CN111561871B - 数据处理装置、数据处理方法以及存储介质 - Google Patents

数据处理装置、数据处理方法以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于简单且低成本地进行两个线传感器的校准。将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据测量的第一线传感器(10A)所测量的第一坐标平面与第二线传感器(10B)所测量的第二坐标平面相同或平行。数据处理装置在使表面与第一坐标平面和第二坐标平面正交配置的基准平面板(20)以与第一坐标平面和第二坐标平面正交的轴为中心进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从第一线传感器(10A)和第二线传感器(10B)获取测量数据，基于在各位置从第一线传感器(10A)和第二线传感器(10B)获取的测量数据，计算第一坐标平面与第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及第一坐标平面的原点与第二坐标平面的原点的相对位置。

Description

数据处理装置、数据处理方法以及存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理装置、数据处理方法以及存储介质。
背景技术
在电子照相式图像形成装置中，通过使带电的感光体曝光来形成静电潜像，通过显影辊向感光体上的静电潜像供给调色剂来进行显影，从而形成调色剂像。由于在图像形成装置的内部配置的感光体与显影辊的距离与显影浓度直接相关，所以需要高精度地进行测量、调节。
以往，通过向感光体与显影辊之间照射具有一定宽度的激光，对在感光体与显影辊之间通过的光的宽度进行测量，从而测量感光体与显影辊的距离。
但是，在相对于感光体设置两个显影辊的情况下，由于显影辊之间的空间上的问题等，不能对在感光体与显影辊之间通过的光进行测量，因而不能利用现有的距离测量方法。因此，在对两物体间的距离进行测量时，可以使用以下方法：通过两个线传感器分别测量两物体的表面形状(位置)，将由各线传感器得到的测量数据在同一坐标系中进行处理(立体校准；Stero Calibration)。通过将从一方的线传感器得到的感光体的表面形状和从另一方的线传感器得到的显影辊的表面形状在同一坐标系中表示，能够计算出感光体与显影辊的距离。
另外，提出了一种通过两台线传感器摄像机对白色区域与黑色区域交替配置的校准标记进行拍摄，从而进行线传感器摄像机的校准的装置(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2017-161245号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，将由两个线传感器得到的测量数据在同一坐标系中进行处理时，需要使用已知绝对坐标的标记，因而难以简单且低成本地进行校准。
本发明是鉴于上述现有技术中的问题而做出的，目的在于简单且低成本地进行两个线传感器的校准。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题，技术方案1所述的发明为数据处理装置，该数据处理装置对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，该数据处理装置的特征在于，由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，具备：获取部，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；计算部，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案2所述的发明在技术方案1所述的数据处理装置的基础上，所述计算部基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，所述计算部针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案3所述的发明在技术方案1或2所述的数据处理装置的基础上，具备将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换部。
技术方案4所述的发明在技术方案1至3中任一项所述的数据处理装置的基础上，所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
技术方案5所述的发明在技术方案4所述的数据处理装置的基础上，在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，所述保持轴也用于保持所述基准平面板而通过来代替所述感光体，通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
