(57)【要約】【課題】静電潜像を精度良く計測することができる静電潜像計測装置を提供する。【解決手段】  静電潜像計測装置１０００は、電子ビームを試料２３に照射する荷電粒子照射系１００、光源からの光を回折する音響光学偏向装置２０４及び該音響光学偏向装置からの０次光を受光する０次光受光器２１３を有し、音響光学偏向装置２０４からの１次回折光で試料２３に静電潜像を形成する露光系２００、試料２３からの２次電子を検出する検出器３０２、及び制御系などを備えている。制御系の主制御装置は、検出器３０２の出力信号に基づいて静電潜像の面積を算出し、該算出された面積を０次光受光器２１３の出力信号に基づいて補正する。【選択図】図１
2014098815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測装置であって、
光源と、
前記光源からの光を回折する回折部材と、
前記回折部材からの回折光を前記感光体に導光する光学系と、
前記回折部材からの０次光を受光する受光器と、
前記感光体からの２次電子を検出する検出器と、
前記検出器の出力信号に基づいて前記静電潜像の面積を算出し、該算出された面積を前記受光器の出力信号に基づいて補正する処理装置と、を備える静電潜像計測装置。
【請求項２】
前記光学系は、前記回折部材からの１次回折光を前記感光体に導光し、
前記処理装置は、前記回折部材から射出される０次光の光量の時間変化、前記回折部材から射出される０次光と１次回折光の光量比、前記回折部材から射出された１次回折光と前記感光体での１次回折光の光量比を用いて、前記感光体の表面での１次回折光の光量を算出し、該計算結果を用いて前記補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の静電潜像計測装置。
【請求項３】
前記回折部材での回折効率は、１次回折光が射出される方向に依存し、
前記処理装置は、該依存性を用いて、前記回折部材から射出される０次光と１次回折光の光量比を算出することを特徴とする請求項２に記載の静電潜像計測装置。
【請求項４】
前記処理装置は、前記感光体での光量変動が所定値以上であるとき、前記補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の静電潜像計測装置。
【請求項５】
回折部材からの回折光によって感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測方法であって、
前記回折部材からの０次光の光量を検出しつつ、前記回折部材からの回折光を前記感光体に照射して前記静電潜像を形成する工程と、
前記感光体に荷電粒子ビームを照射し、前記感光体からの２次電子を検出する工程と、
前記２次電子の検出結果に基づいて、前記静電潜像の面積を算出する工程と、
前記０次光の光量の検出結果を用いて、前記算出された前記静電潜像の面積を補正する工程と、を含む静電潜像計測方法。
【請求項６】
前記静電潜像を形成する工程では、前記回折部材からの１次回折光を前記感光体に照射して前記静電潜像を形成し、
前記静電潜像の面積を補正する工程では、前記回折部材から射出される０次光の光量の時間変化、前記回折部材から射出される０次光と１次回折光の光量比、前記回折部材から射出された１次回折光と前記感光体での１次回折光の光量比を用いて、前記感光体の表面での１次回折光の光量を算出し、該計算結果を用いて前記補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の静電潜像計測方法。
【請求項７】
前記回折部材での回折効率は、１次回折光が射出される方向に依存し、
前記静電潜像の面積を補正する工程では、該依存性を用いて、前記回折部材から射出される０次光と１次回折光の光量比を算出することを特徴とする請求項６に記載の静電潜像計測方法。
【請求項８】
前記静電潜像の面積を補正する工程では、前記感光体での光量変動が所定値以上であるとき、前記補正を行うことを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の静電潜像計測方法。
【請求項９】
回折部材からの回折光によって感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測装置に用いられるプログラムであって、
前記回折部材からの０次光の光量を検出しつつ、前記回折部材からの回折光を前記感光体に照射して前記静電潜像を形成する手順と、
前記感光体に荷電粒子ビームを照射し、前記感光体からの２次電子を検出する手順と、
前記２次電子の検出結果に基づいて、前記静電潜像の面積を算出する手順と、
前記０次光の光量の検出結果を用いて、前記算出された前記静電潜像の面積を補正する手順と、を前記静電潜像計測装置の制御用コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像計測装置、静電潜像計測方法、プログラム及び記録媒体に係り、更に詳しくは、感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測装置、感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測方法、静電潜像計測装置に用いられるプログラム、及び該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多色の画像を形成することができる画像形成装置が、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷に用いられるようになり、画像の高品質化が求められている。
【０００３】
画像の高品質化には、画像を構成する複数のドットを画像情報に応じて適切に形成すること、すなわち、いわゆるドット再現性に優れていることが求められる。
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程などの複数の工程があり、各工程での精度が、最終的に出力される画像の品質に大きく影響する。特に、露光工程において感光体に形成される静電潜像の状態は、現像工程におけるトナー粒子の挙動に直接影響を及ぼすため重要である。
【０００５】
そこで、画像情報に応じて適切な静電潜像を形成することができる感光体を用いることが求められている。そして、それには、感光体に形成された静電潜像の状態を知ることが必要である。
【０００６】
