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JP3287526B2 - 電子写真用感光体ドラムの表面検査方法 - Google Patents

電子写真用感光体ドラムの表面検査方法

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JP3287526B2
JP3287526B2 JP10850595A JP10850595A JP3287526B2 JP 3287526 B2 JP3287526 B2 JP 3287526B2 JP 10850595 A JP10850595 A JP 10850595A JP 10850595 A JP10850595 A JP 10850595A JP 3287526 B2 JP3287526 B2 JP 3287526B2
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photosensitive drum
electrophotographic photosensitive
drum
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三千浩 中川
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真用感光体ドラ
ム表面の欠陥部分を有無を画像処理の手法を用いて検査
する方法、とくにラインセンサー,エリアセンサーに付
属する2次処理検査方法に関し、ドラム表面のキズなど
の電子写真感光体ドラム表面の本来の欠陥と、空気中に
存在しているゴミ、ホコリ等の浮遊物、ノイズ等の電気
信号とを区別することが可能な電子写真用感光体ドラム
表面の欠陥検知方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電子写真用感光体ドラム表面を検
査する方法としは、感光体ドラム表面に光を当てその反
射光をCCDカメラで読みとり、欠陥部とそうでない部
分とをある閾値で区切ることで判別するという方法が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の画
像処理方法では、ゴミ、ホコリ、ドラム表面に付着して
いる潤滑剤、画像に乗ってくるノイズと、本来判別しな
ければならない欠陥との判別をすることが困難である。
したがって従来の電子写真用感光体ドラム表面の欠陥検
知方法では、ゴミ等の付着物の影響を排除して的確な検
知を行うために、画像処理する前の段階において、静電
除去装置を用いて被検出物に付着しているホコリ、ゴミ
を取り除いたり、浮遊しているゴミ等を少なくするため
にクリーンルームを用意するなどの対策がとられてい
る。また検知信号に混入するノイズを防止するため、ノ
イズキラーを電源に取り付けることも行われている。
【0004】上記のように検出する前段階において対策
することが検出精度を上げる一般的な方法である。
【0005】しかし、浮遊しているホコリ等は、検出寸
前に再付着する可能性があり、またノイズの問題にして
も、発生源がロボット等多枝にわたっていることから、
根絶するのはきわめて困難である。さらにクリーンルー
ムの場合、設備コストがかるといった問題がある。
【0006】本発明の目的は、上記のような従来の電子
写真用感光体ドラム表面の欠陥検知方法の問題点を解決
し、クリーンルームの使用、あるいは静電除去等の前段
階処理を行わなくても、ドラム表面の検査精度を向上さ
せることができる電子写真用感光体ドラム表面の欠陥検
知方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電子写
真用感光体ドラム表面の欠陥を検知するための表面検査
方法であって、被検体である電子写真用感光体ドラムを
円周方向に1回転させながらその表面に光源からの光を
当て、前記電子写真感光体ドラム表面からの反射光をC
CDラインセンサーカメラで読み取り、前記CCDライ
ンセンサーカメラからの出力信号を前記電子写真用感光
体ドラム表面の1周分の画像情報をマップとして記憶
し、つぎに前記電子写真用感光体ドラムを円周方向に再
度1回転させて同様に1周分の画像情報をマップとして
記憶し、第1回目の画像情報から検出された欠陥に枠を
設定し、第2回目の画像情報から検出された欠陥が該枠
内に入る場合に前記電子写真感光体ドラム表面の欠陥と
