(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒の受けロールの外周にチューブ状検査物を嵌装したところに、ユニバーサルに支持されたタッチロールを並立させて接近させ、前記タッチロールの外周を線接触さし、前記タッチロールの両端部に極板が取付けられ、それに向き合って変位センサを配置し、前記受けロールを一回転させる間に前記タッチロールの挙動を前記変位センサで監視することで、前記チューブ状検査物の表面に存在する微小な突起を検出する方法であって、前記タッチロールは両端を軸受けを介してフレームに回転自在に支持され、前記フレームは前記タッチロールの回転軸に対して垂直方向に回転軸を有し、かつ前記受けロールの回転軸に対してほぼ並行に可動できる機構を有することを特徴とするチューブ状検査物の表面微小突起の計測方法。
【請求項２】
前記タッチロールの両端部に前記変位センサを配置して、外周にチューブ状検査物を嵌装した前記受けロールの一回転当りの変位量を演算装置に入力し、双方の前記変位センサの前記受けロールと前記タッチロールの偏心を含む信号波形のうねりを相殺し、予め定める閾値を基準に前記チューブ状検査物の表面に存在する微小な突起を検出することを特徴とする請求項１に記載のチューブ状検査物の表面微小突起の計測方法。
【請求項３】
前記受けロールに接触する前記タッチロールは、インデックステーブル上を移動してくる前記受けロールの検査工程の直前に、粘着ロールによって外周に付着する異物が除去されることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ状検査物の表面微小突起の計測方法。
【請求項４】
前記インデックステーブル上を移動してくる前記チューブ状検査物を嵌装した前記受けロールの外周は、検査工程の直前に、吹出または吸引ブロアと静電気除去装置を用いて、前記チューブ状検査物の外周表面に付着する異物が除去されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のチューブ状検査物の表面微小突起の計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
チューブ状検査物は、加熱定着装置の加圧ローラに用いられるフッ素系の耐熱樹脂であってもよく、本発明は、外周表面に存在すると印字の妨げになる微小な突起を検出して、これを事前に排除する検査装置の計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱定着装置の加圧ローラに用いられるチューブは、離型剤を塗布した芯金に、ワニス、プライマー及び耐熱性のポリイミド樹脂を多層に塗布した後、焼成して、厚さ１ｍｍ以下の薄い円筒に形成される。従来から、塗布原料に不可避的に混入する微粒の異物がチューブの外周表面に露呈し、加熱定着時の印字の妨げになることがあった。これ等は、目視ないしＣＣＤカメラを用いた検査により排除されていたが、見逃しや誤検出により良品を排除することもあって検査結果の信頼性に欠けていた。
【０００３】
そこで、検査物に直にセンサを接触させて検査する方法を検討した。この種の検査方法として特開平９−３０４０２６号公報に、シート状検査物の凸状欠陥と厚さを計測する図５に示すような装置が開示されている。
【０００４】
図５において１０１は、矢印Ｘ方向に受けロール１０２によって移送されるシート状検査物である。受けロール１０２に対抗してタッチロール１０３が、シート状検査物１０１を挟んで配置されている。又、タッチロール１０３の上下動に連動するセンサ１０５がタッチロール１０３の軸受に固定されている。そして、フレーム１０４を介して、タッチロール１０３をシート状検査物１０１から開放する支持装置１０６が設けられている。
【０００５】
ロール１０２によって移送されるシート状検査物１０１は、接触しているタッチロール１０３の動きに連動するセンサ１０５により監視される。センサ１０５の信号は、別途設ける演算装置に入力して合否判定をする。欠陥情報は、別途設けるＣＲＴモニターに表示したり、印字用のプリンターを接続して出力することもできる。
【０００６】
