JP2003121377A

JP2003121377A - 欠陥検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2003121377A
Application number: JP2001317699A
Authority: JP
Inventors: Shinsuke Tsuruoka; 真介鶴岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査物の突発的な表面状態の変化によらず
に安定した光量調整を行うことを目的とする。【解決手段】被検査物の表面状態を撮像するＣＣＤラ
インセンサと、前記ＣＣＤラインセンサ出力より欠陥を
判別する画像処理部と、ＣＣＤラインセンサの信号レベ
ルを得ることが可能なＡ／Ｄ変換部と、照明手段および
光量調整部とからなり、ＣＣＤラインセンサ出力の信号
レベルとあらかじめ設定されている目標値との差に所定
の係数を乗算し、その乗算値と前回の検査の時の信号レ
ベル値との和を、最適照明光量の指示値とすることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等に使用されている感光ドラム等の円筒物の検査を行な
う場合の、欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感光ドラムの検査は、人間が目視
で行なうことが多かったが、人による判定のばらつき
や、疲労による検出感度の低下等、問題があった。

【０００３】そこで近年、目視に代わるものとして、画
像処理技術を応用した検査装置の提案がいくつかなされ
ているが、対象とする欠陥のコントラストが低い場合な
ど、被検査対象を照明する光源の安定性がその欠陥検出
能力に大きく影響をおよぼし、満足な検出ができないこ
とが多かった。

【０００４】また、対象とする被検査物の色が変わった
場合など、カメラ等の撮像手段から得られる信号レベル
が変動し、それに合わせて照明光量を調整し直す必要が
あった。

【０００５】こうした問題を解決する為に、特開平８−
３０４２９１号公報の様な欠陥検査装置における照明光
量の調整方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例によると、
感光体ドラムの表面反射光を受光する光センサ素子をＣ
ＣＤカメラと別に取り付け、その光センサ素子の出力を
モニタし光源の光量を制御することで、一定のＣＣＤ出
力を得ることができるとしている。

【０００７】しかしながら、上記従来例では、被検査対
象物の表面反射光量を検知するのに、それ専用の光セン
サ素子を取り付けなければならない。また光センサ素子
の出力レベルとＣＣＤカメラの出力レベルの対応を予め
とっておく必要があり、被検査対象物が変わるたびにそ
の対応関係を調べなければならない煩わしさがあった。

【０００８】さらに光センサ素子は取り付け場所やコス
トの問題から多数設置することができず、たまたま光セ
ンサ素子で受光した部分に欠陥や汚れ等が存在した場合
は、最適な光量調整が行えない等の問題があった。

【０００９】また感光体ドラムの塗工自体に問題があ
り、ドラム全域の輝度が通常よりも高い、あるいは低い
場合など、光センサ素子はその輝度に反応し、正確な光
量調整が行なえず、光量調整の性格上、指示した輝度に
即座に追従せず、あらかじめある一定の助走時間を必要
とし、結果的に検査時間がかかってしまうという問題が
あった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の欠陥検査装置は、以下の様な構成を備え
る。

【００１１】即ち、被検査物の表面状態を撮像するＣＣ
Ｄラインセンサと、前記ＣＣＤラインセンサ出力より欠
陥を判別する画像処理部と、前記ＣＣＤラインセンサ出
力をＡ／Ｄ変換することで、ＣＣＤラインセンサの信号
レベルを得ることが可能なＡ／Ｄ変換部と、被検査物を
照明する照明手段と、前記照明手段の光量を調整する光
量調整部とからなり、前記ＣＣＤラインセンサ出力の信
号レベルとあらかじめ設定されている目標値との差に所
定の係数を乗算し、その乗算値と前回の検査の時の信号
レベル値との和を、最適照明光量の指示値とすることを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の特徴を最もよく
表す図面であり、図１において、１は被検査対象である
感光体ドラム、２は被検査対象１の表面を照射する照明
部、３、４は被検査対象１の表面状態を撮像するＣＣＤ
ラインセンサ、５はＣＣＤラインセンサ３、４からの映
像信号を入力され、得られた画像データから被検査対象
物１の欠陥部を検出する画像処理部、７はＣＣＤライン
センサ３、４からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換
部、６は画像処理部５により検出された欠陥のＯＫ／Ｎ
Ｇを判定したり、画像処理部５の制御を行ったり、Ａ／
Ｄ変換部７より得られた値より最適光量値の判断を行
う、ホストコンピュータ、８はホストコンピュータ６か
らの指示を受けて、照明部２の光量を調整する光量調整
部である。

