JP4694915B2 - 表面検査方法および同装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象物の表面欠陥を検出する表面検査方法および同装置に関する。

従来、高い表面精度が求められる感光ドラム用基体等は、キズ、凹凸、異物付着および汚れ等の表面欠陥を検出するため、表面検査が行われている。

このような表面検査方法として、たとえば下記特許文献１では、ストライプ状の明暗をもった照明を用いて正反射光量を減少させることにより、表面欠陥の検出精度の向上を図る方法が提案されている。

また下記特許文献２では、微細チェッカーパターンを被検体に照明し、その反射光を撮影して得たチェッカーパターンのゆがみと、明部と暗部の明るさの変化の度合いによって表面欠陥を評価する方法が提案されている。

また、下記特許文献３では、検査対象物を撮影して得た画像データから高周波成分画像データと低周波成分画像データを作成し、両者を用いて加工痕とそれ以外の傷や巣あるいは汚れ等とを区別する方法が提案されている。
特開平５−５２７６６号公報 特開２００１−２１３３２号公報 特開２００３−３２９６０５号公報

ところで、種々の原因によって発生する表面欠陥には、形状や大きさ等によって、光源やカメラの位置関係等の光学条件が極めて狭い範囲内に設定されていなければ検出されないことがある。このため、従来の各種の表面検査方法では、検査時の光学条件下では僅かな変化しか現れない欠陥を検出できずに流出されてしまうおそれがあった。

また逆に、欠陥の種類、特に欠陥の深さによっては、たとえば検査後の工程で行われる表面処理等によって解消されるなど、不良として扱う必要のない場合もある。しかしながら、従来の表面検査方法では、欠陥の深さを判別できないために、欠陥が存在すればその種類によらず不良品とせざるを得ず、収率を低下させてしまうおそれがあった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、欠陥を深さを評価することができる表面検査方法および同装置等を提供することを目的とする。

本発明は、下記の手段を提供する。すなわち、
［１］検査対象領域に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査方法であって、
検査対象領域の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下における所定回数の表面欠陥の検出を行い、表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする表面検査方法。

［２］周囲より暗い黒欠陥として検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する前項１に記載の表面検査方法。

［３］周囲より明るい白欠陥として検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する前項１に記載の表面検査方法。

［４］周囲より暗い黒欠陥として検出された回数と、周囲より明るい白欠陥として検出された回数との合計回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする前項１に記載の表面検査方法。

［５］周囲より暗い黒欠陥として検出された回数と、周囲より明るい白欠陥として検出された回数と、前記黒欠陥および白欠陥としての検出回数の合計回数のうち、２種類以上の組合せに基づいて各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする前項１に記載の表面検査方法。

［６］検査対象領域に照射される照明光を遮光体によって遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を形成する前項１〜５のいずれかに記載の表面検査方法。

［７］複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、検査対象領域に照射される照明光を断続的に遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を繰り返し形成する前項１〜５のいずれかに記載の表面検査方法。

［８］管体の外周面に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査方法であって、
管体の軸方向に沿ったカメラの検出領域に、照明光の入射角度が異なる領域を繰り返して形成し、
管体を軸回りに回転させながら、前記照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影することにより、管体の外周面の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下での欠陥検出を行い、
表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする管体の表面検査方法。

［９］複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、管体に照射される照明光を断続的に遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を繰り返し形成する前項８のいずれかに記載の表面検査方法。

［１０］前記照明光の入射角度が異なる領域とともに、前記カメラによる検出領域を前記管体の軸方向に移動させることを特徴とする前項８または９に記載の表面検査方法。

［１１］前記管体は、感光ドラム用基体であることを特徴とする前項８〜１０のいずれかに記載の表面検査方法。

［１２］表面精度が求められる物品を成形する工程と、
前記物品を検査対象物として前項１〜１１のいずれかに記載の表面検査方法を行う表面検査工程と、
前記表面検査工程において評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を判別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別工程と、
を備えたことを特徴とする物品の製造方法。

［１３］前項１２に記載の物品の製造方法により製造されたことを特徴とする感光ドラム用基体。

［１４］検査対象領域に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査装置であって、
検査対象領域の各部に対して、照明光の入射角度が異なる領域を形成可能な照明系と、
前記照明系による照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を変化させながら、前記カメラにより検査対象領域の各部に対して照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下で所定回数の表面欠陥の検出を行わせる制御手段と、
表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する評価手段と、
を備えたことを特徴とする表面検査装置。

［１５］表面精度が求められる物品を成形する成形手段と、
前記物品を検査対象とする前項１４に記載の表面検査装置と、
前記表面検査装置により評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を分別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別手段と、
を備えたことを特徴とする製造システム。

［１６］管体の表面欠陥を検出する表面検査装置であって、
管体の外周面に照明光を照射する照明と、
管体の軸方向に沿った検出領域における照明光の反射光を検出するカメラと、
複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成され、照明光を管体の軸方向について断続的に遮ることにより、照明光の入射角度を制限して照明光の入射角度が異なる領域を繰り返し形成するスリット体と、
管体を軸回りに回転させながら、前記スリット体を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影させることにより、管体の外周面の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下で所定回数の表面欠陥の検出を行わせる制御手段と、
表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する評価手段と、
を備えたことを特徴とする管体の表面検査装置。

［１７］表面精度が求められる管体を成形する成形手段と、
前記管体を検査対象物とする前項１６に記載の表面検査装置と、
前記表面検査装置により評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を分別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別手段と、
を備えたことを特徴とする管体の製造システム。

上記発明［１］によると、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下で表面欠陥の検出を行い、表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価するため、検査対象領域内に存在する各種の欠陥をいずれかの光学条件下において発見することができるとともに、検出された回数から表面欠陥の深さを容易に評価することができる。

上記発明［２］によると、鋭い欠陥が検出されやすい検出態様である黒欠陥の検出回数に基づいて欠陥深さを評価するため、比較的浅い欠陥が多いなだらかな欠陥を排除して、比較的深い欠陥を好適に評価することができる。

上記発明［３］によると、なだらかな欠陥が検出されやすい検出態様である白欠陥の検出回数に基づいて欠陥深さを評価するため、比較的浅い欠陥を好適に評価することができる。

上記発明［４］によると、黒欠陥と白欠陥の合計検出回数に基づいて欠陥深さを評価するため、黒欠陥として検出される特性と有する欠陥と白欠陥として検出される特性を有する欠陥を評価することができる。

上記発明［５］によると、黒欠陥の検出回数と白欠陥の検出回数と黒欠陥および白欠陥の合計検出回数との２種類以上の組合せに基づいて欠陥深さを評価するため、黒欠陥および白欠陥という各検出態様の特性を互いに補完してより正確に欠陥深さを評価することができる。

上記発明［６］によると、検査対象領域に照射される照明光を遮光体によって遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を形成するため、容易に入射角度が種々に異なる光学条件を得ることができる。

上記発明［７］によると、複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、検査対象領域に照射される照明光を断続的に遮るため、検査対象領域上に複数の光学条件の領域を容易に形成することができる。

上記発明［８］によると、管体を軸回りに回転させながら、照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影するため、管体の外周面の各部に対して複数の光学条件を連続的に形成することができるとともに、照明光の入射角度の異なる複数の光学条件下での欠陥検出回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価するため、外周面に存在する欠陥をいずれかの光学条件下において確実に発見し、発見した各表面欠陥の深さを容易に評価することができる。

