JP2002365578A

JP2002365578A - 走査光学系ビーム測定装置及び走査光学系ビーム測定方法

Info

Publication number: JP2002365578A
Application number: JP2001174389A
Authority: JP
Inventors: Masahito Takada; 将人高田; Yoshihiro Yoshida; 芳博吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はビームの小径化による高解像度化、
回転多面鏡の回転の高速化、マルチビーム化に対応する
走査光学系ビーム測定装置及び走査光学系ビーム測定方
法を提供すること。【解決手段】ホストＰＣ１７が走査ビーム２を間引き
測定し、この間引き測定で得られたビーム情報に基づい
て、ステージコントローラ１６が受光面１２ａ内の一定
領域に走査ビーム２を照射するように位置決め制御し、
画像処理部１８が前記ビーム情報を算出する手段を有し
たこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ・ビーム・
プリンタや複写機などの印刷機に使用されている走査型
の書込み系ユニットにおける走査光学系の走査ビームを
測定するための走査光学系ビーム測定装置及び走査光学
系ビーム測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この走査光学系ビーム測定装置
は、印刷機で用いられている書込み光学系から照射され
ている光ビームを含む走査光学系ビーム（以下「走査ビ
ーム」という。）を検査するために用いられ、この走査
ビームの検査方法にあっては、ＰＤ（フォト・ダイオー
ド）によって検知された同期信号を基にＬＤ（レーザー
・ダイオード）の発光タイミング及びＣＣＤ（電荷結合
素子）などに代表される受光デバイスの撮像タイミング
を決定しビーム・プロファイルを取得する方法が行われ
ている。

【０００３】この検査方法の際、受光デバイスの暗電流
などによる誤差成分（以下「暗電流成分」という。）を
除去するため、事前にシャッタを閉じた状態で撮像する
ことによって各画素毎の暗電流成分のためのテーブルを
作成し、その測定値から差し引くことも行われている。

【０００４】また、光量に比例して得られる画素値から
ピークまでの１／ｅ²、１／ｅ、１／２（２分の１）等
の値を閾値として、これら以上の光量分布を有する領域
を走査ビームの有効径として扱い、強度分布プロファイ
ルを２次元又は３次元に表示するなどの方法によってビ
ーム情報を視覚的に認識する方法も行われている。

【０００５】特開平９−４３５２７号公報に記載されて
いるように、走査光学系ビーム測定装置にあっては、離
間した複数のポイントに走査ビームの副走査位置を検出
する位置センサを設置して、この位置センサから検出さ
れた位置情報に基づいて光量センサ、位置センサ等を移
動させることにより、走査ビームを測定、評価する方法
が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の印刷機において、画質を向上させたり、印刷時間を
短縮するため、走査ビームの小径化による高解像度化、
回転多面鏡（ポリゴン・ミラー）の回転の高速化、マル
チビーム化等が行われており、これら画像形成装置の中
心部分である書込み光学系の検査装置としての走査光学
系ビーム測定装置に要求される性能も年々高まってい
る。

【０００７】走査光学系ビーム測定装置が上述した光学
系を検査するための必要不可欠な条件としては、第１に
走査面全域において走査ビームを正確、かつ高精度に取
得することが挙げられる。特に走査ビームの径（以下
「ビーム径」という。）や走査ビーム間のピッチ（以下
「ビームピッチ」という。）の均一性、回転多面鏡の面
倒れによる走査線の曲がり（以下「走査線曲がり」とい
う。）等が画像品質に大きな影響を与える要因であり、
全ての走査領域において走査ビームを照射するビーム照
射位置（以下「ビーム位置」という。）を高精度で測定
することが考えられる。

【０００８】第２に、上述のように走査ビームの径がま
すます小径化している現在、走査光学系ビーム測定装置
において、走査ビームを高精度に測定するために拡大光
学系や画素密度の高い受光デバイスを使用することが挙
げられる。

【０００９】しかし、従来の走査光学系ビーム測定装置
において、の上記第１、２の条件下で上述したような従
来の印刷機の画素値の読み出しを行う場合、この読み出
しに要する時間（以下「読み出し時間」という。）が増
大してしまうことは自明である。

【００１０】そこで、走査光学系ビーム測定装置が読み
出す画素数を予め狭める方法も考えられるが、この方法
ではｆθレンズなどによる走査線曲がりや走査線の傾き
（以下「走査線傾き」という。）などの外乱要素の影響
も考慮しなければならず、しかも、この外乱要素に追従
するための構成や制御方法が必要となってくる。

【００１１】また、従来の走査光学系ビーム測定装置で
は、ビーム位置を検出する位置センサとビーム径を検出
するビーム径センサを別途用意することによって上記走
査線曲がりなどに対応してきたが、この装置の構成では
複数の受光機器を用いる必要が生じてしまい、コスト高
を招いてしまう欠点がある。しかも、暗電流を除去する
必要は考慮されつつも、画素毎の感度バラツキ（以下
「画素感度バラツキ」という。）に関しては考慮されて
いなかった。

【００１２】上述した特開平９−４３５２７号公報で
は、走査光学系ビーム測定装置において、走査光学系ビ
ーム測定装置には位置センサを設置して、この位置セン
サによって検出されたビーム位置にビーム径センサを移
動させることによって読み出し時間を短縮する効果も得
ていることが開示されているが、別途位置センサを用意
する必要があり、コスト高を招いてしまう欠点がある。
なおこの公報では、ビーム径の測定における受光素子の
感度バラツキに関しては一切考慮されていない。

【００１３】特開平１０−２１３４１５号公報において
も、走査光学系ビーム測定装置は、副走査方向の全ての
ビームがＣＣＤカメラ（シーシーディ・カメラ）に入射
される構成となっていることのみが開示されているだけ
であって、その測定範囲を狭めて画素感度バラツキを低
減させるという効果を得るには至っていない。

【００１４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、ビームの小径化による高解像度化、
回転多面鏡の回転の高速化、マルチビーム化に対応する
走査光学系ビーム測定装置及び走査光学系ビーム測定方
法を提供するものであり、特に複数の光検出デバイスを
用いず、また、画素感度バラツキの影響を低減させ、か
つこのための位置決め制御をより短時間で行うことによ
り、ビーム情報を低コスト、かつ正確に短時間で取得す
ることが可能な走査光学系ビーム測定装置及び走査光学
系ビーム測定方法を提供するものである。

