JP3414181B2 - 光ビーム測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザによ
る画像露光装置等の光走査装置に適用され、２次元状に
配列された複数の光源から光学系を介して出射された光
ビームによって走査面に相当する面上に形成された複数
の光ビームのスポットの径，位置等を測定する光ビーム
測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は光ビーム測定装置が適用される画
像露光装置の一例を示し、同図(a) はその平面図、同図
(b) はその側面図である。この画像露光装置１００は、
複数のレーザビームを出射する半導体レーザアレイ１０
１を備えるレーザアレイパッケージ１０１Ａと、半導体
レーザアレイ１０１から出射された複数のレーザビーム
を集光する集光レンズ１０２と、集光レンズ１０２によ
って集光された複数のレーザビームを拡大して回転可能
に支持された記録媒体１０３の周面（走査面）１０３ａ
上に結像させる結像レンズ系１０４とを備えている。

【０００３】図１０はレーザアレイパッケージ１０１Ａ
を示す。レーザアレイパッケージ１０１Ａの半導体レー
ザアレイ１０１は、半導体レーザアレイ１０１の副走査
方向（Ｚ方向）の数を画像幅分のドットより少ない数の
ｎ個（例えば１２個）、半導体レーザアレイ１０１の主
走査方向（Ｘ方向）の数を画像幅分のドットと同数のｍ
個（例えば１２００個）とするｎ×ｍ個の半導体レーザ
１０１ａがアレイ状に配列されている。

【０００４】このように構成された画像露光装置１００
において、画像信号に応じて半導体レーザアレイ１０１
を駆動すると、半導体レーザアレイ１０１から出射され
たレーザビームは、集光レンズ１０２によって集光さ
れ、結像レンズ系１０４によって拡大され、回転する記
録媒体１０３の走査面１０３ａ上に結像されることによ
り、２次元的に画像が露光される。

【０００５】ところで、高画質な画像露光を行うために
は、記録媒体１０３の走査面１０３ａ上の所定の位置に
所定の径のレーザビームを正確に照射する必要がある。
レーザビームのスポット径のばらつきやスポット位置ず
れは、画像のゆがみやぼけ等の不都合を生じ、高画質な
画像を得ることができない。このようなレーザビームの
スポット径のばらつきやスポット位置ずれには、レーザ
アレイパッケージ１０１Ａの配置位置誤差、集光レンズ
１０２，結像レンズ系１０４のレンズアレイの配置位置
誤差や回転位置誤差等の種々な原因が考えられるが、特
に、半導体レーザアレイ１０１からのレーザビームを拡
大する画像露光装置においては、レーザアレイパッケー
ジ１０１Ａとレンズアレイの配置位置誤差が大きな原因
となる。。従って、レーザビームのスポット径およびス
ポット位置を測定し、この測定結果を基に、レーザアレ
イパッケージ１０１Ａの配置位置、レンズアレイの配置
位置等を調整することが重要となってくる。

【０００６】図１１はレーザビームのスポット径および
スポット位置を測定する従来の光ビーム測定装置の一例
を示し、同図(a) はその平面図、同図(b) はその側面図
である。この光ビーム測定装置１０は、半導体レーザア
レイ１０１から集光レンズ１０２および結像レンズ系１
０４を介して出射されるレーザビームによって記録媒体
１０３の走査面１０３ａに相当する所定の高さと、所定
の横幅を有するスポット形成面１０５上に形成される複
数のレーザビームのスポットの像を１０倍の拡大率で拡
大する拡大光学系１１と、拡大光学系１１によって拡大
されたスポットの像を光量に応じた電気信号である光量
信号として取り込む２次元ＣＣＤセンサ１２と、拡大光
学系１１と２次元ＣＣＤセンサ１２を半導体レーザアレ
イ１０１の主走査方向であるＸ方向に移動させるＸ軸ス
テージ（不図示）と、同じく拡大光学系１１と２次元Ｃ
ＣＤセンサ１２を半導体レーザアレイ１０１の光軸方向
であるＹ方向に移動させるＹ軸ステージ（不図示）と、
同じく拡大光学系１１と２次元ＣＣＤセンサ１２を半導
体レーザアレイ１０１の副走査方向であるＺ方向に移動
させるＺ軸ステージ（不図示）と、２次元ＣＣＤセンサ
１２によって取り込まれた光量信号を処理する画像処理
部１３とから構成されている。なお、図１１において１
０６は、半導体レーザアレイ１０１の中心と記録媒体１
０３の中心とを結ぶ光軸である。