判別し、入らない場合にゴミ、ホコリ等の付着物と判別
することを特徴とする電子写真用感光体ドラムの表面検
査方法が提供される。
【0008】すなわち本発明においては、ゴミ、ノイ
ズ、ドラム潤滑剤とキズ、製造欠陥とも判別させるた
め、画像処理を2回連続で行うことにより、1回目と2
回目との間に位相差が発生しなければ欠陥と判別する。
この時浮遊しているゴミと欠陥とを判別させるため、1
回目測定と2回目測定との間にエアーによる吹付を行え
ば位相にズレが発生することからより有効と判断でき
る。
【0009】さらに詳しく述べると、本発明の電子写真
用感光体ドラム検査方法においては、電子写真用感光体
ドラムを固定した治具に、ドラム回転用モーターにて周
方向に回転させながら、ドラム表面の特性が発生しやす
い光軸を選んで光源からドラムに光を当て、その光軸に
対し、正反射位置もしくは正反射より少しズレた位置に
CCDカメラをセットする。実際には、CCDカメラ位
置は、検出項目により決定する。
【0010】この準備を完了した後、第1回目の測定を
行う。CCDカメラにより取り込んだ画像信号は、A/
D変換した後、ドラムを展開した平面として記憶(マッ
プ化)される。
【0011】次にエアレーション等の外的効力を加えた
後、第1回目の測定と同一条件で第2回目の測定を行
う。
【0012】この2回検査を行なった時点で、第1回目
のマップと第2回目の測定でそれぞれ得られたマップを
重ね、その差を比較する。実際の比較作業は、あらかじ
め用意されたソフトプログラムで行われる。
【0013】この時、ドラムを固定した治具によるスラ
スト方向のガタ(誤差)、ドラム回転用モーターによる
円周方向の回転ムラを加算した後、X方向およびY方向
の枠を組み、この枠内に同じ電圧信号があれば同一ヶ所
と判断する。
【0014】上記の方法でドラムを検査した場合、ドラ
ム自体の表面欠陥と、ドラム周辺に発生する可能性のあ
る、ゴミ、ホコリ、ノイズといった誤検知しうる欠陥と
の判別を明確にすることが可能になる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。
【0016】(実施例1)キャノン製レーザープリンタ
ー(LBP−LX)用カートリッジに使用されている電
子写真用感光体ドラム(直径30mm)を用いて2種類
のサンプルを用意した。
【0017】1つのサンプルとして、ナイフを用いて電
子写真用感光体ドラム表面に長さ1mm、幅0.1mm
のキズを付けたものを作成した。これをサンプルAとす
る。別に、電子写真用感光体ドラム表面に長さ1mm、
幅0.1mm(φ0.1mm)の糸くずを付けたものを
作成した。これをサンプルBとする。
【0018】次に図1の装置を用いて、サンプルA、サ
ンプルBの表面検査を行う。
【0019】図1において、符号1はCCDカメラ、2
は光源、3は検査すべき電子写真用感光体ドラムであ
る。図示していないが、感光体ドラムは治具に固定さ
れ、モーターの駆動力により回転するようになってい
る。光源2からの光は、感光体ドラム3表面に当てら
れ、その反射光がCCDカメラ1に取り込まれるように
なっている。
【0020】表面検査の処理フローは図2に示すとおり
である。図2において、光源としての蛍光灯(イェロ
ー)からの光は、適当な角度で感光体ドラム表面に照射
され、その反射光が受光器であるCCDカメラに入射す
る。CCDカメラの出力は、CPUボードに設けられた
2値化回路において、閾値直線と比較され、その比較結
果がキズ信号として次の2重処理工程に送られるように
なっている。
【0021】この装置を用いて、まずサンプルAについ
て、以下の手順、条件で操作して測定を行った。まず光
源2は、光量1500Lux〜3500Lux、波長5
00nm以下の短波長をカットしたイエロー色の蛍光灯
を使用し、ドラム3との距離は70mmとした。ドラム
3の回転スピードは、レーザープリンターのプロセスス
ピードと同じ15rpmとした。この場合、ドラム3の
直径が30mmであることから1秒間に回転する距離
は、 15rpm×30mm×π(3.14)/60sec=
23.55mm/sec となる。
【0022】一般のドラム欠陥の最小値は60μmであ
るので、これに必要な最小分解能として60μmを設定
した。
【0023】このような条件下で、CCDラインセンサ
ーで検出する場合、縦、横の分解能として60μmが必
要であることから、 23.55mm/60μm=392.5ライン/sec 以上のカメラ速度が必要である。
