專利名稱：一種磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)屬激光衍射檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域及激光偏光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用光的衍 射效應(yīng)對(duì)磁輥和感光鼓間隙進(jìn)行精密檢測(cè)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光打印機(jī)用硒鼓中磁輥和感光鼓的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端間隙的大小是影響 硒鼓打印質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一，然硒鼓制造和再生過程常出現(xiàn)此案以下問題1、 磁輥和感光鼓間隙過大或過小，這兩種情況都將導(dǎo)致印品色密度值偏離正常范 圍；2、磁輥和感光鼓之間的間隙一端過大一端過小，這將導(dǎo)致印品色密度不均 勻；3、因?yàn)橛绊懘泡伜透泄夤拈g隙的因素多種多樣，通常不能主觀判斷它的大 小是否在正常范圍內(nèi)。因此，對(duì)磁輥和感光鼓之間的兩端間隙進(jìn)行細(xì)致檢測(cè)是 必要的。
目前，尚沒有同步檢測(cè)磁鼓和感光鼓之間兩端間隙大小的專門設(shè)備方面的 報(bào)道。若采用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量有三個(gè)明顯的缺點(diǎn) 一是誤差大，這是因?yàn)殚g 隙太小在微米量級(jí)而游標(biāo)卡尺的最小刻度值又太大；二是容易碰損或污染清潔 刮刀及鄰近器件，給硒鼓制造質(zhì)量帶來潛在隱患；三是檢測(cè)速度慢，不能對(duì)硒 鼓實(shí)時(shí)批量檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所涉及的磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系統(tǒng)，采用夫瑯禾菲單縫衍射 原理同步檢測(cè)磁輥與感光鼓間隙兩端的大小。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系 統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片、柱形圓筒、圓筒底座、底座定位 磁鐵、0E雙輸出棱鏡、平面反射鏡、測(cè)試支架、驅(qū)動(dòng)裝置、傅立葉透鏡、CCD 相機(jī)、圖像測(cè)量軟件。半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片固定在柱形圓筒中， 柱形圓筒粘接在圓筒底座上，圓筒底座通過定位磁鐵吸附在鐵質(zhì)三維調(diào)節(jié)平臺(tái) 上，待測(cè)硒鼓組件安裝在測(cè)試支架上，CCD相機(jī)通過視頻卡與電腦相連，驅(qū)動(dòng)裝置、CCD相機(jī)和圖像測(cè)量軟件由電腦控制完成。
激光單元內(nèi)部包括半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片三部分。半導(dǎo)體激 光器、平行光管、光衰減片三個(gè)部件裝配在一起便于整體移動(dòng)。其中的半導(dǎo)體 激光器為半導(dǎo)體泵浦全固態(tài)連續(xù)激光器，平行光管采用類似倒置的伽利略單筒 望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)以便縮短激光單元的長(zhǎng)度，光衰減片為由兩片線偏振片構(gòu)成的可調(diào) 衰減器，轉(zhuǎn)動(dòng)其中的一片線偏振片可調(diào)節(jié)通過衰減片后的光強(qiáng)度。
激光器按輸出光的偏振態(tài)來分可分為兩大類， 一類輸出的是線偏振光，一
類輸出的是非偏振光。本發(fā)明中因?yàn)橐肙E雙輸出棱鏡得到兩束光強(qiáng)差不多 的光，所以選用輸出非偏振光的激光器作為光源。
