JP2007057341A - 平面度測定装置及び平面度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定対象ベルトの平面度を精度良く測定する。
【解決手段】 互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材と、前記一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定する測定手段と、前記測定手段による平面度測定前に、前記測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載された時に該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に、該規定荷重との合計荷重が該測定対象ベルトの破損限界荷重未満となるような追加荷重を加えた合計荷重を、前記一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して該測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、該合計荷重から前記追加荷重を除いた前記規定荷重を前記測定対象ベルトの長手方向に加える張架手段と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、平面度測定装置及び平面度測定方法に係り、特に、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いる画像形成装置や、各種装置に搭載されるベルトを測定対象とする平面度測定装置及び平面度の測定方法に関する。

電子写真方式を利用した画像形成装置等の各種装置には、搬送部材として用いられる搬送ベルトや、像担持体上に形成されたトナー像が転写される転写ベルト等の各種ベルトが搭載されている。

これらの装置において用いられるベルトには、高い平面度が要求される場合があり、平面度の測定には、ベルト表面の変位を測定するための変位計が用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１の技術によれば、ベルトの平面度測定時には、図７に示すように、一対の互いに平行に設けられたロール１０２及びロール１０４に架け渡された無端ベルト１００を４ｋｇの荷重で張架し、この張架した状態において無端ベルト１００表面変位をレーザ変位計１０６により測定した測定結果に基づいて、平面度を算出している。

特許文献２の技術によれば、環状の電子写真装置用ベルトを２本の軸に架け渡し、一方の軸の長手方向両端部を介して各端部に２ｋｇの荷重をかけることにより、電車写真装置用ベルトに４ｋｇの荷重をベルトの長手方向に加えた状態で、ベルトの幅方向の波打ちを計測している。
特開２００２―１４８８９９号公報 特開２００２―１６９３８０号公報

しかしながら上記技術では、平面度の測定時には、単に所定レベルの荷重を一度ベルトに加えた状態において測定を行っているので、成型時例えば金型の磨耗、材料成分の不均一、熱硬化の収縮ばらつき、経時変化等によりベルトの長手方向の長さが幅方向にわたって均一ではない場合には、ベルトへの荷重が幅方向に均一に加わらず、精度良く平面度を測定することは困難であった。また、従来の技術では、ベルトが被搭載装置に搭載された時と同様の荷重を加えた状態において、平面度を測定しているものではないため、実際のベルトの使用環境における平面度を精度良く測定するとはいえなかった。

本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、測定対象ベルトの平面度を精度良く測定可能な平面度測定装置及び平面度測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の平面度測定装置は、互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材と、前記一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定する測定手段と、前記測定手段による平面度測定前に、前記測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載された時に該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に、該規定荷重との合計荷重が該測定対象ベルトの破損限界荷重未満となるような追加荷重を加えた合計荷重を、前記一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して該測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、該合計荷重から前記追加荷重を除いた前記規定荷重を前記測定対象ベルトの長手方向に加える張架手段と、を備えている。

本発明の平面度測定装置の測定手段は、互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定する。

張架手段は、測定手段による平面度測定前に、測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載されたときに該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を、一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して測定対象ベルトの長手方向に加える。

追加加重は、規定加重に追加加重を加えた合計加重が、測定対象ベルトの破損限界加重未満となるように定められ、規定加重に追加加重を加えた合計加重を測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、測定対象ベルトを荷重が加えられた状態から解放したときに、荷重をかける前の状態に戻るような荷重であることが好ましい。

このように、張架手段によって、規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を、円柱状部材を介して測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、追加荷重を外して規定荷重のみを加えた状態で、測定手段によって測定対象ベルトの平面度を測定するので、測定対象ベルトが被搭載装置に搭載された状態における平面度を測定することができると共に、測定対象ベルトの長手方向の長さが幅方向において均一ではない場合であっても、規定荷重のみを加えて平面度を測定する前に、規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を一度加えることによって測定対象ベルトと円柱状部材とを該測定対象ベルトの幅方向に渡って密接させることができるので、測定対象ベルトの平面度を精度良く測定することができる。

