JP2012112814A - 円筒体の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズの円筒体でもチャック用挿入支持部を不具合なく挿入できる円筒体の検査装置を提供する。
【解決手段】本発明の検査装置は、メインローラ２０およびサブローラ３０を有する一対の挿入支持部１２を備え、ローラ２０，３０を近接させた挿入支持部縮径状態で、円筒体Ｗの両端部内側に挿入し、その後、ローラ２０，３０を離間させて円筒体内周面に接触させて、各ローラにより円筒体Ｗを回転自在に支持する。そして本装置は、挿入支持部縮径状態で、メインローラ２０の後方に配置されたサブローラ３０，３０の全域が、メインローラ２０に対し軸心方向に重なって配置されるようにしている。
【選択図】図２

Description

この発明は、複数のローラによって内周面を支持した円筒体を回転させつつ検査するようにした円筒体の検査装置およびその関連技術に関する。

感光ドラム用基体等の円筒体では、高い表面精度および高い形状精度が求められるため、キズ、凹凸の有無、異物の付着（汚れ）等の表面欠陥を検出するための表面検査や、回転時の外周面の変位量（フレ）等の形状検査等を行っている。

このような円筒体の検査装置においては、特許文献１，２に示すように円筒体の内周面を複数のローラで支持しておき、各ローラの回転によって円筒体を軸心回りに回転させつつ、検査を行うようにした内周支持タイプのものがある。

例えば特許文献１に示す検査装置は、円筒体の両端部内周面における上端部を基準ローラで支持し、下側を補助ローラで支持している。

この特許文献１の検査装置において、補助ローラは上下に移動自在に構成されており、補助ローラが上昇して基金ローラに近接した状態では、基準ローラおよび補助ローラが、円筒体の両端部内側に対し挿入／引出可能に構成されている。さらに基準ローラおよび補助ローラは、円筒体の軸心方向の外側に退避した位置に移動可能に構成されている。そして、円筒体が検査装置に搬入された際には、退避位置に配置されていた両側の基準ローラおよび補助ローラが、円筒体の両端部から内部に挿入され、その後、補助ローラが降下して円筒体の内周面下部に接触する。これにより、円筒体を下方に付勢して円筒体の上部を基準ローラに接触させて、基準ローラおよび補助ローラによって円筒体の両端部を回転自在に支持するものである。

特開２００６−１０６８３号 特開平９−１４５６２４号

ところで、近年においては、円筒体としての感光ドラム用基体等の小型化が進み、径サイズが非常に小さい円筒体に対しても、安定状態に確実に支持できて、表面検査や形状検査を精度良く行うことが望まれている。

しかしながら、上記従来の円筒体の表面検査装置においては、円筒体の径サイズが小さい場合には、基準ローラおよび補助ローラを円筒体の端部内側に挿入する際に、円筒体が少しでも位置ずれしていると、例えば補助ローラの一部が、円筒体の端面に接触する場合があり、円筒体を損傷させてしまうおそれがあった。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、径サイズが小さい円筒体であっても不具合なく支持できて正確に検査できる円筒体の検査装置およびその関連技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。

［１］ワークセット位置に配置される円筒体の軸心方向の両側に配置され、かつメインローラおよびサブローラをそれぞれ有する一対の挿入支持部を備え、前記メインローラおよび前記サブローラは互いに接離する方向に作動可能に構成され、前記一対の挿入支持部が、そのメインローラおよびサブローラが近接させる方向に作動させた挿入支持部縮径状態では、円筒体の両端部内側に挿入可能に構成される一方、前記一対の挿入支持部が円筒体の両端部内側に配置されて、前記メインローラおよび前記サブローラを離間させる方向へ作動させることにより、各ローラが円筒体の内周面に転動自在に接触して、各ローラによって円筒体が軸心回りに回転自在に支持されるようにした円筒体の検査装置であって、
各挿入支持部において前記挿入支持部を円筒体端部に挿入させる際に移動させる方向を前方、その逆方向を後方としたとき、前記サブローラが前記メインローラの後方に配置され、
挿入支持部縮径状態では、前記サブローラの全域が、前記メインローラに対し軸心方向に重なって配置されることを特徴とする円筒体の検査装置。

［２］前記一対の挿入支持部は、前記メインローラの前端面に設けられ、かつ前方に向かうに従って漸次縮径するテーパ状のガイド部材を備える前項１に記載の円筒体の検査装置。

［３］前記一対の挿入支持部は、前記サブローラをそれぞれ２つずつ備え、
円筒体の両端部内周面が、１つの前記メインローラおよび２つ前記サブローラによって３点でそれぞれ支持されるようになっている前項１または２に記載の円筒体の検査装置。

［４］各挿入支持部に設けられた前記２つのサブローラが、ワークセット位置における円筒体の略径方向に沿って移動することによって、前記メインローラに対し接離する方向に移動可能に構成される前項３に記載の円筒体の検査装置。

［５］前記サブローラの後方に、独立した状態で回転自在な位置決め板が設けられ、
前記挿入支持部により円筒体を支持した状態では、前記位置決め板が回転しつつ、その板面が円筒体の両端面に接触することにより、円筒体の軸心方向の位置決めが図られるようになっている前項１〜４のいずれか１項に記載の円筒体の検査装置。

