专利名称：圆筒体的表面检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检查圆筒体的表面状态的圆筒体的表面检查装置及其相关技术。
背景技术：
在感光鼓用基体等圆筒体，要求较高的表面精度，所以进行表面检查，将具有伤痕、凹凸、异物附着、污垢等表面缺陷部的圆筒体排除。例如下述专利文献1所公开的圆筒体的表面检查装置如图8所示，从相对于圆筒体W配置在侧上方部的光源101向圆筒体W照射照明光L，另一方面通过照相机102拍摄其正反射光(反射光图像)Lr，基于该拍摄数据，检测圆筒体1的表面缺陷。但是近年来，作为构成检查对象的圆筒体W的感光鼓用基体，多采用对通过挤压加工得到的挤压管进行拉拔加工而制作的构件。如图9所示在通过拉拔加工得到的圆筒体 W，形成于表面的凹凸部等会成为缺陷的部分在多数的情况下以与轴心方向(长度方向)X 平行地延伸的方式形成为条状。这样的条状凹部D和/或凸部中，比较浅的条状凹部Da不构成缺陷，与此相对比较深或者在边缘具有毛刺的条状凹部Db构成缺陷，在形成有这样的构成缺陷的条状凹部Db的情况下，作为不良品而处理。在先技术文献专利文献专利文献1 特开平7-140079号专利文献2 特开2002-71576号公报

发明内容
发明所要解决的问题然而，在上述专利文献1所示的以往的圆筒体检查装置中，如下所说明那样，不能正确地区别不构成缺陷的未缺陷条状凹部Da与构成缺陷的缺陷条状凹部Db，例如将形成于圆筒体表面的条状凹部D等条状凹凸部全都检测出来，具有检查精度下降的问题。即如图10所示，在上述以往的圆筒体检查装置中，在圆筒体表面上的没有凹部D 等凹凸的区域，从光源101照射的照明光L被圆筒体表面反射，其正反射光Lr被照相机102 获取，另一方面，在具有凹部D等的区域，照明光L被凹部D的内周侧面漫反射，漫反射光Ld 不会被照相机102接收。这样通过正反射光Lr的光量差检测凹部D，所以虽然凹部D的深度和/或形状稍有不同，但只要是凹部D就全都检测出来，不能正确地区别未缺陷条状凹部 Da与缺陷条状凹部Db，具有检查精度下降的问题。本发明的优选的实施方式是鉴于相关技术中的上述的以及/或者其他的问题点而进行的。本发明的优选的实施方式能够使现有的方法以及/或者装置显著提高。本发明是鉴于上述的课题而进行的，其目的在于提供能够正确地仅检测条状凹凸部中构成缺陷的条状凹凸部、具有较高的检查精度的圆筒体的表面检查装置及其相关技术。
本发明的其他的目的以及优点可从下面的优选的实施方式变得明了。但是，作为通过反射光进行检查对象物的表面检查的方法，如上述专利文献2所示，使用同轴落射照明的表面检查方法众所周知。该表面检查方法使照明光相对于检查对象物表面同轴落射，通过照相机识别其反射光图像而检测表面缺陷部。该表面检查方法通过相对于检查面垂直反射的正反射光图像检测表面状态，所以能够高精度检查表面状态。因此本发明申请人提案使用该同轴落射照明进行圆筒体的表面检查的方法。即如图5、6所示，在圆筒体W的侧上方部配置光源101，并且在圆筒体W的上方配置半透半反镜 103，进而在半透半反镜103的上方配置照相机102。从而通过半透半反镜103使从光源101 照射的照明光L反射，使该反射的照明光L相对于圆筒体W从垂直上方同轴落射。进而通过圆筒体表面使该照明光L向垂直上方反射，使该反射光Lr透过半透半反镜103，由照相机 102获取。根据该检查方法，如图4A所示，在较浅的条状凹部D即未缺陷条状凹部Da的区域，脱离照相机102的光轴的漫反射光Ld较少，与此相对，如图4B所示，在较深的条状凹部 D即缺陷条状凹部Db的区域，脱离照相机102的光轴的漫反射光Ld增多。