【0024】仮に、2.5MHzのCCDカメラを選択
した場合 2.5MHz/x=392.5ライン/sec x=2.5×106 /392.5 x=6369 のカメラサイクルとなり、縦方向の分解能が60μmと
なる。
【0025】このようなCCDカメラを選択し、このC
CDカメラを設置する場合、CCDカメラと感光体ドラ
ムとの距離は、必要分解能あるいはカメラ台数により違
ってくるが、ここでは必要横分解能が60μmであり、
カメラ台数1台のラインセンサーであるため、 1×4.096bit(5000画素) の画素数で1ピクセル7μmを選択した場合、感光体ド
ラムの検出域が240mmであることから、 7μm×4096bit=28.67mm(ラインセン
サー長さ) 240mm/28.67mm=8.37倍 8.37×7μm=58.6μm≒60μm(横) となる距離を算出する。
【0026】この場合、レンズ面を交点として線対称で
あるため、角度は同一となり、距離が算出できる。
【0027】CCDの素子とレンズ距離が50mmであ
った時、 l:50=240:28.67 l=240×50/28.67=418.6mm の距離が必要となる。これで縦、横の分解能が確保でき
る設定ができたことになる。
【0028】次に、カメラと、光源の角度であるが、基
本的には光源からの光が正反射でカメラに入り込む位置
が望ましい。しかし、被検体の欠陥の種類により、カメ
ラ位置を正反射から外した方が良好な場合もある。ここ
では正反射位置を選択し、光源とカメラの角度は45°
と設定した。
【0029】このような条件に設定された装置を使用
し、サンプルA,Bについて実際に電子写真用感光体ド
ラム表面の欠陥検知を行う方法を以下に記述する。
【0030】まず、表面欠陥の無い良品ドラムを用意
し、この良品ドラムに光を当て、CCDカメラで光濃度
を測定する。その測定データーを基準値(0点)として
記憶させる。次に、1回転目および2回転目で同様の測
定を実施し、画像処理情報を重ねた上で判定させるた
め、周方向のドラム回転ムラ、軸方向のスラストガタ、
ドラム自体の製造上の精度を加算し、周方向をX方向、
軸方向とY方向とし枠を設定する。キャノン製LBP−
Lx用感光体ドラムの場合、X方向1200μmY方向
1200μmと設定した。これは1回転目の欠陥を0点
とするため、 (X)1200μm×(Y)1200μm (X)−1200μm×(Y)1200μm (X)−1200μm×(Y)−1200μm (X)1200μm×(Y)−1200μm の4つの枠が1つの欠陥に対して設定されることにな
る。
【0031】次に欠陥と良品との判別を行うためには、
閾値を設定することが必要である。A/D変換入力が8
ビットである場合、 Xn =分階調 より 28 =256階調 に対し、(+)値と(−)値のしきい値を設定する。例
えばキャノン製LBP−Lx用感光体ドラムの場合+1
5と−15に設定する(3値化)。
【0032】このような設定にしたがって、サンプルA
を測定した。その結果、1回転目の画像処理情報と、2
回転目の画像処理情報が (X)|1200μm|×(Y)|1200μm| の枠内に入り、一致した。故に、感光体ドラム本来の表
面欠陥であることを検知することができた。
【0033】次にサンプルBを測定した。この場合、浮
遊しているゴミと仮設しているため、1回転目と2回転
目との間にエアー吸き付けを行い、糸クズを移動させ
た。その結果、1回転目では、欠陥と判別しているが、
2回転目には、 (X)|1200μm|×(Y)|1200μm| の枠から外れたため、欠陥検出が重ならず、空気中に浮
遊しているゴミ付着物と判断することができた。
【0034】また、サンプルAのように表面欠陥である
ことを検知することができた場合には、欠陥の大きさ
は、1回転目と2回転目を比較し、大きい方(ドット数
が多い方)を採用する。
【0035】(実施例2)キャノン製レーザープリンタ
ー(LBP−Lx)用カートリッジ完成品において表面
検査を行った。
【0036】まず、LBP−Lx用カートリッジを用い
て以下のサンプルを用意した。カートリッジ化した電子
写真用感光体ドラム表面に、ポンチで打痕キズを付け
る。キズ径はφ0.5mmとする。
【0037】次にPVdF(ポリフッ化ビニルデン)粉
を電子写真用感光体ドラム表面に付着させる。PVdF
粉は、14μm程度の潤滑剤として利用している粉であ
