JP2010025705A - Surface flaw inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の電子写真方式の事務機器に用いられるベルト状部品の表面検査装置に関する。本発明は上記以外にも、シート状、ウェブ状部品の検査装置にも応用可能である。 The present invention relates to a surface inspection apparatus for belt-like parts used in electrophotographic office equipment such as a copying machine and a laser printer. In addition to the above, the present invention can also be applied to inspection devices for sheet-like and web-like parts.
複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の事務機器に用いられる感光体ドラム、定着ローラ、帯電ローラ、及び現像ローラ等のローラ部品や、転写ベルト等のベルト状部品は、印字画像品質を左右する重要な部品である。従来、このような部品の検査は、人による目視検査が行われてきた。しかし、目視検査では、人件費の増大、検査品質のバラつき等の問題があり、ラインセンサと画像処理装置を用いた表面欠陥検査装置により検査が自動化されている。
このようなベルト状部品の表面を検査する表面欠陥検査装置の従来例として、特許文献1に記載の装置があげられる。特許文献1の図2には、被検査体である感光体ベルトを二本の円筒部材で張架し、一方の円筒部材上の感光体ベルト周面に線形のランプで光を照射し、感光体ベルトで反射された反射光をラインセンサで受光して感光体ベルトの表面検査を行う表面欠陥検査装置が記載されている。
また、他の従来例として、特許文献2に記載の装置があげられる。特許文献2の図1には、被検査体である転写ベルトを3本の円筒部材(2本のガイドロールと1本のテンションロール)で張架するとともに、アイドルロールで転写ベルトの表面を僅かに突出させ、突出したアイドルロールの頂点にラインセンサの受光視野を設定した表面欠陥検査装置が記載されている。
As a conventional example of such a surface defect inspection apparatus for inspecting the surface of a belt-like component, there is an apparatus described in
Another conventional example is an apparatus described in
しかし、特許文献1に記載の表面欠陥検査装置では、ラインセンサの受光視野が円筒部材上の感光体ベルト表面に設定されているため、円筒部材表面の凹凸がノイズとして検出されてしまうという問題がある。このようなノイズ成分を排除するには、円筒部材上以外の感光体ベルト表面に受光視野を設定すれば良いが、この場合には、ラインセンサの受光視野における感光体ベルトの振動、或いはベルトの張りムラに起因する反射光をも検出してしまうため、表面欠陥の検出精度が低下するという問題がある。
また、特許文献2に記載の表面欠陥検査装置では、ベルト状被検査体を裏面からわずかに押圧するアイドルロールを設けたことにより、ロール表面のノイズの影響を小さくして高精度な検査を可能としており、上述の問題点は解決されている。しかし、受光視野において転写ベルトはアイドルロールに接触しているため、より微小な欠陥を検出しようとした場合、アイドルロール表面にある凹凸が転写ベルト上にノイズとして表れて誤検出される可能性が残るという問題がある。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、ロール表面の凹凸がベルト状被検物上にノイズとして表れることを防ぎ、高感度な検出を行う表面検査装置を提供することを目的とする。
However, in the surface defect inspection apparatus described in
Moreover, in the surface defect inspection apparatus described in
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a surface inspection apparatus that prevents irregularities on a roll surface from appearing as noise on a belt-like object and performs highly sensitive detection. And
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ベルト状の被検査体を張架する支持手段と、前記被検査体の表面に照射光を出射する光源と、前記照射光による前記被検査体表面からの反射光を受光する受光手段と、を備えた表面欠陥検査装置において、前記被検査体を裏面から押圧して前記被検査体に張力を付与する張力付与手段を備え、前記張力付与手段による張力付与位置を、前記受光手段の受光視野位置を挟むように近接配置したことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記張力付与手段は、一対のアイドルロールであることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記張力付与手段は、張力付与位置間に溝部を備えた低摩擦係数の押圧部材であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記被検査体に接触する前記押圧部材のエッジ部分を面取り加工したことを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記被検査体は無端状のベルトであり、前記支持手段は前記被検査体を回転自在に張架することを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記受光手段からの信号に基づいて前期被検査体の表面欠陥の有無を判定する画像処理部を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
The invention according to
The invention described in claim 3 is characterized in that the tension applying means is a low friction coefficient pressing member having a groove portion between the tension applying positions.
According to a fourth aspect of the present invention, the edge portion of the pressing member that contacts the object to be inspected is chamfered.
