(57)【要約】【課題】連続的な測定が可能であり、また、シート表面を損傷によるシート材の性能低下を生じさせることがない、シート材の欠陥検査方法を提供する。【解決手段】導電性添加材を分散させた樹脂を押し出し成形により成形されたシート材１００の表面に測定用電極１３，１４を当接させて電気抵抗を測定する測定装置１を用い、前記測定用電極１３を前記シート材１００の幅方向端部１０４に配置し、前記シート材１００を周方向に連続的に移動させて検出信号を連続的に検出し、前記検出信号に基づいて前記検出信号の所定周期を有する抵抗変化をハイパスし、前記ハイパスされた抵抗変化に基づいて前記シート材の欠陥の有無を検出する。【選択図】図３Ａ
2010002212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性添加材を分散させた樹脂を押し出し成形により成形された環状のシート材の表面に測定用電極を当接させて前記シート材の電気抵抗を測定する測定装置を用いて前記シート材の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記測定用電極を前記シート材の幅方向端部にその厚み方向に前記シート材を挟むように配置し、
前記電極に電圧を印加しながらシート材を前記押し出し方向に交差する方向に連続的に移動させて検出信号を連続的に検出し、
前記検出信号に基づいて前記シート材の移動に伴う検出信号の所定周期を有する抵抗変化をハイパスし、
前記ハイパスされた抵抗変化を積分し、ピークの抑制と高周波ノイズを抑えた出力信号の積分値に基づいて前記シート材の欠陥の有無を検出することを特徴とする、欠陥検査方法。
【請求項２】
前記シート材は、トナーの中間転写ベルトであって、前記電極が当接する幅方向端部は、前記トナー像の転写領域の外側であることを特徴とする、請求項１に記載の欠陥検査方法。
【請求項３】
導電性添加材を分散させた樹脂を押し出し成形により成形されたシート材の表面に測定用電極を当接させて前記シート材の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記シート材を押出方向に交差する方向に移動させる搬送部と、
前記シート材の幅方向端部にその厚み方向に前記シート材を挟むように配置される測定用電極と、
前記搬送部により前記シート材を移動させながら、前記測定用電極に電圧を印加し、前記電極からの検出信号を連続的に検出する検出部を備え、
前記検出部は、前記検出信号に基づいて前記シート材の移動に伴う検出信号の所定周期を有する抵抗変化をハイパスするハイパスフィルタと、
前記ハイパスされた抵抗変化を積分し、ピークの抑制と高周波ノイズを抑えた出力信号の積分値を求める積分回路とを備え、前記積分回路により求められた積分値に基づいて前記シート材の欠陥の有無を検出することを特徴とする、欠陥検査装置。
【請求項４】
前記電極は、前記シート材に接触する突起部の周囲に絶縁材を介して金属部材で被覆された構成を有することを特徴とする、請求項３に記載の欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押し出し成形により形成された導電性材料で構成された粉粒体を含む誘電体シート材の分子構造の欠陥を測定するためのシート材の欠陥検査方法及び欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ，複写機などの画像生成装置に含まれる各種部品には、帯電防止などの目的から、導電性や半導電性などのフィルム又はシート（以下、シート材という。）が素材として使用されている。これらのシートを使用した各種部品としては、ドラムに成形されたトナー像を転写する中間転写シートなどが挙げられる。これらのシートにおいては、シート材の表面抵抗（ρｓ）は高く、体積抵抗（ρｖ）は低くしたいという、異方性を持たせた分子構造になるように成形される。また、これらの抵抗値は当該部品の機能に大きく影響するため、シート材の厚み方向の電気抵抗を管理する必要がある。上記の電気抵抗を測定する機器としては、シート材の両面に測定相関がとれたφ２０〜５０ｍｍ径の一対のテストプローブを接触させて測定を行うテスターやデジタルマルチメータなどの抵抗測定器が一般に知られている。
