(57)【要約】【課題】円筒状被検査物、特に、感光体ドラム両端部の検査時に、位置決め時のセッティング誤差や回転振れにより円筒状被検物の姿勢が傾いた場合においても、円筒状被検物上の凸欠陥を確実に検出することができる装置を提供する。【解決手段】円筒状被検査物の外周面に所定の圧力で接触し従動回転する接触ローラと、接触ローラをその回転軸が傾動可能に前記支持基部に支持する弾性体または傾動機構と、接触ローラの位置を測定する距離測定手段とを備える。【選択図】図４
2006258519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、
付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、
前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に前記支持基部に支持する弾性体と、
前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、
を備えたことを特徴とする円筒状被検査物検査装置。
【請求項２】
円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、
付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、
前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、
圧接時円筒状被検査物の表面状態に応じて接触ローラの位置を直線移動可能とするガイド機構と、
前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、
を備えたことを特徴とする円筒状被検査物検査装置。
【請求項３】
円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、
付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、
先端部に前記接触ローラが取り付けられ、前記支持基部に軸支されて、円筒状被検査物の表面状態に応じて圧接した接触ローラの位置を回転移動可能にした支持板と、
前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、
前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、
を備えたことを特徴とする円筒状被検査物検査装置。
【請求項４】
円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、
付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、
先端部に前記接触ローラが取り付けられ、前記支持基部に軸支されて、円筒状被検査物の表面状態に応じて圧接した接触ローラの位置を回転移動可能にした支持板と、
前記支持板の軸支部に設けられた角度変位計と、
前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、
を備えたことを特徴とする円筒状被検査物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状被検査物（検査対象物）の凸欠陥や真円度を検査する検査装置に関し、特に、感光体ドラムの凸欠陥の検出に好適な検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター、FAX等のオフィス機器内には、感光体ドラム、帯電ローラ、定着ローラ、現像ローラ等多くのローラ部品が使用されている。特に画像形成を伴う機器では、これらローラ部品の製造工程で発生する汚れ、キズ、異物付着等の欠陥は、画像品質に悪影響を与えるため、厳しく検査される必要がある。
【０００３】
例えば、感光体ドラムにトナーが正しく付着されるためには、現像ローラと感光体ドラムのギャップを一定に保つ必要がある。そのため、例えば、図８のように、現像ローラ１０に固定のガイド１１を設け、そのガイド１１に感光体ドラム１０１を付き当てて回転させるような機構が用いられる。この際、感光体ドラム１０１の両端１０ｍｍ程度がガイドになっていれば十分である。そのため、このような複写機に用いられている感光体ドラム１０１は、図９のように、両端部１０ｍｍ程度が金属面になっており、感光体が塗布されていない。
【０００４】
