JP4870273B2 - Endless belt film thickness measuring method and film thickness measuring apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等における中間転写体などに用いられるエンドレスベルトのベルト幅方向およびベルト周方向に沿って設定される測定ポイントでの膜厚を測定するエンドレスベルトの膜厚測定方法、及び、エンドレスベルトの膜厚測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等における中間転写体などに用いられる薄膜製エンドレスベルトでは、図9に示すように、エンドレスベルトEVにおいてベルト幅方向WDおよびベルト周方向RDに沿って設定される測定ポイントMPでの膜厚を測って膜厚をベルト全体にわたって広くチェックしたりする必要がある。この場合、膜厚の測定に用いる器具として、マイクロメータや、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、超音波式膜厚測定器、渦電流式膜厚測定器などの接触式のものや、レーザ変位型膜厚測定器などの非接触式のものを用いることが考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の膜厚測定用の器具を用いる場合、エンドレスベルトEVの膜厚をベルト全体にわたって連続的に且つ迅速に測定することは、大変困難である。
【0004】
エンドレスベルトEVの場合、幅・周長ともに長くて測定ポイントが何箇所もあるので、上記のような膜厚測定用の器具で、取扱い難くて破損し易い薄膜製エンドレスベルトEVの各測定ポイントを一つ一つ連続的に手早く測定するのは無理であり、どうしても長い時間を必要とする。
【0005】
加えて、超音波式膜厚測定器や渦電流式膜厚測定器などのエンドレスベルトEVに非機械的に接触する膜厚測定器の場合には、ベルトの材質によっては膜厚を測ることが出来ないし、非接触式の膜厚測定器の場合には、測定の際のエンドレスベルトEVの組付け精度やブレにより膜厚を正確に測定することが出来ない(測定精度が低い)。
【0006】
そこで、本発明の目的は、エンドレスベルトの正確な膜厚を、ベルトの材質による制限を受けることなく、ベルト全体にわたって連続的に且つ迅速に測定することができるエンドレスベルトの膜厚測定方法、及び、エンドレスベルトの膜厚測定装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項記載の発明により達成される。
すなわち、本発明の目的を達成する請求項1に係る本発明のエンドレスベルトの膜厚測定方法(以下、適宜「膜厚測定方法」と略記)の特徴構成は、エンドレスベルトのベルト幅方向およびベルト周方向に沿って設定される測定ポイントでの膜厚を測定する方法であって、長手方向を水平方向に向けて支持されたベルト吊下用のシャフトとして、シャフトの長手方向に沿って続きシャフトの表面におけるエンドレスベルト接触面に通気孔が開口している気体通路用空洞を有する中空状のシャフトを用い、そのシャフトに膜厚測定対象のエンドレスベルトを掛けて吊り下げると共に、ベルト幅方向に沿って設定される測定ポイントの膜厚を測定する片面機械接触式の膜厚測定手段をシャフトと対向する位置へ配設しておき、膜厚測定手段によりエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して膜厚を測定した後、エンドレスベルトを吊り下げたままで前記通気孔から気体を供給しつつシャフトの表面を滑らせるようにしてエンドレスベルトをベルト周方向に移送することにより別の測定ポイントを測定位置に移動させるようにすることにある。
【0008】
上記のように構成された請求項1の膜厚測定方法では、ベルト幅方向に沿って設定される測定ポイントの膜厚を測定する片面機械接触式の膜厚測定手段が、ベルト吊下用のシャフトに掛けて吊り下げられたエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して膜厚を測定する測定動作を、シャフトの表面を滑らせるようにして吊り下げ状態を維持したままでエンドレスベルトをベルト周方向に移送することにより別の測定ポイントを測定位置に移動させる度に繰り返し行う。
【0009】
このように、請求項1の発明の膜厚測定方法の場合、膜厚測定手段において測定ポイントがベルト幅方向に沿って速やかに設定されると共に、エンドレスベルトをベルト周方向にスムーズに移送することにより測定ポイントがベルト周方向に沿って速やかに設定されるので、ベルト全体にわたって連続的に且つ迅速に膜厚を測定することができると共に、片面機械接触式の膜厚測定手段によりエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して膜厚を測定するので、ベルトの材質による制限を受けずに測定できるのに加え、エンドレスベルトの組付け精度やブレに左右されることなく、膜厚を正確に測定することができる。
【0010】
また、請求項2に係る本発明の膜厚測定方法の特徴構成は、膜厚測定手段による膜厚の測定を行う際に、シャフトの表面を膜厚ゼロの点(膜厚の零点)としておこなうことにある。
【0011】
上記のように構成された請求項2の膜厚測定方法では、膜厚測定手段が膜厚測定の際にシャフトの表面を膜厚の零点とするので、膜厚測定手段の測定結果が膜厚に1対1に対応するものとなる。
【0012】
また、請求項3に係る本発明の膜厚測定方法の特徴構成は、シャフトとして、シャフトの長手方向に沿って続きシャフト表面におけるエンドレスベルト接触面に通気孔が開口している気体通路用空洞を有する中空状のシャフトを用いると共に、エンドレスベルトをベルト周方向に移送する際はベルトの内面とシャフト表面の間に気体通路用空洞の通気孔から気体を供給し、膜厚を測定する際は通気孔からの気体供給を停止することにある。
【0013】
上記のように構成された請求項3の膜厚測定方法では、エンドレスベルトをベルト周方向に移送する際はエンドレスベルトの内面とシャフト表面の間に気体通路用空洞の通気孔から気体を供給するので、エンドレスベルトの内面とシャフト表面の間の摩擦抵抗が減り、エンドレスベルトがよりスムーズに移送されると共に、膜厚を測定する際には、通気孔からの気体供給を停止するので、通気孔からの気体供給が膜厚測定の妨げとなることはない。
【0014】
さらに、本発明の目的を達成する請求項4に係る本発明のエンドレスベルトの膜厚測定装置(以下、適宜「膜厚測定装置」と略記)の特徴構成は、エンドレスベルトのベルト幅方向およびベルト周方向に沿って設定される測定ポイントでの膜厚を測定する装置であって、膜厚測定対象のエンドレスベルトを掛けて吊り下げられるように長手方向を水平方向に向けて支持されて、長手方向に沿って続きシャフト表面におけるエンドレスベルト接触面に通気孔が開口している気体通路用空洞を有する中空状のベルト吊下用のシャフトと、ベルト幅方向に沿って設定される測定ポイントでの膜厚をエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して測定できるようにシャフトと対向する位置へ配設されている片面機械接触式の膜厚測定手段と、エンドレスベルトの表面に接触したベルトを移動させることによって、エンドレスベルトを吊り下げたままで前記通気孔から気体を供給しつつシャフトの表面を滑らせるようにしてエンドレスベルトをベルト周方向に移送することにより別の測定ポイントを測定位置に移動させるベルト移送手段とを備えていることにある。