例えば、特許文献１には、電子ビームによる静電潜像の画像取得方法が開示されている。また、特許文献２には、静電潜像計測方法が開示されている。さらに、特許文献３〜５には、画像評価方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、静電潜像を計測する従来の装置及び方法では、測定誤差が大きい場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、感光体に形成された静電潜像を計測する静電潜像計測装置であって、光源と、前記光源からの光を回折する回折部材と、前記回折部材からの回折光を前記感光体に導光する光学系と、前記回折部材からの０次光を受光する受光器と、前記感光体からの２次電子を検出する検出器と、前記検出器の出力信号に基づいて前記静電潜像の面積を算出し、該算出された面積を前記受光器の出力信号に基づいて補正する処理装置と、を備える静電潜像計測装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の静電潜像計測装置によれば、静電潜像を精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る静電潜像計測装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】図２（Ａ）は、試料の構成を説明するための図であり、図２（Ｂ）は、試料が露光されたときの状態を説明するための図である。
【図３】図１における露光系の構成を説明するための図である。
【図４】図３における音響光学偏向装置の構成を説明するための図である。
【図５】図４における発振器の特性を説明するための図である。
【図６】音響光学偏向素子から射出される０次光と１次回折光を説明するための図である。
【図７】音響光学偏向素子から射出される０次光及び１次回折光と、シリンダレンズ及び０次光受光器との位置関係を説明するための図である。
【図８】制御系の概略構成及び制御系と各部との関係を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、それぞれ試料表面に１次光を用いて静電潜像を形成するときの０次光の役割を説明するための図である。
【図１０】積分光量を説明するための図である。
【図１１】試料における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ露光エネルギー密度にばらつきがある場合を説明するための図である。
【図１３】回折効率ηＡＯＤと発振器に入力される電圧信号の電圧Ｖｆとの関係を説明するための図である。
【図１４】音響光学偏向素子から射出される０次光と１次回折光の光量の比η０１と発振器に入力される電圧信号の電圧Ｖｆとの関係を説明するための図である。
【図１５】副走査方向の位置が互いに異なる複数の静電潜像が形成される場合を説明するための図である。
【図１６】静電潜像計測処理の際に、主制御装置のＣＰＵによって実行される処理アルゴリズムを説明するためのフローチャート（その１）である。
【図１７】静電潜像計測処理の際に、主制御装置のＣＰＵによって実行される処理アルゴリズムを説明するためのフローチャート（その２）である。
【図１８】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、それぞれ静電潜像の画像パターンＡ及びＢを説明するための図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、それぞれ静電潜像の画像パターンＣ及びＤを説明するための図である。
【図２０】静電潜像の画像パターンＥを説明するための図である。
【図２１】実施例における静電潜像の画像パターンを説明するための図である。
【図２２】図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、それぞれ二次電子を用いた表面電位分布の測定を説明するための図である。
【図２３】実施例における計測結果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る静電潜像計測装置１０００の概略構成が示されている。
【００１２】
この静電潜像計測装置１０００は、荷電粒子照射系１００、露光系２００、試料台３０１、検出器３０２、ＬＥＤ３０３、制御系３（図１では図示省略、図８参照）、排出系（図示省略）及び駆動用電源（図示省略）などを備えている。
【００１３】
荷電粒子照射系１００は、真空チャンバ４０内に配置された、電子銃１１、引き出し電極１２、加速電極１３、コンデンサレンズ１４、ビームブランカ１５、仕切り板１６、可動絞り１７、スティグメータ１８、走査レンズ１９、及び対物レンズ２０を有している。なお、本明細書では、各レンズの光軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。
【００１４】
電子銃１１は、荷電粒子ビームとしての電子ビームを発生させる。
【００１５】
引き出し電極１２は、電子銃１１の−Ｚ側に配置され、電子銃１１で発生された電子ビームを制御する。
【００１６】
加速電極１３は、引き出し電極１２の−Ｚ側に配置され、電子ビームのエネルギーを制御する。
【００１７】
コンデンサレンズ１４は、加速電極１３の−Ｚ側に配置され、電子ビームを集束させる。
【００１８】
ビームブランカ１５は、コンデンサレンズ１４の−Ｚ側に配置され、電子ビームの照射をオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）させる。
【００１９】
仕切り板１６は、ビームブランカ１５の−Ｚ側に配置され、中央に開口を有している。
【００２０】
可動絞り１７は、仕切り板１６の−Ｚ側に配置され、仕切り板１６の開口を通過した電子ビームのビーム径を調整する。
【００２１】
スティグメータ１８は、可動絞り１７の−Ｚ側に配置され、非点収差を補正する。
【００２２】
走査レンズ１９は、スティグメータ１８の−Ｚ側に配置され、スティグメータ１８を介した電子ビームをＸＹ面内で偏向する。
【００２３】
対物レンズ２０は、走査レンズ１９の−Ｚ側に配置され、走査レンズ１９を介した電子ビームを収束させる。対物レンズ２０を介した電子ビームは、ビーム射出開口部２１を通過して試料２３の表面に照射される。
【００２４】
各レンズ等には、不図示の駆動用電源が接続されている。
【００２５】
なお、荷電粒子とは、電界や磁界の影響を受ける粒子を意味し、例えば、電子ビームに代えて、イオンビームを用いても良い。この場合は、電子銃に代えて、液体金属イオン銃などが用いられる。
【００２６】
試料２３は、感光体であり、一例として図２（Ａ）に示されるように、導電性支持体２３ａ、電荷発生層（ＣＧＬ）２３ｂ、及び電荷輸送層（ＣＴＬ）２３ｃを有している。
【００２７】
電荷発生層（ＣＧＬ）２３ｂは、電荷発生材料（ＣＧＭ）を含み、導電性支持体２３ａの＋Ｚ側の面上に形成されている。電荷輸送層（ＣＴＬ）２３ｃは、電荷発生層（ＣＧＬ）２３ｂの＋Ｚ側の面上に形成されている。
