JP3082754U - 形状測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】プリンター用現像ロール等の表面の凹凸、うね
り、そり等の形状測定装置を提供する。 【解決手段】被測定体７であるロールと基準となる丸棒
体５とを直線ガイド２の上に軸を平行にして、各々の表
面の間にスリット状の間隙を作るように配置し、被測定
体７を回転し、同時に直線ガイドを動かし、固定された
一方の側から光線を当て、固定された他方の側から作動
距離の長い対物レンズを備えたリニアＣＣＤカメラ１６
の画像焦点をスリットに合わせてデータを得、このデー
タを処理することにより、ロールの欠陥を精度良く定量
的に、且つ効率的に測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

プリンター用現像ロール等の回転体表面の凹凸、うねり、そりなどの測 定及び検査をする装置。

【０００２】

【従来の技術】

従来プリンター用現像ロール等の回転体表面の凹凸、うねり、そりなど の測定・検査は目視によるか又は拡大鏡やプロジェクターなどの補助器 具を使用し人手による測定・検査が主であった。この方法は精度が低く 工数を要すると共に測定結果がばらついており、定量的測定・検査結果 が得られ難かった。その結果生産性が低く品質管理を行うに際し不適切 な状態である。その他の測定・検査方法としては例えば被測定・検査ロ ールと基準となる物体との隙間（スリツト）に蛍光灯光線を当て、反対 側に漏れる光線を目視等によって測定又は検査する方法等があるが、こ の方法は測定・検査精度が低く、生産効率も低かった。また他の方法と してはレーザー光線を被測定・検査体と基準物体との間に照射し、その 隙間からの透過光を基に寸法を測る装置等があるが、この方法は精度は １μ程度とかなり良いものの、生産効率が低い等の欠点があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする手段】

プリンター用現像ロール等の回転体表面の凹凸、うねり、そりなどの測 定・検査において精度を高め、測定・検査結果を数値化あるいは視覚化 （３次元）し、測定や検査の自動化を図れるような図１、図２に具体例 を示す装置を考案した。

【０００４】

【実施例】

本考案の実施例を図面に従って説明する。図１、図２はそれぞれ本装置 の全体構成要部の正面図及び上面図を示したものである。図１、図２に おいて１はベース、２はストローク３００ｍｍ程の直線ガイドで、３は この直線ガイドの可動部、４はこの直線ガイドの駆動装置である。５は 基準となる棒状の物体で、例えばφ８のステンレス製磨き仕上げ丸棒で ある。６、６’は支柱で、７はプリンター用現像ロール等の被測定物体 である。８は７を回転させるための駆動モーター、９は駆動シャフトで ある。１０、１０’は動力伝達機構、１１、１１’はワークチャック機 構、１２は光源を支持する支柱、１３は例えばメタルハライドランプ光 源である。１４は作動距離の長い（例えば１２ｍｍ）２０倍の対物レン ズ、１５は結像レンズ（例えば３．３倍）、１６はリニアＣＣＤ撮像カ メラ、１７はリニアＣＣＤ撮像カメラで得た信号を画像処理装置に導く ためのケーブルである。画像処理装置等は略してある。

【０００５】 図３は光源１３、被測定物体７、基準物体５と受光系１４、１５、１６ との相互関係を摸式的に示したもので、図１、図２で使用した同じ数字 は同一の名称を示す。図３において１００は光源光線の経路をを示し、 Ｙ、Ｙ’は５と７との各々の中心軸を通る線を示す。２００は対物レン ズに入る光線の軌跡を示し、点Ｆは対物レンズのほぼ焦点を示す。

【０００６】 図４はプリンター用現像ロールの測定結果（３次元）のイメージ図の１ 部を示す。

【０００７】

【作用】

図１、図２の全体構成要部図、図３の要部拡大摸式図によって作用を説 明する。図１、図２において例えばプリンター用現像ロールである被測 定物体７は１１、１１’のワークチャック機構により回転できるように 支えられ、８、９、１０、１０’の駆動機構により一定の回転（例えば ３０００ｒｐｍ）が与えられる。さらに直線ガイド２の可動台３は駆動 装置４により一定の速度で動かされる。例えばその速度は１５０ｍｍ／ ｓｅｃである。

