JP2012150079A - Defect detection device for transparent member and defect detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明部材の欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。 The present invention relates to a defect detection apparatus and a defect detection method for a transparent member.
例えばトナー現像方式の画像形成装置では、クリーニングブレードや現像ブレード等のブレードが用いられている。これらのブレードには製造工程中に表面や内部に欠陥が生じることがあり、このような欠陥はブレードの性能の低下を招く。例えば、ブレードは、表面や内部の欠陥が起因して、その一部分のみが硬化または軟化することにより、ブレードとしての機能を損なうことがある。したがって、欠陥のあるブレードを排除する必要がある。このような欠陥のあるブレードの検出は、光を透過する性質のあるブレード（以下、「透明ブレード」という。）を用いることにより、以下に述べる２つの方法により可能である。 For example, in a toner developing type image forming apparatus, a blade such as a cleaning blade or a developing blade is used. These blades may have defects on the surface and inside during the manufacturing process, and such defects lead to a reduction in blade performance. For example, the blade may lose its function as a blade by hardening or softening only a part thereof due to surface or internal defects. It is therefore necessary to eliminate defective blades. Such a defective blade can be detected by the following two methods by using a blade having a property of transmitting light (hereinafter referred to as “transparent blade”).
第１の方法として目視で行う方法がある。この検査方法では、検査結果が検査を行う者の主観に大きく依存する。また、画像形成装置の高機能化に伴い、より高精度に透明ブレードの欠陥を検出することが必要となるが、目視は欠陥の検出の精度に限界がある。 As a first method, there is a method of performing visual inspection. In this inspection method, the inspection result largely depends on the subjectivity of the person performing the inspection. Further, as the function of the image forming apparatus increases, it is necessary to detect the defect of the transparent blade with higher accuracy, but visual inspection has a limit in the accuracy of detection of the defect.
第２の方法として欠陥検出装置を用いる方法がある。特許文献１に、透明ブレードの欠陥検出装置が記載されている。この欠陥検出装置では、透明ブレードに光を照射し、透明ブレードの表面に反射された光や、透明ブレードの内部を透過した光を検出する。透明ブレードに欠陥がある場合には、検出される光がその欠陥の影響を受ける。この欠陥検出装置では、検出される光を解析することにより、目視による方法よりも高精度に透明ブレードの欠陥を発見することが可能である。 As a second method, there is a method using a defect detection apparatus. Patent Document 1 discloses a transparent blade defect detection device. In this defect detection apparatus, light is applied to the transparent blade, and light reflected on the surface of the transparent blade or light transmitted through the transparent blade is detected. If the transparent blade has a defect, the detected light is affected by the defect. In this defect detection apparatus, it is possible to find the defect of the transparent blade with higher accuracy than the visual method by analyzing the detected light.
上記のような画像形成装置の更なる高機能化に伴い、欠陥検出装置には、透明ブレードの欠陥の検出の更なる高精度化が求められている。 With the further enhancement of the functions of the image forming apparatus as described above, the defect detection apparatus is required to have higher accuracy in detecting the defect of the transparent blade.
そこで、本発明は、透明ブレードをはじめとする透明部材の欠陥を高精度に検出可能な欠陥検出装置及び欠陥検出方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the defect detection apparatus and defect detection method which can detect the defect of transparent members including a transparent blade with high precision.
上記目的を達成するため、本発明の欠陥検出装置は、透明部材の欠陥検出装置であって、第１の方向に所定の光を投射する投光部と、前記投光部から投射された光を第２の方向に反射する反射部と、前記反射部を前記第２の方向から撮像する撮像部と、前記反射部と前記撮像部との間に前記透明部材を配置可能なステージと、を有し、前記反射部は、前記投光部から前記第１の方向に投射された光を前記第２の方向に反射する反射率がそれぞれ異なる複数の領域が規則的に配置された反射面を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a defect detection apparatus according to the present invention is a defect detection apparatus for a transparent member, which projects a predetermined light in a first direction and the light projected from the light projection section. A reflection part that reflects the reflection part in a second direction, an imaging part that images the reflection part from the second direction, and a stage on which the transparent member can be disposed between the reflection part and the imaging part. And the reflection unit has a reflection surface in which a plurality of regions having different reflectivities for regularly reflecting the light projected from the light projecting unit in the first direction in the second direction are arranged regularly. It is characterized by having.