【００１３】次に図２を用いて本発明の動作を詳細に説
明する。図２は本発明の検査システムの動作の構成を示
すフローチャートである。

【００１４】Ｓ１にて、図示されない上位のコンピュー
タもしくはシーケンサ等から、ホストコンピュータ６に
対して検査開始が指示される。検査開始が指示される
と、Ｓ２にて、ＣＣＤラインセンサ３、４からの信号出
力はＡ／Ｄ変換部７によってＡ／Ｄ変換され、その信号
レベルが読み取られる。ここで、読み取られる信号レベ
ルはラインセンサ３、４の出力信号の先頭から終了まで
のうち、任意の位置と個数について読み取ることが可能
となっており、複数の信号レベルの値を得ることにな
る。

【００１５】複数の信号レベルの読み取りが終了する
と、Ｓ３にてそれぞれ選られた複数の信号レベルの例え
ば、最大値、最小値、平均値、中間値などの値を算出し
ておく。

【００１６】次にＳ４にてその信号レベルの評価方法が
選択される。Ｓ５には、信号レベルの評価方法として、
例えば複数の信号レベルの単純平均値、複数の信号レベ
ルのうちの最大値と最小値を除いた場合の平均値、ある
いは複数の信号レベルの中間値、を用いる場合を例とし
て記述してある。Ｓ６にて選択された評価値が確定され
る。

【００１７】次にＳ８にて、確定した評価値がある一定
の範囲に入っているか否かの判断を行う。ある一定の範
囲に入っていない場合は、Ｓ１３により光量が異常であ
ると判断され、ホストコンピュータ６は、図示されない
上位コンピュータもしくはシーケンサ等に光量が異常で
あることを通知する。Ｓ８にて、ある一定の範囲に入っ
ている場合は、光量は正常であると判断され、Ｓ９にて
次の検査で用いる光量の指示値が算出される。光量が正
常であるので、Ｓ１１にて画像処理部５にＣＣＤライン
センサ３、４の画像が入力され、被検査対象物１の欠陥
検出が行われる。

【００１８】Ｓ１０にて検出された欠陥がＯＫであるか
ＮＧであるかの判断をＳ１１にて行い、Ｓ１２にて、Ｓ
９にて算出された光量指示値を光量調整部８に対して設
定し、次の検査での光量値を確定し、一回の検査のサイ
クルを終了する。

【００１９】次に、図３、および図４を用いて、本発明
の特徴である光量の評価方法について説明する。

【００２０】図３は、Ａ／Ｄ変換部７に入力されるＣＣ
Ｄラインセンサ３、４の信号波形の図であり、図３
（Ａ）は被検査対象１に汚れや欠陥が無い場合を、図３
（Ｂ）は、被検査対象に汚れ等があり、信号波形が変化
している場合の例である。図３（Ａ）および（Ｂ）にお
いて図中Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５はＡ／Ｄ変換さ
れ信号レベルが読み出される複数のポイントを示してい
る。

【００２１】また、図４はＡ／Ｄ変換された複数のポイ
ントＰ１〜Ｐ５の値がいくつになっているかを示した図
である。図４（Ａ）は、図３（Ａ）および（Ｂ）の信号
が得られた場合にそれぞれの複数のポイントの単純平均
を光量レベルの評価値とした場合である。図４（Ａ）に
おいて、図３（Ａ）の信号出力に対する複数のポイント
Ｐ１〜Ｐ５の単純平均は１７４となり、同様に図３
（Ｂ）の信号出力に対する複数のポイントＰ１〜Ｐ５の
単純平均は１６２となる。

【００２２】ここで図３（Ｂ）の信号出力には、被検査
対象１の汚れ、もしくは欠陥部と思われる信号レベルの
低下が見られ、Ａ／Ｄ変換する場合にたまたまその部分
の信号レベルを読み出すと、単純平均値の値に影響をお
よぼしてしまっているのがわかる。複数のポイントの数
が多ければ、これらの信号レベルの低い部分の影響は平
均化されることで小さくなるが、複数のポイントが少な
い時には無視できなくなる。