【００２８】
試料２３は、表面（＋Ｚ側の面）に電荷が帯電している状態で露光されると、電荷発生層（ＣＧＬ）２３ｂの電荷発生材料（ＣＧＭ）によって光が吸収され、正負両極性のチャージキャリアがそれぞれ発生する。このキャリアは、電界によって、一方は電荷輸送層（ＣＴＬ）２３ｃに、他方は導電性支持体２３ａに注入される（図２（Ｂ）参照）。
【００２９】
電荷輸送層（ＣＴＬ）２３ｃに注入されたキャリアは、電界によって電荷輸送層（ＣＴＬ）２３ｃの表面にまで移動し、表面の電荷と結合して消滅する。これにより、試料２３の表面（＋Ｚ側の面）に電荷分布、すなわち、静電潜像が形成される。
【００３０】
露光系２００は、一例として図３に示されるように、光源２０１、コリメートレンズ２０２、開口板２０３、音響光学偏向装置２０４、シリンダレンズ２０５、光偏向器２０６、走査レンズ系２０７、同期検知用ミラー２１１、同期検知センサ２１２、及び０次光受光器２１３（図３では図示省略。図８参照）などを有している。
【００３１】
光源２０１は、試料２３に関して感度を持つ波長の光を射出する。光源２０１として、１つの発光部を有するＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。
【００３２】
コリメートレンズ２０２は、光源２０１から射出された光を略平行光にする。
【００３３】
開口板２０３は、開口部を有し、コリメートレンズ２０２を介した光の形状を調整する。
【００３４】
音響光学偏向装置２０４は、一例として図４に示されるように、音響光学偏向素子２０４ａ、超音波トランスデューサ２０４ｂ、ＲＦアンプ２０４ｃ、発振器２０４ｄ、入力端子２０４ｅ等を有している。
【００３５】
入力端子２０４ｅには、制御系３からの制御信号である電圧信号が入力される。
【００３６】
発振器２０４ｄは、入力端子２０４ｅを介して入力された電圧信号の電圧に対応した周波数の信号を生成する（図５参照）。ここでは、発振器２０４ｄは、電圧信号の電圧が０ボルトのときに、基本周波数ｆａの周波数の信号を生成するように設定されている。
【００３７】
この発振器２０４ｄとして、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いることができる。
【００３８】
ＲＦアンプ２０４ｃは、発振器２０４ｄの出力信号を増幅する。
【００３９】
超音波トランスデューサ２０４ｂは、音響光学偏向素子２０４ａに接着されており、ＲＦアンプ２０４ｃの出力信号に応じて、音響光学偏向素子２０４ａの中に超音波を発生させる。この超音波トランスデューサ２０４ｂとして、圧電素子を用いることができる。
【００４０】
音響光学偏向素子２０４ａは、二酸化テルル（ＴｅＯ２）やモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ４）などの単結晶又はガラスからなる音響光学媒体である。ここでは、音響光学偏向素子２０４ａは、開口板２０３の開口部を通過した光の光路上に配置されている。
【００４１】
音響光学偏向素子２０４ａの中に超音波が発生すると、音響光学偏向素子２０４ａ内に屈折率が大きい領域と屈折率が小さい領域とが交互に形成される。このとき、音響光学偏向素子２０４ａに入射した光は回折される。そこで、音響光学偏向素子２０４ａでは、０次光の他に、±１次、±２次、・・・・の回折光を生じる。なお、ここでは、＋１次回折光及び−１次回折光を区別する必要がないため、それらを総称して単に「１次回折光」という。また、１次回折光よりも高次の回折光は、回折効率が低いため、ここでは無視する。
【００４２】
ところで、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の進行方向と１次回折光の進行方向とのなす角度θ０１（図６参照）は、空気中での光の波長をλ、音響光学偏向素子２０４ａの中で発生する超音波の基本周波数をｆａ、該超音波の速度をＶａとすると、次の（１）式で表される。
【００４３】
θ０１＝λ・ｆａ／Ｖａ    ……（１）
【００４４】
超音波の周波数を基本周波数ｆａからΔｆだけシフトさせると、０次光の進行方向と１次回折光の進行方向とのなす角度θ０１’は、次の（２）式で示される。
【００４５】
θ０１’＝λ・（ｆａ＋Δｆ）／Ｖａ    ……（２）
【００４６】
そこで、このときの角度変化Δθは、次の（３）式で示される。
【００４７】
Δθ＝θ０１’−θ０１＝λ・Δｆ／Ｖａ    ……（３）
【００４８】
このように、超音波の周波数に応じて１次回折光の進行方向を変化させることができる。以下では、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の進行方向を「１次回折光の偏向方向」ともいう。また、入射光の進行方向と１次回折光の偏向方向とのなす角を「１次回折光の偏向角」ともいう。
【００４９】
そこで、発振器２０４ｄに入力される電圧信号の電圧を制御することにより、１次回折光の偏向方向、すなわち、１次回折光の偏向角を制御することができる。
【００５０】
音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の進行方向は、発振器２０４ｄに入力される電圧信号の電圧が変化しても変化しない。
【００５１】
シリンダレンズ２０５は、一例として図７に示されるように、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光路上に配置され、該光（１次回折光）を、光偏向器２０６の偏向反射面近傍に、Ｚ軸方向に関して集光する。なお、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光は、シリンダレンズ２０５に入射しないように設定されている。
【００５２】
０次光受光器２１３は、一例として図７に示されるように、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光路上に配置されている。０次光受光器２１３は、受光光量に応じた信号を制御系３に出力する。０次光受光器２１３として、フォトダイオードを用いることができる。
【００５３】
図３に戻り、光偏向器２０６は、不図示の駆動モータによって、Ｚ軸に平行な軸まわりに回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）を有している。この回転多面鏡の各鏡面が偏向反射面である。光偏向器２０６は、シリンダレンズ２０５からの光を、Ｚ軸に直交する面内で偏向する。なお、光偏向器２０６として、ガルバノスキャナを用いても良い。
【００５４】
