JPH09145624A

JPH09145624A - 筒状物欠陥検出装置

Info

Publication number: JPH09145624A
Application number: JP7329422A
Authority: JP
Inventors: Terumi Kamata; 照己鎌田; Ryuji Sakida; 隆二崎田; Shinji Kobayashi; 慎司小林; Osamu Nakayama; 攻中山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-06-06
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JP3366517B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回転軸の凹凸が被検物の検査結果に影響を及ぼ
す場合がある。そこで、回転軸の凹凸が被検物の表面に
影響を与えることを防止する。【解決手段】表面部を被検物より柔らかい部材で構成し
た２本の平行な回転軸１，２を薄い筒状の被検物７に通
し、回転軸１，２で被検物７に一定のテンションを与え
ながら被検物７を回転する。回転軸１上の凹凸は被検物
７に押されると、回転軸１表面部の部材に入り込み、被
検物７表面に影響を与えることを防止する。光源装置３
は被検物７の稜線部を照射し、イメージセンサ４は被検
物７からの反射光を受光して被検物７の２次元画像を出
力する。画像解析手段５２は被検物７の２次元画像を解
析して被検物７の欠陥を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は筒状物欠陥検出装
置、特に回転軸の汚れなどの欠陥による被検物欠陥の誤
検出防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムのような柔軟な筒状の被検
物の表面の広い範囲に散在する濃淡欠陥及び微細な凹凸
欠陥を自動的に検査する筒状物欠陥検出装置において
は、回転軸で被検物に一定のテンションを与えて被検物
を回転し、一様な発光を行なう光源装置で被検物を照射
し、被検物の内部層で散乱する光の濃度分布を基に欠陥
の検出をしている。

【０００３】感光体ドラムは、例えば約30μｍ厚のニッ
ケルソフトドラムを感光体液中に漬けることにより感光
体をニッケル外周上に塗布したものである。感光体ドラ
ムの内部に付いた余分な感光体は次工程で拭き取られ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記拭
き取り工程での拭き取り不良により感光体ドラム内部に
感光体が残留することがある。感光体ドラム内部に残留
した感光体が回転軸表面に転写し蓄積することにより回
転軸に汚れが生じる。この汚れにより回転軸上に凹凸が
生じ、回転軸の凹凸が被検物の被検査表面に影響を及ぼ
し、光源装置からの照射光を乱反射する場合がある。こ
の乱反射により、被検物の表面の輝度が上がり異常な画
像となり、正常な被検物が不良と判断されることにな
る。

【０００５】上記回転軸の汚れは急激な良品率の低下に
よって検知しているが、軸汚れにより検査結果に影響が
でてから対応するまでにかかる時間によって大きな無駄
が生じている。

【０００６】また、上記回転軸の汚れを防止するため
に、汚れが付きにくいテフロンなどを回転軸にコーティ
ングしたりしているが、感光体の粘性が高いために汚れ
が付くことを完全に防止することはできない。

【０００７】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、回転軸の汚れなどの欠陥による被検
物欠陥の誤検出防止を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る筒状物欠
陥検出装置は、表面部を被検物より柔らかい部材で構成
した２本の平行な回転軸を薄い筒状の被検物に通し、回
転軸で筒状の被検物に一定のテンションを与えながら被
検物を回転し、回転軸により形成された被検物の稜線部
を照射手段で照射し、撮像手段は回転する被検物からの
反射光を受光して被検物の２次元画像を出力し、画像解
析手段は撮像手段が出力した被検物の２次元画像を解析
して被検物の欠陥を検出し、回転軸の表面の汚れなどが
被検物表面に凹凸を生じ検出結果に影響を与えることを
防止する。

【０００９】さらに、薄いソフトドラムを感光体液中に
漬けることによりソフトドラム外周上に感光体を塗布し
た後にソフトドラムの内部に付いた感光体を拭き取って
形成した感光体ドラムを被検物として検査する。

【００１０】また、画像解析手段は撮像手段が出力した
被検物の２次元画像を解析して２次元画像上に現われた
欠陥が回転軸の回転周期で現われているか否かを調べ、
２次元画像上に現われた欠陥が回転軸の汚れによる欠陥
の影響によるものかを判断し、回転軸表面部の汚れ等に
よる被検物の欠陥検出結果への影響をなくす。

