍがｄ５０００の結像に関する焦点位置として検出される。
【００３５】
このような同素子結像分析手段４１および同素子結像焦点位置検出手段４２による手順は、図４に示したｄ１〜ｄ５０００の結像のすべてについて行い、各結像における焦点位置をそれぞれ検出する。これに基き、焦点位置分布取得手段４３により、ｄ１〜ｄ５０００の結像に関する各焦点位置の分布を取得し、そのデータを図７に示した。この図７から、結像ｄ１側では焦点位置が基準位置Ａよりも低く、逆に、結像ｄ５０００側では焦点位置が基準位置Ａよりも高いことがわかる。
なお、これらｄ１〜ｄ５０００の結像に係る焦点位置は、撮像画像における光強度に基いて推測されたものであるため、この図７における分布は、ラインヘッド２の各発光素子２１それぞれの発光強度のばらつきの評価にも使用できる。
【００３６】
［２−３．焦点位置調整工程］
上記の焦点位置検出工程Ｐ２の結果に基いて、焦点位置調整工程Ｐ３では、ラインヘッド２全体の焦点位置の調整を行う。
焦点位置調整工程Ｐ３では、焦点位置検出工程Ｐ２で検出された各結像ｄ１〜ｄ５０００の各焦点位置を基に、焦点位置調整手段４４により、フレーム１００に設けられたピン１０１，１０２の移動量および移動方向を決める。すなわち、ピン１０１の上下により、結像ｄ１側の焦点位置の高さが調整され、ピン１０２の上下により、結像ｄ５０００側の焦点位置の高さが調整される。図７の例では、ピン１０１の高さを上げるとともに、ピン１０２の高さを下げて、ラインヘッド２の姿勢を変更する。もし図７とは異なり、結像ｄ１の焦点位置が基準位置Ａよりも高く、結像ｄ５０００の焦点位置が基準位置Ａよりも低い場合は勿論、ピン１０１の高さを下げるとともに、ピン１０２の高さを上げる。この際のピン１０１，１０２の移動量は、ラインヘッド２の両端側における各結像の焦点位置の基準位置Ａに対するズレ量で決まる、これらのピン１０１，１０２の移動量は、マイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａによる測定を通じて焦点位置調整手段４４において制御される。
【００３７】
［２−４．調整確認工程］
最後に、調整確認工程Ｐ４において、再度、撮像工程Ｐ１および焦点位置検出工程Ｐ２と同様の処理を実施することにより、ラインヘッド２の発光領域２０全体を再度撮像し、所定の許容範囲Ｒ１〜Ｒ２（図７）に各結像ｄ１〜ｄ５０００の焦点位置が入っているか否かを確認する。この際、結像ｄ１〜ｄ５０００の光強度や結像の形状などを検出し、ラインヘッド２の各発光素子２１の発光強度のばらつきをなくすように、ラインヘッド２のドライバに各発光素子２１ごとの補正値を書き込んでも良い。
【００３８】
以上述べた本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）ラインヘッド２の焦点位置を調整する調整装置１において、ラインセンサーカメラ３を撮像する高さ位置をステージ１２により可変に構成し、感光ドラムが配置される基準位置Ａとラインセンサーカメラ３との距離Ｂが異なる複数の位置からそれぞれ、ラインヘッド２の発光状態を撮像し、ラインセンサーカメラ３の各レンズ２２を介した結像ｄ１〜ｄ５０００それぞれにおける所定の光強度以上の画素面積と、距離Ｂとの関係に基いて、基準位置Ａを基準とする各焦点位置を検出できる。これにより、ラインヘッド２における各レンズ２２の焦点位置の分布が得られるから、ラインヘッド２全体における焦点位置を容易かつ適切に検出できる。
【００３９】
（２）また、このように検出された結像ｄ１〜ｄ５０００に係る各焦点位置の分布、すなわち、各レンズ２２ごとの基準位置Ａに対する焦点位置と、各結像ｄ１〜ｄ５０００のラインヘッド２におけるそれぞれの位置とに基いて、ラインヘッド２の姿勢を補正すべき方向が容易に把握されるので、ラインヘッド２全体の焦点位置を容易にかつ適切に調整することができる。このようにラインヘッド２の焦点位置の調整が行われることにより、ラインヘッド２全体における光強度の均一化に寄与できるので、ラインヘッド２が組み込まれるプリンタの印字性能を向上させることができる。
