DE69106408T2

DE69106408T2 - Prüfvorrichtung für ein Lichtstrahlerfeld.

Info

Publication number: DE69106408T2
Application number: DE69106408T
Authority: DE
Inventors: Hideo Hirane; Kazuhito Masuda; Kiyohiko Tanno
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2011-03-12
Also published as: US5160837A; EP0446829A2; EP0446829B1; EP0446829A3; JPH03264365A; JP2834521B2; DE69106408D1; KR920005759A; KR0157061B1

Description

FELD DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein optisches Aufzeichnungsgerät wie etwa einen optischen Drucker, dessen Lichtquelle ein Strahlerfeld ist, insbesondere eine Prüfvorrichtung zum überprüfen, ob Lichtstrahlerelemente, die das Lichtstrahlerfeld im optischen Drucker bilden, normal und befriedigend Licht aussenden.
Ein herkömmlicher optischer Drucker mit einem Leuchtdiodenfeld als Lichtquelle ist aufgebaut wie schematisch in Fig. 10 gezeigt. Bezogen auf Fig. 10 werden aufzuzeichnende Daten von einem Host-Computer 100 zu einem LED-Feld-Drucker 200 geleitet. Dieser LED-Feld-Drucker 200 umfaßt im allgemeinen eine Treiberschaltung 201, ein LED-Feld 202, eine Bildfokussierungszeilenanordnung 203 und eine photoleitende Trommel 204. Die Daten werden in digitaler Form zugeführt, und bewirken selektive Lichtemission aus entsprechenden LED-Elementen (nicht gezeigt) des LED-Felds 202. Dabei werden einer Zeile entsprechende Daten sequentiell vom Host- Computer 100 zugeführt, so daß alle im LED-Feld 202 zusammengefaßten LED-Elemente abgedeckt werden. Die vom Host- Computer 100 zugeführten Daten werden in der Treiberschaltung 201 seriell-parallel-umgesetzt, um zu bewirken, daß die LED-Elemente im LED-Feld 202 entsprechend den vom Host- Computer 100 zugeführten Daten selektiv Licht aussenden. Von den erregten LED-Elementen des LED-Feldes 202 ausgesandtes Licht wird durch die Fokussierlinsenanordnung 203 fokussiert, um ein Punktmuster auf der photoleitenden Trommel 204 zu bilden. Eine solche zeilenweise sequentielle Abtastung, bei der ausgewählte LED-Elemente zum Leuchten gebracht werden, wird fortgesetzt, um so nach und nach ein Punktmuster auf der sich dabei drehenden photoleitenden Trommel 204 zu bilden. Auf diese Weise werden Buchstaben, Muster oder andere Bilder auf der photoleitenden Trommel aufgezeichnet. Die auf der photoleitenden Trommel 204 gebildeten Punktmuster werden durch ein Verfahren wie etwa ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren auf ein Blatt Papier übertragen und gedruckt.
Wenn die Leuchtkraft einer oder mehrerer der LED-Elemente des LED-Felds 202 verändert ist, führt dies zu dem Problem, daß die optische Dichte des aufgezeichneten Bildes nicht konstant bleibt, wodurch die Bildqualität stark beeinträchtigt oder verschlechtert wird. Eine solche Anderung der Leuchtkraft kann auf verschiedene Faktoren zurückgeführt werden, darunter die Temperatur, Abnutzung und langfristige Schwankungen. Ein Versuch zur Lösung dieses Problems wird z.B. in JP-A-61-264361 unternommen, wo offenbart ist, daß die von einem LED-Feld ausgesandte Lichtmenge durch einen Lichtleistungssensor erfaßt wird und die Leuchtdauer des LED-Feldes auf Grundlage der Erfassung der Lichtleistung geregelt wird, um so die vom LED-Feld ausgesandte Lichtmenge konstantzuhalten. Die oben zitierte JP-A-61-26436l berücksichtigt jedoch nicht den Fall, daß irgendeines der LED-Elemente des LED-Feldes kein Licht aussendet, etwa aufgrund einer Unterbrechung ihrer Stromversorgung, und sie betrifft auch nicht die Erfassung der von jedem einzelnen LED-Element ausgesandten Lichtmenge.
Wenn eines der LED-Elemente defekt wird, fällt der entsprechende Abschnitt des Punktmusters aus. In einem solchen Fall ist das Problem schwerwiegender, als bei ungleichförmiger Bilddichteverteilung, da die Information manchmal fehlerhaft aufgezeichnet werden wird. Es ist daher bei einem in einen Drucker eingebauten LED-Feld notwendig, festzustellen, ob eines der LED-Elemente im LED-Feld fehlerhaft wird. Dieses Problem wird von EP-A-0 297 603 behandelt, in der eine Prüfvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist. Mit dieser Vorrichtung werden die LED- Elemente überprüft, indem sie einzeln, ein Element nach dem anderen, zum Leuchten gebracht werden, das von einem der Elemente ausgesandte Licht erfaßt und die Erfassungssignale verarbeitet werden, um Daten zu liefern, die Funktionsmerkmale jedes einzelnen Elements darstellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Prüfvorrichtung für ein Lichtstrahlerfeld anzugeben, mit der, sofern vorhanden, ein fehlerhaftes Lichtstrahlerelement erfaßt werden kann, indem alle Lichtstrahlerelemente in einem Lichtstrahlerfeld in einem kurzen Zeitraum untersucht werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Prüfvorrichtung nach Anspruch 1.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Prüfvorrichtung für ein Lichtstrahlerfeld vorgesehen, das eine Lichtstrahlerfeldeinheit, eine im Strahlbereich des Lichtstrahlerfelds gegenüber der strahlenden Oberfläche des Lichtstrahlerfeldes angeordnete Photodetektoreinrichtung mit einer Mehrzahl von elektrisch in Reihe geschalteten Photodetektoreinheiten, eine Prüfdatengeneratoreinheit, die dem Lichtstrahlerfeld Prüfdaten zuführt, wobei das Lichtstrahlerfeld während der Strahlungsdiagnose in eine Mehrzahl von Gruppen entsprechend den jeweiligen Photodetektoreinheiten unterteilt ist, so daß sequentiell wenigstens ein Lichtstrahlerelement aus jeder Gruppe ausgewählt und gleichzeitig zum Leuchten gebracht werden kann, und eine Überprüfungseinheit umfaßt, die sequentiell ein Bezugssignal mit einem an Ausgangsanschlüssen der in Reihe geschalteten Photodetektoreinheiten während der Strahlerüberprüfung auftretenden Signal vergleicht, und wenn das Niveau des Ausgangssignals der in Reihe geschalteten Photodetektoreinheiten geringer als das des Bezugssignals ist, diagnostiziert, daß wenigstens eines der Lichtstrahlerelemente, die gleichzeitig leuchten sollten, fehlerhaft ist.
Bei einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Ausgangsanschluß für jede einzelne Photodetektoreinheit anstelle der Reihenschaltung aller Photodetektoreinheiten vorgesehen, und ein Signal von jedem einzelnen Ausgangsanschluß wird mit dem Bezugssignal verglichen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Ausgangsanschluß für jede einzelne Photodetektoreinheit anstelle der Reihenschaltung aller Photodetektoreinheiten vorgesehen, und die Summe der an allen Ausgangsanschlüssen auftretenden Signale wird mit dem Bezugssignal verglichen.
Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind nicht alle Photodetektoreinheiten in Reihe geschaltet, sondern geradzahlige und ungeradzahlige Photodetektoreinheiten sind getrennt in Reihe geschaltet, und getrennte geradzahlige und ungeradzahlige Ausgangsanschlüsse sind vorgesehen, so daß an diesen Ausgangsanschlüssen auftretende Ausgangssignale in einem Zeitreihenmodus untersucht werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Photodetektoreinrichtung nicht in mehrere Photodetektoreinheiten unterteilt, sondern ist eine einzige Einheit. Bei noch einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die einzelne Photodetektoreinheit durch zwei an unterschiedlichen Positionen angeordnete Photodetektoreinheiten ersetzt.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Photodetektoreinrichtung unterteilt in mehrere Photodetektoreinheiten, von denen jede Licht empfängt, das von wenigstens einem Strahlerelement in der entsprechenden Gruppe von Strahlerelementen ausgesandt wird, so daß die Strahlerüberprüfung für alle das Strahlerfeld bildenden Strahlerelemente mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Photodetektoreinrichtung nicht unterteilt, sondern bildet eine einzige Einheit, so daß allein durch Vergleich des am einzigen Ausgangsanschluß der Photodetektoreinheit auftretenden Signals die Strahlerüberprüfung für alle das Strahlerfeld bildenden Strahlerelemente mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer ersten Ausgestaltung der Prüfvorrichtung für ein Strahlerfeld gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3A und 3B zeigen jeweils zwei Formen der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Photodiodenanordnung.
Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen jeweils eine zweite, dritte, vierte und fünfte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine teilweise Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9A und 9B zeigen jeweils zwei Formen des zeitlichen Ablaufs der Überprüfung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung des die vorliegende Erfindung betreffenden Standes der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSGESTALTUNGEN

Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nun genau mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für ein Lichtstrahlerfeld.
Mit Bezug auf Fig. 1 umfaßt die Prüfvorrichtung einen Prüfdatengenerator 1 der als Prüfdatenversorgungseinheit arbeitet, eine Treiberschaltung 2, ein Leuchtdiodenfeld 3 als Strahlerfeldeinheit, einen Detektor 4 für fehlerhafte LED- Elemente als Überprüfungseinheit, eine Mehrzahl von Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n, von denen jede eine Photodetektoreinheit darstellt, einen Verstärker 5, einen Komparator 6, eine Entscheidungsschaltung 6a, einen Bilddateneingangsanschluß IN und eine Schalteinheit S1.
Das LED-Feld 3, das aus mehreren tausend LED-Elementen besteht, ist in eine Mehrzahl von Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n mit jeweils der gleichen Zahl von LED-Elementen unterteilt. Das LED-Feld 3 ist nur aus praktischen Gründen in solche gleich großen Gruppen unterteilt, diese Art der Gruppierung beschränkt in keiner Weise die Anordnung der LED-Elemente, die das LED-Feld 3 bilden. Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt Prüfdaten für die Überprüfung, ob eines der das LED-Feld 3 bildenden LED-Elemente fehlerhaft ist und nicht normal strahlt. Um festzustellen, ob jedes einzelne der das LED- Feld 3 bildenden LED-Elemente Licht ausstrahlt oder nicht, müssen die LED-Elemente betätigt werden. Wenn jedoch die meisten der LED-Elemente des LED-Feldes 3 gleichzeitig Licht ausstrahlen, ist es nicht möglich, ein oder mehrere fehlerhafte LED-Elemente zu identifizieren, die nicht normal Licht ausstrahlen. Daher muß die Anzahl der gleichzeitig erregten LED-Elemente begrenzt werden und die Erfassung der Strahlung in eine Mehrzahl von Abtastschritten unterteilt werden. Bei der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liefert der Prüfdatengenerator 1 Prüfdaten bei jedem Abtastschritt so, daß wenigstens ein LED-Element in jeder der das LED-Feld 3 bildenden Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n erregt wird und in Reaktion auf die Prüfdaten Licht ausstrahlt. So wird bei einem Abtastschritt in jeder der Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n ein LED-Element erregt, d.h. insgesamt werden n LED-Elemente gleichzeitig erregt und strahlen Licht aus. Im nächsten Abtastschritt werden andere als die im vorangegangenen Abtastschritt erregten LED-Elemente in den jeweiligen Gruppen zum Leuchten angeregt. Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt die Prüfdaten mehrmals, bis alle LED-Elemente des LED-Feldes 3 zum Leuchten angeregt worden sind.
Die Prüfdaten sind so beschaffen, daß eine Mehrzahl von LED-Elementen durch ein Abtastsignal abgetastet werden, so daß diese LED-Elemente gleichzeitig leuchten. Im folgenden werden Anwendungsbeispiele für die Art der Abtastung und der Prüfdaten beschrieben.
Zur Vereinfachung der Beschreibung werden alle linear angeordneten LED-Elemente ausgehend von dem ganz linken in Fig. 1 mit (1, 1), (1, 2), ..., (2, 1), (2, 2), ..., (m, n) durchnumeriert. Die Anzahl der Elemente kann daher ausgedrückt werden als (m x n), wobei m die Anzahl der Spalten und n die Anzahl der Zeilen angibt. Das heißt diese LED- Elemente im LED-Feld 3 werden in m Gruppen zu jeweils n LED-Elementen gruppiert. Die Nummern der LED-Elemente der ersten bis m-ten Gruppe sind jeweils wie folgt: Erste Gruppe Zweite Gruppe m-te Gruppe
Bei dieser Art von Gruppierung werden im ersten bis n-ten Abtastschritt jeweils die LED-Elemente mit den folgenden Nummern abgetastet: Erster Schritt Zweiter Schritt n-ter Schritt
Bei dieser Art von Abtastung werden die LED-Elemente mit den Nummern (1, 1), (2, 1), ..., (m, 1) bei der ersten Abtastung angewählt, und diese in LED-Elemente werden gleichzeitig in Reaktion auf die Prüfdaten zum Leuchten angeregt. Nach dieser ersten Abtastung beginnt die zweite Abtastung, in der die LED-Elemente mit den Nummern (1, 2, (2, 2), ..., (m, 2) angewählt und gleichzeitig in Reaktion auf die Prüfdaten zum Leuchten angeregt werden. Die Abtastfolge geht weiter bis der n-te Abtastschritt beendet ist. Auf diese Weise werden für die Strahlerüberprüfung alle LED-Elemente zum Leuchten angeregt.
Es gibt verschiedene Arten, die Prüfdaten zuzuführen, wie unten beschrieben.
(1) Bei einer Art werden die die Elementnummern (Adressen) der gleichzeitig abzutastende LED-Elemente darstellenden Prüfdaten nacheinander vom Prüfdatengenerator 1 erzeugt. In diesem Fall werden die die Elementnummern (Adressen) der mit (1, 1), (2, 1), ..., (m, 1) numerierten LED-Elemente darstellenden Prüfdaten nacheinander bei der ersten Abtastung erzeugt. Gleichzeitig wird ein Strahldatenwert "1" zum Zwecke der Überprüfung an die Elementnummern (Adressen) der abzutastenden LED-Elemente angelegt. Dasselbe gilt für die zweite und darauffolgende Abtastungen.
(2) Der Strahldatenwert "1" wird direkt zur Bezeichnung der einzelnen Elementnummern der gleichzeitig abzutastenden LED-Elemente erzeugt. Zum Beispiel erzeugt der Prüfdatengenerator 1 bei der ersten Abtastung den Datenwert "1" für die mit (1, 1, (2, 1), ..., (m, 1) numerierten LED-Elemente und den Datenwert 'o für die übrigen LED-Elemente mit anderen Elementnuminern, wie folgt:
Bei der zweiten Abtastung erzeugt der Prüfdatengenerator 1 das folgende Prüfdatenmuster:
Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt fortlaufend ähnliche Prüfdatenmuster bis zum Ende der n-ten Abtastung.
(3) Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt Prüfdaten von jeweils nur einem Bit und liefert sie an die Treiberschaltung 2, und eine getrennte Abtastschaltung führt die Abtastung nach dem durch die Formel (2) angegebenen Abtastmuster aus.
(4) Es gibt verschiedene andere Möglichkeiten, die Prüfdaten zuzuführen. Auch hier ist die wesentliche Anforderung, daß die LED-Elemente im LED-Feld 3 nach dem durch die Formel (2) gegebenen Abtastmuster abgetastet werden. Zu diesem Zweck können sowohl der Prüfdatengenerator 1 als auch die Treiberschaltung 2 andere Strukturen als die in Fig. 1 gezeigten haben.
Die Treiberschaltung 2 besteht aus einem (m x n)-Bit- Register und Treibereinrichtungen. Wenn die Prüfdaten mit einem Muster wie in (2) beschrieben vom Prüfdatengenerator 1 zugeführt werden, werden sie in der Treiberschaltung 2 seriell-parallel-umgesetzt, so daß die durch die Emissionsdaten angewählten LED-Elemente gleichzeitig zum Strahlen angeregt werden. Angenommen z.B., daß zu einem bestimmten Abtastzeitpunkt Emissionsdaten der Treiberschaltung 2 zugeführt werden, um LED-Elemente E&sub1;, E&sub2;, E&sub3;, ..., En, die jeweils an den linken Enden der entsprechenden Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n des LED-Feldes 3 liegen, gleichzeitig zum Leuchten zu bringen. Die Strahldaten werden in der Treiberschaltung 2 seriell-parallel-umgesetzt, um die LED-Elemente E&sub1;, E&sub2;, E&sub3;, ..., En gleichzeitig zu erregen. Infolgedessen treten Lichtausgangssignale L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, ..., Ln von diesen LED-Elementen auf.