【0015】
上記のように構成された請求項4の膜厚測定装置では、ベルト幅方向に沿って設定される測定ポイントの膜厚を測定する片面機械接触式の膜厚測定手段が、ベルト吊下用のシャフトに掛けて吊り下げられたエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して膜厚を測定するという測定動作が、ベルト移送手段によって、エンドレスベルトを吊り下げ状態を維持したままでエンドレスベルトをシャフトの表面を滑らせるようにしてベルト周方向に移送することによりベルト周方向に沿って次の測定ポイントを測定位置に移動させる度に繰り返し行われる。即ち、請求項4の膜厚測定装置では請求項1の発明の方法を実施してエンドレスベルトの膜厚を測定する。
【0016】
このように、請求項4の発明の膜厚測定装置の場合、請求項1の発明の膜厚測定方法を実施することにより、ベルト全体にわたって連続的に且つ迅速に膜厚を測定することができると共に、ベルトの材質による制限を受けずに膜厚を測定できるのに加え、エンドレスベルトの組付け精度やブレに左右されることなく膜厚を正確に測定することができる。
【0017】
また、請求項5に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、シャフトの表面を膜厚ゼロの点(膜厚の零点)として膜厚測定をおこなうことにある。
【0018】
上記のように構成された請求項5の膜厚測定装置では、膜厚測定手段が膜厚の測定の際にシャフトの表面を膜厚の零点とするので、膜厚測定手段の測定結果が膜厚に1対1に対応するものとなる。即ち、請求項5の膜厚測定装置では請求項2の発明の方法を実施して膜厚を測定する。
【0019】
また、請求項6に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、ベルト吊下用のシャフトとして、シャフトの長手方向に沿って続きシャフト表面におけるエンドレスベルト接触面に通気孔が開口している気体通路用空洞を有する中空状のシャフトを備えているとともに、エンドレスベルトをベルト周方向に移送する際にベルトの内面とシャフト表面の間に気体通路用空洞の通気孔から気体を供給し、膜厚を測定する際は気体通路用空洞の通気孔からの気体供給を停止する給気手段を備えていることにある。
【0020】
上記のように構成された請求項6の膜厚測定装置では、エンドレスベルトをベルト周方向に移送する際はエンドレスベルトの内面とシャフト表面の間に気体通路用空洞の通気孔から気体が供給されるので、エンドレスベルトの内面とシャフト表面の間の摩擦抵抗が減り、エンドレスベルトがよりスムーズに移送されると共に、膜厚を測定する際には、通気孔からの気体供給を停止するので、通気孔からの気体供給が膜厚の測定の妨げとならない。即ち、請求項6の膜厚測定装置では請求項3の発明の方法を実施して膜厚を測定する。
【0021】
また、請求項7に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、ベルト吊下用のシャフトのエンドレスベルト接触面には、ベルト周方向に沿って気体通路用空洞の通気孔が複数箇所に開口していることにある。
【0022】
上記のように構成された請求項7の膜厚測定装置では、ベルト周方向に沿って複数箇所に開口している通気孔から気体が供給されるので、エンドレスベルトの内面とシャフト表面の間の摩擦抵抗が一層減り、エンドレスベルトは極めてスムーズに移送される。
【0023】
また、請求項8に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、ベルト吊下用のシャフトの表面は、表面粗さがRa25μm以下であることにある。
【0024】
上記のように構成された請求項8の膜厚測定装置では、ベルト周方向に移送するエンドレスベルトの内面が当接するシャフトの表面の表面粗さがRa25μm以下と非常に滑らかであるので、エンドレスベルトの内面とシャフトの表面の間の摩擦抵抗が低く、エンドレスベルトがよりスムーズに移送される。
【0025】
また、請求項9に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、膜厚測定手段が、ベルト幅方向に沿って移動可能なように設置されていることにある。
【0026】
上記のように構成された請求項9の膜厚測定装置では、膜厚測定手段がベルト幅方向に沿って移動することにより測定ポイントの位置が変化するので、1個の膜厚測定手段でベルト周方向に沿って複数の測定ポイントを設定することが出来る。
【0027】
また、請求項10に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、膜厚測定手段が、リフターにより進退させられるスピンドルの進出量に基づき膜厚を検出するリニアゲージであることにある。
【0028】
上記のように構成された請求項10の膜厚測定装置では、リフターによりエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにして進出させれば、リニアゲージからスピンドル進出量に応じた膜厚検出信号が直ちに出力されるので、膜厚測定をより迅速に行うことができる。
【0029】
また、請求項11に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、リフターがエアリフターであることにある。
【0030】
上記のように構成された請求項11の膜厚測定装置では、リフターがエアリフターであるので、リニアゲージのスピンドルを気体を用いて進退させることができる。
【0031】
また、請求項12に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、リニアゲージのスピンドル先端がベルト吊下用のシャフトの通気孔に当たらないように配設されていることにある。
【0032】
上記のように構成された請求項12の膜厚測定装置では、膜厚測定の際にリニアゲージのスピンドル先端がベルト吊下用のシャフトの通気孔に当たらないので、シャフトの通気孔が膜厚測定の妨げとならない。
【0033】
また、請求項13に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、エンドレスベルトの表面に接触した状態のままで移動するキャタピラーベルトを具備し、キャタピラーベルトの移動に引き連れられてエンドレスベルトがベルト周方向に移送されるキャタピラーベルト式ベルト移送手段であることにある。