走査レンズ系２０７は、２枚の走査レンズを有し、光偏向器２０６の偏向反射面で反射された光の光路上に配置されている。走査レンズ系２０７を介した光が、露光系２００から射出される光である。
【００５５】
同期検知用ミラー２１１は、光偏向器２０６の偏向反射面で反射され、静電潜像の形成に寄与しない光の光路上に配置されている。同期検知センサ２１２は、同期検知用ミラー２１１で反射された光の光路上に配置されている。同期検知センサ２１２は、受光光量に応じた信号を同期検知信号として制御系３に出力する。
【００５６】
ところで、露光系２００は、光偏向器２０６の駆動モータにより生じる振動や電磁波が電子ビームの軌道に影響を与えないように、真空チャンバ４０の外に設けられている。これにより、測定結果に及ぼす外乱の影響を抑制することができる。
【００５７】
図１に戻り、露光系２００から射出された光は、反射ミラー７２及び窓ガラス６８を介して試料２３の表面に照射される。
【００５８】
試料２３の表面における露光系２００から射出される光の照射位置は、光偏向器２０６での偏向及び音響光学偏向装置２０４での偏向によって、Ｚ軸方向に直交する平面上の互いに直交する２つの方向に沿って変化する。このとき、光偏向器２０６での偏向による照射位置の変化方向は「主走査方向」と呼ばれ、音響光学偏向装置２０４での偏向による照射位置の変化方向は「副走査方向」と呼ばれている。ここでは、Ｙ軸方向が主走査方向、Ｘ軸方向が副走査方向となるように設定されている。
【００５９】
このように、露光系２００から射出される光によって試料２３の表面を２次元的に走査することができる。すなわち、試料２３の表面に２次元的な静電潜像を形成することが可能である。
【００６０】
検出器３０２は、試料２３の近傍に配置され、試料２３からの２次電子を検出する。
【００６１】
ＬＥＤ３０３は、試料２３の近傍に配置され、試料２３を照明する光を射出する。このＬＥＤ３０３は、測定後に試料２３の表面に残留している電荷を消去するのに用いられる。
【００６２】
制御系３は、図８に示されるように、主制御装置３ａ、入力装置３ｂ、表示装置３ｃ、印刷装置３ｄなどを有している。
【００６３】
入力装置３ｂは、キーボード等の入力媒体を有し、作業者から入力された各種情報を主制御装置３ａに通知する。
【００６４】
表示装置３ｃは、液晶ディスプレイ等の表示部を有し、主制御装置３ａから指示された各種情報を表示する。
【００６５】
印刷装置３ｄは、プリンタを有し、主制御装置３ａから指示された各種情報を紙などに印刷する。
【００６６】
主制御装置３ａは、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データなどが格納されているＲＯＭ（記録媒体）、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器などを有し、静電潜像計測装置１００の各部を統括的に制御する。
【００６７】
主制御装置３ａは、荷電粒子照射系１００に対して、電子銃１１、加速電極１３、コンデンサレンズ１４、ビームブランカ１５、可動絞り１７、スティグメータ１８、走査レンズ１９、対物レンズ２０、及び排出系などを制御する。
【００６８】
主制御装置３ａは、露光系２００に対して、光源２０１、音響光学偏向装置２０４、及び光偏向器２０６の駆動モータを制御するとともに、同期検知センサ２１２及び０次光受光器２１３の出力信号を取得する。
【００６９】
主制御装置３ａは、試料台３０１を、ＸＹＺ３軸方向に関して駆動制御する。また、主制御装置３ａは、検出器３０２の出力信号を取得する。
【００７０】
上記のように構成される静電潜像計測装置１０００は、不図示の除振台を介して設置されている。
【００７１】
ここで、試料表面に１次光を用いて静電潜像を形成するときの０次光の役割について説明する。
【００７２】
Ａ．先ず、一例として図９（Ａ）に示されるように、主走査方向の光走査のみによって静電潜像が形成される場合について考える。ここでは、１つの黒丸が１つの静電潜像である。
【００７３】
この場合、音響光学偏向素子２０４ａでの回折効率は一定である。そこで、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光量Ｐ０と１次回折光の光量Ｐ１との比η０１（＝Ｐ１／Ｐ０）は、露光系２００の構成により一意的に定まる。
【００７４】
さらに、シリンダレンズ２０５、走査レンズ系２０７等の音響光学偏向素子２０４ａ以降の光学素子による光量損失を考慮すると、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光量Ｐ１と試料表面での１次回折光の光量ＰＯＰＣとの比ηＯＰＣ（＝ＰＯＰＣ／Ｐ１）も、露光系２００の構成に応じて一意的に定まる。なお、比η０１、及び比ηＯＰＣの値は、予め測定され、主制御装置３ａの不図示のメモリに格納されている。
【００７５】
光源２０１から射出される光の光量（発光光量）は、一例として図９（Ｂ）に示されるように、形成される静電潜像の大きさや数に応じて時間的に変動するため、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光量Ｐ０及び１次回折光の光量Ｐ１は時間的に変動する。そして、試料表面での１次回折光の光量ＰＯＰＣも時間的に変動する。
【００７６】
ここで、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光量Ｐ０の時間変化をＰ０（ｔ）とすると、試料表面での１次回折光の光量ＰＯＰＣの時間変化ＰＯＰＣ（ｔ）は、次の（４）式で表される（図９（Ｃ）参照）。
【００７７】
ＰＯＰＣ（ｔ）＝Ｐ０（ｔ）・η０１・ηＯＰＣ    ……（４）
【００７８】
次に、注目する静電潜像の形成に用いられる露光エネルギー密度Ｅを求める。この露光エネルギー密度Ｅは、次の（５）式で定義される。
【００７９】
Ｅ＝Ｑ／（ω・Ｌ）    ……（５）
【００８０】
ここで、Ｑは、試料表面に１つの静電潜像（図９（Ａ）では、１つの黒丸）を形成するのに用いられる露光エネルギーの総量であり、以下では、便宜上「積分光量」という。また、ωは試料表面での露光ビームの副走査方向に関するビームスポット径である。さらに、Ｌは、１つの静電潜像を形成する際の光源の点灯時間と試料表面での走査速度とから求まる露光ビームの走査距離である。なお、ωは、露光系２００における開口板２０３の開口部の大きさを調整することにより任意の値に設定することが可能である。
【００８１】
積分光量Ｑは、上記（４）式で得られたＰＯＰＣ（ｔ）における、光量のピーク値ＰＴ及び半値幅Δｔ（図１０参照）を用いて、近似的に次の（６）式から求めることができる。
【００８２】
