(57)【要約】【目的】  光の漏れ具合をデジタル画像処理することにより導電性ローラＤＲの表面状態を定量的に把握し、良否判定アルゴリズムを用いることにより導電性ローラＤＲの良否判定を正確に行うことを可能とし、さらに検査員の画像注視により制限があった検査数量を増加させることが可能な表面判別方法を提供する。【構成】  検査ローラ１８及び導電性ローラＤＲの転接部に光りを照射し、転接部における光り漏れ具合をＣＣＤカメラ２８により撮影する。ＣＣＤカメラ２８により撮影された光り漏れ部の画像データを信号処理装置３０へ送出する。信号処理部３０では、画像変換部３１で光り漏れ部の画像をデジタル画像情報に変換し、画像処理部３２で光り漏れ部の幅および高さを画素数表現で計測し、良否判定処理部３３で幅及び高さの画素数データと良否判定アルゴリズムにより、導電性ローラＤＲの表面状態の判別を行う。これにより、検査員が画像表示装置を注視することなく、導電性ローラＤＲの表面状態の良否を判定することが可能となる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造された導電性ローラを、外周面が所定の真円度に仕上げられた検査ローラ上に転接させる第１の工程と、前記検査ローラを回転させて、これに転接する導電性ローラを従動駆動させる第２の工程と、前記回転中の検査ローラ及び導電性ローラの転接部に、光を照射させる第３の工程と、前記検査ローラ及び導電性ローラの転接部からの光の漏れ部の発生に基づき、前記導電性ローラの表面状態の可否を判断する第４の工程とを具備する導電性ローラの表面判別方法において、
前記第４の工程は、
前記検査ローラ及び導電性ローラの転接部を、前記光漏れ部を撮影可能に撮影する第１のサブ工程と、
この第１のサブ工程で撮影された画像から、前記光の漏れ部の高さ及び幅を測定する第２のサブ工程と、
この第２のサブ工程において測定された高さ及び幅情報に基づき、前記導電性ローラの表面状態の可否を判断する第３のサブ工程とを備える事を特徴とする導電性ローラの表面判別方法。
【請求項２】
前記第４の工程において、前記光漏れの発生の無いものを、前記導電性ローラの表面状態を良好として判別すると共に、前記光漏れが発生したとしても、前記第３のサブ工程において可と判断されたものも、前記導電性ローラの表面状態を良好として判別する事を特徴とする請求項１に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項３】
前記第１のサブ工程において、前記撮影により前記転接部のデジタル画像情報を得ることを特徴とする請求項２に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項４】
前記第２のサブ工程において、前記デジタル画像情報における高さ及び幅に対応する画素数から、高さ及び幅情報を夫々規定することを特徴とする請求項３に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項５】
前記第３のサブ工程は、
前記光漏れ部の幅と光漏れ部の高さの積が第１の所定値以下であるものを、可と判断し、可以外を不可と判断する第１の判断プロセスと、  
前記光漏れ部の幅が第２の所定値以上であり、且つ、光漏れ部の高さが第３の所定値以下であるものを、可と判断し、可以外を不可と判断する第２の判断プロセスと、
この第２の判断プロセスで不可と判断されたものの中から、前記幅が前記第２の所定値以下であり、且つ、前記高さが前記第３の所定よりも小さい第４の所定値以下であるものを、更に可と判断する第３の判断プロセスと、
この第３の判断プロセスで可と判断されたものの中から、前記高さの幅に対する比の値が第５の所定値以上であるものを、不可と判断する第４の判断プロセスとを備えることを特徴とする請求項２に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項６】
前記第１の判断プロセスにおいて、前記第１の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約１５に対応する値であり、
前記第２の判断プロセスにおいて、前記第１の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約１５０に対応する値であり、