【００１１】また、被検物２回転分の画像データを記憶
する画像メモリを備え、回転軸の径を回転軸の回転周期
の倍数が被検物の周期にならないように設定し、画像解
析手段は被検物２回転分の画像データを解析して回転軸
の欠陥を検出して、被検物と回転軸との周期の違いか
ら、被検物の欠陥と回転軸の汚れによる欠陥とを区別す
る。

【００１２】さらに、画像解析手段は１回転目に回転軸
の回転周期で欠陥が現われた領域を２回転目に抽出し解
析して、被検物の欠陥及び回転軸の汚れによる欠陥を検
出して、被検物の欠陥と回転軸の欠陥とを区別する。

【００１３】さらに、画像解析手段は１回転目に回転軸
の回転周期で欠陥が現われた領域を一定のマージンを含
めて２回転目に抽出し解析して、被検物の欠陥及び欠陥
領域境界付近の被検物の欠陥の検出洩れを防止する。

【００１４】さらに、クリーニング手段は画像解析手段
が２本の回転軸のうち被検物を照射した側の回転軸の汚
れを検出すると、画像解析手段が検出した汚れをクリー
ニングして、回転軸に汚れなどが長期間付くことを防止
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の筒状物欠陥検出装置
は、例えば感光体ドラムのような厚さ約30μｍのニッケ
ルソフトドラムに感光体を塗布した薄い筒状の被検物の
表面の広い範囲に散在する濃淡欠陥及び微細な凹凸欠陥
を自動的に検査するものである。筒状物欠陥検出装置は
薄い筒状の被検物に通した２本の平行な回転軸と回転軸
を回転する駆動手段と照射手段と撮像手段と画像解析手
段とを備える。２本の平行な回転軸は、感光体ドラム等
の筒状の被検物に一定のテンションを与えながら駆動手
段からの駆動力により被検物を回転する。照射手段は被
検物の稜線部を照射する。撮像手段は回転する被検物か
らの反射光を受光して被検物の２次元画像を出力する。
画像解析手段は撮像手段が出力した被検物の２次元画像
を入力し、被検物の２次元画像を解析して被検物の欠陥
を検出する。この発明においては、上記２本の回転軸の
うち被検物を照射した側の回転軸の表面部を被検物より
柔らかい部材で構成し、回転軸上の汚れなどが被検物に
押されると回転軸表面の部材が凹み、回転軸上の汚れな
どが回転軸表面の柔らかい部材に入ることにより、被検
物の被検査面に凹凸が生じないようにしたものである。

【００１６】さらに、回転軸に汚れなどが蓄積し、被検
物の被検査面に凹凸が生じる場合もあるので、画像解析
手段は撮像手段が入力した被検物の２次元画像を解析し
て２次元画像上に回転軸の回転周期で現われた欠陥を検
出して、正常な被検物を不良品と判断することを防止す
る。

【００１７】また、回転軸の汚れによる影響を検出する
他の手段として、被検物２回転分の画像データを記憶す
る画像メモリを備え、回転軸の径を回転軸の回転周期の
倍数が被検物の周期にならないように設定し、画像解析
手段は被検物２回転分の画像データを解析して被検物と
回転軸との周の違いから、被検物の欠陥と回転軸の汚れ
による欠陥とを区別するようにしても良い。また、この
ように被検物の欠陥と回転軸の汚れによる欠陥とを区別
することにより、たまたま回転軸の回転周期に対応する
間隔で被検物に欠陥が有る場合であっても、被検物の欠
陥を見逃すことを防止できる。

【００１８】具体的には、例えば画像解析手段は１回転
目に回転軸の回転周期で欠陥が現われた領域を２回転目
に抽出して、同じ領域で欠陥が検出できなかったときは
回転軸の汚れと判断して被検物の欠陥と回転軸の欠陥と
を区別する。例えば画像解析手段は１回転目に回転軸の
周長だけ離れて検出した欠陥を回転軸の欠陥と仮に判断
する。その後、その領域から被検物の周長だけ離れた領
域を抽出して同じ欠陥が検出された場合には回転軸の欠
陥ではなく被検物の欠陥であると判断する。その領域か
ら被検物の周長だけ離れた領域に同じ欠陥が現われなか
った場合は回転軸の欠陥による影響と判断する。

【００１９】さらに、画像解析手段は１回転目に回転軸
の回転周期で欠陥が現われた領域を一定のマージンを含
めて２回転目に抽出して、欠陥領域境界付近の欠陥を見
逃すことを防止するようにしても良い。

【００２０】さらに、クリーニング手段は画像解析手段
が回転軸上の汚れなどを検出すると、２本の回転軸のう
ち被検物を照射した側の回転軸をクリーニングして、回
転軸に汚れなどが蓄積することを防止するようにしても
良い。