本発明によれば、透明部材の欠陥を高精度に検出可能な欠陥検出装置及び欠陥検出方法を提供することを目的とする。 According to the present invention, it is an object to provide a defect detection apparatus and a defect detection method capable of detecting a defect of a transparent member with high accuracy.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
トナー現像方式の画像形成装置に備わるクリーニングブレードや現像ブレード等には、欠けや空孔等の欠陥を検出しやすいように光が透過する性質を有する部材（以下、「透明部材」という。）が用いられることがある。本発明の実施形態では、このような透明ブレードを例にとって説明するが、透明ブレード以外の透明部材についても本発明に係る欠陥検出装置及び欠陥検出方法を同様に用いることができる。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る欠陥検出装置の概略構成図である。
A cleaning blade, a developing blade, or the like provided in a toner developing type image forming apparatus includes a member (hereinafter referred to as a “transparent member”) having a property of transmitting light so that defects such as chipping and holes can be easily detected. Sometimes used. In the embodiment of the present invention, such a transparent blade will be described as an example. However, the defect detection apparatus and the defect detection method according to the present invention can be similarly used for transparent members other than the transparent blade.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a defect detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本実施形態に係る欠陥検出装置は、検査物である透明ブレードｂを透過した透過光を用いて透明ブレードｂの欠陥を検出する。透明ブレードｂは、欠陥が無い場合に良品と判断され、欠陥がある場合に不良品と判断される。この欠陥検出装置では、光を反射する反射部として反射板３を用いており、透明ブレードｂを透過させる光として、反射板３によって形成された明るさの異なる複数の光束を使用している。 The defect detection apparatus according to the present embodiment detects a defect of the transparent blade b using the transmitted light that has passed through the transparent blade b that is an inspection object. The transparent blade b is determined as a non-defective product when there is no defect, and is determined as a defective product when there is a defect. In this defect detection apparatus, the reflection plate 3 is used as a reflection part that reflects light, and a plurality of light beams having different brightness formed by the reflection plate 3 are used as light that is transmitted through the transparent blade b.
この欠陥検出装置の各部について説明する。 Each part of this defect detection apparatus will be described.
反射板３は、反射板調整用ステージ３３に取り付けられている。反射板３の配置は、反射板調整用ステージ３３によって調整可能である。 The reflector 3 is attached to the reflector adjustment stage 33. The arrangement of the reflecting plate 3 can be adjusted by the reflecting plate adjusting stage 33.
反射板３に向けて光を投射する投光部として、投光装置２６、投光ファイバ部１３、集光レンズ１４及び投光ファイバ部調整用ステージ３２が用意されている。投光装置２６は、投光ファイバ部１３に接続されており、投光装置２６によって発せられた光は光ファイバ部１３によって集光レンズ１４に導かれる。これにより、集光レンズ１４から所定の均一な光が出射される。 As a light projecting unit that projects light toward the reflecting plate 3, a light projecting device 26, a light projecting fiber unit 13, a condensing lens 14, and a light projecting fiber unit adjusting stage 32 are prepared. The light projecting device 26 is connected to the light projecting fiber unit 13, and the light emitted by the light projecting device 26 is guided to the condenser lens 14 by the optical fiber unit 13. Thereby, predetermined uniform light is emitted from the condenser lens 14.
投光ファイバ部１３及び集光レンズ１４の配置は、集光レンズ１４から出射した光が反射板３に、図１に破線で示す第１の方向から入射するように投光ファイバ部調整用ステージ３２によって調整される。投光部の構成は、所定の光が反射板３に第１の方向から入射するものであれば本構成と異なっていてもよい。 The arrangement of the light projecting fiber unit 13 and the condensing lens 14 is such that the light emitted from the condensing lens 14 enters the reflecting plate 3 from the first direction indicated by the broken line in FIG. 32. The configuration of the light projecting unit may be different from this configuration as long as predetermined light is incident on the reflecting plate 3 from the first direction.
投光部から反射板３に向けて投射する光束は、ライン形状、スポット形状、リング形状等の様々な形状のものでよい。本実施形態では、投光装置２６として、可変抵抗で出力を０％〜１００％の範囲で変更可能な１５０Ｗのハロゲン電球を使用した。しかし、投光装置２６としては、あらゆる光源が使用可能であり、例えば、発光ダイオードやメタルハライドなどの光源が使用可能である。また、本実施形態では、投光装置２６により発生させる光の波長は４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長領域を持つ白色光とした。しかし、投光装置２６が発生させる光の波長領域は任意に設定可能である。 The light beam projected from the light projecting unit toward the reflecting plate 3 may have various shapes such as a line shape, a spot shape, and a ring shape. In the present embodiment, a 150 W halogen bulb whose output can be changed within a range of 0% to 100% with a variable resistor is used as the light projecting device 26. However, as the light projecting device 26, any light source can be used. For example, a light source such as a light emitting diode or a metal halide can be used. In the present embodiment, the wavelength of light generated by the light projecting device 26 is white light having a wavelength region of 400 nm to 750 nm. However, the wavelength region of the light generated by the light projecting device 26 can be arbitrarily set.
投光部の各部品の形状や配置は実験的に決定される。本実施形態では、集光レンズ１４として、レンズの出射端から１５０ｍｍ離れた位置で照射範囲がφ７４ｍｍとなり、集光率が、レンズの出射端から５０ｍｍ離れた位置を１００％とした際に、１５０ｍｍ離れた位置で６５％となるものを使用した。 The shape and arrangement of each component of the light projecting unit are determined experimentally. In this embodiment, as the condensing lens 14, the irradiation range is φ74 mm at a position 150 mm away from the exit end of the lens, and the condensing rate is 150 mm when the position 50 mm away from the exit end of the lens is 100%. What used to become 65% in the distant position was used.
