(57)【要約】【課題】  円筒状ワーク表面の凹凸欠陥を短時間で感度良く検出できるとともに、設置スペースが少なくて済む表面欠陥検出装置を提供すること。【解決手段】  被検査物である円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行に配置され、円筒状ワーク１の中心軸１ｃを含む平面内において中心軸１ｃに対して直角な方向から所定角度傾いた方向から平行光を照射する半導体レーザ１１と、配列方向及び受光面が円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行になるように配置され、半導体レーザ１１により照射された平行光の円筒状ワーク１表面からの正反射光を受光して電気信号に変換するラインセンサ１２と、ラインセンサ１２により得られる電気信号を処理して円筒状ワーク１表面の凹凸欠陥部２を検出する信号処理回路１３とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物である円筒状ワークの中心軸方向と平行に配置され、前記円筒状ワークの中心軸を含む平面内において前記中心軸に対して直角な方向から所定角度傾いた方向から平行光を照射する投光手段と、
配列方向及び受光面が前記円筒状ワークの中心軸方向と平行になるように配置され、前記投光手段により照射された平行光の前記円筒状ワーク表面からの正反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、
前記受光手段により得られる電気信号を処理して前記円筒状ワーク表面の凹凸欠陥部を検出する信号処理手段とを備えたことを特徴とする表面欠陥検出装置。
【請求項２】
前記円筒状ワークを前記円筒状ワークの中心軸周りに回転させる回転手段を備え、
前記信号処理手段は、前記回転手段により回転される前記円筒状ワークの全面の凹凸欠陥部を検出することを特徴とする請求項１に記載の表面欠陥検出装置。
【請求項３】
前記投光手段と前記受光手段の対からなるユニットを前記円筒状ワークの中心軸方向と平行に且つ前記円筒状ワークの周方向に複数並べて設けるとともに、前記各ユニットを前記円筒状ワークの中心軸方向に互いにずらして配置したことを特徴とする請求項２に記載の表面欠陥検出装置。
【請求項４】
前記投光手段と前記受光手段の対からなるユニット又は前記投光手段のみを前記円筒状ワークの中心軸方向に平行移動する移動手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の表面欠陥検出装置。
【請求項５】
前記投光手段は、照射する平行光の強度を中心部と周縁部との間で均一にするフィルターを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の表面欠陥検出装置。
【請求項６】
前記投光手段と前記円筒状ワークの間及び前記円筒状ワークと前記受光手段の間に、Ｓ偏光のみを通過する偏光板を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の表面欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状被検物の表面の凹凸欠陥を検出する表面欠陥検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の表面欠陥検出装置としては、被検査物である感光体ドラムの表面に平行光を斜めに照射する投光光学系と、平凸シリンドリカルレンズの拡大光学系、スリットを有する受光マスク板、受光器のＣＣＤラインセンサの受光素子列で構成される受光光学系を持ち、受光マスク板のスリット及び受光素子列の長手方向を受光光学系の光軸に垂直な平面内で感光体ドラムの中心軸の射影成分と平行に配するとともに、平凸シリンドリカルレンズが感光体ドラムの中心軸方向の正反射光を拡大するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１８４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、受光光学系として平凸シリンドリカルレンズを用いた拡大光学系を使用して受光マスク板に投影していること、及び受光光学系の光軸が正反射光に対して直角な方向であるため感光体ドラムの中心軸方向及びこれに直角な方向に大きなスペースを要するので装置構成が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
