JP2520021Y2

JP2520021Y2 - 稜線等の検査装置

Info

Publication number: JP2520021Y2
Application number: JP1084091U
Authority: JP
Inventors: 定信福井; 年正赤塚
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1991-02-05
Filing date: 1991-02-05
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2006-02-05
Also published as: JPH0625711U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、たとえばワイパーブレ
ードの稜線に機能上問題となる程度の凹凸がないかどう
か、あるいは平滑体の表面に一定以上の深さの傷が存在
しないかどうか、などといった被検査物の稜線等の検査
を、触針を用いて行う検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被検査物における検査対象の部分に触針
を当て、その被検査物と触針とのうち一方を他方に対し
て移動させれば、たとえば蓄音機と同様の原理で、検査
対象の凹凸の程度を知ることができる。

【０００３】特開平１−２１３５０２号公報に記載の稜
線検査装置は、そのように触針を使用することによって
ワイパーブレードなどの稜線の凹凸（うねりを除く急峻
な凹凸）を検査する装置である。同装置では、圧電型加
速度検出器が触針に付けられているので、被検査物の稜
線上を触針がなぞって動くとき、稜線の凹凸に応じた触
針の接触圧変動が電圧信号として取り出される。取り出
された信号が強いとそれだけ凹凸が大きいことになるの
で、あるブレードの検査中に強度の過剰な信号がピック
アップされた場合には、異常がある（機能にさしつかえ
る凹凸が存在する）とし、そのブレードが不良品である
とみなす。

【０００４】被検査物の稜線や他の表面部分の凹凸を、
上記のように触針の接触圧変動をピックアップして検査
する場合、被検査物に異常があるかどうかの判定は、ピ
ックアップされた検知信号の強度（絶対値）が許容レベ
ルよりも大きいか小さいかで下される。上記公報の検査
装置においても、検出した信号値を許容レベル（基準
値）と比較して両者間の絶対値の大小を二値化する手段
が備わっている。

【０００５】この許容レベルは、被検査物に要求される
精度・品質等によって異なる性質のものなので、被検査
物の規格や種類が変わったときには設定値が変更される
のが通常である。しかしながら、上記公報の装置をはじ
め、従来の検査装置においては、一つの被検査物を検査
している間にもその許容レベルを変化させることは全く
なかった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】従来の検査装置を使用
し、被検査物に触針を当てたうえ被検査物または触針を
移動してその対象部分の凹凸を検査する場合、つぎの不
都合が生じる。

【０００７】イ) 被検査物または触針の移動は、あらか
じめ設定された一定の速度（定常値）になるまで停止状
態（速度ゼロ）から次第に加速して行われるが、速度が
定常値に達するまでの区間では検査精度が良くない。被
検査物上での触針の速度が低い場合には、同じ凹凸であ
っても、検知される信号の強度は本来のものより低くな
るからである。したがって、本来なら異常とされる程度
の凹凸が被検査物の端部付近（上記低速度の区間）に存
在している場合は、それが見落とされることがある。

【０００８】ロ) 被検査物または触針を急加速して移動
し、その移動速度を短時間に定常値に到達させることに
よって、上記イ)のように検査精度の甘くなる区間を短く
しようとしても、あまりに急激な移動は触針の動きを乱
すことになり、正確な検知信号が得られない。被検査物
と触針との間に静止摩擦力がはたらいている状態で両者
間を急に動かすと、被検査物上で触針が踊ってしまい、
凹凸を忠実になぞることができなくなるのである。

【０００９】ハ）上記イ）・ロ）の点から、被検査物
の一端に接するようダミー体（疑似の被検査物）を置
き、そのダミー体上に触針を当てたうえで上記の移動を
始め、ダミー体から被検査物上に触針が乗り移るときま
でにその移動速度を定常値に到達させておく──といっ
た方法も従来よく採用されているが、その場合は、ダミ
ー体と被検査物との間に隙間や段差のないことが条件と
なり、両者の取付けが極めて難しい。両者間にもしも隙
間や段差があれば、触針が引っ掛かったり踊ったりする
ので、検査精度や触針の寿命等に関して好ましくない。

