(57)【要約】【課題】ゴムローラを回転させてゴムローラの外径及び振れを簡単にかつ高精度に測定することが可能なゴムローラ外径及び振れ測定装置を提供する。【解決手段】この発明に係わるゴムローラの外径及び振れ測定装置は、ゴムローラの軸体両端を把持し回転させるスピンドル、軸方向へ移動するユニット、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器、基準となるナイフエッジ状の治具、これらを設置するための台座、ゴムローラを回転、移動させ、寸法測定器を制御するコントローラ及び外径及び振れ記録するユニットから構成され、該スピンドルに静圧空気軸受を用いることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムローラの軸体両端を把持し回転させるスピンドル、軸方向へ移動するユニット、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器、基準となるナイフエッジ状の治具、これらを設置するための台座、該ゴムローラを回転、移動、寸法測定器を制御するコントローラ及び外径及び振れ表示記録するユニットから構成され、且つ寸法測定器の透過光の一方端をナイフエッジ状の治具で遮光し、これを基準とし該ゴムローラの遮光部との隙間を振れとし、また、該ゴムローラの遮光部分の寸法を外径として表示し記録するゴムローラの外径及び振れ測定装置において、ワークスピンドルの軸受に静圧空気軸受を用いることを特徴とするゴムローラの外径及び振れ測定装置。
【請求項２】
該静圧空気軸受のラジアル方向、スラスト方向のエアポートがそれぞれ独立し、ラジアル方向の空気圧に対してスラスト方向の空気圧を任意に変化させることにより、被測定ゴムローラの把持力を任意に調整できることを特徴とする請求項１に記載のゴムローラの外径及び振れ測定装置。
【請求項３】
１対の投受光部を備えた寸法測定器におてい、光源が半導体レーザであることを特徴とする請求項１及び２に記載のゴムローラ外径及び振れ測定装置。
【請求項４】
ゴムローラの軸体両端を把持し回転させるスピンドル、軸方向へ移動するユニット、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器、基準となるナイフエッジ状の治具、これらを設置するための台座、該ゴムローラを回転、移動、寸法測定器を制御するコントローラ及び外径及び振れ表示記録するユニットから構成され、且つ寸法測定器の透過光の一方端をナイフエッジ状の治具で遮光し、これを基準とし該ゴムローラの遮光部との隙間を振れとし、また、該ゴムローラの遮光部分の寸法を外径として表示し記録するゴムローラの外径及び振れ測定方法において、ワークスピンドルの軸受に静圧空気軸受を用いることを特徴とするゴムローラの外径及び振れ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機やプリンタ等のOA機器に用いられているゴムローラの外径及び振れを測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に複写機やプリンタ等のOA機器に用いられているゴムローラは、外径や振れ、真円度等の規格が管理されており、これらを測定する必要がある。通常、これらの測定に際し、被測定物であるゴムローラを把持する方法は、逆センタないしはセンタ形状を有するスピンドルで軸端部を把持する方法や、１ないしは２つのガイドローラの上にゴムローラの軸部を載せたのち、上からさらにガイドローラを押圧し、３つ以上のガイドローラにてゴムローラを把持する方法がある（例えば特許文献１）。この時、スピンドルやガイドローラの軸受には、一般には玉軸受が使用される。玉軸受は、外輪、内輪、玉、保持器から構成されており、外輪、内輪、玉は、グリスを介して常に接触しているため、それぞれの加工精度により５μm程度の振れ精度を持ち、さらに使用するにつれ摩耗などにさらに振れ精度の悪化の可能性がある。しかしながら、複写機やプリンタのカラー化、高精細化がすすむにつれ、これらに使用されるゴムローラ部材の高精度化も要求され、さらには、これらゴムローラを測定する装置自体の高精度化も要求される。このような背景において、ゴムローラの外径振れ測定装置における被測定物支持部材の5μmの振れは、被測定物であるゴムローラ自体の振れ規格の10から20%に相当し、正確な測定ができず、良品率の低下などにつながる。