因此根据照相机 102所获取的光接收量的不同，能够区别未缺陷条状凹部Da以及缺陷条状凹部Db，能够正确地仅检测条状凹部D中具有缺陷的条状凹部D。但是，本发明申请人在继续进行严密的实验以及研究时，判明了该提案技术也难以可靠地得到较高的检查精度。即如图7所示在上述提案技术的圆筒体的表面检查装置中，从光源101对圆筒体 W从侧方即从俯视相对于圆筒体W的轴心方向X正交的方向水平照射照明光L，所以从光源 101照射的照明光L中直接到达圆筒体W的直接照明光Ll从相对于缺陷条状凹部Db正交的方向投射。因此该直接照明光Ll由缺陷条状凹部Db的内周侧面漫反射，该漫反射光Lld 的一部分由照相机102获取。这样，判明了难以可靠解决下述的课题即使是缺陷条状凹部 Db的区域，多余的漫反射光Lld由照相机102识别，根据情况，该缺陷条状凹部Db被误检测为正常区域，检查精度下降。上面的说明列举条状凹部为例进行说明，但在条状凸部的情况下也与上述同样， 多余的漫反射光不慎由照相机102识别，导致检查精度的下降。用于解决课题的方案为了解决上述课题，本发明具备下面的方案。[1] 一种圆筒体的表面检查装置，该圆筒体的表面检查装置具备配置于圆筒体的上方的照明光源、与所述照明光源相对应地配置于圆筒体的上方的分光器和配置于所述分光器的上方的表面状态识别单元，从所述照明光源照射的照明光由所述分光器反射而同轴落射到圆筒体表面，由该圆筒体表面反射的反射光透过所述分光器，由所述表面状态识别单元识别，其特征在于从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。[2]如前项1所述的圆筒体的表面检查装置，其中所述分光器配置于圆筒体的轴心方向的至少一部分；由所述分光器反射的照明光落射到圆筒体的轴心方向的一部分。
[3]如前项1或2所述的圆筒体的表面检查装置，其中所述分光器由半透半反镜构成。[4]如前项1 3中的任意一项所述的圆筒体的表面检查装置，其中作为圆筒体，使用通过拉拔加工而得到的铝或者其合金制的拉拔管。[5]如前项1 4中的任意一项所述的圆筒体的表面检查装置，其中作为圆筒体，使用感光鼓用基体。[6] 一种圆筒体的表面检查方法，该圆筒体的表面检查方法由分光器反射从照明光源照射的照明光而使其同轴落射到圆筒体表面，使由该表面反射的反射光透过所述分光器，由表面状态识别单元识别，其特征在于从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。[7] 一种同轴落射照明装置，该同轴落射照明装置使用于基于由圆筒体的表面反射的反射光检查圆筒体的表面状态的圆筒体的表面检查装置，其特征在于具备照明光源，其配置于圆筒体的上方；和分光器，其与所述照明光源相对应地配置于圆筒体的上方，反射从所述照明光源照射的照明光而使其同轴落射到圆筒体表面，使由该圆筒体表面反射的反射光透过；从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。另外在本文件的“权利要求”以及“用于解决课题的方案”栏，在称为“上方”的情况下，以相对于圆筒体的轴心方向正交的方向或者径向外侧的意义使用，不是以重力方向为基准。但是在后述的“具体实施方式