【０００３】
ところで、テスターやデジタルマルチメータなどの抵抗測定器は、一対のテストプローブの先端をシート材の両面に圧接させる方式のものであるから、テストプローブの先端形状や接触角，接触圧，接触面積などの条件によって測定結果にばらつきが生じ易い。特に、合成樹脂シートの製造ラインにおいて、連続成形されて移送されるシート材に適用しようとすると、シート材の移送に伴いその表面を損傷してしまうため、製造ラインを停止することなく連続的にその電気抵抗を測定することは困難である。
【０００４】
シート材に表れる欠陥部分は、幅数ｍｍに満たない小さいものであり、大きさや発生場所が決まっておらず、欠陥を見つけることは困難であった。
【０００５】
上記問題を解消するために特許文献１（特開平９−５４１２６号公報）では、ロール状に形成された上下電極にシート材を挟み、電気抵抗を測定する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平９−５４１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この装置は、シート材の幅方向全領域にわたって配置されるロール状の電極を必要とし、特定の幅寸法を有するシート材の電気特性測定の専用装置となる。また、ロール状の電極をシート材の幅方向に対して十分に長く形成し、シート材を挟むようにすると、可撓性を有するシート材を挟んだ場合にロール状電極が変形などをおこし、シートと接触しない部分において両者が接触することによって短絡を生じる可能性がある。
【０００７】
一方、ロール状電極の表面を堅牢に構成すると、シート材とロール状電極との摩擦により、シート材表面を摺動する際にシート表面を損傷させることとなる。シート材表面のキズは、形成される画像へそのまま反映されるため、トナー像の転写領域が損傷することは好ましくない。
【０００８】
本発明は、連続的な測定が可能であり、また、シート表面を損傷によるシート材の性能低下を生じさせることがない、シート材の欠陥検査方法及び欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様によれば、導電性添加材を分散させた樹脂を押し出し成形により成形された環状のシート材の表面に測定用電極を当接させて前記シート材の電気抵抗を測定する測定装置を用いて前記シート材の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記測定用電極を前記シート材の幅方向端部にその厚み方向に前記シート材を挟むように配置し、
前記電極に電圧を印加しながらシート材を前記押し出し方向に交差する方向に連続的に移動させて検出信号を連続的に検出し、
前記検出信号に基づいて前記シート材の移動に伴う検出信号の所定周期を有する抵抗変化をハイパスし、
前記ハイパスされた抵抗変化を積分し、ピークの抑制と高周波ノイズを抑えた出力信号の積分値に基づいて前記シート材の欠陥の有無を検出することを特徴とする、欠陥検査方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２態様によれば、前記シート材は、画像生成装置の画像生成装置のトナーの中間転写ベルトであって、前記電極が当接する幅方向端部は、前記トナー像の転写領域の外側であることを特徴とする、第１態様の欠陥検査方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３態様によれば、導電性添加材を分散させた樹脂を押し出し成形により成形されたシート材の表面に測定用電極を当接させて前記シート材の欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
前記シート材を押出方向に交差する方向に移動させる搬送部と、
前記シート材の幅方向端部にその厚み方向に前記シート材を挟むように配置される測定用電極と、
前記搬送部により前記シート材を移動させながら、前記測定用電極に電圧を印加し、前記電極からの検出信号を連続的に検出する検出部を備え、
前記検出部は、前記検出信号に基づいて前記シート材の移動に伴う検出信号の所定周期を有する抵抗変化をハイパスするハイパスフィルタと、
