(57)【要約】【課題】本発明は２つの計測対象物間に計測光を照射する照射手段と計測光の反射光を受光する受光手段を移動させながら微小間隔を計測する微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置を提供する。【解決手段】微小間隔計測装置１は、計測対象物の感光体３１と現像ローラ３２間の微小間隔を挟んで一方側にＬＤユニット２２とＰＤ２４が配置され、他方側に拡散板２５が配置され、少なくとも計測対象物の微小間隔側の端部を含んで微小間隔にＬＤユニット２２から計測光を照射し、計測光の反射光をＰＤ２４で受光する。このとき、ＬＤユニット２２とＰＤ２４を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向にＬＤユニット２２から計測光を照射してＰＤ２４で計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光量と移動量に基づいて微小間隔を計測する。【選択図】　　　　　図６
2004138532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に前記照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を前記受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて前記微小間隔を計測する微小間隔計測方法であって、前記照射手段と前記受光手段を前記計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に前記照射手段から前記計測光を照射して前記受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、前記受光手段の受光する前記反射光の受光量と当該移動量に基づいて前記微小間隔を計測することを特徴とする微小間隔計測方法。
【請求項２】
前記微小間隔計測方法は、前記照射手段と前記受光手段を、前記計測を開始する側の前記計測対象物の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動させながら、前記微小間隔を計測することを特徴とする請求項１記載の微小間隔計測方法。
【請求項３】
前記微小間隔計測方法は、前記照射手段及び前記受光手段の移動方向と前記計測対象物の中心を結ぶ線がずれていると、当該ずれ量に合わせて、当該照射手段及び当該受光手段を一体的に回転させて、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に当該照射手段から計測光を照射させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の微小間隔計測方法。
【請求項４】
前記微小間隔計測方法は、前記微細間隔移動として、前記粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の微小間隔計測方法。
【請求項５】
前記微小間隔計測方法は、前記受光素子の受光面にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の微小間隔計測方法。
【請求項６】
前記微小間隔計測方法は、前記反射光をレンズを通して前記受光素子に導入することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の微小間隔計測方法。
【請求項７】
２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に前記照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を前記受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて前記微小間隔を計測する微小間隔計測装置であって、前記照射手段と前記受光手段を移動機構に搭載して、当該移動機構で、当該照射手段と当該受光手段を前記計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に前記照射手段から前記計測光を照射して前記受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、前記受光手段の受光する前記反射光の受光量と当該移動量に基づいて前記微小間隔を計測することを特徴とする微小間隔計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置に関し、詳細には、２つの計測対象物間に計測光を照射する照射手段と当該計測光の反射光を受光する受光手段を移動させながら微小間隔を計測する微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第３０７２８０５号公報
従来、非接触で、微小間隔を測定する微小間隔計測方法としては、投光手段と受光手段を対向させ、この投光手段と受光手段の間に計測対象隙間を配置する。そして、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微小間隔を求める光通過型の隙間測定方法や、投光手段からの光を、隙間を構成しているエッジ部分に照射して、顕微鏡またはカメラを用いて隙間幅を測定する方法がある。
【０００３】
ところが、光透過型の隙間測定方法は、計測対象の両側に投光手段と受光手段を配置するため、これらの投光手段と受光手段を配置するスペースを必要とし、このスペースのない場所では光透過型の隙間測定方法を用いることができない。また、顕微鏡あるいはカメラの測定方法では、計測対象が、２つの円筒形の対象物の間の間隔、すなわち、２円筒間隔の場合には、円筒表面の反射光がエッジ部分に近づくにつれて小さくなり、エッジ部分では、ほとんど返ってこなくなるため、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】
