JPH0875659A - 表面検査装置および表面検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射特性が異なる表面欠陥を極めて簡易な構
成で、しかも的確にかつ効率よく極めて短時間に検出す
ることができる表面検査方法および表面検査装置を提供
する。 【構成】 感光体ドラム２の表面にその移動方向に複数
の検出エリア１を設定する。各検出エリア１を光源６で
照明すると、それぞれ違う散乱角を有する反射光がＣＣ
Ｄカメラ７に入射する。ＣＣＤカメラ７は２次元のエリ
アセンサを有しており、１つのエリアセンサ上に設定さ
れた複数の受光領域で各検出エリア１からの散乱角の違
う反射光をそれぞれ受光する。各受光領域の信号に基づ
き欠陥判定部９で各検出エリア１ごとに設定されたパラ
メータに従って欠陥を検出する。コンピュータ１２で
は、各検出エリア１ごとに検出した欠陥の同定、反射特
性の違う欠陥の種別判定、感光体ドラム２の合否判定な
どを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検査体の表面状態の
検査を行なうための表面検査装置および表面検査方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ワークの表面に存在するゴミ
や傷、表面むら等の表面欠陥などを検査する表面検査方
法及びその装置として、被検査体の表面に光を照射し、
その被検査体から得られる反射光の光学的変化を利用し
て、表面欠陥等の表面状態を光学的に検査するものが知
られている。

【０００３】ところで、上記のような表面欠陥はその大
きさや形態などがそれぞれ異なっているため、欠陥の種
類の相違により様々な反射強度、反射角度などの反射特
性を有している。したがって、反射光の光学的変化を利
用して表面状態を検査するにあたっては、反射特性の異
なる各種の表面欠陥をより正確にかつ効率よく検査でき
るようにすることが重要な課題になっている。

【０００４】そこで、このような課題を解決することを
主な目的とした表面検査方法やその装置として、以下に
示すような電子写真用の感光体ドラム等の表面状態を検
査するための方法や装置が提案されている。例えば、特
開平３−２０６９４９号公報に記載されている技術で
は、被検査体からの反射光を受光する受光手段を複数使
用し、しかもそれらの受光手段を異なる角度で反射する
反射光をそれぞれ取り込むことができるように被検査体
の周囲に適宜配置して、反射角度が異なる欠陥でも容易
に検出できるようにしている。また、特開平４−１５２
２５５号公報に記載されている技術では、分解能が異な
る複数の撮像手段を被検査体の周囲に適宜配置し、大き
さが異なる欠陥でも容易に検出できるようにした技術が
提案されている。

【０００５】しかしながら、これら従来の表面検査方法
やその装置は、撮像手段としてＣＣＤラインセンサを用
いている。そのため、異なった散乱角の情報を得るため
には、複数台の撮像手段が必要である。また、用いてい
る複数台の撮像手段は、同一の場所を同時に撮像しよう
とするものであり、各撮像手段においては取り込む反射
光の散乱角は固定されていた。

【０００６】このように、従来の表面検査方法および装
置では、複数台の撮像手段を用いるため、装置が大型化
してその検査装置を自動生産ライン内に設置することが
困難であった。また、初期設定時ならびに被検査体の種
類切替時における検査装置の検出条件の調節作業が煩雑
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、反射特性が異なる表面欠陥
を極めて簡易な構成で、しかも的確にかつ効率よく極め
て短時間に検出することができる表面検査方法および表
面検査装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
おいては、被検査体の表面の検査を行なう表面検査装置
において、光を前記被検査体に照射する光照射手段と、
前記被検査体からの反射光を受光して電気信号に変換す
る２次元光電変換手段と、該２次元光電変換手段からの
電気信号を処理し欠陥を検出する検査手段を有し、前記
２次元光電変換手段には、前記被検査体の移動方向に前
記反射光を受光する複数の領域が設定されていることを
特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査装置において、光を前
記被検査体に照射する光照射手段と、前記被検査体から
の反射光を受光して電気信号に変換する２次元光電変換
手段と、該２次元光電変換手段からの電気信号を処理し
欠陥を検出する検査手段を有し、前記２次元光電変換手
段には、前記反射光を受光する複数の領域が重ねて設定
されていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明においては、請求項
１または２に記載の表面検査装置において、前記２次元
光電変換手段に設定されている前記複数の領域は、前記
被検査体からの反射光の検出感度を異ならせたことを特
徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、光を前
記被検査体に照射し、前記被検査体の表面の前記被検査
体の移動方向に沿った複数の領域からの反射光を２次元
光電変換手段の複数の領域で受光して電気信号に変換
し、前記２次元光電変換手段のそれぞれの領域からの電
気信号を処理して欠陥を検出することを特徴とするもの
である。