Der mit dem Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente verbundene photoelektrische Wandler hat eine solche Struktur, daß die Mehrzahl von Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n, die jeweils eine kleine, der zugeordneten Gruppe des LED-Feldes 3 entsprechende Länge haben, (und die im folgenden als kurze Photodioden bezeichnet werden) elektrisch hintereinandergeschaltet sind, so daß sie sich über die volle Länge des LED-Feldes 3 erstrecken. Jede dieser kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n ist an der Stelle angeordnet, an der sie Licht von jedem beliebigen LED-Element empfangen kann, das zu der zugeordneten Gruppe 31, 32, 33, ..., 3n des LED- Feldes 3 gehört.
Jede dieser kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n hat eine breite Lichtempfangsoberfläche, die Licht von jedem einzelnen der LED-Elemente empfangen kann, die zu der zugeordneten Gruppe 31, 32, 33, .... 3n des LED-Feldes 3 gehören. Eine solche kurze Photodiode kann äquivalent ersetzt werden durch ein galvanisches Element, wenn die Diode leitend ist, bzw. durch einen Isolator, wenn die Diode nichtleitend ist. Wenn daher irgendeine der in Reihe geschalteten, irgendeiner der Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n des LED-Feldes 3 entsprechenden Photodioden keine Strahlung empfängt, so tritt keine Photospannung an den Ausgangsanschlüssen 41A und 41B der Reihenschaltung auf.
Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, in der das LED-Feld, die kurzen Photodioden 41 bis 4n, die Fokussierlinsenanordnung 203 und die photoleitende Trommel 204 hervorgehoben sind. Bezogen auf Fig. 2 sind die kurzen Photodioden 41 bis 4n eng benachbart und parallel der Fokussierlinsenanordnung 203 angeordnet. Die kurze Photodiode 41 empfängt Licht, das von den zur Gruppe 31 gehörenden LED- Elementen ausgesandt wird, und die kurze Photodiode 42 empfängt Licht, das von den zur Gruppe 32 gehörenden LED- Elementen ausgesandt wird. Das gleiche gilt für die Beziehung zwischen den restlichen Photodioden und den restlichen Gruppen.
Fig. 3A ist eine schematische Querschnittsdarstellung entlang der Linie IIIA - IIIA aus Fig. 1. Fig. 3B ist eine Querschnittsdarstellung einer anderen Form entsprechend Fig. 3A. Fig. 3A und 3B zeigen jeweils, daß unter den mehreren LED-Elementen ein bestimmtes, mit den Prüfdaten versorgtes Element leuchtet. Fig. 3A zeigt, daß das vom LED- Feld 3 ausgesandte Licht einen durch die gestrichelten Linien angedeuteten optischen Weg 8 durchläuft und durch die Fokussierlinsenanordnung 203 durchgelassen wird. Entsprechend zeigt Fig. 3B, daß das Licht einen ähnlichen optischen Weg 8 durchläuft und durch eine Fokussierlinsenanordnung 203 durchgelassen wird. Bei den Fig. 3A und 3B bezeichnet das Bezugszeichen 10 jeweils ein Lichtabschirmungsgehäuse, das in Fig. 1 und 2 nicht gezeigt ist. In Fig. 3A ist die kurze Photodiode 40 im Lichtabschirmungsgehäuse 10 in einer Position außerhalb des optischen Weges 8 angeordnet, entlang dem das Licht vom LED-Feld 3 im allgemeinen die Fokussierlinsenanordnung 203 durchläuft. Das heißt, die kurze Photodiode 40 ist in einer Position angeordnet, in der sie Licht 9 vom LED-Feld 3 empfängt. Im Fall der Fig. 3B sind die einer ungeradzahligen Gruppe (z.B. Gruppe 31, 33) des LED-Felds 3 entsprechende kurze Photodiode 401 und die einer geradzahligen Gruppe (z.B. Gruppe 32, 34) des LED-Felds 3 entsprechende kurze Photodiode 402 auf jeweils anderen Seiten des optischen Weges 8 von der Fokussierlinsenanordnung 203 her gesehen angeordnet.
Die Reaktionszeit der in Fig. 1 gezeigten kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n hängt im allgemeinen stark von ihrer Übergangskapazität ab. Es bezeichnet C die Übergangskapazität einer jeden der kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n. Bei der Diodenanordnung, in der diese Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n in Reihe geschaltet sind, ist die elektrostatische Gesamtkapazität von den Erfassungsausgangsanschlüssen 41A und 41B her gesehen gegeben durch C/n, wobei n die Anzahl der Photodioden ist. Wenn das LED-Feld 3 kein fehlerhaftes LED-Element enthält, empfangen die kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n die Lichtsignale L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, ..., Ln mit der gleichen Lichtmenge von den LED-Elementen E&sub1;, E&sub2;, E&sub3;, ... bzw. En. Daher werden Photospannungen gleicher Größe in den einzelnen kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n indiziert, und ein Erfassungswiderstand Rd erfaßt die Summe der Photospannungen. Der Verstärker 5 hat Eingangswiderstände R&sub1;, R&sub2; und einen zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüsse geschalteten Widerstand R&sub3;. Die vom Erfassungswiderstand Rd erfaßte Spannung wird vom Verstärker 5 auf ein Niveau von bis zu mehreren Volt verstärkt.
Wenn das LED-Feld 3 ein fehlerhaftes LED-Element enthält, ist die Gesamtphotospannung dementsprechend verringert, so daß auch die vom Erfassungswiderstand Rd erfaßte Spannung verringert ist. Um ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn irgendeines der gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED- Elemente bei einem Abtastschritt fehlerhaft ist, muß das fehlerhafte LED-Element auf Grundlage der Spannungsänderung identifiziert werden, die ihm zugeordnet werden kann. Der Komparator 6 ist zum Zwecke dieser Identifizierung vorgesehen. Wenn eines der LED-Elemente nicht leuchtet, so ist die dem fehlerhaften LED-Element zugeordnete kurze Photodiode nicht aktiv, und ein Nullsignal erscheint an ihren Ausgangsanschlüssen. Auch wenn dieses LED-Element nicht leuchtet, kann Licht, das von einem zu einer anderen Gruppe als der des fehlerhaften LED-Elements gehörenden LED abgestrahlt wird, auf die dem fehlerhaften LED-Element zugeordnete kurze Photodiode einfallen. In diesem Fall ist jedoch die einfallende Lichtmenge gering, so daß die Strahldiagnose nach dem gleichen Verfahren durchgeführt werden kann wie beim Auftreten eines fehlerhaften LED-Elements.
