(57)【要約】【課題】２つの測定対象物の隙間を測定する。【解決手段】第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を測定する測定装置４０は、第１の測定対象物にレーザ光を照射する第１のラインセンサから取得した第１の測定データに基づいて第１の測定対象物の表面形状を算出し、第２の測定対象物にレーザ光を照射する第２のラインセンサから取得した第２の測定データに基づいて第２の測定対象物の表面形状を算出する表面形状算出部４１２と、第１のラインセンサの第１の座標系、および、第２のラインセンサの第２の座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化する変換部４１４と、統一化した座標系において、第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を算出する隙間算出部４１５と、を備える。【選択図】図１
2020193842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を測定する測定装置であって、
前記第１の測定対象物にレーザ光を照射する第１のラインセンサから取得した第１の測定データに基づいて前記第１の測定対象物の表面形状を算出し、前記第２の測定対象物にレーザ光を照射する第２のラインセンサから取得した第２の測定データに基づいて前記第２の測定対象物の表面形状を算出する表面形状算出部と、
前記第１のラインセンサの第１の座標系、および、前記第２のラインセンサの第２の座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化する変換部と、
前記統一化した座標系において、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出する隙間算出部と、を備える、
ことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記第１の測定データは、前記第１のラインセンサから帯状の前記レーザ光が照射された、前記第１の測定対象物の表面部分の形状を示す２次元座標のデータであり、
前記第２の測定データは、前記第２のラインセンサから帯状の前記レーザ光が照射された、前記第２の測定対象物の表面部分の形状を示す２次元座標のデータである、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記第１のラインセンサおよび前記第２のラインセンサを移動可能に保持する組み立て用治具を用いて、前記表面形状算出部は、前記第１の測定対象物の表面形状を複数回算出し、前記第２の測定対象物の表面形状を複数回算出する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記第１の測定対象物が円筒表面形状を有し、前記第２の測定対象物が円筒表面形状を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
前記第１の測定対象物が有する円筒表面形状に対して非線形最小二乗法によるフィッティングによって第１の円断面を計算し、前記第２の測定対象物が有する円筒表面形状に対して前記非線形最小二乗法によるフィッティングによって第２の円断面を計算するフィッティング部、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記変換部は、事前に測定した、前記第１のラインセンサの第１の座標系と前記第２のラインセンサの第２の座標系との相対的位置関係を用いて、前記第１の円断面および前記第２の円断面を、前記統一化した座標系に配置する、
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記隙間算出部は、前記第１の円断面の中心と前記第２の円断面との中心間距離から、前記第１の円断面の第１の半径、および、前記第２の円断面の第２の半径を引いて、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出する、
ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【請求項８】
前記第１の半径、および、前記第２の半径は、既知であり、
前記フィッティング部は、前記第１の半径、および、前記第２の半径を用いて、前記非線形最小二乗法によるフィッティングをする、
ことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記第１の測定対象物が画像形成装置に用いる第１の現像ローラであり、前記第２の測定対象物が前記画像形成装置に用いる感光体である、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１０】
第３の測定対象物として、前記画像形成装置に用いる第２の現像ローラがあり、
前記第１の測定対象物としての前記第１の現像ローラにレーザ光を照射する前記第１のラインセンサ、および、前記第２の測定対象物としての前記感光体にレーザ光を照射する前記第２のラインセンサに加え、前記第２の測定対象物としての前記感光体にレーザ光を照射する第３のラインセンサと、前記第３の測定対象物としての前記第２の現像ローラにレーザ光を照射する第４のラインセンサを用いて、前記感光体と前記第１の現像ローラとの隙間、および、前記感光体と前記第２の現像ローラとの隙間を測定する、
