JPH10221012A - エッジ位置計測方法 - Google Patents
エッジ位置計測方法Info
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- JPH10221012A JPH10221012A JP2410897A JP2410897A JPH10221012A JP H10221012 A JPH10221012 A JP H10221012A JP 2410897 A JP2410897 A JP 2410897A JP 2410897 A JP2410897 A JP 2410897A JP H10221012 A JPH10221012 A JP H10221012A
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- edge
- camera
- ccd camera
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射表面の位置の変化にかかわらず、常にぼ
けの無い画像を得られるようにすること。 【解決手段】 ブレード2のエッジ2aを含む領域に直
線状にレーザー光を照射し、ブレード2をカメラ8で撮
像し、撮像画像に基づいて計測対象物のエッジ2アの位
置を計測するエッジ位置計測方法において、カメラ8の
撮像方向を、エッジ2aに対するレーザー光の入射方向
に対してほぼ90°の方向に設置してエッジ2aをカメ
ラ8で撮像する。
けの無い画像を得られるようにすること。 【解決手段】 ブレード2のエッジ2aを含む領域に直
線状にレーザー光を照射し、ブレード2をカメラ8で撮
像し、撮像画像に基づいて計測対象物のエッジ2アの位
置を計測するエッジ位置計測方法において、カメラ8の
撮像方向を、エッジ2aに対するレーザー光の入射方向
に対してほぼ90°の方向に設置してエッジ2aをカメ
ラ8で撮像する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレード、角材等
のエッジ位置を光切断法で検出する計測方法に関する。
のエッジ位置を光切断法で検出する計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、複写機においては、感光体ド
ラムの表面が帯電器により一様に帯電され、この帯電さ
れた感光体ドラムの表面が露光装置により画像情報を含
む光で露光されて画像情報に対応した静電潜像が形成さ
れ、この静電潜像が現像装置により現像されてトナー像
が感光体ドラムの表面に形成される。このトナー像は、
転写装置により用紙上に転写された後、定着装置により
用紙に定着される。また、転写後に感光体ドラムの表面
に残ったトナーは、クリーニング装置により除去され
る。
ラムの表面が帯電器により一様に帯電され、この帯電さ
れた感光体ドラムの表面が露光装置により画像情報を含
む光で露光されて画像情報に対応した静電潜像が形成さ
れ、この静電潜像が現像装置により現像されてトナー像
が感光体ドラムの表面に形成される。このトナー像は、
転写装置により用紙上に転写された後、定着装置により
用紙に定着される。また、転写後に感光体ドラムの表面
に残ったトナーは、クリーニング装置により除去され
る。
【0003】上記クリーニング装置は、感光体ドラムの
表面に押し当てられて、感光体ドラムの表面に残ったト
ナーを削り落とすクリーニングブレードを備えている。
このクリーニングブレードは、たとえば、板状ポリウレ
タンで形成されている。
表面に押し当てられて、感光体ドラムの表面に残ったト
ナーを削り落とすクリーニングブレードを備えている。
このクリーニングブレードは、たとえば、板状ポリウレ
タンで形成されている。
【0004】クリーニングブレードは、その位置や角度
により感光体ドラム表面の清掃性に大きく作用し、次サ
イクルにおけるコピー品質に大きく影響する。そのた
め、クリーニングブレードは、感光体ドラム位置に対し
て非常に精密な位置決めを必要とする重要な部品となっ
ている。このため、従来からクリーニングブレードの組
み付け位置を計測することが行われている。
により感光体ドラム表面の清掃性に大きく作用し、次サ
イクルにおけるコピー品質に大きく影響する。そのた
め、クリーニングブレードは、感光体ドラム位置に対し
て非常に精密な位置決めを必要とする重要な部品となっ
ている。このため、従来からクリーニングブレードの組
み付け位置を計測することが行われている。
【0005】たとえば、ガイドに沿って移動可能に設け
られた摺動基台に、感圧素子をその先端に仕組んだブロ
ーブが取り付けられている計測装置を使用し、感圧素子
の出力を感圧素子出力メータで監視しながらブローブを
センサが反応する位置まで押しつけ、その時の距離をス
ケールを参照して読み取るといった作業をブレード全体
で行うことによってブレードの組みつけ位置を検査して
いる。
られた摺動基台に、感圧素子をその先端に仕組んだブロ
ーブが取り付けられている計測装置を使用し、感圧素子
の出力を感圧素子出力メータで監視しながらブローブを
センサが反応する位置まで押しつけ、その時の距離をス
ケールを参照して読み取るといった作業をブレード全体
で行うことによってブレードの組みつけ位置を検査して
いる。
【0006】しかしながら、この方法では、ブローブを
ブレード全体に渡って手動で移動させながら検査を行な
う必要があるので作業に膨大な時間がかかるという問題
がある。
ブレード全体に渡って手動で移動させながら検査を行な
う必要があるので作業に膨大な時間がかかるという問題
がある。
【0007】また、他の方法として、市販されているレ
ーザーを用いた変位計により計測する方法も検討され
た。この方法では、レーザー変位計を、ブレードの長手
方向に走査することによって、ブレードの連繞した位置
計測を自動にて行うことが可能である。
ーザーを用いた変位計により計測する方法も検討され
た。この方法では、レーザー変位計を、ブレードの長手
方向に走査することによって、ブレードの連繞した位置
計測を自動にて行うことが可能である。
【0008】しかし、通常のレーザー変位計は、スポッ
ト状のレーザーを用いており、ブレードの本来の取付け
位置に対する歪みなどの欠陥を検出することは困難であ