【0034】
上記のように構成された請求項13の膜厚測定装置では、エンドレスベルトの表面に接触した状態でキャタピラーベルトが移動するのに伴ってエンドレスベルトがベルト周方向に引き連れられて速やかに移送されるので、エンドレスベルトのベルト周方向への移送を容易に実現できる。
【0035】
また、請求項14に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、ベルト移送手段が、エンドレスベルトのベルト周方向に対して任意に設定する位置を測定スタート位置(ベルト周方向の最初の測定ポイント)として所定の周長寸法あるいは所定のベルト外径角度に対応する間隔でエンドレスベルトをベルト周方向にピッチ送りするように配設されていることにある。
【0036】
上記のように構成された請求項14の膜厚測定装置では、エンドレスベルトのベルト周方向に対して任意に設定する位置を測定スタート位置として、エンドレスベルトが所定の周長寸法あるいは所定のベルト外径角度でベルト周方向にピッチ送りされる度にベルト周方向に沿って新たな測定ポイントが設定されるので、エンドレスベルトのベルト周方向に対してはベルト移送手段で規定される所定の周長寸法あるいは所定のベルト外径角度刻みで膜厚を測定することができる。
【0037】
また、請求項15に係る本発明の膜厚測定装置の特徴構成は、ベルト移送手段の駆動停止状態において、エンドレスベルトの膜厚測定の動作が可能なように膜厚測定手段が配設されていることにある。
【0038】
上記のように構成された請求項15の膜厚測定装置では、ベルト移送手段が故障の場合でも、膜厚測定手段を手動で操作して動作させてエンドレスベルトの膜厚測定を行うことができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。図1は実施例に係るエンドレスベルトの膜厚測定装置の構成を示す概略構成図である。実施例の膜厚測定装置は、本発明の膜厚測定方法の一例を実施して膜厚を測定する。
【0040】
図1の膜厚測定装置1は、図9に示すような薄膜製のエンドレスベルト(以下、適宜「ベルト」と略記)EVを掛けて吊り下げられるように長手方向を水平方向に向けて支持されているベルト吊下用のシャフト2と、ベルト幅方向WDに沿って設定される測定ポイントMPでの膜厚をベルトEVをシャフト2の表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して測定できるようにシャフト2と対向する位置へ配設されている5つのリニアゲージ(片面機械接触式の膜厚測定手段)3と、ベルトEVを吊り下げたままでシャフト2の表面を滑らせるようにしてベルトEVをベルト周方向RDに移送することにより別の測定ポイントMPを測定位置に移動させるキャタピラーベルト式ベルト移送機構4とを備えている。
【0041】
膜厚測定装置1は垂直枠5Aと天枠(天板)5B及び底枠5Cが逆コ字状に組付けられた金属製外枠体5を備えていて、ベルト吊下用のシャフト2は真っ直ぐ水平に支持された状態でシャフト2の基端側で垂直枠5Aに固定されており、膜厚測定対象のベルトEVをシャフト2に掛けて宙ぶらりんの状態で吊り下げられるように構成されている。
【0042】
5つのリニアゲージ3は、シャフト2の長手方向に沿って等間隔で並ぶようにしてシャフト2の真上の天枠5Bにおけるシャフト2に対向する位置へボルト等で固定されている。5つのリニアゲージ3はシャフト2の長手方向に沿って並ぶようにして配設されていて、ベルト吊下用のシャフト2にベルトEVを掛けて吊り下げた場合、5つのリニアゲージ3がベルトEVのベルト幅方向WDに沿って並ぶことになるので、実施例のベルトEVにおいては、5つのリニアゲージ3の配置でもって、ベルト幅方向WDに沿って5個の測定ポイントが設定される。
【0043】
ベルト移送機構4は、図2(a)に示すように、ベルトEVの表面に接触した状態のままで移動するキャタピラーベルト4Aとキャタピラーベルト4Aを回動させる超小型モータ4Bを具備し、超小型モータ4Bの回転と連動して回動するキャタピラーベルト4Aの移動に引き連れられてベルトEVがベルト周方向RDに移送されると共に、測定すべき位置がリニアゲージ3の直下に来る毎にベルトEVの移送が停止されて5つのリニアゲージ3で膜厚が測定されるように構成されている。なおキャタピラーベルト4Aは、図2(b)に示すように、上方へ引き上げてベルトEVとの接触状態を解除できるようにも構成されている。
【0044】
したがって、実施例の場合、キャタピラーベルト4AによりベルトEVがベルト周方向RDへ移送されるのに伴って、ベルトEVにおいてはベルト周方向RDに沿って測定ポイントが次々に設定される。なお、キャタピラーベルト4Aの素材は、特に限定されるものではないが、ゴム系のものが好ましい。
【0045】
以下、実施例の膜厚測定装置の構成をより具体的に説明する。
【0046】
ベルト吊下用のシャフト2は、図3(a)に示すように、シャフトの長手方向に沿って続きシャフト2の表面におけるエンドレスベルト接触面に通気孔2Bが開口している気体通路用空洞2Aを有する中空状のシャフトが用いられている。
気体通路用空洞2Aの通気孔2Bは、シャフト2の長手方向に沿って開口しているだけでなく、図3(b)に示すように、通気孔2Bがベルト周方向RD(シャフト2の幅方向)に沿って2箇所に開口している。このようなシャフト2は、例えば、金属製等のパイプの先端をメクラ処理で塞ぎ、通気孔2Bを所定の位置に穿設することによって容易に形成することができる。通気孔2Bのサイズは、0.1〜3mm程度、好ましくは0.5〜1.5mm程度である。また、通気孔2Bの数は、通常、ベルトEVの全幅に対して、3〜10個、好ましくは4〜8個とする。
【0047】
そして、気体通路用空洞2Aに(給気手段としての)コンプレッサ7を配設した加圧空気配管6を接続しておいて、ベルトEVを周方向RDに移送する際には、気体通路用空洞2A経由で通気孔2Bから、ベルトEVの内面とシャフト2の表面の間に加圧空気を供給してベルトEVの内面をシャフト2の表面から少し浮かし気味にしてベルトEVの内面とシャフト2の表面の間の摩擦抵抗を減らす。また、シャフト2の場合、シャフト2の表面の表面粗さを(通気孔2Bのところは除いて)Ra25μm以下(好ましくはRa10μm以下)として、表面を滑らかにし、ベルトEVの内面とシャフト2の表面の摩擦抵抗を減らすようにもしている。ベルトEVの内面とシャフト2の表面の間の摩擦抵抗が減ると、ベルトEVをよりスムーズに移送させられる。
【0048】
一方、各リニアゲージ3は、図4に示すように、リフター3aにより進退させられるスピンドル3Aの進出量に基づき膜厚を検出するディジタルリニアゲージである。リニアゲージ3の場合、リフター3aによりベルトEVをシャフト2の表面に押し当てるようにして進出させれば、リニアゲージ3からスピンドル進出量(変化量)に応じたディジタル形式の膜厚検出信号(電気信号)が直ちに出力されるので、膜厚測定が迅速に行える。
【0049】
