JP2004155140A

JP2004155140A - Method and apparatus for adjusting and assembling optical writing print head

Info

Publication number: JP2004155140A
Application number: JP2002324778A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takai; 雅明高井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of adjusting and assembling capable of ensuring precise alignment of an optical writing print head consisting of a light emitting element and an imaging element without using a reference mark. <P>SOLUTION: In a first step of the method of adjusting and assembling the optical writing print head, a reference light source is disposed on a side of an incident optical axis of the imaging element having at least an incident side lens array section and an emission side lens array section and a light is radiated toward the imaging element from the reference light source, and then a diameter of the collected light on the imaging position in a direction along the incident optical axis obtained by passing through the imaging element and a collecting position in a direction perpendicular to the direction along the emission optical axis are detected, thereby adjusting the position and the attitude of the imaging element. In a second step, a light emitting element array is disposed at the side of the incident optical axis instead of the reference light source and the light is radiated toward the adjusted imaging element from the light emitting element array, and then the diameter of the collected light on the imaging position obtained by passing through the imaging element and the collecting position in the direction perpendicular to the direction along the emission optical axis are detected, thereby adjusting the position and the attitude of the light emitting element array. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法及びその調整組立て装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、結像素子の光学面配列と所定の位置関係を有する位置合わせ用基準マークを結像素子に設け、この結像素子に設けられた位置合わせ用基準マークの位置検出と発光素子アレイによるスポット光検出とを併用して、結像素子の副走査方向及び光軸方向の位置調整を行い、簡便かつ容易に精度良く調整組立てを行うことができるようにした光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来から、発光素子アレイの配設位置に基準マークを設け、この基準マークを結像素子を通して受光することにより効率良く組立て調整を行う光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６４３８８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２７３９２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に開示のものは、簡便かつ容易に精度良く組立調整を行うことができるものの、調整組立て精度が位置合わせ用基準マークの設置精度に依存するという不都合、その位置合わせ用基準マークを画像として取り込むので、照明の当て方、位置合わせ用基準マークの周辺部のキズ、異物等の影響を受けることに起因する位置検出精度の低下といういまだ改善しなければならない不都合が残存する。
【０００６】
また、特許文献２に開示のものも、基準マークの設置精度に依存するという不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、基準マークを用いなくとも発光素子と結像素子とから構成された光書き込みプリントヘッドの位置合わせを高精度に調整組立てすることのできる光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法及びその調整組立て装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第１ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置における集光径と前記出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第２ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記第１ステップは、前記基準光源から前記結像素子に向けて照射される光の開口角を変更するステップと、前記結像素子を透過して得られる光の結像位置を変更するステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第１ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第２ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記結像素子と前記ピンホールとの間で、前記結像素子を透過した光を分岐して、その分岐された光の光量を検出するステップを含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法は、前記分岐された光の光量検出結果に基づき前記発光素子アレイの発光チップの発光量を調整するステップを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光源像を検出する検出光学系と、
前記光源像に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを求める処理手段と、
該処理手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記処理手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記検出光学系は、前記光源像を観察する撮像手段であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記基準光学系は、基準光源と発散レンズとを備え、該発散レンズの焦点距離を変更する変更手段を備えると共に、前記基準光源の位置を変更する変更手段と、前記撮像手段の位置を変更する変更手段とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光の透過光量を検出する検出光学系と、
前記光量に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における透過光量を解析する解析手段と、
該解析手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記解析手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段とを備え、
前記検出光学系には前記結像位置にピンホール板が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記検出光学系は、前記結像素子と前記ピンホール板との間に配設された光分岐手段と、該光分岐手段により分岐された光の光量を検出する光量検出手段とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置は、前記光量検出手段の検出結果に基づき、前記各発光素子アレイの発光チップの発光量を調整する発光量調整手段が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１、請求項２、請求項６〜請求項８に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【００２０】
請求項３、請求項４、請求項９、請求項１０に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【００２１】
請求項５、請求項１１に記載の発明によれば、発光素子アレイの各発光チップの発光量を調整しながら、調整組立てを行うことができるので、より一層高精度の調整組立てを行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる光書き込みプリントヘッドの光学配置図であり、この図１において、１は感光体、２は発光素子基板、３は結像素子である。発光素子基板２には発光素子アレイが設けられ、発光素子アレイは複数個の発光チップ４を配列して構成される。
【００２３】
結像素子３は、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、入射側レンズアレイ部３ａ、出射側レンズアレイ部３ｂ、ルーフプリズム３ｃから構成される。入射側レンズアレイ部３ａ、出射側レンズアレイ部３ｂは等ピッチで形成され、その入射光軸Ｏ１と出射光軸Ｏ２とが直交する方向に配置されている。ルーフプリズム３ｃは、その両レンズアレイ部３ａ、３ｂの両光軸Ｏ１、Ｏ２に対して４５度方向に配設されている。そのルーフプリズム（プリズムアレイ部）３ｃは両レンズアレイ部３ａ、３ｂのピッチに対応して連続して形成されている。
【００２４】
発光素子アレイの各発光チップ４から出射された光は結像素子３の入射側レンズアレイ部３ａに入射されて平行光束となり、ルーフプリズム３ｃにより出射側レンズアレイ部３ｂに向けて反射され、出射側レンズアレイ部３ｂを透過することにより収束光とされて、感光体１の表面１ａに結像される。
【００２５】
ここで、結像素子３の入射光軸Ｏ１に沿う方向をＺ方向（副走査方向）、出射光軸Ｏ２に沿う方向をＹ方向、このＹ方向、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向（主走査方向）とし、そのＸ方向は両レンズアレイ部３ａ、３ｂ、プリズムアレイ部３ｃの延びる方向に対応している。
【００２６】
結像素子３は図３に示すように保持部材５に保持されて、逆Ｌ字形状のプリントヘッドフレーム６の縦板部に位置調整及び姿勢調整されて接着され、発光素子基板２は位置調整及び姿勢調整をされてプリントヘッドフレーム６の上板部に接着される。
【００２７】
なお、そのプリントヘッドフレーム６は図示を略す調整組立て治具にセットされる。
【００２８】
その調整組立方法を以下に説明する。
（請求項１、請求項２、請求項６〜８に対応する調整組立方法及び調整組立装置の発明の実施の形態）
その図４は請求項１に対応する発明の実施の形態の光学図である。その図４において、７は基準光学系、８は検出光学系である。基準光学系７は基準光源９と発散レンズ１０とから構成されている。検出光学系８は撮像レンズ１１と撮像手段としてのエリアセンサ１２とから構成されている。
【００２９】
基準光源９、発散レンズ１０、撮像レンズ１１、エリアセンサ１２は結像素子３の焦点距離、レンズアレイ部３ａ、３ｂのピッチ等によりその種類、性能が選定されると共に、その配設位置が決定される。
【００３０】
ここでは、基準光源９にはレーザー光源が用いられる。発散レンズ１０には顕微鏡の対物レンズ等が用いられる。基準光源９から出射されたレーザー光は発散レンズ１０により設計上予定された発光チップ４の配設位置に相当する点光源位置Ｈ１でいったん集光された後、発散レーザー光として所定の開口角θで入射側レンズアレイ部３ａに入射する。その発散レーザー光は入射側レンズアレイ部３ａのレンズ作用により平行光束とされ、その平行光束はプリズムアレイ部３ｃで反射されて出射側レンズ部３ｂを透過し、出射側レンズアレイ部３ｂのレンズ作用により収束光とされて、所定箇所に結像される。Ｈ２はその設計上予定された結像位置を示す。エリアセンサ１２は撮像レンズ１１を通じてその結像位置Ｈ２を観察する。その結像位置Ｈ２は感光体１の表面１ａの位置に相当する。
【００３１】
