JPH0833292B2 - クリーニングブレードの稜線検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機における感光体
ドラム表面の清掃用ブレードなど、各種のクリーニング
ブレード（またはワイパーブレード）について、その稜
線に機能上問題となる凹凸がないかどうかを検査する稜
線検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機において、感光体ドラム表面
の残留トナーを除去するためのクリーニングブレード
は、その稜線にすぐれた直線性が求められる。稜線（の
一つ）がドラム表面に押し付けられてトナーを掻き落と
すので、その稜線に凹凸があるとトナーの完全な除去が
不可能になるからである。なお、同じ深さ（または高
さ）の凹凸でも、押し付けられるとドラム表面等に密着
しやすい緩やかな（うねり状の）凹凸に比べて、急峻な
ものはとくに問題となる。以上の点は、求められる精度
がやや異なるとはいえ、自動車用のクリーニング（ワイ
パー）ブレード等についても同様にあてはまる。

【０００３】そのため、このようなブレードには、出荷
前に稜線の検査を施すのが普通である。稜線検査には、
従来、下記のような装置が使用されている。

【０００４】イ) 触針式の検査装置： ブレードの稜線
に触針を当てた状態でブレード・触針間に稜線に沿った
方向の相対移動を与え、そのとき触針が受ける接触圧
（電気信号に置き換える）の変化からその稜線の直線性
を検出するもので、たとえば特開平１−２１３５０２号
公報に記載されている。

【０００５】ロ) イメージセンサー式の検査装置： ブ
レードに向けて一方向から光を照射し、その光とブレー
ド（稜線部分）の影（遮光）とをイメージセンサーで受
けるものである。同センサーは、稜線の影と直交する方
向に多数配列された撮像素子からなり、受光量から稜線
の位置を検出する。ブレードをスライドさせて稜線の照
射位置を変えるので、受光量の変化から稜線の凹凸がわ
かる。この方式の装置は、たとえば特開昭５７−１９６
１０３号公報に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の稜線検査装置
は、上記のイ)・ロ)とも、それぞれつぎの点で不都合があ
った。すなわち、イ ) 触針式の装置では、同じ深さ（または高さ）の凹凸
であっても、それが急峻であるかそうでないかによって
検出のされ方が一定しない。稜線と触針との間の接触圧
が、凹凸の深さのみによっては決まらない（稜線・触針
間の相対移動の速度や、触針の運動特性にも関係する）
からである。したがって、急峻な凹凸ならたとえば深さ
１０μｍ（この程度なら実用上差し支えないことが多
い）程度でも欠陥として検出され、逆に緩やかな凹凸で
あれば、深さが２０μｍ以上（この程度になると、たと
え緩やかな凹凸でも普通は実用に支障がある）であって
も欠陥としては検出されないことがある。またこのよう
にＳ／Ｎ比が悪いことから、欠陥のない元来の表面がポ
リウレタンよりも粗いフッ素ゴムよりなるブレードに対
しては、信頼性の高い検査は行い難い。

【０００７】ロ) イメージセンサー式の装置は、多数の
撮像素子のほかに、それらによる受光量から稜線の状態
（凹凸が急峻か緩やかかの区別を含む）を知るための演
算手段が必要なため、装置構成が複雑で高価である。ま
た、同センサー上に明瞭な像（稜線の影）を結ぶため
に、焦点あわせなど取り扱いが容易でないことや、走査
する（ブレードをスライドさせる）間に単純ならざる上
記の演算を行う必要があるので、走査速度したがって検
査の能率が低いこと、さらには、稜線にホコリなどが付
着すると誤動作しやすいこと−も好ましくない。