ことを特徴とする請求項９に記載の測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の測定装置によって、前記感光体と前記第１の現像ローラとの隙間、および、前記感光体と前記第２の現像ローラの隙間が測定されて調整された画像形成装置。
【請求項１２】
第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を測定する測定装置が実行する測定方法であって、
前記測定装置は、
前記第１の測定対象物にレーザ光を照射する第１のラインセンサから取得した第１の測定データに基づいて前記第１の測定対象物の表面形状を算出し、前記第２の測定対象物にレーザ光を照射する第２のラインセンサから取得した第２の測定データに基づいて前記第２の測定対象物の表面形状を算出するステップと、
前記第１のラインセンサの第１の座標系、および、前記第２のラインセンサの第２の座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化するステップと、
前記統一化した座標系において、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出するステップと、を実行する、
ことを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、画像形成装置、および、測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「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」が開示されている。
また、特許文献２には、「像担持体に対向して配置され前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配置され前記現像ローラにトナーを供給する磁気ローラと、前記現像ローラと前記磁気ローラとを隙間を設けて保持する枠体と、前記枠体に設けられ、前記現像ローラと前記磁気ローラの隙間を測定するための反射部とを備えた現像装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４０７２３号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００７−３２２５６６号公報（請求項１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電された感光体を露光することで静電潜像を形成し、感光体上の静電潜像に現像ローラによってトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。画像形成装置の内部に配置される感光体と現像ローラとの隙間は、現像濃度に直結するパラメータである。このため、感光体と現像ローラとの隙間に対しては、高精度な測定と調整（±30μｍ）が求められ、当該隙間を精密に測定する装置が必要となる。
【０００５】
図１３に示すように、従来の隙間測定方法では、照射装置１００−１が一定の幅を持ったレーザ光Ｌ１を感光体５０と現像ローラ６０の間に照射し、受光装置１００−２が感光体５０と現像ローラ６０の間を通過してきたレーザ光Ｌ２を受光して光の幅Ｄｓを測定した。その結果、感光体５０と現像ローラ６０との隙間をＤｓとして測定することができた。
【０００６】
また、近年、１つの感光体に対して２本の現像ローラを組み付けた画像形成装置の開発が進んでいる。このような画像形成装置に対しても、感光体と現像ローラとの隙間を精密に測定する装置が必要となる。しかし、図１４に示すように、感光体５０、および、感光体５０に組み付けられた２本の現像ローラ７０，８０に対して、従来の隙間測定方法によって感光体５０と現像ローラ７０との隙間Ｄｓを測定しようとしても、照射装置１００−１が照射したレーザ光Ｌ１を現像ローラ８０が遮断してしまう。このため、受光装置１００−２がレーザ光を受光できず、隙間Ｄｓを測定することができないという問題がある。感光体５０や現像ローラ７０，８０は円筒表面形状を有しているが、このような問題は、任意の表面形状を呈する２つの測定対象物の隙間を測定する場合にあてはまる。
【０００７】
上記事情に鑑みて、本発明では、２つの測定対象物の隙間を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記の目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
（１）：第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を測定する測定装置であって、前記第１の測定対象物にレーザ光を照射する第１のラインセンサから取得した第１の測定データに基づいて前記第１の測定対象物の表面形状を算出し、前記第２の測定対象物にレーザ光を照射する第２のラインセンサから取得した第２の測定データに基づいて前記第２の測定対象物の表面形状を算出する表面形状算出部と、前記第１のラインセンサの第１の座標系、および、前記第２のラインセンサの第２の座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化する変換部と、前記統一化した座標系において、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出する隙間算出部と、を備える、ことを特徴とする測定装置。