【００１５】より具体的には、外乱要素に追従するため
の位置情報を検出するために、別途位置センサを用いる
ことなく走査ビームの画像であるビーム画像などの画像
情報を検出する受光デバイスのみを用いることで装置に
係るコストを低減することができ、また、ホスト・コン
ピュータが受光デバイス内の任意の検証点（以下「測定
点」という。）を間引きするか否か検証（以下「測定」
という。）する間引き検証（以下「間引き測定」とい
う。）を行い、この間引き測定で得られたビーム情報に
基づいて、受光デバイスがビーム位置を検出するビーム
位置検出（以下「位置検出」という。）を行うことで、
短時間で走査ビームを測定することができ、さらにビー
ム情報を算出する際の光検出領域（以下「受光領域」と
いう。）が一定の領域となるよう位置決め制御すること
で、受光デバイスの画素感度バラツキによる測定誤差の
要因を低減することが可能な走査光学系ビーム測定装置
及び走査光学系ビーム測定方法を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の走査光学系ビー
ム測定装置は、回転多面鏡に反射する走査ビームを検知
するフォト・ダイオードからの撮像トリガを制御する撮
像トリガ制御手段に制御され、受光面内で画像情報を検
出する光検出手段と、前記受光面を書込みユニットに対
して相対的に移動、位置決め制御する位置決め手段と、
この位置決め手段を管理して前記受光面内の受光領域を
選択する受光領域選択手段と、前記受光領域からビーム
情報を算出する画像演算手段とを備え、前記領域選択手
段が前記走査ビームを間引き測定し、この間引き測定で
得られたビーム情報に基づいて、前記位置決め手段が前
記受光面内の一定領域に前記走査ビームを照射するよう
に位置決め制御し、前記画像演算手段が前記ビーム情報
を算出する手段を有したものである。この構成により、
走査光学系ビーム測定装置に係るコストを低減し、短時
間で走査ビームを測定し、受光デバイスの画素感度バラ
ツキによる測定誤差の要因を低減することができる。

【００１７】また、本発明の走査光学系ビーム測定装置
は、前記領域選択手段が前記受光面内の主走査ラインを
一単位として副走査方向に間引き測定する手段を有した
ものである。この構成により、位置検出に要する時間を
短縮することができる。

【００１８】本発明の走査光学系ビーム測定装置は、前
記領域選択手段が前記走査ビームのビーム径に応じて間
引き間隔を変更することが可能な手段を有したものであ
る。この構成により、ビーム径が異なる光学系を測定す
る場合でも柔軟に対応することができる。

【００１９】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記領域選択手段によって設定される間引き間隔
が、前記走査ビームのビーム径の２分の１を超えないこ
とを特徴とするものである。この構成により、すなわち
ナイキスト周波数以上のサンプリングすることで確実に
位置検出を行うことができる。

【００２０】また、本発明の走査光学系ビーム測定装置
は、前記領域選択手段が前記受光面内の副走査ラインを
一単位として主走査方向に間引き測定する手段を有した
ものである。この構成により、主走査ラインを一単位と
して副走査方向に間引くよりも位置検出に要する時間を
更に短縮することができる。

【００２１】そして、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記画像演算手段が前記領域選択手段によって間
引き測定された複数の副走査ラインの位置検出の結果を
平均化したビーム平均位置情報を有したものである。こ
の構成により、外乱要素によって生じる位置検出のバラ
ツキを低減することができる。

【００２２】また、本発明の走査光学系ビーム測定装置
は、前記画像演算手段が前記ビーム平均位置情報を前記
領域選択手段を介して前記位置決め手段にフィードバッ
クする手段を有したものである。この構成により、更に
位置検出のバラツキを低減させることができる。

【００２３】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記領域選択手段が前記受光面内の一画素を一単
位として間引き測定する手段を有したものである。この
構成により、主走査若しくは副走査ラインを一単位とし
て間引くよりも位置検出に要する時間を更に短縮するこ
とができる。

【００２４】そして、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記領域選択手段が前記受光面内の主走査方向、
副走査方向に配列された複数の画素を有する画素領域を
一単位として間引き測定する手段を有したものである。
この構成により、ノイズによる位置検出の誤差を低減す
ることができる。

【００２５】また、本発明の走査光学系ビーム測定装置
は、前記光検出手段がそれぞれの前記画素における平均
値又は累積値に基づいて位置検出を行う手段であって、
前記領域選択手段が前記位置決め手段にフィードバック
する手段を有したものである。この構成により、より安
定したフィードバック制御をすることができる。

【００２６】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記光検出手段が撮像デバイスであるを特徴とす
るものである。この構成により、任意の画素やライン、
領域の画素値を検出することができ、拡大光学系ビーム
などを高精度に測定することができる。

【００２７】そして、本発明の走査光学系ビーム測定装
置は、前記副走査ライン、前記画素又は前記画素領域が
像高又は測定時間によらず一定であることを特徴とする
ものである。この構成により、フィードバック用の位置
情報の検出においても画素感度バラツキによって生ずる
位置検出の誤差となる要因を低減することができる。

【００２８】本発明の走査光学系ビーム測定装置は、受
光面内で画像情報を検出する光検出手段と、前記受光面
を書込みユニットに対して相対的に移動、位置決め制御
する位置決め手段と、この位置決め手段を管理して前記
受光面内の受光領域を選択する受光領域選択手段と、前
記受光領域からビーム情報を算出する画像演算手段とを
備え、前記光検出手段が前記受光面上を間引きし、かつ
前記受光領域選択手段が次の測定点でのビーム位置を予
測するビーム位置予測手段を有し、前記位置決め手段が
前記ビーム位置予測手段によって予測されたビーム位置
に前記受光面を位置決め制御する間に、前記画像演算手
段が前の測定点で取得した前記受光面内の一定の領域で
の前記画像情報に基づいて前記ビーム情報を算出する手
段を有したものである。この構成により、外乱要素に追
従し、かつ測定時間を更に短縮することができる。

【００２９】また、本発明の走査光学系ビーム測定装置
は、前記ビーム位置予測手段が前の測定点における位置
情報から走査線曲がりを２次又は３次曲線にフィッティ
ングし、この２次又は３次曲線に基づいて、次の測定点
におけるビーム位置を予測する手段を備え、前記位置決
め手段が前記受光面を位置決め制御する手段を有したも
のである。この構成により、より正確に次の測定点での
ビーム位置を予測することができる。

【００３０】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、回転多面鏡に反射する走査ビームを検知するフォ
ト・ダイオードからの撮像トリガを制御する撮像トリガ
制御工程に制御され、受光面内で画像情報を検出する光
検出工程と、前記受光面を書込みユニットに対して相対
的に移動、位置決め制御する位置決め工程と、この位置
決め工程を管理して前記受光面内の受光領域を選択する
受光領域選択工程と、前記受光領域からビーム情報を算
出する画像演算工程とを備え、前記受光領域選択工程が
前記画像演算工程を介して間引き測定する工程を有し、
この間引き測定で得られた位置情報に基づいて前記位置
決め工程が前記受光面内の一定の領域に前記走査ビーム
を照射させるように前記受光面を副走査方向に移動し、
位置決め制御する工程を有し、前記受光領域選択工程と
前記位置決め工程の後に、前記画像演算工程が前記位置
情報の算出を行う工程を有した方法である。この方法に
より、複数の受光デバイスを用いることなく短時間で画
素感度バラツキによる測定誤差を低減することができ
る。

【００３１】そして、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記領域選択工程が前記受光面内の一画素を一単
位として間引き測定する工程を有した方法である。この
方法により、主走査ライン又は副走査ラインを一単位と
して間引くよりも位置検出に要する時間を更に短縮する
ことができる。

【００３２】また、本発明の走査光学系ビーム測定方法
は、前記領域選択工程が前記走査ビームのビーム径に応
じて間引き間隔を変更することが可能な工程を有した方
法である。この方法により、ビーム径が異なる光学系を
測定する場合でも柔軟に対応することができる。

【００３３】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記領域選択工程によって設定される間引き間隔
が、前記走査ビームのビーム径の２分の１を超えないこ
とを特徴とする方法である。この方法により、すなわち
ナイキスト周波数以上のサンプリングを行うことで確実
に位置検出を行うことができる。

