JP2000137004A - 表面検査装置及び表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検査物表面の付着物、キズ、色ムラ並びに緩
やかな凹凸厚みムラ等の欠陥を高速に検査する。 【解決手段】自動製造ラインにおいて、投入ピッチコン
ベア５により搬送される被検査物１をインデックス回転
機構４により円周軌跡に沿って順次回転させながら、表
面乱反射検査ユニット２が表面のキズ、ゴミ付着、感光
体の塗工色ムラの欠陥を検出し、表面正反射検査ユニッ
ト３が緩やかな凹凸厚みムラ欠陥を検出する。検査が完
了すると、排出ピッチコンベア８に移載されて後工程に
搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表面検査装置及び表
面検査方法に関し、例えば複写機等に使用される感光体
ドラム表面の付着物、キズ、色ムラ並びに緩やかな凹凸
等の欠陥を高速に検査できる表面検査装置及び表面検査
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムを使用する複写機等では、
転写の一様性を保証するために感光体ドラム表面の欠陥
検査が必須事項になっている。代表的な欠陥としては、
キズ、ゴミ付着、感光体の塗工色ムラと感光体塗工によ
る緩やかな凹凸厚みムラが挙げられ、従来から検査員に
よる目視検査が行われている。しかしながら、目視によ
る検査では目視検査規格に対して検査員の個人差による
検査品質のバラツキや目視疲労によるバラツキなどの問
題がある。

【０００３】そこで、欠陥検査を自動化するために、キ
ズ、ゴミ付着、感光体の塗工色ムラの欠陥では、被検査
物の長手軸表面にレーザービームを線走査で照射し、そ
の反射光を集光器等で光電変換素子である受光素子に集
め、受光量の変化を電気信号に変換し、電気信号のレベ
ル変化から欠陥を検出する装置や白色光を光学系にて帯
状の照射光として被検査物の長手軸表面に線照射し、そ
の反射光を光学系を介して光電変換素子であるラインセ
ンサに結像し、電気信号のレベル変化から欠陥を検出す
る装置が知られている。

【０００４】また、感光体塗工による緩やかな凹凸厚み
ムラ欠陥では、例えばスリット状の光束を被検査物表面
に照射し、その光束の直線性の変化から表面形状を得る
光切断法を用いて、スリット状の光束を出射する光源と
スリット状の光束を照射した表面の光束の直線性の乱れ
を検出する受光系、例えばエリアセンサカメラを備える
装置が知られている。

【０００５】一方、従来の表面検査装置が自動製造ライ
ンに組み込まれて全自動運転されている場合における表
面検査装置の検査精度確認は、ワークの品質を保証する
一手段となるが、この検査精度確認は、表面検査装置の
前工程の自動組立機を停止し、前工程にある被検査物や
表面検査装置内にある被検査物を全て取り除き、表面検
査装置を検査精度確認用の運転に切り換え、検査精度確
認用ワークを装置に投入して通常と同じ表面検査を行
い、その検査結果から検査精度を確認している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のキズ等の欠陥検
査では、感光体塗工による緩やかな凹凸厚みムラ欠陥に
比べて容易に検出でき、しかも１つの被検査物に要する
検査時間も短縮できる。

【０００７】これに対して、緩やかな凹凸厚みムラ欠陥
の検査では、例えば光切断法等の表面への光像投影によ
る投影像の直線性を検出する検査が行われ、数μｍの緩
やかな凹凸欠陥等の微妙な直線性の変化を検出すること
から受光倍率を大きくする必要があり、下記〜の問
題点がある。即ち、 被検査物の送り及び回転等による表面の位置変動が受
光系の合焦、光束の直線及び傾きを乱す要因となり、形
状変化による直線性の変化を検出するのが困難になる。

【０００８】位置変動を極力少なくするためには光
源、受光系、被検査物表面の相対位置を合わせる必要が
あり、装置が複雑になる。

【０００９】微小な凹凸を検出できるように受光倍率
を大きくすることから検査視野が狭くなり被検査物の表
面全体の検査に要する時間が長くなる。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、被検査物表面の付着物、キズ、色ムラ及び、緩
やかな凹凸厚みムラ等を含む欠陥を高速に検査できる表
面検査装置及び表面検査方法方法を提供することであ
る。

【００１１】他方、表面検査装置の検査精度確認は、確
認動作毎に自動組立機を一旦停止しなければならず、製
造ラインの稼働率及び生産性を低下する要因となる。こ
のため、自動製造ラインに組み込まれた表面検査装置の
検査精度確認が、生産性を低下せずに行なえ、且つワー
クの品質を保証できることが望まれている。

【００１２】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、自動製造ラインに組み込まれた表面検査装置の
検査精度確認を自動運転中に実行できる表面検査装置及
び表面検査方法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の表面検査装置は、被検査
物の第１表面状態を検出する第１検査手段と、被検査物
の第２表面状態を検出する第２検査手段と、被検査物を
前記第１及び第２検査手段に順次移送する移送手段と、
前記第１及び第２検査手段にて得られた各検出信号から
第１及び第２表面状態データを算出する算出手段と、前
記第１及び第２の表面状態データから被検査物の良否判
定を行う判定手段とを具備する。

【００１４】また、本発明の表面検査方法は、被検査物
の第１表面状態を検出する第１検査手段と、被検査物の
第２表面状態を検出する第２検査手段と、被検査物を前
記第１及び第２検査手段に順次移送する移送手段とを有
する表面検査装置を用いた表面検査方法であって、前記
第１及び第２検査手段にて得られた各検出信号から第１
及び第２表面状態データを算出する算出工程と、前記第
１及び第２の表面状態データから被検査物の良否判定を
行う判定工程とを備える。

【００１５】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１は第１の
実施形態の表面検査装置を示し、本発明の特徴を最もよ
く表している。

