JPH07260848A - 表面抵抗の測定装置及び測定方法 - Google Patents

表面抵抗の測定装置及び測定方法

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JPH07260848A
JPH07260848A JP5570994A JP5570994A JPH07260848A JP H07260848 A JPH07260848 A JP H07260848A JP 5570994 A JP5570994 A JP 5570994A JP 5570994 A JP5570994 A JP 5570994A JP H07260848 A JPH07260848 A JP H07260848A
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JP
Japan
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sample
rolling
electrodes
electrode
measuring head
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JP5570994A
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English (en)
Inventor
Noboru Wada
昇 和田
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導電性材料の表面の電気抵抗値を連続的に
測定する装置と方法を提供する。 【構成】 測定試料12は、ロール状の芯金12aの表
面に半導電性材料膜22が積層されている。測定ヘッド
100は、1対の転がり電極160,170を有し、直
流電源60の正極は第1の転がり電極160と芯金12
aに連結される。第2の転がり電極170は負極に連結
される。微小電流計60は試料表面に接して回転する電
極160,170間に流れる電流を検出し、コンピュー
タ200は電流値に基づいて表面抵抗値を連続的に演算
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、帯電部品の抵抗値を測
定する方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の表面抵抗測定方法として、図1
1,図12に示すJIS規格に定められている方法があ
る。この方法で用いる電極の構成は、試料表面に一定面
積の導電性のペーストを塗布、あるいは金属蒸着を施し
抵抗測定を行う方法で試料と測定電極の接触抵抗を最小
限に抑え、測定値の信頼性を向上させることを目的とし
ている。図11の(A)は、平面状の試料10の表面2
0の抵抗値を測定する手段を示し、試料表面20上に設
けた第1の電極31と第2の電極32の間に直流50を
印加し、両電極31、32間に流れる電流を測定装置6
0により検出し、抵抗値に換算する。このとき、試料の
厚み方向に電流が流れるのを防ぎ極力試料表面に電流を
流すために試料の裏面に導電ペーストを塗布したり金属
基板上に試料を形成する方法を採用して電極33を設
け、電極31と同じ電位を電極33に与える。
【0003】図11の(B)は、測定表面20上に電極
を設ける手段を示し、表面20上にマスキングテープ4
0を介して導電ペーストを塗布、乾燥させて第1の電極
31と第2の電極32を形成する。第3の電極33は例
えば金属板を積層して形成する。図12は円筒状のスリ
ーブ12上の半導電性材料膜22の抵抗値を測定する手
段を示し、金属スリーブ12a上に設けられた半導電性
材料膜22上にマスキングテープを用いてペースト等を
塗布して、印加電極となる第1の電極31とガード電極
となる第2の電極32を設ける。金属スリーブ12aに
も第3の電極33をとりつけて印加電極31と同じ電位
を与える。第1の電極31と第2の電極32間に流れる
電流を測定し、抵抗値に換算する。
【0004】図13はスリーブ12の表面の半導電性材
料膜22に測定用の電極を設ける他の手段を示すもの
で、電極パターンを形成した導電性ゴム42をホルダー
43で保持するものや、電極パターンを形成した導電性
テープ45を貼着することも提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術は、試料に導電ペーストを塗布し、或いは
導電ペーストを除去し、或いは金属蒸着等を除去、剥離
すること等によって試料表面を変質させ、試料は破壊さ
れるケースが多い等の不具合がある。また、導電性ゴ
ム、テープを貼着しようした場合は、接触圧力、接触面
積等がばらつき測定値が安定しない問題がある。JIS
