JPH04172237A

JPH04172237A - 表面傷検査装置

Info

Publication number: JPH04172237A
Application number: JP2299469A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Hirono; 広野　歩; Maki Yamada; 真樹山田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-06-19
Anticipated expiration: 2013-10-30
Also published as: JP2817392B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は電子複写機の感光体ドラム等の被検査体の表
面傷検査方法に関し、特に被検査体の傷の位置、形状に
よって有害な傷か否かを精度良く判定できるようにした
表面傷検査方法に関する。

（従来の技術）従来、感光体ドラム等の被検査体の表面傷検査を行う一
つの方法として、被検査体の表面にスリット光を投射し
、その散乱光を縮小光学系によりラインセンサに集光し
、光電変換された出力信号を分析するものがある。

この方法によれば、前記ラインセンサからの出力信号と
して、例えば第５図の３１に示されている波形の信号が
得られる。この信号３１の波形は、前記縮小光学系の収
差によりラインセンサの中央部からの信号出力レベルが
大きく、その周辺部の信号出力レベルは小さくなる。ま
た、被検査体に傷等の欠陥があると、パルス状の信号３
１ａが発生する。

そこで、従来は、この出力信号３１を適当な閾値３２と
比較し、２値化信号３３に変換して、−定の幅量上のも
の、例えば図の幅３４以上のものを、被検査体の特性に
影響を与える傷と判定していた。

また、他の表面傷検査方法としては、被検査体の表面に
、回転走査鏡でレーザビーム光を走査し、集光手段によ
り散乱光を受光し、これを光電子増倍管により光電変換
した後、前記と同様の信号処理をして、被検査体の表面
に、その特性に影響を与える傷が存在するか否かを判定
する方法がある。

しかしながら、前記した従来の表面傷検査方法は一次元
の散乱光から得た情報により行うものであり、感光体ド
ラムの縦方向に入った細い傷等は一定の幅３４に達しな
いため、画質に影響を与える程の傷ではないと、誤判定
されてしまうという問題があった。

これに対して、特公昭６１−４２２２２号公報に開示さ
れているように、二次元の傷情報を周波数分析し、これ
により得られるパラメータ、すなわち方向性、ｉさ、欠
陥の長さ、反射性等のパラメータにより、傷の判定をす
る方法が提案されている。

しかしながら、この方法で感光体ドラム面全面に対する
情報を分析するには計算時間が長くなり、検査工程のタ
クトタイム（−工程時間）で傷の判定ができないという
難点があった。また、前記計算時間を短縮しようとする
と、高速計算機を検査工程に付設しなければならないと
いう難点があった。

そこで、現在は、第６図に示されているように、ライン
センサの出力信号を微分回路で微分したり、周波数分析
等を行うことなく、そのまま適当な閾値にて２値化して
被検査体全面の傷情報を得（ステップ８１〜Ｓ３）、各
傷情報の面積が面積閾値ｓｔｈ以下づ）どうか判定しく
ステップＳ４〜Ｓ８）、一つでも面積閾値８ｔｈ以上の
面積の傷が存在すると、不良フラグを立てる（ステップ
Ｓ９）方式の表面傷検査方法が多用されている。

この方法によれば、６８０００ＣＰＵボードコンピユー
タにより実現でき、かつタクトタイム内で判定結果を得
ることができる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、種々の実験の結果、傷の面積が前記面積
閾値ｓｔｈを越えても、画質に現れない傷があることが
わかった。擦れた跡である線傷は、傷の位置によりその
面積は大きくなるが、画質には現れない傷であることが
わかった。

前記した従来の表面傷検査方法では、面積は大きいが、
画質に悪影響を及ぼさない線傷をも、画質に悪影響を及
ぼす傷と誤判定してしまうという問題点があった。また
、これを防止するために、さらに目視による検査工程を
設ける必要が生じ、検査工程が多いという問題があった
。