り、また、これを可能とするためには、別方向に複数の
レーザー変位計を必要とするため、コピー機のドラム位
置等の限られた空間における計測は不可能である。
ト状のレーザーを用いており、ブレードの本来の取付け
位置に対する歪みなどの欠陥を検出することは困難であ
り、また、これを可能とするためには、別方向に複数の
レーザー変位計を必要とするため、コピー機のドラム位
置等の限られた空間における計測は不可能である。
【0009】また、図11に示すように、測定対象51
のエッジ52が伸延する方向に対して垂直にカメラ53
を設置し、その撮像方向に対して傾斜した所定の角度
α、たとえば、約45°の方向に設けられたレーザー光
源54からスリット状のレーザー光55を照射し、測定
対象51に照射されたスリット光56が描く光切断像を
カメラ53で撮像して、図12に示すような撮像画像を
得、この撮像画像に対して図13に示すように複数のウ
ィンドウ57を設定し、各ウィンドウ57において画像
中心を求めることにより、測定対象の形状や位置を計測
する光切断法が、特開平5−66117号公報、特開平
5−67200号公報、特開平7−198332号公
報、特開平7−198333号公報、特開平7−198
334号公報等により知られている。この光切断法によ
る計測では、エッジの検出が可能となるため、3次元的
な位置計測を連繞的に実施することが可能である。
のエッジ52が伸延する方向に対して垂直にカメラ53
を設置し、その撮像方向に対して傾斜した所定の角度
α、たとえば、約45°の方向に設けられたレーザー光
源54からスリット状のレーザー光55を照射し、測定
対象51に照射されたスリット光56が描く光切断像を
カメラ53で撮像して、図12に示すような撮像画像を
得、この撮像画像に対して図13に示すように複数のウ
ィンドウ57を設定し、各ウィンドウ57において画像
中心を求めることにより、測定対象の形状や位置を計測
する光切断法が、特開平5−66117号公報、特開平
5−67200号公報、特開平7−198332号公
報、特開平7−198333号公報、特開平7−198
334号公報等により知られている。この光切断法によ
る計測では、エッジの検出が可能となるため、3次元的
な位置計測を連繞的に実施することが可能である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平5
−66117号公報等に記載されているような光切断法
を使用してエッジを計測する場合には、以下のような問
題点がある。
−66117号公報等に記載されているような光切断法
を使用してエッジを計測する場合には、以下のような問
題点がある。
【0011】(1) 図14に示されるように、測定対
象52の反射表面aまたはbに対して垂直にカメラ53
を設置し、その撮像方向に対して傾斜した方向からスリ
ット状のレーザー光55を照射した場合には、カメラ5
3のレンズの焦点距離に対して測定対象52の変位が大
きい場合は画像のぼけを生じてしまい、計測精度が悪く
なってしまう。
象52の反射表面aまたはbに対して垂直にカメラ53
を設置し、その撮像方向に対して傾斜した方向からスリ
ット状のレーザー光55を照射した場合には、カメラ5
3のレンズの焦点距離に対して測定対象52の変位が大
きい場合は画像のぼけを生じてしまい、計測精度が悪く
なってしまう。
【0012】たとえば、測定対象が、反射表面aで示す
ようにカメラ53側に近接した位置にある場合には、反
射表面aからの反射光の内のカメラ53の方向に進む光
は、光路長がL1の光路を通ってカメラ53に到達す
る。一方、測定対象が、反射表面bで示すようにカメラ
53から離れた位置にある場合には、反射表面bからの
反射光の内のカメラの方向に進む光は、光路長がL2の
光路を通ってカメラに到達する。L1<L2であるた
め、反射表面の位置によって、カメラ53のレンズと反
射表面との間の距離が変化してしまう。このため、反射
表面がカメラ53のレンズの焦点深度から外れてしま
い、画像のぼけを生じる。
ようにカメラ53側に近接した位置にある場合には、反
射表面aからの反射光の内のカメラ53の方向に進む光
は、光路長がL1の光路を通ってカメラ53に到達す
る。一方、測定対象が、反射表面bで示すようにカメラ
53から離れた位置にある場合には、反射表面bからの
反射光の内のカメラの方向に進む光は、光路長がL2の
光路を通ってカメラに到達する。L1<L2であるた
め、反射表面の位置によって、カメラ53のレンズと反
射表面との間の距離が変化してしまう。このため、反射
表面がカメラ53のレンズの焦点深度から外れてしま
い、画像のぼけを生じる。
【0013】(2) 図13に示されるように、レーザ
ーの照射位置に沿って複数のウィンドウ57を設定し、
各ウィンドウ57で画像重心を求めてレーザー光の照射
位置を表す直線の式を求めているが、ウィンドウの設定
方法によって計測値が変化してしまうおそれがある。特
に、部材の表面の傷等が原因となって生じた光の位置異
常(符号56aで示す)等が存在する場合には、この位
置異常の影響を受けて、レーザー光の照射位置、すなわ
ち、スリット光56を表す直線の式を正確に求めること
が困難である。
ーの照射位置に沿って複数のウィンドウ57を設定し、
各ウィンドウ57で画像重心を求めてレーザー光の照射
位置を表す直線の式を求めているが、ウィンドウの設定
方法によって計測値が変化してしまうおそれがある。特
に、部材の表面の傷等が原因となって生じた光の位置異
常(符号56aで示す)等が存在する場合には、この位
置異常の影響を受けて、レーザー光の照射位置、すなわ
ち、スリット光56を表す直線の式を正確に求めること
が困難である。
【0014】そこで本発明は、反射表面の位置の変化に
かかわらず、常にぼけの無い画像を得られるようにする
ことを課題とする。また、本発明は、不要反射光の影響
を除去してエッジの位置を正確に計測できるようにする
ことを課題とする。
かかわらず、常にぼけの無い画像を得られるようにする
ことを課題とする。また、本発明は、不要反射光の影響
を除去してエッジの位置を正確に計測できるようにする
ことを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、カメラの位置