【０００３】
また、外径や振れの測定には、被測定ゴムローラを回転される必要があるが、この時、回転の立ち上げ、立ち下げ時は、回転させるモータの回転が安定しない、ギヤのバックラッシュ、軸受のガタなどにより、正確な測定ができない可能性がある。
【特許文献１】特開平9-257426号公報(第３頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明においては、ワーク軸の振れを最小限に抑え、高精度な測定が可能なゴムローラの外径振れ測定装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ゴムローラの軸体両端を把持し回転させるスピンドル、軸方向へ移動するユニット、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器、基準となるナイフエッジ状の治具、これらを設置するための台座、該ゴムローラを回転、移動、寸法測定器を制御するコントローラ及び外径及び振れ表示記録するユニットから構成され、且つ寸法測定器の透過光の一方端をナイフエッジ状の治具で遮光し、これを基準とし該ゴムローラの遮光部との隙間を振れとし、また、該ゴムローラの遮光部分の寸法を外径として表示し記録するゴムローラの外径振れ測定装置において、ワークスピンドルの軸受に静圧空気軸受を用いることを特徴とする。
【０００６】
また、該静圧空気軸受のラジアル方向、スラスト方向のエアポートがそれぞれ独立し、ラジアル方向の空気圧に対してスラスト方向の空気圧を任意に変化させることにより、被測定ゴムローラの把持力を任意に調整できることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のゴムローラの外径及び振れ測定装置によれば、ワークスピンドルの振れを最小限に抑え、高精度なゴムローラの外径及び振れの測定を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ゴムローラの軸体両端を把持し回転させるワークスピンドル１，２、軸方向へ移動するユニット６、７、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器８、基準となるナイフエッジ状の治具９、これらを設置するための台座１０、該ゴムローラを回転、移動、寸法測定器を制御するコントローラ１１及び外径及び振れ表示記録するユニット１２から構成され、且つ寸法測定器の透過光の一方端をナイフエッジ状の治具９で遮光し、これを基準とし該ゴムローラの遮光部との隙間を振れとし、また、該ゴムローラの遮光部分の寸法を外径として表示し記録するゴムローラの外径及び振れ測定装置において、ワークスピンドルの軸受に静圧空気軸受を用い、ワークスピンドルの振れを最小限に抑えることを特徴とする。次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態を示す概略図である。被測定物であるゴムローラ５の軸体両端を把持し回転させるモータ３及び駆動ワークスピンドル１、被測定物の回転角を検出するエンコーダ４、従動ワークスピンドル２、軸方向へ移動するモータ６及びボールねじ７、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えた寸法測定器８、基準となるナイフエッジ状の治具９、これらを設置するための台座１０、被測定物を回転、移動させ、寸法測定器を制御するコントローラ１１、外径及び振れ記録するパーソナルコンピュータ１２から構成されている。１３は多孔質ブッシュ、１６は排気用エアポートである。
【００１０】
駆動ワークスピンドル１は、図２に示す通りラジアル方向、スラスト方向それぞれ別のエアポートより異なる圧力の空気が供給されている。また、駆動ワークスピンドル１は、ベアリングボール１７を介してスラスト方向のエア圧力でモータ軸に押付けられ、クランク１８を介してモータより回転が伝わる。