所以本發(fā)明選用0E雙輸出棱鏡作為光束分束器是因?yàn)樗?， E兩種振動(dòng)的 光波都垂直各自的通光面輸出，從而減少波前畸變進(jìn)而減小衍射圖樣的誤差。
本發(fā)明中的CCD相機(jī)去掉了鏡頭部分以獲得比較小的視場(chǎng)，避免背景光對(duì) 衍射圖樣的影響。配合傅立葉透鏡使用時(shí)須前后移動(dòng)CCD相機(jī)的位置，使CCD 相機(jī)的光敏面位于傅立葉透鏡的焦平面上以便得到清晰的衍射圖樣。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述


圖l、磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)圖 圖2、激光單元內(nèi)部構(gòu)成與光路示意圖 圖3、 OE雙輸出棱鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能示意圖 圖4、感光鼓與磁輥構(gòu)成的單縫衍射原理圖 圖5、圖像處理方法流程圖
圖中1、激光單元，2、三維調(diào)節(jié)平臺(tái)，3、 0E雙輸出棱鏡，4、反射鏡，5、 磁輥，6、感光鼓，7、護(hù)套，8、支架，9、驅(qū)動(dòng)裝置，10、傅立葉透鏡，11、 CCD相機(jī)，101、半導(dǎo)體激光器，102、平行光管，103、光衰減器，104、柱形 圓筒，105、圓筒底座，106、定位磁鐵，107、高斯光束，108、平行光束，201、 豎直微調(diào)旋鈕，202、水平微調(diào)旋鈕，301、棱鏡光軸，302、 e光，303、 o光。
如圖1和2所示，該間隙測(cè)定系統(tǒng)的激光單元由半導(dǎo)體激光器101、平行光
4管102、光學(xué)光衰減片103、柱形圓筒104、圓筒底座105、底座定位磁鐵106 構(gòu)成。從半導(dǎo)體激光器101出射的是高斯光束107，經(jīng)平行光管102后變?yōu)槠叫?光束108。激光單元1通過定位磁鐵106吸附在鐵質(zhì)三維調(diào)節(jié)平臺(tái)2上，調(diào)節(jié)三 維調(diào)節(jié)光學(xué)平臺(tái)2的豎直方向微調(diào)旋鈕201和水平方向微調(diào)旋鈕202可以微調(diào) 激光束的方向。
如圖1和3所示，從激光單元1出射的激光束被0E雙輸出棱鏡3分成0光 .301和E光302， E光302沿原光路方向穿過左端護(hù)套右邊的磁輥與感光鼓間的 狹縫，0光射向平面反射鏡4，再次被反射穿過右端護(hù)套左邊的磁輥與感光鼓間 的狹縫。
如圖4所示，由夫瑯和費(fèi)單縫衍射原理可知，平行光束0光301或E光302 經(jīng)過感光鼓6和磁輥5之間的狹縫時(shí)產(chǎn)生夫瑯和費(fèi)單縫衍射，衍射光在傅立葉 透鏡10的焦平面11上形成中央亮紋寬度為D的衍射圖樣。磁輥與感光鼓間隙 寬度6可由如下公式求得
6 =-
2, (1) 其中，2為半導(dǎo)體激光器101的出射光波長(zhǎng)，,為傅立葉透鏡10的焦距。 如圖5所示，本發(fā)明中的圖像測(cè)量軟件是精確檢測(cè)的重要環(huán)節(jié)。首先由圖 像測(cè)量軟件對(duì)圖像采集卡輸入的兩個(gè)圖像進(jìn)行自適應(yīng)濾波，濾除各種噪聲信號(hào)， 然后進(jìn)行圖像均衡得到高對(duì)比度的圖像，接著進(jìn)行圖像二值化，隨后分別計(jì)算 出兩個(gè)衍射圖樣中央亮紋的寬度D，最后將利用公式(1)推算出的兩個(gè)狹縫寬
度，并與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狹縫寬度值分別比較評(píng)價(jià)出所測(cè)得的兩個(gè)縫隙寬度是否合格
并輸出結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
打開激光101器電源預(yù)熱15分鐘，使其輸出光功率穩(wěn)定，其后將待測(cè)的硒 鼓組件安裝固定在測(cè)試支架8上。器出射的激光束被OE雙輸出棱鏡3分成0光 301和E光302， E光302沿原光路方向穿過左端護(hù)套右邊的磁輥與感光鼓間的 狹縫，0光射向平面反射鏡4，再次被反射穿過右端護(hù)套左邊的磁輥與感光鼓間的狹縫。微調(diào)三維調(diào)節(jié)平臺(tái)2上的豎直方向微調(diào)旋鈕201和水平方向微調(diào)旋鈕 202，使E光302垂直射向左端護(hù)套右側(cè)的磁輥與感光鼓間的狹縫。然后，適當(dāng) 調(diào)節(jié)反射鏡4的方位，使0光經(jīng)平面反射鏡4反射后垂直射向右端護(hù)套左側(cè)的 磁輥與感光鼓間的狹縫。
啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置9的電源使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)感光鼓6和磁輥5轉(zhuǎn)動(dòng)，利用圖像 測(cè)量軟件實(shí)時(shí)抓拍磁輥5和感光鼓6間狹縫形成的兩個(gè)衍射圖樣，并對(duì)這兩個(gè) 數(shù)字圖像進(jìn)行自適應(yīng)濾波、圖像均衡、二值化處理，然后利用公式(1)推算出 兩個(gè)狹縫寬度值并分別與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)狹縫寬度值比較，判定出所測(cè)得的兩個(gè)縫隙 寬度是否合格，最后軟件將自動(dòng)輸出兩個(gè)狹縫寬度值和判斷結(jié)果。
權(quán)利要求
1、一種磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片、柱形圓筒、圓筒底座、底座定位磁鐵、OE雙輸出棱鏡、平面反射鏡、測(cè)試支架、驅(qū)動(dòng)裝置、傅立葉透鏡、CCD相機(jī)、圖像測(cè)量軟件組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片固定在柱形圓筒中，柱形圓筒粘接在圓筒底座 上，圓筒底座通過定位磁鐵吸附在鐵質(zhì)三維調(diào)節(jié)平臺(tái)上，驅(qū)動(dòng)裝置由電腦自動(dòng)控制，CCD相機(jī)通過視頻卡與電腦相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于激光單元內(nèi)部包括半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片三部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光單元，其特征在于半導(dǎo)體激光器輸出非偏振光。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于選用OE雙輸出棱鏡作為光束分束器對(duì)磁輥和感光鼓兩端狹縫同步檢測(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于CCD相機(jī)不安裝鏡頭與傅立葉透鏡配合使用。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的CCD相機(jī)，其特征在于CCD相機(jī)的光敏面在傅立葉透鏡的焦平面處。
全文摘要
本發(fā)明所述的磁輥與感光鼓兩端間隙測(cè)定系統(tǒng)包括連續(xù)半導(dǎo)體激光器、平行光管、光衰減片、柱形圓筒、圓筒底座、底座定位磁鐵、三維調(diào)節(jié)臺(tái)、OE雙輸出棱鏡、平面反射鏡、測(cè)試支架、驅(qū)動(dòng)裝置、傅立葉透鏡、兩個(gè)CCD相機(jī)、圖像測(cè)量軟件。本發(fā)明以半導(dǎo)體激光器作為光源，利用平行光管作為光束準(zhǔn)直器，以O(shè)E雙輸出棱鏡作為分束器，以傅立葉透鏡作為成像透鏡，以三維調(diào)節(jié)平臺(tái)和平面反射鏡作為光束方向調(diào)節(jié)器件，使用兩個(gè)面陣CCD相機(jī)采集兩個(gè)狹縫衍涉圖樣，將以光強(qiáng)表示的兩幅衍涉圖樣轉(zhuǎn)換為以灰階數(shù)表示的兩幅數(shù)字化圖像，由圖像測(cè)量軟件處理。本發(fā)明可對(duì)磁輥與感光鼓兩端間隙同步精確測(cè)定。
文檔編號(hào)G01B11/14GK101650159SQ20091001788
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者宮寧寧, 趙廷生 申請(qǐng)人:富美科技有限公司