JPH0470553A

JPH0470553A - 傷検査方法

Info

Publication number: JPH0470553A
Application number: JP18298090A
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: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1992-03-05
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JP2967291B2

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）本発明は、主として電子写真複写機の感光体ドラムのよ
うなドラムや金属板等の表面欠陥検査装置の検査方法に
係る。

（従来の技術）円筒体ドラム等の表面に存在する傷などの欠陥を光学的
手段を用いて検出する装置が開発され、広く用いられて
いる。この検査装置は、スリット光を被検査物体に投光
して、その散乱光をラインセンサを用いて受光するよう
になっている。若しくは、ビーム光を回転走査鏡で走査
して、その散乱光を光電子増倍管で受光する。受光され
、充電変換された検出信号は第５図のように、信号処理
回路によりあらかじめ設定された閾値５１と比較し、２
値化され、傷判定を行う。

ラインセンサによる受光には、レンズによって集光する
縮小光学系を用いるため、受光光量の分布が円筒体ドラ
ムの中心部分と周辺部分では、円筒体ドラムからの反射
光量が２倍程度異なる、いわゆる光量むらが発生する。

このため、ラインセンサの画素ＤＱ、　Ｄｌ、Ｄ２、・
・・・・Ｄｎに対して、第５図に示すように一定の閾値
５１を用いずに、第６図に示すように反射光量に対応し
た閾値６１を用いていた。

この装置の感光体ドラムの検査を対象とした設置環境に
おいては、１）設置場所の温度変動が１年間において１０°Ｃ程度
発生する２）光源装置の劣化によりスリット光の光量の減少があ
る３）検査対象となる感光体ドラムは、製造上のばらつき
が製造ロフト毎にあり、これにより表面の反射率の違い
が１０％程度ある等の変動要素などにより、ラインセンサの信号出力が変
動する。

すなわち温度変動に対しては、ラインセンサの信号出力
が変動する。また、スリット光の光量の変動に対しては
、スリット光が被検査物体によって反射して、ラインセ
ンサが受光する光量が変化することになり、ラインセン
サの信号出力が変動する。

また、被検査物体の反射率のばらつきに対しては、ライ
ンセンサが受光する光量が変化することになり、ライン
センサの信号出力が変動する。このような第７図に示す
ようなラインセンサの信号出力の変動７２に対して、従
来の技術では、ラインセンサから得られる検出信号のＳ
／Ｎ比（Ｓ：傷による信号の大きさ、Ｎ：傷のない部分
の信号の大きさ）が大きく得られる被検査物体であった
ため、若干の閾値変動に対しても、正しく傷判定が可能
であり、信号処理回路の閾値７１は初期設定した後は変
更しないことが多かった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、感光体ドラムにおいては、画質上欠陥と
なる傷信号と、画質上問題とならない傷の信号との信号
出力レベルの差が小さい。また、画質上の欠陥とは、主
に面積で決まる。このため、出荷の基準として画質上で
０．０１インチ直径以上のスポット状黒点はあってはな
らない、等の基準が設けられている。このことから、傷
判定を行う面積値を決めている。従来の閾値を固定して
傷判定を行う方法では、上述の変動要素により、傷によ
る信号レベルが変動しく第８図８２に対して第９図９２
）、閾値（８１と９１）により切り出される傷の面積は
、大きく変動（第８図８３に対して第９図９３）するた
め、傷判定が正確に行えなくなる。

そこで本発明は、検査装置の設置されている場所の温度
変化や、スリット光量の変動や、検査物体の反射率の変
動等によらず、感光体ドラムのような高い閾値の精度が
要求されるものに対して、正しく傷判定を行う方法を提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、被検査物体に光を照射し、被検査物体の表面
に存在する欠陥による散乱光を受光手段により充電変換
して検出信号を得て、閾、値と比較することで表面傷検
査を行う方法において、該受光手段の暗時出力ｖ１と、
欠陥のない正常な表面の被検査物体の信号出力Ｖ２を測
定し、Ｔｈ＝（Ｖ２−Ｖ１）×ｐ＋Ｖ１（ｐは被検査物体に固有の定数）で決まる閾値Ｔｈによって、傷判定を行う傷検査方法に
係るものである。

本発明の検査方法は、ラインセンサの温度ドリフト成分
を表す暗時出力、すなわちセンサを遮光状態にした場合
のラインセンサの信号出力を、欠陥が存在しない基準被
検査物体の反射光によるラインセンサ信号出力をライセ
ンサの各画素Ｄｏ、Ｄｌ、Ｄ２、・・・・・Ｄｎ毎に測
定された値を引いて、これに係数を乗じて閾値を算出し
、この閾値により傷の判定を行うものである。