【０００８】本発明の目的は、簡単な構成でありなが
ら、実用に即した十分な精度を有する稜線検査装置を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるクリーニン
グブレードの稜線検査装置は、１）クリーニングブレー
ドの稜線に、自身の平滑面を所定の圧力で接触させる検
査用ブロック、２）上記の稜線と平滑面との接触部をは
さんで対向する投光器およびスポット状の（すなわち撮
像素子が一個であるなど受光範囲が小さい）受光器、
３）検査用ブロックと投光器・受光器とを先端部分に有
するとともに重量調整可能なバランスウェイトを後端部
分に備える揺動自在なバランスアームであって、投光器
および受光器を、上記２）に示す対向関係に保つべく検
査用ブロックに対してその平滑面と直角な方向へは相対
移動しないように保持するものと、４）投光器・受光器
の組と上記ブレードとの間に、上記稜線の方向の相対移
動をもたらす手段、および、５）受光器による受光の強
さ（受光量）が許容レベルを超えるか否かを検知し、そ
の検知結果をランプやブザーで知らせる手段──を主体
に構成したものである。なお、上記１）のように検査用
ブロックを稜線に接触させるにあたっての圧力は、上記
３）のバランスウェイトの重量を調整することによっ
て、実際の使用において感光体ドラム等のクリーニング
面にブレードが押し当てられる際の、稜線の単位長さあ
たりの接触圧に合わせる。

【００１０】

【作用】本発明の装置は、クリーニングブレードの稜線
をつぎのようにして検査する。すなわち、まずブレード
を装置内に取り付けたうえで、上記１）の検査用ブロッ
クを、その平滑面が所定の圧力で稜線に当たるようにし
てブレードに接触させ、２）の投光器によって、接触部
をはさんだ一方の側から、他方の側にある受光器に向け
て光を投射する。そうすると、直線性のすぐれた稜線部
分は上記ブロックの平滑面に密着するので光を漏らさな
いが、そうでない部分からは凹凸の大きさに応じた量
（強さ）の光が漏れて、受光器に達する。そこで、４）
の手段により稜線上の投光・受光位置を変えながら、そ
れぞれの位置で、受光器の受光強さが許容レベルを超え
るか否かを上記５）の手段にて検査員（この装置による
検査に立ち会う者）に知らせるのである。

【００１１】つまりこの装置では、ブレードの稜線の全
長にわたって走査しながら、検査用ブロックと稜線との
接触部間からの光の漏れ量のみに基づいて稜線の欠陥を
調べる。このやり方は、一次元のピンホール検査に似て
おり、つぎのように極めて簡単に行える。第一に、受光
範囲が小さくてよい（光の漏れのうち許容限度の欠陥に
対応する大きさのものをカバーできればよい）ため、上
記２）のように簡単な構成の受光器（たとえば一個の撮
像素子よりなるもの）が使用できる。第二に、稜線上の
急峻な凹凸から光が漏れているのか、あるいは緩やかな
凹凸からの漏れかを判別する必要はなく（したがってそ
のための手段も不要）、さらにはその光の漏れ量の絶対
値を知ったりその記憶・演算等を行ったりする必要もな
く、５）の手段が単に、受光器に達する光の漏れ量（つ
まり受光量）が許容レベルを超えるか否かを検知し、そ
の結果を知らせるだけでよい。

【００１２】上記のように簡単なものではありながら、
この装置による検査は実用上の十分な精度を有する。な
ぜなら、検査用ブロックの平滑面を、たとえば複写機で
使用中のブレードと感光体ドラム等との接触圧力と同じ
接触圧力にて稜線に接触させるので、同ブロックはいわ
ばダミーの感光体ドラム等に相当し、この装置において
ブレードの実際の使用状態が模擬的に実現されるからで
ある。この状態で、ブレードの稜線と同ブロックの平滑
面との間に隙間があってそこから一定以上の光が漏れる
なら、その部分は、稜線上の急峻な凹凸か緩やかな凹凸
かを区別することなく取りも直さず欠陥であり、光の漏
れ量はその欠陥の大きさに相当する。それゆえ、従来の
イメージセンサー式の検査装置のような特別な演算手段
が不要なのである。また、光の漏れ量が許容レベルを超
えておれば当該稜線は要求品質を満たさず、許容レベル
以下ならそれを満たすこととなってそれぞれ検査目的は
達成され、光の量すなわち欠陥の大きさを測定（定量
化）するには及ばないことから、上記のとおり２）の受
光器と５）の手段とが簡単なものであっても、実用上の
十分な精度がもたらされるのである。なお、この装置に
おいて、ブレードの実際の使用状態が模擬的に実現され
るように当該ブレードの稜線に検査用ブロックを接触さ
せ得るのは、上記３）のとおりバランスアームを用い、
その先端部分に同ブロックを取り付けるとともに同アー
ムの後端部分に重量調整可能なバランスウェイトを取り
付けているからである。つまり、同ウェイトの重量を調
整することによって、稜線に対する検査用ブロックの接
触圧力をブレードの実際の使用状態での圧力に合わせ得
るわけである。しかもこの装置の場合、そうして接触圧
力を調整したのち、投光器や受光器等の位置の調整を行
う必要がない。３）に記したとおり、投光器および受光
器が、同ブロックに対しその平滑面と直角な方向へはい
ずれも相対移動することのないようバランスアームの先
端部分に保持されているため、上記接触圧力の大きさや
ブレードの軟らかさ（たわみやすさ）に関係なく、常に
上記２）に示した位置関係が成り立つからである。

