(57)【要約】【課題】ブレードの欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化を図る。【解決手段】欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１は、ブレード１が欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１に対して連続的に相対移動されるように取付台１１の移動方向に沿って配列されている。そして、欠陥検査装置２１は、ブレード１の内部の欠陥を検査する内部欠陥検査部２５と、ブレード１の第１の基準面３における欠陥を検査する第１の表面欠陥検査部２６と、ブレード１の第１の基準面３に直交する第２の基準面４における欠陥を検査する第２の表面欠陥検査部２７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する材料からなる板状体の欠陥を検査するための欠陥検査手段と、前記板状体の外形寸法を検査するための寸法検査手段と、前記板状体が取り付けられる取付台と、前記取付台を前記欠陥検査手段および前記寸法検査手段に対して相対的に移動させる移動手段と、前記欠陥検査手段および前記寸法検査手段に対する前記板状体の相対的な位置を検出するための位置検出手段と、前記位置検出手段による検出結果に応じて前記移動手段を駆動制御する移動制御手段とを備え、
前記欠陥検査手段および前記寸法検査手段は、前記板状体に検査光を照射する照射手段と、前記板状体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像を処理する画像処理手段とをそれぞれ有し、
前記欠陥検査手段および前記寸法検査手段は、前記板状体が前記欠陥検査手段および前記寸法検査手段に対して連続的に相対移動されるように、前記取付台の移動方向に沿って配列され、
前記欠陥検査手段は、前記板状体の内部の欠陥を検査する内部欠陥検査部と、前記板状体の第１の表面における欠陥を検査する第１の表面欠陥検査部と、前記板状体の前記第１の表面に直交する第２の表面における欠陥を検査する第２の表面欠陥検査部とを有することを特徴とする板状体の検査装置。
【請求項２】
前記板状体は、電子写真感光体上のトナーを除去するためのブレード部材である請求項１に記載の板状体の検査装置。
【請求項３】
前記内部欠陥検査部は、前記板状体を厚み方向に挟む位置に配置された一対の前記照射手段および前記撮像手段を有し、
前記第１および第２の表面欠陥検査部は、前記板状体の前記第１および第２の表面に対向する側にそれぞれ配置された一対の前記照射手段および前記撮像手段をそれぞれ有する請求項１または２に記載の板状体の検査装置。
【請求項４】
前記内部欠陥検査部は、前記板状体の厚み方向を前記板状体の長手方向に沿って検査する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の板状体の検査装置。
【請求項５】
前記寸法検査部は、前記板状体の前記第１および第２の表面がなす角部の稜線に沿って検査する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の板状体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機等の電子写真画像形成装置において、電子写真感光体上のトナーを除去するためのゴムブレード等のような透光性を有する材料からなる板状体の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置において電子写真感光体上のトナーを除去するために使用されるトナー掻き落とし用のブレードは、透明または半透明な板状体の形状に形成されており、ウレタンゴムからなる。このようなブレードでは、エッジ部の稜線がその製品の機能に直接影響するので、製造時にその稜線近傍の欠陥の良否や寸法を検査する必要がある。
【０００３】
このブレードのような透明または半透明の板状体の欠陥を検査する方法として、従来は作業者の目視で行う検査方法があった。
【０００４】
作業者の目視で検査を行う方法に関しては、製品の高精度化に伴って、従来よりも微小な欠陥を発見する検査が要求されている。そのため、長時間集中する必要がある作業となり、精神的な負担も大きくなり、疲労も倍増することになる。また、視覚による検査は、検査員の主観的な検査判定であって、検査員の判断に依存し、検査員が異なる場合や、同一の検査員であっても、検査時間の推移によって、検査水準が変化してしまう可能性がある。
【０００５】
また、ブレードのような板状体の寸法を検査する方法としては、検査員が目視で検査するのではなく、光学式イメージセンサやＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラ等の撮像器を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。これら特許文献１，２には、レンズを透過した光が、レンズに欠陥があった場合には、その欠陥部分で光の乱反射が起こることを利用し、それら透過光を撮像装置によって撮影し、映像信号化し、その映像信号を２値化処理して、欠陥部分を検出する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平２−２５７００７号公報
