(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材に塗布された塗布物を検出して、塗布物の塗布状態を検査する塗布物の検査装置であって、
円筒部材の軸方向外側に配置されるとともに、円筒部材の内周に向けて配置されて、円筒部材の軸方向に対して傾斜した方向から、円筒部材の内周に塗布された塗布物を検出する検出センサと、
円筒部材が上方から配置されて円筒部材の外周に接触し、回転して円筒部材を回転駆動する駆動ローラと、回転する円筒部材を押さえて従動回転する従動ローラとを有し、円筒部材を軸方向を中心に回転させる回転手段と、
円筒部材、又は駆動ローラ、又は従動ローラの回転を検出する回転検出手段と、
回転検出手段の検出結果に基づき、塗布物を検出する円筒部材の回転を判別する回転判別手段と、を備え、
従動ローラが、駆動ローラと平行に配置されて上下方向に変位する軸部材の両端部に回転自在に取り付けられ、円筒部材の外周に上方から接触して円筒部材を押さえた状態で、円筒部材の回転に伴い従動回転することを特徴とする塗布物の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状に形成された部材（円筒部材）の表面に塗布した接着剤や塗料等の塗布物を検出センサで検出して、円筒部材への塗布物の塗布状態を検査する塗布物の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば円筒部材の端部に他の部材を接着剤で接着し、この円筒部材を帯電ローラ等のローラとして使用したプリンタや画像形成装置が知られている。また、円筒部材の外周に接着剤を塗布する際に、センサにより、接着剤のディスペンサの上下動に伴い生じる光量の変化を測定し、光量差の絶対値が閾値を超えたときに、ディスペンサが上下動して接着剤が塗布されたと判断する装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところが、この従来の装置のように、ディスペンサの上下動による光量差で接着剤等の塗布物の塗布を間接的に判断すると、ディスペンサによる塗布物の塗布開始と終了の動作は検出できるものの、その間に実際に塗布がされたか否かは検出できない。また、ディスペンサの上下動と、塗布物の塗布開始と終了は必ずしも一致するわけではなく、ディスペンサの不具合で接着剤の塗布が行われない、又は、接着剤が間欠的に塗布されることもある。このようなときでも、塗布物が円筒部材に塗布されたと判断される虞があり、その周方向の所定範囲以上に塗布できたかや、ムラなく均等に塗布できたか等、塗布状態を確実に精度よく検出して検査するのが難しい。更に、従来の装置では、塗布物を円筒部材の内周に塗布するときに、ディスペンサの上下動に伴う光量の変化を測定するのは困難であり、円筒部材の外周に塗布される塗布物しか検査できないため、更なる改良が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４２２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、円筒部材に塗布された塗布物を確実に精度よく検出するとともに、円筒部材の外周に加えて内周等の外周以外に塗布された塗布物も同様に検出して、塗布物の塗布状態の検査精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、円筒部材に塗布された塗布物を検出して、塗布物の塗布状態を検査する塗布物の検査装置であって、円筒部材の軸方向外側に配置されるとともに、円筒部材の内周に向けて配置されて、円筒部材の軸方向に対して傾斜した方向から、円筒部材の内周に塗布された塗布物を検出する検出センサと、円筒部材が上方から配置されて円筒部材の外周に接触し、回転して円筒部材を回転駆動する駆動ローラと、回転する円筒部材を押さえて従動回転する従動ローラとを有し、円筒部材を軸方向を中心に回転させる回転手段と、円筒部材、又は駆動ローラ、又は従動ローラの回転を検出する回転検出手段と