【０００８】 一方図３に示すように基準物体５の軸と被測定物体７の軸とは平行で、 ５と７との各々の表面間の隙間は例えば０．２〜０．６ｍｍの値に設定 される。光源１３からの光線１００は５と７との軸にほぼ直角方向にス リット部に向けて放射される。１３の光線の出口とスリットとの間隔は １５ｍｍ程度である。一方受光系の対物レンズの画像の焦点（画像が鮮 明に得られる点）は図３のＹ−Ｙ’軸に合わせる。これによって被測定 物体７の表面の形状寸法データ（凹凸、うねり、そり等 ）が５の基準 物体との間隔を測定することにより得られる。このデータを画像処理す ることにより３次元測定データが得られる。

【０００９】 さらに具体的に記すと基準物体５と被測定物体７とのスリット間隔を０ ．４ｍｍとした場合、１４の対物レンズの倍率２０倍、１４の結像レン ズの倍率が３．３倍のとき、１６のリニアＣＣＤカメラ受光面には２０ ×３．３＝６６倍、すなわち０．４×６６＝２６．４ｍｍの間隙像が得 られる。これを高分解能のリニアＣＣＤカメラに取り込み画像処理する ことにより、結果として測定分解能約０．１μが得られる。

【００１０】 また、７の被測定物体の直径をφ２０とし、長さ３００ｍｍとすれば、 ７を３０００ｒｐｍで回転させた場合、７は２０ｍｓｅｃで１回転する 。一方リニアＣＣＤカメラは１回の測定を約１００μｓｅｃで行うこと ができるので、２０ｍｓｅｃの間に２００回（点）の測定ができる。さ らに７の回転に同期させて３の直線ガイド可動部を２０ｍｓｅｃ当たり ３ｍｍ（＝１５０ｍｍ／ｓｅｃ）動かすと、２ｓｅｃ間で３００ｍｍ、 ３は動くことになり、その結果７の表面の軸方向３００ｍｍの範囲を測 定でき、総測定点数は２００×１００＝２００００個所となる。この測 定データを画像処理することにより図４にイメージ図で示すような３次 元データが得られる。

【００１１】

【考案の効果】

プリンター用現像ロールのような被測定物体の表面の凹凸、うねり、そ り等の欠陥を高精度で測定・検査できる。さらにそれらの被測定・検査 体を再現性良く定量的に且つ高い処理速度で測定・検査することができ る。その結果、技術・品質向上に寄与する。さらに生産性も向上し原価 の低減にも寄与する。また目視測定・検査という過酷な労働からも開放 することにも役立つ。

【００１２】

【考案の他の実施例】

本考案の他の応用例としては回転体面が曲線状の被測定物体・被検査体 にも応用できる。この場合直線ガイドの部分も変更が必要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体構成要部正面図

【図２】全体構成要部上面図

【図３】要部拡大模式図

【図４】測定データイメージ図

【符号の説明】

１・・・・・・ベース ２・・・・・・直線ガイド ３・・・・・・直線ガイドの可動部 ４・・・・・・直線ガイド駆動装置 ５・・・・・・基準物体 ７・・・・・・被測定物体 ８・・・・・・駆動モーター １０、１０’・動力伝達機構 １３・・・・・光源 １４・・・・・対物レンズ １５・．・・・結像レンズ １６・・・・・リニアＣＣＤ撮像カメラ １００・・・・光源光線の経路 ２００・・・・対物レンズ入射光経路

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースの上に直線的に運動するガイドを備
   え、そのガイド上に基準となる横長棒状の基準物体をガ
   イドの動き方向と平行に固定し、さらにガイド上に支柱
   等により被測定物体である回転体をモーター等で回転で
   きるように該基準物体と平行に、且つ該基準物体と被測
   定物体の表面と表面との間にスリットが形成されるよう
   に支え、モーター等により回転させベースに固定された
   光源から光線を該被測定物体と基準物体とのスりット間
   にほぼ直角に入射させ、且つ直線的に運動するガイドを
   一定速度で左または右に移動させ、被測定物体の全面が
   走査されるようにし、その被測定物体と基準物体とを間
   に挟んで該光源と反対側に、同じくベースに固定された
   対物レンズと結像レンズと撮像カメラとが一体となった
   受光系を備え、該対物レンズの焦点をほぼ前記スリット
   の中心に画像が鮮明になるよう合わせ、その像をリニア
   ＣＣＤカメラで受光撮像し、画像処理することにより測
   定する３次元形状測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において被測定物体の回転数を３
   ０００ｒｐｍ以上とし、且つ直線ガイドの移動速度を５
   ０〜５００ｍｍ／ｓｅｃとした同装置。
3. 【請求項３】請求項１において受光系の対物レンズの作
   動距離が５ｍｍ以上のものを使用した同装置。
4. 【請求項４】請求項１において光源にレーザー光を使用
   した同装置。