【００１２】請求項５に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、光を前
記被検査体に照射し、前記被検査体の表面の前記被検査
体の移動方向に沿った複数の領域からの反射光を２次元
光電変換手段の複数の領域で受光して電気信号に変換
し、前記２次元光電変換手段のそれぞれの領域からの電
気信号を処理して欠陥情報を作成して一時保持してお
き、この動作を前記被検査体の移動に従って繰り返し行
ない、前記被検査体の移動に伴って前記被検査体のある
同一領域からの反射光を違うタイミングでかつ前記２次
元光電変換手段の違う領域で受光して得た欠陥情報を用
いて欠陥を同定することを特徴とするものである。

【００１３】請求項６に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、光を前
記被検査体に照射し、前記被検査体の表面の前記被検査
体の移動方向に沿った複数の領域からの反射角度の違う
反射光を２次元光電変換手段の複数の領域で受光して電
気信号に変換し、前記２次元光電変換手段のそれぞれの
領域からの電気信号を処理して欠陥を検出することを特
徴とするものである。

【００１４】請求項７に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、前記被
検査体の表面の前記被検査体の移動方向に沿った複数の
領域に光質もしくは光量を変化させた光を照射し、前記
被検査体の複数の領域からの反射光を２次元光電変換手
段の複数の領域で受光して電気信号に変換し、前記２次
元光電変換手段のそれぞれの領域からの電気信号を処理
して欠陥を検出することを特徴とするものである。

【００１５】請求項８に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、光を前
記被検査体に照射し、前記被検査体の表面に複数重ねて
設定された領域からの反射光を２次元光電変換手段の複
数重ねて設定された領域で受光して電気信号に変換し、
前記２次元光電変換手段からの電気信号を処理してそれ
ぞれの領域の欠陥情報を作成し欠陥を検出することを特
徴とするものである。

【００１６】請求項９に記載の発明においては、被検査
体の表面の検査を行なう表面検査方法において、光を前
記被検査体に照射し、前記被検査体の表面に複数重ねて
設定された領域からの反射光を２次元光電変換手段の複
数重ねて設定された領域で受光して電気信号に変換し、
前記２次元光電変換手段からの電気信号をそれぞれの領
域ごとに検出感度を異ならせて処理して欠陥情報を作成
し欠陥を検出することを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項１および４に記載の発明によれば、光電
変換手段として２次元のものを用い、受光面に複数の受
光領域を設定して、被検査体の表面の被検査体の移動方
向に沿った複数の領域からの反射光を各受光領域で受光
する。すなわち、１つの２次元光電変換手段によって、
被検査体の違った領域の画像を１度に取り込む。

【００１８】例えば、円筒状の被検査体に平行光を照射
した場合、２次元光電変換手段に取り込まれる反射光の
散乱角は、２次元光電変換手段の受光面における被検査
体の移動方向の位置で異なる。しかも、被検査体の曲率
が小さくなるほど、受光面の位置の違いによる散乱角の
違いを大きくすることができる。そのため、特に請求項
６に記載の発明のように、散乱角の違う反射光を同時に
受光することが可能となる。このとき、１つの２次元光
電変換手段を設ければよく、コンパクトな表面欠陥装置
を得ることができる。

【００１９】さらに、２次元光電変換手段のある画素で
取り込まれた欠陥は、被検査体の移動によって、次の測
定タイミングには、必ず一定画素離れた位置に移動す
る。そのため、請求項５に記載の発明のように、各測定
タイミングで測定した欠陥情報を一時保持しておき、複
数の測定タイミングで得られた欠陥情報のうち、違う測
定タイミングで得られた被検査体のある同一領域からの
反射光に基づく欠陥情報を用いて欠陥を同定する。この
とき、被検査体の移動後の２次元光電変換手段に対する
反射光の散乱角は違っており、被検査体の同一領域から
の複数の散乱角の反射光を用いた反射特性の異なる表面
欠陥の同定を行なうことができる。

【００２０】光源として光質もしくは光量の違う複数の
光源を用いることができ、請求項６に記載の発明のよう
に、被検査体の表面の複数の領域に光質もしくは光量を
変化させた光を照射し、反射光を受光して欠陥を検出す
ることができる。これにより、検出すべき欠陥の特性に
合わせた照明を行なうことができ、しかも１つの２次元
光電変換手段によって複数の違う照明による反射光を受
光することができる。

