JP2011107074A - Method and device for inspecting surface of blade for electrophotography device - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真装置に用いられるブレードの表面検査方法及び表面検査装置に関する。 The present invention relates to a blade surface inspection method and a surface inspection apparatus used in an electrophotographic apparatus.
従来、電子写真装置用部品の外観検査では、検査対象の表面をイメージセンサーによって撮像し、得られた画像データに対してノイズの低減や輪郭強調等の画像処理を施している。これによって、画像データにおける欠陥部分を抽出するという手法が広く行われてきた。電子写真装置用ブレードの検査においても基本的には上記と同様の手法がとられるが、このときに用いられるカメラは、例えば図8に示すように構成されている。すなわち、ブレード101の表面状態の像を、カメラ102に装着されたレンズ103を通して、カメラ102内の、複数の画素104がライン状に配列されたラインセンサーに撮り込む。そして、該ラインセンサーは画素104の数に対応した像情報信号S1を出力し、この複数の像情報信号S1が画像処理手段5に送られ、画像処理部105で処理された後に、検査対象であるブレード101の表面状態が表示されて判定可能となる(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, in the appearance inspection of parts for an electrophotographic apparatus, the surface to be inspected is imaged by an image sensor, and image processing such as noise reduction and contour enhancement is performed on the obtained image data. As a result, a technique of extracting defective portions in image data has been widely performed. In the inspection of the electrophotographic apparatus blade, the same method as described above is basically used. The camera used at this time is configured, for example, as shown in FIG. That is, an image of the surface state of the
上述の従来方法では、ラインセンサーを構成する複数の画素104の1つ1つに対応する、個々の像情報信号S1に基づいて画像処理部105が処理を行う。このため、例えば、1つの画素104が256階調の明度を検知することができる場合、このラインセンサー自体の明度階調の検出能力では、画素104の1つ1つの明度階調の256階調を超えた、更に微妙なコントラストを検知することはできない。したがって、画像処理部105が如何なる画像処理を行った場合であっても、基本的な検査能力は各画素104の256階調の範囲内に制限されて検知が行われることになる。
In the above-described conventional method, the
目視検査の代わりに外観検査機を用いることを考えた場合、目視による明度階調は点状の検査対象に対しては150階調程度と言われているので、通常の検査対象を検査するためには256階調であれば充分ということになる。しかしながら、広がりを持った低コントラストな検査対象のような認識し難い検査対象に対する目視検査では、肉眼において画素に相当する錐体が複数の細胞間で視覚情報を積算させ、結果として最大で1600階調をもって識別することができるとされている。この目視能力と検査機性能の違いから、外観検査機において検査対象となるブレードの表面上に存在する微妙な明度階調については目視と同様に形状を捉えていたとしても、コントラストの不足のために外観的な不良を明瞭に区別することが難しい場合がある。したがって、ブレードの表面全体に極微小の凹凸がつけられた製品においては、傾斜が極緩やかな凹凸を検出することができないという問題点があった。 When considering using an appearance inspection machine instead of visual inspection, it is said that the lightness gradation by visual inspection is about 150 gradations for a point-like inspection object, so in order to inspect a normal inspection object For this, 256 gradations are sufficient. However, in a visual inspection for a difficult-to-recognize inspection object such as a low-contrast inspection object having a wide spread, a cone corresponding to a pixel accumulates visual information among a plurality of cells with the naked eye, resulting in a maximum of 1600 floors. It can be identified by key. Due to the difference between the visual ability and the inspection machine performance, the subtle brightness gradation existing on the surface of the blade to be inspected in the visual inspection machine is lacking in contrast even if the shape is captured in the same way as the visual inspection. It may be difficult to clearly distinguish the appearance defects. Accordingly, there is a problem in that unevenness having an extremely gentle inclination cannot be detected in a product in which extremely small unevenness is provided on the entire surface of the blade.
そこで、本発明では、以上の状況に鑑みて、ラインセンサーの各画素の明度階調を拡張することを可能にする。これにより、本発明は、電子写真装置用のブレードの表面における極微小の凹凸に埋もれがちな、傾斜が極緩やかな凹凸等の、微妙なコントラストを効率的に検出することができる電子写真装置用のブレードの表面検査方法及び表面検査装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, the present invention makes it possible to expand the lightness gradation of each pixel of the line sensor. As a result, the present invention is for an electrophotographic apparatus capable of efficiently detecting subtle contrasts such as unevenness that is apt to be buried in extremely minute irregularities on the surface of a blade for an electrophotographic apparatus and that has an extremely gentle inclination. It is an object of the present invention to provide a surface inspection method and a surface inspection apparatus for a blade.