そこで、従来、特許文献１に記載されている隙間間隔測定方法が提案されている。この従来技術は、ギャップの片側に発光手段および受光手段を固定的に配置し、反対側に光を拡散または反射させる拡散手段を設けて、発光手段からギャップに投光して、拡散手段で拡散させ、隙間部分のシルエットをレンズ、カメラで集光してギャップ間隔を測定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような特許文献１記載の従来技術にあっては、固定的に発光手段と受光手段を配置し、反対側に光を拡散または反射させる拡散手段を設けて、ギャップ間隔をシルエットとして測定しているため、微小間隔を正確に測定することが難しく、改良の必要があった。特に、計測対象が２円筒間隔である場合には、固定的に配置された発光素子と受光素子では、微小間隔を正確に測定することができず、改良の必要があった。
【０００６】
そこで、請求項１記載の発明は、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測することにより、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【０００７】
請求項２記載の発明は、照射手段と受光手段を、計測を開始する側の計測対象物の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動させながら、微小間隔を計測することにより、計測開始位置までの照射手段と受光手段の移動時間を短くし、計測時間を短くするとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【０００８】
請求項３記載の発明は、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれていると、当該ずれ量に合わせて、当該照射手段及び当該受光手段を一体的に回転させて、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に当該照射手段から計測光を照射させることにより、計測対象物の中心を結ぶ線に沿って照射手段及び受光手段を移動させるスペースがない場合や、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれている場合にも、ずれを修正することなく、照射手段と受光手段を回転させるだけで、簡単かつ速やかに２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【０００９】
請求項４記載の発明は、微細間隔移動として、粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させることにより、移動機構を簡単なものとするとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【００１０】
請求項５記載の発明は、受光素子の受光面にスリットを設けることにより、不要な外部光が受光素子に入射されることを抑制し、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【００１１】
請求項６記載の発明は、反射光をレンズを通して受光素子に導入することにより、不要な外部光が受光素子に入射されることをより一層抑制し、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することのできる微小間隔計測方法を提供することを目的としている。
【００１２】
請求項７記載の発明は、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を移動機構に搭載して、当該移動機構で、当該照射手段と当該受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測することにより、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することのできる微小間隔計測装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の微小間隔計測方法は、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に前記照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を前記受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて前記微小間隔を計測する微小間隔計測方法であって、前記照射手段と前記受光手段を前記計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に前記照射手段から前記計測光を照射して前記受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、前記受光手段の受光する前記反射光の受光量と当該移動量に基づいて前記微小間隔を計測することにより、上記目的を達成している。
【００１４】
上記構成によれば、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測するので、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することができる。
【００１５】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記微小間隔計測方法は、前記照射手段と前記受光手段を、前記計測を開始する側の前記計測対象物の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動させながら、前記微小間隔を計測してもよい。
【００１６】