【００２１】また、請求項２および８に記載の発明のよ
うに、被検査体の表面に設定する複数の領域を重ねて設
定することが可能である。このように設定することによ
って、同じ散乱角を有する反射光から違う欠陥情報を得
て、欠陥の特性に合った判別を行なうことができる。特
に、請求項３および９に記載の発明のように、重ねて設
定された各領域の検出感度を異ならせることによって、
例えば、コントラストの大きい欠陥だけでなく、コント
ラストの低い欠陥も同時に検出することが可能となる。

【００２２】

【実施例】図１は、本発明の表面検査装置の一実施例を
示す概略構成図である。図中、１は検出エリア、２は感
光体ドラム、３は回転軸、４は感光体ドラム回転用モー
タ、５はパルス信号発生器、６は光源、７はＣＣＤカメ
ラ、８はカメラ移動用モータ、９は欠陥判定部、１０は
制御部、１１はモニタ、１２はコンピュータである。こ
の実施例では、被検査体として感光体ドラム２の場合に
ついて示している。

【００２３】光源６は、感光体ドラム２に対してＣＣＤ
カメラ７の視野全体を照明するように、所定の位置に固
定配置されている。光源６としては、例えば、キセノン
ランプ等を用いることができる。ＣＣＤカメラ７は、２
次元のエリアセンサを有しており、光源６により照明さ
れた感光体ドラム２の表面の複数の検出エリア１からの
反射光を受光する。ＣＣＤカメラ７は、例えば、電子管
式のテレビカメラなど、種々の２次元の画像入力装置に
より代替可能である。

【００２４】感光体ドラム２とＣＣＤカメラ７は相対的
に移動し、ＣＣＤカメラ７により感光体ドラム２の表面
全体の画像を読み取る。この実施例では、感光体ドラム
２を感光体ドラム回転用モータ４により回転軸３を中心
として矢印方向に回転させる。また、カメラ移動用モー
タ８により、ＣＣＤカメラ７を感光体ドラム２の回転軸
３の方向に移動させる。このとき、ＣＣＤカメラ７と光
源６との相対関係を維持するように、光源６もＣＣＤカ
メラ７とともに移動させるように構成してもよい。

【００２５】ＣＣＤカメラ６と感光体ドラム２との相対
移動は、図１に示した方式の他、感光体ドラム２の回転
軸方向にも、感光体ドラム２を移動させたり、ＣＣＤカ
メラ６を感光体ドラム２の周囲を回転させるなど、種々
の方式を用いて感光体ドラム２の表面の画像を読み取る
ことが可能である。

【００２６】パルス信号発生器５は、検出タイミングを
作り出す。この検出タイミングに基づき、画像の取り込
み及び感光体ドラム２の回転駆動を行なう。例えば、パ
ルス信号発生器５からのパルス信号により、光源６をフ
ラッシュ発光させた後に、ＣＣＤカメラ６から反射光の
情報を取り出す。また、ＣＣＤカメラ６が電子シャッタ
ーを備えている場合には、パルス信号発生器５からのパ
ルス信号によって電子シャッターを開閉する。この時、
光源６としては、連続的に発光するハロゲンランプ、タ
ングステンランプ、蛍光灯等も使用可能である。

【００２７】欠陥判定部９は、ＣＣＤカメラ７で受光し
て変換した電気信号に対し、補正処理やディジタル化処
理等の信号処理、欠陥の有無の判定処理、欠陥の特徴抽
出処理等を行なう。欠陥判定部９は制御部１０を備えて
おり、この制御部１０において各検出エリア１の位置設
定を行なっている。また、制御部１０では、各検出エリ
アごとに独立して、欠陥を判定するための例えば検出感
度、面積閾値、欠陥寸法等のパラメータを設定すること
ができ、これらのパラメータが保持されている。モニタ
１１は、欠陥判定部９からの出力信号をモニタするため
のディスプレイである。

【００２８】コンピュータ１２は、欠陥の同定および総
合的な合否判定を行なう。欠陥判定部９から出力される
各領域からの時間的にずれた欠陥検出信号の同期をと
り、欠陥の同定及び各検出エリアでの欠陥の検出有無な
どから、欠陥種類の層別を行ない、感光体ドラム２の合
否判定を行なう。この合否判定は、感光体ドラム２の全
面を検査した結果に基づいて行なわれる。

【００２９】以下、本発明の一実施例における動作の一
例について説明する。図２は、本発明の一実施例におけ
るＣＣＤカメラ７に入射する光の説明図、図３は、検出
エリアと受光領域の説明図である。図中、図１と同様の
部分には同じ符号を付してある。１３はＣＣＤ素子、１
４は光学系、２１は照射光、２２は正反射光、２３は反
射光、２４，２５は検出エリア、２６，２７は受光領域
である。光源６からの照射光２１は、感光体ドラム２の
表面で反射する。反射光２３は、ＣＣＤカメラ７の光学
系１４を介して２次元のＣＣＤ素子１３に受光される。
ここでは２次元のＣＣＤ受光素子を例に説明するが、２
次元の受光手段であれば同様に用いることができる。