、回転検出手段の検出結果に基づき、塗布物を検出する円筒部材の回転を判別する回転判別手段と、を備え、従動ローラが、駆動ローラと平行に配置されて上下方向に変位する軸部材の両端部に回転自在に取り付けられ、円筒部材の外周に上方から接触して円筒部材を押さえた状態で、円筒部材の回転に伴い従動回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、円筒部材に塗布された塗布物を確実に精度よく検出できるとともに、円筒部材の外周に加えて内周等の外周以外に塗布された塗布物も同様に検出して、塗布物の塗布状態の検査精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の塗布物の検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１の矢印Ｘ方向から見た塗布物の検査装置の側面図である。
【図３】検出センサが配置された円筒部材の一端部を拡大して示す断面図である。
【図４】従動ローラの側面を示す拡大図である。
【図５】制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】塗布物の検査処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の塗布物の検査装置（以下、検査装置という）と検査方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の検査装置は、円筒部材の表面に塗布された接着剤や塗料等の塗布物を検出して、円筒部材に対する塗布物の塗布状態を検査する。以下では、塗布物として、黒色や褐色等の比較的暗い色の接着剤を、金属製の中空状ローラである円筒部材の内周に周方向に沿って一周塗布した後、円筒部材の内周の塗布物を検出する例を説明する。また、検出結果に基づき、塗布物が、円筒部材の内周に一周に亘り均等に塗布されているか否かを検査する。
【００１０】
図１は、本実施形態の検査装置の概略構成を示す正面図であり、検査装置の要部を模式的に示している。また、図２は、図１の矢印Ｘ方向から見た検査装置の側面図である。
検査装置１は、図示のように、円筒部材１０を軸方向（中心線方向）Ｃを中心に回転させる回転手段２と、円筒部材１０に塗布された塗布物を検出するための検出センサ４０と、装置全体を制御する制御装置５０とを備えている。
【００１１】
回転手段２は、円筒部材１０を回転駆動する駆動機構２０と、円筒部材１０を押さえて回転を補助する押さえ機構３０とを備え、円筒部材１０の塗布物を検出するときに、駆動機構２０上の円筒部材１０を押さえ機構３０で押さえて回転させる。駆動機構２０は、枠状のフレーム２１（図２では点線で示す）と、両端部がフレーム２１に回転自在に取り付けられた一対の駆動ローラ２２とを有し、円筒部材１０が、一対の駆動ローラ２２間の部分に外周同士を接触させて上方から配置される。また、駆動機構２０は、フレーム２１内に設けられた電動モータ２３と、電動モータ２３の回転軸に固定された駆動プーリ２４と、一対の駆動ローラ２２の一端側に固定された従動プーリ２５と、３つのプーリ２４、２５に架け渡された無端状の伝動ベルト２６とを有する。一対の駆動ローラ２２は、同じ直径の円筒状をなし、軸心を平衡にして外周間に所定間隔を開けて配置され、伝動ベルト２６を介して、電動モータ２３により回転する駆動プーリ２４の回転動力が従動プーリ２５に伝達されて、互いに同じ速度で同じ方向に回転する。
【００１２】
押さえ機構３０は、駆動ローラ２２の上方に配置されたピストン・シリンダ機構３１と、そのピストンロッド３１Ｐの先端に固定された一対の軸部材３２と、各軸部材３２の両端部に回転自在に取り付けられた円盤状の従動ローラ３３とを有する。一対の軸部材３２は、互いに平行に、かつ、一対の駆動ローラ２２とも平行に配置され、ピストン・シリンダ機構３１のシリンダ３１Ｓからピストンロッド３１Ｐが進退すると、上下方向に変位（図の矢印Ｆ）して駆動ローラ２２に接近及び離間する。押さえ機構３０は、軸部材３２を駆動ローラ２２に接近させて、全ての従動ローラ３３を円筒部材１０の外周に上方から均等に接触させる。この従動ローラ３３により、押さえ機構３０は、円筒部材１０を駆動ローラ２２側に所定圧力で押圧して押さえ、円筒部材１０の回転に応じて従動ローラ３３を連動して回転させる。