発散レーザー光は、結像素子３が設計上予定された位置でかつ予定された姿勢に調整されているとき、設計上予定された結像位置Ｈ２に光源像Ｑとして結像される。その際、エリアセンサ１２に結像された光源像Ｑは、レーザー光のビームが最も絞られた状態、すなわち、最小ビーム径となり、かつ、光源像Ｑの位置が画面上で中心位置になる。
【００３２】
すなわち、エリアセンサ１２上で観察される光源像Ｑは、結像素子３が設計上予定された位置でかつ所定の姿勢のときに、図５（ａ）に示すような光源像Ｑとなり、この光源像Ｑを２値化して画像処理解析することにより図５（ｂ）に示す処理画像Ｑ’が得られ、この処理画像Ｑ’から結像位置Ｈ２におけるレーザー光のビーム径とその集光位置とが割り出される。
【００３３】
結像素子３の位置や姿勢が設計上予定された状態ではない場合には、レーザー光は結像位置Ｈ２に集光しないことになり、エリアセンサ１２上で得られる光源像Ｑはビーム径が図５に示す場合に較べて大きくなり、かつ、その出射光軸と直交する方向の集光位置、すなわち、画面上での処理画像Ｑ’の位置が画面中央位置からずれる。
【００３４】
従って、エリアセンサ１２により取得される光源像Ｑの処理画像Ｑ’を画面上で見ながら、結像素子の姿勢及び位置を調整すれば、設計上予定された位置及び姿勢に調整できる。
【００３５】
図６はその光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置の具体的構成を示す図であって、この図６において、１３は処理手段としての画像解析処理装置、１４はＸＹＺ位置調整ステージであり、エリアセンサ１２に入力された光源像Ｑは画像解析されて、その光源像Ｑのビーム径、集光位置の情報がＸＹＺ位置調整ステージ（調整手段）１４にフィードバックされる。ＸＹＺ位置調整ステージ１４はその画像解析処理装置１３の解析情報に基づき結像素子３のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置及び姿勢を制御する。
【００３６】
これによって、まず、結像素子３の位置及び姿勢が自動的に調整される。この結像素子３はその位置調整後プリントヘッドフレーム６の縦板部に接着固定される。
【００３７】
次に、基準光源９と発散レンズ１０との代わりに、図７に示すように、発光素子基板２の発光素子アレイの発光チップ４が点光源位置Ｈ１に位置するように発光素子基板２の位置を調整する。
【００３８】
結像素子３は、設計上予定された位置、姿勢に調整されているので、発光素子基板２が設計上予定された位置、姿勢にあるとき、エリアセンサ１２上で得られた光源像Ｑのビーム径は絞られた状態、すなわち、レーザー光は最小ビーム径となり、かつ、その処理画像Ｑ’の位置も画面中央に位置することとなる。一方、発光素子基板２の位置や姿勢が設計上予定された状態ではない場合には、レーザー光は結像位置Ｈ２に集光しないことになり、エリアセンサ１２上で得られる光源像Ｑは、同様にそのビーム径が図５に示す場合に較べて大きくなり、かつ、その位置がずれる。
【００３９】
従って、所定の発光チップ４を発光させたときに、例えば、Ｘ方向に間隔を開けて位置する２個の発光チップを発光させたときに、これに対応するエリアセンサ１２により取得される光源像Ｑの処理画像Ｑ’を画面上で見ながら、発光素子基板２の姿勢及び位置を調整すれば、設計上予定された位置及び姿勢に調整できる。
【００４０】
図８はその発光素子基板の調整装置の具体的構成を示す図であって、この図８において、１４’は発光素子基板２のＸＹＺ方向の位置を調整するＸＹＺ位置調整ステージ（調整手段）である。
【００４１】
発光素子基板２の位置及び姿勢を設計上予定された位置に調整するために、画像解析処理装置１３は、処理画像Ｑ’の位置が画面上の中央に位置するようにかつレーザー光のビーム径が最小ビーム径となるようにＸＹＺ位置調整ステージ１４’に情報を出力する。その発光素子基板２はその位置及び姿勢の調整後、プリントヘッドフレーム６の上板部に接着固定される。
【００４２】
これにより、結像素子３と発光素子基板２とが高精度に自動的に位置決め調整される。
【００４３】
図９、図１０は本発明の請求項２、８に係わる発明の実施の形態の説明図である。
【００４４】
結像素子３はそのプリントヘッドの仕様により、その性能が異なる。例えば、図１、図２に示す結像素子３はそのレンズ面の面形状、配列ピッチによりその光学性能が異なる。このような結像素子３では、結像素子３の各レンズ面を通過したレーザー光をそれぞれ集光させてビームスポットが形成される。
【００４５】
従って、図９に示すように、複数個のレンズ面にレーザー光が同時に入射するように発散レンズ１０の開口角θを選定すれば、各レンズ面を通過したレーザー光により形成されるレーザースポットの大きさを相互に比較でき、これにより更に微細な位置調整ができることになる。
【００４６】
その開口角θは対象とする結像素子３のレンズピッチ等を考慮して決定される。すなわち、発散レンズ１０の種類を変えること等によって焦点距離を変更し、これによって、所望の性能の結像素子３に対するプリントヘッドの調整組立が可能となる。
【００４７】
また、結像素子３のレンズ形状によって、設計上予定された点光源位置Ｈ１と結像位置Ｈ２とが異なる。
【００４８】
そこで、図１０（ａ）に示すように発散レンズ１０を交換可能な構成としても良い。その図１０（ａ）において、符号１０’は発散レンズ１０とは焦点距離の異なる発散レンズを示す。また、図１０（ｂ）に示すように、基準光源９と発散レンズ１０とを光軸Ｏ１方向に沿って可動し、基準光源９と発散レンズ１０との位置を変更する変更手段としての可動機構を設けても良い。この図１０（ｂ）に示す場合、撮像レンズ１１とエリアセンサ１２とを光軸Ｏ２方向に沿って可動して、撮像手段の位置を変更する変更手段としての可動機構を設ける。
【００４９】
この図１０に示す構成を採用すると、レンズ形状の異なることに基づく点光源位置Ｈ１、結像位置Ｈ２が異なる多様な結像素子３についても高精度の位置調整を効率良く行うことができる。
（請求項３〜請求項５、請求項９〜請求項１１に対応する発明の実施の形態）
図１１〜図１５は、本発明の請求項３〜５、請求項９に対応する発明の実施の形態の説明図である。
【００５０】
図４〜図１０に示す発明の実施の形態では、結像位置Ｈ２を観察するために、エリアセンサ１２を用いて、結像位置Ｈ２の光源像Ｑを取得する構成としたが、この発明の実施の形態では、図１１に示すように、検出光学系８を光検出器１５とピンホール板１６とから構成し、この検出光学系８を用いて、結像位置Ｈ２を観察することにしたものである。そのピンホール板１６は、設計上予定された結像位置Ｈ２に配置されている。光検出器１５はそのピンホール板１６のピンホール１６ａを透過したレーザー光を検出する。
【００５１】
結像素子３が設計上予定された位置でかつ設計上予定された姿勢に調整された場合、図１２に示すように、ピンホール１６ａを透過した透過光量分布（強度分布）ＬのピークＰは結像位置Ｈ２において最大となる。また、原理的には正規分布となる。
【００５２】
従って、そのピンホール１６ａを透過した透過光量Ｌを観察しながら、結像素子３の位置及び姿勢を調整すると、設計上予定された位置でかつ設計上予定された姿勢に調整されたとき、レーザー光の透過光量分布（強度分布）ＬのピークＰは結像位置Ｈ２のときに最大となる。
【００５３】
従って、図１３に示すように、ピンホール１６ａを通過したレーザー光を光検出器１５で検出し、その検出出力を光強度分布解析手段１７に出力し、光強度分布解析手段１７によりその強度分布Ｐを解析し、その解析情報をＸＹＺステージ１４にフィードバックすることにより、強度分布Ｐのピークが最大となるように結像素子３の位置を設計上予定された位置及び姿勢に自動的に調整することができる。
【００５４】
次いで、図１４に示すように、基準光学系７の代わりに、発光素子基板２を配置する。そして、その調整組立装置として、図１５に示す構造のものを用い、同様に強度分布Ｐを解析して、その情報をＸＹＺ調整ステージ１４’にフィードバックすれば、発光素子基板２の位置及び姿勢を調整できる。
【００５５】
図１６、図１７は請求項１０、請求項１１に対応する発明の実施の形態の説明図である。
【００５６】
その図１６において、１８は光分岐手段としてのハーフミラーである。そのハーフミラー１８は結像素子３のレンズアレイ部３ｂとピンホール板１６との間に設けられている。ハーフミラー１８はレンズアレイ部３ｂから出射されたレーザー光の半分を光検出器１５に向けて透過し、その残りの半分を光検出器１９に向けて反射する。結像レンズアレイ３のレンズアレイ部３ｂを透過してハーフミラー１８により反射されて光検出器１９に入射するレーザー光の光量は、結像素子３の位置や姿勢によって大幅に変わることはなく、その光検出器１９によって検出されるレーザー光の光量は、結像位置Ｈ２にあるときに、光検出器１５により検出されるレーザー光の光量と等しい。
【００５７】
従って、結像素子３の位置及びその姿勢を調整する前に、結像位置Ｈ２にあるときのレーザー光の光量のピークを事前に予測でき、結像素子３の位置及び姿勢の調整、発光素子基板２の位置及び姿勢の調整の容易化を図ることができる。
【００５８】
また、発光素子基板２の発光素子アレイの発光チップ４の発光量は、発光チップ毎にバラツキがあるので、かつ、結像素子３の透過光量もレンズアレイ部３ａ、３ｂの各レンズ素子毎に一定とは限らないので、図１７に示すように、発光チップ４の発光量を調整する発光量調整手段２０を設け、光検出器１９の検出出力を発光量調整手段２０に入力する構成とし、各発光チップ４の発光量を一定に制御することにより、安定した光検出を可能として、結像素子３、発光素子基板２の位置及び姿勢の調整を安定かつ高精度で行うことができる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１、請求項２、請求項６〜請求項８に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置における集光径と集光位置とに基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【００６０】
請求項３、請求項４、請求項９、請求項１０に記載の発明によれば、基準光源を用いて結像素子を通じて得られる光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき結像素子の位置と姿勢とをまず調整し、次いで、位置調整後の結像素子を通じて得られる発光素子アレイの光の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量に基づき発光素子アレイの位置と姿勢とを調整するものであるから、結像素子、発光素子アレイの位置及び姿勢を高精度に調整して光書き込みプリントヘッドを組立できる。
【００６１】
請求項５、請求項１１に記載の発明によれば、発光素子アレイの各発光チップの発光量を調整しながら、調整組立てを行うことができるので、より一層高精度の調整組立てを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光書き込み光学系の一例を示す光学図である。
【図２】図１の結像素子を示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図３】図１に示す結像素子と発光基板とをプリントヘッドフレームに組み付けた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の請求項１に記載の調整組立方法の一例を説明するための光学図である。
【図５】図４に示すエリアＣＣＤに取得された画像の説明図であって、（ａ）は処理前の入力画像の説明図であり、（ｂ）は（ａ）に示す入力画像を処理して得られた処理画像の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の請求項６に記載の調整組立装置の一例を説明するための光学図である。
【図７】本発明の請求項１に記載の調整組立方法の一例を説明するための光学図である。
【図８】本発明の請求項６に記載の調整組立装置の一例を説明するための光学図である。
【図９】本発明の請求項２に記載の調整組立方法を示す光学図である。
【図１０】本発明の請求項８に記載の調整組立装置の他の例を示す光学図であって、（ａ）は発散レンズを交換可能として例を示し、（ｂ）は基準光学系と撮像手段とを可動可能な構成とした例を示す。
【図１１】本発明の請求項３に記載の調整組立方法の一例を示す光学図である。
【図１２】図１１に示す光検出器によって得られる透過光量の分布状態を示す図である。
【図１３】本発明の請求項９に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【図１４】本発明の請求項３に記載の調整組立方法の一例を示す光学図である。
【図１５】本発明の請求項９に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【図１６】本発明の請求項４、請求項１０に記載の組立調整装置の一例を示す光学図である。
【図１７】本発明の請求項１１に記載の調整組立装置の一例を示す光学図である。
【符号の説明】
２…発光素子基板（発光素子アレイ）
３…結像素子
３ａ…入射側レンズアレイ部
３ｂ…出射側レンズアレイ部
９…基準光源
Ｈ２…結像位置
Ｏ１…入射光軸