前記ハイパスされた抵抗変化を積分し、ピークの抑制と高周波ノイズを抑えた出力信号の積分値を求める積分回路とを備え、前記積分回路により求められた積分値に基づいて前記シート材の欠陥の有無を検出することを特徴とする、欠陥検査装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４態様によれば、前記電極は、前記シート材に接触する突起部の周囲に絶縁材を介して金属部材で被覆された構成を有する、第３態様の欠陥検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
押し出し成型で作成されたシート材は、上記のように異方性を持たせた分子構造になるように成形されるため、シート表面には、成形時の引き出し方向に沿って導電粒子間に断層が生じる。この断層が大きくまた、続けて発生するとベルト表面にトナーが転写されない部分が発生し、いわゆる、白スジと呼ばれる欠陥箇所ができる。したがって、シート材を押出方向に交差する周方向に移動させながら検査を行う場合は、幅方向端部近傍のみを測定したとしても、筋状の欠陥を検出することができる。したがって、周方向に走行させながら連続的に欠陥を検査することができるとともに、電極が接触することによってシート材に与える損傷を、端部のみに留めることができ、シート材の検査をより確実にかつシート材の性能低下を生じさせることがない。
【００１４】
上記断層は絶縁された状態なので電荷が溜まりやすい状態になっており、この状態で、高圧を印加した電極を一定の速度で、接触させると当該欠陥部はコンデンサとして機能し、急激に電流をチャージします。このため、体積抵抗を測定すると欠陥部は電荷をチャージする間、急激に低下する。本発明においては、この急激に変化した箇所を欠陥として検出することにより欠陥の有無を検査することができる。
【００１５】
また、当然、緩やかな体積抵抗の変化はハイパスフィルタで吸収し急激な変化のみ選択することができる。その後電荷の変化量は急峻に変化するのでレベル調整と高周波ノイズを抑えるため、ローパスフィルタを入れてノイズレベルを積分し、ピーク値を押さえることができる。このように電圧レベルを管理することにより、所定の閾値の電圧値を超えると不良と判断する。
【００１６】
また、シート材としては、プリンタ、複写機等の画像生成装置のトナー像を形成する中間転写ベルトである場合、電極をトナー像の転写領域の外側とすることにより、転写領域のゴミ、キズなどを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して具体的に説明する。本発明にかかるシート材の欠陥検査方法は、図１に示すシームレスの中間転写ベルト１００の厚み方向の体積抵抗値を測定するため方法である。図１に示すように、中間転写ベルト１００は、ポリフェニレンスルフィド樹脂とナイロン樹脂（２０重量％以下）の混合樹脂等に、カーボン等の導電性の添加材を加え、均一に分散させたものを、つなぎ目が生じないように環状の吐出口を有する押し出し成形装置より押し出し成形することにより筒状に作成される。
【００１８】
押し出し成形により成形された環状の中間転写ベルト１００は、表面比抵抗を１０１２Ω〜１０７Ωとなるように、できるだけカーボンなどの添加材を樹脂に均一に分散させるようにしている。一方で、カーボンなどを完全に均一に分散させることは難しく、カーボンの分布にムラが生じることがある。このカーボンなどの分散が薄い部分が中間転写ベルト１００の欠陥部分１０２となる。なお、欠陥部分１０２は、カーボンの分散が少なく、絶縁された状態なので電荷が溜まりやすい状態となっている。
【００１９】
中間転写ベルト１００の欠陥部分は、一般に、図１の押出成形時において矢印９１に示す押出方向に連続して形成される。その結果、図１に示すように、欠陥部分１０２は、中間転写ベルトのベルト本体１０１の幅方向に延在して筋状に形成される。筋状の欠陥部分は、概ね幅１ｍｍ〜数ｍｍ程度である。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態にかかるシート材の欠陥検査装置の概略構成を示す模式図である。欠陥検査装置１は中間転写ベルトを巻き掛けるための２本の支持ローラ１０と、支持ローラ１０間に巻き掛けられる中間転写ベルト１００のたるみをとるためのテンションローラ１１が設けられる。