【００１０】
（２）：前記第１の測定データは、前記第１のラインセンサから帯状の前記レーザ光が照射された、前記第１の測定対象物の表面部分の形状を示す２次元座標のデータであり、前記第２の測定データは、前記第２のラインセンサから帯状の前記レーザ光が照射された、前記第２の測定対象物の表面部分の形状を示す２次元座標のデータである、ことを特徴とする（１）に記載の測定装置。
【００１１】
（３）：前記第１のラインセンサおよび前記第２のラインセンサを移動可能に保持する組み立て用治具を用いて、前記表面形状算出部は、前記第１の測定対象物の表面形状を複数回算出し、前記第２の測定対象物の表面形状を複数回算出する、ことを特徴とする（１）または（２）に記載の測定装置。
【００１２】
（４）：前記第１の測定対象物が円筒表面形状を有し、前記第２の測定対象物が円筒表面形状を有する、ことを特徴とする（１）から（３）のいずれか一項に記載の測定装置。
【００１３】
（５）：前記第１の測定対象物が有する円筒表面形状に対して非線形最小二乗法によるフィッティングによって第１の円断面を計算し、前記第２の測定対象物が有する円筒表面形状に対して前記非線形最小二乗法によるフィッティングによって第２の円断面を計算するフィッティング部、をさらに備える、ことを特徴とする（４）に記載の測定装置。
【００１４】
（６）：前記変換部は、事前に測定した、前記第１のラインセンサの第１の座標系と前記第２のラインセンサの第２の座標系との相対的位置関係を用いて、前記第１の円断面および前記第２の円断面を、前記統一化した座標系に配置する、ことを特徴とする（５）に記載の測定装置。
【００１５】
（７）：前記隙間算出部は、前記第１の円断面の中心と前記第２の円断面との中心間距離から、前記第１の円断面の第１の半径、および、前記第２の円断面の第２の半径を引いて、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
【００１６】
（８）：前記第１の半径、および、前記第２の半径は、既知であり、前記フィッティング部は、前記第１の半径、および、前記第２の半径を用いて、前記非線形最小二乗法によるフィッティングをする、ことを特徴とする（７）に記載の測定装置。
【００１７】
（９）：前記第１の測定対象物が画像形成装置に用いる第１の現像ローラであり、前記第２の測定対象物が前記画像形成装置に用いる感光体である、ことを特徴とする（１）から（８）のいずれか一項に記載の測定装置。
【００１８】
（１０）：第３の測定対象物として、前記画像形成装置に用いる第２の現像ローラがあり、前記第１の測定対象物としての前記第１の現像ローラにレーザ光を照射する前記第１のラインセンサ、および、前記第２の測定対象物としての前記感光体にレーザ光を照射する前記第２のラインセンサに加え、前記第２の測定対象物としての前記感光体にレーザ光を照射する第３のラインセンサと、前記第３の測定対象物としての前記第２の現像ローラにレーザ光を照射する第４のラインセンサを用いて、前記感光体と前記第１の現像ローラとの隙間、および、前記感光体と前記第２の現像ローラとの隙間を測定する、ことを特徴とする（９）に記載の測定装置。
【００１９】
（１１）：（１０）に記載の測定装置によって、前記感光体と前記第１の現像ローラとの隙間、および、前記感光体と前記第２の現像ローラの隙間が測定されて調整された画像形成装置。
【００２０】
（１２）：第１の測定対象物と第２の測定対象物との隙間を測定する測定装置が実行する測定方法であって、前記測定装置は、前記第１の測定対象物にレーザ光を照射する第１のラインセンサから取得した第１の測定データに基づいて前記第１の測定対象物の表面形状を算出し、前記第２の測定対象物にレーザ光を照射する第２のラインセンサから取得した第２の測定データに基づいて前記第２の測定対象物の表面形状を算出するステップと、前記第１のラインセンサの第１の座標系、および、前記第２のラインセンサの第２の座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化するステップと、前記統一化した座標系において、前記第１の測定対象物と前記第２の測定対象物との隙間を算出するステップと、を実行する、ことを特徴とする測定方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、２つの測定対象物の隙間を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態における測定装置の機能構成図である。
【図２】ラインセンサの説明図である。
【図３】感光体と現像ローラとの隙間を測定するための測定系の図である。
【図４】２つのラインセンサに対する２つの座標系の関係を示す図である。
【図５】測定データから測定した、感光体の表面形状、および、現像ローラの表面形状を示す図である。
【図６】非線形最小二乗法による円形状フィッティングの結果を示す図である。
【図７】座標系の統一化において、現像ローラの表面形状を回転させたときの結果を示す図である。
【図８】座標系の統一化において、現像ローラの表面形状を平行移動させたときの結果を示す図である。
【図９】感光体と現像ローラとの隙間の計算に関する説明図である。
【図１０】座標系の統一化に用いる変換式を求める方法の説明図である。
【図１１】感光体と現像ローラとの隙間を測定する処理のフローチャートである。