この従来技術によれば、連続的に移送されるシート状検査物を受けロールとタッチロールとで挟み、タッチロールをシート状検査物の厚み及び凸状欠陥に対応して移動可能として、このタッチロールと連動するセンサによりタッチロールの動きに応じてシート状検査物の厚み及び凸状欠陥の検出を行うため、タッチロールはシート状検査物に接触した状態で凸状欠陥を検出することができ、したがってこの検出のための隙間調整などは不要となり、しかも一対のロールでシート状検査物を挟み込むことからロールの撓みによる検出誤差が発生することなく、簡単かつ正確に凸状欠陥を検出することができる。また受けロールとタッチロールとでシート状検査物を挟み込んでいるため、タッチロールの動きにもとづいてシート状検査物の厚みを測定することもできると説明されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
加熱定着装置の加圧ローラの外周に被覆されるチューブの凸状欠陥は、トナーの転写材への定着を妨げる。図６は、定着不良の見本である。図６における転写材２０１に印字された白くボケた個所２０２の中心に凸状欠陥が存在する。この定着不良は、チューブの外周に３０μｍ以上の凸状欠陥があると発生することが経験的に知られている。この様な微小な凸状欠陥は、タッチロールの単なる上下動からでの検出では困難であり、耐熱性のポリイミド樹脂は弾力性を有するのでソフトな接触圧による検出を要求される。従って本発明は、弾力性を有するチューブ状検査物の外周表面に存在する２０μｍ以上の微小突起を正確に検出する計測方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
円筒の受けロールの外周にチューブ状検査物を嵌装したところに、ユニバーサルに支持されたタッチロールを並立させて接近させ、前記タッチロールの外周を線接触さし、前記タッチロールの両端部に極板が取付けられ、それに向き合って変位センサを配置し、前記受けロールを一回転させる間に前記タッチロールの挙動を前記変位センサで監視することで、前記チューブ状検査物の表面に存在する微小な突起を検出する。このとき前記タッチロールは両端を軸受けを介してフレームに回転自在に支持され、前記フレームは前記タッチロールの回転軸に対して垂直方向に回転軸を有し、かつ前記受けロールの回転軸に対してほぼ並行に可動できる機構を有する。
【０００９】
タッチロールの両端部に変位センサを配置して、外周にチューブ状検査物を嵌装した受けロールの一回転当りの変位量を演算装置に入力し、双方の変位センサの受けロールとタッチロールの偏心を含む信号波形のうねりを相殺し、予め定める閾値を基準にチューブ状検査物の表面に存在する微小な突起を検出する。
【００１０】
受けロールに接触するタッチロールは、インデックステーブル上を移動してくるチューブ状検査物の検査工程の直前に、粘着ロールによって外周に付着する異物を除去することによって、チューブ状検査物と一体となっている表面微小突起と、これに付着する異物との誤検出を防ぐ。
【００１１】
インデックステーブル上を移動してくるチューブ状検査物の外周は、検査工程の直前に、吹出または吸引ブロアと静電気除去装置を用いて、チューブ状検査物の外周表面に付着する異物が除去して、チューブ状検査物と一体となっている表面微小突起と、これに付着する異物との誤検出を防ぐ。
【００１２】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の検査装置の概要について説明する。検査対象となるチューブは、離型剤を塗布した芯金に、ワニス、プライマー及び耐熱性のポリイミド樹脂を多層に塗布した後、焼成して、厚さ１ｍｍ以下の薄い円筒に形成される。このチューブは、インデックステーブル上の受けロールに自動的に嵌装され、受けロールに適宜設ける微小穴を介して所定位置に真空吸着される。そして定められるステップにおいて、搬送中乃至設備との接触によりチューブの表面に付着した微細なゴミは、静電気除去装置と吹出または吸引ブロアによって除去される。
【００１３】
一方、受けロールに接触するタッチロールは、粘着ゴムの被覆された粘着ロールによって外周に付着している異物が除去される。チューブ状検査物が検査ステーションに移動すると、受けロールの外周に嵌装され、端部に変位センサを配置してユニバーサルに支持されたタッチロールが、所定の測定圧で受けロールに線接触する。この時の受けロールの一回転当りの変位センサが出力する信号を演算装置に入力し、変位センサの受けロールとタッチロールの偏心を含む信号波形のうねりを相殺し、予め定める閾値を基準にチューブ状検査物の表面に存在する微小な突起を検出する。検査終了後チューブは、受けロールから放出され、インデックステーブル上を移動し、合否判定後、取出ステーションにて良品ボックスと不良品ボックスにロボットで仕分けられる。