上述した目的を達成するため、本発明に係る、電子写真装置用のブレードの表面検査方法は、電子写真装置用のブレードの表面を照明し、ブレードを照明に直交する方向に搬送させつつラインセンサーによって前記表面を撮像する第1ステップと、ラインセンサーの1つの画素が出力する像情報信号に、この1つの画素と連続する複数の画素からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を加算して1つの画素における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行うことで画像処理する第2ステップと、画像処理された結果に基づいてブレードの表面状態を判定する第3ステップと、を有する。 In order to achieve the above-described object, a method for inspecting a surface of a blade for an electrophotographic apparatus according to the present invention illuminates the surface of the blade for an electrophotographic apparatus and conveys the blade in a direction orthogonal to the illumination. The image information signal output from each pixel in a predetermined region composed of a plurality of pixels continuous with the one pixel is output to the first step of imaging the surface by the first step and the image information signal output from one pixel of the line sensor. A second step of performing image processing by performing addition processing for each pixel, and a third step of determining the surface state of the blade based on the result of the image processing, Have.
撮像のための第1ステップにおいては、前記ブレードの前記表面に対して、前記ラインセンサーを有する撮像手段の光軸がなす俯角及び、照明手段による照明光の光軸がなす照射角とが共に10°以上30°以下となるようにするのが望ましい。 In the first step for imaging, both the depression angle formed by the optical axis of the imaging unit having the line sensor and the irradiation angle formed by the optical axis of illumination light by the illuminating unit with respect to the surface of the blade are 10 It is desirable that the angle be between 30 ° and 30 °.
また同様に第1ステップでは、前記ブレードに照射する照明光が、照明手段本体を覆ったスリット状のマスキング手段か、あるいはブレード近傍の空間において遮光板等で拡散が制限された上で検査対象に照射されるものであると望ましい。 Similarly, in the first step, the illumination light applied to the blade is subjected to slit-shaped masking means covering the illumination means main body, or to the inspection object after diffusion is limited by a light shielding plate or the like in the space near the blade. It is desirable to be irradiated.
また、本発明に係る、電子写真装置用のブレードを照明に直交する方向に搬送する搬送手段と、ブレードの表面を照明する照明手段と、ラインセンサーによってブレードを搬送させつつ前記表面を撮像する撮像手段と、を備える。また、本発明は、ラインセンサーの1つの画素が出力する像情報信号に、この1つの画素と連続する複数の画素からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を加算して前記1つの画素における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行う画像処理手段と、画像処理手段による結果に基づいてブレードの表面状態を判定する判定手段と、を備える。 Further, according to the present invention, a conveying unit that conveys a blade for an electrophotographic apparatus in a direction orthogonal to the illumination, an illuminating unit that illuminates the surface of the blade, and an image that images the surface while conveying the blade by a line sensor Means. According to the present invention, the image information signal output from one pixel of the line sensor is added to each image information signal output from each pixel in a predetermined region including a plurality of pixels continuous with the one pixel. Image processing means for performing addition processing for each pixel as an added image information signal in one pixel, and determination means for determining the surface state of the blade based on the result of the image processing means.
さらに本発明においては、前記ブレードの前記表面に対して、前記ラインセンサーを有する撮像手段の光軸がなす俯角及び、照明手段による照明光の光軸がなす照射角とが共に10°以上30°以下となるように設定されるのが望ましく、また、前記ブレードに照射する照明光が、照明手段本体を覆ったスリット状のマスキング手段か、あるいはブレード近傍の空間において拡散が制限される手段を有し、その影響の元に検査対象に照射されるのが望ましい。 Further, in the present invention, the depression angle formed by the optical axis of the imaging unit having the line sensor and the irradiation angle formed by the optical axis of the illumination light by the illumination unit are both 10 ° or more and 30 ° with respect to the surface of the blade. Desirably, the following is set, and the illumination light applied to the blade has slit-shaped masking means covering the illumination means body or means for limiting diffusion in the space near the blade. However, it is desirable to irradiate the inspection object under the influence.