【０００７】２次元ＣＣＤセンサ１２は、画素ピッチ１
０μｍの５００×５００個の画素からなる５０００×５
０００μｍの視野を有している。分解能１μｍで測定す
るため、拡大光学系１１は拡大率１０倍のものを用いて
いるので、スポット形成面１０５上に２５０μｍピッチ
で径２０μｍ程度のスポットが１２×１２００個形成さ
れ、２次元ＣＣＤセンサ１２の視野には４つのスポット
の像が写る。

【０００８】このように構成された光ビーム測定装置１
０によりスポット径の大きさの分布を得る場合は、Ｙ方
向の基準位置でＸ軸ステージおよびＺ軸ステージにより
拡大光学系１１と２次元ＣＣＤセンサ１２をＸ方向とＺ
方向に移動させ、３６００回光量検出を行い、１２×１
２００個のスポットの像データを取り込む。この像デー
タからＹ方向の基準位置における各スポット径を測定す
る。次に、Ｙ軸ステージにより拡大光学系１１と２次元
ＣＣＤセンサ１２をＹ方向に所定ピッチ（例えば２００
μｍ）ずらして同様に光量検出を行い、各スポット径を
測定する。このような光量検出およびスポット径の測定
を所定の回数（例えば５回）行い、Ｙ方向の各位置にお
けるスポット径を測定してスポット径の大きさの分布を
得る。次に、このスポット径の大きさの分布を基に、例
えば、レンズアレイ（１０２，１０４）の光軸方向への
位置調整を行い、Ｙ方向の基準位置から光軸方向に前後
したときのスポット径の大きさの分布が一定になるよう
にする。また、スポット位置間隔を測定する場合は、Ｙ
方向の基準位置で、ある４つのスポットの画像データを
取り込み、４つのスポット位置間隔を測定後に隣の４つ
のスポットが２次元ＣＣＤセンサ１２に写るまでＸ軸あ
るいはＺ軸あるいは両軸のステージにより拡大光学系１
１と２次元ＣＣＤセンサ１２を移動させ、その移動量を
基に４つのスポット位置間隔の関係を計算し、全てのス
ポット位置間隔を測定するまでステージの移動を繰り返
す。そしてスポット位置間隔の測定結果を基に、例え
ば、レーザアレイパッケージ１０１Ａを光軸方向や光軸
方向に直交する方向の配置位置を調整したり、レンズア
レイ（１０２，１０４）の光軸回りの回転位置を調整し
てスポット位置間隔が望ましい値になるようにする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ビー
ム測定装置１０によると、スポット径の大きさの分布を
得る場合、３６００回もの光量検出を繰り返す必要があ
り、１回の光量検出に２秒必要とすると、２秒×３６０
０回×５回＝１０時間かかり、多大の労力と時間を要す
るという問題がある。また、スポット位置間隔を測定す
る場合も、２秒×３６００回＝２時間を要し、同様に多
大な労力と時間を要するという問題がある。実際には、
レーザアレイパッケージ１０１Ａの配置位置とレンズア
レイ（１０２，１０４）の配置位置や回転位置を適正な
位置に調整するためには、測定と調整を数回は繰り返す
必要があり、さらに、数倍の時間を要するため、調整作
業が困難となる。一方、１２×１２００個の全てのスポ
ットの像データを一度に受光し得る視野を備えたＣＣＤ
センサを用いれば、測定時間を大幅に短縮できるが、拡
大光学系も大型化してコスト高や精度低下等を招くとい
う不都合が生じる。