また、従来の技術では、一度に検査できる領域が狭く検査領域を多くの領域に分割する必要があるため、検査に要する時間が長くかかってしまうという問題があった。例えば、特許文献１に記載のものは一度に検査できる感光体ドラムの中心線方向の範囲が６９ｍｍで感光体ドラムの長さが３４０ｍｍであるので、検査領域を約５分割する必要があり検査に要する時間が長くかかってしまっていた。また、一度に多くの領域を検査するために検査装置を感光体ドラムの中心軸方向又は周方向に複数並べると、設置スペースが更に多く必要となってしまっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、円筒状ワーク表面の凹凸欠陥を短時間で感度良く検出できるとともに、設置スペースが少なくて済む表面欠陥検出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】
【０００７】
本発明の表面欠陥検出装置は、被検査物である円筒状ワークの中心軸方向と平行に配置され、前記円筒状ワークの中心軸を含む平面内において前記中心軸に対して直角な方向から所定角度傾いた方向から平行光を照射する投光手段と、配列方向及び受光面が前記円筒状ワークの中心軸方向と平行になるように配置され、前記投光手段により照射された平行光の前記円筒状ワーク表面からの正反射光を受光して電気信号に変換する受光手段と、前記受光手段により得られる電気信号を処理して前記円筒状ワーク表面の凹凸欠陥部を検出する信号処理手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
この構成により、円筒状ワーク表面の凹凸欠陥を短時間で感度良く検出できるとともに、設置スペースが少なくて済む。
【０００９】
また、本発明の表面欠陥検出装置は、前記円筒状ワークを前記円筒状ワークの中心軸周りに回転させる回転手段を備え、前記信号処理手段は、前記回転手段により回転される前記円筒状ワークの全面の凹凸欠陥部を検出することを特徴としている。
【００１０】
この構成により、円筒状ワークの全周に渡って検査を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の表面欠陥検出装置は、前記投光手段と前記受光手段の対からなるユニットを前記円筒状ワークの中心軸方向と平行に且つ前記円筒状ワークの周方向に複数並べて設けるとともに、前記各ユニットを前記円筒状ワークの中心軸方向に互いにずらして配置したことを特徴としている。
【００１２】
この構成により、円筒状ワークの全面を短時間に検査することができる。
【００１３】
また、本発明の表面欠陥検出装置は、前記投光手段と前記受光手段の対からなるユニット又は前記投光手段のみを前記円筒状ワークの中心軸方向に平行移動する移動手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成により、円筒状ワークの全面を短時間に検査することができる。
【００１５】
また、本発明の表面欠陥検出装置は、前記投光手段は、照射する平行光の強度を中心部と周縁部との間で均一にするフィルターを備えたことを特徴としている。
【００１６】
この構成により、円筒状ワークの凹凸欠陥を正確に検出することができる。
【００１７】
また、本発明の表面欠陥検出装置は、前記投光手段と前記円筒状ワークの間及び前記円筒状ワークと前記受光手段の間に、Ｓ偏光のみを通過する偏光板を備えたことを特徴としている。
【００１８】
この構成により、円筒状ワークの凹凸欠陥のみを正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、円筒状ワーク表面の凹凸欠陥を短時間で感度良く検出できるとともに、設置スペースが少なくて済む表面欠陥検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１、図２は、第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の正面斜視図、側面図をそれぞれ示す。
【００２２】
図１、２に示すように、表面欠陥検出装置１０は、被検物としての円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥を検査するものであり、円筒状ワーク１に平行光を照射する複数の半導体レーザ１１と、この反射光を受光するラインセンサ１２と、ラインセンサ１２が得た電気信号を処理して円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する信号処理回路１３を備えている。なお、円筒状ワーク１は、例えば画像形成装置の感光体ドラム、定着ローラ、現像ローラ等のような円筒形状の部材に適用されるものである。
【００２３】
半導体レーザ１１は、円筒状ワーク１の中心軸１ｃと平行に複数配置され、円筒状ワーク１の中心軸１ｃを含む平面内において中心軸１ｃに対して直角な方向から所定角度傾いた方向から平行光を円筒状ワーク１に照射するように配置されている。ここで、表面欠陥検出装置１０が複数個の半導体レーザ１１を備えているのは、円筒状ワーク１の広い範囲を一度に検査できるようにするためである。
【００２４】
ラインセンサ１２は、その画素の整列方向及び受光面が円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行となるように配置されており、半導体レーザ１１に照射され円筒状ワーク１により反射した正反射光を受光して電気信号に変換するようになっている。