前記第２の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約８に対応する値であり、
前記第３の判断プロセスにおいて、前記第４の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約５に対応する値であり、
前記第４の判断プロセスにおいて、前記第５の所定値は好適には約０．２であることを特徴とする請求項５に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項７】
前記導電性ローラと検査ローラとを、両者の転接部における進行方向が前記光の撮影部に向かうように、回転させることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項８】
前記導電性ローラは、電子写真装置において感光部材を帯電するための帯電ローラであることを特徴とする請求項前記何れか１項に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【請求項９】
前記導電性ローラは、電子写真装置において感光部材の感光面に現像剤を供給するための現像ローラであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製造した導電性ローラの表面状態の良否を判別するための導電性ローラの表面判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、電子プリンタ装置や電子ファクシミリ装置等の電子写真装置では、画質向上のためにトナーを感光ドラムの表面上に均質に塗布する必要があり、そのため、現像ローラや感光ドラムの感光面を帯電させる帯電ローラなどの導電性ローラの品質が注目されている。すなわち、これらの導電性ローラの表面に不良個所があると、その不良個所により感光ドラムから転写されたコピーの画質が直接影響を受けるため、かなり厳密に導電性ローラの表面状態の品質確保が要求される。
【０００３】
そのため、導電性ローラの製造側では製造した導電性ローラの表面状態を厳密に検査するとともに、納入先の電子写真装置製造側でも、厳密な受け入れ検査が実施されている。
【０００４】
導電性ローラの検査では、導電性ローラを目視する外観検査や、測定装置による外径の寸法及びその変動の測定が行われている。しかし目視による外観検査のみでは不十分であり、導電性ローラの表面状態を外周面全域に渡り検査する必要がある。そのために、先端が鋭利な検査プローブを外周面に接触させる接触検査が提案されたが、この場合、良品である導電性ローラが接触検査を受けたゆえに表面が荒れ、結果として不良品となる事態が予測され実用化は困難であった。
【０００５】
そのため、表面状態を荒らすことなく表面状態を外周面全域に渡り検査できる導電性ローラの表面検査方法が特許文献１により提案されている。
【０００６】
この検査方法は、製造された導電性ローラを、外周面が所定の真円度で仕上げられた検査ローラ上に転接させ、検査ローラの回転により導電性ローラを従動駆動させながら転接部に光を照射させ、転接部からの光の漏れ具合により導電性ローラの表面状態の可否を判断するものであった。
【０００７】
すなわち、ＣＣＤカメラにより検査ローラ及び導電性ローラの転接部を撮影し、画像表示装置上に表示された画像から、光が漏れ出ていない場合を良品、少しでも光が漏れ出ている場合を不良品と判断していた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１４９１６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、このような検査方法では、画像表示装置上で表示された画像を検査員が注視し判断しているため、光の漏れ量による良品、不良品の判断が検査員にまかされるため、その判断基準が曖昧になり正確な良否判定ができなかった。また検査員の疲労などにより長時間の検査は出来ず、検査数量に限りがあった。
【００１０】