Ｑ＝ＰＴ・Δｔ    ……（６）
【００８３】
露光エネルギー密度Ｅが大きいほど、静電潜像が大きく形成される。試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係が図１１に示されている。試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係は予め取得され、該関係を示す近似式が主制御装置３ａのメモリに格納されている。
【００８４】
ところで、試料２３に面積が互いに等しい複数の静電潜像を形成する際に、露光系２００における光学部品の特性変化に起因して、露光エネルギー密度Ｅが静電潜像毎に異なることがある。この場合は、試料２３の感光特性が静電潜像の形成位置に関係なく一様であったとしても、試料２３に実際に形成される複数の静電潜像間に面積のばらつきが生じる。
【００８５】
上記光学部品の特性変化が存在すると、試料２３の感光特性を正しく評価することができない。
【００８６】
そこで、光学部品の特性変化に起因するばらつきを補正する方法について説明する。
【００８７】
ここでは、試料２３に面積が互いに等しい複数の静電潜像（ｇ１、ｇ２、・・・、ｇｍ）を形成するとき、得られた露光エネルギー密度（Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅｍ）がばらついていた場合を考える。
【００８８】
（ａ）先ず、基準値となる露光エネルギー密度（以下では、「基準露光エネルギー密度」という）を定める。この基準露光エネルギー密度は、任意の値を設定することができる。
【００８９】
（ｂ）次に、試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係を示す近似式を用いて、静電潜像毎に、基準露光エネルギー密度に対応する潜像面積Ｓｃ０と、静電潜像ｇｎ（ｎ＝１〜ｍ）を形成したときの露光エネルギー密度Ｅｎ（ｎ＝１〜ｍ）に対応する潜像面積Ｓｃｎ（ｎ＝１〜ｍ）とを求め、次の（７）式から潜像面積補正係数Ｃｎ（ｎ＝１〜ｍ）を求める。
【００９０】
Ｃｎ＝Ｓｃ０／Ｓｃｎ    ……（７）
【００９１】
（ｃ）そして、静電潜像毎に、計測して得られた静電潜像ｇｎ（ｎ＝１〜ｍ）の面積に対応する潜像面積補正係数Ｃｎ（ｎ＝１〜ｍ）を乗算する。これにより、光学部品の特性変化に起因するばらつきを補正することができる。
【００９２】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を用いて具体的に説明する。図１２（Ａ）に示されるように、試料２３に３つの静電潜像（ｇ１、ｇ２、ｇ３）を形成したとき、得られた露光エネルギー密度がＥ１、Ｅ２、Ｅ３であり、ばらつきを持っていた場合を考える。そして、Ｅ２を基準露光エネルギー密度とする。
【００９３】
このとき、図１２（Ｂ）に示されるように、静電潜像ｇ１については、潜像面積補正係数Ｃ１はＳｃ２／Ｓｃ１であり、静電潜像ｇ３については、潜像面積補正係数Ｃ３はＳｃ２／Ｓｃ３となる。そして、潜像面積補正係数Ｃ１を、計測して得られた静電潜像ｇ１の面積に乗算し、潜像面積補正係数Ｃ３を、計測して得られた静電潜像ｇ３の面積に乗算する。
【００９４】
Ｂ．次に、試料２３に形成される複数の静電潜像の副走査方向に関する位置が互いに異なる場合について説明する。
【００９５】
この場合は、音響光学偏向素子２０４ａに加えられる信号の周波数が静電潜像毎に異なる。このときの、音響光学偏向素子２０４ａにおける１次回折光の回折効率ηＡＯＤは、音響光学偏向素子２０４ａに入射する光の光量Ｐｉｎと、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光量Ｐ１を用いて、次の（８）式で示される。
【００９６】
ηＡＯＤ＝Ｐ１／Ｐｉｎ    ……（８）
【００９７】
回折効率ηＡＯＤは、一例として図１３に示されるように、発振器２０４ｄに入力される電圧信号の電圧Ｖｆに応じて変動する。すなわち、回折効率ηＡＯＤは、１次回折光の偏向角に応じて変動する。
【００９８】
光量Ｐｉｎの光が音響光学偏向素子２０４ａに入射され、光量Ｐ０の０次光、及び光量Ｐ１の１次回折光が音響光学偏向素子２０４ａから射出され、音響光学偏向素子２０４ａでの透過損失をＰＩＬとすると、近似的に次の（９）式が成立する。
【００９９】
Ｐｉｎ＝Ｐ０＋Ｐ１＋ＰＩＬ    ……（９）
【０１００】
１次回折光の偏向角を変化させるため発振器２０４ｄに入力される電圧信号の電圧Ｖｆの値を変化させると、回折効率ηＡＯＤが変化するため、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光量は変化する。そして、上記（９）式より、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光量も同時に変化する。そのため、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光と１次回折光の光量の比であるη０１も変化する。そこで、以下では、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光の光量をＰ０（Ｖｆ）、音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光量をＰ１（Ｖｆ）、音響光学偏向素子２０４ａから射出される０次光と１次回折光の光量の比をη０１（Ｖｆ）と表記する。
【０１０１】
η０１（Ｖｆ）は、次の（１０）式で示される。
【０１０２】
η０１（Ｖｆ）＝Ｐ１（Ｖｆ）／Ｐ０（Ｖｆ）    ……（１０）
【０１０３】
そこで、試料２３に２次元的な画像パターンの静電潜像を形成する場合には、音響光学偏向素子２０４ａにおけるη０１とＶｆとの関係を求めておく必要がある。
【０１０４】
η０１とＶｆとの関係は、音響光学偏向素子２０４ａの配置状態により一意的に定まるため、予め取得され、主制御装置３ａのメモリに格納されている。音響光学偏向素子２０４ａにおけるη０１とＶｆとの関係が図１４に示されている。
【０１０５】
音響光学偏向素子２０４ａから射出される１次回折光の光量Ｐ１と試料表面での１次回折光の光量ＰＯＰＣとの比ηＯＰＣ（＝ＰＯＰＣ／Ｐ１）は、露光系２００の構成に応じて一意的に定まる。
【０１０６】
例えば、図１５に示されるように、静電潜像ｇ１が形成されるときの電圧Ｖｆの値がＶｆ１であり、静電潜像ｇ２が形成されるときの電圧Ｖｆの値がＶｆ２であり、静電潜像ｇ３が形成されるときの電圧Ｖｆの値がＶｆ３である場合であっても、ＰＯＰＣ（ｔ）は、上記（４）式を用いて求めることができる。
【０１０７】
そして、ＰＯＰＣ（ｔ）から、各静電潜像を形成するのに用いられた露光エネルギー密度を求めることができる。