本発明によれば、ブレードの表面におけるコントラストを際立たせた画像が得られ、ブレードの表面における傾斜が緩やかな凹凸を検出することができる。 According to the present invention, an image in which the contrast on the surface of the blade is emphasized can be obtained, and unevenness with a gentle inclination on the surface of the blade can be detected.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係る、電子写真装置用のブレードの表面検査方法は、図1に示す電子写真装置用のブレード1の表面を照明し、ブレード1を照明に直交する方向に搬送させつつ、複数の画素4が配列されたラインセンサー11によって前記表面を撮像する第1ステップを有する。また、この方法は、ラインセンサー11の1つの画素4が出力する像情報信号に、この1つの画素4と連続する複数の画素4からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を加算する第2ステップを有する。この第2ステップでは、1つの画素4からの像情報信号に、所定領域における各画素4からの各像情報信号を加算して1つの画素4における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行うことで、画像処理をする。また、この方法は、画像処理された結果に基づいてブレード1の表面状態を判定する第3ステップを有する。
The blade surface inspection method for an electrophotographic apparatus according to the present invention illuminates the surface of the
なお、本発明では、例えばラインセンサーの1つの画素の明度階調が256の場合、1つの画素が出力する像情報信号が256のいずれかの値として扱われる。そして今、この1つの画素を含みこの1つの画素に連続する5つの画素からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を、1つの画素が出力する像情報信号に加算することを考える。この加算処理によって、1つの画素が出力する像情報信号が、256×5=1280のいずれかの値として扱われる。つまり、1つの画素の明度階調を5倍に増えたものとして取り扱うことが可能になる。 In the present invention, for example, when the lightness gradation of one pixel of the line sensor is 256, an image information signal output from one pixel is handled as any one of 256 values. Now, each image information signal output from each pixel in a predetermined area including five pixels including this one pixel and continuing to this one pixel is added to the image information signal output from one pixel. Think. By this addition processing, the image information signal output by one pixel is handled as any value of 256 × 5 = 1280. That is, it is possible to handle the brightness gradation of one pixel as having been increased five times.
そして、このような加算処理を所定領域の5つの各画素について行うことで画像データ処理されたものを所定領域における1つのデータユニットとして、この所定領域に隣接する他の所定領域において画像データ処理された他のデータユニットとを比較する。これによって、ブレードの表面における微細な状態を判定する。 Then, by performing such addition processing for each of the five pixels in the predetermined area, the image data processed is used as one data unit in the predetermined area, and the image data is processed in another predetermined area adjacent to the predetermined area. Compare with other data units. Thereby, a fine state on the surface of the blade is determined.
また、上述した方法を採用した表面検査装置は、電子写真装置用のブレード1を照明に直交する方向に搬送させる搬送手段としての搬送機構、ブレード1の表面を照明する照明手段としての照明部と、を備える。また、この装置は、ブレード搬送機構によってブレード1を搬送させつつラインセンサー11で前記表面を撮像する撮像手段としての撮像部を備える。また、この装置は、ラインセンサー11の1つの画素4が出力する像情報信号に、この1つの画素4と連続する複数の画素4からなる所定領域における各画素4がそれぞれ出力する各像情報信号を加算する画像処理手段としての画像処理部5を備える(図1参照)。この画像処理部5は、1つの画素4からの像情報信号に、所定領域における各画素4からの各像情報信号を加算して1つの画素4における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行う。また、この装置は、画像処理部5による結果に基づいてブレード1の表面状態を判定する判定手段としての判定部を備える。
The surface inspection apparatus employing the above-described method includes a transport mechanism that transports the