反射板３の配置は、投光部から第１の方向に投射された光が、反射板３によって主に図１に破線で示す第２の方向に反射されるように反射板調整用ステージ３３によって調整される。検査物である透明ブレードｂは、検査物調整用ステージ３４に配置可能である。反射板３に反射された光は、透明ブレードｂを透過し、撮像部に入射する。透明ブレードｂは移動ステージ４２上に載置された検査物調整用ステージ３４に固定される。透明ブレードｂの配置は、検査物調整用ステージ３４及び移動ステージ４２とともに移動ステージ制御装置４１によって制御される。 The reflector 3 is arranged such that the light projected from the light projecting portion in the first direction is reflected by the reflector 3 mainly in the second direction indicated by a broken line in FIG. Adjusted by. The transparent blade b, which is an inspection object, can be disposed on the inspection object adjustment stage 34. The light reflected by the reflecting plate 3 passes through the transparent blade b and enters the imaging unit. The transparent blade b is fixed to the inspection object adjustment stage 34 placed on the moving stage 42. The arrangement of the transparent blade b is controlled by the moving stage control device 41 together with the inspection object adjusting stage 34 and the moving stage 42.
本実施形態では、反射板３に反射された光が透明ブレードｂの検査範囲全域に照射される。しかし、反射板３に反射された光が透明ブレードｂの検査範囲の一部のみに照射され、検査物調整用ステージ３４によって透明ブレードｂを移動させて複数回に分けて検査範囲全体の検査を行う構成でもよい。 In the present embodiment, the light reflected by the reflecting plate 3 is irradiated to the entire inspection range of the transparent blade b. However, the light reflected by the reflecting plate 3 is irradiated only on a part of the inspection range of the transparent blade b, and the inspection blade adjustment stage 34 moves the transparent blade b to divide the inspection range into a plurality of times. The structure to perform may be sufficient.
反射板３に反射され、透明ブレードｂを透過した光が入射する撮像部として、撮像装置１１、カメラレンズ１２及び撮像装置調整用ステージ３１が用意されていれる。撮像装置１１及びカメラレンズ１２の配置は、撮像装置調整用ステージ３１によって、透明ブレードｂを透過した光がカメラレンズ１２に入射するように調整される。図１では、一例として、第２の方向の、鉛直方向に対する角度がθ°である場合を示している。撮像装置１１は、カメラレンズ１２を介して反射板３の反射面を撮像する。 An imaging device 11, a camera lens 12, and an imaging device adjustment stage 31 are prepared as an imaging unit on which light reflected by the reflecting plate 3 and transmitted through the transparent blade b is incident. The arrangement of the imaging device 11 and the camera lens 12 is adjusted by the imaging device adjustment stage 31 so that the light transmitted through the transparent blade b is incident on the camera lens 12. FIG. 1 shows a case where the angle of the second direction with respect to the vertical direction is θ ° as an example. The imaging device 11 images the reflection surface of the reflection plate 3 via the camera lens 12.
この欠陥検出装置は、撮像部に接続され、撮像装置１１によって撮像された画像を処理する処理部を有する。処理部として、処理装置２１、ＩＯボード２２及び画像ボード２３が用意されている。撮像装置１１によって撮像された画像は、画像ボード２３を介して処理装置２１に伝送される。処理装置２１によって画像が処理され、透明ブレードｂの欠陥の有無が判定される。処理装置２１による判定結果は表示装置２４に表示される。また、処理装置２１は必要に応じて、ＩＯボード２２を介して投光装置２６が発する光量の調整や移動ステージ制御装置４１の制御などを行う。 The defect detection apparatus includes a processing unit that is connected to the imaging unit and processes an image captured by the imaging device 11. As a processing unit, a processing device 21, an IO board 22, and an image board 23 are prepared. An image captured by the imaging device 11 is transmitted to the processing device 21 via the image board 23. The image is processed by the processing device 21 to determine whether or not the transparent blade b is defective. The determination result by the processing device 21 is displayed on the display device 24. Further, the processing device 21 adjusts the amount of light emitted from the light projecting device 26 via the IO board 22 and controls the moving stage control device 41 as necessary.