【００１３】
回転手段２は、円筒部材１０が一対の駆動ローラ２２上の所定位置に配置された後に、従動ローラ３３を下方に変位させて円筒部材１０を駆動ローラ２２に押さえ付け、駆動機構２０の駆動ローラ２２を回転させる。これにより、駆動ローラ２２は、円筒部材１０の外周に接触した状態で回転して回転動力を円筒部材１０に伝達し、円筒部材１０を回転駆動して軸方向Ｃを中心に所定速度で回転させる。また、従動ローラ３３は、回転する円筒部材１０を押さえた状態で、円筒部材１０の回転に伴い従動回転する。検査装置１は、この回転手段２内の所定位置で回転する円筒部材１０に対して、その軸方向Ｃの外側から、検出センサ４０により、円筒部材１０の内周の塗布物を検出する。
【００１４】
図３は、検出センサ４０が配置された円筒部材１０の一端部を拡大して示す断面図である。なお、円筒部材１０には、図示のように、塗布物１１が、端面側の内周１２に所定幅で一周塗布されている。
検出センサ４０には、例えば、塗布物１１に光を照射して塗布物１１から反射する光の光量を測定し、測定した光量から塗布物１１を検出する光量センサや、色を測定して塗布物１１を検出する色センサ等、塗布物１１を検出可能な種々の光センサを使用できる。
【００１５】
本実施形態では、検出センサ４０は、塗布物１１にレーザ光を照射して反射光の光量を測定する光量センサからなり、円筒部材１０の端面の開口を通して、軸方向Ｃを挟んだ逆側の円筒部材１０の内周１２に向けて配置される。検出センサ４０は、この円筒部材１０との間の位置関係を維持して、内周１２に塗布された塗布物１１の塗布面に向かってレーザ光を照射し、レーザ光の反射光から塗布物１１を検出する。また、この検出センサ４０は、円筒部材１０の軸方向Ｃの外側に配置されて、円筒部材１０の塗布面（ここでは、内周１２）に向けて設置され、塗布面の塗布物１１が塗布された部分を、軸方向Ｃの外側から斜めにセンシングする。これにより、検出センサ４０は、円筒部材１０の軸方向Ｃの外側から、かつ、軸方向Ｃに対して所定角度（図の角度α）で傾斜した方向から円筒部材１０の塗布物１１を検出する。
【００１６】
また、検査装置１（図１参照）は、従動ローラ３３の回転を検出する回転検出手段４１を備え、塗布物１１の検出時に、回転検出手段４１により、円筒部材１０の回転に伴い回転する１つの従動ローラ３３の回転を検出する。回転検出手段４１は、検出センサ４０と同様の光量センサ４１Ａを有し、その検出方向が、検出対象の従動ローラ３３の側面に、かつ、軸心から外れた外周側の所定位置に向けて配置されている。回転検出手段４１は、光量センサ４１Ａにより、回転する従動ローラ３３の側面から反射するレーザ光の光量を測定し、従動ローラ３３の側面に設けた回転の基準線を検出して、従動ローラ３３の回転を検出する。
【００１７】
図４は、従動ローラ３３の側面を示す拡大図である。
従動ローラ３３の側面３３Ａには、図示のように、側面３３Ａと光の反射率が異なる基準線（例えば黒色線）３３Ｂが、軸心から放射状に、かつ、周方向に沿って等間隔で複数（ここでは、１２０度間隔で３つ）設けられている。回転検出手段４１は、光量センサ４１Ａにより測定した光量に基づき、光量が予め設定された閾値以下（又は以上）の部分は基準線３３Ｂであるとして、回転する従動ローラ３３の側面３３Ａで基準線３３Ｂを検出する。この検出結果に基づき、回転検出手段４１は、従動ローラ３３の回転開始、又は、検出した基準線３３Ｂの数に応じた従動ローラ３３の回転の角度や回数等、従動ローラ３３の回転を検出する。また、回転検出手段４１（図１参照）は、制御装置５０に接続され、測定や検出の結果を制御装置５０に順次出力する。
【００１８】
