(57)【要約】【課題】外観装置スペースの拡大や、余分な設備投資を必要としない板状体の板状体の検査方法、検査装置、およびクリーニングブレードを提供する。【解決手段】本発明の検査装置は、  投光装置１５と、１つの撮像装置１３と、記憶装置および処理装置１６とを有する。投光装置１５と撮像装置１３とは対向して配置されており、これらの間の撮像範囲に透光性を有する板状体１２が配置される。投光装置１５により光が照射された状態の板状体１２を１つの撮像装置１３が撮像する。１つの撮像装置１３は板状体１２のエッジを含めるようにして撮像する。処理装置は、１つの撮像装置１３が撮像した画像と、記憶装置に予め記憶しておいた板状体１２の寸法の基準となるゲージの画像とを比較して板状体１２の寸法を検査するとともに、１つの撮像装置１３が撮像した画像中の影を板状体１２の欠陥として判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する板状体の欠陥寸法およびエッジ寸法を検査する検査方法において、
前記板状体の寸法の基準となるゲージの画像を記憶しておく工程と、
前記板状体に光を照射した状態で、前記光が照射された方向と反対の面側から前記板状体のエッジを含めるように前記板状体を撮像する工程と、
前記エッジを含めるようにして撮像された前記板状体の画像中の影を欠陥として判定する工程と、
前記エッジを含めるようにして撮像された前記板状体の画像と、前記ゲージの画像とを比較することで前記エッジの寸法を検査する工程と、を含むことを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記板状体を撮像する工程で、被写界深度は前記板状体の内側に設定して撮像される、請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記板状体を撮像する工程で、前記板状体にスポット光を照射する、請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
光を照射する投光手段と、画像を撮像する撮像手段と、画像を記憶する記憶手段と、画像をデジタル処理する処理手段とを有し、対向して配置された前記投光手段と前記撮像手段との間の撮像範囲に透光性を有する板状体を配置し、前記投光手段により光が照射された状態の前記板状体を前記撮像手段が撮像し、得られた画像に基づき前記板状体の欠陥および寸法を検査する検査装置において、
１つの前記撮像手段が前記板状体のエッジを含めるようにして撮像し、前記処理手段が、前記１つの撮像手段が撮像した画像と、前記記憶手段に予め記憶しておいた前記板状体の寸法の基準となるゲージの画像とを比較して前記板状体の寸法を検査するとともに、前記１つの撮像手段が撮像した画像中の影を前記板状体の欠陥として判定することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
電子写真用のクリーニングブレードにおいて、
前記クリーニングブレードは、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の検査方法により検査された板状部材または請求項４に記載の検査装置により検査された板状部材であることを特徴とするクリーニングブレード。
【請求項６】
画像形成装置用のクリーニングブレードにおいて、
前記クリーニングブレードは、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の検査方法により検査された板状部材または請求項４に記載の検査装置により検査された板状部材であることを特徴とするクリーニングブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明または半透明の板状体に光を照射して行なう板状体の検査方法及び検査装置に関する。また、これら検査方法および検査装置により検査されたクリーニングブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、板状体の欠陥を判別する方法として、ＣＣＤカメラを用いた電子撮像装置による外観検査手法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。これらは、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り撮影し、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である。
【０００３】
一方、検査対象の寸法を検査する方法として、従来からＣＣＤイメージセンサを使用した方法が知られている。
【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】
【０００４】