【００２５】
信号処理回路１３は、ラインセンサ１２が得た電気信号を処理して円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出するものである。具体的には、信号処理回路１３は、ラインセンサ１２が得た電気信号のうち、円筒状ワーク１の正常部からの電気信号を閾値として、この閾値よりも大きな又は小さな電気信号に対し欠陥と判定するようになっている。
【００２６】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置１０の動作を説明する。
【００２７】
図３は、表面欠陥検出装置１０が検査をする際の、投光源である半導体レーザ１１からの平行光と、円筒状ワーク１からの反射光によるラインセンサ１２の出力を示す図である。
【００２８】
図３において、円筒状ワーク１の正常な領域を正常部ａ、凹凸欠陥のある領域を欠陥部ｂとすると、半導体レーザ１１が照射した平行光の正反射光は、正常部ａにおいては一様の間隔及び強度でラインセンサ１２に入力されるが、欠陥部ｂにおいては正常部ａとは異なった方向となる。円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行に配置されたラインセンサ１２の受光量に基づく出力は、ラインセンサ１２上の領域Ｒａにおいて正常部ａからの正反射光を受けるため一定値であるのに対し、領域Ｒｂ１、Ｒｂ２においては領域Ｒａの値とは異なる。
【００２９】
即ち、図３に示すように欠陥部ｂが凸状である場合は、領域Ｒｂ１により受光される欠陥部ｂの中央より左側における反射光は、領域Ｒａにより受光される正常部ａの反射光よりも蜜の状態となりセンサ出力は領域Ｒａのものより大きくなる。一方、領域Ｒｂ２により受光される欠陥部ｂの中央より右側における反射光は正常部ａの反射光よりも疎の状態となりセンサ出力は領域Ｒａのものより小さくなる。
【００３０】
このように、円筒状ワーク１に凹凸欠陥がある場合は、ラインセンサ１２上には、正常部ａからの正反射光を受光する領域Ｒａよりも明るい部分である領域Ｒｂ１と、正常部ａからの正反射光を受光する領域Ｒａよりも暗い部分である領域Ｒｂ２とが発生することになる。
【００３１】
従って、半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、ラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。
【００３２】
ここで、図４に示すように、照射する平行光の直径をＷ、入射角度をθとすると、円筒状ワーク１上における照射幅及びラインセンサ１２上における反射光幅ｔは共にＷ／ｃｏｓθとなる。例えば、θ＝８０°とした場合、ｔ＝５．８Ｗとなる。即ち、レンズ等による拡大光学系を用いなくても、反射光を拡大したのと同様の効果を得ることができる。よってラインセンサ１２による撮像分解能を向上させることができるとともに、表面欠陥検出装置１０をコンパクトなものにすることができる。
【００３３】
なお、受光素子としては、ラインセンサ１２に代わって、図５、図６にその正面斜視図及び側面図をそれぞれ示すように、エリアセンサ１２ａを複数並べて用いるようにしてもよい。
【００３４】
また、平行光の光源として、半導体レーザ１１に代わって、図７に示すような光源１４を用いるように構成してもよい。即ち、ＬＥＤ１４ａからの拡散光を拡散板１４ｂに通し、次いで板１４ｃに開けたピンホール１４ｄにより点光源を作り、これを焦点距離ｆだけ離したレンズ１４ｅにより平行光化することにより平行光を作り出すように構成してもよい。
【００３５】
また、受光側の構成として、図８に示すようなテレセントリック系の受光部１５を用いることにより検出感度を高めることもできる。即ち、受光用のレンズ１５ｄから焦点距離ｆだけ離した位置にピンホール１５ｃを開けた板１５ｂを設け、その後ろにラインセンサ１２又はエリアセンサ１２ａと同じ構成の受光素子１５ａを配置することにより、正常部ａからの正反射光がピンホール１５ｃを通過するように構成する。この場合、欠陥部ｂからの反射光は、図９に示すように、正常部ａからの正反射光とは異なる方向であるため、ピンホール１５ｃを通過しない。
【００３６】
このように、本実施の形態では、半導体レーザ１１が、円筒状ワーク１の中心軸１ｃを含む平面内において中心軸１ｃに対して直角な方向から所定角度傾いた方向から平行化された光を円筒状ワーク１に照射し、その正反射光を画素の整列方向及び受光面が円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行となるように配置されたラインセンサ１２が受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理するので、円筒状ワーク１の凹凸欠陥を感度良く検出することができる。
【００３７】