測定法、導電ゴム、テープいずれの場合も微小測定面積
の抵抗値を測定することは非常に困難であり、微小測定
面積となるに従って測定値の信頼性がなくなる傾向にあ
る。また、従来測定法では、ロール円周あるいはシート
表面を連続して測定することは非常に難しい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の具体的
な手段を備える。 測定面積を小さくするために、測定電極を円筒形状ま
たは球形状とし、接触部を線または点接触に変更した。 測定電極が円筒形状の場合、試料のセット位置ズレ、
試料の厚みばらつき、外径精度誤差等による試料の平面
うねりの影響で電極と試料の間に隙間が生じ、接触面積
が不安定となるのを防止するため、測定電極接触面が試
料の形状に倣う首振り構造とした。 さらに、測定中プローブが弾み試料と電極間の隙間が
発生したり、電極が固定、あるいはバネ等で接触圧力を
規定している場合は、試料の厚みや外径等の寸法誤差で
接触圧力が変化する。これらを防止して接触圧力を一定
にするために分銅を用いた。 測定電極の形状を円筒形状とし、試料上を転がすこと
で、試料との接触を円滑にし、試料との摩擦、試料への
傷等が防止でき、連続かつ安定した抵抗値を計測するこ
とが可能な機構とした。
【0007】
【作用】本発明は以上の手段を備えることによって、ス
リーブの表面に設けられた半導電性材料の膜の表面抵抗
値を連続的に測定することができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例装置のシステム構成を
示す説明図、図2は装置の正面及び側面図である。本発
明の測定システムは、図2に示すように、X軸上を移動
するテーブル(図示せず)上に装備される主軸台300
と、テールストック側のチャック330を有する。主軸
台300は、モータ310により駆動される絶縁コレッ
ト315を有し、絶縁コレット315はチャック320
を備える。チャック320は試料12の金属芯金12a
を把持して試料を矢印R方向に回動させる。テールスト
ック側のチャック330は試料12の他端部を支持す
る。全体を符号100で示す測定ヘッドは、図示しない
移動台に装備され、駆動装置によりX軸に直交するZ軸
方向に移動自在となっている。
【0009】図3の(A),(B)は測定ヘッド100
の詳細を示す。測定ヘッド100は、移動台に支持され
るブラケット110を有し、ブラケット110に取りつ
けられたシャフト112はベアリング114を介して電
極フレーム120を回動自在に支持する。電極フレーム
120には1対の電極軸130が植設され、この電極軸
130に第1の転がり電極160と、第2の転がり電極
170がとりつけられる。
【0010】図1に示すように、第1の転がり電極16
0は微小電流計60に連結される。直流電源50の正極
は、微小電流計60を介して第1の転がり電極160に
正電圧を印加するとともに、主軸ヘッドを介して試料2
2の芯金12a側にも同電位を与える。直流電源の負電
圧側は接地されるとともに、第2の転がり電極170に
連結される。直流電圧源50と微小電流計60のデータ
はコンピュータ200へ送られる。コンピュータ200
は入力装置200、表示装置210、プリンタ230、
記録計240等に接続される。したがって、主軸台30
0により試料を矢印R方向に回転しつつ第1の電極16
0と第2の電極170との間に流れる電流を測定するこ
とにより、試料12の半導電性材料膜22の表面の抵抗
値を円周方向に連続して測定することができる。
【0011】図4は転がり電極160の構造の詳細を示
し、絶縁材でつくられたフレーム120に設けられたね
じ穴124にねじ込まれるボルト130は、ボルトを回
動させるノブ132と、ボルト130と、ノブ132の
間に設けられる球形部140と一体に形成される。転が
り電極160はラジアルベアリング構造を有し、アウタ
ーレース162、インナーレース164、アウターレー
ス162とインナーレース164の間に挿入されるボー
ル163及びボール163の位置を規制するリテーナ
(図示せず)を備える。
【0012】インナーレース164の内周部はボルト1
32と一体の球形部140に支持される。アウターレー
ス162はインナーレース164と共通の軸線を有する
ので、転がり電極160は球形部140を中心として、
矢印S方向に首振り運動をすることが可能となる。この
機構により、転がり電極160のアウターレース162
の外周面162aは、ロール状の試料12の円筒面に対
して確実に線接触を行なうことができる。
【0013】図5はロール状の試料12の半導電性材料
層22の外周部22A,22B,22Cの表面の周方向
の抵抗値を測定する方法を示す。図6は、図5の測定に
