(57)【要約】【課題】回転する搬送ローラ１によって遮られたレーザ光の受光量の最大値と最小値を検出することにより、この搬送ローラ１の曲がりの程度を測定することができる回転体の曲がり測定装置を提供する。【解決手段】搬送ローラ１の両端部外周面を支持して回転自在とするＶブロック２，２と、半導体レーザ５ａから放射されコリメートレンズ５ｂを通して平行光となったレーザ光の一部を、Ｖブロック２，２に支持されて回転する搬送ローラ１の中央部外周面に照射する投光器５と、この投光器５からのレーザ光を集光レンズ６ａで集光して受光素子６ｂで受光する受光器６と、この受光器６の受光量の最大値と最小値を検出するシーケンサ８とを備えた構成とする。【選択図】  図１
2004347411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体をその回転方向に回転自在に支持する回転支持具と、
この回転支持具に支持されて回転する回転体の外周面に平行光又は放射光の一部を照射する投光器と、
この投光器からの光を受光する受光器と、
この受光器の受光量の最大値と最小値を検出する受光量検出手段とを備えたことを特徴とする回転体の曲がり測定装置。
【請求項２】
円柱体又は管体の両端部外周面を支持して回転自在とする回転支持具と、
半導体レーザから放射されコリメートレンズを通して平行光となったレーザ光の一部を、この回転支持具に支持されて回転する円柱体又は管体の中央部外周面に照射する投光器と、
この投光器からのレーザ光を集光レンズで集光して受光する受光器と、
この受光器の受光量の最大値と最小値を検出する受光量検出手段とを備えたことを特徴とする回転体の曲がり測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送ローラ等の曲がりを測定する回転体の曲がり測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等のＯＡ機器で用紙を搬送するための搬送ローラには、金属製の管体等からなる軸芯の周面にエラストマーを筒状にインサート成形したものを用いることが多く、成形後にエラストマーの外周面を研磨することにより精密な搬送ローラとする。ただし、インサート成形によって筒状に成形されたエラストマーの外周面には曲がりが発生していることがあり、この曲がりが大きいと、研磨量が多くなり加工に長時間を要したり研磨加工では曲がりを矯正できない場合が生じる。そこで、このような搬送ローラの製造工程では、エラストマーをインサート成形した後に外周面の曲がりを測定し、この曲がりが所定以上に大きいものは研磨工程に送らないようにしている。
【０００３】
上記搬送ローラの従来の曲がり測定方法を図３に基づいて説明する。搬送ローラ１は、定盤の上の２個のＶブロック２，２に両端部を支持されるように設置される。また、この搬送ローラ１の中央部の外周面に、マグネットベース・スタンド３に取り付けられたダイアルゲージ４の測定子を当接する。そして、搬送ローラ１をＶブロック２，２に支持された状態のまま１回転以上回転させ、その間のダイアルゲージ４の針の動きを観察して、その針が指す目盛りの最大値と最小値を記録する。すると、この最大値と最小値との差の１／２が搬送ローラ１の外表面の曲がりの大きさを示すことになるので、この差の１／２が所定値を超える場合に、曲がりの大きい不良品と判定する。
【０００４】
なお、管体を回転させながらその外周面の最凸点を検出することにより、回転角をパラメータとするこの管体の中心点軌跡を求めて加工位置を決定するようにした発明が従来からなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３５３６４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３に示した測定方法では、搬送ローラ１を回転させている間、常にダイアルゲージ４の目盛りを観察し続ける必要があり、検査作業者への負担が大きくなるだけでなく、ダイアルゲージ４の目盛りの読み間違いによる検査ミスも発生し易くなるという問題があった。