JPH0763688A - 表面層欠陥検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 円筒状の表面層の軸に沿う筋状の凹み及び
軸に垂直な筋状の凹みを検出することが可能で且つ構成
が簡素な表面層欠陥検出装置を提供すること 【構 成】 表面層欠陥検出装置は、被検査体１の円筒
状の表面層に沿ってその軸方向に延びる光源４１と、前
記光源４１からの出射光を通過させて前記表面層にその
軸方向に沿う所定パターンの検査光を照射させる第１，
２スリットパターン４３，４４が形成された遮光部材４
２と、前記表面層からの反射光量を検出する受光センサ
５１とを備えている。前記第１スリットパターンは、そ
の軸に沿って延びる細長いスリット４６から形成され、
第２スリットパターンは、前記第１スリットパターン４
３から円周方向に離れた位置において前記筒状の遮光部
材４２の軸に対して所定の傾斜角度を有する複数のスリ
ット４７から形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒部材、円柱部材等
の表面層の欠陥を検出する装置に関する。本発明は、複
写機、レーザプリンタ等の画像出力装置で使用される感
光体ドラム、または、定着装置の定着ローラ等の表面層
の欠陥を検出する際に使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】前記複写機やレーザプリンタ等に用いら
れる感光体ドラム、定着ロール、または帯電ロールなど
のロール部品（円筒状表面を有する部品）は、金属部品
やゴムロールの表面に感光層や保護層などの円筒状の表
面層が形成されている。その表面層が浸析塗布法などの
塗布方法で作製された場合、その塗布作業においてその
表面層の塗布むらや異物の混入が発生する。また、製品
組み立て工程での取扱時にその表面層に打痕、擦り傷や
凹みなどの欠陥が発生する。これらの円筒状の表面層の
欠陥により、複写機などから出力される画像に黒点、白
点などの画質欠陥が発生する。そのため、ロール部品は
全数表面層の検査が行なわれている。これらの表面層欠
陥に対する従来の検査方法として検査員による目視検査
が行われている。しかしながら、目視による検査では、
検査品質にばらつきや、検査工数の増大、目視疲労によ
る作業能率の悪化、作業者確保の困難、作業者教育時間
の増大などの問題があった。

【０００３】そこで目視検査作業の自動化装置として、
下記（Ｊ01）の技術が知られている。 （Ｊ01）（特開平５−１０７１９６号公報記載の技術） 図９は上記公報に記載された従来の表面層欠陥検出装置
を説明するための概略斜視図である。図９において、白
色拡散光源としての蛍光灯０１からの出射光は、スリッ
ト０２により帯状スリット光として感光体ドラム（すな
わち、被検査体）０３表面に照射される。この状態で、
ラインセンサ０４の受光視野を前記感光体ドラム０３表
面（表面層）上の帯状スリット光の長手方向に伸びる境
界線部分Ｈ1に設定した第１検出位置と、受光視野を帯
状スリット光の中心部分Ｈ2に設定した第２検出位置と
において、それぞれ検出される光量信号から表面層の欠
陥を検出している。

【０００４】すなわち、この公報では、前記第１検出位
置において、表面層の表面の凹凸、機械傷等を検出し、
前記第２検出位置において透明な表面層内部の感光層の
膜厚の変化、表面層中の不純物（異物）の存在等を検出
している。なお、本願発明者の研究の結果、感光体ドラ
ムのような表面の透明層の内部に感光層が存在する場
合、透明層内部の感光層の膜厚の変化は、前記境界部分
Ｈ1のさらに外側の部分すなわち、わずかにぼんやりと
明るくなっている部分（暗部）からの反射光量を検出す
るすることにより、より高精度で検出できることが分か
った。ただし、この場合は受光素子の検出光量が少な
く、受光素子の光量蓄積に時間がかかるので、前記膜厚
の変化の検出に時間がかかる。

【０００５】前記従来技術（Ｊ01）では、感光体ドラム
（被検査体）０３の軸に垂直な方向（円周方向）に沿う
筋状の凹みが検出できにくいという問題点があった。次
にこの理由を図１０Ａにより説明する。図１０Ａにおい
て、左右方向に延びる光源０１およびスリット０２は、
感光体ドラム０３の軸に平行であり、感光体ドラム０３
の表面には感光体ドラム０３の軸に垂直な（すなわち、
前記スリット０２と垂直な）方向の筋状の凹み０３aが
存在する。ところで、前記スリット０２の左右方向の所
定の一部分を通過して、前記凹み０３aに入射した光の
反射方向は左右方向にずれる。このため、前記凹み０３
aに入射する光が左右方向の所定の一部分からの光のみ
の場合には、その凹み０３aからの反射光量を検出する
ラインセンサ０４の受光素子は敏感に前記凹み０３aを
検出することができる。しかしながら、図１０Ａに示す
ように、前記スリット０２を通過して凹み０３aに入射
する光が左右方向の広い範囲から入射している場合、凹
み０３aからの反射光量を検出するラインセンサ０４の
受光素子に入射する光量の変化が少なくなる。この場
合、その凹み０３aからの反射光量を検出するラインセ
ンサ０４の受光素子は敏感に前記凹みを検出することが
できなくなる。