また、リフター3aが気体を利用するエアリフターであり、このリフター3aが加圧空気配管6に接続されていて、加圧空気の導入に伴ってスピンドル3Aが進出し、加圧空気の導入停止に伴ってスピンドル3Aが後退するように構成されている。なお、加圧空気配管6にはフィルター、減圧器、電磁弁、スピードコントローラなどの空気供給に必要な部品類(図示省略)が介設されている。
【0050】
さらに、リニアゲージ3は、シャフト2の表面を膜厚の零点として膜厚を測定するように構成されている。即ち、図5(a),図5(b)に示すように、ベルトEVがシャフト2に掛けられておらず、キャタピラーベルト4Aもリニアゲージ3のスピンドル3Aもシャフト2に接触していない待機状態から、図6(a),図6(b)に示すように、ベルトEVはシャフト2に掛けられていないが、キャタピラーベルト4Aもリニアゲージ3のスピンドル3Aもシャフト2に接触している零点設定状態において、リニアゲージ3から出力される膜厚検出信号を厚み0μmとする膜厚の零点の設定が行われる。シャフト2の表面が膜厚の零点として設定されていると、膜厚検出信号が膜厚に1対1に対応するものとなる。
【0051】
また、実施例の場合、各リニアゲージ3からの膜厚検出信号を入力する膜厚表示器3Bが天枠5Bの上に設置されていて、各リニアゲージ3で測定されたベルトEVの膜厚が、膜厚表示器3Bで直読できるように構成されている。膜厚表示器3Bはディジタル表示式でも、アナログ表示式でも、いずれでもよいが、ディジタル表示式の方が記録媒体との接続が容易という点で好ましい。
【0052】
他方、ベルト移送機構4は、ベルトEVのベルト周方向RDに対して任意に設定する位置を測定スタート位置(ベルト周方向の最初の測定ポイント)として所定の周長寸法あるいは所定のベルト外径角度に対応する間隔でベルトEVをベルト周方向RDにピッチ送りするように配設されていて、ベルト周方向RDに対して任意に設定する位置を測定スタート位置として、ベルトが所定の周長寸法(例えば10mm)あるいは所定のベルト外径角度(例えば30°)でベルト周方向RDにピッチ送りされる度にベルト周方向RDに沿って次の測定ポイントが設定される。したがって、ベルト周方向RDに対してはベルト移送機構4で規定される所定の周長寸法あるいは所定のベルト外径角度刻みで膜厚を測定できる。
【0053】
なお、実施例装置の場合、周長寸法のピッチ送りとベルト外径角度のピッチ送りが選択可能に構成されているが、ベルト移送機構4は、周長寸法のピッチ送りとベルト外径角度のピッチ送りのどちらか一方だけが行える構成でもよい。
【0054】
さらに、実施例の場合、ベルト移送機構4の駆動停止状態において、ベルトの膜厚測定の動作が可能なようにリニアゲージ3が配設されており、ベルト移送機構4が故障でベルトEVを移送させられないような場合でも、リニアゲージ3を手動で操作して動作させてベルトEVの膜厚測定を行うことができる。
【0055】
続いて、実施例の膜厚測定装置1によるベルトEVの膜厚測定プロセスを説明する。
【0056】
なお、以下では、リニアゲージ3として小野測器(株)製のリニアゲージ型番GS−1613、リフター3aとして小野測器(株)製のエアリフター型番AA−6100、膜厚表示器3Bとして小野測器(株)製のディジタルゲージカウンタDG−4120を用いた。また、シャフト2には外径30mm、内径20mm、表面粗さ6.3μmに調整したSUS製のパイプに0.5mmの通気孔2Bを10ケ所均一に開口すると共に、パイプの先端をメクラネジにて閉塞して空気漏れ止めしたものを垂直枠5Aに固定してから、加圧空気配管6を接続した。
【0057】
また、リフター3aの空気加圧時の圧力は0.3Mpa、ベルト回動速度100mm/分、ベルトEVのベルト周方向RDのピッチ送りの間隔は、ベルト外径角度30°とした。また膜厚測定の際は5つのリニアゲージ3を全て作動させるようにした。従って、ベルトEVにおいてはベルト幅方向WDに沿って5か所、ベルト周方向RDに沿って12か所の合計60個の測定ポイントMPが設定される。なお、膜厚測定対象のエンドレスベルトEVには、膜厚100μm、幅350mm、周長約1130mmのベルトを用いた。
【0058】
〔第1測定例〕
(測定ステップS1)図5(a),図5(b)に示すように、ベルトEVがシャフト2に掛けられておらず、ベルト移送機構4のキャタピラーベルト4Aもリニアゲージ3のスピンドル3Aもシャフト2に接触していない待機状態から、図6(a),図6(b)に示すように、ベルトEVはシャフト2に掛けられていないが、キャタピラーベルト4Aとリニアゲージ3のスピンドル3Aがシャフト2に接触している状態において、リニアゲージ3から出力される膜厚検出信号を膜厚0μmとするように膜厚の零点を設定する。
【0059】
(測定ステップS2)図6(a)に示す待機状態に戻してから、図7(a),図7(b)に示すように、シャフト2にベルトEVを掛けて吊り下げた後、図8(a),図8(b)に示すように、キャタピラーベルト4Aとスピンドル3Aが下げられてベルトEVの表面に直に接触している測定状態に移行すると、ベルト周方向RDの測定スタート位置におけるベルト幅方向WDの5点の測定ポイントMPの膜厚検出信号が、各リニアゲージ3から膜厚表示器3Bにそれぞれ出力され、膜厚表示器3Bで測定膜厚の値が表示される。
【0060】
(測定ステップS3)ベルトEVをベルト周方向RDにベルト外径角度30°の間隔だけピッチ送りし、測定ステップS2の場合と同様にスピンドル3AをベルトEVの表面に直に接触するまで下げて膜厚を測定する動作を11回、繰り返し行い、60個の全測定ポイントの膜厚を測定した。
【0061】
第1測定例の測定結果は、測定時間33秒、膜厚のバラツキ±1μmであった。
【0062】
〔第2測定例〕
ベルトEVのベルト周方向RDのピッチ送りの間隔を、ベルトの周長寸法94mmとした他は、第1測定例と同様にしてベルトEVの膜厚を測定した。
【0063】
第2測定例の測定結果は、測定時間33秒、膜厚のバラツキ±1μmと第1測定例の場合と同様の結果であった。
【0064】
〔比較測定例〕
マイクロメータを用いて手動で膜厚を測定するようにした他は、第1測定例と同様にして膜厚を測定した。
【0065】
比較測定例の測定結果は、測定時間38分、膜厚のバラツキ±3であった。
【0066】
上記の第1,2測定例と比較測定例の測定結果を比べれば、本発明の場合、5つのリニアゲージ3の配置によりベルト幅方向WDに沿って測定ポイントMPが速やかに設定されると共に、シャフト2の表面を滑らせるようにしてベルトEVをベルト周方向RDにスムーズに移送することにより、ベルト周方向RDに沿って速やかに測定ポイントMPが設定されるので、ベルト全体にわたって連続的に且つ迅速に膜厚を測定することができると共に、リニアゲージ3によりベルトEVをシャフト2の表面に押し当てるようにしてベルト表面側から機械的に接触して膜厚を測定するので、ベルトの材質による制限を受けずに測定できるのに加え、ベルトEVの組付け精度やブレに左右されることなく膜厚を正確に測定することができる。
【0067】
〔別実施の形態〕
