JPH07218442A - 円筒物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】管材の表面に傷をつけたりすることなく、管材
の表面検査と円筒度検査を同時に、且つばらつきなく自
動的に検査することができる円筒物検査装置を提供す
る。 【構成】円筒状の被検査物１ｂの円筒度と表面欠陥を検
査するための円筒物検査装置であって、被検査物１ｂを
その中心軸線回りに回転させる回転ローラー７と、回転
ローラー７により被検査物１ｂを回転させながら、被検
査物１ｂの表面に、その中心軸線に略平行な方向に走査
するレーザ光を照射する照射装置１１〜１８と、この照
射装置１１〜１８により照射された光が被検査物１ｂで
散乱された散乱光を受光する受光素子２５と、この受光
素子２５により受光され、光電変換された電気信号に基
づいて被検査物１ｂの円筒度と表面欠陥とを判定する判
定装置とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、複写機等の感
光ドラムに使用される鏡面加工が施されたアルミニウム
管材等の円筒物の、表面キズ等の表面欠陥と、円筒度欠
陥を同時に自動検査する円筒物検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機等の感光ドラムに使用
されるアルミニウム管材表面は、鏡面加工がなされ、表
面にキズなど欠陥が無いこと、また円筒度が公差内であ
ることが要求されている。このために、従来、鏡面加工
後の製品を検査員が１本ずつ手にとり、目視による表面
検査を行い、表面欠陥がない製品は、次に円筒度検査工
具に製品を置き、手で回転し、製品表面に接触したダイ
ヤルゲージの針の振れ幅を読んで、良否の判定を行う様
にしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の検査員の目視による表面検査の場合、検査員の経
験による判断、および感覚的な判断によって良否の判定
が行われる。このために、検査員の判断レベルに個人差
があり、品質の安定化の点で問題があった。

【０００４】また、長時間の検査に伴なう目の疲労から
くる見逃しなどにより、品質にバラツキが生じやすい。
円筒度検査においては、ダイヤルゲージが製品表面に直
接接触することから、表面にキズをつけるという問題点
もあった。

【０００５】また、ダイヤルゲージの針の触れ幅を検査
員の目で読み取ることから、表面検査同様、読み取りに
バラツキが生じやすい等の問題点があった。

【０００６】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、管材の表
面に傷をつけたりすることなく、管材の表面検査と円筒
度検査を同時に、且つばらつきなく自動的に検査するこ
とができる円筒物検査装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の円筒物検査装置は、円筒
状の被検査物の円筒度と表面欠陥を検査するための円筒
物検査装置であって、前記被検査物をその中心軸線回り
に回転させる回転手段と、該回転手段により前記被検査
物を回転させながら、該被検査物の表面に、その中心軸
線に略平行な方向に走査するレーザ光を照射する照射手
段と、該照射手段により照射された光が前記被検査物で
散乱された散乱光を受光する受光手段と、該受光手段に
より受光され、光電変換された電気信号に基づいて前記
被検査物の円筒度と表面欠陥とを判定する判定手段とを
具備することを特徴としている。

【０００８】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、前記判定手段は、前記受光手段により光電変換
された電気信号を入力する積分器と、該積分器から出力
された電気信号と、前記受光手段から直接出力された電
気信号を減算する減算器と、前記減算器から出力される
正の電気信号のレベルを、複数のあらかじめ決められた
信号レベルと比較する第１の信号レベル比較器と、前記
減算器から出力される負の電気信号のレベルを、複数の
あらかじめ決められた信号レベルと比較する第２の信号
レベル比較器と、前記第１の信号レベル比較器または前
記第２の信号レベル比較器の複数の信号レベルを前記減
算器から出力される電気信号が越える時間を、あらかじ
め決められた時間と比較する時間比較器と、前記被検査
物の外周面の面振れを検出する非接触式の面振れ検出器
と、該面振れ比較器により検出される面振れをあらかじ
め決められた面振れ量と比較する面振れ比較器とを備え
ることを特徴としている。

【０００９】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、前記第１及び第２の信号レベル比較器の比較結
果と、前記時間比較器の比較結果と、面振れ比較器の比
較結果とから、前記被検査物が良品であるか、不良品で
あるか、再選別品であるかを判断することを特徴として
いる。

【００１０】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、前記被検査物の端面から所定距離離れた位置
に、光を散乱する表面を有する反射体を設けたことを特
徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、円筒状の被検査物の円筒度と表面欠陥を検査す
るための円筒物検査装置であって、前記被検査物を前記
円筒度と表面欠陥とを検査するための検査位置に送るた
めの供給手段と、前記被検査物を前記検査位置におい
て、その中心軸線回りに回転させる回転手段と、該回転
手段により前記被検査物を回転させながら、該被検査物
の表面に、その中心軸線に平行な方向に走査するレーザ
光を照射する照射手段と、該照射手段により照射された
光が前記被検査物で散乱された散乱光を受光する受光手
段と、該受光手段により受光され、光電変換された電気
信号に基づいて前記被検査物の円筒度と表面欠陥とを判
定する判定手段と、該判定手段により、円筒度と表面欠
陥の程度を判定された前記被検査物を前記検査位置から
搬出する搬出手段とを具備することを特徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、前記判定手段は、前記被検査物が良品である
か、不良品であるか、再選別品であるかを判定すること
を特徴としている。

【００１３】また、この発明に係わる円筒物検査装置に
おいて、前記搬出手段は、前記被検査物が良品である
か、不良品であるか、再選別品であるかが目視で分かる
様にした状態で、前記被検査物を次工程に送ることを特
徴としている。