【００３４】そして、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記領域選択工程が前記受光面内の副走査ライン
を一単位として主走査方向に間引き測定する工程を有し
た方法である。この方法により、主走査ラインを一単位
として副走査方向に間引くよりも位置検出に要する時間
を更に短縮することができる。

【００３５】また、本発明の走査光学系ビーム測定方法
は、前記画像演算工程が前記領域選択工程によって間引
き測定された複数の副走査ラインの位置検出の結果を平
均化したビーム平均位置情報を有する工程を有した方法
である。この方法により、受光面内における外乱要素に
よって生じる位置検出のバラツキを低減することができ
る。

【００３６】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記画像演算工程が前記ビーム平均位置情報を前
記領域選択工程を介して前記位置決め工程にフィードバ
ックする工程を有した方法である。この方法により、更
に位置検出のバラツキを低減させることができる。

【００３７】そして、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記領域選択工程が前記受光面内の一画素を一単
位として間引き測定する工程を有した方法である。この
方法により、主走査ライン又は副走査ラインを一単位と
して間引くよりも位置検出に要する時間を更に短縮する
ことができる。

【００３８】また、本発明の走査光学系ビーム測定方法
は、前記領域選択工程が前記受光面内の主走査方向、副
走査方向に配列された複数の画素を有する画素領域を一
単位として間引き測定する工程を有した方法である。こ
の方法により、ノイズによる位置検出の誤差を低減する
ことができる。

【００３９】さらに、本発明の走査光学系ビーム測定方
法は、前記光検出工程がそれぞれの前記画素における平
均値又は累積値に基づいて位置検出を行う工程であっ
て、前記領域選択工程が前記位置決め工程にフィードバ
ックする工程を有した方法である。この方法により、ノ
イズによる検出誤差を低減することができる。

【００４０】本発明の走査光学系ビーム測定方法は、回
転多面鏡に反射する走査ビームを検知するフォト・ダイ
オードからの撮像トリガを制御する撮像トリガ制御工程
に制御され、一定領域の画素を間引きして画像情報を検
出する光検出工程と、前記受光面を書込みユニットに対
して相対的に移動、位置決め制御する位置決め工程と、
この位置決め工程を管理して前記受光面内の受光領域を
選択する受光領域選択工程と、前記受光領域からビーム
情報を算出する画像演算工程とを備え、前記受光領域選
択工程が前記画像演算工程経由で前記ビーム情報を取得
し、このビーム情報から次の測定点におけるビーム位置
を予測する工程を有し、前記位置決め工程が前記受光領
域選択工程の結果に従って前記受光面内の受光領域に前
記走査ビームを照射する工程を有し、前記画像演算工程
が前記位置決め工程の間に前記受光領域選択工程で検出
された前記画像情報を算出する工程を有した方法であ
る。この方法により、複数の測定点における走査ビーム
を測定する場合でも外乱要素に追従し、かつ測定時間を
更に短縮することができる。

【００４１】また、本発明の走査光学系ビーム測定方法
は、前記受光領域選択工程が前記画像演算工程を介して
２次又は３次曲線でビーム位置をフィッティングし、次
の測定点におけるビーム位置を予測する工程を有した方
法である。この方法により、次の測定点でのビーム位置
をより正確に予測することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る走査光学系ビ
ーム測定装置の実施の形態について、図面を用いて説明
する。また、後述する本発明に係る実施の形態の他の各
態様については、図１又は図２も参照して説明する。な
お、図１は、本発明に係る走査光学系ビーム測定装置の
実施の形態を示す斜視図、図２は、本発明に係る実施の
形態の受光デバイスを示す要部正面図である。

【００４３】本発明に係る実施の形態の走査光学系ビー
ム測定装置は、特に走査光学系を有する画像形成装置
（以下「書込みユニット」という。）の走査ビームを測
定するための走査光学系ビーム測定装置に関するもので
あり、図１に示すように、走査ビーム２を照射するレー
ザー・ダイオード（以下「ＬＤ」という。）３と、この
ＬＤ３から照射された走査ビーム２を反射する回転多面
鏡４と、この回転多面鏡４から反射された走査ビーム２
を通過させるレンズ、主にｆθレンズを含むレンズ群６
と、回転多面鏡４に反射する走査ビーム２を検知するフ
ォト・ダイオード（以下「ＰＤ」という。）８と、これ
らのＬＤ３、回転多面鏡４、ＰＤ８、レンズ群６を設け
るテーブル９とを備えた書込みユニット１０を検査する
ための装置であって、ＰＤ８から撮像のためのトリガ
（以下「撮像トリガ」という。）を制御する撮像トリガ
制御手段としてのレーザー・ダイオード・コントローラ
（以下「ＬＤコントローラ」という。）１１と、このＬ
Ｄコントローラ１１に制御され、受光面１２ａ内で画像
情報を検出する光検出手段としての２次元エリア型の受
光デバイス（以下「受光デバイス」という。）１２と、
受光面１２ａをレンズ群６の像面上に配置して副主走査
方向Ｚに移動させる副走査方向ステージ１４と、この副
走査方向ステージ１４を副主走査方向Ｚと垂直な方向で
ある主走査方向Ｘに移動させる主走査方向ステージ１５
と、この主走査方向ステージ１５上の受光面１２ａを書
込みユニット１０に対して相対的に移動、位置決め制御
する位置決め手段としてのステージ・コントローラ（以
下「ステージコントローラ」という。）１６と、このス
テージコントローラ１６を管理して受光デバイス１２内
の受光領域を選択する受光領域選択手段としてのホスト
・コンピュータ（以下「ホストＰＣ」という。）１７
と、前記受光領域から走査ビーム２の径（以下「ビーム
径」という。）、走査ビーム２の光量（以下「ビーム光
量」という。）、走査ビーム２の照射位置（以下「ビー
ム位置」という。）、走査ビーム２間の距離（以下「ビ
ーム間距離」という。）等の光ビーム情報（以下「ビー
ム情報」という。）を算出する画像演算手段としての画
像演算部（以下「画像処理部」という。）１８とを備え
たものである。ここで、走査光学系ビーム測定装置は、
ＬＤ３、ＰＤ８、受光デバイス１２等のデバイスを管理
している。

【００４４】受光デバイス１２は、走査ビーム２が照射
される受光面１２ａを有し、この受光面１２ａ内には副
主走査方向Ｚに沿う副走査ライン２０と主走査方向Ｘに
沿う主走査ライン２１とを含む２次元の受光領域を有
し、この受光領域内の各受光素子毎には異なる暗電流成
分を持っている。

【００４５】また、受光デバイス１２は、図２に示すよ
うに、受光面１２ａ内でｍ×ｎ画素からなり、各画素２
０を１／２（２分の１）画素ずつずらして配置（千鳥配
列）する領域となるｍ×ｎ画素領域を有した。なお、
ｍ、ｎは1以上の整数値である。

【００４６】このｍ×ｎ画像領域は、回転多面鏡４から
反射された走査ビーム２をレンズ群６を介して照射され
る領域（以下「受光領域」という。）を有する。また、
ビーム情報は、位置情報と外乱要素情報を有する。この
位置情報は、ビーム位置のデータ、ビーム間距離のデー
タを有し、外乱要素情報は、ビーム径、ビーム光量のデ
ータを有する。