上記発明［９］によると、複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、管体に照射される照明光を断続的に遮るため、照明光の入射角度が制限された複数の領域を容易に形成することができる。

上記発明［１０］によると、照明光の入射角度が異なる領域とともに、カメラによる検出領域を前記管体の軸方向に移動させるため、カメラの視野内における各光学条件の形成位置が変化せず、より正確に表面欠陥を検出してその深さを評価することができる。

上記発明［１１］によると、感光ドラム用基体に求められる表面状態を正確に評価して、好適な感光ドラム用基体の生産に寄与することができる。

上記発明［１２］によると、成形した物品を上記いずれかの表面検査方法で評価された欠陥の深さにより判別するため、不良品の流出を防止しながら、不良として扱う必要のない深さの欠陥を有する物品を不良品として収率を低下させてしまう事態を防止することができる。

上記発明［１３］によると、表面欠陥について所定の基準を満たす感光ドラム用基体を確保することができる。

上記発明［１４］によると、複数種類の光学条件下で表面欠陥の検出を行い、欠陥検出の検出回数に基づいて、検出された表面欠陥の深さを評価するため、検査対象領域内に存在する各種の欠陥をいずれかの光学条件下において発見することができるとともに、発見された各表面欠陥の深さを容易に評価することができる。

上記発明［１５］によると、成形した物品を上記いずれかの表面検査方法で評価された欠陥の深さにより判別するため、不良品の流出を防止しながら、不良として扱う必要のない深さの欠陥を有する物品を不良品として収率を低下させてしまう事態を防止することができる。

上記発明［１６］によると、管体を軸回りに回転させながら、照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影するため、管体の外周面の各部に対して複数の光学条件を連続的に形成することができるとともに、照明光の入射角度の異なる複数の光学条件下での欠陥検出回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価するため、外周面に存在する欠陥をいずれかの光学条件下において確実に発見し、発見した各表面欠陥の深さを容易に評価することができる。

上記発明［１７］によると、成形した管体を上記いずれかの表面検査方法で評価された欠陥の深さにより判別するため、不良品の流出を防止しながら、不良として扱う必要のない深さの欠陥を有する管体を不良品として収率を低下させてしまう事態を防止することができる。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態について、模式的な説明図を参照しながら説明する。

図１は、この第１実施形態にかかる表面検査装置（円筒体検査装置）の検査対象物とされる円筒体（管体）の斜視図である。

＜検査対象物＞
この図１に示すように、円筒体（管体）９０は、たとえば電子写真システムを構成する複写機、プリンタ、ＦＡＸ装置、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り、その外周面９１が表面検査の検査対象領域とされる。

このような円筒体９０としては、具体的には、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を挙げることができる。なお、感光ドラム用の基体とは、切削加工や引抜き加工等が行われた後の円筒体であって、感光層の形成前の円筒体をいう。また、感光ドラム用基体に感光層を形成した後の円筒体も、本発明の検査を行う対象たる円筒体とできる。感光ドラム用基体外周面の検査対象領域９１は、金属光沢を有し、入射した光のほとんどを正反射する鏡面となっている。

この表面検査装置の検査対象物とされる感光ドラム用基体は、たとえば直径が１０〜６０ｍｍ、長さ２００〜５００ｍｍ程度のものである。

このような円筒体９０の製造方法としては、後述するように、押出成形および引き抜き成形の組み合わせを挙げることができる。ただし、これに限定されるものではなく、押出成形、引き抜き成形、鋳造、鍛造、射出成形、切削加工またはこれらの組み合わせなど、円筒体を製管できる方法であればよい。

また、対象とする円筒体９０の材質は特に限定されるものでなく、各種の金属材料の他、合成樹脂等を適用することができる。たとえば、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。

特に好ましい材質の例として、アルミニウム合金の３００３合金、６０６１合金、６０５１合金および７０７５合金を挙げることができる。たとえば３００３合金は好ましくは感光ドラム用基体として用いることができ、６０６１合金は好ましくは自動車部品であるプロペラシャフトとして用いることができ、６０５１合金は好ましくは一般機械部品として用いることができ、７０７５合金は好ましくはバット用素管として用いることができる。なお、本明細書中の「アルミニウム」はアルミニウム合金を含むものである。

＜全体構成＞
図２は、本発明の第１実施形態にかかる表面検査装置の正面図である。図３は、同装置の平面図である。図４は、同装置の側面図である。

この表面検査装置１は、図２に示すように、照明（光源）１０、遮光体２０、カメラ３０、検査位置の円筒体（検査対象物）９０を支持するチャック部７０、各部を統括制御する管理コンピュータ８０等を備えた検査装置本体２と、検査装置本体２に円筒体９０を供給する円筒体供給コンベア５１と、検査装置本体２から円筒体９０を順次搬出する合格品搬出コンベア５２および不合格品搬出コンベア５３とを備えている。

管理コンピュータ８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等のメモリ、ハードディスク記憶装置、入出力手段、各部とのインタフェース等を備えたパーソナルコンピュータ等から構成され、機能的には、カメラ３０によって撮像された画像を処理する画像処理手段、各部の駆動を制御する制御手段、さらに後述するように、表面欠陥の深さを評価する評価手段、および検査した管体（円筒体）を合否判別する判別手段とを備えている。

円筒体供給コンベア５１は、上縁部がＶ型に切り欠かれた円筒体支持台５９…で各円筒体９０…の両端近傍部分を支持し、各円筒体支持台５９…を図示しない駆動チェーンで移動させることにより、検査前の円筒体９０を検査装置本体２に移送する。

検査装置本体２の円筒体供給側（図２，図３の左側）には、円筒体９０を両側端部から挟んで持ち上げて移送するコンベア間移載装置５４が設けられており、円筒体供給コンベア５１によって搬送されてきた円筒体９０を、コンベア間移載装置５４によって検査装置本体２内の搬送コンベア６１に移載するようになっている。

合格品搬出コンベア５２および不合格品搬出コンベア５３は、ともに、上縁部がＶ型に切り欠かれた円筒体支持台５９…で各円筒体９０…の両端近傍部分を支持し、各円筒体支持台５９…を図示しない駆動チェーンで移動させることにより、検査後の円筒体９０を検査装置本体２から搬出する。また、合格品搬出コンベア５２と不合格品搬出コンベア５３をまたぐ位置には、不合格品払出ロボット５６が設けられており、検査装置本体２における検査で不合格品と判定された円筒体９０を、合格品搬出コンベア５２上から不合格品搬出コンベア５３上に送り出すようになっている。

検査装置本体２の円筒体搬出側（図２，図３の右側）には、円筒体９０を両側端部から挟んで持ち上げて移送するコンベア間移載装置５５が設けられており、検査装置本体２内の搬送コンベア６２上の円筒体９０を、コンベア間移載装置５５によって合格品搬出コンベア５２に移載するようになっている。

検査装置本体２内の搬送コンベア６１，６２は、上縁部がＶ型に切り欠かれた円筒体支持台６３…で各円筒体９０…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９０を移送する。

＜回転移送装置＞
検査前後の搬送コンベア６１，６２の間には、円筒体９０を検査位置Ｂに移送する回転移送装置６４が配置されている。この回転移送装置６４は、円筒体９０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、回転駆動モータ６５の回転軸６６に接続された回転フレーム６７に取り付けられており、搬送コンベア６１から円筒体９０を取り出すの取出位置Ａと、光源１０、遮光体２０およびカメラ３０等の検査光学系による検査を実行する検査位置Ｂと、搬送コンベア６２に円筒体９０を送り出す送出位置Ｃとに同時に位置するチャック部７０…が存在するように配置されている。