撮像装置１１としては、横１６００画素×縦１２００画素の複数の受光素子が二次元配置された反射板３の反射面全体を一度に撮像するものを使用した。しかし、撮像装置１１は、反射板３の反射面を複数回に分けて撮像するものでもよい。また、撮像装置１１は複数備えられていてもよい。また、本実施形態の撮像装置１１としては、光の明るさを２５６通りの階調に識別するものを使用した。すなわち、撮像装置１１により得られる画像には、明るさが０である場合には黒色に表示され、明るさが２５６である場合には白色に表示される。しかし、撮像装置１１としては、２５６階調以外でも、１０２４階調等、任意の階調に明るさを識別する構成のものを用いることができる。さらに、撮像装置１１はカラー成分（ＲＧＢ成分）を識別可能なものでもよい。 As the imaging device 11, a device that captures an image of the entire reflection surface of the reflection plate 3 in which a plurality of light receiving elements of 1600 horizontal pixels × 1200 vertical pixels are two-dimensionally arranged is used. However, the imaging device 11 may capture an image by dividing the reflection surface of the reflecting plate 3 into a plurality of times. In addition, a plurality of imaging devices 11 may be provided. Further, as the imaging device 11 of the present embodiment, a device that identifies the brightness of light into 256 gradations is used. That is, the image obtained by the imaging device 11 is displayed in black when the brightness is 0, and is displayed in white when the brightness is 256. However, the imaging device 11 may be configured to identify brightness in arbitrary gradations such as 1024 gradations other than 256 gradations. Furthermore, the imaging device 11 may be one that can identify color components (RGB components).
本実施形態では、カメラレンズ１２として、歪曲収差を低減している高解像度型のものを用いた。また、カメラレンズ１２は、撮像装置１１による良好な撮像が可能となるようにピント調整機構及び手動絞り機構を備えていることが望ましい。本実施形態では、カメラレンズ１２として、ＴＶディストーションが０．３％以内で、手動でフォーカスとアイリス絞りを調整可能なものを用いた。 In the present embodiment, the camera lens 12 is a high resolution lens that reduces distortion. In addition, the camera lens 12 preferably includes a focus adjustment mechanism and a manual aperture mechanism so that good imaging by the imaging device 11 is possible. In the present embodiment, a camera lens 12 having a TV distortion within 0.3% and capable of manually adjusting the focus and the iris diaphragm is used.
次に、本実施形態に係る欠陥検出装置の反射板３の詳細について説明する。図２は図１に示した反射板３付近を拡大して示した図である。反射板３の、集光レンズ１４から出射された光を受ける反射面には、第１の方向から入射した光のうち、第２の方向に反射する光量の割合（以下、「反射率」という。）の異なる２つの領域が交互に配置されている。すなわち、反射板３の反射面に第１の方向から入射した光の明るさは均一であるものの、反射板３の反射面に第２の方向に反射面に反射された光の明るさは均一ではない。ここで、反射板３の２つの領域のうち、反射率の大きい部分を明部とし、反射率が小さい部分を暗部とする。本実施形態では、反射板３の反射面に明部と暗部とがストライプ状になるように形成している。すなわち、反射板３の反射面にはストライプ幅が等しい明部と暗部とが交互に並んでいる。 Next, details of the reflector 3 of the defect detection apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is an enlarged view showing the vicinity of the reflector 3 shown in FIG. The ratio of the amount of light reflected in the second direction out of the light incident from the first direction (hereinafter referred to as “reflectance”) on the reflecting surface of the reflecting plate 3 that receives the light emitted from the condenser lens 14. .) Are differently arranged. That is, the brightness of the light incident on the reflecting surface of the reflecting plate 3 from the first direction is uniform, but the brightness of the light reflected on the reflecting surface in the second direction on the reflecting surface of the reflecting plate 3 is uniform. is not. Here, of the two regions of the reflecting plate 3, a portion with a high reflectance is a bright portion, and a portion with a low reflectance is a dark portion. In the present embodiment, the bright portion and the dark portion are formed in a stripe shape on the reflection surface of the reflection plate 3. That is, on the reflecting surface of the reflecting plate 3, bright portions and dark portions having the same stripe width are alternately arranged.
図３は図２に示した欠陥検出装置における光の軌道の一例を示した図である。図３では、説明の簡略化のため、図１及び図２のθの値をゼロとしている。透明ブレードｂの欠陥には、例えば、表面凹みｄ1や、異物ｄ2や、空孔ｄ3がある。異物ｄ2の一例としては金属粉末が挙げられる。図３に示すように、透明ブレードｂに入射した光は、表面凹みｄ1や空孔ｄ3によっては屈折をし、異物ｄ2によっては遮断される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a light trajectory in the defect detection apparatus shown in FIG. In FIG. 3, the value of θ in FIGS. 1 and 2 is set to zero for simplification of description. Examples of the defect of the transparent blade b include a surface dent d 1 , a foreign material d 2, and a hole d 3 . An example of the foreign material d 2 is metal powder. As shown in FIG. 3, the light incident on the transparent blade b is refracted by the surface recess d 1 and the hole d 3 and is blocked by the foreign material d 2 .