【００２１】
支持ローラ１０は、少なくともいずれか一方が駆動装置（図示なし）に連結されており、駆動装置の駆動力を受けて回転し、巻き掛けられた中間転写ベルトを矢印９０に示すように回転駆動させることができる。
【００２２】
テンションローラ１１は上下移動可能であり、支持ローラ１０に中間転写ベルト１００が巻き掛けられた後、下降することにより支持ローラ１０に巻き掛けられた中間転写ベルト１００に適度のテンションを与える。
【００２３】
欠陥検査装置１は支持ローラ１０間に巻き掛けられた中間転写ベルト１００をその厚み方向に挟んで接触する＋電極１３と−電極１４を備える。電極１３及び電極１４間には直流電源１５から電圧が印加されており、−電極１４に流れる電流値信号に基づいて検出部１２により中間転写ベルト１００の体積抵抗を測定する。
【００２４】
図４は、図２の欠陥検査装置の−電極の構成を示す一部断面図である。−電極は、中間転写ベルト１００の画像形成側の表面に接触する突起２１と突起２１を支持する本体部２０とを備える。本体部２０は、容器状の導電性の部材であり、内側に絶縁部材２３及び電極先端部２２を備える。電極先端部２２は、突起２１を成形し、検出部１２に連通する出力ライン２４が接続されている。
【００２５】
このように、中間転写ベルト１００に直接接触する突起２１を備える電極先端部２２の周囲に絶縁部材２３及び本体部２０が設けられていることにより、測定時の外部からのノイズのシールドとして機能し、抵抗値測定を高精度に行うことができる。
【００２６】
＋電極１３は、中間転写ベルト１００の走行方向に薄く、幅方向に長い形状に構成されており、−電極１４は、＋電極１３よりも大きく構成されている。
【００２７】
検出部１２は、後述する通り、電流値信号に基づいて演算された中間転写ベルト１００の体積抵抗値に基づき、筋状欠陥の有無を判断し、検査対象である中間転写ベルト１００の良否を判断する。
【００２８】
電極１３，１４を中間転写ベルト１００に接触させる位置は、図３Ａに示すように、中間転写ベルト１００の幅方向端部とする。上記のように、中間転写ベルト１００の筋状欠陥１０２は、中間転写ベルト１００の幅方向のほぼ全領域にわたって延在するため、中間転写ベルト１００の幅方向端部での測定により欠陥を測定することができる。
【００２９】
図３Ｂは、中間転写ベルトの構成を示す断面図である。中間転写ベルト１００は、その幅方向の中央部分にトナー像が形成される転写領域１０３が設けられており、その両端に非転写領域１０４が設けられる。転写領域１０３は、転写面１０３ａに中間転写ベルトのトナー像が印刷ドラムなどから転写され、当該トナー像を紙などの印刷媒体に転写するための領域であり、その導電性が全体的に均一であることが求められる。
【００３０】
また、非転写領域１０４は、中間転写ベルト１００の駆動時において、その回転駆動を補助するためのゴム製の走行補助部材１０５や中間転写ベルト１００の端部保護のためのポリイミドテープ１０６等が設けられる。この領域においては、中間転写ベルトの転写面１０３ａに損傷があったとしても、走行補助部材１０５やポリイミドテープ１０６等によって被覆されるため、中間転写ベルト１００の性能に影響を及ぼさない。
【００３１】
本実施形態にかかる中間転写ベルトの欠陥検査方法においては、これらの走行補助部材１０５やポリイミドテープ１０６等が設けられる前に、転写領域１０３の外側領域に電極１３，１４を接触させて、欠陥を測定する。電極１３，１４が接触した状態で中間転写ベルト１００が走行することによって、電極との接触部分に損傷がついたとしても、当該部分はベルトの幅方向端部であるので切断除去することができ、走行補助部材１０５やポリイミドテープ１０６等によって被覆することによって、当該損傷をなくすことができるため、中間転写ベルトの機能には影響を与えない。
【００３２】
次に、本実施形態にかかる欠陥検査装置の欠陥検査の動作について説明する。欠陥検査を行う場合は、支持ローラ１０及びテンションローラ１１に巻き掛けられた中間転写ベルト１００を矢印９０に示すように回転駆動させ、−電極１４の出力値として得られる電流値を連続的に測定し、当該電流値に基づいて体積抵抗値を算出する。
【００３３】