そして、取出位置Ａに位置するチャック部７０は搬送コンベア６１から検査前の円筒体９０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９０を回転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９０のチャックを解除して搬送コンベア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９０の回転が安定するように、予め円筒体９０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Ｃに到着すれば即座に表面検査を実行して、サイクルタイムの短縮を図ることができるようになっている。

＜チャック部＞
図５は、第１実施形態におけるチャック部７０の正面図である。図６は、同チャック部７０の側面図である。

これらの図に示すように、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９０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９０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９０の内周面の上側に接触してその高さ位置を規定する。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９０とともに回転する。また、協働して１本の円筒体９０をチャックする一対のチャック部７０の一方には、基準ローラ回転駆動モータ７３が設けられ、検査実行時に基準ローラ７１を回転駆動することにより、円筒体９０を回転させることができ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９０の内周面の下側左右にそれぞれ接触し、エア駆動圧によって円筒体９０を下方に付勢することにより、円筒体９０の内周面の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。また、支持ローラ７２、７２は、チャック部本体７６に対して回転可能に取り付けられ、検査実行時には円筒体９０とともに回転する。また、支持ローラ７２，７２は、図５，図６に破線と実線とで示すように、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９０の内径よりも小さくして、円筒体９０をチャックする前後には基準ローラ７１とともに円筒体９０の内側に挿入することが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…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９０の軸方向にスライド動作可能となっており、円筒体９０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。

回転移送装置６４およびチャック部７０は、円筒体９０を所定の検査位置Ｂで回転可能に支持する支持部を構成している。

＜照明（光源）＞
照明（光源）１０は、検査位置Ｂに搬送されてきた円筒体９０の外表面に対して検査のための照明光を照射する。この照明１０は、高輝度が得られる蛍光灯等のライン状光源から構成され、円筒体９０の長手方向に沿った広がりを有している。この照明１０は、図２に示すように、光源支持フレーム１３によって、検査位置Ｂにある円筒体９０のほぼ真上に配置され、照射する光を効率的に円筒体９０側に向けるため、光源フード１２によって下方以外が覆われている。

この照明１０は、所定の広がりを有し、拡散光を照射する光源を備えている。

拡散光とは、光源から様々な方向に拡散して照射される光をいう。なお、拡散光でない光としては、平行光が挙げられる。平行光とは、光源から発せられた光を、例えばレンズまたはファイバーを用いて集光させ、方向性を持った光の束として照射されるようにしたものである。

照明１０の光源が所定の広がりを有するとは、光源が実質的に点光源でなく、拡散光を発する部位が一定の面積を有することをいう。

このような所定の広がりを有し、拡散光を照射する照明１０を用いれば、円筒体９０の表面の各部位には、この照明１０の各部から種々の方向の光が入射することとなる。

＜遮光体＞
遮光体２０は、光源１０から照射される光の一部を遮光して、円筒体９０の外周面９１に明暗縞を形成することで種々の異なる光学条件を構成する。この遮光体２０は照明１０とともに照明系として機能している。

図７は、第１実施形態における遮光体２０の斜視図である。図７に示すように、第１実施形態の遮光体２０は、複数のスリット孔状の透光部２３…と、遮光部２４…とが交互に繰り返すように形成されたスリット体から構成されている。

透光部２３および遮光部２４の大きさは、適宜設定することができるが、たとえば、透光部２３の幅（開口幅）ａは１〜６ｍｍ程度、遮光部２４の幅は３〜６ｍｍ程度が好ましい。

この遮光体２０は、図２〜図４に示すように、遮光体支持台２５に取り付けられ、照明１０と検査位置Ｂの円筒体９０との間に常設配置されている。

このような透光部２３…および遮光部２４…が形成された遮光体（スリット体）２０を介し、所定の広がりを有し、拡散光を照射する照明１０によって円筒体９０を照明すると、円筒体９０の表面では、部位によって遮光部２４…により遮光される光量が異なることとなるため、到達光量が連続的に変化した明暗縞が形成されることになる。

＜カメラ＞
カメラ３０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３２と、円筒体９０の軸方向に延びる所定の検出領域３１をラインセンサ３２上に結像するレンズ等を備えたラインセンサカメラとして構成されており、検出領域３１の各部から入射する光量を検出する。

一般にラインセンサは、光を受光する感光部が一列だけに配置されたセンサで、エリア（２次元）センサと比べて、１ラインの画素数を多くできる点が大きな特長となる。エリアセンサでは、水平方向の画素数が高品位ＴＶ用でも例えば約１０００画素程度であるが、ラインセンサでは、１０００〜７５００画素の画素数が容易に実現でき、近年では、画素数が１００００画素を越えるセンサも登場しており、高い解像度を容易かつ安価に得ることができる。また、ラインセンサを用いることにより、エリアセンサに比べて画像を逐次処理することが可能であり、より高速の検査を実現できる利点もある。

なお、ラインセンサ３２は、一次元的な光量情報を検出できるものであればよく、一列の白黒ラインセンサでも、たとえば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よい。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ラインセンサでもよい。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パーシャルスキャンカメラ等であってもよい。

このカメラ３０は、その位置および角度を微調整可能なカメラ支持台３４に取り付けられ、検査位置Ｂの円筒体９０の外周面９１のうち、軸方向に延びる所定の領域を検出領域３１として狙っている。

＜スライドテーブル＞
遮光体２０が取り付けられる遮光体支持台２５およびカメラ３０が取り付けられるカメラ支持台３４は、ともにスライドテーブル４０上に取り付けられ、検査位置Ｂの円筒体９０の軸方向についてスライド移動動作可能となっている。すなわち、スライドテーブル４０は、本体フレームに固定されたスライドテーブル支持台４２上をスライドコロ４１によってスライド移動動作可能に支持され、スライド駆動モータ４３によってスライド駆動されるようになっている。

このスライド駆動動作のストロークは、遮光体２０の透光部２３の幅ａおよび遮光部２４の幅ｂの和よりも大きく設定されている。具体的には、たとえば、透光部２３の幅ａおよび遮光部２４の幅ｂの和の１．１倍以上程度が好ましい。これにより、円筒体９０の外周面の検査対象領域９１の軸方向位置の全域が、遮光体２０の透光部２３および遮光部２４の直下に位置する場合が実現されるようになっている。

＜表面検査の原理＞
図８は、第１実施形態にかかる円筒体９０の表面検査装置の要部の概略を表した側面図である。図９は、同斜視図である。

図８に示すように、カメラ３０は、円筒体９０の曲率に応じて、遮光体２０が存在しなければ常に光源１０から円筒体９０外周面の検査対象領域９１に入射する光の正反射光を受光する位置に配置されている。

また、カメラ３０による検出領域３１は、円筒体９０の内周面側が基準ローラ７１によって支持されている部分に対向する外周面９１側部分となっている。この部分は、円筒体９０の各部のうちで、基準ローラ７１によって支持されているために最も位置および角度が安定する部分である。したがって、円筒体９０の曲がり等の形状精度により、表面検査の結果に影響が及ぶことを低減することができる。

また、カメラ３０による検出領域３１は基準ローラ７１に対向する部分となっているため、サイズ（直径）が異なる円筒体９０であっても、ほぼ同一の光学条件を構成することができる。とくに、円筒体９０の厚みが同一であれば、検出領域３１については実質的に同一の光学条件を構成することができる。したがって、種々のサイズの円筒体９０の表面検査を行う場合であっても、段取り替えに要する手間および時間を最小限に抑え、効率的に表面検査を実行することができる。