The invention described in
The invention described in
本発明によれば、受光視野部分においてベルト状の被検査体が、アイドルロールや円筒状部材等のロールに接触しない構成にすることにより、ロール表面の凹凸がベルト状被検物上にノイズとして表れることを防ぎ、高感度な検出を行う表面検査装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, the belt-shaped object to be inspected in the light receiving field portion does not come into contact with the roll such as an idle roll or a cylindrical member, so that the unevenness of the roll surface becomes noise on the belt-shaped object. It is possible to provide a surface inspection apparatus that prevents the appearance and performs highly sensitive detection.
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
[第一の実施形態]
本発明の第一の実施形態について、図1乃至図3に基づいて説明する。図1は本発明の第一の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図であり、図2は図1の受光視野部分を中心とした要部拡大図であり、図3は表面欠陥検査装置を構成する画像処理装置の内部構成を示す図である。
本実施形態における表面欠陥検査装置20は、被検査体である無端状の感光体ベルト1を回転自在に張架する駆動ロール2(支持手段)と従動ロール3(支持手段)と、駆動ロール2を回転させる回転駆動力を発生する駆動モータ4と、駆動モータ4で発生した回転駆動力を駆動ロール2に伝達する駆動力伝達ベルト5と、感光体ベルト1の表面に照射光を出射する光源6と、感光体ベルト1の表面で反射した照射光を集光するレンズ7と、レンズ7を介して照射光を受光するラインセンサ8(受光手段)と、ラインセンサ8から出力された画像を処理する画像処理部9と、画像処理部9で処理された画像を表示する表示装置10と、を備えている。駆動ロール2と従動ロール3は、それぞれ回転自在に軸支されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a diagram showing a surface defect inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part centering on a light receiving field part of FIG. 1, and FIG. 3 is a surface defect inspection apparatus. FIG.
The surface
駆動ロール2と従動ロール3との間には、張架された感光体ベルト1を裏面から押圧して感光体ベルト1に張力を付与するアイドルロール対21(張力付与手段)が配置されている。アイドルロール対21を構成するアイドルロール21aとアイドルロール21bは、その長さが感光体ベルト1の幅よりも長く設定されて、互いに平行に配置されるとともに、いずれも回転自在に軸支されており、感光体ベルト1の回転とともに連れ回るようになっている。
なお、本実施形態において、アイドルロール21a、21bは必ずしも回転自在に軸支されている必要はない。アイドルロール21a、21bを回転しないように固定するとともに、感光体ベルト1がアイドルロール21a、21b上を滑らかに移動するように、アイドルロールの表面を摩擦力が小さい材質で構成しても本発明の目的を達成できる。
図1、図2に示すように、アイドルロール対21の押圧により感光体ベルト1は外周面側、すなわちラインセンサ8側に突出している。また、図2に示すようにアイドルロール21aとアイドルロール21bは僅かな間隔をあけて近接配置されているため、これらアイドルロールの頂点部分(張力付与位置)の間において感光体ベルト1は平面となっている。
Between the
In the present embodiment, the idle rolls 21a and 21b do not necessarily have to be rotatably supported. Even if the idle rolls 21a and 21b are fixed so as not to rotate, and the surface of the idle roll is made of a material having a small frictional force so that the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態では、それぞれのアイドルロール21a、21bの頂点部分の間にある感光体ベルト1表面にラインセンサ8の受光視野Vを設定した点に特徴がある。すなわち、アイドルロール21aの頂点部分とアイドルロール21bの頂点部分とで受光視野Vを挟んでいる。このように受光視野Vにおいて感光体ベルト1は、アイドルロール21a又はアイドルロール21bとは接触していないので、アイドルロール21a又はアイドルロール21bの表面にある凹凸が感光体ベルト1上にノイズとして現れることはなく、凹凸が誤検出される可能性はない。また、アイドルロール21aとアイドルロール21bとの間隔をできるだけ小さくすることで、感光体ベルト1に対する張力が不足していたり、あるいは張力が不均一であったりしても、感光体ベルト1表面におけるばたつきの発生が抑制され、誤検出を減少させることが可能となる。
なお、受光視野Vの幅(感光体ベルト1の進行方向における受光視野Vの長さ)は通常0.1mm以下であるので、アイドルロール21aと21bの頂点部分が成す幅はこれより広ければ足りる。従って、受光視野Vの直上流と直下流にアイドルロール21aとアイドルロール21bを配置すればよい。
This embodiment is characterized in that the light receiving field of view V of the
Since the width of the light receiving field V (the length of the light receiving field V in the traveling direction of the photosensitive belt 1) is usually 0.1 mm or less, it is sufficient that the width formed by the apex portions of the idle rolls 21a and 21b is wider than this. . Therefore, the idle roll 21a and the idle roll 21b may be disposed immediately upstream and downstream of the light receiving field V.