ここで、欠陥ｄ1，ｄ2，ｄ3が無かった場合を仮定すると、反射板３の明部と暗部とにより反射された光がそのまま一様にカメラレンズ１２に入射する。そのため、この場合には、撮像装置１１（図１，２参照）は、図４（ａ）に示すように反射板３の明部と暗部とに反射された明るさがそのまま反映されたストライプ状の光束を撮像する。 Here, assuming that there are no defects d 1 , d 2 , d 3 , the light reflected by the bright and dark portions of the reflector 3 is incident on the camera lens 12 as it is. Therefore, in this case, the image pickup apparatus 11 (see FIGS. 1 and 2) has a stripe shape in which the brightness reflected on the bright and dark portions of the reflector 3 is reflected as it is, as shown in FIG. The luminous flux is imaged.
一方、透明ブレードｂに欠陥ｄ1，ｄ2，ｄ3があった場合には、透明ブレードｂを透過する光の屈折等により、図４（ａ）に示すようなきれいなストライプ状の画像は形成されない。透明ブレードｂに欠陥ｄ1，ｄ3があった場合には、例えば、図４（ｂ）に示すように暗部に反射された光束に、明部に反射された光束の一部が屈折して入り込むことにより、画像中の暗部に対応する部分に明るい点が現れることがある。また、図４（ｃ）に示すように明部に反射された光束に、暗部に反射された光束の一部が屈折して入り込むことにより、画像中の明部に対応する部分に暗い点が現れることもある。また、欠陥ｄ2があった場合には、例えば、図４（ｂ）に示すように画像中に黒点が現れることがある。 On the other hand, when the transparent blade b has defects d 1 , d 2 , and d 3 , a clear stripe-shaped image as shown in FIG. 4A is formed by refraction of light transmitted through the transparent blade b. Not. If the transparent blade b has defects d 1 and d 3 , for example, as shown in FIG. 4B, a part of the light beam reflected by the bright part is refracted by the light beam reflected by the dark part. By entering, a bright spot may appear in a portion corresponding to a dark portion in the image. Further, as shown in FIG. 4C, a part of the light beam reflected by the dark part is refracted into the light beam reflected by the bright part, so that a dark point is formed at a part corresponding to the bright part in the image. Sometimes it appears. If there is a defect d 2 , for example, a black spot may appear in the image as shown in FIG. 4B.
反射板３の反射面が均一であった場合を仮定した場合にも、透明ブレードｂに欠陥ｄ1，ｄ2，ｄ3があると、撮像装置１１によって得られる画像には明るい点や暗い点が現れうる。しかし、当該画像では、それらの点が周囲とのコントラストが低く、不明確にしか現れないことが多い。一方、本実施形態では、明るさの異なる光を透明ブレードｂに透過させていることにより、図４に示すように、撮像装置１１によって得られ画像には、透明ブレードｂの欠陥ｄ1，ｄ2，ｄ3が周囲とのコントラストが高く明確に現れることが検証できている。 Even when it is assumed that the reflecting surface of the reflector 3 is uniform, if the transparent blade b has defects d 1 , d 2 , d 3 , the image obtained by the imaging device 11 is bright or dark. Can appear. However, in the image, these points often have low contrast with the surroundings and appear only indefinitely. On the other hand, in the present embodiment, light having different brightness is transmitted through the transparent blade b, so that the image obtained by the imaging device 11 has defects d 1 and d of the transparent blade b as shown in FIG. 2, d 3 are able to verify that appear clearly high contrast to the surrounding.
図４（ａ）に示す画像が処理装置２１に伝送されると、処理装置２１は透明ブレードｂに欠陥がないものと判定し、表示装置２４にその判定結果を表示する。反対に、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すような画像が処理装置２１に伝送されると、処理装置２１は透明ブレードｂに欠陥があるものと判定し、表示装置２４にその判定結果を表示する。 When the image shown in FIG. 4A is transmitted to the processing device 21, the processing device 21 determines that the transparent blade b is not defective, and displays the determination result on the display device 24. On the other hand, when images such as those shown in FIGS. 4B to 4D are transmitted to the processing device 21, the processing device 21 determines that the transparent blade b is defective, and the display device 24 determines the determination result. Is displayed.
処理装置２１による画像の前処理について説明する。本実施形態で用いた透明ブレードｂは、表面粗さなどのノイズの影響によって、透明ブレードｂを透過した後の光の明るさが２５６階調のうち２０階調ほどばらつく。したがって、透明ブレードｂを透過する光の明るさの階調を予め設定し、各透明ブレードｂの欠陥の無い部分を透過した光の明るさの階調が予め設定された階調となるように画像全体の補正を行う。この処理により、ノイズの影響を低減することができる。 Image preprocessing by the processing device 21 will be described. In the transparent blade b used in the present embodiment, the brightness of light after passing through the transparent blade b varies by about 20 out of 256 gradations due to the influence of noise such as surface roughness. Accordingly, the brightness gradation of the light transmitted through the transparent blade b is set in advance, and the brightness gradation of the light transmitted through the non-defective part of each transparent blade b becomes the preset gradation. Correct the entire image. By this processing, the influence of noise can be reduced.