撮像部としてはラインセンサー11を有するカメラ2を使用する(図1)。ラインセンサーは、エリアセンサーと比較して、撮像対象を一定速度で動かしながら撮像しなければ面としての画像が得られない反面、画素数が比較的多いので解像度を上げるのに有利である。また、ラインセンサーは、画素と画素との間に電荷転送部が存在しないので、開口率が高く、微妙なコントラストを捉えるのに好適であるといった利点を有する。また、搬送中のブレード1を図5(a)に示すように矢印A方向に撮像していくとして、ラインセンサーで一度に取得できる各データB1,B2,B3に関して、図5(a)中の矢印aで示すように、複数の画素の配列方向に直交する方向について、データの比較を行うことを考える。このときには、同一の画素によって得られたデータを比較することになるので、画素のバラツキが存在しない。このことも、図5(b)に示すエリアセンサー12と比べた優位点である。画素のバラツキは通常3%程度存在するので、この画素バラツキを考慮すると、3%以内のコントラスト差は有意な差異として取り扱うことが許されない。個々の画素で検出可能な明度階調が256階調である場合には、有意な差異と見なせない画素のバラツキは7階調にも達する。
A
後述するように、ラインセンサーの出力については複数の画素の像情報信号を積算するので、画素の大きさに比較してかなり小さな構造であっても存在自体は捉えることができる。したがって、解像度にこだわらないか、複数のカメラを配置するのであれば、ラインセンサーが有する画素数は3000画素以上であれば良い。複数のカメラを配置する方向は、図2(a)、図2(b)に示すように、ブレード1の長手方向に直交する方向とカメラ2のレンズの光軸とを一致させると良い。このとき、カメラ2に取付けるレンズの焦点距離は、ブレード1をいくつのカメラを用いて検査するかによって決まってくるが、ブレード1の全体がレンズの視野に収まるように設定すると、表面検査装置の構成が簡素になるので好ましい。
As will be described later, since the image sensor signals of a plurality of pixels are integrated with respect to the output of the line sensor, the presence itself can be detected even if the structure is considerably smaller than the size of the pixels. Therefore, if the resolution is not particular or if a plurality of cameras are arranged, the line sensor may have 3000 pixels or more. As shown in FIGS. 2A and 2B, the direction in which the plurality of cameras are arranged is preferably aligned with the direction perpendicular to the longitudinal direction of the
ブレード1に照射する照明に関しては、スリットを通して光が拡散しないようにしてやるのが良い。または、ブレードの近傍に光の遮蔽板を配して、光が一度に異なる角度からブレードに照射されないようにしてやるのが良い。こうすることで、ブレード1に近く広がりを持った光源からの光が多方面から照射され、極緩やかな凹凸に満遍なく光が当たって影が無くなり、検出が困難となるのを防ぐ。図6(a)に示すように、光源からの光が凹みにそのまま当たれば様々な散乱光によって影が出来難くなるのに対し、図6(b)に示すようにスリット21や遮光板22によって光の多くをカットし、平行光が凹みに当たるようにすれば、影も出来易く凹みが一層見易くなる。
As for the illumination applied to the
ラインセンサー11としてはモノクロームセンサーであっても良いが、カラーセンサーを配置して3色の信号を別々に処理しても良い。ただし、カラーラインセンサーの中には、3つのラインセンサーを単純に平行に並べて配置したものがあり、この場合には、個々のラインセンサー間で被写体(ブレード)からの光路差が生じてしまう。このため、この場合には、どれかの色のイメージセンサーで焦点のずれが許容レベルを越えていないかに注意を払う必要がある。
The
搬送機構によるブレード搬送の速度は、ラインセンサー11によって取得した画像が、ブレード1の搬送方向に対して充分な解像度を有するように設定する必要がある。例えば、速度が1cm/sec以上、20cm/sec以下程度であるのが望ましい。像情報信号の取り込み周波数が2000Hzであれば、搬送速度が20cm/secの場合でもブレードの搬送方向に対して1データ当たり100μmの細かさで表される。搬送速度が10cm/sec以下であれば更に望ましく、搬送速度が1cm/secのときの搬送方向の1データ当たりの細かさは5μmである。
The blade conveyance speed by the conveyance mechanism needs to be set so that the image acquired by the
照明部としては、ブレード1の長手方向に対して均一な光量が得られるような光源であれば良く、例えば、ブレードの長手方向に略平行に配置されたライン光源10が用いられる。
The illumination unit may be a light source that can obtain a uniform amount of light with respect to the longitudinal direction of the
ブレード1の表面状態の判定を行うのに効果的な画像を得るために、ラインセンサー11は、例えば図3に示すように、ブレード1の表面からの距離と、ブレード1の表面を見下ろす俯角とを自由に調整可能な支持機構に支持される構成が望ましい。支持機構は、カメラ2を回転可能に支持する回転ステージ16を有して構成されている。また、この支持機構は、回転ステージ16をブレード1の長手方向に直交する鉛直方向にスライド可能に支持する鉛直ガイド15と、この鉛直ガイド15をブレード1の長手方向に直交する水平方向にスライド可能に支持する水平ガイド14とを有している。