【００１６】図１に示すように、被検査物１は複写機等
に使用される円筒状の感光体ドラムである。２は被検査
物１の感光体表面を検査する表面乱反射検査ユニット、
３は被検査物１の感光体表面を検査する表面正反射検査
ユニット、４は被検査物１を回転させながら検査領域表
面乱反射検査ユニット２や表面正反射検査ユニット３に
順次搬送するインデックス回転機構、５は被検査物１を
前工程から回転インデックス機構４が配置された検査工
程まで搬送する投入ピッチコンベア、６は投入ピッチコ
ンベア５上の被検査物１をインデックス回転機構４に投
入する投入オートハンド、７は検査の完了した被検査物
１をインデックス回転機構４から排出ピッチコンベア８
に排出する排出オートハンド、８は排出オートハンド７
により排出された被検査物１を後工程に搬送する排出ピ
ッチコンベア、９は被検査物１の検査結果に応じて排出
ピッチコンベア８上を搬送される被検査物１に識別マー
クを印字するマーカ、１０は表面乱反射検査ユニット２
と表面正反射検査ユニット３からの電気的な検出信号を
入力して後述する演算処理により各ユニットでの検査結
果を制御部１１に出力する検査処理部、１１は上述の表
面検査装置の各構成に機械的及び電気的に接続されて装
置全体を統括して制御する制御部である。

【００１７】尚、上記構成において、被検査物１、表面
乱反射検査ユニット２、表面正反射検査ユニット３、イ
ンデックス回転機構４、投入ピッチコンベア５、投入オ
ートハンド６、排出オートハンド７、排出ピッチコンベ
ア８、マーカ９は外光を遮断する不図示の遮光板にてカ
バーされている。

【００１８】インデックス回転機構４には、観覧車のよ
うに回転軸Ｒ１を回転中心とする所定半径の円周軌跡上
に等間隔に複数（例えば、８個）の物品軸支機構が配設
され、回転軸Ｒ１の周りを時計周りに公転する（不図
示）。物品軸支機構は、投入オートハンド６により投入
ピッチコンベア５から投入位置４ａに移送される被検査
物１を軸支する。即ち、物品軸支機構は、被検査物１を
回転軸Ｒ１の周りに公転させる共に、各物品軸支機構の
回転軸Ｒ２の周りに時計周りに自転させる。回転軸Ｒ２
は被検査物１の中心軸１ｃ（図２参照）に一致してい
る。

【００１９】上記表面検査装置が自動製造ラインに組み
込まれて全自動運転されている場合、本検査工程の前工
程において投入ピッチコンベア５の上流端上に１本ずつ
載置された被検査物１は本検査工程に搬送され、下流端
上で投入オートハンド６によりインデックス回転機構４
の投入位置４ａに位置する物品軸支機構に投入される。
投入オートハンド６は、インデックス回転機構４の回転
（公転）と同期して投入位置４ａにある物品軸支機構に
被検査物１が無い場合に投入ピッチコンベア５上の被検
査物１を１本ずつ軸支させていく。インデックス回転機
構４の投入位置４ａで物品軸支機構に軸支された被検査
物１は、所定の検査サイクル時間に従ってインデックス
回転機構４により回転位置４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４
ｆ，４ｇと順次移送され、検査位置４ｂにて表面乱反射
検査ユニット２より感光体表面の検査が行われ、検査位
置４ｄにて表面正反射検査ユニット３により感光体表面
の検査が行われる。

【００２０】尚、インデックス回転機構４の物品軸支機
構の公転と自転は所定の検査サイクル時間に応じて連動
している。また、被検査物１の投入及び排出と検査実行
時はインデックス回転機構４の公転及び自転が一時停止
され、投入及び排出と検査終了後に１ステップ（１／８
回転）だけ公転される。

【００２１】物品軸支機構は、回転位置４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅ，４ｆの間を移送される場合に各検査ユニット
２、３にて被検査物１の全表面を検査できるように被検
査物１を回転軸Ｒ２を中心に一定回転数で自転させる。

【００２２】自動製造ラインが自動運転中ならば、被検
査物１の投入、公転及び自転、排出の各動作が繰り返さ
れ、インデックス回転機構４により被検査物１が順次円
周軌跡上を移送されながら投入順に検査が行われる。

【００２３】被検査物１の排出時において、検査結果が
良品又は小不良品の場合は排出オートハンド７によりイ
ンデックス回転機構４の排出位置４ｇから排出ピッチコ
ンベア８上に被検査物１が移載され、検査結果が大不良
品の場合はインデックス回転機構４の排出位置４ｇから
更に１／８回転した落下位置４ｈに移送され、被検査物
１は物品軸支機構から取り外されて自動製造ラインから
除去される。

【００２４】一方、排出オートハンド７により排出位置
４ｇから排出ピッチコンベア８に移載された良品又は小
不良品の被検査物１は、インデックス回転機構４の公転
と同期して１ピッチ毎に下流端に動作する排出ピッチコ
ンベア８により後工程へと搬送される。

【００２５】排出ピッチコンベア８のマーカ９は、排出
ピッチコンベア８上の小不良品の被検査物１の端部定位
置に小不良品を表わす識別マークを印刷する。このよう
に識別マークを印刷することにより後工程において被検
査物１が良品か不良品かを容易に識別できる。 ＜表面乱反射検査ユニット＞インデックス回転機構４内
の検査位置４ｂにおける表面乱反射検査に用いられる表
面乱反射検査ユニット２について説明する。

【００２６】図２は、表面乱反射検査ユニット２の構成
図である。

【００２７】図２に示すように、２ａは被検査物１の表
面を照射する光源であるハロゲンランプ、２ｂはハロゲ
ンランプ光を被検査物の長手方向全域に照射する長尺光
学ロッド、２ｃは長尺光学ロッド２ｂの先端に取り付け
られた照射用レンズである。

