JPH01167604A - 光学式外径測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は光導電物質を表面に被着させた電子写真用感
光体のドラムのようにやわらかい物質でコーティングさ
れた円筒型ないしは円柱型試料の外径を非接触で測定す
る装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真用感光体はアルミニウム管のような円筒状導電
性基体の表面にセレン系光導電材料を蒸着しあるいは有
機系光導電材料を塗布して形成される。この電子写真用
感光体は蒸着工程における熱応力あるいは塗布工程にお
ける機械的応力により変形することがあり、電子写真装
置に組み込むときに真円度を測定することが行われる。

この真円度を測定するために従来はマイクロメータを用
いて接触的に電子写真用感光体の外径を測定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらマイクロメータを用いて接触的に感光体の
外径を測定する場合においては、感光体の表面にある導
電性材料が機械的にやわらかいためにマイクロメータが
接触したときに、この感光面に損傷を与え、画像特性に
悪影響を及ぼすおそれがある。

この発明は上記の点に鑑みてなされ、その目的は非接触
で感光体の外径を測定することにより、感光面に傷をつ
けることなく外径を測定することの可能な電子写真用感
光体の外径測定装置を提供。

することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的はこの発明によれば円筒または円柱である測
定試料の外側面部に測定試料による部分的な遮光がおこ
るように平行光束１１Ａ、ＩＩＢを照射する投光部４Ａ
、４Ｂと、測定試料の外径が単位の長さ変化したときに
前記遮光の程度が変化することにともない単位量の出力
電圧の変化を発生する受光部１０Ａ、１０Ｂと、バイア
ス電圧を受光部の出力電圧に直列に印加し前記バイアス
電圧と受光部の出力電圧の代数和で示される電圧が測定
試料の外径に従って比例的に変化するよう受光部の出力
を調整するバイアス回路１４、とを備えることによって
達成される。

平行光束の照射は測定試料の外側面部により部分的な遮
光が右こり、他は受光部に到達して出力電圧を発生する
ように調整される。測定試料の外径が増減するに従い、
それが遮光量を直線的に変化させるようにする。従って
平行光束は測定試料の全体に照射されてもよく、あるい
はその一部にまたは２個所に分離して照射することがで
きる。

２個所にわけて照射するときは受光部を２個分離して設
けることができるがこの分離型の場合、その出力は直列
に接続して重畳される。

今年行光束が測定試料によって遮光されないときの受光
部の出力をｖｏ　とし、外径りの測定試料が平行光束の
一部を遮光しているものとするとこのときの出力ｖＬは
（１）式で与えられる。

Ｖ　Ｌ　＝　Ｖ　ｏ　　Ｋ　Ｌ−−−−−−−−−−−
−（１）但しＫは比例定数である。バイアス回路よりバ
イアス電圧Ｖ、を極性を逆にしてＶＬに直列に接続する
と全電圧Ｖは（２）式で与えられる。

■＝−ｖｓ＋　（Ｖｏ−ＫＬ） ＝　（−Ｖｓ＋　Ｖａ）　−Ｋ　Ｌ　−−（２）ここで
（３）式および（４）式で与えられる条件を設定する。

即ち　　　−ｖ　ｓ　＋　Ｖ　ｏ　＝　Ｏ・−−−（３
）Ｋ＝１　　　・　　・　　−−（４） （４）式は測定試料の外径が単位の長さ変化したときに
受光部の出力電圧が単位量の変化をすることに対応する
。（３）式がバイアス電圧を前記受光部の出力電圧に直
列に印加して前記バイアス電圧と受光部の出力電圧の代
数和を求めたときにその代数和で示される電圧が測定試
料の外径に従って比例的に変化するように受光部出力を
調整することに対応する。

〔作用〕

（３）式と（４）式を（２）式に代入すると、（５）式
が得られる。

Ｖ＝−Ｌ　　　　・−・　・　・　　（５）これは受光
部の出力電圧とバイアス電圧の代数和Ｖが測定試料の外
径りと数値において等しくなることを意味する。

〔実施例〕

次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例に係わる光学式外径測定装置
で機構の模式図と電気回路を一体に示す。

ここで３は測定試料である感光ドラムであり、中心軸方
向に垂直な断面が示されている。４Ａ、４Ｂはレーザ光
線を出射する投光部である。１１Ａ。

１１Ｂはそれぞれ投光部４Ａ、４Ｂの出射する平行光束
でドラム３の外側面部を照射する。光束１１Ａ。

１１Ｂは互いに平行である。１６Ａ、１６Ｂはドラム３
が平行光束１１Ａ、ＩＩＢの一部を遮光してつくった遮
光距離である。１０Ａ、ｌＯＢは受光部である。１７Ａ
、１７Ｂは受光部１０Ａ、１０Ｂの受光素子、１８Ａ。