感光体ドラムでの、数多くある欠陥種の内でも特に両端部の凸状の欠陥は、もしもこの部分に凸欠陥があると、ギャップ量が変化して良好な転写が出来なくなり画像品質を低下させる上に、接触している他の部品をもキズ付ける可能性があるため、特に有害性が高く、検査を高精度で行ってそのような感光体ドラムは除去する必要がある。一般的に凸状欠陥の有害性は、大きさよりも、その高さに比例するため、高さを特定した後これを反映させて良否判定を行うことが望まれる。
【０００５】
一般的な円筒状被検物の検査として、特許文献１のものがあり、変位計を直接、円筒状被検物に接触させ、その真円度や凹凸量を測定している。但し、この方法では変位計の幅で測定領域が限定されている。ここで、上記感光体ドラムの検査にこの方法を応用しようとした場合、変位計を感光体ドラムを軸方向に移動させながら、何周分も測定しなければならず、検査時間が非常に長くなってしまう。
【０００６】
なお、渦電流式、静電容量式のようにある程度の幅を測定できる変位計を用いれば、時間短縮が図れるが、前述した凸欠陥のような直径数10μｍ程度の測定対象に対しては正しい変位量は測定できない。上記特許文献１の方法はあくまで、円筒状被検物の真円度や、回転振れを測定するためのものであり、凸欠陥を検出するために適した方法とは言えない。
【０００７】
次に、特許文献２に開示されている装置では、図１０に示すように、被検査物である円筒状被検物（感光体ドラム）１０１に、接触ローラ１１１が圧縮ばね１１５の付勢力により圧接されている。接触ローラ１１１は、変位測定板１１２に取り付けてあり、変位測定板１１２は、固定板１１４に、接近方向及び離反方向に移動可能に設けてあり、圧縮ばね１１５は両者間に介在される。固定板１１４には、距離変位計１１６が設けてあり、円筒状被検物１０１の突起欠陥による変位測定板１１２の変位を検出するようになっている。このような構成により、接触ローラの幅分だけ一度に検査を行うことができ、検査時間を大幅に短縮できる。然しながら、特許文献２の装置では、位置決め時に円筒状被検物１０１の姿勢が傾いていたり、回転振れが生じた場合、接触ローラ１１１の一部分しか円筒状被検物１０１に接触することができない（全幅にわたって接しない）ため、検査不可領域（未検査部分）が生じてしまう。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５６−５５８０５号公報
【特許文献２】特開平１１−２７１００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明はこのような背景に鑑みなされたもので、円筒状被検物検査時に、位置決め時のセッティング誤差や回転振れにより円筒状被検物の姿勢が傾いた場合においても、円筒状被検物上の凸欠陥を確実に検出することができる円筒状被検物の欠陥検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に前記支持基部に支持する弾性体と、前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、を備えたことを特徴とするものである。請求項１記載の発明によれば、円筒状被検物に倒れが生じても、接触ローラが弾性体によって保持されているため、常に接触ローラ全面が円筒状被検物に接触した状態で転動され、未検査部が発生することがない。
【００１１】
また上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、圧接時円筒状被検査物の表面状態に応じて接触ローラの位置を直線移動可能とするガイド機構と、前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、を備えたことを特徴とするものである。このように、接触ローラの姿勢を調整できる機構がついているため、円筒状被検物に倒れが生じても常に接触ローラ全面が円筒状被検物に接触した状態で転動され、未検査部（検査不適正部）が発生することがない。
【００１２】
請求項３記載の発明は、円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、先端部に前記接触ローラが取り付けられ、前記支持基部に軸支されて、円筒状被検査物の表面状態に応じて圧接した接触ローラの位置を回転移動可能にした支持板と、前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、前記接触ローラの位置を測定する距離測定手段と、を備えたことを特徴とするものである。このように、接触ローラの姿勢を調整できる機構がついているため、円筒状被検物に倒れが生じても常に接触ローラ全面が円筒状被検物に接触した状態で転動され、未検査部（検査不適正部）が発生することがない。