JP2010060500A - 円筒体の表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒体の位置ずれを簡単かつ正確に把握できる円筒体の表面検査装置を提供する。
【解決手段】本発明は、円筒体Ｗを回転させつつ、表面状態を検査する表面検査装置を対象とする。本装置は、円筒体Ｗを照明する照明光源１と、照明光源１からの照明軸線Ｘ１を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体Ｗの表面からの反射光を検出する両側カメラ２，２と、を備え、円筒体Ｗの表面のうち、両側カメラ２，２によって最も高い輝度の反射光が検出される位置を輝度ピーク位置Ｐ１，Ｐ１としたとき、円筒体Ｗの表面における両側カメラの検出位置が、対応する輝度ピーク位置Ｐ１，Ｐ１から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置Ｐ２，Ｐ２に設定される。
【選択図】図６

Description

この発明は、円筒体を回転させつつ、表面状態を検査するようにした円筒体の表面検査装置およびその関連技術に関する。

感光ドラム用基体等の円筒体では、高い表面精度が要求されれるため、表面検査を行って、キズ、凹凸、異物付着および汚れ等の表面欠陥がある円筒体を廃棄するようにしている。

例えば下記特許文献１に開示される円筒体の表面検査装置は、検査対象物としての円筒体を回転させながら、円筒体の表面状態をカメラにより検出し、その検出画像データに基づいて、円筒体の表面欠陥を検出するようにしている。
特開平７−１４００７９号（特許請求の範囲、図１−３）

ところで、上記従来の検査装置において、例えば、円筒体の位置が、当初設定した位置からずれてしまった場合には、カメラによって表面欠陥を正確に認識できないことがあり、検査精度が低下してしまう。従って、円筒体に位置ずれがある場合には、その位置ずれを速やかに修正する必要があるが、従来の表面検査装置においては、円筒体の位置ずれを簡単に把握することは困難であった。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、円筒体の位置ずれを簡単に把握することができる円筒体の表面検査装置およびその関連技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。

［１］ 円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を検査するようにした円筒体の表面検査装置であって、
円筒体の表面を照明する照明光源と、
前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、
円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置が、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定されたことを特徴とする円筒体の表面検査装置。

［２］ 前記両側カメラの検出位置が、前記輝度ピーク位置から前記照明軸線に対して遠ざかる位置に設定される前項１に記載の円筒体の表面検査装置。

［３］ 前記両側カメラの検出位置が、前記輝度ピーク位置から前記照明軸線に対して近づく位置に設定される前項１に記載の円筒体の表面検査装置。

［４］ 円筒体の表面状態を検査する検査位置に、円筒体を順次搬入するとともに、表面検査が完了した円筒体を前記検査位置から順次搬出する移送手段を備える前項１〜３のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。

［５］ 前記カメラによって検出される前記輝度ピーク位置での反射光の光量に対し、前記輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量が１０〜９０％に設定される前項１〜４のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。

［６］ 前記両側カメラのうち、一方側カメラが、他方側カメラに対し円筒体の軸心方向に位置をずらせて配置される前項１〜５のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。

［７］ 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした円筒体の表面検査方法であって、
円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定することを特徴とする円筒体の表面検査方法。

［８］ 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした表面検査装置における円筒体の位置ずれ検出方法であって、
円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定しておき、
前記両側カメラによって検出される前記輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量の差異に基づいて、円筒体の位置ずれの有無を判定することを特徴とする表面検査装置における円筒体の位置ずれ検出方法。

［９］ 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした表面検査装置における円筒体の位置調整方法であって、
円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定しておき、
表面検査を行う前に、前記両側カメラによって検出される輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量が等しくなるように、円筒体の位置を調整することを特徴とする表面検査装置における円筒体の位置調整方法。

発明［１］の円筒体の表面検査装置によれば、両側カメラにより検出される光量の差異に基づいて簡単に、円筒体における位置ずれの有無を把握することができる。

発明［２］の円筒体の表面検査装置によれば、両側カメラを照明光源から遠ざけて配置することができる。

発明［３］の円筒体の表面検査装置によれば、両側カメラを照明光源に近づけて配置することができる。

発明［４］の円筒体の表面検査装置によれば、連続して円筒体の表面検査を行うことができる。

発明［５］の円筒体の表面検査装置によれば、上記の効果をより確実に得ることができる。

発明［６］の円筒体の表面検査装置によれば、両側カメラによって円筒体表面の異なる領域を検出することができる。

発明［７］によれば、上記と同様に、同様の効果を奏する円筒体の表面検査方法を提供することができる。

発明［８］によれば、上記と同様に、同様の効果を奏する表面検査装置における円筒体の位置ずれ検出方法を提供することができる。

発明［９］の表面検査装置における円筒体の位置調整方法によれば、両側カメラにより検出される光量の差異に基づいて簡単に、円筒体の位置を調整することができる。

図１はこの発明の実施形態である表面検査装置の検査対象物（ワーク）としての管体状の円筒体（Ｗ）を示す斜視図である。

この円筒体（Ｗ）は例えば、電子写真システムを構成する複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等において、感光ドラム、転写ローラ、現像ローラ、その他各部に利用されるものである。