図５は、図２の欠陥検査装置の検査部１２の回路構成を示す図である。検査部１２は、図５に示すような回路構成であり、−電極１４からの入力信号は、体積抵抗３１に流れる微少電流を第１の増幅アンプ３２でＩ−Ｖ変換し、検査可能な電圧の信号に変換する。図６Ａは、第１の増幅アンプ３２からの出力信号の例である。この信号に欠陥部Ｄが存在する場合、欠陥部Ｄは、電荷をチャージする間急激に電圧が下がっており、他の部分は成形箇所の緩やかなバラツキ（変化）に従って、波形が緩やかに変動する。また、波形全体には、ベルト表面を走行する際の変動ノイズが含まれている。
【００３４】
次に、電圧値の信号は、図５に示す第２のアンプ３３で反転増幅する。その後、ベルトの周方向にある体積抵抗の緩やかな変動をキャンセルするハイパスフィルタ３４を通ることにより、欠陥部以外の波形が取り除かれる。
【００３５】
このハイパスフィルタ（カットオフ周波数：１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）により、中間転写ベルト機種に合わせて、最適化された走行スピードにより表れるベルト周方向の抵抗値の緩やかな変動が取り除かれ、中間転写ベルトの欠陥部の波形のみ検出することができる。なお、図６Ｂは、ハイパスフィルタ３４を通過した第３のアンプ３５からの出力波形である。
【００３６】
その後、欠陥部が終了すると電荷の変化は急峻に変化するので瞬間のピークの抑制と高周波ノイズを抑えるため、ローパスフィルタ３６を配置する。これによって、欠陥部のピーク値は積分され、全体波形の積分値として波形が整形される。この欠陥部の波高値（ピーク電圧値）を良品で確認した許容限界の中間転写ベルトで決定した許容電圧値と比較することによって、良品判定を行う。
【００３７】
なお、製品の分解能によっては、１つの欠陥では良品と判断されるが、連続する２つの欠陥が短い間（例５ｍｓ）に連続して発生した場合に欠陥であると判断するようにしてもよい。この場合、それぞれの欠陥が示す電圧値とその間隔を検出し、検査できる機能を有していてもよい。
【００３８】
以上本発明によれば、測定対象の押し出し成形により製造される環状のシート材を、転写領域外に電極を接触させて周方向に回転走行させながら欠陥の有無測定を行うため、連続的に筋状に発生する欠陥によるシート材の良否を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の欠陥検査装置の検査対象であるシート材の一例としての中間転写ベルトの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるシート材の欠陥検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図３Ａ】図２の欠陥検査装置の電極を中間転写ベルトに接触させる位置を示す図である。
【図３Ｂ】中間転写ベルトの構成を示す断面図である。
【図４】図２の欠陥検査装置の−電極の構成を示す一部断面図である。
【図５】図２の欠陥検査装置の検査部の回路構成を示す図である。
【図６Ａ】第１の増幅アンプ３２からの出力信号の例である。
【図６Ｂ】変動周波数がキャンセルされた出力信号の例である。
【図６Ｃ】検査部からの出力信号の例である。
【符号の説明】
【００４０】
１  欠陥検査装置
１０  支持ローラ
１１  テンションローラ
１２  検査部
１３  ＋電極
１４  −電極
１５  直流電源
２０  本体部
２１  突起
２２  電極先端部
２３  絶縁部材
１００  中間転写ベルト
１０１  ベルト本体
１０２  筋状欠陥部
１０３  転写領域
１０３ａ  転写面
１０４  非転写領域
１０５  走行補助部材
１０６  ポリイミドテープ
【図１】
2010002212.tif 000003
【図２】
2010002212.tif 000004
【図３Ａ】
2010002212.tif 000005
【図３Ｂ】
2010002212.tif 000006
【図４】
2010002212.tif 000007
【図５】
2010002212.tif 000008
【図６Ａ】
2010002212.tif 000009
【図６Ｂ】
2010002212.tif 000010
【図６Ｃ】
2010002212.tif 000011