技术方案6所述的发明为数据处理方法，该数据处理方法对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，该数据处理方法的特征在于，由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，包含：获取工序，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；计算工序，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案7所述的发明在技术方案6所述的数据处理方法的基础上，在所述计算工序中，基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，在所述计算工序中，针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案8所述的发明在技术方案6或者7所述的数据处理方法的基础上，进一步包含将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换工序。
技术方案9所述的发明在技术方案6至8中任一项所述的数据处理方法的基础上，所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
技术方案10所述的发明在技术方案9所述的数据处理方法的基础上，在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，所述保持轴也用于保持所述基准平面板而通过来代替所述感光体，通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
技术方案11所述的发明为计算机能够读取的存储介质，该存储介质存储了用于对计算机进行控制的程序，该计算机对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，该存储介质的特征在于，由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，在所述计算机中，存储了用于执行以下工序的程序：获取工序，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；计算工序，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案12所述的发明在技术方案11所述的存储介质的基础上，在所述计算工序中，基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，在所述计算工序中，针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
技术方案13所述的发明在技术方案11或12所述的存储介质的基础上，所述程序在所述计算机中进一步执行将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换工序。
技术方案14所述的发明在技术方案11至13中任一项所述的存储介质的基础上，所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
技术方案15所述的发明在技术方案14所述的存储介质的基础上，在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，所述保持轴也用于保持所述基准平面板而通过来代替所述感光体，通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
发明的效果
根据本发明，能够简单且低成本地进行两个线传感器的校准。
附图说明
图1是表示在本发明的实施方式中使用的线传感器所得到的测量数据的坐标系的图。
图2是用于对第一线传感器和第二线传感器的配置进行说明的图。
图3是表示第一线传感器、第二线传感器与基准平面板的位置关系的图。
图4是表示通过线传感器得到的测量数据(实际的形状)和近似直线的图。
图5A是表示根据第一线传感器所得到的基准平面板的测量数据求出的近似直线的图。
图5B是表示根据第二线传感器所得到的基准平面板的测量数据求出的近似直线的图。
图6是用于对第一线传感器与第二线传感器的同一坐标轴之间的角度的求出方法进行说明的图。
图7A是用于说明与从第一线传感器获取的基准平面板的测量数据对应的直线的斜率和截距的图。
图7B是用于说明使与从第二线传感器获取的基准平面板的测量数据对应的直线以第二线传感器的原点为中心旋转角度θ后的直线的斜率和截距的图。
图8是表示使第二线传感器的坐标轴的方向与第一线传感器一致的状态的图。
图9是表示组装用夹具的构成的图。
图10是表示基准平面板的外观构成的图。
图11是表示数据处理装置的功能性构成的框图。
图12是表示由数据处理装置执行的校准处理的流程图。
图13是表示在组装用夹具上配置了感光体和显影辊的状态的图。
图14是表示由第一线传感器测量的显影辊、由第二线传感器测量的感光体的位置关系的示意图。
图15A是从轴向看到的感光体和显影辊的图。
图15B是表示感光体和显影辊的立体图。
图16是表示设有四个线传感器的组装用夹具的构成的图。
附图标记说明