ここで、係数としては、欠陥の種類により異なる比例定
数のうち、検出しようとする傷の中でもっとも低いもの
を用いる。

さらに閾値の算出は、温度変動や光量変動、被検査物体
の反射率変動等に対応して行い、閾値の変更の時期とし
ては、実験により、上記変動を求めて、１日毎や数時間
毎の閾値変更を行えばよい。若しくは、被検査対象を測
定する毎に閾値変更を行ってもよい。

（作用）本発明の検査方法において、ラインセンサの暗時出力■
１と基準となる被検査物体の反射光によるラインセンサ
の信号出力ｖ２は、ともに装置の設置されている場所の
温度によって信号出力が変動する。このため、ｖ２から
Ｖｌを引くことにより、温度により変動しない信号成分
Ｖ３を得ている。

また、１つの欠陥ａ（図示せず）による散乱光のライン
センサの信号出力Ｖ４は、欠陥の存在しない基準被検査
物体の信号出力に比例することから、温度により変動し
ない信号成分ｖ３に比例定数ｎを乗じることで、欠陥に
よる信号出力値ｖ４が得られる（第１０図）。ｎは実験
的に求められる。被検査物体の問題となる欠陥の種類が
４種類ａ、　ｂ、　ｃ、　ｄであれば、それぞれ比例定
数ｎａ、　ｎｂ、　ｎｃ、　ｎｄを求める。これら４種
類の欠陥を全て検出するために、比例定数のもっとも低
いものをｐとして選択して閾値を計算することにより、
検出すべき傷の種類に応じた適切な閾値を設定し、正し
く傷判定を行うことができる。

（実施例１）以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図（Ａ）、（Ｂ）は、実施例の表面検査方法に用い
る欠陥検査装置の構成図である。この検査装置は、例え
ば複写機感光体のような円筒体ドラムの表面に存在する
欠陥を検出する目的に用いられる。円筒体ドラムを支持
する支持部１と円筒体ドラムの軸線を中心として、円筒
体ドラムを一定の速度で回転させる回転部２と、回転し
ている円筒体ドラムに対してスリット光を投光する投光
器３と、円筒体ドラム上に存在する欠陥による散乱光を
受光する、例えばＤｏ、Ｄｌ、Ｄ２、・・・・・Ｄｎな
る画素からなるリニアセンサ４と、リニアセンサに散乱
光を集光する縮小光学系５と、リニアセンサ信号を閾値
メモリ７に記憶された閾値と比較して、２値化された信
号により傷判定を行う信号処理回路６からなっている。

信号処理回路６にはメモリとして、閾値メモリ７以外に
暗時出力メモリ８と基準光量メモリ９がある。

次に、上記構成の検査装置の作動について述べる。まず
、投光器３から発せられたスリット光は、例えば５秒で
１回回転している円筒体ドラム面上に、例えば１ｍｍの
幅のスリット光を照射する。

複写機感光体のように鏡面仕上げになっている円筒体ド
ラムでは、欠陥が存在しない場合はスリット光は正反射
方向に反射され、欠陥が存在すると散乱光が発生する。

リニアセンサ４は、スリット光の正反射方向を避けて、
散乱光を受光する位置に配置されている。

第２図は、リニアセンサ信号出力を示した波形図である
。欠陥の存在しない円筒体ドラム表面では散乱光が少な
いため、リニアセンサ信号出力２１は低く、欠陥のある
円筒体ドラム表面部分では強く散乱光を受光するので、
リニアセンサ信号出力２２は高くなる。受光器４は、円
筒体ドラムの軸線方向の長さ、例えば３００ｍｍを受光
するために縮小光学系５が用いられているため、リニア
センサ中心部分２３と周辺部分２４では、信号出力が例
えば２倍程度異なる、いわゆる光量むらが発生している
。このため閾値としては、リニアセンサの各画素ＤＱ、
　Ｄｌ、Ｄ２、・・・・・Ｄｎに対応して、信号処理回
路内部にあるＴ工、Ｔ２、Ｔ３、・・・・−Ｔｎなる閾
値メモリに設定することで、光量むらを補正している。

リニアセンサ信号出力は、例えば２５６階調に人の変換
され、デジタル値で格納された閾値と比較され、得られ
る２値化信号により傷判定を行う。上記のような検査装
置の閾値を設定する方法を第３図に示すフローチャート
で説明する。