をレーザー入射角に対し90°を含む範囲において角度
を可変に構成し、さらにレーザー光の形状を楕円形ドッ
トの並んだ点線状に照射する。
をレーザー入射角に対し90°を含む範囲において角度
を可変に構成し、さらにレーザー光の形状を楕円形ドッ
トの並んだ点線状に照射する。
【0016】
【作用】カメラの位置をレーザー入射角に対し90°に
設定できるようにすることで、エッジの位置が変化した
場合でも、カメラと反射位置との間の距離は変化しな
い。したがってカメラの焦点深度に関係なく、常に焦点
が合った状態でエッジを撮像することができ、画像のぼ
けを防止することが可能となる。
設定できるようにすることで、エッジの位置が変化した
場合でも、カメラと反射位置との間の距離は変化しな
い。したがってカメラの焦点深度に関係なく、常に焦点
が合った状態でエッジを撮像することができ、画像のぼ
けを防止することが可能となる。
【0017】また、レーザーの反射スポット形状を楕円
ドット列形状とし、それぞれの位置を統計的に処理する
ことで表面の傷等の影響を受けにくくなり、高精度なエ
ッジ計測が可能となる。
ドット列形状とし、それぞれの位置を統計的に処理する
ことで表面の傷等の影響を受けにくくなり、高精度なエ
ッジ計測が可能となる。
【0018】
【実施例】以下、本発明のエッジ位置計測方法の実施例
について説明する。なお、本実施例においては、コピー
機において、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニン
グブレードのエッジ位置を検査するための計測装置を例
に挙げて説明する。
について説明する。なお、本実施例においては、コピー
機において、感光体ドラムの表面を清掃するクリーニン
グブレードのエッジ位置を検査するための計測装置を例
に挙げて説明する。
【0019】図1は、本発明のエッジ位置計測方法を実
施するためのエッジ位置計測装置の原理的な構成を示す
模式図である。
施するためのエッジ位置計測装置の原理的な構成を示す
模式図である。
【0020】図1に示すエッジ位置計測装置1は、クリ
ーニングブレード2に対向して配置される感光体ドラム
が取り付られるべき空間の感光体ドラムの表面位置の近
傍に配置される。すなわち、本実施例においては、コピ
ー機に感光体ドラムが取り付けられる前に、本来は感光
体ドラムが取付られる位置に、感光体ドラムの代わりに
エッジ位置計測装置1が取り付けられる。
ーニングブレード2に対向して配置される感光体ドラム
が取り付られるべき空間の感光体ドラムの表面位置の近
傍に配置される。すなわち、本実施例においては、コピ
ー機に感光体ドラムが取り付けられる前に、本来は感光
体ドラムが取付られる位置に、感光体ドラムの代わりに
エッジ位置計測装置1が取り付けられる。
【0021】図2は、図1に示すエッジ位置計測装置1
をコピー機に取り付け構造を示す模式図である。コピー
機のハウジング11の側板12a,12bには、感光体
ドラムを回転自在に支持するための貫通孔13a,13
bが形成されている。本実施例においては、この感光体
ドラムを回転自在に支持するための貫通孔13a,13
bを利用してエッジ位置計測装置1をコピー機に対して
取り付けている。
をコピー機に取り付け構造を示す模式図である。コピー
機のハウジング11の側板12a,12bには、感光体
ドラムを回転自在に支持するための貫通孔13a,13
bが形成されている。本実施例においては、この感光体
ドラムを回転自在に支持するための貫通孔13a,13
bを利用してエッジ位置計測装置1をコピー機に対して
取り付けている。
【0022】エッジ位置計測装置1(図2では図示せ
ず)は取付板15a,15bを介して治具板14に取り
付けられており、治具板14の両端に設けられた取付板
15a,15bは、位置決めピン16a,16bを、取
付板15a,15bに形成された取付孔17a,17b
を貫通して設けられたハウジング取付用筒状体25の取
り付け孔25aに嵌合することにより、ハウジング11
の側板12a,12bに対して固定される。クリーニン
グブレード2はハウジング11に固定されているので、
コピー機のハウジング11に対してエッジ位置計測装置
は正確に位置決めされることになる。本実施例において
は、コピー機の測定基準位置であるハウジング11の下
端部と、エッジ位置計測装置1の測定基準位置である治
具板14の底面が一致するように、各部の寸法が設定さ
れている。すなわち、ハウジング11の下端部から感光
体ドラムの中心軸が通過する貫通孔13a,13bの中
心までの高さLが、治具板14の底面から中心から貫通
孔13a,13bの中心までの高さと等しくなるように
設定されている。
ず)は取付板15a,15bを介して治具板14に取り
付けられており、治具板14の両端に設けられた取付板
15a,15bは、位置決めピン16a,16bを、取
付板15a,15bに形成された取付孔17a,17b
を貫通して設けられたハウジング取付用筒状体25の取
り付け孔25aに嵌合することにより、ハウジング11
の側板12a,12bに対して固定される。クリーニン
グブレード2はハウジング11に固定されているので、
コピー機のハウジング11に対してエッジ位置計測装置
は正確に位置決めされることになる。本実施例において
は、コピー機の測定基準位置であるハウジング11の下
端部と、エッジ位置計測装置1の測定基準位置である治
具板14の底面が一致するように、各部の寸法が設定さ
れている。すなわち、ハウジング11の下端部から感光
体ドラムの中心軸が通過する貫通孔13a,13bの中
心までの高さLが、治具板14の底面から中心から貫通
孔13a,13bの中心までの高さと等しくなるように
設定されている。
【0023】エッジ位置計測装置1は3組の計測ユニッ
トが内蔵されており、クリーニングブレード2の長手方
向に関して異なった位置P1,P2,P3に対応する位
置に配置されている。なお、3組の計測ユニットを使用
するのは、後述するように、クリーニングブレード2の
傾斜或いは曲がりを検出するためである。但し、図1に
おいては、計測ユニットを1組のみ図示している。
トが内蔵されており、クリーニングブレード2の長手方
向に関して異なった位置P1,P2,P3に対応する位
置に配置されている。なお、3組の計測ユニットを使用