このような部材を構成可能な円筒体のうち、本実施形態では特に、電子写真システムを採用した複写機やプリンタ等における感光ドラム用の素管や基体として用いられる円筒体（Ｗ）を好適な例として挙げることができる。なお、感光ドラム用の基体とは、切削加工や引抜加工等が行われた後の管体であって、感光層の形成前の管体を言う。また、感光ドラム用基体に感光層を形成した後の管体も、本発明の検査対象たる円筒体として構成することができる。感光ドラム用基体としての円筒体（Ｗ）の外表面は、金属光沢を有し、入射した光のほとんどを反射する鏡面となっている。

感光ドラム用基体としての円筒体（Ｗ）は例えば、直径が１０〜６０ｍｍ、長さが２００〜５００ｍｍ程度のものである。

このような円筒体（Ｗ）の製造方法としては、押出成形および引抜成形の組み合わせを挙げることができる。なお言うまでもなく本発明においては、円筒体（Ｗ）の製造方法はこれだけに限定されるものではなく、押出成形、引抜成形、鋳造、鍛造、射出成形、切削加工またはこれらの組み合わせ等、管体を製造できる方法であればどのような方法も採用することができる。

また、検査対象としての円筒体（Ｗ）の材質は特に限定されるものではなく、各種の金属材料の他、合成樹脂等も適用することができ、例えばアルミニウムおよびアルミニウム合金（１０００〜７０００系）、銅および銅合金、鋼材、マグネシウムおよびマグネシウム合金を挙げることができる。中でも特にアルミニウム合金製の円筒体（Ｗ）は、本発明の検査対象として好適である。

図２はこの発明の実施形態である表面検査装置を示す正面図である。これらの図に示すように、この検査装置は、円筒体（Ｗ）を検査位置に移送する回転移送装置（６４）と、検査前の円筒体（Ｗ）を回転移送装置（６４）に搬入する搬入コンベア（６１）と、検査後の円筒体（Ｗ）を回転移送装置（６４）から搬出する搬出コンベア（６２）と、検査位置の円筒体（Ｗ）に対し照明光によって照明する照明光源（１）と、照明された円筒体（Ｗ）の外表面を撮像する２台のカメラ（２）（２）とを備えている。

コンベア（６１）（６２）は、上縁部がＶ字状に切り欠かれた複数の円筒体支持台（６３）を備え、各支持台（６３）で各円筒体（Ｗ）の両端近傍部分を支持し、各円筒体支持台（６３）…を駆動チェーンで移動させることにより、検査直前および直後の円筒体（Ｗ）を順次移送できるようになっている。

回転移送装置（６４）は、円筒体（Ｗ）を検査位置（Ｂ）に移送できるようになっている。この回転移送装置（６４）は、円筒体（Ｗ）を支持するチャック部（７０）を複数（ここでは４個）備えている。

各チャック部（７０）は、回転駆動する駆動軸（６６）に接続された回転フレーム（６７）に取り付けられており、搬入コンベア（６１）から円筒体（Ｗ）を取り出す取出位置（Ａ）と、検査光学系による検査を実行する検査位置（Ｂ）と、搬出コンベア（６２）に円筒体（Ｗ）を送り出す送出位置（Ｃ）とに同時に位置できるように設けられている。

そして、本表面検査装置においては、取出位置（Ａ）に位置するチャック部（７０）は、搬入コンベア（６１）から検査前の円筒体（Ｗ）をチャックして取り出し、検査位置（Ｂ）に位置するチャック部（７０）は、円筒体（Ｗ）を支持して表面検査を実行し、送出位置（Ｃ）に位置するチャック部（７０）は、検査後の円筒体（Ｗ）に対してチャックを解除して搬出コンベア（６２）に送り出す作業を、同時並行して行うことができるようになっている。また、取出位置（Ａ）から検査位置（Ｂ）に移動するチャック部（７０）は、検査位置（Ｂ）に搬送するまでに円筒体（Ｗ）の回転が安定するように、予め円筒体（Ｗ）の回転駆動を開始するようになっており、これにより検査位置（Ｂ）に到着すれば即座に表面検査を実行して、サイクルタイムを短縮できるようになっている。

