JP2580643B2

JP2580643B2 - 光学系の倍率検出装置

Info

Publication number: JP2580643B2
Application number: JP62307104A
Authority: JP
Inventors: 裕二小林; 純高木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1997-02-12
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JPH01147953A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は電子写真複写機や画像読取装置等に用いら
れる結像レンズなどからなる光学系の倍率を検出する倍
率検出装置に関する。

［従来の技術］従来、上記電子写真複写機等の結像レンズの倍率を検
出する装置としては、次に示すようなものがある。すな
わち、プラテンガラスあるいはこれに相当する位置に、
所定の間隔をおいて平行に引かれた２本の指標線を配置
するとともに、プラテンガラス上に載置された原稿の画
像が、結像レンズ等からなる光学系を介して投影される
感光体ドラムの表面に対応した位置に磨りガラスを配置
し、指標線の像を磨りガラス上に投影して、その間隔を
目視等により測定することにより、光学系の倍率を検出
するように構成されている。また、結像レンズを複写機
本体に装着する以前に、この結像レンズの倍率を検出す
る場合は、指標線及び磨りガラスを所定の間隔で配設し
た治具を用いるようになっている。上記の如く倍率を検
出する際、複写機の結合レンズの倍率は予め決まってい
るため、その倍率に対応した磨りガラス上の位置に、目
印を設けておくことにより、この目印と指標線の投影像
とが一致するか否かによって容易に倍率を検出すること
ができるようになっている。また、投影する指標線の間
隔は、大きいほど倍率の検出精度を上げることができる
ため、両指標線の間隔は、数10cmと大きく設定されてお
り、これに応じて磨りガラスも数10cmの大きさのものが
用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点
を有している。すなわち、所定の間隔で引かれた２本の
指標線の画像を投影して倍率を検出するものであるた
め、検出精度を高くするには、指標線の間隔を大きく設
定するとともに、この指標線の画像を投影する磨りガラ
スも大きなものを用いる必要がある。そのため、これら
の部材を一体的に備える治具等が大型となり、装置が大
型化するとともに、コスト高になるという問題点があっ
た。また、磨りガラス上に投影された指標線の画像を目
視することによって倍率を検出するものであるため、作
業者による検出のバラツキが大きく、検出精度を均一化
するのが困難であるという問題点があった。

そこで、本出願人は、上記の問題点を解決し得るもの
として特願昭61−222206号に示すものを既に提案した。
これは、基本的には原稿保持手段の近傍に備えた検出マ
ークと感光体近傍に備えたラインイメージセンサ上に結
像レンズによって結像して得た信号を処理する手段とを
有するものである。

しかし、この場合には、ラインイメージセンサ上に結
像した２本のライン間の距離を測定するため、ラインの
ピークを精度よく検出するのが困難であり、倍率検出精
度を十分上げるには不十分なものであった。

［問題点を解決するための手段］そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決す
る為になされたもので、その目的とするところは、小型
且つ高精度で光学系の倍率を検出することができ、しか
も自動的に倍率を検出することにより検出精度のバラツ
キを防止可能な光学系の倍率検出装置を提供することに
ある。

すなわち、この発明は、一定の間隔で複数の線状画像
を有する指標部材と、この指標部材の線状画像が光学系
によって結像される位置に配設されるラインイメージセ
ンサと、このラインイメージセンサの出力信号を一定の
間隔でサンプリングすることにより、出力信号の周期と
サンプリング周期との差に基づくモアレ信号を形成し、
このモアレ信号の周期を検出することにより光学系の結
像倍率を演算する信号処理手段と、この信号処理手段に
よって演算された倍率を表示する表示手段とを備えるよ
うに構成されている。