”一栏，以重力方向为基准对方向进行说明，在称为 “上方”的情况下，以垂直方向的上侧的意义使用。发明的效果根据发明[1]的圆筒体的表面检查装置，通过同轴落射照明光的反射光图像识别圆筒体表面的状态，所以能够正确把握表面状态，能够提高检查精度。进而由于从圆筒体的一端侧沿着轴心方向照射照明光，所以即使存在沿着轴心方向的条状凹凸部，也能够防止直接照射到圆筒体表面的直接照明光的反射光不慎由表面状态识别单元获取，能够可靠地维持较高的检查精度。根据发明[2]的圆筒体的表面检查装置，能够减小照明光源和/或分光器的尺寸， 能够谋求小型紧凑化。根据发明[3]的圆筒体的表面检查装置，能够更可靠地提高检查精度。根据发明[4] [5]的圆筒体的表面检查装置，作为检查对象物，使用与该检查装置相适应的构件，所以能够更可靠地得到上述的效果。根据发明W]的圆筒体的表面检查方法，与上述同样，能够得到同样的作用效果。根据发明[7]的使用于圆筒体的表面检查装置的同轴落射照明装置，与上述同样，能够得到同样的作用效果。


图1是概略表示作为本发明的实施方式的圆筒体的表面检查装置的立体图。图2是概略表示实施方式的表面检查装置的侧视图。图3是用于对实施方式的表面检查装置中的缺陷条状凹部周边的直接照明光的反射状况进行说明的立体图。图4A是用于对未缺陷条状凹部周边的同轴落射照明光的反射状况进行说明的正视图。图4B是用于对缺陷条状凹部周边的同轴落射照明光的反射状况进行说明的正视图。图5是概略表示作为提案技术的圆筒体的表面检查装置的立体图。图6是概略表示提案技术的表面检查装置的正视图。图7是用于对提案技术的表面检查装置中的缺陷条状凹部周边的直接照明光的反射状况进行说明的立体图。图8是概略表示以往的圆筒体的表面检查装置的正视图。图9是将在圆筒体的表面产生的条状凹部夸大而表示该圆筒体的立体图。图10是用于对以往的表面检查装置中的条状凹部周边的照明光的反射状况进行说明的立体图。
具体实施例方式图1、2是表示作为本发明的实施方式的圆筒体的表面检查装置的图。如两图所示，该表面检查装置能够检查作为检查对象物(工件)的圆筒体W的表面。圆筒体W，在例如构成电子照片系统的复印机、打印机、传真机、复合机中，被用于感光鼓、转印辊、显像辊、其他各部。能够构成这样的构件的圆筒体W中，作为优选的例子在实施方式中能够列举作为复印机和/或打印机等中的感光鼓用的原料管和/或基体而使用的圆筒体W，特别是采用了电子照片系统的复印机和/或打印机。另外，作为感光鼓用基体，指的是进行了切削加工和/或拉拔加工等后而形成感光层之前的管体。另外，在感光鼓用基体上形成了感光层后的管体也能够构成为作为本发明的检查对象的圆筒体W。作为圆筒体W的制造方法，能够列举挤压成型以及拉拔成型的组合。另外不用说， 在本发明中，圆筒体W的制造方法并不仅限于此，只要是挤压成型、拉拔成型、铸造、锻造、 注塑成型、切削加工或者它们的组合等能够制造管体的方法，能够采用任何方法。另外圆筒体W的材质没有特别限定，除了各种金属材料，也能够应用合成树脂等， 例如能够列举铝以及铝合金(1000 7000系)、铜以及铜合金、钢材、锰以及锰合金。其中铝合金制的圆筒体W特别适于作为本发明的检查对象。本实施方式的表面检查装置作为基本的构成要素具备配置于圆筒体W的上方的同轴落射照明装置1和配置于同轴落射照明装置1的上方的照相机2。同轴落射照明装置1具备配置于圆筒体W的一端侧的轴心方向X的外侧的上方的照明光源11，和与照明光源11相对应地配置于圆筒体W的上方并且构成分光器的半透半反镜13。照明光源11配置成使其发光面12朝向另一端侧的状态，从该发光面12照射的照明光L从圆筒体W的一端侧的上部向半透半反镜13相对于圆筒体W的轴心方向X平行地向另一端侧投射。半透半反镜13沿着圆筒体W的轴心方向整个区域配置于圆筒体W的上方，并且以一端侧处于高位另一端侧处于低位的方式配置为45°的倾斜姿势。从而从照明光源11照射而朝向半透半反镜13的照明光L由半透半反镜13反射， 从垂直上方落射到圆筒体表面，并且落射到圆筒体表面的照明光L通过圆筒体表面向垂直上方反射，该反射光Lr透过半透半反镜13。