In order to obtain an image effective for determining the surface state of the
また、ブレード1の表面に接する接平面に対して、ラインセンサー11を有するカメラ2のレンズ3の光軸がなす俯角θ1及び、照明部による照明光の光軸がなす照射角θ2(図2(a))は共に30°以下に設定するのが好ましい。照明部による照明光の角度を浅くし、尚且つラインセンサーでそのほぼ全反射光を見ることにより、透過あるいは拡散しない反射光を、効率よく捕らえることができる。ただしあまりに角度が浅すぎると、反射光が一番明るくなるポイントがカメラから見てわかり難くなったり、カメラのピントがブレード表面に合い難くなったりする。このため、角度の下限は10°とするのが望ましい。以上により、角度θ1及びθ2は共に10°以上30°以下とする。このようにしてラインセンサー11によってブレード1の搬送時にブレード全体分のデータが連続的に取込まれ、画像処理部5に送られる。
In addition, the depression angle θ1 formed by the optical axis of the
画像処理部5は、1つの画素4が出力する像情報信号に、この1つの画素4と連続する複数の画素4からなる所定領域における各画素4がそれぞれ出力する各像情報信号を加算する。この画像処理部5は、1つの画素4からの像情報信号に、所定領域における各画素4からの各像情報信号を加算して1つの画素4における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行うことで画像処理する。このように画像処理された結果が所定領域における1データユニットとして表面状態の判定に用いられる。
The
加算処理の方法としては、例えば以下に示すような3つの方法が考えられる。
(i)ラインセンサー11の画素配列方向のみに加算処理する。
(ii)ラインセンサー11の画素配列方向に直交する方向のみに加算処理する。この際加算処理対象となるデータは、ブレード1の搬送中に撮像されることによって、見かけ上画素が空間的にラインセンサー11の画素配列方向に直交する方向に並んでいる。したがってこれらの画素による各像情報信号の加算は、実際には同一の画素による時系列情報信号を加算することを指している。
(iii)ラインセンサー11の画素配列方向に直交する方向のみに一旦加算処理した後に、それら加算像情報データに対して画素配列方向に加算処理を加える。
As a method of addition processing, for example, the following three methods are conceivable.
(I) Addition processing is performed only in the pixel array direction of the
(Ii) Addition processing is performed only in the direction orthogonal to the pixel arrangement direction of the
(Iii) Addition processing is once added only in the direction orthogonal to the pixel arrangement direction of the
このような加算処理が行われれば、1画素として記録されるデータの中に、1つの画素毎が元々持つ階調×加算処理する画素数だけの階調を持たせることが可能になる。例えば、10画素を加算した場合には、1つの画素を256×10=2560階調で扱うことが可能になり、50画素を加算した場合には、1つの画素を256(階調)×50(画素)=12800階調で扱うことが可能になる。一般的なカメラの出力における256階調の積算画素数倍の階調性が得られるのに加えて、一般的なカメラにおける画素のバラツキは、積算データ上では中心極限定理によって軽減され、1/√(加算画素数)となる。具体的には、加算処理を行わないときに3%であるものが、50画素の積算データ上では0.4%となる。このときの像情報信号の流れの状態を図1に模式的に示す。図1では、3画素分の積算を行っている。256階調のS1信号が積算されることで、より一層多階調のS2信号を出力して判定が行われる。 If such an addition process is performed, it is possible to provide the gradation recorded by one pixel × the number of pixels to be added in the data recorded as one pixel. For example, when 10 pixels are added, one pixel can be handled with 256 × 10 = 2560 gradations, and when 50 pixels are added, one pixel is 256 (gradation) × 50. (Pixel) = 12800 gradations can be handled. In addition to obtaining a gradation that is twice the number of accumulated pixels of 256 gradations in the output of a general camera, pixel variations in a general camera are reduced by the central limit theorem on the accumulated data, and 1 / √ (number of added pixels). Specifically, 3% when addition processing is not performed is 0.4% on the integrated data of 50 pixels. The state of the flow of the image information signal at this time is schematically shown in FIG. In FIG. 1, integration for three pixels is performed. The 256 gradation S1 signals are integrated, so that an even more gradation S2 signal is output for determination.