【０００６】前記従来技術（Ｊ01）の問題点を解決する
ものとして本出願人は、下記（Ｊ02）の技術を先に出願
している。 （Ｊ02）（図１１に示す技術、すなわち、特願平４−２
７０２２７号） 図１１において、光照射装置０５は、光源０６とこの光
源０６の周囲を被覆する細長い遮光板０７により構成さ
れている。この遮光板０７にはその長手方向に沿って長
手方向に垂直なスリット０８と遮光部０９とが交互に形
成されている。光源０６からの光はこの複数のスリット
０８により格子状のスリット光として円筒状の被検査体
０１１表面に照射される。この場合、円筒状の被検査体
０１１表面には、明部０１２、暗部０１３、および中間
の明るさの境界部０１４が生じる。この境界部０１４に
被検査体０１１の軸に垂直な（円周方向に沿う）筋状の
凹み０１１aが存在すると、その凹み０１１aによりライ
ンセンサ０１６に入射する光量が他の部分に比べて増減
する。これにより、ラインセンサ０１６の光量検出信号
が変化し、被検査体０１１の軸に垂直な方向に沿う筋状
の凹み０１１aが検出できる。次にこの理由を、図１０
Ｂにより説明する。図１０Ｂから分かるように、前記凹
み０１１aに入射する光は、前記凹み０１１aに近接して
配置された所定のスリット０８を通過した光のみであ
る。このため、前記凹み０１１aに入射する光が左右方
向の所定の一部分からの光のみとなっている。この場合
の凹み０１１aからの大部分の反射光の方向は正常な反
射面の場合に比べてずれるので、その凹み０１１aから
の反射光量を検出するラインセンサ０４の受光素子は前
記図１０Ａの場合に比べて敏感に前記凹みを検出するこ
とができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記（Ｊ01）の表面層
欠陥検出装置は、円筒状の表面層の円周方向に沿う筋状
の凹みを検出しにくいという問題点があり、前記（Ｊ0
2）の表面層欠陥検出装置は、円筒状の表面層の軸に沿
う筋状の凹みを検出しにくいという問題点があった。す
なわち、前記（Ｊ01）及び（Ｊ02）の技術はいずれも、
円筒状の表面層の欠陥の全部を高精度に検出することが
できないという問題点があった。本願発明者は前記問題
点に鑑み、円筒状の表面層の欠陥である前記軸に沿う筋
状の凹み、軸に垂直な筋状の凹み、及び表面層の他の傷
等を検出できる装置として、下記（Ｊ03）の技術を創作
した。

【０００８】（Ｊ03）（図１２に示す技術） 図１２は本願発明者が創作した表面層欠陥検出装置を説
明するための概略斜視図である。図１２において、表面
層欠陥検出装置では、光源０２１が筒状の遮光部材０２
２で覆われている。前記筒状の遮光部材０２２には、そ
の軸に沿って延びる細長いスリット０２３aから形成さ
れた第１スリットパターン０２３と、この第１スリット
パターン０２３から円周方向に離れた位置において、前
記筒状の遮光部材０２２の円周方向（軸に垂直な方向）
に延びる複数のスリット０２４aが軸に沿って列設され
た第２スリットパターン０２４とを有している。この筒
状の遮光部材０２２は、回転装置（図示せず）により回
転位置を制御されるようになっている。図１２におい
て、被検査体０２６は右から左に搬送され、リフト装置
０２７で上昇されて検査位置Ａで回転可能に支持され
る。

【０００９】前記遮光部材０２２の回転位置に応じて、
光源０２１からの出射光は、前記筒状の遮光部材０２２
に設けられた第１スリットパターン０２３又は第２スリ
ットパターン０２４の前記各スリット０２３a又は０２
４aを透過して被検査体０２６の円筒状の表面層を照射
する。例えば、まず最初に前記検査位置Ａ上方に配置さ
れた光源０２１からの出射光は第１スリットパターン０
２３により一本の帯状スリット光として被検査体０２６
表面に照射される。そこで、境界線部受光センサ０２８
は帯状スリット光の境界線部分を走査し、また、正反射
光受光センサ０２９は帯状スリット光の中心線部分を走
査する。前記被検査体０２６を回転させながら、その全
表面の走査を行う。この検査により、被検査体０２６表
面の軸に沿う筋状の凹み及び他の欠陥を検査することが
できる。しかしながら、この場合、被検査体０２６表面
の軸に垂直な（円周方向に延びる）筋状の凹みの検出感
度は高くない。なお、この図１２に示す被検査体０２６
は、定着ロールであり、その表面層は透明層およびその
内部の感光層を有していない。このため、表面層内部の
感光層の膜厚の検査を行う必要が無いので、境界線部分
の外側の暗部の走査（すなわち、感光層膜厚の検査を高
精度で行える部分の走査）は行っていない。

【００１０】次に、前記筒状の遮光部材０２２を回転さ
せて第２スリットパターン０２４を透過する格子状スリ
ット光により被検査体０２６を照明する。このとき、被
検査体０２６の筒状の表面にはその軸方向に沿って、明
部、暗部、及びそれらの境界部の３種の照明領域ができ
る。この状態で格子状スリット光センサ０３１は、被検
査体０２６表面を走査し、その表面からの反射光量を検
出する。そして、前記被検査体０２６を回転させなが
ら、その全表面の走査を行う。この検査における被検査
体０２６の円筒状の表面の軸に垂直な方向（円周方向）
に沿う筋状の凹みは、前記被検査体０２６表面の明部と
暗部との境界部からの反射光の検出により、最も高感度
で検出することができる。

【００１１】このため、この第２スリットパターン０２
４を用いた検査すなわち、被検査体０２６の筒状表面を
格子状スリット光により照明する検査において、被検査
体０２６を１回転させただけでは、被検査体０２６表面
の明部及び暗部に存在する前記円周方向の筋状の凹みは
高感度で検出することができない。したがって、前記被
検査体０２６の筒状表面の前記軸に垂直な方向に沿う筋
状の凹みを、被検査体０２６の全表面にわたって高感度
で検出するためには、前記被検査体０２６が第１回目の
回転を行ったときに明部であった部分又は暗部であった
部分が明部及び暗部の境界部分となる状態で再度被検査
体０２６を回転させて検査を行う必要がある。

