JPH05340723A - 隙間間隔測定方法 - Google Patents
隙間間隔測定方法Info
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- JPH05340723A JPH05340723A JP14569292A JP14569292A JPH05340723A JP H05340723 A JPH05340723 A JP H05340723A JP 14569292 A JP14569292 A JP 14569292A JP 14569292 A JP14569292 A JP 14569292A JP H05340723 A JPH05340723 A JP H05340723A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 装置構成に自由度があり、高精度に隙間間隔
を測定できる装置を提供する。 【構成】 照射手段３に被測定隙間を介して拡散面４を
照明させ、この時の散乱部を例えばスリット５、対物レ
ンズ６を介して受光手段７で撮像する。この撮像信号か
ら隙間間隔を測定する。
を測定できる装置を提供する。 【構成】 照射手段３に被測定隙間を介して拡散面４を
照明させ、この時の散乱部を例えばスリット５、対物レ
ンズ６を介して受光手段７で撮像する。この撮像信号か
ら隙間間隔を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は隙間間隔を非接触測定す
るための方法に関するものである。
るための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来非接触の隙間測定は、投光手段と受
光手段とを対向させ、その間に測定対象隙間を配置し、
投光手段で走査した光またはスリット光を投光し、隙間
を通過した光の幅から隙間間隔を求める光通過型の隙間
測定方法や、隙間を構成しているエッジ部分を照明し、
顕微鏡を用いて隙間幅を測定する方法がある。図８は前
者を示す図である。１′、２′は被測定隙間を形成する
ドラム、７′はハウジング、３６は受光手段、３７は投
光手段、３７Ａは投光光束の光路である。
光手段とを対向させ、その間に測定対象隙間を配置し、
投光手段で走査した光またはスリット光を投光し、隙間
を通過した光の幅から隙間間隔を求める光通過型の隙間
測定方法や、隙間を構成しているエッジ部分を照明し、
顕微鏡を用いて隙間幅を測定する方法がある。図８は前
者を示す図である。１′、２′は被測定隙間を形成する
ドラム、７′はハウジング、３６は受光手段、３７は投
光手段、３７Ａは投光光束の光路である。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかし光通過形の
隙間測定方法は測定光を通す為の光路を確保しなければ
ならないため、この光路が確保できない測定対象には使
えない。また測定対象が二円筒間間隔の場合には、顕微
鏡測定では円筒表面の反射光がエッジ部に近付くに従い
小さくなり、エッジ部分では反射光はほとんど帰らなく
なることから、円筒部と隙間部の境界の区別が難しく、
正確な測定が困難である。
隙間測定方法は測定光を通す為の光路を確保しなければ
ならないため、この光路が確保できない測定対象には使
えない。また測定対象が二円筒間間隔の場合には、顕微
鏡測定では円筒表面の反射光がエッジ部に近付くに従い
小さくなり、エッジ部分では反射光はほとんど帰らなく
なることから、円筒部と隙間部の境界の区別が難しく、
正確な測定が困難である。
【０００４】本発明は上述従来例の欠点に鑑み、装置構
成の自由度があり、かつ高精度な隙間間隔が測定可能な
方法を提供することを目的とする。
成の自由度があり、かつ高精度な隙間間隔が測定可能な
方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成する為、
本発明の方法は投光手段を測定対象隙間の片側に配置
し、拡散面を前記測定対象隙間を通して前記照明手段で
照明し、その時得られる隙間のシルエット像を受光手段
で撮像して前記測定対象隙間の隙間間隔を測定する。
本発明の方法は投光手段を測定対象隙間の片側に配置
し、拡散面を前記測定対象隙間を通して前記照明手段で
照明し、その時得られる隙間のシルエット像を受光手段
で撮像して前記測定対象隙間の隙間間隔を測定する。
【０００６】
【作用】本発明によれば片側からの投光かつ隙間を介し
た拡散面の照明としているので、従来の光通過形測定で