【０１０８】
さらに、試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓの関係式を用いて、各静電潜像の潜像面積補正係数Ｃｎを求めることができる。
【０１０９】
次に、静電潜像計測装置１０００を用いて行われる静電潜像計測処理における主制御装置３ａの動作について図１６及び図１７を用いて説明する。図１６及び図１７のフローチャートは、静電潜像計測処理の際に、主制御装置３ａのＣＰＵによって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、試料２３は、作業者によってすでに試料台３０１にセットされているものとする。また、真空チャンバ４０内は、すでに所定の真空度に達しているものとする。
【０１１０】
最初のステップＳ４０１では、荷電粒子照射系１００を制御して、試料２３に電子ビームを照射し、試料２３の表面を一様に帯電させる。
【０１１１】
ここでは、加速電極１３に印加する加速電圧｜Ｖａｃｃ｜として、試料２３での２次電子放出比が１となる加速電圧よりも高い加速電圧が設定される。これにより、試料２３では、入射電子の量が放出電子の量よりも上回るため電子が試料２３に蓄積され、チャージアップを起こす。この結果、試料２３の表面をマイナス電荷で一様に帯電させることができる。なお、加速電圧と照射時間を適切に設定することにより、試料２３の表面に所望の帯電電位を形成することができる。
【０１１２】
次のステップＳ４０３では、静電潜像が観察できるように、試料２３における入射電子量を１／１００倍〜１／１０００倍にする。
【０１１３】
次のステップＳ４０５では、０次光受光器２１３の出力信号を取得しつつ、露光系２００を制御して、試料２３の表面を２次元的に光走査し、試料２３に静電潜像を形成する。なお、露光系２００は、試料２３の表面に所望のビーム径及びビームプロファイルの光スポットが形成されるように調整されている。
【０１１４】
ところで、静電潜像の形成に必要な露光エネルギーは、試料の感度特性によって決まるが、通常、２〜１０ｍＪ／ｍ２程度である。なお、感度が低い試料では、必要な露光エネルギーは十数ｍＪ／ｍ２となることもある。帯電電位や必要な露光エネルギーは、試料の感光特性やプロセス条件に合わせて設定される。
【０１１５】
また、試料表面に形成される光スポットのビーム径、光源の点灯時間、画素クロック、書込密度、画像パターン等の条件設定を任意に行うことで、様々な条件での静電潜像を形成しこれを計測することが可能である。
【０１１６】
静電潜像の画像パターンとしては、図１８（Ａ）〜図２０に示されるように、パターンＡ〜Ｅなどがあり、これらのパターンのいずれかのほか、様々な画像パターンの静電潜像を形成することができる。
【０１１７】
ここでは、図２１に示されるように９個の静電潜像（ｇ１〜ｇ９）が形成されるものとする。なお、９個の静電潜像は、同一の露光条件（光源の発光パワー、光源の点灯時間など）で形成されている。
【０１１８】
次のステップＳ４０７では、荷電粒子照射系１００を制御して、静電潜像が形成されている試料２３表面を電子ビームで走査し、試料２３から放出される２次電子を検出器３０２を介して検出する。このとき、走査レンズ１９への走査信号と同期をとることで、各走査位置とその位置における２次電子検出量を関連付けることができる。
【０１１９】
次のステップＳ４０９では、ＬＥＤ３０３を点灯させて試料２３の表面に光を照射し、試料２３の除電を行う。
【０１２０】
次のステップＳ４１１では、基準となる積分光量Ｑｓ及び基準となる露光エネルギー密度Ｅｓを設定する。なお、基準となる積分光量及び基準となる露光エネルギー密度は、予め決定されており、主制御装置３ａのメモリに格納されている。
【０１２１】
次のステップＳ４１３では、試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係を示す近似式を用いて、基準となる露光エネルギー密度Ｅｓに対応する潜像面積Ｓｃ０を算出する。
【０１２２】
次のステップＳ４１５では、静電潜像を特定するための番号が格納される変数ｎに初期値１をセットする。なお、静電潜像ｇｎは、ｎ＝１のときは静電潜像ｇ１を意味し、ｎ＝２のときは静電潜像ｇ２を意味し、・・・・、ｎ＝９のときは静電潜像ｇ９を意味している。また、以下では、符号に付加されるｎは、静電潜像ｇｎに対応することを意味している。
【０１２３】
次のステップＳ４１７では、検出器３０２の出力信号に基づいて、静電潜像ｇｎのコントラスト像を作成する（例えば、特許第４５５９０６３号公報参照）。ここでは、試料２３における帯電している部分では２次電子の検出量が多く、露光された部分では２次電子の検出量が少ないため、明暗のコントラスト像を得ることができる。そして、コントラスト像における暗の部分は、露光された部分、すなわち静電潜像の部分とみなすことができる。そこで、コントラスト像における明暗の境界の大きさは、静電潜像の大きさとすることができる。
【０１２４】
試料２３の表面に電荷分布があると、試料２３の上方に位置する空間に、表面電荷分布に応じた電界分布が形成される。入射電子によって発生した２次電子は、この電界によって押し戻され、検出器３０２に到達する量が減少する。従って、電荷リーク箇所は、露光部が黒、非露光部が白となり、表面電荷分布に応じたコントラスト像を得ることができる。
【０１２５】
図２２（Ａ）は、荷電粒子を捕獲する検出器３０２と、試料２３との間の空間における電位分布を、等高線で説明図的に示したものである。試料２３の表面は、光減衰により電位が減衰した部分を除いては負極性に一様に帯電した状態であり、検出器３０２には正極性の電位が与えられている。そのため、実線で示される電位等高線群においては、試料２３の表面から検出器３０２に近づくに従い電位が高くなる。従って、試料２３の、負極性に均一帯電している部分であるＱ１点やＱ２点で発生した２次電子ｅｌ１、ｅｌ２は、検出器３０２の正電位に引かれ、矢印Ｇ１や矢印Ｇ２で示されるように変位し、検出器３０２に捕獲される。
【０１２６】
一方、図２２（Ａ）において、Ｑ３点は光照射されて負電位が減衰した部分であり、Ｑ３点近傍では電位等高線の配列は破線で示されるように、Ｑ３点を中心とした半円形の波紋状に広がる。この波紋状の電位分布では、Ｑ３点に近いほど電位が高くなっている。換言すると、Ｑ３点の近傍で発生した２次電子ｅｌ３には、矢印Ｇ３で示すように、試料２３側に拘束する電気力が作用する。このため、２次電子ｅｌ３は、破線の電位等高線で示されるポテンシャルの穴に捕獲され、検出器３０２に向かって移動することができない。
【０１２７】