【特許文献２】特開平４−３０５１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、従来の検査では、ブレードの欠陥検査を作業者の目視で行うとともに、別の工程でブレードの寸法検査を行う方法が採られてきた。しかしながら、このような従来の検査方法では、欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化することが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、ブレードの欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化が図られた板状体の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】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明に係る板状体の検査装置は、透光性を有する材料からなる板状体の欠陥を検査するための欠陥検査手段と、板状体の外形寸法を検査するための寸法検査手段と、板状体が取り付けられる取付台と、取付台を欠陥検査手段および寸法検査手段に対して相対的に移動させる移動手段と、欠陥検査手段および寸法検査手段に対する板状体の相対的な位置を検出するための位置検出手段と、位置検出手段による検出結果に応じて移動手段を駆動制御する移動制御手段とを備える。また、欠陥検査手段および寸法検査手段は、板状体に検査光を照射する照射手段と、板状体を撮像する撮像手段と、撮像手段が撮像した画像を処理する画像処理手段とをそれぞれ有する。また、欠陥検査手段および寸法検査手段は、板状体が欠陥検査手段および寸法検査手段に対して連続的に相対移動されるように、取付台の移動方向に沿って配列されている。そして、欠陥検査手段は、板状体の内部の欠陥を検査する内部欠陥検査部と、板状体の第１の表面における欠陥を検査する第１の表面欠陥検査部と、板状体の第１の表面に直交する第２の表面における欠陥を検査する第２の表面欠陥検査部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、板状体の欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に、本実施形態の検査装置の模式的な図を示す。図１に示すように、本実施形態の検査装置で検査されるブレード１は、透光性を有する例えばウレタンゴムによって長尺状の平板に形成されている。ブレード１は、長手方向および厚み方向にそれぞれ平行な第１の基準面３と、厚み方向に直交する第２の基準面４とを有しており、これら第１および第２の基準面３，４が検査対象である表面とされている。
【００１２】
本実施形態の検査装置は、ブレード１の内部および表面の欠陥をそれぞれ検査する欠陥検査装置２１と、ブレード１の外形寸法を測定する寸法検査装置３１と、ブレード１が取り付けられて支持される取付台１１とを備えている。また、この検査装置は、取付台１１を図１中Ｚ軸方向に移動させる移動手段としての移動機構１２と、この移動機構１２によって移動された取付台１１の移動位置を検出するための位置検出手段としての位置検出器１４とを備えている。
【００１３】
欠陥検査装置２１は、ブレード１の厚み方向の内部を長手方向にわたって検査する内部欠陥検査部２５と、ブレード１の第１および第２の基準面３，４の表面をそれぞれ検査する第１および第２の表面欠陥検査部２６，２７とを有している。
【００１４】
寸法検査装置３１は、欠陥検査装置２１に対してブレード１の移動方向に隣接する位置に配置され、欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１に対してブレード１が連続的に相対移動することが可能にされている。
【００１５】
ブレード１は、ブレード１が取付台１１上に着脱自在に取り付けられて、この取付台１１が、移動機構１２を介してブレード１の長手方向に移動自在に基台１３上に配置される。位置検出器１４によって、移動機構１２上の取付台１１の現在位置が検出される。これにより、取付台１１に取り付けられたブレード１は長手方向である図２中Ｚ軸方向に沿って移動可能であり、さらに、位置検出器１４によって、移動中のブレード１の現在位置が検出され、この検出信号が移動制御部１５に送られて処理される。
【００１６】