(1)実施例の場合、片面機械接触式の膜厚測定手段として、ディジタルリニアゲージを用いたが、アナログリニアゲージ或いはリニアゲージ以外の片面機械接触式の膜厚測定器を用いてもよい。
【0068】
(2)膜厚測定対象のエンドレスベルトも、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等における中間転写体以外のベルトであってもよい。
【0069】
(3)実施例の場合、ディジタルリニアゲージは固定であったが、ディジタルリニアゲージがベルト幅方向WDに沿って移動可能なように設置されていてもよい。このように構成された装置の場合、リニアゲージがベルト幅方向WDに沿って移動することにより測定ポイントの位置が変化するので、1個のリニアゲージでベルト周方向RDに沿って複数の測定ポイントを設定することが出来る。特に、リニアゲージが連続移動可能であれば、測定ポンイトを任意の位置に設定することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係るエンドレスベルトの膜厚測定装置の構成を示す概略構成図
【図2】ベルト移送機構の構成・動作を示す模式図
【図3】ベルト吊下用のシャフトの水平断面と横断面の概略構造を示す模式図
【図4】リニアゲージまわりの構成を示す概略図
【図5】リニアゲージとベルト移送機構の待機状態を示す模式図
【図6】リニアゲージの零点設定時の状況を示す模式図
【図7】シャフトにエンドレスベルトを掛ける時の状況を示す模式図
【図8】リニアゲージによるエンドレスベルトの膜厚測定時の状況を示す模式図
【図9】膜厚測定対象のエンドレスベルトを示す斜視図
【符号の説明】
1 エンドレスベルトの膜厚測定装置
2 ベルト吊下用のシャフト
2A 気体通路用空洞
2B 通気孔
3 リニアゲージ
3A スピンドル
3a リフター
4 キャタピラー式ベルト移送機構
4A キャタピラーベルト
6 加圧空気配管
7 コンプレッサ
EV エンドレスベルト
WD ベルト幅方向
RD ベルト周方向
MP 測定ポイント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention measures the film thickness at measurement points set along the belt width direction and the belt circumferential direction of an endless belt used for an intermediate transfer member in an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine thereof. The present invention relates to an endless belt thickness measuring method and an endless belt thickness measuring apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an endless belt made of a thin film used for an intermediate transfer member in an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile machine, a multi-function machine thereof, etc., as shown in FIG. 9, the endless belt EV extends along the belt width direction WD and the belt circumferential direction RD. It is necessary to measure the film thickness at the measurement point MP set by checking the film thickness over the entire belt. In this case, the instrument used for measuring the film thickness is a contact type such as a micrometer, dial gauge, linear gauge, ultrasonic film thickness measuring instrument, eddy current film thickness measuring instrument, or laser displacement type film thickness measuring instrument. It is conceivable to use a non-contact type device such as a measuring instrument.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when using a conventional instrument for measuring film thickness, it is very difficult to continuously and quickly measure the film thickness of the endless belt EV over the entire belt.
[0004]
In the case of the endless belt EV, both the width and the circumference are long and there are several measurement points. Therefore, the measurement points of the thin-film endless belt EV that are difficult to handle and easily break with the above-described instrument for measuring the film thickness. It is impossible to measure quickly one by one, and it takes a long time.
[0005]
In addition, in the case of a film thickness measuring instrument that makes non-mechanical contact with the endless belt EV such as an ultrasonic film thickness measuring instrument or an eddy current film thickness measuring instrument, the film thickness may be measured depending on the material of the belt. In the case of a non-contact type film thickness measuring device, the film thickness cannot be accurately measured due to the assembly accuracy or blur of the endless belt EV at the time of measurement (measurement accuracy is low).