［６］円筒体の表面状態検査および形状検査のうち、少なくともいずれか一つの検査を行うようにした前項１〜５のいずれか１項に記載の円筒体の検査装置。

［７］ワークセット位置に配置される円筒体の軸心方向の両側に配置され、かつメインローラおよびサブローラをそれぞれ有する一対の挿入支持部を備え、前記メインローラおよび前記サブローラは互いに接離する方向に作動可能に構成され、前記一対の挿入支持部が、そのメインローラおよびサブローラが近接させる方向に作動させた挿入支持部縮径状態では、円筒体の両端部内側に挿入可能に構成される一方、前記一対の挿入支持部が円筒体の両端部内側に配置されて、前記メインローラおよび前記サブローラを離間させる方向へ作動させることにより、各ローラが円筒体の内周面に転動自在に接触して、各ローラによって円筒体が軸心回りに回転自在に支持されるようにした円筒体のチャック装置であって、
各挿入支持部において前記挿入支持部を円筒体端部に挿入させる際に移動させる方向を前方、その逆方向を後方としたとき、前記サブローラが前記メインローラの後方に配置され、
挿入支持部縮径状態では、前記サブローラの全域が、前記メインローラに対し軸心方向に重なって配置されることを特徴とする円筒体のチャック装置。

［８］前項７に記載のチャック装置によって支持された円筒体に対し、表面状態検査および形状検査のうち、少なくともいずれか１つの検査を行うものとした円筒体の検査方法。

なお本発明において、メインローラおよびサブローラの位置関係は、各ローラの軸心を基準に説明している。例えばサブローラがメインローラに近接または離間するとは、サブローラの軸心がメインローラの軸心に対し近接または離間する場合である。

発明［１］の円筒体の検査装置によれば、挿入支持部縮径状態では挿入支持部がメインローラと同じ径サイズとなるため、円筒体の内周サイズがメインローラの径サイズよりも大きければ、挿入支持部を円筒体の両端部に挿入することができる。このため、径サイズの小さい円筒体に対しても、挿入支持部を円筒体に干渉させずに、確実に挿入できることができる。従って、径サイズにかかわらず、円筒体を確実に支持できて、正確に検査することができる。またサブローラをメインローラに対し軸心方向に沿って離間して配置しているため、円筒体の内周面におけるサブローラが接触する領域と、メインローラが接触する領域とが軸心方向にずれて、両ローラの接触領域が重なるのを防止することができる。このため、両ローラの転動によるローラ痕が生じ難く、円筒体Ｗの品質低下を確実に防止することができ、高品質を維持することができる。

発明［２］の円筒体の検査装置によれば、挿入支持部を円筒体端部内側に挿入する際に、円筒体が位置ずれしていたとしても、ガイド部材によって円筒体が正規の位置にガイドされるため、挿入支持部を円筒体に干渉させずに、より確実に挿入することができる。

発明［３］の円筒体の検査装置によれば、円筒体の両端部内周面を３つのローラにより３点で支持することができるため、円筒体を安定した状態に支持できる。このため、円筒体を円滑に回転させつつ、検査することができ、検査精度を向上させることができる。

発明［４］の円筒体の検査装置によれば、円筒体の径サイズにかかわらず、３つのローラを周方向に沿ってほぼ等間隔おきに、円筒体の両端部内周面に接触させることができる。従って、円筒体をより一層安定した状態で支持することができる。

発明［５］の円筒体の検査装置によれば、位置決め板が、サブローラ等の回転動作の影響を受けることなく、円筒体の回転動作に応じて回転するため、位置決め板の円筒体に対する滑り量が少なくなり、滑りによる悪影響を回避することができる。

発明［６］の円筒体の検査装置によれば、表面検査および形状検査の少なくともいずれか１つの検査を正確に行うことができる。

発明［７］の円筒体のチャック装置によれば、上記と同様に、径サイズの小さい円筒体に対しても、挿入支持部を円筒体に干渉させずに確実に挿入できて支持することができる。

発明［８］の円筒体の検査方法によれば、上記と同様に、径サイズの小さい円筒体に対しても、挿入支持部を円筒体に干渉させずに確実に挿入できて正確に検査することができる。

図１はこの発明の実施形態である円筒体の表面検査装置を模式化して示す図である。同図（ａ）は同装置の正面図、同図（ｂ）は同装置の内側面図である。 図２は実施形態の表面検査装置における検査手順を示す説明図である。同図（ａ）は同装置の正面図、同図（ｂ）は同装置の内側面図である。 図３は実施形態の表面検査装置における検査手順を示す正面図である。 図４は実施形態の表面検査装置におけるチャック装置を示す正面図である。 図５Ａは実施形態のチャック装置における一方のチャック部を挿入支持部拡径状態で示す斜視図である。 図５Ｂは実施形態のチャック装置における一方のチャック部をローラ縮径状態で示す斜視図である。

図１はこの発明の実施形態である円筒体の表面検査装置の要部を円筒体チャック状態で示す模式図、図２は同装置の要部をチャック解除状態で示す模式図、図３は同装置の要部を円筒体搬入前の状態で示す模式図である。なお、図１および図２において（ａ）は正面図、（ｂ）は内側面図である。