しかも、ダイアルゲージ４の測定子は、可動方向が丁度搬送ローラ１の半径の延長線上に一致するように当接させなければ正確な値の測定ができないので、検査作業が面倒なものになるという問題もあった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の発明は、外周面の最凸点から中心点を検出し、回転に伴うこの中心点の軌跡を求めるものであるため、３箇所以上で検出を行うことにより管体の中心軸の実際の曲がり具合を正確に知ることは可能であるが、外周面の曲がりを簡易かつ迅速に検出するには、装置や作業が複雑になりすぎるという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、回転する回転体によって遮られた光の受光量の最大値と最小値を検出することにより、この回転体の曲がりの程度を測定することができる回転体の曲がり測定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の回転体の曲がり測定装置は、回転体をその回転方向に回転自在に支持する回転支持具と、この回転支持具に支持されて回転する回転体の外周面に平行光又は放射光の一部を照射する投光器と、この投光器からの光を受光する受光器と、この受光器の受光量の最大値と最小値を検出する受光量検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明によれば、投光器からの光は、その一部が回転体の外周面に遮られるが、残りは受光器で受光される。従って、回転体に曲がりがある場合には、回転に伴って投光器からの光を遮る範囲が変化するので、受光器で受光する受光量も変化する。そして、この回転体が１回転以上した間の受光器の受光量の最大値と最小値を受光量検出手段が検出するので、回転後にこれらの値の差を調べることにより、回転体の曲がりの大きさを測定することができる。このため、検査作業者は、測定中は回転体を１回転以上正確に回転させる作業に集中すればよく、この回転作業が完了してから受光量の最大値と最小値の差を計算したり、この差の計算を装置に行わせればよく、検査作業を容易にすると共に検査ミスをなくすことができるようになる。
【００１１】
なお、回転支持具は、回転体の外周面を支持して回転自在としてもよく、回転軸部分を支持して回転自在とすることもできる。
【００１２】
請求項２の回転体の曲がり測定装置は、円柱体又は管体の両端部外周面を支持して回転自在とする回転支持具と、半導体レーザから放射されコリメートレンズを通して平行光となったレーザ光の一部を、この回転支持具に支持されて回転する円柱体又は管体の中央部外周面に照射する投光器と、この投光器からのレーザ光を集光レンズで集光して受光する受光器と、この受光器の受光量の最大値と最小値を検出する受光量検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によれば、投光器からの平行光となったレーザ光は、一部が回転体の外周面に遮られるが、残りは受光器で受光される。従って、円柱体や管体に曲がりがある場合には、回転に伴って投光器からのレーザ光を遮る範囲が変化するので、受光器で受光する受光量も変化する。そして、この円柱体や管体が１回転以上した間の受光器の受光量の最大値と最小値を受光量検出手段が検出するので、回転後にこれらの値の差を調べることにより、円柱体や管体の曲がりの大きさを測定することができる。このため、検査作業者は、測定中は円柱体や管体を１回転以上正確に回転させる作業に集中すればよく、この回転作業が完了してから受光量の最大値と最小値の差を計算したり、この差の計算を装置に行わせればよく、検査作業を容易にすると共に検査ミスをなくすことができるようになる。
【００１４】
また、投光器は、平行光となったレーザ光を照射するので、円柱体や管体と投光器や受光器との間の距離が変化しても、ほとんど影響を受けることなく測定を行うことができ、装置の設置が容易となる。しかも、受光器は、このレーザ光を集光レンズで集光して受光するので、小さな受光面積で受光することができ、投光器がレーザ光を平行光として照射することにより、この集光レンズの口径も比較的小さいもので済むようになる。さらに、回転支持具は、円柱体や管体の両端部外周面を支持して回転自在とするので、この外周面の両端部に対する中央部の曲がりを正確に測定することができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図２は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は搬送ローラの曲がり測定装置の構成を示す断面図及びブロック図、図２は搬送ローラの曲がり測定装置の構成を示す斜視図である。なお、図３に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１７】
本実施形態は、図３に示した従来例と同様に、エラストマーをインサート成形した後の搬送ローラ１の外周面の曲がりを測定する曲がり測定装置について説明する。この曲がり測定装置は、図２に示すように、定盤の上に２個のＶブロック２，２が載置されると共に、投光器５と受光器６も載置される。２個のＶブロック２，２は、従来例と同様に、搬送ローラ１を横向きにして両端部の下方を支持し、手動により回転可能にするものである。投光器５と受光器６は、これらの間を、Ｖブロック２，２に支持された搬送ローラ１が直交して遮るように配置される。なお、搬送ローラ１は、投光器５と受光器６に対してある程度斜めに配置しても測定は可能であるが、正確な測定を行うためには、このように直交して配置することが好ましい。