図２２（Ｂ）には、上記ポテンシャルの穴が模式的に示されている。すなわち、検出器３０２により検出される２次電子の強度（２次電子数）は、強度の大きい部分が「静電潜像の地の部分（均一に負帯電している部分、図２２（Ａ）における点Ｑ１やＱ２に代表される部分）」に対応し、強度の小さい部分が「静電潜像の画像部（光照射された部分、図２２（Ａ）における点Ｑ３に代表される部分）」に対応することになる。
【０１２８】
従って、検出器３０２の出力から得られる電気信号を、適当なサンプリング時間でサンプリングすれば、サンプリング時刻Ｔをパラメータとして、表面電位分布（電位コントラスト像）Ｖ（Ｘ，Ｙ）を「サンプリングに対応した微小領域」ごとに特定できる。そして、表面電位分布Ｖ（Ｘ，Ｙ）を２次元的な画像データとして構成し、これを表示装置３ｃの表示部を表示したり、印刷装置３ｄのプリンタで印刷すれば、静電潜像を可視的な画像として得ることができる。
【０１２９】
例えば、捕獲される２次電子の強度を「明るさの強弱で表現」すれば、静電潜像の画像部分は暗く、地の部分は明るくコントラストがつき、表面電荷分布に応じた明暗像として表現（出力）することができる。もちろん、表面電位分布を知ることができれば、表面電荷分布も知ることができる。
【０１３０】
次のステップＳ４１９では、静電潜像ｇｎのコントラスト像から静電潜像ｇｎの面積Ｓｎを求める（例えば、特許第４５５９０６３号公報参照）。
【０１３１】
次のステップＳ４２１では、０次光受光器２１３の出力信号に基づいて、静電潜像ｇｎを形成したときのＰ０（ｔ）を求める。なお、０次光受光器２１３の出力信号における静電潜像ｇｎの形成タイミングは、例えば、該出力信号の立ち上がり部を任意の出力レベルで識別し、その識別回数をカウントすることで特定することができる。
【０１３２】
次のステップＳ４２３では、静電潜像ｇｎを形成したときに発振器２０４ｄに入力された電圧信号の電圧Ｖｆに基づいて、静電潜像ｇｎを形成したときのη０１を求める。なお、副走査方向に関する位置が等しい複数の静電潜像（例えば、ｇ１とｇ２とｇ３）では、η０１の値は同じである。
【０１３３】
次のステップＳ４２５では、上記（４）式にＰ０（ｔ）、η０１、及びηＯＰＣの値を代入して、静電潜像ｇｎを形成したときのＰｏｐｃ（ｔ）を算出する。
【０１３４】
次のステップＳ４２７では、上記（６）式を用いて、静電潜像ｇｎを形成したときの積分光量Ｑｎを算出する。
【０１３５】
次のステップＳ４３１では、次の（１１）式を用いて、積分光量変化率Ｒ（％）を算出する。
【０１３６】
Ｒ＝（Ｑｎ−Ｑｓ）／Ｑｓ×１００  ……（１１）
【０１３７】
次のステップＳ４３３では、積分光量変化率Ｒの絶対値が２％以上であるか否かを判断する。積分光量変化率Ｒの絶対値が２％以上であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４３５に移行する。
【０１３８】
このステップＳ４３５では、上記（５）式を用いて、静電潜像ｇｎを形成したときの露光エネルギー密度Ｅｎを算出する。
【０１３９】
次のステップＳ４３７では、試料２３における露光エネルギー密度Ｅと静電潜像の面積Ｓとの関係を示す近似式を用いて、露光エネルギー密度Ｅｎに対応する潜像面積Ｓｃｎを算出する。
【０１４０】
次のステップＳ４３９では、上記（７）式を用いて、静電潜像ｇｎの潜像面積補正係数Ｃｎを算出する。
【０１４１】
次のステップＳ４４１では、上記ステップＳ４１９で求めた静電潜像ｇｎの面積Ｓｎに潜像面積補正係数Ｃｎを乗算し、新たな静電潜像ｇｎの面積Ｓｎとする。すなわち、上記ステップＳ４１９で求めた静電潜像ｇｎの面積を補正する。
【０１４２】
次のステップＳ４４３では、変数ｎの値が９以上であるか否かを判断する。変数ｎの値が９未満であれば、ここでの判断は否定され、ステップＳ４４５に移行する。
【０１４３】
このステップＳ４４５では、変数ｎの値を＋１して、上記ステップＳ４１７に戻る。
【０１４４】
以下、ステップＳ４４３での判断が肯定されるまで、ステップＳ４１７〜ステップＳ４４５の処理を繰り返す。
【０１４５】
なお、上記ステップＳ４３３において、積分光量変化率Ｒの絶対値が２％未満であれば、ステップＳ４３３での判断は否定され、上記ステップＳ４４３に移行する。すなわち、静電潜像ｇｎの面積は補正されない。
【０１４６】
変数ｎの値が９になると、ステップＳ４４３での判断が肯定され、ステップＳ４４７に移行する。
【０１４７】
このステップＳ４４７では、計測結果を表示装置３ｃの表示部に表示するとともに、印刷装置３ｄを介して紙などに印刷する。そして、静電潜像計測処理を終了する。
【０１４８】
図２３には、静電潜像ｇ１の面積を１としたときの９個の静電潜像（ｇ１〜ｇ９）の面積が、補正前と補正後について示されている。ここで、補正前と補正後について、静電潜像の面積のばらつきを示す指標Ｐ（％）として、面積の標準偏差／面積の平均値×１００を計算した。その結果、補正前の指標Ｐは２．９０％であり、補正後の指標Ｐは２．１９％であった。ここでは、光学部品の特性変化に起因するばらつきが補正されているため、補正後のばらつきは、試料２３における感光特性のばらつきに起因していると考えられる。
【０１４９】
なお、上記処理アルゴリズムは一例であり、これに限定されるものではない。要するに、音響光学偏向素子２０４ａからの０次光の光量を検出しつつ、音響光学偏向素子２０４ａからの一次回折光を試料２３に照射して静電潜像を形成する手順と、試料２３に電子ビームを照射し、試料２３からの２次電子を検出する手順と、２次電子の検出結果に基づいて、静電潜像の面積を算出する手順と、０次光の光量の検出結果を用いて、算出された静電潜像の面積を補正する手順とが含まれていれば良い。
【０１５０】
ところで、電子写真方式の画像形成装置においてドット再現性が低下する原因の一つに、感光体の電荷発生層中における電荷発生材料の濃度のばらつきがある。この場合、同じ光学特性を持つ光で露光を行っても露光場所により潜像の大きさが異なり、結果としてドット再現性が低下する。
【０１５１】
ドット再現性の低下を抑制するには、静電潜像が画像情報に応じて適切に形成される感光体、すなわち、静電潜像の再現性に優れた感光体を用いることが必要である。そこで、静電潜像の再現性を高精度に評価することが、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を実現するのに極めて重要である。
【０１５２】
また、同じ露光条件が設定されても、温度変化による光源の発光特性の変化、光学部材の熱変形、光源の駆動信号へのノイズの重畳など（以下では、これらを総称して「光学特性変化」ともいう）により、静電潜像毎に感光体での光量が異なるおそれがある。そこで、計測結果に光学特性変化に起因する成分が含まれるおそれがある。
【０１５３】