【００３０】光源６から感光体ドラム２の表面の検出エ
リア２４に照射された照射光２１は、検出エリア２４で
反射してＣＣＤ素子１３の受光領域２６に到達する。こ
のとき、反射光２３と正反射光２２との角度、すなわち
散乱角は小さい。一方、感光体ドラムの表面の検出エリ
ア２５で反射した反射光２３は、ＣＣＤ素子１３の受光
領域２７に到達する。このときの散乱角は大きい。すな
わち、ＣＣＤ素子１３には、感光体ドラムの表面からの
散乱角の違う反射光を同時に受光することになる。

【００３１】このような複数の受光領域２６，２７を感
光体ドラム２の回転方向に設定する。そして、散乱角の
小さい検出エリア２５からの反射光を受光領域２６で受
光し、感光体ドラム２の表面に付着する異物、傷等の微
細な凹凸などのような、散乱角の小さいときにコントラ
ストの大きくなる欠陥を選択的に検出する。また、散乱
角の大きい検出エリア２６からの反射光を受光領域２７
で受光し、感光体ドラム２の感光材料の塗布むら、シミ
スジ、ダレ等のように散乱角の大きいところでコントラ
ストの大きくなる欠陥を検出する。すなわち、各受光領
域に到達する反射光の散乱角の大きさに応じて、その散
乱角で検出するのが適当な欠陥をあらかじめ決めてお
き、各受光領域で検出すべき欠陥の光学的な特性に基づ
き、感度、面積閾値等のパラメータを最適な条件に設定
することができる。これにより、感光体ドラム２上の欠
陥は、各受光領域で選択的に検出される。あるいは、欠
陥の特性によっては、複数の受光領域からの欠陥情報を
合わせて用いることも可能である。感光体ドラム２の回
転方向が逆であっても同様である。

【００３２】このように、この実施例では、散乱角の異
なった反射光の信号を一度に取り込めるという２次元の
受光手段（エリアセンサ）の特性を生かし、エリアセン
サの受光領域の任意の位置に検出領域を複数配置し、欠
陥の抽出に使用している。

【００３３】なお、上述の散乱角の小さな検出エリアで
コントラストの大きくなる表面欠陥を検出する際には、
コントラストに対する感度を下げ、散乱角の大きな検出
エリアでコントラストの大きくなる表面欠陥とを検出す
る際には、コントラストに対する感度を上げて検査を行
なうことができる。ここで、散乱角の小さな検出エリア
では、コントラストに対する感度を下げる代わりに、面
積閾値を小さくし、散乱角の大きな検出エリアでは、コ
ントラストに対する感度を上げる代わりに、面積閾値を
大きく設定してもよい。

【００３４】感光体ドラム２上の欠陥は、例えば、図
２、図３では、矢線で示すように、検出エリア２５に最
初に到達し、続いて検出エリア２４に到達する。そのた
め、まず検出エリア２５に対応した欠陥の検出が行なわ
れ、違うタイミングにおいて、今度は検出エリア２４に
対応した欠陥の検出が行なわれる。感光体ドラム２上の
同じ欠陥を、違うタイミングおよび違う検出エリアにお
いて検出することになる。

【００３５】図４は、本発明の一実施例における検出エ
リアの変化の説明図である。図中、３１ないし３５は表
面領域である。図４では、２つの検出エリア２４，２５
を１検査タイミング分、離して配置した。図４（Ｂ）の
タイミングチャートに示すように、図４（Ａ）に示した
時点では、感光体ドラム２の表面領域３１および３３が
検出エリア２４，２５になっているが、次の検査のタイ
ミングでは、感光体ドラム２が図中の矢印の方向に移動
するため、表面領域３２，３４が検出エリア２４，２５
になる。さらに次の検査のタイミングでは、表面領域３
３，３５が検出エリア２４，２５になる。この結果、検
出エリア２５に到達した欠陥は、２検査タイミング後に
検出エリア２４に到達することになる。

【００３６】このとき、検出エリアの間隔は、検査のタ
イミングパルスが入力されてから次の検査のタイミング
パルスが入力されるまでの時間で被検査体が移動する距
離のＮ倍（Ｎは整数）にすることが好ましい。このよう
に設定することによって、同じ表面領域における違う欠
陥の検査をＮ＋１タイミング後に行なうことができる。
もちろん、検出エリアの間隔を任意に設定することも可
能であり、例えば、検出エリアの間隔を検査のタイミン
グの時間間隔で被検査体が移動する距離の１／２とする
ことによって、表面領域の境界にかかった欠陥を検出可
能とすることもできる。