【００１３】また、上記５）の手段（知らせる手段）が
対応可能な範囲では、上記４）の手段（相対移動の手
段）による速度（つまり走査速度）によって検査特性の
変化することがない。さらに、従来のイメージセンサ式
のように光学的観察のみにたよるのではなく、検査用ブ
ロックを機械的に接触させたうえで光学手段を用いるた
め、稜線に付着したホコリ等による誤りが起きにくい─
─といった点も、この装置の検査能力がすぐれる理由で
ある。

【００１４】

【実施例】図１〜図３に、本発明の第一実施例である稜
線検査装置１について示す。図１(ａ)・(ｂ)は装置１の
概要ないし検査原理を表わす模式図、図２(ａ)・(ｂ)は
装置１の全体図、図３は電気系の一部を示す回路図であ
る。この装置１は、複写機において現像ドラムの表面か
ら残留トナーを掻き落とすためのゴム製のクリーニング
ブレードＡを検査対象とし、その機能をなす稜線Ａａ上
に、許容されない程度の凹凸がないかどうかを、ブレー
ドＡの製造後・出荷前にチェックするものである。

【００１５】検査装置１では、ブレードＡの稜線Ａａに
ついての直線性の検査を、基本的には図１(ａ)にしたが
って下記の要領で行う。すなわち、 まず、装置１のホルダー４１にブレードＡを取り付
け、平滑面１０ａを下側に有する検査用ブロック１０
を、ブレードＡの稜線Ａａ上に接触させる。この際の接
触圧力（接触部で稜線Ａａが長さ１ｃｍあたり受ける
力）は、実際の使用時に複写機において現像ドラムの表
面にブレードＡが接触する状態での接触圧力と等しくす
る。

【００１６】 さらに、稜線Ａａと平滑面１０ａとの
接触部をはさむ一方の側に投光器２０を置き、それに対
向する他の側に受光器３０を置く。投光器２０には赤色
発光ダイオード２１（図３参照）またはレーザなどを用
い、蛍光灯その他による外乱を受けにくくする。受光器
３０としては、投光器２０に合った分光感度特性を有す
る光電素子３１（図３参照）を一個のみ使用する。

【００１７】 そのうえで、ブロック１０と投光器２
０・受光器３０とは動かさずに、ブレードＡをホルダー
４１ごと長手方向（図１(ａ)の紙面と直角な方向）に移
動する。図１(ｂ)は、このときの状態を受光器３０の側
から見た図で、ブレードＡ（稜線Ａａ）のみが矢印のよ
うに移動する。稜線Ａａ上にたとえば凹部Ａｂがある
と、それが図のように受光器３０の正面に来たとき、そ
の凹部Ａｂから投光器２０の光が漏れて受光器３０に達
する。また突出部Ａｃがあると、それがブロック１０の
平滑面１０ａに接触するとき両脇（もしくは片側）に凹
部Ａｄができるので、受光器３０の正面でやはり投光器
２０の光を漏らす。

【００１８】 受光器３０（の光電素子３１）には、
図１(ａ)のように、コンパレータ６０およびブザー７０
からなる報知手段５０を接続しており、上記によって
受光器３０に達する光の強さ（受光量）が許容レベルを
超えるときは、そのことを同手段５０が判定し報知す
る。コンパレータ６０は、後述するように、受光量に応
じて受光器３０が発する信号を二値（正またはゼロ）の
電圧信号にして出力する回路で、その出力が正電圧のと
きブザー７０が鳴る。