本発明の目的は、前記した従来方法の問題点を除去し、
面積は大きいが、画質に悪影響を及ぼさない線傷を有す
る被検査体を不良品と誤判定することのない表面傷検査
方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用）前記目的を達
成するために、本発明は、傷情報の境界を追跡する境界
追跡手段と、該境界追跡手段からの信号により、少なく
とも傷の円形度Ｃ１中心位ｉｔＡおよび面積Ｓを含む幾
何学的特徴量を求める幾何学的特徴量算出手段と、前記
円形度Ｃにより円価か線傷かを判断し、また該線傷に対
してはその中心位置Ａが被検査体の端部にあるか中心部
にあるかを判断し、第１の面積閾値より小さい円価は無
害、大きい傷は有害と判定し、軸線方向の端部にある線
傷は無害、前記中心部にある第２の面積閾値より小さい
線傷は無害、大きい線傷は有害（ただし、第１の面積閾
値く第２の面積閾値）と判断する傷判定手段とを具備し
た点に特徴がある。

本発明によれば、第１の面積閾値と第２の面積閾値とを
設定し、円価に対しては小さな第１の面積閾値を適用し
て無害な傷か有害な傷かの判断をし、中心部にある線傷
に対しては大きな第２の面積閾値を適用して無害な傷か
有害な傷かの判断をするようにしているので、面積は前
記第１の面積閾値より大きいが、画質に悪影響を及ぼさ
ない線傷を有害な傷と誤判定することがなくなる。

（実施例）以下に、本発明を、図面を参照して、詳細に説明する。

まず、第４図を参照して、面積は大きいが、画質に悪影
響を及ぼさない傷が存在する理由を説明する。

図示されているように、被検査体である感光体ドラム４
１の中央部４２に横線傷４５があり、周辺部分４３．４
４のそれぞれに、線傷４６．４７があったとする。この
時、図示されていない投光器により、前記横線傷４５、
線傷４６．４７の一部に掛かるスリット光が照射される
と、それぞれの傷から散乱光４５ａ、４６ａおよび４７
ａが発生する。これらの散乱光は、縮小光学系５２て縮
小されてラインセンサ５１の受光面に入射する。

ラインセンサ５１の受光角度は、感光体ドラム４１の中
央部４２からの散乱光４５ａと、周辺部分４３．４４の
散乱光４６ａ、４７ａとで異なり、かつ散乱光４６ａ、
４７ａは軸方向４８に対して広がることになる。このた
め、前記周辺部分４３．４４の傷４６．４７が斜め方向
の線傷であると、ラインセンサ５１の受光面上では傷面
積が大きく出る。しかし、この線傷は、実験の結果画質
に悪影響を及ぼさないことがわかった。

また、円価は傷面積が小さいものでも画質上に現れ、感
光体ドラム４１を不良にするものがある。

前記円価は面積が小さいものでも有害な傷と判定し、被
検査体の周辺部の斜め傷は有害な傷と判定することのな
い本発明の一実施例を第１図のブロック図を参照して説
明する。

図において、１は１ライン分が５０００画素（１画素は
、約７０μｍ×７０μｍ）程度のラインセンサであり、
第４図のラインセンサ５１と同じものである。ラインセ
ンサ１によって受光された散乱光−４５ａ％４６ａおよ
び４７ａは、電気信号に変換されて出力され、Ａ／Ｄ変
換器２に入る。

Ａ／Ｄ変換器２は入力信号を例えば８ビツト（２５６階
調）にディジタル化して出力する。閾値３は適当な値で
あり、比較器４は前記ディジタル化された出力信号を２
値化する。２値化された信号は、圧縮手段５により圧縮
される。

このデータ圧縮手段５としては、例えば、連続する同一
の２値化信号を、長さの情報（ラン長）に置換する、周
知のランレングス符号化手段を用いることができる。以
下では、１つのラン長を“ブロック°と呼ぶことにする
。

圧縮手段５で圧縮された信号は、画像メモリ６に蓄積さ
れる。この画像メモリ６には、感光体ドラムの全表面の
圧縮信号が蓄積される。本実施例では、圧縮信号を蓄積
するようにしているので、圧縮しない場合に比べて、約
１／１００のデータ量に減らすことができる。

画像メモリ６に、感光体ドラムの全表面の圧縮信号が蓄
積されると、境界追跡手段７により、傷の境界部分を追
跡し、傷の境界位置の座標データのリンクを求める動作
が行われる。この機能は、ランレングスで表された前記
ブロックの境界を副走査方向に追跡することにより求め
ることができ、ソフト的に実現することができる。

