JPH03291552A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平面又は円筒状をした基体表面に光吸収の少
ない均質系層のＯＰＣ感光体を設けた被検査体を移動さ
せながらレーザー光をフライングスポット方式で照射し
、その表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。

〔従来の技術〕

平面又は円筒状をした被検査体の表面欠陥を検査する方
法として、フライングスポット方式といわれる方法が知
られている。これは、レーザーを光源として回転多面鏡
や振動鏡を用いて、移動する被検査体上にレーザー光を
用いて走査し、その反射光を受光し、欠陥状態によって
相異した反射光の情況から被検査体の欠陥検査を行うも
のである。

被検査体表面の欠陥状態は模式的Ｊこ次の２つに分けら
れる。

（１）比較的なだらかな凹凸からなるうねり欠陥（２）
粗面ともいえる微少な凹凸からなる微少凹凸欠陥 被検査体表面に上記（１）のうねり欠陥のある場合には
被検面が正規の面に対し僅か傾いているので、レーザー
反射光は第５図の破線ｎ１に示すように正規の反射方向
（被検査体表面良好時の反射方向（第５図ｇ参照））か
ら外れた方向へ反射する。

また、（２）の微少凹凸欠陥のある場合には、被検査体
の反射面において第５図の破線ｎ、に示すように散乱し
た状態となり、上記受光部に入射する光量は良好な場合
と比較して減少する。

上記（１）、（２）の欠陥は重畳した形で発生すること
もあり、また平滑に形成された被検査体表面に（１）、
（２）の欠陥が別個に発生することもある。

また、被検査体表面が有機光導電性感光体層（ＯＰＣ感
光体層）からなる電子写真用感光体ドラムでは例えば第
６図に示すように薄い２層の平行平面層からなる感光層
りが設けられている場合がある。図において、３ａはア
ルミニューム等からなり表面が平滑に仕上げられたドラ
ム状の基体、ＬＩは光に対し均質な電荷輸送層である均
質系層、Ｌ２は電荷発生層で光を分散させる性質を有す
る分散系層（分散の度合いは種類によって異なる）で、
４は入射光、Ｒ１は均質系層り、表面からの反射光、Ｒ
２は分散系層Ｌ２と基体３ａの境界面で反射し空気中に
出てきた反射光である。

従来は上記反射光Ｒ，，’Ｒ２を区別せず一緒に受光器
によって受光しその強度の変化から感光層り表面の欠陥
を検出していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記フライングスポット方式によって被検査体表面の欠
陥検査を行う場合、第６図における反射光Ｒ１と反射光
Ｒ１との強度に差が少ない場合には干渉現象が発生する
。その結果感光層Ｌ　（Ｌ　ｌ＋Ｌ　ｚ）にレーザー光
の波長に近い微少な層厚の変化やレーザー光走査時の被
検査体の振動等による受光角度の変動があると、レーザ
ー光走査に従い反射光強度に表面欠陥とは無関係の変動
が発生する。この変動は欠陥検出を妨害し、比較的小さ
い欠陥の検出を不可能にし、ときには大きい欠陥をも検
出不可能とするものであった。そこで干渉による受光部
の出力変動を電気回路によって取り除くことが行われる
が、このとき欠陥信号も同時に除去されるため、小さい
欠陥検出が不可能になるという問題点があった。

また、感光層りの分散層Ｌ２の分散が大きいものでは、
感光層りに入射した光は散乱吸収されて反射光Ｒ２は極
端ｌ二弱くなる場合など、表面の性質が異なる多種類の
被検査体があり、従来１つの表面欠陥検査装置によって
表面欠陥の検査を行うことは困難であった。

本発明は、上記干渉を起こす表面構成を有する被検査体
であるＯＰＣ感光体層の場合にも、分散の大なる分散系
層を有する被検査体の場合にも簡単な構成によって表面
欠陥検出を可能にした優れた表面欠陥検査装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的は、基体表面に光吸収の少ない均質系層を設け
たＯＰＣ感光体を搬送させながらレーザー光をフライン
グスポット方式で照射し、その反射光で前記被検査体表
面の欠陥を検査するようにした表面欠陥検査装置におい
て、 被検査体表面に向けて前記レーザー光の直線偏光をほぼ
ブルースター角に相当する入射角で照射し、該レーザー
光の偏光方向を選定し、該レーザー光の反射光によって
前記被検査体表面の欠陥検査を行うことを特徴とする表
面欠陥検査装置によって達成される。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、第２図は第１
図の受光器のＡ−Ａ線断面図、第３ｒｇＪは第１図の受
光器の中央縦断面図、第４図は第１図の走査器のレーザ
ー光の展開光路図である。