Ｏ２…出射光軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for adjusting and assembling an optical writing print head and an improvement of the adjusting and assembling apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an alignment reference mark having a predetermined positional relationship with the optical surface arrangement of the imaging element is provided on the imaging element, and the position of the alignment reference mark provided on the imaging element is detected and the light emitting element array is used. A method for adjusting and assembling an optical writing print head, which can adjust the position of the imaging element in the sub-scanning direction and the optical axis direction in combination with spot light detection, and can easily and easily perform accurate adjustment and assembly. Is known (for example, refer to Patent Document 1).
[0003]
Conventionally, there is also known a method of adjusting and assembling an optical writing print head in which a reference mark is provided at a position where a light emitting element array is provided, and the reference mark is received through an imaging element to efficiently assemble and adjust (refer to FIGS. For example, see Patent Document 2.)
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-264388 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-273929
[Problems to be solved by the invention]
By the way, although the one disclosed in Patent Document 1 can perform assembly adjustment easily and easily with high accuracy, the inconvenience that the adjustment and assembly accuracy depends on the installation accuracy of the alignment reference mark, Is captured as an image, there still remains a problem that needs to be improved, such as a decrease in position detection accuracy caused by the influence of illumination, a flaw in the peripheral portion of the positioning reference mark, or a foreign substance.
[0006]
Further, the one disclosed in Patent Document 2 also has a disadvantage that it depends on the setting accuracy of the reference mark.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can adjust and assemble the positioning of an optical writing print head including a light emitting element and an imaging element with high accuracy without using a reference mark. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for adjusting and assembling an optical writing print head.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting and assembling an optical writing print head, wherein a reference light source is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section. Irradiating light from the reference light source to the image forming element, and a light collecting diameter and a direction along the output optical axis at an image forming position in a direction along the output optical axis of light obtained through the image forming element. A first step of adjusting the position and orientation of the imaging element by detecting a light-condensing position in a direction orthogonal to and
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light-emitting element array by detecting a light-gathering diameter at the image-forming position and a light-gathering position in a direction orthogonal to a direction along the emission optical axis, It is characterized by including.
[0009]
3. The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 2, wherein the first step includes changing an aperture angle of light emitted from the reference light source toward the imaging element; Changing the image formation position of light obtained by transmitting the light.
[0010]
4. A method for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 3, wherein a reference light source is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section. By irradiating light from the light source toward the imaging element, and detecting the transmitted light amount of light passing through the pinhole at an imaging position in the direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting through the imaging element A first step of adjusting the position and orientation of the imaging element;
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. Adjusting the position and orientation of the light emitting element array by detecting the amount of transmitted light passing through the pinhole at the imaging position obtained as described above.
[0011]
The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 4, wherein the light transmitted through the imaging element is branched between the imaging element and the pinhole, and the amount of the branched light is reduced. The method includes the step of detecting.
[0012]
The method for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 5 includes a step of adjusting an amount of light emitted from a light emitting chip of the light emitting element array based on a result of detecting a light amount of the branched light.
[0013]
7. An adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to claim 6, wherein the reference is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section to form a reference light source. Optics,
A light emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis, and emission light of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element A detection optical system that detects a light source image at an imaging position in a direction along the axis;
Based on the light source image, a light collection diameter at an image formation position in a direction along the emission optical axis of light obtained through the imaging element and a light collection position in a direction orthogonal to the direction along the emission optical axis are obtained. Processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the processing means.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in the adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head, the detection optical system is an imaging unit for observing the light source image.
[0015]
9. The adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to claim 8, wherein the reference optical system includes a reference light source and a diverging lens, and further includes changing means for changing a focal length of the diverging lens, and the reference light source includes: It is characterized by comprising changing means for changing the position and changing means for changing the position of the imaging means.
[0016]
The reference assembly for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 9, wherein the reference light source is arranged on an incident optical axis side of an imaging element having at least an incident side lens array section and an exit side lens array section to form a reference light source. Optics,