そのため本発明は、製造された導電性ローラを、外周面が所定の真円度で仕上げられた検査ローラ上に転接させ、検査ローラの回転により導電性ローラを従動駆動させながら、転接部に光を照射させ転接部からの光の漏れ具合により導電性ローラの表面状態の可否を判断する導電性ローラの表面判別方法において、光の漏れ具合をデジタル画像処理することにより定量的に光漏れ量を把握し、この光漏れ量から良否判定することにより導電性ローラの良否判定を正確に行うこと、さらに検査員の画像注視により制限があった検査数量を著しく増加させることが可能な表面判別方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決し目的を達成するため、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項１の記載によれば、製造された導電性ローラを、外周面が所定の真円度に仕上げられた検査ローラ上に転接させる第１の工程と、前記検査ローラを回転させて、これに転接する導電性ローラを従動駆動させる第２の工程と、前記回転中の検査ローラ及び導電性ローラの転接部に、光を照射させる第３の工程と、前記検査ローラ及び導電性ローラの転接部からの光の漏れ部の発生に基づき、前記導電性ローラの表面状態の可否を判断する第４の工程とを具備する導電性ローラの表面判別方法において、前記第４の工程は、前記検査ローラ及び導電性ローラの転接部を、前記光漏れ部を撮影可能に撮影する第１のサブ工程と、この第１のサブ工程で撮影された画像から、前記光の漏れ部の高さ及び幅を測定する第２のサブ工程と、この第２のサブ工程において測定された高さ及び幅情報に基づき、前記導電性ローラの表面状態の可否を判断する第３のサブ工程とを備える事を特徴とする。
【００１２】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項２の記載によれば、前記第４の工程において、前記光漏れの発生の無いものを、前記導電性ローラの表面状態を良好として判別すると共に、前記光漏れが発生したとしても、前記第３のサブ工程において可と判断されたものも、前記導電性ローラの表面状態を良好として判別する事を特徴とする。
【００１３】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項３の記載によれば、前記第１のサブ工程において、前記撮影により前記転接部のデジタル画像情報を得ることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項４の記載によれば、前記第２のサブ工程において、前記デジタル画像情報における高さ及び幅に対応する画素数から、高さ及び幅情報を夫々規定することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項５の記載によれば、前記第３のサブ工程は、前記光漏れ部の幅と光漏れ部の高さの積が第１の所定値以下であるものを、可と判断し、可以外を不可と判断する第１の判断プロセスと、  前記光漏れ部の幅が第２の所定値以上であり、且つ、光漏れ部の高さが第３の所定値以下であるものを、可と判断し、可以外を不可と判断する第２の判断プロセスと、この第２の判断プロセスで不可と判断されたものの中から、前記幅が前記第２の所定値以下であり、且つ、前記高さが前記第３の所定よりも小さい第４の所定値以下であるものを、更に可と判断する第３の判断プロセスと、この第３の判断プロセスで可と判断されたものの中から、前記高さの幅に対する比の値が第５の所定値以上であるものを、不可と判断する第４の判断プロセスとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項６の記載によれば、前記第１の判断プロセスにおいて、前記第１の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約０．６に対応する値であり、前記第２の判断プロセスにおいて、前記第２の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約３０ｍｍに対応する値であり、前記第３の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として約１．６ｍｍに対応する値であり、前記第３の判断プロセスにおいて、前記第４の所定値は好適には前記光漏れ部の実測値として１ｍｍに対応する値であり、前記第５の所定値は好適には約０．２であることを特徴とする請求項４に記載の導電性ローラの表面判別方法。
