(57)【要約】【課題】ロール表面の凹凸がベルト状被検査体上にノイズとして表れることを防ぎ、高感度な検出を行う表面検査装置を提供する。【解決手段】ベルト状の被検査体である感光体ベルト１を張架する駆動ロール２と従動ロール３と、感光体ベルト１の表面に照射光を出射する光源６と、照射光による感光体ベルト１表面からの反射光を受光するラインセンサ８と、を備えた表面欠陥検査装置において、感光体ベルト１を裏面から押圧して感光体ベルト１に張力を付与するアイドルロール対２１を備え、アイドルロール対２１による張力付与位置を、ラインセンサ８の受光視野Ｖを挟むように近接配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト状の被検査体を張架する支持手段と、前記被検査体の表面に照射光を出射する光源と、前記照射光による前記被検査体表面からの反射光を受光する受光手段と、を備えた表面欠陥検査装置において、
前記被検査体を裏面から押圧して前記被検査体に張力を付与する張力付与手段を備え、
前記張力付与手段による張力付与位置を、前記受光手段の受光視野位置を挟むように近接配置したことを特徴とする表面欠陥検査装置。
【請求項２】
前記張力付与手段は、一対のアイドルロールであることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項３】
前記張力付与手段は、張力付与位置間に溝部を備えた低摩擦係数の押圧部材であることを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項４】
前記被検査体に接触する前記押圧部材のエッジ部分を面取り加工したことを特徴とする請求項３に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項５】
前記被検査体は無端状のベルトであり、前記支持手段は前記被検査体を回転自在に張架することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の表面欠陥検査装置。
【請求項６】
前記受光手段からの信号に基づいて前期被検査体の表面欠陥の有無を判定する画像処理部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の表面欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザプリンタ等の電子写真方式の事務機器に用いられるベルト状部品の表面検査装置に関する。本発明は上記以外にも、シート状、ウェブ状部品の検査装置にも応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の事務機器に用いられる感光体ドラム、定着ローラ、帯電ローラ、及び現像ローラ等のローラ部品や、転写ベルト等のベルト状部品は、印字画像品質を左右する重要な部品である。従来、このような部品の検査は、人による目視検査が行われてきた。しかし、目視検査では、人件費の増大、検査品質のバラつき等の問題があり、ラインセンサと画像処理装置を用いた表面欠陥検査装置により検査が自動化されている。
このようなベルト状部品の表面を検査する表面欠陥検査装置の従来例として、特許文献１に記載の装置があげられる。特許文献１の図２には、被検査体である感光体ベルトを二本の円筒部材で張架し、一方の円筒部材上の感光体ベルト周面に線形のランプで光を照射し、感光体ベルトで反射された反射光をラインセンサで受光して感光体ベルトの表面検査を行う表面欠陥検査装置が記載されている。
また、他の従来例として、特許文献２に記載の装置があげられる。特許文献２の図１には、被検査体である転写ベルトを３本の円筒部材（２本のガイドロールと１本のテンションロール）で張架するとともに、アイドルロールで転写ベルトの表面を僅かに突出させ、突出したアイドルロールの頂点にラインセンサの受光視野を設定した表面欠陥検査装置が記載されている。
【特許文献１】特開平３−２２６６１９号公報
【特許文献２】特開平９−１８９５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の表面欠陥検査装置では、ラインセンサの受光視野が円筒部材上の感光体ベルト表面に設定されているため、円筒部材表面の凹凸がノイズとして検出されてしまうという問題がある。このようなノイズ成分を排除するには、円筒部材上以外の感光体ベルト表面に受光視野を設定すれば良いが、この場合には、ラインセンサの受光視野における感光体ベルトの振動、或いはベルトの張りムラに起因する反射光をも検出してしまうため、表面欠陥の検出精度が低下するという問題がある。