【００１８】
上記投光器５は、図１に示すように、半導体レーザ５ａから放射状に放射されたレーザ光をコリメートレンズ５ｂを通して光束密度が均一な平行光にし、定盤に対して平行に出射するものであり、この平行光となったレーザ光を、光束のほぼ上半分が搬送ローラ１の外周面の中央部の下部に照射されるように配置されている。受光器６は、投光器５から照射される平行光となったレーザ光を集光レンズ６ａで集光して受光素子６ｂに受光させるものであり、搬送ローラ１がＶブロック２，２に支持されていない状態で、投光器５からのレーザ光の光束のうち、上部と下部の特定高さの間を一定幅の範囲で受光するように配置されている。また、これらの投光器５と受光器６は、搬送ローラ１がＶブロック２，２に支持された場合に、投光器５からのレーザ光の光束のうち、ほぼ下半分だけが受光されるように、高さ位置を調整する。
【００１９】
上記投光器５は、レーザ検出制御装置７の操作によって半導体レーザ５ａのＯＮ／ＯＦＦが制御されるようになっている。また、受光器６の受光素子６ｂが受光した受光量の信号は、このレーザ検出制御装置７でレーザ光の遮蔽光量を示す電圧信号に変換され、シーケンサ８に送られるようになっている。レーザ光の遮蔽光量は、投光器５からのレーザ光のうち、搬送ローラ１の外周面に照射されることによって遮蔽され受光できなかった光量をいう。レーザ検出制御装置７は、測定作業を実行する前の電源投入時等に、搬送ローラ１がＶブロック２，２に支持されず遮るものが何もない状態で、投光器５からのレーザ光を受光器６で受光した全受光量を測定すると共に、このレーザ光を完全に遮った状態で、受光器６のゼロ受光量を測定し、受光量の基準値を補正するようになっている。そして、これらの全受光量とゼロ受光量との差から受光量の変化範囲を検出すると共に、全受光量と実際の測定時の受光量との差から遮蔽された光量を求めて、この受光量の変化範囲に対する遮蔽された光量の比から遮蔽光量の電圧値を算出する。
【００２０】
シーケンサ８は、レーザ検出制御装置７から順次送られて来る遮蔽光量を長さの単位に変換し、その最大値と最小値とを随時検出すると共に、これら最大値と最小値の差の１／２の値を随時算出する。また、このシーケンサ８が検出した最大値と最小値、及び、算出したこれらの差の１／２の値は、表示装置９に送られて、随時表示されるようになっている。
【００２１】
上記構成の曲がり測定装置を用いて測定を行うには、まず測定する搬送ローラ１の両端部外周面をＶブロック２，２で支持させ、シーケンサ８が検出する最大値と最小値をリセットする。すると、投光器５からの平行光となったレーザ光が搬送ローラ１の外周面によって上半分程度遮蔽され、残りのほぼ下半分のレーザ光が受光器６で受光される。また、レーザ検出制御装置７は、このときの遮蔽光量をシーケンサ８に送るので、表示装置９では、同じ値の最大値と最小値が表示されると共に、これらの差の１／２の値が「０」と表示される。
【００２２】
次に、搬送ローラ１に手を添えてＶブロック２，２で支持された状態のまま回転させる。すると、搬送ローラ１に曲がりがある場合には、例えば図１の一点鎖線に示すように、回転角に応じて投光器５から照射されるレーザ光の遮蔽範囲が変化するので、受光器６の受光量が変化して遮蔽光量も変化することになる。また、この遮光光量の変化により、レーザ検出制御装置７が検出する最大値と最小値も変化すると共に、これらの差の１／２を算出した値が大きくなり、表示装置９のこれらの表示も変化する。ここで、レーザ検出制御装置７が検出する最大値と最小値は、搬送ローラ１がレーザ光を上方から遮蔽した高さ位置の下限と上限を示すものであるため、これらの差の１／２の値は、搬送ローラ１の曲がりの大きさを示すものとなる。そして、搬送ローラ１が確実に１回転以上回転し、表示装置９の最大値と最小値の表示が変化しなくなれば、表示装置９に表示された最大値と最小値の差の１／２の値をその搬送ローラ１の曲がりの大きさとして決定し、測定が完了する。
【００２３】
上記構成によれば、作業者は、搬送ローラ１をＶブロック２，２に載置して、シーケンサ８のリセット操作を行い、この搬送ローラ１を１回転以上回転させるだけで、表示装置９に曲がりの大きさを表示させることができるので、検査作業が容易になると共に、検査ミスもなくすことができるようになる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、測定結果を表示装置９に表示する場合を示したが、印字装置で印字してもよいし、他のデータ処理装置に送り、各搬送ローラ１の測定結果を記憶保存したり、随時良品と不良品の判定を行うこともできる。また、上記実施形態では、レーザ検出制御装置７やシーケンサ８を用いて測定データの処理を行う場合を示したが、このデータ処理装置の具体的な構成は任意であり、例えばマイクロコンピュータを用いることもできる。