は、例えば光路に障害物がある等により投受光手段の配
置が不能で測定できなかった場合でも本発明では受光手
段配置に自由度ができる為測定可能である。さらに投光
手段と反対側にある拡散面を照明することでエッジ部分
のコントラストのはっきりしたシルエット像が得られ、
精度よく隙間測定を行なえる。
た拡散面の照明としているので、従来の光通過形測定で
は、例えば光路に障害物がある等により投受光手段の配
置が不能で測定できなかった場合でも本発明では受光手
段配置に自由度ができる為測定可能である。さらに投光
手段と反対側にある拡散面を照明することでエッジ部分
のコントラストのはっきりしたシルエット像が得られ、
精度よく隙間測定を行なえる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例であるレーザプリン
タのトナーカートリッジの感光ドラムと現像スリーブ二
円筒間の隙間間隔検出部の構成を示す斜視及び側面図で
あり、図２はこの隙間間隔検出部を含む隙間測定装置の
側面から見た構成及び信号処理系のブロック図である。
１は感光ドラム、２は現像スリーブで、この二つの円筒
（約φ３０ｍｍ）間の隙間間隔（約３００μｍ）が測定
対象である。３は照明用のレーザ光源であり、４の拡散
面を測定対象隙間を通して照明する。拡散面４は測定対
象隙間から約２０ｍｍの位置にある。５はスリットであ
り、測定対象隙間の長手方向と同じ向きに設定する。６
は隙間の像を拡大する対物レンズ、７は拡大された隙間
像を撮像するＣＣＤカメラである。また７にラインセン
サを用いてもよく、その場合は取付方向を隙間の長手方
向と直角な向きとする。さらに図２で８はトナーカート
リッジ、９はトナーカートリッジ８を固定する手段であ
る。１０、１１、１２は図１で示した隙間測定部全体を
それぞれピント方向、隙間と直角方向、光軸角度方向に
駆動する精密ステージ、１３はアナログの映像信号をデ
ィジタル信号に変えるＡＤ変換器、１４は画像メモリ、
１５は隙間幅計算とシステム全体の制御のための小型計
算機である。
タのトナーカートリッジの感光ドラムと現像スリーブ二
円筒間の隙間間隔検出部の構成を示す斜視及び側面図で
あり、図２はこの隙間間隔検出部を含む隙間測定装置の
側面から見た構成及び信号処理系のブロック図である。
１は感光ドラム、２は現像スリーブで、この二つの円筒
（約φ３０ｍｍ）間の隙間間隔（約３００μｍ）が測定
対象である。３は照明用のレーザ光源であり、４の拡散
面を測定対象隙間を通して照明する。拡散面４は測定対
象隙間から約２０ｍｍの位置にある。５はスリットであ
り、測定対象隙間の長手方向と同じ向きに設定する。６
は隙間の像を拡大する対物レンズ、７は拡大された隙間
像を撮像するＣＣＤカメラである。また７にラインセン
サを用いてもよく、その場合は取付方向を隙間の長手方
向と直角な向きとする。さらに図２で８はトナーカート
リッジ、９はトナーカートリッジ８を固定する手段であ
る。１０、１１、１２は図１で示した隙間測定部全体を
それぞれピント方向、隙間と直角方向、光軸角度方向に
駆動する精密ステージ、１３はアナログの映像信号をデ
ィジタル信号に変えるＡＤ変換器、１４は画像メモリ、
１５は隙間幅計算とシステム全体の制御のための小型計
算機である。
【０００８】ＣＣＤカメラ７と対物レンズ６で構成され
た受光手段の撮像焦点を感光ドラム１と現像スリーブ２
との隙間に合せ、拡散面４は焦点深度外に配置する。拡
散面４はトナーカートリッジ８の内面でもかまわない。
光源としてレーザ光源３を用い測定対象隙間を通して拡
散面４を照明する。照明位置は受光手段の光軸上とす
る。また照明光の隙間通過位置は受光手段の視野外とな
るように受光系の光軸に対して斜めから入射する。照明
光のビーム径は被測定隙間と同程度の径にコリメートし
ておくことで隙間通過の際に円筒に遮られる光が少なく
なるので損失光量が小さくなり照明効率がよい。
た受光手段の撮像焦点を感光ドラム１と現像スリーブ２
との隙間に合せ、拡散面４は焦点深度外に配置する。拡
散面４はトナーカートリッジ８の内面でもかまわない。
光源としてレーザ光源３を用い測定対象隙間を通して拡
散面４を照明する。照明位置は受光手段の光軸上とす
る。また照明光の隙間通過位置は受光手段の視野外とな
るように受光系の光軸に対して斜めから入射する。照明
光のビーム径は被測定隙間と同程度の径にコリメートし
ておくことで隙間通過の際に円筒に遮られる光が少なく
なるので損失光量が小さくなり照明効率がよい。
【０００９】ここでＣＣＤカメラにはレーザ光で照明さ