また、半導体レーザ１１及びラインセンサ１２の整列方向を円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行にしたので、設置スペースが多く必要なレンズによる拡大光学系を用いることなく、ラインセンサ１２は正反射光を拡大した状態で受光できるので、撮像分解能を向上し凹凸欠陥を感度良く検出できるとともに設置スペースが少なくて済む。
【００３８】
また、半導体レーザ１１を円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向に複数並べて広い範囲を一度に検査することが出来るため、検査領域を分割する必要がなく、短時間で検査をすることができる。
【００３９】
なお、本実施の形態の表面欠陥検出装置は、ラインセンサ１２を円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向と平行に配列しているので、半導体レーザ１１からの円筒状ワーク１への入射角を大きく設定する程、ラインセンサ１２の受光面における反射光のズレ量は大きくなり、検出感度を向上させることができる。具体的には、図１０（ａ）に示すような半導体レーザ１１からの円筒状ワーク１への入射角ａの場合と、図１０（ｂ）に示すような入射角ｂの場合とを比較すると、入射角ａの場合における正常部ａからの正反射光αと欠陥部ｂからの正反射光βとのずれ量ａよりも、入射角ａより大きな入射角ｂの場合における正常部ａからの正反射光αと欠陥部ｂからの正反射光βとのずれ量ｂの方が大きくなるので、入射角を大きく設定する程検出感度を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００４１】
図１１は、第２の実施の形態の表面欠陥検出装置２０の構成を示す正面斜視図である。なお、表面欠陥検出装置２０は、表面欠陥検出装置１０に以下説明する構成を付加したものであり、表面欠陥検出装置１０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
本実施の形態の表面欠陥検出装置２０は、被検物である円筒状ワーク１を両端から把持する把持治具３、４と、把持治具３、４により把持された円筒状ワーク１を中心軸１ｃを中心に回転させるモータ５とを備え、円筒状ワーク１を回転させながら円筒状ワーク１全周の検査を行うようになっている。なお、把持治具３、４は、モータ５により円筒状ワーク１が中心軸１ｃを中心に回転されるように円筒状ワーク１を把持するようになっている。また、本実施の形態において、モータ５の回転制御は図示しない制御手段により行われる。
【００４３】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置２０の動作を説明する。
【００４４】
モータ５が円筒状ワーク１を回転させるとともに半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、ラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。
【００４５】
このように、本実施の形態では、把持治具３、４により両端を把持された円筒状ワーク１をモータ５により回転させながら検査を行うようになっているので、円筒状ワーク１の全周に渡って検査を行うことができる。
【００４６】
なお、把持治具３、４の精度や円筒状ワーク１の形状のばらつきにより円筒状ワーク１が多少の回転振れを起こすこともあり得る。しかし、円筒状ワーク１が図１２の方向ｂに回転振れを生じて反射光が方向ｂに変動しても、円筒状ワーク１で反射した半導体レーザ１１の光は、周方向、即ち図１２における縦方向に広がった所定の幅を有する光であるため、ラインセンサ１２の受光素子の出力に与える影響は少ない。また、円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向におけるラインセンサ１２の受光素子の幅をラインセンサ１２が受光する光の幅よりも十分大きくすることにより、方向ａに回転振れを生じた場合でもラインセンサ１２は反射光を受光することができる。従って、本実施の形態の表面欠陥検出装置２０は、円筒状ワーク１の回転振れによる影響が極めて少ない。即ち、本実施の形態によれは、円筒状ワーク１の回転振れによる影響を受けることなく円筒状ワーク１の全周に渡って検査を行うことができる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００４８】
図１４は、第３の実施の形態の表面欠陥検出装置３０の構成を示す側面図である。なお、表面欠陥検出装置３０は、表面欠陥検出装置２０を２つ並べて配置した構成を有するものであり、表面欠陥検出装置２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