【００１７】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項７の記載によれば、前記導電性ローラと検査ローラとを、両者の転接部における進行方向が前記光の撮影部に向かうように、回転させることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項８の記載によれば、前記導電性ローラは、電子写真装置において感光部材を帯電するための帯電ローラであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法は、請求項９の記載によれば、前記導電性ローラは、電子写真装置において感光部材の感光面に現像剤を供給するための現像ローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の導電性ローラの表面判別方法により、光りの漏れ具合をデジタル画像処理することにより定量的に光漏れ量を把握し、良否判定処理をすることにより導電性ローラの良否判定を正確に行うことを可能とし、さらに検査員の画像注視により制限があった検査数量をほぼ無制限とすることが可能な表面判別方法が提供されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、この発明に係わる導電性ローラの表面判別方法の一実施例における手順を添付図面を参照して以下に説明する。
【００２２】
図１は本発明になる導電性ローラの表面判別方法を実現するための判別装置を概略的に示す正面図である。判別装置は、基台１２と、この基台１２上に所定間隔を置いて起立した状態で取り付けられた両側板１４，１６と、両側板１４，１６に回転自在に掛け渡された検査ローラ１８とを備えている。ここで、検査ローラ１８の外周面の真円度・真直度は、共に所定の範囲内例えば５μｍ〜１０μｍの範囲内に設定されている。
【００２３】
また、両側板１４，１６の上端縁には、導電性ローラＤＲの両端に設けられた軸部ＳＨ１，ＳＨ２を夫々受けるための凹み２０，２２が形成されている。ここで、導電性ローラＤＲは表面状態の検査を受ける製造されたローラである。各凹み２０，２２は、対応する軸部ＳＨ１，ＳＨ２の直径よりも僅かに広い直径を有し、対応する軸部ＳＨ１，ＳＨ２が遊嵌された状態で、導電性ローラＤＲの外周面が、検査ローラ１８の外周面に上方から転接するに充分な深さを有するように形成されている。
【００２４】
この判別装置では検査ローラ１８上に導電性ローラＤＲが転接しているため、検査ローラ１８の回転駆動により転接する導電性ローラＤＲも従動回転する。この状態で導電性ローラＤＲの外周面に微細な凹みや傷や突起が存在すると、検査ローラ１８と導電性ローラＤＲの転接部１９に隙間が生じることになる。
【００２５】
図２は本発明になる導電性ローラの表面判別方法を実現するための判別装置を概略的に示す側面図である。判別装置は、検査ローラ１８と導電性ローラＤＲの転接部１９に光を照射するための発光装置２４を備え、この発光装置２４からの照射光が導電性ローラＤＲと検査ローラ１８の転接部１９を照射するように設定されている。
【００２６】
検査ローラ１８の回転方向２５は、発光装置２４から転接部１９に照射されＣＣＤカメラ２８に至る光の方向と、転接部１９で同一の方向となるように駆動される。また、導電性ローラＤＲの回転方向２６は、発光装置２４から転接部１９に照射されＣＣＤカメラ２８に至る光の方向と、転接部１９で同一の方向となるように駆動される。
【００２７】
導電性ローラＤＲの外周面の微細な凹みや傷や突起により発生する転接部１９からの光の漏れを撮影するために、発光装置２４の反対側に撮影用のＣＣＤカメラ２８が配設されている。さらに、ＣＣＤカメラ２８からの画像情報は、信号処理装置３０に送出される。
【００２８】
以上のように構成される判別装置を用いて、この発明の特徴となる判別方法を説明する。先ず検査装置の両側板１４，１６の上端縁に夫々形成された凹み２０，２２に、製造された導電性ローラＤＲの軸部ＳＨ１，ＳＨ２を夫々遊嵌し、この導電性ローラＤＲを検査ローラ１８上に上方から転接させる（第１の工程）。これにより、検査ローラ１８と導電性ローラＤＲとの夫々の外周面は互いに転接し、検査ローラ１８の回転に応じて、導電性ローラＤＲは従動回転される状態となる。
【００２９】
この後、検査ローラ１８を回転させて、これに転接する導電性ローラＤＲを少なくとも１回転するように従動回転させる(第２の工程)。この従動回転により、製造された導電性ローラＤＲの外周面全面が検査ローラ１８と転接されることになる。
【００３０】
一方、回転中の検査ローラ１８と導電性ローラＤＲとの転接部１９に、発光装置２４からの光を連続的に照射させる（第３の工程）。