【００４７】ところで、従来の走査光学系ビーム測定装
置では、上述した成分を除去するため遮光条件での画素
値を予め測定し、作成されたテーブル９の情報に基づい
て光学系ビーム測定時のデータから差分を取る方法が実
施されている。

【００４８】しかし、受光デバイス１２の画素感度バラ
ツキ（以下「画素バラツキ」という。）は照射されるビ
ーム光量に応じて変動するため、この画素バラツキを完
全に除去することができず、また、画素値の測定に使わ
れる画素２０が多いほど誤差成分も増大する。

【００４９】そこで、その画素数を減らす、即ち走査ビ
ーム２が常に受光デバイス１２内の一定の領域に照射さ
れるような構成とすることで、この誤差成分を低減する
ことが考えられる。

【００５０】図３は、走査ビーム２が受光デバイス１２
内の一定の領域に照射されるような構成を示す図であ
る。以下、走査ビーム２を測定する方法について説明す
る。

【００５１】まず、同図に示すように、走査ビーム２の
副走査方向Ｚの位置（以下「副走査位置」という。）を
検出し、この検出された検出値に基づいて、走査ビーム
２が受光デバイス１２内の一定領域（同図中、枠内の斜
線部分）１２ｂに照射されるようにステージコントロー
ラ１６を用いて受光デバイス１２を書込みユニット１０
に対して相対的に移動、位置決め制御する。位置決めを
終了した後に、この一定領域１２ｂに含まれる画素２０
のデータ（以下「画素データ」という。）を取得し、ビ
ーム情報、例えばビーム径やビーム光量を算出する構成
とすることで、走査ビーム２を測定する任意の測定点で
画素バラツキの影響を低減し、精度の高い走査ビーム２
を測定することができる。

【００５２】また、走査光学系ビーム測定装置におい
て、このように位置検出を行う際に全ての画像領域のデ
ータを読み込むと多大な測定に要する時間（以下「測定
時間」という。）が必要となってしまうため、例えば後
述するような間引き測定を行うことで測定時間を短縮さ
せることができる。

【００５３】次に、本実施の形態の他の第１の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図４に示すように、ホストＰＣ１７が画像処理部１８
を介して受光領域内に主走査ライン２０を一単位として
副走査方向Ｚに間引き測定する構成としている。

【００５４】これによって、上述したような位置検出及
びこの結果に基づく副走査方向ステージ１４、主走査方
向ステージ１５の位置決めをすることができる。なお、
この間引き測定において、受光デバイス１２から検出さ
れた画像情報に基づいて、画像処理部１８が副走査位置
を算出する方法としては、各主走査ライン２０毎の総て
のビーム光量（以下「総ビーム光量」という。）に基づ
いて重心を算出する方法や総ビーム光量がＭＡＸ（最大
値）の主走査ライン２０をもってビーム位置を算出する
方法などが考えられる。

【００５５】次に、本実施の形態の他の第２の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図５に示すように、ホストＰＣ１７が間引き間隔Ｌを
自在に設定することができる間引き間隔制御部を備えた
構成とすることで、例えばビーム径Ｄを従来の１／３
（３分の１）とする走査ビーム２を測定する際には、間
引き間隔Ｌも１／３とするなどの変更が容易になり、大
きさの異なる書込みユニットを測定する場合でも即座に
切り替えることができる。また、ビーム径が異なる光学
系の走査ビーム２を測定する場合でも、柔軟に対応する
ことが可能となる。

【００５６】しかし、本第２の態様では、例えば間引き
間隔を広くしていった場合、ビーム位置が検出されず、
位置決めをするためのフィードバックができなくなって
しまう。

【００５７】そこで、本実施の形態の他の第３の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例
えば同図に示すように、測定対象の走査ビーム２の副走
査径Ｄに対し、ホストＰＣ１７によって設定される間引
き間隔ＬがＤ／２（ビーム径Ｄの２分の１）以下とな
る、即ちナイキスト周波数以上のサンプリングを行うよ
うな構成とすることで、受光デバイス１２は、確実に走
査ビーム２を位置検出を行うことができる。

【００５８】次に、本実施の形態の他の第４の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図６に示すように、ホストＰＣ１７は、画像処理部１
８を介して受光面１２ａ内の副走査ライン２１を一単位
として主走査方向Ｘに間引き測定する構成とした方が、
主走査ライン２０を一単位として副走査方向Ｚに間引き
測定する構成とするよりも少ない読み出しライン数（以
下「測定ライン数」という。）で、位置検出を行うこと
ができ、測定時間を短縮することが可能となる。

【００５９】なお、受光デバイス１２を用いて間引いた
副走査ライン（図中の枠に囲まれた斜線部分）２１ａで
検出されたビーム光量を検出光量Ｅ、そのときの副走査
方向Ｚでの位置を副走査位置Ｆとした場合、同図に示す
ように、ビーム位置Ｇは正規分布曲線の平均値となる。

【００６０】ただし、走査光学系ビーム測定装置におい
て、この間引いた副走査ライン２１ａに走査ビーム２が
照射されていない場合も考えられるので、図７に示すよ
うに、受光デバイス１２が受光面１２ａ内で位置検出を
行うときのみ主走査方向Ｘに走査ビーム２を点灯させ続
ける経路２２を有する構成としたり、図８に示すよう
に、受光面１２ａ内でビームピッチＰと等しい間隔内に
おける連続した副走査ライン２１ａのデータを読み出す
構成とすることで解決することができる。

【００６１】次に、本実施の形態の他の第５の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図９に示すように、受光面１２ａ内における外乱要素
が含まれる場合でも、受光デバイス１２が複数の副走査
ライン（図中の枠に囲まれた斜線部分）２１ｂ、２１
ｃ、２１ｄで位置検出を行い、画像処理部１８がその位
置検出の結果を平均化したビーム平均位置情報を有した
構成とすることによって、例えば受光デバイス１２が副
走査ライン２１ｂ又は副走査ライン２１ｃのみで位置検
出を行った場合に比べ、外乱要素によって生じる位置検
出のバラツキを低減させることができる。

【００６２】また、画像処理部１８が上記ビーム平均位
置情報をホストＰＣ１７を介してステージコントローラ
１６にフィードバックする構成とすることによって、例
えば受光デバイス１２が副走査ライン２１ｂ又は副走査
ライン２１ｃのみで位置検出を行った場合に比べ、更に
位置検出のバラツキを低減させることができる。

【００６３】次に、本実施の形態の他の第６の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図１０に示すように、一画素２０を間引く一単位とし
て測定する構成とすることで、受光デバイス１２が上述
した副走査ライン２１をライン単位で間引く構成とした
場合に比べてホストＰＣ１７に格納される画素データの
数（以下「データ数」という。）も減り、ラインを一単
位として間引くよりも更に位置情報の検出に要する時間
を短縮することができ、より高速に位置検出を行うこと
ができる。このときのドット間隔を上述したように、主
走査方向及び副走査方向Ｚの各々のビーム径の半分以下
とすることで位置検出の漏れも防ぐことができる。

【００６４】次に、本実施の形態の他の第７の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例え
ば図１１に示すように、ホストＰＣ１７が画像処理部１
８を介して受光面１２ａ内で３×３画素領域２０ａを一
単位として画素２０を間引き測定する構成とすること
で、受光デバイス１２が上述した副走査ライン２１をラ
イン単位で間引く構成とした場合に比べてホストＰＣ１
７に格納されるデータ数も減り、より高速に位置検出を
行うことができる。