ここで、表面欠陥検出装置１０、２０のように円筒状ワーク１の中心軸１ｃの方向に光源としての半導体レーザ１１を並べて配置した場合、図１３に示すように、円筒状ワーク１の表面において、隣り合う半導体レーザ１１による各検査領域１ａの間に非検査領域１ｂが生じてしまう恐れがある。即ち、一つの半導体レーザ１１の照射範囲とその隣の半導体レーザ１１の照射範囲とが連続しない場合は検査の領域が生じてしまう恐れがある。
【００５０】
そこで、表面欠陥検出装置３０では、図１４に示すように、２つの表面欠陥検出装置２０から構成され、２つの表面欠陥検出装置２０を円筒状ワーク１の円周方向に並べるとともに、円筒状ワーク１の中心軸１ｃ方向における位置をずらして配置している。具体的には、図１５に示すように、円筒状ワーク１が停止した状態における一方の表面欠陥検出装置２０により検査される円筒状ワーク１の検査領域を１Ｌ、他方の表面欠陥検出装置２０により検査される円筒状ワーク１の検査領域を１Ｒとすると、円筒状ワーク１がモータ５により回転された状態における検査領域１Ｌ、１Ｒは環状となる。そこで、円筒状ワーク１が回転したときの２つの表面欠陥検出装置２０の検査領域が交互に重なるように、２つの表面欠陥検出装置２０を円筒状ワーク１の中心軸１ｃ方向にずらして配置している。
【００５１】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置３０の動作を説明する。
【００５２】
モータ５が円筒状ワーク１を回転させるとともに、１対の半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、１対のラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３が１対のラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。２つの表面欠陥検出装置２０による検査領域は交互に重なるようになっているので、信号処理回路１３は、円筒状ワーク１の全面に対して凹凸欠陥部２を検出する。
【００５３】
このように、本実施の形態では、２つの表面欠陥検出装置２０を備えるとともに、２つの表面欠陥検出装置２０を円筒状ワーク１の円周方向に並べるとともに、円筒状ワーク１の中心軸１ｃ方向における位置をずらして配置したので、円筒状ワーク１の全面を短時間に検査することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、表面欠陥検出装置３０は、表面欠陥検出装置２０を円筒状ワーク１の円周方向に２つ並べて配置した構成を有しているが、２つに限らず更に多くの表面欠陥検出装置２０を並べて配置してもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、表面欠陥検出装置３０は、２つの表面欠陥検出装置２０が１つの信号処理回路１３を共有するようになっているが、各表面欠陥検出装置２０がそれぞれ独立して信号処理回路１３を備えるように構成してもよい。
【００５６】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００５７】
図１６は、第４の実施の形態の表面欠陥検出装置４０の構成を示す正面斜視図である。なお、表面欠陥検出装置４０は、表面欠陥検出装置２０に以下説明する構成を付加したものであり、表面欠陥検出装置２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
表面欠陥検出装置４０は、表面欠陥検出装置４０本体を円筒状ワーク１の中心軸１ｃと平行に移動させるリニアステージ４１を備えている。リニアステージ４１は、表面欠陥検出装置４０本体を任意の微小な距離だけ移動して停止させることができるようになっており、停止時に表面欠陥検出装置４０本体が動かないように充分な剛性を有している。
【００５９】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置４０の動作を説明する。
【００６０】
まず、モータ５が円筒状ワーク１を回転させるとともに半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、ラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。次いで、リニアステージ４１を駆動して表面欠陥検出装置４０本体を所定距離だけ移動した後に１回目と同様に円筒状ワーク１を回転させながら検査を行う。ここで、所定距離とは、１回面の検査の際に図１３に示すように非検査領域１ｂとなった領域が２回目の検査の際に検査領域１ａとなるような距離である。
【００６１】
このように、本実施の形態では、表面欠陥検出装置４０本体を円筒状ワーク１の中心軸１ｃと平行に移動させるリニアステージ４１を備えているので、円筒状ワーク１の全面を短時間に検査することができる。
【００６２】