制御装置５０は、例えばマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１と、制御処理や塗布物１１の検査処理のための各種プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）５２と、ＭＰＵ５１が直接アクセスするデータを一時的に格納するＲＡＭ（Random Access Memory）５３等を備えたマイクロコンピュータを有する。また、制御装置５０は、ＭＰＵ５１によりＲＯＭ５２に格納されたプログラムを実行することで得られる機能実現手段として、制御や検査処理を行う後述する各手段（機能部）を有する。
【００１９】
図５は、制御装置５０の概略構成を示す機能ブロック図である。
制御装置５０は、図示のように、入出力部５４と、記憶部５５と、制御部５６と、検査処理部６０とを有し、それらがバス５７を介して互いに接続されている。入出力部５４は、外部機器と接続してデータを入出力するインターフェースであり、各種データの設定や操作に使用される入力装置３、検査結果等を出力する出力装置４、及び、上記した回転手段２、検出センサ４０、回転検出手段４１が接続されている。記憶部５５は、検査装置１の動作や検査処理に関する各種データ、検査処理の各設定条件、検出センサ４０の検出結果、及び、塗布物１１の検査結果等を記憶する。制御部５６は、装置各部を制御して予め設定され条件やタイミングで作動させ、それぞれ塗布物１１の検査に関する動作を実行させる。
【００２０】
制御装置５０は、入力装置３を介して、ユーザから検査処理に関する各データが予め入力されて、それらを記憶部５５に記憶し、検査処理部６０が記憶部５５から必要なデータを読み出して使用する。検査処理部６０は、回転判別部６１と、塗布物判定部６２と、検査判定部６３とを有し、これら各部（手段）により塗布物１１の検査のための処理を実行して、処理結果を記憶部５５に記憶させる。以下、制御装置５０により、円筒部材１０に塗布された塗布物１１を検査する処理や手順、及び、塗布物１１の検査方法について説明する。
【００２１】
図６は、検査装置１による塗布物１１の検査処理の手順を示すフローチャートである。
検査時には、まず、図示のように、円筒部材１０（図１、図２参照）を一対の駆動ローラ２２上の所定位置に配置し（Ｓ１０１）、従動ローラ３３を下降させて、従動ローラ３３により円筒部材１０を押さえる。これにより、塗布物１１を検出する検出センサ４０を、円筒部材１０の軸方向Ｃの外側に、かつ、軸方向Ｃに対して、その検出方向を傾斜させて円筒部材１０の塗布面（塗布物１１が塗布された内周１２の所定範囲）に向けて配置する。
【００２２】
続いて、制御部５６により回転手段２を制御して、円筒部材１０を軸方向Ｃを中心に回転させる（Ｓ１０２）。その際、回転手段２により、円筒部材１０の外周に接触する駆動ローラ２２を回転させて、円筒部材１０を回転駆動して所定速度で回転させ、従動ローラ３３で回転する円筒部材１０を駆動ローラ２２に押さえて、従動ローラ３３を従動回転させる。また、回転検出手段４１により、従動ローラ３３の回転を上記のように検出し（Ｓ１０３）、この回転の検出結果に基づき、検査処理部６０の回転判別部６１により、塗布物１１を検出する円筒部材１０の回転を判別する。これにより、円筒部材１０が回転を開始したと判別された後（Ｓ１０４−ＹＥＳ）、回転開始から所定時間が経過したときに、検出センサ４０による塗布物１１の検出を開始する（Ｓ１０５）。
【００２３】
検査装置１は、回転判別部６１により円筒部材１０の回転を監視しつつ、検出センサ４０により、円筒部材１０の軸方向Ｃに対して傾斜した方向から、円筒部材１０の塗布物１１を検出する。ここでは、検出センサ４０が、円筒部材１０の内周１２に向けて配置されており、内周１２に塗布された塗布物１１を検出して、検出結果を制御装置５０へ出力する。また、検出センサ４０により、回転する円筒部材１０の塗布物１１を、回転方向（周方向）に沿って所定の検出間隔で順次検出する。検査装置１は、回転判別部６１により円筒部材１０が一周したと判別されるまで塗布物１１の検出を繰り返し行い（Ｓ１０６−ＮＯ）、円筒部材１０が一周したときに（Ｓ１０６−ＹＥＳ）、塗布物１１の検出を終了する（Ｓ１０７）。これにより、塗布物１１を、円筒部材１０の一周に亘り均等に、かつ、その塗布状態を正確に判定するのに必要な充分な間隔で複数回検出する。