【００１０】従って、本発明の目的は、コスト高を招く
ことなく、複数の光ビームのスポットの径，位置等の測
定を高速かつ高精度に行うことができる光ビーム測定装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、２次元状に所定のパターンで配置された複
数の光源を有する光源アレイから出射された複数の光ビ
ームにより、所定の高さと、所定の横幅を有する２次元
状の走査面を走査する光走査装置において、前記走査面
の高さ方向の前記複数の光ビームを同時に検出する高さ
の受光面を有した光検出手段と、前記光検出手段を前記
走査面の横方向に移動させる移動手段と、前記移動手段
を制御して前記光検出手段を前記横方向に移動させるこ
とにより、前記光検出手段に前記走査面の全領域の前記
複数の光ビームを検出させる制御手段と、前記光検出手
段から出力される検出信号に基づいて前記走査面上にお
ける前記複数の光ビームのビーム径，ビーム位置，ビー
ム位置間距離等の光ビームデータを演算する演算手段を
備えたことを特徴とする光ビーム測定装置を提供する。
上記構成によれば、検出手段を走査面の横方向（通常は
主走査方向）に１回移動させることにより、走査面の全
領域の複数のビームを検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施
の形態に係る光ビーム測定装置を示し、同図(a) はその
平面図、同図(b) はその側面図である。なお、従来の技
術で説明したのと同一のものには、同一の符号を用いて
その詳細な説明は省略する。この光ビーム測定装置１
は、半導体レーザアレイ１０１から集光レンズ１０２お
よび結像レンズ系１０４を介して出射されるレーザビー
ムによって記録媒体１０３の周面（走査面）１０３ａに
相当する所定の高さと、所定の横幅を有するスポット形
成面１０５上に形成される複数のレーザビームのスポッ
トからなるスポット画像を所定の拡大率（例えば７倍）
で拡大する拡大光学系２と、拡大光学系２によって拡大
されたスポット画像を光量に応じた電気信号である光量
信号として取り込むＣＣＤラインセンサ３と、拡大光学
系２とＣＣＤラインセンサ３を半導体レーザアレイ１０
１の主走査方向であるＸ方向に移動させるＸ軸ステージ
（後述する図２参照）５と、同じく拡大光学系２とＣＣ
Ｄラインセンサ３を半導体レーザアレイ１０１の光軸方
向であるＹ方向に移動させるＹ軸ステージ（後述する図
２参照）６と、本装置１各部を制御してＣＣＤラインセ
ンサ３によって光量信号を取り込み、その光量信号を処
理する制御部４とを有して概略構成されている。

【００１３】ＣＣＤラインセンサ３は、スポット形成面
１０５の高さ方向、すなわち副走査方向（Ｚ方向）の全
てのスポットの像が同時に写るような視野、例えば、画
素ピッチ７μｍの５０００個の画素からなる３５０００
μｍ長の視野を有している。すなわち、分解能１μｍで
測定するため、拡大光学系２は、拡大率７倍のものを用
いているが、スポット形成面１０５上に２５０μｍピッ
チで径２０μｍ程度のスポットが１２×１２００個形成
されても、ＣＣＤラインセンサ３の視野には副走査方向
（Ｚ方向）の全てのスポットの像が写る。