れた場所を二次光源として隙間のシルエット像（図３の
（ａ）に示す）が得られる。即ち隙間部分１８は拡散面
からの散乱光が通過できるため明るくなり、円筒部分１
６、１７はその光が遮られることから暗くコントラスト
を持った像が得られる。コントラストをはっきりとさせ
るために、円筒表面を照明用のレーザ光が照明しないよ
うに受光系の光軸に対し斜めから照明光を入射する。ま
た感光ドラムに用いられている感光体は外光が当たると
性能を損なうため、暗所で測定を行う。また照明用の光
源も感光体に影響のない波長範囲にある半導体レーザや
ＨｅＮｅレーザ等を用いる。
れた場所を二次光源として隙間のシルエット像（図３の
（ａ）に示す）が得られる。即ち隙間部分１８は拡散面
からの散乱光が通過できるため明るくなり、円筒部分１
６、１７はその光が遮られることから暗くコントラスト
を持った像が得られる。コントラストをはっきりとさせ
るために、円筒表面を照明用のレーザ光が照明しないよ
うに受光系の光軸に対し斜めから照明光を入射する。ま
た感光ドラムに用いられている感光体は外光が当たると
性能を損なうため、暗所で測定を行う。また照明用の光
源も感光体に影響のない波長範囲にある半導体レーザや
ＨｅＮｅレーザ等を用いる。
【００１０】次にこの画像をＡＤ変換器１３を通して画
像メモリ１４に入力し、小型計算機１５で画像処理を行
い隙間間隔を求める。ここで得られる画像は拡散された
レーザ光が照明となることから、隙間部分の画像にスペ
ックルが生じている。そのため画像の１ラインのみに着
目した場合にはスペックルが原因の測定値ばらつきが大
きい。そこで隙間像の長手方向に画像の射影をとりスペ
ックルを平均化することで図３の（ｂ）に示す信号波形
１９がえられる。この波形の明部と暗部の信号レベルの
中央２０をしきい値として明部の幅２１をもとめ、これ
を隙間幅とする。
像メモリ１４に入力し、小型計算機１５で画像処理を行
い隙間間隔を求める。ここで得られる画像は拡散された
レーザ光が照明となることから、隙間部分の画像にスペ
ックルが生じている。そのため画像の１ラインのみに着
目した場合にはスペックルが原因の測定値ばらつきが大
きい。そこで隙間像の長手方向に画像の射影をとりスペ
ックルを平均化することで図３の（ｂ）に示す信号波形
１９がえられる。この波形の明部と暗部の信号レベルの
中央２０をしきい値として明部の幅２１をもとめ、これ
を隙間幅とする。
【００１１】以上の隙間幅検出部を備えた隙間測定機に
おいて、受光手段の撮像焦点が隙間からずれると測定誤
差が増大する。また受光手段の光軸が隙間部分からずれ
て、隙間像が画面上からはずれると正しく測定できな
い。さらに隙間に対して受光手段の光軸が垂直でないと
真の隙間幅よりも小さく測定される。またトナーカート
リッジ８の取り付け姿勢によっても隙間幅は変化し、感
光ドラム１と現像スリーブ２の回転、停止によっても隙
間幅が変わる。これらの測定対象隙間の位置ずれは測定
対象の寸法誤差から発生する。そこで投光手段と受光手
段を一体として精密ステージ１０、１１、１２で駆動
し、上記位置ずれに対応して投受光手段の位置を最適位
置に設定する。さらにトナーカートリッジ８は製品使用
時と同一の姿勢で保持し、ドラム１を製品使用時と同一
の回転数で駆動する。
おいて、受光手段の撮像焦点が隙間からずれると測定誤
差が増大する。また受光手段の光軸が隙間部分からずれ
て、隙間像が画面上からはずれると正しく測定できな
い。さらに隙間に対して受光手段の光軸が垂直でないと
真の隙間幅よりも小さく測定される。またトナーカート
リッジ８の取り付け姿勢によっても隙間幅は変化し、感
光ドラム１と現像スリーブ２の回転、停止によっても隙
間幅が変わる。これらの測定対象隙間の位置ずれは測定
対象の寸法誤差から発生する。そこで投光手段と受光手
段を一体として精密ステージ１０、１１、１２で駆動
し、上記位置ずれに対応して投受光手段の位置を最適位
置に設定する。さらにトナーカートリッジ８は製品使用
時と同一の姿勢で保持し、ドラム１を製品使用時と同一
の回転数で駆動する。
【００１２】まず焦点位置設定を焦点位置設定ステージ
１０で行う。隙間位置に撮像焦点が合っているかの判断
は隙間像のエッジ付近の傾きが最大になったことで行
う。検出部を焦点方向に所定範囲に渡って一定間隔で送
り、各位置における上記傾きを求める。そして上記傾き
が最大になる位置にステージ１０位置を戻すことで焦点
位置を合せる。
１０で行う。隙間位置に撮像焦点が合っているかの判断
は隙間像のエッジ付近の傾きが最大になったことで行