なお、円柱状部材の長手方向両端部には、自動調芯部材を設けることができる。

また、前記円柱状部材の少なくとも一方は、該円柱状部材を回転するための駆動手段を備えることができる。

円柱状部材の少なくとも一方に、駆動手段を設けることにより、測定手段による測定対象ベルトの平面度測定時に該駆動手段によって円柱状部材を回転駆動することで、一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトを長手方向に搬送させることができ、測定手段により測定対象ベルトの平面度を長手方向にわたって測定することができる。

また、測定手段には、測定手段を測定対象ベルトの幅方向の一端から他端に向かって移動させるための移動手段を設けることができる。このような移動手段を設けるようにすれば、測定対象ベルトの幅方向の一端から他端に向かって平面度を測定することができると共に、上記駆動手段によって円柱状部材を回転駆動させることにより、測定対象ベルトの長手方向及び幅方向の全領域に渡って、平面度を測定することができる。

本発明のベルト平面度測定方法によって、測定対象ベルトの平面度を精度良く測定することができる。具体的には、本発明のベルト平面度測定方法は、互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材を備え、該一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定手段によって測定する測定方法であって、前記測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載された時に該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に、該規定荷重との合計荷重が該測定対象ベルトの破損限界荷重未満となるような追加荷重を加えた合計荷重を、前記一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して該測定対象ベルトの長手方向に加える工程と、該合計荷重から前記追加荷重を除いた前記規定荷重を前記測定対象ベルトの長手方向に加える工程と、長手方向に前記規定荷重が加えられた前記測定対象ベルトの平面度を測定する工程と、を備えている。

本発明のベルト平面度測定装置及びベルト平面度測定方法によれば、張架手段によって規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を、円柱状部材を介して測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、追加荷重を外して規定荷重のみを加えた状態で、測定手段によって測定対象ベルトの平面度を測定するので、測定対象ベルトの平面度を精度良く測定することができる、という効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１には、本実施の形態に係るベルト平面度測定装置１０の構成を模式的に示した。

本発明のベルト平面度測定装置１０は、測定対象となる測定対象ベルト１２を架け渡すための円柱状のロール１４Ａ及びロール１４Ｂが互いに平行となるように所定間隔をもって配設されている。

なお、ロール１４Ａ及びロール１４Ｂが本発明の円柱状部材に相当する。

図２に示すように、ロール１４Ａの軸方向両端部各々は、自動調芯ベアリング１６を備えた軸受１８によって回転自在に支持されており、ロール１４Ａは、自動調芯ベアリング１６の中心を支点として調芯可能に設けられている。軸受１８は、ベルト平面度測定装置１０の図示を省略する筐体に支持されている。

一対の軸受１８各々は、一対のレール２４上に載置されたリニアガイド２６上に着脱可能に固定されている。一対のレール２４は、ロール１４Ａ及びロール１４Ｂが互いに近接する方向及び離間する方向へロール１４Ａが移動可能となるように、互いに平行となるように延設されている。

このため、一対の軸受１８によって支持されているロール１４Ａは、ロール１４Ｂと互いに軸方向に平行となるように維持されたまま、互いに近接する方向または離間される方向へと移動可能に設けられている。

ロール１４Ｂの軸方向両端部もまた、各々軸受２０（図１参照）によって回転自在に支持されている。ロール１４Ｂの軸方向両端部を支持する一対の軸受２０は、各々支持基板２２を介して、ベルト平面度測定装置１０の図示を省略する筐体に支持されている。

なお、軸受２０もまた、自動調芯ベアリング（図示省略）を備えるようにしてもよい。

ロール１４Ａを支持する一対の軸受１８の少なくとも一方は、ロール１４Ａ及びリニアガイド２６から着脱可能に設けられている。同様にロール１４Ｂ各々を支持する一対の軸受２０の少なくとも一方は、ロール１４Ｂ及び図示を省略する筐体から着脱可能に設けられている。

このように、ロール１４Ａを支持する一対の軸受１８の少なくとも一方、及びロール１４Ｂを支持する一対の軸受２０の少なくとも一方を、各々ロール１４Ａ及びロール１４Ｂから着脱可能に設けることにより、測定対象となる測定対象ベルト１２をロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡すことができるように構成されている。

ロール１４Ａの近傍には、測定対象ベルト１２がロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡されたことを検知するための検知センサ１３が設けられている。検知センサ１３は、制御部３０と信号授受可能に接続されている。