【００１１】
また、従動ワークスピンドル２は、軸受に図３に示すような静圧空気軸受が用いられており、ラジアル方向１４用、スラスト方向用１５それぞれ別のエアポートより異なる圧力の空気が供給されている。ラジアル方向とスラスト方向のエア圧力を別々にすることにより、ワーク軸のセンタリング効果を上げると共に、ワークへのスラスト方向負荷を軽減することができる。
【００１２】
また、ゴムローラの外径及び振れを測定する際は、回転の立ち上げ、立ち下げ時の不安定領域をカットオフするために、ワークの回転を１周より多く回転させて、その内の１周分の測定データをもとに、外径の最大値、最小値、平均値及び振れを表示、記録することが好ましい。
【実施例】
【００１３】
本発明のゴムローラの外径及び振れ測定装置を電子写真用現像ローラの外径及び振れの測定に適用した実施例を図を参照して説明する。
【００１４】
（実施例１）
実施例１として、図１に示すような被測定物５であるゴムローラの軸体両端を把持し回転させるモータ３及び駆動ワークスピンドル１、ゴムローラ５の回転角を検出するエンコーダ４、従動ワークスピンドル２、軸方向へ移動するモータ６及びボールねじ７、外径及び振れを測定するための１対の投受光部を備えたGaN  LEDを光源とした寸法測定器８（キーエンス社製LS-7000）、基準となるナイフエッジ状の治具９、これらを設置するための台座１０、ゴムローラ５を回転、移動させ、寸法測定器８を制御するコントローラ１１（三菱電機製シーケンサＱシリーズ）、外径及び振れ記録するパーソナルコンピュータ１２から構成された装置を用意し、ワークスピンドル１の振れを測定した。この時、ワークスピンドル１、２の軸受には、図２及び３に示すような、静圧空気軸受を利用している。
【００１５】
ワークスピンドル１、２の振れの測定は、装置に取り付けられた寸法測定器８を用いてワークスピンドルを回転させながら、ワークスピンドルと基準となるナイフエッジの隙間を3.６°ピッチで100点、合計360°測定し、隙間の（最大値）−（最小値）を振れとした。実施例１においてワークスピンドルの振れを測定した結果表１に示すとおり、振れは２μmであった。
【００１６】
（実施例２）
実施例２として、実施例１で示した外径及び振れ測定装置を用いて、図６に示すようなφ8mm×長さ270mmの金属製軸体２４にφ16×長さ240mmの２５ゴムが被覆された現像ローラの外径及び振れを測定した。なお金属製軸体の材質は、快削鋼SUM23Lであり、ゴムの材質はシリコーンゴムである。
【００１７】
被測定物である現像ローラを370°回転させ、現像ローラのゴム中央部での3.6°毎の外径及び、基準となるナイフエッジと現像ローラゴム部外表面の隙間を測定し、その内7.2°〜363.6°分の100個の測定データをもとに、外径の最大値、最小値、平均値およびナイフエッジと現像ローラゴム部外表面の隙間の（最大値）−（最小値）を現像ローラの振れとし、同一現像ローラを連続的に10回測定し、外径の最大値、最小値、平均値及び振れのそれぞれの（最大値）−（最小値）を繰り返し精度として外径及び振れ測定装置の評価を行った。繰り返し精度を測定した結果、表２に示すとおり、外径の最大値、最小値は1μm、平均値は0μm、振れは2μmであった。
【００１８】
（実施例３）
実施例３として実施例２と同じ装置を用いて、被測定物である現像ローラを360°回転させ、現像ローラのゴム中央部での3.6°毎の外径、及び振れを測定し（0°〜356.4°の100個の測定データ）、実施例２と同様同一現像ローラを連続的に10回測定し、繰り返し精度を測定した。繰り返し精度を測定した結果、表２に示すとおり、外径の最大値、最小値、平均値の繰り返し精度は１μmと実施例２と同程度であるが、振れの繰り返し精度は３μmとわずかに劣る。これは、回転の立ち上がり及び立ち下がりにおいて測定装置に不安定な領域があることを示している。
【００１９】
（比較例１）