在本实施方式中，同轴落射照明装置1的照明光源11由例如排列成线或者平面的多个LED和/或荧光灯等能够得到高亮度的发光单元构成。照相机2以朝向下方的姿势配置于半透半反镜13的垂直上方位置。从而由圆筒体表面反射而透过半透半反镜13的反射光Lr由照相机2获取。在本实施方式中照相机2由例如沿着圆筒体W的轴心方向X—维地排列有多个光量检测要素的线性传感器等构成。在这里在本实施方式中，由半透半反镜13反射而落射到圆筒体W的照明光L变为其光轴相对于反射光Lr的光轴(照相机2的光轴)一致的所谓的同轴落射照明。在本实施方式中，照相机2构成表面状态识别单元。另外作为表面状态识别单元， 也能够采用测定光量的光量测定单元等。另一方面如图1所示，本实施方式的表面检查装置具备对由照相机2拍摄的反射光图像进行处理的图像处理部4，和对处理后的图像和/或基于该图像而判定的检查结果进行显示的液晶显示器和/或CRT显示器等检查结果显示部5。进而在本实施方式的表面检查装置上设有未图示的旋转驱动单元等，所述旋转驱动单元围绕轴心旋转驱动所设置的圆筒体W。另外在本实施方式中，具备根据预定的程序控制表面检查装置的动作的控制器。 该控制器由例如微型计算机构成，设定有对由照相机2获取的图像数据进行处理的图像处理用程序。在本实施方式中，该图像处理用程序作为上述图像处理部4而起作用。另外控制器基于由图像处理部4处理的图像检查圆筒体W的表面状态而检测缺陷部Db的有无，将该检测结果和/或图像处理后的缺陷部图像等圆筒体表面的图像向上述检查结果显示部5输出。在如上所述那样构成的本实施方式的表面检查装置中，在对圆筒体W的表面状态进行检查的情况下，在将圆筒体W设置在预定位置的状态下，向上述控制器给予检查开始指令。由此圆筒体W围绕轴心旋转驱动，并且将照明光源11点亮。从照明光源11照射的照明光L从圆筒体W的一端侧相对于轴心方向X平行地投射，由半透半反镜13向垂直下方反射。由半透半反镜13反射的照明光L直角同轴落射到圆筒体W的上侧部表面，由该表面向垂直上方反射。进而该反射光Lr透过半透半反镜13 由照相机2获取。这样由照相机2拍摄的拍摄圆筒体表面的反射光图像由图像处理部4处理，基于该处理图像，检查缺陷部的有无。该缺陷部的有无的判断基于由照相机2获取的反射光Lr 的光量进行。即在圆筒体表面中，在没有凹部等的平坦的区域，照明光L的正反射光Lr较多，反射光图像的光量较多。与此相对，在存在凹部等的区域，照明光Lr的漫反射增多而正反射光减少，反射光图像的光量减少。因此基于该光量差，检测凹部等缺陷部。在这里在本实施方式中，能够明确区别条状凹部D中不构成缺陷部的比较浅的未缺陷条状凹部Da与构成缺陷部的比较深的缺陷条状凹部Db，能够可靠地仅检测缺陷条状凹部Db。即如图4A所示在较浅的未缺陷条状凹部Da的区域，同轴落射的照明光L的漫反射光Ld较少而正反射光Lr较多，与此相对，如图4B所示在较深的缺陷条状凹部Db的区域， 照明光Ll的漫反射光Ld较多而正反射光Lr较少。因此，在由照相机2获取的条状凹部D 的反射光图像，在光量比预定值少的情况下判断为未缺陷条状凹部Da，在光量较多的情况下判断为缺陷条状凹部Db。由此能够正确地仅检测缺陷条状凹部Db作为缺陷部，能够提高检测精度。而且本实施方式的表面检查装置能够防止如上述图5 7所示的提案技术的表面检查装置那样直接照明光Ll的反射光Lld不慎由照相机2获取。即如已经在上述图5 7的提案技术中叙述那样，在来自照明光源101的直接照明光Ll照射到圆筒体表面上的缺陷条状凹部Db上时，直接照明光Ll由缺陷条状凹部Db 的内周侧面漫反射，漫反射光Lld的一部分由照相机2获取，使检测精度下降。