10线传感器；10A第一线传感器；10B第二线传感器；20基准平面板；21平面表面；22安装孔；30组装用夹具；31传感器保持板；32感光体保持轴；40数据处理装置；41CPU；42ROM；44测量数据I/F部；45存储部；47显示部；50感光体；53间隙调节板；60显影辊；62间隙调节垫圈；70,80显影辊；90组装用夹具；d距离。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的数据处理装置的实施方式进行说明。需要说明的是，发明的范围不限于附图中的示例。
[线传感器]
首先，对在本实施方式中使用的线传感器进行说明。
在图1中表示的是通过线传感器10得到的测量数据的坐标系。线传感器10以二维坐标上的测量数据(x，y)的形式对测量对象的形状进行测量，能够在x轴方向上线状地测量距测量对象的y轴方向的距离。线传感器10通过射出激光束，接收由测量对象反射的激光，来检测在坐标平面上放置的物体(测量对象)面对线传感器10的表面形状(边界)。在线传感器10中，以激光束的中心轴11为y轴，以通过预先确定的原点O且与y轴正交的轴为x轴。线传感器10输出沿着x轴和y轴的方向上的坐标值(x，y)。线传感器10例如以测量点的数量为n，得到n个(xi，yi)的组合(i＝1～n)。线传感器10实际上输出有限测量范围12内的测量数据。
需要说明的是，在图1中，以点划线来表示从线传感器10射出的激光束的中心轴11和线传感器10的测量范围12，但它们是假想的，没有任何物体作为中心轴11和测量范围12而存在。
准备两个线传感器10，对两个线传感器10进行区分而成为第一线传感器10A、第二线传感器10B。如图2所示，配置第一线传感器10A和第二线传感器10B，使由第一线传感器10A测量的第一坐标平面与由第二线传感器10B测量的第二坐标平面相同或平行。
由各线传感器10A、10B得到的测量数据通过以各线传感器10A、10B的原点为基准，沿着相对于各线传感器10A、10B的x轴、y轴的方向的坐标值(x，y)来表示。在图2中，将第一线传感器10A的原点、x轴、y轴分别表示为Oa、xa轴、ya轴，将第二线传感器10B的原点、x轴、y轴分别表示为Ob、xb轴、yb轴。
使第一线传感器10A与第二线传感器10B的同一坐标轴(x轴之间、y轴之间)之间的角度为θ。具体而言，使以第一线传感器10A的xa轴为基准的第二线传感器10B的xb轴的角度(以第一线传感器10A的ya轴为基准的第二线传感器10B的yb轴的角度)为θ。在这里，θ以逆时针方向为正。下面在表示角度时也是同样的。
并且，使第一线传感器10A的坐标系中(从第一线传感器10A的坐标系看到的)第二线传感器10B的原点Ob的相对位置为(dx，dy)。
如果已知第一线传感器10A与第二线传感器10B的位置关系(角度/相对位置)，则可以将由一方的线传感器测量的测量数据转换到另一方的线传感器的坐标系中，作为同一坐标系中的数据来处理。
[立体校准的概况]
接着，对第一线传感器10A和第二线传感器10B的立体校准的概况进行说明。立体校准是指，对两个线传感器所输出的测量数据的位置关系进行校正。
如图3所示，通过第一线传感器10A和第二线传感器10B对基准平面板20的平面表面21进行测量。基准平面板20使其平面表面21与由第一线传感器10A测量的第一坐标平面和由第二线传感器10B测量的第二坐标平面正交配置。
如图4所示，分别通过第一线传感器10A和第二线传感器10B对基准平面板20的平面表面21进行测量而得到的测量数据(x，y)实际上是包括凹凸的数据，但通过相对于这些数据使用最小二乘法，能够求出与基准平面板20的平面表面21对应的近似直线。
在图5A中表示的是根据第一线传感器10A所得到的基准平面板20的平面表面21的测量数据(xai，yai)(i＝1～n)求出的近似直线L1。当使近似直线L1的斜率为a1、使xa轴与近似直线L1之间的角度(以xa轴的正向为基准的情况下到近似直线L1的角度)为θ1时，θ1能够通过下式(1)求出。
[式1]
θ1＝tan-1a1 (1)
在图5B中表示的是根据第二线传感器10B所得到的基准平面板20的平面表面21的测量数据(xbi，ybi)(i＝1～n)求出的近似直线L2。当使近似直线L2的斜率为b1、使xb轴与近似直线L2之间的角度(以xb轴的正向为基准的情况下到近似直线L2的角度)为θ2时，θ2能够通过下式(2)求出。
[式2]
θ2＝tan-1a1 (2)
并且，如图6所示，由于以第一线传感器10A的xa轴为基准的第二线传感器10B的xb轴的角度为θ，因此依据下式(3)，能够根据θ1和θ2计算出角度θ。
[式3]
θ＝θ1-θ2 (3)
需要说明的是，由于角度以逆时针方向为正、以顺时针为负，因此在图6中，θ1为负值，θ2为正值，θ为负值。
接着，将第二线传感器10B所得到的测量数据(基准平面板20的形状)转换到同一坐标轴彼此的方向与第一线传感器10A的坐标轴(xa轴，ya轴)一致的坐标系中。
如图7A所示，以与从第一线传感器10A得到的基准平面板20的平面表面21的测量数据对应的直线L1的斜率为s(＝a1)，以截距(y截距)为ta。