上記指標部材は、例えば複写機の原稿を載置するプラ
テンガラス上に載置されるが、これに限定されるもので
はなく、画像読取装置の原稿台上に載置して用いても良
い。

また、複写機の結像レンズを組立てる際に、結像レン
ズの倍率を検出する場合は、結像レンズの通常画像がお
かれる位置に配置される。

一方、ラインイメージセンサは、例えば複写機の感光
体ドラムの表面に対応した位置に配置されるが、これに
限定されるわけではなく、指標部材の線状画像が投影さ
れる位置に配置すれば良い。

さらに、上記信号処理手段としては、例えばラインイ
メージセンサの出力信号を所定の間隔でサンプリングす
るサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路
によって得られた信号からモアレ信号を得るローパスフ
ィルタと、このモアレ信号の周期を検出するための電圧
比較器と周期検出回路とを備えたものが用いられる。

［作用］この発明においては、指標部材を所定の位置に配設す
るとともに、この指標部材の線状画像を光学系によって
ラインイメージセンサ上に投影し、指標部材の線状画像
をラインイメージセンサによって読取る。そして、この
ラインイメージセンサの出力信号から信号処理手段によ
ってモアレ信号を形成し、このモアレ信号の周期を検出
することによって光学系の倍率を検出する。

［実施例］以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第２図はこの発明に係る光学系の倍率検出装置を適用
し得る電子写真複写機を示すものである。図において、
１は原稿（図示せず）を載置するプラテンガラスであ
り、このプラテンガラス１上に載置された原稿の画像
は、光源２により照明されるとともに、その反射光像
は、フルレートミラー３、ハーフレートミラー４、５、
結像レンズ６及び固定ミラー７を介して感光体ドラム８
上に結像される。従って、複写機の光学系９は、光源２
と、フルレートミラー３と、ハーフレートミラー４、５
と、結像レンズ６と、固定ミラー７とから構成されてい
る。その際、光源２とフルレートミラー３は速度Ｖで、
ハーフレートミラー４、５は速度V/2でそれぞれ矢印方
向に移動し、プラテンガラス１上に載置された原稿の画
像全面を光学系９の光路長を変化させずに、走査露光す
るようになっている。

プラテンガラス１上に載置された原稿の画像は、光学
系９を介して感光体ドラム８の表面に結像されるが、結
像レンズ６等の部材によって構成される光学系９の倍率
は、各部材を取付ける際などの誤差等により、必ずしも
所定の値に等しくなっていない。そのため、複写機を組
立てる際や結像レンズの製造時等に、光学系の倍率を検
出して所定の倍率に調整する必要がある。

この実施例に係る光学系の倍率検出装置は、一定の間
隔で複数の線状画像を有する指標部材と、この指標部材
の線状画像が光学系によって結像される位置に配設され
るラインイメージセンサとを備えている。すなわち、指
標部材10としては、第３図に示すように、細長い長方形
状の透明な基板11の表面に、例えば５〜10本/mm等の一
定の間隔で多数の直線12、12…を互いに平行に形成した
ものが用いられる。従って、この指標部材10の画像を投
影すると、一定間隔で黒い線状の部分と白い部分とが交
互に連続した画像が得られる。指標部材10は、例えばプ
ラテンガラス１上に通常の原稿と同様に載置される。ま
た、ラインセンサ13としては、例えばCCD等からなる一
次元のラインイメージセンサが用いられ、このラインセ
ンサ13は、第２図に示すように、光路中に出没可能に配
設されたミラー13aを介して感光体ドラム８の表面に対
応した位置に配設される。

第１図はこの実施例に係る光学系の倍率検出装置の信
号処理回路を示すものである。この信号処理回路Ｓは、
ラインイメージセンサの出力信号を一定の間隔でサンプ
リングすることにより、出力信号の周期とサンプリング
周期との差に基づくモアレ信号を形成し、このモアレ信
号の周期を検出することにより光学系の結像倍率を演算
する信号処理手段と、この信号処理手段によって演算さ
れた倍率を表示する表示手段とを備えている。すなわ
ち、図において、13は上記ラインイメージセンサ、14は
ラインイメージセンサ13を一定周期のクロック信号によ
り駆動するためのセンサ駆動回路、15はラインイメージ
センサ13によって読取られた画像の信号をサンプルホー
ルドするサンプルホールド回路、16は上記サンプルホー
ルド回路15がサンプルホールドするタイミングを決定す
るためのタイミング回路で、このタイミング回路16は、
センサ駆動回路14からのクロック信号を遅延させる遅延
回路17と、遅延されたクロック信号を1/Jに分周する分
周回路18とからなっている。