【００３１】
発光装置２４から照射された光が転接部１９から漏れる状態をＣＣＤカメラ２８で撮影する。得られた画像情報は信号処理装置３０に送出される。信号処理装置３０はこの画像情報に基づき導電性ローラＤＲの表面状態の可否を判定する（第４の工程）。
【００３２】
具体的には信号処理装置３０は図３に示すように、ＣＣＤカメラからの画像情報をデジタル画像情報に変換する画像変換部３１、デジタル画像情報から転接部１９の光の漏れ具合を定量的に計測する画像処理部３２、定量的に計測されたデータから導電性ローラＤＲの表面状態の良否判定を行う良否判定処理部３３から構成される。
【００３３】
画像変換部３１では、ＣＣＤカメラ２８により撮影された、検査ローラ１８と導電性ローラＤＲとの転接部１９からの光の漏れ具合の画像情報をデジタル画像情報に変換する（第１のサブ工程）。
【００３４】
画像処理部３２では、デジタル画像情報として取得された転接部１９における光漏れ部の幅及び高さを、画素数として計測する（第２のサブ工程）。
【００３５】
良否判定処理部３３は、画像処理部３２で得られた転接部１９における光漏れ部の幅及び高さに関する画素数データから、良否判定アルゴリズムにより、導電性ローラＤＲの表面状態の良否を判定する（第３のサブ工程）。
【００３６】
図４は、良否判定アルゴリズムを示すステップチャートである。以下にこのステップチャートの詳細を示す。
【００３７】
まず、画像処理部３２で得られた画素数表現の光漏れ部の幅（Ｗ）と高さの積（Ｈ）の積が１５以下であれば、導電性ローラＤＲは良品と判定する（第１の判断プロセス：Ｓ１０）。
【００３８】
さらに、光漏れ部の幅（Ｗ）と高さの積（Ｈ）の積が１６以上で不良品と判定されたもののなかで、幅（Ｗ）が１５０以上でかつ高さ（Ｈ）が８以下であれば導電性ローラＤＲは良品と判定する（第２の判断プロセス：Ｓ１２）。
【００３９】
上述の第２の判断プロセスで不良品と判定されたもの中から、幅（Ｗ）が１４９以下で、高さ（Ｈ）が５以下であればあれば導電性ローラＤＲは良品と判定し、それ以外を不良品と判定する（第３の判断プロセス：Ｓ１４）。
【００４０】
さらに、前述の第３の判断プロセスで、幅（Ｗ）が１４９以下で、高さ（Ｈ）が５以下で導電性ローラＤＲは良品と判定されたものの中から、高さ（Ｈ）に対する幅（Ｗ）の比、すなわちＷ／Ｈが０．２以上であれば導電性ローラは不良品と判定する（第４の判断プロセス：Ｓ１６）。
【００４１】
上述の各判断プロセスからなる良否判定アルゴリズムを用いて、判別装置の判定性能の評価を行った。判定性能の評価は、対象となる導電性ローラを４７本用意し、判別装置により良否判定を行う機械判定の結果と、対象の導電性ローラＤＲをプリンタに組み込んで黒べた画像を作成し、その画像の良否から判定する画像判定の結果を比較する方法で実施した。
【００４２】
図５に比較結果を示す。図５（ａ）は、導電性ローラ４７本中、機械判定が良品と判定した２５本の中で、画像判定が良品と判定したものが２５本、画像判定が不良品と判定したものが０本、機械判定が不良品と判定した２２本の中で、画像判定が良品と判定したものが２本、画像判定が不良品と判定したものが２０本であることを示している。図５（ｂ）は図５（ａ）の結果を、４７本を１００％とした百分率で示したものである。
【００４３】
この結果、判別装置が良品と判別した中に不良品が混じると、良否判定の信頼度を著しく損なうことになるが、本実験では画像判定による不良品は０％であり全く問題はなかった。また機械判定が不良品と判断した中に良品が混じると、良品を不良品として扱い廃棄するため経済的な無駄が生じることになり、極力減少させる。今回は機械判定が不良品と判定した中に、画像判定で良品となったものが４％程度ときわめて低い値となった。
【００４４】
本実施例によれば、製造された導電性ローラを、外周面が所定の真円度に仕上げられた検査ローラ上に転接させ、検査ローラの回転により導電性ローラを従動駆動させながら、転接部に光を照射させ転接部からの光の漏れ具合により導電性ローラの表面状態の可否を判断する導電性ローラの表面判別方法において、光の漏れ具合をデジタル的に画像処理することにより定量的に把握でき、さらに良否判定アルゴリズムを搭載した良否判定処理部３３により導電性ローラの正確な良否判定を可能とし、さらに検査数量の制限なく表面状態の判別を行うことを可能とする。
