JPH0723789Y2

JPH0723789Y2 - 光学系の深度方向傾き検出装置

Info

Publication number: JPH0723789Y2
Application number: JP1988067496U
Authority: JP
Inventors: 裕二小林; 紀之風間
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1995-05-31
Anticipated expiration: 2003-05-24
Also published as: JPH01172063U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案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深度方向の傾きを検
出する光学系の深度方向傾き検出装置に関するものであ
る。

［従来の技術］従来、上記電子写真複写機等においては、プラテンガラ
ス上に載置された原稿の画像を、複数枚のミラーとレン
ズとから構成される光学系を介して感光体ドラム上に投
影することによって、画像の複写を行なうようになって
いる。

上記光学系は、ミラーの取付け誤差による傾き等によっ
て、原稿の一端からこの画像が結像される感光体ドラム
の一端部までの光学的な距離と、原稿の他端からこの画
像が結像される感光体ドラムの他端部までの光学的な距
離が等しくならず、光学系に深度方向すなわち光軸方向
に沿った傾きが生じることがある。このように、光学系
に傾きが生じると、原稿の複写画像がその両端で倍率が
微妙に異なって複写されたり、極端な場合には原稿の複
写画像端部のピントがぼけたりする。そのため、光学系
の深度方向の傾きを検出し、これを補正することが行な
われている。

この光学系の深度方向の傾きの検出は、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、指標画像を
磨りガラス上に投影して、その画像のピントを目視や写
真によって観察することによって行なわれていた。ま
た、結像レンズ等を複写機本体に装着する以前に、この
結像レンズ等の深度方向の傾きを検出する場合は、指標
画像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。また、上記のごとく深度方向の傾
きを検出する際、複写機等の結像レンズの倍率は、予め
ある値に決っているため、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
の位置に指標画像が鮮明に結像されるか否かによって、
容易に光学系の深度方向の傾きを検出することができる
ようになっている。

［考案が解決しようとする課題］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、光学系の深度方向の傾きを、指
標画像を磨りガラス上に投影して、その画像のピントを
目視や写真などによって観察することにより検出してい
るため、検出作業が面倒であり時間がかかると共に、検
出精度には個人差があるため正確な検出が行なわれ難い
という問題点があった。

そのため、光学系の深度方向の傾きの検出を直接行なわ
ず、光学系部品の機械的な位置決めに頼って、光学系の
深度方向の傾きを調整している場合が多かった。このよ
うに、各光学系部品の機械的な位置決めを精度良く行な
っても、基準となる部品の位置がズレていたり、各部品
の位置ズレが累積されて大きな値となり、光学系の深度
方向に傾きが生じ、複写画像等の品質の劣化を招くとい
う問題点があった。

［課題を解決するための手段］そこで、この考案は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、光学
系の深度方向の傾きを容易にしかも精度良く検出するこ
とが可能な光学系の深度方向傾き検出装置を提供しよう
とするものである。

すなわち、この考案は、被結像部材の像を所定の位置に
結像する光学系の深度方向の傾きを検出する装置におい
て、被結像部材に対応した位置に画角方向に互いに離れ
て配置され、それ自体単独で結像されたときに結像位置
における局所的な結像倍率を検出可能な複数の倍率測定
用指標と、これらの倍率測定用指標が光学系によって結
像される光学像を検出するラインイメージセンサと、こ
のラインイメージセンサから出力される複数の倍率測定
用指標の検出信号から、上記複数の倍率測定用指標が光
学系によって結像されたときの局所的な結像倍率を各々
演算する信号処理手段と、この信号処理手段によって演
算された複数の倍率測定用指標の局所的な結像倍率値か
ら上記光学系の深度方向傾きを検出する傾き検出手段と
を備えるように構成されている。

上記光学系としては、例えば複数枚のミラーやレンズ等
からなるものが用いられるが、これに限定されるもので
はない。

上記倍率測定用指標としては、例えば一定の間隔で複数
の線状画像を形成したものが用いられる。この倍率測定
用指標は、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、ラインイメージセンサとしては、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
影される任意の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、例えば明暗の信号
をパルス化し、このパルス化された信号の間隔を求める
回路が用いられる。その際、パルス化された信号の間隔
を精度良く求めるため、パルス化された信号をＮ倍化し
てその間隔を求めることにより、誤差を相殺して精度を
向上することができる。

また、傾き検出手段としては、必ずしも傾きの値までも
求める必要はなく、傾きの方向だけを求めるものでも良
い。

［作用］この考案においては、被結像部材に複数の倍率測定用指
標を配置し、この倍率測定用指標の像を光学系によって
ラインイメージセンサ上に結像する。そして、これらの
ラインイメージセンサの出力信号から、信号処理手段に
よって上記光学系の結像倍率を各々演算し、この信号処
理手段によって演算された各々の倍率値から、傾き検出
手段によって光学系の深度方向傾きを検出する。