A light emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis, and emission light of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element A detection optical system for detecting the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the axis;
Analysis means for analyzing the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting through the imaging element based on the amount of light;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the analyzing means,
Adjustment means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the analysis means,
The detection optical system is provided with a pinhole plate at the image forming position.
[0017]
11. The adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head according to claim 10, wherein the detection optical system is branched by the light branching means provided between the imaging element and the pinhole plate, and the light branching means. Light amount detecting means for detecting the light amount of the emitted light.
[0018]
The apparatus for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 11, further comprising a light emission amount adjusting means for adjusting a light emission amount of a light emitting chip of each of the light emitting element arrays based on a detection result of the light amount detecting means. It is characterized by.
[0019]
According to the first, second and sixth to eighth aspects of the present invention, based on the light collecting diameter and the light collecting position at the image forming position of the light obtained through the image forming element using the reference light source. First, the position and orientation of the imaging element are adjusted, and then the position of the light emitting element array based on the condensing diameter and the condensing position at the image forming position of the light of the light emitting element array obtained through the adjusted imaging element Since the position and the posture are adjusted, the position and the posture of the imaging element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0020]
According to the third, fourth, ninth, and tenth aspects of the present invention, the transmitted light amount of the light passing through the pinhole at the imaging position of the light obtained through the imaging element using the reference light source is reduced. The position and orientation of the imaging element are first adjusted based on the light-emitting element array based on the amount of light transmitted through the pinhole at the image-forming position of the light of the light-emitting element array obtained through the adjusted imaging element. Since the position and the posture of the optical writing device are adjusted, the position and the posture of the image forming element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0021]
According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the adjustment assembly can be performed while adjusting the light emission amount of each light emitting chip of the light emitting element array, so that the adjustment assembly can be performed with higher accuracy. it can.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is an optical arrangement diagram of an optical writing print head according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a photosensitive member, 2 denotes a light emitting element substrate, and 3 denotes an image forming element. A light emitting element array is provided on the light emitting element substrate 2, and the light emitting element array is configured by arranging a plurality of light emitting chips 4.
[0023]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the imaging element 3 includes an entrance-side lens array 3a, an exit-side lens array 3b, and a roof prism 3c. The entrance-side lens array section 3a and the exit-side lens array section 3b are formed at an equal pitch, and are arranged in a direction where the incident optical axis O1 and the exit optical axis O2 are orthogonal to each other. The roof prism 3c is disposed in a direction at 45 degrees with respect to both optical axes O1 and O2 of the lens array portions 3a and 3b. The roof prism (prism array section) 3c is formed continuously corresponding to the pitch of both lens array sections 3a and 3b.
[0024]
The light emitted from each light emitting chip 4 of the light emitting element array enters the incident side lens array section 3a of the imaging element 3 to become a parallel light beam, is reflected by the roof prism 3c toward the emission side lens array section 3b, and is emitted. The light passes through the side lens array portion 3b to be converged light, and forms an image on the surface 1a of the photoreceptor 1.
[0025]
Here, the direction along the incident optical axis O1 of the imaging element 3 is the Z direction (sub-scanning direction), the direction along the output optical axis O2 is the Y direction, and the direction orthogonal to the Y direction and the Z direction is the X direction (main direction). The X direction corresponds to the direction in which the two lens array units 3a and 3b and the prism array unit 3c extend.
[0026]
As shown in FIG. 3, the imaging element 3 is held by the holding member 5, and is adjusted and adhered to the vertical plate portion of the inverted L-shaped print head frame 6 while the light emitting element substrate 2 is adjusted. Then, the position of the print head frame 6 is adjusted, and the print head frame 6 is bonded to the upper plate.
[0027]
The print head frame 6 is set on an adjustment assembly jig (not shown).
[0028]
The adjusting and assembling method will be described below.
(Embodiments of the adjusting and assembling method and the adjusting and assembling apparatus according to the first, second and sixth to eighth aspects of the invention)
FIG. 4 is an optical diagram of an embodiment according to the present invention. In FIG. 4, reference numeral 7 denotes a reference optical system, and reference numeral 8 denotes a detection optical system. The reference optical system 7 includes a reference light source 9 and a diverging lens 10. The detection optical system 8 includes an imaging lens 11 and an area sensor 12 as imaging means.