【００２８】上記の如く構成された照射系により、被検
査物１の中心軸１ｃを通る直線に対して２θ＝２０°の
角度で被検査物１の長手方向の全表面に帯状にハロゲン
ランプ光が照射される。

【００２９】２ｄはラインセンサであり、受光素子列が
被検査物１の中心軸１ｃの長手方向と平行に配置されて
いる。２ｅは撮像レンズであり、ラインセンサ２ｄの前
部に取り付けられ被検査物１の長手方向の中心軸１ｃ表
面に合焦されている。

【００３０】上記の如く構成された検出受光系と照射系
との位置関係は、被検査物１の中心軸１ｃを通る表面に
て２θ＝２０°とされ、被検査物表面の乱反射光像を撮
像レンズ２ｅを介してラインセンサ２ｄにより受光す
る。 ＜表面正反射検査ユニット＞インデックス回転機構４内
の検査位置４ｄにおける表面正反射検査に用いられる表
面正反射検査ユニット３について説明する。

【００３１】図３は、表面正反射検査ユニット３の構成
図である。

【００３２】図３に示すように、３ａはレーザを光源と
し、そのレーザ光を光学レンズにより拡大し、且つ平行
な光束にして出射する照射光学系である。３ｂは照射光
学系３ａから出射される平行光束で、被検査物１の長手
方向の表面を中心軸１ｃに対して角度３θ＝９°にて照
射している。３ｂ’は被検査物１の表面での正反射光で
あり、３ｃは正反射光を受光するラインセンサである。
ラインセンサ３ｃの受光素子列は、被検査物１の長手方
向の表面からの正反射光を受光する方向、つまり中心軸
１ｃの長手方向と同方向に配置され、被検査物１の表面
からの正反射光を受光している。 ＜正反射検査＞図４は、被検査物表面の正反射状態を示
す図である。

【００３３】図４に示すように、被検査物１の長手方向
の断面において、１ａは被検査物である感光体ドラムの
感光層で導電性パイプ材１ｂの表面に有機物が均一に数
層コーティングされて表面が鏡面状態に形成されてい
る。１ｃは感光体ドラムの長手方向の中心軸である。

【００３４】感光層１ａの表面に緩やかな凹凸形状変化
がない平滑表面１ａ１，１ａ３では、平滑表面と中心軸
１ｃの平行が保たれることから法線に対する表面反射光
の反射角θ’は入射角θと同角度で反射され反射光像３
ｂ’１、３ｂ’３を形成する。

【００３５】一方、感光層１ａの表面に緩やかな凸形状
がある凸表面１ａ２では、凸表面とドラム中心軸１ｃと
が平行でなくなり、中心軸１ｃに対して傾きθｘｎ°を
生じることから、凸表面の各照射位置での法線に対する
入射角θｎはθ−θｘｎとなり、表面形状変化の無い場
合の表面への入射角θと異なる入射角で光束が照射され
る。

【００３６】凸表面１ａ２に対して入射角θｎで照射さ
れた場合の凸表面での反射光３ｂ’２ｂの反射角θｎ’
は、入射角θｎと同角度で反射され、他の凸表面１ａ２
に入射した反射光も同様に反射光３ｂ’２ａ，３ｂ’２
ｃ〜２ｅとして反射する。

【００３７】このように照射系から出射された平行光束
３ｂで照射される照射範囲１ａ１，１ａ２，１ａ３の入
射角θに対する反射角θ’の反射光に対して、ある位置
で反射光と直角を成す直線３ｃａでの反射光強度分布
は、３ｄのように示され、凸表面による光強度の変化が
変化部３ｂ’２として現れ、表面形状が平滑な場合と凹
凸がある場合とで反射光強度の差が発生する。

【００３８】そして、正反射光を受光するラインセンサ
３ｃを受光位置３ｃａに配置することで反射光強度を電
気信号に変換し、反射光強度の差を信号レベルの変化と
して検出することができる。 ＜表面検査処理方法＞図５は、本実施形態の表面検査処
理フローである。

【００３９】被検査物１が検査位置４ｂ、４ｄにインデ
ックスされると、制御部１１から検査処理部１０を介し
て表面乱反射検査ユニット２と表面正反射検査ユニット
３に検査開始指令が出力され、検査処理部１０に記憶さ
れた図５の検査処理プログラムに従って検査動作を実行
する。

【００４０】検査処理部１０では、表面乱反射検査ユニ
ット２による乱反射検出信号Ａに対して平均化検査と比
較検査の２種類の検査処理を行ない、同様に表面正反射
検査ユニット３による正反射検出信号に対して２種類の
検査処理を行なう。

【００４１】平均化検査は、被検査物毎の乱反射検出信
号Ａから当該被検査物の１ラインの平均データＡａを算
出し、１ライン毎に実検出データから平均データＡを減
算し、この減算結果に対してフィルタを用いて特徴抽出
を行い、この特徴抽出されたラインデータＡａ０〜Ａａ
ｎに対して２値化処理を行なって２値化データの面積と
個数を算出する。

【００４２】比較検査は、予め良品データＢを記憶して
おき、１ライン毎に実検出データから良品データＢを減
算し、この減算結果に対してフィルタを用いて特徴抽出
を行い、この特徴抽出されたラインデータＣ０〜Ｃｎに
対して２値化処理を行なって２値化データの面積と個数
を算出する。

【００４３】そして、これら２種類の検査処理で得られ
た２値化データの面積及び個数と規格しきい値とを比較
して表面乱反射検査での良否判定を行う。

【００４４】同様に、表面正反射検査ユニット３の乱反
射検出信号に対して平均化検査と比較検査を行い、表面
正反射検査での良否判定を行う。

【００４５】最後に、前記２つの良否結果を制御部１１
で総合して１つの被検査物に対する良否判定を最終結果
として出力する。 （平均化処理）次に、表面乱反射検査における平均化処
理の具体例を説明する。