【００１４】

【作用】以上の様に、この発明に係わる円筒物検査装置
は構成されているので、円筒状の被検査物を回転させな
がら、その中心軸線に略平行な方向にレーザ光を走査し
つつ照射し、その散乱光を光電変換して電気信号に変換
し、その信号パターンを調べることにより、被検査物の
表面傷等の欠陥を自動的に判定することができる。ま
た、円筒度の検査に非接触式の面振れ検出器を用いるこ
とにより、被検査物の表面に傷等を付けることを防止で
きる。

【００１５】また、受光手段からの電気信号を積分した
信号と、受光手段から直接出力される信号との減算を行
い、その減算された結果の信号レベルをあらかじめ決め
られた信号レベルと比較し、このレベルを越える時間を
検出することにより、非検査物の表面傷の深さと幅を容
易に判定することができる。

【００１６】また、被検査物の端面から所定距離離れた
位置に、光を散乱する反射体を設けることにより、非検
査物の表面傷の誤判定を防止することができる。

【００１７】また、被検査物を検査位置に送るための供
給手段と、検査位置から搬出する搬出手段を設けること
により、被検査物の検査を連続的に行うことができる。

【００１８】また、搬出手段により、被検査物が良品で
あるか、不良品であるか、再選別品であるかが目視で分
かる様にした状態で、被検査物を搬出することにより、
作業者が被検査物の良、不良を容易に判断することがで
きる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施例に係る円筒物検
査装置の概略構成を示す図である。図１において、例え
ばアルミニウム材を絞り加工及びしごき加工により表面
を鏡面加工された直径３０mm、長さ２６０mmの円筒状の
被検査物１は、検査部５０に移送するためゴム材の供給
コンベアー２上に置かれている。なお、検査部５０は不
図示の遮光板にてカバーされており、外光を遮断し暗所
とされている。

【００２１】投入シューター３上に被検査物１が無い場
合、供給コンベアー２が移動し供給コンベアー２の先端
の被検査物１が投入シューター３へ送られる。これによ
り投入シューター３上に被検査物１ａがある状態とな
り、供給コンベアー２の移動が停止する。

【００２２】次に、検査部５０の置き台４に被検査物１
が無い場合、置き台４が投入シューター３からの被検査
物１ａを受け取る上昇位置に移動し、投入シューター３
が図中二点鎖線で示す様に下向きに動作し、投入シュー
ター３上の被検査物１ａが両サイドのガイド付きの投入
シューター３のゴム面３ａ上を転がり、検査部５０の置
き台４に移送される。置き台４上には、投入シューター
３からころがり出る被検査物１ａを確実に停止させるた
めに、落下防止板５が被検査物１ａの長手方向両端に１
箇所ずつ設けられている。なお、落下防止板５の被検査
物１ａが接触する箇所には、被検査物１ａの表面に傷を
付けないための緩衝部材５ａが設けられている。

【００２３】また、置き台４には４個のゴムリング６が
設けられており、このゴムリング６で被検査物１ｂの両
端部付近を受けることにより、被検査物１ｂを支持す
る。置き台４に被検査物１ｂが移載されると、置き台４
は下降動作を開始する。このとき、図２に示す様に、被
検査物１ｃの両端部には、回転ローラー７上での被検査
物１ｃの位置を規制するための位置規制板８ａ，８ｂが
設けられており、この位置規制板８ａ，８ｂにならって
被検査物１ｃの両端部が下降する。これにより、４個の
回転ローラー７の上に被検査物１ｃが位置規制されて移
載される。

【００２４】この置き台４の下降動作により、被検査物
１ｃは、置き台４の４個のゴムリング６から離れた状態
となる。

【００２５】位置規制板８ａ，８ｂの下端に回転自在に
配置された円筒状回転体９ａ，９ｂは、被検査物１ｃが
回転ローラー７上に移載された状態で被検査物１ｃの両
端の下端部と同じ高さ位置にあり、各円筒状回転体９
ａ，９ｂの外周円筒面で被検査物１ｃを位置規制する。
被検査物１ｃは回転ローラー７の回転動作により、４個
の回転ローラー７と接触して回転を行い、被検査物１ｃ
の回転時に被検査物１ｃの端が位置規制の円筒状回転体
面９ａ，９ｂと接触しても、円筒状回転体９ａ，９ｂの
回転運動にて接触負荷を吸収し、被検査物１ｃを安定回
転させる。

【００２６】なお、回転ローラー７は２本の回転軸５２
に各々２個設けられており、被検査物１ｃの両端部近く
の位置に配置されている。また、各回転軸５２及び各ロ
ーラー７は対向した位置に配置されている。

【００２７】回転駆動は一つのモーター４５の軸に取り
付けられた駆動ギヤ４６と、各軸５２の従動ギヤ４７
ａ、４７ｂを歯合させ、各軸５２及び各回転ロ−ラー７
の回転を同期駆動している。

【００２８】本実施例の各回転ロ−ラー７は、直径４０
mmで、直径及び偏心を含めた公差は２μｍ以内に加工さ
れている。従って、直径３０mmの被検査物１ｃは回転ロ
ーラー７の１回転によって、ロ−ラ上で１回転と１／３
回転する。

【００２９】なお、被検査物１ａが置き台４に移載され
ると、投入シューター３が上向きに動作し、投入シュー
ター３上に被検査物１ａが無い状態となる。そこで、供
給コンベアー２が移動し供給コンベアー２の先端の被検
査物１が１個投入シューター３へ送られる。このように
投入シューター３に送られた被検査物１ａは、先に検査
部５０に移送された被検査物１ｂが検査を完了し、搬出
コンベアー２６へ搬出されるまで、投入シューター３上
で待機する。