【００３７】検出エリアの大きさは、検出対象となる表
面状態の種類により、適宜設定される。具体例として
は、検出エリア２４，２５について、感光体ドラム２の
軸方向の幅を１０ｍｍ、感光体ドラムの周軸方向の幅を
２ｍｍとすることができる。欠陥判定部９は、１回の検
査タイミングで、この２つの検出エリア２４，２５の全
面を検査する。

【００３８】この検出エリア２４，２５の大きさおよび
検出エリア２４と検出エリア２５の間隔は、制御部１０
に設定するＣＣＤ素子１３の受光領域の大きさおよび位
置に関するデータを変更することによって、任意の大き
さおよび位置に設定することが可能である。検出すべき
欠陥の種類に従って設定すればよい。また、各検出エリ
アごとに大きさを変更することももちろん可能である。
特に、各検査エリア間の間隔を、上述のように検査エリ
アの幅の整数倍とすることによって、欠陥の同定の処理
を簡略化している。

【００３９】上述のようにして、感光体ドラム２上の検
出エリアからの反射光は、ＣＣＤカメラ７で受光され、
欠陥判定部９において各検出エリアごとに欠陥の有無の
判定や、欠陥が存在する場合にはその欠陥の特徴の抽出
処理等が行なわれる。欠陥判定部９で得られた欠陥信号
は、コンピュータ１２に送られる。コンピュータ１２で
は、欠陥判定部９からの欠陥信号に基づいて、欠陥の同
定が行なわれ、その後欠陥の判定が行なわれる。

【００４０】コンピュータ１２では、欠陥判定部９から
送られてくる欠陥信号をすべて、例えば、配列に格納し
ている。図５は、欠陥信号の格納状態の一例の説明図で
ある。欠陥が同一のものか、別のものかを判断する際に
は、例えば、図４に示したように検出エリアの間隔を検
査のタイミングパルスが入力されてから次の検査のタイ
ミングパルスが入力されるまでの時間で被検査体が移動
する距離のＮ倍（Ｎは整数）にした場合、欠陥信号が格
納されている配列をＮ＋１だけずらすことによって判断
することが可能である。例えば、図４に示した検査タイ
ミングで得られた欠陥信号は、図５に示すように配列に
格納される。図５に示した例では、あるタイミングの検
出エリア２５の欠陥信号と、２検査タイミング後の検出
エリア２４の欠陥信号とを比較することによって、欠陥
が同一のものか否かを判断することができ、高速に欠陥
の同定を行なうことができる。配列をずらす代わりに、
配列を参照するためのポインタをずらして、対応する欠
陥信号を参照するように構成することも可能である。ま
た、データ構造は配列に限らず、リスト構造など、種々
のデータ構造を用いることが可能である。

【００４１】上述のように、各検出エリアに対応して、
検出する欠陥の種別をある程度決めているので、合否判
定に必要な大きさ、グレードの欠陥はただ１つの検出領
域で選択的に検出される。すなわち、異物、傷等の散乱
角の小さなところでコントラストの大きくなる欠陥は、
検出エリア２４では欠陥信号として検出されるが、検出
エリア２５ではコントラストが小さくなることおよび欠
陥の大きさが小さいため欠陥として判定されない。ま
た、塗布むら、シミスジ、ダレ等の欠陥は、検出エリア
２５では欠陥信号として検出されるが、検出エリア２４
では欠陥信号がでない。このことは、異物、傷等の微小
な欠陥と塗布むら、シミスジ、ダレ等の低コントラスト
欠陥を分離できることを意味する。欠陥の程度が悪くな
るにつれて、欠陥信号は両方の検出エリアで検出される
ようになるが、閾値に対する信号の大きさの割合や、他
の特性値の大きさで、ある程度の層別ができる。また、
両方の検出エリアで検出された場合にも、故障の種類に
よらず不合格であることから、検出としては問題にはな
らない。

【００４２】特に、このような検査手段を感光体ドラム
などの製造過程の品質管理に適用した場合においては、
上述のような散乱角の異なる表面欠陥についての有無と
その程度を検査できるので、製品の品質管理を効率よく
的確に行なうことができる。なお、片方の検出エリアの
欠陥信号のみで欠陥の種別が特定できないときに、両方
の検出エリアの欠陥信号を用いて欠陥の種別などを特定
してもよい。感光体ドラムの合格または不合格を決定す
るだけでなく、欠陥の種別をも特定することによって、
欠陥が発生した製造過程をある程度特定することがで
き、製造過程にフィードバックして品質を向上させるこ
とが可能である。