【００１０】本考案の目的は、被検査物・触針間の移動
速度が定常値に達するまでの加速区間のうちにも稜線等
の凹凸の検査を正確に行うことができ、したがってダミ
ー体を使用する必要のない検査装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本考案の検査装置は、被
検査物の稜線や表面等の凹凸を検査するため、対象箇所
に接触させる触針と、被検査物または触針の移動機構、
触針の接触圧変動を電気信号にするピックアップ手段、
およびその電気信号の絶対値が許容レベルを超えるとき
異常とする判定手段とを備える検査装置であるが、許容
レベルの可変手段──すなわち、上記移動機構による被
検査物または触針の移動速度が定常値に達するまでの
間、その移動速度の変化に合わせて上記の許容レベルを
変化させる手段──を設けたものである。

【００１２】なお請求項２に記載したように、上記の移
動機構としては、一対のプーリ間に巻き掛けられたゴム
ベルトを含むものとするのがよい。

【００１３】

【作用】本考案の検査装置が被検査物の稜線や表面等の
凹凸（うねりを除く）を検査する手順は、つぎのとおり
である。すなわち、1)被検査物の検査対象部分に触針を
接触させる、2)移動機構により、被検査物または触針の
うち一方を他方に対して移動する、3)移動中の触針の接
触圧変動を、ピックアップ手段により電気信号（検知信
号）として取り出す、4)取り出した電気信号を判定手段
において許容レベルと比較し、前者の信号の強度（絶対
値）が後者のレベルを超えるときは、異常として出力す
る。そして、被検査物の種類等が変わったり検査精度が
変更されたりしたときには、上記の許容レベルを変えて
設定したうえ、1)〜4)を繰り返す。

【００１４】以上の点は従来の検査装置におけるものと
差がないが、本考案の装置には、さらにつぎの作用があ
る。すなわち、上記2)による移動の間に、前記した許容
レベル可変手段によって4)における許容レベルを変化さ
せることである。そしてこの変化は、上記移動の速度が
定常値に達するまでの間、その速度変化に合わせて、つ
まり速度の上昇とともに許容レベルが上がるようにす
る。

【００１５】このように許容レベルが変化すると、被検
査物・触針間の相対的な移動速度が定常値に達するまで
の加速（したがってまだ低速な）区間のうちにも、異常
とされるべき凹凸が見落とされることなく検出される。
同じ凹凸部分であっても低速であるゆえに検知信号の強
度が低くなるときに、それと比較すべき許容レベルを低
くすることは、いわば判定基準を相当に厳しくすること
にほかならないからである。検知信号の強度は速度変化
とともに変わるので、上記のように速度変化に合わせて
許容レベルを変化させると、検知信号に対する判定基準
が妥当なレベルにおかれることになる。

【００１６】以上の点より、本考案の検査装置では、被
検査物のうち最初に（つまり移動開始前に）触針をおい
た点からほぼ正確な検査ができる。言いかえれば、ダミ
ー体を用いることなく、被検査物の全長にわたる検査が
可能である。

【００１７】請求項２の検査装置のように移動機構のう
ちにゴムベルトが含まれると、触針の拾うノイズが減少
してＳ／Ｎ比が向上するので、上記の検査が一層正確に
行われる。移動中の被検査物または触針に対して駆動源
（モータなど）から伝わる機械的振動が、そのゴムの弾
性によって吸収・減衰されるからである。またゴムベル
トの場合、機構が簡単なため調整が容易で給油も不要、
したがって高いＳ／Ｎ比をらくに維持できる、といった
整備上の利点もある。

【００１８】

【実施例】本考案の一実施例である検査装置に関し、機
能ブロック図、装置内の一部回路図、および機械部分の
構造図を、それぞれ図１・図２・図３に示す。また、こ
の装置による検査結果の例（データ）を図４に示す。こ
の実施例の検査装置は、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ウレタンゴム製ク
リーニングブレードＡ（図３参照）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、製造後・出荷前にチェックするもので
ある。なお、ここで言う許容されない凹凸とは、たとえ
ば、稜線Ａａに沿った１０μｍ程度の長さのうちに１０
μｍ程度以上の段差を有するような急峻な凹凸を指し、
現像ドラムの表面に押し付けられて密着し得るような緩
やかなうねりは含まない。