【００１２】このためには、被検査体０２６の第２回目
の回転は、被検査体０２６の第１回目の回転で明部又は
暗部であった部分が境界部分となるように、被検査体０
２６の筒状表面に照射される格子状スリット光の位置を
その軸方向にずらせばよい。前記格子状スリット光によ
って照明された被検査体０２６の円筒状表面の明部、暗
部、及びそれらの境界部の位置を前記被検査体０２６の
筒状表面に対して、その軸方向にずらせることにより、
前記第１回目の回転で明部又は暗部であった部分を２回
転目の回転で前記境界部とすることができる。そして、
被検査体０２６の全表面が前記明部及び暗部の境界部分
として走査されるまで、前記格子状スリット光の位置
（すなわち、第２スリットパターン０２４の位置）を前
記軸方向にずらせては、被検査体０２６を回転する。こ
のようにして被検査体０２６を何度か回転走査すること
により、円周方向に沿う筋状の凹みを被検査体０２６の
全表面にわたって高精度で検出することができる。

【００１３】前記格子状スリット光により照明される被
検査体０２６の筒状表面の明部、暗部、及びそれらの境
界部の位置を軸方向にずらす方法としては、次の方法が
考えられる。 （Ｊ031） 前記スリットパターン２３、２４を有する
筒状の遮光部材０２２の位置を、軸方向に変位させる方
法。 （Ｊ032） 前記回転する筒状の遮光部材０２２に、前
記第２スリットパターン０２４の各スリット０２４aと
同様のスリットを有するとともに各スリットの位置が前
記第２スリットパターン０２４aと軸方向にずれて配置
され、且つ前記第１スリットパターン０２３及び第２ス
リットパターン０２４から円周方向に離れた位置に形成
された別のスリットパターンを１個以上設け、前記１個
以上の別のスリットパターン及び前記第２スリットパタ
ーンを順に用いる方法。

【００１４】（前記（Ｊ031）の方法の問題点）前記
（Ｊ031）の方法では、筒状の遮光部材０２２をその軸
方向に移動させる機構を設けなければならない。 （前記（Ｊ032）の方法の問題点）前記（Ｊ032）の方法
では、遮光部材０２２の円周方向に離れた位置に、多く
のスリットパターンを形成するため、遮光部材０２２の
サイズが大きくなるとともに強度が弱くなり、遮光部材
０２２の厚さを薄くできなくなる。また、遮光部材０２
２の直径が小さい場合には、多くのスリットパターンを
形成することが困難になる。

【００１５】本発明は、前述の事情及び検討結果に鑑
み、下記の記載内容を課題とする。 （Ｏ01）円筒状の表面層の軸に沿う筋状の凹み及び軸に
垂直な（円周方向に沿う）筋状の凹みを両方とも検出す
ることが可能で且つ構成が簡素な表面層欠陥検出装置を
提供すること。

【００１６】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。

【００１７】前記課題を解決するために、本発明の表面
層欠陥検出装置は、被検査体（１）の円筒状の表面層に
沿ってその軸方向に延びる光源（４１）と、前記光源
（４１）からの出射光を通過させて前記表面層にその軸
方向に沿う所定パターンの検査光を照射させるスリット
パターン（４３，４４）が形成された遮光部材（４２）
と、前記表面層からの反射光量を検出する受光センサ
（５１）とを備えた表面層欠陥検出装置において、下記
の要件を備えたことを特徴とする、 （Ｙ01） 前記遮光部材（４２）が前記光源（４１）を
覆う筒状部材により構成されていること、 （Ｙ02） 前記スリットパターン（４３、４４）は、前
記筒状の遮光部材（４２）の軸に沿って延びる細長いス
リット（４６）から形成された第１スリットパターン
（４３）と、この第１スリットパターン（４３）から円
周方向に離れた位置において前記筒状の遮光部材（４
２）の軸に対して所定の傾斜角度を有する複数のスリッ
ト（４７）が軸に沿って列設された第２スリットパター
ンとを有すること、 （Ｙ03） 前記筒状の遮光部材を回転させる回転装置
（３３＋３７＋３８＋４９）が設けられていること。

【００１８】（課題を解決するための手段の補足説明）
前記本出願の第１発明において、前記「被検査体
（１）」は、中実、中空のいずれでもよく中実円柱もし
くは中空円筒の両方を含む。

【００１９】

【作用】

（第１発明の作用）次に、前述の特徴を備えた本発明の
作用を説明する。前述の特徴を備えた本発明の表面層欠
陥検出装置によれば、光源（４１）が筒状の遮光部材
（４２）で覆われている。回転装置（３３＋３７＋３８
＋４９）がこの遮光部材（４２）を回転させる。その遮
光部材（４２）の回転位置に応じて、光源（４１）から
の出射光は、前記筒状の遮光部材（４２）に配置された
第１スリットパターン（４３）の前記軸に沿って延びる
細長いスリット（４６）又は第２スリットパターン（４
４）の前記軸に対して所定の傾斜角度を有し且つ軸に沿
って列設された複数のスリット（４７）を通過して、被
検査体（１）の表面層を照明する。

【００２０】前記軸方向に延びる細長いスリット（４
６）から形成された第１スリットパターン（４３）を用
いたときの被検査体（１）の円筒状表面層からの反射光
を前記受光センサ（５１）で検出することにより、前記
円筒状表面層の軸方向に延びる筋状の凹み及びその他の
欠陥の有無の検査を高精度で行うことができる。ただ
し、前記円筒状表面層の軸に垂直な方向に延びる筋状の
凹み（円周方向の筋状の凹み）は高精度で検出できな
い。