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an endless belt thickness measurement method capable of continuously and rapidly measuring the exact film thickness of an endless belt without being limited by the material of the belt, and Another object is to provide an endless belt thickness measuring apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object can be achieved by the invention described in the claims.
That is, the characteristic configuration of the film thickness measuring method of the endless belt according to the first aspect of the present invention that achieves the object of the present invention (hereinafter abbreviated as “film thickness measuring method” as appropriate) includes the belt width direction of the endless belt and the belt A method for measuring a film thickness at a measurement point set along a circumferential direction, for hanging a belt supported with its longitudinal direction oriented horizontally. As the shaft, a hollow shaft having a gas passage cavity that continues along the longitudinal direction of the shaft and has a vent hole in the endless belt contact surface on the surface of the shaft is used. A single-sided mechanical contact type film thickness measuring means for measuring the film thickness at the measurement point set along the belt width direction is placed at a position facing the shaft while hanging the endless belt to be measured on the shaft. After measuring the film thickness by mechanical contact from the belt surface side by pressing the endless belt against the shaft surface with the film thickness measuring means, leave the endless belt suspended. While supplying gas from the vent Another object is to move another measurement point to a measurement position by moving the endless belt in the belt circumferential direction so as to slide the surface of the shaft.
[0008]
In the film thickness measuring method according to
[0009]
Thus, in the case of the film thickness measuring method according to the first aspect of the present invention, the measurement point is quickly set along the belt width direction in the film thickness measuring means, and the endless belt is smoothly transferred in the belt circumferential direction. Because the measurement points are set quickly along the belt circumferential direction, the film thickness can be measured continuously and quickly over the entire belt, and the endless belt is shafted by the single-side mechanical contact type film thickness measuring means. The film thickness is measured by mechanical contact from the belt surface side so that it is pressed against the surface of the belt, and in addition to being able to measure without being restricted by the belt material, it depends on the assembly accuracy and blur of the endless belt. Therefore, the film thickness can be accurately measured.