Das Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlers wird an einen Eingangsanschluß D des Komparators 6 angelegt, und eine Bezugsspannung, die durch Unterteilen einer Quellspannung durch Widerstände R&sub4; und R&sub5; erhalten wird, wird an den anderen Eingangsanschluß REF des Komparators 6 angelegt. Diese Bezugsspannung wird auf einen Wert eingestellt, der zwischen einem bei normalem Funktionieren aller gleichzeitig zum Leuchten angeregten mehreren LED-Elemente erfaßten (betragsmäßigen) Mindestwert und einem bei einem fehlerhaften LED-Element erfaßten (betragsmäßigen) Maximalwert liegt. Wenn eines oder mehrere dieser LED-Elemente fehlerhaft sind, ist daher die erfaßte Spannung kleiner als die Bezugsspannung, und ein binäres Ausgangssignal mit Logikpegel "H" erscheint am Ausgangsanschluß OUT des Komparators 6. Wenn jedoch alle LED-Elemente normal sind, erscheint ein binäres Ausgangssignal mit Logikpegel "L" am Ausgangsanschluß OUT des Komparators 6.
Die wie oben beschrieben unter Verwendung der vom Prüfdatengenerator 1 erzeugten Prüfdaten durchgeführte Erfassung fehlerhafter LED-Elemente wird im allgemeinen getrennt vom Bildaufzeichnungsvorgang durchgeführt. Deswegen ist die Schalteinheit S1 vorgesehen, um zwischen den vom Eingangsanschluß IN zugeführten Bilddaten und den vom Prüfdatengenerator 1 gelieferten Prüfdaten umzuschalten. Die Betriebsfolge ist so programmiert, daß vor Beginn des Bildaufzeichnungsmodus durch Einschalten der Stromversorgung oder zwischen dem vorangegangenen Bildaufzeichnungsvorgang und dem nächsten die Schalteinheit S1 umgeschaltet wird, um die Prüfdaten der Treiberschaltung 2 zuzuführen und so den LED- Fehler-Erfassungsmodus zu starten.
Gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann festgestellt werden, ob eines aus einer Mehrzahl von LED-Elementen fehlerhaft ist oder nicht, indem in einem Abtastschritt diese LED-Elemente gleichzeitig erregt werden. Dadurch kann die zur Untersuchung der Emission aller LED- Elemente des LED-Feldes erforderliche Zeit erheblich verkürzt werden. Da außerdem die kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n in Reihe geschaltet sind, nimmt die elektrostatische Kapazität zwischen den Erfassungsausgangsanschlüssen umgekehrt proportional zur Anzahl der kurzen Photodioden ab, so daß die Reaktionszeit der Ausgangssignale der in einem Abtastschritt gleichzeitig angeregten LED-Elemente verkürzt werden kann. Da so die für einen Abtastschritt mit gleichzeitiger Erregung mehrerer LEDs erforderliche Zeit verkürzt werden kann, kann die für die Untersuchung der Emission aller LED-Elemente des LED-Feldes erforderliche Zeit weiter verringert werden.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In Fig. 4 werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Teile wie in Fig. 1 verwendet. Bezogen auf Fig. 4 umfaßt das Gerät einen Prüfdatengenerator 1, eine Treiberschaltung 2, ein LED-Feld 3, einen Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente, eine Mehrzahl kurzer Photodioden 41 bis 4n, ein Paar von Verstärkern 5, die im Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente angeordnet sind, eine Entscheidungsschaltung 6a, einen Bilddateneingangsanschluß IN, eine Schalteinheit S1 und eine im Detektor 4 angeordnete andere Schalteinheit S2. Wie im Fall der ersten Ausgestaltung ist das LED-Feld 3 in eine Mehrzahl von Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n unterteilt. Diese Gruppierung impliziert jedoch keine Einschränkung in der Struktur des LED-Feldes 3.
Der Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente ist einem photoelektrischen Wandler zugeordnet, der aus den mehreren kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n besteht, die entsprechend den jeweiligen Gruppen 31, 32, 33, ..., 3n des LED-Feldes 3 angeordnet sind. Die kurzen Photodioden, die an Positionen angeordnet sind, wo sie keine Lichtsignale von zu anderen Gruppen gehörenden LED-Elementen empfangen, sind auf eine Mehrzahl von Gruppen G1 und G2 verteilt, die den kurzen Photodioden 41, 43 und 42, 44 entsprechen, wie in Fig. 4 gezeigt. Das heißt, die ungeradzahligen kurzen Photodioden 41, 43 und die geradzahligen kurzen Photodioden 42, 44 sind auf zwei Gruppen verteilt. Die zur Gruppe G1 gehörenden kurzen Photodioden 41, 43 sind elektrisch in Reihe geschaltet und das Ausgangssignal dieser Gruppe G1 wird an einen von zwei Erfassungswiderständen Rd angelegt. Entsprechend sind die zur Gruppe G2 gehörenden kurzen Photodioden 42, 44 elektrisch in Reihe geschaltet und das Ausgangssignal von dieser Gruppe G2 wird an den anderen Erfassungswiderstand Rd angelegt. Die kurzen Photodioden 41 bis 4n sind so gruppiert, daß sie die volle Länge des LED- Feldes 3 abdecken, so daß das Lichtsignal von jedem beliebigen LED-Element photoelektrisch umgewandelt werden kann. Die kurzen Photodioden 41 bis 4n können auf nur einer Seite des optischen Weges, gesehen von der Fokussierlinsenanordnung 203 her, angeordnet sein, wie in Fig. 3A gezeigt, oder die Gruppen G1 und G2 können jeweils links und rechts des optischen Weges, gesehen von der Fokussierlinsenanordnung 203 her, angeordnet sein, wie in Fig. 3B gezeigt.
Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt Prüfdaten, um zu erfassen, ob das LED-Feld 3 ein fehlerhaftes LED-Element enthält oder nicht, wobei dieser Strahlerüberprüfungsvorgang getrennt vom Bildaufzeichnungsvorgang durchgeführt wird. Wie bei der ersten Ausgestaltung erzeugt der Prüfdatengenerator 1 die Prüfdaten durch Einschalten der Stromversorgung, bevor der Bildaufzeichnungsmodus gestartet wird, oder zwischen dem vorangegangenen und dem folgenden Bildaufzeichnungsvorgang. Die Schalteinheit S1 steuert den Datenfluß, so daß die Prüfdaten getrennt von dem Eingangsanschluß IN zugeführten Bilddaten zugeführt werden können. Der Betrieb dieser zweiten Ausgestaltung entspricht dem der ersten dahingehend, daß der Prüfdatengenerator 1 die Abtastung mehrere Male wiederholt, bis alle LED-Elemente im LED-Feld 3 zum Strahlen angeregt worden sind. Die Abtastung mit Prüfdaten läuft so ab, daß eine Mehrzahl von LED-Elementen, die zu unterschiedlichen Gruppen gehören, die einer Photodiodengruppe entsprechen, z.B. die LED-Elemente E1 und E3 in den Gruppen 31 bzw. 33, die der Photodiodengruppe G1 entsprechen, in einem Abtastschritt gleichzeitig erregt werden, und eine derartige Abtastung wird wiederholt, bis alle LED-Elemente in den der Photodiodengruppe G1 entsprechenden Gruppen zum Leuchten angeregt worden sind. Dann wird eine entsprechende Abtastung wiederholt für die LED-Elemente, die zu den Gruppen gehören, die der Photodiodengruppe G2 entsprechen, so daß alle LED-Elemente des LED-Feldes 3 zum Leuchten angeregt werden. Wenn die Anzahl der Gruppen im LED-Feld 3 erhöht wird, nimmt auch die Anzahl der gleichzeitig in einem Abtastschritt abgetasteten LED-Elemente zu. Daher nimmt die Anzahl der Abtastschritte umgekehrt proportional zur Anzahl der Gruppen ab, und die für die Emissionsdiagnose erforderliche Zeit kann entsprechend verkürzt werden.