なお、リニアステージ４１と同様の構成を半導体レーザ１１に設け、ラインセンサ１２を固定したまま半導体レーザ１１のみを円筒状ワーク１の中心軸１ｃと平行に移動させるようにしてもよい。この場合、半導体レーザ１１を移動させても、半導体レーザ１１の配列方向とラインセンサ１２の配列方向に相対的な変化を生じることなく、円筒状ワーク１の照射範囲を変更することになるので、表面欠陥検出装置４０全体を移動した場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、表面欠陥検出装置１０、３０にリニアステージ４１を備えるように構成してもよい。
【００６４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００６５】
図１７は、第５の実施の形態の表面欠陥検出装置５０の構成を示す正面斜視図である。なお、表面欠陥検出装置５０は、表面欠陥検出装置２０に以下説明する構成を付加したものであり、表面欠陥検出装置２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
表面欠陥検出装置５０は、各半導体レーザ１１の照射口部分にラインフィルター５１を備えている。ラインフィルター５１は、図１９に示すように光源の中心からの距離に応じて透過率が高くなるような透過率分布を有しており、図１８に示すように中心からの距離に応じて強度が減少する半導体レーザ１１の出力の強度分布を、図２０に示すように中心部と周縁部との間で強度が均一でフラットな強度分布に補正するものである。
【００６７】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置５０の動作を説明する。
【００６８】
モータ５が円筒状ワーク１を回転させるとともに半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、ラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。各半導体レーザ１１が照射する平行光は、中心部と周縁部とで強度が同じであるので、信号処理回路１３はラインセンサ１２からの電気信号に対し正しく閾値処理を行う。
【００６９】
このように、本実施の形態では、各半導体レーザ１１の照射口部分にラインフィルター５１を設け、半導体レーザ１１の出力の強度分布を中心部と周縁部とで強度が同じになるように補正しているので、信号処理回路１３はラインセンサ１２からの電気信号に対し正しく閾値処理を行うことができ、円筒状ワーク１の凹凸欠陥を正確に検出することができる。また、正しく閾値処理をするために信号処理回路１３を複雑な回路構成にする必要がない。
【００７０】
なお、表面欠陥検出装置１０、３０、４０、５０にラインフィルター５１を備えるように構成してもよい。
【００７１】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態の表面欠陥検出装置について図面を用いて説明する。
【００７２】
図２１は、第６の実施の形態の表面欠陥検出装置６０の構成を示す正面斜視図である。なお、表面欠陥検出装置６０は、表面欠陥検出装置２０に以下説明する構成を付加したものであり、表面欠陥検出装置２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
表面欠陥検出装置６０は、各半導体レーザ１１の照射口部分に偏光板６１を備えている。また、表面欠陥検出装置６０は、ラインセンサ１２の受光部分の前に偏光板６２を備えている。偏光板６１、６２はＳ偏光のみを通過するようになっている。
【００７４】
ここで、円筒状ワーク１がアルミ素管を切削加工して表面に感光層等を設けてなる画像形成装置の感光体ドラムである場合、円筒状ワーク１には切削加工の際に生じた微小な凹凸が存在するため、円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥を検出するときに、切削加工の際に生じた微小な凹凸によるノイズ成分によりＳ／Ｎ比が悪化してしまう恐れがある。また、入射光の一部は感光層中に透過又は屈折するとともに内部のアルミ素管表面で反射して、感光層表面からの反射光と混ざってラインセンサ１２に向かうことになる。一般的に、アルミを含む金属部材の表面に直線偏光を照射した場合、反射光は楕円偏光となる。即ち、Ｓ偏光を照射した場合、反射光にはＳ偏光とＰ偏光が混在している。一方、絶縁層である感光層に対しては、Ｓ偏光を照射した場合、反射光はＳ偏光のままである。そこで、本実施の形態では、偏光板６１により各半導体レーザ１１の照射光をＳ偏光にするとともに、偏光板６２によりラインセンサ１２が受光する反射光をＳ偏光にしている。
【００７５】
次に、以上のように構成された表面欠陥検出装置６０の動作を説明する。
【００７６】