上記構成によれば、照射手段と受光手段を、計測を開始する側の計測対象物の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動させながら、微小間隔を計測するので、計測開始位置までの照射手段と受光手段の移動時間を短くすることができ、計測時間を短くすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００１７】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記微小間隔計測方法は、前記照射手段及び前記受光手段の移動方向と前記計測対象物の中心を結ぶ線がずれていると、当該ずれ量に合わせて、当該照射手段及び当該受光手段を一体的に回転させて、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に当該照射手段から計測光を照射させてもよい。
【００１８】
上記構成によれば、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれていると、当該ずれ量に合わせて、当該照射手段及び当該受光手段を一体的に回転させて、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に当該照射手段から計測光を照射させるので、計測対象物の中心を結ぶ線に沿って照射手段及び受光手段を移動させるスペースがない場合や、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれている場合にも、ずれを修正することなく、照射手段と受光手段を回転させるだけで、簡単かつ速やかに２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００１９】
さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記微小間隔計測方法は、前記粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させてもよい。
【００２０】
上記構成によれば、微細間隔移動を、粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させるので、移動機構を簡単なものとすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００２１】
また、例えば、請求項５に記載するように、前記微小間隔計測方法は、前記受光素子の受光面にスリットが設けられていてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、受光素子の受光面にスリットを設けているので、不要な外部光が受光素子に入射されることを抑制することができ、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することができる。
【００２３】
また、例えば、請求項６に記載するように、前記微小間隔計測方法は、前記反射光をレンズを通して前記受光素子に導入してもよい。
【００２４】
上記構成によれば、反射光をレンズを通して受光素子に導入するので、不要な外部光が受光素子に入射されることをより一層抑制することができ、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することができる。
【００２５】
請求項７記載の発明の微小間隔計測装置は、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に前記照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を前記受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて前記微小間隔を計測する微小間隔計測装置であって、前記照射手段と前記受光手段を移動機構に搭載して、当該移動機構で、当該照射手段と当該受光手段を前記計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、前記計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に前記照射手段から前記計測光を照射して前記受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、前記受光手段の受光する前記反射光の受光量と当該移動量に基づいて前記微小間隔を計測することにより、上記目的を達成している。
【００２６】
上記構成によれば、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を移動機構に搭載して、当該移動機構で、当該照射手段と当該受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測するので、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２８】
図１〜図１０は、本発明の微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置の一実施の形態を適用した微小間隔測定装置１の正面図、図２は、当該微小間隔測定装置１の側面図である。
【００２９】
図１から図３において、微小間隔測定装置１は、移動機構２上に、センサユニット３が搭載されており、センサユニット３は、移動機構２により、図１の紙面鉛直方向、図２の左右方向、図３に矢印で示す上下方向に移動可能に搭載されている。
【００３０】
移動機構２は、粗移動用移動架台１１と微小移動用移動架台１２を備えており、粗移動用移動架台１１と微小移動用移動架台１２は、台座１０上に上記移動方向に所定長さにわたって配設された図示しないレール上を、上記移動方向に移動可能に配置されている。粗移動用移動架台１１と微小移動用移動架台１２とは、ヒンジ等の連結部材１３で連結されているとともに、所定量相対移動可能に連結されている。
【００３１】