【００２４】
次に、検査装置１は、検出センサ４０の検出結果に基づき、塗布物判定部６２により塗布物１１の有無を判定して、検査判定部６３により、塗布物１１の塗布状態を検査する（Ｓ１０８）。その際、まず、塗布物判定部６２が、検出センサ４０による光量の測定値と、塗布物１１の有無の境界となる光量の閾値とを比較し、比較結果に基づき、検出センサ４０による検出結果毎に塗布物１１の有無を判定する。
【００２５】
具体的には、円筒部材１０の塗布物１１に隣接する位置（塗布物１１が無い位置）で測定される光量と、塗布物１１の位置で測定される光量とから、塗布物１１が有ると判定される光量の閾値を予め設定する。塗布物判定部６２は、この閾値に基づき、例えば、測定値が閾値以上のときに塗布物１１が無い、測定値が閾値未満のときに塗布物１１が有ると判定する。或いは、円筒部材１０と塗布物１１の各位置で測定される光量の測定値の関係によっては、測定値が閾値以上のときに塗布物１１が有る、測定値が閾値未満のときに塗布物１１が無いと判定する。このように、塗布物判定部６２は、円筒部材１０と塗布物１１の光の反射率や光量の各測定値等に応じて設定された閾値に基づき、塗布物１１の有無を正確に判定する。
【００２６】
続いて、検査判定部６３が、塗布物１１が有ると判定された回数が、円筒部材１０が一周する間の全検出回数に対して、予め設定された割合（例えば９５％）以上であるときに、塗布物１１が円筒部材１０に一周に亘り均等に塗布されていると判定する。検査装置１は、この検査判定部６３により、塗布物１１の塗布状態を把握して合否を判定し、塗布状態が合格のときには（Ｓ１０９−ＹＥＳ）、円筒部材１０の回転を停止させて従動ローラ３３を上昇させ、塗布物１１の検査処理を終了する。また、塗布状態が不合格のときには（Ｓ１０９−ＮＯ）、出力装置４に警告信号を出力して（Ｓ１１０）、出力装置４のモニタに警告を表示し、或いは、出力装置４から光や音を出力して警告した後、検査処理を終了する。検査装置１は、順次配置される円筒部材１０に対し、それぞれ円筒部材１０に塗布された塗布物１１を検出して塗布物１１の塗布状態を検査する。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態では、円筒部材１０の軸方向Ｃの外側に配置した検出センサ４０により、軸方向Ｃに対して傾斜した方向から円筒部材１０の塗布物１１を検出する。そのため、軸方向Ｃの外側から検出センサ４０を円筒部材１０の内周１２に向けて配置して、内周１２に塗布した塗布物１１を直接検出でき、内周１２の塗布物１１を確実かつ精度よく検出できる。これに伴い、塗布物１１の塗布状態を正確に把握して検査でき、例えば、円筒部材１０の所定位置における塗布物１１の有無、設定範囲や周方向の全体に塗布物１１が塗布されているか否か、塗布物１１がムラなく均等に塗布されているか否か、塗布漏れや欠陥の有無等、塗布物１１の良否を精度よく検査できる。
【００２８】
ここでは、特に検出が困難な円筒部材１０の内周１２で塗布物１１を正確に検出できるため、内周１２における塗布状態の検査精度を効果的に向上できる。このように、本実施形態の検査装置１は、内周１２に塗布された塗布物１１を検出するのに好適である。ただし、この検査装置１は、検出センサ４０を円筒部材１０の外周や端面に向けて配置することで、円筒部材１０の外周や端面に塗布された塗布物１１も検出でき、それぞれの検査時に、塗布物１１を確実かつ精度よく検出して高い検査精度が得られる。その際、検査装置１をほとんど改造することなく、検出センサ４０の配置方向や位置を変更するだけで、検出位置の差に容易に対応して円筒部材１０の各部の塗布物１１を検出できるため、検査装置１の汎用性が高く、様々な分野や状況での検査に活用できる。
【００２９】