１８Ｂは受光部１０Ａ、１０Ｂの負荷抵抗である。受光
素子１７Ａ、１７Ｂの感光面は例えば同一形状、同一サ
イズの四角形でありその面は紙面に垂直で四角形の一辺
は紙面に平行である。受光素子１７Ａ、１７Ｂの感光面
の対応する紙面に平行な一辺は同一直線上にある。平行
光束１１Ａ、１１Ｂは受光素子１７Ａ。

１７Ｂに垂直に入射する。１３Ａ、１３Ｂは受光部の出
力電圧で、受光素子１７Ａ、１７Ｂの光電流が負荷抵抗
１８Ａ、１８Ｂを流れたときに発生する。１４はバイア
ス回路であり、１９はバイアス抵抗である。１２はバイ
アス電圧でバイアス抵抗１９により電源電圧を分圧する
ことにより発生する。

平行光束１１Ａ、ｌＩＢがドラム３により遮光されない
場合の受光部の出力電圧１３Ａ、１３Ｂをそれぞる遮光
距離１６Ａ、１６Ｂが認められるときの大きさＶＡ、　
Ｖ、で示される受光部の出力電圧１３Ａ、１３Ｂはその
合計量が（７）式で示される。−が得られる。比例定数
Ｋを（４）式に従いに＝１にするには、投光部４Ａ、４
Ｂのレーザ光強度の調整、受光部１０Ａ、１０Ｂの受光
素子１７Ａ、１７Ｂの光感度調整、負荷抵抗１８八、１
８Ｂの調整等によって行うことができる。今ドラム３の
外径をり、平行光束１１Ａ、１１Ｂの最短距離をＬｏ　
とすると、（８）式が得られる。

Ｌ　＝　Ｌｏ　＋　　（ＤＡ　＋　ＤＩ）　−−−−−
−（８）（８）式を（７）式に代入すると（９）式が得
られる。　　　′”　（Ｖａ　＋　Ｖａ　＋　Ｋ　Ｌｏ
）　　Ｋ　Ｌ”””””’　（９）ここでバイアス電圧
Ｖ、として と電圧の代数和Ｖは、 ＝　−Ｋ　Ｌ　＝　−Ｌ　　　　　　　　　　−−ａＱ
このようにして電圧の代数和Ｖよりドラム３の外径を直
続することが可能となる。

投光！４八、４Ｂと受光部１０Ａ、１０Ｂの配置の機構
は具体的には例えば第２図のようにして行うことができ
る。ドラム３は回転台７の上に載置される。受光部１０
Ａ、ｌＯＢ、投光部４Ａ、４Ｂはシャフト５を介して対
向的に支持される。シャフト５はセンサ支持板６を用い
て上下方向に移動することができる。センサ支持板６は
ハンドルｌにより移動ネジ２を介して上下することがで
きる。

以上の装置を用いて測定した測定試料の外径を従来のマ
イクロメータを用いるものと対比して第１表に示す。

第　　１　　表 両者の一致は±０．００２　ｔｍの範囲で良好である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、円筒または円柱である測定試料の外
側面に測定試料による部分的な遮光が右こるように平行
光束を照射する投光部と、測定試料の外径が単位の長さ
変化したときに前記遮光の程度が変化することにともな
い単位量の出力電圧の変化を発生する受光部と、バイア
ス電圧を受光部の出力電圧に直列に印加し、前記バイア
ス電圧と受光部の出力電圧の代数和で示される電圧が測
定試料の外径に従って比例的に変化するよう受光部の出
力を調整するバイアス回路、とを備えるので、非接触で
測定試料の外径を測定することができ測定試料表面を傷
つけることがない。また測定値と測定試料の外径とが数
値において一致するので、外径を直読でき、測定の迅速
化ができる。さらにまた測定試料の固定中心が多少ずれ
ても、外径部が光路内にある限り、測定値に誤差を与え
ることがなく装置の機構を単純化できる長所があり、装
置を安価にし、また操作を容易にする。測定の精度もマ
イクロメータとほぼ同等である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係わる光学式外径測定装置
の説明図である。第２図はこの発明の実施例に係わる光
学式外径測定装置の機構図である。 ４Ａ、４Ｂ　　投光部、ＩＩＡ、ＩＩＢ・平行光束、１
０Ａ、１０Ｂ・受光部、１４　　バイアス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）円筒または円柱である測定試料の外側面部に測定試
   料による部分的な遮光がおこるように平行光束を照射す
   る投光部と、測定試料の外径が単位の長さ変化したとき
   に前記遮光の程度が変化することにともない単位量の出
   力電圧の変化を発生する受光部と、バイアス電圧を受光
   部の出力電圧に直列に印加し前記バイアス電圧と受光部
   の出力電圧の代数和で示される電圧が測定試料の外径に
   従って比例的に変化するよう受光部の出力を調整するバ
   イアス回路、とを備えることを特徴とする光学式外径測
   定装置。