比較例１としてワークスピンドルの軸受に、図４、５で示すような１対のアンギュラ玉軸１９受及び深溝玉軸受２０を用いた外径振れ測定器を用いてワークスピンドルの振れを測定した。軸受以外の部分は、実施例１と同様の構成である。ただし、従動側スピンドルについては、エアシリンダ２２により従動側スピンドルを前後させて被測定物を把持する構造としている。２１はカップリング、２３はＬＭガイドである。
【００２０】
ワークスピンドルの振れの測定は、実施例１と同様に、装置に取り付けられた寸法測定器を用いてワークスピンドルを回転させながら、ワークスピンドルと基準となるナイフエッジの隙間を3.６°ピッチで100点、合計360°測定し、隙間の（最大値）−（最小値）を振れとした。比較例１においてワークスピンドルの振れを測定した結果表１に示すとおり、振れは４μmであった。
【００２１】
（比較例２）
比較例２として、比較例１で示した外径振れ測定装置を用いて、実施例２で用いた現像ローラの外径及び振れの測定を行った。この時、ワークスピンドルの形状は、実施例１と同様30°逆センタとし、エアシリンダを用いて軸体に加わるスラスト荷重が、4.9N(500gf)となるように設定した。
【００２２】
外径及び振れの測定方法は、実施例２と同様に被測定物である現像ローラを370°回転させ、現像ローラのゴム中央部での3.6°毎の外径及び、基準となるナイフエッジと現像ローラ外表面の隙間を測定し、その内7.2°〜363.6°分の100個の測定データをもとに、外径の最大値、最小値、平均値およびナイフエッジと現像ローラ外表面の隙間の（最大値）−（最小値）を軸体の振れとし、同一現像ローラを連続的に10回測定し、外径の最大値、最小値、平均値及び振れのそれぞれの（最大値）−（最小値）を繰り返し精度として外径及び振れ測定装置の評価を行った。繰り返し精度を測定した結果、表２に示す通り実施例２と比較して劣る。
【００２３】
（比較例３）
比較例３として比較例１で示した外径及び振れ測定値を用いて、実施例３で用いた現像ローラに対し、実施例３と同様回転をオーバーラップさせないで、現像ローラを連続的に10回測定し、繰り返し精度を測定した。繰り返し精度を測定した結果、表２に示す通りいずれの繰り返し精度においても実施例３と比較して劣り、特に振れの繰り返し精度が劣る。これは、ワークスピンドルの軸受に起因する振れがワークである現像ローラの測定精度を悪化させている。
【００２４】
【表１】
2006098197.tif 000002
【００２５】
【表２】
2006098197.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１、２、３で用いた外径及び振れ測定装置の概略図である。
【図２】実施例１、２、３で用いた外径及び振れ測定値に使用されている駆動側ワークスピンドルの軸受の概略図である。
【図３】実施例１、２、３で用いた外径及び振れ測定値に使用されている従動側ワークスピンドルの軸受の概略図である。
【図４】比較例１、２、３で用いた外径及び振れ測定値に使用されている駆動側ワークスピンドルの軸受の概略図である。
【図５】比較例１、２、３で用いた外径及び振れ測定値に使用されている従動側ワークスピンドルの軸受の概略図である。
【図６】実施例及び比較例の測定に用いた現像ローラの概略図である。
【符号の説明】
【００２７】
１．駆動側ワークスピンドル
２．従動側ワークスピンドル
３．ワーク回転用モータ
４．エンコーダ
５．被測定物
６．ワーク軸方向移動用モータ
７．ボールネジ
８．寸法測定器
９．ナイフエッジ
１０．台座
１１．コントローラ
１２．パーソナルコンピュータ
１３．多孔質ブッシュ
１４．ラジアル用エアポート
１５．スラスト用エアポート
１６．排気用エアポート
１７．ベアリングボール
１８．クランク
１９．アンギュラ玉軸受
２０．深溝玉軸受
２１．カップリング
２２．エアシリンダ
２３．ＬＭガイド
２４．軸体
２５．シリコーンゴム部
【図１】
2006098197.tif 000004
【図２】
2006098197.tif 000005
【図３】
2006098197.tif 000006
【図４】
2006098197.tif 000007
【図５】
2006098197.tif 000008
【図６】
2006098197.tif 000009