CN101625233B - 清洁刮刀片安装检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明清洁刮刀片安装检测系统包括半导体激光器、平行光管、柱面透镜、柱形圆筒、圆筒底座、底座定位磁铁、三维调节光学平台、带狭缝和刻度线的光屏、清洁刮刀、废粉仓、废粉仓支架、光学平板。该检测系统以半导体激光器作为光源，以平行光管对激光束进行准直，以柱面透镜作为光束整形器件，以三维调节平台作为光束方向调节器件，以带狭缝和刻度的光屏作为光阑和反射光斑位置测量仪。本发明可以通过对刮刀片上的聚氨酯条与废粉仓上的清洁刮刀定位平面之间夹角测量判断刮刀片的安装质量状况。

Description

清洁刮刀片安装检测系统

技术领域

本发明涉及光检测技术领域，尤其涉及一种利用光的镜面反射效应对清洁刮刀片安装质量进行检测的装置。

背景技术

清洁刮刀片是激光打印机硒鼓的关键组件之一，清洁刮刀片安装质量状况是影响打印质量的关键因素之一。清洁刮刀片被安装在硒鼓的废粉仓上时，通常存在以下问题：一是清洁刮刀片的两个定位螺钉的松紧度不一；二是废粉仓上两端的防漏粉海棉条薄厚不一。这两种情况都将导致清洁刮刀上的聚氨酯条与废粉仓上的刮刀定位平面不平行，造成印品一半色深一半色浅的质量问题。因此有必要对于刮刀片的安装情况，特别是对刮刀片上的聚氨酯条与刮刀片定位平面是否平行进行细致的检测。

目前，尚没有对刮刀片安装质量检测系统方面的报道，采用普通量角器直接测量存在两大明显的缺点：一是普通量角器测量精度不够，刮刀片与刮刀片定位平面之间的夹角大于1°就会出现打印质量问题，而普通量角器难以达到此测量精度；二是普通量角器容易碰损或污染清洁刮刀及邻近器件，给硒鼓制造质量带来潜在隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种清洁刮刀片安装质量状态快速检测装置。该清洁刮刀片安装位置检测系统，用以对清洁刮刀片上的聚氨酯条相对于废粉仓上的清洁刮刀片定位平面的角度准确测量，从而推断清洁刮刀片的两个定位螺钉是否同样松紧、废粉仓两端的防漏海绵条垫的是否同样厚。

本发明的技术方案为：刮刀片安装质量检测系统包括激光单元、三维调节光学平台、带狭缝和刻度线的光屏、清洁刮刀、废粉仓、废粉仓支架、光学平板；激光单元由半导体激光器、平行光管、柱面透镜、柱形圆筒、圆筒底座、底座定位磁铁组成。三维调节平台用以微调激光束的方向，柱形圆筒用以容纳激光器、平行光管、柱面透镜，三枚磁铁用以将激光单元固定在铁质三维调节平台上，平行光管用以获得准直的激光束，柱面透镜用来获得扇面激光。

其中当废粉仓安装在废粉仓支架上时，废粉仓上的清洁刮刀片定位平面与光学平板垂直，如果清洁刮刀安装标准，该清洁刮刀的聚氨酯条工作面将与光学平板垂直。

带狭缝和刻度线的光屏是一块带有两排均匀刻度线的纸质屏，有刻度线、和狭缝两个重要部分，光屏宽30厘米高1米，光屏的中下部设有一条宽度为3毫米，长度为20厘米的狭缝，刻度线的0刻度与狭缝重齐。该光屏垂直于光学平板放置，光屏狭缝可以让从激光单元射出的扇面激光束穿过光屏投射到清洁刮刀片上的聚氨酯条上。投射到聚氨酯条上的扇面激光束将被聚氨酯条反射回光屏上，因为光屏带有两排均匀的刻度线，所以利用该光屏可以同时测量出从聚氨酯条两端反射到光屏上的光波面的位置，进而推算出聚氨酯条两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面之间的夹角。

如果推算出的聚氨酯条两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面之间的夹角均小于1°，那么可以推断清洁刮刀片两个定位螺钉拧的松紧程度合适，废粉仓上的防漏粉海面条厚度也适当没有导致清洁刮刀上的聚氨酯条形变。如果推算出的聚氨酯条两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面之间的夹角有一个大于1°，那么可以推断要么是洁刮刀片两个定位螺钉拧的松紧程度不合适，要么是废粉仓上的防漏粉海面条厚度不合适使得清洁刮刀上的聚氨酯条发生形变。

优点：该设备可以对清洁刮刀片的安装质量进行量化检测，其具有检测范围大、检测快捷等特点。

下面结合附图对本发明作详细描述：

附图说明

图1、清洁刮刀片安装质量检测系统结构图

图2、激光单元内部构成示意图

图3、平行光管结构示意图

图4、清洁刮刀定位平面和防漏粉海绵条示意图

图5、光屏结构示意图

图6、清洁刮刀片上的聚氨酯条与废粉仓上的清洁刮刀定位平面夹角测量原理图

图中：1、激光单元，2、三维调节平台，3、带狭缝和刻度线的光屏，4、清洁刮刀片，5、废粉仓，6、废粉仓支架，7、光学平板，8、入射光线，9、反射光线，11、功率可调半导体激光器，12、平行光管，13、柱面透镜，14、柱形圆筒，15、圆筒底座，16、定位磁铁，21、竖直调节旋钮，22、水平调节旋钮，31、狭缝，32、刻度线，33、0刻度线，41、清洁刮刀片刀架，42、清洁刮刀片上的聚氨酯条，51、清洁刮刀片定位平面，52、防漏海绵条，53、刮刀片定位螺孔，121、凹透镜，122、凸透镜。