【００６５】ここで、受光デバイス１２は、１ドットの
画素値のみで位置検出を行う場合、走査ビーム２の副走
査方向Ｚの位置のずれ（以下「位置ずれ」という。）に
よるノイズによる位置検出の誤差（以下「検出誤差」と
いう。）も大きくなってしまうことが考えられる。

【００６６】そこで、上記３×３画素領域２０ａを一単
位として画素２０を間引き測定し、受光デバイス１２が
この９画素における平均値であるとか累積値に基づいて
位置検出を行い、ホストＰＣ１７が上述したステージコ
ントローラ１６にフィードバックする構成とすることで
ノイズによる検出誤差を低減することができる。

【００６７】次に、本発明に係る実施の形態の他の第８
の態様の走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作にお
いて、例えばＣＭＯＳカメラ（シーモス・カメラ）のよ
うな構造を持つ２次元ＣＭＯＳイメージセンサ（２次元
シーモス・イメージ・センサ）などの撮像デバイスを用
いる構成とすることによって、任意のドットにおける画
素値を容易に検出でき、上記第７の態様の走査ビーム２
を測定することができる。

【００６８】次に、本実施の形態の他の第９の態様の走
査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、位置
検出を行うライン、ドット又は領域を像高や測定時間に
よらず一定とすることによって、フィードバック用の位
置検出においても画素バラツキによる検出誤差の影響
（検出誤差となる要因）を低減することができる。

【００６９】次に、本実施の形態の他の第１０の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、ホ
ストＰＣ１７が画像処理部１８を介して複数の測定点に
おいて測定を行う場合、各測定点で位置検出を行い、こ
の検出値をフィードバックして、ステージコントローラ
１６が副走査方向に位置決めすることで、受光デバイス
の一定領域にビームが照射されるようになっている。

【００７０】しかし、多数の測定ポイントを有する場
合、各測定点でこの位置決めをしたり、ホストＰＣ１７
がその画像処理部１８を介して走査ビーム２の測定を行
ったりしていては多大な測定時間が必要となってしま
う。

【００７１】そこで、複数の像高で走査ビーム２を測定
する場合、例えば図１２に示すように、画像処理部１８
は、前の測定点における走査ビーム２の傾き（以下「走
査線傾き」という。）、即ちより具体的には、同図に示
すような実線２ａの走査線傾きを検出する。

【００７２】したがって、受光デバイス１２の撮像幅Ｌ
に対する走査線傾きをαとした場合、ステージコントロ
ーラ１６が次の測定点において受光デバイス１２を副走
査方向Ｚに走査線傾きαだけ相対移動、位置決め制御す
る構成（図中の点線で描写された受光デバイス１２ｂ）
とすることによって、複数の測定点で走査ビーム２を測
定する場合でも、外乱要素に追従し、かつ測定時間を更
に短縮することができる。

【００７３】ここで、位置ずれは走査線傾きαに主に走
査線曲がりの外乱要素が加わるため、主走査方向に対し
て必ずしも１次の変化（以下「１次フィッティング」と
いう。）、具体的には、一次な直線となるとは限らず、
予測位置と実際のビーム位置が位置ずれしてしまう場合
も考えられる。

【００７４】さらに具体的には、例えば図１３に示すよ
うな走査線曲がりを含む部分において、次の測定点にお
ける予測されたビーム位置（以下「予測位置」とい
う。）が細点線２ｂ（細点線枠１２ｃ内を通過する位
置）になり、実際のビーム位置（図中の太点線枠１２ｄ
内を通過する位置）と離れてしまうことがある。

【００７５】そこで、同図に示すように、ホストＰＣ１
７は、画像処理部１８を介して前の測定点における位置
情報から走査線曲がりを２次曲線でフィッティング（以
下「２次フィッティング」という。）し、この２次フィ
ッティングした曲線である２次フィッティング曲線に基
づいて、次の測定点におけるビーム位置を予測（図中の
太点線枠１２ｄ）するビーム位置予測手段を有し、ステ
ージコントローラ１６が受光デバイス１２を位置決め制
御する構成とすることによって、走査線曲がりにも対応
した追従制御を行うことができ、具体的には、走査線傾
きに走査線曲がりが加わり副走査方向Ｚの位置ずれが主
走査方向Ｘに対して1次な直線ではない場合でも、次の
測定点でのビーム位置を予測することができる。

【００７６】ここで、より高次の曲線でフィッティング
することも考えられるが、フィッティングに要するホス
トＰＣ１７のパワーも増大してしまい、また、レンズの
成形技術の進歩により走査線曲がりも滑らかなものにな
っているので、２次又は３次程度の次数を持つ曲線への
フィッティングで充分と考えられる。なお、同図では、

【００７７】次に、本実施の形態の他の第１１の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例
えば上記図１に示したように、ＬＤ３から照射された走
査ビーム２が回転多面鏡４によって反射され、レンズ群
６を通過して像面に結像する書込みユニット１０を測定
する方法であって、同期検知用ＰＤ８からの信号を像面
上に配置された２次元エリア型の受光デバイス１２の撮
像トリガとし、ステージコントローラ１６を用いて受光
デバイス１２を主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｚに関して
その走査面内で位置決め制御し、受光デバイス１２によ
って検出された画像情報に基づいて画像処理部１８がビ
ーム情報を算出し、これらのデバイスをホストＰＣ１７
を用いて管理する走査光学系ビーム測定方法を考える。

【００７８】このような測定に用いられる受光デバイス
６は各受光素子毎に異なる暗電流成分を持っている。こ
れを除去するため遮光条件での画素値を予め検出し、走
査ビーム２の測定時のデータから差分を取る方法も実施
されている。

【００７９】しかし、画素バラツキは照射されるビーム
光量に応じて変動するため、この感度バラツキを完全に
除去することはできない。また、この測定に使われる画
素２０が多いほど誤差成分も増大する。

【００８０】そこで、この測定に使われる画素数を減ら
す、即ち走査ビーム２が常に受光デバイス１２内の一定
の領域に照射されるような構成とすることで、この誤差
成分を低減することが考えられる。

【００８１】ここで、本実施の形態の走査光学系ビーム
測定装置の動作についてより詳細に図１４に示すフロー
チャートを用いて説明する。

【００８２】まず、走査光学系ビーム測定装置をスター
ト（スイッチＯＮ）すると、ステージコントローラ１６
が受光デバイス１２内の一定の領域に走査ビーム２を照
射させるように副走査方向ステージ１４及び主走査方向
ステージ１５を制御して、位置検出が可能な測定点まで
受光デバイス１２を書込みユニット１０に対して相対的
に移動する（Ｓ１）。

【００８３】次に、ホストＰＣ１７が画像処理部１８を
介して画素２０を間引き測定し（Ｓ２）、この間引き測
定で得られた位置情報に基づいてステージコントローラ
１６が受光デバイス１２内の一定の領域に走査ビーム２
を照射させるように、受光デバイス１２を副走査方向Ｚ
に移動し、位置決め制御する（Ｓ３）。