説明を分かりやすくするために、圧縮する荊の信号で説
明すると、前記傷の境界位置の座標データのリンクを求
める動作により、例えば第３図に示されているような形
の傷４９があった場合には、前記境界追跡手段７は図に
斜線の施された座標を順次求めることになる。

次に、境界追跡手段７は幾何学的特徴量算出手段８に送
られる。幾何学的特徴量算出手段８は、前記境界位置の
座標データのリンクで囲まれた傷の面積Ｓと、Ｘ方向の
射影長ＸＬ、Ｙ方向の射影長ＹＬ、および傷の中心位置
Ａをまず求める。

傷の面積Ｓは、例えば２値化データ“１”のブロックの
画素数を合計することにより、求めることができる。前
記面積Ｓ１射影長ＸＬ　、ＹＬの単位は画素数となる。

また、傷の中心位置Ａは、主走査方向の左端からの画素
数で求められる。

これらが求まると、幾何学的特徴量算出手段８は、次に
、四則演算で、傾きＴ１円形度Ｃおよび傷の幅Ｗを下記
の式で求める。

傾きＴ−ＹＬ／ＸＬ円形度Ｃ−５／　（ＸＬ　ＸＹＬ　）幅Ｗ−Ｓ／ＹＬ次に、傷判定手段９は、前記幾何学的特徴量を用いて、
傷が有害な傷であるか否かの判断をする。

この傷判定手段９の機能を、第２図を参照して説明する
。第２図は傷判定手段９の機能の一具体例を示すフロー
チャートである。

まず、ステップＳ１では、傷の円形度Ｃが、０．８＜Ｃ
＜１．２を満足するか否かの判定をする。すなわち、傷
が円価（点傷）であるか線傷であるかの判断がなされる
。前記条件を満足すれば、円価と判断され、満足されな
ければ、線傷と判断される。

円価と判断された時には（ステップＳ１が肯定）、ステ
ップＳ２に進む。ステップＳ２では、傷の面！ＩＳが５
０（画素）より大きいか否かの判断がなされ、肯定の場
合には感光体ドラムは不良品と判定する。一方、円価で
あっても、小さな傷は画質に悪影響を及ぼさないので、
良品と判定する。

一方、前記ステップＳ１が否定の時、すなわち線傷と判
定された時には、ステップＳ３に進み、前記傷の中心位
ＨＡが感光体ドラムの端部にあるか中央にあるかの判断
がなされる。この具体例では、傷の中心位１ｆＡがθ〜
４０（ｍｍ）または２６０〜３００（ｍｍ）の範囲、す
なわち感光体ドラム（軸方向の長さ３００ｍｍ）の端部
にあるか否かの判断がなされる。感光体ドラムの端部に
あると判定されると（ステップＳ３が肯定）、ステップ
Ｓ４に進んで、傷の傾きＴが、Ｔ＞０．　８を満足し、
かつ幅Ｗが、Ｗ＜５．０（画素）を満足するか否かの判
断がなされる。そして、ステップＳ４が肯定の時には、
良品と判定される。

すなわち、前記条件が満足される場合には、傷が感光体
ドラムの端部にあり、かつ傾きが大きく幅が小さいので
、画質に悪影響を及ぼす虞れは小さい。し吹がって、無
害の傷と判定される。

次に、前記ステップＳ３およびＳ４のいずれか一方が否
定の時には、ステップＳ５に進み、偶の傾きＴが、Ｔ＜
０．５を満足し、かっＸ方向の射影長ＸＬが、ＸＬ＜５
（画素）を満足するか否かの判断がなされる。そして、
この判断が肯定の時には、良品と判定する。

すなわち、傷の傾きが小さく、かっＸ方向の射影長ＸＬ
が小さい場合には、短い横線傷であるので、画質に悪影
響を及ぼす虞れの小さい、無害の傷と判定される。

次に、前記ステップＳ５が否定の時には、ステップＳ６
に進み、傷の面積Ｓが、Ｓ＞７０（画素）を満足するか
否かの判断がなされる。そして、この判断が否定の時に
は、良品と判定し、肯定の場合には、不良品と判定する
。

すなわち、前記ステップ８３〜Ｓ５に該当しない傷に対
しては、最終的に傷の面積で有害な傷か、無害の傷かの
判定をする。この具体例では、面積・閾値を７０（画素
）と置いた。