う。検出部を焦点方向に所定範囲に渡って一定間隔で送
り、各位置における上記傾きを求める。そして上記傾き
が最大になる位置にステージ１０位置を戻すことで焦点
位置を合せる。
【００１３】隙間の長手方向と直角な方向の位置設定に
ついては、検出画像の中央を零として、隙間像の重心位
置をもとめ、重心位置を零に修正する方向に隙間位置設
定ステージ１１を駆動する。その結果隙間像は常に取り
込み画像の中央に位置する。
ついては、検出画像の中央を零として、隙間像の重心位
置をもとめ、重心位置を零に修正する方向に隙間位置設
定ステージ１１を駆動する。その結果隙間像は常に取り
込み画像の中央に位置する。
【００１４】受光手段の角度設定は測定角度設定ステー
ジ１２で行う。ステージ１２の取り付けは、ステージ１
２の回転中心と受光手段の焦点位置が一致するように設
定する。その状態で精密ステージ１２の角度を所定角度
範囲にわたり一定角度で送り、各角度に於る隙間測定値
を求める。測定値は受光系が隙間に対して垂直になった
ときに最大になる。そこで隙間測定値が最大になる角度
にステージ１２角度を戻すことで検出部の角度を合わせ
る。
ジ１２で行う。ステージ１２の取り付けは、ステージ１
２の回転中心と受光手段の焦点位置が一致するように設
定する。その状態で精密ステージ１２の角度を所定角度
範囲にわたり一定角度で送り、各角度に於る隙間測定値
を求める。測定値は受光系が隙間に対して垂直になった
ときに最大になる。そこで隙間測定値が最大になる角度
にステージ１２角度を戻すことで検出部の角度を合わせ
る。
【００１５】感光ドラム１と現像スリーブ２間の間隔
は、トナーカートリッジ８の取り付け姿勢や、感光ドラ
ム１の回転、停止によって変化する。そこで製品使用状
態での隙間間隔を測定するために、トナーカートリッジ
８は製品使用時と同一の姿勢で取り付け、感光ドラム１
は図示しないモータにより製品使用時と同じ回転数で回
転させながら隙間間隔を測定する。
は、トナーカートリッジ８の取り付け姿勢や、感光ドラ
ム１の回転、停止によって変化する。そこで製品使用状
態での隙間間隔を測定するために、トナーカートリッジ
８は製品使用時と同一の姿勢で取り付け、感光ドラム１
は図示しないモータにより製品使用時と同じ回転数で回
転させながら隙間間隔を測定する。
【００１６】上記構成でセンサ姿勢を隙間に合わせ隙間
測定を行うことで、隙間間隔を精度良く測定できる。
測定を行うことで、隙間間隔を精度良く測定できる。
【００１７】次に対物レンズ６前に置かれたスリット５
の効果について述べる。本実施例において隙間部分に受
光系の撮像焦点が合っている場合には図３の（ａ）に示
すように明確に隙間部とエッジ部とが明確に区別できる
像が得られる。しかし測定対象の寸法誤差等の理由で受
光系の撮像焦点位置から隙間部分がはずれた場合には、
スリット５がないと図４（ａ）の様にエッジ付近に明る
い帯状の像１８′ができる。この像を隙間の長手方向に
射影をとった波形が図４の（ｂ）である。図４の（ａ）
での明るい帯状の像は図４の（ｂ）ではエッジ付近の光
量ピーク１９′として現れる。同図でエッジ付近の光量
ピークは実際の明部の幅より外側に位置する。そしてこ
のエッジ付近の光量ピークは撮像焦点からはずれるにし
たがって左右２つの間隔が広がる。そのため焦点がずれ
ると明部の幅２１が実際の値より大きく測定されてしま
う。この測定値の変化の様子２２を焦点位置のずれに対
してプロットしたのが図４の（ｃ）である。焦点が合っ
ている付近で測定値が最小になるが、測定値変化がフラ
ットになる領域２３は狭く、焦点がずれるにしたがって
測定誤差が増えてゆくのが分かる。
の効果について述べる。本実施例において隙間部分に受
光系の撮像焦点が合っている場合には図３の（ａ）に示
すように明確に隙間部とエッジ部とが明確に区別できる
像が得られる。しかし測定対象の寸法誤差等の理由で受
光系の撮像焦点位置から隙間部分がはずれた場合には、
スリット５がないと図４（ａ）の様にエッジ付近に明る
い帯状の像１８′ができる。この像を隙間の長手方向に
射影をとった波形が図４の（ｂ）である。図４の（ａ）
での明るい帯状の像は図４の（ｂ）ではエッジ付近の光
量ピーク１９′として現れる。同図でエッジ付近の光量
ピークは実際の明部の幅より外側に位置する。そしてこ
のエッジ付近の光量ピークは撮像焦点からはずれるにし
たがって左右２つの間隔が広がる。そのため焦点がずれ
ると明部の幅２１が実際の値より大きく測定されてしま
う。この測定値の変化の様子２２を焦点位置のずれに対
してプロットしたのが図４の（ｃ）である。焦点が合っ