上述の表面欠陥検査装置20を用いた感光体ベルト1の表面欠陥検査方法について説明する。
従動ロール3はスライド機構(図示しない)に連結され、従動ロール3を移動させることにより、駆動ロール2と従動ロール3の間隔を変化させることができる。被検査体である感光体ベルト1を表面欠陥検査装置20に装着する際は、スライド機構により従動ロール3を駆動ロール2側へ移動させて、駆動ロール2と従動ロール3の間隔を狭めてから、駆動ロール2と従動ロール3とアイドルロール対21の外側に感光体ベルト1を巻回して装着する。装着が完了したら、スライド機構により従動ロール3を駆動ロール2から離隔させ、感光体ベルト1に対し、所定の張力が付与されるようにする。
そして、駆動モータ4を回転させると回転駆動力が駆動ロール2に伝達され、駆動ロール2の回転に伴って感光体ベルト1が回転する。なお、従動ロール3とアイドルロール対21は感光体ベルト1の回転に伴って連れ回る。
この状態で光源6を照射し、感光体ベルト1からの反射光をラインセンサ8で撮影する。感光体ベルト1の移動に伴って得られるラインセンサ8の1次元信号は画像処理部9に送られる。
画像処理部9は、図3に示すように演算処理部9aとフレームメモリ9bとから構成される。ラインセンサ8からの1次元信号は演算装置部9aで2次元画像データに展開されてフレームメモリ9bに保存される。演算処理部9aでは、フレームメモリ9bの画像データから、例えば図4に示すような処理により欠陥検出を行う。
A surface defect inspection method for the
The driven roll 3 is connected to a slide mechanism (not shown), and the distance between the
When the drive motor 4 is rotated, the rotational driving force is transmitted to the
In this state, the
As shown in FIG. 3, the image processing unit 9 includes an arithmetic processing unit 9a and a
図4は、欠陥検出処理フローを示す図である。演算処理部9aは、フレームメモリ9bに保存された画像データに対して、ラプラシアンフィルタ等のエッジ強調処理を施し、欠陥部による画像データの変化を強調する(ステップS1)。その後、所定の閾値で2値化を行い(ステップS2)、膨張、収縮、孤立点除去等のノイズ除去処理を行い(ステップS3)、残った欠陥候補に番号付け(ラベリング)を行う(ステップS4)。ラベリングされた各欠陥候補に対して、面積や周囲長、明るさの平均値・最大値等の特徴量を算出し(ステップS5)、その特徴量の大きさで感光体ベルト1の良否判定を行う(ステップS6)。
これら各欠陥候補の特徴量や良否判定結果は表示装置10上に表示され、さらには検査結果を集計するためのデータベース等(図示しない)に書き込まれる。
このように、本実施形態ではラインセンサ8の受光視野Vを2本のアイドルロール21aとアイドルロール21bとの中間に設定したので、受光視野Vで感光体ベルト1はアイドルロール対21と接触しない。その結果、アイドルロール21aと21bの表面にある凹凸が感光体ベルト1上にノイズとして表れないため、アイドルロール表面の凹凸が誤検出される可能性がない。さらに、アイドルロール21aと21bの間隔をできるだけ小さくすることにより、感光体ベルト1の張力不足や張力不均一による感光体ベルト1表面のばたつき発生を抑制することが可能となり、より精度の高い表面欠陥の検出が可能となる。
FIG. 4 is a diagram showing a defect detection processing flow. The arithmetic processing unit 9a performs edge enhancement processing such as a Laplacian filter on the image data stored in the
The feature amounts and pass / fail judgment results of these defect candidates are displayed on the
Thus, in this embodiment, since the light receiving field V of the
[第二の実施形態]
本発明の第二の実施形態について図5乃至図7に基づいて説明する。第一の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図5は、本発明の第二の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図である。本実施形態における特徴的構成は、張力付与手段が1本のアイドルロール31から構成されている点にある。
図6はアイドルロール31の側面図であり、図7はアイドルロール31の使用状態を示す斜視図である。図示するように、アイドルロール31は、感光体ベルト1の幅よりも長く設定され、感光体と当接するアイドルロール31の表面にはアイドルロール31の長手方向に沿って溝部32が加工されている。溝部32の長さは感光体ベルト1の幅もしくは感光体ベルト1の検査領域幅よりも大きくしておく。ラインセンサ8の受光視野Vの幅は通常0.1mm以下であるので、溝部32の幅は0.5mm程度で良い。そして、ラインセンサ8の受光視野Vが、この溝部32上に設定されるようにしておく。
感光体ベルト1は、外周面に構成された開口部エッジ33a、33b(張力付与位置)で押圧され、開口部エッジ33a、33bの間で感光体ベルト1は平面となっている。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 5 is a view showing a surface defect inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The characteristic configuration in the present embodiment is that the tension applying means is composed of one
FIG. 6 is a side view of the
The