これらの図に示すように、この表面検査装置は、検査対象物（ワーク）としての円筒体（管体）Ｗを、軸心回りに回転させつつ、円筒体Ｗの検査を行うものである。

なお、本発明においては、円筒体Ｗに対しどのような検査を行うか等の検査種別は特に限定されるものではないが、本実施形態では、円筒体Ｗの表面（外周面）状態を検査する場合を例に挙げて説明するものとする。

また本明細書において、単に軸心方向と言う場合には、検査位置（ワークセット位置）に配置された円筒体の軸心方向のことである。同様に、単に径方向という場合、検査位置（ワークセット位置）に配置された円筒体の径方向のことである。

＜円筒体（ワーク）＞
図１に示すように、検査対象物としての円筒体Ｗは例えば、電子写真システムを構成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等において、感光ドラム、転写ローラ、その他各部に利用されるものである。

このような部材を構成可能な円筒体Ｗのうち、本実施形態では特に、電子写真システムを採用した複写機やプリンタ等における感光ドラム用の素管や基体として用いられる円筒体Ｗを好適な例として挙げることができる。この感光ドラム用基体としての円筒体Ｗの外周面は、金属光沢を有し、入射した光のほとんどを反射する鏡面となっている。

感光ドラム用基体としての円筒体Ｗは例えば、直径が１０〜６０ｍｍ、長さが２００〜５００ｍｍ程度のものである。

このような円筒体Ｗの製造方法としては、押出加工および引抜加工の組み合わせを挙げることができる。なお言うまでもなく本発明においては、円筒体Ｗの製造方法はこれだけに限定されるものではなく、押出加工、引抜加工、鋳造、鍛造、射出成形、切削加工またはこれらの組み合わせ等、管体を製造できる方法であればどのような方法も採用することができる。

また、検査対象としての円筒体Ｗの材質は特に限定されるものではなく、各種の金属材料の他、合成樹脂等も適用することができ、例えばアルミニウムおよびアルミニウム合金（１０００〜７０００系）、銅および銅合金、鋼材、マグネシウムおよびマグネシウム合金を挙げることができる。中でも特にアルミニウム合金製の円筒体Ｗは、本発明の検査対象として好適である。

なお本実施形態において、感光ドラム用の基体とは、切削加工や引抜加工等が行われた後の管体であって、感光層の形成前の管体を言う。もっとも、本発明においては、感光ドラム用基体に感光層を形成した後の管体も、検査対象たる円筒体Ｗとして構成することができる。

＜チャック装置＞
図４は本実施形態における表面検査装置のチャック装置を示す正面図、図５Ａおよび図５Ｂはチャック装置の一方のチャック部１０を示す斜視図である。

図１〜５に示すように、この表面検査装置は、円筒体Ｗを回転自在に支持するチャック装置を備えている。

このチャック装置は、ワークセット位置としての検査位置に配置される円筒体Ｗの軸心方向の両側に設けられる一対のチャック部１０，１０を備えている。

一対のチャック部１０，１０は、一対のチャックベース１０１，１０１に、円筒体Ｗの軸心方向に沿ってスライド自在に取り付けられている。各チャックベース１０１，１０１には、シリンダによって構成されるスライド駆動部１３，１３が設けられている。そして、このスライド駆動部１３，１３が駆動することによって、一対のチャック部１０，１０がスライドして、円筒体Ｗの両端部に対して、進出／後退駆動するようになっている。

一対のチャック部１０，１０には、検査位置の円筒体Ｗの両端部に対応して設けられる一対の挿入支持部１２，１２が設けられている。

一対の挿入支持部１２は、メインローラを構成する１つの基準ローラ２０と、サブローラを構成する２つの補助ローラ３０，３０と、ガイド部材４０とをそれぞれ備えている。

一対の挿入支持部１２，１２は、上記スライド駆動部１３，１３の駆動によって、一対のチャック部１０，１０と共にスライドして、円筒体Ｗの両端部に対して、進出／後退駆動するようになっている。

ここで、本明細書では、各チャック部１０，１０（各挿入支持部１２，１２）において、挿入支持部１２が円筒体Ｗの端部に対し進出させる方向（挿入支持部１２を円筒体端部に挿入させる際に移動させる方向）を「前方Ｘｉ」とし、その逆方向を「後方Ｘｏ」としている。なお言うまでもなく、前後方向を示す「Ｘｉ」「Ｘｏ」は各チャック部１０（各挿入支持部１２）毎に特定されるものであり、例えば図１（ａ）に示すように、一方のチャック部１０と、他方のチャック部１０とでは、前方Ｘｉと、後方Ｘｏとは互いに逆向きとなる。

一対の挿入支持部１２，１２における基準ローラ２０，２０は、チャック部１０，１０の上端部に回転軸２１，２１を介して支持されて、円筒体Ｗの軸心と同方向の軸心回りに回転できるようになっている。