[0029]
The type and performance of the reference light source 9, the diverging lens 10, the imaging lens 11, and the area sensor 12 are selected according to the focal length of the imaging element 3, the pitch of the lens array units 3a and 3b, and the arrangement position is determined. Is done.
[0030]
Here, a laser light source is used as the reference light source 9. A microscope objective lens or the like is used as the diverging lens 10. The laser light emitted from the reference light source 9 is once condensed by the diverging lens 10 at the point light source position H1 corresponding to the position where the light-emitting chip 4 is planned to be designed, and is then converted into a divergent laser light having a predetermined aperture angle θ. Incident on the incident side lens array portion 3a. The divergent laser light is converted into a parallel light beam by the lens function of the incident-side lens array section 3a, and the parallel light beam is reflected by the prism array section 3c and transmitted through the output-side lens section 3b. Is converged light to form an image at a predetermined location. H2 indicates an image formation position planned for the design. The area sensor 12 observes the image forming position H2 through the imaging lens 11. The imaging position H2 corresponds to the position of the surface 1a of the photoconductor 1.
[0031]
The diverging laser light is formed as a light source image Q at an imaging position H2 designed for design when the imaging element 3 is adjusted to a designed position and an intended posture. At this time, the light source image Q formed on the area sensor 12 is in a state where the laser light beam is most narrowed, that is, has a minimum beam diameter, and the position of the light source image Q is a center position on the screen.
[0032]
That is, the light source image Q observed on the area sensor 12 becomes the light source image Q as shown in FIG. 5A when the imaging element 3 is at a position designed for design and in a predetermined posture. The processed image Q ′ shown in FIG. 5B is obtained by binarizing the light source image Q and performing image processing analysis. From this processed image Q ′, the beam diameter of the laser beam at the image forming position H2 and the condensing position thereof Is determined.
[0033]
If the position and orientation of the imaging element 3 are not in the state expected in design, the laser light will not be focused on the imaging position H2, and the light source image Q obtained on the area sensor 12 has a beam diameter of The focusing position in the direction orthogonal to the emission optical axis, that is, the position of the processed image Q ′ on the screen is shifted from the center position of the screen as compared with the case shown in FIG.
[0034]
Therefore, if the posture and position of the imaging element are adjusted while viewing the processed image Q ′ of the light source image Q acquired by the area sensor 12 on the screen, it is possible to adjust the position and posture as designed.
[0035]
FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration of an adjusting and assembling apparatus for the optical writing print head. In FIG. 6, reference numeral 13 denotes an image analysis processing apparatus as processing means, 14 denotes an XYZ position adjustment stage, and an area sensor. The light source image Q input to 12 is image-analyzed, and information on the beam diameter and the focusing position of the light source image Q is fed back to the XYZ position adjustment stage (adjustment means) 14. The XYZ position adjustment stage 14 controls the position and orientation of the imaging element 3 in the X, Y, and Z directions based on the analysis information of the image analysis processing device 13.
[0036]
As a result, first, the position and orientation of the imaging element 3 are automatically adjusted. After the position of the imaging element 3 is adjusted, the imaging element 3 is bonded and fixed to the vertical plate portion of the print head frame 6.
[0037]
Next, instead of the reference light source 9 and the diverging lens 10, as shown in FIG. 7, the position of the light emitting element substrate 2 is set such that the light emitting chips 4 of the light emitting element array of the light emitting element substrate 2 are located at the point light source position H1. To adjust.
[0038]
Since the imaging element 3 is adjusted to the position and orientation that are designed for design, when the light emitting element substrate 2 is at the position and orientation that is designed for design, the light source image Q obtained on the area sensor 12 is The beam diameter is narrowed, that is, the laser beam has the minimum beam diameter, and the position of the processed image Q ′ is also located at the center of the screen. On the other hand, if the position and orientation of the light emitting element substrate 2 are not in the state expected in design, the laser light will not be focused on the imaging position H2, and the light source image Q obtained on the area sensor 12 will be Similarly, the beam diameter becomes larger than that shown in FIG. 5 and the position is shifted.
[0039]
Therefore, when a predetermined light emitting chip 4 emits light, for example, when two light emitting chips located at intervals in the X direction emit light, a light source image acquired by the area sensor 12 corresponding to the light emitting chip 4 emits light. By adjusting the posture and position of the light emitting element substrate 2 while viewing the processed image Q ′ of Q on the screen, the position and posture can be adjusted to the positions and positions that are planned for the design.
[0040]
FIG. 8 is a diagram showing a specific configuration of the light emitting element substrate adjusting device. In FIG. 8, reference numeral 14 'denotes an XYZ position adjusting stage (adjusting means) for adjusting the position of the light emitting element substrate 2 in the XYZ directions. is there.
[0041]