为了使第二线传感器10B的坐标轴(xb轴，yb轴)的方向与第一线传感器10A的坐标轴(xa轴，ya轴)一致，使第二线传感器10B的坐标轴(xb轴，yb轴)以第二线传感器10B的原点Ob为中心旋转角度(－θ)即可。如图7B所示，以旋转后的坐标轴为(xc轴，yc轴)，在xc-yc坐标系中表示的与基准平面板20的平面表面21对应的直线L3相当于使与第二线传感器10B所获取的基准平面板20的平面表面21的测量数据对应的直线L2(参照图5B)以第二线传感器10B的原点Ob为中心旋转角度θ而得到的直线。
这样，对通过第二线传感器10B测量基准平面板20的平面表面21而得到的测量数据实施角度θ的旋转处理，能够得到直线L3。通过旋转处理，使与两个线传感器10A、10B所得到的测量数据对应的直线L1、L3的斜率s一致。
以对第二线传感器10B的测量数据实施旋转处理而得到的直线L3的截距(y截距)为tb。如图8所示，由于第二线传感器10B的原点Ob相对于第一线传感器10A的原点Oa的相对位置为(dx，dy)，因此对于第一线传感器10A的原点Oa与第二线传感器10B的原点Ob之间的位置关系中的y轴方向(ya轴、yc轴)，以下关系式(4)成立。
[式4]
s·dx+ta-tb＝dy (4)
接着，改变基准平面板20相对于第一线传感器10A和第二线传感器10B的斜率(位置)，再次通过第一线传感器10A和第二线传感器10B获取测量数据，进行与上述相同的处理。基准平面板20的斜率的改变是指改变第一坐标平面和第二坐标平面中的与基准平面板20的测量数据对应的直线的斜率。基准平面板20的斜率的改变是通过维持基准平面板20的平面表面21与第一坐标平面和第二坐标平面正交的配置，使基准平面板20以与第一坐标平面和第二坐标平面正交的轴为中心旋转而实现的。
此时，以与第一线传感器10A所获取的基准平面板20的平面表面21的测量数据对应的直线L1'的斜率为s'、截距为ta'，使与第二线传感器10B所获取的基准平面板20的平面表面21的测量数据对应的直线L2'以原点Ob为中心旋转角度θ，以旋转后的直线L3'的斜率为s'、截距为tb'，根据相同的思路，以下关系式(5)成立。
[式5]
s′·dx+ta′-tb′＝dy (5)
由于通过第一次测量得到的直线L1、L3的斜率s、直线L1的截距ta、直线L3的截距tb以及通过第二次测量得到的直线L1'、L3'的斜率s’、直线L1'的截距ta'、直线L3'的截距tb'是已知的，因此以式(4)和式(5)为方程组，求出第二线传感器10B的原点Ob相对于第一线传感器10A的原点Oa的相对位置(dx，dy)。
并且，在以三个以上的斜率(位置)测量基准平面板20的情况下，能够得到与测量次数相对应的多个由上述式(4)和式(5)表示的关系，因此通过最小二乘法能够求出第二线传感器10B的原点Ob相对于第一线传感器10A的原点Oa的相对位置(dx，dy)。
这样，通过求出两个线传感器10A、10B的同一坐标轴之间的角度θ和相对位置(dx，dy)，能够将第一线传感器10A和第二线传感器10B的测量数据在同一坐标系中处理。
在图9中表示的是组装用夹具30的构成。组装用夹具30在将在电子照相式图像形成装置中使用的感光体和显影辊安装于图像形成装置主体之前，对感光体与显影辊之间的距离进行测量，在进行位置调节时使用。
组装用夹具30具备传感器保持板31和感光体保持轴32。
传感器保持板31是与图9的纸面平行的板状部件，设有安装板33、34。在传感器保持板31上配置有第一线传感器10A和第二线传感器10B。
在将第一线传感器10A安装于传感器保持板31时，在第一线传感器10A与安装板33的侧面接触的状态下，将第一线传感器10A固定于传感器保持板31。
在将第二线传感器10B安装于传感器保持板31时，在第二线传感器10B与安装板34的侧面接触的状态下，将第二线传感器10B固定于传感器保持板31。
由此，第一线传感器10A所测量的第一坐标平面和第二线传感器10B所测量的第二坐标平面与传感器保持板31平行，第一坐标平面与第二坐标平面相同或平行。通过相对于传感器保持板31安装第一线传感器10A与安装板33、第二线传感器10B与安装板34的套件，两个线传感器10A、10B的光束面平行，能够提高测量精度。
感光体保持轴32是与传感器保持板31、由第一线传感器10A测量的第一坐标平面以及由第二线传感器10B测量的第二坐标平面正交的轴。在进行感光体和显影辊的位置调节时，感光体保持轴32用于保持感光体。另一方面，在进行第一线传感器10A和第二线传感器10B的校准时，感光体保持轴32也用于保持基准平面板20来代替感光体。
在图10中表示的是基准平面板20的外观构成。基准平面板20在与平面表面21相反一侧具有安装孔22。通过使感光体保持轴32穿过安装孔22，能够在组装用夹具30中，使基准平面板20以感光体保持轴32为中心旋转。
通过使基准平面板20具有安装孔22，相对于在组装用夹具30上固定的第一线传感器10A和第二线传感器10B改变基准平面板20的斜率变得容易，在使基准平面板20旋转的两个以上的位置获取第一线传感器10A和第二线传感器10B的测量数据时的操作变得更加简单。
[数据处理装置]
接着，对数据处理装置40进行说明。
图11是表示数据处理装置40的功能性构成的框图。