【００２１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の筒状物欠陥検出
装置の構成図である。図に示すように、筒状物欠陥検出
装置は２本の平行な回転軸１，２と光源装置３等の照射
手段とラインセンサ４から成る撮像手段と画像処理装置
５と駆動部６を備え、例えば感光体ドラム等の薄い筒状
の被検物７の表面の広い範囲に散在する濃淡欠陥及び微
細な凹凸欠陥を自動的に検査するものである。なお、感
光体ドラムは、例えば約30μｍ厚の薄いニッケルソフト
ドラムを感光体液中に漬けることによりニッケルソフト
ドラム外周上に感光体を塗布し、その後の工程でニッケ
ルソフトドラムの内部に付いた感光体を拭き取ったもの
である。回転軸１は駆動部６からの駆動力により、例え
ば感光体ドラム等の筒状の被検物７を回転する。回転軸
２は回転軸１による被検物７の回転により従属的に回転
する。光源装置３は被検物７を照射する。ラインセンサ
４は被検物７からの直接反射光及び被検物７の内部層で
散乱する光を入力して被検物の２次元画像を入力する。
画像処理装置５は、画像メモリ５１と画像解析手段５２
とを有する。画像メモリ５１はラインセンサ４が入力し
た被検物７の２回転分の画像データを記憶する。画像解
析手段５２はラインセンサ４が入力した被検物７の２次
元画像を解析して、その濃度分布を基に被検物７の欠陥
の有無を検査する。

【００２２】上記構成の筒状物欠陥検出装置で被検物７
を検査するときは、被検物７に２本の回転軸１，２を入
れ、その間隔を離すことにより被検物７に一定のテンシ
ョンを与え、回転軸１を駆動部６からの駆動力により回
転し、回転軸１による被検物７の稜線部を光源装置３で
照射する。ラインセンサ４は被検物７の内部層で散乱す
る光及び被検物７からの直接反射光を受光して、被検物
７の２次元画像を出力する。ここで、ラインセンサ４
は、図２に示すような配置で設置され、被検物７の内部
で散乱した光８ｂを主に受光して被検物７内部の濃淡む
らを検出し、被検物７の表面の凹凸によって乱反射した
直接反射光８ｃの一部を受光して被検物７表面の傷及び
凹凸等の欠陥を検出する。図中、上記照射光８ａを実線
で、散乱光８ｂを点線で、直接反射光８ｃを一点鎖線で
表わす。この欠陥検査の際に被検物７の撮像面が安定す
るように回転軸１によりできた被検物７の稜線部を撮像
しているが、この回転軸１に被検物７の残留物を主とし
た汚れが蓄積すると、図３に示すように照射光８ｄが乱
反射して直接ラインセンサ４に入ることになる。そこ
で、回転軸１に回転ドラム等の被検物７より柔らかい部
材を、例えば５mm程度被せて、図４に示すように汚れに
よる凹凸を回転軸１の内部に含むことにより、回転軸１
の汚れが欠陥検査結果に影響を及ぼすことを防止する。
なお、上記実施例で柔らかい部材の厚さを５mm程度とし
たのは汚れの厚さに対して５mmの厚さは十分な厚さであ
ると考えられるからであり、被検物７及び回転軸に加わ
れ力の関係で柔らかい部材の厚さを変えても良い。

【００２３】また、上記のように回転軸１の表面部を柔
らかい部材で構成して、回転軸１上の汚れなどの影響を
無くすほかに、積極的に回転軸１上の汚れを検出してメ
インテナンス時期などを調べるようにしても良い。例え
ばラインセンサ４は回転軸１に汚れが無い場合は、図５
に示すように被検物７の回転周期で同じ画像を出力す
る。これに対して、回転軸１に汚れが有る場合はライン
センサ４は、図６に示すように回転軸１の回転周期で輝
度の高い領域が現われた画像を出力する。そこで、画像
解析手段５２は画像メモリ５１に記憶した被検物７の２
次元画像を解析して２次元画像上に回転軸１の回転周期
で現われた欠陥を検出して、回転軸１の凹凸による検出
結果への影響をなくすようにする。また、これにより回
転軸のメインテナンス時期を容易に知ることができる。