また、円筒体９０は、その内周面側から支持されているため、基準ローラ７１等が円筒体９０の外周面９１に影を生じるなどの表面検査への悪影響を低減することができる。

また、図９に示すように、光源１０は、円筒体９０の軸方向に広がりを有し、下向きに種々の角度の光を照射するため、円筒体９０外周面９１の検査対象領域の各部位には遮光体２０の透光部２３を通過した種々の角度の光が入射するが、遮光体２０の遮光部２４…により入射する光の角度が制限されている。

図１０は、カメラから見た検査対象領域の各部位の光学条件の説明図である。図１１は、カメラによって撮影された画像における各種光学条件の説明図である。図１０に示すように、カメラ３０から見ると、カメラ３０の検出領域３１には、表面欠陥がなければカメラ３０に入射する正反射光が存在する明領域（正反射光領域）２８と、正反射光が存在しない暗領域（正反射光制限領域）２９とが形成されている。また、検出領域３１には、明領域２８と暗領域２９の境界には、境界領域（際領域）２７が含まれている。

明領域２８では、表面欠陥がなければカメラ３０に正反射光が入射するが、表面欠陥があると反射角度が変化してカメラ３０に捉えられなくなる。このため、表面欠陥が明領域２８にあるとき、周囲より暗い欠陥（黒欠陥）として検出される場合が多い。このような黒欠陥として検出される表面欠陥は、反射角度を大きく変化させる鋭い欠陥である場合が多い。

また、明領域２８内であってもその部位によって照明光の入射角度（遮光部２４により制限される方向）が異なる様々な光学条件が構成されているため、鋭い欠陥が明領域２８内にあってもその深さをはじめとする種々の要因によって黒欠陥として検出される場合やされない場合がある。

なお、明領域２８であっても正常部の検出階調が飽和していなければ、正常部よりさらに明るい欠陥（白欠陥）が検出される場合もある。

暗領域２９では、表面欠陥がなければカメラ３０に正反射光は入射しない。図１２は、暗領域２９内に表面欠陥が存在しない場合の説明図である。

同図（ａ）に示すように、暗領域２９内の特定の着目部位２９ａに着目すると、この着目部位２９で反射してカメラ３０に正反射光として入射するはずの光１２ａは遮光部２４によって遮光されている。この着目部位２９ａには光源１０から光１２ｂ、１２ｃが入射しているが、着目部位２９ａに表面欠陥がなく正常であれば、これらの光１２ｂ、１２ｃの正反射光１３ｂ、１３ｃは斜め方向に向かい、カメラに正反射光として入射しない。したがって、カメラから見てこの着目部位２９ａは暗い。

具体的には、図１２（ｂ）の受光量分布図に示すように、暗領域２９では、カメラ３０の受光量が少なくなっており、明領域２８は正反射光が入射するので受光量が多く明るくなっている。明領域２８と暗領域２９の境界領域２７は、光の回折等により明領域２８から暗領域２９へと受光量が連続的に変化している。なお、図１２（ｂ）において二点鎖線は、遮光部２４がなかった場合の受光量を示している。

図１３は、暗領域２９内に表面欠陥が存在する場合の説明図である。

同図（ａ）に示すように、着目部位２９ａに表面欠陥があれば、その形状によっては光源１０からの光１２ｂ、１２ｃの正反射光がカメラに検出される真上に向く場合がある。ここでは着目部位２９ａに入射角度αで入射した光１２ｂが真上に反射方向を変えている。このとき、カメラから見て当該着目部位２９ａが明るくなる。この部位２９ａはもともと暗領域２９内にあるため、周辺の正常部からは正反射光が存在しないため、表面欠陥による正反射光は際立った光量として捉えられることになる。

具体的には、図１３（ｂ）の受光量分布図に示すように、着目部位２９ａを含む暗領域２９では表面欠陥がなければカメラによって検出される受光量が少なく、ここに表面欠陥によってカメラに入射する正反射光が生じれば、受光量分布図ではその周囲に対して際立った光量変化として確実に捉えられることになる。すなわち、明領域２８のような周囲の正常部の正反射光に埋もれさせてしまうことなく、高いコントラストをもって表面欠陥を検出することができる。

このように、表面欠陥が暗領域２９にあるとき、周囲より明るい欠陥（白欠陥）として検出される場合が多い。このような白欠陥として検出される表面欠陥は、反射角度を僅かにしか変化させないなだらかな欠陥や比較的浅い欠陥である場合が多い。

また、暗領域２９内であってもその部位によって照明光の入射角度（遮光部２４により制限される方向）が異なる様々な光学条件が構成されているため、なだらかな欠陥が暗領域２９内にあってもその深さをはじめとする種々の要因によって白欠陥として検出される場合やされない場合がある。

なお、暗領域２９であっても正常部の検出階調が飽和していなければ、正常部よりさらに暗い欠陥（黒欠陥）が検出される場合もある。

境界領域２７は、明領域２８と暗領域２９の境界に位置するため、上述した明領域２８および暗領域２９の両方の性質があり、黒欠陥および白欠陥のいずれも検出される。

以上のように、照明光の入射角度の異なる種々の光学条件下で欠陥検出を行うと、各種の表面欠陥はそのサイズ、深さ、鋭いあるいはなだらかといった形状等によって、欠陥として検出される光学条件や、検出されない光学条件がある。また、その種類によって黒欠陥として検出される場合や、白欠陥として検出される場合がある。

そこで、この実施形態では、明領域２８、暗領域２９および境界領域２７内に形成される複数の光学条件下で所定回数の欠陥検出を行ったとき、表面欠陥が検出された回数に基づいて、さらに黒欠陥として検出された回数や白欠陥として検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価するようになっている。具体的な判定方法については後述する。

具体的な表面検査の実行は、検査位置Ｂに送り込まれ、基準ローラ７０によって軸回りに回転駆動される円筒体９０に対して、カメラ３０により連続的にその外周面９１を撮像することによって行われる。したがって、円筒体９０の外周面９１の各周方向位置が順次カメラ３０の検出領域３１となり、その全域を検査することができる。

この円筒体９０の回転速度は、検出したい欠陥サイズとカメラ３０のラインセンサ取込速度に応じて設定される。すなわち、カメラ３０によって撮影される検出領域３１の実質的な幅は、円筒体９０が回転している場合、ラインセンサ取込速度と円筒体９０の回転速度に応じて決定されることになるが、この検出領域３１の実質的な幅が、検出したい欠陥サイズより小さくなるように設定されている。

具体的に検出される表面欠陥は、カメラの解像度３０等にもよるが、たとえばミリオーダー、ミクロンオーダー、サブミクロンオーダー等の種々の大きさや深さの欠陥、さらに凹み角度等の形状の異なる多様な欠陥を検出することができる。

また、こうして円筒体９０を回転させながら、遮光体２０は円筒体９０の軸方向について、遮光体２０の透光部２３の幅ａおよび遮光部２４の幅ｂの和よりも大きなストロークでスライド移動動作する。このため、円筒体９０の外周面９１全域を明領域２８および暗領域２９、さらにこれらの境界領域２７としてカメラ３０の検出領域３１に含れることとなり、外周面９１の全域について微細な表面欠陥をも検出できる表面検査を行うことができる。