In order to adjust the position and orientation of the light emitting element substrate 2 to a position designed in design, the image analysis processing device 13 sets the position of the processed image Q ′ at the center on the screen and adjusts the beam diameter of the laser beam. Is output to the XYZ position adjustment stage 14 'so that the minimum beam diameter is obtained. After adjusting the position and posture of the light emitting element substrate 2, the light emitting element substrate 2 is bonded and fixed to the upper plate portion of the print head frame 6.
[0042]
As a result, the positioning of the imaging element 3 and the light emitting element substrate 2 is automatically adjusted with high accuracy.
[0043]
FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory views of an embodiment of the invention according to claims 2 and 8 of the present invention.
[0044]
The performance of the imaging element 3 differs depending on the specifications of the print head. For example, the optical performance of the imaging element 3 shown in FIGS. 1 and 2 differs depending on the surface shape and the arrangement pitch of the lens surfaces. In such an imaging element 3, a laser beam passing through each lens surface of the imaging element 3 is condensed to form a beam spot.
[0045]
Therefore, as shown in FIG. 9, if the aperture angle θ of the diverging lens 10 is selected such that the laser light is simultaneously incident on a plurality of lens surfaces, the laser spot formed by the laser light passing through each lens surface is selected. The sizes can be compared with each other, which allows finer position adjustment.
[0046]
The aperture angle θ is determined in consideration of the lens pitch of the target imaging element 3 and the like. That is, the focal length is changed by, for example, changing the type of the diverging lens 10, and thereby, the print head can be adjusted and assembled with respect to the imaging element 3 having desired performance.
[0047]
Further, the point light source position H1 and the imaging position H2, which are designed, differ depending on the lens shape of the imaging element 3.
[0048]
Therefore, as shown in FIG. 10A, the divergent lens 10 may be configured to be replaceable. In FIG. 10A, reference numeral 10 ′ denotes a diverging lens having a different focal length from the diverging lens 10. Also, as shown in FIG. 10B, a movable mechanism as a changing unit that moves the reference light source 9 and the divergent lens 10 along the direction of the optical axis O1 and changes the positions of the reference light source 9 and the divergent lens 10. May be provided. In the case shown in FIG. 10B, a movable mechanism is provided as a changing unit that changes the position of the imaging unit by moving the imaging lens 11 and the area sensor 12 along the direction of the optical axis O2.
[0049]
When the configuration shown in FIG. 10 is adopted, highly accurate position adjustment can be efficiently performed for various image forming elements 3 having different point light source positions H1 and different image forming positions H2 based on different lens shapes.
(Embodiments of the Invention Corresponding to Claims 3 to 5 and Claims 9 to 11)
11 to 15 are explanatory diagrams of an embodiment of the invention corresponding to claims 3 to 5 and claim 9 of the present invention.
[0050]
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 4 to 10, the configuration is such that the light source image Q at the imaging position H2 is acquired using the area sensor 12 in order to observe the imaging position H2. In the embodiment, as shown in FIG. 11, the detection optical system 8 is composed of a photodetector 15 and a pinhole plate 16, and the imaging position H2 is observed using the detection optical system 8. Things. The pinhole plate 16 is arranged at an imaging position H2 which is designed. The photodetector 15 detects the laser beam transmitted through the pinhole 16a of the pinhole plate 16.
[0051]
When the imaging element 3 is adjusted to a position designed for the design and a posture planned for the design, as shown in FIG. 12, the peak P of the transmitted light amount distribution (intensity distribution) L transmitted through the pinhole 16a becomes It becomes maximum at the imaging position H2. In addition, a normal distribution is obtained in principle.
[0052]
Therefore, if the position and orientation of the imaging element 3 are adjusted while observing the amount of transmitted light L transmitted through the pinhole 16a, the laser beam is adjusted at the designed position and the designed orientation. The peak P of the transmitted light amount distribution (intensity distribution) L of the light becomes the maximum at the imaging position H2.
[0053]
Therefore, as shown in FIG. 13, the laser beam having passed through the pinhole 16a is detected by the photodetector 15, and the detection output is output to the light intensity distribution analyzing means 17, and the intensity distribution is detected by the light intensity distribution analyzing means 17. By analyzing P and feeding back the analysis information to the XYZ stage 14, the position of the imaging element 3 is automatically adjusted to the position and orientation planned in the design so that the peak of the intensity distribution P is maximized. be able to.
[0054]
Next, as shown in FIG. 14, the light emitting element substrate 2 is arranged instead of the reference optical system 7. 15 is used as the adjusting and assembling apparatus, the intensity distribution P is similarly analyzed, and the information is fed back to the XYZ adjustment stage 14 ', so that the position and orientation of the light emitting element substrate 2 can be determined. Can be adjusted.
[0055]
16 and 17 are explanatory diagrams of an embodiment of the invention corresponding to claims 10 and 11.
[0056]
In FIG. 16, reference numeral 18 denotes a half mirror as light splitting means. The half mirror 18 is provided between the lens array section 3 b of the imaging element 3 and the pinhole plate 16. The half mirror 18 transmits half of the laser light emitted from the lens array unit 3b toward the photodetector 15, and reflects the other half toward the photodetector 19. The amount of laser light transmitted through the lens array section 3b of the imaging lens array 3 and reflected by the half mirror 18 and incident on the photodetector 19 does not change significantly depending on the position and orientation of the imaging element 3. The light amount of the laser light detected by the light detector 19 is equal to the light amount of the laser light detected by the light detector 15 at the imaging position H2.