【図１２】感光体と２つの現像ローラの各々との隙間を併せて測定するための測定系の図である。
【図１３】従来の隙間測定方法の説明図である。
【図１４】１つの感光体に対して２本の現像ローラを組み付けた場合に従来の隙間測定方法を用いた場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２４】
［第１の実施形態］
［測定装置］
図１に示すように、本実施形態の測定装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、Ｉ／Ｆ（Interface）部４４と、記憶部４５と、操作部４６と、表示部４７と、通信部４８とを備える。
【００２５】
ＣＰＵ４１は、測定装置４０の各部の処理動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されている各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ４３に展開し、当該プログラムとの協働により各種処理を行う。
【００２６】
ＲＯＭ４２には、各種処理プログラム、当該プログラムの実行に必要なパラメータやファイル等を記憶している。
【００２７】
ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１により実行制御される各種処理において、ＲＯＭ４２から読み出された各種プログラム、入力データ、出力データ、パラメータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００２８】
Ｉ／Ｆ部４４は、ケーブル（図示せず）を介して接続されたラインセンサ１０Ａ，１０Ｂとの間でデータ通信を行うインターフェースであり、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂから測定データを取得する。
【００２９】
記憶部４５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や不揮発性の半導体メモリ等により構成され、各種データを記憶する。
【００３０】
操作部４６は、カーソルキー、文字入力キー、各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された操作信号をＣＰＵ４１に出力する。また、操作部４６は、表示部４７に積層されたタッチパネルにより構成され、操作者の指等によるタッチ操作の位置に応じた操作信号をＣＰＵ４１に出力してもよい。
【００３１】
表示部４７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニターを備えて構成されており、ＣＰＵ４１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
【００３２】
通信部４８は、ネットワークインターフェース等により構成され、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット等の通信ネットワークを介して接続された外部機器との間でデータの送受信を行う。
【００３３】
図１に示すように、ＣＰＵ４１は、取得部４１１と、表面形状算出部４１２と、フィッティング部４１３と、変換部４１４と、隙間算出部４１５といった機能部を備える。
【００３４】
取得部４１１は、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂからの測定データを取得する。
表面形状算出部４１２は、取得部４１１が取得した測定データに基づいて、測定対象物の表面形状を算出する。測定対象物が円筒表面形状を有する場合、表面形状算出部４１２は、周方向の円弧の表面形状を算出することができる。
【００３５】
フィッティング部４１３は、表面形状算出部４１２が測定した表面形状に対して非線形最小二乗法によるフィッティングをする。測定対象物が円筒表面形状を有する場合、フィッティング部４１３は、表面形状算出部４１２が測定した円弧の表面形状に対して、当該円弧を含む円周の中心および半径を求めることができる。
【００３６】
変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂの座標系（第１の座標系、第２の座標系）を変換する。例えば、変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａの座標系をラインセンサ１０Ｂの座標系に変換し、座標系を統一化することができる。また、変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａの座標系、および、ラインセンサ１０Ｂの座標系の少なくとも１つを変換し、座標系を統一化することができる。
【００３７】
隙間算出部４１５は、フィッティング部４１３の処理結果、および、変換部４１４による変換に基づいて、統一化した座標系において、測定対象物同士の隙間を算出する。
【００３８】
［ラインセンサ］