【００２１】しかしながら、前記軸に対して所定の傾斜
角度を有し且つ軸に沿って列設された複数のスリット
（４７）を有する第２スリットパターン（４４）を用い
たときの被検査体（１）の円筒状表面層にはその軸に対
して所定角度傾斜した縞状の明部、暗部、及びそれらの
境界部が軸に沿って生じる。このように、被検査体
（１）の円筒状表面層がその軸方向に沿って明部、暗
部、及びそれらの境界部が生じるように照明された状態
で、前記受光センサ（５１）によりその軸方向に走査し
た場合、前記明部と暗部との境界部における前記円筒状
表面層の軸に垂直な方向に延びる筋状の凹みの有無の検
査を高精度で行うことができる。したがって、被検査体
（１）を１回転させながら、この検査を行うと、前記円
筒状表面層の軸に垂直な方向に延びる筋状の凹みの有無
を、前記境界部については高精度で検査することができ
る。しかしながら、前記明部及び暗部については、高精
度の検査は行われない。

【００２２】そこで、前記１回転の検査の後、前記筒状
の遮光部材（４２）を一定角度回転させる。そうする
と、光源（４１）と被検査体（１）の円筒状表面層との
間に有る前記所定の傾斜角度を有する複数のスリット
（４７）が回転する。このとき、前記光源（４１）から
出射して前記スリット（４７）を通過し、前記被検査体
（１）の円筒状表面を照射する格子状のスリット光の、
明部、暗部、及びそれらの境界部の軸方向の位置がずれ
る。すなわち、前記第１回転目の被検査体（１）表面の
明部又は暗部であった部分が今度の回転では境界部とな
る。この状態で被検査体（１）を再度回転させながら被
検査体（１）の円筒状表面層の検査を行う。この検査に
より、前記境界部となっている円筒状表面層を高精度で
検査することができる。

【００２３】このようにして、被検査体（１）の全表面
が境界部の状態で検査されるまで、前記遮光部材（４
２）を一定角度回転させては、その状態で被検査体
（１）を回転させながら、被検査体（１）の円筒状表面
層の検査を行う。このような検査をくり返して、被検査
体（１）の表面全体を前記境界部の状態で検査したこと
になったとき、円筒状の被検査体（１）の表面の軸に垂
直な方向に延びる筋状の凹みを、被検査体（１）の全表
面にわたって高精度に検出したことになる。

【００２４】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。 （実施例）なお、本発明の実施例の説明中において、
「前方」は図中の矢印Ｘ１方向、「後方」は図中の矢印
Ｘ２（図１参照）方向を意味する。また、「左方」は図
中の矢印Ｙ１方向を意味し、「右方」は図中の矢印Ｙ２
方向を意味するものとする。さらに、「上方」は図中の
Ｚ１方向を意味し、「下方」は図中のＺ２方向を意味す
るものとする。さらにまた、図中、「○」の中に「・」
が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味
し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表か
ら裏に向かう矢印を意味するものとする。

【００２５】図１は本発明の表面層欠陥検出装置の一実
施例の概略斜視図である。図２は同実施例の横断面図で
ある。図３および図４は同実施例の検査光の照射状態を
示す図で、図３は遮光部材の軸に対して所定の傾斜角度
を有する複数のスリットから照射している図、図４は筒
状の遮光部材の軸に平行な細長いスリットから照射して
いる図、である。図５は同実施例の遮光部材の第２スリ
ットパターンのスリットの詳細説明図である。図６は同
実施例の第２スリットパターンを透過して被検査体の表
面を照射する格子状スリット光の説明図である。図７は
同実施例の筒状の遮光部材を回転させたときに第２スリ
ットパターンのスリットの被検査体照射光の透過部分が
軸方向に移動することを説明する図である。

【００２６】図１および図２において、被検査体１は円
筒体の表面に保護層（表面層）が形成されている定着ロ
ールである。この被検査体１を載置する第１搬送台２は
表面層欠陥検出装置Ｋのフレームに左側（Ｙ1側）をや
や下方に傾斜させた状態で固定されている。すなわち、
被検査体１は、第１搬送台２の右側部分に載置された場
合、左方に転がって移動するようになっている。この第
１搬送台２の左側には第１リフトＬ1が配置されてい
る。この第１リフトＬ1は、下端をフレームに固定され
た垂直な左側シリンダ装置３、右側シリンダ装置４、お
よびそれらのシリンダ装置３，４の上端に支持された被
検査体支持部６で構成されている。なお、前記左側シリ
ンダ装置３および右側シリンダ装置４は、被検査体支持
部６の前後方向（Ｘ1−Ｘ2方向）の両端部にそれぞれ配
設されている。

【００２７】したがって前記被検査体支持部６は、合計
４本のシリンダ装置３，３，４，４の先端に回転可能に
取り付けられている。なお、被検査体支持部６と右側シ
リンダ装置４との取付け構造は回転可能であるととも
に、左右に遊びが設けられている。被検査体支持部６は
細長いほぼ直方体形状であるが、その上面は左右方向
（Ｙ1−Ｙ2方向）中央部に向かって下方に傾斜してお
り、被検査体支持部６上面に前後方向に長い溝７が形成
されている。

【００２８】第１リフトＬ1の左側には、同様の構造の
第２リフトＬ2および第３リフトＬ3が配置されている。
さらにその左側には第１搬送台２と同様に、第２搬送台
８が表面層欠陥検出装置Ｋのフレームに左側（矢印Ｙ1
側）をやや下に傾斜させた状態で固定されている。すな
わち、被検査体１は、第２搬送台８の右端部分に載置さ
れた場合、左方に転がって移動するようになっている。

【００２９】図２において、第２リフトＬ2の前側（矢
印Ｘ1側）には前フレーム１１が設けられ、その前フレ
ーム１１の中間部には検査位置Ｓ（図１、２参照）にあ
る被検査体１を押圧する押圧シリンダ装置１２が支持さ
れている。押圧シリンダ装置１２の被検査体当接部１２
aは、ピストン軸１２bに回転可能に設けられている。ま
た前フレーム１１の上部には断面円弧状の上支持部１３
と下支持部１４が向かい合う状態で着脱可能にボルトで
固定されている。上支持部１３と下支持部１４との中間
には蛍光灯用ソケット１６が図示しないばね部材又はエ
アシリンダ等により前後方向（Ｘ1−Ｘ2方向）に伸縮可
能（又は移動可能）に固定されている。