図１４は、円筒体を回転させながらカメラによって連続的に撮影して得られる画像の説明図である。この図において、横軸方向の各ラインが各瞬間にカメラ（ラインセンサ）３０によって検出された検出領域３１の明るさを示しており、管体９０を回転させながら順次連続的に撮像を繰り返して得られた画像を縦軸方向に並べている。

カメラ３０は遮光体２０とともにスライド移動動作するため、カメラ３０から見ると常に同じ位置に同じ光学条件が形成されている。このため、後述するように、表面欠陥の検出を、単純な画像処理によって確実に行うことができる。

また、このカメラ３０による欠陥検出は、円筒体を複数回転（ここでは６回転）させる間、連続して行われている。このため、円筒体の外周面９１上の各部は、円筒体９０が複数回転して複数回、カメラ３０の検出領域３１に至る間に、明領域２８，暗領域２９および境界領域２７という異なる光学条件下での欠陥検出が行われるようになっている。さらに、ここでは６回転させているため、明領域２８であっても照明光の入射角度の制限が異なる光学条件や、境界領域２７であっても暗領域２９の右側と左側のように、制限される照明光の向きが異なる光学条件が構成されている。

また、円筒体９０を回転させながら遮光体２０およびカメラ３０が円筒体９０の軸方向に移動するため、円筒体９０の外周面９１上の明領域２８や暗領域２９、さらにカメラ３０の検出領域３１は、円筒体９０の外周面９１上を螺旋状に移動することとなる。これをカメラ３０側から見ると、円筒体９０の各部は、各周回毎に、カメラ３０の検出領域３１内を移動することになる。具体的には、図１４に示すように、円筒体９０のある部位が、カメラ３０の撮像画像では、１周目に位置Ａ１に現れていたとすると、２周目では１周当たりのカメラ３０のスライド量だけ横方向にずれた位置Ａ２に現れ、以下各周毎に同じく横方向にずれた位置Ａ３〜Ａ６に現れることになる。これにより、円筒体９０の外周面９１上の各部位は、遮光体２０およびカメラ３０の移動により、円筒体９０の一回転毎に異なる光学条件の下で表面検査されていることが分かる。

以上のようなカメラ３０により複数の光学条件下で円筒体を撮影する一連の動作は、管理コンピュータ８０の制御手段によって制御され、実行されるようになっている。

図１５は、カメラによって撮像された画像から表面欠陥を検出するため、管理コンピュータ８０の画像処理手段によって行われる画像処理工程の例を示す説明図である。

図１５（ａ）は、円筒体９０を回転させながらカメラ３０によって撮影された画像の例である。

こうして得られる画像に対しては、まず欠陥検出を容易にするため、微分処理、積分処理、膨張処理、収縮処理などの画像処理を駆使して、暗領域２９や境界領域２７の微弱信号を強調する加工を行う。

そして、明領域２８や暗領域２９がなす縞模様の中から表面欠陥を浮き立たせるため、差分処理を行う。図１５（ｂ）は差分処理を行った画像の例である。この差分処理は、各ラインのデータについて、以前の１または複数のラインの同位置のデータとの差分を算出し、その差分の大きさを濃淡で表現したものである。

この実施形態では、上述したようにカメラ３０は遮光体２０とともに管体９０の軸方向に移動するため、撮像画像では、明領域２８、暗領域２９および境界領域２７の横方向位置が変化していない。これにより、撮影画像の上下の差を求めることで容易に差分処理を行うことができる。ちなみに、遮光体２０とカメラ３０を連動させない場合には、明領域２８等は、図中で斜め方向に延びることになるため、両者の相対速度に応じて撮影画像では斜め方向に差分を求めればよい。

差分処理を行った撮影画像からは、周囲に対して明るさの異なる欠陥（欠陥候補）を見出すことができ、見つかった欠陥の撮影画像を検討すれば、各欠陥が周囲に対して明るい白欠陥か周囲に対して暗い黒欠陥かを判別することができる。

管理コンピュータ８０の評価手段は、この検出された表面欠陥（候補）の欠陥深さを評価するようになっている。

＜欠陥検出の流れ＞
図１６は、欠陥検出の流れの一例を示すフローチャートである。

検査対象とする円筒体９０がセットされれば、まず黒欠陥を数える黒欠陥カウンタと白欠陥を数える白欠陥カウントをリセットし（ステップＳ１０）、検査（欠陥探索）を開始する（ステップＳ１２）。

この実施形態では、上述したように円筒体９０を６回転させる間連続してカメラで撮影して欠陥検出を行うが、欠陥が発見されなければ（ステップＳ１６でＮＯ）、この全域について完了するまで（ステップＳ１４でＹＥＳ）検査を続ける。

そして欠陥が発見されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、その欠陥が現在の検査対象ととしている円筒体９０において初めて見つかった欠陥であれば（ステップＳ１８でＹＥＳ）、着目する欠陥として着目アドレスを付与する（ステップＳ２０）。着目アドレスとは、欠陥が発見された位置を示す座標値である。初めて見つかった欠陥でなければ（ステップＳ１８でＮＯ）既に着目アドレスが付与されているため、見つかった欠陥が既に付与された着目アドレスを当該周回数に応じてずらした位置にあることを確認することで、既に見つかっている欠陥が当該周回においても検出されたものであることが分かる。なお、着目アドレス毎（欠陥毎）に、上記黒欠陥カウンタおよび白欠陥カウンタは設定される。

次に見つかった欠陥が黒欠陥であるか、白欠陥であるかを判断する（ステップＳ２２）。具体的には上述したように、たとえば差分処理前の画像により、見つかった欠陥が周囲より明るいか暗いかによって判断できる。

そして黒欠陥であれば当該着目アドレスの黒欠陥カウンタをインクリメントし（ステップＳ２４）、白欠陥であれば白欠陥カウンタをインクリメントして（ステップＳ２６）、検査（欠陥探索）に戻る。

このようにすると、検査対象である円筒体全域の検査（欠陥検出）が完了すれば、見つかった欠陥はそれぞれ着目アドレスが付与されることで区別され、それぞれが黒欠陥として検出された回数と白欠陥として検出された回数が分かる。

＜深さ評価＞
次に、この欠陥検出により、１つ以上の欠陥が見つかった円筒体（検査対象物）に対して、見つかった欠陥の深さを評価することにより、各円筒体の合否判定を行う場合について説明する。なお、欠陥が見つからなかった円筒体は以下の深さ評価を行うまでもなく表面欠陥の有無と言う観点からは合格評価となる。

ここでは、所定の深さ以上の欠陥を有する円筒体を不合格とするものとする。そして、所定の深さ以上の欠陥を有する円筒体を合格としてしまう流出を確実に防止する一方、所定の深さ以下の欠陥のみを有する円筒体を不合格としてしてしまい、収率の低下を招くことを可及的に低減することを目標とする。

各円筒体の合否判定は、最終的には管理コンピュータ８０の判別手段によって行われるが、ここでは評価手段による欠陥の深さが所定深さ以上であるか否かの判断結果が、当該円筒体の合否判定となるため、この実施形態では判別手段は形骸化している。

図１７は、欠陥の深さ評価の流れの一例を示すフローチャートである。

この深さ評価では、まず評価対象の円筒体において見つかった欠陥候補から１つを選定して（ステップＳ３０）、その欠陥候補に対し、１次評価として黒欠陥の検出回数を評価する（ステップＳ３２）。