また、本発明のベルト平面度測定装置１０には、ロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡された測定対象ベルト１２の平面度を測定するための測定手段としての変位計２８が設けられている。

変位計２８としては、磁界、光、音波を媒体とした非接触方式を採用した変位計（過電流式、光学式、超音波式、及びレーザフォーカス式）や、ダイヤルゲージや差動トランス等の接触式の変位計などが挙げられるが、本発明のベルト平面度測定装置１０では、測定対象ベルト１２がロール１４Ａ及びロール１４Ｂに掛け渡されて張られている状態で平面度を計測する必要があり、接触式の変位計では接触部分で測定対象ベルト１２が変形してしまう可能性がある。そこで、測定対象ベルト１２の変形を発生させずに平面度を計測するために、非接触式の変位計を採用することが好ましい。

また、非接触式の変位計の中でも、精度が高く且つ応答速度が速く、あらゆる材質の測定が可能であることから、半導体レーザを用いたレーザ変位計や超音波を用いた超音波変位計を用いることが好ましい。

変位計２８は、変位センサヘッド２８Ａと、変位センサヘッド２８Ａを制御するためのコントローラ２８Ｂとを含んで構成されている。コントローラ２８Ｂは、ベルト平面度測定装置１０に搭載されているデバイス各々を制御するための制御部３０に信号授受に接続されており、制御部３０から受信した信号に応じて変位センサヘッド２８Ａによる変位量の測定開始及び終了を制御するとともに、測定結果を制御部３０へ送信する。

なお、本実施の形態では、測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端までの変位量の計測結果の最大値と最小値の差分を平面度として測定する。

変位センサヘッド２８Ａは、ロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡された測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端までの変位量を計測可能となるように、ロール１４Ｂの軸方向と平行な方向に延伸された長尺状のレール３２によって該レール３２の長手方向に移動可能に支持されたリニアガイド３４に固定されている。リニアガイド３４には、該リニアガイド３４をレール３２の長手方向両端間を移動させるための駆動部３６が設けられている。駆動部３６は、制御部３０に信号授受可能に接続されており、制御部３０の制御によって、レール３２の一端から他端へとリニアガイド３４移動させる。すなわち、駆動部３６によって、変位センサヘッド２８Ａを測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端へと移動させることが可能に構成されている。なお、レール３２は、ベルト平面度測定装置１０の図示を省略する筐体に固定されている。

このように構成され、制御部３０の制御により駆動部３６が駆動されることによって、変位センサヘッド２８Ａがレール３２の一端から他端へ移動すると、ロール１４Ａとロール１４Ｂとに架け渡された測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端に渡って、変位計２８により変位量を測定することができる。

ロール１４Ｂの一端または両端には、図示を省略するギアを介して、該ロール１４Ｂを所定方向に回転駆動させるための駆動部４０が設けられている。駆動部４０は、制御部３０とデータや信号授受可能に接続されており、制御部３０による制御によって、ロール１４Ｂを所定方向に回転駆動する。

このため、ロール１４Ｂ及びロール１４Ａに測定対象ベルト１２が架け渡され、張架された状態においてロール１４Ｂが所定方向に駆動されると共に、変位計２８による平面度測定が開始されることによって、測定対象ベルト１２の長手方向（周方向）の平面度を変位計２８によって測定することができる。

すなわち、本発明のベルト平面度測定装置１０では、ロール１４Ａとロール１４Ｂとに架け渡された測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端及び、測定対象ベルト１２の長手方向において、変位計２８による測定が可能となるように構成されており、測定対象ベルト１２の全領域に渡って平面度を測定可能に構成されている。

また、本発明のベルト平面度測定装置１０は、ロール１４Ａとロール１４Ｂとに架け渡された測定対象ベルト１２の長手方向に、ロール１４Ａを介して所定の荷重を加えて測定対象ベルト１２を張架するための張架部４２を含んで構成されている。