図４に示すように、同図左側のチャック部（一方のチャック部）１０には、基準ローラ回転駆動モータ１４が設けられ、そのモータ１４が駆動することによって、図４の左側の基準ローラ（一方の基準ローラ）２０が回転駆動するようになっている。そして後述するように、検査実行寺に、一方の基準ローラ２０が回転駆動することにより、円筒体Ｗが回転するようになっている。

図１（ａ）等に示すように、基準ローラ２０，２０の前端面と、外周面（転動面）との間のコーナ部は、Ｒ面取り加工されることによって、断面円弧状のＲ面取り部２２，２２が形成されている。

ガイド部材４０，４０は、一対の基準ローラ２０，２０における前端面にそれぞれ設けられている。ガイド部材４０，４０は、前方Ｘｉに向かうに従って漸次縮径するテーパ状に形成されている。このガイド部材４０，４０の前端部（先端部）は略半球面に形成されており、全体として、先端が丸みをおびた略コーン形状（略直円錐形状）に形成されている。

さらにこのガイド部材４０，４０は、外周のテーパ面がガイド面４１，４１として形成されている。

なお本発明において、ガイド部材の先端形状は特に限定されるものではなく、例えばガイド部材として、先端が平坦な円錐台形状のものや、先端が尖鋭な直円錐形状のもの等も採用することができる。

ガイド部材４０，４０は、その底面（後端面）の径サイズが、基準ローラ２０の前端面の径サイズに対しほぼ等しくなるように形成されている。

またガイド部材４０，４０は、基準ローラ２０，２０と共に軸心回りに回転するようになっている。

一対のチャック部１０，１０における基準ローラ１４，１４の後方Ｘｏには、スライドプレート１５，１５が設けられている。スライドプレート１５，１５は、基準ローラ２０の回転軸２１の下方両側にそれぞれ配置されている。スライドプレート１５，１５は、一対のチャック部１０，１０に、円筒体Ｗを基準にして略径方向に沿ってスライド自在に取り付けられている。そして図示しないスライド駆動部が駆動することによって、スライドプレート１５，１５が円筒体Ｗの外径方向および内径方向に沿ってスライド移動するようになっている。

各スライドプレート１５，１５における径方向の内側に、上記補助ローラ３０，３０が回転自在に支持される。各補助ローラ３０，３０は、円筒体Ｗおよび基準ローラ４０に対し軸心方向が一致しており、同方向の軸心回りに回転するようになっている。

一対のチャック部１０において、補助ローラ３０，３０は、基準ローラ２０よりも後方Ｘｏに離間して配置され、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように軸心に対し直交する方向から見た正面視においては、補助ローラ３０，３０は、基準ローラ２０に対して重なり合わないようになっている。

補助ローラ３０，３０は、基準ローラ２０よりも径サイズが小さく形成されている。具体的には、補助ローラ３０，３０の直径サイズは、基準ローラ２０の半径サイズからその回転軸２１の半径サイズを差し引いた寸法よりも小さくなっている。つまり「補助ローラ３０の直径」＜（「基準ローラ２０の半径サイズ」−「回転軸２１の半径サイズ」）の関係が成立するようになっている。

また補助ローラ３０，３０は、上記スライドプレート１５，１５と共にスライド移動することにより、補助ローラ３０，３０が基準ローラ２０に対し、接離する方向（円筒体Ｗの略径方向）に沿って移動するようになっている。

そして図２および図５Ｂ等に示すように、スライドプレート１５，１５が内径方向にスライドした際には、補助ローラ３０，３０は、略径方向に沿って基準ローラ２０に近接する方向に移動する。こうして図２に示すように補助ローラ３０，３０が基準ローラ２０に近接した挿入支持部縮径状態では、補助ローラ３０，３０の全域が、基準ローラ２０の後方Ｘｏにおいて、基準ローラ２０（ガイド部材４０）に対し軸心方向に重なって配置される。換言すれば図２（ｂ）に示すように、挿入支持部縮径状態では、挿入支持部１２を、軸心方向に沿って前方Ｘｉから見た場合（挿入支持部１２の前方側から見た場合）、補助ローラ３０，３０の全域が、基準ローラ２０およびガイド部材４０によって隠蔽されるようになっている。

さらに本実施形態においては、挿入支持部縮径状態では、挿入支持部１２の径サイズが、円筒体Ｗの内径サイズよりも小さくなり、挿入支持部１２、すなわち基準ローラ２０、補助ローラ３０，３０およびガイド部材４０が、円筒体Ｗの両端部内周面の内側に挿入可能となっている。

一方、補助ローラ３０，３０を支持するスライドプレート１５，１５における径方向の外側には、円盤型ないしローラ型の位置決め板３５，３５が回転自在に支持される。位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０および円筒体Ｗに対し軸心方向が一致しており、同じ方向の軸心回りに回転するようになっている。

位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０よりも後方Ｘｏに離間して配置され、図１（ａ）の正面視において、補助ローラ３０，３０に対して重なり合わないようになっている。なお位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０の回転動作の影響を受けることなく、独立した状態で回転自在に構成されている。

また位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０およびスライドプレート１５，１５と共にスライド移動することによって、基準ローラ２０に対し、接離する方向（円筒体Ｗの略径方向）に移動するようになっている。

