JP2009068886A - 測定用プローブ、及びプローブ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒面を有する測定対象物に対し、プローブの先端が円筒面で滑ることがなく、且つ周囲に障害部材が有っても測定対象物に容易に当接することが可能な測定用プローブ、又はプローブ保持装置を提供すること。
【解決手段】円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブであって、測定用プローブが板状の部材により形成され、前記円筒面に当接する測定用プローブにおける当接面が平面状であることを特徴とする測定用プローブ。
【選択図】図１

Description

本発明は円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブ、及びプローブ保持装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる感光体ドラムや現像ローラは回転する円筒体で形成されており、通常、円筒体の表面と回転軸とが導通されており、円筒体の表面に電圧が付与されるものが多い。これらの円筒体又は回転軸等、外周に円筒面を有する測定対象物に対し、導通の検査を行う機会が少なくない。

また、近年の画像形成装置に対する小型化、高機能化に対する要望により、導通の検査を行いたい部位において、測定用のプローブの形状によってはプローブを挿入する十分なスペースが取れないという場合がある。

図７は、導通検査を行う際に一般に用いられている従来例の各種プローブの形状を表す概略図であり、図８及び図９は、図７に示すプローブを用いて、円筒面を有する測定対象物に対して導通検査を行う状態を示す概略図である。

図７において、図７（ａ）は先端が円筒状をなすプローブ、図７（ｂ）は先端が円錐状をなすプローブ、図７（ｃ）は先端が半球状をなすプローブを示す。

図７（ａ）において、円筒状プローブ１０は、円筒状先端部１１、円筒状先端部１１を保持するアーム部１２、及び、アーム部１２に嵌合し、アーム部１２に連結する図示しないばね部材等を内蔵する外筒部１３、により構成される。

同様に、図７（ｂ）において、円錐状プローブ２０は、円錐状先端部２１、円錐状先端部２１を保持するアーム部２２、及び、アーム部２２に嵌合し、アーム部２２に連結する図示しないばね部材を内蔵する外筒部２３、により構成される。

更に同様に、図７（ｃ）において、半球状プローブ３０は、半球状先端部３１、半球状先端部３１を保持するアーム部３２、及び、アーム部３２に嵌合し、アーム部３２に連結する図示しないばね部材を内蔵する外筒部３３、により構成される。

図８は、先端が円筒状をなす円筒状プローブ１０を用いて円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査を行う場合の斜視図である。図８（ａ）は周囲に測定の障害となる部材が無い場合の斜視図、図８（ｂ）は周囲に測定の障害となる部材がある場合の斜視図を示す。

図８（ａ）に示すように、先端が円筒状のプローブ１０を用いると、測定対象物ＥＢの円筒面に対し、円筒状プローブ１０の円筒状先端部１１下面の平面部が当接するため、円錐状プローブ２０や半球状プローブ３０に比べて安定した当接が得られる。

しかしながら、図８（ｂ）に示すように周囲に測定の障害となる障害部材Ｓ１、Ｓ２がある場合、障害部材Ｓ１、Ｓ２の間隔ｄが円筒状先端部１１の直径より小さいときには、円筒状先端部１１を測定対象物ＥＢに当接できないことになる。更に、障害部材Ｓ１、Ｓ２の間隔ｄが円筒状プローブ１０のアーム部１２の直径より小さいときには、円筒状プローブ１０のアーム部１２自体を測定対象物ＥＢに近づけることができないことになる。

図９は、先端が円錐状をなす円錐状プローブ１０を用いて円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査を行う場合の斜視図である。図９（ａ）は周囲に測定の障害となる部材が有る場合の斜視図、図９（ｂ）は円錐状プローブ２０の円錐状先端部２１が測定対象物ＥＢに当接したときの状態を示す側断面図である。

図９（ａ）に示すように周囲に測定の障害となる障害部材Ｓ１、Ｓ２があっても、障害部材Ｓ１、Ｓ２の間隔ｄが円錐状プローブ２０のアーム部２２の直径より大きいときには、円錐状先端部２１を測定対象物ＥＢに当接できる。然るに、障害部材Ｓ１、Ｓ２の間隔ｄがアーム部２２の直径より小さいときには、円錐状プローブ２０のアーム部２２を測定対象物ＥＢに近づけることができないことになる。

更に、図９（ｂ）に示すように、先端が円錐状の円錐状プローブ２０を用いる場合には、実線で示すように円錐状先端部２１の中心と測定対象物ＥＢの中心とが一致しているときは問題ないが、設定時の誤差により両者の中心がずれた場合には問題がある。即ち、図９（ｂ）の破線で示すように、円錐状先端部２１の先端が測定対象物ＥＢの円筒面で滑ってずれてしまい、接触圧が変動したり、測定が不能となるといった問題である。