張架部４２は、シリンダ４４、制御部３０、センサ４６、センサ４８、センサ５０、及び規定荷重の第１の重り、及び追加荷重の第２の重りを含んで構成されている。

規定荷重とは、測定対象ベルト１２が搭載されるべき被搭載装置に搭載されたときに該測定対象ベルト１２に作用する予め定められた荷重である。被搭載装置としては、電子写真方式を用いた画像形成装置等が挙げられる。測定対象ベルト１２が画像形成装置に搭載される場合には、例えば、転写ベルトや搬送ベルト等として搭載される。このような装置に搭載される測定対象ベルト１２については、該装置における使用環境や搭載される部位等に応じて、作用される荷重が予め定められている。第１の重りは、規定荷重に相当する重量を有する材料であればよく、特に材料は限定されるものではない。

追加荷重とは、上記規定荷重と追加荷重との合計荷重が、測定対象ベルト１２の破損限界荷重未満となるような荷重であることが必須であり、上記規定荷重にこの追加荷重を加えた合計荷重を測定対象ベルト１２の長手方向に加えたのちに、該合計荷重を除いて測定対象ベルト１２が荷重された状態から解放された時に、該測定対象ベルト１２の長手方向の長さまたは周長が、合計荷重を加える前の長手方向の長さまたは周長と同一となるような荷重であることが好ましい。

なお、この限界荷重は、測定対象ベルト１２の材質、作製方法、作製条件、及び測定対象ベルトの膜厚や長手方向長さ、幅方向長さ等により異なるため、本発明のベルト平面度測定装置１０による平面度の測定前に、予め測定されているものとする。

第１の重り５２及び第２の重り５４は、互いにピアノ線等のワイヤ５６によって接続されている。また、第１の重り５２は、ピアノ線等のワイヤ５９により、ロール５８を介して一対の軸受け１８の双方に固着されている。

シリンダ４４は、円筒状のシリンダ本体６２を備えている。シリンダ本体６２は、両端に開口孔部を備え、内径が全長に渡り一定とされた円筒状に形成されている。

シリンダ本体６２内には、ピストン６４が配置されると共に、密閉された圧力室７４内に充填された空気や液体による圧力によってピストン６４を摺動可能に設けられている。シリンダ本体６２には、シリンダ本体６２の開口孔部６２ａを介して、一端がピストン６４に固着され、他端が荷重受部６０に固着された支持軸７２が設けられている。

荷重受部６０は、前記第２の重り５４を受けると共に、前記第２の重り５４及び前記第１の重り５２の双方を受けるためのものである。

すなわち、荷重受部６０は、ピストン６４に作用する液体または空気による圧力によってピストン６４がシリンダ本体６２内を摺動することで、第２の重り５４、または第１の重り５２及び第２の重り５４を受けたり、上記第１の重り５２及び第２の重り５４の双方を受けない状態となるように、位置変動される。

シリンダ本体６２の開口孔部６２ａが設けられた面の他端面には、開口孔部６２ｂ及び開口孔部６２ｃが設けられている。

圧力室７４は、開口孔部６２ｂ及びパイプ６７を介してコンプレッサー７０に連通されている。パイプ６７の開口孔部６２ｂとコンプレッサー７０との間には、コンプレッサーにより圧縮空気または圧縮液体が開口孔部６２ｂを介して圧力室７４へ導入されることを阻止または解放するための電磁弁６６が設けられている。

また、圧力室７４は、開口孔部６２ｃ及びパイプ６９を介して、シリンダ本体６２外部へ解放されている。このパイプ６９には、圧力室７４内の空気または液体をシリンダ本体６２の外部へ排出または排出阻止するための電磁弁６８が設けられている。

電磁弁６６、電磁弁６８、及びコンプレッサー７０は、制御部３０とデータや信号授受可能に接続されている。

制御部３０によって、電磁弁６８を閉じるように制御すると共に電磁弁６６を解放するように制御した後に、コンプレッサー７０によってパイプ６７を通じて密閉された圧力室７４内へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する。これによって、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０方向へと移動し、ピストン６４に支持軸７２を介して支持されている荷重受部６０が第２の重り５４のみを受ける位置まで押し出されると、ワイヤ５９及び一対の軸受１８を介して、測定対象ベルト１２に第１の重り５２に対応する荷重のみを加えることができる。