数据处理装置40具有CPU(Central Processing Unit)41、ROM(Read OnlyMemory)42、RAM(Random Access Memory)43、测量数据I/F部44、存储部45、操作部46、显示部47、通信部48等。
CPU41一并控制数据处理装置40各部分的处理动作。具体而言，CPU41读取在ROM42中存储的各种处理程序而在RAM43中展开，通过与该程序协作而进行各种处理。
在ROM42中存储有各种处理程序以及执行该程序所需的参数和文件等。
RAM43形成在CPU41执行控制的各种处理中临时存储从ROM42读取的各种程序、输入或输出数据和参数等的工作区。
测量数据I/F部44是在与经由线缆而连接的第一线传感器10A、第二线传感器10B之间进行数据通信的接口，从第一线传感器10A、第二线传感器10B获取测量数据。
存储部45由HDD、非易失性半导体存储器等构成，存储各种数据。
操作部46构成为包括具有光标键、字符输入键和各种功能键等的键盘、鼠标等指向设备，将通过相对于键盘的按键操作和鼠标操作而输入的操作信号向CPU41输出。并且，操作部46可以通过在显示部47上层叠的触控面板构成，将与操作者的手指等进行的触摸操作的位置对应的操作信号向CPU41输出。
显示部47构成为具有LCD(Liquid Crystal Display)等监视器，按照从CPU41输入的显示信号的指示来显示各种画面。
通信部48通过网络接口等构成，在与经由LAN、WAN、因特网等通信网络连接的外部设备之间进行数据的发送和接收。
CPU41对以二维坐标系中的测量数据的形式测量测量对象的形状的、从第一线传感器10A和第二线传感器10B获取的测量数据进行处理。
CPU41在使第一坐标平面和第二坐标平面与表面(平面表面21)正交配置的基准平面板20以与第一坐标平面和第二坐标平面正交的轴(感光体保持轴32)为中心旋转的彼此不同的两个以上的位置，从第一线传感器10A和第二线传感器10B获取测量数据。即，CPU41作为获取部发挥作用。
CPU41基于在基准平面板20的两个以上的位置从第一线传感器10A和第二线传感器10B获取的测量数据，计算第一坐标平面与第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度θ以及第一坐标平面的原点Oa与第二坐标平面的原点Ob的相对位置(dx，dy)。即，CPU41作为计算部发挥作用。
具体而言，CPU41基于在基准平面板20的两个以上的位置中的至少一个以上的位置从第一线传感器10A和第二线传感器10B获取的测量数据，计算第一坐标平面与第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度θ。
CPU41针对基准平面板20的两个以上的位置的每个位置，求出与第一线传感器10A所获取的测量数据对应的第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与第二线传感器10B所获取的测量数据对应的第二坐标平面上的直线以第二坐标平面的原点Ob为中心旋转角度θ后的直线的斜率和截距。
CPU41基于针对两个以上位置的每个位置求出的第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算第一坐标平面的原点Oa与第二坐标平面的原点Ob的相对位置(dx，dy)。
CPU41将从第二线传感器10B获取的测量数据转换为与第一线传感器10A同一的坐标系中的测量数据。即，CPU41作为转换部发挥作用。具体而言，CPU41使从第二线传感器10B获取的测量数据以第二坐标平面的原点Ob为中心旋转角度θ，并进一步在x轴方向上平行移动(dx)、在y轴方向上平行移动(dy)。通过预先生成用于进行这样的转换的转换式，能够将从第二线传感器10B获取的测量数据转换为与第一线传感器10A同一坐标系中的测量数据。
用于将从第二线传感器10B获取的测量数据(xb，yb)转换为与第一线传感器10A同一坐标系中的测量数据(xa，ya)的转换式通过以下式(6)、式(7)表示。
[式6]
xa＝xb·cosθ-yb·sinθ+dx (6)
[式7]
ya＝xb·sinθ+yb·cosθ+dy (7)
接着，对数据处理装置40的动作进行说明。
图12是表示由数据处理装置40执行的校准处理的流程图。该处理是在组装用夹具30上安装了基准平面板20的状态下进行的处理，通过与在CPU41和ROM42中存储的程序配合的软件处理来实现。
首先，CPU41相对于第一线传感器10A和第二线传感器10B进行初始设定(步骤S1)。
接着，CPU41判断第一线传感器10A和第二线传感器10B的初始化是否完成(步骤S2)。在第一线传感器10A或第二线传感器10B的初始化未完成的情况下(步骤S2：否)，返回步骤S1，继续进行初始设定。
在步骤S2中，在第一线传感器10A和第二线传感器10B的初始化完成的情况下(步骤S2：是)，CPU41经由测量数据I/F部44，从第一线传感器10A获取基准平面板20的平面表面21的测量数据(xai，yai)，从第二线传感器10B获取基准平面板20的平面表面21的测量数据(xbi，ybi)(步骤S3)。