データの加算方法については、一般的に階調性を高めるためには(i)の加算処理を用いるのが好ましい。ただし、ブレード1の表面に、画素配列方向に沿って細長い欠陥が存在する場合、この欠陥に対して(i)の加算処理では画素配列方向にならされて、かえって欠陥が判り難くなってしまうことがある。欠陥を特に強調するためには、(iii)の加算処理を用いるのが効果的である。一旦、細長い欠陥の長手方向に対してデータの加算演算処理を行うので、欠陥が無い部分と有る部分との積算光量差が極めて大きくなる。その後で画素配列方向に対してさらに加算演算処理を施すことによって、元々の画像データに比べて欠陥部分のコントラストが著しく増大することになる。
Regarding the data addition method, it is generally preferable to use the addition process (i) in order to improve the gradation. However, if there is an elongated defect on the surface of the
また、上述した画素間の加算演算処理によって消えてしまい易い微小な欠陥に対しては、(ii)の加算処理を用いるのが好ましい。(ii)の加算処理を用いることで、微小な欠陥であっても、加算演算処理によって周辺部とのコントラストが増すとともに、隣接する画素間のデータを加算処理することまでは行わないので、微小な欠陥であっても埋もれさせない効果がある。 In addition, it is preferable to use the addition process (ii) for a minute defect that easily disappears due to the above-described addition calculation process between pixels. By using the addition process of (ii), even if it is a minute defect, the contrast with the peripheral part is increased by the addition calculation process, and the addition process is not performed until the data between adjacent pixels is added. Even if it is a simple defect, there is an effect that it is not buried.
以上のようにして得られる所定領域R1のデータと、この所定領域R1に隣接する、同様の加算演算処理を行った所定領域R2のデータとの間の差分が、全画像領域について計算され、元々の加算演算済みデータと共に判定部に送られる。 The difference between the data of the predetermined area R1 obtained as described above and the data of the predetermined area R2 adjacent to the predetermined area R1 and subjected to the same addition operation processing is calculated for all image areas, and originally Is sent to the determination unit together with the added data.
判定部では、全画像領域について計算された差分のデータが系統的な傾斜を持っていれば、必要に応じて水平化処理が行われ、急激な変化及び高低差が大きな変化のみが残される。続いて、このような補正を施した画像において、予め定められた上限値と下限値に対して超過している個々の所定領域全てを抽出し、抽出された個々の領域の面積のうちで任意に定めた量を超えるものが有るか無いかを判定する。任意に定めた量を超えるものが1つ以上存在したとき、その領域がブレードの表面における欠陥部分であると判定する。このように、取得された画像データは加算演算処理及び水平化処理が施され、意図した種類の欠陥のみが効果的に強調された上で、ブレードの表面における微細な状態の判定に使用される。 In the determination unit, if the difference data calculated for the entire image area has a systematic inclination, the leveling process is performed as necessary, and only a sudden change and a change with a large difference in height are left. Subsequently, in the image subjected to such correction, all the predetermined areas exceeding the predetermined upper limit value and lower limit value are extracted, and any of the areas of the extracted individual areas is extracted. It is determined whether there is something exceeding the amount specified in. When one or more objects exceeding the arbitrarily defined amount exist, it is determined that the region is a defective portion on the surface of the blade. In this way, the acquired image data is subjected to addition calculation processing and leveling processing, and only the intended type of defects are effectively emphasized, and then used to determine the fine state on the blade surface. .
上述したように、実施形態の表面検査方法では、ラインセンサー11の1つの画素4が出力する像情報信号に、この1つの画素4と連続する複数の画素4からなる所定領域における各画素4がそれぞれ出力する各像情報信号を加算する。そして、1つの画素4からの像情報信号に、所定領域における各画素4からの各像情報信号を加算して1つの画素4における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行うことで画像処理する。このような表面検査方法を実現する表面検査装置を用いることで、コントラストが微妙な、傾斜が緩やかな凹凸を欠陥部分として含む電子写真用ブレードの表面欠陥を、効率的に検出することができる。
As described above, in the surface inspection method according to the embodiment, each
以下、実施例及び比較例を示して発明の効果をより明らかにするが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and the effect of invention is clarified more, this invention is not restrict | limited to a following example.
傾斜が緩やかな凹凸を少なくとも含む、複数の欠陥部分を有する電子写真装置用のブレード1を測定サンプルとして用意する。今回の検査用サンプルとしては弾性ブレードを用いるが、ブレード1は図7に示すように、主として平板状の弾性体ブレード本体25と、それを固定する板金24からなっている。ブレード本体は半透明で、平板状の弾性体部の幅は10mm、長さは215mmであって、弾性体の端部に長手方向に沿って張り合わされた金属製の板金は幅6mm、全長が250mmである。凹凸の具体的な項目名称としては、「凹み」「歪み」「裏突き上げ」という分類がなされている。ブレードの検査面から見て、それぞれの欠陥は以下のような特徴を有するとされる。
「凹み」・・・・・ブレードの内部、端部にかからない位置にできた、球型の窪み。
「歪み」・・・・・「凹み」と同様の窪みのうち、ブレード端部に生じ、それゆえ端部形状が歪んでいるもの。
「裏突き上げ」・・「凹み」とは逆に、裏面から突き上げられて緩やかに上面に盛り上がった形状をしているもの。
A
“Dent”: A spherical dimple made in a position that does not reach the inside or end of the blade.