さらに、制御部３０によって、電磁弁６８を閉じるように制御したまま電磁弁６６を解放するように制御した後に、コンプレッサー７０によってパイプ６７を通じて密閉された圧力室７４へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体をさらに圧入する。これによって、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０方向へとさらに移動し、ピストン６４に支持軸７２を介して支持されている荷重受部６０が第２の重り５４に加えて第１の重り５２を受ける位置まで押し出されると、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２及び第２の重り５２の何れの荷重も加わらない状態となる。

反対に、制御部３０によって、電磁弁６６を閉じるように制御すると共に、電磁弁６８を解放するように制御することにより、圧力室７４内の圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体がパイプ６９を介してシリンダ本体６２外部へ排出されると、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０の反設置方向へと移動されて、荷重受部６０が第２の重り５４のみを受ける位置まで戻されると、測定対象ベルト１２は、第１の重り５２に応じた荷重のみが加えられた状態となる。

さらに、制御部３０によって、電磁弁６６を閉じるように制御したまま、電磁弁６８を解放するように制御することにより、圧力室７４内の圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体がパイプ６９を介してシリンダ本体６２外部へさらに排出され、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０の反設置方向へとさらに移動されて、荷重受部６０が第２の重り５４及び第１の重り５２の双方を受けない位置まで戻されると、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２及び第２の重りの合計荷重が加えられた状態となる。

なお、張架部４２には、荷重受部６０が所定位置にあることを検知するためのセンサ４６、センサ４８、センサ５０が設けられている。これらのセンサ４６、センサ４８、及びセンサ５０は、制御部３０と信号授受可能に接続されている。

センサ５０は、荷重受部６０が、第１の重り５２及び第２の重り５４の双方を受けない位置に位置していることを検知する。すなわち、センサ５０によって荷重受部６０が検知されているときには、規定荷重と追加荷重を加えた合計荷重が測定対象ベルト１２の長手方向に加えられた状態にある。

センサ４８は、荷重受部６０が、第２の重り５４のみを受ける位置に位置していることを検知する。すなわち、センサ４８によって荷重受部６０が検知されているときには、規定荷重のみが測定対象ベルト１２の長手方向に加えられた状態にある。

センサ４６は、荷重受部６０が、第２の重り５４及び第１の重り５２の双方を受ける位置に位置していることを検知する。すなわち、センサ４６によって荷重受部６０が検知されているときには、何れの荷重の測定対象ベルト１２の長手方向に加えられていない状態にある。

なお、本実施の形態では、張架部４２として、コンプレッサーを用いて第１の重り５２及び第２の重り５４が測定対象ベルト１２の長手方向に荷重を加えるように調製する場合を説明したが、このような重りの調製手段としては、コンプレッサーに限られるものではない。例えば、一軸のモータ付ステージを用いて荷重調製を行うようにしても良い。この場合における、モータ付ステージの、重りを受ける位置への移動は、あらかじめ制御部３０に記憶されたプログラムが実行されることにより、制御するようにすればよい。

また、張架部４２は、測定対象ベルト１２の長手方向に、荷重をかけない状態と、規定荷重、または規定荷重及び追加荷重の合計荷重を加えた状態となるように荷重制御可能な構成であればよく、上述のように重りを用いた構成に限られない。
例えば、上記第１の重り５２及び第２の重り５４の代わりに、バネ部材を用い、このバネ部材の伸張を、制御することによっても可能である。この場合は規定荷重をばねの伸び量で確保し、追加荷重を得るにはさらに伸び量をふやすことで可能となる。ただしあらかじめ伸び量と荷重値の関係は算出しておくことが必要となる。

次に、本発明のベルト平面度測定装置１０において、測定対象ベルト１２の平面度を測定するときに、制御部３０によって実行される処理を説明する。

なお、ベルト平面度測定装置１０において、測定対象ベルト１２の平面度測定前には、初期状態として、測定対象ベルト１２には規定荷重及び追加荷重の何れの荷重も加えられていない状態にあるものとする。

例えば、ベルト平面度測定装置１０の図示を省略する電源スイッチが操作されることによって、ベルト平面度測定装置１０の装置各部に電力が供給されたときに、制御部３０は、電磁弁６８を閉じるように制御すると共に電磁弁６６を解放するように制御した後に、コンプレッサー７０によってパイプ６７を通じて密閉された圧力室７４へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する制御を、センサ４６によって荷重受部６０が検知されるまで継続するようにすればよい。このようにすることによって、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０方向へと移動して、荷重受部６０がセンサ４６によって検知される位置まで移動されることにより、荷重受部６０が第２の重り５４に加えて第１の重り５２を受ける位置まで押し出され、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２及び第２の重り５２の何れの荷重も受けない状態となる。