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、円筒状被検査物の外周面から一定距離を保って位置する支持基部と、付勢力により円筒状被検査物に所定の圧力で接触し、その回転に従動して回転する接触ローラと、先端部に前記接触ローラが取り付けられ、前記支持基部に軸支されて、円筒状被検査物の表面状態に応じて圧接した接触ローラの位置を回転移動可能にした支持板と、前記支持板の軸支部に設けられた角度変位計と、前記接触ローラをその回転軸が傾動可能に支持して接触ローラの姿勢を円筒状被検査物の倒れ方向に調整可能な傾動機構と、を備えたことを特徴とする。このように、接触ローラの姿勢を調整できる機構がついているため、円筒状被検物に倒れが生じても常に接触ローラ全面が円筒状被検物に接触した状態で転動され、未検査部（検査不適正部）が発生することがない。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、円筒状被検物に倒れが生じても、接触ローラが弾性体によって保持されている、或いは接触ローラの姿勢を調整できる機構がついているため、常に接触ローラ全面が円筒状被検物に接触した状態で転動され、未検査部が発生することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は第１の実施の形態を示す円筒状被検物の検査装置の要部構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【００１６】
円筒状被検物である感光体ドラム１０１は、例えば図２のように、上下端チャック１０２，１０３で固定され、その下端チャック１０３には、カップリング１０４を通して、回転モータ１０５がつながれている。その回転モータ１０５によって円筒状被検物（感光体ドラム）１０１を回転させる。
【００１７】
そして、図１に示すように、感光体ドラム１０１に対向して円筒状被検物の検査装置２００が設置されている。接触ローラ１１１は、自由に回転可能であり、変位測定板１１２に固定されている。接触ローラ１１１の材質は、感光体ドラム１０１に傷つけないように金属を避け、樹脂製のものが良い。変位測定板１１２は、弾性体１４１を介して支持基部としての固定板１１４に連結されている。変位測定板１１２は、距離変位計１１６とともに距離測定手段（距離測定器）を構成する。固定板１１４には距離変位計１１６が固定されており、変位測定板１１２と固定板１１４との距離を測定できるようになっている。そのため弾性体１４１は、変位測定板１１２の変位を測定できるように、中空の状態になっている。弾性体１４１は、図１において接触ローラ１１１を付勢する機能を有するが、同時に左右方向及び上下方向に変形可能で傾動機能もある。素材としては、ゴム等の樹脂やバネなどが考えられる。この弾性体１４１を介して支持されている接触ローラ１１１は、その回転軸が傾動可能で、外周面も容易に傾くことができる。
【００１８】
被検物の検査を行うときは、検査装置全体を移動させ、接触ローラ１１１を円筒状被検物１０１に押し当てる。円筒状被検物１０１を図２のように上下端チャック１０２，１０３で把持した場合、倒れが生じる可能性がある。その倒れ方は、被検物毎にも変化し、例え同じ被検物であっても着脱の度に変化する可能性がある。また、円筒状被検物１０１が回転すると、回転振れの状態によっても倒れ方は常に変化していく。
【００１９】
図１の装置２００では、接触ローラ１１１は弾性体１４１によって、その回転軸が傾動可能に前記支持基部に支持されているので、円筒状被検物１０１の倒れ状態が変化しても、弾性体１４１の変形により、接触ローラ１１１の外周全面が常に円筒状被検物１０１の表面に接触していることが可能となる。この状態で、円筒状被検物１０１を回転させると、それに従い接触ローラ１１１は、常にその外周表面全体が円筒状被検物１０１と接触したまま連れ回る。
【００２０】
この状態で円筒状被検物１０１を１周させ、固定板１１４と変位測定板１１２との距離を距離変位計１１６で測定して行く訳であるが、もしも、円筒状被検物１０１の表面上に凸欠陥があると、接触ローラ１１１がその凸欠陥により、図１で言えば左方向に移動し、結果的に固定板１１４と変位測定板１１２との距離が近くなる。そして、また凸欠陥が無くなれば、圧縮ばね１１５の力で変位測定板１１２は元の位置に戻る。その間の変位量の変化を示したのが図３である。後は適当なしきい値を設定し出力を得るようにすれば、凸欠陥を検出することが可能である。
【００２１】
接触ローラ１１１としては、円筒状被検物１０１を傷つけないために、金属製は避けて樹脂性にした方がよい。そのため、距離変位計１１６としては、接触式、レーザ式、渦電流式、静電容量式等、様々な種類が考えられる。なお、測定レンジ、測定分解能、応答速度、価格を考慮すると、渦電流式変位計は最も適しているものと言える。