以上の構成のチャック装置において、図３に示すように、挿入支持部縮径状態で、一対のチャック部１０，１０が後方Ｘｏに移動して退避した状態では、基準ローラ２０、補助ローラ３０，３０およびガイド部材４０で構成される挿入支持部１２が、円筒体Ｗの両端部よりも軸心方向外側（後方Ｘｏ）に配置されるようになっている。

また図２に示すように、一対のチャック部１０，１０が軸心方向内側（前方Ｘｉ）に移動して進出した状態では、基準ローラ２０、補助ローラ３０，３０およびガイド部材４０が円筒体Ｗに対し両端部内側に配置されるようになっている。

そしてチャック装置によって円筒体Ｗを支持する際には、既述したように一対の挿入支持部１２、つまりガイド部材４０、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０を円筒体Ｗの両端部内側に挿入配置した状態で、図１に示すようにスライドプレート１５，１５を外径方向にスライドさせて、補助ローラ３０，３０を基準ローラ２０に対し離間させて、挿入支持部拡径状態とする。そうすると基準ローラ２０が、円筒体Ｗの両端部における内周面の上端部に転動自在に接触するとともに、補助ローラ３０，３０が円筒体Ｗの両端部内周面の下部両側に転動自在に接触する。これにより、円筒体Ｗの両側部内周面が、１つの基準ローラ２０と、２つの補助ローラ３０，３０とにより３点で安定した状態に支持される。さらにその状態で、既述したように一方の基準ローラ２０が回転駆動すると、その基準ローラ２０の回転に従動して円筒体Ｗが回転し、さらにその円筒体Ｗの回転に連れ回るように残りの各ローラ２０，３０が連れ回るように回転する。これにより、円筒体Ｗの円滑な回転が確保される。

またこのように円筒体Ｗを支持した状態では、円筒体Ｗの両端面に対応して配置される上記円盤状の位置決め板３５，３５における板面の外周縁部が、円筒体Ｗの両側端面に接触している。従って、位置決め板３５，３５は、円筒体Ｗの回転に連れ回るように回転しつつ、円筒体Ｗの両側端位置を規制することにより、円筒体Ｗの軸心方向の位置ずれを防止するようになっている。つまり位置決め板３５，３５は、表面検査時における円筒体の両端面の位置が一定となるように円筒体両端面に接触しており、軸心方向の位置決めを図るための基準体をなしている。

本実施形態において、基準ローラ２０および補助ローラ３０は、円筒体Ｗの内周面に接触するため、検査対象領域である円筒体Ｗの外周面に接触痕が発生するのが防止される。

また両側の基準ローラ２０，２０は、表面検査時の高さ位置が一定となるように支持されており、表面検査における円筒体Ｗの高さ位置を位置決めすることで、一対の基準体をなしている。

また両側の基準ローラ２０，２０は、一旦適正な高さ位置に設定されれば、径サイズの異なる円筒体Ｗに対する表面検査を行う場合であっても、その高さ位置が変化しないようになっている。これにより、基準ローラ２０，２０の高さ位置は十分な位置精度を確実に確保することができるようになっている。

このように両基準ローラ２０，２０の高さ位置が安定していることにより、円筒体Ｗの内周面のうち、この基準ローラ２０，２０に接触している部分は、円筒体Ｗの径サイズによらず、常に同じ高さ位置に位置することとなる。

そして本実施形態では、円筒体Ｗの外周面における基準ローラ２０，２０と対応する部分を検査領域とするものであり、この検査領域もまた、円筒体Ｗの径サイズによらず、常に同じ高さ位置に設定される。

なお、一方側の基準ローラ２０は、既述したように検査実行時に回転駆動して、円筒体Ｗを回転させるようになっている。これにより、円筒体Ｗを回転駆動するために円筒体Ｗに接触する部材を削減でき、円筒体Ｗが損傷する可能性が軽減される。

補助ローラ３０，３０は、円筒体Ｗの両側端部内周面における下部両側にそれぞれ接触しており、円筒体Ｗを下方に付勢して円筒体の内周面上部を上記の基準ローラ２０に確実に接触させるようになっている。

また位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０に対して独立して回転するものであるため、位置決め板３５の円筒体Ｗに対する滑り量を少なくできて、無理なく円筒体Ｗの位置決めを図ることができる。

すなわち上記特許文献１に示すように、補助ローラの外周面（転動面）における軸心方向外側（後側）の端部に、フランジ状の位置決め部（位置決め板）を一体に形成するようなチャック装置では、位置決めフランジ部が、小径の補助ローラと同じ周速度で高速回転する。このため、位置決めフランジ部の円筒体Ｗに対する滑り量が多くなり、円筒体Ｗ等に、滑りによる悪影響が及ぶおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、位置決め板３５，３５は、補助ローラ３０，３０に対して独立して回転するものであるため、補助ローラ３０，３０の回転動作にかかわらず、円筒体Ｗの回転動作に応じて、独自に回転するようになる。このため、位置決め板３５，３５の円筒体Ｗに対する滑り量が少なくなり、円筒体Ｗ等に、滑りによる悪影響が及ぶのを防止することができる。