与此相对在本实施方式的表面检查装置中，将照明光L从圆筒体W的轴心方向X 的一端侧沿着轴心方向X照射，所以照明光L沿着条状凹部D的长度方向照射。因此如图 1、3所示，在直接照射于圆筒体表面的直接照明光Ll投射于缺陷条状凹部Db等条状凹部D 的区域时，正反射光Llr以及漫反射光Lld —起向圆筒体W的另一端侧向斜上方反射，反射光Llr、Lld不朝向垂直上方。因此防止了直接照明光Ll的反射光Llr、Lld由照相机2获取，照相机2的实际的光接收量与由同轴落射照明光L的反射光Lr的产生的光接收量正确地一致，能够正确地识别例如缺陷条状凹部Db作为缺陷部，能够进一步提高检测精度。另外在上面的说明中，对条状凹部D判断是缺陷部还是正常部，但当然不用说，在本实施方式的表面检查装置中，也可以基于由照相机2拍摄的反射光图像，检测条状凹部以外的缺陷部，例如条状以外的凹凸部、伤痕、异物附着、污垢等。如上所述，根据本实施方式的表面检查装置，通过同轴落射照明光的反射光图像识别圆筒体表面的状态，所以能够正确地把握表面状态，能够提高检测精度。进而在本实施方式中，从圆筒体W的一端侧沿着轴心方向X照射来自照明光源11 的照明光L，所以从照明光源11直接照射于圆筒体表面的直接照明光Ll的反射光不会不慎由照相机2获取，能够维持较高的检测精度。另外在本实施方式的表面检查装置中，构成为将同轴落射照明光Ll 一次照射到检查对象的圆筒体W上的长度方向的整个区域，所以能够一次检查圆筒体W的长度方向整个区域，能够提高检查效率。另外根据本实施方式的表面检查装置，与缺陷部的长度方向平行地照射照明光， 所以即使从照明光源11直接向圆筒体表面照射直接照明光Li，也难以产生漫反射光。因此，不会有较多的漫反射光进入照相机2，不需要另外设置用于防止该进入的光圈(小孔) 和/或平行光照明等光学单元，能够谋求相应的构造的简单化以及成本的削减。另外在上述实施方式中，作为缺陷部列举条状凹部为例进行说明，但对于条状凸部也与上述同样，能够可靠地区别构成缺陷的较高的凸部与不构成缺陷的较低的凸部，能够正确地检测构成缺陷的条状凸部。另外在上述实施方式中，作为半透半反镜，使用从圆筒体的一端侧到另一端侧遍及长度方向整个区域地配置的反射镜，向圆筒体的长度方向整个区域照射照明光，但并不仅限于此，在本发明中，作为半透半反镜，也可以使用仅配置于圆筒体的长度方向的一部分的反射镜，仅向圆筒体的长度方向的一部分照射照明光。在该情况下，能够谋求同轴落射照明装置本身的小型紧凑化，进而能够谋求表面检查装置整体的小型紧凑化。进而在使用仅照明圆筒体的一部分的小型的同轴落射照明装置的情况下，可以构成为能够在圆筒体W的长度方向上移动同轴落射照明装置，通过该移动而使得能够检查圆筒体W的长度方向整个区域；也可以沿着圆筒体W的长度方向排列多个同轴落射照明装置， 使得能够通过各同轴落射照明装置一次检查圆筒体W的长度方向整个区域。另外在上述实施方式中，列举将照明光源、半透半反镜以及照相机等光学系统部件相对于水平配置的圆筒体配置于上方的情况为例进行说明，但并不仅限于此，在本发明中，只要是与圆筒体的轴心方向正交的径向外侧即圆筒体的侧方，可以将光学系统部件配置于任何位置。本申请主张2009年6月23日申请的日本国专利申请的特愿2009-148191号的优先权，其公开内容原样构成本申请的一部分。必须认识到，这里所使用的用语以及表达是为了说明而使用，并不是为了限定性解释而使用，并不排除在这里表示并且叙述的特征事项的任何的均等物，也允许本发明的权利要求的范围内的各种变形。本发明能够以多种不同的形态具体化，本公开应该视为提供本发明的原理性的实施例，这些实施例的意图并不是将本发明限定于在这里记载并且/或者图示的优选的实施方式，基于该了解，在这里记载了较多的图示实施方式。