【００２３】図４（Ｂ）は、図３（Ａ）および（Ｂ）の
信号が得られた場合にそれぞれの複数のポイントのう
ち、最大値と最小値を除いたポイントでの平均値を光量
レベルの評価値とした場合である。図４（Ｂ）におい
て、図３（Ａ）の信号出力に対する複数のポイントＰ１
〜Ｐ５の最大値は１７９、最小値は１６６であり、それ
らを除いたポイントでの平均値は１７４となる。

【００２４】同様に図３（Ｂ）の信号出力に対する複数
のポイントＰ１〜Ｐ５の最大値は１９２、最小値は１０
１であり、それらを除いたポイントでの平均値は１７２
となる。ここで図３（Ｂ）の信号出力には、被検査対象
１の汚れ、もしくは欠陥部と思われる信号レベルの低下
が見られるが、最大値と最小値を除いたポイントでの平
均を求めるので、被検査対象の汚れなどによる影響を最
小限にとどめることが可能である。

【００２５】図４（Ｃ）は、図３（Ａ）および（Ｂ）の
信号が得られた場合にそれぞれの複数のポイントのう
ち、それらのポイントの値の中間値を光量レベルの評価
値とした場合である。図４（Ｃ）において、図３（Ａ）
の信号出力に対する複数のポイントＰ１〜Ｐ５の中間値
は１７６となり、同様に図３（Ｂ）の信号出力に対する
複数のポイントＰ１〜Ｐ５の中間値は１７２となる。こ
の場合でも図３（Ｂ）の信号出力には、被検査対象１の
汚れ、もしくは欠陥部と思われる信号レベルの低下が見
られるが、中間値を求めることで、被検査対象の汚れな
どによる影響を最小限にとどめることが可能であり、被
検査対象物の状態に左右されない光量調整が可能とな
る。

【００２６】次に図５および図６を用いて、本発明の特
徴である光量指示値の算出方法について説明する。

【００２７】図５は光量指示値の算出動作を具体的に示
したフローチャートである。図５、Ｓ２０において、係
数Ｃが読取られる。ここで係数Ｃは、あらかじめホスト
コンピュータ６内に保存されており、任意に編集可能な
構成となっている。

【００２８】次に、Ｓ２１にて現在のワークの輝度を示
す読取り値と目標値との差が求められる。ここで、目標
値は、あらかじめホストコンピュータ６内に保存されて
おり、任意に編集可能な構成となっている。

【００２９】ここで今読み取ったワークが１番最初のワ
ークか否かの判断をＳ２２にて行う。１番最初のワーク
の時は前回のワーク（ひとつ前のワーク）の輝度が確定
していない為、Ｓ２２にて１番最初のワークと判断され
た場合は、Ｓ２３にて、前回の値を、あらかじめ設定さ
れている初期値の値とする。ここで、初期値はあらかじ
めホストコンピュータ６内に保存されており、任意に編
集可能な構成となっている。

【００３０】次にＳ２４にて、先程求めた目標値と読取
り値の差Ａと、係数Ｃとを乗算した値に前回の値を加算
した値Ｄを求める。ここで求めた値ＤをＳ２５にて光量
指示値とし、光量調整部８にその値が指示されることに
なる。

【００３１】次に図６（Ａ）および（Ｂ）を用いて、図
５で示した光量指示値の具体的な効果について説明す
る。図６（Ａ）は、ワークの輝度を測定毎に読取った時
の値を本発明と従来の方式とを比較してプロットしたも
のであり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）にて読取った値を
もとに、算出された光量指示値を本発明と従来の方式と
を比較してプロットしたものである。ここで、各光量指
示値の算出は以下の式で行われる。

【００３２】光量指示値＝前回の値＋（目標値一読取り値）：従来方式光量指示値＝前回の値＋係数＊（目標値一読取り値）：本発明（ただし０．０＜係数＜１．０）図６（Ａ）において、図中、丸印で囲ったところに注目
すると、ラインセンサ３、４からの信号の輝度値の目標
値を１００前後に設定し、その時の輝度値の読取り値も
１００前後で安定して推移していたところ、なんらかの
外乱要因、もしくはワーク全体の色見不良等で、輝度レ
ベルが１２０ぐらいに上がった時を示している。この時
の指示値を、図６（Ｂ）の丸印で囲ったところで確認す
ると、従来までのやり方であれば、目標値と読取り値の
差を、そのまま光量変動量とみなして補正をかけて下げ
ようと働き、結果的に指示値は目標値を下回って８０前
後の指示を出してしまう。