【００４０】
（３）撮像工程Ｐ１においてラインヘッド２の発光領域２０全体が撮像され、焦点位置検出工程Ｐ２において、レンズ２２すべての結像ｄ１〜ｄ５０００について焦点位置を検出しており、レンズ２２の焦点位置の基準位置Ａに対するズレをラインヘッド２の全体に亘って把握できるから、焦点位置調整工程Ｐ３において、ラインヘッド２を移動させる方向をより適切に決めることが可能となる。
このように結像ｄ１〜ｄ５０００に関するすべての焦点位置を検出することにより、プリンタ内部にラインヘッド２を高い精度で設置することが可能となる。
【００４１】
（４）焦点位置検出工程Ｐ２において、結像に含まれる所定の光強度以上である画素の面積と、距離Ｂとの関係により、結像ｄ１〜ｄ５０００に係る焦点位置を定量的により適切に検出することができる。
【００４２】
（５）ピン１０１，１０２にそれぞれマイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａを設けたことにより、ピン１０１およびピン１０２によるラインヘッド２の移動量と、ラインヘッド２の焦点位置との関係が定量的に求められるので、焦点位置を調整する際、ピン１０１，１０２によるラインヘッド２の移動量を正確に制御できる。すなわち、ラインヘッド２の移動方向と、移動量とが把握されるので、これに基き、ラインヘッド２の焦点位置をより一層適切に調整できるとともに、調整の作業効率も向上させることができる。ピン１０１，１０２の駆動は自動化も検討できる。
【００４３】
（６）また、ラインヘッド２の製造においては、発光領域２０全体における光強度の均一化が重要課題であるが、本実施形態の調製方法による各焦点位置の検出を通じて、発光素子２１の発光強度とレンズ２２に係る焦点距離との関係を知ることができ、さらに、焦点位置での光強度（発光素子２１単独の発光ばらつき）や、焦点距離を変えたときの光強度をも検出することができる。すなわち、発光素子２１の発光強度を直接測定した場合では、発光素子２１単独の発光ばらつきと、測定時のセンサーと発光体との距離によって、光強度の値がばらつく可能性があるが、このような不都合がない。つまり、本実施形態の調製方法により、焦点位置での光強度や、焦点距離を変えたときの光強度などの特性に応じた補正係数を算出することにより、印字品質の向上をより一層促進できる。
【００４４】
〔本発明の変形例〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４５】
前記各実施形態では、ラインヘッド２の発光領域２０全体を撮像し、ラインヘッド２の各レンズを介したすべての結像ｄ１〜ｄ５０００について焦点位置を求めていたが、これに限らず、撮像手段により撮像される画像には、少なくともラインヘッド２の両端に配置された結像ｄ１、ｄ５０００が含まれていればよい。この場合でも、結像ｄ１、ｄ５０００におけるそれぞれの焦点位置の基準位置Ａからのズレ量に基いてピン１０１，１０２を上下いずれかの方向に調整し、ラインヘッド２全体の焦点位置を調整することが可能である。この方法は、量産時に好適である。
【００４６】
また、前記実施形態ではラインセンサーカメラ３を用いたが、前述のように、少なくともラインヘッド２両端の結像についてのみ、焦点位置を検出できればよいことから、ラインセンサーカメラではなく、例えばエリアセンサーカメラなどの撮像手段も使用できる。この場合、例えば、２台のエリアセンサーカメラをラインヘッド２の両端に向けてそれぞれ配置するなどすればよい。なお、エリアセンサーカメラの画素数が多かったり、ステージ１１の移動と同期をとることなどにより、１台のエリアセンサーカメラも使用できる。撮像手段の種類を問わず、台数などは限定されない。
【００４７】