【００２２】
〔第２実施形態〕
図４は第２の実施の形態を示す円筒状被検物の検査装置２００Ｂの要部構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。接触ローラ１１１は、自由に回転可能であり、変位測定板１１２に固定されている。更に、その変位測定板１１２は、直線運動可能なガイド１１３のステージ面に固定され、一方、ガイド１１３のレールは、支持基部としての固定板１１４に連結されている。そして、変位測定板１１２と固定板１１４の間には、接触ローラ１１１を付勢する機能を有するが、同時に左右方向及び上下方向に変形可能な弾性体として圧縮ばね１１５を介在させてある。
【００２３】
これと同時に、接触ローラ１１１の姿勢が調整できるように、ガイド１１３と変位測定板１１２の間はベアリング１４０を介在させて連結されている。但し、連結方法はベアリング１４０に限られたものではなく、ゴムなどの弾性体でもよい。さらに、固定板１１４に距離変位計１１６を固定し、変位測定板１１２と固定板１１４との距離を測定できるようにする。この実施形態でも圧縮ばね１１５とベアリング１４０による傾動機構により、接触ローラ１１１は傾動可能になっている。
【００２４】
被検物の検査を行うときは、円筒状被検物１０１を前実施形態同様に図２のように上下端チャック１０２，１０３で把持しておき、検査装置全体を移動させ、接触ローラ１１１を円筒状被検物１０１に押し当て、圧縮ばね１１５がある程度縮んだ状態にする。円筒状被検物１０１は倒れが生じる可能性があるが、図４の本実施形態の装置では、ベアリング１４０による回転機能によって接触ローラ１１１の回転軸が傾動可能に支持されており、また、弾性体としての圧縮ばね１１５の押し当て力により付勢されているため、円筒状被検物１０１の倒れ状態が変化しても、接触ローラ１１１の外周全面が常に円筒状被検物１０１の表面に接触していることが可能となる。
【００２５】
円筒状被検物１０１を回転させると、それに従い接触ローラ１１１は、常にその外周表面全体が円筒状被検物１０１と接触したまま連れ回る。この状態で円筒状被検物１０１を１周させ、固定板１１４と変位測定板１１２との距離を距離変位計１１６で測定して行く訳であるが、もしも、円筒状被検物１０１上に凸欠陥があると、接触ローラ１１１がその凸欠陥により、図４で言えば左方向に移動し、結果的に固定板１１４と変位測定板１１２との距離が近くなる。そして、また凸欠陥が無くなれば、圧縮ばね１１５の力で変位測定板１１２は元の位置に戻る（図３参照）。後は適当なしきい値を設定し出力を得るようにすることで、凸欠陥を検出することが可能である。
【００２６】
〔第３実施形態〕
図５は第３の実施の形態を示す円筒状被検物の検査装置２００Ｃの要部構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。本実施形態では、接触ローラ１１１は、てこ式支持板１２１に固定され、回転軸１２２を中心に自由に回転することができる。さらに、そのてこ式支持板１２１は、回転軸１２２と平行な回転軸１２３を介して枠体に取付られ、この枠体がベアリング１４０を介装して支持基部である固定板１１４に連結されている。ここで、てこ式支持板１２１も回転軸１２３の周りに回転することができる。さらに、てこ式支持板１２１の下端と固定板１１４は引っ張りばね１２４によってつながれている。本実施形態でも、接触ローラ１１１の姿勢が調整できるように、固定板１１４とてこ式支持板１２１の間はベアリング１４０を介在させて連結されていて、このベアリング１４０の回転機能によって接触ローラ１１１の回転軸が傾動可能になっている。但し、連結方法はベアリング１４０に限られたものではなく、ゴムなどの弾性体でもよい。また、本実施形態では距離測定手段として、固定板１１４に取り付けられた距離変位計１１６で、てこ式支持板１２１に取り付けられた変位測定板１２５の変位量を測定する。
【００２７】
検査を行うときは、検査装置全体を移動させ、接触ローラ１１１を感光体ドラム１０１に押し当て、引っ張りばね１２４がある程度伸びた状態にする。ベアリング１４０による回転機能と引っ張りばね１２４の押し当て力により、円筒状被検物１０１の倒れ状態が変化しても、接触ローラ１１１の外周全面が常に円筒状被検物１０１の表面に接触していることが可能となる。この状態で円筒状被検物１０１を１周させると、それに従い接触ローラ１１１は、常にその外周表面全体が円筒状被検物１０１と接触した状態で連れ回る。
【００２８】
この状態で円筒状被検物１０１を１周させ、変位測定板１２５の変位を距離変位計１１６で測定して行く訳であるが、もしも、円筒状被検物１０１上に凸欠陥があると、接触ローラ１１１がその凸欠陥により、図５で言えば左方向に移動し、結果的にてこ式支持板１２１と変位測定板１２５とが回転軸１２３を中心に反時計回りに回転する。