【００３０】回転ローラー７の上に移載された被検査物
１ｃの表面へのレーザービーム光の走査は次の様に行わ
れる。すなわち、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源１１より出射
した光がビームエクスパンダー１２に入り、このビーム
エクスパンダー１２からはビーム径が１０倍の平行光が
出射される。ビームエクスパンダー１２より出射された
平行光は、ビーム径を調節する開口絞り１３に入射し、
所定のビーム径となり、反射ミラー１４を介して回転多
面ミラー１５に入射する。

【００３１】回転多面ミラー１５に入射した平行光は、
回転多面ミラー１５により一方向走査を一定速度で繰り
返す光として反射され、走査レンズ１６、球面ミラー１
７、平面ミラー１８を介して所定のビーム径に形成され
た照射光１９となり、被検査物１ｃの長手方向と平行に
走査しながら被検査物１ｃの表面を照射する。

【００３２】スリット板２０は、図３に示す様に被検査
物１ｃの全長以上の長さ（具体的には、３５０mm×３m
m）を持つ長方形開口スリット２０ａを有している。こ
のスリット２０ａは、被検査物１ｃの長手方向及び光走
査方向と平行な位置関係にあり、走査光が被検査物１ｃ
の表面で反射されることにより生ずる散乱光を通過させ
る。

【００３３】スリット２０ａを通過した散乱光は、放物
面ミラー２１により集光され、さらに平面ミラー２２で
反射されて、光電変換素子２５の前面にある拡散板２３
と、Ｈｅ−Ｎｅレーザーの波長のみを通過させるフィル
ター２４を介して、光電変換素子２５に入射する。

【００３４】なお、被検査物１ｃへの入射光は、光走査
位置１９ａ、具体的には図３の被検査物１ｃの中心を通
る鉛直線に対し、θ₀ ＝３０°の位置の被検査物１ｃの
表面に入射し、被検査物１ｃの表面を走査しながら照射
する。スリット２０ａの位置は照射光１９の正反射位置
１９ｂに対し、θ₁ ＝１０°から３５°の位置に設定さ
れており、被検査物１ｃの表面での散乱光は、スリット
２０ａを通して光電変換素子２５へ入射する。

【００３５】図２に示す様に、固定反射物１０が、光走
査位置１９ａの延長上で、光走査開始側の被検査物１ｃ
の端から５mm以内離れた位置に配置されている。固定反
射物１０の表面を光走査することで、固定反射物１０の
表面での反射光がスリット２０ａを通り、光電変換素子
２５へ入射される。従って、固定反射物１０の表面反射
光が光電変換素子２５に入射した直後に、被検査物１ｃ
の表面の反射光が光電変換素子２５に入射することにな
る。なお、固定反射物１０は位置規制板８に取りつけら
れている。

【００３６】また、図３において、３１は面振れ検出器
であり、回転ロ−ラ７に移載された被検査物１ｃの変形
などを、回転ロ−ラ７の外周面及び面振れ検出器３１の
位置を基準として、回転動作時の被検査物１ｃの表面の
上下変動として検出する。

【００３７】なお、面振れ検出器３１は、２本の回転軸
５２の間の、被検査物１ｃを長手方向に４等分した位置
に計３個（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）設けられており、
各々の位置で被検査物１ｃの表面の上下変動を検出す
る。

【００３８】次に、図４は一実施例の円筒物検査装置の
制御部の構成を示した図である。

【００３９】図４において、光電変換素子２５には増幅
器３８を介して積分器３９が接続されている。積分器３
９の出力と増幅器３８の出力とは演算器４０に入力さ
れ、積分器３９の出力と増幅器３８の出力との減算が行
われる。この減算された結果は、信号レベル比較器４１
に入力され、あらかじめ設定された信号レベルと上記の
減算された結果の信号レベルが比較される。そして、こ
の比較結果が時間比較器４３に入力され、あらかじめ設
定された時間と、減算された信号レベルがあらかじめ設
定された信号レベルを越える時間が比較される。これら
信号レベル比較器４１と時間比較器４３の出力が判定部
３６に入力され、被検査物１ｃの表面欠陥の程度が判定
される。

【００４０】一方、面振れ検出器３１ａ，３１ｂ，３１
ｃには、増幅器３２ａ，３２ｂ，３２ｃが接続されてお
り、これらの増幅器３２ａ，３２ｂ，３２ｃの出力が面
振れ検出比較器３４に入力される。面振れ検出比較器３
４では、面振れ検出器３１ａ，３１ｂ，３１ｃにより検
出された面振れ量をあらかじめ設定された基準値と比較
する。そして、その比較結果が判定部３６に入力され、
被検査物１ｃの円筒度の程度が判定される。

【００４１】なお、信号レベル比較器４１、時間比較器
４３、面振れ検出比較器３４、判定部３６は、円筒物検
査装置全体を制御する制御部３７に接続されている。

【００４２】次に、以上の様に構成された円筒物検査装
置の全体動作について説明する。

【００４３】まず、投入シューター３に被検査物１ａが
ない場合、供給コンベアー２が移動し、供給コンベアー
２の先端の被検査物１が投入シューター３に送られる。
次に、検査部５０の置き台４上に被検査物１ｂがない場
合、置き台４が投入シューター３からの被検査物１ａを
受け取る上昇位置に移動した後、投入シューター３が図
１に二点鎖線で示した様に下向きに動作する。これによ
り投入シューター３上の被検査物１ａが検査部５０の置
き台４に移送される。

【００４４】次に、置き台４が下降し、被検査物１ｃが
回転ローラ７上に移載される。回転ロ−ラ７の上に被検
査物１ｃが位置規制されて移載されたことにより、図４
の制御部３７の出力３７ｈより１回転駆動指令が出力さ
れ、回転駆動モータ４５が動作し、回転ロ−ラ７を一回
転させて停止する。この回転ロ−ラ７が一回転している
期間が、検査を行う期間である。