接着，CPU41求出与第一线传感器10A的第一坐标平面中的测量数据(xai，yai)对应的直线，并求出与第二线传感器10B的第二坐标平面中的测量数据(xbi，ybi)对应的直线(步骤S4)。
接着，CPU41判断通过第一线传感器10A和第二线传感器10B进行的基准平面板20的测量次数是否为两次以上(步骤S5)。
在基准平面板20的测量次数低于两次的情况下(步骤S5：否)，CPU41使旨在改变基准平面板20位置的信息在显示部47中显示(步骤S6)。用户使基准平面板20以感光体保持轴32为中心旋转，改变基准平面板20的位置。然后，返回步骤S3，重复进行处理。
在步骤S5中，在基准平面板20的测量次数为两次以上的情况下(步骤S5：是)，CPU41根据在基准平面板20的任一位置(第一次或者第二次测量时)从第一线传感器10A和第二线传感器10B获得的两条直线的斜率，计算两个线传感器10A、10B之间的角度θ(步骤S7)。具体而言，CPU41依据上述式(1)～式(3)，计算以第一线传感器10A的xa轴为基准的第二线传感器10B的xb轴的角度(以第一线传感器10A的ya轴为基准的第二线传感器10B的yb轴的角度)θ。
接着，CPU41针对基准平面板20的每个位置，使与第二线传感器10B的测量数据对应的第二坐标平面上的直线以原点Ob为中心旋转角度θ(步骤S8)。即，CPU41使与第二线传感器10B的测量数据对应的直线按照与第一线传感器10A的测量数据对应的直线的斜率进行旋转。
接着，CPU41针对基准平面板20的每个位置，基于与第一线传感器10A的测量数据对应的第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与第二线传感器10B的测量数据对应的第二坐标平面上的直线旋转后的直线的斜率和截距，计算第一坐标平面的原点Oa与第二坐标平面的原点Ob的相对位置(dx，dy)(步骤S9)。具体而言，CPU41以上述式(4)和式(5)为方程组，求出第二线传感器10B的原点Ob相对于第一线传感器10A的原点Oa的相对位置(dx，dy)。
接着，CPU41求出用于将从第二线传感器10B获取的测量数据转换为与第一线传感器10A同一坐标系中的测量数据的转换式(步骤S10)。具体而言，CPU41如上述式(6)和式(7)那样，基于第一坐标平面与第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度θ、以及第一坐标平面的原点Oa与第二坐标平面的原点Ob的相对位置(dx，dy)求出转换式。
由此，校准处理结束。
[感光体和显影辊的位置调节]
接着，对感光体和显影辊的位置调节进行说明。
用户在校准处理结束后，从组装用夹具30的感光体保持轴32拆下基准平面板20，将感光体安装于感光体保持轴32。并且，在组装用夹具30上，相对于感光体安装包含显影辊在内的显影器。
在图13中表示的是在配置有第一线传感器10A和第二线传感器10B的组装用夹具30上配置了感光体50和显影辊60的状态。在这里，第一线传感器10A对显影辊60的表面形状进行测量，第二线传感器10B对感光体50的表面形状进行测量。
如图14所示，通过第一线传感器10A对显影辊60的表面形状61进行测量，由此求出第一坐标平面上的显影辊60的轴中心位置C1和半径r1。
并且，将通过第二线传感器10B测量感光体50的表面形状51而得到的测量数据转换到第一线传感器10A的坐标系中，由此可知第一坐标平面上的感光体50的表面形状51，能够求出第一线传感器10A的坐标系中的感光体50的轴中心位置C2和半径r2。
CPU41根据在第一线传感器10A的坐标系中表示的、显影辊60的轴中心位置C1和半径r1、以及感光体50的轴中心位置C2和半径r2，求出感光体50与显影辊60的间隙的距离d。具体而言，通过从显影辊60的轴中心位置C1与感光体50的轴中心位置C2之间的距离减去显影辊60的半径r1和感光体50的半径r2，计算感光体50与显影辊60的间隙的距离d。
这样，通过相对于从第一线传感器10A和第二线传感器10B获取的测量数据实施数学处理，能够对感光体50与显影辊60的距离d进行测量。
CPU41使感光体50与显影辊60的间隙的距离d在显示部47中显示。
用户确认在显示部47中显示的感光体50与显影辊60的间隙的距离d，并且对感光体50和显影辊60的位置进行调节。
图15A是从感光体50和显影辊60的轴向看到的在组装用夹具30上安装的感光体50和显影辊60的图。图15B是表示在组装用夹具30上安装的感光体50和显影辊60的立体图。
感光体50通过感光体保持轴32安装于组装用夹具30。在感光体50的轴向端部设有感光体保持板52。并且，在感光体保持板52设有间隙调节板53，间隙调节板53的位置能够相对于感光体保持板52在感光体50的径向上进行改变。作为用于调节间隙调节板53的位置的机构，可以利用任何方法。
在显影辊60，环绕显影辊60的轴向端部的轴地设有环状的间隙调节垫圈62。
间隙调节板53的外侧端部(感光体50的半径方向的外侧端部)与显影辊60的间隙调节垫圈62抵接。如果使间隙调节板53向感光体50的外侧移动而按压间隙调节垫圈62，则感光体50与显影辊60的间隙的距离d扩大。另一方面，如果使间隙调节板53向感光体50的内侧移动而使相对于间隙调节垫圈62的抵接变弱，则感光体50与显影辊60的间隙的距离d减小。这样，通过移动间隙调节板53，能够对感光体50与显影辊60的间隙的距离d进行调节。