【００３０】また、第２リフトＬ2の後方（矢印Ｘ2方
向）には後側フレーム２１が設けられている。後側フレ
ーム２１中間部の取付け台２３にはモータ２２が支持さ
れている。このモータ２２は、検査位置Ｓにある被検査
体１を回転させる機能を有している。モータ２２の回転
軸２４には歯車２６が固定されている。この歯車２６に
係合している歯車２７は、後側フレーム２１に固定され
た固定軸２８に回転自在に支持されている。被検査体１
を保持するためにその後端部に当接する当接部材２９
は、歯車２７と１体構造で固定軸２８を中心にして回転
する。前記後側フレーム２１には前記歯車２６の上方
に、前記前フレーム１１の下支持部１４と同じ構造の下
支持部３１がボルト締めされている。さらに蛍光灯用ソ
ケット１６に対向する位置に蛍光灯用ソケット３２が固
定されている。後側フレーム２１の上端にはモータ３３
が取付け台３４に固定されている。モータ３３の回転軸
３８先端部には歯車３７が固定されている。

【００３１】白色拡散光源としての蛍光管４１は、蛍光
灯用ソケット１６を前方向（Ｘ1方向）に収縮（又は移
動）させて蛍光灯用ソケット１６と蛍光灯用ソケット３
２の間隔を広げてから、前記蛍光灯用ソケット１６，３
２間に配置し、次に蛍光灯用ソケット１６を後方向（矢
印Ｘ2方向）に伸張（又は移動）させると、蛍光灯用ソ
ケット１６および蛍光灯用ソケット３２により挟持され
る。

【００３２】断面円形の筒状の遮光部材４２は下支持部
１４、上支持部１３、および下支持部３１で回転自在に
支持されている。筒状の遮光部材４２の軸に平行な細長
い第１スリットパターン４３および第２スリットパター
ン４４が、筒状遮光部材４２円周に配置されている。第
１スリットパターン４３が配置されている場所は、第２
スリットパターン４４が配置されている場所と筒状遮光
部材４２の軸を中心として約１８０度の位置関係にあ
る。

【００３３】図３,４，５において、前記筒状の遮光部
材４２の直径は１００ｍｍ、第１スリットパターン４３
は１本の細長いスリット４６で構成され、そのスリット
４６の幅４６aは１０〜３０ｍｍ程度である。また、第
２スリットパターン４４は筒状の遮光部材４２の軸に対
して所定の傾斜角度を有する多数のスリット４７および
その各スリット４７間の遮光部４８の繰り返しで構成さ
れた格子状のスリットパターンである。前記各スリット
４７の円周方向の高さ４７aは約３０ｍｍ、またスリッ
ト４７の軸方向の幅４７bは約１０ｍｍ、傾斜幅４７cは
約３０ｍｍ、そして、遮光部４８の軸方向の長さ４８b
は約３０ｍｍである。

【００３４】前記第２スリットパターン４４を透過した
光によって、前記被検査体１表面には図６に示すような
傾斜した縞状のスリット光が照射される。図６，３にお
いて、明部Ｈ3、暗部Ｈ4、及び前記明部Ｈ3及び暗部Ｈ4
の間の境界部Ｈ5の寸法は、前記それぞれ光源（蛍光
管）４１及び遮光部材４２間の距離、遮光部材４２及び
被検査体１表面間の距離、第２スリットパターン４４の
各スリット４７の幅４７b（図５参照）及び間隔４８b
（図５参照）によって定まる。また、前記遮光部材４２
を回転させると、図７に示すように、第２スリットパタ
ーン４４の各スリット４７の位置も回転する。このと
き、前記図６に示す円筒状の被検査体１表面の前記明部
Ｈ3、暗部Ｈ4、及びそれらの境界部Ｈ5の軸方向（Ｘ1−
Ｘ2方向）の位置が移動する。

【００３５】円筒状の遮光部材４２の軸に対する前記ス
リット４７の傾斜角４７d（図５参照）は０〜９０度の
範囲で設定可能であるが、傾斜角度４７dが小さすぎる
と格子状パターン（第２スリットパターン）が直線状パ
ターンに近くなり軸方向の光の明暗部が形成されず検査
ができなくなり、傾斜角度４７dが大きすぎると遮光部
材４２を回転させた時のスリット光の軸方向の移動量が
少なくなるため遮光部材の回転回数が増え検査時間がか
かる。実験から、この傾斜角４７dは３０度〜６０度が
適当であるが、本実施例では遮光部材４２の回転角度と
格子状パターン光の軸方向の移動量の換算が容易となる
４５度程度とした。前記格子状パターン第２スリットパ
ターン４４の形状設定は、円周方向のへこみの検出時間
と検出精度の要因であり、スリット４７と遮光部４８の
幅により欠陥検出が可能となる明暗部の幅が決まり、こ
の幅により検査ロール上を何回移動するかが決まる。

【００３６】図２において、筒状遮光部材４２の後端外
周に設けられた歯車４９は、前記モータ３３により回転
される歯車３７に係合している。図１においては、第１
スリットパターン４３が下方に存在し、蛍光管４１から
の出射光はスリット４６により帯状スリット光として被
検査体１表面に照射される。この状態で、第１受光装置
Ｕ1はその受光視野を被検査体１表面上の帯状スリット
光の長手方向に伸びる境界線部分Ｈ1（図４参照）に設
定可能な位置に配置されている。また、第２受光装置Ｕ
2はその受光視野を被検査体１表面上の帯状スリット光
の中心線部分Ｈ2に設定可能な位置に配置されている。
この状態から、モータ３３が回転し、歯車３７、歯車４
９を介して、筒状遮光部材４２が１８０度回転すると、
第２スリットパターン４４が下方に配置され、蛍光管４
１からの出射光はスリット４７により格子状スリット光
として被検査体１表面に照射される。第３受光装置Ｕ3
はその受光視野を被検査体１表面上の複数の帯状スリッ
ト光に設定可能な位置に配置されている。