しかしながら、透明または半透明の板状体の外観検査方法において、欠陥検査にＣＣＤカメラを用いた電子撮像装置を使用し、一方で、寸法検査にＣＣＤイメージセンサによる寸法検査装置を使用する方法には以下の問題が生じる。すわなち、当該方法では、板状体の外観検査装置を欠陥検査ユニットと寸法検査ユニットとが個々に必要であり、外観装置スペースの拡大や、余分な設備投資を必要とするという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、外観装置スペースの拡大や、余分な設備投資を必要としない板状体の板状体の検査方法、検査装置、およびクリーニングブレード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】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の検査方法は、透光性を有する板状体の欠陥寸法およびエッジ寸法を検査する検査方法において、板状体の寸法の基準となるゲージの画像を記憶しておく工程と、板状体に光を照射した状態で、光が照射された方向と反対の面側から板状体のエッジを含めるように板状体を撮像する工程と、エッジを含めるようにして撮像された板状体の画像中の影を欠陥として判定する工程と、エッジを含めるようにして撮像された板状体の画像と、ゲージの画像とを比較することでエッジの寸法を検査する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エッジを含めるようにして板状体を撮像するので、当該画像を欠陥の検査のみならず、ゲージの画像と比較することでエッジの寸法を検査することができる。このため、欠陥検査ユニットと寸法検査ユニットとが個々に用意する必要がない。よって、本発明によれば、外観装置スペースの拡大や、余分な設備投資を必要とせず、板状体の外観検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下実施形態に基づき本発明の、より具体的な実施の形態を説明する。
【０００９】
本発明の検査方法の一実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の検査装置の構成を示すブロック図である。図２は、本発明におけるエッジ部近傍の画像の略図である。図３は、本発明におけるエッジ寸法検査の説明図である。
【００１１】
本実施形態の検査装置は、透明ないしは半透明の板状体１２を載置する検査ステージ１１と、倍率調整が可能なレンズ１４を備えた１つの撮像装置１３と、板状体１２に対して光を投光する投光装置１５と、記憶装置及び処理装置１６と、撮像装置１３により撮像された画像を表示装置１７と、検査ステージ１１を駆動する駆動装置１８とを有する。
【００１２】
投光装置１５は板状体１２の下方に配置されており、レンズ１４を備えた撮像装置１３は板状体１２の上方に配置されている。撮像装置１３としてＣＣＤカメラを使用し、撮像装置１３の撮影範囲を、板状体１２の検査対象範囲内に設置されている。外観検査時には板状体１２を移動ステージ１１により移動させることにより、撮像装置１３が板状体１２の検査対象範囲場所に対し逐次撮影を行い、検査対象範囲全域を撮影する。なお、撮像装置１３としてはＣＣＤカメラを用いたが、撮像手段としてはこれに限定するものではない。また、撮像される画像は、移動ステージ１１より出されているトリガにより、適当な番号を与えられて位置情報と関連付けて処理し、同時に、欠陥の大きさ、１回の検査における欠陥の数や、検査位置と寸法の表を記憶して表示可能としておく。その後、撮像された画像は、図２を用いて後述するように欠陥及び寸法を検査される。
【００１３】
投光装置１５からの光が板状体１２の内部を通り、レンズ１４を通り結像し、撮像装置１３に撮影される。撮影された画像は記憶装置及び処理装置１６に転送される。その際転送された画像番号は記憶装置及び処理装置１６に記憶するようにしておく。
【００１４】
記憶装置には、板状体１２の寸法の基準となるゲージの画像が記憶されている。また、処理装置１６は後述するように、板状体の画像中の影を欠陥として判断するとともに、エッジを含めるようにして撮像装置１３により撮像された撮像された板状体１２の画像と、記憶装置に記憶されたゲージの画像とを比較することでエッジの寸法の検査を行う機能を有する。
【００１５】
本発明においては、対象となる透明ないしは半透明の板状体１２の持つ製品としての公差の観点から、エッジ部の鮮明な画像を取り込むべく、板状体１２のエッジ部近傍の影が無くなるような撮像装置１３の設置角度θ、及び撮像装置１３の被写界深度を設定する必要がある。
【００１６】
撮像装置１３の設置角度θは、分解能と被写界深度、照射する光源の配置の関係から、実験的に１４°が望ましいと判断した。ただし、この数値に限定するものではない。撮像装置１３の撮像可能範囲について、エッジ部の寸法検査を行うために、板状体のエッジ部が、撮像可能範囲内の位置に設定する必要がある。また、板状体１２の公差などによって変化が生じる場合においても、撮像可能範囲内に入ることを要する。
【００１７】
また、撮像可能範囲の位置は撮像される画像において、エッジが映る任意点でよいが、本実施形態ではレンズ１４の被写界深度が板状体１２の内部を十分にカバーできる幅とするために板状体１２の内側に設定した。レンズ１４は、アイリス絞りの調節ができ、被写界深度の調節が可能で、その被写界深度が０．３〜０．５［ｍｍ］まで調節可能である。このレンズ１４を用いることにより、被検査物の欠陥を画像データとして取込むことが可能になった。また、寸法を検査するために、予め、検査対象の基準となるゲージを製作し、その画像を取り込むことでエッジ寸法と撮像画像（エッジ位置）の関連づけをおこなった。なお、被写界深度については本実施形態においては０．５［ｍｍ］としたが、被検査物の撮影が可能であれば、この数値に限定するものではない。もっとも、撮像装置１３の被写界深度については、撮像装置１３に撮影される被検査物の板状体１２の平坦部が撮像装置１３の被写界深度内に入る位置に設定する必要があり、また、同時に、被検査物の歪みなどによって高さ方向に変化が生じる場合においても被写界深度内に入ることを要する。
【００１８】