図において、１は例えば半導体レーザー々どの直線偏光
を発射するレーザー、１／２波長板１回転多面鏡、ｆθ
レンズ、同期センサ等からなる走査器、２は入射光に対
し薄板又はエツジ部材によって前後に分割された２つの
受光部２ａ２ｂからなる受光器、３は被検査体の一例で
ある感光体ドラム、４は走査光であるレーザー光、５は
レーザー光４によって走査・照射されて被検査体表面に
描き出される走査輝線、６はレーザー光４の被検査体表
面からの反射光、θ１は被検面のレーザー光４入射点に
立つ法線と入射レーザー光４との間の角度である入射角
、θｒは上記法線と反射光６との間の角度である反射角
で、走査中央部において受光器２の中心線をこの反射角
θｒと一致させであるので受光角ともいう。上記走査器
ｌの入射角θｌと受光角θｒは常に θｉ−θｒ の関係を保ちつつ変更可能になっている。

走査器ｌは第４図にその構成と光路の一例を示すように
、レーザー１１より発射されるレーザー光４は必要時に
開放するシャッタ１２と挿脱自在に設けられた１７２波
長板１３を通過したのちビーム径拡大器１４によって適
度のビーム径に拡大される。このレーザー光４は、回転
多面鏡１６およびｆθレンズ１７によって被検査体であ
る感光体ドラム３の表面をその回転軸と平行に図のａ−
４ｂ−ｈＣの方向に等速で走査・照射し走査輝線５を形
成する。−力感光体ドラム３は、矢示方向に制御用ＣＰ
Ｕの制御により等線速度で回転しており被検査面全面が
レーザー光４によって走査・照射され、その反射光６は
受光器２によって受光されるようになっている。同期セ
ンサ１８はレーザー光４に感度を有する受光器よりなり
、走査器ｌの１走査毎その走査開始時点に同期信号を制
御用ＣＰＵに送出する。

また、レーザー１１はそれより発射されるレーザー光４
の振動面は第６図の入射面に垂直即ちＳ偏光となるよう
に設置されている。

受光器２は第２図及び第３図に示すように、エツジ部材
２２によって図において上下に分割され、それぞれのＡ
受光部２ａ、Ｂ受光部２ｂにはその先端部分に磁性材か
らなる円筒状の磁気シールド部材２４を備えた複数個例
えば４個ずつのＡ光電子増倍管２３ａ、Ｂ光電子増倍管
２３ｂが等間隔に設けられ、受光器ｌの先端部分の受光
窓部には拡散板２１ａ、２１ｂが設けられていて、マス
ク部材２５によって受光部ｄが規制されている。エツジ
部材２２の先端部２２ａは刃先状に形成されるが、厚さ
０．２ｍｍ前後の薄板を用いて分割する場合は特にその
必要はない。Ａ。

Ｂ受光部２ａ、２ｂの内壁には鏡面部材又は白色拡散材
からなる反射層２６が設けられていて、反射光６が拡散
板２１ａ、２１ｂに入射し透過拡散したのち上記内壁で
反射して効率良くＡ光電子増倍管２３ａ及びＢ光電子増
倍管２３ｂによって受光されるようになっている。上記
拡散板２１ａ、２１ｂは、これがないと走査器ｌ、受光
器２及び被検査体である感光体ドラム３の相互関係位置
、或は反射光６の反射方向に対する受光器２の傾きを極
めて精度良く調整しなければ検知精度に影響を及ぼすが
、これを設けることによって若干検知精度は落ちるが上
記関係位置や傾きの僅少な変化の影響を受けなくするこ
とができる。

受光器２は上記のような構成になっているので、なだら
かなうねり欠陥の場合には受光部２ａ、受光部２ｂの出
力に差が現れ、微少凹凸欠陥の場合には良好な表面の場
合に比べその出力が減少するのでいずれの欠陥をも精度
良く検出することができる。

マスク部材２５によって規制される入射窓の輻ｄは最も
感度良く検知しようとする表面欠陥の大きさや種類によ
っても異なるが、例えばレーザー光４の走査面上におけ
る輝点の直径が５５μｍであるときはｄ−２０ｍｍとし
たとき良好な結果が得られた。

上記本発明の表面欠陥検査装置においては、被検査体表
面の欠陥検査に先立って走査器ｌの入射角θｌ及び受光
器２の受光角θｒは被検査体の表面層即ち均質系層り、
の空気に対する屈折率をｎ、とすると、下記のθｂに等
しくなるように調整される。