【００３７】図１において、第１受光装置Ｕ1、第２受
光装置Ｕ2および第３受光装置Ｕ3の構成は、同一であ
る。これら受光装置Ｕ1，Ｕ2，Ｕ3は、受光センサ５
１、この受光センサ５１の先端に固定された縮小光学系
５２、および受光センサ５１の姿勢を制御する姿勢調整
装置５３から構成されている。この姿勢調整装置５３は
受光センサ５１の姿勢を調整することが可能な種々の構
成を採用することが可能であり、例えば従来周知の１軸
制御装置や３軸制御装置等を用いることができる。ま
た、受光センサ５１が受光した光量検出信号を送る信号
ラインＭ１が、第１受光装置Ｕ1と欠陥信号抽出部６０
とを接続している。同様に、信号ラインＭ２が、第２受
光装置Ｕ2と欠陥信号抽出部６０とを接続し、信号ライ
ンＭ３が、第３受光装置Ｕ3と欠陥信号抽出部６０とを
接続している。また、欠陥判定処理部６１が欠陥信号抽
出部６０と接続されている。

【００３８】（実施例の作用）次に、前述の構成を備え
た前記実施例の作用を説明する。図１において、第１搬
送台２に載置された被検査体１は、第１搬送台２が左下
がりに傾斜しているので左側に転がりながら搬送され、
第１リフトＬ1の右側面で停止する。次いで、第１リフ
トＬ1は左側油圧ピストン３および右側油圧ピストン４
の収縮により降下し、被検査体支持部６上面が第１搬送
台２の位置よりも下位になる。すると、その被検査体支
持部６上面に設けられた溝７に被検査体１が落下し搭載
される。その搭載後第１リフトＬ1は上昇する。

【００３９】第１リフトＬ1と第２リフトＬ2とが同じ高
さになると、左側油圧ピストン３の伸張は停止する。し
かしながら、右側油圧ピストン４は更に伸張して、被検
査体支持部６は反時計方向に回転し、左下がりに傾き被
検査体１を第２リフトＬ2の被検査体支持部６に落とし
込む。次に図２において、第２リフトＬ2は上昇して、
検査位置Ｓに被検査体１を搬入する。この被検査体１を
押圧シリンダ装置１２が後方に押しつけ、当接部材２９
とで挟持する。これにより、被検査体１は検査位置Ｓに
回転自在に設置される。そして、第２リフトＬ2は降下
する。

【００４０】図８は本発明の表面層欠陥検出装置の実施
例の円筒状表面層の欠陥を検出するためのフローチャー
トである。図８において、円筒状表面層の欠陥の検出フ
ローが開始されると、ステップＳＴ1において、モータ
３３が回転し、歯車３７、歯車４９を介して、筒状遮光
部材４２が回転する。そして図３に示すように、第２ス
リットパターン４４が下方にきて、蛍光管４１からの照
射光は、複数のスリット４７により格子状スリット光と
して被検査体１表面に照射される。すると、図３，６に
示すように明部Ｈ3、暗部Ｈ4、および中間の明るさの境
界部Ｈ5が被検査体１の照射された表面に形成される。

【００４１】筒状遮光部材４２が回転を終了するとステ
ップＳＴ2に移る。ステップＳＴ2において、被検査体１
の照射された表面を被検査体１の軸に平行に第３受光装
置Ｕ3が走査する。この走査を行いながらモータ２２を
回転させて、歯車２６、歯車２７を介して当接部材２９
を回転させ被検査体１も小回転させる。被検査体１の照
射された表面の前記第３受光装置Ｕ3による走査は、被
検査体１が１回転するまで行う。境界部Ｈ5に被検査体
１の軸に垂直な方向に沿う（すなわち、円周方向に沿
う）筋状の凹みが存在すると、その凹みにより反射光が
左右に振られて受光センサ５１に入射する光量が他の正
常な表面からの反射光量に比べて増減する。これによ
り、受光センサ５１の光量検出信号が変化する。その光
量検出信号は信号ラインＭ３により、欠陥信号抽出部６
０に送信される。欠陥信号抽出部６０はこの光量検出信
号を基準値と比較してその差信号を、欠陥判定処理部６
１に送信する。欠陥判定処理部６１はその差信号の大小
により、欠陥の判定を行う。これにより、被検査体１の
軸に垂直な筋状の凹みが検出できる。

【００４２】前記被検査体１が１回転する間の作業にお
いて、格子状のスリット光により照明された被検査体１
表面の明部Ｈ3（図６参照）及び暗部Ｈ4の境界部Ｈ5に
対しては高精度の欠陥検出を行うことができる。しかし
ながら、格子状のスリット光により照明された被検査体
１表面の前記境界部Ｈ5以外の部分すなわち、明部Ｈ3及
び暗部Ｈ4については高精度の欠陥検出を行うことがで
きない。そこで次に、前記被検査体１の１回転目の検査
では明部Ｈ3又は暗部Ｈ4であった部分が境界部Ｈ5とな
るように、前記遮光部材４２を所定角度回転させる。こ
のとき、図７に示すように、前記被検査体１を照明する
光が通過するスリット４７の位置が軸方向（Ｘ1−Ｘ2方
向）に移動する。このとき、前記被検査体１の１回転目
の検査では明部Ｈ3又は暗部Ｈ4であった被検査体１の表
面部分が境界部Ｈ5となる。この状態で前記被検査体１
に２回転目の回転を与えながら検査を行う。