粗移動用移動架台１１及び微小移動用移動架台１２は、上記移動方向と直交する方向に所定長さを有した板状に形成されており、リニアステッピングアクチュエータ１４により、粗移動用移動架台１１及び微小移動用移動架台１２が一体となって、所定の粗移動量、例えば、最小ピッチが１０ｕｍの粗移動量で粗移動される。粗移動用移動架台１１上には、微小送り変換機構部１５が搭載されており、微小送り変換機構部１５は、微小送り用モータ１６と変換アーム１７等を備えている。微小送り変換機構部１５は、ステッピングモータ等の微小送り用モータ１６により変換アーム１７を連結部材１３部分を中心として回転移動させることで、所定の微少移動量、例えば、粗移動量の送りを１／３に減らした微小移動量に変換して、当該微小移動量だけ、連結部材１３を介して、微小移動用移動架台１２を微小移動させる。
【００３２】
微小移動用移動架台１２上には、センサユニット３の取付台２１が所定角度回転可能に取り付けられており、取付台２１には、微小移動用移動架台１２上に載置された回転機構部１８が連結されている。回転機構部１８は、ステッピングモータ等が用いられており、取付台２１を図２に矢印で示すように、センサユニット３の取り付けられている取付台２１を移動方向に所定角度回転させる。
【００３３】
センサユニット３は、上記移動方向と直交する方向に所定長さを有する取付台２１上に、図４及び図５に示すように、当該取付台２１の長手方向に並んで、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ　）ユニット２２、プリズム２３及びＰＤ（Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ　）２４等が搭載されており、ＬＤユニット２２とプリズム２３は、照射手段として機能し、ＰＤ２４は、受光手段として機能している。
【００３４】
このセンサユニット３は、その取付台２１が上記微小移動用移動架台１２上に載置された回転機構部１８に取り付けられており、回転機構部１８は、上述のように、取付台２１、すなわち、センサユニット３を水平状態で保持するとともに、所定角度上記移動方向に回転させる。
【００３５】
センサユニット３は、図６に示すように、計測対象の２円筒を挟んだ反対側に配設された拡散板２５を有し、ＬＤユニット２２からプリズム２３にレーザ光（計測光）を投射して、当該レーザ光をプリズム２３で後述する計測対象の２円筒の隙間方向に反射して、当該レーザ光の計測対象の２円筒及び拡散板２５からの反射光をＰＤ２４で受光することで、微小間隔を測定する。
【００３６】
すなわち、センサユニット３は、２円筒として、例えば、図２及び図６に示すように、感光体３１と現像ローラ３２との微小間隔を測定する場合、当該感光体３１と現像ローラ３２の隙間の一方側に位置し、当該隙間を挟んだ反対側に拡散板２５を配置して、上記移動機構２により、感光体３１と現像ローラ３２の隙間方向に移動しつつ、ＬＤユニット２２から出射したレーザ光をプリズム２３で反射させて、例えば、図４に示すように、感光体３１のエッジ部分からレーザ光源の照射を開始し、隙間を通過して現像ローラ３２のエッジ部分までを走査して、当該操作を行ったときの反射光をＰＤ２４で受光して光電変換した受光光量に対応する検出信号を出力する。このとき、センサユニット３は、移動機構２により、感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線に対して平行に移動し、プリズム２３で反射されたレーザ光を、当該感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線に直交する方向に照射する。
【００３７】
このときのセンサユニット３の位置と、ＰＤ２４の受光する受光光量とは、図７に示すような関係にあり、拡散板２５からの反射光による受光光量が一定する間隔が微小間隔（ギャップ間隔）となる。
【００３８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の微小間隔測定装置１は、２円筒間の微小間隔を小さい設置スペースであっても高精度に測定する。
【００３９】
すなわち、微小間隔測定装置１は、例えば、図２及び図６に示したように、２円筒間の微小間隔として、感光体３１と現像ローラ３２の微小間隔を測定する場合、まず、移動機構２のリニアステッピングアクチュエータ１４を駆動させて、粗移動用移動架台１１と微小移動用移動架台１２を一体として、計測対象の２円筒である感光体３１と現像ローラ３２の一方、例えば、図６に示すように、感光体３１のエッジ付近に粗移動させ、この位置から微小間隔の測定を開始する。
【００４０】
この微小間隔の測定においては、移動機構２の微小送り用モータ１６を駆動させて、変換アーム１７及び連結部材１３を介して、微小移動用移動架台１２を、図６に実線矢印で示すように、センサユニット３を感光体３１のエッジ部分からもう一方の現像ローラ３２方向に微少移動量ずつ移動させながら、ＬＤユニット２２からレーザ光を出射させ、プリズム２３で反射させたレーザ光を、感光体３１のエッジ部分から隙間を通過して現像ローラ３２のエッジ部分へと、センサユニット３の移動に従って照射させる。
【００４１】
このとき、２円筒の中心、すなわち、感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線に平行に、センサユニット３を移動させ、当該移動面、すなわち、感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線に直交する方向にプリズム２３で反射されたレーザ光を照射する。
【００４２】
センサユニット３のＬＤユニット２２から出射されたレーザ光は、プリズム２３で反射された後、センサユニット３の移動に伴って、順次、感光体３１のエッジ部分では、図６に矢印で示すように、主に、感光体３１で反射されてＰＤ２４に入射され、また、隙間の位置では、拡散板２５で拡散反射されてＰＤ２４に入射され、さらに、現像ローラ３２では、主に、現像ローラ３２で反射されてＰＤ２４に入射される。
【００４３】
このＰＤ２４への入射光量は、図７に示したように、２円筒である感光体３１と現像ローラ３２のエッジ位置で急激に低下し、微小間隔位置で、拡散板２５で拡散反射されて入射される際に一定となり、２円筒である感光体３１と現像ローラ３２の本体側で、急激に上昇する。