【００２９】
そして、また凸欠陥が無くなれば、引っ張りばね１２４の力で変位測定板１２５は元の位置に戻る。そのときの変位量の変化は図３と同じようになる。但しこの場合、測定値が凸欠陥の高さそのものを表す訳ではないが、３点の位置関係（回転軸１２３、距離変位計１１６による変位量検出位置、接触ローラ１１１と円筒状被検物１０１の接触点の位置）から、距離変位計１１６の出力を凸欠陥の高さに換算することは可能である。後は適当なしきい値を設定すれば、凸欠陥を検出することが可能である。なお、本方式により、感光体ドラム１０１の真円度や、回転振れを測定することも可能である。
【００３０】
〔第４実施形態〕
図６は第４の実施の形態を示す円筒状被検物の検査装置２００Ｄの構成図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。概略の構成は図５に示す第３の実施の形態と同じであるが、本実施の形態では、距離変位計１１６及び変位測定板による距離測定手段の代わりに、回転軸１２３にロータリーエンコーダ等の角度変位計１３１を付ける。円筒状被検物に凸欠陥がある場合の動作は第３の実施の形態と同じである。検査過程中の角度変位計１３１の出力は、図７のようになる。その回転角度を凸欠陥の高さに換算して、適当なしきい値を設定すれば、凸欠陥を検出することができる。感光体ドラム１０１の真円度や、回転振れを測定することもできる。
【００３１】
ちなみに、本実施形態においても接触ローラ１１１の材質は、感光体ドラム１０１に傷つけないように金属を避け、樹脂製のものが良いことは前述した通りである。また、ばねによる接触圧は、弱い方が変位測定板の動きが滑らかになり、より確実な検査が行える。しかし、接触圧が弱く、さらに接触ローラ１１１表面の摩擦力が小さいと、接触ローラ１１１が感光体ドラム１０１と連れ回らずに滑ってしまうことがある。その場合、接触ローラ１１１が感光体ドラム１０１表面を擦って傷つける危険性がある。また、滑ることにより、ビビリ等の振動が発生し、正しい検出が出来なくなる可能性もある。そこで、弱い接触圧でも接触ローラ１１１が滑らずに感光体ドラム１０１表面に沿って連れ回るように、接触ローラ１１１の表面粗さを、Ｒａ＝１０μｍ程度にわざと粗して摩擦力を持たせるとよい。検出すべき凸欠陥の高さは、４０μｍ程度であるので、表面粗さのせいで凸欠陥を見逃すようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施の形態を示す円筒状被検査物検査装置の要部構成図である。
【図２】被検査物である感光体ドラムのチャックの様子を示す図である。
【図３】距離変位計の出力特性図である。
【図４】第２の実施の形態を示す円筒状被検査物検査装置の要部構成図である。
【図５】第３の実施の形態を示す円筒状被検査物検査装置の要部構成図である。
【図６】第４の実施の形態を示す円筒状被検査物検査装置の要部構成図である。
【図７】角度変位計の出力特性図である。
【図８】複写機の作像系の構成図である。
【図９】感光体ドラムの画像領域と非画像領域を一部拡大して示す説明図である。
【図１０】従来の感光体ドラムの欠陥検出方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１  感光体ドラム（円筒状被検物）
１０２  上端チャック
１０３  下端チャック
１０４  カップリング
１０５  回転モータ
１１１  接触ローラ
１１２  変位測定板
１１３  ガイド
１１４  固定板（支持基部）
１１５  圧縮ばね
１１６  距離変位計
１２１  てこ式支持板
１２２  回転軸
１２３  回転軸
１２４  引っ張りばね
１２５  変位測定板
１３１  回転角度計
１４０  ベアリング（傾動機構）
１４１  弾性体
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ  円筒状被検物検査装置
【図１】
2006258519.tif 000003
【図２】
2006258519.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006258519.tif 000007
【図６】
2006258519.tif 000008
【図７】
2006258519.tif 000009
【図８】
2006258519.tif 000010
【図９】
2006258519.tif 000011
【図１０】
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