【００４６】図５に示すように、ステップＳ１では、表
面乱反射検査ユニット２から被検査物表面の乱反射を受
光して検出処理部１０に乱反射検出信号として全面検出
画像取込データＡ（Ａ０−ｙ〜Ａｎ）が入力される。

【００４７】ここで、図６（ａ）に示すＡ０〜Ａｍの縦
方向の間隔が被検査物表面の一周長に相当し、ＸＡ０〜
ＸＡｎの横方向の間隔は被検査物表面の長手方向に相当
し、Ａ０−ｙ，Ａ０，Ａｍ，Ａｎは夫々の周位置を示
し、その長手方向の１ラインデータが格納される。

【００４８】Ａ０−ｙ〜Ａ０の間隔は検査開始指令を受
けて被検査物毎に１ラインデータの平均を算出するため
の平均ラインデータＡａの読み取り期間のデータに相当
し、Ａｍ〜Ａｎの間隔は被検査表面の検査抜け防止のダ
ブリ検査期間のデータに相当する。

【００４９】ステップＳ１で全面検出画像取込データＡ
（Ａ０−ｙ〜Ａｎ）が入力されると、ステップＳ２では
画像取込みラインＡ０−ｙ〜Ａ０間のラインデータを用
いてその被検査物の１ラインの平均データＡａを算出す
る。

【００５０】ステップＳ３では、平均データＡａの算出
後、取込ラインデータＡ０〜Ａｎまで１ライン毎に平均
データＡａを減算し、減算結果データＡａ０〜Ａａｎを
算出する。

【００５１】ステップＳ４では、減算結果データＡａ０
〜Ａａｎを用いて特徴抽出を少なくとも一つのフィルタ
で行い、ステップＳ５では特徴抽出後のラインデータに
対して検査処理部１０に予め記憶させた複数の規格しき
い値１により２値化を行い、ステップＳ６では２値化後
のデータに対して２値化ｈｉｇｈレベル部分の個数及び
その面積値を算出する。

【００５２】ステップＳ７では、算出した各２値化ｈｉ
ｇｈレベル部分の各面積を検査処理部１０に予め記憶さ
せたＳ１＜Ｍ１＜Ｌ１の規格面積比と比較して規格面積
区分に区分けする。

【００５３】ステップＳ８では、規格面積区分（Ｓ１，
Ｍ１，Ｌ１）に区分けした２値化ｈｉｇｈレベル部分の
規格面積区分毎の個数（Ｓ１ａ，Ｍ１ａ，Ｌ１ａ）を算
出する。

【００５４】ステップＳ９では、算出した規格面積区分
毎の個数（Ｓ１ａ，Ｍ１ａ，Ｌ１ａ）を予め記憶させた
規格面積区分毎の小不良規格個数値（Ｓ１ｂ，Ｍ１ｂ，
Ｌ１ｂ）及び大不良規格個数値（Ｓ１ｃ，Ｍ１ｃ，Ｌ１
ｃ）と大小比較して規格面積区分（Ｓ１，Ｍ１，Ｌ１）
毎に良品（Ｓ１ｏｋ、Ｍ１ｏｋ、Ｌ１ｏｋ）、小不良品
（Ｓ１ｎｇ1、Ｍ１ｎｇ１、Ｌ１ｎｇ１）、大不良品
（Ｓ１ｎｇ２、Ｍ１ｎｇ２、Ｌ１ｎｇ２）に振り分け
る。

【００５５】即ち、Ｓ１ａ＜Ｓ１ｂ＜Ｓ１ｃの時はＳ１
ｏｋ、Ｓ１ｂ＜Ｓ１ａ＜Ｓ１ｃの時はＳ１ｎｇ１、Ｓ１
ｂ＜Ｓ１ｃ＜Ｓ１ａの時はＳ１ｎｇ２と設定し、面積区
Ｍ１、Ｌ１も同様に求める。 （比較処理）次に、表面乱反射検査における比較処理の
具体例を説明する。

【００５６】図５に示すように、ステップＴ２では、被
検査物表面のＡ０−ｙ〜Ａｎ間の取込みデータから予め
検査処理部１０に記憶させた図６（ｂ）に示す良品物表
面の前面検出画像データＢ（Ｂ０−ｙ〜Ｂｎ）を減算
し、図６（ｃ）に示す減算結果データＣ０−ｙ〜Ｃｎを
算出する。

【００５７】ステップＴ３では減算結果データＣ０−ｙ
〜Ｃｎの内から最低Ｃ０〜Ｃｎデータを用いて特徴抽出
を少なくとも１つのフィルタで行い、ステップＴ４では
特徴抽出後のデータに対して検査処理部１０に予め記憶
させた複数の規格しきい値２により２値化を行い、ステ
ップＴ５では２値化後のデータに対して２値化ｈｉｇｈ
レベル部分の個数及びその面積値を算出する。

【００５８】ステップＴ６では、算出した各２値化ｈｉ
ｇｈレベル部分の各面積を検査処理部に事前に記憶した
Ｓ２＜Ｍ２＜Ｌ２の規格面積比と比較し規格面積区分に
区分けする。

【００５９】ステップＴ７では、規格面積区分（Ｓ２，
Ｍ２，Ｌ２）に区分けした検出信号の２値化ｈｉｇｈレ
ベル部分の規格面積区分毎の個数（Ｓ２ａ，Ｍ２ａ，Ｌ
２ａ）を算出する。