如上所述，根据本实施方式，通过改变基准平面板20的位置而由两个线传感器10A、10B对基准平面板20进行测量，能够得到第一坐标平面与第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度θ、以及第一坐标平面的原点Oa与第二坐标平面的原点Ob的相对位置(dx，dy)，因此能够简单且低成本地进行两个线传感器10A、10B的校准。
具体而言，通过对从各线传感器10A、10B获取的测量数据实施数学处理，能够得到各线传感器10A、10B的位置关系。
另外，通过将从第二线传感器10B获取的测量数据转换为与第一线传感器10A同一坐标系中的测量数据，能够在同一坐标系中对两个线传感器10A、10B的测量数据进行处理。由此，能够得到由各线传感器10A、10B测量的各物体的位置关系。
例如，组装用夹具30用于组装在电子照相式图像形成装置中使用的感光体50和显影辊60，通过将第一线传感器10A和第二线传感器10B配置于该组装用夹具30，能够精度良好地测量感光体50与显影辊60之间的距离d。
并且，通过将设置于组装用夹具30的感光体保持轴32也用作基准平面板20的保持，能够容易地改变基准平面板20的位置。
并且，通过在组装用夹具30的组装时进行校准处理，能够提高感光体50与显影辊60之间的距离d的测量精度。
并且，通过定期地进行校准处理，能够维持组装用夹具30的测量值的可靠性。
并且，可以在组装用夹具30的测量值出现偏差的情况下进行校准处理。例如，使用组装用夹具30定期地相对于成为母版的感光体50测量与显影辊60之间的间隙，在该值出现偏差时进行校准处理，由此能够提高测量的可靠性。
需要说明的是，上述实施方式中的描述只是本发明的数据处理装置的示例，并非将本发明限定于此。关于构成装置的各部分的具体构成和具体动作，在不脱离本发明主旨的范围内可以实施适当的变更。
例如，在上述实施方式中，对使用两个线传感器的情况进行了说明，但也可以使用四个线传感器。
在图16中表示的是在组装相对于感光体50设有两个显影辊70,80的图像形成装置时在间隙调节中所使用的组装用夹具90的构成。
组装用夹具90具有传感器保持板91,92。
在传感器保持板91上配置有与上述线传感器10同样的第一线传感器10A和第二线传感器10B，在传感器保持板92上配置有与上述线传感器10同样的第三线传感器10C和第四线传感器10D。第一线传感器10A用于对显影辊70的表面形状进行测量。第二线传感器10B用于对感光体50的表面形状进行测量。第三线传感器10C用于对感光体50的表面形状进行测量。第四线传感器10D用于对显影辊80的表面形状进行测量。
在组装用夹具90中，在组装感光体50和显影辊70,80之前，使用基准平面板20(参照图10)进行四个线传感器10A～10D的校准处理。
针对第一线传感器10A与第二线传感器10B、第三线传感器10C与第四线传感器10D以及第二线传感器10B与第三线传感器10C这三组，与上述校准处理同样地以两个以上的斜率(位置)对基准平面板20进行测量，计算两个线传感器的同一坐标轴之间的角度和两个线传感器的原点的相对位置。另外，基于三组线传感器的位置关系，可以在同一坐标系中表示从四个线传感器获取的测量数据。
在校准处理结束后，从组装用夹具90拆下基准平面板20，在组装用夹具90中，对感光体50和显影辊70,80的位置进行调节，并且进行组装。
基于由第一线传感器10A测量的显影辊70的表面形状和由第二线传感器10B测量的感光体50的表面形状，求出感光体50与显影辊70的间隙的距离。
并且，基于由第三线传感器10C测量的感光体50的表面形状和由第四线传感器10D测量的显影辊80的表面形状，求出感光体50与显影辊80的间隙的距离。
在以上说明中，公开了使用ROM作为存储有用于执行各处理的程序的计算机可读取介质的示例，但不限于该示例。作为其它的计算机可读取介质，可以使用闪存等非易失性存储器、CD-ROM等便携式存储介质。并且，作为经由通信线路提供程序的数据的介质，可以应用载波(传输波)。

Claims (15)

1.一种数据处理装置，对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，其特征在于，
由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，
具备：
获取部，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；
计算部，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
2.如权利要求1所述的数据处理装置，其中，
所述计算部基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，
所述计算部针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
3.如权利要求1或者2所述的数据处理装置，其中，