[0057]
Therefore, before adjusting the position and orientation of the imaging element 3, the peak of the amount of laser light at the imaging position H2 can be predicted in advance, and the adjustment of the position and orientation of the imaging element 3 and the light emitting element Adjustment of the position and posture of the substrate 2 can be facilitated.
[0058]
Further, since the light emission amount of the light emitting chip 4 of the light emitting element array of the light emitting element substrate 2 varies for each light emitting chip, the transmitted light amount of the imaging element 3 also varies for each lens element of the lens array units 3a and 3b. Since it is not necessarily constant, as shown in FIG. 17, a light emission amount adjusting means 20 for adjusting the light emission amount of the light emitting chip 4 is provided, and a detection output of the photodetector 19 is inputted to the light emission amount adjusting means 20. By controlling the light emission amount of each light emitting chip 4 to be constant, stable light detection is possible, and the position and orientation of the imaging element 3 and the light emitting element substrate 2 can be adjusted stably and with high precision.
[0059]
【The invention's effect】
According to the first, second and sixth to eighth aspects of the present invention, based on the light collecting diameter and the light collecting position at the image forming position of the light obtained through the image forming element using the reference light source. First, the position and orientation of the imaging element are adjusted, and then the position of the light emitting element array based on the condensing diameter and the condensing position at the image forming position of the light of the light emitting element array obtained through the adjusted imaging element Since the position and the posture are adjusted, the position and the posture of the imaging element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0060]
According to the third, fourth, ninth, and tenth aspects of the present invention, the transmitted light amount of the light passing through the pinhole at the imaging position of the light obtained through the imaging element using the reference light source is reduced. The position and orientation of the imaging element are first adjusted based on the light-emitting element array based on the amount of light transmitted through the pinhole at the image-forming position of the light of the light-emitting element array obtained through the adjusted imaging element. Since the position and the posture of the optical writing device are adjusted, the position and the posture of the image forming element and the light emitting element array can be adjusted with high precision to assemble the optical writing print head.
[0061]
According to the fifth and eleventh aspects of the present invention, the adjustment assembly can be performed while adjusting the light emission amount of each light emitting chip of the light emitting element array, so that the adjustment assembly can be performed with higher accuracy. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical diagram showing an example of an optical writing optical system.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the imaging element of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a perspective view thereof and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where the imaging element and the light emitting substrate shown in FIG. 1 are assembled to a print head frame.
FIG. 4 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling method according to the first embodiment of the present invention.
5A and 5B are explanatory diagrams of an image acquired by the area CCD shown in FIG. 4, wherein FIG. 5A is an explanatory diagram of an input image before processing, and FIG. 5B is a diagram for processing the input image shown in FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a processed image obtained as a result.
FIG. 6 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an optical diagram for explaining an example of the adjusting and assembling apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an optical diagram showing an adjusting and assembling method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an optical diagram showing another example of the adjusting and assembling apparatus according to claim 8 of the present invention, wherein (a) shows an example in which a divergent lens is replaceable, and (b) shows a reference optical system. An example in which the imaging unit and the imaging unit are configured to be movable will be described.
FIG. 11 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling method according to the third embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing a distribution state of a transmitted light amount obtained by the photodetector shown in FIG.
FIG. 13 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to the ninth aspect of the present invention.
FIG. 14 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling method according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to the ninth aspect of the present invention.
FIG. 16 is an optical diagram showing an example of an assembly adjusting device according to claims 4 and 10 of the present invention.
FIG. 17 is an optical diagram showing an example of the adjusting and assembling apparatus according to claim 11 of the present invention.
[Explanation of symbols]
2. Light emitting element substrate (light emitting element array)
Reference numeral 3 denotes an imaging element 3a ... incident-side lens array unit 3b ... outgoing-side lens array unit 9 ... reference light source H2 ... image forming position O1 ... incident optical axis O2 ... outgoing optical axis