制御部３０では、所定時間毎に、図３に示す処理ルーチンが実行されて、ステップ１００へ進み、ベルト平面度測定装置１０に予め設けられた、測定開始を指示するための図示を省略した指示ボタンがユーザによって操作されることにより、測定開始を指示する測定開始指示信号が入力されたことを判別するまで否定判断を繰返し、肯定されるとステップ１０２へ進む。

ステップ１０２では、測定対象ベルト１２がロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡された状態にあるか否かを判別し、肯定されると、ステップ１０４へ進む。

ステップ１０４の判断は、測定対象ベルト１２がロール１４Ａ及びロール１４Ｂに架け渡されたことを検知するための検知センサ１３から検知信号が入力されたか否かを判別することによって判断可能である。

ステップ１０４では、測定対象ベルト１２の長手方向に、規定荷重と追加荷重との合計荷重が加えられるように、張架部４２を制御する。

ステップ１０４の制御は、電磁弁６６を閉じるように制御すると共に、電磁弁６８を解放するように制御することにより、圧力室７４内の圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を、パイプ６９を介してシリンダ本体６２外部へ排出する処理を、センサ５０により荷重受部６０が検知されてセンサ５０から検知信号が入力されるまで継続し、センサ５０から検知信号が入力されると、電磁弁６６及び電磁弁６８を閉じるように制御する。

荷重受部６０が、センサ４６によって検知される位置からセンサ５０によって検知される位置へと移動されることによって、荷重受部６０が第２の重り５４及び第１の重り５２の双方を受けない位置に位置されると、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２による規定荷重及び第２の重りによる追加荷重の合計荷重が加えられた状態となる。

ステップ１０４の処理によって、測定対象ベルト１２に規定荷重以上の荷重が加えられるので、図４（Ａ）に示すように、測定対象ベルト１２の長手方向（周方向）の長さが、幅方向において均一ではない場合であっても、図４（Ｂ）に示すように、ロール１４Ａの軸方向の一端から他端に沿って、測定対象ベルト１２の内周の幅方向の一端から他端を密着させることができる。

次のステップ１０６では、測定対象ベルト１２の長手方向に、規定荷重のみが加えられるように、張架部４２を制御する。

ステップ１０６の制御は、電磁弁６８を閉じるように制御すると共に、電磁弁６６を解放するように制御した後に、コンプレッサー７０によってパイプ６７を通じて密閉された圧力室７４へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する処理を、センサ４８により荷重受部６０が検知されてセンサ４８から検知信号が入力されるまで継続し、センサ４８から検知信号が入力されると、電磁弁６６及び電磁弁６８を閉じるように制御すると共に、駆動を停止するようにコンプレッサー７０を制御する。

荷重受部６０が、センサ５０によって検知される位置からセンサ４８によって検知される位置まで移動されて、第２の重り５４のみを受ける位置に位置すると、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２による規定荷重のみが加えられた状態となる。

次のステップ１０８では、変位計２８へ、測定開始指示信号を出力すると共に、変位計２８を測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端に向かって、該変位計２８が該幅方向を予め定められた間隔及び回数計測可能な速度で移動するように、駆動部３６を制御する。

ステップ１０８の処理によって、変位計２８によって測定対象ベルト１２の変位量の測定が開始されると共に、駆動部３６によって変位計２８の変位センサヘッド２８Ａが測定対象ベルト１２の幅方向一端から他端に向かって移動されることによって、測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端にわたる変位量が測定される。変位センサヘッド２８Ａによって測定された変位量は、コントローラ２８Ｂによって制御部３０へと逐次出力される。
制御部３０では、測定された測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端までの変位量の計測結果の最大値と最小値の差分を平面度として算出する。これによって、測定対象ベルト１２の平面度が測定される。

次のステップ１１０では、変位計２８による測定が終了したか否かを判別する。ステップ１１０の判断は、駆動部３６が測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端に達したことを検知するために、レール３２の一端及び他端の各々にセンサを設けるようにし、これらのセンサを制御部３０に信号授受可能に接続し、これらセンサの何れか一方からの検知信号の入力を判別することによって判断可能である。