Wie bei der ersten Ausgestaltung werden die der Treiberschaltung 2 in jedem Abtastschritt zugeführten Prüfdaten seriell-parallel-umgesetzt, so daß die LED-Elemente gleichzeitig entsprechend den Prüfdaten zum Leuchten angeregt werden. Zum Beispiel erzeugen die LED-Elemente E&sub1; und E&sub3; ihre Lichtsignale L&sub1; und L&sub3; in einem Abtastschritt.
Die zur Photodiodengruppe G1 gehörenden kurzen Photodioden 41 und 43 empfangen die Lichtsignale L&sub1; und L&sub3; der LED- Elemente E&sub1; bzw. E&sub3;, und der zugeordnete Erfassungswiderstand Rd erfaßt die Summe der Photospannungen. Während die LED-Elemente überprüft werden, die zu den der Photodiodengruppe G1 entsprechenden Gruppen gehören, wird das Erfassungssignal über die Schalteinheit L2 nach außen ausgegeben. Die Überprüfungsabfolge ist so, daß sobald die Emissionsüberprüfung der LED-Elemente gestartet wird, die zu den der Photodiodengruppe G2 entsprechenden Gruppen gehören, die Schalteinheit S2 den Erfassungsweg umschaltet.
Wenn irgendeines der bei der Emissionsdiagnose abgetasteten LED-Elemente fehlerhaft ist, erzeugt die zugeordnete kurze Photodiode ihr Ausgangssignal nicht und ihr Innenwiderstand wird hoch. Daher kommt im wesentlichen kein Ausgangssignal vom zugeordneten Erfassungswiderstand Rd, auch wenn die übrigen in Reihe geschalteten kurzen Photodioden normale Lichtsignale empfangen. Das heißt, wenn die mehreren gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED-Elemente kein fehlerhaftes Element umfassen, hat jede Photodiode einen geringen Innenwiderstand und ein hohes Ausgangssignal wird von jeder Photodiode der Photodiodengruppe erzeugt. Wenn jedoch eines der LED-Elemente fehlerhaft ist, ist ihr Innenwiderstand hoch, und es erscheint kein Ausgangssignal von dieser Photodiode in der Photodiodengruppe. Diese Art der photoelektrischen Umwandlung ist sehr günstig für die Überprüfung zum Erfassen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines fehlerhaften LED-Elements. Bei dieser Art von photoelektrischer Umwandlung erscheint ein das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines fehlerhaften LED- Elements anzeigendes binäres Signal an einem Ausgangsanschluß OUT unabhängig von der Anzahl fehlerhafter LED- Elemente unter den mehreren gleichzeitig angeregten LED- Elementen.
Die elektrostatische Kapazität der Gruppe von kurzen Photodioden zwischen den Erfassungsausgangsanschlüssen setzt sich zusammen aus den Übergangskapazitäten der in Reihe geschalteten kurzen Photodioden und nimmt umgekehrt proportional zur Anzahl der Photodioden ab. Daher ist die Erfassungssignalreaktion schnell und die Abtastung kann mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Die Verstärker 5 verstärken die Erfassungssignale auf ein Niveau von etwa mehreren Volt, so daß das Ausgangssignal des Detektors 4 für fehlerhafte LED-Elemente in einer daran angeschlossenen Digitalschaltung 6a leicht verarbeitet werden kann.
Gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Detektor für fehlerhafte LED- Elemente mit Gruppen von kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n verbunden, die in Reihe geschaltet sind, um die effektive elektrostatische Kapazität zu verringern und mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden zu können. Durch die Verwendung solch eines Detektors zur Überprüfung der Emission einer Mehrzahl gleichzeitig angeregter LED-Elemente kann die für die Überprüfung aller LED-Elemente des LED- Feldes 3 erforderliche Zeit stark verkürzt werden.
Bei der Emissionsüberprüfung, bei der eine Mehrzahl von LED-Elementen gleichzeitig zum Leuchten angeregt werden, werden die Lichtsignale dieser LED-Elemente photoelektrisch durch die in Reihe geschalteten kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n umgewandelt, und der Detektor für fehlerhafte LED-Elemente erzeugt ein Binärsignal mit einem Logikpegel, der anzeigt, ob ein bestimmtes LED-Element fehlerhaft ist oder nicht. Die zweite Ausgestaltung hat daher den Vorteil, daß die Struktur der Schaltung vereinfacht ist.
Fig. 5 zeigt eine dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 werden gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von in Fig. 1 vorkommenden gleichen Teilen verwendet. Bezogen auf Fig. 5 umfaßt das Gerät einen Prüfdatengenerator 1, eine Treiberschaltung 2, ein LED-Feld 3, einen Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente, eine Mehrzahl von kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n, einen Addierer 50, einen Komparator 6, eine Entscheidungsschaltung 6a, einen Bilddateneingangsanschluß IN und eine Schalteinheit S1.
Der Prüfdatengenerator 1 erzeugt Prüfdaten, um gleichzeitig eine Mehrzahl von LED-Elementen im LED-Feld 3 anzuregen. Die in einem Abtastschritt erzeugten Prüfdaten sind so, daß z.B. LED-Elemente E&sub1;, E&sub2;, ..., En gleichzeitig, zur Abgabe ihrer Lichtsignale L&sub1;, L&sub2;, ..., Ln angeregt werden. Im nächsten Abtastschritt wird eine Mehrzahl von anderen LED- Elementen, deren Anzahl dieselbe wie die der im vorangegangenen Abtastschritt angeregten ist, gleichzeitig angeregt. Auf die oben beschriebene Weise erzeugt der Prüfdatengenerator 1 wiederholt Prüfdaten, um gleichzeitig eine vorgegebene Mehrzahl von LED-Elementen in jedem Abtastschritt anzuregen, bis alle LED-Elemente zum Strahlen angeregt worden sind. Die Schalteinheit S1 steuert den Datenfluß, so daß die Prüfdaten getrennt von dem Eingangsanschluß IN zugeführten Bilddaten zugeführt werden können. Wie bei der ersten und zweiten Ausgestaltung ist die Betriebsabfolge so programmiert, daß bevor der Bildaufzeichnungsmodus gestartet wird durch Anschalten der Stromversorgung oder zwischen dem vorangegangenen Bildaufzeichnungsvorgang und dem nächsten die Schalteinheit S1 umgeschaltet wird, um Prüfdaten zuzuführen und so die Emission der LED-Elemente zu überprüfen.
Die der Treiberschaltung 22 zugeführten Prüfdaten werden seriell-parallel-umgesetzt, so daß die LED-Elemente gleichzeitig entsprechend den Prüfdaten zum Leuchten angeregt werden.