【００１４】
以下に、本発明のチューブ状検査物の表面微小突起の計測方法（手順）を添付した図面に基づいて詳細に説明する。図１に、受けロールとタッチロールの部分的な相対関係図を示す。インデックステーブル(図示なし)上を移動してくるチューブ状検査物１を嵌装した受けロール２の一端はステップモータ３に連結されて、検査ステーションに到達すると矢印Ａのように一回転する。一方、ユニバーサルに支持されているタッチロール４の両端には、Ｌ字型の極板５が配置され、磁気に反応する変位センサ６と向き合っている。
【００１５】
チューブ状検査物１の微小突起１ａが存在すると、ユニバーサルに支持されているタッチロール４は傾いて、極板５と変位センサ６の距離が変化する。変位センサ６が出力する信号を演算装置７に入力し、予め定める閾値を基準にチューブ状検査物１の微小突起１ａを検出する。
【００１６】
耐熱性のポリイミド樹脂から成るチューブ状検査物１は弾力性を有するので、微小突起１ａがつぶされない程度のソフトな接触圧による検出を要求される。又、微小突起１ａを見逃すことなく検出するためには、タッチロール４は、受けロール２に平行に動くのではなく、微小突起１ａに乗り上げたとき傾斜して、端部に配置された変位センサ６の一方は、実態より見掛け上大きな変位量を示すのが好ましい。従って、タッチロール４はユニバーサルに支持されるのが好ましい。図２に、その実施例としてユニバーサル支持機構を示す。図２（ａ）は側方断面図であり、図２（ｂ）は平面断面図である。
【００１７】
図２（ａ）において、タッチロール４は両端を軸受け８を介してフレーム９に回転自在に支持されている。さらにフレーム９は、ヨーク１０の支持ピンＡ１１の支点Ｏ１を中心に矢印Ｂの如く揺動する。そしてヨーク１０は、支柱１２と一体となっている二又１２ａに、支持ピンＢ１３の図２（ｂ）に示す支点Ｏ２を中心にタッチロール４を矢印Ｃの如く揺動できる。極板５の対面には、変位センサ６が支柱１２に固定されている。
【００１８】
図２（ｂ）において、ヨーク１０の動きは、一方をヨーク１０の止まり穴１０ａに、他方を支柱１２の止まり穴１２ｂに支持される圧縮バネ１４により、支点Ｏ２を中心にタッチロール４が反時計方向に附勢され、ヨーク１０と一体となっているストッパー１０ｂによって規制されている。受けロール２に対するタッチロール４の接触圧を調整する圧縮バネ１４の附勢力は、突起１ａをつぶさないように１４０〜１６０ｇｆに設定するのが好ましい。
【００１９】
図１に示す微小突起１ａがタッチロール４の下方端部からＬ１のところに存在すると仮定すれば、上方端に配置する変位センサ６の変位量αの測定線Ｍの延長したところに位置するＬ２を一辺とする三角形ａｄｅと三角形ａｂｃとは相似形だから、微小突起１ａの高さＳ１は、見掛け上Ｓ２=Ｌ２・Ｓ１／Ｌ１として検出される。下方端に配置する変位センサ６の変位量はβとして検出される。微小突起１ａの出現は極めてランダムであるため、タッチロール４が傾かず両端の変位センサ６の変位量が同等となることはない。微小突起１ａの高さＳ１の検出精度は任意に設定可能であるが、本発明では２０μｍ以上に設定してある。
【００２０】
チューブ状検査物１は、インデックステーブル上を移動する間に、チューブ状検査物１の表面に付着するゴミを静電気除去して吸引ブロアによりクリーニングされる。一方、タッチロール４も別途設ける粘着ロールによって、表面に付着するゴミがクリーニングされる。その後、インデックステーブル上を移動して円弧状の軌跡を辿りながら検査ステージに到達したチューブ状検査物１は、受けロール２に嵌装される。次に、受けロール２は、図２に示す支持機構によってユニバーサルに支持されるタッチロール４と所定の接触圧で線接触して、微小突起１ａの計測が開始される。
【００２１】
次に、変位センサ６の出力信号の演算装置７における処理手順について説明する。変位センサ６が捉える変位は、受けロール２やタッチロール４の円筒度、軸受けの偏心等、設備固有の外乱要因を含んでいる。そこで、これ等の外乱要因を除去する必要がある。
【００２２】