ている付近で測定値が最小になるが、測定値変化がフラ
ットになる領域２３は狭く、焦点がずれるにしたがって
測定誤差が増えてゆくのが分かる。
【００１８】このような誤差を生むのは二次光源となる
拡散面４で散乱された光が直接受光系に入射するものば
かりではなく円筒表面で反射して受光系に入射するもの
もあり、この円筒表面の反射光は隙間像のエッジ付近に
結像するためである。円筒表面で反射した光は図６の様
な光路で進む。図６で１は感光ドラム、２は現像スリー
ブで、この二つの円筒間の隙間間隔が測定対象である。
４は拡散面、５はスリット、６は対物レンズ、７はＣＣ
Ｄカメラ、２４は隙間を通過し直進する直進光、２５は
円筒表面で反射した反射光、２６は直進光２４の対物レ
ンズ入口での光量分布、２７は反射光２５の対物レンズ
入口での光量分布、２８は直進光２４のＣＣＤカメラ７
の受光面での光量分布、２９は反射光２５の受光面での
光量分布である。隙間を通過し直進する直進光２４は対
物レンズの入口付近では対物レンズの中心部に集中２６
している。一方で円筒表面で反射した反射光２５は対物
レンズ入口付近では薄く広く分布２７している。それぞ
れの光線は対物レンズ入口付近で図６の（ｂ）の様な光
量分布になっており、全体ではこれらの和の光量分布と
なっている。これらの光線を対物レンズ６でＣＣＤカメ
ラ７の受光面に結像させると、隙間を直進して通過した
直進光２４は受光面上ではエッジのはっきりした隙間像
２８として結像するが、円筒表面で反射した反射光２５
は受光面上では隙間像のエッジ付近に集中し、図６の
（ｃ）の様に隙間像のエッジ付近に光量ピーク２９を生
じさせる。そして受光光学系と被測定隙間の距離を変化
させ焦点位置を変化させるとエッジ付近の光量ピーク２
９の間隔は狭くなったり広くなったりする。そのため明
部の幅が変化することとなり、焦点ずれによって測定誤
差が生じる。
拡散面４で散乱された光が直接受光系に入射するものば
かりではなく円筒表面で反射して受光系に入射するもの
もあり、この円筒表面の反射光は隙間像のエッジ付近に
結像するためである。円筒表面で反射した光は図６の様
な光路で進む。図６で１は感光ドラム、２は現像スリー
ブで、この二つの円筒間の隙間間隔が測定対象である。
４は拡散面、５はスリット、６は対物レンズ、７はＣＣ
Ｄカメラ、２４は隙間を通過し直進する直進光、２５は
円筒表面で反射した反射光、２６は直進光２４の対物レ
ンズ入口での光量分布、２７は反射光２５の対物レンズ
入口での光量分布、２８は直進光２４のＣＣＤカメラ７
の受光面での光量分布、２９は反射光２５の受光面での
光量分布である。隙間を通過し直進する直進光２４は対
物レンズの入口付近では対物レンズの中心部に集中２６
している。一方で円筒表面で反射した反射光２５は対物
レンズ入口付近では薄く広く分布２７している。それぞ
れの光線は対物レンズ入口付近で図６の（ｂ）の様な光
量分布になっており、全体ではこれらの和の光量分布と
なっている。これらの光線を対物レンズ６でＣＣＤカメ
ラ７の受光面に結像させると、隙間を直進して通過した
直進光２４は受光面上ではエッジのはっきりした隙間像
２８として結像するが、円筒表面で反射した反射光２５
は受光面上では隙間像のエッジ付近に集中し、図６の
（ｃ）の様に隙間像のエッジ付近に光量ピーク２９を生
じさせる。そして受光光学系と被測定隙間の距離を変化
させ焦点位置を変化させるとエッジ付近の光量ピーク２
９の間隔は狭くなったり広くなったりする。そのため明
部の幅が変化することとなり、焦点ずれによって測定誤
差が生じる。
【００１９】上記のように焦点ずれによる誤差は円筒表
面の反射光２５によるものである。そこで対物レンズ入
口付近にスリット５を挿入し直進光２４は全て通し、反
射光２５の大部分は遮光する。ここでスリット５がなけ
れば図４の（ａ）の様にエッジ付近に光量ピークが生じ
る焦点位置で、スリット５を対物レンズ６前に挿入した
とき得られる隙間像は図５の（ａ）の様になりエッジ付
近の光量ピークはなくなる。図５の（ａ）隙間の長手方
向に射影をとった図５の（ｂ）からもエッジ付近にあっ
た光量ピークがほとんどなくなっているのがわかる。図
５（ｃ）はこのスリット５を用いた場合の、焦点位置か
らのずれに対する測定値の変化２２をプロットしたもの
である。この図からスリット５を使うことで焦点位置か
らのずれに対する測定値の変化がフラットになる領域２
３が広がり、焦点ずれに対して強い受光系ができること
が分かる。
面の反射光２５によるものである。そこで対物レンズ入