Claims

入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第１ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置における集光径と前記出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第２ステップと、
を含むことを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。A reference light source is arranged on the side of the incident optical axis of an imaging element having at least an entrance-side lens array section and an exit-side lens array section, and light is emitted from the reference light source toward the imaging element to form the imaging element. By detecting the light-collecting diameter of the light obtained through the element at the image-forming position in the direction along the output optical axis and the light-collecting position in the direction orthogonal to the direction along the output optical axis. A first step of adjusting the position and orientation;
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light-emitting element array by detecting a light-gathering diameter at the image-forming position and a light-gathering position in a direction orthogonal to a direction along the emission optical axis,
A method for adjusting and assembling an optical writing printhead, comprising:

前記第１ステップは、前記基準光源から前記結像素子に向けて照射される光の開口角を変更するステップと、前記結像素子を透過して得られる光の結像位置を変更するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。The first step is a step of changing an aperture angle of light emitted from the reference light source toward the image forming element, and a step of changing an image forming position of light obtained through the image forming element. 2. The method of claim 1, further comprising the steps of:

入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に基準光源を配置して、該基準光源から結像素子に向けて光を照射し、該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記結像素子の位置及び姿勢の調整を行う第１ステップと、
前記基準光源の代わりに発光素子アレイを前記入射光軸の側に配置して、該発光素子アレイから前記調整済みの結像素子に向けて光を照射し、該調整済みの結像素子を透過して得られる前記結像位置におけるピンホールを通過する光の透過光量を検出することによって前記発光素子アレイの位置及び姿勢を調整する第２ステップと、
を含むことを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。A reference light source is arranged on the side of the incident optical axis of an imaging element having at least an entrance-side lens array section and an exit-side lens array section, and light is emitted from the reference light source toward the imaging element to form the imaging element. A first step of adjusting the position and orientation of the imaging element by detecting the amount of transmitted light of light passing through the pinhole at an imaging position in the direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting the element. ,
A light emitting element array is arranged on the side of the incident optical axis instead of the reference light source, and light is emitted from the light emitting element array toward the adjusted imaging element, and transmitted through the adjusted imaging element. A second step of adjusting the position and orientation of the light emitting element array by detecting the amount of transmitted light of light passing through the pinhole at the imaging position obtained by;
A method for adjusting and assembling an optical writing printhead, comprising:

前記結像素子と前記ピンホールとの間で、前記結像素子を透過した光を分岐して、その分岐された光の光量を検出するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。The method according to claim 3, further comprising a step of branching light transmitted through the imaging element between the imaging element and the pinhole, and detecting a light amount of the branched light. Adjusting and assembling method of optical writing print head.

前記分岐された光の光量検出結果に基づき前記発光素子アレイの発光チップの発光量を調整するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て方法。5. The method of claim 4, further comprising the step of adjusting a light emission amount of a light emitting chip of the light emitting element array based on a detection result of a light amount of the split light.

入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、
該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光源像を検出する検出光学系と、
前記光源像に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における集光径と該出射光軸に沿う方向と直交する方向の集光位置とを求める処理手段と、
該処理手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記処理手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段と、
を備えていることを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。A reference optical system that is arranged on the side of the incident optical axis of the imaging element having at least the entrance-side lens array section and the exit-side lens array section to form a reference light source;
A light-emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis,
A detection optical system that detects a light source image at an imaging position in a direction along an emission optical axis of light that is emitted from the reference optical system toward the imaging element and is transmitted through the imaging element,
Based on the light source image, a light collection diameter at an image formation position in a direction along the emission optical axis of light obtained through the imaging element and a light collection position in a direction orthogonal to the direction along the emission optical axis are obtained. Processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the processing means;
Adjusting means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the processing means,
And a device for adjusting and assembling an optical writing print head.

前記検出光学系は、前記光源像を観察する撮像手段であることを特徴とする請求項６に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。The apparatus according to claim 6, wherein the detection optical system is an imaging unit that observes the light source image.

前記基準光学系は、基準光源と発散レンズとを備え、該発散レンズの焦点距離を変更する変更手段を備えると共に、前記基準光源の位置を変更する変更手段と、前記撮像手段の位置を変更する変更手段とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。The reference optical system includes a reference light source and a diverging lens, and includes a changing unit that changes a focal length of the diverging lens, a changing unit that changes a position of the reference light source, and a position of the imaging unit. 8. An apparatus for adjusting and assembling an optical writing printhead according to claim 7, further comprising changing means.

入射側レンズアレイ部と出射側レンズアレイ部とを少なくとも有する結像素子の入射光軸の側に配置されて基準光源を形成する基準光学系と、
前記入射光軸の側に前記基準光学系に代えて配置される発光素子アレイと、
該基準光学系から結像素子に向けて照射されて該結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における光の透過光量を検出する検出光学系と、
前記光量に基づき前記結像素子を透過して得られる光の出射光軸に沿う方向の結像位置における透過光量を解析する解析手段と、
該解析手段の検出結果に基づき前記結像素子の位置を調整する調整手段と、
前記解析手段の検出結果に基づき前記発光素子アレイの位置を調整する調整手段とを備え、
前記検出光学系には前記結像位置にピンホール板が設けられていることを特徴とする光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。A reference optical system that is arranged on the side of the incident optical axis of the imaging element having at least the entrance-side lens array section and the exit-side lens array section to form a reference light source;
A light-emitting element array arranged in place of the reference optical system on the side of the incident optical axis,
A detection optical system that detects a transmitted light amount of light at an imaging position in a direction along an emission optical axis of light emitted from the reference optical system toward the imaging element and transmitted through the imaging element,
Analysis means for analyzing the amount of transmitted light at an imaging position in a direction along the emission optical axis of light obtained by transmitting through the imaging element based on the amount of light;
Adjusting means for adjusting the position of the imaging element based on the detection result of the analyzing means,
Adjustment means for adjusting the position of the light emitting element array based on the detection result of the analysis means,
An adjusting and assembling apparatus for an optical writing print head, wherein a pinhole plate is provided at the image forming position in the detection optical system.

前記検出光学系は、前記結像素子と前記ピンホール板との間に配設された光分岐手段と、該光分岐手段により分岐された光の光量を検出する光量検出手段とを備えていることを特徴とする請求項９に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。The detection optical system includes a light branching unit disposed between the imaging element and the pinhole plate, and a light amount detection unit that detects a light amount of light branched by the light branching unit. 10. The apparatus for adjusting and assembling an optical writing print head according to claim 9, wherein:

前記光量検出手段の検出結果に基づき、前記各発光素子アレイの発光チップの発光量を調整する発光量調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光書き込みプリントヘッドの調整組立て装置。11. The optical writing print head according to claim 10, further comprising a light emitting amount adjusting unit that adjusts a light emitting amount of a light emitting chip of each of the light emitting element arrays based on a detection result of the light amount detecting unit. Assembly equipment.