【００６０】ステップＴ８では、算出した規格面積区分
毎の個数（Ｓ２ａ，Ｍ２ａ，Ｌ２ａ）を予め検出処理部
１０に記憶させた規格面積区分毎の小不良規格個数値
（Ｓ２ｂ，Ｍ２ｂ，Ｌ２ｂ）及び大不良規格個数値（Ｓ
２ｃ，Ｍ２ｃ，Ｌ２ｃ）と大小比較して規格面積区分
（Ｓ２，Ｍ２，Ｌ２）毎に良品（Ｓ２ｏｋ、Ｍ２ｏｋ、
Ｌ２ｏｋ）、小不良品（Ｓ２ｎｇ1、Ｍ２ｎｇ１、Ｌ２
ｎｇ１）、大不良品（Ｓ２ｎｇ２、Ｍ２ｎｇ２、Ｌ２ｎ
ｇ２）に振り分ける。

【００６１】即ち、Ｓ２ａ＜Ｓ２ｂ＜Ｓ２ｃの時はＳ２
ｏｋ、Ｓ２ｂ＜Ｓ２ａ＜Ｓ２ｃの時はＳ２ｎｇ１、Ｓ２
ｂ＜Ｓ２ｃ＜Ｓ２ａの時はＳ２ｎｇ２と設定し、面積区
Ｍ２、Ｌ２も同様に求める。 （表面乱反射検査での判定結果）ステップＳ１０では、
上記Ｓ１〜Ｓ９の処理により算出された規格面積区分毎
の個数比較にて良品（Ｓ１ｏｋ、Ｍ１ｏｋ、Ｌ１ｏ
ｋ）、小不良品（Ｓ１ｎｇ1、Ｍ１ｎｇ１、Ｌ１ｎｇ
１）、大不良品（Ｓ１ｎｇ２、Ｍ１ｎｇ２、Ｌ１ｎｇ
２）に区分けられた結果から被検査物に対する一方の検
査の判定結果として各区分個数比較結果が全てｏｋの時
は良品とし、ｎｇ２がなく一区分でもｎｇ１がある時は
小不良品、一区分でもｎｇ２がある時は大不良品とする
判定を制御部１１に出力する。

【００６２】同様に、上記Ｓ１及びＴ２〜Ｔ８の処理に
より算出された規格面積区分毎の個数比較にて良品（Ｓ
２ｏｋ、Ｍ２ｏｋ、Ｌ２ｏｋ）、小不良品（Ｓ２ｎｇ
1、Ｍ２ｎｇ１、Ｌ２ｎｇ１）、大不良品（Ｓ２ｎｇ
２、Ｍ２ｎｇ２、Ｌ２ｎｇ２）に区分けられた結果から
被検査物に対する他方の検査の判定結果として各区分個
数比較結果が全てｏｋの時は良品とし、ｎｇ２がなく一
区分でもｎｇ１がある時は小不良品、一区分でもｎｇ２
がある時は大不良品とする判定を制御部１１に出力す
る。

【００６３】最後に、２つの判定結果を制御部１１で総
合して１つの被検査物に対する良否判定を最終結果とし
て出力する。即ち、制御部１１に入力された被検査物に
対する２検査の判定結果から各検査判定が全て良品（ｏ
ｋ）の時は良品とし、大不良品（ｎｇ2）がなく１検査
でも小不良品（ｎｇ１）がある時は小不良品、１検査で
も大不良品（ｎｇ２）がある時は大不良品とする判定が
制御部１１より出力され、良品若しくは小不良品と判定
された被検査物はインデックス回転機構４の排出位置４
ｇから排出オートハンド７により排出ピッチコンベア８
に移載されて後工程に移送され、小不良品と判定された
被検査物に対してはマーカ位置に移送された時に制御部
１１からのマーキング指令によりマーカ９で小不良品の
表面定位置に識別マークを印刷する。また、大不良品と
判定された被検査物は制御部１１からの排除指令により
インデックス回転機構４の排出位置４ｇから更に落下位
置４ｈに移送され、大不良品の被検査物をインデックス
回転機構４から取り外される。

【００６４】尚、検査処理フローの２つの処理Ｓ２→Ｓ
９とＴ２→Ｔ８は制御部１１からの指令で各処理毎に行
うか否かの選択が可能である。

【００６５】また、２値化処理時の規格しきい値１、２
が複数の場合は、各規格しきい値毎に規格面積値区分と
その小不良規格個数値及び大不良規格個数値を予め記憶
させ、これらの区分判定を総合して同様な判定比較を実
行して被検査物毎の判定を行う。

【００６６】また、特徴抽出に使用するフィルタを複数
構成にすると、各特徴抽出フィルタ毎に同様の規格値を
予め記憶させ、総合して同様な判定比較を実行して被検
査物毎の判定を行う。

【００６７】同様に、表面正反射検査ユニット３の乱反
射検出信号に対して平均化検査と比較検査を行い、表面
正反射検査での良否判定を行う。

【００６８】以上のように、第１の実施形態によれば、
被検査物１の表面の付着物、キズ、色ムラ並びに緩やか
な凹凸厚みムラ等の欠陥を高速に検査できる。

【００６９】また、被検査物毎にその表面の平均データ
を算出し、その平均データを全表面の取込みデータから
減算することで、被検査物間の反射率変動による欠陥検
出の影響が少なくなり付着物、キズ、色ムラ並びに緩や
かな凹凸形状欠陥を確実に検出できる。

【００７０】また、平均化検査では、図６（ａ）に示す
ように、被検査物の短手方向に沿って一周の帯状欠陥Ｐ
１が存在した場合、平均化検査では被検査物毎の取込み
データを帯状欠陥Ｐ１を含めて平均してしまうために欠
陥部分の偏差が現れにくいが、比較検査において被検査
物の取込みデータと良品データとを比較することによ
り、このような帯状欠陥Ｐ１も図６（ｃ）に示すよう比
較データとして現れ、確実に検出できる。 ［第２の実施形態］図７は第２の実施形態の表面検査装
置を示し、本発明の特徴を最もよく表している。