【００８４】次いで、ホストＰＣ１７は、ステージコン
トローラ１６を介して位置決めを終了するか否かを判断
し、位置決めを終了するのであれば（ＹＥＳであれ
ば）、上述したように、画素データを取得し、その後、
画像処理部１８が位置情報を算出する（Ｓ５）。位置決
めを終了しないのであれば（ＮＯであれば）、第３のス
テップＳ３に戻る。

【００８５】続けて、ホストＰＣ１７は、位置決め終了
後に全ての測定点での測定を終了するのであれば（ＹＥ
Ｓであれば）、そのままその測定を終了し（Ｓ６）、そ
の測定を終了しないのであれば（ＮＯであれば）、第１
のステップＳ１に戻る。

【００８６】このように、受光デバイス１２が第１のス
テップＳ１で位置検出を行い、次に、ステージコントロ
ーラ１６がこの位置情報に基づいて副走査方向Ｚへ位置
決め制御する第２のステップＳ２を行い、その後、第３
のステップＳ３として、画像処理部１８が位置情報の算
出を行うという方法を用いることによって、外乱要素に
追従し、複数の受光デバイス１２を用いることなく短時
間で画素バラツキ、具体的には画素バラツキによる測定
誤差の要因を低減することができ、より高精度に走査ビ
ーム２を測定することができる。

【００８７】次に、本実施の形態の他の第１２の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、上
記第１１の態様の方法を、例えば図４に示したように、
ホストＰＣ１７が画像処理部１８を介して主走査ライン
２０を一単位として副走査方向Ｚに間引き測定する方法
を用いることによって、位置検出及びこの結果に基づい
て、ステージコントローラ１６が副走査方向ステージ１
４、主走査方向ステージ１５の位置決め制御をすること
ができ、しかも位置決め制御に必要な位置検出に要する
時間を短縮することができる。

【００８８】次に、本実施の形態の他の第１３の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、例
えば図５に示すような測定対象の走査ビーム２の副走査
径Ｄに対し、間引き間隔ＬがＤ／２以下となる、即ち画
像処理部１８がナイキスト周波数以上のサンプリングを
行うような方法とすることで、確実に位置検出を行うこ
とができ、ビーム径が異なる光学系を測定する場合でも
上述した第１１、１２の態様の測定方法を行うために柔
軟に対応することができる。

【００８９】次に、本実施の形態の他の第１４の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、上
記第１３の態様の方法を、例えば第４図に示すような測
定対象の走査ビーム２の副走査径Ｄに対し、間引き間隔
ＬがＤ／２以下となる、即ち画像処理部１８がナイキス
ト周波数以上のサンプリングを行う方法とすることで、
確実に位置検出を行うことができる。

【００９０】次に、本実施の形態の他の第１５の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、上
記第１の態様の方法を、例えば図６に示したように、受
光デバイス１２は、ホストＰＣ１７が画像処理部１８を
介して副走査ライン２１を一単位として主走査方向Ｘに
間引き測定し、この間引き測定で得られたビーム情報に
基づいて位置検出を行う方が、ホストＰＣ１７が画像処
理部１８を介して副走査方向Ｚに間引き測定し、この間
引き測定で得られたビーム情報に基づいて位置検出を行
うよりも少ない測定ライン数で位置検出を行うことがで
き、測定時間を短縮することができる。

【００９１】ただし、走査光学系ビーム測定装置におい
て、間引いた副走査ライン２１に走査ビーム２が照射さ
れていない場合も考えられるので、図７に示したよう
に、位置検出を行う時のみ走査ビーム２を点灯させ続け
る方法や、図８に示したように、ビームピッチＰと等し
い間隔内における連続した副走査ライン２１ａの画素デ
ータを読み出す方法とすることで解決することができ
る。

【００９２】次に、本実施の形態の他の第１６の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、上
記第１５の態様の方法を、例えば図９に示したように、
主に走査線曲がりや走査線傾きの外乱要素が含まれる場
合でも、複数の副走査ライン２１ｂ、２１ｃ、２１ｄで
位置検出を行い、画像処理部１８が位置検出の結果を平
均化したビーム平均位置情報を有した方法とすることに
よって、例えば副走査ライン２１ｂ又は副走査ライン２
１ｃのみで位置検出を行った場合に比べ、位置検出のバ
ラツキを低減させることができ、外乱要素によって生じ
る位置検出のバラツキを低減した位置検出を行うことが
できる。

【００９３】また、画像処理部１８が上記ビーム平均位
置情報をホストＰＣ１７を介してステージコントローラ
１６にフィードバックする方法とすることによって、例
えば副走査ライン２１ｂ又は副走査ライン２１ｃのみで
位置検出を行った場合に比べ、更に位置検出のバラツキ
を低減させることができる。

【００９４】次に、本実施の形態の他の第１７の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、上
記第１の態様の方法を、例えば図１０に示したように、
ホストＰＣ１７が一画素２０を一単位として間引き測定
する方法とすることで、ライン単位で間引く方法に比べ
データ数も減り、外乱要素に追従するための位置情報の
検出に要する時間を、ラインを一単位として間引くより
も更に短縮することが可能となり、より高速で位置検出
を行うことができる。このときのドット間隔を上記第３
の態様で述べたように、ビーム副走査径の半分以下の間
隔とすることで位置検出の漏れも防ぐことができる。

【００９５】しかし、本第１７の態様のように、一画素
を一単位として間引き測定する方法では、ノイズが生じ
ると測定誤差が増大してしまう場合が考えられる。そこ
で、本実施の形態の他の第１８の態様の走査光学系ビー
ム測定装置の構成及び動作において、上記第１７の態様
の方法において、例えば図１１に示すように、ホストＰ
Ｃ１７が画像処理部１８を介して受光面１２ａ内で３×
３画素領域２０ａを一単位として画素２０を間引き測定
する方法とすることで、受光デバイス１２が上述した副
走査ライン２１をライン単位で間引く方法に比べてデー
タ数も減り、より高速で位置検出を行うことができる。
ここで、１ドットの画素値のみで位置検出を行う場合、
ノイズによる検出誤差も大きくなってしまうことが考え
られる。

【００９６】そこで、上記３×３画素領域２０ａを一単
位として画素２０を間引き測定し、受光デバイス１２が
この９画素における平均値であるとか累積値に基づいて
位置検出を行い、ホストＰＣ１７がステージコントロー
ラ１６にフィードバックする方法を用いることでノイズ
による検出誤差を低減することができる。

【００９７】次に、本実施の形態の他の第１９の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、ホ
ストＰＣ１７が複数の測定点において走査ビーム２の測
定を行う場合、各測定点でビーム情報を測定する各工程
を行うと、多大な測定時間が必要となってしまう。

【００９８】そこで、本実施の形態の走査光学系ビーム
測定装置の動作についてより詳細に図１５に示すフロー
チャートを用いて説明する。

【００９９】まず、走査光学系ビーム測定装置をスター
ト（スイッチＯＮ）すると、ステージコントローラ１６
が受光デバイス１２内の一定の領域に走査ビーム２を照
射させるように副走査方向ステージ１４及び主走査方向
ステージ１５を制御して、位置検出が可能な測定点まで
受光デバイス１２を書込みユニット１０に対して相対的
に移動する（Ｓ１１）。