【００１４】図２は光ビーム測定装置１の制御系を示す
ブロック図である。制御部４は、ＣＣＤラインセンサ３
が取り込んだ光量信号を記憶するラインメモリ４０と、
ラインメモリ４０に記憶された光量信号を２値信号に変
換する２値化部４１と、２値化部４１によって変換され
た２値信号を記憶するフレームメモリ４２と、本装置１
の各部を制御するＣＰＵ４３と、図４のフローチャート
に示すようなＣＰＵ４３のプログラムが格納されたＲＯ
Ｍ４４と、各種の情報を記憶するＲＡＭ４５とを備えて
いる。また、ＣＰＵ４３には、上記Ｘ軸ステージ５およ
びＹ軸ステージ６を接続するとともに、測定結果を出力
するプリンタ，ディスプレイ等の出力部７を接続してい
る。

【００１５】Ｘ軸ステージ５は、拡大光学系２およびＣ
ＣＤラインセンサ３をＸ方向に移動可能に支持するＸ方
向支持機構（不図示）と、Ｘ方向支持機構をＸ方向に移
動させるステッピングモータ（不図示）とを備えてお
り、副走査方向の移動誤差（真直度）は測定するスポッ
ト径の１０分の１（２μｍ）以下となっている。Ｘ軸ス
テージ６は、拡大光学系２およびＣＣＤラインセンサ３
をＹ方向に移動可能に支持するＹ方向支持機構（不図
示）と、Ｙ方向支持機構をＹ方向に移動させるステッピ
ングモータ（不図示）とを備えている。

【００１６】２値化部４１は、ラインメモリ４０に記憶
された光量信号を予め設定されている閾値で２値信号に
変換するものである。半導体レーザ１０１ａを点灯しな
いで取り込んだ画像データのピーク値Ｐｂを閾値として
もよく、あるいは半導体レーザ１０１ａを点灯して取り
込んだ画像データのピーク値Ｐａと半導体レーザ１０１
ａを点灯しないで取り込んだ画像データのピーク値Ｐｂ
との差（Ｐａ−Ｐｂ）の数％（例えば５０％、１３．５
％等）の値を閾値としてもよい。

【００１７】次に、この光ビーム測定装置１の動作を図
４に従って説明する。なお、ＣＣＤラインセンサ３は、
Ｙ方向の基準位置より半導体レーザアレイ１０１側へ２
×ΔＹ（例えばΔＹ＝２００μｍ）移動した位置（ここ
をＹ＝０とする。）にあり、図１(a) の想像線で示すよ
うに、レーザビームのＸ方向照射幅１０７の端部に位置
しているとする。図４は光ビーム測定装置１の動作を説
明するためのフローチャートである。オペレータが、半
導体レーザアレイ１０１の全ての半導体レーザ１０１ａ
を点灯させ、本装置１の電源を投入すると、ＣＰＵ４３
は、ＲＯＭ４４に記憶されているプログラムに従い、本
装置１の各部を制御してレーザビームのスポット径およ
びスポット位置の測定を以下に説明する如く実行する。
ＣＰＵ４３は、レジスタ内のＹの値を０に初期化し（Ｓ
Ｔ１）、Ｘ軸ステージ５によって拡大光学系２とＣＣＤ
ラインセンサ３を半導体レーザアレイ１０１の主走査方
向であるＸ方向の一方にＸ方向照射幅１０７に対応する
ストロークを移動させながら、ＣＣＤラインセンサ３で
随時光量信号を拡大光学系２を介して取り込み、その光
量信号をラインメモリ４０に記憶する（ＳＴ２）。２値
化部４１は、ラインメモリ４０に記憶された光量信号を
予め設定されている閾値で２値信号に変換し、このライ
ン状の２値信号をフレームメモリ４２上で主走査方向へ
面状に展開する。