“Distortion”: A depression similar to a “dent”, which occurs at the blade end, and therefore the end shape is distorted.
Contrary to “back up” and “dent”, it is a shape that is pushed up from the back and gently rises to the top.
これら傾斜が緩やかな凹凸はいずれも、従来の自動外観検査方法では判別できなかったものである。 None of these irregularities with a gentle inclination could be identified by the conventional automatic visual inspection method.
なお、ここでは電子写真装置用の弾性体部を有するブレード1を挙げて本発明を説明しているが、ブレードの幅、長さ、材料の多様性に合わせて本発明の構成要素を適宜調整することで、他のブレードにおいても同様の測定が可能となることは言うまでも無い。
Here, the present invention has been described with reference to the
これら凹凸に関しては、特に変位量である傾斜が緩やかであるので判別が非常に困難である。これらの変位量については、以下のような大きさである。 With respect to these irregularities, it is very difficult to discriminate because the inclination, which is the amount of displacement, is particularly gentle. These displacement amounts are as follows.
図4(a)から図4(d)に示すように、欠陥部分D1,D2の長手方向における一端から他端までわたるA−B断面、C−D断面における長さbの最大値をbmax(幅)、長手方向に直交する深さ方向の高低差tにおける最大値をtmaxとしたとき、
tmax/bmax≦0.15
を満たす凹凸を指している。
As shown in FIG. 4A to FIG. 4D, the maximum value of the length b in the AB cross section and the CD cross section from one end to the other end in the longitudinal direction of the defective portions D1 and D2 is set to bmax ( Width), when the maximum value in the height difference t in the depth direction perpendicular to the longitudinal direction is tmax,
tmax / bmax ≦ 0.15
It refers to the unevenness that satisfies.
上述した照明部と、撮像部と、画像処理部及び判定部とを有する表面検査装置として、株式会社テクノス製のスーパー5000Kを使用した。照明光にはスリット状のマスキング・遮蔽板等の遮蔽効果を取り入れたものと入れないものとを用意した。ブレード1は搬送機構に保持されて、5cm/secの速度で搬送させられつつ表面が撮像され、ブレード全体のデータが取得される。カメラ2は、5120画素のラインセンサー11を有しており、ブレード1の表面から450mmの距離に配置され、カメラ2に装着するレンズ3としては、ペンタックス社製のFA50mm、F1.4のものを用いた。このとき、レンズ3の視野はブレード1の長手方向に対して315mm程度あり、ブレード1の弾性体の部分をほぼ3500画素で捉えることになる。したがって、ブレード1の長手方向に関して1つの画素4で表現される長さは61μmである。カメラ2のデータ取得周波数は2kHzであり、ライン光源10としては高周波電源によって駆動される蛍光灯が用いられる。蛍光灯の周波数は20kHz、リップルは0.4%である。取得した画像データには次に示す加算処理が施されて、画像判定が行われた。
(加算処理1) 上述した(i)の加算処理を用いて、加算画素数30とする。
(加算処理2) 上述した(ii)の加算処理を用いて、加算画素数50とする。
(加算処理3) 上述した(iii)の加算処理を用いて、画素配列方向に直交する方向における加算画素数20、画素配列方向における加算画素数30とする。
(加算処理4) 上述した(iii)の加算処理を用いて、画素配列方向に直交する方向における加算画素数30、画素配列方向における加算画素数60とする。
As a surface inspection apparatus having the illumination unit, the imaging unit, the image processing unit, and the determination unit described above, Super 5000K manufactured by Technos Co., Ltd. was used. The illumination light is available with or without a slit masking / shielding effect. The
(Addition process 1) The number of added pixels is set to 30 using the addition process (i) described above.
(Addition process 2) The addition pixel number is set to 50 by using the above-described addition process (ii).
(Addition process 3) The addition process of (iii) mentioned above is used, and it is set as the
(Addition Process 4) Using the above-described addition process (iii), the number of added pixels is 30 in the direction orthogonal to the pixel array direction and the number of added pixels is 60 in the pixel array direction.