その上さらに、本実施形態においては、位置決め板３５，３５は、円筒体Ｗの回転に応じて回転するものであるため、位置決め板３５，３５の径サイズを大きくすることにより、位置決め板３５，３５の円筒体Ｗに対する滑り量を一層少なくすることができ、より確実に滑りによる悪影響を防止することができる。

また本実施形態においては、円筒体Ｗの両端部内周面を１つの基準ローラ２０および２つの補助ローラ３０，３０の３つのローラ２０，３０，３０により３点で支持しているため、円筒体Ｗを安定した状態に支持できる。このため、円筒体Ｗを円滑に回転させつつ、検査することができ、高い検査精度を得ることができる。

さらに本実施形態においては、補助ローラ３０，３０を基準ローラ２０に対し離間させる際に、略径方向に沿ってスライドさせるものであるため、円筒体Ｗをより安定した状態に支持することができる。

すなわち上記特許文献１に示すように、各基準ローラの下部両側に配置された２つの補助ローラを共に下方にスライドさせて、２つの補助ローラを円筒体内周面に接触させるようなチャック装置（円筒体検査装置）では、円筒体の径サイズが大きい場合、２つの補助ローラを下方にスライドさせて円筒体内周面に接触させた際に、円筒体内周面に対して、両補助ローラ間の距離を十分に大きく確保できないことがある。このため、円筒体の径サイズが大きい場合には、１つの基準ローラと２つの補助ローラとの３つのローラを周方向に沿って等間隔おきに配置することができず、３点支持による効果を十分に発揮できないおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、補助ローラ３０，３０を径方向にスライドさせるものであるため、補助ローラ３０，３０を外径方向に移動させて、円筒体内周面に接触させた際に、円筒体Ｗの径サイズに応じて、両補助ローラ３０，３０間の距離が適切に調整される。このため、円筒体Ｗの径サイズにかかわらず、１つの基準ローラ２０と２つの補助ローラ３０，３０との３つのローラ２０，３０，３０を周方向に沿ってほぼ等間隔おきに配置することができ、円筒体Ｗをより安定した状態に支持することができる。従って、円筒体Ｗをより一層円滑に回転させることができ、検査精度をより一層向上させることができる。

しかも、補助ローラ３０，３０を外径方向に移動させて、円筒体内周面に接触させるものであるため、円筒体内周面における補助ローラ３０，３０の接触位置の接線に対し、補助ローラ３０，３０の移動方向がほぼ直角となる。このため、補助ローラ３０，３０を円筒体内周面に押し付けた際にその付勢力を円筒体Ｗの外径方向に向けて放射状に適切に作用させることができ、より一層安定した状態で円筒体Ｗを支持することができ、検査精度をより一層確実に向上させることができる。

また本実施形態においては、補助ローラ３０，３０を基準ローラ２０に軸心方向に沿って離間して配置しているため、円筒体Ｗの内周面における補助ローラ３０，３０が接触する領域と、基準ローラ２０が接触する領域とが軸心方向にずれて、両ローラ２０，３０の接触領域が重なるのを防止することができる。このため、ローラ２０，３０の転動によるローラ痕が生じ難く、円筒体Ｗの品質低下を確実に防止することができ、高品質を維持することができる。

＜表面状態検出器＞
既述したようにチャック装置によって支持されて回転駆動される円筒体Ｗは、検査対象領域である外周面の表面状態が、表面状態検出器５０によって検出される。

この表面状態検出器５０は、円筒体Ｗの外周面の傷、凹み、汚れ、変色、変質、その他の表面欠陥のうち少なくとも１種類を検出する。

この実施形態では、両基準ローラ２０，２０と円筒体Ｗの内周面とが接触する接触部分を通る仮想的な直線に対し、円筒体Ｗの外側から対峙する直線を基準線と呼ぶこととする。そしてこの表面検査装置５０は、円筒体Ｗの外周面のうち、この基準線上またはその近傍を検査領域とし、その検査領域に対して表面検査を行うように、その位置および角度（向き）が設定されている。

図１に示すようにこの実施形態では、表面状態検出器５０は、円筒体Ｗの外周面に検査照明光を照射する照明５１と、円筒体Ｗからの反射光を受光してその表面状態を検出するカメラ５２とを備えている。

照明５１は、たとえば円筒体Ｗの長さに応じた蛍光灯等から構成され、円筒体Ｗの外周面の前記基準線を含む領域に検査照明光を照射するようになっている。

カメラ５２は、例えば円筒体Ｗの長手方向に沿った細長領域を検出領域とするラインセンサカメラ等から構成され、円筒体Ｗの外周面の前記基準線上またはその近傍領域を検出領域とするようにその位置および角度が設定されている。

また、この実施形態では、表面状態検出器５０が、検査照明光の反射光のうち、正反射光を受光することによって表面状態の検出を行う。このため、円筒体Ｗの外周面上の基準線の位置およびその面の向きに対して、照明５１およびカメラ５２は、両者の位置および角度が設定されている。

ここで、円筒体Ｗの内周面が両側の基準ローラ２０，２０によって位置決めされるため、円筒体Ｗの肉厚が変化しない限り、径サイズが変化しても、円筒体Ｗの外周面上の基準線の位置およびその面の向き（角度）は変化しない。このため、そのまま何らの検査治具等を交換することなく、円筒体Ｗの種々の径サイズに容易に対応することができ、また、検査治具等の交換を要しないことから高い検査精度も確保することができる。