【００７１】図７に示すように、第２の実施形態の表面
検査装置は、第１の実施形態の構成に加えて、投入ピッ
チコンベア５上に検査精度確認用ワークＷを割り込み投
入させる投入機構１２と、排出ピッチコンベア８上の検
査精度確認用ワークを抜き取る取出機構１３とを配設し
たものである。投入機構１２は投入ピッチコンベア５の
搬送路の途中に設けられ、検査精度確認用ワークＷを載
置する投入ワーク台１２ａと投入ワーク台１２ａを昇降
させる昇降機構１２ｂとを備える。また、取出機構１３
は排出ピッチコンベア８の搬送路の途中に設けられ、検
査精度確認用ワークＷを載置するワーク台１３ａとワー
ク台１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備える。

【００７２】その他の構成については、第１の実施形態
と同一部材には同一の番号を付して説明を省略する。

【００７３】このような構成により、表面検査装置を自
動製造ラインに組み込んだ場合でも、その検査精度確認
が生産性を低下せずに行なえ、且つ製品の品質を保証で
きる。 ＜検査精度確認動作＞全自動運転中に検査精度確認動作
を行う場合、通常上昇位置にある投入投入ワーク台１２
ａに検査精度確認用ワークＷを載置させ、オペレータが
制御部１１内の検査精度確認スイッチにより確認開始を
指令することにより、投入ワーク台１２ａが下降されて
検査精度確認用ワークＷが投入ピッチコンベア５上に割
り込み投入される。その後、第１の実施形態と同様に検
査精度確認用ワークＷの表面検査処理が実行される。

【００７４】図８は、検査精度確認用ワークＷの表面部
分を示す図である。

【００７５】図８に示すように、検査精度確認用ワーク
Ｗは、感光体ドラムの表面に１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄを
１グループとする擬似欠陥部が数ヵ所設けられている。

【００７６】擬似欠陥部１Ａは一定面積の白色丸点、１
Ｂは一定面積の黒色丸点、１Ｃは一定凸量及び一定面積
の無色（透明）凸点、１Ｄは一定凹量及び一定面積の無
色（透明）凹点として形成されている。

【００７７】擬似欠陥部１Ａ、１Ｂは検査位置４ｂでの
表面乱反射検査の精度確認に用いられ、１Ｃ、１Ｄは検
査位置４ｄでの表面正反射検査の精度確認に用いられ
る。

【００７８】オペレータが制御部１１内の検査精度確認
スイッチにより確認開始を指令すると、投入ワーク台１
２ａの真下の投入ピッチコンベア５上に被検査物１があ
るか否かを判定する。

【００７９】被検査物１がない場合、投入ピッチコンベ
ア５のピッチ送り動作を一時停止させ、検査精度確認用
ワークＷが載置された投入ワーク台１２ａを下降させ、
検査精度確認用ワークＷを投入ピッチコンベア５上に移
載させる。その後、投入ワーク台１２ａは昇降機構１２
ｂにより上昇位置に戻される。

【００８０】検査精度確認用ワークＷが投入ピッチコン
ベア５上に移載されると、一時停止されていたピッチ送
り動作を再開させ、投入ピッチコンベア５の下流端上に
おいて投入オートハンド６によりインデックス回転機構
４の投入位置４ａにある物品軸支機構に移載される。

【００８１】ここで、インデックス回転機構４の投入位
置４ａから投入されるものが被検査物１なのか検査精度
確認用ワークＷなのかの識別は、投入ワーク台１２ａに
よる検査精度確認用ワークＷの割込位置から投入ピッチ
コンベア５の下流端までのピッチ送り動作回数を予め制
御部１１内に記憶させ、検査精度確認用ワークＷの割り
込み投入後からの投入ピッチコンベア５によるピッチ送
り動作回数を計数し、この計数値が予め記憶された回数
と同回数でインデックス回転機構４に投入されるものが
検査精度確認用ワークＷと認識され、他は被検査物と認
識される。

【００８２】検査精度確認用ワークＷがインデックス回
転機構４に投入されると、第１の実施形態と同様に、イ
ンデックス回転機構４内を検査精度確認用ワークＷが順
次移送され、検査位置４ｂ、４ｄにて検査精度確認用ワ
ークＷの表面の乱反射及び正反射光を受光して検査が行
われる。そして、排出位置４ｇに検査精度確認用ワーク
Ｗが移送されるまでに、通常の検査と同様の手順で乱反
射検査と正反射検査の両検査結果を総合した最終結果が
検査処理部１０から制御部１１に出力される。

【００８３】この時、検査精度確認用ワークＷの最終結
果はプリント出力されると同時に、予め制御部１１に記
憶させた検査精度保証規格値と、擬似欠陥部１Ａ、１
Ｂ、１Ｃ、１Ｄの各検出信号から面積区分毎の欠陥個数
が比較され、検査精度保証規格値内の場合は、通常の全
自動運転を継続させ、検査精度保証規格値から外れたも
のが一つでもある場合には、検査確認終了後に検査精度
が悪いことを報知する警報を制御部１１から出力し、全
自動運転を一時停止し、該当する検出系の校正調整を実
施しててから再度検査精度確認動作を行う。

【００８４】尚、検査精度確認用ワークＷの最終結果と
して大不良品の結果が出ても、インデックス回転機構４
の排出位置４ｇから排出オートハンド７により検査精度
確認用ワークＷを排出ピッチコンベア８に移送させる。
また、小不良品の結果であっても排出ピッチコンベア８
上のマーカ９よるマーキングを印刷しないように制御さ
れる。

【００８５】インデックス回転機構４での検査精度確認
用ワークＷの識別は、インデックス回転機構４内での投
入位置４ａから排出位置４ｇまでのステップ回数を予め
制御部１１内に記憶させ、投入位置４ａからのステップ
回数を計数し、この計数値が予め記憶された回数と同回
数でインデックス回転機構４の排出位置４ｇに移送され
たものが検査精度確認用ワークＷと認識でき、排出オー
トハンド７により検査精度確認用ワークＷが排出ピッチ
コンベア８上に移載されたことが認識できる。