するのは、後述するように、クリーニングブレード2の
傾斜或いは曲がりを検出するためである。但し、図1に
おいては、計測ユニットを1組のみ図示している。
【0024】図3は、1組の計測ユニット部分の詳細を
示す模式図である。計測ユニットは、半導体レーザーか
らなるレーザー光源3と、このレーザー光源3を駆動す
るレーザー駆動装置4と、レーザー光源3からの楕円光
を直線光に変換するとともに焦点距離を決定するシリン
ドリカルレンズ5と、シリンドリカルレンズ5からの幅
が10μm程度に絞られた直線状のレーザー光を、複数
のドットを列状に並ベたドット列状のレーザー光に変換
するための複数のスリットが形成されたスリット板6
と、スリット板6を通過したレーザー光を反射してクリ
ーニングブレード2のエッジ2aを含む領域にエッジ2
aの延長方向に対して所定の角度で照射するためのミラ
ー7と、レーザー光が照射されたエッジ2aを含む領域
を撮像するCCDカメラ8等を備えている。上記シリン
ドリカルレンズ5は、レーザー光源3の前方に設けられ
た筒体3aにより支持されている。また、CCDカメラ
8の前方にはレンズ8aが配置されている。
示す模式図である。計測ユニットは、半導体レーザーか
らなるレーザー光源3と、このレーザー光源3を駆動す
るレーザー駆動装置4と、レーザー光源3からの楕円光
を直線光に変換するとともに焦点距離を決定するシリン
ドリカルレンズ5と、シリンドリカルレンズ5からの幅
が10μm程度に絞られた直線状のレーザー光を、複数
のドットを列状に並ベたドット列状のレーザー光に変換
するための複数のスリットが形成されたスリット板6
と、スリット板6を通過したレーザー光を反射してクリ
ーニングブレード2のエッジ2aを含む領域にエッジ2
aの延長方向に対して所定の角度で照射するためのミラ
ー7と、レーザー光が照射されたエッジ2aを含む領域
を撮像するCCDカメラ8等を備えている。上記シリン
ドリカルレンズ5は、レーザー光源3の前方に設けられ
た筒体3aにより支持されている。また、CCDカメラ
8の前方にはレンズ8aが配置されている。
【0025】上記レーザー光源3、シリンドリカルレン
ズ5、スリット板6、ミラー7、CCDカメラ8等は、
保持板18に取り付けられている。他の計測ユニットも
同様に同じ保持板18に取り付けられている。また、C
CDカメラ8は取付板19に固定されており、この取付
板19を、保持板18に測定箇所を中心として円弧条に
形成された取付溝20,21に取付ねじ22,23によ
り固定されている。これにより、CCDカメラ8は測定
箇所を中心として撮像角度を変えることが可能となる。
ズ5、スリット板6、ミラー7、CCDカメラ8等は、
保持板18に取り付けられている。他の計測ユニットも
同様に同じ保持板18に取り付けられている。また、C
CDカメラ8は取付板19に固定されており、この取付
板19を、保持板18に測定箇所を中心として円弧条に
形成された取付溝20,21に取付ねじ22,23によ
り固定されている。これにより、CCDカメラ8は測定
箇所を中心として撮像角度を変えることが可能となる。
【0026】上記保持板18の軸方向の両端部には、ベ
アリングを内蔵した回転支持板24が取り付けられてお
り、この回転支持板24の回転中心にはハウジング取付
用筒状体25が取り付けられている。このハウジング取
付用筒状体25は、ハウジング11の側板12a,12
bの貫通孔13a,13bに取り付けられるべき感光体
ドラムA(図3において破線で示す)の軸と同じ外径を
有している。このハウジング取付用筒状体25の軸中心
は、取付治具26の基準位置である治具板14の底面か
ら高さLの位置にある。
アリングを内蔵した回転支持板24が取り付けられてお
り、この回転支持板24の回転中心にはハウジング取付
用筒状体25が取り付けられている。このハウジング取
付用筒状体25は、ハウジング11の側板12a,12
bの貫通孔13a,13bに取り付けられるべき感光体
ドラムA(図3において破線で示す)の軸と同じ外径を
有している。このハウジング取付用筒状体25の軸中心
は、取付治具26の基準位置である治具板14の底面か
ら高さLの位置にある。
【0027】ここで、本実施例においては、CCDカメ
ラ8の撮像方向が、エッジ2aに対するレーザー光の入
射方向に対し90°の方向となるようにCCDカメラ8
を設置している。また、前述したように、CCDカメラ
8の撮像方向を、エッジ2aに対するレーザーの入射方
向に対して可変できるようになっている。
ラ8の撮像方向が、エッジ2aに対するレーザー光の入
射方向に対し90°の方向となるようにCCDカメラ8
を設置している。また、前述したように、CCDカメラ
8の撮像方向を、エッジ2aに対するレーザーの入射方
向に対して可変できるようになっている。
【0028】また、CCDカメラ8の出力は、画像処理
装置9に供給され、後述する所定の画像処理が施され、
所定の計測データが求められる。この計測データは、パ
ーソナルコンピュータ10に供給されて、後述する演算
処理により目的とするエッジ部の位置が求められる。
装置9に供給され、後述する所定の画像処理が施され、
所定の計測データが求められる。この計測データは、パ
ーソナルコンピュータ10に供給されて、後述する演算
処理により目的とするエッジ部の位置が求められる。
【0029】以下、上述したエッジ位置計測装置1を使
用して、計測対象であるクリーニングブレード2のエッ
ジ2aの位置を計測する手順について説明する。
用して、計測対象であるクリーニングブレード2のエッ
ジ2aの位置を計測する手順について説明する。
【0030】レーザー駆動装置4により駆動されるレー
ザー光源3からのレーザー光は、シリンドリカルレンズ
5により絞られ、更に、スリット板6を通過して長方形
のドット列状のレーザー光に変換される。このドット列
状のレーザー光は、可動ミラー7で反射されてクリーニ
ングブレード2のエッジ2aの計測すべき箇所に、エッ
ジ2aの伸延方向に対して所定の角度、たとえば、45
°で照射される。
ザー光源3からのレーザー光は、シリンドリカルレンズ
5により絞られ、更に、スリット板6を通過して長方形
のドット列状のレーザー光に変換される。このドット列
状のレーザー光は、可動ミラー7で反射されてクリーニ
ングブレード2のエッジ2aの計測すべき箇所に、エッ