なお本実施形態においては、回転移送装置（６４）によって移送手段が構成されている。

図３はチャック部（７０）を示す正面図、図４はチャック部（７０）の側面図である。両図に示すように、各チャック部（７０）は、１つの基準ローラ（７１）と、２つの支持ローラ（７２）（７２）とを備えており、円筒体（Ｗ）の両側に配置された一対のチャック部（７０）（７０）が協働して、１本の円筒体（Ｗ）をチャックするようになっている。

各チャック部（７０）における基準ローラ（７１）は、検査位置（Ｂ）における姿勢では、円筒体（Ｗ）の内周面における上側に接触してその高さ位置を規定し、検査時において円筒体（Ｗ）の位置基準となるものである。基準ローラ（７１）は、チャック部本体（７６）に対して回転可能に取り付けられ、検査実行時に円筒体（Ｗ）と共に回転する。また一対のチャック部（７０）（７０）のうち一方のチャック部（７０）の基準ローラ（７１）は、回転駆動モータ（７３）に接続されており、検査実行時に回転駆動モータ（７３）が回転駆動することにより、一方の基準ローラ（７１）が回転駆動するようになっている。さらに一方の基準ローラ（７１）が回転駆動することにより、円筒体（Ｗ）が従動回転し、その円筒体（Ｗ）の回転に伴って、他方の基準ローラ（７１）が従動回転するようになっている。

支持ローラ（７２）（７２）は、検査位置（Ｂ）における姿勢では、円筒体（Ｗ）の内周面における下側左右にそれぞれ接触し、エア駆動圧によって円筒体（Ｗ）を下方に付勢することにより、円筒体（Ｗ）の内周面上側を確実に基準ローラ（７１）に接触させて、その高さ位置を安定させるようにしている。また、支持ローラ（７２）（７２）は図４の実線および破線に示すように、検査位置Ｂにおける姿勢では、上下方向に移動することにより、基準ローラ（７１）との距離を円筒体（Ｗ）の内径よりも小さくして、円筒体（Ｗ）をチャックする前後には、基準ローラ（７１）と共に円筒体（Ｗ）の内側に対し挿脱できるようになっている。これらの動作のため、各チャック部（７０）（７０）には、支持ローラ（７２）（７２）をエア駆動圧によって上下に移動動作させる支持ローラ駆動部（７４）（７４）が設けられている。

基準ローラ（７１）および支持ローラ（７２）（７２）が取り付けられたチャック部本体（７６）は、回転移送装置（６４）の回転フレーム（６７）に取り付けられたチャック部ベース（７７）に対し、スライド駆動部（７５）によって円筒体（Ｗ）の軸心方向にスライド動作可能となっており、円筒体（Ｗ）を両外側から挟み込んでチャックすることができるようになっている。

図２，５に示すように、照明光源（１）は、検査位置（Ｂ）に搬送された円筒体（Ｗ）の外表面に対して検査用の照明光を照射する。この照明光源（１）は、ライン状に配列された複数のＬＥＤや、蛍光灯等、高輝度が得られるライン状発光手段によって構成され、長さ方向を円筒体（Ｗ）の長さ方向（軸心方向）に対し平行に配置されている。この照明光源（１）は、検査位置（Ｂ）にある円筒体（９０）の垂直上方に配置され、照明光が円筒体（Ｗ）に向かうに従って広がって行き、効率的に円筒体（Ｗ）に照射されるようになっている。

両側カメラ（２）（２）は、図６に示すように円筒体（Ｗ）の軸心方向から見た状態（正面視状態）において、照明光源（１）の中心と円筒体（Ｗ）の軸心とを結ぶ照明軸線（Ｘ１）を挟んで左右両側に、周方向に間隔をおいて配置されている。これらの両側カメラ（２）（２）は、照明軸線（Ｘ１）を対称軸として、左右対称の位置に配置されている。

さらに図５に示すように、両側カメラ（２）（２）のうち一方側は、円筒体（Ｗ）の表面における長さ方向の一方側半分領域に対応して配置されるとともに、他方側は、他方側半分領域に対応して配置されている。なお同図の破線は、各カメラ（２）（２）の円筒体軸心方向の検出範囲（視野範囲）を示している。

本実施形態においてカメラ（２）（２）は、多数の光量検出要素が一次元的に配列されてなるラインセンサや、円筒体（Ｗ）の軸心方向に沿う後述の検出位置（撮像位置）をラインセンサ上に結像するレンズ等を備えたラインセンサカメラにより構成されており、検出位置の各部から入射する光量（反射光画像）を検出する。