【００４５】検査完了後、置き台４を上昇させ、回転ロ
−ラ７上の被検査物１ｃが４個のゴムリング６に載り、
置き台４の上昇位置に移る。

【００４６】次に、搬出コンベアー２６に被検査物１ｃ
を移送するために、搬出アーム２７の先端に取り付けら
れているフィンガー２８が動作する。この動作でフィン
ガー２８の先端が突出し、被検査物１ｃの内壁部に挿入
され被検査物をクランプする。なお、搬出アーム２７及
びフィンガー２８は被検査物１ｃの両端位置にあり、そ
れぞれは同時に作動する。被検査物１ｃの両端をフィン
ガー２８によりクランプした後、搬出アーム２７が搬出
コンベアー２６側に旋回して停止しフィンガー２８のク
ランプ動作が解除される。

【００４７】フィンガー２８のクランプ解除により被検
査物１ｃが搬出シューター２９の上に移載され、両サイ
ドのガイド付きの搬出シューター２９のゴム面２９ａ上
を転がり、搬出コンベアー２６の所定位置２６ａに移送
される。なお、搬出アーム２７の搬出コンベアー２６側
への旋回動作と同時に、搬出コンベアー２６上の所定位
置２６ａに被検査物１ｃを止めるための２個のストッパ
ー３０が、被検査物の到着前に共に下降する。

【００４８】これにより、フィンガー２８のクランプ解
除により搬出シューター２９上を転がり移送される被検
査物１ｃを、２個のストッパー３０に当て、搬出コンベ
アーの所定位置２６ａに確実に止める。ストッパー３０
の被検査物１ｃと接触する箇所には、被検査物１ｃの表
面に傷をつけないための緩衝部材３０ａが設けられてい
る。

【００４９】次に、搬出コンベアー２６上の所定位置２
６ａに被検査物１ｃが移送されると、搬出アーム２７は
前位置の回転ロ−ラ７側に旋回し停止する動作を行い、
次の検査完了被検査物が来るまで待機状態となる。ま
た、２個のストッパー３０も上昇し、次の検査完了被検
査物が、検査部５０から搬出コンベアー２６への移送動
作となるまで待機状態となる。

【００５０】さらに、搬出コンベアー２６上の所定位置
２６ａに被検査物１ｃが移送されると、図４の判定部３
６の出力結果である良品３６ａ、不良品３６ｂ、再選別
品３６ｃのうち、不良品３６ｂ、再選別品３６ｃの判定
結果の場合は、搬出コンベアー２６の所定位置２６ａの
一端部に設けられた不良判定シリンダー、反対端部に設
けられた再選別判定シリンダーが検査結果に基づき、前
進後退の動作を一度行い、所定位置２６ａに置かれた被
検査物１ｄを長手方向に４５mm程度ずらす。

【００５１】この判定動作により、搬出コンベアー２６
上での被検査物１ｄの一端位置は、良品の場合、搬出コ
ンベアー２６上の所定位置に移送された被検査物位置、
不良品の場合、搬出コンベアー２６上の所定位置に移送
された被検査物の位置より４５mm手前の位置、再選別品
の場合、搬出コンベアー２６上の所定位置に移送された
被検査物の位置より４５mm奥の位置に置かれる。これに
より、搬出コンベアー２６上に移送された検査完了被検
査物の判定結果が、検査員等に識別可能となる。

【００５２】次に、判定動作終了後、搬出コンベアー２
６は１ピッチ移動し、搬出コンベアー２６上の所定位置
２６ａに完了被検査物が無い状態となり、次の検査完了
被検査物１ｃが置き台４にある場合、検査部５０より搬
出コンベアー２６上の所定位置２６ａへの移送動作が可
能となる。

【００５３】これらの動作を繰り返すことにより、供給
コンベアー２上に置かれている被検査物１を、順次検査
部に送り検査を行う。また、検査完了後は、搬出コンベ
アー２６上の所定位置に移送し、検査結果に基づく判定
動作により、搬出コンベアー２６上には検査結果の識別
が可能な状態で、検査完了被検査物が順次搬出される。

【００５４】なお、上記の一連の動作は図４の制御部３
７によりコントロールされ自動的に繰り返し行われる。

【００５５】次に、検査及び判定処理について説明す
る。

【００５６】置き台４上の被検査物１ｂが置き台４の下
降動作により、回転ロ−ラー７上に載置されることで、
被検査物の表面と各面振れ検出器３１ａ，３１ｂ，３１
ｃの間隔が小さくなる。

【００５７】各面振れ検出器３１ａ，３１ｂ，３１ｃ
は、例えば静電容量型あるいは光学式の距離センサ等か
らなり、被検査物表面との距離間隔に比例した電圧を出
力することから、例えば、面振れ検出器３１ａの出力で
ある増幅器３２ａの出力３３は図５の３３ａの様に、急
激に電圧が小さな方向に変化する。また、被検査物１ｃ
が回転ロ−ラー７に移載された直後は、被検査物１ｃが
バウンドし、図５の３３ｂの様に、不安定な出力となる
可能性がある。

【００５８】また、回転ロ−ラー７の外周面及び各面振
れ検出器３１ａ，３１ｂ，３１ｃの位置を基準に、回転
動作時の被検査物１ｃの表面の上下動を検出することか
ら、バウンド中に検査を開始すると、バウンドを変形等
の上下動とみなし、正しい検査結果が得られない。ま
た、安定した検査精度が得られない。