次に処理装置２１による欠陥の検出処理について説明する。処理装置２１に伝送された画像を、透明ブレードｂに欠陥が無い場合に形成される明部と暗部とに対応する部分に分割する。明部に対応する部分の明るさの許容範囲と暗部に対応する部分の明るさの許容範囲を設定し、それぞれの明るさを解析する。明るさの許容範囲は、例えば、画像中の明部に対応する部分が２５６階調のうち２００〜２３０であり、画像中の暗部に対応する部分が１００〜１３０と設定する。全ての領域について許容範囲内であれば、欠陥が無いものと判定し、許容範囲外の部分が存在すれば、欠陥があるものとして判定する。また、表示装置２４は、処理装置２１による画像処理の流れを表示させることにより、その様子をリアルタイムで確認できるようになる。 Next, defect detection processing by the processing device 21 will be described. The image transmitted to the processing device 21 is divided into portions corresponding to a bright portion and a dark portion formed when the transparent blade b has no defect. An allowable range of brightness of a portion corresponding to a bright portion and an allowable range of brightness of a portion corresponding to a dark portion are set, and each brightness is analyzed. For example, the allowable range of brightness is set such that the portion corresponding to the bright portion in the image is 200 to 230 out of 256 gradations, and the portion corresponding to the dark portion in the image is set to 100 to 130. If all the areas are within the allowable range, it is determined that there is no defect, and if there is a portion outside the allowable range, it is determined that there is a defect. Further, the display device 24 displays the flow of image processing by the processing device 21 so that the state can be confirmed in real time.
なお、本実施形態では、透明ブレードｂの欠陥の有無の判定に処理装置２１を用いたが、欠陥検出装置の構成には処理装置２１は必須ではない。図４に示すように、本実施形態に係る欠陥検出装置では、反射板３の反射面に明部と暗部とが交互に設けられているため、図４に示すように透明ブレードｂに存在する欠陥に対応する部分が規則的な配置の明部及び暗部の中で視覚的に際立つ。そのため、撮像装置１１により得られる画像を表示装置２４に表示させて、目視にて欠陥の有無を判定することも可能である。 In the present embodiment, the processing device 21 is used to determine whether the transparent blade b has a defect. However, the processing device 21 is not essential for the configuration of the defect detection device. As shown in FIG. 4, in the defect detection apparatus according to the present embodiment, since the bright part and the dark part are alternately provided on the reflection surface of the reflector 3, they exist in the transparent blade b as shown in FIG. 4. The part corresponding to the defect stands out visually in the bright and dark parts of the regular arrangement. Therefore, it is also possible to display an image obtained by the imaging device 11 on the display device 24 and visually determine the presence or absence of a defect.
本実施形態では、反射板３の反射面における明部と暗部との反射率の差は、３０％以上であると、透明ブレードｂの表面凹みｄ1や空孔ｄ3を検出するのに有利であることがわかっている。また、反射板３の反射面における明部と暗部との、反射板３の反射面に第２の方向に反射された光の明るさの差は、２５６階調中、２５階調以上あると、透明ブレードｂの表面凹みｄ1や空孔ｄ3を検出するのに有利であることがわかっている。 In the present embodiment, when the difference in reflectance between the bright part and the dark part on the reflecting surface of the reflecting plate 3 is 30% or more, it is advantageous for detecting the surface dent d 1 and the hole d 3 of the transparent blade b. I know that. Further, the difference in brightness of light reflected in the second direction on the reflecting surface of the reflecting plate 3 between the bright part and the dark part on the reflecting surface of the reflecting plate 3 is 25 gradations or more in 256 gradations. It has been found that it is advantageous for detecting the surface depression d 1 and the hole d 3 of the transparent blade b.
本実施形態では、反射板３の反射面に反射率が異なる２つの領域、すなわち明部及び暗部を形成した。しかし、反射板３の反射面における、反射率が異なる領域は３つ以上あってもよい。この場合にも、反射率の異なる隣り合う領域の間での反射率の差は、３０％以上であると、透明ブレードｂの表面凹みｄ1や空孔ｄ3を検出するのに有利であることがわかっている。また、反射率の異なる隣り合う領域の間での出射する光の明るさの差は、２５６階調中、２５階調以上であると、透明ブレードｂの表面凹みｄ1や空孔ｄ3を検出するのに有利であることがわかっている。 In the present embodiment, two regions having different reflectances, that is, a bright part and a dark part are formed on the reflecting surface of the reflecting plate 3. However, there may be three or more regions having different reflectivities on the reflecting surface of the reflecting plate 3. Also in this case, if the difference in reflectance between adjacent regions having different reflectances is 30% or more, it is advantageous for detecting the surface recess d 1 and the hole d 3 of the transparent blade b. I know that. In addition, when the difference in brightness of the emitted light between adjacent regions having different reflectivities is 25 gradations or more in 256 gradations, the surface depression d 1 or the hole d 3 of the transparent blade b is formed. It has been found to be advantageous to detect.