【００１８】Ｙ＝０でのデータ収集が終了すると、ＣＰ
Ｕ４３は、レジスタが記憶するＹの値が予め設定されて
いるＮ（例えば４）になっているか否かを判断する（Ｓ
Ｔ４）。ここでは、まだＹ＝０であるので、ＣＰＵ４３
は、レジスタが記憶するＹの値を＋１インクリメントし
（ＳＴ５）、Ｙ軸ステージ６によって拡大光学系２とＣ
ＣＤラインセンサ３を半導体レーザアレイ１０１の光軸
方向であるＹ方向後方に所定の距離ΔＬ（２００μｍ）
移動させる（ＳＴ６）。ＣＰＵ４３は、前述したのと同
様に、軸ステージ５によって拡大光学系２とＣＣＤライ
ンセンサ３を半導体レーザアレイ１０１の主走査方向で
あるＸ方向の他方（前回と逆方向）に移動させながら、
ＣＣＤラインセンサ３で随時光量信号を拡大光学系２を
介して取り込み、その光量信号をラインメモリ４０に記
憶し（ＳＴ２）、２値化部４１により光量信号を２値信
号に変換してフレームメモリ４２に記憶する（ＳＴ
３）。この動作をＹ＝Ｎとなるまで繰り返す。フレーム
メモリ４２には、５枚のスポット画像データが記憶され
る。

【００１９】図３(a) はフレームメモリ４２に記憶され
たスポット画像データ８Ａを示し、同図(b) は同図(a)
のＡ部拡大図である。ＣＰＵ４３は、フレームメモリ４
２に記憶されたスポット画像データ８Ａのうち基準位置
（Ｙ＝２）のスポット画像データ８Ａを基に、スポット
位置（座標）Ｐを測定し、測定したスポット位置Ｐから
主走査方向（Ｘ方向）および副走査方向（Ｙ方向）のス
ポット位置間隔Ｌｘ，Ｌｚを求める。また、Ｙ＝０，Ｙ
＝１，Ｙ＝２，Ｙ＝３，Ｙ＝４の各位置のスポット画像
データ８Ａを基にスポット径Ｄを測定し、スポット径Ｄ
の大きさの分布を求める（ＳＴ７）。すなわち、ＣＰＵ
４３は、スポット８のスポット径Ｄは、最大径から求
め、スポット８の位置Ｐは、スポット８の重心で求め
る。また、スポット位置間隔Ｌｘ，Ｌｚは、画素数から
求める。例えば、図３(b) において、左上のスポット８
と左下のスポット位置間隔Ｌｚが、２５０画素あったと
すると、画素の分解能が１μｍであるので、スポット位
置間隔Ｌｚは、２５０μｍと計算される。

【００２０】ＣＰＵ４３は、スポット径Ｄの大きさの分
布およびスポット位置間隔Ｌの測定結果を出力部７から
出力する（ＳＴ７）。

【００２１】上述した光ビーム測定装置１によれば、以
下の効果が得られる。 (イ) スポット画像データ８Ａを高精度で短時間に取り込
むことができる。例えば、ＣＣＤラインセンサ３の画像
取り込み速度が１ｋＨであるとすると、主走査方向（Ｘ
方向）に移動する距離（Ｘ方向照射幅１０７）は、２５
０μｍ×１２００個＝３００ｍｍであるから、Ｙ方向の
ある位置でのスポットの画像データを取り込む時間は、
３００ｍｍ÷７×１０^-3ｍｍ（ＣＣＤラインセンサ３の
画素ピッチ）÷７倍（光学倍率）÷１ｋＨ＝４２８．６
秒＝約７分となる。Ｙ方向に５回測定すると、約７分×
５回＝約３５分で測定が終了し、従来の１０時間と比べ
て格段と測定時間を短縮することができる。 (ロ) Ｘ軸ステージ５およびＹ軸ステージ６の移動は、自
動化されているので、オペレータの負担が軽減される。 (ハ) ＣＣＤラインセンサ３の視野を全てのスポットの像
の光量を一度に検出し得る大きさとせず、副走査方向の
全てのスポットの像が写る大きさとしているので、小型
な拡大光学系２を用いることができ、コスト高等を回避
することができる。