【００４４】
そこで、微小間隔測定装置１は、センサユニット３を少しずつ移動させながら、センサユニット３の位置とＰＤ２４で受光した光量を計測する。
【００４５】
そして、実際の測定においては、微小間隔が０．２ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍの場合について、図８に示すような光量測定カーブとなり、図８に両矢印で示す範囲が、微小間隔（ギャップ間隔）となる。
【００４６】
このように、本実施の形態の微小間隔計測装置１は、２つの計測対象物である感光体３１と現像ローラ３２間の微小間隔を挟んで一方側にＬＤユニット２２とＰＤ２４が配置され、他方側に拡散板２５が配置され、少なくとも計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔にＬＤユニット２２から計測光を照射し、当該計測光の反射光をＰＤ２４で受光してＰＤ２４の受光量に基づいて微小間隔を計測する。そして、ＬＤユニット２２とＰＤ２４を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向にＬＤユニット２２から計測光を照射してＰＤ２４で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、ＰＤ２４の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測している。
【００４７】
したがって、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することができる。
【００４８】
また、本実施の形態の微小間隔計測装置１は、ＬＤユニット２２とＰＤ２４を、計測を開始する側の計測対象物（例えば、感光体３１）の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動（微小移動）させながら、微小間隔を計測している。
【００４９】
したがって、計測開始位置までのＬＤユニット２２とＰＤ２４の移動時間を短くすることができ、計測時間を短くすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００５０】
さらに、本実施の形態の微小間隔計測装置１は、微細間隔移動として、粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させている。
【００５１】
したがって、移動機構を簡単なものとすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００５２】
また、微小間隔測定装置１で、２円筒間、例えば、感光体３１と現像ローラ３２の微小間隔を測定する場合、図６及び図９に示すように、センサユニット３を当該感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線と平行に移動させながら測定することで、正確な微小間隔を測定することができ、この場合、センサユニット３の移動方向が、図１０に示すように、感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線からずれる結果となる場合、例えば、図１０に示すように、現像ローラ３２の設置位置がずれている場合には、ずれた状態で感光体３１と現像ローラ３２の微小間隔を測定すると、微小間隔を狭く計測してしまう結果となる。
【００５３】
そこで、本実施の形態の微小間隔測定装置１は、図２及び図１０に矢印で示すように、ＬＤユニット２２から出射されてプリズム２３で反射されたレーザ光が、計測対象の感光体３１の中心Ｏ１と現像ローラ３２の中心Ｏ２を結ぶ線に対して直交する角度となるまで、回転機構部１８を駆動させてセンサユニット３を回転させ、この状態で、センサユニット３を、上記同様に、移動させつつレーザ光を照射して、感光体３１とレーザ光３２の微小間隔を測定する。
【００５４】
このようにすると、計測対象物の中心を結ぶ線に沿ってＬＤユニット２２とＰＤ２４を移動させるスペースがない場合や、ＬＤユニット２２とＰＤ２４の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれている場合にも、ずれを修正することなく、ＬＤユニット２２とＰＤ２４を回転させるだけで、簡単かつ速やかに２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００５５】
なお、受光部であるＰＤ２４は、そのサイズを大きくすると、微小な拡散光を捉えることができるようになるが、一方で、不必要な光を受光することとなり、２円筒間の隙間に対して、ＬＤユニット２２から照射されるレーザ光の方向が垂直のときに隙間の計測値が最大とならないという問題がある。
【００５６】
これは、拡散光で計測に必要な成分は、レーザ光の照射光路を戻るものであるが、ＰＤ２４を広く取ると、レーザ光の照射光路を戻る反射光以外の角度を持った成分が含まれてしまうからである。
【００５７】
したがって、ＰＤ２４の面積を、２円筒間の測定方向、すなわち、センサユニット３の移動方向が短くなるように狭くする。
【００５８】
このようにすると、必要な拡散光成分のみを取り出すことができ、隙間を精度よく計測することができる。
【００５９】
また、ＰＤ２４上の適当な位置に、単数または複数個のスリットを配置してもよい。
【００６０】
このようにすると、レーザ光の照射光路を戻る反射光と他の成分とをより一層確実に分離して取り出すことができ、隙間をより一層精度よく計測することができる。
【００６１】
さらに、レンズ（凸レンズ、シリンドリカルレンズ等）等を用いて、ＰＤ４に反射光を導入して、不必要な角度成分の拡散光を排除してもよい。
【００６２】
このようにすると、レーザ光の照射光路を戻る反射光と他の成分とをより一層確実に分離して取り出すことができ、隙間をより一層精度よく計測することができる。