【００５９】このため、図に示す様に、回転ロ−ラー７
上での被検査物１ｃのバウンドの静止を見込んだ静止時
間を設けている。従って、回転駆動モータ４５の駆動に
よる回転ロ−ラー７の回転は静止時間が経過した後に行
われる。

【００６０】静止時間の終了直前に、図４の制御部３７
の出力３７ｂより各面触れ検出比較器３４ａ，３４ｂ，
３４ｃに図５の比較開始信号３３ｆを指令し、その直
後、回転駆動モータ４５の駆動により、回転ロ−ラー７
が１回転し、停止する。また、回転ロ−ラー７の回転動
作の停止直前に、比較終了信号３３ｇを制御部３７の出
力３７ｂより指令して比較を終了する（この比較につい
ては後述する）。そして、先の比較開始信号から比較終
了信号までの期間が、被検査物表面の面振れ検査期間と
なる。

【００６１】各面振れ検出比較器３４ａ，３４ｂ，３４
ｃは、制御部３７の出力３７ａより事前に設定された面
振れ規格値と、検査期間内の最大面振れ検出値（３３
ｃ）と最小面振れ検出値（３３ｄ）の差値（３３ｅ）を
比較する。その結果、面振れ規格値内の場合、各面振れ
検出比較器３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力３５ａ，３５
ｂ，３５ｃより、判定部３６へＬｏｗレベル信号を出力
する。また、面振れ規格値外の場合、各面振れ検出比較
器３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力３５ａ，３５ｂ，３５
ｃより、判定部３６へＨｉｇｈレベル信号を面振れ検査
期間終了直後に出力する。

【００６２】なお、各面振れ検出器３１ａ，３１ｂ，３
１ｃの出力は各増幅器３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通っ
て、各面振れ検出比較器３４ａ，３４ｂ，３４ｃに入力
されている。

【００６３】また、置き台４上の被検査物１ｃが置き台
４の下降動作により回転ロ−ラ７に移載され、静止時間
が終了する直前には被検査物１ｃのバウンドも止まり、
被検査物１ｃは図２，図３の様に、回転ロ−ラ７の外周
面上に静止した状態で置かれている。そのため、レーザ
ービーム光走査光学系より鉛直下方に射出された照射光
１９が、被検査物１ｃの表面の前述した所定位置１９ａ
を走査し、表面傷検査が可能な状態となる。

【００６４】この検査可能な状態で被検査物１ｃの表面
をレーザービーム光が走査することにより、反射光の散
乱光成分が前述した長方形開口スリット２０ａを介し
て、受光光学系に入射される。そして、放物面ミラー２
１、平面ミラー２２、拡散板２３、フィルター２４を介
して、光電変換素子２５に入射される。

【００６５】光電変換素子２５の出力信号２５ａは図４
の増幅器３８に入力され、増幅される。そして、この増
幅された出力信号３８ａは積分器３９及び演算器４０に
入力される。

【００６６】一方、積分器出力信号３９ａは演算器４０
に入力され、上記の増幅器出力信号３８ａとの間で減算
処理される。演算器４０で減算された出力信号４０ａ
は、信号レベル比較器４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ
に入力される。この入力信号は、各信号レベル比較器４
１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ内において、制御部３７
の出力３７ｃにより事前に設定された各スライスレベル
規格値４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ（図１０参照）
と、信号レベル比較期間である表面傷検査期間中に比較
される。

【００６７】信号レベル比較期間信号は、被検査物の円
周方向の比較範囲を決めるものであり、前述した回転ロ
−ラー７の１回転動作期間（Ｔｒ）と光走査期間（Ｔ
ｃ）とのＡＮＤ信号（Ｔｒ＊Ｔｃ）である。光走査期間
（Ｔｃ）とは、被検査物１ｃの長手方向の比較範囲を決
めるものであり、レーザービーム光走査開始点を基準と
して、光走査開始側の被検査物端部面までの光走査時間
（Ｔ１＋ｔ１）と、反対側の被検査物端部面までの光走
査時間（Ｔ２−ｔ２）の間の期間である（図６，図７参
照）。

【００６８】なお、図６の時刻Ｔ１及び時刻Ｔ２におけ
る出力信号３８ａ（図４参照）の信号変化は被検査物１
ｃの両端面によるものであり、この間の３８ｄで示す範
囲は被検査物１ｃの長さに相当する。また、図７のｔ１
は、光走査開始側の被検査物１ｃの端面から光走査がｔ
１時間過ぎた表面位置を示し、ｔ２は反対側の被検査物
端面より光走査がｔ２時間手前の表面位置を示す。この
ｔ１及びｔ２は、回転ロ−ラー７に被検査物１ｃを移載
した時の被検査物１ｃの位置の許容範囲バラツキを見込
んだ長手方向の未検査範囲であり、光走査期間（Ｔｃ）
である被検査物の長手方向の比較範囲を被検査物の長さ
以下にしている。

【００６９】各信号レベル比較器４１ａ，４１ｂ，４１
ｃ，４１ｄの比較期間制御は、制御部３７の出力３７ｄ
により各信号レベル比較器４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４
１ｄに、信号レベル比較期間信号（Ｔｒ＊Ｔｃ）を入力
して行っている。

【００７０】なお、回転ローラー７の１回転動作時の被
検査物１ｃの回転速度と、レーザービームの走査速度
は、被検査物１ｃの全周表面を走査照射光が隙間なく照
射できる様に、１走査時間当たりの回転による被検査物
１ｃの表面の移動量を、照射ビーム径以下としている。
これにより回転時の被検査物１ｃの全周表面を走査照射
光が重複照射され、隙間なく走査される。

【００７１】図６は一走査時の表面反射光の散乱光成分
を、受光光学系を介して光電変換素子２５で受光し、そ
の出力信号２５ａを増幅器３８で増幅した信号３８ａの
例を示したものである。