【００４３】上述のように、この実施例の表面検査装置
では、光源６とＣＣＤカメラ７がいずれも１台ずつ使用
されているだけであり、従来のようにセンサを複数用い
たり、特殊な被測定機器などを使用することなく構成さ
れており、その構成が極めて簡易なものである。上述の
実施例では、このような簡単な構成であるにもかかわら
ず、反射特性の異なった表面欠陥を同時に検出すること
を可能としている。

【００４４】また、上述の実施例で示した表面検査装置
を用いると、感光体ドラム等の被検査体の製造ラインや
検査ライン内に煩雑な設置作業を要せず簡単に表面検査
装置を設置することができ、しかも導入後の管理が簡単
になる。以下、このことを蛍光灯とＣＣＤラインセンサ
を用いた検査装置との比較を例にして述べる。

【００４５】欠陥によっては、ＣＣＤラインセンサの光
軸を感光体ドラムの表面上で蛍光灯の光の帯があたる場
所とあたらない場所の境界部に合わせると、信号が強く
出力される種類のものがある。検査装置の調整を行なう
際に、このような欠陥を検出すべく、ＣＣＤラインセン
サの光軸設定を行なうとする。このときの光軸の許容幅
はドラム面上で１５０μｍ（φ８４ドラム：光学倍率７
倍のとき）であった。このため、ＣＣＤラインセンサの
光軸はマイクロステージを用いて設定したが、再現性を
得るまでに多大の時間を要した。これに対して上述の実
施例では、エリアセンサを用いているので、ズレが生じ
ていても制御部１０によってエリアセンサの受光領域を
設定し直すだけでよく、３ｍｍ程度のセッティング誤差
が許容された。

【００４６】また、製造工程に表面検査装置を設置した
後、設置した表面検査装置が正常に稼働しているか否か
を確認する必要があるが、従来のように光源やカメラを
多数用いた装置の場合、それぞれの装置に対して光軸が
ずれていないかをチェックする必要がある。これに対し
て上述の実施例では、１台のＣＣＤカメラしか用いてい
ないので、ＣＣＤカメラと光源の位置関係をチェックす
るだけでよい。また、１台のＣＣＤカメラで複数の検出
エリアの画像を取得するので、１回の測定で全ての検出
領域の検出状況を確認でき、光軸の確認は非常に簡単と
なり、かつ万一ズレが発生しても、全ての検出エリアの
検出状況が一度に変わるため、その発見が容易となる。

【００４７】さらに、例えば、感光体ドラムの径が変更
されるなど、被検査体が変更される場合であっても、検
出エリアの大きさおよび複数の検出エリアの間隔、すな
わち、制御部１０に設定するＣＣＤ素子１３の受光領域
の大きさおよび間隔を変更すればよく、簡単に被検査体
の変更に対応することができる。

【００４８】以下、いくつかの変形例を示す。各図で
は、図１と同様の部分には同じ符号を付してある。図６
は、本発明の一実施例において、光源に光学フィルタを
設けた変形例を示す概略構成図である。図中、１５は光
学フィルタである。この変形例では、光源６の検出エリ
ア２４あるいは２５の一方を照射する部分に、光学フィ
ルタを取り付けている。光学フィルタとしては、例え
ば、Ｙ５２やＲ６０等を用いることができる。このよう
に光学フィルタを用いることで、各検出エリアにおける
照明光２１の波長を制御することができ、色むら等の欠
陥の信号を増幅することができる。

【００４９】図７は、本発明の一実施例において、光源
にスリットを設けた変形例を示す概略構成図である。図
中、１６はスリットである。この変形例では、光源６の
検出エリア２４あるいは２５の一方を照射する部分に、
スリット１６を設けている。スリット１６を介して照射
される光は、感光体ドラム２の表面に凹凸の欠陥が存在
するところでは、その欠陥のへりで入射光が乱反射す
る。この乱反射信号のコントラストを光学的に増幅する
ために、正常面の反射光量を減少させるべく、スリット
を用いる。このため、スリットの間隔は、検出しようと
する欠陥の寸法から決定される。その場合、正常面から
の反射光量が少なくできる散乱光を使用するのが望まし
い。

【００５０】図８は、本発明の一実施例において、光源
にＮＤフィルタを設けた変形例を示す概略構成図であ
る。図中、１７はＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔ
ｙ）フィルタである。この変形例では、光源６の検出エ
リア２４を照射する部分に、ＮＤフィルタ１７を設けて
いる。これにより、検出エリア２４，２５間の照度のア
ンバランスが改善され、検出エリア２４，２５の両方で
均質に欠陥を検出することができる。