【００４５】
この発明は、上述した一実施例の手順に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形可能であることは、言うまでもない。
【００４６】
例えば、上述した実施例においては、導電性ローラとして現像ローラ、帯電ローラに適用した場合につき説明したが、この発明は外周面に弾性体を有するローラであれば、適用可能であることは言うまでもない。
【００４７】
また、上述した実施例においては、ＣＣＤカメラ２８からの画像情報をデータ変換部３１でデジタル画像情報に変換する場合につき説明したが、ＣＣＤカメラ２８から直接デジタル画像情報を取得する場合にも適用可能であることは言うまでもない。
【００４８】
また、この発明の判別装置では、検査ローラの上部に導電性ローラが自重で接するように転接させ、発光装置からの照射光がほぼ水平に転接部に照射されるような構成になっているが、検査ロールの横に導電性ローラを近接させ、スプリング等の圧力で転接させ、発光装置からの照射光がほぼ下方から垂直に転接部に照射される構成であっても適用可能であることは言うまでもない。
【００４９】
また、信号処理装置３０にて、不良品と判定した場合には、図示しないＮＧランプを点灯して検査員に、検査中の導電性ローラＤＲの表面状態が不良である旨を報知し、これと並行して、図示しないリジェクト機構を動作させて、不良と判断された導電性ローラＤＲを図示しない不良品箱に排出し、一方で、良品と判定した場合には、図示しないＯＫランプを点灯して検査員に、検査中の導電性ローラＤＲの表面状態が良好である旨を報知し、これと並行して、図示しない搬送機構を動作させ、良好と判断された導電性ローラＤＲを図示しない良品箱に排出するように構成してもよいものである。
【００５０】
尚、上述した変形例において、ランプを点灯せずに、直接に、不良品と判断された導電性ローラＤＲを不良品箱に、また、良品と判断された導電性ローラＤＲを良品箱に、夫々自動的に排出するようにしてもよいし、また、不良品と判断された場合には、ＮＧランプを点灯し、良品と判断された場合には、ＯＫランプを点灯して、検査員に検査結果を報知するのみで、この報知結果に基づき、検査員が自らの手で、検査済みの導電性ローラＤＲを良品箱又は不良品箱に入れるようにしてもよいものである。
【００５１】
また、上述した実施例においては、検査ローラ１８と導電性ローラＤＲとの転接部を、ＣＣＤカメラ２８を介して撮影するように説明したが、この発明はこのような手順に限定されることなく、転接部を画像として取り込めるものであれば何でもよく、その構成に何ら限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５２】
また、上述した実施例においては、検査ローラ１８を回転させる説明をしたが、この発明は、図示しない駆動機構により検査ローラ１８を回転駆動するように構成してもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】導電性ローラの表面判別方法を実施するための判別装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】導電性ローラの表面判別方法を実施するための判別装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図３】信号処理装置の機能を示す系統図である。
【図４】良否判定処理部に搭載されている良否判別アルゴリズムを示すステップチャートである。
【図５】導電性ローラの判別装置性能を評価するための実験評価結果である。
【符号の説明】
【００５４】
１２    基台
１４、１６    側板
１８    検査ローラ
１９    転接部
２０、２２    凹み
２４    発光装置
２５    検査ローラの回転方向
２６    導電性ローラの回転方向
２８    ＣＣＤカメラ
３０    信号処理装置
３１    画像変換部
３２    画像処理部
３３    良否判別処理部  
ＤＲ    導電性ローラ
ＳＨ１、ＳＨ２    導電性ローラの軸部
【図１】
2005055337.tif 000003
【図２】
2005055337.tif 000004
【図３】
2005055337.tif 000005
【図４】
2005055337.tif 000006
【図５】
2005055337.tif 000007