より得られる測定結果を示すもので、横軸に試料の回転
角度を、たて軸に抵抗値をとったときの測定値の変化を
示す。図12、図13で示した従来の手段によれば、円
周方向を部分的に測定することしかできなかったが、本
発明によれば円周方向の抵抗値の変化を全周にわたって
連続的に測定することができる。
【0014】なお、各測定ヘッド100には分銅190
を載置し、試料12に対する転がり電極の接触圧を一定
に保つことによって、測定精度を向上する。このときの
ロールの回転数はロールの外径、即ち周長と測定分解能
に応じ変化させ選択する。例えば、電流値を入力するパ
ーソナルコンピュータは微小電流計と通信を行ってお
り、電流値の最大入力数は毎分1200データで、試料
の外径φ25のロール端に設置されたモータの回転数は
毎分1回転とすると、測定分解能は65μmとなる。そ
の時の電流値を、記録計あるいはコンピュータへ入力し
グラフあるいは計算処理を行い、試料の抵抗値を計測し
た。その結果、図6に示すように従来決められた範囲の
みの抵抗値の変化がみられなかった測定に対し、連続的
に試料円周方向の抵抗値均一性を確認することができ
た。また、本装置の繰り返し測定精度は、±0.05L
ogΩと良好な精度を得ることができた。
【0015】図7は本発明の他の実施例を示す説明図で
ある。本発明はロール状の試料12の外周部に設けられ
た半導電性材料層22の抵抗値を軸線方向22Lに沿っ
て測定する手段を提供するものである。図1〜図4で説
明した測定ヘッド100を90度旋回させて、第1の転
がり電極160と第2の転がり電極170がX軸方向に
ならぶように設定する。この状態で、試料12を把持し
たテーブルまたは測定ヘッド100を装備したテーブル
をX軸方向に移動することによって、半導電性材料層2
2の軸線22Lに沿った抵抗値を検出することができ
る。
【0016】図8は測定結果を示すグラフであって、横
軸に試料の軸線方向の長さ寸法を、たて軸に抵抗値をと
ったときの抵抗値の変化を示す。試料の全長にわたっ
て、連続的に測定することができるので、測定精度が向
上する。
【0017】図9は本発明の更に他の実施例を示す。本
実施例装置にあっては、測定ヘッド400は1対の球状
転がり電極410,420を有する。本装置を用いて、
試料12を矢印R方向に回転させながら、測定ヘッド4
00をX軸方向に送ることによって、半導電性材料層2
2の表面をスパイラル線22Sに沿って走査し、抵抗値
を連続的に測定することができる。測定電極は必ずしも
試料より小さいわけではなく、試料の製造法によって
は、軸方向の抵抗値は均一な場合もあり、ロール回転方
向の抵抗値の均一性を評価できれば良い場合も発生す
る。
【0018】図10は本発明の更に他の実施例を示す説
明図である。本実施例にあっては、測定ヘッド500
は、1対のロール状の転がり電極510,520を有す
る。第1の転がり電極510と第2の転がり電極520
をロール状の試料12の半導電性材料層22に接触さ
せ、転がり電極と試料を回転させつつ、電極間に流れる
電流の値を検知することによって、試料の抵抗値を測定
することができる。本装置にあっては、試料の全長より
も長いロール状の転がり電極を用いるので、短時間で効
率の良い測定を実行することができる。
【0019】
【発明の効果】 微小測定面積の抵抗値を連続計測でき、抵抗値の均一
性が評価できる。 転がり電極を使用することで安定した測定面積が得ら
れる。 転がり電極を使用することで試料の表面に傷を付けな
い。 金属蒸着、ペースト等の塗布、除去の各工程を行わず
に測定が可能であるため、試料を破壊しない。 ペーストを塗らずに測定することが可能なため自動計
測が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例装置のシステム構成図。
【図2】 本発明の実施例装置の正面及び側面図。
【図3】 本発明の実施例装置の測定ヘッドの正面及び
側面図。
【図4】 転がり電極の詳細図。
【図5】 本発明による測定方法を示す説明図。
【図6】 測定結果のグラフ。
【図7】 本発明による測定方法の他の例を示す説明
図。
【図8】 測定結果のグラフ。
【図9】 本発明による測定方法の他の例を示す説明
図。
【図10】 本発明による測定方法の他の例を示す説明
図。
【図11】 JISの測定方法を示す説明図。
【図12】 JISの測定方法を示す説明図。
【図13】 従来の測定方法を示す説明図。
【符号の説明】
12 スリーブ、 22 半導電性材料膜、 50 直
流電源、 60 微小電流計、 160 第1の転がり
電極、 170 第2の転がり電極、 200コンピュ
ータ、 410,420 球状転がり電極、 510,