上述したように黒欠陥は周囲より暗く検出される欠陥であり、反射角度を大きく変化させる鋭い欠陥が検出されやすい検出態様である。そして比較的深い欠陥ほど多く光学条件下で黒欠陥として検出される傾向がある。このため、黒欠陥としての検出回数が多い欠陥は、浅い欠陥ではなく、深い欠陥である可能性が高い。

図１８は、種々の深さの欠陥が黒欠陥として検出された回数を示す例である。同図において各黒丸で示すマークは実際の各欠陥について検出実験を行った結果に対応しており、横軸は各欠陥の深さを表し、縦軸は、各欠陥を上述したように照明光の入射角度が異なる光学条件下で合計６回の欠陥検出を行った場合に、黒欠陥として検出された回数を示している。

ここで、６μｍ以上の深さを有する欠陥を不合格とする場合を想定すると、深さ６μｍ以上の欠陥は、深さ７．５μｍの唯一の例外Ｘを除けば黒欠陥として３回以上検出されている。また、黒欠陥として１回以下しか検出されない欠陥はすべて欠陥深さが６μｍ以下である。

そこでこの実施形態では、１次評価（ステップＳ３２）において、黒欠陥としての検出回数３回以上をしきい値として設定し、黒欠陥として３回以上検出されれば６μｍ以上の深い欠陥である可能性が高いとして、不合格評価とする（ステップＳ３６）。なおここで不合格とされた円筒体には深さ６μｍ以下の欠陥しか有さないものも含まれているが、安全側に立ってのしきい値を設定したものである。

また、１次評価（ステップＳ３２）では、黒欠陥としての検出回数１回以下を合格数として設定し、黒欠陥として１回以下しか検出されなければ６μｍ以下の問題とならない欠陥であると評価する。そして、この円筒体について検出された欠陥候補のうち未評価の欠陥が残っていれば（ステップＳ３４でＹＥＳ）、次の欠陥候補を選出して深さ評価を繰り返す（ステップＳ３０）。全ての欠陥候補について評価が完了していれば（ステップＳ３４でＮＯ）、当該円筒体を合格評価する（ステップＳ４０）。

さらに、１次評価では、黒欠陥としての検出回数２回を再評価数として設定し、稀に混じる不合格とすべき深い欠陥を見出すため、２次評価を行う（ステップＳ３８）。

２次評価（ステップＳ３８）では、上述した黒欠陥に加え、白欠陥として検出された検出回数を加えて、黒欠陥および白欠陥としての合計検出回数によって評価する。

上述したように白欠陥は周囲より明るく検出される欠陥であり、反射角度を僅かにしか変化させないなだらかな欠陥が検出されやすく、その多くは浅い欠陥であるが、なだらかな深い欠陥も検出される。このため、深い欠陥であれば、黒欠陥としての検出回数が少ない場合（２回）には、白欠陥としてある程度の回数は検出されると考えられる。

図１９は、種々の深さの欠陥が白欠陥および黒欠陥として検出された合計検出回数を示す例である。同図においても各黒丸で示すマークが実際の各欠陥に対応しており、縦軸は、黒欠陥および白欠陥として検出された合計回数を示している。なお、この図１９では、上述した１次評価で再評価の対象となったものだけでなく、図１８と同じ欠陥群についての結果を示している。

深さ６μｍ以上の欠陥に着目すると、再評価の対象となった深さ７．５μｍの欠陥を含め、全て白欠陥および黒欠陥の合計検出回数は４回以上となっている。

そこでこの実施形態では、２次評価（ステップＳ３８）において、白欠陥および黒欠陥としての合計検出回数４回以上をしきい値として設定し、１次評価において再評価対象とされた円筒体のうち、黒欠陥または白欠陥として合計４回以上検出されれば６μｍ以上の深い欠陥である可能性が高いとして、不合格評価とする（ステップＳ３６）。なおここでも不合格とされた円筒体には深さ６μｍ以下の欠陥しか有さないものも含まれているが、安全側に立ってのしきい値を設定したものである。

ところで、白欠陥および黒欠陥の合計検出回数のみに基づいて合否評価を行っても、深さ６μｍ以上の深い欠陥を有する円筒体を不合格として判別できるが、図１９に示すように、深さ１μｍ程度の浅い欠陥が白欠陥として検出され易いために、不合格とする必要のない浅い欠陥のみを有する円筒体を多数不合格として収率を低下させるおそれがある。そこで上述のように、黒欠陥の検出回数によってかかる浅い欠陥を合格評価することにより、かかる事態を未然に防止している。

以上のようにすれば、所望のたとえば６μｍ以上の深い欠陥を有する円筒体を確実に不合格として流出を防止しながら、浅い欠陥のみを有する円筒体を不合格として収率の低下を防止する事態を可及的に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。

この第２実施形態は、上述した第１実施形態にかかる表面検査装置１を備えた円筒体９０の製造システムである。

図２０は、第２実施形態にかかる円筒体の製造システム７００の構成を示す機能ブロック図である。

この製造システム７００は、円筒体９０を製管する製管装置７１０と、上述した円筒体の表面検査装置１と、表面検査装置１の検査結果を製管装置７１０にフィードバックするフィードバック部７２０とを備えている。

製管装置７１０は、たとえば、アルミニウム合金の引抜き加工によって感光ドラム基体を製管する場合であれば、原料を溶解させて押出加工材料を製造する工程、押出工程、引抜工程、曲がり矯正工程、所定長さへの切断工程、粗洗浄工程、仕上げ洗浄工程等を実行する各機械装置の集合として構成されている。なお、製管装置７１０は、これらの全ての工程を行うものでなくてもよい。この製管装置７１０は、表面精度が求められる物品である円筒体を成形する成形手段として機能している。

押出工程は、たとえばアルミニウム製のビレットを押出してアルミニウム押出素管を得る工程である。

図２１は、この押出工程を行う押出機の概略平面図である。押出機本体７３０から押し出されたアルミニウム押出素管７４０は、複数対配置された支持ローラ７５０…によって押出方向前方に搬送され、切断機７６０により所定長さＲに切断される。

図２２は、押出機本体が備える押出ダイスの一例における断面図である。この押出ダイス７７０は、ポートホールダイスであり、７７１はダイス雌型、７７２はダイス雄型である。ダイス雌型７７１には中央部に貫通上の押出孔７７３が形成されるとともに、押出孔７７３の入口側の周面が円形のベアリング部７７４となされている。なお、７７５はレリーフ部である。一方、ダイス雄型７７２は、その中央部に断面円形の成型凸部７７６を有するとともに、成形凸部７７６の先端周面に円形のベアリング部７７７が形成されている。なお７７８は、アルミニウムビレットを通過させる通過孔である。そして、前記ダイス雌型７７１と前記ダイス雄型７７２とが組み合わされ、雄型７７２の成形凸部７７６先端が雌型７７１の押出孔７７３に望んで雌雄両型のベアリング部７７４，７７７が環状の成形間隙７７９を介して対向状の配置されている。