なお、カメラ（２）のラインセンサは、一次元的な光量情報を検出できるものであれば良く、一列の白黒ラインセンサでも、例えばＲＧＢ等の各色用のセンサが合計３列に並べられたカラーラインセンサ、あるいは各色用のセンサを交互に配列してなるカラーラインセンサでも良い。さらにラインセンサの主たる配列方向とは垂直方向に複数列のセンサを配列したＴＤＩセンサでも良い。あるいは、２次元的に配列されたセンサの特定の１または複数列のみを選択的に用いることで実質的にラインセンサとして利用されるバーシャルスキャンカメラ等であっても良い。

両側カメラ（２）（２）は、照明光源（１）の照明光によって円筒体（Ｗ）の外表面を照明した際に、円筒体（Ｗ）の外表面によって反射される反射光（反射光画像）を検出する。そして後述するように、円筒体（Ｗ）を回転させつつ、カメラ（２）（２）によって反射光画像を連続して検出（撮像）することにより、円筒体（Ｗ）における全周の画像情報を取得し、この画像情報に基づいて、円筒体（Ｗ）の表面状態（表面欠陥）例えば、キズ、凹み、汚れ、変色、変質等を検出するものである。

ここで図６，７を参照して、本実施形態の両側カメラ（２）（２）による円筒体（Ｗ）の外表面上における検出位置について詳細に説明する。

なお図６には両側カメラ（２）（２）によって円筒体表面を検出する際に、照明された円筒体（Ｗ）の外表面上における反射光の輝度の大きさ（明るさ）を表す輝度分布曲線（Ｌｘ）を仮想線で追記している。この輝度分布曲線（Ｌｘ）は円筒体（Ｗ）に対し外径方向に向かうに従って輝度が大きくなり、内径方向に向かうに従って輝度が小さくなるように示している。また図７は両側カメラ（２）（２）によって検出される反射光の輝度と、円筒体（Ｗ）の外表面上の位置との関係を示すグラフを示している。同図において縦軸は輝度を示し、横軸は円筒体表面上の位置を示している。この位置は、円筒体表面における照明軸心（Ｘ１）の位置を「基準点（０）」としてその基準点からの周方向に沿った距離に相当し、時計方向を正（＋）、反時計方向を負（−）で表記している。言うまでもなく、横軸は、距離以外にも、回転角度や時間等によって表示することができる。

両図に示すように本実施形態においては、円筒体（Ｗ）の外表面のうち、両側カメラ（２）（２）によって最も光量の多い反射光画像を検出できる位置をそれぞれ、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）とする。そして両側カメラ（２）（２）によって検出される円筒体外表面の位置（検出位置）は、対応する輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から逸脱した輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定されている。この２つの輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）は、対応する輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ２）から周方向に沿って相反方向（外側）に、つまり輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から照明軸線（Ｘ１）に対し遠ざる位置にそれぞれ設定されている。

さらに一方側（左側）の輝度ピーク位置（Ｐ１）および輝度ピーク外側位置（Ｐ２）間の周方向に沿った距離と、他方側（右側）の輝度ピーク位置（Ｐ１）および輝度ピーク外側位置（Ｐ２）間の周方向に沿った距離とは等距離に設定されている。

換言すれば、両側の輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）は、照明光源（１）の照明軸線（Ｘ１）を対称軸として、対称な位置に設定されており、両側の輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）は、照明軸線（Ｘ１）の位置（基準点）から円筒体（Ｗ）の外表面（周方向）に沿って等距離の位置に配置されている。

また本実施形態において、照明光源（１）から輝度ピーク位置（Ｐ１）に向かう照明光（Ｌ１）が円筒体外表面で反射した際の反射光（Ｌ２）に対し、カメラ（２）の光軸（Ｘ２）は一致せず傾斜しており、反射光（Ｌ２）の円筒体外表面に対する反射角度と、カメラ光軸（Ｘ２）の円筒体外表面に対する角度とは異なっている。

なお本発明において、輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）は、カメラ（２）（２）によって検出される受光量が等しくて、かつ表面状態を分析できる程度の光量を有する位置であれば良い（以下、図８の変形例においても同じ）。

さらに本実施形態においては、輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）が、輝度ピーク逸脱位置を構成している。