[0010]
The characteristic configuration of the film thickness measuring method of the present invention according to
[0011]
In the film thickness measuring method according to
[0012]
The characteristic configuration of the film thickness measuring method according to the third aspect of the present invention is that the shaft has a gas passage cavity that continues along the longitudinal direction of the shaft and has a vent hole in an endless belt contact surface on the shaft surface. When the endless belt is transported in the circumferential direction of the belt, gas is supplied from the air hole of the gas passage cavity between the inner surface of the belt and the surface of the shaft, and the film thickness is measured. The gas supply from the pores is stopped.
[0013]
In the film thickness measuring method according to
[0014]
Further, the characteristic configuration of the film thickness measuring device for an endless belt according to the present invention (hereinafter, abbreviated as “film thickness measuring device” as appropriate) according to
[0015]
In the film thickness measuring apparatus according to
[0016]
Thus, in the case of the film thickness measuring apparatus of the invention of
[0017]
The characteristic configuration of the film thickness measuring device according to the present invention according to
[0018]
In the film thickness measuring apparatus according to
[0019]
Further, the characteristic configuration of the film thickness measuring device according to the sixth aspect of the present invention is that the shaft for hanging the belt continues along the longitudinal direction of the shaft and has a vent hole at the endless belt contact surface on the shaft surface. A hollow shaft having a gas passage cavity is provided, and when the endless belt is transported in the belt circumferential direction, a gas is supplied between the inner surface of the belt and the shaft surface from the vent hole of the gas passage cavity to form a membrane. When measuring the thickness, there is an air supply means for stopping the gas supply from the vent hole of the gas passage cavity.
[0020]
According to the film thickness measuring apparatus of the sixth aspect configured as described above, when the endless belt is transported in the belt circumferential direction, gas is supplied from the air hole of the gas passage cavity between the inner surface of the endless belt and the shaft surface. Therefore, the frictional resistance between the inner surface of the endless belt and the shaft surface is reduced, the endless belt is transported more smoothly, and the gas supply from the vent hole is stopped when measuring the film thickness. Gas supply from the pores does not interfere with film thickness measurement. That is, the film thickness measuring apparatus according to
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a characteristic configuration of the film thickness measuring device according to the present invention, wherein the endless belt contact surface of the belt suspension shaft has a plurality of gas passage cavity vent holes along the belt circumferential direction. It is in opening.
[0022]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 7 configured as described above, gas is supplied from the air holes that are opened at a plurality of locations along the belt circumferential direction, so that the gap between the inner surface of the endless belt and the shaft surface is The frictional resistance is further reduced and the endless belt is transferred very smoothly.
[0023]
The characteristic configuration of the film thickness measuring apparatus according to the present invention according to claim 8 is that the surface of the shaft for hanging the belt has a surface roughness of Ra 25 μm or less.
[0024]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 8 configured as described above, the surface roughness of the surface of the shaft with which the inner surface of the endless belt transported in the belt circumferential direction comes into contact is very smooth with Ra of 25 μm or less. The friction resistance between the inner surface of the shaft and the surface of the shaft is low, and the endless belt is transported more smoothly.
[0025]
Further, the characteristic configuration of the film thickness measuring device according to the ninth aspect of the present invention is that the film thickness measuring means is installed so as to be movable along the belt width direction.
[0026]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 9, configured as described above, the position of the measurement point changes as the film thickness measuring means moves along the belt width direction. A plurality of measurement points can be set along the circumferential direction.
[0027]
The characteristic configuration of the film thickness measuring apparatus of the present invention according to claim 10 is that the film thickness measuring means is a linear gauge that detects the film thickness based on the advancement amount of the spindle that is advanced and retracted by the lifter.
[0028]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 10 configured as described above, if the endless belt is advanced by pressing against the surface of the shaft by the lifter, a film thickness detection signal corresponding to the spindle advancement amount is generated from the linear gauge. Since it is output immediately, the film thickness can be measured more quickly.
[0029]
The characteristic configuration of the film thickness measuring apparatus according to the eleventh aspect of the present invention is that the lifter is an air lifter.
[0030]
In the film thickness measuring apparatus according to the eleventh aspect configured as described above, since the lifter is an air lifter, the spindle of the linear gauge can be advanced and retracted using gas.
[0031]
A characteristic configuration of the film thickness measuring apparatus according to the twelfth aspect of the present invention is that the linear gauge spindle tip is disposed so as not to hit the vent hole of the belt suspension shaft.
[0032]
In the film thickness measuring apparatus of the twelfth aspect configured as described above, since the tip end of the spindle of the linear gauge does not hit the vent hole of the shaft for hanging the belt at the time of measuring the film thickness, the vent hole of the shaft has the film thickness. Does not interfere with measurement.
[0033]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a film thickness measuring apparatus including a caterpillar belt that moves while being in contact with the surface of the endless belt, and the endless belt is moved by the movement of the caterpillar belt. The present invention resides in a caterpillar belt type belt transfer means that is transferred in the circumferential direction.
[0034]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 13, configured as described above, the endless belt is drawn in the belt circumferential direction and quickly transferred as the caterpillar belt moves in contact with the surface of the endless belt. Therefore, the endless belt can be easily transferred in the belt circumferential direction.