従って、本実施形態によれば、円筒部材１０に塗布された塗布物１１を確実に精度よく検出できるとともに、円筒部材１０の外周に加えて内周１２等の外周以外に塗布された塗布物１１も同様に検出して、塗布物１１の塗布状態の検査精度を向上させることができる。また、検出センサ４０を、円筒部材１０の軸方向Ｃの外側に配置したため、検出センサ４０と検査装置１の他の構成とが干渉するのを抑制でき、検査装置１の設計の自由度を高めることもできる。更に、回転手段２により、軸方向Ｃを中心に円筒部材１０を回転させることで、円筒部材１０の周方向に塗布した塗布物１１を、周方向の全体に亘って、かつ、回転方向に沿って容易に検出できる結果、塗布物１１の検査効率を向上できる。
【００３０】
なお、この検査装置１では、検出センサ４０により、円筒部材１０の塗布物１１を回転方向に沿って所定間隔で検出したが、塗布物１１を連続的に検出して、塗布物１１の有無の判定や、塗布物１１の検査を行うこともできる。また、回転手段２に、円筒部材１０を回転駆動する駆動ローラ２２と、円筒部材１０を押さえて従動回転する従動ローラ３３を設けると、円筒部材１０の空回りを防止して、円筒部材１０を円滑かつ正確に回転させることができる。
【００３１】
更に、回転検出手段４１で従動ローラ３３の回転を検出して円筒部材１０の回転を判別することで、検出センサ４０による検出とは独立して円筒部材１０の回転を監視できる。これにより、塗布物１１の検出時における円筒部材１０の回転を正確に把握できるため、円筒部材１０の回転方向に沿って塗布物１１を確実に検出でき、塗布物１１の高い検査精度を安定して確保できる。その際、従動ローラ３３に替えて、回転検出手段４１で円筒部材１０の回転を直接検出し、或いは、駆動ローラ２２の回転を検出して、円筒部材１０の回転を判別することもできる。ただし、駆動ローラ２２が回転しても、円筒部材１０が回転しないことも考えられるため、円筒部材１０の回転を確実に判別する観点から、円筒部材１０又は従動ローラ３３の回転を検出するのが好ましい。また、円筒部材１０の回転を直接検出するときには、円筒部材１０にマーキングをして、これを検出等して回転を検出する方法が考えられるが、従動ローラ３３の回転を検出するときには、このようなマーキングや、マーキングするための構成は必要なく、検査装置１も簡単な構成で実現できる。従って、従動ローラ３３の回転を検出するのが更に好ましく、この場合には、回転中に空転が生じても、円筒部材１０の検査範囲が広くなり、その必要な範囲は確実に検査できるため、検査の安全性が高くなる。
【００３２】
以上、検査装置１を単体で設置して円筒部材１０の塗布物１１を検査する例を説明したが、この検査装置１は、例えば、円筒部材１０に塗布物１１を塗布する塗布装置内に設置して、塗布中や塗布後の塗布物１１を検出して検査することもできる。このように、検査装置１を他の設置内に設置して、塗布物１１の検査のみを実施し、或いは、他の作業と同時に塗布物１１の検査を実施してもよい。また、本発明は、以上の実施形態に限定されず、各種公知技術による設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・塗布物の検査装置、２・・・回転手段、３・・・入力装置、４・・・出力装置、１０・・・円筒部材、１１・・・塗布物、１２・・・内周、２０・・・駆動機構、２１・・・フレーム、２２・・・駆動ローラ、２３・・・電動モータ、２４・・・駆動プーリ、２５・・・従動プーリ、２６・・・伝動ベルト、３０・・・押さえ機構、３１・・・ピストン・シリンダ機構、３２・・・軸部材、３３・・・従動ローラ、４０・・・検出センサ、４１・・・回転検出手段、４１Ａ・・・光量センサ、５０・・・制御装置、５１・・・ＭＰＵ、５２・・・ＲＯＭ、５３・・・ＲＡＭ、５４・・・入出力部、５５・・・記憶部、５６・・・制御部、５７・・・バス、６０・・・検査処理部、６１・・・回転判別部、６２・・・塗布物判定部、６３・・・検査判定部、Ｃ・・・軸方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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