図２に示すように、ラインセンサ１０Ａは、測定対象物Ｔに帯状のレーザ光１１Ａ１を照射し、測定対象物Ｔで反射されたレーザ光１１Ａ２を受光することで、測定対象物Ｔの表面全体のうち、ラインセンサ１０Ａに面した表面形状（境界）を検出する。ラインセンサ１０Ａに対して、ラインセンサ１０Ａから所定距離だけ離れた測定領域１２Ａが設定されている。測定領域１２Ａが測定対象物Ｔの表面を含むようにラインセンサ１０Ａを配置する。ラインセンサ１０Ａが、レーザ光１１Ａ１の照射や、反射されたレーザ光１１Ａ２の受光によって、測定対象物Ｔの表面までの距離を測定することで、表面形状算出部４１２は、測定領域１２Ａに含まれる、測定対象物Ｔの表面形状を算出することができる。
【００３９】
ラインセンサ１０Ａは、測定対象物Ｔの表面形状を帯状のレーザ光１１Ａ１が照射された２次元座標上の測定データ（ｘ，ｙ）として測定することができる。ラインセンサ１０Ａにおいて、例えば、レーザ光１１Ａ１の照射方向をｙ軸とし、ｙ軸に直交する軸をｘ軸として、測定データ（第１の測定データ）を生成することができる。ｘ軸はレーザ光１１Ａ１の帯の幅方向に一致する。また、例えば、測定領域１２Ａの中心を原点とすることができ、ラインセンサ１０Ａに対して、ｘ軸、ｙ軸、原点を持つ２次元の座標系が定義される。
【００４０】
ラインセンサ１０Ｂは、ラインセンサ１０Ａと同等の部材である。よって、ラインセンサ１０Ａに関する上記説明は、ラインセンサ１０Ｂにもあてはまる。ラインセンサ１０Ｂにおいて、例えば、レーザ光の照射方向をｙ軸とし、ｙ軸に直交する軸をｘ軸として、測定データ（第２の測定データ）を生成することができる。
【００４１】
［隙間の測定系］
図３に示すように、円筒表面形状を有する感光体５０（第２の測定対象物）と円筒表面形状を有する現像ローラ６０（第１の現像ローラ：第１の測定対象物）との隙間を測定し、両者の位置調整をする場合、例えば、組み立て用治具３０に、感光体５０と、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂを取り付けた測定系を利用することができる。また、現像ローラ６０を含む現像器６は、組み立て用治具３０上で、感光体５０に対して組み付けられる。感光体５０は、組み立て用治具３０から延在する感光体保持軸３２が感光体５０の中心軸に挿通することで組み立て用治具３０に取り付けられる。
【００４２】
ラインセンサ１０Ａは、組み立て用治具３０上で、現像ローラ６０の表面のうち測定領域１２Ａに含まれる表面部分にレーザ光１１Ａ１を照射し、現像ローラ６０で反射されたレーザ光を受光することができる位置に取り付けられている。ラインセンサ１０Ｂは、組み立て用治具３０上で、感光体５０の表面のうち測定領域１２Ｂに含まれる表面部分にレーザ光１１Ｂ１を照射し、感光体５０で反射されたレーザ光を受光することができる位置に取り付けられている。ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂは、板状の組み立て用治具３０上に取り付けられているため、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの各々の２次元の座標系の平面は同一である。
【００４３】
図３に示すように、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂが異なる位置に配置されており、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂの位置関係を求める必要がある。図４に示すように、ラインセンサ１０Ａのｘ軸、ｙ軸、原点をそれぞれ、ｘａ軸、ｙａ軸、Ｏａとし、ラインセンサ１０Ｂのｘ軸、ｙ軸、原点をそれぞれ、ｘｂ軸、ｙｂ軸、Ｏｂとする。このとき、ｘａ軸を基準としたｘｂ軸の角度θ、および、原点Ｏａを基準とした原点Ｏｂの相対位置（ｘoffset，ｙoffset）が求められる。角度θは、ｙａ軸を基準としたｙｂ軸の角度でもある。
【００４４】
図５に示すように、ラインセンサ１０Ａは、現像ローラ６０の表面形状６１の測定を、ラインセンサ１０Ｂとは独立して行う。また、ラインセンサ１０Ｂは、感光体５０の表面形状５１の測定を、ラインセンサ１０Ａとは独立して行う。一般的に、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの各々による２つの測定対象物の表面形状の測定は独立して行われる。測定装置４０の表面形状算出部４１２は、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂから取得した測定データに基づいて表面形状６１，５１を求めることができる。
【００４５】
ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂの各々の測定が独立して行われる場合、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの各々の２次元の座標系が異なるため、測定装置４０は、このままでは、感光体５０と現像ローラ６０との隙間を測定することができない。そこで、事前にラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの座標系の相対位置関係を測定し、座標系を統一化する必要がある。図３の測定系において感光体５０と現像ローラ６０との隙間を測定する際には、図４に示す角度θおよび相対位置（ｘoffset，ｙoffset）を求めているため、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの座標系の相対位置関係は測定済であり、これら２つの座標系を統一化することができる。
【００４６】