【００１９】この検査装置は、図３に示す機械部分と、
その各部をコントロールするとともに検査結果を表示す
る制御部分（図３には図示省略）などから構成されてい
る。図３(ａ)のように、機械部分においては、検査しよ
うとするブレードＡの稜線Ａａ上に接触する触針１０
（図３(ｂ)参照）と、触針１０が受ける接触圧力を電圧
信号として取り出すピックアップ手段２０、さらに、ブ
レードＡを載せてそれを長手方向に移動する移動機構３
０などが、台板１上に配置されている。

【００２０】ピックアップ手段２０としては、セラミッ
ク製の圧電型加速度検出器が触針１０に付設されたう
え、さらにノイズフィルターおよびアンプ（増幅器）が
接続（図示せず）されており、これらを通じて検知信号
が発せられる。図中の符号２１は、触針１０やピックア
ップ手段２０を先端に有するバランスアーム、符号２２
はそのアーム２１を揺動自在に支える支持体、また符号
２３はバランスウェイトである。ウェイト２３は、触針
１０の平常時の圧力（針圧）が１〜２ｇとなるように設
定しておく。

【００２１】移動機構３０としては、ブレードＡを取り
付ける載置台３１が、直線案内（図示せず）を介してガ
イドレール３２上に直線動自在に配備され、その載置台
３１が、プーリ３４・３５間にレール３２と平行に掛け
渡されていてモータ３６で駆動されるゴム製シンクロベ
ルト３３の一部と、金具３３ａにて連結されている。つ
まり、モータ３６を駆動源にして載置台３１が直線的に
移動する。この移動機構３０では、動力伝達のために、
ネジや金属チェーンではなくゴム製の（したがって弾性
に富み、振動の吸収作用がある）ベルト３３が使用され
ているので、給油が不要なほか、モータ３６の機械的振
動等に基づくノイズがブレードＡに伝わりにくく、検査
精度面でこのましい。なお、載置台３１の定常移動速度
が５０〜２００ｍｍ／ｓのうちに入る（たとえば１００
ｍｍ／ｓ程度となる）ように、モータ３６やプーリ３５
を選定するのが良い。

【００２２】この検査装置では、図３(ａ)・(ｂ)のよう
に載置台３１の所定の位置にブレードＡを取り付け、そ
の稜線Ａａ上の一端部に触針１０を載せたうえモータ３
６を起動して載置台３１を図３(ａ)の左方へ移動するこ
とにより、稜線Ａａに異常な凹凸がないかどうかがチェ
ックされる。すなわち図１のように、凹凸の程度に応じ
た触針１０の接触圧変動がピックアップ手段２０を経て
電圧信号として検知され、その検知信号が判定手段６０
において、後述の入力手段４０や可変手段５０からくる
許容レベルと比較され、検知信号の強さが許容レベルを
超える部分があれば異常、つまりそのブレードＡが不良
品であると、ランプやブザー（図示せず）によって出力
手段７０が表示する。

【００２３】上記の許容レベルは、入力手段４０におい
て電圧値で設定され、ブレードＡの規格（必要精度）等
に応じて設定変更されるものであるが、この検査装置の
特徴は、そうして設定された許容レベルを、各ブレード
Ａの検査中に可変手段５０によって変化させることにあ
る。これは、モータ３６の起動直後に、載置台３１とそ
の上のブレードＡの移動速度が定常値まで徐々に上昇す
る段階では、低速ゆえに触針１０やピックアップ手段２
０による上記の検知信号が弱いことを考慮し、許容レベ
ルを、起動直後は下げておき、速度上昇に合わせて上げ
ていくものである。

【００２４】そういった作用をなすための許容レベル入
力手段４０と同可変手段５０は、具体的には図２の電気
回路によって構成している。すなわちまず、一端を接地
したうえ定電圧（１２ボルト）を印加した可変抵抗ＶＲ
０に対し、オペアンプＯＰ１を図のように接続して、入
力手段４０を構成した。そして許容レベルの可変手段５
０としては、上記オペアンプＯＰ１の出力端子４０ａ
に、抵抗Ｒと接点Ｚ１・可変抵抗ＶＲ１・オペアンプＯ
Ｐ２・可変抵抗ＶＲ２およびコンデンサＣ１を、図のよ
うに接続した。