プローブの外筒部の大きさによる測定対象物への制約を解消するために、プローブを弾性を有する薄板で形成するという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のプローブは、プリント基板等の導体における２つの導電部間の導通を測定するものであり、横Ｕ字状の弾性薄片からなり、測定時の横Ｕ字状部位のたわみによりプリント基板への押圧力の変動を抑制するものである。また、先端部が刃先状に傾斜を持った形状を有するものである。

図１０は、従来例としての特許文献１に記載の薄板状プローブ４０を円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して用いたときの状態を示す概略図である。図１０（ａ）は周囲に測定の障害となる障害部材Ｓ１、Ｓ２が有る場合の斜視図、図１０（ｂ）は薄板状プローブ４０の刃先状先端部４１が測定対象物ＥＢに当接したときの状態を示す側断面図である。

図１０（ａ）において、周囲に障害部材Ｓ１、Ｓ２が有っても、薄板状プローブ４０の板厚寸法が障害部材Ｓ１、Ｓ２の間隔ｄより小さければ測定に支障はない。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、薄板状プローブ４０の先端部が刃先状となっており、図１０（ｂ）に示すように、刃先状先端部４１の中心と測定対象物ＥＢの中心とが設定時の誤差によりずれた場合に問題がある。即ち、図１０（ｂ）の破線で示すように、円錐状プローブ２０での問題と同様に、刃先状先端部４１の先端が測定対象物ＥＢの円筒面で滑ってずれてしまう。このため、接触圧が変動したり、測定が不能となるといった問題があり、特許文献１に記載の薄板状プローブ４０では円筒面を有する測定対象物ＥＢには適さないと言える。
実公平７−６５３１号公報

本発明の目的は、上記のような問題を解決し、円筒面を有する測定対象物に対し、プローブの先端が円筒面で滑ることがなく、且つ周囲に障害部材が有っても測定対象物に容易に当接することが可能な測定用プローブ、又はプローブ保持装置を提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成により達成することが出来る。

即ち、
１．円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブであって、測定用プローブが板状の部材により形成され、前記円筒面に当接する測定用プローブにおける当接面が平面状であることを特徴とする測定用プローブ、
２．円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブであって、測定用プローブが板状の部材により形成され、前記円筒面に当接する測定用プローブの当接面が前記円筒面と同一方向に湾曲した曲面状をなし、前記当接面の曲率が前記円筒面の曲率より小さいことを特徴とする測定用プローブ、
３．１又は２に記載の測定用プローブと、前記測定用プローブを保持するプローブ保持部と、前記測定用プローブを測定対象物に押圧する加圧手段と、を有するプローブ保持装置であって、前記加圧手段により前記測定用プローブを前記測定対象物に押圧する際に、押圧力を弱める押圧力調整手段を有することを特徴とするプローブ保持装置、
である。

本発明に係る測定用プローブ又はプローブ保持装置を用いることにより、円筒面を有する測定対象物に対し、プローブの先端が円筒面で滑ることがなく、且つ周囲に障害部材が有っても測定対象物に容易に当接することができる。

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。

図１は、本発明に係る導通検査装置における測定用プローブの第１の実施形態について説明するための概略図である。図１（ａ）は、周囲に障害部材が有る場合における測定用プローブと円筒面を有する測定対象物との当接状態を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、測定用プローブと測定対象物との当接状態を示す側面図である。

図１（ａ）において、Ｓ１、Ｓ２は、円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査装置における測定用プローブを当接する際に障害となる障害部材を示す。

本発明に係る測定用プローブ１００の第１の実施形態は、導電性を有する厚さｔの薄板状の部材により形成されている。

測定用プローブ１００の厚さｔを、障害部材Ｓ１と障害部材Ｓ２との間隔ｄより小さい値に形成することにより、障害部材Ｓ１、Ｓ２があっても測定が可能となる。

測定用プローブ１００の材料としては導電性を有する部材が用いられるが、弾性係数の大きなステンレス板材やばね用りん青銅板がより好ましく用いられる。実施の形態では厚さ０．２ｍｍのステンレス板材を用いている。

本発明に係る測定用プローブの第１の実施形態は、図１に示すように、測定対象物ＥＢに当接される測定用プローブ１００の当接面１０１が平面状に形成されている。

更に、図１（ｂ）に示すように、測定用プローブ１００の当接面１０１は、測定用プローブ１００を測定対象物ＥＢに接離するために移動する方向Ｔｈに対し、略直角（９０°）をなすように形成されている。従って当接面１０１は、測定用プローブ１００と測定対象物ＥＢとの当接時の接線Ｓｈ上に位置することになる。