【００２５】
また、上記実施形態では、投光器５から平行光のレーザ光を照射する場合を示したが、光束密度が均一な平行光であれば、必ずしもレーザ光である必要はない。さらに、光束密度が不均一であったとしても、その分布が分かっていれば、遮蔽光量を長さの単位に変換する際に補正することも可能である。そして、このような補正を行うのであれば、受光器６が受光する平行光を一定幅の範囲に限定する必要もなくなる。ただし、上記実施形態のように半導体レーザ５ａとコリメートレンズ５ｂを用いた場合には、容易に精密な平行光を得ることが可能となる。
【００２６】
また、上記実施形態では、受光器６の受光量をレーザ検出制御装置７で遮光光量に変換する場合を示したが、この遮光光量は、全受光量から受光量を減算したものにすぎないので、受光量をそのまま用いることもでき、これらは等価なものである。ただし、最大値と最小値は、遮光光量を用いる場合と受光量を用いる場合とでは逆の関係になる。さらに、上記実施形態では、遮光光量をシーケンサ８で長さの単位に変換する場合を示したが、この遮光光量と搬送ローラ１の曲がりの大きさとは、大小関係が連続的に一致する単調変化の関係を有するので、単に所定値と比較して良品と不良品とを分別するだけのためであれば、長さの単位に変換する必要もない。
【００２７】
また、上記実施形態では、投光器５が平行光を照射する場合を示したが、放射光を照射するようにしてもよい。放射光を用いる場合には、投光器５は例えば半導体レーザ５ａだけで構成することができ、コリメートレンズ５ｂが不要となる。ただし、このような放射光を用いる場合には、光束が距離に応じて広がるので、搬送ローラ１と投光器５や受光器６との間を正確に一定の距離に設定する必要がある。もっとも、最初にこれらの距離を設定すれば、以降はそのまま繰り返し搬送ローラ１の検査を行うことは可能である。さらに、放射光を用いる場合には、受光器６の受光範囲を広げる必要があるので、口径の大きい集光レンズ６ａを用いる必要が生じる。
【００２８】
また、上記実施形態では、受光器６が集光レンズ６ａを用いる場合を示したが、受光素子６ｂの受光範囲が広い場合や、ラインセンサ等のように多数の受光素子を組み合わせたものを用いる場合には、このような集光レンズ６ａを用いる必要はない。ただし、集光レンズ６ａを用いることにより、受光素子６ｂを小型で安価なものにすることができる。
【００２９】
また、上記実施形態では、搬送ローラ１の外周面を支持して回転させる場合を示したが、この搬送ローラ１の金属製の軸芯を回転自在に支持することもできる。ただし、外周面を支持した場合には、軸芯との関係は無視して、外周面の両端部と中央部の間の曲がりだけを検出することが可能となる。さらに、上記実施形態では、搬送ローラ１を作業者が手で回転させて測定する場合を示したが、駆動装置によって回転させるようにすることもできる。例えば、搬送ローラ１の外周面をＶブロック２，２で支持した場合、上方からゴムの駆動ローラ等を押し当てて搬送ローラ１を回転させるようにすることができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、搬送ローラ１の曲がりを測定する場合を示したが、この曲がり測定装置を用いれば、円柱体や管体、その他の任意の回転体の曲がりを測定することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の回転体の曲がり測定装置によれば、回転体を回転させながら投光器からの光を遮ることにより、受光器の受光量の最大値と最小値を検出することができるので、作業者による検査作業を容易にすると共に検査ミスをなくすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、搬送ローラの曲がり測定装置の構成を示す断面図及びブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、搬送ローラの曲がり測定装置の構成を示す斜視図である。
【図３】従来例を示すものであって、搬送ローラの曲がりの測定方法を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１    搬送ローラ
２    Ｖブロック
５    投光器
５ａ  半導体レーザ
５ｂ  コリメートレンズ
６    受光器
６ａ  集光レンズ
６ｂ  受光素子
７    レーザ検出制御装置
８    シーケンサ
９    表示装置
【図１】
2004347411.tif 000003
【図２】
2004347411.tif 000004
【図３】
2004347411.tif 000005