ステップ１（暗時出力の測定）まず、リニアセンサ４を縮小光学系５にキャップをする
などして遮光状態に設定する。この状態でリニアセンサ
信号をＡ／Ｄ変換して、ＫＯ，Ｋｌ、Ｋ２、・・・−Ｋ
ｎなる暗時出力メモリ８に取り込む。

ステップ２（基準光量の読み込み）次に、リニアセンサを入光状態とし、基準となる円筒体
ドラム（以下マスタードラムと略する）を回転させて測
定する。測定はリニアセンサ４の各画素ＤＱ、　Ｄｌ、
Ｄ２、・−・−Ｄｎの信号出力を、ＭＯｌＭｌ、　Ｍ２
、Ｍ３、・・・・・Ｍｎなる基準光量メモリ９に格納す
ることによる。例えば本実施例では、測定を１００回繰
り返して信号出力の平均を算出することでマスタードラ
ムに付着した塵や埃による信号出力の異常値の影響を軽
減している。

ステップ３（閾値の算出）次に、式（１）により閾値を算出する。暗時出力メモリ
８の内容ｖ１をｋｏ、　ｋｌ、ｋ２、・・・・・ｋｎと
し、基準光量メモリ９の内容Ｖ２をｍｌ、ｍ２、ｍ３、
・・・・・ｍｎとした時に、求める閾値Ｔｈをリニアセ
ンサの各画素ＤＯ，ＤＩ、Ｄ２、−Ｄｎに対応して、切
、ｔｌ、ｔ２、・・・・・ｔｎとする。

ｔｑ＝（ｍｑ−ｋｑ）Ｘｐ＋ｋｑ　　・・・・・　（１
）（０≦ｑ≦ｎ、ｐはドラム感材により異なる定数）ス
テップ４（閾値の設定）（１）式で算出された値をリニアセンサの各画素Ｄｏ、
Ｄ１、Ｄ２、・・・−・Ｄｎに対応した閾値ｔ□、ｔ１
、ｔ２、・・・・・ｔｎとして、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・
・・・・Ｔｎなる閾値メモリ７に設定する。

ステップ５（閾値の書換え）装置による傷検査を実施し、マスタードラムのリニアセ
ンサ出力の変動に応じて、例えば本実施例では１日に３
回、上記ステップ１からステップ４までの閾値算出と設
定を実施する。

次に、上記のように設定した閾値により正しく傷判定の
できることを示す。

（１）式に対応して、リニアセンサの暗時出力のデジタ
ル値をｋｑ、マスタードラムによるリニアセンサ信号出
力をｍｑ、欠陥の種類ａによる信号出力をｒｑとする。

まず温度の変動に対しては、リニアセンサの暗時出力の
デジタル値ｋｑとマスタードラムによるリニアセンサ信
号出力のデジタル値ｍｑは温度により変動するが、実験
の結果、ｍｑからｋｑを引くことで得られる信号成分Ｓ
ｑ（以下、光信号出力と略する）は、はぼ温度に影響さ
れない信号成分となることが判った。例えば本実施例に
おいては、ｋｑは１〜５、ｍｑは３０程度となる。次に
実験の結果、欠陥ａによるリニアセンサ信号出力のデジ
タル値ｒｑは、マスタードラムによる散乱光の光信号出
力値Ｓｑに比例することがわかった。例えば、マスター
ドラムの反射率が１０％低くなれば、光信号出力Ｓｑは
１０％イ氏くなる。そして、マスタードラムと同一の反
射率である円筒体ドラムに存在する欠陥による信号出力
ｒｑも１０％低くなる。同様に、光源の劣化などにより
スリット光の光量が１０％低くなれば、マスタードラム
の光信号出力Ｓｑは１０％低くなる。そして、円筒体ド
ラムに存在する欠陥による信号出力ｒｑも１０％低くな
ることを検証した。このように、欠陥の種類ａによる信
号出力ｒｑは、マスタードラムによる光信号出力Ｓｑに
比例するので、比例定数ｎを求める事ができる。ｎは実
験的に求められる。例えば本実施例では、傷の種類とし
て４種類（打痕、擦り傷、付着、塗布むら）があり、そ
れぞれｎａ、　ｎｂ、　ｎｃ、　ｎｄ等と求められる。