また、測定対象物ＥＢを測定用プローブ１００の幅ｗの範囲内に配置する構成とすることにより、測定用プローブ１００の当接面１０１は測定対象物ＥＢに対し常に測定対象物ＥＢの円筒面の頂点で当接することになる。

本発明に係る第１の実施形態の測定用プローブ１００を用いることにより、円筒面を有する測定対象物ＥＢへの接離方向に対して当接面１０１が直角な平面で当接するため、当接面１０１が滑ることがなく、安定した測定が可能となる。また、測定する際に障害部材Ｓ１、Ｓ２等の障害物があっても測定が可能である。

図２は、本発明に係る導通検査装置における測定用プローブの第２の実施形態について説明するための概略図である。図２（ａ）は、周囲に障害部材が有る場合における測定用プローブと円筒面を有する測定対象物との当接状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、測定用プローブと測定対象物との当接状態を示す側面図である。

図２（ａ）において、Ｓ１、Ｓ２は、円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査装置における測定用プローブを当接する際に障害となる障害部材を示す。

本発明に係る測定用プローブ１００の第２の実施形態は、第１の実施形態と同様に、導電性を有する厚さｔの薄板状の部材により形成されている。

測定用プローブ１００の厚さｔを、障害部材Ｓ１と障害部材Ｓ２との間隔ｄより小さい値に形成することにより、障害部材Ｓ１、Ｓ２があっても測定が可能となる。

測定用プローブ１００の材料としては導電性を有する部材が用いられるが、弾性係数の大きなステンレス板材やばね用りん青銅板がより好ましく用いられる。第２の実施形態では第１の実施形態と同様に、厚さ０．２ｍｍのステンレス板材を用いている。

第２の実施形態としての測定用プローブは、図２に示すように、測定対象物ＥＢに当接される測定用プローブ１００の当接面１０１が曲面状に形成されている。

また、この当接面は、前記測定対象物の円筒面と同一方向に湾曲し、曲率が測定対象物の円筒面より小さくなるように形成されている。

更に、図２（ｂ）に示すように、測定用プローブ１００の当接面１０１と測定対象物ＥＢとの当接箇所における接線Ｓｈは、測定用プローブ１００を測定対象物ＥＢに接離するために移動する方向Ｔｈに対して略直角（９０°）をなすように構成されている。

第１の実施形態と同様に、測定用プローブ１００は、厚さｔが障害部材Ｓ１と障害部材Ｓ２との間隔ｄより小さい値に形成されているため、障害部材Ｓ１、Ｓ２があっても測定が可能である。

本発明に係る第２の実施形態の測定用プローブ１００を用れば、円筒面を有する測定対象物ＥＢへの接離方向に対し、当接面１０１と円筒面の当接箇所における接線が直角となるため、測定用プローブが当接面１０１で滑ることがなく、安定した測定が可能となる。また、測定する際に障害部材Ｓ１、Ｓ２等の障害物があっても測定が可能である。

図３は、本発明に係る第１又は第２の実施形態の測定用プローブ１００に測定圧Ｐを付与した際の測定用プローブ１００の変形状態を示す概略図である。測定圧Ｐの値に対して弾性を有する測定用プローブ１００の厚みｔを適切に設定することにより、図３に示すように、実線で示す接触直後の形状１００ａは、測定圧Ｐの付与によって破線で示すような形状１００ｂとなる。即ち、弾性を有する測定用プローブ１００自体の変形により測定圧Ｐの一部を吸収し、測定対象物ＥＢへの過度の加圧を防止する。

測定用プローブ１００を弾性係数の大きな材料で形成することにより、測定圧Ｐの付与時に測定対象物ＥＢへの過度な加圧が防止でき、測定用プローブ１００への損傷を防止し、安定した測定を行うことができる。

図４は、本発明に係る測定用プローブの他の実施形態を示す部分正面図である。

第１及び第２の実施形態における測定用プローブは一様な平面で形成されているが、図４に記載した実施形態の測定用プローブ１００は、それぞれ、第１の平面部１０１、屈曲部１０２、及び第２の平面部１０３とで形成されるものである。本実施の形態では、第１の平面部１０１及び第２の平面部１０３はそれぞれ１箇所とし、屈曲部１０２は１箇所又は複数箇所としている。