半導体レーザ１１が平行光を円筒状ワーク１に照射し、ラインセンサ１２が円筒状ワーク１からの反射光を受光して電気信号に変換し、信号処理回路１３がラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理することにより円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥部２を検出する。各半導体レーザ１１の照射光は偏光板６１によりＳ偏光にされており、円筒状ワーク１のアルミ素管表面で反射する際に生じるＰ偏光も偏光板６２により除去され、円筒状ワーク１の最表層である感光層からの反射光の割合が増加するので、ラインセンサ１２が出力する電気信号にＰ偏光によるノイズ成分が含まれずＳ／Ｎ比が増加し、信号処理回路１３はラインセンサ１２からの電気信号に対し閾値処理をして円筒状ワーク１の表面の凹凸欠陥を正確に検出する。
【００７７】
なお、円筒状ワーク１として用いる金属素管の偏光成分が変化する割合が大きいほどＳ／Ｎ比が向上する。また、Ｓ偏光を照射する場合、入射角が大きい程、反射率が大きくなりＳ／Ｎ比が向上する。
【００７８】
このように、本実施の形態では、各半導体レーザ１１の照射口部分に偏光板６１を備えるとともに、ラインセンサ１２の受光部分の前に偏光板６２を備え、円筒状ワーク１の表面以外からの反射光を遮断しているので、円筒状ワーク１の凹凸欠陥のみを正確に検出することができる。
【００７９】
なお、表面欠陥検出装置２０、３０、４０、５０に偏光板６１、６２を備えるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明に係る表面欠陥検出装置は、円筒状ワーク表面の凹凸欠陥を短時間で感度良く検出できるとともに、設置スペースが少なくて済むという効果を有し、円筒状被検物の表面の凹凸欠陥を検出する表面欠陥検出装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す正面斜視図
【図２】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す側面図
【図３】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の原理を示す図
【図４】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の原理を示す図
【図５】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の他の構成を示す正面斜視図
【図６】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の他の構成を示す側面図
【図７】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の投光部の他の構成を示す側面図
【図８】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の投光部の他の構成を示す側面図
【図９】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の受光部の他の構成を示す側面図
【図１０】（ａ）、（ｂ）は第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の欠陥検出原理を示す側面図
【図１１】第１の実施の形態の表面欠陥検出装置の欠陥検出原理を示す側面図
【図１２】第２の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す正面斜視図
【図１３】第２の実施の形態の表面欠陥検出装置の検査領域を示す図
【図１４】第３の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す側面図
【図１５】第３の実施の形態の表面欠陥検出装置の検査領域を示す図
【図１６】本発明の第４の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す正面斜視図
【図１７】本発明の第５の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す正面斜視図
【図１８】第５の実施の形態の表面欠陥検出装置のフィルター付加前のレーザ強度分布を示す図
【図１９】第５の実施の形態の表面欠陥検出装置のフィルターの特性を示す図
【図２０】第５の実施の形態の表面欠陥検出装置のフィルター付加後のレーザ強度分布を示す図
【図２１】本発明の第６の実施の形態の表面欠陥検出装置の構成を示す正面斜視図
【符号の説明】
【００８２】
１  円筒状ワーク
１ｃ  中心軸
２  凹凸欠陥部
３、４  把持治具（回転手段）
５  モータ（回転手段）
１０、２０、３０、４０、５０、６０  表面欠陥検出装置
１１  半導体レーザ（投光手段）
１２  ラインセンサ（受光手段）
１３  信号処理回路（信号処理手段）
４１  リニアステージ（移動手段）
５１  ラインフィルター
６１、６２  偏光板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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