Die Ausgangssignale der mehreren kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n, die das Ergebnis der photoelektrischen Wandlung darstellen, werden an den Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente angelegt. Diese kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n sind auf einer Linie auf nur einer Seite des optischen Weges, gesehen von der Fokussierlinsenanordnung 203 her, wie in Fig. 3A gezeigt, oder im Zickzack beiderseits des optischen Weges, gesehen von der Fokussierlinsenanordnung 203, wie in Fig. 3B gezeigt, angeordnet, so daß sie die Lichtsignale von jedem beliebigen LED-Element des LED- Feldes 3 empfangen können. Diese kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n sind daher äquivalent zu einer Vollformatphotodiode. Die in den kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n erzeugten Photospannungen werden jeweils an zugeordnete Erfassungswiderstände Rd angelegt, um Erfassungssignale zu erzeugen, die jeweils über einen zugeordneten Eingangswiderstand R an den Addierer 50 angelegt werden. Der Addierer 50 erzeugt seine Ausgangsspannung proportional zur Summe der Lichtsignale von den normalen unter den mehreren gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED-Elementen. Die Ausgangsspannung des Addierers 50 stellt daher die Summe der in einem Abtastschritt gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED-Elemente im LED-Feld 3 dar, und die Funktion der Gruppe von kurzen Photodioden ist äquivalent der einer Vollformatphotodiode. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Erfassungssignals ist bestimmt durch die Übergangskapazität der Photodioden. Da diese Übergangskapazität etwa 1/n (n: Anzahl der kurzen Photodioden) einer Vollformatphotodiode ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit n mal so groß wie die der Vollformatphotodiode. Daher hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß die für jeden Abtastvorgang erforderliche Zeit entsprechend verkürzt werden kann.
Die Ausgangsspannung des Addierers 50 wird an einen Eingangsanschluß D des Komparators 6 angelegt. Eine Bezugsspannung wird an den anderen Eingangsanschluß REF des Komparators 6 angelegt. Diese Bezugsspannung wird auf einen Wert eingestellt, der zwischen einer (betragsmäßigen) Minimalspannung, die erfaßt wird, wenn alle gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED-Elemente normal sind, und einer (betragsmäßig) maximalen Spannung liegt, die erfaßt wird, wenn irgendeines dieser LED-Elemente fehlerhaft ist. Wenn daher eines oder mehrere LED-Elemente fehlerhaft sind, ist die erfaßte Spannung niedriger als die Bezugsspannung und ein binäres Ausgangssignal mit Logikpegel "H" erscheint am Ausgangsanschluß OUT des Komparators 6. Wenn andererseits alle LED-Elemente normal sind, erscheint ein binäres Ausgangssignal mit Logikpegel "L" am Ausgangsanschluß OUT des Komparators 6.
Gemäß dieser dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann durch Vorsehen einer Mehrzahl von kurzen Photodioden 41, 42, 43, ..., 4n die Reaktion des photoelektrischen Wandlers beschleunigt werden und eine Mehrzahl von LED- Elementen kann gleichzeitig überprüft werden. Auf diese Weise kann die für die Überprüfung aller LED-Elemente erforderliche Zeit verkürzt werden. Insbesondere werden bei dieser dritten Ausgestaltung die Ausgangssignale von den Photodetektoreinheiten, die möglicherweise nicht die gleiche oder keine gleichmäßige Empfindlichkeit haben, von einem Addierer summiert, so daß eine Beeinträchtigung aufgrund einer Fluktuation der Empfindlichkeiten der einzelnen Photodetektoreinheiten minimiert werden kann.
Die Ausgangssignale der einzelnen Photodetektoreinheiten werden zwar vom Addierer summiert, doch können diese Ausgangssignale auch getrennt abgeleitet werden, um getrennt identifiziert zu werden.
Fig. 6 zeigt eine vierte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In Fig. 6 werden für in Fig. 1 auftretende gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
Bezogen auf Fig. 6 umfaßt das Gerät einen Prüfdatengenerator 1, eine Treiberschaltung 2, ein LED-Feld 3, einen Detektor für fehlerhafte LED-Elemente 4, eine Photodiode 41, einen Verstärker 5, einen Komparator 6, eine Entscheidungsschaltung 6a, eine Schalteinheit S1 und einen Bilddateneingangsanschluß IN. Die Art der Erzeugung der Prüfdaten, die Steuerung der Datenflußfolge und die Erregung der LED- Elemente im LED-Feld 3 sind dieselben wie bei der oben beschriebenen dritten Ausgestaltung. Das heißt, wenn der Prüfdatengenerator 1 durch Anschalten der Stromversorgung betätigt wird, wird in jedem Abtastschritt eine vorgegebene Mehrzahl von LED-Elementen, die sich von den im vorangegangenen Schritt angeregten unterscheiden, gleichzeitig zum Leuchten angeregt.
Die einzige Photodiode 41, die das Lichtsignal von diesen LED-Elementen empfängt, ist elektrisch mit dem Detektor für fehlerhafte LED-Elemente 4 verbunden, der überprüft, ob eines der LED-Elemente fehlerhaft ist oder nicht. Diese Photodiode 41 hat eine vollformatige lichtempfindliche Fläche, so daß sie das Lichtsignal von jedem der LED-Elemente im LED-Feld 3 empfangen kann. Diese Photodiode 41 ist in einer Position wie in Fig. 3A gezeigt angebracht. Das heißt, die Photodiode 41 ist in einer Position angebracht, die nahe am LED-Feld 3, aber außerhalb des optischen Weges 8 des vom LED-Feld 3 zum Durchgang durch die Fokussierlinsenanordnung 203 emittierten Lichtes liegt. Die Photodiode 41 erzeugt eine Photospannung proportional zur Anzahl der leuchtenden LED-Elemente, und diese Photospannung wird an einen Erfassungswiderstand Rd angelegt, um ein Erfassungssignal zu erzeugen. Funktion und Betrieb des Verstärkers 5 und des Komparators 6 sind genau dieselben wie mit Bezug auf Fig. 1 für die erste Ausgestaltung beschrieben. Wenn also eines der gleichzeitig zum Leuchten angeregten LED-Elemente fehlerhaft ist, erscheint ein Fehlersignal mit Logikpegel "H" am Ausgangsanschluß OUT des Komparators 6.
Auch bei dieser vierten Ausgestaltung wird eine Mehrzahl von LED-Elementen in jedem Abtastschritt gleichzeitig zum Leuchten angeregt, so daß alle LED-Elemente in kurzer Zeit überprüft werden können.
Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 werden gleiche Bezugszeichen für in Fig. 6 auftretende gleiche Teile verwendet. Bezogen auf Fig. 7 umfaßt das Gerät einen Prüfdatengenerator 1, eine Treiberschaltung 2, einen Bilddateneingangsanschluß IN, eine Schalteinheit S1, ein LED-Feld 3, einen Detektor für fehlerhafte LED-Elemente 4, Photodioden 41, 42, einen Verstärker 5, einen Addierer 50, einen Komparator 6 und eine Entscheidungsschaltung 6a.