【００４３】そして、前記被検査体１表面のうち、前記
１回転目及び２回転目の検査でも境界部Ｈ5とならなか
った部分があれば、さらに、遮光部材２を所定角度回転
させて、被検査体１の境界部Ｈ5の位置をずらせる。そ
して、被検査体１に３回転目の回転を与えながら検査を
行う。、このようにして、遮光部材４２を所定角度回転
させた状態で被検査体１を１回転させながら行う検査
を、前記被検査体１の全表面が境界部Ｈ5として検査さ
れるまで続ける。これで第２スリットパターン４４を用
いた検査ＳＴ2は終了する。

【００４４】なお、本実施例では、第２スリットパター
ン４４の格子状スリットの形状から図６に示す検出可能
な明暗部の境界部分Ｈ5の幅は約５ｍｍ、検出不可能な
領域Ｈ4の幅が約２０ｍｍとなることから初期位置から
４回の移動、合計５回の検査を行って全表面の検査を行
った。１回の移動で軸方向に５ｍｍ動かすには、遮光角
４７d（図５参照）が４５度であることから遮光部材４
２上でのスリット４７の回転方向への移動量は５ｍｍと
なればよい。円筒形状の遮光部材の直径が１００ｍｍで
あり遮光部材の回転角θを約６度にすることにより明暗
部の軸方向への移動量は５ｍｍとなる。この場合、スリ
ットの遮光角４７d（図５参照）をψとすれば、一般的
には、次式（１）の関係で回転角θ（図７参照）が求め
られる。 θ＝（tanψ×遮光部材面上でのスリットの移動量）／（遮光部材の直径） …………(1)

【００４５】被検査体１に欠陥が認められれば、表面層
欠陥の検出作業は終了する。被検査体１に欠陥が認めら
れなければ、ステップＳＴ3に移る。ステップＳＴ3にお
いて、モータ３３が回転し、歯車３７、歯車４９を介し
て、筒状遮光部材４２が回転する。そして図４に示すよ
うに、第１スリットパターン４３が下方にきて、蛍光管
４１からの照射光は、スリット４６により帯状スリット
光として被検査体１表面に照射される。筒状遮光部材４
２が回転を終了するとステップＳＴ4に移る。

【００４６】ステップＳＴ4において、前記第１受光装
置Ｕ1の受光センサ５１は被検査体１表面上の帯状スリ
ット光（第１スリットパターン４３によるスリット光）
の長手方向に伸びる境界線部分Ｈ1（図４参照）を走査
する。また、同時に前記第２受光装置Ｕ2の受光センサ
５１は被検査体１表面上の帯状スリット光の中心線部分
Ｈ2を走査する。これらの走査は前記第２スリットパタ
ーン４４を用いた場合と同様に、被検査体１が１回転す
るまで行う。この走査において、被検査体１表面の帯状
スリット光の長手方向に延びる境界線部分Ｈ1に、被検
査体１の軸に平行な筋状の凹みが存在すると、被検査体
１の表面が正常な傾斜角度とは異なるため、反射光が左
右に振られる。その結果、受光センサ５１に入射する場
合と、入射しない場合が起こり前記第１受光装置Ｕ1の
受光センサ５１の光量検出信号が変化する。また、被検
査体１表面にきずや異物が存在すると、そこで強い散乱
光の発生や、逆に光の吸収が起こり、前記第２受光装置
Ｕ2の受光センサ５１の光量検出信号が変化する。

【００４７】これらの受光装置Ｕ1，Ｕ2の光量検出信号
は前記信号ラインＭ１により欠陥信号抽出部６０に送信
される。欠陥信号抽出部６０はこれらの光量検出信号を
基準値と比較してその差信号を、欠陥判定処理部６１に
送信する。欠陥判定処理部６１はその差信号の大小によ
り、欠陥の判定を行う。これにより、被検査体１の軸に
平行な方向に沿う筋状の凹み及び被検査体１表面のきず
や異物が検出できる。検査の途中で被検査体１に欠陥が
認められれば、円筒状表面層の欠陥の検出作業は終了す
る。被検査体１に欠陥が認められなければ、最後まで検
査を行ってから表面層欠陥検出装置による円筒状表面層
の欠陥の検出フローは終了する。

【００４８】本実施例では、被検査体１が定着ロールの
場合であるので、被検査体１の表面層内の最上部の層が
不透明で、表面層内部に照射光が届かず、表面層内部か
らの反射光は存在しない。したがって、表面層内部の検
査精度の高い、境界線部分Ｈ1の外側の領域（すなわ
ち、暗部）からの反射光の検査は行わない。しかしなが
ら、被検査体１の表面層内の最上部の層が透明な場合は
その検査を行うことは可能である。この様に、かならず
しも、スリット光の中心線部分（明部）、境界線部分
（境界部）、及び境界線の外側部分の検査を全て行う必
要はない。

【００４９】前記被検査体１の表面層欠陥の検出が終了
すると、第２リフトＬ2が再度上昇して被検査体支持部
６が被検査体１に当接する。ついで押圧シリンダ装置１
２を収縮させて、押圧シリンダ装置１２と当接部材２９
とによる被検査体１の挟持を解除する。すると、被検査
体１が第２リフトＬ2の被検査体支持部６に搭載され
る。そして、第２リフトＬ2は降下し、第３リフトＬ3の
やや上方で降下を停止する。ついでその被検査体支持部
６が反時計方向に回転し、被検査体１が第３リフトＬ3
に落下する。第３リフトＬ3は上昇して第２搬送台８の
やや上方で停止する。ついで、前記第３リフトＬ3の被
検査体支持部６が反時計方向に回転して、被検査体１が
第２搬送台８に排出される。