なお、押出方式は特に限定されることはなく、ポートホールダイスを用いたものでもマンドレル押出でもよい。

引抜き工程は、押出加工によって得られた所定長さのアルミニウム押出素管を引抜き加工してアルミニウム引抜管を得る工程である。

図２３は、この引抜き工程を行う引抜き機の一例を示す断面である。この引抜き機７８０は、たとえば、アルミニウム押出素管７８１を引抜きダイス７８２と引抜きプラグ７８３との間に通し、押出素管７８１先端に形成された口付け部７８４をキャリッジ部のチャック部７８５で掴んで該キャリッジ部を前方に移動させることにより、アルミニウム引抜き管７８６を得るようになっている。引抜きプラグ７８３は、ロッド７８７によって支持されている。このロッド７８７には１個または複数個の中子７８８がその略全長に亘って装着されており、この中子７８８は、押出素管７８１の内周面に当接して自重により押出素管７８１がたわむことを防止して、引抜きの初めから終わりまで押出素管７８１の軸線をダイス７８２の軸線に一致した状態に保持できるようになっている。また、引抜き加工中には、引抜きダイス７８２と押出素管７８１との間に潤滑油が供給されるようになっている。

なお、この引抜き工程は、プラグを固定しない浮きプラグ引き方式によって引抜きを行うようにしてもよい。また、引抜きは、１回だけ行ってアルミニウム引抜き管を得るようにしてもよいが、引抜きを複数回繰り返し行って順次的に縮径し、もってアルミニウム引抜き管を得るようにするのが好ましい。とくに、引抜きを２回行ってアルミニウム引抜き管を得るのが好ましい。

曲がり矯正工程は、引抜き加工によって得られたアルミニウム引抜き管の曲がりを矯正する工程である。具体的には、引抜き加工によって得られたアルミニウム引抜き管は、まず、その口付け部がプレス切断法により除去され、その後、ロール矯正機に投入され、内部の矯正ロールの作用で真っ直ぐに矯正される。

図２４は、口付け部切除工程を行う切断機の一例を示す断面図である。この切断機７９０は、アルミニウム引抜き管７９１の口付け部７９２側の端部を金型７９３，７９３の内方に挿入し、切断刃７９４を下降させることにより、該口付け部７９２を切断除去する。この切断は突切り刃によって行われるから切粉の発生はなく、切粉等がロール矯正機内に持ち込まれ、アルミニウム引抜き管７９１にキズがつくことがないようになっている。

図２５は、曲がり矯正工程を行うロール矯正機の一例を示す概念図である。このロール矯正機８１０は、その内部の矯正ローラ８１２の作用によって、口付け部が切除されたアルミニウム引抜き管８１１を真っ直ぐに矯正するようになっている。

粗洗浄工程は、上記引抜き工程等においてアルミニウム引抜き管に付着した潤滑油等を除去する工程である。この粗洗浄工程は、たとえば脱脂力を有する溶剤を用いて行われる。具体的手法としては、特に限定されないが、たとえば浸漬法、シャワー法等が挙げられる。

仕上げ洗浄工程は、好適には、たとえば超音波洗浄によって行われる。

図２６は、超音波洗浄機の一例を示す概念図である。この超音波洗浄機８３０は、洗浄増８３１に貯められた洗浄液８３２に被洗浄物である複数個のアルミニウム引抜き管８３３を浸漬しておき、振動子８３４によって洗浄液８３２中に超音波を送ることにより、被洗浄物であるアルミニウム引抜き管８３３を洗浄するものである。

超音波の照射方式は特に限定されることはなく、上記投げ込み型のほか、接着型、振動伝達子型その他各種の洗浄機を用いることができる。また、洗浄液としては、一般には白灯油、軽油、アルカリ、界面活性剤あるいはトリクロロエチレンなどが用いられるが、これらに限定されることはなく、水系、炭化水素系、塩素系有機溶媒などを適宜用いればよい。

上記のような押出工程、切断工程、引抜き工程、曲がり矯正工程、洗浄工程、仕上げ洗浄工程を経て得られた円筒体（アルミニウム引抜き管）９０は、表面品質精度に優れ、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の感光ドラム基体として好適である。

こうして製管された円筒体（アルミニウム引抜き管）９０は、上述した表面検査装置１においてその表面状態が所定の許容範囲内にあるか否かが検査され、この検査結果が所定の許容範囲内にあるのであれば、その円筒体９０を完成品と判定する。

また、表面検査装置１において、円筒体９０に発生している不良の種類や特徴等が判別された場合には、この検査結果をフィードバック部７２０が製管装置７１０にフィードバックし、これにより不良管の発生を未然に防止するようになっている。

こうして検査結果がフィードバックされた製管装置７１０においては、検査結果の内容に応じて、製管条件の設定に供される。具体的には、押出ダイスの取付状態や押出速度等の押出条件の設定、素管の選別、引抜きダイスの取付状態の確認や引抜き速度等の引抜き条件の設定、ロール矯正機におけるロール高さ調整や搬送速度等のロール矯正機条件が制御される。これにより、より確実に必要十分な表面精度を持った円筒体を得ることができるとともに、仮に不良管が発生した場合でも、速やかにこれに対応し、不良管の発生数を抑えることができる。

このような製造システム７００によれば、所定の形状精度を有する円筒体、および円筒体の集合を確実に得ることができる。

［その他の実施形態］
（１）上記実施形態では、照明光の正反射光がカメラに入射する明領域や入射しない暗領域を形成したが、照明光の入射角度の異なる複数の光学条件が含まれていれば、明領域のみ、あるいは暗領域のみで複数の光学条件を設定してもよい。

（２）上記実施形態では、検査対象領域の各部位を光学条件を変えながら６回検出するようにしたが、複数回であればよい。ただし、検出された欠陥の深さ評価の精度を確保する観点からは３回以上であることが好ましい。さらに、
検出された欠陥に対してたとえば浅い欠陥であるから不良品としない判断等を行う場合には、４回以上であることが好ましい。

（３）上記実施形態では、１次評価と２次評価との２段階の評価の組合せによって合否判定をしたが、１回だけの評価でもよい。この場合、黒欠陥の検出回数のみ、白欠陥としての検出回数のみ、あるいは黒欠陥または白欠陥として検出された合計回数のみを評価対象とすることができる。

また、２段階の評価の組合せとする場合であっても、１次評価で最終合否判定をせず、全ての欠陥候補について２次評価をするようにしてもよい。その場合、両評価の結果を総合的に判定して最終合否判定をすることができる。また、１次評価で合格判定のものについてのみ２次評価をしても、逆に１次評価で不合格判定のものについてのみ２次評価をしてもよい。

またこのように２段階の評価を行う場合、１次評価および２次評価は、黒欠陥の検出回数、白欠陥の検出回数、黒欠陥または白欠陥の合計検出回数のいずれを組み合わせても、あるいは他の評価基準を採用して組み合わせてもよい。

また、３段階以上の評価の組合せによって合否判定をしてもよい。

（４）上記実施形態では、カメラをラインセンサカメラから構成したが、二次元的な広がりを有する撮像領域をもつエリアセンサや、特定の一点の光量を検出する光センサから構成されるカメラ等を採用してもよい。

（５）上記実施形態では、遮光体を用いて暗領域および境界領域を形成したが、照明とカメラの角度関係により、反射光がカメラに直接検出されない暗領域を構成するようにしてもよい。

（６）上記実施形態では、透光部および遮光部の光学特性が変化しないスリット体により明暗縞を形成したが、減光フィルター（ＮＤフィルター）を用いたスリット体により、明部や暗部の光量を調整できるようにしてもよい。また、液晶パネルを用いたスリット体により、明部や暗部の光量を調整したり、遮光形態を連続的にまた自由に可変できるようにしてもよい。