具体的には、まず、測定装置４０のフィッティング部４１３は、測定した表面形状５１，６１（図５）に対し、非線形最小二乗法による円形状のフィッティングを行う。このフィッティングが収束する場合には、図６に示すように、表面形状５１，６１を円弧として含む円断面データ（破線）５２（第２の円断面），６２（第１の円断面）を取得することができる。
【００４７】
次に、測定装置４０の変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａの座標系を変換する第１段階として、表面形状６１の各点の座標（ｘｉ，ｙｉ）（ｉ＝１，２，・・・，ラインセンサ１０Ａの測定データの数）を、ラインセンサ１０Ａの座標系の原点Ｏａを中心にして角度θだけ回転させる。回転した表面形状６１の各点の座標は、
【００４８】
【数１】
2020193842.tif 000003
【００４９】
となる。図７に示すように、表面形状６１が角度θだけ回転することで、回転方向については、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの座標系が統一化される。
【００５０】
また、測定装置４０の変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａの座標系を変換する第２段階として、回転した表面形状６１の各点の座標を、相対位置（ｘoffset，ｙoffset）だけ平行移動させる。回転し平行移動した表面形状６１の各点の座標は、
【００５１】
【数２】
2020193842.tif 000004
【００５２】
となる。図８に示すように、表面形状６１が相対位置（ｘoffset，ｙoffset）だけ平行移動することで、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂの座標系が統一化される。
【００５３】
結果的に、図９に示すように、統一化された座標系において、表面形状５１を含む円断面データ５２と表面形状６１を含む円断面データ６２が特定される。測定装置４０の隙間算出部４１５は、円断面データ５２が示す円断面の半径ｒ１、および、円断面データ６２が示す円断面の半径ｒ２を求めることができる。また、測定装置４０の隙間算出部４１５は、円断面データ５２が示す円断面の中心位置と円断面データ６２が示す円断面の中心位置を計算し、中心間距離ｄを求めることができる。よって、隙間算出部４１５は、中心間距離ｄから半径ｒ１、ｒ２をそれぞれ引くことにより、感光体５０と現像ローラ６０との隙間Ｄｓを算出することができる。
【００５４】
［角度θおよび相対位置（ｘoffset，ｙoffset）の測定］
なお、ラインセンサ１０Ａ、１０Ｂに関して、角度θおよび相対位置（ｘoffset，ｙoffset）を測定する方法は、図１０に示すように、基準平面板２０を使用した方法がある。例えば、組み立て用治具３０が備えるセンサ保持板３１上にラインセンサ１０Ａ、１０Ｂを所定の位置関係で配置する。このとき、ラインセンサ１０Ａをセンサ保持板３１に取り付ける際には、取り付け板３３の側面にラインセンサ１０Ａを突き当てた状態で、ラインセンサ１０Ａをセンサ保持板３１に固定する。また、ラインセンサ１０Ｂをセンサ保持板３１に取り付ける際には、取り付け板３４の側面にラインセンサ１０Ｂを突き当てた状態で、ラインセンサ１０Ｂをセンサ保持板３１に固定する。
【００５５】
基準平面板２０は、感光体保持軸３２を中心に回転可能に保持される。また、基準平面板２０の面は、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂ各々の２次元の座標系となる平面に垂直である。このとき、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂはそれぞれ、第１の傾きに保持した基準平面板２０にレーザ光を照射して、基準平面板２０の表面形状の測定データを取得する。測定装置４０の表面形状算出部４１２は、ラインセンサ１０Ａから取得した測定データに対し最小二乗法を用いることで、第１の傾きに保持した基準平面板２０の表面に対応し、ラインセンサ１０Ａに対して所定の角度をなす第１の近似曲線を求めることができる。また、表面形状算出部４１２は、ラインセンサ１０Ｂから取得した測定データに対し最小二乗法を用いることで、第１の傾きに保持した基準平面板２０の表面に対応し、ラインセンサ１０Ｂに対して所定の角度をなす実質的に同じの第１の近似曲線を求めることができる。測定装置４０は、求めた第１の近似曲線を用いて角度θを測定することができる。
【００５６】
次に、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂは、第１の傾きとは異なる第２の傾きに保持した基準平面板２０にレーザ光を照射して、基準平面板２０の表面形状の測定データを取得する。測定装置４０の表面形状算出部４１２は、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂの各々から取得した測定データに対し最小二乗法を用いることで、第２の傾きに保持した基準平面板２０の表面に対応する第２の近似曲線を求めることができる。測定装置４０は、第１の傾きに保持した基準平面板２０から求めた第１の近似曲線と、第２の傾きに保持した基準平面板２０から求めた第２の近似曲線とを用いて相対位置（ｘoffset，ｙoffset）を測定することができる。
【００５７】