欠陥検査装置２１と寸法検査装置３１は、欠陥検査と寸法検査を含む検査動作を行う間、基台１３上に固定されている。これら欠陥検査装置２１と寸法検査装置３１は、取付台１１上に固定されたブレード１が長手方向に移動されることによって、ブレード１に対して相対移動される。なお、本実施形態の検査装置では、ブレード１の取付台１１が移動機構１２を介して移動させるように構成したが、この構成に限定されるものではない。検査装置は、ブレード１を移動させる代わりに、欠陥検査装置２１と寸法検査装置３１とを一体的に構成して、これら欠陥検査装置２１と寸法検査装置３１をブレード１に対して移動させる構成にされても良い。また、移動機構１２は、例えばサーボモータによって駆動されるボールねじ方式の送り機構とされ、取付台１１をガイドレールに沿って移動させる構成にされても良く、またリニアモータシステムが用いられても良い。
【００１７】
位置検出器１４としては、例えば光学的または磁気的なエンコーダや、リニアスケール等を使用することができる。このように、位置検出器１４による検出結果に基づいて、欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１に対して相対移動されている動作中のブレード１の位置が移動制御部１５によって制御される。これによって、ブレード１と、欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１との相対位置を制御することが可能にされている。そして、この相対位置が指定の値に達したときに、欠陥検査装置２１と寸法検査装置３１をそれぞれ作動させることで、ブレード１の任意の指定の位置における欠陥の検査や寸法の測定が行われる。また、移動制御部１５は、欠陥検査装置２１や寸法検査装置３１の作動状況に応じて、ブレード１の移動速度を可変することが可能にされている。
【００１８】
本実施形態の欠陥検査装置２１の構成について、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。図２（ａ）に示すように、内部欠陥検査装置２５は、ブレード１を厚み方向に挟む位置に配置された一対の撮像器２５ａおよび投光器２５ｂを有している。照射手段である投光器２５ｂからブレード１に対して検査光を照射し、検査光が照射されているブレード１を撮像器２５ａで撮像することによって、ブレード１の厚み方向の内部の欠陥をブレード１の長手方向にわたって検査する。
【００１９】
また、図２（ｂ）に示すように、第１の表面欠陥検査装置２６は、ブレード１の第１の基準面３の表面における欠陥を検査するものであり、第１の基準面３に対向する側に一対の撮像器２６ａおよび投光器２６ｂが配置されている。
【００２０】
また、図２（ｃ）に示すように、第２の表面欠陥検査装置２７は、ブレード１の第２の基準面４の表面における欠陥を検査するものであり、第２の基準面４に対向する側に一対の撮像器２７ａおよび投光器２７ｂが配置されている。
【００２１】
なお、欠陥検査装置２１では、撮像器としてＣＣＤカメラ、投光器としてハロゲン光源が使用されるが、この構成に限定されるものではない。このようにして、撮像された画像データは、欠陥検査装置２１の欠陥画像処理部２２に送信されて、画像処理されることで、ブレード１の欠陥の有無が判定される。
【００２２】
図３に示すように、寸法検査装置３１は、ブレード１の長手方向に直交する平面上に、ブレード１の第１の基準面３に対してそれぞれ異なる角度をなして配置された２組の投光器３５ａおよび撮像器３５ｂを有している。寸法検査装置３１は、２組の投光器３５ａおよび撮像器３５ｂによって、ブレード１の第１の基準面３と第２の基準面４とがなすエッジの稜線５を撮像することで、ブレード１の長手方向にわたって、エッジの稜線５の寸法を検査する。
【００２３】
なお、寸法検査装置３１に使用される撮像器３５ａおよび投光器３５ｂとしては、ＣＣＤカメラとハロゲン光源を組み合わせた構成だけでなく、例えばＣＣＤイメージセンサとレーザー光源を組み合わせた構成が使用されてもよい。このようにして、各撮像器３５ａで撮像された画像は、寸法検査装置３１の寸法画像処理部３２に送信されて画像処理が行われ、位置データおよび外形寸法の異常について判定される。
【００２４】
図４に示すように、ステップ１０１からブレード１の検査処理を開始し、ステップ１０２に示すように、欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１の各投光器２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ，３５ｂから検査光を出射させる。続いて、ステップ１０３で、移動機構１２によって取付台１１を移動させ、ブレード１を欠陥検査装置２１に対して相対的に移動させる。そして、ステップ１０４およびステップ１１１に示すように、ブレード１が欠陥検査領域２４および寸法検査領域３４内に移動されたとき、ブレード１の欠陥検査動作および寸法検査動作にそれぞれ移行する。
【００２５】