【００２２】図５は本発明の第２の実施の形態に係る光
ビーム測定装置を説明するための図である。この光ビー
ム測定装置は、第１の実施の形態とは、Ｘ軸ステージ５
およびＣＰＵ４３が異なり、他は第１の実施の形態と同
様に構成されている。Ｘ軸ステージ５は、副走査方向
（Ｚ方向）の移動誤差がビームスポット径の１０分の１
を越える（例えば２０μｍ程度）ような簡易な構成のも
のとし、ＣＰＵ４３は、Ｘ軸ステージ５の副走査方向の
移動誤差を補正するようになっている。すなわち、ＣＰ
Ｕ４３は、図５(a) に示すように、スポット画像データ
８Ａが得られると、基準となるスポット８ａの位置と各
スポット８の位置との副走査方向のスポット位置間隔Ｌ
を測定し、その間隔Ｌを図５(b) に示すように、各行毎
に移動誤差ΔＬとして求める。そして、各行毎の移動誤
差ΔＬの平均値を求め、この平均値を基に図５(a) のス
ポット画像データ８Ａを補正し、図５(c) に示すよう
に、副走査方向にゆがみのないスポット画像データ８Ａ
とする。補正後のスポット画像データ８Ａに基づいてス
ポット径の大きさの分布やスポット位置間隔を求める。
このような第２の実施の形態によれば、Ｘ軸ステージ５
の構成を簡易なものにでき、コスト低減を図ることがで
きる。また、Ｘ軸ステージ５に副走査方向の移動誤差が
ビームスポット径の１０分の１以下の高精度なものを採
用した場合でも、副走査方向の移動誤差を補正できるの
で、より精度の高い測定を行うことができる。

【００２３】図６は本発明の第３の実施の形態に係る光
ビーム測定装置を示し、同図(a) は平面図、同図(b) は
側面図である。この光ビーム測定装置は、第１の実施の
形態とは、スポット形成面１０５上にマーカ板９を配置
した点、およびＸ軸ステージ５およびＣＰＵ４３が異な
り、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

【００２４】図７はマーカ板９を示す。マーカ板９は、
透明あるいは半透明の板９ａの所定の位置に光を反射す
る物質あるいは蛍光物質からなり、形状が既知のマー
カ、例えば、直線状のマーカ９ｂを主走査方向（Ｘ方
向）に沿って被着形成し、板９ａの所定の位置にフィル
タ９ｃを貼り付けたものである。マーカ９ｂは、スポッ
トの径，位置の測定の妨げとならず、かつ、ＣＣＤライ
ンセンサ３の視野に入る位置に形成する。フィルタ９ｃ
は、スポットの像が形成される位置に設けられ、スポッ
トの像とマーカ９ｂの像の双方がスポット画像データ８
Ａ上で認識できる光量まで落とす光透過率を有してい
る。なお、マーカ９ｂは、直線状に限定されない。ま
た、フィルタ９ｃを貼り付けなくても、スポットの像と
マーカ９ｂの像の双方がスポット画像データ８Ａ上で認
識できるなら、設けなくてもよい。

【００２５】図８(a) は補正前のスポット画像データ８
Ａを示し、図８(b) は補正後のスポット画像データ８Ａ
を示す。Ｘ軸ステージ５は、副走査方向の移動誤差がビ
ームスポット径の１０分の１を越える（例えば２０μｍ
程度）ような簡易な構成のものとし、ＣＰＵ４３は、Ｘ
軸ステージ５の副走査方向の移動誤差を補正するように
なっている。すなわち、ＣＰＵ４３は、図８(a) に示す
補正前のスポット画像データ８Ａ中、マーカ９ｂの像９
ｂ′が直線となるように図８(b) に示すように、副走査
方向にゆがみがないスポット画像データ８Ａとする。そ
して補正後のスポット画像データ８Ａに基づいてスポッ
ト径の大きさの分布やスポット位置間隔を求める。