【００５１】図９は、本発明の一実施例において、検出
エリアを重ねて設定した変形例を示す概略構成図であ
る。上述の各例では、検出エリアを感光体ドラム２の表
面の別の位置に設定したが、この変形例に示すように、
検出エリア２４，２５を同じ場所に設定することも可能
である。検出エリア２４，２５の画像は、光学系によっ
てＣＣＤカメラ６の別の受光領域に結像するように構成
してもよいし、高速なタイミングで同一受光領域の画像
を複数回読み取ることによって得てもよい。あるいは、
ＣＣＤカメラ６で読み取った画像をメモリに一旦格納
し、それぞれの検出エリアの処理を行なうごとに読み出
すように構成してもよい。このように複数の検出エリア
を重ねることによって、同じ散乱角によって検出可能な
欠陥に対して、パラメータを変えた欠陥検出処理を行な
うことができる。例えば、検出感度や面積閾値等のパラ
メータを変えた検出領域を重ねて設けることにより、異
物故障の核と外輪をそれぞれの検出領域で検出すること
ができる。これによって、欠陥の種類判別をより細かく
行なうことができた。

【００５２】なお、上述の実施例、変形例では、各要素
の効果を明確にするために、それぞれ単独で実施例を述
べたが、本発明ではこれに限定されず、これらの、機能
を適宜組み合わせることができる。図１０は、本発明の
一実施例において、光源に複数の光学要素を設けた変形
例を示す概略構成図である。この変形例では、スリット
１６およびＮＤフィルタ１７を用いた場合の例を示して
いる。このように、いくつもの光質を作り出す光源を用
いて構成することができる。もちろん、フィルタやスリ
ットを選択的に用いることができるように構成すること
も可能である。

【００５３】図１１は、本発明の一実施例において多数
の検出エリアを設定した変形例を示す概略構成図であ
る。図中、４１ないし４５は検出エリアである。上述の
各例では、検出エリアが２つの場合について示したが、
本発明はこれに限らず、例えば、図１１に示すように多
数の検出エリアを設定して用いることが可能である。こ
の時、図９に示したように、検出エリアが重ねて設定さ
れていてもよい。図１１では、検出エリア４１，４２，
４４，４５が感光体ドラム２の回転方向に並べられ、検
出エリア４３が検出エリア４１と重ねて設定されてい
る。このように多数の検出エリアを設定することによっ
て、各検出エリアではそれぞれの欠陥の検出に適合した
条件で検出を行なうことができ、種々の欠陥を良好に検
出することができる。また、各検出エリアに対して、種
々の光質、光量の光を照射することも可能である。

【００５４】なお、上述の各例では光源を１つだけ用い
たが、数種類の光源部を組み合わせて用いることによ
り、さらに自由度のある検査装置を構成することもでき
る。例えば、ＣＣＤカメラ６の両側に光源を設け、それ
ぞれの検出エリアによって欠陥を検出するように構成す
ることができる。この場合、一方のみに急峻な段差が存
在するような欠陥を検出することができる。

【００５５】また、このような検出エリアの設定は、エ
リアセンサに設定される受光領域を変更するだけでよ
い。受光領域の大きさ、間隔等の設定は、制御部１０が
保持している情報を変更するだけでよく、簡単に被検査
体および検出する欠陥に応じた検査装置を得ることがで
きる。

【００５６】上述の各例では、被検査体として感光体ド
ラムの場合について説明したが、他の被検査体について
も適用可能である。特に、円筒形の被検査体において
は、上述のように被検査体の表面の位置によって反射光
の散乱角が大きく変わるので、本発明を有効に利用でき
る。しかし、円筒形に限らず、平面上の表面を有する被
検査体についても適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、反射特性が異なる表面欠陥を極めて簡易な構
成で、しかも的確にかつ効率よく極めて短時間に同定す
ることができる。また、特殊な装置を増設したり、同種
の装置を複数使用する必要がなく、自動生産ライン等に
簡単に設置することができ、検査対象が変更される場合
であってもその検出条件等の調節作業を簡単に行なうこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の表面検査装置の一実施例を示す概略
構成図である。