次に、ステップ１０５に示すように、位置検出器１４によって取付台１１の移動位置を検出し、取付台１１の移動位置に応じて欠陥検査装置２１を制御する。続いて、ステップ１０６で撮像器２５ａ，２６ａ，２７ａによってブレード１の欠陥検査領域２４内の所定の位置を撮像し、ステップ１０７に示すように、撮像された画像を欠陥画像処理部２２に送信する。欠陥画像処理部２２は、ステップ１０８に示すように、受信した画像を処理して、ステップ１０９でブレード１の欠陥の有無を判定する。取付台１１が欠陥検査領域２４内に位置している間は、ステップ１０４に戻って欠陥検査動作を繰り返し、取付台１１が検査終了位置に到達したときに、ステップ１１０で欠陥検査動作を終了する。引き続いて、ステップ１１１に示すように寸法検査動作に移行する、あるいはステップ１１８に移行して終了する。
【００２６】
寸法検査動作は、上述した欠陥検査動作におけるステップ１０４からステップ１１０までと同様に行われる。すなわち、ステップ１１２で位置検出器１４によって取付台１１の移動位置を検出し、取付台１１の移動位置に応じて寸法検査装置３１を制御する。続いて、ステップ１１３で撮像器３５ａによってブレード１の寸法検査領域３４内の所定の位置を撮像し、ステップ１１４に示すように、撮像された画像を寸法画像処理部３２に送信する。寸法画像処理部３２は、ステップ１１５に示すように、受信した画像を処理して、ステップ１１６でブレード１の寸法を判定する。取付台１１が寸法検査領域３４内に位置している間は、ステップ１１１に戻って寸法検査動作を繰り返し、取付台１１が検査終了位置に到達したときに、ステップ１１７で寸法検査動作を終了し、ステップ１１８に移行して終了する。
【００２７】
上述したように、本実施形態の検査装置によれば、欠陥検査装置２１および寸法検査装置３１に対して相対的にブレード１を移動させることによって、ブレード１の欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化することができる。したがって、この検査装置によれば、ブレード１の検査工程の検査効率を向上し、ブレード１の生産性の向上することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を参照して本発明を更に具体的に説明する。
【００２９】
実施例の検査装置について、図１を参照して以下に説明する。
【００３０】
ブレード１としては、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向である厚みが２．０ｍｍ、Ｚ軸方向である長さが２５０ｍｍに形成された透明な板状体を用いた。
【００３１】
移動機構１２としては、本実施例ではリニアモータシステムを使用し、位置検出器１４としては、リニアスケールを使用した。
【００３２】
次に、欠陥検査装置２１の具体的な構成について、図２を参照して説明する。
【００３３】
内部欠陥検査部２５は、ブレード１の厚み方向にわたって、ブレード１の内部欠陥を検査する。図２（ａ）に示すように、内部欠陥検査部２１は、一対の撮像器２５ａおよび投光器２５ｂが、ブレード１を厚み方向に挟む位置に、第２の基準面４の垂線に対して傾斜角θ１が１０°をなすように配置されるが、この傾斜角θ１に限定されるものではない。
【００３４】
第１の表面欠陥検査部２６は、ブレード１の第１の基準面３の表面における欠陥を検査するものであり、第２の基準面４とほほ平行な平面上であり、第１の基準面３に対向する側に、撮像器２６ａおよび投光器２６ｂを配置する。なお、本実施例では、撮像器２６ａと投光器２６ｂが、第１の基準面３に対して傾斜角θ２が４０°をなすように配置されるが、この傾斜角θ２に限定されるものではない。
【００３５】
第２の表面欠陥検査部２７は、ブレード１の第２の基準面４の表面の欠陥を検査するものであり、第１の基準面３とほほ平行な平面上であり、第２の基準面４に対向する側に、撮像器２７ａおよび投光器２７ｂを配置する。なお、本実施例では、撮像器２７ａと投光器２７ｂは、第２の基準面４に対する傾斜角θ３が４０°をなすように配置されるが、この傾斜角θ３に限定されるものではない。
【００３６】
また、本実施例では、撮像器としてＣＣＤカメラを使用し、投光器としてハロゲン光源を使用した。ＣＣＤカメラは、ＣＣＤサイズは１／３インチであり、撮像器２５ａには２．５倍の撮像レンズ、撮像器２６ａには２．５倍の撮像レンズ、撮像器２７ａには２．０倍の撮像レンズをそれぞれ取り付けた。なお、本実施例の欠陥検査領域２４は、ブレード１の第１の基準面３からＸ軸方向に５ｍｍ、長手方向に全域の領域とし、この欠陥検査領域２４においてブレード１の内部と、第１の基準面３および第２の基準面４を欠陥検査の対象とした。
【００３７】
寸法検査装置３１の構成を、図３を参照して説明する。図３に示すように、寸法検査装置３１は、ブレード１のエッジの稜線５のＸ軸方向およびＹ軸方向の各寸法を長手方向にわたって検査する。寸法検査装置３１は、長手方向に垂直な平面上にブレード１のエッジの稜線５を挟んで配置された２組の撮像器３５ａおよび投光器３５ｂを、ブレード１の第１の基準面３に対してそれぞれ異なる角度θ４が３０°、角度θ５が６５°をなすように配置した。なお、本実施例では、撮像器としてはＣＣＤカメラを使用し、投光器としてはハロゲン光源を使用した。
【００３８】