また、特許文献２に記載の表面欠陥検査装置では、ベルト状被検査体を裏面からわずかに押圧するアイドルロールを設けたことにより、ロール表面のノイズの影響を小さくして高精度な検査を可能としており、上述の問題点は解決されている。しかし、受光視野において転写ベルトはアイドルロールに接触しているため、より微小な欠陥を検出しようとした場合、アイドルロール表面にある凹凸が転写ベルト上にノイズとして表れて誤検出される可能性が残るという問題がある。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、ロール表面の凹凸がベルト状被検物上にノイズとして表れることを防ぎ、高感度な検出を行う表面検査装置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】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ベルト状の被検査体を張架する支持手段と、前記被検査体の表面に照射光を出射する光源と、前記照射光による前記被検査体表面からの反射光を受光する受光手段と、を備えた表面欠陥検査装置において、前記被検査体を裏面から押圧して前記被検査体に張力を付与する張力付与手段を備え、前記張力付与手段による張力付与位置を、前記受光手段の受光視野位置を挟むように近接配置したことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記張力付与手段は、一対のアイドルロールであることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記張力付与手段は、張力付与位置間に溝部を備えた低摩擦係数の押圧部材であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記被検査体に接触する前記押圧部材のエッジ部分を面取り加工したことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記被検査体は無端状のベルトであり、前記支持手段は前記被検査体を回転自在に張架することを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記受光手段からの信号に基づいて前期被検査体の表面欠陥の有無を判定する画像処理部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、受光視野部分においてベルト状の被検査体が、アイドルロールや円筒状部材等のロールに接触しない構成にすることにより、ロール表面の凹凸がベルト状被検物上にノイズとして表れることを防ぎ、高感度な検出を行う表面検査装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態について、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は本発明の第一の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図であり、図２は図１の受光視野部分を中心とした要部拡大図であり、図３は表面欠陥検査装置を構成する画像処理装置の内部構成を示す図である。
本実施形態における表面欠陥検査装置２０は、被検査体である無端状の感光体ベルト１を回転自在に張架する駆動ロール２（支持手段）と従動ロール３（支持手段）と、駆動ロール２を回転させる回転駆動力を発生する駆動モータ４と、駆動モータ４で発生した回転駆動力を駆動ロール２に伝達する駆動力伝達ベルト５と、感光体ベルト１の表面に照射光を出射する光源６と、感光体ベルト１の表面で反射した照射光を集光するレンズ７と、レンズ７を介して照射光を受光するラインセンサ８（受光手段）と、ラインセンサ８から出力された画像を処理する画像処理部９と、画像処理部９で処理された画像を表示する表示装置１０と、を備えている。駆動ロール２と従動ロール３は、それぞれ回転自在に軸支されている。
【０００７】
駆動ロール２と従動ロール３との間には、張架された感光体ベルト１を裏面から押圧して感光体ベルト１に張力を付与するアイドルロール対２１（張力付与手段）が配置されている。アイドルロール対２１を構成するアイドルロール２１ａとアイドルロール２１ｂは、その長さが感光体ベルト１の幅よりも長く設定されて、互いに平行に配置されるとともに、いずれも回転自在に軸支されており、感光体ベルト１の回転とともに連れ回るようになっている。
なお、本実施形態において、アイドルロール２１ａ、２１ｂは必ずしも回転自在に軸支されている必要はない。アイドルロール２１ａ、２１ｂを回転しないように固定するとともに、感光体ベルト１がアイドルロール２１ａ、２１ｂ上を滑らかに移動するように、アイドルロールの表面を摩擦力が小さい材質で構成しても本発明の目的を達成できる。
図１、図２に示すように、アイドルロール対２１の押圧により感光体ベルト１は外周面側、すなわちラインセンサ８側に突出している。また、図２に示すようにアイドルロール２１ａとアイドルロール２１ｂは僅かな間隔をあけて近接配置されているため、これらアイドルロールの頂点部分（張力付与位置）の間において感光体ベルト１は平面となっている。
【０００８】