【００２６】このような第３の実施の形態によれば、第
２の実施の形態と同様に、Ｘ軸ステージ５の構成を簡易
なものにでき、コスト低減を図ることができる。また、
Ｘ軸ステージ５に副走査方向の移動誤差がビームスポッ
ト径の１０分の１以下の高精度なものを採用した場合で
も、副走査方向の移動誤差を補正できるので、より精度
の高い測定を行うことができる。さらに、マーカ９ｂの
像９ｂ′に基づいて副走査方向の移動誤差を補正できる
ので、第２の実施の形態よりも高い精度で測定を行うこ
とができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々な実施の形態が可能である。例えば、上記実施
の形態では、光源として半導体レーザを用いた場合につ
いて説明したが、ＬＥＤ光源であってもよい。また、上
記実施の形態では、画像露光装置に適用した場合につい
て説明したが、記録媒体に記録された記録情報や物体の
形状等を読み取る光走査装置にも本発明は適用すること
ができる。また、上記実施の形態では、スポット径およ
びスポット位置を測定する場合について説明したが、ス
ポットの真円度等の他の値を測定してもよい。また、ス
ポット形成面１０５上で形状が既知のマーカをスポット
形成面１０５より半導体レーザアレイ１０１側に配置し
てもよい。また、上記実施の形態では、ＣＣＤラインセ
ンサは、スポット形成面の副走査方向より大なる視野を
有し、ＣＣＤラインセンサを主走査方向に移動させた
が、これとは逆に、ＣＣＤラインセンサは、スポット形
成面の主走査方向より大なる視野を有し、ＣＣＤライン
センサを副走査方向に移動させてもよい。これにより、
副走査方向の移動距離が短くて済むため、測定時間を短
縮することができる。また、Ｘ方向のスポット位置間隔
Ｌ_X は、ＣＣＤラインセンサのＸ方向の移動距離に基づ
いて求めてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光ビーム測
定装置によれば、移動手段によって検出手段を走査面の
横方向に１回移動させることにより、走査面の全領域の
複数のビームを検出することができるので、複数の光ビ
ームのスポットの径，位置等の測定を高速かつ高精度に
行うことができるが可能となる。また、検出手段の受光
面を全ての光ビームを同時に検出し得る大きさとせず、
走査面の高さ方向の複数の光ビームを同時に検出し得る
大きさとしているので、コスト高を回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ビーム測定
装置を示し、同図(a) はその平面図、同図(b) はその側
面図

【図２】本発明に係る光ビーム測定装置の制御系を示す
ブロック図

【図３】(a) は本発明に係るフレームメモリに記憶され
たスポット画像データを示し、同図(b) は同図(a) のＡ
部拡大図

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光ビーム測定
装置の動作を説明するためのフローチャート

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る光ビーム測定
装置を説明するための図であり、同図(a) はフレームメ
モリに記憶された補正前のスポット画像データを示し、
同図(b) は副走査方向の移動誤差の測定結果を示す図、
同図(c) は補正後のスポット画像データを示す図

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る光ビーム測定
装置を示し、同図(a) はその平面図、同図(b) はその側
面図