【０１００】次に、受光デバイス１２が一定領域１２ｂ
の画素２０を間引きして、画像処理部１８がその受光デ
バイス１２から検出された画像情報に基づいて外乱要素
に追従するビーム情報を算出する（Ｓ１２）。次いで、
ホストＰＣ１７は、画像処理部１８からそのビーム情報
を取得し、この取得したビーム情報から次の測定点にお
けるビーム位置を予測する（Ｓ１３）。

【０１０１】続いて、ステージコントローラ１６は、こ
の予測位置になるようにＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ
などの受光デバイスを書込みユニットに対して相対的に
移動、位置決め制御する（Ｓ１５）。この位置決めをし
ている間に、画像処理部１８は、最初の第２のステップ
Ｓ１２で検出された画像情報からビーム径などのビーム
情報を正確に算出する（Ｓ１４）。

【０１０２】次に、ホストＰＣ１７は、第４のステップ
Ｓ１４、Ｓ１５の終了後に全ての測定点での測定を終了
するのであれば（ＹＥＳであれば）、そのままその測定
を終了し（Ｓ１６）、その測定を終了しないのであれば
（ＮＯであれば）、第２のステップＳ１２に戻る。

【０１０３】このように、ステージコントローラ１６が
位置決め制御している間に、最初のステップで受光デバ
イス１２から検出された画像情報に基づいて画像処理部
１８がビーム情報を正確に算出することによって、ホス
トＰＣ１７が複数の測定点で連続して走査ビーム２を測
定する場合でも、主に走査線曲がりや走査線傾きの外乱
要素に追従し、かつ短時間で測定することができ、つま
り測定時間を更に短縮することができる。

【０１０４】次に、本実施の形態の他の第２０の態様の
走査光学系ビーム測定装置の構成及び動作において、走
査ビーム２の副走査方向Ｚの位置ずれは走査線傾きに走
査線曲がりが加わるため、必ずしも１次フィッティング
するとは限らない。例えば図１３に示したような走査線
曲がりを含む部分では、上述したように、次の測定点に
おける予測位置は細点線２ｂの位置になってしまう。

【０１０５】そこで、上記第１９の態様の方法では、同
図に示すようにホストＰＣ１７は、画像処理部１８を介
して複数の過去の測定点におけるビーム位置のデータか
ら走査線曲がりを２次フィッティングし、２次フィッテ
ィング曲線に基づいて、次の測定点におけるビーム位置
を予測（図中の太点線１２ｂ）し、ステージコントロー
ラ１６が位置決め制御する方法とすることによって、ス
テージコントローラ１６は、走査線曲がりにも対応した
追従制御を行うことができ、より具体的には、走査線曲
がりが２次や３次の成分を持つ場合でも、上記第１９の
態様の方法のような追従制御が可能となる。

【０１０６】ここで、より高次の曲線でフィッティング
する方法も考えられるが、フィッティングに要するホス
トＰＣ１７のパワーも増大してしまい、また、レンズ成
形技術の進歩により走査線曲がりも滑らかなものになっ
ているので、２次又は３次程度の次数を持つ曲線へのフ
ィッティングで充分と考えられる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、回転多
面鏡に反射する走査ビームを検知するＰＤからの撮像ト
リガを制御するＬＤコントローラに制御され、受光面内
で画像情報を検出する受光デバイスと、この受光デバイ
スを書込みユニットに対して相対的に移動、位置決め制
御するステージコントローラと、このステージコントロ
ーラを管理して前記受光面内の受光領域を選択するホス
トＰＣと、このホストＰＣにビーム情報を算出する画像
処理部とを備え、前記ホストＰＣが前記走査ビームを間
引き測定し、この間引き測定で得られたビーム情報に基
づいて、前記ステージコントローラが前記受光面内の一
定領域に前記走査ビームを照射するように位置決め制御
し、前記画像処理部が前記ビーム情報を算出する手段を
有したことにより、走査光学系ビーム測定装置に係るコ
ストを低減し、測定時間を短縮でき、かつ画素バラツキ
による測定誤差も低減することができるというすぐれた
効果を有する走査光学系ビーム測定装置を提供すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態の走査光学系ビーム測
定装置を示す斜視図

【図２】同実施の形態の受光デバイスを示す要部正面図

【図３】同実施の形態の受光デバイス内の一定の領域を
示す説明図

【図４】同実施の形態の他の第１、１１の態様の走査光
学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図５】同実施の形態の他の第２、１３の態様の走査光
学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図６】同実施の形態の他の第４、１５の態様の走査光
学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図７】同態様の走査光学系ビーム測定装置を示す要部
正面図

【図８】同態様の走査光学系ビーム測定装置を示す要部
正面図

【図９】同実施の形態の他の第５、１６の態様の走査光
学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図１０】同実施の形態の他の第６、１７の態様の走査
光学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図１１】同実施の形態の他の第７、１８の態様の走査
光学系ビーム測定装置の構成を示す要部正面図

【図１２】同実施の形態の他の第１０の態様の走査光学
系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図１３】同実施の形態の他の第１０、２０の態様の走
査光学系ビーム測定装置を示す要部正面図