また本実施形態において、カメラ（２）により輝度ピーク位置（Ｐ１）を検出する際に得られる光量を１００％としたとき、カメラ（２）により輝度ピーク外側位置（Ｐ２）を検出する際に得られる光量が、１０〜９０％に調整するのが好ましい。すなわちこの光量が多過ぎる場合には、輝度ピーク外側位置（Ｐ２）が輝度ピーク位置（Ｐ１）に近くなり過ぎて、後述する円筒体（Ｗ）の位置調整作業が困難になるおそれがあり、逆に上記光量が少過ぎる場合には、取得される光量が不十分で、検出精度が低下するおそれがある。なお、後述の図８で説明するように輝度ピーク逸脱位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）の内側に設定する場合においても、上記と同様に、ピーク値に対する光量の取得量（％）を同程度に設定するのが良い。

一方、本実施形態の表面検査装置は図２に示すように、パーソナルコンピュータ等により構成されるコントローラ（３）を備え、このコントローラ（３）によって、表面検査装置の各駆動部の駆動が制御され、後述の表面検査動作が自動的に行われるようになっている。

またコントローラ（３）は、両側カメラ（２）（２）によって取得された画像データに基づいて、円筒体（Ｗ）の表面状態の良否を判断する。例えばコントローラ（３）は、画像データに、所定の大きさ以上の表面欠陥等が含まれていると認識した際には、表面状態が不良であると判断する。

さらにコントローラ（３）は、検査位置（Ｂ）に順次移送される円筒体（Ｗ）に位置ずれがあるかか否かを判断する。この判断方法の動作については後に詳述するものとする。

以上の構成の表面検査装置において、表面検査を開始するに際して、初期設定として、検査位置（Ｂ）における円筒体（Ｗ）の両側カメラ（２）（２）に対する設置位置（チャック位置）を確認調整する。なお初期設定を行う段階においては、検査対象としての円筒体（Ｗ）は、搬入コンベア（６１）の各支持台（６３）上に配置されるとともに、回転移送装置（６４）の取出位置（Ａ）および検査位置（Ｂ）でチャック部（７０）によってチャックされているものとする。

この状態において、照明光源（１）により円筒体（Ｗ）の表面を照明して、両側カメラ（２）（２）によって円筒体（Ｗ）の外表面を検出する。そして両側カメラ（２）（２）によって検出される反射光画像の光量（受光量）に基づいて、円筒体（Ｗ）の両側カメラ（２）（２）に対する設置位置を確認する。

すなわち両側カメラ（２）（２）の検出位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から外側に等距離ずらせた位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定しているため、両側カメラ（２）（２）の受光量が共に等しい場合には、両側カメラ（２）（２）に対し円筒体（Ｗ）が正規の位置に設置されていると判断することができる。

また両側カメラ（２）（２）の受光量が異なる場合には、円筒体（Ｗ）が正規の位置から逸脱していると判断することができる。この場合例えば、チャック部（７０）を構成する所定の部位の位置調整を行って、両側カメラ（２）（２）の受光量が互いに等しくなるように調整することにより、円筒体（Ｗ）のチャック位置を調整する。

本実施形態においては、上記の円筒体（Ｗ）の位置調整を容易に行うことができる。すなわち本実施形態においては図６，７に示すように、両側カメラ（２）（２）の検出位置を輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から外側にずらせた位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定しているため、つまり一方側（左側）カメラ（２）の検出位置を、左側の輝度ピーク位置（Ｐ１）から左側にずらせた位置（Ｐ２）に設定するとともに、他方側（右側）カメラ（２）の検出位置を、右側の輝度ピーク位置（Ｐ１）から右側にずらせた位置（Ｐ２）に設定しているため、カメラ位置（検査装置）に対して円筒体（Ｗ）を例えば左側に移動させれば、左側カメラ（２）の受光量を増大させつつ、右側カメラ（２）の受光量を減少させることができる。逆にカメラ位置に対して円筒体（Ｗ）を右側に移動させれば、左側カメラ（２）の受光量を減少させつつ、右側カメラ（２）の受光量を増大させることができる。従って、実際の受光量が、左側カメラ（２）よりも右側カメラ（２）の方が多い場合には、カメラ位置に対して円筒体（Ｗ）を左側に移動させれば良く、左側カメラ（２）よりも右側カメラ（２）の方が小さい場合には、カメラ位置に対して円筒体（Ｗ）を右側に移動さるだけで簡単に、両側カメラ（２）（２）の受光量を一致させることができ、円筒体（Ｗ）の位置を正確に調整することができる。

なお両側カメラ（２）（２）の受光量が等しくなっている状態であっても、両側カメラ（２）（２）によって実際に検出している位置が、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から大きく位置ずれして、十分な光量が得られない場合（十分な光量を出力できない場合）には、各カメラ（２）（２）の向き（光軸）等を調整し、表面検査に支障のない程度の光量が得られる位置に調整し、その位置を輝度ピーク逸脱位置（輝度ピーク外側位置）に再設定するのが良い。