19は上記サンプルホールド回路15からの出力信号の低
周波成分のみを通過させるローパスフィルタ、20はロー
パスフィルタ19の出力信号を基準電圧V₀と比較する電圧
比較器、21は電圧比較器21からの出力信号の周期を検出
する周期抽出回路、22は周期抽出回路21によって検出さ
れた１周期の間に、Ｎ倍化回路23から出力されるクロッ
クの数を計数するカウンタ、24はROM25に予め記憶され
たプログラムに従って所定の演算を行なうCPU、26は既
知のデータを記憶させておくRAM、27はCPU24によって求
められた光学系９の倍率を数字で表示する倍率表示器で
ある。

以上の構成において、この実施例に係る光学系の倍率
検出装置では、次のようにして複写機の光学系の倍率が
検出される。すなわち、まず一定の間隔で多数の直線1
2、12…を互いに平行に形成した指標部材10をプラテン
ガラス１上に載置して、この指標部材10の線状画像を光
学系９を介してラインイメージセンサ13上に結像する。
上記指標部材10には、一定間隔で多数の直線12、12…が
互いに平行に形成されているため、ラインイメージセン
サ13上には、黒い線状の画像と白い部分とが交互に並ん
だ画像が投影される。従って、ラインイメージセンサ13
を駆動するセンサ駆動回路14からは、第４図に示すよう
に、出力電圧が一定の周期Ａで変化する出力信号が得ら
れる。このラインイメージセンサ13からの出力信号30
は、サンプルホールド回路15によって第５図に示すよう
な所定の周期Ｂの信号31によってサンプルホールドされ
る。このサンプルホールド回路15によってサンプルホー
ルドするための信号31は、ラインイメージセンサ13を駆
動するセンサ駆動回路14のクロック信号を遅延回路17に
よって遅延し、さらに分周回路18によって1/Jに分周さ
れた信号が用いられる。この分周された信号31は、第５
図に示すように、ラインイメージセンサ13によって検出
された信号の周期Ａからわずかにズレたものが用いら
れ、その周期Ｂは、図示しない調整手段によって作業者
が調整する。

上記のように、ラインイメージセンサ13からの出力信
号30をそれに近い周期Ｂでサンプルホールドすることに
より、出力信号とサンプル信号との周期の差に基づいた
信号が得られる。この信号からローパスフィルタ19で低
周波成分のみを取出すと、第６図に示すようなモアレ信
号が得られる。次に、このローパスフィルタ19の出力信
号であるモアレ信号32を電圧比較器20によって基準電圧
V₀と比較することにより、この低周波信号に対応した周
期Ｃの第７図に示すようなパルス信号33が得られる。こ
のパルス信号33は、周期抽出回路21に入力され、この周
期抽出回路21によってパルス信号の立上がりによってパ
ルスの出力をオン・オフすることによって、上記パルス
信号33の周期Ｃに対応した幅のパルス信号34（第８図）
を得ることができる。さらに、周期抽出回路21の出力信
号は、カウンタ22に入力され、このカウンタ22によって
上記パルス信号の周期Ｃに対応した数のクロック信号が
カウントされる。このカウンタ22によって計数されるク
ロック信号は、センサ駆動回路14から得られたクロック
信号を遅延回路17によって一定時間遅らせた後、Ｎ倍化
回路23によってＮ倍化されたクロック信号が用いられ
る。