本実施形態では、それぞれのアイドルロール２１ａ、２１ｂの頂点部分の間にある感光体ベルト１表面にラインセンサ８の受光視野Ｖを設定した点に特徴がある。すなわち、アイドルロール２１ａの頂点部分とアイドルロール２１ｂの頂点部分とで受光視野Ｖを挟んでいる。このように受光視野Ｖにおいて感光体ベルト１は、アイドルロール２１ａ又はアイドルロール２１ｂとは接触していないので、アイドルロール２１ａ又はアイドルロール２１ｂの表面にある凹凸が感光体ベルト１上にノイズとして現れることはなく、凹凸が誤検出される可能性はない。また、アイドルロール２１ａとアイドルロール２１ｂとの間隔をできるだけ小さくすることで、感光体ベルト１に対する張力が不足していたり、あるいは張力が不均一であったりしても、感光体ベルト１表面におけるばたつきの発生が抑制され、誤検出を減少させることが可能となる。
なお、受光視野Ｖの幅（感光体ベルト１の進行方向における受光視野Ｖの長さ）は通常０．１ｍｍ以下であるので、アイドルロール２１ａと２１ｂの頂点部分が成す幅はこれより広ければ足りる。従って、受光視野Ｖの直上流と直下流にアイドルロール２１ａとアイドルロール２１ｂを配置すればよい。
【０００９】
上述の表面欠陥検査装置２０を用いた感光体ベルト１の表面欠陥検査方法について説明する。
従動ロール３はスライド機構（図示しない）に連結され、従動ロール３を移動させることにより、駆動ロール２と従動ロール３の間隔を変化させることができる。被検査体である感光体ベルト１を表面欠陥検査装置２０に装着する際は、スライド機構により従動ロール３を駆動ロール２側へ移動させて、駆動ロール２と従動ロール３の間隔を狭めてから、駆動ロール２と従動ロール３とアイドルロール対２１の外側に感光体ベルト１を巻回して装着する。装着が完了したら、スライド機構により従動ロール３を駆動ロール２から離隔させ、感光体ベルト１に対し、所定の張力が付与されるようにする。
そして、駆動モータ４を回転させると回転駆動力が駆動ロール２に伝達され、駆動ロール２の回転に伴って感光体ベルト１が回転する。なお、従動ロール３とアイドルロール対２１は感光体ベルト１の回転に伴って連れ回る。
この状態で光源６を照射し、感光体ベルト１からの反射光をラインセンサ８で撮影する。感光体ベルト１の移動に伴って得られるラインセンサ８の１次元信号は画像処理部９に送られる。
画像処理部９は、図３に示すように演算処理部９ａとフレームメモリ９ｂとから構成される。ラインセンサ８からの１次元信号は演算装置部９ａで２次元画像データに展開されてフレームメモリ９ｂに保存される。演算処理部９ａでは、フレームメモリ９ｂの画像データから、例えば図４に示すような処理により欠陥検出を行う。
【００１０】
図４は、欠陥検出処理フローを示す図である。演算処理部９ａは、フレームメモリ９ｂに保存された画像データに対して、ラプラシアンフィルタ等のエッジ強調処理を施し、欠陥部による画像データの変化を強調する（ステップＳ１）。その後、所定の閾値で２値化を行い（ステップＳ２）、膨張、収縮、孤立点除去等のノイズ除去処理を行い（ステップＳ３）、残った欠陥候補に番号付け（ラベリング）を行う（ステップＳ４）。ラベリングされた各欠陥候補に対して、面積や周囲長、明るさの平均値・最大値等の特徴量を算出し（ステップＳ５）、その特徴量の大きさで感光体ベルト１の良否判定を行う（ステップＳ６）。
これら各欠陥候補の特徴量や良否判定結果は表示装置１０上に表示され、さらには検査結果を集計するためのデータベース等（図示しない）に書き込まれる。
このように、本実施形態ではラインセンサ８の受光視野Ｖを２本のアイドルロール２１ａとアイドルロール２１ｂとの中間に設定したので、受光視野Ｖで感光体ベルト１はアイドルロール対２１と接触しない。その結果、アイドルロール２１ａと２１ｂの表面にある凹凸が感光体ベルト１上にノイズとして表れないため、アイドルロール表面の凹凸が誤検出される可能性がない。さらに、アイドルロール２１ａと２１ｂの間隔をできるだけ小さくすることにより、感光体ベルト１の張力不足や張力不均一による感光体ベルト１表面のばたつき発生を抑制することが可能となり、より精度の高い表面欠陥の検出が可能となる。
【００１１】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態について図５乃至図７に基づいて説明する。第一の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５は、本発明の第二の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図である。本実施形態における特徴的構成は、張力付与手段が１本のアイドルロール３１から構成されている点にある。