【００２４】さらに、上記構成の筒状物欠陥検出装置を
複数台備えた場合には、一台の筒状物欠陥検出装置が異
常を起こしていても自動運転を継続した方が効率的な場
合もある。このような検査工程においては、上記のよう
に回転軸１の汚れが検出された際の被検物７は不良品と
して扱うのではなく、再検査を行なうようにすることで
全体として検査精度及び生産効率を向上することができ
る。

【００２５】なお、上記回転軸１の周期で現われた高輝
度領域を検出するには、例えばラインセンサ４が入力し
た撮像画像に対して欠陥検出を行ない、欠陥と判定され
た箇所の回転軸１の周長分だけ回転方向にずれた場所に
同様の欠陥が存在しているか否かを調べたり、ラインセ
ンサ４の検出時間の経過を軸としたヒストグラムを取り
そのヒストグラムに回転軸の周期と同じ周期の高輝度部
分が有るか否かを調べたりする。

【００２６】また、被検物７にたまたま回転軸の回転周
期と同じ周期で現われる欠陥がある場合もある。かかる
場合は上記のように回転軸の周期と同じ周期の高輝度部
分が有るか否かを調べて回転軸１の汚れなどを調べたの
では被検物７の欠陥を回転軸１の汚れによる影響と判断
する場合がある。そこで、回転軸１の径を回転軸の周期
の倍数が被検物７の周期にならないように設定し、画像
メモリ５１に被検物７の２回転分の画像データを記憶
し、被検物７の２回転分の画像データを基に被検物７の
欠陥を検出するようにしても良い。図７に示すように１
回転目の被検物７の画像を９ａ、２回転目の被検物７の
画像を９ｂとして、画像解析手段５２は１回転目の画像
９ａで回転軸１の汚れとして検出された欠陥１３ｃ，１
３ｄを含む領域１４ａ，１４ｂと２回転目の画像９ｂに
おける同じ位置の領域１４ｃ，１４ｄを抽出して、領域
１４ｃ，１４ｄにおける欠陥１３ｅ，１３ｆの有無を調
べ、１回転目の画像９ａで回転軸１の汚れとして検出さ
れた欠陥が画像９ｂの違う位置で検出された場合には回
転軸１の欠陥であり、同じ位置で検出された場合には被
検物７の欠陥であると判断する。

【００２７】また、これにより画像９ａにおいて回転軸
１の汚れと被検物７の欠陥が重なった場合であっても、
画像９ｂにおいて被検物７の欠陥が現われるので、回転
軸１の汚れの影響の無い正確な欠陥検出を行なうことが
できる。

【００２８】また、上記画像９ａにおいて検出した回転
軸１の汚れ部分の近くに、図８に示すように被検物７の
欠陥がある場合もあるので、画像９ｂを処理する場合
に、例えば代表的な欠陥を含有する程度である30画素程
度のマージンを含み、検査する用にしても良い。これに
より、境界付近における欠陥の検出洩れを無くすことが
できる。

【００２９】また、筒状物欠陥検出装置は、図９に示す
ようにクリーニング用パッド１０とクリーニングパッド
１０を先端に付けて上下及び前後に移動する動作軸１１
を備えるクリーニング手段１２を設けても良い。クリー
ニング手段１２は画像解析手段５２が回転軸１上の汚れ
などを検出すると、回転軸１をクリーニングして、回転
軸１に汚れなどが蓄積することを防止する。

【００３０】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、回転軸
の表面部を被検物より柔らかい部材で構成したので、回
転軸の表面部の汚れなどが被検物表面に凹凸を生じるこ
とを防止でき、良品の被検物を不良品として誤検出する
ことを防止できる。

【００３１】さらに、薄いソフトドラムを感光体液中に
漬けることによりソフトドラム外周上に感光体を塗布し
た後にソフトドラムの内部に付いた感光体を拭き取って
形成した感光体ドラムを被検物として検査するので、拭
き取り工程での拭き取り不良により感光体ドラム内部に
感光体が残留することにより回転軸上に凹凸が生じ検査
結果に影響を及ぼすことを防止できる。

【００３２】また、被検物表面の２次元画像を解析して
２次元画像上に回転軸の回転周期で現われた欠陥を検出
して、回転軸の表面部の汚れなどによる影響を検出する
ので、さらに確実に良品の被検物を不良品として誤検出
することを防止できる。

【００３３】また、被検物２回転分の画像データを解析
して被検物の欠陥を検出して、被検物の欠陥と回転軸の
汚れによる欠陥とを区別するので、簡単な構成で被検物
の欠陥を検出することができる。

