检测装置和使用检测装置的调色剂检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供检测装置和使用检测装置的调色剂检测装置。为了提供即使在较窄的区域中也能够检测对象表面的高度信息的高度检测装置，该高度检测装置包括：用于用从光源单元发射的光束照明对象表面的照明光学系统；用于使在对象表面上反射的光束在成像表面上形成图像作为线图像的成像光学系统；和被设置在成像表面上的光检测单元。光检测单元的光检测表面位于关于旋转轴旋转的平面中，该旋转轴是与构成成像光学系统的光学元件之中的光学位置最接近光检测单元的光学元件的光轴垂直并与要通过成像光学系统形成的线图像垂直的轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使用光学单元检测从基准面测量的对象的高度信息(凹凸信息)(厚度信息)的高度检测装置。 特别地，本专利技术涉及用于使用电子照相过程的图像形成装置的高度检测装置，该 高度检测装置能够通过应用共焦显微镜的观察原理以高精度检测附着于图像承载部件上 的调色剂的高度信息。
技术介绍
常规上，已知存在通过使用光学单元检测从基准面测量的对象的高度信息的高度 检测装置。这种高度检测装置被广泛用于光学显微镜(共焦显微镜)，以及用于检测试样表 面上的缺陷的装置等。 作为高度检测装置，已知存在通过使用所谓的共焦光学系统或与其类似的另一 光学系统检测对象表面的位置，即检测试样表面的高度信息的装置(日本专利申请公开 No. 2001-318302)。 在使用共焦光学系统的高度检测装置中，从光源单元发射的光束会聚于试样表面 上，并且，使从试样表面反射的光束重新在检测单元上或在其附近形成图像。然后，基于成 像状态的变化，检测关于试样表面的高度位置的信息。 图6是通过使用共焦光学系统检测对象的高度信息的高度检测装置的配置的主 要部分示意图。 在图6中，从光源单元601发射的光束通过准直透镜602转变成平行光束。然后， 平行光束穿过半反射镜(half mirror) 603，并然后通过会聚透镜604会聚于对象表面608 上。 从被照射的对象表面608反射的光束穿过会聚透镜604以重新被会聚。然后，光 束被半反射镜603反射。然后，光束通过成像透镜605在针孔狭缝606上或在其附近会聚。 通过设置在光束的下游(沿穿过方向)的光检测器607，检测穿过针孔狭缝606的 光束的光强度。基于由光检测器607检测的光强度，检测对象表面608的高度信息。 以这样一种方式设置会聚透镜604和成像透镜605， S卩，当对象表面608位于会聚 透镜604的焦点位置上时，从对象表面608反射的光在针孔狭缝606处形成图像，从而使得 能够在光检测器607处检测最高的光强度。 特别地，随着对象表面608从会聚透镜604的焦点位置沿其光轴方向进一步位移， 要被光检测器607检测的光强度变小。由于该配置，对象表面608的沿光轴方向的高度位 置被检测。 在使用共焦光学系统的高度检测装置中，通过使用上述的配置检测对象表面608 的高度信息。 在使用常规的使用共焦光学系统的高度检测装置时，存在这样一种情况，S卩，由于 由对象表面的物理性能或粗糙度导致的反射光量的变化，被光检测器检测的反射光量变3化，因此，对象表面的表面高度的检测会不精确。 并且，原理上，通过仅检测穿过针孔狭缝的光的强度的方法，不能检测对象表面是 位于会聚透镜的焦点的前面还是位于焦点的后面。 并且，当对象表面的位置大大地从会聚透镜的焦点位移时，穿过针孔狭缝的光的 强度与对象表面的高度的位移的平方成比例地减小。结果，对象表面的位置的检测精度极 度降低。 在日本专利申请公开No. 2001-318302公开的焦点检测装置中，从具有沿一个方 向配置的多个点光源的线状光源(一维光源)发射的光束以线状会聚于对象表面上。类似 地，设置在光检测器侧的成像透镜使从对象表面反射的光以线状形成图像。然后，通过使用 围绕与光轴和线图像垂直的轴相对于成像面倾斜微小的角度的一维光传感器，检测从对象 反射的光。 但是，通过该方法，当沿对象表面的焦线存在高度的变化时，在多个高度的对象表 面上反射的光束入射到光检测器上。因此，关于窄区域中的对象表面的高度信息，难以实现 精确的测量。
技术实现思路