また、この考案は、倍率測定用指標として、それ自体単
独で結像されたときに結像位置における局所的な結像倍
率を検出可能なものを使用しているので、光学系の深度
方向の傾きを検出してこれを調整する以前の状態で、光
学系の深度方向に傾きがあり、画角方向の位置によるピ
ント状態及び画角方向の位置による結像倍率にずれがあ
る場合でも、倍率測定用指標は、あくまで結像位置にお
ける局所的な結像倍率を検出可能なものであるため、倍
率測定用指標の結像位置における倍率を正確に検出し
て、光学系の深度方向の傾きを高精度に検出することが
できる。

さらに、倍率測定用指標は、局所的な結像倍率を検出す
るためのものであるため、倍率測定用指標として、画角
全面あるいは半面に渡る大きな指標を使用する必要がな
いので、倍率測定用指標に歪みや撓みの影響がなく、こ
の点からも検出精度を非常に高くすることができる。

［実施例］以下にこの考案を図示の実施例に基づいて説明する。

第３図はこの考案に係る光学系の深度方向傾き検出装置
の一実施例を示すものである。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、第６図に示すよう
に、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。

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、光学
系９が結像レンズ６等の部材によって構成されているた
め、各部材を取付ける際の誤差等により、プラテンガラ
ス１上の原稿位置から感光体ドラム８の表面までの光学
的な距離が、感光体ドラム８の軸方向に沿って一定でな
くなる、すなわち結像面である感光体ドラム８の表面が
光学系９に対して深度方向に傾きをもってしまうことが
もっぱらである。そのため、複写機を組立てる際など
に、光学系の深度方向の傾きを検出して、所定の状態に
調整する必要がある。

この実施例に係る光学系の深度方向傾き検出装置は、一
定の間隔で複数の線状画像を有する倍率測定用指標と、
この倍率測定用指標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、倍率測定用指標10としては、第２図に
示すように、細長い長方形状の白色基板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
の倍率測定用指標10を投影すると、一定の間隔で黒い線
状の部分と白い線状の部分とが交互に連続した画像が得
られる。倍率測定用指標10は、第３図第４図に示すよう
に、例えばプラテンガラス１上の光軸Ｃに対して対象と
なる位置２箇所に、通常の原稿と同様に載置される。ま
た、ラインイメージセンサ13、14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、
これらのラインイメージセンサ13、14は、第３図に示す
ように、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深度方向傾き検出
装置の電気回路を示すブロック図である。この回路は、
各ラインイメージセンサの出力信号から上記光学系の結
像倍率を各々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各々の倍率値から上記光学系の深
度方向傾きを検出する傾き検出手段とを備えている。す
なわち、図において、13、14はラインイメージセンサ、
15は上記ラインイメージセンサ13、14からの信号のうち
一方の信号を選択する信号選択器、16は上記信号選択器
15により選択されたラインイメージセンサ13あるいは14
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、17はラインイメージセンサ13、14によって読
取られた画像の信号から直流成分の信号を除去するハイ
パスフィルタ、18はハイパスフィルタ17の出力信号を基
準電圧（図示例ではOV）と比較する電圧比較器、19は電
圧比較器18の出力信号の周期のＮ倍化された周期を抽出
するＮ倍化周期抽出回路、20はＮ倍化周期抽出回路19に
よって抽出されたＮ周期−の間に、センサ駆動回路16か
ら出力されるセンサ駆動用クロックの数を計数するカウ
ンタ、21は既知のデータを記憶させておくRAM、22はROM
23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である。

以上の構成において、この実施例に係る光学系の深度方
向傾き検出装置では、次のようにして複写機の光学系の
深度方向の傾きが検出される。すなわち、倍率測定用指
標10、10をプラテンガラス１上に載置して、この倍率測
定用指標10、10の線状画像12、12…を、第５図に示すよ
うに、光学系９を介してラインイメージセンサ13、14上
に結像する。その際、光学系９に深度方向の傾きがある
と、第７図に示すように、プラテンガラス１上に載置さ
れる原稿の一端からこの画像が結像される感光体ドラム
８の一端部までの光学的な距離L₁と、プラテンガラス１
上に載置される原稿の他端からこの画像が結像される感
光体ドラム８の他端部までの光学的な距離L₂が等しくな
らず、感光体ドラム８上に結像される像が傾斜する。

ところで、プラテンガラス１上に載置される倍率測定用
指標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、14
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、14
を駆動するセンサ駆動回路16の出力は、第８図の30に示
すように、出力電圧が一定の周期Ａで変化する信号とな
る。さらに、センサ駆動回路16の出力は、ハイパスフィ
ルタ17を通過することにより、第９図の31に示すような
波形となる。このハイパスフィルタ17の出力信号は、電
圧比較器18によて基準電圧OVと比較され、第10図の32に
示すパルス波形となる。さらに、このパルス波形32は、
Ｎ倍化周期抽出回路19により、周期ＡのＮ倍の幅を持つ
信号33（第11図）が得られる。Ｎ倍化周期抽出回路19に
より得られた信号33は、カウンタ20のイネーブル信号と
なり、カウンタ20では、信号33が出力されている間セン
サ駆動回路16から出力されるクロックをカウントする。

