專利名稱：一種磁輥與感光鼓兩端間隙測定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)屬激光衍射檢測技術(shù)領域及激光偏光技術(shù)領域，涉及一種利用光的衍 射效應對磁輥和感光鼓間隙進行精密檢測的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光打印機用硒鼓中磁輥和感光鼓的驅(qū)動端和非驅(qū)動端間隙的大小是影響 硒鼓打印質(zhì)量的關鍵參數(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，這將導致印品色密度不均 勻；3、因為影響磁輥和感光鼓間隙的因素多種多樣，通常不能主觀判斷它的大 小是否在正常范圍內(nèi)。因此，對磁輥和感光鼓之間的兩端間隙進行細致檢測是 必要的。
目前，尚沒有同步檢測磁鼓和感光鼓之間兩端間隙大小的專門設備方面的 報道。若采用游標卡尺直接測量有三個明顯的缺點 一是誤差大，這是因為間 隙太小在微米量級而游標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；三是檢測速度慢，不能對硒 鼓實時批量檢測。

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定系統(tǒng)，采用夫瑯禾菲單縫衍射 原理同步檢測磁輥與感光鼓間隙兩端的大小。
為了實現(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定系 統(tǒng)包括半導體激光器、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、測試支架、驅(qū)動裝置、傅立葉透鏡、CCD 相機、圖像測量軟件。半導體激光器、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 上，待測硒鼓組件安裝在測試支架上，CCD相機通過視頻卡與電腦相連，驅(qū)動裝置、CCD相機和圖像測量軟件由電腦控制完成。
激光單元內(nèi)部包括半導體激光器、平行光管、光衰減片三部分。半導體激 光器、平行光管、光衰減片三個部件裝配在一起便于整體移動。其中的半導體 激光器為半導體泵浦全固態(tài)連續(xù)激光器，平行光管采用類似倒置的伽利略單筒 望遠鏡結(jié)構(gòu)以便縮短激光單元的長度，光衰減片為由兩片線偏振片構(gòu)成的可調(diào) 衰減器，轉(zhuǎn)動其中的一片線偏振片可調(diào)節(jié)通過衰減片后的光強度。
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)明中因為要利用OE雙輸出棱鏡得到兩束光強差不多 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為它使0， E兩種振動的 光波都垂直各自的通光面輸出，從而減少波前畸變進而減小衍射圖樣的誤差。
本發(fā)明中的CCD相機去掉了鏡頭部分以獲得比較小的視場，避免背景光對 衍射圖樣的影響。配合傅立葉透鏡使用時須前后移動CCD相機的位置，使CCD 相機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)合附圖對本發(fā)明作詳細描述


圖l、磁輥與感光鼓兩端間隙測定裝置結(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，3、 0E雙輸出棱鏡，4、反射鏡，5、 磁輥，6、感光鼓，7、護套，8、支架，9、驅(qū)動裝置，10、傅立葉透鏡，11、 CCD相機，101、半導體激光器，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，該間隙測定系統(tǒng)的激光單元由半導體激光器101、平行光
4管102、光學光衰減片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2上，調(diào)節(jié)三 維調(diào)節(jié)光學平臺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套左邊的磁輥與感光鼓間 的狹縫。
如圖4所示，由夫瑯和費單縫衍射原理可知，平行光束0光301或E光302 經(jīng)過感光鼓6和磁輥5之間的狹縫時產(chǎn)生夫瑯和費單縫衍射，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為半導體激光器101的出射光波長，,為傅立葉透鏡10的焦距。 如圖5所示，本發(fā)明中的圖像測量軟件是精確檢測的重要環(huán)節(jié)。首先由圖 像測量軟件對圖像采集卡輸入的兩個圖像進行自適應濾波，濾除各種噪聲信號， 然后進行圖像均衡得到高對比度的圖像，接著進行圖像二值化，隨后分別計算 出兩個衍射圖樣中央亮紋的寬度D，最后將利用公式(1)推算出的兩個狹縫寬
度，并與兩個標準狹縫寬度值分別比較評價出所測得的兩個縫隙寬度是否合格
并輸出結(jié)果。
具體實施例方式
打開激光101器電源預熱15分鐘，使其輸出光功率穩(wěn)定，其后將待測的硒 鼓組件安裝固定在測試支架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垂直射向左端護套右側(cè)的磁輥與感光鼓間的狹縫。然后，適當 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套左側(cè)的 磁輥與感光鼓間的狹縫。
啟動驅(qū)動裝置9的電源使步進電機帶動感光鼓6和磁輥5轉(zhuǎn)動，利用圖像 測量軟件實時抓拍磁輥5和感光鼓6間狹縫形成的兩個衍射圖樣，并對這兩個 數(shù)字圖像進行自適應濾波、圖像均衡、二值化處理，然后利用公式(1)推算出 兩個狹縫寬度值并分別與兩個標準狹縫寬度值比較，判定出所測得的兩個縫隙 寬度是否合格，最后軟件將自動輸出兩個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定系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由半導體激光器、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、測試支架、驅(qū)動裝置、傅立葉透鏡、CCD相機、圖像測量軟件組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁輥與感光鼓兩端間隙測定系統(tǒng)，其特征在于半導體激光器、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)平臺上，驅(qū)動裝置由電腦自動控制，CCD相機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磁輥和感光鼓兩端狹縫同步檢測。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于CCD相機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，其特征在于CCD相機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定系統(tǒng)包括連續(xù)半導體激光器、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、OE雙輸出棱鏡、平面反射鏡、測試支架、驅(qū)動裝置、傅立葉透鏡、兩個CCD相機、圖像測量軟件。本發(fā)明以半導體激光器作為光源，利用平行光管作為光束準直器，以OE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)平臺和平面反射鏡作為光束方向調(diào)節(jié)器件，使用兩個面陣CCD相機采集兩個狹縫衍涉圖樣，將以光強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，由圖像測量軟件處理。本發(fā)明可對磁輥與感光鼓兩端間隙同步精確測定。
文檔編號G01B11/14GK101650159SQ20091001788
公開日2010年2月17日 申請日期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 申請人:富美科技有限公司