結果を表1に示す。加算処理を施していない原画像、あるいは加算処理1〜4のうちで、検出ができた項目を「〇」で示している。検出ができない場合には「×」で示した。原画像が比較例であって、加算処理1〜4をそれぞれ施したものが実施例である。原画像では少なくとも光量レベルで表面状態の判定ができないものが、4種類の加算処理のうちで適切な加算処理を施すことで、欠陥部分を判定することが可能となった。
The results are shown in Table 1. Items that can be detected in the original image that has not been subjected to addition processing or in
以上の実施例からわかるように、表面検査方法及び表面検査装置を用いることで、電子写真用ブレードの表面における、コントラストが微妙な、傾斜が緩やかな凹凸を、効率的に検出することができた。 As can be seen from the above examples, by using the surface inspection method and the surface inspection apparatus, it was possible to efficiently detect unevenness with a delicate contrast and a gentle inclination on the surface of the electrophotographic blade. .
なお、本実施形態では、電子写真装置用のブレード1として半透明な弾性ブレードを一例に挙げて説明したが、本発明は他の材質のブレードに用いられても好適であることは勿論である。
In the present embodiment, a translucent elastic blade has been described as an example as the
1 ブレード
2 カメラ
3 レンズ
4 画素
5 画像処理部
10 ライン光源
11 ラインセンサー
12 ブレードの搬送方向
14 水平ガイド
15 鉛直ガイド
16 回転ステージ
17 ブレード搬送機構
θ1 俯角
θ2 照射角
18 凹み不良部
19 非並行散乱光
20 平行散乱光
21 スリット
22 遮光板
23 影部
24 板金
25 ブレード本体
101 ブレード
102 カメラ
103 レンズ
104 画素
105 画像処理部
A 撮像されていく順番
B 凹み・歪みが形成される方向
C 裏突き上げが形成される方向
D1 凹み不良発生部
D2 凸状不良発生部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ラインセンサーの1つの画素が出力する像情報信号に、該1つの画素と連続する複数の画素からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を加算して前記1つの画素における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行うことで画像処理する第2ステップと、
前記画像処理された結果に基づいて、前記ブレードの表面状態を判定する第3ステップと、
を有する、電子写真装置用のブレードの表面検査方法。 A first step of illuminating the surface of a flat blade for an electrophotographic apparatus, and imaging the surface by a line sensor in which a plurality of pixels are arranged while conveying the blade in a direction orthogonal to the illumination;
The image information signal output from one pixel of the line sensor is added to each image information signal output from each pixel in a predetermined area composed of a plurality of pixels continuous with the one pixel, and added in the one pixel. A second step of performing image processing by performing addition processing for each pixel as an image information signal;
A third step of determining a surface state of the blade based on the image processed result;
A method for inspecting the surface of a blade for an electrophotographic apparatus.
前記ブレードを前記照明手段に直交する方向に搬送する搬送手段と、
前記ブレードを搬送しつつ、複数の画素が配列されたラインセンサーによって前記表面を撮像する撮像手段と、
前記ラインセンサーの1つの画素が出力する像情報信号に、該1つの画素と連続する複数の画素からなる所定領域における各画素がそれぞれ出力する各像情報信号を加算して前記1つの画素における加算像情報信号とする加算処理を画素毎に行う画像処理手段と、
前記画像処理手段による結果に基づいて、前記ブレードの表面状態を判定する判定手段と、
を備える、電子写真装置用のブレードの表面検査装置。 Illumination means for illuminating the surface of a blade for an electrophotographic apparatus;
Conveying means for conveying the blade in a direction orthogonal to the illumination means;
Imaging means for imaging the surface by a line sensor in which a plurality of pixels are arranged while conveying the blade;
The image information signal output from one pixel of the line sensor is added to each image information signal output from each pixel in a predetermined area composed of a plurality of pixels continuous with the one pixel, and added in the one pixel. Image processing means for performing addition processing for each pixel as an image information signal;
A determination unit that determines a surface state of the blade based on a result of the image processing unit;
A surface inspection apparatus for a blade for an electrophotographic apparatus.
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JP2009264908A JP2011107074A (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Method and device for inspecting surface of blade for electrophotography device |
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CN114111652A (en) * | 2021-12-24 | 2022-03-01 | 格林美股份有限公司 | Battery module flatness detection device and method based on machine vision |
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- 2009-11-20 JP JP2009264908A patent/JP2011107074A/en active Pending
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