このように、同一の治具を各径サイズの円筒体Ｗの検査に汎用的に使用することができる。

また、検査対象とする円筒体Ｗの径サイズを変更する場合であっても、表面状態検出器５０と基準線との位置関係が変化しないため、再調整等が不要であり、段取り替えに要する工数や時間を低減することができる。

従って、高精度で多様な径サイズの円筒体Ｗに対応し、工業化に好適な安価な検査システムを構築できる。

＜検査手順＞
次に、この表面検査装置における表面検査の手順について説明する。

図３は検査対象物である円筒体Ｗが搬入される前の状態を示している。同図において、破線は検査実行時に円筒体Ｗが位置する検査位置（ワークセット位置）であり、円筒体Ｗの搬入前は、ガイド部材４０，基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０と、位置決め板３５，３５とは、円筒体Ｗの両外側（後方Ｘｏ）に待避しているとともに、円筒体Ｗの内径の内側に挿入できるように、一対の挿入支持部１２，１２は挿入支持部縮径状態となっている。

円筒体Ｗは、たとえば図示しない一時取置き台によってその両端部を下側から支持されて搬入され、下方から検査位置の若干上方位置まで持ち上げられる。このとき、基準ローラ２０および補助ローラ３０の高さ位置は、円筒体Ｗの内周面の内側に位置している。

そして図２に示すように、一対のチャック部１０，１０が進出駆動することによって、円筒体Ｗの両側端部内側にガイド部材４０、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０等の挿入支持部１２がそれぞれ挿入される。

ここで本実施形態においては、一対の挿入支持部１２，１２を円筒体Ｗの両側端部内側に挿入する際に、補助ローラ３０，３０の全域を基準ローラ２０（ガイド部材４０）の軸心方向に重なり合うように配置しているため、挿入支持部１２の径サイズが、基準ローラ２０の径サイズと等しくなる。このため、挿入支持部１２の径サイズが非常に小さくなり、円筒体Ｗがチャック装置内で多少位置ずれしていようとも、挿入支持部１２が円筒体Ｗの内周面内側に対応したままの状態に維持される。従って、補助ローラ３０，３０が円筒体Ｗの端面に接触するのを有効に防止でき、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０をスムーズに円筒体Ｗ内に挿入することができる。

その上さらに、本実施形体においては、基準ローラ２０の前端面に、テーパ状のガイド部材４０を設けているため、前方Ｘｉ側から見た状態（図２（ｂ）等参照）で、円筒体Ｗが基準ローラ２０に干渉する位置まで位置ずれしていたとしても、ガイド部材４０を円筒体Ｗの両側端部内側に挿入する際に、ガイド部材４０のガイド面４１によって円筒体Ｗがガイドされて、円筒体Ｗの位置が修正される。従って、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０を円筒体Ｗの両側端面に接触させることなく、円筒体Ｗの両側端部内側にスムーズに挿入することができる。

このように円筒体Ｗが位置ずれしていても、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０を円筒体Ｗに不用意に干渉させずに確実に挿入することができるため、円筒体Ｗを損傷させる等の不具合を確実に防止することができる。

また本実施形態においては、補助ローラ３０，３０の全域を基準ローラ２０に軸心方向に重なり合わせているため、円筒体Ｗの径サイズが、基準ローラ２０の径サイズよりも大きければ、基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０を確実に円筒体Ｗ内に挿入することができる。このため特に、径サイズの非常に小さい円筒体Ｗを検査する場合に有効である。

図１は表面検査の実行状態を示している。同図（ａ）（ｂ）に示すように、円筒体Ｗの両側端部内周面の内側に基準ローラ２０および補助ローラ３０，３０がそれぞれ挿入された後、補助ローラ３０，３０が径方向外側にスライドして、補助ローラ３０，３０も円筒体Ｗの内周面の下側両側に当接して、円筒体Ｗを確実に基準ローラ２０に接触させる。さらに両側の位置決め板３５，３５が円筒体Ｗの両側端面に接触する。

そしてこの状態で、既述したように一方の基準ローラ２０が基準ローラ回転駆動モータ１４の駆動により回転駆動されることにより円筒体Ｗと共に残りのローラ２０，３０、３５および位置決め板３５も回転し、表面状態検出器５０の照明５１およびカメラ５２によって、基準線上の表面欠陥が順次検出される。

なお、この表面欠陥の検出は、円筒体Ｗの回転が安定してから行うことが好ましい。

こうして円筒体Ｗが一回転以上回転し、その全周について表面検査が完了すれば、一方の基準ローラ２０の回転を止め、この円筒体Ｗに対する表面検査を終了する。

そして、上述した円筒体Ｗを検査位置に搬入した手順とは逆の手順で円筒体が搬出される。

＜変形例＞
上記実施形態においては、本発明を円筒体の表面状態を検出する検査装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、円筒体の回転時における外周面の変位量（フレ）等の形状検査を行う検査装置に適用することもできる。