ところで、両側カメラ（２）（２）により実際に検出する位置を、仮に、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）と同じ位置に設定しようとすると、円筒体（Ｗ）の位置調整作業が困難になってしまう。すなわちこの場合には、各カメラ（２）（２）の検出位置を輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）に一致させる作業と、両カメラ（２）（２）の受光量を一致させる作業との２つの作業を並行させる必要があるため、実際に位置調整作業を行う場合、オペレータは、円筒体（Ｗ）の位置を変更すれば良いのか、カメラ（２）（２）の位置を変更すれば良いのか、双方の位置を変更する必要があるのか、さらには円筒体（Ｗ）や各カメラ（２）（２）の位置や向きをどの方向に変更すれば良いのか等、適正な作業手順を容易に見出すことができず、正確に位置を調整することが困難であった。このようにカメラの検出位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）に設定すると、円筒体（Ｗ）の位置調整作業が困難になってしまう。

これに対し、本実施形態は、両側カメラ（２）（２）の検出位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）の両外側に設定しているため、左側カメラ（２）の受光量が多い場合には、円筒体（Ｗ）を右側に移動させ、右側カメラ（２）の受光量が多い場合には、円筒体（Ｗ）を左側に移動させるだけで簡単に、両カメラ（２）（２）の受光量を等しくできて、円筒体（Ｗ）の位置を正確に調整することができる。

こうして初期の円筒体位置調整作業を行った後、円筒体（Ｗ）の表面検査を開始する。この表面検査では、検査位置（Ｂ）における回転移送装置（６４）のチャック部（７０）によってチャックされた円筒体（Ｗ）が回転する一方、両側カメラ（２）（２）によって、円筒体（Ｗ）の表面が撮像される。そしてその撮像データ（画像情報）に基づき、コントローラ（３）が既述したように、円筒体（Ｗ）の表面状態を検査し、良否を判定する。

また検査位置（Ｂ）で表面検査を行っている間、取出位置（Ａ）において、搬入コンベア（６１）上の円筒体（Ｗ）がチャック部（７０）によってチャックされる。さらに送出位置（Ｃ）においてチャックされた検査後の円筒体（Ｗ）は、そのチャックが解除されて、円筒体（Ｗ）が搬出コンベア（６２）に送り出される。

さらに搬出コンベア（６２）が１ピッチ分送り出されて、次の支持台（６３）が送出位置（Ｃ）に配置される。続いて、回転移送装置（６４）が９０°回転して、表面検査が完了した検査位置（Ｂ）の円筒体（Ｗ）が、送出位置（Ｃ）に配置されるとともに、取出位置（Ａ）の円筒体（Ｗ）が検査位置（Ｂ）に配置される。さらに搬入コンベア（６１）が１ピッチ分送り出されて、次の円筒体（Ｗ）が取出位置（Ａ）に配置される。

また搬入コンベア（６１）の上流側には、図示しない移載装置によって、新たに未検査の円筒体（Ｗ）が搬入されるとともに、搬出コンベア（６２）の下流側に配置される検査済の円筒体（Ｗ）は、図示しない移載装置によって、検査結果に応じて、合格品排出部または不合格品排出部に排出される。

こうして検査位置（Ｂ）に未検査の円筒体（Ｗ）が送り込まれると、上記と同様に表面検査が行われるが、表面検査を行う前に、円筒体（Ｗ）が正規の位置にセットされているか否かが判断される。すなわち本実施形態においては既述したように、両側カメラ（２）（２）の検出位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から両外側に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定しているため、仮に、円筒体（Ｗ）が左側に位置ずれしている場合には、左側カメラ（２）の受光量が右側カメラ（２）の受光量よりも多くなり、逆に、円筒体（Ｗ）が右側に位置ずれしている場合には、右側カメラ（２）の受光量が左側カメラ（２）の受光量よりも多くなる。従ってコントローラ（３）は、両側カメラ（２）（２）によって検出された互いの受光量が等しい場合には、円筒体（Ｗ）に位置ずれがなく、正規の位置に設定されていると判断する。このように正規の位置に設定されている場合には、上記と同様に表面検査が行われる。

また両側カメラ（２）（２）の受光量が一致していない場合には、円筒体（Ｗ）に位置がずれがあると判断する。このように位置ずれがある場合、コントローラ（３）は例えば、表面検査動作を停止させるとともに、円筒体（Ｗ）に位置ずれがある旨の情報を、コントローラ（３）に装備されたディスプレー（図示省略）に表示したり、あるいは所定の警報発生手段を介して、警報音を発生させて、オペレータに報知する。