図３に、変位センサ６の出力信号をアナログ波形としてパターン化したものを示す。図３では、縦軸に変位量が、横軸にチューブ状検査物１の表面の一回転当りの変動パターンが示されている。図３において（イ）は、図１に示されるように微小突起１ａが上方に偏って存在した場合の下方端の変位センサ６の変位量βをパターン化したものである。同様に（ロ）は、上方端の変位センサ６の変位量αをパターン化したものである。（イ）と（ロ）の信号は同時に演算装置７に入力され、外乱要因を除去するため、（イ）から（ロ）を減じて一本の（ハ）の信号パターンに合成される。さらに、予め定める閾値に準じてうねりをフラットにし、（ニ）の合否判定パターンを得る。（ニ）の特異点の高さＳが、２０μｍを越えていれば不良品と判定する。
【００２３】
これ等一連の計測手順を、図４のフローチャートに従って説明する。別途の製造ラインで形成されたチューブは、本発明の（１）検査装置の投入ステーションにセットされる。次に、（２）ゴミ取りステーションに移動し、（３）ここで搬送中乃至設備との接触によりチューブに付着した微細なゴミは、静電気除去装置と吹出または吸引ブロアによって除去される。（４）クリーニングされたチューブは、検査ステーションに移動した後、（５）チューブは、受けロールに嵌装され、（６）適宜設ける微小穴を介して所定位置に真空吸着される。一方、チューブを受けロールに嵌装中に、他の指令系統によって、検査ステーションから退避している、（７）突起を検出するタッチロールに粘着ロールを接触させる。（８）タッチロールの外周に付着している異物を、粘着ロールによってクリーニングする。（６）、（８）の工程終了後、（９）受けロールとユニバーサルに支持されているタッチロールを線接触させる。（１０）受けロールを一回転させる。（１１）タッチロールの両端に配置する変位センサの信号を演算装置に入力する。（１２）両端の変位センサの信号から外乱要因を除去する。（１３）外乱要因を除去した合成信号を得る。（１４）閾値に照らし、突起の合否判定を行う。（１５）受けロールからチューブを放出する。（１６）取出しステーションに移動する。（１７）良品であれば、ロボットにて良品ボックスに搬送される。（１８）不良品であれば、不良品ボックスに搬送する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の検査工程では、チューブ状検査物の嵌装されている受けロールとタッチロールが線接触する直前に、チューブ状検査物の表面とタッチロールのクリーニング工程を設けたから、チューブ状検査物の表面に付着する異物を突起物と誤検出することはない。
【００２５】
チューブ状検査物の嵌装されている受けロールに、タッチロールを線接触する際、チューブ状検査物の表面に存在する突起がつぶされないように、タッチロールが突起に乗り上げたら傾けるようタッチロールをユニバーサルに支持したから、タッチロールの端部に配置する変位センサの一方が実態より見掛け上大きな変位量を検出して微小な突起を敏感に検出することができる。
【００２６】
変位センサが捉える変位量は、受けロール２やタッチロール４の円筒度、軸受けの偏心等、設備固有の外乱要因を含んでいるので、これ等を合成信号として捉え、閾値以下の信号をフラットにして外乱要因を除去したから、突起を正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の受けロールとタッチロールの部分的な相対関係図である。
【図２】本発明のタッチロールのユニバーサル支持機構である。
【図３】本発明の変位センサの信号をアナログ波形に加工したものである
【図４】本発明のフローチャートである。
【図５】従来のシート状検査物の検査装置の概念図である。
【図６】トナーの定着不良の見本である。
【符号の説明】
１  チューブ状検査物
１ａ  微小突起
２  受けロール
３  ステップモータ
４  タッチロール
５  極板
６  変位センサ
７  演算装置
８  軸受け
９  フレーム
１０  ヨーク
１１  支持ピンＡ
１２  支柱
１２ａ  二又
１３  支持ピンＢ
１４  圧縮バネ
【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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