そして、ブレード１の検査時は、取付台１１上にブレード１が取り付けられて、移動制御部１５によって移動機構１２を介して、ブレード１が長手方向に移動させる。移動されるブレード１の長手方向の全域が、欠陥検査領域２４と寸法検査領域３４を通過した後に、元の位置に復帰する往復動作を行う。
【００３９】
本実施例では、ブレード１が欠陥検査領域２４と寸法検査領域３４を通過する間の検査中に、ブレード１をＺ軸方向である長手方向に速度１４０ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。そして、ブレード１が欠陥検査領域２４と寸法検査領域３４を通過した後、ブレード１を長手方向に速度３００ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。
【００４０】
欠陥検査装置２１は、ブレード１が移動される間に、位置検出器１４からの検出信号を移動制御部１５で処理し、ブレード１が指定位置に達したときに、欠陥検査装置２１の欠陥画像処理部２２に撮像器の作動信号を送って撮像させた。撮像された画像は、欠陥画像処理部２２に電気信号で送信され、この欠陥画像処理部２２の記憶部に画像データとして保存される。その後、画像データは、欠陥画像処理部２２へ送信され、画像処理加工が施され、欠陥によって形成された像の位置情報（重心位置）が抽出される。その際に、各々の撮像レンズの倍率、ブレード１に対する撮像レンズの光軸の設置角度、撮像可能範囲の位置等の設定情報は、処理部１８側に予め登録しておく。これらの設定情報に基づいて、欠陥の位置情報、大きさを欠陥画像処理部２２で算出して、記憶部に保存し、その後、処理部１８に判定結果を送信し、表示部１９へ出力する。
【００４１】
本実施形態によれば、このような欠陥検査処理を、ブレード１上の任意に指定された位置に対して行うことができる。同様に寸法検査装置３１も、ブレード１が移動される間に、位置検出器１４からの検出信号を移動制御部１５で処理し、ブレード１が指定位置に達したときに、寸法検査装置３１の寸法画像処理部３２に撮像器の作動信号を送って撮像させた。撮像器で撮像された画像は、寸法画像処理部３２に電気信号で送信され、この寸法画像処理部３２の記憶部に画像データとして保存される。その後、画像データは、寸法画像処理部３２へ送信され、画像処理加工を施し、ブレード１のエッジの寸法を検査する。その際、各々の撮像レンズの倍率、ブレード１に対する撮像レンズの光軸の設置角度、撮像可能範囲の位置等の設定情報は、処理部１８側に予め登録しておく。これらの設定情報に基づいて、ブレード１のエッジの位置情報を算出して、記憶部に保存し、その後、処理部１８に判定結果を送信して、表示部１９へ出力する。このような寸法検査処理を、ブレード１上の任意に指定された位置に対して行うことができる。
【００４２】
そして、比較例として、欠陥検査を作業者が目視で行うとともに本実施例の寸法検査装置で外形寸法を検査する従来の検査方法で検査されたブレード１について、本実施例の検査装置を用いて欠陥検査および寸法検査を行った。検査対象のブレードとしては、従来の検査方法で、第１の基準面３に欠陥有り、第２の基準面４に欠陥有り、内部に欠陥有り、とそれぞれ判定された各５個と、欠陥検査および寸法検査で良品と判定された８５個とを加えた合計１００個について検査を行った。
【００４３】
その結果、ブレード１の第１の基準面３に欠陥有りが５個、第２の基準面４に欠陥有りが５個、内部に欠陥有りが５個と判定された。このように、本実施形態の検査装置によれば、従来の欠陥検査の結果と一致し、ブレード１の欠陥検査工程と寸法検査工程とを連動させて自動化することが可能であり、検査工程を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】欠陥検査装置が有する内部欠陥検査部、第１の表面欠陥検査部および第２の表面欠陥検査部の構成を模式的に示す図である。
【図３】寸法検査装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態の検査装置による欠陥検査動作および寸法検査動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１  ブレード
３  第１の基準面
４  第２の基準面
１１  取付台
１２  移動機構
１４  位置検出器
１５  移動制御部
２１  欠陥検査装置
２２  欠陥画像処理部
２４  欠陥検査領域
２５  内部欠陥検査部
２５ａ  撮像器
２５ｂ  投光器
２６  第１の表面欠陥検査部
２６ａ  撮像器
２６ｂ  投光器
２７  第２の表面欠陥検査部
２７ａ  撮像器
２７ｂ  投光器
３１  寸法検査装置
３２  寸法画像処理部
３４  寸法検査領域
３５ａ  撮像器
３５ｂ  投光器
【図１】
2008014822.tif 000003
【図２】
2008014822.tif 000004
【図３】
2008014822.tif 000005
【図４】
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