また、基準平面板２０を３通り以上の傾きに保持した測定をし、３通り以上の近似曲線を求め、最小二乗法によって相対位置（ｘoffset，ｙoffset）を測定することで、測定精度を向上させることができる。
【００５８】
［処理］
図１１を参照して、測定装置４０による、感光体５０と現像ローラ６０との隙間を測定する処理について説明する。この処理は、組み立て用治具３０に感光体５０および現像ローラ６０が取り付けられた状態で行われる処理であり、ＣＰＵ４１とＲＯＭ４２に記憶されているプログラムとの協働によるソフトウェア処理によって実現される。
【００５９】
まず、ＣＰＵ４１は、取得部４１１によって、ラインセンサ１０Ａから現像ローラ６０の測定データを取得する（ステップＳ１）。このとき、ラインセンサ１０Ａから取得した測定データは、円弧の２次元座標のデータであり、例えば、８００点取得される。取得部４１１は、取得した８００点の測定データのうち、測定揺らぎの大きい、円弧のピーク部分の測定データ１００点、および、円弧の両端部分の測定データ２００点を除く５００点の測定データを最終的に取得する。
【００６０】
次に、ＣＰＵ４１は、取得部４１１によって、ラインセンサ１０Ｂから感光体５０の測定データを取得する（ステップＳ２）。このとき、ラインセンサ１０Ｂから取得した測定データは、円弧の２次元座標のデータであり、例えば、８００点取得される。取得部４１１は、取得した８００点の測定データのうち、測定揺らぎの大きい、円弧のピーク部分の測定データ１００点、および、円弧の両端部分の測定データ２００点を除く５００点の測定データを最終的に取得する。
【００６１】
次に、ＣＰＵ４１は、表面形状算出部４１２は、取得部４１１が取得した測定データに基づいて、感光体５０の表面形状５１、および、現像ローラ６０の表面形状６１を算出する（ステップＳ３）。
【００６２】
次に、ＣＰＵ４１は、フィッティング部４１３によって、感光体５０の表面形状５１、および、現像ローラ６０の表面形状６１に対して非線形最小二乗法による円形状フィッティングをする（ステップＳ４）。ステップＳ４によって、感光体５０の表面形状５１を含む円断面のデータが求められ、当該円断面の中心および半径が求められる。また、現像ローラ６０の表面形状６１を含む円断面のデータが求められ、当該円断面の中心および半径が求められる。
【００６３】
次に、ＣＰＵ４１は、変換部４１４によって、ラインセンサ１０Ａの座標系をラインセンサ１０Ｂの座標系に変換し、座標系を統一化する（ステップＳ５）。具体的には、変換部４１４は、ラインセンサ１０Ａの座標系を角度θだけ回転し、相対位置（ｘoffset，ｙoffset）だけ平行移動する。統一化された座標系において、表面形状５１を含む円断面データ５２と表面形状６１を含む円断面データ６２が特定される（図９参照）。
【００６４】
最後に、ＣＰＵ４１は、隙間算出部４１５によって、円断面データ５２，６２を用いて、感光体５０と現像ローラ６０との隙間Ｄｓを算出する（ステップＳ６）。具体的には、隙間算出部４１５は、円断面データ５２が示す円断面の中心と円断面データ６２が示す円断面の中心との中心間距離ｄから、円断面データ５２が示す円断面の半径ｒ１、および、円断面データ６２が示す円断面の半径ｒ２を引くことで隙間Ｄｓを算出する。
以上で、図１１の処理が終了する。
【００６５】
なお、隙間の測定がなされ、調整がなされた感光体５０、現像ローラ６０を備えた画像形成装置を実現することができる。また、１つの感光体に対して２本の現像ローラを組み付けた画像形成装置を製造する場合には、隙間の測定がなされ、調整がなされた感光体５０、現像ローラ６０に加えて他の現像ローラを備えた画像形成装置を実現することができる。
【００６６】
第１の実施形態によれば、ラインセンサ１０Ａから現像ローラ６０に照射されたレーザ光は画像形成装置が備える他の部材に遮られることなくラインセンサ１０Ａに確実に受光される。また、ラインセンサ１０Ｂから感光体５０に照射されたレーザ光は画像形成装置が備える他の部材に遮られることなくラインセンサ１０Ｂに確実に受光される。
したがって、感光体５０と現像ローラ６０との隙間を測定することができる。
上記は、感光体５０と現像ローラ６０に限らず、任意の形状を持つ２つの測定対象物にもあてはまり、２つの測定対象物の隙間を測定することができる。
【００６７】
特に、測定データが測定対象物の表面部分の形状を示す２次元座標のデータとすることで、測定対象物同士の隙間の測定を高精度に行うことができる。
【００６８】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、２つのラインセンサを用いて１つの感光体と１つの現像ローラとの隙間を測定する場合について説明したが、第２の実施形態として、４つのラインセンサを用いて１つの感光体と２つの現像ローラの各々との隙間を併せて測定する場合について説明する。
図１２に、感光体５０に対して２つの現像ローラ７０（第１の現像ローラ：第１の測定対象物），８０（第２の現像ローラ：第３の測定対象物）が設けられている画像形成装置を組み立てる際の隙間調整に用いる組み立て用治具９０の構成を示す。
【００６９】
組み立て用治具９０は、センサ保持板９１，９２を備える。