図６はアイドルロール３１の側面図であり、図７はアイドルロール３１の使用状態を示す斜視図である。図示するように、アイドルロール３１は、感光体ベルト１の幅よりも長く設定され、感光体と当接するアイドルロール３１の表面にはアイドルロール３１の長手方向に沿って溝部３２が加工されている。溝部３２の長さは感光体ベルト１の幅もしくは感光体ベルト１の検査領域幅よりも大きくしておく。ラインセンサ８の受光視野Ｖの幅は通常０．１ｍｍ以下であるので、溝部３２の幅は０．５ｍｍ程度で良い。そして、ラインセンサ８の受光視野Ｖが、この溝部３２上に設定されるようにしておく。
感光体ベルト１は、外周面に構成された開口部エッジ３３ａ、３３ｂ（張力付与位置）で押圧され、開口部エッジ３３ａ、３３ｂの間で感光体ベルト１は平面となっている。
【００１２】
本実施形態においては、第一の実施形態と異なり、受光視野Ｖに対して溝部３２の位置を変化させることはできないため、アイドルロール３１が回転しないように固定するとともに、感光体ベルト１がアイドルロール３１上を滑らかに移動するように、アイドルロール３１の表面を摩擦力が小さい材質で構成する。例えば、滑り軸受けで使用される樹脂等を用いることができる。なお、本実施形態においてアイドルロール３１を回転させることはないため、アイドルロール３１は必ずしもロール形状である必要はない。例えば、感光体ベルト１との当接部分を曲面形状にして溝部３２を加工した断面略半円状の押圧部材を用いることも可能であるし、あるいは感光体ベルト１との当接部分を曲面形状に加工した板状の押圧部材を用いても同様の効果を得ることかできる。
第一の実施形態と同様に感光体ベルト１を回転させると、アイドルロール３１表面の摩擦力は小さい為、感光体ベルト１はその表面を滑る様に移動していく。また、溝部３２の幅は非常に狭い為、張力不足や不均一による感光体ベルト１表面のばたつき発生を抑制することが可能となる。さらに、受光視野Ｖでは、溝部３２が加工されている為、アイドルロール３１と感光体ベルト１は接触していない。よってアイドルロール３１表面にある凹凸が感光体ベルト１上にノイズとして表れないため、アイドルロール３１表面にある凹凸が誤検出される可能性がない。ラインセンサ８によって得られた信号から欠陥部を検出する方法は第一の実施形態と同様である。
このように、本実施形態では、表面の摩擦力が小さく、また幅の狭い溝部３２が加工されたアイドルロール３１を用い、さらに溝部３２上をラインセンサ８の受光視野Ｖに設定することにより、張力不足や張力不均一による感光体ベルト表面のばたつき発生を抑制することが可能となる。さらに、受光視野Ｖでは、アイドルロール３１と感光体ベルト１は接触していないため、アイドルロール３１表面にある凹凸が感光体ベルト１上にノイズとして表れて誤検出される可能性がない。
【００１３】
［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態においては、第二の実施形態における溝部３２のエッジ部分の加工形状に特徴がある。図８はアイドルロールのエッジ部の加工形状を説明する図である。
アイドルロール３１の表面に溝を形成する際、開口部エッジ３３ａ、３３ｂにバリや欠けがあると、感光体ベルト１のばたつきの原因になる。そこで図８に示すように開口部エッジに対して円弧状の面取り加工を施した開口部エッジ３４ａ、３４ｂとした。
このように、本実施形態においては、溝部３２の開口部エッジ３４ａ、３４ｂに円弧状の面取り加工を施しているので、開口部エッジ３４ａ、３４ｂによるバリや欠けを起因とする感光体ベルト１のばたつきの発生を抑制できる。
以上説明した実施形態は、無端状ベルトである感光体ベルトを回転させて感光体ベルト表面の欠陥検査を行う例であるが、本発明はシート状、ウェブ状部品の検査装置に適用して実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施形態にかかる表面欠陥検査装置の要部拡大図である。
【図３】画像処理装置の内部構成を示す図である。
【図４】画像処理装置における欠陥検出処理フローを示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態にかかる表面欠陥検査装置を示す図である。
【図６】アイドルロールの側面図である。
【図７】アイドルロールの使用状態を示す斜視図である。
【図８】アイドルロールのエッジ部の加工形状について説明する図である。
【符号の説明】
【００１５】
１…感光体ベルト、２…駆動ロール、３…従動ロール、４…駆動モータ、５…駆動力伝達ベルト、６…光源、７…レンズ、８…ラインセンサ、９…画像処理装置、９ａ…演算装置部、９ｂ…フレームメモリ、１０…表示装置、Ｖ…受光視野、２０…表面欠陥検査装置、２１…アイドルロール対、２１ａ…アイドルロール、２１ｂ…アイドルロール、３０…表面欠陥検査装置、３１…アイドルロール、３２…溝部、３３ａ、３３ｂ…開口部エッジ、３４ａ、３４ｂ…（面取り加工を施した）開口部エッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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