例えば形状検査を行うような場合には、円筒体の外周面に接触子を接触させて変位量を検出する接触式の変位検出器や、円筒体の側方から照射したレーザー光等の透過光の有無に基づき変位量を検出する非接触式の変位検出器等を用いれば良い。

さらに本発明は、円筒体の表面検査と、形状検査とを共に行えるようにした検査装置にも適用することができる。

また上記実施形態では、各チャック部１０に、２つの補助ローラ３０，３０を設けるようにしているが、本発明において、補助ローラ３０，３０の設置数は特に限定されるものではない。例えば各チャック部１０に、１つずつ補助ローラを設けるようにしても良いし、３つ以上ずつ設けるようにしても良い。

また上記実施形態では、メインローラを基準ローラとし、サブローラを補助ローラとして構成した場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、メインローラを補助ローラとし、サブローラを基準ローラとして構成するようにしても良い。

また上記実施形態においては、補助ローラを基準ローラに対し移動させて、両ローラを接離する方向に作動させるようにしたが、それだけに限られず、本発明においては、基準ローラ等のメインローラを補助ローラ等のサブローラに対し移動させるようにしても良いし、メインローラおよびサブローラの双方を移動させるようにしても良い。

この発明の円筒体の検査装置は、円筒体の表面状態や外観形状等を検査する際の装置に適用することができる。

１２：挿入支持部
２０：基準ローラ（メインローラ）
３０：補助ローラ（サブローラ）
３５：位置決め板
４０：ガイド部材
Ｗ：円筒体
Ｘｉ：前方
Ｘｏ：後方

Claims (8)

1. ワークセット位置に配置される円筒体の軸心方向の両側に配置され、かつメインローラおよびサブローラをそれぞれ有する一対の挿入支持部を備え、前記メインローラおよび前記サブローラは互いに接離する方向に作動可能に構成され、前記一対の挿入支持部が、そのメインローラおよびサブローラが近接させる方向に作動させた挿入支持部縮径状態では、円筒体の両端部内側に挿入可能に構成される一方、前記一対の挿入支持部が円筒体の両端部内側に配置されて、前記メインローラおよび前記サブローラを離間させる方向へ作動させることにより、各ローラが円筒体の内周面に転動自在に接触して、各ローラによって円筒体が軸心回りに回転自在に支持されるようにした円筒体の検査装置であって、
   各挿入支持部において前記挿入支持部を円筒体端部に挿入させる際に移動させる方向を前方、その逆方向を後方としたとき、前記サブローラが前記メインローラの後方に配置され、
   挿入支持部縮径状態では、前記サブローラの全域が、前記メインローラに対し軸心方向に重なって配置されることを特徴とする円筒体の検査装置。
2. 前記一対の挿入支持部は、前記メインローラの前端面に設けられ、かつ前方に向かうに従って漸次縮径するテーパ状のガイド部材を備える請求項１に記載の円筒体の検査装置。
3. 前記一対の挿入支持部は、前記サブローラをそれぞれ２つずつ備え、
   円筒体の両端部内周面が、１つの前記メインローラおよび２つ前記サブローラによって３点でそれぞれ支持されるようになっている請求項１または２に記載の円筒体の検査装置。
4. 各挿入支持部に設けられた前記２つのサブローラが、ワークセット位置における円筒体の略径方向に沿って移動することによって、前記メインローラに対し接離する方向に移動可能に構成される請求項３に記載の円筒体の検査装置。
5. 前記サブローラの後方に、独立した状態で回転自在な位置決め板が設けられ、
   前記挿入支持部により円筒体を支持した状態では、前記位置決め板が回転しつつ、その板面が円筒体の両端面に接触することにより、円筒体の軸心方向の位置決めが図られるようになっている請求項１〜４のいずれか１項に記載の円筒体の検査装置。
6. 円筒体の表面状態検査および形状検査のうち、少なくともいずれか一つの検査を行うようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の円筒体の検査装置。
7. ワークセット位置に配置される円筒体の軸心方向の両側に配置され、かつメインローラおよびサブローラをそれぞれ有する一対の挿入支持部を備え、前記メインローラおよび前記サブローラは互いに接離する方向に作動可能に構成され、前記一対の挿入支持部が、そのメインローラおよびサブローラが近接させる方向に作動させた挿入支持部縮径状態では、円筒体の両端部内側に挿入可能に構成される一方、前記一対の挿入支持部が円筒体の両端部内側に配置されて、前記メインローラおよび前記サブローラを離間させる方向へ作動させることにより、各ローラが円筒体の内周面に転動自在に接触して、各ローラによって円筒体が軸心回りに回転自在に支持されるようにした円筒体のチャック装置であって、
   各挿入支持部において前記挿入支持部を円筒体端部に挿入させる際に移動させる方向を前方、その逆方向を後方としたとき、前記サブローラが前記メインローラの後方に配置され、
   挿入支持部縮径状態では、前記サブローラの全域が、前記メインローラに対し軸心方向に重なって配置されることを特徴とする円筒体のチャック装置。
8. 請求項７に記載のチャック装置によって支持された円筒体に対し、表面状態検査および形状検査のうち、少なくともいずれか１つの検査を行うものとした円筒体の検査方法。

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