Der Betrieb dieser fünften Ausgestaltung entspricht dahingehend genau dem der oben beschriebenen dritten und vierten Ausgestaltung, daß vom Prüfdatengenerator 1 erzeugte und über die Schalteinheit S1 und die Treiberschaltung 2 angelegte Prüfdaten gleichzeitig eine vorgegebene Mehrzahl von in jedem Abtastschritt unterschiedlichen LED-Elementen anregen, wobei ein solcher Abtastvorgang wiederholt wird, bis alle LED-Elemente zum Leuchten angeregt worden sind.
Die zwei die Lichtsignale von den mehreren LED-Elementen in jedem Abtastschritt empfangenden Photodioden 41 und 42 sind elektrisch mit dem Detektor 4 für fehlerhafte LED-Elemente verbunden, der überprüft, ob eines dieser LED-Elemente fehlerhaft ist oder nicht. Jede dieser Photodioden 41 und 42 hat wie die in der oben beschriebenen vierten Ausgestaltung verwendete Photodiode 41 das der Größe des LED-Feldes 3 entsprechende volle Format. Die ungeradzahligen Gruppen des LED-Feldes 3 entsprechende Photodiode 41 und die geradzahligen Gruppen des LED-Feldes 3 entsprechende Photodiode 42 sind nahe am LED-Feld 3 beiderseits des optischen Weges 8, gesehen von der Fokussierlinsenanordnung 203 her, angeordnet, wie in Fig. 3B gezeigt. Diese Photodioden 41 und 42 liegen also außerhalb des optischen Weges 8 von Licht, das vom LED-Feld 3 ausgestrahlt wird, um die Fokussierlinsenanordnung 203 zu passieren, und sie empfangen vom LED-Feld 3 emittiertes Licht. Diese zwei Vollformatphotodioden 41 und 42 sind elektrisch in Reihe geschaltet, um ihre Ausgangssignale an einen Erfassungswiderstand Rd anzulegen. Wegen der obigen Anordnung werden die Lichtsignale von den einzelnen LED-Elementen von den zwei Vollformatphotodioden 41 und 42 empfangen, und die Ausgangssignale der Photodioden werden summiert. Daher ist die Erfassungsausgangsspannung am Erfassungswiderstand Rd doppelt so hoch wie im Fall, daß nur eine einzelne Photodiode vorgesehen wird, wodurch die Ausgangsspannung im wesentlichen von Störungen durch Rauschen befreit wird.
Andererseits ist die gesamte Übergangskapazität der in Reihe geschalteten Photodioden 41 und 42 zwischen den Erfassungsausgangsanschlüssen äquivalent halbiert, so daß die Geschwindigkeit der Reaktion auf die Lichtsignale von den LED-Elementen hoch wird.
Das Erfassungsausgangssignal vom Erfassungswiderstand Rd wird auf ein Niveau von etwa mehreren Volt durch den Verstärker 5 verstärkt, und das verstärkte Erfassungsausgangssignal vom Verstärker 5 wird an den Komparator 6 angelegt. Wenn irgendeines der mehreren gleichzeitig angeregten LED- Elemente fehlerhaft ist, erzeugt der Komparator 6 ein Fehlersignal wie bei den oben beschriebenen ersten und vierten Ausgestaltungen.
Bei der fünften Ausgestaltung können die Photodetektoreinheiten 41 und 42 jeweils aus einer Mehrzahl von Photodioden bestehen. In diesem Fall können die Photodioden 41 und 42 mit beliebigen Typen wie in Fig. 1, Fig. 4 oder Fig. 5 gezeigt verbunden sein.
Fig. 8 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 7 gezeigten Detektors für fehlerhafte LED-Elemente. Bei der in Fig. 8 gezeigten Abwandlung sind die von der Fokussierlinsenanordnung 203 her gesehen beiderseits des optischen Weges 8 angeordneten Vollformatphotodioden 41 und 42 jeweils elektrisch mit Erfassungswiderständen Rd verbunden, und die Erfassungsausgangssignale dieser Erfassungswiderstände Rd werden von einem Addierer 50 summiert. Auch bei dieser Abwandlung werden die Lichtsignale von den einzelnen LED- Elementen von den zwei Vollformatphotodioden 41 und 42 empfangen und die Ausgangssignale dieser Photodioden werden summiert. Daher ist das Niveau der Erfassungsausgangsspannung vom Addierer 50 doppelt so hoch wie bei Verwendung einer einzelnen Photodiode, so daß das Erfassungsausgangssignal leicht von einem Rauschsignal zu unterscheiden ist. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit der Reaktion der Erfassungsausgangssignale auf die Lichtsignale von den LED- Elementen dieselbe wie wenn eine einzelne Photodiode verwendet wird. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird daher trotz der Zunahme der Erfassungsausgangsspannung nicht verringert.
Gemäß den in Fig. 7 und 8 gezeigten Ausgestaltungen wird in jedem Abtastschritt eine Mehrzahl von LED-Elementen gleichzeitig für die Überprüfung angeregt, so daß die für die Überprüfung aller LED-Elemente im LED-Feld 3 erforderliche Zeit verkürzt werden kann. Da außerdem die Lichtsignale von den LED-Elementen von zwei Vollformatphotodioden empfangen und summiert werden, wird die erfaßte Lichtmenge verdoppelt. Daher kann die Überprüfung ohne Beeinträchtigung durch Rauschen durchgeführt werden.
Bei den oben beschriebenen ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung enthält deren Aufzeichnungsgerät ein LED-Feld als Lichtquelle. Es ist jedoch offensichtlich, daß das in der vorliegenden Erfindung verwendete Strahlerfeld in keiner Weise auf das LED-Feld 3 beschränkt ist und z.B. ein Feld von Elektrolumineszenzelementen, Flüssigkristallelementen oder Lasern sein kann. Außerdem kann eine photoleitende Vorrichtung wie etwa ein Bildsensor als Photodetektor anstelle der Photodiode verwendet werden.
Das LED-Feld ist zwar ausgehend von einem seiner Enden in eine Mehrzahl von Gruppen unterteilt, es ist jedoch offensichtlich, daß das LED-Feld willkürlich und ohne Beschränkung in der Position der Gruppen in Gruppen unterteilt werden kann.
Fig. 9A und 9B zeigen zwei Formen des Zeitablaufs der Überprüfung, d.h. des Zeitablaufs beim Schalten der Schalteinheit S1. Fig. 9A zeigt, daß die Überprüfung zwischen dem vorangegangenen Bild- (oder Zeichen-)Druckvorgang und dem nächsten durchgeführt wird. Fig. 9B zeigt, daß die Emissionsdiagnose nur zu Beginn und Ende des Bild- (oder Zeichen-)Druckvorgangs durchgeführt wird.
Aus der vorangegangenen genauen Beschreibung der Erfindung ergibt sich, daß eine Vollformatphotodiode oder eine Mehrzahl kurzer Photodioden, die ein Äquivalent zu einer Vollformatphotodiode bilden, für ein LED-Feld vorgesehen werden, um Licht zu empfangen, das gleichzeitig von einer Mehrzahl von LED-Elementen emittiert wird, und die Lichtsignale photoelektrisch umzuwandeln, so daß die mehreren LED- Elemente gleichzeitig einer Strahlerüberprüfung unterzogen werden können. Dadurch kann die für die Überprüfung aller Elemente des LED-Feldes 3 erforderliche Zeit erheblich verkürzt werden. Wenn ferner die mehreren Photodioden in Reihe geschaltet sind, wird die elektrostatische Gesamtkapazität klein, so daß die Photoreaktionsgeschwindigkeit des Erfassungsausgangssignals gesteigert wird. So können die mehreren LED-Elemente in jedem Abtastschritt der Strahlerüberprüfung mit hoher Geschwindigkeit abgetastet werden, so daß die Zeit für die Überprüfung aller LED-Elemente des LED- Feldes erheblich verkürzt werden kann.