さらに必要に応じて、コントローラ（３）は、位置ずれしている方向や、位置ずれ量を算出し、それらの情報をディスプレー等に文字情報、数値情報として表示する。位置ずれ方向の判定は、一方側カメラ（２）および他方側カメラ（２）のいずれの受光量が多いかに基づいて判定することができ、位置ずれ量の算出は、両側カメラ（２）（２）によって検出される受光量の差に基づいて算出することができる。

こうして位置ずれが検出されると、オペレータは、円筒体（Ｗ）の位置ずれを修正して、正規の位置に設定し直した後、上記した表面検査を再開する。

以上のように、本実施形態の表面検査装置によれば、円筒体（Ｗ）に位置ずれがある場合には、表面検査を停止するようにしているため、高い検出精度を得ることができる。すなわち円筒体（Ｗ）の位置がずれたままの状態で表面検査を行うと、カメラ（２）（２）によって表面欠陥部の形状や大きさ等を正確に認識することができず、検査精度が低下してしまい、実際には表面状態が良好（合格）であるにもかかわらず、表面状態が不良（不合格）であると誤って判定されたり、実際には表面状態が不良であるにもかかわらず、表面状態が良好であると判定される場合がある。

そこで本実施形態の表面検査装置では、円筒体（Ｗ）の位置ずれがある場合には一旦、表面検査を停止し、位置を修正した後、表面検査を開始するようにしているため、円筒体（Ｗ）を常に正規の位置に設定した状態で表面検査を行うことができる。このため表面検査による表面状態の判断を正確に行うことができ、検査精度を向上させることができる。従って良品を誤って廃棄してしまったり、不良品を誤って出荷するような不具合を有効に防止でき、生産効率（歩留まり）および製品品質の向上を図ることができる。

また本実施形態においては、両側カメラ（２）（２）の検出位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から外側に位置をずらせた輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定しているため、両側カメラ（２）（２）の受光量の差異に基づいて、円筒体（Ｗ）の位置ずれを簡単かつ正確に把握することができる。さらに既述したように検査開始前における円筒体（Ｗ）の初期設定での位置調整や、検査中における円筒体位置ずれ時の位置調整も簡単かつ正確に行うことができる。

また本実施形態においては、照明光源（１）の経年劣化等により光量が変化したとしても、両側カメラ（２）（２）の受光量（出力値）を等しく設定しているため、両側カメラ（２）（２）間でバラツキのない精度で円筒体表面を検出することができ、高い精度を維持しつつ不具合なく表面検査を継続して行うことができる。

また本実施形態においては、一方側カメラ（２）を照明光源（１）の一方側に配置し、他方側カメラ（２）を照明光源（１）の他方側に配置するようにしているため、装置の小型コンパクト化を図ることができる。すなわちカメラ（２）（２）は、比較的大型であるため、これらのカメラ（２）（２）を共に照明光源（１）の一方側に配置しようとすると、２台のカメラ（２）（２）が設置される一方側が、スペース的に余裕がなく、装置全体の大型化を来してしまう。これに対し本実施形態においては、２台のカメラ（２）（２）を両側に分けて配置しているため、２台のカメラ（２）（２）をスペース的に効率良く設置でき、装置全体の小型コンパクト化を図ることができる。

なお上記実施形態においては、上記の図７に示すように、両側カメラ（２）（２）によって検出される輝度ピーク逸脱位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から照明軸線（Ｘ１）に対して遠ざかった輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定しているが、それだけに限られず、本発明においては図８に示すように、輝度ピーク逸脱位置を、輝度ピーク位置（Ｐ１）（Ｐ１）から照明軸線（Ｘ１）に対して近づいた輝度ピーク内側位置（Ｐ３）（Ｐ３）に設定するようにしても良い。この場合においても、上記と同様に、同様の作用効果を得ることができる。さらにこの場合には、両側カメラ（２）（２）を照明光源（１）に対し近づけた位置に設置することができ、光源やカメラ等の構成部品を集約できて、コンパクト化を図ることができる。

もっとも本発明においては、上記実施形態のように、両側カメラ（２）（２）の検出位置を、輝度ピーク外側位置（Ｐ２）（Ｐ２）に設定することにより、両側カメラ（２）（２）の設置位置を、照明光源（１）の設置位置から遠ざけることができ、各構成部品の密集化を防止できて、部材相互の干渉を有効に防止することができる。

また上記実施形態においては、カメラ（２）（２）の光軸（Ｘ２）（Ｘ２）が、円筒体（Ｗ）の軸心に対し直交する平面内に配置される場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、カメラの光軸が、円筒体軸心に対し直交する平面に、交差するようにカメラの向きを設定するようにしても良い。例えば円筒体を、その軸心方向に対し斜め方向からカメラによって撮像するようにしても良い。