【００７２】ここで、３８ｂで示す範囲の信号部は、前
述した固定反射物１０の表面反射によるものである。

【００７３】３８ｃで示す範囲の信号部は、固定反射物
１０と光走査開始側の被検査物１ｃの端面までの間隔に
よるものである。

【００７４】３８ｄで示す範囲の信号部は、被検査物１
ｃの長手方向の表面反射によるもので、信号の大きなう
ねりは被検査物１ｃの表面状態、例えば表面加工による
面粗さの変化によるものである。多くの被検査物はこの
様な欠陥までに至らない表面状態変化が存在する。

【００７５】信号３８ｅ、３８ｆ部は、被検査物１ｃの
表面の傷欠陥の反射によるものである。

【００７６】信号３９ａは、光電変換素子出力電気信号
２５ａを増幅器３８で増幅した出力信号３８ａを、積分
器３９により周波数定数１／２πＣＲで処理した出力信
号である。

【００７７】図７の信号４０ａは、増幅器出力信号３８
ａと積分器出力信号３９ａの二つの信号を、演算器４０
にて減算処理した出力信号である。

【００７８】図７では、図６における増幅器出力信号３
８ａの表面変化による信号レベルの大きなうねりは、積
分器３９の処理及び減算処理により除かれ、固定反射物
１０、被検査物１ｃの両端面、固定反射物１０と被検査
物端面の間隔３８ｃ、及び表面傷欠陥３８ｅ、３８ｆ部
の急激な信号変化のみが、減算結果の差として０（Ｖ）
電圧を基準に±の電圧として出力される。

【００７９】図７における４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４
２ｄは、各信号レベル比較器４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，
４１ｄに事前に設定された各スライスレベル規格値であ
る。４２ａ，４２ｂのスライスレベルは、減算結果の差
が＋の電圧信号に対する各規格値であり、４２ｃ，４２
ｄのスライスレベルは、減算結果の差が−の電圧信号に
対する各規格値である。

【００８０】なお、各スライスレベル値は４２ａ＞４２
ｂ＞４２ｃ＞４２ｄの関係に設定される。

【００８１】図８は、演算器４０で減算された図７の出
力信号４０ａを、各信号レベル比較器４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ，４１ｄにて長て方向の検査範囲である光走査期
間（Ｔｃ）の間、各スライスレベル規格値と比較した結
果である。規格値を越える出力信号４０ａの箇所が、各
信号レベル比較器により二値化出力信号４４ａ，４４
ｂ，４４ｃ，４４ｄとして出力され、図４の判定部３６
に入力される。

【００８２】また、０（Ｖ）基準に近い±にスライスレ
ベル設定を行う信号レベル比較器４１ｂ，４１ｃの二値
化出力信号４４ｂ，４４ｃは時間比較器４３に入力され
る。そして、図８の二値化出力信号４４ｂ，４４ｃの、
各々立ち上がりから立ち下がりまでの時間４４Ｔｂ、４
４Ｔｃが、図４の制御部３７の出力３７ｅにより事前に
設定された時間規格値４３Ｔと比較される。

【００８３】これにより、時間規格値４３Ｔより二値化
出力信号の時間が長い場合（例えば、４４Ｔｂ＞４３
Ｔ）は、規格外として時間比較器４３の出力４３ａか
ら、二値化出力信号（４４ｂ）の立ち下がり直後にＨｉ
ｇｈレベルパルス４３Ｐを一定短時間出力し、判定部３
６に入力する。

【００８４】また、短い場合（例えば、４４Ｔｃ＜４３
Ｔ）は、規格内として時間比較器４３の出力４３ａには
何も出力しない。

【００８５】この様に上記の面触れ検出比較器出力信号
３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、信号レベル比較器の二値化
出力信号４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄと、時間比較
器出力信号４３ａの結果が判定部３６に入力され、一回
の面触れ検査期間及び表面傷検査期間終了毎に総合的な
検査判定が行われる。その判定結果として、良品３６
ａ、不良品３６ｂ、再選別品３６ｃのいずれかの判定結
果が制御部３７に出力される。制御部３７はこの判定結
果に基づいて、検査完了被検査物が検査部５０から搬出
コンベアー２６上の所定位置２６ａに移送された時に、
不良品と判定された場合は、制御部出力３７ｆより指令
し、不良判定シリンダーを、再選別品と判定された場合
は、制御部出力３７ｇより指令し、再選別シリンダーを
駆動する。

【００８６】なお、良品と判定された場合は、どちらの
判定シリンダーも駆動しない。

【００８７】このように良品と判定されるのは、一回の
検査期間中に、各々の比較器よりＨｉｇｈレベルが全く
出力されない場合、または、信号レベル比較器の二値化
出力信号４４ｂと４４ｃはＨｉｇｈレベルを出力する
が、そのＨｉｇｈレベル信号の時間比較器出力信号４３
ａが、Ｈｉｇｈレベルを出力しない場合である。

【００８８】不良品と判定されるのは、面振れ検出比較
器出力３５ａ，３５ｂ，３５ｃのいずれかが、Ｈｉｇｈ
レベルを出力した場合である。この不良品の判定では、
信号レベル比較器の二値化出力信号４４ａ，４４ｂ，４
４ｃ，４４ｄ及び時間比較器出力信号４３ａの結果は関
係しない。

【００８９】再選別品と判定されるのは、面振れ検出比
較器出力３５ａ，３５ｂ，３５ｃがいずれもＨｉｇｈレ
ベルを出力せず、信号レベル比較器の二値化出力信号４
４ａ，４４ｄ、または、時間比較器出力信号４３ａのい
ずれかが、Ｈｉｇｈレベルを出力した場合である。