具备将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换部。
4.如权利要求1或2所述的数据处理装置，其中，
所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
5.如权利要求4所述的数据处理装置，其中，
在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，
所述保持轴也用于保持所述基准平面板来代替所述感光体，
通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
6.一种数据处理方法，对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，其特征在于，
由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，
包含：
获取工序，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；
计算工序，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
7.如权利要求6所述的数据处理方法，其中，
在所述计算工序中，基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，
在所述计算工序中，针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
8.如权利要求6或者7所述的数据处理方法，其中，
进一步包含将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换工序。
9.如权利要求6或7所述的数据处理方法，其中，
所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
10.如权利要求9所述的数据处理方法，其中，
在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，
所述保持轴也用于保持所述基准平面板而通过来代替所述感光体，
通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
11.一种计算机能够读取的存储介质，存储了用于对计算机进行控制的程序，该计算机对将测量对象的形状作为二维坐标上的测量数据而测量的第一线传感器和第二线传感器所获取的测量数据进行处理，其特征在于，
由所述第一线传感器测量的第一坐标平面与由所述第二线传感器测量的第二坐标平面相同或平行，
在所述计算机中，存储了用于执行以下工序的程序：
获取工序，其在使表面与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交配置的基准平面板以与所述第一坐标平面和所述第二坐标平面正交的轴为中心而进行了旋转的彼此不同的两个以上的位置，从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取测量数据；
计算工序，其基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度、以及所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
12.如权利要求11所述的存储介质，其中，
在所述计算工序中，基于在所述基准平面板的所述两个以上的位置中的至少一个以上的位置从所述第一线传感器和所述第二线传感器获取的测量数据，计算所述第一坐标平面与所述第二坐标平面的同一坐标轴之间的角度，
在所述计算工序中，针对所述基准平面板的所述两个以上的位置中的每个位置，求出与从所述第一线传感器获取的测量数据对应的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及使与从所述第二线传感器获取的测量数据对应的所述第二坐标平面上的直线以所述第二坐标平面的原点为中心旋转所述角度后的直线的斜率和截距，并基于针对所述两个以上的位置中的每个位置求出的所述第一坐标平面上的直线的斜率和截距、以及在所述第二坐标平面上旋转后的直线的斜率和截距，计算所述第一坐标平面的原点与所述第二坐标平面的原点的相对位置。
13.如权利要求11或者12所述的存储介质，其中，
所述程序在所述计算机中进一步执行将从所述第二线传感器获取的测量数据转换为与所述第一线传感器同一的坐标系中的测量数据的转换工序。
14.如权利要求11或12所述的存储介质，其中，
所述第一线传感器和所述第二线传感器配置在用于测量在电子照相式图像形成装置中使用的感光体与显影辊之间的距离的夹具上。
15.如权利要求14所述的存储介质，其中，
在所述夹具上设有用于保持所述感光体的保持轴，
所述保持轴也用于保持所述基准平面板而通过来代替所述感光体，
通过使所述基准平面板以所述保持轴为中心进行旋转，进行所述两个以上的位置上的所述基准平面板的测量。
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