ジ2aの伸延方向に対して所定の角度、たとえば、45
°で照射される。
【0031】図4に示すように、このエッジ2aに対し
て照射されたレーザー光の正反射光軸、すなわち、エッ
ジ2aの面からの角度が45°、すなわち、入射レーザ
ー光の光軸に対し90°の軸上にCCDカメラ8が設置
されており、CCDカメラ8による撮像画像に基づいて
クリーニングブレード2のエッジ2aの位置を計測して
いる。ここで計測している項目は、主にドラムからの距
離(実際には、ドラムに見立てた検査装置からの距離)
であり、その距離の変化は、図5に示すように、CCD
カメラ8による撮像画面上では、レーザー光の見える位
置(本実施例では撮像画面の左右位置)の移動距離で表
れる。すなわち、レーザー光は、図4において左上方向
から照射されているので、クリーニングブレード2が上
方向に変位している場合には、レーザー光の照射位置
は、図5において左側に移動し、クリーニングブレード
2が下方向に変位している場合には右側に移動する。
て照射されたレーザー光の正反射光軸、すなわち、エッ
ジ2aの面からの角度が45°、すなわち、入射レーザ
ー光の光軸に対し90°の軸上にCCDカメラ8が設置
されており、CCDカメラ8による撮像画像に基づいて
クリーニングブレード2のエッジ2aの位置を計測して
いる。ここで計測している項目は、主にドラムからの距
離(実際には、ドラムに見立てた検査装置からの距離)
であり、その距離の変化は、図5に示すように、CCD
カメラ8による撮像画面上では、レーザー光の見える位
置(本実施例では撮像画面の左右位置)の移動距離で表
れる。すなわち、レーザー光は、図4において左上方向
から照射されているので、クリーニングブレード2が上
方向に変位している場合には、レーザー光の照射位置
は、図5において左側に移動し、クリーニングブレード
2が下方向に変位している場合には右側に移動する。
【0032】このとき、本実施例においては、図6に示
すように、CCDカメラ8の撮像方向をレーザー光の入
射方向に対し90°の方向に設置しているので、測定対
象が反射表面aで示すようにCCDカメラ8側に近接し
た位置にある場合の反射位置からCCDカメラ8迄の光
路長L3と、測定対象が反射表面bで示すようにCCD
カメラ8から離れた位置にある場合の反射位置からCC
Dカメラ8迄の光路長L4が等しくなるので、カメラ8
のレンズの焦点は1か所に合わせておけばよい。測定対
象であるブレードの変位は3mmを越える場合があり、
従来のカメラ位置では、レンズの焦点深度を越えてしま
い、画像がぼけてしまう心配があったが、本実施例によ
れば、焦点距離が一定となるので、常にぼけのない画像
を撮像することができる。
すように、CCDカメラ8の撮像方向をレーザー光の入
射方向に対し90°の方向に設置しているので、測定対
象が反射表面aで示すようにCCDカメラ8側に近接し
た位置にある場合の反射位置からCCDカメラ8迄の光
路長L3と、測定対象が反射表面bで示すようにCCD
カメラ8から離れた位置にある場合の反射位置からCC
Dカメラ8迄の光路長L4が等しくなるので、カメラ8
のレンズの焦点は1か所に合わせておけばよい。測定対
象であるブレードの変位は3mmを越える場合があり、
従来のカメラ位置では、レンズの焦点深度を越えてしま
い、画像がぼけてしまう心配があったが、本実施例によ
れば、焦点距離が一定となるので、常にぼけのない画像
を撮像することができる。
【0033】また、本実施例においては、レーザー光源
3から出たレーザー光は、シンドリカルレンズ5によっ
て絞られ、さらにスリット板6を通ることにより長方形
のドット列となる。図7は、ブレード2のエッジ2aに
ドット列状のレーザー光を照射したときの撮像画像を示
す。但し、実際には照射されて対象物に当たった時に光
が散乱し、図7において、円Aで囲まれた部分を拡大し
て示すように、楕円形の光となって見える。また、ブレ
ード2に傷があったような場合には、符号Bで示される
ような、レーザー光の照射位置のずれを生じる。
3から出たレーザー光は、シンドリカルレンズ5によっ
て絞られ、さらにスリット板6を通ることにより長方形
のドット列となる。図7は、ブレード2のエッジ2aに
ドット列状のレーザー光を照射したときの撮像画像を示
す。但し、実際には照射されて対象物に当たった時に光
が散乱し、図7において、円Aで囲まれた部分を拡大し
て示すように、楕円形の光となって見える。また、ブレ
ード2に傷があったような場合には、符号Bで示される
ような、レーザー光の照射位置のずれを生じる。
【0034】CCDカメラ8からの撮像信号は画像処理
装置9に送られ、この撮像画像は、個々のドットが画像
処理装置9にてラベリング処理され、それぞれのドット
の重心が算出されるとともに、それぞれのドットの形状
が測定される。次に、これらの情報に基づいて、ブレー
ドのエッジの位置が計測される。なお、ドットの重心を
算出する処理及びドットの形状を測定する処理は、画像
処理の分野では周知の技術であるので、ここでは詳細に
は説明しない。
装置9に送られ、この撮像画像は、個々のドットが画像
処理装置9にてラベリング処理され、それぞれのドット
の重心が算出されるとともに、それぞれのドットの形状
が測定される。次に、これらの情報に基づいて、ブレー
ドのエッジの位置が計測される。なお、ドットの重心を
算出する処理及びドットの形状を測定する処理は、画像
処理の分野では周知の技術であるので、ここでは詳細に
は説明しない。
【0035】以下、ブレードのエッジの位置を計測する
ステップを詳細に述べる。
ステップを詳細に述べる。
【0036】ステップ1: 画像処理装置9で得られた
各ドットの重心データ及び形状データをパーソナルコン
ピュータ10に転送し、図8に示されるような複数のド
ット・・・,Dn-2,Dn-1,Dn,Dn+1,Dn+2,D
n+3,Dn+4,・・・から構成される折れ線を、2本の直
線の成分に分解する。この作業は、各ドットの等価楕円
を計算し、この等価楕円から楕円の長軸ALの方向を求
め、この長軸ALの方向を統計処理することにより行わ
れる。そして、楕円長軸方向の角度が変わる位置、すな
わち、ブレードにおける面PA−エッジE−面PAの変
化を調べている。これにより大まかなエッジ位置を算出