在这里记载了几个本发明的图示实施方式，但本发明并不限定于在这里记载的各种优选的实施方式，也包含具有所有的本领域一般技术人员基于本公开能够识别的均等的要素、修正、删除、组合(例如，跨过各种实施方式的特征的组合)、改良以及/或者变更的所有的实施方式。权利要求的限定事项应该基于在该权利要求中使用的用语而较宽地解释， 并不应该限定于在本说明书或者本申请的执行中记载的实施例，这样的实施例应该解释为非排他性的。工业应用前景本发明的表面检查装置能够应用于检查圆筒体的表面状态时的检查装置。符号说明1 同轴落射照明装置11 照明光源13:半透半反镜(分光器)2 照相机(表面状态识别单元)L:照明光Lr 正反射光W:圆筒体X 轴心方向
权利要求
1.一种圆筒体的表面检查装置，该圆筒体的表面检查装置具备配置于圆筒体的上方的照明光源、与所述照明光源相对应地配置于圆筒体的上方的分光器和配置于所述分光器的上方的表面状态识别单元，从所述照明光源照射的照明光由所述分光器反射而同轴落射到圆筒体表面，由该圆筒体表面反射的反射光透过所述分光器，由所述表面状态识别单元识另Ij，其特征在于从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。
2.如权利要求1所述的圆筒体的表面检查装置，其中所述分光器配置于圆筒体的轴心方向的至少一部分；由所述分光器反射的照明光落射到圆筒体的轴心方向的一部分。
3.如权利要求1或2所述的圆筒体的表面检查装置，其中所述分光器由半透半反镜构成。
4.如权利要求1 3中的任意一项所述的圆筒体的表面检查装置，其中作为圆筒体， 使用通过拉拔加工而得到的铝或者其合金制的拉拔管。
5.如权利要求1 4中的任意一项所述的圆筒体的表面检查装置，其中作为圆筒体， 使用感光鼓用基体。
6.一种圆筒体的表面检查方法，该圆筒体的表面检查方法由分光器反射从照明光源照射的照明光而使其同轴落射到圆筒体表面，使由该表面反射的反射光透过所述分光器，由表面状态识别单元识别，其特征在于从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。
7.一种同轴落射照明装置，该同轴落射照明装置使用于基于由圆筒体的表面反射的反射光检查圆筒体的表面状态的圆筒体的表面检查装置，其特征在于具备照明光源，其配置于圆筒体的上方；和分光器，其与所述照明光源相对应地配置于圆筒体的上方，反射从所述照明光源照射的照明光而使其同轴落射到圆筒体表面，使由该圆筒体表面反射的反射光透过；从所述照明光源从圆筒体的轴心方向的一端侧与轴心方向平行地向另一端侧照射照明光。
全文摘要
本发明以圆筒体的表面检查装置为对象，所述圆筒体的表面检查装置具备配置于圆筒体W的上方的照明光源11、与照明光源11相对应地配置于圆筒体W的上方的分光器13和配置于所述分光器13的上方的表面状态识别单元2，从照明光源11照射的照明光L由分光器13反射而同轴落射到圆筒体表面，由该圆筒体表面反射的反射光Lr透过分光器13，由表面状态识别单元2识别。本装置从照明光源11从圆筒体W的轴心方向X的一端侧与轴心方向X平行地向另一端侧照射照明光L。本发明的装置能够仅检测条状凹凸部中构成缺陷的条状凹凸部。
文档编号G01N21/952GK102460130SQ20108002792
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月18日 优先权日2009年6月23日
发明者若竹克则, 高桥洋恭 申请人:昭和电工株式会社