520 ロール状転がり電極。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料の表面に接触される1対の電極を有
    する測定ヘッドと、電極間に直流電圧を印加する電源
    と、電極間に流れる電流を検知する電流計と、電流計に
    より検知された電流値に基づいて試料の表面電気抵抗値
    を演算する手段を備えた表面抵抗測定装置において、測
    定ヘッドは軸間距離を固定された1対の転がり電極を有
    し、測定ヘッドと試料を相対移動させる手段を備えるこ
    とを特長とする表面抵抗測定装置。
  2. 【請求項2】 転がり電極は、ラジアルベアリング構造
    を有する円筒電極であって、円筒電極を支持軸に対して
    揺動自在に支持する手段を備える請求項1記載の表面抵
    抗測定装置。
  3. 【請求項3】 転がり電極は球状の電極であって、1対
    の球状電極をその中心間距離を一定に保ちつつ回転自在
    に支持する測定ヘッドを備える請求項1記載の表面抵抗
    測定装置。
  4. 【請求項4】 ロール状の測定試料を把持して回転させ
    る主軸台及びテールストックと、主軸台及びテールスト
    ックを搭載して試料の軸線方向に移動するテーブルと、
    テーブルの移動方向に直交する方向に移動する測定ヘッ
    ドと、測定ヘッドに装備される1対の転がり円筒電極
    と、1対の転がり電極間に直流電圧を印加する電源と、
    転がり電極間に流れる電流を検知する電流計と、電流計
    により検知された電流値に基づいて試料の表面の電気抵
    抗値を演算する手段と、測定結果を表示記録する手段
    と、を備えてなる請求項1記載の表面抵抗測定装置。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のロール状の測定試料を把
    持して回転させる主軸台及びテールストックと、主軸台
    及びテールストックを搭載して試料の軸線方向に移動す
    るテーブルと、テーブルの移動方向に直交する方向に移
    動する測定ヘッドと、測定ヘッドに装備される1対の転
    がり円筒電極と、1対の転がり電極間に直流電圧を印加
    する電源と、転がり電極間に流れる電流を検知する電流
    計と、電流計により検知された電流値に基づいて試料の
    表面の電気抵抗値を演算する手段と、測定結果を表示記
    録する手段とを用いてロール状の試料の表面抵抗値を測
    定する方法であって、円筒電極の回転軸が試料の回転軸
    に対して並行する位置に測定ヘッドを設定し、ロール状
    試料の外周面を円周に沿って連続的に表面抵抗値を測定
    する方法。
  6. 【請求項6】 ロール状の測定試料を把持して回転させ
    る主軸台及びテールストックと、主軸台及びテールスト
    ックを搭載して試料の軸線方向に移動するテーブルと、
    テーブルの移動方向に直交する方向に移動する測定ヘッ
    ドと、測定ヘッドに装備される1対の転がり円筒電極
    と、1対の転がり電極間に直流電圧を印加する電源と、
    転がり電極間に流れる電流を検知する電流計と、電流計
    により検知された電流値に基づいて試料の表面の電気抵
    抗値を演算する手段と、測定結果を表示記録する手段と
    を用いてロール状の試料の表面抵抗値を測定する方法で
    あって、円筒電極の回転軸が試料の回転軸に対して直交
    する位置に測定ヘッドを設定し、ロール状試料の外周面
    の軸線に沿って連続的に表面抵抗値を測定する方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7502583B2 (en) * 2004-09-10 2009-03-10 Ricoh Company, Limited Transfer device and image forming apparatus for enhancement of an image stored on a recording medium
JP2010221249A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Shibaura Mechatronics Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
CN113176449A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 湖北亿纬动力有限公司 一种测试极片、极片电阻测试方法及系统

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