また、前記実施形態では、焦点位置の調整に係る移動手段として、ピン１０１，１０２がラインヘッド２の両端に配置されていたが、焦点位置調整手段の構成としては、これに限定されない。例えば、ラインヘッド２が組みつけられるフレームや筐体などに、ラインヘッド２の長手方向略中央を支持するとともに高さ調整可能なピンを突設することも検討できる。これにより、図７とは違い、各結像ｄ１〜ｄ５０００の焦点位置の分布が単調増加、あるいは単調減少ではない場合、すなわち、結像ｄ１〜ｄ５０００の各焦点位置の分布において高低の傾きが上がり下がりしているような場合であっても、ラインヘッド２を支持しているピン１０１，１０２やラインヘッド２略中央のピンなどを調整することにより、ラインヘッド２全体の焦点位置の調整が可能となる。なお、追加するピンの本数は問わず、例えば数本のピンを、ラインヘッド２の長手方向において等間隔に設けても良い。
また、本発明の検出方法および検出装置により、各結像素子の焦点位置の分布が得られるので、ピンなどによる焦点位置の調整を行う以外に、ドライバに補正値を書き込み、発光素子の光強度を調整することなども考えられる。
【００４８】
さらに、前記実施形態では、マイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａを使用してピン１０１，１０２の調整量を正確に制御したが、このようなマイクロメータ１０１Ａ，１０２Ａを使用しなくても、図７の焦点位置の分布により、ピン１０１，１０２を上下させる方向が把握されるから、ピン１０１，１０２をいずれかの方向に動かして焦点位置の調整が可能である。
【００４９】
また、前記実施形態では、同素子結像の焦点位置を推測するために、所定閾値以上の光強度を有するピクセルの数をカウントして面積値を算出したが、このような面積を用いる方法に限らず、標準偏差などを用いて焦点位置を推測してもよい。
【００５０】
なお、前記実施形態では、ラインヘッドが組み込まれる機器として、プリンタを例示したが、これに限らず、光の結像により記録媒体に情報を書き込む各種情報装置等に広く使用できる。
【００５１】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態におけるラインヘッドの焦点位置調整装置の構成外略図。
【図２】前記実施形態における画像処理装置の内部構成を示すブロック図。
【図３】前記実施形態におけるラインヘッドの焦点位置調整手順を示すフロー図。
【図４】前記実施形態における撮像工程による撮像画像を示す図。
【図５】前記実施形態における同素子結像を撮像時における基準位置からの距離ごとに示す図。
【図６】前記実施形態において、撮像時における基準位置からの距離と、同素子結像における所定閾値以上の光強度を有するピクセルの面積との関係を示すグラフ。
【図７】前記実施形態におけるラインヘッドの各レンズの焦点位置の分布を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・調整装置、２・・・ラインヘッド、３・・・ラインセンサーカメラ（撮像手段）、１２・・・ステージ（距離可変手段）、２１・・・発光素子、２２・・・レンズ（結像素子）、４２・・・同素子結像焦点位置検出手段（焦点位置検出手段）、４４・・・焦点位置調整手段、１０１・・・ピン（第１移動手段）、１０２・・・ピン（第２移動手段）、１０１Ａ，１０２Ａ・・・マイクロメータ（移動量測定手段）、Ａ・・・基準位置、Ｂ・・・距離（基準位置と撮像手段との距離）、ｄ１〜ｄ５０００・・・結像、Ｍ１〜Ｍ５・・・撮像画像、Ｐ１・・・撮像工程、Ｐ２・・・焦点位置検出工程、Ｐ３・・・焦点位置調整工程、Ｐ４・・・調整確認工程。
【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】
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【図７】
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