また、本実施形態では、反射板３の反射面の明部と暗部とにより形成される模様をストライプ状としたが、反射板３の反射面の複数の領域により形成される模様は任意である。しかし、図５（ａ）〜（ｆ）に例示されるように、透明ブレード全域を同条件で欠陥検出を行なうという観点より、反射板３の反射面の複数の領域は規則的に配置されていることが望ましい。 In the present embodiment, the pattern formed by the bright and dark portions of the reflecting surface of the reflecting plate 3 is striped, but the pattern formed by a plurality of regions of the reflecting surface of the reflecting plate 3 is arbitrary. . However, as illustrated in FIGS. 5A to 5F, the plurality of regions on the reflection surface of the reflector 3 are regularly arranged from the viewpoint of performing defect detection over the entire transparent blade under the same conditions. It is desirable.
図６を参照して反射板３の反射面に、反射率の異なる領域を形成する方法を説明する。図６は反射板３の断面図を例示した図である。図６（ａ）は反射板３の反射面に透明度の異なるパターンの成膜を行い、反射板３から出射される光の明るさの調整を行っている。膜の透明度の高い領域が相対的に明るくなり、膜の透明度の低い領域が相対的に暗くなる。その結果、これらの領域が、反射板３の反射面の、第１の方向から入射した光を第２の方向に反射する反射率の異なる２つの領域となる。図６（ｂ）は反射板３の反射面の形状により、反射板３から出射される光の明るさの調整を行っている。第１の方向から投射された光を、第２の方向に反射する領域が相対的に明るくなり、第２の方向以外の方向に反射する領域が相対的に暗くなる。その結果、これらの領域が、反射板３の反射面の、第１の方向から入射した光を第２の方向に反射する反射率の異なる２つの領域となる。 With reference to FIG. 6, a method of forming regions having different reflectivities on the reflecting surface of the reflecting plate 3 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional view of the reflecting plate 3. In FIG. 6A, patterns having different transparency are formed on the reflecting surface of the reflecting plate 3, and the brightness of light emitted from the reflecting plate 3 is adjusted. The high transparency region of the film becomes relatively bright, and the low transparency region of the film becomes relatively dark. As a result, these regions are two regions having different reflectivities that reflect light incident from the first direction in the second direction on the reflecting surface of the reflecting plate 3. In FIG. 6B, the brightness of the light emitted from the reflecting plate 3 is adjusted according to the shape of the reflecting surface of the reflecting plate 3. A region that reflects light projected from the first direction in the second direction becomes relatively bright, and a region that reflects in a direction other than the second direction becomes relatively dark. As a result, these regions are two regions having different reflectivities that reflect light incident from the first direction in the second direction on the reflecting surface of the reflecting plate 3.
以上のように、本実施形態に係る欠陥検出装置によって、透明ブレードｂの欠陥の有無を検査することができる。この欠陥検出装置では、反射板３の反射面の規則的な処理により、明るさの異なる複数の光束を得ている。しかし、反射板を用いなくても、規則的に並んだ明るさの異なる複数の光束を透明ブレードｂに透過させることができる構成であれば本実施形態に係る欠陥検出装置と同様の検査を行うことができる。 As described above, the presence or absence of a defect in the transparent blade b can be inspected by the defect detection apparatus according to the present embodiment. In this defect detection apparatus, a plurality of light beams having different brightnesses are obtained by regular processing of the reflecting surface of the reflecting plate 3. However, the inspection similar to that of the defect detection apparatus according to the present embodiment is performed as long as the configuration allows the transparent blade b to transmit a plurality of regularly arranged light beams having different brightness without using a reflector. be able to.
したがって、本実施形態に係る欠陥検出装置による欠陥検出方法は本質的に以下の３つの工程により成り立つ。
（１）明るさの異なる光を規則的に並べて透明ブレードｂに入射させる（第１工程）
（２）透明ブレードｂを透過した光を撮像する（第２工程）。
（３）撮像された画像を用いて透明ブレードｂの欠陥の有無を判断する（第３工程）。
（第２の実施形態）
図７は本発明の第２の実施形態に係る欠陥検出装置の反射板３ａの反射面を示した図である。本実施形態に係る欠陥検出装置の反射板３ａ以外の構成は第１の実施形態に係る欠陥検出装置と同様である。図８は本実施形態に係る欠陥検出装置における光の軌道の一例を示した図である。図８では、第１の実施形態に係る欠陥装置と同様の構成要素については同一の符号を付している。
Therefore, the defect detection method by the defect detection apparatus according to the present embodiment essentially consists of the following three steps.
(1) Lights having different brightness are regularly arranged and incident on the transparent blade b (first step).
(2) Image the light transmitted through the transparent blade b (second step).
(3) The presence or absence of a defect in the transparent blade b is determined using the captured image (third step).