【図２】 本発明の一実施例におけるＣＣＤカメラ７に
入射する光の説明図である。

【図３】 本発明の一実施例における検出エリアと受光
領域の説明図である。

【図４】 本発明の一実施例における検出エリアの変化
の説明図である。

【図５】 欠陥信号の格納状態の一例の説明図である。

【図６】 本発明の一実施例において、光源に光学フィ
ルタを設けた変形例を示す概略構成図である。

【図７】 本発明の一実施例において、光源にスリット
を設けた変形例を示す概略構成図である。

【図８】 本発明の一実施例において、光源にＮＤフィ
ルタを設けた変形例を示す概略構成図である。

【図９】 本発明の一実施例において、検出エリアを重
ねて設定した変形例を示す概略構成図である。

【図１０】 本発明の一実施例において、光源に複数の
光学要素を設けた変形例を示す概略構成図である。

【図１１】 本発明の一実施例において多数の検出エリ
アを設定した変形例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…検出エリア、２…感光体ドラム、３…回転軸、４…
感光体ドラム回転用モータ、５…パルス信号発生器、６
…光源、７…ＣＣＤカメラ、８…カメラ移動用モータ、
９…欠陥判定部、１０…制御部、１１…モニタ、１２…
コンピュータ、１３…ＣＣＤ素子、１４…光学系、１５
…光学フィルタ、１６…スリット、１７…ＮＤフィル
タ。

フロントページの続き (72)発明者 小林 和行 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   装置において、光を前記被検査体に照射する光照射手段
   と、前記被検査体からの反射光を受光して電気信号に変
   換する２次元光電変換手段と、該２次元光電変換手段か
   らの電気信号を処理し欠陥を検出する検査手段を有し、
   前記２次元光電変換手段には、前記被検査体の移動方向
   に前記反射光を受光する複数の領域が設定されているこ
   とを特徴とする表面検査装置。
2. 【請求項２】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   装置において、光を前記被検査体に照射する光照射手段
   と、前記被検査体からの反射光を受光して電気信号に変
   換する２次元光電変換手段と、該２次元光電変換手段か
   らの電気信号を処理し欠陥を検出する検査手段を有し、
   前記２次元光電変換手段には、前記反射光を受光する複
   数の領域が重ねて設定されていることを特徴とする表面
   検査装置。
3. 【請求項３】 前記２次元光電変換手段に設定されてい
   る前記複数の領域は、前記被検査体からの反射光の検出
   感度を異ならせたことを特徴とする請求項１または２に
   記載の表面検査装置。
4. 【請求項４】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、光を前記被検査体に照射し、前記被検査
   体の表面の前記被検査体の移動方向に沿った複数の領域
   からの反射光を２次元光電変換手段の複数の領域で受光
   して電気信号に変換し、前記２次元光電変換手段のそれ
   ぞれの領域からの電気信号を処理して欠陥を検出するこ
   とを特徴とする表面検査方法。
5. 【請求項５】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、光を前記被検査体に照射し、前記被検査
   体の表面の前記被検査体の移動方向に沿った複数の領域
   からの反射光を２次元光電変換手段の複数の領域で受光
   して電気信号に変換し、前記２次元光電変換手段のそれ
   ぞれの領域からの電気信号を処理して欠陥情報を作成し
   て一時保持しておき、この動作を前記被検査体の移動に
   従って繰り返し行ない、前記被検査体の移動に伴って前
   記被検査体のある同一領域からの反射光を違うタイミン
   グでかつ前記２次元光電変換手段の違う領域で受光して
   得た欠陥情報を用いて欠陥を同定することを特徴とする
   表面検査方法。
6. 【請求項６】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、光を前記被検査体に照射し、前記被検査
   体の表面の前記被検査体の移動方向に沿った複数の領域
   からの反射角度の違う反射光を２次元光電変換手段の複
   数の領域で受光して電気信号に変換し、前記２次元光電
   変換手段のそれぞれの領域からの電気信号を処理して欠
   陥を検出することを特徴とする表面検査方法。
7. 【請求項７】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、前記被検査体の表面の前記被検査体の移
   動方向に沿った複数の領域に光質もしくは光量を変化さ
   せた光を照射し、前記被検査体の複数の領域からの反射
   光を２次元光電変換手段の複数の領域で受光して電気信
   号に変換し、前記２次元光電変換手段のそれぞれの領域
   からの電気信号を処理して欠陥を検出することを特徴と
   する表面検査方法。
8. 【請求項８】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、光を前記被検査体に照射し、前記被検査
   体の表面に複数重ねて設定された領域からの反射光を２
   次元光電変換手段の複数重ねて設定された領域で受光し
   て電気信号に変換し、前記２次元光電変換手段からの電
   気信号を処理してそれぞれの領域の欠陥情報を作成し欠
   陥を検出することを特徴とする表面検査方法。
9. 【請求項９】 被検査体の表面の検査を行なう表面検査
   方法において、光を前記被検査体に照射し、前記被検査
   体の表面に複数重ねて設定された領域からの反射光を２
   次元光電変換手段の複数重ねて設定された領域で受光し
   て電気信号に変換し、前記２次元光電変換手段からの電
   気信号をそれぞれの領域ごとに検出感度を異ならせて処
   理して欠陥情報を作成し欠陥を検出することを特徴とす
   る表面検査方法。