次に、CPU25は、カウンタ22からに信号によってライ
ンイメージセンサ13によって検出された画像信号の周期
Ａを基にして、光学系の倍率Ｍを演算する。すなわち、
ラインイメージセンサ13によって検出された画像の周期
をＡとすると、光学系９の倍率が１倍の場合には、この
周期Ａは指標部材10の直線12、12…の周期Ｄと一致する
はずである。従って、上記の如く検出された画像の周期
Ａと指標部材の直線の周期Ｄとの比を求めることによ
り、光学系９の倍率Ｍを求めることができる。上記ライ
ンイメージセンサ13によって検出された画像の周期Ａ
は、次式によって求めることができる。

Ａ＝（Ｃ×Ｂ）／（Ｃ±Ｂ） …（Ｉ）ここで、分母の符号＋はＡ＞Ｂの場合に、符号−はＡ
＜Ｂの場合にそれぞれ対応している。

従って、光学系９の倍率Ｍは、Ｍ＝A/D …（II）で与えられる。RAM26には予め指標部材10の線状画像の
周期Ｄが記憶されており、CPU25は、このＤの値及び
（Ｉ）式から得られたＡの値に基づいて、（II）によっ
て光学系の倍率Ｍを演算する。このCPU25によって求め
られた倍率Ｍは、７セグメント表示器等からなる倍率表
示器27によって表示される。

このように、一定間隔で複数の直線12、12…を有する
指標部材10の画像を、倍率を検出する光学系９を介して
ラインメージセンサ13上に投影し、このラインイメージ
センサ13によって検出された画像信号の周期Ａを、この
周期Ａと略等しい周期Ｂを有する信号を用いて検出する
ようにしたので、ラインイメージセンサ13は、小型でし
かも検出精度が非常に高いため、検出する線状画像の間
隔を大幅に小さくすることができ、装置の小型化が可能
である。また、指標部材10の線状画像を単にラインイメ
ージセンサ13によって検出して、この検出信号の周期を
そのまま求めて光学系の倍率を検出するのではなく、上
記検出信号をこの検出信号の周期と略等しい周期のサン
プリング信号によってサンプリングし、両者の周期の差
に基づくモアレ信号を形成して光学系９の倍率Ｍを検出
するようにしたので、モアレ信号を用いることによって
前記（Ｉ）式から明らかなように、確実に求められる値
によってラインイメージセンサ13上に投影された線状画
像の周期Ａを検出することができるので、光学系９の倍
率Ｍを高精度で検出することができる。さらに、上記の
記載から明らかのように、指標部材10の線状画像をライ
ンイメージセンサ13上に光学系９によって投影し、ライ
ンイメージセンサ13によって得られた出力信号を信号処
理回路で演算処理して、光学系９の倍率Ｍを自動的に検
出するものであるため、作業者の違いによって検出誤差
が生じることもない。

［発明の効果］このは発明は以上の構成および作用よりなるもので、
小型且つ高精度で光学系の倍率を検出することができ、
しかも自動的に倍率を検出することにより検出精度のバ
ラツキが生じるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光学系の倍率検出装置の一実施
例を示す回路図、第２図は同装置を適用した複写機を示
す構成図、第３図は光学系を示す概略斜視図、第４図乃
至第８図は第１図に示す回路で処理される信号をそれぞ
れ示すグラフである。［符号の説明］９……光学系 10……指標部材 13……ラインイメージセンサＳ……信号処理回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一定の間隔で複数の線状画像を有する指標
部材と、この指標部材の線状画像が光学系によって結像
される位置に配設されるラインイメージセンサと、この
ラインイメージセンサの出力信号を一定の間隔でサンプ
リングすることにより、出力信号の周期とサンプリング
周期との差に基づくモアレ信号を形成し、このモアレ信
号の周期を検出することにより光学系の結像倍率を演算
する信号処理手段と、この信号処理手段によって演算さ
れた倍率を表示する表示手段とを備えたことを特徴とす
る光学系の倍率検出装置。