し、各面PA,PBにおける2本の直線を構成するドッ
トに分類できる。図8に示される例においては、面PA
にドット・・・,Dn-2,Dn-1,Dn,Dn+1,Dn+2が
含まれており、面PBにドットDn+ 3,Dn+4,・・・が
含まれている。なお、図8においては、説明を簡単にす
るために、ドットの形状と等価楕円の形状が等しいもの
としている。
各ドットの重心データ及び形状データをパーソナルコン
ピュータ10に転送し、図8に示されるような複数のド
ット・・・,Dn-2,Dn-1,Dn,Dn+1,Dn+2,D
n+3,Dn+4,・・・から構成される折れ線を、2本の直
線の成分に分解する。この作業は、各ドットの等価楕円
を計算し、この等価楕円から楕円の長軸ALの方向を求
め、この長軸ALの方向を統計処理することにより行わ
れる。そして、楕円長軸方向の角度が変わる位置、すな
わち、ブレードにおける面PA−エッジE−面PAの変
化を調べている。これにより大まかなエッジ位置を算出
し、各面PA,PBにおける2本の直線を構成するドッ
トに分類できる。図8に示される例においては、面PA
にドット・・・,Dn-2,Dn-1,Dn,Dn+1,Dn+2が
含まれており、面PBにドットDn+ 3,Dn+4,・・・が
含まれている。なお、図8においては、説明を簡単にす
るために、ドットの形状と等価楕円の形状が等しいもの
としている。
【0037】ステップ2: 各面PA,PBにおける直
線を構成するドット群より、多変量解析を用いて2本の
直線の式を算出する。その計算方法は、以下の順で行
う。
線を構成するドット群より、多変量解析を用いて2本の
直線の式を算出する。その計算方法は、以下の順で行
う。
【0038】1.それぞれの面PA,PBのドットを用
いて最小二乗法による近似直線LA,LBを算出する。
いて最小二乗法による近似直線LA,LBを算出する。
【0039】2.それぞれの面PA,PBにおいて、算
出された直線LA,LBと算出するのに用いたドットの
中心Gとの間の距離dを求め、その分布を計算する。
出された直線LA,LBと算出するのに用いたドットの
中心Gとの間の距離dを求め、その分布を計算する。
【0040】3.計算される分布より、±2σ以上のド
ットに関して除いた状態で再度最小二乗法を実施し、近
似直線を求める。この作業によりブレード表面の傷等に
よるレーザーのドット位置のずれた点、すなわち特異点
の影響を排除し、安定した直線を求めることが可能とな
る。図8に示す例では、ドットDn-1が特異点として排
除される。
ットに関して除いた状態で再度最小二乗法を実施し、近
似直線を求める。この作業によりブレード表面の傷等に
よるレーザーのドット位置のずれた点、すなわち特異点
の影響を排除し、安定した直線を求めることが可能とな
る。図8に示す例では、ドットDn-1が特異点として排
除される。
【0041】図9は、特異点の除去による近似直線の精
度向上の原理を示す説明図である。いま、ドットDm,
Dm+1,Dm+2,Dm+3,Dm+4,Dm+5から直線を近似す
る場合を考えると、ドットDm+4の位置が傷等の理由に
より、本来の位置から大幅にずれているような場合に
は、単純に最小二乗法を適用して近似直線を求めると、
符号L1に示すように、本来の直線から外れた近似直線
となってしまう。これに対して、本実施例においては、
ドットDm+4を除外して最小二乗法を適用して近似直線
を求めると、符号L2に示すように、本来の直線と一致
した近似直線が得られる。
度向上の原理を示す説明図である。いま、ドットDm,
Dm+1,Dm+2,Dm+3,Dm+4,Dm+5から直線を近似す
る場合を考えると、ドットDm+4の位置が傷等の理由に
より、本来の位置から大幅にずれているような場合に
は、単純に最小二乗法を適用して近似直線を求めると、
符号L1に示すように、本来の直線から外れた近似直線
となってしまう。これに対して、本実施例においては、
ドットDm+4を除外して最小二乗法を適用して近似直線
を求めると、符号L2に示すように、本来の直線と一致
した近似直線が得られる。
【0042】4.以上により求められる2直線LA,L
Bによってエッジ位置、すなわち、2直線LA,LBの
交点PEを求める。
Bによってエッジ位置、すなわち、2直線LA,LBの
交点PEを求める。
【0043】ステップ3: 3組のカメラとレーザー光
源による頂点位置計測により、ブレードの3か所で頂点
位置を計測する。本実施例においては、コピー機の前面
から見て、手前、中央、奥の3点で頂点位置を計測す
る。このとき、3点を結ぶ線が直線であり、且つ、この
直線が感光体ドラムの表面に対して平行である時には、
ブレードが正しく取り付けられていると判断する。ま
た、3点を結ぶ線が直線であるが、感光体ドラムの表面
に対して傾斜している場合には、その傾きを記憶し表示
して、この傾きを参照してブレードの取り付けを再度行
なう。また更に、3点を結ぶ線が直線でない場合には、
ブレードが歪んでいる、或いは、先に説明した特異点の
排除処理では排除できなかった傷がブレードに存在する
ことが考えられるので、ブレードの単体検査を行なう。
源による頂点位置計測により、ブレードの3か所で頂点
位置を計測する。本実施例においては、コピー機の前面
から見て、手前、中央、奥の3点で頂点位置を計測す
る。このとき、3点を結ぶ線が直線であり、且つ、この
直線が感光体ドラムの表面に対して平行である時には、
ブレードが正しく取り付けられていると判断する。ま
た、3点を結ぶ線が直線であるが、感光体ドラムの表面
に対して傾斜している場合には、その傾きを記憶し表示
して、この傾きを参照してブレードの取り付けを再度行
なう。また更に、3点を結ぶ線が直線でない場合には、
ブレードが歪んでいる、或いは、先に説明した特異点の
排除処理では排除できなかった傷がブレードに存在する
ことが考えられるので、ブレードの単体検査を行なう。
【0044】このように、頂点位置計測によりドラムか
らの距離、ブレードの歪み、さらにブレード表面の傷等
の情報を得ることが可能となる。
らの距離、ブレードの歪み、さらにブレード表面の傷等
の情報を得ることが可能となる。
【0045】上述したように、本発明によれば、高精度
のエッジ位置計測を実施することが可能となる。たとえ
ば、上記ステップ1において、エッジ位置のハレーショ