【００３４】さらに、回転軸の径を回転軸の回転周期の
倍数が被検物の周期にならないように設定し、被検物の
１回転目に回転軸の回転周期で欠陥が現われた領域を２
回転目に抽出し解析して、被検物の欠陥及び回転軸の汚
れによる欠陥による影響を検出するので、簡単な構成で
被検物の欠陥と回転軸の汚れによる欠陥とを区別でき
る。

【００３５】さらに、回転軸の径を回転軸の回転周期の
倍数が被検物の周期にならないように設定したので、回
転軸の回転周期で被検物の欠陥が現われた場合であって
も被検物の欠陥の検出洩れを防止できる。

【００３６】さらに、１回転目に回転軸の回転周期で欠
陥が現われた領域を一定のマージンを含めて２回転目に
抽出し解析して、被検物の欠陥及び回転軸の汚れによる
欠陥の影響を検出するので、欠陥領域境界付近の欠陥の
検出洩れを防止できる。

【００３７】さらに、２本の回転軸のうち被検物を照射
した側の回転軸の汚れを検出すると、検出した汚れをク
リーニングするので、回転軸に汚れなどが長期間付着す
ることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す構成図である。

【図２】光源装置とラインセンサと被検物との位置関係
を示す配置図である。

【図３】回転軸の汚れによる乱反射を示す被検査物とラ
インセンサの配置図である。

【図４】表面が柔らかい回転軸を用いた場合の断面図で
ある。

【図５】回転軸汚れが無い場合の画像データの構成図で
ある。

【図６】回転軸汚れがある場合の画像データの構成図で
ある。

【図７】回転軸の欠陥が被検物の周期で現われない場合
の画像データの構成図である。

【図８】回転軸欠陥領域境界部の画像データの構成図で
ある。

【図９】クリーニング手段の構成図である。

【符号の説明】

１回転軸２回転軸３光源装置４ラインセンサ５画像処理装置５１画像メモリ５２画像解析手段６駆動部７被検物１２クリーニング手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山攻東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコ−内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄い筒状の被検物に通した２本の平行な
回転軸と照射手段と撮像手段と画像解析手段を備え、２
本の平行な回転軸は筒状の被検物に一定のテンションを
与えながら回転して被検物を回転し、照射手段は回転軸
により形成された被検物の稜線部の一方を照射し、撮像
手段は回転する被検物からの反射光を受光して被検物の
２次元画像を出力し、画像解析手段は撮像手段が出力し
た被検物の２次元画像を解析して被検物の欠陥を検出す
る筒状物欠陥検出装置において、回転軸の表面部を被検
物より柔らかい部材で構成したことを特徴とする筒状物
欠陥検出装置。
【請求項２】薄いソフトドラムを感光体液中に漬ける
ことによりソフトドラム外周上に感光体を塗布した後に
ソフトドラムの内部に付いた感光体を拭き取って形成し
た感光体ドラムを被検物として検査する請求項１記載の
筒状物欠陥検出装置。
【請求項３】画像解析手段は撮像手段が出力した被検
物の２次元画像を解析して２次元画像上に現われた欠陥
が回転軸の回転周期で現われているか否かを調べ、２次
元画像上に現われた欠陥が回転軸の汚れによる欠陥の影
響によるものか否かを判断する請求項１記載の筒状物欠
陥検出装置。
【請求項４】被検物２回転分の画像データを記憶する
画像メモリを備え、回転軸の径を回転軸の回転周期の倍
数が被検物の回転周期にならないように設定し、画像解
析手段は被検物の２回転分の画像データを解析して被検
物の欠陥及び回転軸の汚れによる欠陥の影響の有無を検
出する請求項３記載の筒状物欠陥検出装置。
【請求項５】画像解析手段は被検物の１回転目に回転
軸の回転周期で欠陥が現われた領域を２回転目に抽出し
解析して、被検物の欠陥及び回転軸の汚れによる欠陥の
影響の有無を検出する請求項４記載の筒状物欠陥検出装
置。
【請求項６】画像解析手段は１回転目に回転軸の回転
周期で欠陥が現われた領域を一定のマージンを含めて２
回転目に抽出し解析して、被検物の欠陥及び回転軸の汚
れによる欠陥の影響の有無を検出する請求項５記載の筒
状物欠陥検出装置。
【請求項７】画像解析手段が２本の回転軸のうち被検
物を照射した側の回転軸の汚れを検出すると、画像解析
手段が検出した汚れをクリーニングするクリーニング手
段を有する請求項３記載の筒状物欠陥検出装置。