【図７】第３の実施の形態に係るマーカ板を示す正面図

【図８】(a) は第３の実施の形態に係るフレームメモリ
に記憶された補正前のスポット画像データを示し、同図
(b) は補正後のスポット画像データを示す図

【図９】光ビーム測定装置が適用される画像露光装置の
一例を示し、同図(a) はその平面図、同図(b) はその側
面図

【図１０】レーザアレイパッケージの正面図

【図１１】従来の光ビーム測定装置の一例を示し、同図
(a) はその平面図、同図(b) はその側面図

【符号の説明】

１ 光ビーム測定装置 ２ 拡大光学系 ３ ＣＣＤラインセンサ ４ 制御部 ４０ ラインメモリ ４１ ２値化部 ４２ フレームメモリ ４３ ＣＰＵ ４４ ＲＯＭ ４５ ＲＡＭ ５ Ｘ軸ステージ ６ Ｙ軸ステージ ７ 出力部 ８ スポット ８Ａ スポット画像データ ９ マーカ板 ９ａ 板 ９ｂ マーカ ９ｃ フィルタ １００ 画像露光装置 １０１ 半導体レーザアレイ １０１ａ 半導体レーザ １０１Ａ レーザアレイパッケージ １０２ 集光レンズ １０３ 記録媒体 １０３ａ 記録媒体の周面（結像面） １０４ 結像レンズ系 １０５ スポット形成面 １０６ 光軸 １０７ Ｘ方向照射幅 Ｄ スポット径 Ｌ，Ｌｘ，Ｌｚ スポット位置間隔 ΔＬ 移動誤差 Ｐ スポット位置

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元状に所定のパターンで配置された複
   数の光源を有する光源アレイから出射された複数の光ビ
   ームにより、所定の高さと、所定の横幅を有する２次元
   状の走査面を走査する光走査装置において、 前記走査面の高さ方向の前記複数の光ビームを同時に検
   出する高さの受光面を有した光検出手段と、 前記光検出手段を前記走査面の横方向に移動させる移動
   手段と、 前記移動手段を制御して前記光検出手段を前記横方向に
   移動させることにより、前記光検出手段に前記走査面の
   全領域の前記複数の光ビームを検出させる制御手段と、 前記光検出手段から出力される検出信号に基づいて前記
   走査面上における前記複数の光ビームのビーム径，ビー
   ム位置，ビーム位置間距離等の光ビームデータを演算す
   る演算手段を備えたことを特徴とする光ビーム測定装
   置。
2. 【請求項２】前記移動手段は、前記検出手段を前記複数
   の光ビームの光軸方向に移動させる構成を備え、 前記制御手段は、前記検出手段を前記光軸方向および前
   記横方向に移動させることにより、前記光軸方向の所定
   の位置で前記検出手段に前記走査面の全領域の前記複数
   のビームを検出させる構成の請求項１記載の光ビーム測
   定装置。
3. 【請求項３】前記演算手段は、前記移動手段による前記
   検出手段の前記横方向への移動量に基づいて前記複数の
   光ビームの前記位置間距離を演算する構成の請求項１記
   載の光ビーム測定装置。
4. 【請求項４】前記演算手段は、前記検出信号を所定の領
   域の画面上に展開したときの画素数に基づいて前記複数
   の光ビームの前記位置間距離を演算する構成の請求項１
   記載の光ビーム測定装置。
5. 【請求項５】前記演算手段は、前記複数の光ビームの前
   記ビーム径を前記光軸方向の複数の前記所定の位置に対
   応して演算する構成の請求項２記載の光ビーム測定装
   置。
6. 【請求項６】前記演算手段は、前記検出手段から出力さ
   れる前記検出信号に基づいて前記移動手段の前記横方向
   の移動における前記高さ方向の移動誤差を求め、前記移
   動誤差に基づいて前記光ビームデータを補正する構成の
   請求項１記載の光ビーム測定装置。
7. 【請求項７】前記演算手段は、前記検出信号に基づいて
   前記複数の光ビームの高さ方向の位置ずれを求め、前記
   位置ずれを前記移動誤差とする構成の請求項６記載の光
   ビーム測定装置。
8. 【請求項８】前記光検出手段は、前記複数の光ビームの
   光路上に配置された所定のマーカの像を検出し、 前記演算手段は、前記所定のマーカの像の検出信号に基
   づいて前記マーカの像の高さ方向の位置ずれを求め、前
   記位置ずれを前記移動誤差とする構成の請求項６記載の
   光ビーム測定装置。
9. 【請求項９】前記検出手段は、ＣＣＤラインセンサを備
   える構成の請求項１記載の光ビーム測定装置。