ン等による大きなノイズが発生していたとしても、以降
の多変量解析によりその影響はほとんど取り除かれる。
従って、本発明によれば、非常にノイズ等に強い計測が
可能であり、計測の信頼性も大幅に向上する。
のエッジ位置計測を実施することが可能となる。たとえ
ば、上記ステップ1において、エッジ位置のハレーショ
ン等による大きなノイズが発生していたとしても、以降
の多変量解析によりその影響はほとんど取り除かれる。
従って、本発明によれば、非常にノイズ等に強い計測が
可能であり、計測の信頼性も大幅に向上する。
【0046】また、本発明による実施例では、先に説明
したように、カメラのレーザー入射光に対する角度を可
変できるような構造としている。これにより、計測倍率
(分解能)を変化させることが可能となる。たとえば、
図10に示すように、CCDカメラ8の撮像方向を、レ
ーザー光源3からのレーザー光の入射方向に対し90°
から90°+θの方向に変化させると、ブレードの反射
表面aと反射表面bとの間の変位量が同じであっても、
撮像画像における変位量はS1からS2に変化する。S
1>S2であるので、計測倍率は低下する。カメラの撮
像方向をレーザーの入射方向に対し90°から、大幅に
変化させると撮像点とカメラとの間の距離に差が生じる
ので、たとえば、焦点深度が1mmであり、ブレード位
置の変動幅が3.5mmである場合には、θの値は±1
0°以内であることが望ましい。この範囲内であれば、
本発明の特徴である「画像のぼけがでない」という効果
を損なうことなく、計測倍率(分解能)を変化させるこ
とが可能となり、計測対象(機種)別のあらゆる製品の
仕様に対して簡単に設定が可能となった。これにより同
一装置による異製品の一括計測が容易になり、多品種少
量生産への対応能力も格段に向上する。但し、θの値
は、レンズ倍率、計測範囲によって変わるものであり、
この値に限定されるものではない。
したように、カメラのレーザー入射光に対する角度を可
変できるような構造としている。これにより、計測倍率
(分解能)を変化させることが可能となる。たとえば、
図10に示すように、CCDカメラ8の撮像方向を、レ
ーザー光源3からのレーザー光の入射方向に対し90°
から90°+θの方向に変化させると、ブレードの反射
表面aと反射表面bとの間の変位量が同じであっても、
撮像画像における変位量はS1からS2に変化する。S
1>S2であるので、計測倍率は低下する。カメラの撮
像方向をレーザーの入射方向に対し90°から、大幅に
変化させると撮像点とカメラとの間の距離に差が生じる
ので、たとえば、焦点深度が1mmであり、ブレード位
置の変動幅が3.5mmである場合には、θの値は±1
0°以内であることが望ましい。この範囲内であれば、
本発明の特徴である「画像のぼけがでない」という効果
を損なうことなく、計測倍率(分解能)を変化させるこ
とが可能となり、計測対象(機種)別のあらゆる製品の
仕様に対して簡単に設定が可能となった。これにより同
一装置による異製品の一括計測が容易になり、多品種少
量生産への対応能力も格段に向上する。但し、θの値
は、レンズ倍率、計測範囲によって変わるものであり、
この値に限定されるものではない。
【0047】
(1)レーザー光の入射光軸に対しカメラの撮像角度を
90°に設定することによって、ブレードのエッジ位置
がカメラのレンズの焦点深度に関係なく、常に焦点が合
った状態で計測が可能となる。従って、一般的に行われ
ている光切断法と比較し、広い計測範囲を持つことが可
能である。
90°に設定することによって、ブレードのエッジ位置
がカメラのレンズの焦点深度に関係なく、常に焦点が合
った状態で計測が可能となる。従って、一般的に行われ
ている光切断法と比較し、広い計測範囲を持つことが可
能である。
【0048】(2)カメラの角度を可変させることによ
り、別個の装置を設けることなくカメラの倍率を変更さ
せることができるため、焦点ぼけが生じない範囲であれ
ば、計測分解能を変えることが可能である。これによ
り、計測対象に対して有効な分解能を個々に設定するこ
とが容易となる。
り、別個の装置を設けることなくカメラの倍率を変更さ
せることができるため、焦点ぼけが生じない範囲であれ
ば、計測分解能を変えることが可能である。これによ
り、計測対象に対して有効な分解能を個々に設定するこ
とが容易となる。
【0049】(3)レーザー光を複数のドットを列状に
並ベた形のレーザー光にすることにより、各ドット位置
を使った多変量解析を行うことができ、統計的な処理を
行なうことで、ノイズなどの影響を受けにくい高精度な
解析が可能となる。
並ベた形のレーザー光にすることにより、各ドット位置
を使った多変量解析を行うことができ、統計的な処理を
行なうことで、ノイズなどの影響を受けにくい高精度な
解析が可能となる。
【図1】 本発明のエッジ位置計測方法を実施するため
のエッジ位置計測装置の原理的な構成を示す模式図であ
る。
のエッジ位置計測装置の原理的な構成を示す模式図であ
る。
【図2】 図1に示すエッジ位置計測装置1をコピー機
に取り付け構造を示す模式図である。
に取り付け構造を示す模式図である。
【図3】 1組の計測ユニット部分の詳細を示す模式図
である。
である。
【図4】 レーザー光の入射軸とCCDカメラの撮像方
向との関係を示す説明図である。
向との関係を示す説明図である。
【図5】 CCDカメラによる撮像画面を示す説明図で
ある。
ある。
【図6】 撮像画像にぼけが発生しないことを示す説明
図である。
図である。
【図7】 ブレード2のエッジ2aにドット列状のレー
ザー光を照射したときの撮像画像を示す説明図である。
ザー光を照射したときの撮像画像を示す説明図である。
【図8】 ブレードのエッジの位置を計測する原理を示
す説明図である。
す説明図である。
【図9】 特異点の除去による近似直線の精度向上の原
理を示す説明図である。
理を示す説明図である。
【図10】 カメラのレーザー入射光に対する角度を可
変することによる計測倍率の変更の原理を示す説明図で
ある。
変することによる計測倍率の変更の原理を示す説明図で
ある。
【図11】 従来の光切断法によるエッジ位置計測方法
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図12】 従来の光切断法による撮像画像を示す説明