【００１９】さて、この検査装置１の機械部分は、具体
的には図２(ａ)・(ｂ)のとおり台板２上に構成してい
る。すなわち、前述の検査用ブロック１０や投光器２０
・受光器３０をバランスアーム１２の先端板１１に取り
付けるとともに、ブレードＡのホルダー４１に対して長
手方向（図２(ａ)の左右）への移動手段４０を設けてい
る。

【００２０】バランスアーム１２は、台板２上に立てた
支柱１３によって揺動自在に支え、上記のようにブロッ
ク１０・投光器２０・受光器３０を先端部分に取り付け
たほか、後端部分には、取り替え可能にバランスウェイ
ト１４を付けている。このウェイト１４を調整すること
により、ブレードＡ・ブロック１０間の接触圧を適正に
する。アーム１２の先を、ホルダー４１に取り付けたブ
レードＡの稜線Ａａ上に下ろすだけで、上記のとおり
稜線Ａａに対してブロック１０の平滑面１０ａを適正圧
力で接触させるとともに、のように、その接触部をは
さんで投光器２０と受光器３０とを対向させることがで
きる。

【００２１】移動手段４０としては、上記のホルダー４
１を、直線案内（図示せず）を介してガイドレール４２
上に直線動自在に配備し、そのホルダー４１を、プーリ
４４・４５間にレール４２と平行に掛け渡してモータ４
６で駆動するゴム製シンクロベルト４３の一部と、金具
４３ａにて連結している。つまり、モータ４６を起動す
ることによりベルト４３が駆動され、それに連れてレー
ル４２上を、上記のようにホルダー４１が移動する。
この移動手段４０では、動力伝達のためにゴム製の（し
たがって弾性に富み、振動の吸収作用がある）ベルト４
３を使用しており、モータ４６の振動等に基づくノイズ
がブレードＡやブロック１０に伝わりにくい点でも、検
査精度上このましい。

【００２２】前述したコンパレータ６０は、オペアンプ
６１を含む図３のような電気回路により構成している。
電源Ｖcc（〜０ボルト）に対し、投光器２０の発光ダイ
オード２１や受光器３０の光電素子３１、抵抗Ｒ１・Ｒ
２・Ｒ３・Ｒ４とともに、オペアンプ６１を図のように
接続したのである。このオペアンプ６１の端子６２から
は、ＶccとＲ１・Ｒ２とで決まる基準電圧（稜線Ａａの
凹凸の許容限度に対応させて定める）に比べて、受光量
に応じた光電素子３１の信号や抵抗Ｒ３にて決まる入力
電圧が大きいか否かによってＶccまたは０ボルトに二値
化されたいずれかの電圧が出力される。図１(ａ)のブザ
ー７０はこの端子６２に接続しているので、受光器３０
（の光電素子３１）の受光量が、許容限度の凹凸による
受光量を超える場合にのみ、電圧Ｖccを受けて上記の
ようにブザー７０が鳴るわけである。

【００２３】つづいて図４(ａ)・(ｂ)は、本発明の第二
実施例に関する図面（要部のみを示す側面図と斜視図）
である。図示の稜線検査装置１０１も、ブレードＢの稜
線Ｂａに検査用ブロック１１０の平滑面１１０ａを接触
させ、その接触部をはさんで投光器１２０と受光器１３
０とを対向させて、光の漏れにより稜線Ｂａの凹凸を検
査するものだが、前述した第一実施例の装置１とは下記
の二点で異なる。

【００２４】1) 検査用ブロック１１０とそれに形成し
た平滑面１１０ａが、ブレードＢ（稜線Ｂａ）以上の長
さを有する。したがって、ブロック１１０を移動せずと
も、その平滑面１１０ａを稜線Ｂａの全長に接触させる
ことができる。