本专利技术具有提供即使在窄区域中也能够以高精度检测对象表面的高度信息的高 度检测装置的目的。 为了实现上述的目的，根据本专利技术的一个方面，提供一种检测装置，该检测装置包 括光源单元；用于用从光源单元发射的光束照明对象表面的照明光学系统；用于使在对 象表面上反射的光束在成像表面上形成图像作为线图像的成像光学系统；和被设置在成 像表面上的光检测单元，该光检测单元具有一维或二维配置的多个传感器，该检测装置基 于由光检测单元检测的光信息检测沿照明光学系统的光轴方向的对象表面的高度信息，其 中，光检测单元具有位于成像光学系统的光轴上的光检测表面，并且，光检测单元的光检测 表面位于关于旋转轴旋转的平面中，该旋转轴是与构成成像光学系统的光学元件之中的光 学位置最接近光检测单元的光学元件的光轴垂直并与要通过成像光学系统形成的线图像 垂直的轴。 并且，在上述的检测装置中，光源单元可包含点光源，并且，照明光学系统以点状 在对象表面上会聚从点光源发射的光束。并且，成像光学系统可包含变形的光学表面；并且，检测装置满足以下的条件 0. 1《a /sin 9《10 这里，a表示包含成像光学系统的光轴和与线图像垂直的轴的平面中的成像光学 系统的纵向倍率，e表示光检测单元的光检测表面相对于与成像光学系统的光轴垂直的平 面的旋转角。 并且，照明光学系统和成像光学系统可被配置为使得从照明光学系统发射并入 射到对象表面上的光束的主光线以确定的角度入射到对象表面上，并且，在对象表面上反 射、穿过成像光学系统并在光检测单元上形成图像的光束由从对象表面发射的镜面反射光 以外的光束形成。 并且，可在与对象表面平行的平面中形成要通过成像光学系统形成的线图像。 并且，为了实现上述的目的，根据本专利技术的另一方面的调色剂检测装置可通过使用根据上述的检测装置测量附着于图像承载部件上的调色剂的高度。 根据本专利技术，可提供即使在窄区域中也能够以高精度检测对象表面的高度信息的高度检测装置。 通过参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本专利技术的其它特征将变得十分明显。附图说明 图1是根据本专利技术的第一实施例的高度检测装置的主要部分示意图。 图2是图1的一部分的说明图。 图3A和图3B分别是图1的传感器上的焦线的说明图。 图4是根据本专利技术的第二实施例的高度检测装置的主要部分示意图。 图5A和图5B分别是图4的传感器上的焦线的说明图。 图6是常规的高度检测装置的主要部分示意图。 图7是图1的一部分的说明图。具体实施例方式以下，参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例。 根据本专利技术的高度检测装置使用照明光学系统以通过从由点光源形成的光源单元发射的光束以点状照明对象表面。 通过使用从对象表面反射的光，具有变形的折光力的成像光学系统形成对象表面的一部分的图像作为线图像(焦线)。 在成像光学系统的成像面上，设置具有一维或二维配置的多个传感器的光检测单元。 光检测单元的光检测表面相对于与成像光学系统的光轴垂直的面倾斜角度e 。 特别地，光检测单元的光检测表面位于成像光学系统的光轴上，与构成成像光学系统的光学元件之中的光学位置最接近光检测单元的光学元件的光轴垂直，并且位于关于旋转轴旋转的面上，该旋转轴是与要通过成像光学系统形成的线图像垂直的轴。 然后，基于由光检测单元检测的光信息，检测沿照明光学系统的光轴方向的对象表面的高度信息。(第一实施例) 图i是根据本专利技术的第一实施例的用于检测例如作为对象的调色剂的高度信息的高度检测装置的示意性配置图。 图2和7分别是图1的一部分的说明图。根据第一实施例的高度检测装置用于在诸如激光束打印机(LBP)或数字复印机的使用电子照相过程的图像形成装置中测量附着于中间转印带(图像承本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测装置，包括：光源单元；用于用从光源单元发射的光束照明对象表面的照明光学系统；用于使在对象表面上反射的光束在成像表面上形成图像作为线图像的成像光学系统；和被设置在成像表面上的光检测单元，该光检测单元具有一维或二维配置的多个传感器，该检测装置基于由光检测单元检测的光信息检测沿照明光学系统的光轴方向的对象表面的高度信息，其中，光检测单元具有位于成像光学系统的光轴上的光检测表面；并且，光检测单元的光检测表面位于关于旋转轴旋转的平面中，该旋转轴是与构成成像光学系统的光学元件之中的光学位置最接近光检测单元的光学元件的光轴垂直并与要通过成像光学系统形成的线图像垂直的轴。

【技术特征摘要】
JP 2008-12-16 2008-319410一种检测装置，包括光源单元；用于用从光源单元发射的光束照明对象表面的照明光学系统；用于使在对象表面上反射的光束在成像表面上形成图像作为线图像的成像光学系统；和被设置在成像表面上的光检测单元，该光检测单元具有一维或二维配置的多个传感器，该检测装置基于由光检测单元检测的光信息检测沿照明光学系统的光轴方向的对象表面的高度信息，其中，光检测单元具有位于成像光学系统的光轴上的光检测表面；并且，光检测单元的光检测表面位于关于旋转轴旋转的平面中，该旋转轴是与构成成像光学系统的光学元件之中的光学位置最接近光检测单元的光学元件的光轴垂直并与要通过成像光学系统形成的线图像垂直的轴。2. 根据权利要求1的检测装置，其中， 光源单元包含点光源；并且，照明光学系统以点状在对象表面上会聚从点光源发射的光束。3. 根据权利要求1的检测装置，其中， 成像光学系统包含变...

【专利技术属性】
技术研发人员：光武郁太郎，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]