口付近にスリット５を挿入し直進光２４は全て通し、反
射光２５の大部分は遮光する。ここでスリット５がなけ
れば図４の（ａ）の様にエッジ付近に光量ピークが生じ
る焦点位置で、スリット５を対物レンズ６前に挿入した
とき得られる隙間像は図５の（ａ）の様になりエッジ付
近の光量ピークはなくなる。図５の（ａ）隙間の長手方
向に射影をとった図５の（ｂ）からもエッジ付近にあっ
た光量ピークがほとんどなくなっているのがわかる。図
５（ｃ）はこのスリット５を用いた場合の、焦点位置か
らのずれに対する測定値の変化２２をプロットしたもの
である。この図からスリット５を使うことで焦点位置か
らのずれに対する測定値の変化がフラットになる領域２
３が広がり、焦点ずれに対して強い受光系ができること
が分かる。
【００２０】図７は本発明の第２の実施例であるレーザ
プリンタのトナーカートリッジの感光ドラムと現像スリ
ーブの二円筒間の隙間間隔検出部の構成図である。前述
と同様の部材には同じ符番を冠しているが、一応説明す
る。１は感光ドラム、２は現像スリーブで、この二つの
円筒（約φ３０ｍｍ）間の隙間間隔（約３００μｍ）が
測定対象である。拡散面４は測定対象隙間から約２０ｍ
ｍの位置にある。５はスリットであり測定対象隙間の長
手方向と同じ向きに設定する。６は隙間の像を拡大投影
する対物レンズ、７は拡大された隙間像を撮像するＣＣ
Ｄカメラである。また７にラインセンサを用いてもよ
く、その場合は取付方向を隙間の長手方向と直角な向き
とする。さらに３０はＨｅＮｅレーザ、３１はビームエ
キスパンダ、３２はレンズ、３３、３４は絞り、３５は
ビームスプリッタである。
プリンタのトナーカートリッジの感光ドラムと現像スリ
ーブの二円筒間の隙間間隔検出部の構成図である。前述
と同様の部材には同じ符番を冠しているが、一応説明す
る。１は感光ドラム、２は現像スリーブで、この二つの
円筒（約φ３０ｍｍ）間の隙間間隔（約３００μｍ）が
測定対象である。拡散面４は測定対象隙間から約２０ｍ
ｍの位置にある。５はスリットであり測定対象隙間の長
手方向と同じ向きに設定する。６は隙間の像を拡大投影
する対物レンズ、７は拡大された隙間像を撮像するＣＣ
Ｄカメラである。また７にラインセンサを用いてもよ
く、その場合は取付方向を隙間の長手方向と直角な向き
とする。さらに３０はＨｅＮｅレーザ、３１はビームエ
キスパンダ、３２はレンズ、３３、３４は絞り、３５は
ビームスプリッタである。
【００２１】本実施例は投受光同軸で隙間測定を行うも
のである。光源としてＨｅＮｅレーザ３０を用い、ビー
ムエキスパンダ３１で光線を広げた後、レンズ３２で光
線を集光する。レンズ３２の焦点位置と対物レンズ６の
像面位置を一致させることで、この光線は被測定隙間の
位置でビーム径１００μｍ以下に絞られ、二円筒間約３
００μｍの隙間を通過し、拡散面４を照明する。このと
きレンズ３２の直後の絞り３３で照明領域の広さを可変
できる。３４の絞りは対物レンズ６の撮像焦点と共役な
位置に置き、被測定隙間位置の円筒１、２を直接照明す
る回折光や散乱光を遮る。
のである。光源としてＨｅＮｅレーザ３０を用い、ビー
ムエキスパンダ３１で光線を広げた後、レンズ３２で光
線を集光する。レンズ３２の焦点位置と対物レンズ６の
像面位置を一致させることで、この光線は被測定隙間の
位置でビーム径１００μｍ以下に絞られ、二円筒間約３
００μｍの隙間を通過し、拡散面４を照明する。このと
きレンズ３２の直後の絞り３３で照明領域の広さを可変
できる。３４の絞りは対物レンズ６の撮像焦点と共役な
位置に置き、被測定隙間位置の円筒１、２を直接照明す
る回折光や散乱光を遮る。
【００２２】上記構成の同軸照明を備えた隙間幅検出部
によれば被測定隙間がごく一部分しか外部から見えない
場合でも、被測定隙間を通して拡散面４を照明すること
ができ、隙間のシルエット像をＣＣＤカメラ７で撮像す
ることができる。
によれば被測定隙間がごく一部分しか外部から見えない
場合でも、被測定隙間を通して拡散面４を照明すること
ができ、隙間のシルエット像をＣＣＤカメラ７で撮像す
ることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、光源を被測定隙間
の片側に配置し、拡散面を被測定隙間を通して照明し、
その時の隙間のシルエット像を受光手段によって撮像し
て、隙間幅を算出することで、非接触に隙間間隔測定が
行え、また光通過形測定では光路に障害物があり測定で
きない場合でも本発明によれば測定可能である。さらに
投受光手段の反対側にある拡散面を照明することからエ