【００２５】出力端子５０ａの電位は、接点Ｚ１が閉じ
ている間は、可変抵抗ＶＲ１で調整されるある大きさＶ
₀ に保たれるが、接点Ｚ１が開いて十分な時間がたった
のちは、可変抵抗ＶＲ０によってきまる一定値Ｖ₁（＞
Ｖ₀）となる。そしてそれらの間、つまり接点Ｚ１が開
いた直後は、端子５０ａの電位が、コンデンサＣ１と可
変抵抗ＶＲ２との作用で（両者の大きさの積が大きいほ
ど）ゆっくりとＶ₀ からＶ₁ まで上昇する。したがっ
て、許容レベルを表わす信号として端子５０ａの電位
（電圧）を判定手段６０へ入力することとし、モータ３
６を起動して検査を開始した時点で接点Ｚ１を開くよう
にすれば、検査開始前には低かった許容レベルが、時間
の経過とともに上がることになる。これについては、許
容レベルである端子５０ａの電圧の上昇がモータ３６の
回転速度（すなわちブレードＡの移動速度）の上昇に合
わせて上昇するよう可変抵抗ＶＲ２の大きさを調整して
おき、また、その速度が定常値に達したのちの端子５０
ａの電圧Ｖ₁ が許容レベルとして適当な値になるよう可
変抵抗ＶＲ０を定めておく。また、検査開始前にノイズ
によって誤動作することのないよう、ノイズレベルを上
回る電圧Ｖ₀ を、可変抵抗ＶＲ１の調整によって判定手
段６０へ入力しておく。

【００２６】図４は、以上のようにして設定した許容レ
ベルＶと、あるブレードＡについての前記ピックアップ
手段２０からの検知信号Ｓとを示すデータ（電圧計測結
果）で、横軸は経過時間（時刻）、縦軸は電圧を表わし
ている。レベルＶは、モータ３６が起動されてブレード
Ａが移動し始めた時刻ｔ₀ からその移動速度が定常値に
達する時刻ｔ₂ までは前述のようにＶ₀ からＶ₁ まで徐
々に上昇し、その後はＶ₁ のまま一定値に保たれてい
る。またブレードＡの末端が触針１０の位置を通過した
時刻ｔ₃ ののち、レベルＶは再び下げられている。な
お、このデータは判定手段６０において計測されたもの
であるが、検知信号Ｓの絶対値が許容レベルＶを超える
かどうかを判定する目的で、同手段６０内において、レ
ベルＶは、図のように絶対値の等しい正・負の電圧に置
き換えられている。またこの例では、可変手段５０のう
ちに、たとえばコンデンサやトランジスタによる遅延タ
イマー（図示省略）が含まれているため、レベルＶがＶ
₀ より上昇しはじめる時刻ｔ₁が、ブレードＡの移動開
始時刻ｔ₀ よりやや遅い。これは、レベルＶの上昇が、
ブレードＡの移動速度の上昇に合うばかりでなく、でき
るだけ検知信号Ｓのレベル上昇に近いカーブに従うよう
処置したものであるが、こうしたタイマーを内蔵しなく
ともレベルＶの上昇カーブを適切に設定できることは言
うまでもない。

【００２７】このデータの対象であるブレードＡは、最
初に触針１０を置いた端部の付近、すなわち検知信号の
Ｓａ部分に相当する位置に、許容されない大きな凹凸が
あって不良品であると判断されている。Ｓａ部分は、値
の大きさそのものはＳｂ部分などよりもむしろ小さい
が、ブレードＡの移動速度が低く検知信号Ｓの全体的な
レベルがまだ低い段階においてこれだけの大きさをもつ
ことから、本来許容されない凹凸の存在を示すものであ
る。そのＳａ部分を、異常（許容されない）と正確に判
定し得たのは、この検査装置が、ブレードＡの移動速度
の低いうちは上記のように許容レベルＶを下げているた
めにほかならない。もし、従来の検査装置のように検査
開始（ブレードＡの移動）と同時に許容レベルＶをＶ₁
にしていたならば、このＳａ部分の凹凸は異常とは判定
されなかった。