【図１４】同実施の形態の他の第１１の態様の走査光学
系ビーム測定装置の動作を示すフローチャート

【図１５】同実施の形態の他の第１９の態様の走査光学
系ビーム測定装置の動作を示すフローチャート

【符号の説明】

２走査ビーム６レンズ郡８フォト・ダイオード１１ＬＤコントローラ１２受光デバイス１６ステージコントローラ１７ホストＰＣ１８画像処理部

フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA20 AA53 2F065 AA03 AA07 AA17 AA19 AA21 AA31 BB16 BB25 CC21 FF04 FF44 FF61 FF67 GG06 HH04 JJ01 JJ03 JJ18 JJ26 LL10 LL15 LL62 MM15 NN20 PP03 QQ13 QQ17 QQ31 QQ42 RR05 RR06 RR09 2H045 CA82 DA31 DA41 5C072 AA03 BA03 BA16 HA01 HA06 HA13 HA16 HB08 UA13 XA01 XA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転多面鏡に反射する走査ビームを検知
するフォト・ダイオードからの撮像トリガを制御する撮
像トリガ制御手段に制御され、受光面内で画像情報を検
出する光検出手段と、前記受光面を書込みユニットに対
して相対的に移動、位置決め制御する位置決め手段と、
この位置決め手段を管理して前記受光面内の受光領域を
選択する受光領域選択手段と、前記受光領域からビーム
情報を算出する画像演算手段とを備え、前記領域選択手段が前記走査ビームを間引き測定し、こ
の間引き測定で得られた前記ビーム情報に基づいて、前
記位置決め手段が前記受光面内の一定領域に前記走査ビ
ームを照射するように位置決め制御し、前記画像演算手
段が前記ビーム情報を算出する手段を有したことを特徴
とする走査光学系ビーム測定装置。
【請求項２】前記領域選択手段が前記受光面内の主走
査ラインを一単位として副走査方向に間引き測定する手
段を有したことを特徴とする請求項１に記載の走査光学
系ビーム測定装置。
【請求項３】前記領域選択手段が前記走査ビームのビ
ーム径に応じて間引き間隔を変更することが可能な手段
を有したことを特徴とする請求項２に記載の走査光学系
ビーム測定装置。
【請求項４】前記領域選択手段によって設定される間
引き間隔が、前記走査ビームのビーム径の２分の１を超
えないことを特徴とする請求項２又は３に記載の走査光
学系ビーム測定装置。
【請求項５】前記領域選択手段が前記受光面内の副走
査ラインを一単位として主走査方向に間引き測定する手
段を有したことを特徴とする請求項１に記載の走査光学
系ビーム測定装置。
【請求項６】前記画像演算手段が前記領域選択手段に
よって間引き測定された複数の副走査ラインの位置検出
の結果を平均化したビーム平均位置情報を有したことを
特徴とする請求項５に記載の走査光学系ビーム測定装
置。
【請求項７】前記画像演算手段が前記ビーム平均位置
情報を前記領域選択手段を介して前記位置決め手段にフ
ィードバックする手段を有したことを特徴とする請求項
６に記載の走査光学系ビーム測定装置。
【請求項８】前記領域選択手段が前記受光面内の一画
素を一単位として間引き測定する手段を有したことを特
徴とする請求項１に記載の走査光学系ビーム測定装置。
【請求項９】前記領域選択手段が前記受光面内の主走
査方向、副走査方向に配列された複数の画素を有する画
素領域を一単位として間引き測定する手段を有したこと
を特徴とする請求項１に記載の走査光学系ビーム測定装
置。
【請求項１０】前記光検出手段がそれぞれの前記画素
における平均値又は累積値に基づいて位置検出を行う手
段であって、前記領域選択手段が前記位置決め手段にフ
ィードバックする手段を有したことを特徴とする請求項
９に記載の走査光学系ビーム測定装置。
【請求項１１】前記光検出手段が撮像デバイスである
ことを特徴とする請求項１０に記載の走査光学系ビーム
測定装置。
【請求項１２】前記副走査ライン、前記画素又は前記
画素領域が像高又は測定時間によらず一定であることを
特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の走査
光学系ビーム測定装置。
【請求項１３】受光面内で画像情報を検出する光検出
手段と、前記受光面を書込みユニットに対して相対的に
移動、位置決め制御する位置決め手段と、この位置決め
手段を管理して前記受光面内の受光領域を選択する受光
領域選択手段と、前記受光領域からビーム情報を算出す
る画像演算手段とを備え、前記光検出手段が前記受光面上を間引きし、かつ前記受
光領域選択手段が次の測定点でのビーム位置を予測する
ビーム位置予測手段を有し、前記位置決め手段が前記ビ
ーム位置予測手段によって予測されたビーム位置に前記
受光面を位置決め制御する間に、前記画像演算手段が前
の測定点で取得した前記受光面内の一定の領域での前記
画像情報に基づいて前記ビーム情報を算出する手段を有
したことを特徴とする走査光学系ビーム測定装置。
【請求項１４】前記ビーム位置予測手段が前の測定点
における位置情報から走査線曲がりを２次又は３次曲線
にフィッティングし、この２次又は３次曲線に基づい
て、次の測定点におけるビーム位置を予測する手段を備
え、前記位置決め手段が前記受光面を位置決め制御する
手段を有したことことを特徴とする請求項１３に記載の
走査光学系ビーム測定装置。
【請求項１５】回転多面鏡に反射する走査ビームを検
知するフォト・ダイオードからの撮像トリガを制御する
撮像トリガ制御工程に制御され、受光面内で画像情報を
検出する光検出工程と、前記受光面を書込みユニットに
対して相対的に移動、位置決め制御する位置決め工程
と、この位置決め工程を管理して前記受光面内の受光領
域を選択する受光領域選択工程と、前記受光領域からビ
ーム情報を算出する画像演算工程とを備え、前記受光領域選択工程が前記画像演算工程を介して間引
き測定する工程を有し、この間引き測定で得られた位置
情報に基づいて前記位置決め工程が前記受光面内の一定
の領域に前記走査ビームを照射させるように前記受光面
を副走査方向に移動し、位置決め制御する工程を有し、
前記受光領域選択工程と前記位置決め工程の後に、前記
画像演算工程が前記位置情報の算出を行う工程を有した
ことを特徴とする走査光学系ビーム測定方法。
【請求項１６】前記領域選択工程が前記受光面内の一
画素を一単位として間引き測定する工程を有したことを
特徴とする請求項１５に記載の走査光学系ビーム測定方
法。
【請求項１７】前記領域選択工程が前記走査ビームの
ビーム径に応じて間引き間隔を変更することが可能な工
程を有したことを特徴とする請求項１６に記載の走査光
学系ビーム測定方法。
【請求項１８】前記領域選択工程によって設定される
間引き間隔が、前記走査ビームのビーム径の２分の１を
超えないことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の
走査光学系ビーム測定方法。
【請求項１９】前記領域選択工程が前記受光面内の副
走査ラインを一単位として主走査方向に間引き測定する
工程を有したことを特徴とする請求項１５に記載の走査
光学系ビーム測定方法。
【請求項２０】前記画像演算工程が前記領域選択工程
によって間引き測定された複数の副走査ラインの位置検
出の結果を平均化したビーム平均位置情報を有する工程
を有したことを特徴とする請求項１９に記載の走査光学
系ビーム測定方法。
【請求項２１】前記画像演算工程が前記ビーム平均位
置情報を前記領域選択工程を介して前記位置決め工程に
フィードバックする工程を有したことを特徴とする請求
項２０に記載の走査光学系ビーム測定方法。
【請求項２２】前記領域選択工程が前記受光面内の一
画素を一単位として間引き測定する工程を有したことを
特徴とする請求項１５に記載の走査光学系ビーム測定方
法。
【請求項２３】前記領域選択工程が前記受光面内の主
走査方向、副走査方向に配列された複数の画素を有する
画素領域を一単位として間引き測定する工程を有したこ
とを特徴とする請求項１５に記載の走査光学系光学系ビ
ーム測定方法。
【請求項２４】前記光検出工程がそれぞれの前記画素
における平均値又は累積値に基づいて位置検出を行う工
程であって、前記領域選択工程が前記位置決め工程にフ
ィードバックする工程を有したことを特徴とする請求項
２３に記載の走査光学系ビーム測定方法。
【請求項２５】回転多面鏡に反射する走査ビームを検
知するフォト・ダイオードからの撮像トリガを制御する
撮像トリガ制御工程に制御され、一定領域の画素を間引
きして画像情報を検出する光検出工程と、前記受光面を
書込みユニットに対して相対的に移動、位置決め制御す
る位置決め工程と、この位置決め工程を管理して前記受
光面内の受光領域を選択する受光領域選択工程と、前記
受光領域からビーム情報を算出する画像演算工程とを備
え、前記受光領域選択工程が前記画像演算工程経由で前記ビ
ーム情報を取得し、このビーム情報から次の測定点にお
けるビーム位置を予測する工程を有し、前記位置決め工
程が前記受光領域選択工程の結果に従って前記受光面内
の受光領域に前記走査ビームを照射する工程を有し、前
記画像演算工程が前記位置決め工程の間に前記受光領域
選択工程で検出された前記画像情報を算出する工程を有
したことを特徴とする走査光学系ビーム測定方法。
【請求項２６】前記受光領域選択工程が前記画像演算
工程を介して２次又は３次曲線でビーム位置をフィッテ
ィングし、次の測定点におけるビーム位置を予測する工
程を有したことを特徴とする請求項２５に記載の走査光
学系ビーム測定方法。