図４（ａ）は、屈曲部１０２が１箇所で傾斜している実施形態、図４（ｂ）は、屈曲部１０２が１箇所で直角に屈曲している実施形態を示す。

図４（ｃ）は、屈曲部１０２が２箇所でくの字型に傾斜している実施形態、図４（ｄ）は、屈曲部１０２が３箇所でコの字型に屈曲している実施形態、図４（ｅ）は、屈曲部１０２が３箇所でそれぞれが傾斜している実施形態を示す。

図４（ｆ）は、屈曲部１０２が１箇所で半円状に屈曲している実施形態、図４（ｇ）は、屈曲部１０２が２箇所でそれぞれ逆方向の半円状に屈曲している実施形態を示す。

図４に示す実施形態においては、いずれも測定対象物ＥＢに当接する当接面（参照符号なし）が第２の平面部１０３の先端に第１、又は第２の実施形態と同様な形状で形成されている。また、第２の平面部１０３は十分な長さを有しており、図１（ａ）又は図２（ａ）に示すような障害部材Ｓ１、Ｓ２にも対応可能に構成されている。

なお、本実施の形態以外にも、２箇所の平面部を１箇所又は複数箇所にする等、平面部と屈曲部との箇所数及び形状を組み合わせた応用例が考えられるが、要するに平面部と屈曲部とを組み合わせた板状の測定用プローブであれば、本発明の適用が可能である。

本実施形態の測定用プローブ１００を用いることにより、屈曲部１０２において、測定用プローブ１００の変形がスムーズとなり、簡単な構成で、導通検査時における測定対象物ＥＢへの過度な押圧の付与を防止できる。

図５は、本発明に係る導通検査装置における、測定用プローブを保持するプローブ保持装置についての第１の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。

図５において、第１のプローブ保持装置２００は、プローブ保持部２１０、可動アーム部２２０、アーム保持部２３０等からなる。プローブ保持部２１０はプローブ連結部２１１を有し、プローブ連結部２１１を介して測定用プローブ１００を保持する。

可動アーム部２２０はプローブ保持部２１０に一体的に連結され、アーム保持部２３０により、測定用プローブ１００を測定対象物ＥＢに接離するために移動する方向Ｔｈに移動可能に保持される。

アーム保持部２３０は油圧シリンダ等からなり、可動アーム部２２０を上下方向に移動可能に保持し、図示しない操作部又は制御部からの指令により、可動アーム部２２０を上下方向に移動する。

導通測定部３００はリード線３０１を介して測定用プローブ１００と電気的に接続されており、測定対象物ＥＢとの間における導通状態を測定する。

第１のプローブ保持装置２００に用いられる測定用プローブ１００は、第１又は第２の測定用プローブ１００を形成する材料に弾性を有する材料を用いたものであり、第１又は第２の測定用プローブ１００を第１の押圧力調整手段として用いるものである。

図５において、測定時にアーム保持部２３０により可動アーム部２２０が下方に繰り出され、プローブ保持部２１０を介して第１又は第２の測定用プローブ１００が測定対象物ＥＢを押圧する。このとき、第１又は第２の測定用プローブ１００は、第１の押圧力調整手段として作用して図３の破線で示すように屈曲し、測定対象物ＥＢに付与される測定圧Ｐの押圧を吸収して弱める。

導通状態の測定は、導通測定部３００からリード線３０１を介して測定用プローブ１００へ電流が付与され、導通測定部３００に出力値が表示されることにより行われる。

本発明に係る第１の実施形態のプローブ保持装置を用いることにより、簡単な構成で、導通検査時における測定対象物ＥＢへの過度な押圧の付与を防止できる。

図６は、本発明に係る導通検査装置における、測定用プローブを保持するプローブ保持装置についての第２の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。

図６において、第２のプローブ保持装置２００は、プローブ保持部２１０、可動アーム部２２０、アーム保持部２３０等からなる。プローブ保持部２１０は、ガイド板保持部材、プローブガイド板２１３、及びばね部材２１４を有し、測定用プローブ１００を上下方向に摺動自在に保持する。

可動アーム部２２０はプローブ保持部２１０に一体的に連結され、アーム保持部２３０により上下方向に移動可能に保持される。

アーム保持部２３０は油圧シリンダ等からなり、可動アーム部２２０を上下方向に移動可能に保持し、図示しない操作部又は制御部からの指令により可動アーム部２２０を移動させ、測定用プローブ１００を測定対象物ＥＢに接離する方向Ｔｈに移動する。