また上記実施形態においては、本発明が、２台のカメラ（２）（２）が装備される表面検査装置に適用される場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、３台以上のカメラが装備される表面検査装置にも適用することができる。

また上記実施形態においては、基準ローラ（７１）を円筒体（Ｗ）の内周面に接触させるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、基準ローラ（７１）を円筒体（Ｗ）の外周面上端等の外周面に接触させるようにしても良い。この場合、支持ローラは、円筒体の内周面における基準ローラに対応する位置に接触させて、外側の基準ローラと内側の支持ローラとによって円筒体の外周壁を挟み込むことにより支持されるようになっている。

また上記実施形態においては、支持ローラが円筒体の内部に配置される装置を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、支持ローラが円筒体の外側、例えば、円筒体の外周面下部両側に設けられて、その支持ローラによって円筒体を載置状態で支持できるようにした装置にも適用することができる。

この発明の円筒体の表面検査装置は、円筒体の表面状態を検査する際に利用可能である。

この発明の実施形態である表面検査装置の検査対象物としての円筒体を示す斜視図である。 実施形態の表面検査装置を示す正面図である。 実施形態の表面検査装置におけるチャック部を示す側面図である。 実施形態の表面検査装置におけるチャック部を示す正面図である。 実施形態の表面検査装置における両側カメラの位置を説明するための平面図である。 実施形態の表面検査装置におけるカメラの検出位置を説明するための正面図である。 実施形態の表面検査装置においてカメラの光量と円筒体表面の位置との関係を示すグラフである。 この発明の変形例としての表面検査装置においてカメラの光量と円筒体表面の位置との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…照明光源
２…カメラ
６４…回転移送装置（移送手段）
Ｂ…検査位置
Ｐ１…輝度ピーク位置
Ｐ２…輝度ピーク外側位置（輝度ピーク逸脱位置）
Ｐ３…輝度ピーク内側位置（輝度ピーク逸脱位置）
Ｗ…円筒体
Ｘ１…照明軸線

Claims (9)

1. 円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を検査するようにした円筒体の表面検査装置であって、
   円筒体の表面を照明する照明光源と、
   前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、
   円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
   円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置が、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定されたことを特徴とする円筒体の表面検査装置。
2. 前記両側カメラの検出位置が、前記輝度ピーク位置から前記照明軸線に対して遠ざかる位置に設定される請求項１に記載の円筒体の表面検査装置。
3. 前記両側カメラの検出位置が、前記輝度ピーク位置から前記照明軸線に対して近づく位置に設定される請求項１に記載の円筒体の表面検査装置。
4. 円筒体の表面状態を検査する検査位置に、円筒体を順次搬入するとともに、表面検査が完了した円筒体を前記検査位置から順次搬出する移送手段を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。
5. 前記カメラによって検出される前記輝度ピーク位置での反射光の光量に対し、前記輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量が１０〜９０％に設定される請求項１〜４のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。
6. 前記両側カメラのうち、一方側カメラが、他方側カメラに対し円筒体の軸心方向に位置をずらせて配置される請求項１〜５のいずれか１項に記載の円筒体の表面検査装置。
7. 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした円筒体の表面検査方法であって、
   円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
   円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定することを特徴とする円筒体の表面検査方法。
8. 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした表面検査装置における円筒体の位置ずれ検出方法であって、
   円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
   円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定しておき、
   前記両側カメラによって検出される前記輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量の差異に基づいて、円筒体の位置ずれの有無を判定することを特徴とする表面検査装置における円筒体の位置ずれ検出方法。
9. 円筒体の表面を照明する照明光源と、前記照明光源から円筒体の軸心に向かう照明軸線を対称軸として、対称な位置に配置され、かつ照明された円筒体の表面からの反射光を検出する両側カメラと、を備え、前記照明光源によって表面が照明された円筒体を軸心回りに回転させつつ、表面状態を前記両側カメラからの情報に基づいて検査するようにした表面検査装置における円筒体の位置調整方法であって、
   円筒体の表面のうち、前記両側カメラによって最も高い輝度の反射光が検出される位置をそれぞれ輝度ピーク位置としたとき、
   円筒体の表面における前記両側カメラの検出位置を、対応する輝度ピーク位置から周方向に沿って相反方向に等距離、位置をずらせた輝度ピーク逸脱位置に設定しておき、
   表面検査を行う前に、前記両側カメラによって検出される輝度ピーク逸脱位置での反射光の光量が等しくなるように、円筒体の位置を調整することを特徴とする表面検査装置における円筒体の位置調整方法。

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