ｎａからｎｄのなかで最も値の低いものを選択して、（
１）式におけるｐとすれば良い。実験の結果では、ｐは
２．０から３．０の値をとる。このように、欠陥による
信号出力はマスタードラムによる光信号出力に比例する
から、閾値はマスタードラムの光信号出力に比例して設
定すればよい。これにより温度変動や光量変動、反射率
の変動のようなマスタードラムの信号出力に変動値が得
られる変動要素の影響を避けることができる。

変動要素である温度変動は、本実施例では１日に最大で
５°Ｃ程度発生する。５°Ｃを越えると、同じ閾値では
正しい傷判定ができなくなる。また、光量変動としては
光源装置の劣化する三カ月ごとに、反射率変動は１日の
検査作業時間においては数回程度変動する。このことか
ら、１日あたり数回閾値をマスタードラムによって変更
することで正しい閾値を得る事ができる。従って、正し
い傷判定が行えるようになり、特に感光体ドラムのよう
な画質に影響する傷を分別するために、精度の高い閾値
が要求される被検査物体については、正しく傷判定を行
う効果が大きい。

（実施例２）実施例１のステップ５（閾値の書換え）においては、変
動要素が変動したことを第４図（Ａ）に示すように確認
していく必要がある。これに対して、図４（Ｂ）に示す
ように被検査体ドラムの検査動作を行う前に、ドラム１
本毎に閾値を更新していく方法によれば、閾値更新の管
理が必要なくなる。上記方法によれば、ドラム製造ロフ
ト毎の反射率、光量変動によるラインセンサ信号出力の
変動にドラム１本毎に対応できるので、変動要素の変動
を確認する必要がない。

さらに、図４（Ｂ）ステップ３における基準光量の読み
込みにおいて、基準値を設けて閾値と基準値が大きく異
なる場合は、感材種類違い、光源劣化の警告表示を行っ
てもよい。これにより、検査装置の保守点検を自動化す
ることが可能となる。

以上、本発明を実施例に基づき説明したが、上記実施例
に限られるものでなく、実施例では、例えば投光器にス
リット光装置と受光器にラインセンサを用いる組合せで
あるが、レーザスポット光を光学回転鏡で走査し、光電
子増倍管で受光する方式にも適用可能である。また、複
写機の感光体ドラムにおける実施例を示したが、これに
限定されるものでなく、例えばアルミパイプ等の金属円
筒体や、鋼板、アルミ板等にも適用可能となる。

（発明の効果）以上のように、本発明においては、被検査物体の表面に
存在する欠陥による散乱光を受光手段により光電変換し
て検出信号を得て、被検査物体に固有の閾値と比較する
ことで表面傷検査を行う際に、温度変動、光量変動等に
応じた閾値を設定するため、これらの変動に影響される
ことなく、常に正しい傷判定を行うことができるという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の表面検査方法に用いる欠陥検査装置
の構成図である。第２図は、第１図における欠陥検査装
置におけるラインセンサの信号出力の例を示す図である
。第３図は、実施例の検査方法における閾値設定の手順
を示すフローチャートである。第４図は、実施例２の閾
値設定方法を説明するフローチャートである。第５図は
、従来の技術の説明に供する図で閾値が画素の位置によ
らず一定の値となるものを示す。第６図は、従来の技術
の説明に供する図で閾値が画素の位置により光量むらに
対応した値となるものを示す。第７図は、従来の技術の
説明に供する図で、ラインセンサの信号出力の変動に係
わらず、閾値が第６図と変わらないため正しい傷判定が
行えないことを示す。第８図、第９図は、従来技術の説
明に供する図である。第１０図は、実施例の検査方法に
おけるラインセンサの信号出力の説明に供する図である
。工・・・支持部、２・・・回転部、３・・・投光器、４
・・・リニアセンサ、５・・・縮小光学系、６・・・信
号処理回路、７・・、閾値メモリ、８・・・暗時出力メ
モリ、９・・・基準光量メモリ、２１．２２．２３．２
４．５２．６２．７２．８２．９２・・・リニアセンサ
信号出力、５１．６１．７１．８１．９１・・・閾値。特許出願人　富士ゼロックス株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検査物体に光を照射し、被検査物体の表面に存
在する欠陥による散乱光を受光手段により光電変換して
検出信号を得て、閾値と比較することで表面傷検査を行
う方法において、該受光手段の暗時出力Ｖ＿１と、欠陥
のない正常な表面の被検査物体の信号出力Ｖ＿２を測定
し、Ｔｈ＝（Ｖ＿２−Ｖ＿１）×ｐ＋Ｖ＿１（ｐは被検査物体に固有の定数）で決まる閾値Ｔｈによって、傷判定を行う傷検査方法。