【００９０】なお、再選別品と判定された被検査物の表
面傷等の表面欠陥は、後工程において再表面加工を行っ
た後、再検査を行うことにより加工収率が向上する。

【００９１】図９は、固定反射物１０が無い場合に、散
乱光を上記と同様に光電変換素子２５で受光した時の増
幅器３８の出力信号３８ａと、積分器３９の出力信号３
９ａを示したものである。

【００９２】図１０は、図９の出力信号を演算器４０で
減算処理した出力信号４０ａを示したものであり、固定
反射物１０がある場合と異なり、被検査物１ｃの端面を
示す時刻Ｔ１の位置で急激な信号変化４０ｂが現れる。
これは、増幅器出力信号３８ａの急激な変化に対し、積
分器の時定数により追従が遅れることによるものであ
る。

【００９３】図１１は、図１０の光走査期間（Ｔｃ）で
ある被検査物の長手方向の検査範囲の間、各信号レベル
比較器４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにおいて、出力
信号４０ａを各スライスレベル規格値と比較した結果で
ある。

【００９４】図１０の被検査物端面を示す時刻Ｔ１にお
いて、急激な変化信号４０ｂが存在するので、この変化
信号４０ｂが各規格値を越え、二値化出力信号４０ｃ，
４０ｄが出力される。

【００９５】また、二値化出力４０ｄは時間比較器４３
により出力４３ａに一定時間Ｈｉｇｈレベルパルス４０
ｅを出力するので、時間比較器４３の出力４３ａが、固
定反射物１０がある場合と異なってくる。

【００９６】このように、被検査物端面Ｔ１部での急激
な信号変化に対し、信号レベル比較器及び、時間比較器
がＨｉｇｈレベルを出力することは、欠陥部ではない被
検査物端面部を欠陥と判定することになり、検査装置と
して不具合を生じる。

【００９７】なお、被検査物端面Ｔ１部での急激な信号
変化を欠陥としないためには、光走査期間（Ｔｃ）を、
このＴｃ期間内にスライスレベル設定値４２ｂ，４２ｃ
を越える信号が入らない様に短く設定する（ｔ１を長く
設定する）ことも可能である。しかし、被検査物の長手
方向の検査範囲（Ｔｃ）が狭くなることから未検査範囲
が多くなり検査装置として不具合を生じる。

【００９８】このため、本実施例では前述した様に固定
反射物１０を光走査開始点と光走査開始側の被検査物端
面間に設け、被検査物端面Ｔ１部での急激な信号変化の
直前に、固定反射物による急激な信号変化３８ｂを意識
的に作り出し、積分器の時定数による追従の遅れが実際
の検査範囲に影響しない様にしている。

【００９９】これにより、被検査物端面Ｔ１部での急激
な信号変化に対しては、図６の３９ａの様に、大きな追
従の遅れが生じず、図７に示す演算器で減算処理した信
号４０ａには、図１０の被検査物端面Ｔ１部による４０
ｂの急激な変化が現れなくなる。

【０１００】これは、固定反射物による急激な信号変化
の直流電圧増加時に、積分器が直流電圧を時定数にて充
電され、充電電圧より低い３８ｃ範囲部の電圧０（Ｖ）
間では逆に放電を行うが、３８ｃ範囲部の時間が放電時
定数より短いことから、充電電圧はほとんど放電され
ず、次の被検査物端面Ｔ１部での急激な直流電圧増加が
来ても、積分器の充電電圧との電圧差が少なくなるため
である。

【０１０１】このように固定反射物が無い場合の未検査
範囲が多い検査装置としての不具合がなくなる。

【０１０２】以上説明した様に、上記の実施例の円筒物
検査装置においては、円筒状の被検査物を回転させなが
ら、その中心軸線に略平行な方向にレーザ光を走査しつ
つ照射し、その散乱光を光電変換して電気信号に変換
し、その信号パターンを調べることにより、被検査物の
表面傷等の欠陥を自動的に判定することができる。ま
た、円筒度の検査に非接触式の面振れ検出器を用いるこ
とにより、被検査物の表面に傷等を付けることを防止で
きる。

【０１０３】また、受光素子からの電気信号を積分した
信号と、受光素子から出力される信号との減算を行い、
その減算された結果の信号レベルをあらかじめ決められ
た信号レベルと比較し、このレベルを越える時間を検出
することにより、非検査物の表面傷の深さと幅を容易に
判定することができる。

【０１０４】また、被検査物の端面から所定距離離れた
位置に、光を散乱する反射体を設けることにより、被検
査物の長手方向の走査範囲を狭くすることなく非検査物
の表面傷の誤判定を防止することができる。

【０１０５】また、被検査物を検査位置に送るための供
給コンベアーと、検査位置から搬出する搬出コンベアー
を設けることにより、被検査物の検査を連続的に行うこ
とができる。

【０１０６】また、不良品判定シリンダーと再選別シリ
ンダーにより、搬出コンベアー上で不良品と再選別品を
良品に対して別々の方向にずらすことにより、良品か不
良品か再選別品かが目視で容易に分かるので、作業者が
被検査物の良、不良を容易に判断することができる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の円筒物検査
装置によれば、円筒状の被検査物を回転させながら、そ
の中心軸線に略平行な方向にレーザ光を走査しつつ照射
し、その散乱光を光電変換して電気信号に変換し、その
信号パターンを調べることにより、被検査物の表面傷等
の欠陥を自動的に判定することができる。また、円筒度
の検査に非接触式の面振れ検出器を用いることにより、
被検査物の表面に傷等を付けることを防止できる。