【００８６】排出オートハンド７により排出ピッチコン
ベア８上に移載された検査精度確認用ワークＷは、排出
ピッチコンベア８の搬送路の途中にある取出機構１３ま
で移送されると、そこで排出ピッチコンベア８のピッチ
送り動作を一時停止させ、通常排出ピッチコンベア８の
搬送台の下方にある取出ワーク台１３ａを昇降機構１３
ｂにより上昇させて、検査精度確認用ワークＷを取出ワ
ーク台１３ａに載置させることにより排出ピッチコンベ
ア８から抜き取られ、この状態で取出ワーク台１３ａを
上昇位置にて待機させる。

【００８７】その後、検査精度確認用ワークＷの最終結
果が検査精度保証規格値内にある場合は通常の全自動運
転を継続し、一時停止中の排出ピッチコンベア８のピッ
チ送り動作が再開される。また、上昇位置で待機してい
る取出ワーク台１３ａから検査精度確認用ワークＷを取
り除くことにより、昇降機構１３ｂが取出ワーク台１３
ａを下降させて初期位置に戻す。

【００８８】尚、検査精度確認用ワークＷが取出ワーク
台１３ａから取り除かれたか否かは、排出ピッチコンベ
ア８の左端（検査精度確認用ワークＷの移載位置）から
取出機構１３による抜取位置までのピッチ送り動作回数
を予め制御部１１内に記憶させ、検査精度確認用ワーク
Ｗが排出オートハンド７により排出ピッチコンベア８に
移載されてからのピッチ送り動作回数を計数し、この計
数値が予め記憶された回数と同回数となったことで認識
でき、これにより排出ピッチコンベア８のピッチ送り動
作が一時停止され、ワーク台１３ａが上昇して検査精度
確認用ワークＷを排出ピッチコンベア８から抜き取って
上昇位置にて待機されていることが認識できる。

【００８９】以上のように、第２の実施形態によれば、
自動製造ラインに表面検査装置を組み込み、自動運転中
の状態でもラインを停止させずに検査精度確認を行な
え、製品の品質保証精度が向上し、製造ラインの稼働率
や生産性の低下を抑えることができる。

【他の実施形態】本発明の目的は、前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、その
システムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵや
ＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読
出し実行することによっても、達成されることは言うま
でもない。

【００９０】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００９１】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００９２】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００９３】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００９４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被検査
物の表面の付着物、キズ、色ムラ並びに緩やかな凹凸厚
みムラ等を含む欠陥を高速に検査できる。

【００９５】また、自動製造ラインに組み込まれた表面
検査装置の検査精度確認を自動運転中に実行でき、製品
の品質保証精度が向上し、製造ラインの稼働率や生産性
の低下を抑えることができる。

【００９６】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の表面検査装置を示す模式図で
ある。

【図２】表面乱反射検査ユニット２の構成図である。

【図３】表面正反射検査ユニット３の構成図である。

【図４】被検査物表面の正反射状態を示す図である。

【図５】本実施形態の表面検査処理を示すフローチャー
トである。

【図６】表面乱反射検査ユニット２及び表面正反射検査
ユニット３による検出信号から生成される被検査物の表
面データを説明する図である。

【図７】第２の実施形態の表面検査装置を示す模式図で
ある。

【図８】検査精度確認用ワークＷに形成された擬似欠陥
部分を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 表面乱反射検査ユニット ３ 表面正反射検査ユニット ４ インデックス回転機構 ５ 投入ピッチコンベア ６ 投入オートハンド ７ 排出オートハンド ８ 排出ピッチコンベア ９ マーカ １０ 検査処理部 １１ 制御部 １２ 投入機構 １３ 取出機構 Ｗ 検査精度確認用ワーク

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB01 AB07 BA01 BB01 CA03 CA07 CB01 CB05 DA01 DA08 DA15 EA08 EA11 EA12 EA14 EB01 EC01 EC03 2H034 FA07 2H068 EA11 EA16 EA41 5B057 AA01 BA15 BA19 DA03