【００２８】なお、ブレードＡの末端（つまり触針１０
が稜線Ａａから外れる箇所）に関しては、載置台３１に
稜線Ａａとの接続部分（図示せず）を形成しておき、同
部分との間に隙間や引っ掛かり（段差）のないようにブ
レードＡを取り付ける──というのもよいが、つぎのよ
うにすると一層このましい。すなわち、触針１０が稜線
Ａａから外れてもすぐにアーム２１を支えて触針１０が
他の物（たとえば載置台３１）に当たるのを防ぐよう、
アーム２１のすぐ下に支持片（図示せず）を配置してお
くのである。そしてその支持片や、それと併設する別の
部材に、昇降機能（つまりアーム２１を上げ下げする機
能）を付加しておくと便利である。さらにまた、光電ス
イッチ（図示せず）などによってブレードＡの末端を検
出させ、それ以降の部分についてはピックアップ手段２
０からの検知信号を受け付けないようにすれば、触針１
０がブレードＡから外れた際の振動によって誤動作が起
きることもなくなる。

【００２９】以上、一つの実施例を紹介したが、これ以
外の態様によっても本考案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、検査されるブレードを動
かすのでなく、ブレードに沿って触針を移動する構成で
もよい。記載した種類のブレードに検査対象（被検査
物）が限定されるわけでなく、また検査の原理は稜線以
外の各種表面部分（粗さの検査）にも適用できる。許容
レベルの可変手段における具体的な電気回路等も、実施
例に示したコンデンサと抵抗によるもの（Ｃ−Ｒ回路）
には限らない。たとえば、駆動モータの回転速度をアナ
ログ出力式のセンサー（タコジェネレータなど）により
電圧に置き換えて許容レベルとするのもよい。さらに移
動機構についても、実施例のベルトに代えてチェーンや
ワイヤまたはロープなどを使用（その場合、伝動継手や
プーリなどのうちにダンパ部材を入れておくとＳ／Ｎ比
が高い）したり、送りねじやラックアンドピニオン（こ
れらの場合はＳ／Ｎ比に関してあまり期待できないが）
にて構成したりすることもできる。

【００３０】

【考案の効果】本考案による稜線等の検査装置は、被検
査物・触針間の移動速度が定常値に達するまでの間にも
判定基準として妥当な許容レベルを有するので、被検査
物のうち最初に（つまり移動開始前に）触針をおいた点
から、稜線等の凹凸を正確に検査できる。したがって、
被検査物の全長にわたる検査を行うのにダミー体を使用
する必要がない。

【００３１】なお請求項２の検査装置は、移動機構につ
いて構造が簡単でメンテナンスも容易であるが、Ｓ／Ｎ
比にすぐれ、検査精度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての検査装置に関する機
能ブロック図である。

【図２】上記検査装置内の一部（特徴的な部分）の回路
図である。

【図３】図３(ａ)は上記検査装置の機械部分を示す平面
図、また図３(ｂ)は、同(ａ)におけるｂ−ｂ矢視図であ
る。

【図４】上記検査装置による検査結果の一例を示すデー
タ（電圧計測結果）である。

【符号の説明】

１０触針２０ピックアップ手段３０移動機構３３シンクロベルト４０許容レベル入力手段５０許容レベル可変手段６０判定手段Ａブレード（被検査物）Ｓ検知信号Ｖ許容レベル

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被検査物の稜線や表面等の凹凸を検査す
るため、対象箇所に接触させる触針と、被検査物または
触針の移動機構、触針の接触圧変動を電気信号にするピ
ックアップ手段、およびその電気信号の絶対値が許容レ
ベルを超えるとき異常とする判定手段とを備える検査装
置であって、上記移動機構による被検査物または触針の移動速度が定
常値に達するまで、その移動速度の変化に合わせて上記
の許容レベルを変化させる手段を有することを特徴とす
る稜線等の検査装置。
【請求項２】上記移動機構のうちに、一対のプーリ間
に巻き掛けられたゴムベルトを備える請求項１に記載の
稜線等の検査装置。