【００３３】これに対して、本発明では、目標値と読取
り値の差に所定の係数をかけてその補正をかけるので、
突然の変動にも強く、指示値も１００前後でおさまって
おり、安定した光量調整が行われていることがわかる。
また、目標値に対して、安定して輝度値が推移している
場合には、係数をかけることで、さらにその誤差は小さ
いものとなり、安定した光量調整が可能なことは明らか
である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検査物の表面状態を撮像するＣＣＤラインセンサと、
前記ＣＣＤラインセンサ出力より欠陥を判別する画像処
理部と、前記ＣＣＤラインセンサ出力をＡ／Ｄ変換する
ことで、ＣＣＤラインセンサの信号レベルを得ることが
可能なＡ／Ｄ変換部と、被検査物を照明する照明手段
と、前記照明手段の光量を調整する光量調整部とからな
り、前記ＣＣＤラインセンサ出力の信号レベルとあらか
じめ設定されている目標値との差に所定の係数を乗算
し、その乗算値と前回の検査の時の信号レベル値との和
を、最適照明光量の指示値とすることで、被検査対象物
の汚れなどによる光量調整不良も回避することができ、
また、被検査対象物の突発的な輝度変化や、外乱要因に
よる突発的な輝度変化にも影響されることなく最適な光
量調整を行うことができるので、より安定した検査を実
現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の欠陥検査装置の第１実施例を示すブ
ロック図

【図２】本発明の検査システムの動作の構成を示すフ
ローチャート

【図３】ＣＣＤラインセンサの出力波形を示す図

【図４】Ａ／Ｄ変換された複数のポイントの値の例を
示した図

【図５】光量指示値の算出動作を具体的に示したフロ
ーチャート

【図６】本発明による光量指示値の算出の具体的な効
果を示した図

【符号の説明】

１被検査対象物２照明部３、４ＣＣＤラインセンサ５、画像処理部６ホストコンピュータ７Ａ／Ｄ変換部８光量調整部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物の表面状態を検査する欠陥検査
装置であって、被検査物の表面状態を撮像するＣＣＤラインセンサと、
前記ＣＣＤラインセンサ出力より欠陥を判別する画像処
理部と、前記ＣＣＤラインセンサ出力をＡ／Ｄ変換する
ことで、ＣＣＤラインセンサの信号レベルを得ることが
可能なＡ／Ｄ変換部と、被検査物を照明する照明手段
と、前記照明手段の光量を調整する光量調整部とからな
り、前記ＣＣＤラインセンサ出力の信号レベルとあらか
じめ設定されている目標値との差に所定の係数を乗算
し、その乗算値と前回の検査の時の信号レベル値との和
を、最適照明光量の指示値とすることを特徴とする欠陥
検査装置。
【請求項２】被検査物の表面状態を検査する欠陥検査
装置であって、被検査物の表面状態を撮像するＣＣＤラインセンサと、
前記ＣＣＤラインセンサ出力より欠陥を判別する画像処
理部と、前記ＣＣＤラインセンサ出力をＡ／Ｄ変換する
ことで、ＣＣＤラインセンサの信号レベルを得ることが
可能なＡ／Ｄ変換部と、被検査物を照明する照明手段
と、前記照明手段の光量を調整する光量調整部とからな
り、前記ＣＣＤラインセンサ出力の信号レベルとあらか
じめ設定されている目標値との差に所定の係数を乗算
し、その乗算値と前回の検査の時の信号レベル値との和
を、最適照明光量の指示値とすることを特徴とする欠陥
検査方法。
【請求項３】請求項１記載の検査対象物は、プリンタ
用の感光ドラムであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】請求項２記載の検査対象物は、プリンタ
用の感光ドラムであることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】請求項１記載の欠陥検査装置により検査
されたことを特徴とするプリンタ用の感光ドラム。