ッジ部分のコントラストのはっきりしたシルエット像が
得られ、精度よく隙間測定を行える。
の片側に配置し、拡散面を被測定隙間を通して照明し、
その時の隙間のシルエット像を受光手段によって撮像し
て、隙間幅を算出することで、非接触に隙間間隔測定が
行え、また光通過形測定では光路に障害物があり測定で
きない場合でも本発明によれば測定可能である。さらに
投受光手段の反対側にある拡散面を照明することからエ
ッジ部分のコントラストのはっきりしたシルエット像が
得られ、精度よく隙間測定を行える。
【図１】本発明を実施した隙間間隔検出部の概略図であ
る。
る。
【図２】隙間間隔測定機の構成図である。
【図３】検出画像（ａ）及び検出画像を隙間の長手方向
に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）を示す図であ
る。
に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）を示す図であ
る。
【図４】スリット５のない検出系構成で撮像焦点がずれ
た場合の検出画像（ａ）及び検出画像を隙間の長手方向
に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）及び焦点ずれに
対する測定値の変化（ｃ）を示す図である。
た場合の検出画像（ａ）及び検出画像を隙間の長手方向
に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）及び焦点ずれに
対する測定値の変化（ｃ）を示す図である。
【図５】スリット５を用いた検出系構成で撮像焦点がず
れた場合の検出画像（ａ）及び検出画像を隙間の長手方
向に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）及び焦点ずれ
に対する測定値の変化（ｃ）を示す図である。
れた場合の検出画像（ａ）及び検出画像を隙間の長手方
向に射影をとり平均化した信号波形（ｂ）及び焦点ずれ
に対する測定値の変化（ｃ）を示す図である。
【図６】円筒間を通過する光の光路（ａ）及び対物レン
ズ前に於る直進光２４と反射光２５の光量分布（ｂ）及
び像面に於る直進光２４と反射光２５の光量分布（ｃ）
を示すである。
ズ前に於る直進光２４と反射光２５の光量分布（ｂ）及
び像面に於る直進光２４と反射光２５の光量分布（ｃ）
を示すである。
【図７】本発明の第２の実施例である同軸照明系の隙間
間隔検出部の概略図である。
間隔検出部の概略図である。
【図８】外径測定機を用いた従来の隙間測定機の構成図
である。
である。
１ 感光ドラム ２ 現像スリーブ ３ レーザ光源 ４ 拡散面 ５ スリット ６ 対物レンズ ７ ＣＣＤカメラ ８ トナーカートリッジ ９ カートリッジ取り付け台 １０ 焦点位置設定ステージ １１ 隙間方向位置設定ステージ １２ 測定角度設定ステージ １３ ＡＤ変換器 １４ 画像メモリ １５ 小型計算機 １６ 現像スリーブ像 １７ 感光ドラム像 １８ 隙間像 １９ 隙間像の射影波形 ２０ 射影波形のしきい値 ２１ 隙間幅 ２２ 焦点ずれに対する測定値変化 ２３ 焦点ずれに対する測定値平坦部の幅 ２４ 円筒面で反射せず直進する直進光 ２５ 円筒表明で反射した反射光 ２６ 直進光２４の対物レンズ入口での光量分布 ２７ 反射光２５の対物レンズ入口での光量分布 ２８ 直進光２４の受光面での光量分布 ２９ 反射光２５の受光面での光量分布 ３０ ＨｅＮｅレーザ ３１ ビームエキスパンダ ３２ レンズ ３３、３４ 絞り ３５ ビームスプリッタ ３６、３７ 外径測定機の投受光ユニット
Claims (4)
- 【請求項１】 照明手段を測定対象隙間の片側に配置
し、拡散面を前記測定対象隙間を通して前記照明手段
で、照明し、隙間のシルエット像を受光手段で撮像し
て、前記測定対象隙間の隙間間隔を測定する隙間間隔測
定方法。 - 【請求項２】 前記測定対象隙間は前記受光手段の撮像
焦点位置に位置し、拡散面は前記受光手段の焦点深度外
に位置することを特徴とする請求項１の測定方法。 - 【請求項３】 前記受光手段は受光素子と対物レンズと
を有し、該受光素子にラインセンサまたはエリアセンサ
を用い、前記測定対象隙間と前記対物レンズの間に隙間
と平行なスリットを設けていることを特徴とする請求項
１の測定方法。 - 【請求項４】 前記測定対象隙間を暗所で測定すること