次のステップ１１２では、測定対象ベルト１２を張架された状態から解放するように制御した後に、本ルーチンを終了する。

ステップ１１２の処理は、電磁弁６８を閉じるように制御すると共に電磁弁６６を解放するように制御した後に、コンプレッサー７０によってパイプ６７を通じて密閉された圧力室７４へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する処理を、センサ４６から検知信号が入力されるまで行うようにすればよい。このようにすることによって、ピストン６４がシリンダ本体６２内を荷重受部６０方向へと移動して、荷重受部６０がセンサ４６によって検知される位置まで移動されることにより、荷重受部６０が第２の重り５４に加えて第１の重り５２を受ける位置まで押し出され、測定対象ベルト１２には、第１の重り５２及び第２の重り５２の何れの荷重も受けない状態となる。

以上説明したように、本発明のベルト平面度測定装置１０によれば、測定手段としての変位計２８による測定対象ベルト１２の平面度の測定前に、測定対象ベルト１２の長手方向に該測定対象ベルトの規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を加えた後に、追加荷重を除いた規定荷重のみを加えた後に、変位計２８による平面度の測定を行うので、長手方向の長さが幅方向に渡って不均一な、すなわち内周長に差がある測定対象ベルト１２であっても、ロール１４Ａ及びロール１４Ｂに密着させた状態で平面度を測定することができる。

このため、精度良く測定対象ベルトの平面度を測定することができる。

また、被搭載装置に測定対象ベルトが搭載されたときに該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重を加えた状態で、平面度を測定することができるので、実際に測定対象ベルトが使用される環境に応じた平面度を精度良く測定することができる。

また、変位計２８を測定対象ベルト１２の幅方向に移動させることができるとともに、ロール１４Ｂを回転駆動することによって測定対象ベルト１２を所定方向に回転搬送させることができるので、変位計２８によって、測定対象ベルト１２の幅方向及び長さ方向の全面わたり、平面度を測定することができる。

（実施例１）
＜測定対象ベルト＞
測定対象ベルト１２として、以下のベルトを用いた。
・材質：ポリイミド樹脂
・形状：無端ベルト
・測定対象ベルト１２が、画像形成装置（富士ゼロックス社製：ＡｐｅｏｓＰｏｒｔ Ｃ５５４０）に中間転写体として搭載されたときに加わる規定荷重：４ｋｇ
・膜厚：８０μｍ
・周長：１１４８ｍｍ
・幅方向長さ：３６９ｍｍ
＜ロール＞
・ロール１４Ａ及びロール１４Ｂの直径：φ２８
＜変位計＞
・ＬＫ−０３０（キーエンス社製）
＜規定荷重＞
・規定荷重としての第１の重り５２の重量：４ｋｇ
＜追加荷重＞
・追加荷重としての第２の重り５４の重量：２ｋｇ
中間転写体は画像形成装置内で張架された状態で使用され、そのときの規定荷重は、上述のように４ｋｇである。このため、中間転写体には、一般に弾性率の高い材質が要求される。本実施例で使用される中間転写体はポリイミド材により構成されており、ヤング率が３０００ＭＰａ以上である。このため、破損限界荷重は、規定荷重の１０倍以上余裕があるといえる。
破損限界荷重の数値は測定対象ベルトとしての中間転写体の膜厚や周長にも依存してくるが、材質によりほとんど特定される。もちろん、追加荷重が大きければ大きいほど平面度の数値がよくなるが、実際に画像形成装置に搭載されたときにかかる規定荷重より所定荷重以上超過した荷重をかけた状態で平面度を測定すると、実際の製品品質検査として不適であるといえる。そこで、本発明では、規定荷重の１／２の荷重を追加荷重として定めた。このような値となるように、追加荷重を定めることにより、追加荷重を外して規定荷重のみをかけた状態で、精度良く平面度を計測することができる。