[0035]
Further, the characteristic configuration of the film thickness measuring apparatus according to the fourteenth aspect of the present invention is that the position at which the belt transfer means arbitrarily sets the endless belt in the belt circumferential direction is the measurement start position (first measurement in the belt circumferential direction The point is that the endless belt is arranged to pitch-feed in the belt circumferential direction at intervals corresponding to a predetermined circumferential length dimension or a predetermined belt outer diameter angle.
[0036]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 14, configured as described above, the endless belt is set to a predetermined circumferential length or a predetermined outer belt length with a position arbitrarily set in the belt circumferential direction of the endless belt as a measurement start position. Since a new measurement point is set along the belt circumferential direction every time the belt is fed at a radial angle in the circumferential direction of the belt, a predetermined circumferential length defined by the belt transfer means is set for the belt circumferential direction of the endless belt. The film thickness can be measured in terms of dimensions or predetermined belt outer diameter angle increments.
[0037]
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided the film thickness measuring device according to the present invention, wherein the film thickness measuring means is arranged so that the film thickness measuring operation of the endless belt can be performed when the driving of the belt transferring means is stopped. There is to be.
[0038]
In the film thickness measuring apparatus according to claim 15 configured as described above, even when the belt transfer unit is out of order, the film thickness measuring unit can be manually operated and operated to measure the film thickness of the endless belt. .
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of an endless belt thickness measuring apparatus according to an embodiment. The film thickness measuring apparatus of the example measures the film thickness by carrying out an example of the film thickness measuring method of the present invention.
[0040]
The film
[0041]
The film
[0042]
The five
[0043]
As shown in FIG. 2A, the
[0044]
Therefore, in the case of the embodiment, as the belt EV is transferred in the belt circumferential direction RD by the
[0045]
Hereinafter, the structure of the film thickness measuring apparatus of an Example is demonstrated more concretely.
[0046]
As shown in FIG. 3A, the
The
[0047]
When a
[0048]
On the other hand, as shown in FIG. 4, each
[0049]
Further, the
[0050]
Furthermore, the
[0051]
In the case of the embodiment, a
[0052]
On the other hand, the
[0053]
In the case of the embodiment apparatus, the pitch feed of the circumferential dimension and the pitch feed of the belt outer diameter angle can be selected. However, the
[0054]
Further, in the case of the embodiment, the
[0055]
Subsequently, a process for measuring the film thickness of the belt EV by the film
[0056]
In the following, the
[0057]
The pressure of the
[0058]
[First measurement example]
(Measurement Step S1) As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the belt EV is not hung on the
[0059]
(Measurement Step S2) After returning to the standby state shown in FIG. 6 (a), as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the
[0060]
(Measurement step S3) The belt EV is pitch-fed in the belt circumferential direction RD by an interval of a belt outer diameter angle of 30 °, and the
[0061]
The measurement result of the first measurement example was a measurement time of 33 seconds and a film thickness variation of ± 1 μm.
[0062]
[Second measurement example]
The film thickness of the belt EV was measured in the same manner as in the first measurement example, except that the pitch feeding interval in the belt circumferential direction RD of the belt EV was set to 94 mm.
[0063]
The measurement result of the second measurement example was the same as the case of the first measurement example with a measurement time of 33 seconds and a variation in film thickness of ± 1 μm.
[0064]
[Comparative measurement example]
The film thickness was measured in the same manner as in the first measurement example, except that the film thickness was manually measured using a micrometer.
[0065]
The measurement result of the comparative measurement example was a measurement time of 38 minutes and a film thickness variation of ± 3.
[0066]
Comparing the measurement results of the first and second measurement examples and the comparative measurement example, in the present invention, the measurement point MP is quickly set along the belt width direction WD by the arrangement of the five
[0067]
[Another embodiment]
(1) In the embodiment, the digital linear gauge is used as the single-side mechanical contact type film thickness measuring means, but an analog linear gauge or a single-side mechanical contact type film thickness measuring device other than the linear gauge may be used.
[0068]
(2) The endless belt whose film thickness is to be measured may be a belt other than the intermediate transfer member in an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile, a composite machine thereof, or the like.
[0069]
(3) In the case of the embodiment, the digital linear gauge is fixed, but the digital linear gauge may be installed so as to be movable along the belt width direction WD. In the case of the apparatus configured as described above, the position of the measurement point changes as the linear gauge moves along the belt width direction WD, and therefore, a plurality of measurement points along the belt circumferential direction RD with one linear gauge. Can be set. In particular, if the linear gauge can be continuously moved, the measurement point can be set at an arbitrary position.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an endless belt thickness measuring apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration and operation of a belt transfer mechanism.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic structure of a horizontal section and a transverse section of a shaft for hanging a belt.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration around a linear gauge.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a standby state of a linear gauge and a belt transfer mechanism.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the situation when the zero point of the linear gauge is set.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a situation when an endless belt is hung on a shaft.
FIG. 8 is a schematic diagram showing the situation when measuring the film thickness of an endless belt with a linear gauge.
FIG. 9 is a perspective view showing an endless belt whose thickness is to be measured.
[Explanation of symbols]
1 Endless belt film thickness measuring device
2 Shaft for hanging the belt
2A Gas passage cavity
2B Vent
3 Linear gauge
3A spindle
3a lifter
4 Caterpillar belt transfer mechanism
4A Caterpillar belt
6 Pressurized air piping
7 Compressor
EV Endless Belt
WD Belt width direction
RD Belt circumferential direction
MP measurement point
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