Claims

1. Prüfvorrichtung für ein Lichtstrahlerfeld, zur Überprüfung, ob ein Lichtstrahlerfeld mit einer Mehrzahl von Lichtstrahlerelementen normal Licht ausstrahlt, mit:

einer Lichtstrahlerfeldeinheit (3) mit einer Mehrzahl von Lichtstrahlerelementen;

einer Prüfdatengeneratoreinheit (1), die vorgegebene Prüfdaten der Lichtstrahlerfeldeinheit zuführt;

einer Photodetektoreinrichtung (41, 42, 43, ..., 4n), die der Lichtstrahlerfeldeinheit gegenüber angeordnet ist, um Licht zu empfangen, das von den entsprechend den Prüfdaten angeregten Lichtstrahlerelementen ausgestrahlt wird; und

einer Diagnoseeinheit (4, 6a), die elektrisch mit der Photodetektoreinrichtung verbunden ist, um zu prüfen, ob die Lichtstrahlerelemente normal Licht ausstrahlen oder nicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

die die Lichtstrahlerfeldeinheit bildenden Lichtstrahlerelemente während der Strahlerüberprüfung in eine Mehrzahl von Gruppen (31, 32, 33, ..., 3n) aufgeteilt sind,

die Prüfdaten gleichzeitige Lichtemission von wenigstens einem Lichtstrahlerelement in jeder der Gruppen (31, 32, 33, ..., 3n) bewirken und die Überprüfungseinheit die Intensität des von dem wenigstens einen der Lichtstrahlerelemente in jeder Gruppe ausgestrahlten Lichts auf Grundlage des von der Photodetektoreinrichtung empfangenen Lichts überprüft.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfdatengeneratoreinheit (1) Prüfdaten liefert, die gleichzeitige Lichtemission von wenigstens einem Lichtstrahlerelement aus jeder der Gruppen (31, 32, 33, ..., 3n) der Lichtstrahlerfeldeinheit (3) bewirken.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoreinrichtung eine Mehrzahl von Photodetektoreinheiten (41, 42, 43, ..., 4n) umfaßt, die der Lichtstrahlerfeldeinheit (3) gegenüber angeordnet und miteinander in Reihe verbunden sind.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungseinheit (4) einen Komparator (6) enthält, der ein Bezugssignal (REF) mit einem an den in Reihe geschalteten Photodetektoreinheiten (41, 42, 43, ..., 4n) auftretenden Signal vergleicht.

5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungseinheit eine Entscheidungsschaltung (6a) enthält, die auf Grundlage des Ausgangssignals vom Komparator (6) entscheidet, daß wenigstens eines der Lichtstrahlerelemente der jeweiligen Gruppen fehlerhaft ist.

6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoreinheiten (41, 42, 43, ..., 4n) photoleitfähige Einrichtungen sind.

7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähigen Einrichtungen Photodioden sind.

8. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähigen Einrichtungen Bildsensoren sind.

9. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlerfeldeinheit (3) und die der Lichtstrahlerfeldeinheit gegenüber angeordnete Photodetektoreinrichtung (41, 42, 43, ..., 4n) in einem sich in Längsrichtung erstreckenden lichtabschirmenden Gehäuse (10) untergebracht sind, das eine Längsöffnung hat, in der eine Fokussierlinsenancrdnung (203) angeordnet ist, um von der Lichtstrahlerfeldeinheit ausgestrahltes Licht zu fokussieren, wobei die Photodetektoreinrichtung in dem Gehäuse parallel zur Lichtstrahlerfeldeinheit in einer Position außerhalb eines optischen Weges (8) des durch die Fokussierlinsenanordnung (203) transmittierten Lichtes angebracht ist.

10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoreinrichtung eine Mehrzahl von Photodetektoreinheiten (401, 402) umfaßt und eine ungeradzahligen Gruppen (31, 33) der in Längsrichtung des Gehäuses (10) angeordneten Lichtstrahlerfeldeinheit (3) entsprechende Photodetektoreinheit (401) auf einer Seite des optischen Weges (8) angeordnet ist, wohingegen eine geradzahligen Gruppen (32, 34) der Lichtstrahlerfeldeinheit (3) entsprechende andere Photodetektoreinheit (402) auf der anderen Seite des optischen Weges (8) angeordnet ist.

11. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoreinrichtung eine Mehrzahl von Photodetektoreinheiten (41, 42, 43, ..., 4n) mit jeweils eigenen Ausgangsanschlüssen umfaßt.

12. Prüfvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Photodetektoreinheiten zu einer aus einer Mehrzahl von Gruppen (G1, G2) gehört, alle Photodetektoreinheiten in einer Gruppe in Reihe geschaltet sind und jede Gruppe (G1, G2) Ausgangsanschlüsse hat, die mit der Diagnoseeinheit verbunden sind.

13. Prüfvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungseinheit (4) eine Schalteinheit (S2) zum Umschalten zwischen von den Ausgangsanschlüssen jeder Gruppe ausgegebenen Signalen enthält.

14. Prüfvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungseinheit (4) einen Komparator (6) enthält, der ein Bezugssignal (REF) mit der Summe von an den Ausgangsanschlüssen der Photodetektoreinheiten auftretenden Signalen vergleicht.

15. Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlerfeldeinheit (3) und die Photodetektoreinrichtung (41, 42) einzelne, einander gegenüberliegende Einheiten sind und die Photodetektoreinheit Ausgangsanschlüsse an beiden Enden hat.

16. Prüfvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfdatengeneratoreinheit (1) Prüfdaten liefert, die gleichzeitige Lichtemission von wenigstens einem Lichtstrahlerelement in jeder ungeradzahligen Gruppe (31, 33) der Lichtstrahlerfeldeinheit (3) und in jeder geradzahligen Gruppe (32, 3n) der Lichtstrahlerfeldeinheit bewirken.