【０１０８】また、受光手段からの電気信号を積分した
信号と、受光手段から直接出力される信号との減算を行
い、その減算された結果の信号レベルをあらかじめ決め
られた信号レベルと比較し、このレベルを越える時間を
検出することにより、非検査物の表面傷の深さと幅を容
易に判定することができる。

【０１０９】また、被検査物の端面から所定距離離れた
位置に、光を散乱する反射体を設けることにより、非検
査物の表面傷の誤判定を防止することができる。

【０１１０】また、被検査物を検査位置に送るための供
給手段と、検査位置から搬出する搬出手段を設けること
により、被検査物の検査を連続的に行うことができる。

【０１１１】また、搬出手段により、被検査物が良品で
あるか、不良品であるか、再選別品であるかが目視で分
かる様にした状態で、被検査物を搬出することにより、
作業者が被検査物の良、不良を容易に判断することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一実施例の円筒物検査装置の構
成を示す側面図である。

【図２】一実施例の円筒物検査装置の回転及び位置規制
機構の斜視図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】一実施例の検査装置の制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】面振れ検出信号と検査期間を示す図である。

【図６】傷検出信号及びその積分処理信号を示す図であ
る。

【図７】図６に示す信号の減算処理出力信号を示す図で
ある。

【図８】図７に示す信号を信号レベル比較器により二値
化した出力信号を示す図である。

【図９】本発明を実施する以前の傷検出信号及びその積
分処理信号を示す図である。

【図１０】図９に示す信号の減算処理出力信号を示す図
である。

【図１１】図１０に示す信号を信号レベル比較器により
二値化した出力信号を示す図である。

【符号の説明】

１ 被検査物 ２ 供給コンベアー ３ 投入シューター ４ 置き台 ７ 回転ローラー ８ 位置規制板 １０ 固定反射物 １１ Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源 １５ 回転多面ミラー １６ 走査レンズ １９ 光走査照射光 ２０ スリット板 ２１ 放物面ミラー ２５ 光電変換素子 ２６ 搬出コンベアー ２７ 搬出アーム ２９ 搬出シューター ３１ 面振れ検出器 ３４ 面振れ検出比較器 ３６ 判定部 ３７ 制御部 ３９ 積分器 ４０ 演算器 ４１ 信号レベル比較器 ４３ 時間比較器 ４５ 回転駆動モータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の被検査物の円筒度と表面欠陥を
   検査するための円筒物検査装置であって、 前記被検査物をその中心軸線回りに回転させる回転手段
   と、 該回転手段により前記被検査物を回転させながら、該被
   検査物の表面に、その中心軸線に略平行な方向に走査す
   るレーザ光を照射する照射手段と、 該照射手段により照射された光が前記被検査物で散乱さ
   れた散乱光を受光する受光手段と、 該受光手段により受光され、光電変換された電気信号に
   基づいて前記被検査物の円筒度と表面欠陥とを判定する
   判定手段とを具備することを特徴とする円筒物検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、 前記受光手段により光電変換された電気信号を入力する
   積分器と、 該積分器から出力された電気信号と、前記受光手段から
   直接出力された電気信号を減算する減算器と、 前記減算器から出力される正の電気信号のレベルを、複
   数のあらかじめ決められた信号レベルと比較する第１の
   信号レベル比較器と、 前記減算器から出力される負の電気信号のレベルを、複
   数のあらかじめ決められた信号レベルと比較する第２の
   信号レベル比較器と、 前記第１の信号レベル比較器または前記第２の信号レベ
   ル比較器の複数の信号レベルを前記減算器から出力され
   る電気信号が越える時間を、あらかじめ決められた時間
   と比較する時間比較器と、 前記被検査物の外周面の面振れを検出する非接触式の面
   振れ検出器と、 該面振れ比較器により検出される面振れをあらかじめ決
   められた面振れ量と比較する面振れ比較器とを備えるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の円筒物検査装置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の信号レベル比較器の
   比較結果と、前記時間比較器の比較結果と、面振れ比較
   器の比較結果とから、前記被検査物が良品であるか、不
   良品であるか、再選別品であるかを判断することを特徴
   とする請求項２に記載の円筒物検査装置。
4. 【請求項４】 前記被検査物の端面から所定距離離れた
   位置に、光を散乱する表面を有する反射体を設けたこと
   を特徴とする請求項１に記載の円筒物検査装置。
5. 【請求項５】 円筒状の被検査物の円筒度と表面欠陥を
   検査するための円筒物検査装置であって、 前記被検査物を前記円筒度と表面欠陥とを検査するため
   の検査位置に送るための供給手段と、 前記被検査物を前記検査位置において、その中心軸線回
   りに回転させる回転手段と、 該回転手段により前記被検査物を回転させながら、該被
   検査物の表面に、その中心軸線に平行な方向に走査する
   レーザ光を照射する照射手段と、 該照射手段により照射された光が前記被検査物で散乱さ
   れた散乱光を受光する受光手段と、 該受光手段により受光され、光電変換された電気信号に
   基づいて前記被検査物の円筒度と表面欠陥とを判定する
   判定手段と、 該判定手段により、円筒度と表面欠陥の程度を判定され
   た前記被検査物を前記検査位置から搬出する搬出手段と
   を具備することを特徴とする円筒物検査装置。
6. 【請求項６】 前記判定手段は、前記被検査物が良品で
   あるか、不良品であるか、再選別品であるかを判定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の円筒物検査装置。
7. 【請求項７】 前記搬出手段は、前記被検査物が良品で
   あるか、不良品であるか、再選別品であるかが目視で分
   かる様にした状態で、前記被検査物を次工程に送ること
   を特徴とする請求項６に記載の円筒物検査装置。