前記具体例の境界追跡７、幾何学的特徴量算出８および
傷判定９を、６８０００ＣＰＵによるボード計算機でソ
フト処理したところ、感光体ドラム面上に１００００ブ
ロツク程度の傷情報がある場合、約２秒で処理できた。

なお、このような傷情報が多数発生する感光体ドラムは
、埃、塵等の除去が不良で、ドラム表面潤滑剤（カイナ
）が残っている場合とか、感光体の塗布領域の位置ずれ
が大きく、受光視野の端部分に、感光体の非塗布領域が
入込んでいる場合である。

前記の具体例では、ステップＳ４、Ｓ５の処理手順を設
けたが、これらのステップは、本発明では必ずしも必要
でなく、削除してもよい。すなわち、感光体ドラムの端
部にある傷は一律に無害の傷と判定し、中央部にある傷
はその面積が７０（画素）を越えれば有害、越えなけれ
ば無害と判定するようにしても良い。

また、第１図の境界追跡手段７の前に、ブロック数の閾
値を越えたか否かを判断する手段を設け、この手段で傷
情報のブロック数が例えば８０００ブロツクを越えた場
合には、それ以降の処理をすることなく、直ちに不良品
の判定をするようにしてもよい。

また、前記の実施例では、被検査体として感光体ドラム
に注目して本発明を説明したが、本発明はこれに限定さ
れず、金属ロール、ゴムロール等の被検査体に対しても
適用することができる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、傷の
形状と、傷が存在する位置により、傷判定の面積閾値を
変えるようにしているので、被検査体の良品、不良品の
判別をより正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の傷判定手段の動作を示すフローチャート、第３図は
幾何学的特徴量の概念を示す概念図、第４図は表面傷検
査装置の要部の概略構成図、第５図はラインセンサの信
号出力波形と２値化波形を示す波形図、第６図は従来の
傷判定処理を示すフローチャートである。５・・・圧縮手段、６・・・画像メモリ、７・・・境界
追跡手段、８・・・幾何学的特徴量算出手段、９・・・
傷判定手段。代理人　弁理士　平木通人　外１名第　　　２　　　図（ａ）第４図第５図に３４第　　　６　　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査体にライン状の光を投射し、被検査体の表
面からの散乱光を受光手段で受けて電気信号に変換し、
この電気信号を２値化した後傷判定を行う表面傷検査装
置において、傷情報の境界を追跡する境界追跡手段と、該境界追跡手段からの信号により、少なくとも傷の円形
度Ｃ、中心位置Ａおよび面積Ｓを含む幾何学的特徴量を
求める幾何学的特徴量算出手段と、前記円形度Ｃにより
円傷か線傷かを判断し、また該線傷に対してはその中心
位置Ａが被検査体の端部にあるか中心部にあるかを判断
し、第１の面積閾値より小さい円傷は無害、大きい傷は
有害と判定し、端部にある線傷は無害、前記中心部にあ
る第２の面積閾値より小さい線傷は無害、大きい線傷は
有害（ただし、第１の面積閾値＜第２の面積閾値）と判
断する傷判定手段とを具備したことを特徴とする表面傷
検査装置。
（２）被検査体にライン状の光を投射し、被検査体の表
面からの散乱光を受光手段で受けて電気信号に変換し、
この電気信号を２値化した後傷判定を行う表面傷検査装
置において、傷情報の境界を追跡する境界追跡手段と、該境界追跡手段からの信号により、少なくとも傷の円形
度Ｃ、中心位置Ａおよび面積Ｓと、少なくとも傷の傾き
Ｔ、幅Ｗ、射影長ＸＬの中の一つを含む幾何学的特徴量
を求める幾何学的特徴量算出手段と、前記円形度Ｃにより円傷か線傷かを判断し、また該線傷
に対してはその中心位置Ａが被検査体の端部にあるか中
心部にあるかを判断し、第１の面積閾値より小さい円傷
は無害、大きい傷は有害と判定し、端部にある線傷に対
してはその傾きＴおよび幅Ｗを考慮に入れて無害、有害
の判断をし、中心部にある線傷に対しては、その傾きＴ
、射影長ＸＬおよび第２の面積閾値（ただし、第１の面
積閾値＜第２の面積閾値）を考慮に入れて無害、有害の
判断をする傷判定手段とを具備したことを特徴とする表
面傷検査装置。