本実施形態においては、第一の実施形態と異なり、受光視野Vに対して溝部32の位置を変化させることはできないため、アイドルロール31が回転しないように固定するとともに、感光体ベルト1がアイドルロール31上を滑らかに移動するように、アイドルロール31の表面を摩擦力が小さい材質で構成する。例えば、滑り軸受けで使用される樹脂等を用いることができる。なお、本実施形態においてアイドルロール31を回転させることはないため、アイドルロール31は必ずしもロール形状である必要はない。例えば、感光体ベルト1との当接部分を曲面形状にして溝部32を加工した断面略半円状の押圧部材を用いることも可能であるし、あるいは感光体ベルト1との当接部分を曲面形状に加工した板状の押圧部材を用いても同様の効果を得ることかできる。
第一の実施形態と同様に感光体ベルト1を回転させると、アイドルロール31表面の摩擦力は小さい為、感光体ベルト1はその表面を滑る様に移動していく。また、溝部32の幅は非常に狭い為、張力不足や不均一による感光体ベルト1表面のばたつき発生を抑制することが可能となる。さらに、受光視野Vでは、溝部32が加工されている為、アイドルロール31と感光体ベルト1は接触していない。よってアイドルロール31表面にある凹凸が感光体ベルト1上にノイズとして表れないため、アイドルロール31表面にある凹凸が誤検出される可能性がない。ラインセンサ8によって得られた信号から欠陥部を検出する方法は第一の実施形態と同様である。
このように、本実施形態では、表面の摩擦力が小さく、また幅の狭い溝部32が加工されたアイドルロール31を用い、さらに溝部32上をラインセンサ8の受光視野Vに設定することにより、張力不足や張力不均一による感光体ベルト表面のばたつき発生を抑制することが可能となる。さらに、受光視野Vでは、アイドルロール31と感光体ベルト1は接触していないため、アイドルロール31表面にある凹凸が感光体ベルト1上にノイズとして表れて誤検出される可能性がない。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, since the position of the
When the
Thus, in the present embodiment, by using the
[第三の実施形態]
本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態においては、第二の実施形態における溝部32のエッジ部分の加工形状に特徴がある。図8はアイドルロールのエッジ部の加工形状を説明する図である。
アイドルロール31の表面に溝を形成する際、開口部エッジ33a、33bにバリや欠けがあると、感光体ベルト1のばたつきの原因になる。そこで図8に示すように開口部エッジに対して円弧状の面取り加工を施した開口部エッジ34a、34bとした。
このように、本実施形態においては、溝部32の開口部エッジ34a、34bに円弧状の面取り加工を施しているので、開口部エッジ34a、34bによるバリや欠けを起因とする感光体ベルト1のばたつきの発生を抑制できる。
以上説明した実施形態は、無端状ベルトである感光体ベルトを回転させて感光体ベルト表面の欠陥検査を行う例であるが、本発明はシート状、ウェブ状部品の検査装置に適用して実施することもできる。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is characterized by the processed shape of the edge portion of the
When grooves are formed on the surface of the
As described above, in the present embodiment, the opening edges 34a and 34b of the
The embodiment described above is an example in which a photoreceptor belt, which is an endless belt, is rotated to inspect defects on the surface of the photoreceptor belt, but the present invention is applied to an inspection apparatus for sheet-like and web-like parts. You can also
1…感光体ベルト、2…駆動ロール、3…従動ロール、4…駆動モータ、5…駆動力伝達ベルト、6…光源、7…レンズ、8…ラインセンサ、9…画像処理装置、9a…演算装置部、9b…フレームメモリ、10…表示装置、V…受光視野、20…表面欠陥検査装置、21…アイドルロール対、21a…アイドルロール、21b…アイドルロール、30…表面欠陥検査装置、31…アイドルロール、32…溝部、33a、33b…開口部エッジ、34a、34b…(面取り加工を施した)開口部エッジ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記被検査体を裏面から押圧して前記被検査体に張力を付与する張力付与手段を備え、
前記張力付与手段による張力付与位置を、前記受光手段の受光視野位置を挟むように近接配置したことを特徴とする表面欠陥検査装置。 A support means for stretching a belt-like object to be inspected, a light source for emitting irradiation light to the surface of the object to be inspected, and a light receiving means for receiving reflected light from the surface of the object to be inspected by the irradiation light. In the provided surface defect inspection device,
Tension applying means for applying a tension to the inspection object by pressing the inspection object from the back surface,
The surface defect inspection apparatus, wherein the tension applying position by the tension applying means is arranged close to the light receiving field position of the light receiving means.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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