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物の第１表面状態を検出する第１
   検査手段と、 被検査物の第２表面状態を検出する第２検査手段と、 被検査物を前記第１及び第２検査手段に順次移送する移
   送手段と、 前記第１及び第２検査手段にて得られた各検出信号から
   第１及び第２表面状態データを算出する算出手段と、 前記第１及び第２の表面状態データから被検査物の良否
   判定を行う判定手段とを具備することを特徴とする表面
   検査装置。
2. 【請求項２】 前工程から搬送される被検査物を前記移
   送手段に投入する投入手段と、前記第１及び第２検査手
   段により検査が終了した被検査物を前記移送手段から排
   出する排出手段と、被検査物を前工程から前記投入手段
   に搬送する投入コンベアと、前記排出手段から後工程に
   搬送する排出コンベアとを更に備えることを特徴とする
   請求項１に記載の表面検査装置。
3. 【請求項３】 前記移送手段は、前記投入手段により投
   入される被検査物を順次円周軌跡に沿って回転させ、且
   つ各被検査物を自転させることを特徴とする請求項２に
   記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 前記第１検査手段は、被検査物の長手方
   向の表面に所定角度で帯状光束を照射する第１照射手段
   と、前記表面からの乱反射光を受光し、該受光した乱反
   射光を光電変換して所定周期毎に第１表面状態データを
   生成する第１受光手段とを有することを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれか１項に記載の表面検査装置。
5. 【請求項５】 前記第２検査手段は、被検査物の中心軸
   に対して鋭角に長手方向から平行光束を照射する第２照
   射手段と、前記表面からの正反射光を受光し、該受光し
   た正反射光を光電変換して所定周期毎に第２表面状態デ
   ータを生成する第２受光手段とを有することを特徴とす
   る請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表面検査装
   置。
6. 【請求項６】 前記算出手段は、前記所定周期毎の第１
   表面状態データから１周期の平均データを算出し、該所
   定周期毎の第１表面状態データから平均データを減算
   し、この減算結果データを２値化して得られる２値化デ
   ータから第１判定データを算出する平均化処理と、 前記所定周期毎の第１表面状態データから良品データを
   減算し、この減算結果データを２値化して得られる２値
   化データから第２判定データを算出する比較処理と、 前記第１及び第２判定データに基づいて被検査物の良否
   判定処理とを実行することを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか１項に記載の表面検査装置。
7. 【請求項７】 前記算出手段は、前記所定周期毎の第２
   表面状態データから１周期の平均データを算出し、該所
   定周期毎の第２表面状態データから平均データを減算
   し、この減算結果データを２値化して得られる２値化デ
   ータから第３判定データを算出する平均化処理と、 前記所定周期毎の第２表面状態データから良品データを
   減算し、この減算結果データを２値化して得られる２値
   化データから第４判定データを算出する比較処理と、 前記第３及び第４判定データに基づいて被検査物の良否
   判定処理とを実行することを特徴とする請求項１乃至６
   のいずれか１項に記載の表面検査装置。
8. 【請求項８】 前工程から搬送される被検査物の中に特
   定の被検査物を割り込み投入させる割込投入手段と、 前記排出手段により排出された被検査物の中から前記特
   定の被検査物を取り出す取出手段とを更に備えることを
   特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面
   検査装置。
9. 【請求項９】 前記割込投入手段は前記特定の被検査物
   を前記投入コンベア上に投入し、前記取出手段は前記特
   定の被検査物を前記排出コンベアから取り出すことを特
   徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
10. 【請求項１０】 前記特定の被検査物の表面には、所定
    面積の白色丸点と黒色丸点、所定凸量及び面積の無色透
    明凸点、所定凹量及び面積の無色透明凹点とを１群とす
    る擬似欠陥部分が少なくとも１群形成されており、 前記判定手段は、前記特定の被検査物に関する第１及び
    第２表面状態データから前記第１及び第２検査手段によ
    る検査精度の確認判定を行うことを特徴とする請求項８
    又は９に記載の表面検査装置。
11. 【請求項１１】 前記判定手段は、前記特定の被検査物
    に関する第１及び第２表面状態データから得られる検査
    精度データが所定しきい値以下であるか否か判定するこ
    とを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載
    の表面検査装置。
12. 【請求項１２】 前記表面検査装置は自動製造ラインに
    組み込まれて自動運転されることを特徴とする請求項１
    乃至１１のいずれか１項に記載の表面検査装置。
13. 【請求項１３】 前記被検査物は感光体ドラムであるこ
    とを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載
    の表面検査装置。
14. 【請求項１４】 被検査物の第１表面状態を検出する第
    １検査手段と、被検査物の第２表面状態を検出する第２
    検査手段と、被検査物を前記第１及び第２検査手段に順
    次移送する移送手段とを有する表面検査装置を用いた表
    面検査方法であって、 前記第１及び第２検査手段にて得られた各検出信号から
    第１及び第２表面状態データを算出する算出工程と、 前記第１及び第２の表面状態データから被検査物の良否
    判定を行う判定工程とを備えることを特徴とする表面検
    査方法。
15. 【請求項１５】 前記算出工程では、前記所定周期毎の
    第１表面状態データから１周期の平均データを算出し、
    該所定周期毎の第１表面状態データから平均データを減
    算し、この減算結果データを２値化して得られる２値化
    データから第１判定データを算出する平均化処理と、 前記所定周期毎の第１表面状態データから良品データを
    減算し、この減算結果データを２値化して得られる２値
    化データから第２判定データを算出する比較処理と、 前記第１及び第２判定データに基づいて被検査物の良否
    判定処理とを実行する特徴とする請求項１４に記載の表
    面検査方法。
16. 【請求項１６】 前記算出工程では、前記所定周期毎の
    第２表面状態データから１周期の平均データを算出し、
    該所定周期毎の第２表面状態データから平均データを減
    算し、この減算結果データを２値化して得られる２値化
    データから第３判定データを算出する平均化処理と、 前記所定周期毎の第２表面状態データから良品データを
    減算し、この減算結果データを２値化して得られる２値
    化データから第４判定データを算出する比較処理と、 前記第３及び第４判定データに基づいて被検査物の良否
    判定処理とを実行することを特徴とする請求項１４又は
    １５に記載の表面検査方法。
17. 【請求項１７】 前工程から搬送される被検査物の中に
    特定の被検査物を割り込み投入させる割込投入手段と、 前記排出手段により排出された被検査物の中から前記特
    定の被検査物を取り出す取出手段とを更に備えることを
    特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の
    表面検査方法。
18. 【請求項１８】 前記特定の被検査物の表面には、所定
    面積の白色丸点と黒色丸点、所定凸量及び面積の無色透
    明凸点、所定凹量及び面積の無色透明凹点とを１群とす
    る擬似欠陥部分が少なくとも１群形成されており、 前記判定工程では、前記特定の被検査物に関する第１及
    び第２表面状態データから前記第１及び第２検査手段に
    よる検査精度の確認判定を行うことを特徴とする請求項
    １７に記載の表面検査方法。
19. 【請求項１９】 前記判定工程では、前記特定の被検査
    物に関する第１及び第２表面状態データから得られる検
    査精度データが所定しきい値以下であるか否か判定する
    ことを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれか１項に
    記載の表面検査方法。
20. 【請求項２０】 前記被検査物は感光体ドラムであるこ
    とを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれか１項に記
    載の表面検査方法。