【００５０】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記（Ｈ01）〜（Ｈ08）に例示する。

【００５１】（Ｈ01） 実施例においては遮光部材は円
筒であるが、筒型であれば断面形状は３角形、４角形、
６角形などの多角形でも、また楕円なども使用可能であ
る。 （Ｈ02） 実施例においては、筒状の遮光部材を回転さ
せる回転装置が、遮光部材外面に設けられた歯車に、モ
ータで駆動される歯車を係合させる構造となっている
が、歯車に代えて駆動ローラによる構造や、遮光部材内
面に歯車を取り付けた構造などの種々の回転構造が使用
可能である。

【００５２】（Ｈ03） 実施例においては、第１リフト
Ｌ1、第２リフトＬ2、および第３リフトＬ3が被検査体
１を検査位置Ｓに搬入、上昇、搬出させているが、１台
のリフトで構成することも可能である。ただし、リフト
が検査位置Ｓに上昇した時に、リフトの被検査体支持部
６の下端と第１搬送台２および第２搬送台８の上面との
間に大きな隙間が発生し、その隙間から第１搬送台２お
よび第２搬送台８の被検査体１が第２リフトＬ2の被検
査体支持部６の下方へ落下することがないように構成し
なければならない。また、検査位置Ｓに被検査体１を搬
入できるならば、搬入ロボットや他の形式の搬送装置を
採用することも可能である。 （Ｈ04） 前記実施例において、図８に示すフローチャ
ートのステップＳＴ4の境界線部分からの反射光の検査
（第１受光装置Ｕ1による検査）とステップＳＴ5の中心
線部分からの反射光の検査（第２受光装置Ｕ2による検
査）とを同時に実行することが可能である。さらに、受
光装置をもう１台使用するか又は前記第３受光装置を用
いて、境界線部分の外側からの反射光の検査も同時に行
うようにすることが可能である。

【００５３】

【発明の効果】前述の本発明の表面層欠陥検出装置は、
下記の効果を奏することができる。 （Ｅ01）回転装置を用いて筒状の遮光部材を回転させる
ことにより、被検査体の円筒状の表面層に照射される傾
斜した格子状スリット光（縞状検査光）の明暗部の境界
部の位置を軸方向に移動させることができる。このた
め、遮光部材の所定角度の回転を所定回数行うことによ
り、被検査体の全表面を前記境界部とした状態で検査す
ることができる。すなわち、遮光部材を回転させる構成
だけで、被検査体表面の全面を前記境界部とした状態で
検査することができる。したがって、簡素な構成の表面
層欠陥検出装置により、円筒状の表面層の軸に沿う筋状
の凹み及び軸に垂直な（円周方向に沿う）筋状の凹みを
両方とも高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の表面層欠陥検出装置の一実施
例の概略斜視図である。

【図２】 図２は同実施例の横断面図である。

【図３】 図３は同実施例の検査光の照射状態を説明す
るための図で、筒状の遮光部材の軸に対して所定の傾斜
角度を有する複数のスリット（第２スリットパターンの
スリット）から照射している図である。

【図４】 図４は同実施例の検査光の照射状態を説明す
るための図で、筒状の遮光部材の軸に平行な細長いスリ
ット（第１スリットパターンのスリット）から照射して
いる図である。

【図５】 図５は同実施例の遮光部材の第２スリットパ
ターンのスリットの説明図である。

【図６】 図６は同実施例の第２スリットパターンを透
過して被検査体の表面を照射する格子状スリット光の説
明図である。

【図７】 図７は同実施例の筒状の遮光部材を回転させ
たときに第２スリットパターンのスリットの被検査体照
射光の透過部分が軸方向に移動することを説明する図で
ある。

【図８】 図８は同実施例の円筒状の表面層欠陥を検出
するためのフローチャートである。

【図９】 図９は従来の表面層欠陥検出装置を説明する
ための概略斜視図である。

【図１０】 図１０は被検査体の円筒状表面層の円周方
向に延びる筋状の凹みを検出するのに適した照明方法の
説明図で、図１０Ａは軸方向に延びる帯状のスリット光
を照射した場合前記凹みが検出し難いことを説明するた
めの図、図１０Ｂは円周方向に延びる複数のスリットが
を透過する格子状スリット光を照射した場合前記凹みが
検出し易くなることを説明するための図である。

【図１１】 図１１は本願発明者が考えた表面層欠陥検
出装置を説明するための概略斜視図である。

【図１２】 図１２は本願発明者が考えた他の表面層欠
陥検出装置を説明するための概略斜視図である。

【符号の説明】

１…被検査体、４１…蛍光管（光源）、４２…遮光部
材、４３，４４…スリットパターン、４６，４７…スリ
ット、４８…遮光部、５１…受光センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の円筒状の表面層に沿ってその
   軸方向に延びる光源と、前記光源からの出射光を通過さ
   せて前記表面層にその軸方向に沿う所定パターンの検査
   光を照射させるスリットパターンが形成された遮光部材
   と、前記表面層からの反射光量を検出する受光センサと
   を備えた表面層欠陥検出装置において、下記の要件を備
   えたことを特徴とする表面層欠陥検出装置、 （Ｙ01） 前記遮光部材が前記光源を覆う筒状部材によ
   り構成されていること、 （Ｙ02） 前記スリットパターンは、前記筒状の遮光部
   材の軸に沿って延びる細長いスリットから形成された第
   １スリットパターンと、この第１スリットパターンから
   円周方向に離れた位置において前記筒状の遮光部材の軸
   に対して所定の傾斜角度を有する複数のスリットが軸に
   沿って列設された第２スリットパターンとを有するこ
   と、 （Ｙ03） 前記筒状の遮光部材を回転させる回転装置が
   設けられていること。