このとき、カウンタ20のカウント出力をＭとすると、倍
率測定用指標の周期をP_t、ラインイメージセンサ13、14
の画素ピッチをP_sとして、光学系９の結像倍率Magは、 Mag＝（P_t×Ｎ）／（P_s×Ｍ） …（Ｉ）と表せる。

これらの倍率測定用指標10の周期P_t、ラインイメージセ
ンサ13、14の画素ピッチP_s、及びＮの値は、予めRAM21
に記憶されており、CPU22は、ROM23に予め記憶された上
記（Ｉ）式に基づいて、RAM21に記憶された値P_t、P_s、
Ｎ、及びカウンタ20のカウント値Ｍから、結像倍率Mag
の演算を行なう。

また、CPU22は、信号選択器15をコントロールし、ライ
ンイメージセンサ13、14からの出力信号を交互に取込
み、それぞれに対して上記の演算を行なう。そして、CP
U22は、ラインイメージセンサ13による結像倍率Magと、
ラインイメージセンサ14による結像倍率Mag′とを得、
その結像倍率の差より光学系９の深度方向の傾きを検出
する。例えば、結像倍率の差（Mag−Mag′）を表示器24
にデジタル数字として表示することによって、光学系９
の深度方向の傾きを求めることができる。

さらに、予めROMにレンズの焦点距離及びラインイメー
ジセンサ間の距離を記憶させておくことにより、光学系
９の傾きを角度で検出することも容易に行える。

このように、プラテンガラス１上の両端に２つの倍率測
定用指標10、10を配置し、これらの倍率測定用指標10、
10の線状画像12、12…を光学系９によってラインイメー
ジセンサ13、14上に結像する。そして、これらのライン
イメージセンサ13、14の出力信号から、所定の信号処理
及びCPU22の演算によって上記光学系９の結像倍率Mag、
Mag′を各々演算し、これらの倍率値Mag、Mag′から、C
PU22の演算によって光学系９の深度方向傾きを検出する
ようになっている。そのため、プラテンガラス１上に所
定の倍率測定用指標10、10を配置するとともに、感光体
ドラム８上に対応した位置にイメージセンサ13、14を配
置するだけで良いので、構成が簡単であり、しかも信号
処理回路によって自動的に結像倍率を求めることができ
るので、容易に精度良く光学系９の深度方向の傾きを検
出することができる。

上記により深度方向の傾きを求めた後は、例えば固定ミ
ラー７の長手方向端部の深度方向固定位置を機械組立て
時あるいは設置後に手動または自動調節することによ
り、感光体ドラム８上に均一な倍率で結像させることが
できる。

なお、本考案における倍率測定方法としては、前記実施
例以外に、例えば特願昭62-307104号等の方法を用いて
もよいことは勿論である。

［考案の効果］この考案は以上の構成及び作用よりなるもので、光学系
の深度方向の傾きを容易にしかも精度良く検出すること
ができる。

また、この考案は、倍率測定用指標として、それ自体単
独で結像されたときに結像位置における局所的な結像倍
率を検出可能なものを使用しているので、光学系の深度
方向の傾きを検出してこれを調整する以前の状態で、光
学系に深度方向の傾きがあり、画角方向の位置によるピ
ント状態及び画角方向の位置による結像倍率にずれがあ
る場合でも、倍率測定用指標は、あくまで結像位置にお
ける局所的な結像倍率を検出可能なものであるため、倍
率測定用指標の結像位置における倍率を正確に検出し
て、光学系の深度方向の傾きを高精度に検出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る光学系の深度方向傾き検出装置
の一実施例を示すブロック図、第２図は倍率測定用指標
を示す正面図、第３図はこの考案に係る光学系の深度方
向傾き検出装置の一実施例を適用した電子写真複写機を
示す側面概略図、第４図は同平面概略図、第５図及び第
６図はそれぞれ光学系を示す斜視図、第７図は光学系が
深度方向に傾いた状態を示す説明図、第８図乃至第11図
は第１図の回路の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……倍率測定用指標 13、14……ラインイメージセンサ 22……CPU

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−13571（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−13572（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−163333（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−107674（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−6571（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−146354（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被結像部材の像を所定の位置に結像する光
学系の深度方向の傾きを検出する装置において、被結像
部材に対応した位置に画角方向に互いに離れて配置さ
れ、それ自体単独で結像されたときに結像位置における
局所的な結像倍率を検出可能な複数の倍率測定用指標
と、これらの倍率測定用指標が光学系によって結像され
る光学像を検出するラインイメージセンサと、このライ
ンイメージセンサから出力される複数の倍率測定用指標
の検出信号から、上記複数の倍率測定用指標が光学系に
よって結像されたときの局所的な結像倍率を各々演算す
る信号処理手段と、この信号処理手段によって演算され
た複数の倍率測定用指標の局所的な結像倍率値から上記
光学系の深度方向傾きを検出する傾き検出手段とを備え
たことを特徴とする光学系の深度方向傾き検出装置。