を特徴とする請求項１の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04145692A JP3072805B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 隙間間隔測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04145692A JP3072805B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 隙間間隔測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05340723A true JPH05340723A (ja) | 1993-12-21 |
| JP3072805B2 JP3072805B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=15390898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04145692A Expired - Fee Related JP3072805B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 隙間間隔測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3072805B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529761A (ja) * | 2004-03-18 | 2007-10-25 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 本体縁の位置の変化を測定する装置 |
| JP2007322566A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Kyocera Mita Corp | 現像装置、これを備えた画像形成装置及びローラ間の隙間測定方法 |
| JP2009053311A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 光路変更部材を用いたプロセスカートリッジの間隔測定方法、及びその測定方法を用いて測定されるプロセスカートリッジ |
| JP2013246146A (ja) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Toyota Motor Corp | クリアランス測定装置及びクリアランス測定方法 |
| US20160139535A1 (en) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing device |
| CN111998781A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-11-27 | 柯尼卡美能达株式会社 | 测定装置、图像形成装置及测定方法 |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP04145692A patent/JP3072805B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007529761A (ja) * | 2004-03-18 | 2007-10-25 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 本体縁の位置の変化を測定する装置 |
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| CN111998781A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-11-27 | 柯尼卡美能达株式会社 | 测定装置、图像形成装置及测定方法 |
| US10982953B2 (en) | 2019-05-27 | 2021-04-20 | Konica Minolta, Inc. | Measuring device, image forming apparatus, and measuring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3072805B2 (ja) | 2000-08-07 |
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