（７）上記実施形態では、１つの長尺の光源を用いたが、複数の光源を用いてもよい。

（８）上記実施形態では、円筒体を回転させながら表面検査を行ったが、長尺平板材等を連続移動させながらその表面検査を行うようにしても良い。

図２７は、長尺平板材を連続移動させながら表面検査を行う例である。この例では、連続的に繰り出されるシート状の長尺平板材９３に対し、平板材９３の移動方向に対して斜めに形成された透光部６２３…および遮光部６２４…を有するスリット体６２を介して光源６１からの照明が平板材９３上に照射されている。

これにより、平板材９３の各部位は繰り出し方向に移動するにつれて、明領域６２５…、暗領域６２６…およびそれらの境界領域を通過するようになっている。そして、ラインセンサを有する複数個のカメラ６３…が、平板材の移動方向について異なる領域を検出領域６３１…となるように配置されていることにより、平板材９３の各部位は、各カメラ６３…の撮像により、明領域６２５…、暗領域６２６…および境界領域を含む種々の異なる光学条件下での検出が行われるようになっている。

図２８は、長尺平板材を連続移動させながら表面検査を行う別の例である。この例では、複数組の光源６４およびスリット体６５が平板材９３の繰り出し方向に直交する幅方向について、異なる位置に明暗縞を形成するように配置されており、複数のカメラ６６が各明暗縞ごとに検出領域６６１を受け持つように配置されることにより、平板材９３の各部位が明領域６５５…、暗領域６５６…および境界領域を含む種々の異なる光学条件下での検出を行うことができる。

第１実施形態にかかる表面検査装置の検査対象物たる円筒体の斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる表面検査装置の正面図である。 同装置の平面図である。 同装置の側面図である。 第１実施形態におけるチャック部の正面図である。 同チャック部の側面図である。 第１実施形態における遮光体の斜視図である。 第１実施形態にかかる円筒体の表面検査装置の要部の概略を表した側面図である。 同斜視図である。 カメラから見た検査対象領域の各部位の光学条件の説明図である。 カメラによって撮影された画像における各種光学条件の説明図である。 暗領域内に表面欠陥が存在しない場合の説明図である。 暗領域内に表面欠陥が存在する場合の説明図である。 円筒体を回転させながらカメラによって連続的に撮影して得られる画像の説明図である。 画像処理装置によって行われる画像処理工程の例を示す説明図である。 欠陥検出の流れの一例を示すフローチャートである。 欠陥の深さ評価の流れの一例を示すフローチャートである。 種々の深さの欠陥が黒欠陥として検出された回数を示す例である。 種々の深さの欠陥が白欠陥および黒欠陥として検出された合計検出回数を示す例である。 第２実施形態にかかる円筒体の製造システムの構成を示す機能ブロック図である。 押出工程を行う押出機の概略平面図である。 押出機本体が備える押出ダイスの一例における断面図である。 は、この引抜き工程を行う引抜き機の一例を示す断面である。 口付け部切除工程を行う切断機の一例を示す断面図である。 曲がり矯正工程を行うロール矯正機の一例を示す概念図である。 超音波洗浄機の一例を示す概念図である。 長尺平板材を連続移動させながら表面検査を行う例である。 長尺平板材を連続移動させながら表面検査を行う別の例である。

符号の説明

１０ 照明
２０ 遮光体（スリット体）
２３ 透光部
２４ 遮光部
２７ 境界領域
２８ 明領域
２９ 暗領域
３０ カメラ
３１ 検出領域
８０ 管理コンピュータ
９０ 円筒体

Claims (17)

1. 検査対象領域に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査方法であって、
   検査対象領域の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下における所定回数の表面欠陥の検出を行い、表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする表面検査方法。
2. 周囲より暗い黒欠陥として検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する請求項１に記載の表面検査方法。
3. 周囲より明るい白欠陥として検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する請求項１に記載の表面検査方法。
4. 周囲より暗い黒欠陥として検出された回数と、周囲より明るい白欠陥として検出された回数との合計回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。
5. 周囲より暗い黒欠陥として検出された回数と、周囲より明るい白欠陥として検出された回数と、前記黒欠陥および白欠陥としての検出回数の合計回数のうち、２種類以上の組合せに基づいて各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。
6. 検査対象領域に照射される照明光を遮光体によって遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を形成する請求項１〜５のいずれかに記載の表面検査方法。
7. 複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、検査対象領域に照射される照明光を断続的に遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を繰り返し形成する請求項１〜５のいずれかに記載の表面検査方法。
8. 管体の外周面に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査方法であって、
   管体の軸方向に沿ったカメラの検出領域に、照明光の入射角度が異なる領域を繰り返して形成し、
   管体を軸回りに回転させながら、前記照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影することにより、管体の外周面の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下での欠陥検出を行い、
   表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価することを特徴とする管体の表面検査方法。
9. 複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成されたスリット体によって、管体に照射される照明光を断続的に遮ることにより、照明光の入射角度が制限された領域を繰り返し形成する請求項８のいずれかに記載の表面検査方法。
10. 前記照明光の入射角度が異なる領域とともに、前記カメラによる検出領域を前記管体の軸方向に移動させることを特徴とする請求項８または９に記載の表面検査方法。
11. 前記管体は、感光ドラム用基体であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の表面検査方法。
12. 表面精度が求められる物品を成形する工程と、
    前記物品を検査対象物として請求項１〜１１のいずれかに記載の表面検査方法を行う表面検査工程と、
    前記表面検査工程において評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を判別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別工程と、
    を備えたことを特徴とする物品の製造方法。
13. 請求項１２に記載の物品の製造方法により製造されたことを特徴とする感光ドラム用基体。
14. 検査対象領域に照明光を照射し、その反射光をカメラで検出することにより表面欠陥を検出する表面検査装置であって、
    検査対象領域の各部に対して、照明光の入射角度が異なる領域を形成可能な照明系と、
    前記照明系による照明光の入射角度が異なる領域の形成位置を変化させながら、前記カメラにより検査対象領域の各部に対して照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下で所定回数の表面欠陥の検出を行わせる制御手段と、
    表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する評価手段と、
    を備えたことを特徴とする表面検査装置。
15. 表面精度が求められる物品を成形する成形手段と、
    前記物品を検査対象とする請求項１４に記載の表面検査装置と、
    前記表面検査装置により評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を分別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別手段と、
    を備えたことを特徴とする製造システム。
16. 管体の表面欠陥を検出する表面検査装置であって、
    管体の外周面に照明光を照射する照明と、
    管体の軸方向に沿った検出領域における照明光の反射光を検出するカメラと、
    複数の透光部と遮光部とが交互に繰り返すように形成され、照明光を管体の軸方向について断続的に遮ることにより、照明光の入射角度を制限して照明光の入射角度が異なる領域を繰り返し形成するスリット体と、
    管体を軸回りに回転させながら、前記スリット体を管体の軸方向に移動させ、管体が複数回転する間、カメラにより管体の外周面を連続して撮影させることにより、管体の外周面の各部に対して、照明光の入射角度が異なる複数の光学条件下で所定回数の表面欠陥の検出を行わせる制御手段と、
    表面欠陥が検出された回数に基づいて、各表面欠陥の深さを評価する評価手段と、
    を備えたことを特徴とする管体の表面検査装置。
17. 表面精度が求められる管体を成形する成形手段と、
    前記管体を検査対象物とする請求項１６に記載の表面検査装置と、
    前記表面検査装置により評価された表面欠陥の深さが所定の基準を満たすか否かにより物品を分別し、前記所定の基準を満たす場合に当該物品を完成品とする判別手段と、
    を備えたことを特徴とする管体の製造システム。