本実施形態においては、各々の特徴的な欠陥画像を取り込めるように、レンズ倍率及び、レンズ光量絞り、光源装置の光量、光源装置の照射範囲等の設定を行っている。レンズ１４は、レンズ倍率の調節ができ、そのレンズ倍率が０．７５〜３．０［倍］まで調節可能であり、被検査物のエッジ部を公差に関わり無く取込むことが可能になった。レンズ倍率については本実施形態においては２．５［倍］としたが、被測定物の撮影が可能であれば、この数値に限定するものではない。
【００１９】
本実施形態では、レンズ倍率を２．５倍とし、撮像装置１３は有効画素数６５９×４９４のものを使用することで約２０μｍの精度でエッジの寸法を測定可能とした。また、投光装置１５のスポットの大きさは、レンズ１４の倍率と撮像装置１３の視野の観点からφ１５程度とした。
【００２０】
次に動作について図２を用いて説明する。
【００２１】
投光装置１５は図示しない電源及び制御部によって電源を供給され均一化された光量の可視光を板状体１２に対して照射する（ステップＳ１）。次に、検査ステージ１１を所定量移動させる（ステップＳ２）。投光装置１５から板状体１２にはスポット光が照射される。このスポット光は板状体１２中に欠陥がある場合、欠陥によって影となり、その欠陥によって形成された光が、レンズ１４を通過し結像し、撮像装置１３に画像データとして取込まれる（ステップＳ３）。
【００２２】
レンズ１４は、パーフォーカル光学系を用いた高解像度マクロズームレンズを使用した。また、アイリス絞り機能を有し光量を調節可能なものを使用し、撮像装置１３において、像がハレーションを起こすことなく、精度よく結像できるようなものを選択した。
【００２３】
その撮像された像は記憶装置及び処理装置１６に電気信号で転送され、記憶装置に画像データとして収納される（ステップＳ４）。
【００２４】
ここで、取り込んだ画像を記憶装置及び処理装置１６に転送した後、記憶装置１６は、駆動装置１８と連動させ、設定した計測分解能に従い検査ステージ１１を制御し、検査位置を順次変えていく。これにより、板状体１２の全体を検査する。
【００２５】
処理装置へ転送された画像データは、画像処理加工を施す（ステップＳ５）。これにより、板状体１２中の欠陥によって形成された像の位置情報（重心位置）を抽出するとともに、予め取り込んでおいた基準となるゲージの画像のエッジ寸法と、撮像画像のエッジ寸法との画像比較を行い、この画像データからエッジ寸法も検査する（ステップＳ６）。
【００２６】
本実施形態では、エッジの寸法検査は、図３に示すＸ方向のみの寸法検査となる。本実施形態では１つの撮像装置１３で撮像した画像を使用して寸法検査を行うが、これでは、Ｘ方向だけでなく、Ｙ方向に寸法が変化しても撮像された画像は変化するので、板状体１２の寸法の変化方向を判断することはできない。しかし、本実施形態での板状体１２は、Ｘ方向の精度に比べて、Ｙ方向の精度が約１０分の１であることからＹ方向の変化量は少ない。さらに、撮像装置１３はＹ方向に対して設置角度θが１４°であることからＹ方向の変化量が撮像画像に与える影響は少ないので、Ｘ方向の寸法検査を行うことは可能である。
【００２７】
次に、撮像装置１３の設置角度θが１４°の場合において撮像された画像を図４に示す。投光装置１５からの光が板状体１２の内部を通り、撮像装置１３の設置角度θが１４°に設定されていることで、板状体１２の上側のエッジであるエッジ上４１と下側のエッジであるエッジ下４２が撮像されている。この画像では、板状体１２に欠陥がある場合には、その部分に投光し、透過した光を撮像装置１３により撮影することで検出することができる。なお、撮像画像のエッジ寸法と予め取り込んでおいた基準となるゲージの画像のエッジ寸法とを比較することでエッジ寸法の検査を行う他、撮像された濃淡の含まれた画像の微分処理結果を使用することでエッジ検出を行うことも可能である。
【００２８】
欠陥検査、寸法検査がなされている際には、各々のレンズ１４の倍率、撮像装置１３の設置角度、撮像可能範囲の位置などの設定はあらかじめ処理装置のほうへ登録しておく。次いで、検査ステージ１１を取り込み終了位置まで移動させる（ステップＳ７）。これらの情報に基づき、欠陥の位置情報、大きさ、および板状体１２の寸法を記憶装置１６上で算出し、記憶装置１６に記録を行い、表示装置１７へ出力する（ステップＳ８）。
【００２９】
このように本発明の検査方法によれば、１つの撮像装置により、撮像範囲に板状体のエッジを含めるように撮像して得られた１つの画像に対して、板状体の欠陥検査及びエッジの寸法検査を行うことが可能である。これにより、本発明の検査装置は、１つの撮像装置で撮像された画像を用いて、欠陥検査及びエッジの寸法検査を行うことが可能となるので、不要な装置スペースや設備投資を削減できる。
【００３０】
なお、本実施形態における板状体１２としては、電子写真用クリーニングブレードであってもよいし、あるいは画像形成装置用のブレードであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】板状体を解析する流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明におけるエッジ寸法検査の説明図である。
【図４】本発明におけるエッジ部近傍の画像の略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１２  板状体
１３  撮像装置
１５    投光装置
１６    記憶装置および処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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