―測定結果―
上記測定対象ベルト１２の幅方向の平面度を本発明のベルト平面度測定装置１０によって測定したところ、図５に示す結果が得られた。

（比較例１）
平面度測定前に、規定荷重のみを加えて平面度の測定を行った以外は、実施例１と同様に平面度を測定した。

―測定結果―

本発明のベルト平面度測定装置１０の一対のロール１４Ａ及びロール１４Ｂに張架された測定対象ベルトに、規定荷重のみを加えて平面度の測定を行ったところ、（すなわち、図３に示すステップ１０４の処理を行わずに平面度を測定した）、図６に示す結果が得られた。

比較例１の測定結果を示す図６に示されるように、規定荷重のみを加えて平面度の測定を行った場合には、図４（Ａ）に示すように、測定対象ベルト１２の幅方向において周長が一定でないなどの要因により、測定対象ベルト１２とロール１４Ａとが幅方向に密接に接触せずたるんだたるみ領域が発生することから、このたるみ領域に相当する計測位置３３の測定結果と、たるみ領域以外の領域に相当する計測位置３７の測定結果とに差が生じていることが分かる。

一方、実施例１の測定結果を示す図５に示されるように、測定対象ロールの長手方向に、規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を加えた後に、規定荷重のみを加えて平面度の計測を行うことにより、たるみ領域の発生を抑制して測定対象ベルト１２とロール１４Ａとが当接する領域を比較例１に比べて多くすることができると考えられることから、測定対象ベルト１２の幅方向の一端から他端に向かって、上記たるみによる影響を受けることなく、精度良く平面度が計測されていることがわかる。

本発明のベルト平面度測定装置を模式的に示す概略構成図である。 本発明のベルト平面度測定装置における、荷重が加えられるロール周辺を示す模式図である。 平面度測定時に、制御部で実行される処理を示すフローチャートである。 一対のロールに張架された状態の測定対象ベルトを示す模式図であり、（Ａ）は、測定対象ベルトの長手方向長さが幅方向に渡って均一ではなく、ロールに密接に接触していない状態を示す模式図であり、（Ｂ）は、は、測定対象ベルトがロールに密接に接触するように張架されている状態を示す模式図である。 本発明の平面度測定装置において、一対のロールに張架された測定対象ベルトの長手方向に、規定荷重に追加荷重を加えた合計荷重を加えた後に規定荷重のみを加えた状態で測定対象ベルトの幅方向の一端から他端に向かって平面度を測定したときの、幅方向端部を基準とした計測位置と平面度との関係を示す線図である。 一対のロールに張架された測定対象ベルトの長手方向に規定荷重のみを加えた状態で測定対象ベルトの幅方向の一端から他端に向かって平面度を測定したときの、幅方向端部を基準とした計測位置と平面度との関係を示す線図である。 従来の方式における平面度測定方法を示す模式図である。

符号の説明

１０ ベルト平面度測定装置
１２ 測定対象ベルト
１４Ａ ロール
１４Ｂ ロール
２８ 変位計
４２ 張架部
４４ シリンダ

Claims (2)

1. 互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材と、
   前記一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定する測定手段と、
   前記測定手段による平面度測定前に、前記測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載された時に該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に、該規定荷重との合計荷重が該測定対象ベルトの破損限界荷重未満となるような追加荷重を加えた合計荷重を、前記一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して該測定対象ベルトの長手方向に加えた後に、該合計荷重から前記追加荷重を除いた前記規定荷重を前記測定対象ベルトの長手方向に加える張架手段と、
   を備えたベルト平面度測定装置。
2. 互いに平行となるように所定間隔をもって配置された一対の円柱状部材を備え、該一対の円柱状部材に架け渡された測定対象ベルトの平面度を測定手段によって測定する測定方法であって、
   前記測定対象ベルトが搭載される被搭載装置に該測定対象ベルトが搭載された時に該測定対象ベルトに作用する予め定められた規定荷重に、該規定荷重との合計荷重が該測定対象ベルトの破損限界荷重未満となるような追加荷重を加えた合計荷重を、前記一対の円柱状部材の少なくとも一方を介して該測定対象ベルトの長手方向に加える工程と、
   該合計荷重から前記追加荷重を除いた前記規定荷重を前記測定対象ベルトの長手方向に加える工程と、
   長手方向に前記規定荷重が加えられた前記測定対象ベルトの平面度を測定する工程と、
   を備えたベルト平面度測定方法。

Images