【００２５】2) 上記の1)と関連して、接触させたブレ
ードＢとブロック１１０とは動かさずに、投光器１２０
と受光器１３０との組を稜線Ｂａと平行な方向に移動す
る。そのため、投光器１２０と受光器１３０とをプレー
ト１１１の下に着けたうえ、そのプレート１１１を、ブ
ロック１１０の上面に設けた案内レール１１２に対し直
線案内１１３を介してスライドする（この移動手段の駆
動部分は図示省略）よう取り付けている。

【００２６】この装置１０１では、検査用ブロック１１
０の長尺化によるコスト上昇はあるものの、前記実施例
の装置１よりもブレードＢの実際の使用状態にさらに近
い条件で−したがってより高精度に−稜線Ｂａの検
査を行える。複写機用のクリーニングブレードや自動車
等のワイパーブレードなどが実際に使用される状態と同
様に、この装置１０１では、ブロック１１０とブレード
Ｂとの間に稜線Ｂａの方向の相対移動が生じないからで
ある。

【００２７】以上、二つの実施例を紹介したが、これ以
外の態様によっても本発明の検査装置が実施できること
はもちろんである。たとえば、ブレードと検査用ブロッ
クとの位置の上下関係は、言うまでもないが実施例と逆
（ブレードが上）であってもよい。投光器・受光器の組
とブレード（ブロックとの接触部）との間の相対移動を
なす手段としては、第一実施例に示したベルトに限らず
チェーンやワイヤ・ロープなどを使用し、あるいは送り
ねじやラックアンドピニオンを利用することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によるクリーニングブレードの稜
線検査装置には、つぎの効果がある。

【００２９】1) 簡単な受光器が使用できるうえ、特別
な演算手段が不要であるなど、低コストで容易に構成さ
れる。

【００３０】２） バランスウェイトの重量調整によっ
てブレードの実際の使用状態に近い状態で検査をするた
め、実用に即した高い精度を有する。また、投光器や受
光器等の位置の調整が不要であるため、能率的に検査を
行うことができる。

【００３１】3) 表面粗度の高い（粗い）フッ素ゴム系
のブレード等に対しても高精度の検査ができる。

【００３２】4) 投光器・受光器とブレード間の相対移
動速度（つまり走査速度）による特性の変化がないの
で、検査の迅速化を図りやすい。

【００３３】5) 光学的観察のみにたよるものではない
ため、稜線上に付着したホコリ等による悪影響を受けに
くい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(ａ)は、本発明の第一実施例である稜線検
査装置１について概要を示す模式図。同(ｂ)は、同(ａ)
におけるｂ−ｂ矢視図である。

【図２】上記の装置１についての全体図で、図２(ａ)は
平面図、同(ｂ)は同（ａ)のｂ−ｂ矢視図（側面視断面
図）である。

【図３】上記の装置１における電気系の一部を示す回路
図である。

【図４】本発明の第二実施例である稜線検査装置１０１
を示すもので、図４(ａ)は要部側面図、同(ｂ)は斜視図
である。

【符号の説明】

１・１０１ 稜線検査装置 １０・１１０ 検査用ブロック １０ａ・１１０ａ 平滑面 ２０・１２０ 投光器 ３０・１３０ 受光器 ４０ 移動手段（相対移動をもたらす手段） ５０ 報知手段（受光の強さを知らせる手段） Ａ・Ｂ ブレード Ａａ・Ｂａ 稜線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーニングブレードの稜線に、自身の
   平滑面を所定の圧力で接触させる検査用ブロックと、 上記の稜線と平滑面との接触部をはさんで対向する投光
   器およびスポット状の受光器と、検査用ブロックと投光器・受光器とを先端部分に有する
   とともに重量調整可能なバランスウェイトを後端部分に
   備える揺動自在なバランスアームであって、投光器およ
   び受光器を、上記の対向関係に保つべく検査用ブロック
   に対してその平滑面と直角な方向へは相対移動しないよ
   うに保持するものと、 投光器・受光器の組と上記ブレードとの間に、上記稜線
   の方向の相対移動をもたらす手段と、 受光器による受光の強さが許容レベルを超えるか否かを
   検知し、その検知結果を知らせる手段とを有することを
   特徴とするクリーニングブレードの稜線検査装置。