センサ保持板９１上には、上述したラインセンサ１０Ａ，１０Ｂが配置され、センサ保持板９２上には、ラインセンサ１０Ｃ（第３のラインセンサ），１０Ｄ（第４のラインセンサ）が配置されている。ラインセンサ１０Ｃ，１０Ｄは、ラインセンサ１０Ａ，１０Ｂと同等の部材である。ラインセンサ１０Ａは、現像ローラ７０の表面形状を測定するために用いられる。ラインセンサ１０Ｂは、感光体５０の表面形状を測定するために用いられる。ラインセンサ１０Ｃは、感光体５０の表面形状を測定するために用いられる。ラインセンサ１０Ｄは、現像ローラ８０の表面形状を測定するために用いられる。
【００７０】
ラインセンサ１０Ａとラインセンサ１０Ｂ、ラインセンサ１０Ｃとラインセンサ１０Ｄ、ラインセンサ１０Ｂとラインセンサ１０Ｃの３組について、２つのラインセンサの同一座標軸間の角度、および、２つのラインセンサの原点の相対位置を事前に算出する。算出した角度および相対位置によって、３組のラインセンサの位置関係に基づいて、４つのラインセンサから取得される測定データを同一座標系で表すことができる。
【００７１】
測定装置４０は、ラインセンサ１０Ａにより測定される現像ローラ７０の表面形状と、ラインセンサ１０Ｂにより測定される感光体５０の表面形状と、に基づいて、感光体５０と現像ローラ７０との隙間の距離を求める。
また、測定装置４０は、ラインセンサ１０Ｃにより測定される感光体５０の表面形状と、ラインセンサ１０Ｄにより測定される現像ローラ８０の表面形状と、に基づいて、感光体５０と現像ローラ８０との隙間の距離を求める。
【００７２】
第２の実施形態によれば、感光体５０と２つの現像ローラ７０，８０の各々との隙間を測定することができる。また、感光体５０と現像ローラ７０，８０に限らず、任意の形状を持つ３つ以上の測定対象物にもあてはまり、複数種類の測定対象物の隙間を測定することができる。
【００７３】
≪変形例≫
（ａ）：測定対象物の形状は、感光体や現像ローラなどの円筒形状に限らず、円柱状でもよいし、多角形の筒状、柱状でもよいし、球体でもよい。
（ｂ）：本実施形態では、表面形状を測定し円断面を求めた後、感光体の半径および現像ローラの半径を求めるようにした。しかし、感光体の半径および現像ローラの半径は、既知のものを採用してもよい。この場合、計算上求める必要のある値は、２つの円断面の中心、および、中心間距離のみであり、感光体と現像ローラとの隙間を測定の計算負荷を低減させることができる。
（ｃ）：組み立て用治具３０，９０は、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄを移動可能に保持することができ、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄの位置を自在に設定することができる。このため、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄの位置を組み立て用治具３０，９０上で適宜変更することで、感光体の表面形状、および現像ローラの表面形状を複数回測定することができ、隙間の測定精度を向上させることができる。
（ｄ）：隙間を測定する際の測定対象物の組み合わせとして、例えば、感光体と同じ寸法を持つ円筒体と現像ローラとしてもよいし、現像ローラと同じ寸法を持つ円筒体と感光体としてもよいし、感光体と同じ寸法を持つ円筒体と現像ローラと同じ寸法を持つ円筒体としてもよい。
（ｅ）：本実施形態では、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄは、板状の組み立て用治具３０，９０に保持されているため、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄの各々の座標系が形成する座標平面は、同一となっていた。しかし、例えば、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄが、感光体の中心軸に関して所定量ずれて配置されており、ラインセンサ１０Ａ〜１０Ｄの各々の座標平面が平行になったとしても、感光体と現像ローラとの隙間を測定することは可能である。
【００７４】
（ｆ）：本実施形態で説明した種々の技術を適宜組み合わせた技術を実現することもできる。
（ｇ）：本実施形態で説明したソフトウェアをハードウェアとして実現することもでき、ハードウェアをソフトウェアとして実現することもできる。
（ｈ）：その他、ハードウェア、ソフトウェア、フローチャートなどについて、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ａ〜１０Ｄ  ラインセンサ
３０，９０  組み立て用治具
４０    測定装置
５０    感光体
６０，７０，８０    現像ローラ
４１１  取得部
４１２  表面形状算出部
４１３  フィッティング部
４１４  変換部
４１５  隙間算出部
【図１】
2020193842.tif 000005
【図２】
2020193842.tif 000006
【図３】
2020193842.tif 000007
【図４】
2020193842.tif 000008
【図５】
2020193842.tif 000009
【図６】
2020193842.tif 000010
【図７】
2020193842.tif 000011
【図８】
2020193842.tif 000012
【図９】
2020193842.tif 000013
【図１０】
2020193842.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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