図である。
図である。
【図13】 従来の光切断法における複数のウィンドウ
の設定状態を示す説明図である。
の設定状態を示す説明図である。
【図14】 従来の光切断法において撮像画像にぼけが
発生することを示す説明図である。
発生することを示す説明図である。
1…エッジ位置計測装置、2…クリーニングブレード、
3…レーザー光源、4…レーザー駆動装置、5…シリン
ドリカルレンズ、6…スリット板、7…可動ミラー、8
…CCDカメラ、9…画像処理装置、10…パーソナル
コンピュータ、11…ハウジング、12a,12b…側
板、13a,13b…貫通孔、14…治具板、15a,
15b…取付板、16a,16b…位置決めピン、17
a,17b…取付孔、18…保持板、19…取付板、2
0,21…取付溝、22,23…取付ねじ、24…回転
支持板、25…ハウジング取付用筒状体、26…取付治
具
3…レーザー光源、4…レーザー駆動装置、5…シリン
ドリカルレンズ、6…スリット板、7…可動ミラー、8
…CCDカメラ、9…画像処理装置、10…パーソナル
コンピュータ、11…ハウジング、12a,12b…側
板、13a,13b…貫通孔、14…治具板、15a,
15b…取付板、16a,16b…位置決めピン、17
a,17b…取付孔、18…保持板、19…取付板、2
0,21…取付溝、22,23…取付ねじ、24…回転
支持板、25…ハウジング取付用筒状体、26…取付治
具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 秀勝 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 計測対象物のエッジを含む領域に直線状
にレーザー光を照射し、前記エッジをカメラで撮像し、
撮像画像に基づいて計測対象物のエッジの位置を計測す
るエッジ位置計測方法において、 前記カメラの撮像方向を、前記エッジに対するレーザー
光の入射方向に対してほぼ90°の方向に設置して前記
エッジを前記カメラで撮像することを特徴とするエッジ
位置計測方法。 - 【請求項2】 前記カメラの撮像方向を、前記エッジに
対するレーザー光の入射方向に対して90°の方向から
ずらして前記エッジを前記カメラで撮像することを特徴
とする請求項1記載のエッジ位置計測方法。 - 【請求項3】 複数のドットを列状に並ベた形のレーザ
ー光を使用して計測対象物のエッジを含む領域を照射
し、 前記カメラから得られた撮像画像に含まれる各ドットに
ついてその重心を求め、 各ドットの重心位置から各ドットから構成される前記エ
ッジを通る二つの直線の式を求め、 前記直線と前記各ドットとの間の距離を求め、 前記距離が所定の値よりも大きなドットを特異点として
除き、 特異点を除いた各ドットから直線補間によりエッジを通
る二つの直線の式を新たに求め、 新たに求められた二つの直線の交差点をエッジ位置とし
て求めることを特徴とする請求項1記載のエッジ位置計
測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2410897A JPH10221012A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | エッジ位置計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2410897A JPH10221012A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | エッジ位置計測方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10221012A true JPH10221012A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12129153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2410897A Pending JPH10221012A (ja) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | エッジ位置計測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10221012A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103884277A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-25 | 杭州电子科技大学 | 非透明介质的边缘检测装置 |
WO2019220955A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 吉野石膏株式会社 | 検査装置、板状物の製造装置、検査方法、板状物の製造方法 |
-
1997
- 1997-02-06 JP JP2410897A patent/JPH10221012A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103884277A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-25 | 杭州电子科技大学 | 非透明介质的边缘检测装置 |
WO2019220955A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 吉野石膏株式会社 | 検査装置、板状物の製造装置、検査方法、板状物の製造方法 |
US12103196B2 (en) | 2018-05-14 | 2024-10-01 | Yoshino Gypsum Co., Ltd. | Inspection apparatus, plate-shaped object manufacturing apparatus, inspection method, and plate-shaped object manufacturing method |
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