ｔａｎ　　θ　ｂ＝　　ｎ　　。

このような入射角度θｂはブルースター角といわれる。

このブルースター角に相当する角度θｂで光か入射する
と第７図に示すように入射面に平行な振動面を有するｐ
偏光の反射率はＯとなる。

第７図はｎ＋−１，５で入射光の振動面が入射面に平行
なｐ偏光（実線）及び垂直なＳ偏光（破線）の場合の入
射角θ１と反射率（％）の関係を示した図である。ブル
ースター角θｂの前後で反射率の変化は約１５度の範囲
であれば非常に緩慢で、かつその値も小さいため入射角
θｌの調整及び走査中の入射角θｌが多少ずれても問題
はない。

さらに、前記被検査体である感光体ドラム３の感光層り
が反射光Ｒ，と反射光Ｒ３とが干渉する構成の場合には
ｌ／２波長板１３を光路中に挿入する。

これによりレーザー光４は入射面に対しｐ偏光となる。

従ってレーザー光４が感光体ドラム３の表面にブルース
ター角θｂに相当する角度で入射すると、反射光Ｒ１は
０となり反射光Ｒ２のみが受光器２に入射し干渉は発生
しない。しかも、反射光Ｒ２には感光層りの欠陥情報が
十分含まれているので、感光体ドラム３表面の欠陥検査
を干渉によって妨害されずに行うことができる。

また、感光層りの分散層Ｌ２の分散が大きく反射光Ｒ２
か弱くなる場合には１／２波長板１３を光路中から退避
させる。これによりレーザー光４は入射面に対しＳ偏光
となるので、反射光Ｒ８は反射し受光器２に入射して反
射光Ｒ□による感光体ドラム３表面の欠陥検査が可能に
なる。

本実施例ではレーザー１１は発射するレーザー光４の振
動面が入射面と垂直となるように設けられているがこれ
に限ることはなく、その振動面が入射面と平行となるよ
う設け、ｌ／２波長板１３の光路中からの挿脱を上記実
施例とは逆にしてもよく、また１７２波長板１３を用い
ずに、レーザー１１を９０度回動して直線偏光のレーザ
ー光４を入射面に対してｐ偏光又はＳ偏光となるよう切
り替えるようにしてもよいことはいうまでもない。

Ｃ発明の効果〕 本発明によれば以上説明したような構成によって、レー
ザー光をブルースター角に相当する角度で入射させ、単
にｌ／２波長板の挿脱又はレーザーの９０度回動するの
みの簡単な操作で、従来ｌっの装置では検知不可能であ
った、性質の異なる表面層を有する多種類のＯＰＣ感光
体表面の欠陥検査を可能とし、干渉による検出精度低下
のない優れた表面欠陥検査装置を提供することができる
こととなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側面図、Ｍ２図は８１
図の受光器のＡ−Ａ線断面図、′ｉｇ３図は第１図の受
光器の中央縦断面図、第４図は第１図のレーザー光の展
開光路図、第５図は被検査体表面の各種欠陥の反射光の
状態を表した図、第６図は被検査体の表面層が２層から
なる場合の反射光の状態を表す図、第７図はレーザー光
の入射角度と反射率の関係を示す図である。 ｌ・・・走査器　　　　　２・・・受光器２ａ・・・Ａ
受光部　　　　２ｂ・・・Ｂ受光部３・・・感光体ドラ
ム（被検査体） ４・・・レーザー光　　　５・・・走査輝線６・・反射
光　　　　　１１・・・レーザー１３・・・１／２波長
板　　　　１６・・・回転多面鏡１７・・・ｆθレンズ
　　　１８・・・同期センサ２１ａ、２１ｂ・・・拡散
板　　２２・・・エツジ部材２３ｄ・・Ａ光電子増倍管 ２３ｂ・・Ｂ光電子増倍管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基体表面に光吸収の少ない均質系層を設けたＯＰＣ感光
   体を搬送させながらレーザー光をフライングスポット方
   式で照射し、その反射光で前記被検査体表面の欠陥を検
   査するようにした表面欠陥検査装置において、 被検査体表面に向けて前記レーザー光の直線偏光をほぼ
   ブルースター角に相当する入射角で照射し、該レーザー
   光の偏光方向を選定し、該レーザー光の反射光によって
   前記被検査体表面の欠陥検査を行うことを特徴とする表
   面欠陥検査装置。