【００６３】
なお、上記方法を採用した場合、ＰＤ２４の受光量が低下して、Ｓ／Ｎ比が下がるため、ＰＤ２４の受光面積やスリットサイズを、測定精度とＳ／Ｎ比の低下を比較検討して、適宜設定する。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の微小間隔計測方法によれば、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測するので、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することができる。
【００６６】
請求項２記載の発明の微小間隔計測方法によれば、照射手段と受光手段を、計測を開始する側の計測対象物の計測開始位置まで粗く移動させた後、微細間隔で移動させながら、微小間隔を計測するので、計測開始位置までの照射手段と受光手段の移動時間を短くすることができ、計測時間を短くすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００６７】
請求項３記載の発明の微小間隔計測方法によれば、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれていると、当該ずれ量に合わせて、当該照射手段及び当該受光手段を一体的に回転させて、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に当該照射手段から計測光を照射させるので、計測対象物の中心を結ぶ線に沿って照射手段及び受光手段を移動させるスペースがない場合や、照射手段及び受光手段の移動方向と計測対象物の中心を結ぶ線がずれている場合にも、ずれを修正することなく、照射手段と受光手段を回転させるだけで、簡単かつ速やかに２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００６８】
請求項４記載の発明の微小間隔計測方法によれば、微細間隔移動を、粗移動を当該粗移動の数分の一の間隔に変換した間隔で移動させるので、移動機構を簡単なものとすることができるとともに、２円筒間の微小間隔をも高精度に計測することができる。
【００６９】
請求項５記載の発明の微小間隔計測方法によれば、受光素子の受光面にスリットを設けているので、不要な外部光が受光素子に入射されることを抑制することができ、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することができる。
【００７０】
請求項６記載の発明の微小間隔計測方法によれば、反射光をレンズを通して受光素子に導入するので、不要な外部光が受光素子に入射されることをより一層抑制することができ、２円筒間の微小間隔をもより一層高精度に計測することができる。
【００７１】
請求項７記載の発明の微小間隔計測装置によれば、２つの計測対象物間の微小間隔を挟んで一方側に照射手段と受光手段が配置され、他方側に拡散板が配置され、少なくとも当該計測対象物の当該微小間隔側の端部を含んで当該微小間隔に照射手段から計測光を照射し、当該計測光の反射光を受光手段で受光して当該受光手段の受光量に基づいて微小間隔を計測するに際して、照射手段と受光手段を移動機構に搭載して、当該移動機構で、当該照射手段と当該受光手段を計測対象物の中心を結ぶ線に沿って一体的に移動させながら、計測対象物の中心を結ぶ線に直交する方向に照射手段から計測光を照射して受光手段で当該計測光の反射光を受光するとともに、当該移動量を計測して、受光手段の受光する反射光の受光量と当該移動量に基づいて微小間隔を計測するので、大きなスペースを必要とすることなく、２つの計測対象物が円筒形状であっても、微小間隔を高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微小間隔計測方法及び微小間隔計測装置の一実施の形態を適用した微小間隔測定装置の正面図。
【図２】図１の微小間隔測定装置の側面図と計測対象の感光体と現像ローラの側面図。
【図３】図１の微小間隔測定装置の要部平面図。
【図４】図１のセンサユニットの正面拡大図。
【図５】図４のセンサユニットの右側面図。
【図６】図１の微小間隔測定装置でセンサユニットを移動させながら微小間隔を測定している状態の側面図。
【図７】図６の測定で得られるセンサ位置と光量の関係を模式的に示す図。
【図８】図１の微小間隔測定装置でセンサユニットを移動させながら微小間隔が３種類ある場合に当該微小間隔を測定したときに実際に得られるセンサ位置によって変化する光量の変化を示す図。
【図９】図１の微小間隔測定装置でセンサユニットを移動させながら２つの円筒体の微小間隔を測定する場合の当該円筒体の中心位置とセンサユニットの移動方向の関係を示す図。
【図１０】図１の微小間隔測定装置でセンサユニットを移動させながら２つの円筒体の微小間隔を測定する場合の当該円筒体の中心位置とセンサユニットの移動方向が異なっている場合にセンサユニットを回転させて測定を行っている状態の説明図。
【符号の説明】
１　微小間隔測定装置
２　移動機構
３　センサユニット
１０　台座
１１　粗移動用移動架台
１２　微小移動用移動架台
１３　連結部材
１４　リニアステッピングアクチュエータ
１５　微小送り変換機構部
１６　微小送り用モータ
１７　変換アーム
１８　回転機構部
２１　取付台
２２　ＬＤユニット
２３　プリズム
２４　ＰＤ
２５　拡散板
３１　感光体
３２　現像ローラ
【図１】
2004138532.tif 000003
【図２】
2004138532.tif 000004
【図３】
2004138532.tif 000005
【図４】
2004138532.tif 000006
【図５】
2004138532.tif 000007
【図６】
2004138532.tif 000008
【図７】
2004138532.tif 000009
【図８】
2004138532.tif 000010
【図９】
2004138532.tif 000011
【図１０】
2004138532.tif 000012