り、トナーが感光体ドラム表面に付着する迄作用する。
そのため、カートリッジ製造工程において、トナーを回
収するブレードのめくれを防止する物として、ブレード
上に付着させたり、感光体ドラム表面に付着させたりし
て、このPVdF粉を利用している。
【0038】上記のサンプルをサンプルCとして、粉と
キズとを判別する手段を以下に説明する。
【0039】まず図3の構成にて、サンプルCを検知さ
せる。図3においては、1はCCDカメラ、2は光源、
3は感光体ドラム、4はカートリッジである。カートリ
ッジ4は治具に固定され、モーターの駆動力により、感
光体ドラム3を回転させるようになっている。このよう
な条件における画像処理の場合、ドラム表面に毎回転潤
滑剤が乗ってくるが、乗ってきた潤滑剤は、クリーナー
ブレードに回収される。よって、そこで位相差が発生す
るため、実施例1のような測定を行えば、潤滑剤である
ことを明確に判別することができる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
回測定し、そのデーターをマップ化し重ねて判別をする
ことにより、ゴミ、ホコリ等の浮遊している物体と表面
欠陥との明確な判別、ノイズ等の電気信号と表面欠陥と
の明確な判別、さらにドラム表面に付着している潤滑剤
と表面欠陥との明確な判別が可能になり、品質検査精度
が向上するという効果が得られる。
【0041】また装置面においても、検査環境に対する
莫大な投資を抑えられる。たとえばクリーンルーム、静
電除去装置、集塵設備の必要性が無くなる。また検出精
度が向上することにより、今まで自動化が困難であった
電子写真用感光体ドラム製造ラインを完全自動化でき、
コストの低減や要員の削減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による電子写真用感光体ドラ
ム表面検査に使用された装置の概略側面図。
【図2】本発明における検査の処理フローを示すブロッ
ク図。
【図3】カートリッジ化した電子写真用感光体ドラムの
表面検査を本発明にしたがって実施する工程を示すブロ
ック図。
【符号の説明】
1 CCDカメラ 2 光源 3 電子写真用感光体ドラム 4 カートリッジ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真用感光体ドラム表面の欠陥を検
    知するための表面検査方法であって、被検体である電子
    写真用感光体ドラムを円周方向に1回転させながらその
    表面に光源からの光を当て、前記電子写真感光体ドラム
    表面からの反射光をCCDカメラで読み取り、前記CC
    Dカメラからの画像情報を前記電子写真用感光体ドラム
    表面の1周分のマップとして記憶し、つぎに前記電子写
    真用感光体ドラムを円周方向に再度1回転させて同様に
    1周分の画像情報をマップとして記憶し、第1回目の画
    像情報から検出された欠陥に枠を設定し、第2回目の画
    像情報から検出された欠陥が該枠内に入る場合に前記電
    子写真感光体ドラム表面の欠陥と判別し、入らない場合
    ゴミ、ホコリ等の付着物と判別することを特徴とする
    電子写真用感光体ドラムの表面検査方法。
  2. 【請求項2】 前記第1回目の画像情報と第2回目の画
    像情報との比較の結果が所定の閾値から上または下に外
    れている場合に当該感光体ドラムを不良品と判定する請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記光源から前記電子写真用感光体ドラ
    ム表面に照射される光が、光量1500Lux〜350
    0Luxで、500nm以下の短波長をカットした光で
    ある請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記1回目の測定の後に前記電子写真用
    感光体ドラム表面にエアを吹き付ける請求項1〜3のい
    ずれか1項に記載のに記載の方法。
  5. 【請求項5】 電子写真用感光体が、有機半導体、アモ
    ルファスシリコン、セレン感光体、CDS感光体から選
    ばれたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の
    方法。
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