導通測定部３００はリード線３０１を介して測定用プローブ１００と電気的に接続されており、測定対象物ＥＢとの間における導通状態を測定する。

第２のプローブ保持装置２００に用いられる測定用プローブ１００は、第１又は第２の測定用プローブ１００を形成する材料に弾性係数の小さい材料を用いたものであり、ばね部材２１４を第２の押圧力調整手段として用いるものである。

図６において、測定時にアーム保持部２３０により可動アーム部２２０が下方に繰り出され、プローブ保持部２１０を介して第１又は第２の測定用プローブ１００が測定対象物ＥＢを押圧する。このとき、ばね部材２１４は、第２の押圧力調整手段として作用し、測定対象物ＥＢに付与される測定圧Ｐの押圧を吸収して弱める。

導通状態の測定は、導通測定部３００からリード線３０１を介して測定用プローブ１００へ電流が付与され、導通測定部３００に出力値が表示されることにより行われる。

本発明に係る第２の実施形態のプローブ保持装置を用いることにより、簡単な構成で、導通検査時における測定対象物ＥＢへの過度な押圧の付与を防止できる。

本発明に係る導通検査装置における測定用プローブの第１の実施形態について説明するための概略図である。 本発明に係る導通検査装置における測定用プローブの第２の実施形態について説明するための概略図である。 本発明に係る第１又は第２の実施形態の測定用プローブ１００に測定圧Ｐを付与した際の測定用プローブ１００の変形状態を示す概略図である。 本発明に係る測定用プローブの他の実施形態を示す部分正面図である。 本発明に係る導通検査装置における、測定用プローブを保持するプローブ保持装置についての第１の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 本発明に係る導通検査装置における、測定用プローブを保持するプローブ保持装置についての第２の実施形態の構成を説明するための概略構成図である。 導通検査を行う際に一般に用いられている従来例の各種プローブの形状を表す概略図である。 先端が円筒状をなす円筒状プローブ１０を用いて円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査を行う場合の斜視図である。 先端が円錐状をなす円錐状プローブ１０を用いて円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して導通検査を行う場合の斜視図である。 従来例としての特許文献１に記載の薄板状プローブ４０を円筒面を有する測定対象物ＥＢに対して用いたときの状態を示す概略図である。

符号の説明

１００ 測定用プローブ
１０１ 当接面
２００ プローブ保持装置
２１０ プローブ保持部
２１４ ばね部材
ｄ 障害部材Ｓ１と障害部材Ｓ２との間隔
ＥＢ 測定対象物
Ｓ１、Ｓ２ 障害部材
Ｓｈ 接線
ｔ 厚さ
Ｔｈ 測定用プローブ１００を測定対象物ＥＢに接離する方向

Claims (11)

1. 円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブであって、
   測定用プローブが板状の部材により形成され、
   前記円筒面に当接する測定用プローブにおける当接面が平面状であることを特徴とする測定用プローブ。
2. 測定用プローブを前記測定対象物に接離させるために移動する方向と、前記当接面とが、略直角となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定用プローブ。
3. 測定用プローブが弾性部材により形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定用プローブ。
4. 少なくとも１つの平面部と少なくとも１つの屈曲部とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測定用プローブ。
5. 円筒面を有する測定対象物の導通を検査する導通検査装置に用いる測定用プローブであって、
   測定用プローブが板状の部材により形成され、
   前記円筒面に当接する測定用プローブの当接面が前記円筒面と同一方向に湾曲した曲面状をなし、
   前記当接面の曲率が前記円筒面の曲率より小さいことを特徴とする測定用プローブ。
6. 測定用プローブを前記測定対象物に接離させるために移動する方向と、前記当接面と前記円筒面との当接箇所における接線の方向とが、略直角となるように構成されることを特徴とする請求項５に記載の測定用プローブ。
7. 測定用プローブが弾性部材により形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の測定用プローブ。
8. 少なくとも１つの平面部と少なくとも１つの屈曲部とを有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の測定用プローブ。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の測定用プローブと、前記測定用プローブを保持するプローブ保持部と、前記測定用プローブを測定対象物に押圧する加圧手段と、を有するプローブ保持装置であって、
   前記加圧手段により前記測定用プローブを前記測定対象物に押圧する際に、押圧力を弱める押圧力調整手段を有することを特徴とするプローブ保持装置。
10. 前記測定用プローブを弾性部材により形成することにより、前記測定用プローブを前記押圧力調整手段として用いることを特徴とする請求項９に記載のプローブ保持装置。
11. 前記プローブ保持部に、前記測定用プローブが前記測定対象物を押圧する際の圧力を弱める方向に作用するばね部材を設け、前記プローブ保持部を前記押圧力調整手段として用いることを特徴とする請求項９に記載のプローブ保持装置。

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