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a view showing the reflection surface of the reflection plate 3a of the defect detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. The configuration other than the reflector 3a of the defect detection device according to the present embodiment is the same as that of the defect detection device according to the first embodiment. FIG. 8 is a diagram showing an example of a light trajectory in the defect detection apparatus according to the present embodiment. In FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the defect apparatus which concerns on 1st Embodiment.
本実施形態の反射板３ａは、反射面に第１の実施形態に係る反射板３と同様の明部と暗部とがストライプ状に形成された領域Ａと、反射面が均一に形成された領域Ｂと、を有している。領域Ｂは、全面が領域Ａの明部と同様に形成されている。すなわち、領域Ｂで反射され、透明ブレードｂを透過する光は比較的明るい。 The reflecting plate 3a of the present embodiment includes a region A in which bright portions and dark portions similar to the reflecting plate 3 according to the first embodiment are formed on the reflecting surface in a stripe shape, and a region in which the reflecting surface is uniformly formed. B. The entire area of the region B is formed in the same manner as the bright part of the region A. That is, the light reflected by the region B and transmitted through the transparent blade b is relatively bright.
この欠陥検出装置では、表面凹みｄ1と空孔ｄ3を領域Ａに対応する部分の画像で検出し、異物ｄ2を画像中の領域Ｂに対応する部分で検出する。異物ｄ2は、黒点として画像に現れるため、領域Ｂに対応する画像中の明るい部分を用いることにより、周囲との明るさのコントラストが高くなるため、高精度な検出が可能となる。 In this defect detection apparatus, the surface dent d 1 and the hole d 3 are detected from the image corresponding to the region A, and the foreign object d 2 is detected from the portion corresponding to the region B in the image. Since the foreign matter d 2 appears in the image as a black dot, using a bright part in the image corresponding to the region B increases the brightness contrast with the surroundings, so that highly accurate detection is possible.
撮像装置による反射板３ａの反射面の撮像は、領域Ａと領域Ｂとを同時に行ってもよいし、領域Ａと領域Ｂとで各別に行ってもよい。 The imaging of the reflecting surface of the reflecting plate 3a by the imaging device may be performed simultaneously for the region A and the region B, or may be performed separately for the region A and the region B.
２ 画像形成装置用ブレード
３ 反射板
１１ 撮像装置
１２ カメラレンズ
１３ 投光ファイバ部
１４ 集光レンズ
２１ 処理装置
２２ ＩＯボード
２３ 画像ボード
２４ 表示装置
２６ 投光装置
３１ 撮像装置調整用ステージ、
３２ 投光ファイバ部調整用ステージ、
３３ 反射板調整用ステージ、
３４ 検査物調整用ステージ、
４１ 移動ステージ制御装置
４２ 移動ステージ
ｂ 透明ブレード
ｄ1、ｄ2，ｄ3 欠陥
2 Image forming apparatus blade 3 Reflecting plate 11 Imaging device 12 Camera lens 13 Light projecting fiber unit 14 Condensing lens 21 Processing device 22 IO board 23 Image board 24 Display device 26 Projecting device 31 Imaging device adjustment stage,
32 Projection fiber part adjustment stage,
33 Reflector adjustment stage,
34 Stage for inspection adjustment,
41 Moving stage control device 42 Moving stage b Transparent blade d 1 , d 2 , d 3 defect
Claims (6)
第１の方向に所定の光を投射する投光部と、
前記投光部から投射された光を第２の方向に反射する反射部と、
前記反射部を前記第２の方向から撮像する撮像部と、
前記反射部と前記撮像部との間に前記透明部材を配置可能なステージと、
を有し、
前記反射部は、前記投光部から前記第１の方向に投射された所定の光を前記第２の方向に反射する反射率がそれぞれ異なる複数の領域が規則的に配置された反射面を備えていることを特徴とする欠陥検出装置。 A transparent member defect detection device comprising:
A light projecting unit that projects predetermined light in a first direction;
A reflecting portion that reflects light projected from the light projecting portion in a second direction;
An imaging unit that images the reflection unit from the second direction;
A stage on which the transparent member can be disposed between the reflection unit and the imaging unit;
Have
The reflection unit includes a reflection surface in which a plurality of regions having different reflectivities that regularly reflect the predetermined light projected from the light projecting unit in the first direction in the second direction are regularly arranged. A defect detection apparatus characterized by comprising:
明るさの異なる光を規則的に並べて前記透明部材に入射させる第１工程と、
前記透明部材を透過した光を撮像する第２工程と、
前記第２工程で撮像された画像を用いて欠陥の有無を判断する第３工程と、
を有することを特徴とする欠陥検出方法。 A transparent member defect detection method comprising:
A first step in which light having different brightness is regularly arranged and incident on the transparent member;
A second step of imaging light transmitted through the transparent member;
A third step of determining the presence or absence of defects using the image captured in the second step;
A defect detection method characterized by comprising:
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