清洁刮刀片安装质量检测系统如图1所示，激光单元1置于铁质三维调节台2上，三维调节平台2置于光学平板7的一端，光屏3靠近三维调节平台2垂直立于光学平板7上，废粉仓支架6置于光学平板7的另一端，废粉仓5置于废粉仓支架6上，其中废粉仓5上的清洁刮刀定位平面52与光学平板7的表面相垂直。

激光单元内部结构如图2所示，半导体激光器11、凹透镜121、凸透镜122、柱面透镜13依次置于柱形圆筒14中，柱形圆筒14粘接在圆筒底座15上，该底座共镶嵌定位磁铁16三枚，这三块磁铁16呈三角形排列，这样就构造成了激光单元1。其中凹透镜121、凸透镜122的位置使凹透镜121的虚焦点F′₁与凸透镜122的焦点F₂重合，如图3所示，这样就构造了平行光管12，该平行光管类似于倒置的伽利略单筒望远镜，能有效缩短激光单元1的长度。

带狭缝和刻度线的光屏该检测装置的重要组成部分，其结构如图5所示，光屏3是带有两排均匀刻度线32的纸质屏，该光屏刻度线32的0刻度线33与狭缝31重齐。

清洁刮刀片上的聚氨酯条42与废粉仓上的清洁刮刀定位平面52之间的夹角推导过程如图6所示：当聚氨酯条42与清洁刮刀定位平面52严格平行时，入射光8垂直入射到聚氨酯条42表面，此时反射光线9与入射光线8重合；当聚氨酯条42与清洁刮刀定位平面52形成δ角时，反射光线9与入射光线8呈β角。

由光的反射定律可知

β＝2δ                                    (1)

由三角形的知识可知

tgβ＝a/b                                  (2)

所以聚氨酯条42与清洁刮刀定位平面52形成的夹角

$\mathrm{\δ}=\frac{1}{2}\arctan \left(\frac{a}{b}\right)---\left(3\right)$

上式中，a为光屏3上的反射光斑中心到狭缝31的距离，b为狭缝31到光束在聚氨酯条42的入射点的距离。从以上几式可知，只要测出a、b的大小就可算出聚氨酯条42与清洁刮刀定位平面52形成的夹角δ。

具体实施方式

先将带有清洁刮刀的废粉仓安装在废粉仓支架上，打开激光器电源开关，使从半导体激光器11出来的激光束经平行光管12得到准直激光，经柱面透镜13得到扇形激光束。调节三维平台2上的竖直旋钮21、水平旋钮22和光屏3的高度，可使穿过光屏3上的狭缝31的扇面激光束投射到清洁刮刀片4的聚氨酯条42上。聚氨酯条42的表面类似镜面，此时发生镜面反射，反射光最终返回到光屏3上。通过读取光屏3上线状光斑两端在刻度线32上的位置即可由公式(3)算得聚氨酯条42两端与清洁刮刀定位平面52形成的夹角。

如果推算出的聚氨酯条42两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面52之间的夹角均小于1°，那么可以推断清洁刮刀片5两个定位螺钉拧的松紧程度合适，废粉仓上的防漏粉海面条51厚度也合适。如果推算出的聚氨酯条42两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面52之间的夹角有一个大于1°，那么可以推断要么是洁刮刀片5的两个定位螺钉拧的松紧程度不合适，要么是废粉仓上的防漏粉海面条51厚度不合适使得聚氨酯条42发生严重形变。

为了提高检测精度可向激光单元1方向移动光屏3，以增大a、b减小测量误差。

Claims (4)

1.一种清洁刮刀片安装质量状态快速检测装置，其特征在于该装置由半导体激光器、平行光管、柱面透镜、柱形圆筒、圆筒底座、底座定位磁铁、三维调节平台、带狭缝和刻度线的光屏、废粉仓支架、光学平板组成，柱形圆筒粘接在圆筒底座上，该底座共镶嵌定位磁铁三枚，这三块磁铁呈三角形排列，激光单元的内部结构包括半导体激光器、凹透镜、凸透镜、柱面透镜，它们依次置于柱形圆筒中，其中凹透镜、凸透镜的位置使凹透镜的虚焦点F′₁与凸透镜的焦点F₂重合，共同组成平行光管，激光单元置于铁质三维调节平台上，三维调节平台置于光学平板的一端，光屏靠近三维调节平台垂直立于光学平板上，废粉仓支架置于光学平板的另一端，废粉仓置于废粉仓支架上，其中废粉仓上的清洁刮刀片定位平面与光学平板的表面相垂直，清洁刮刀片上的聚氨酯条两端与废粉仓上的清洁刮刀片定位平面的夹角均小于1°。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：废粉仓安装后，废粉仓上的清洁刮刀片定位平面与光学平板严格垂直。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：带狭缝和刻度线的光屏垂直于光学平板放置。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于：光屏上标有两排均匀的刻度，光屏上狭缝所在刻度为0刻度。 

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