静電潜像の再現性を評価するうえで、このような光学特性変化が存在すると感光体の感光特性を正しく評価することができない。そこで、感光体における静電潜像の再現性を高精度に評価するには、計測結果から光学特性変化に起因する成分を除く必要がある。従来の静電潜像計測装置を用いた潜像計測では、計測結果から光学特性変化に起因する成分を除くことができなかった。すなわち、感光体の感光特性を正しく評価することができなかった。
【０１５４】
本実施形態では、計測結果から光学特性変化に起因する成分を除くことが可能であり、感光体（試料）の感光特性を正しく評価することができる。
【０１５５】
本実施形態では、１次回折光で試料表面を２次元的に光走査している。この１次光の光量変化を直接的に求めることは難しい。ところで、０次光と１次回折光は、光量の絶対値は異なるものの、時間的な光量変化は同じである。そこで、本実施形態では、０次光の光量変化を計測することで、１次回折光の光量変化を求めている。
【０１５６】
この場合、走査光の光路上に光量変化を測定するための光学素子を配置する必要がなく、光量損失、光路調整、光学系の大型化を抑制することができる。
【０１５７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る静電潜像計測装置１０００では、音響光学偏向素子２０４ａによって回折部材が構成され、シリンダレンズ２０５と光偏向器２０６と走査レンズ系２０７とによって光学系が構成されている。また、０次光受光器２１３によって０次光を受光する受光器が構成され、検出器３０２によって２次電子を検出する検出器が構成され、主制御装置３ａによって処理装置及び制御用コンピュータが構成されている。
【０１５８】
また、上記静電潜像計測処理において、本発明の静電潜像計測方法が実施されている。なお、主制御装置３ａのＣＰＵによるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１５９】
以上説明したように、本実施形態に係る静電潜像計測装置１０００によると、電子ビームを試料２３に照射する荷電粒子照射系１００、試料２３に静電潜像を形成する露光系２００、試料２３からの２次電子を検出する検出器３０２、及び制御系３などを備えている。
【０１６０】
そして、露光系２００は、光源２０１、コリメートレンズ２０２、開口板２０３、音響光学偏向装置２０４、シリンダレンズ２０５、光偏向器２０６、走査レンズ系２０７、及び０次光受光器２１３などを有している。
【０１６１】
音響光学偏向装置２０４は、光源２０１からの光を回折し、入力信号の電圧に応じた偏向角で１次回折光を射出する。この１次回折光は、シリンダレンズ２０５、光偏向器２０６、及び走査レンズ系２０７を介して試料２３に照射される。音響光学偏向装置２０４からの０次光は、０次光受光器２１３で受光される。
【０１６２】
制御系３の主制御装置３ａは、検出器３０２の出力信号に基づいて静電潜像の面積を算出し、該算出された面積を０次光受光器２１３の出力信号に基づいて補正する。
【０１６３】
この場合は、光学特性変化の影響が除去され、静電潜像を精度良く計測することができる。その結果、感光体の感光特性を正しく評価することが可能となる。そして、感光特性に優れた感光体を用いることにより、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を実現することができる。
【０１６４】
また、音響光学偏向装置２０４に機械的可動部がないため、高速な光走査を実現することができる。
【０１６５】
なお、上記実施形態では、走査レンズ系２０７が２枚の走査レンズから構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。走査レンズ系２０７が１枚の走査レンズから構成されても良いし、走査レンズ系２０７が３枚以上の走査レンズから構成されても良い。
【０１６６】
また、上記実施形態では、２次電子を検出して静電潜像の面積を求める場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１次反発電子を検出して静電潜像の面積を求めても良い（例えば、特許第４７０２８８０号公報参照）。
【０１６７】
また、上記実施形態では、積分光量変化率Ｒの絶対値が２％以上の静電潜像について面積の補正を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１６８】
また、上記実施形態では、積分光量変化率Ｒに基づいて面積の補正を行うか否かを判断する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基準となる静電潜像の露光エネルギー密度に対する測定対象となる静電潜像の露光エネルギー密度の変化率に基づいて面積の補正を行うか否かを判断しても良い。
【０１６９】
また、上記実施形態において、面積の補正を行うか否かを判断せずに、すべての静電潜像について面積の補正を行っても良い。
【０１７０】
また、上記実施形態では、試料２３として、平板状の感光体が用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像形成装置に用いられるドラム形状の感光体を試料２３とすることも可能である。
【０１７１】
また、上記実施形態において、前記音響光学偏向装置２０４に代えて、光源２０１からの光を回折する光学部材と、該光学部材から射出された１次回折光を副走査対応方向に偏向させる偏向手段とを用いても良い。
【０１７２】
また、上記実施形態において、試料２３に形成される静電潜像の画像パターンが１次元の画像パターンであって、露光ビームを副走査方向に移動させる必要がない場合は、前記音響光学偏向装置２０４に代えて、回折格子が形成された光学部材を用いても良い。
【符号の説明】
【０１７３】
３…制御系、３ａ…主制御装置（処理装置、制御用コンピュータ）、３ｂ…入力装置、３ｃ…表示装置、３ｄ…印刷装置、１１…電子銃、１２…引き出し電極、１３…加速電極、１４…コンデンサレンズ、１５…ビームブランカ、１６…仕切り板、１７…可動絞り、１８…スティグメータ、１９…走査レンズ、２０…対物レンズ、２１…ビーム射出開口部、２３…試料（感光体）、４０…真空チャンバ、１００…荷電粒子照射系、２００…露光系、２０１…光源、２０２…コリメートレンズ、２０３…開口板、２０４…音響光学偏向装置、２０４ａ…音響光学偏向素子（回折部材）、２０４ｂ…超音波トランスデューサ、２０４ｃ…ＲＦアンプ、２０４ｄ…発振器、２０４ｅ…入力端子、２０５…シリンダレンズ（光学系の一部）、２０６…光偏向器（光学系の一部）、２０７…走査レンズ系（光学系の一部）、２１１…同期検知用ミラー、２１２…同期検知センサ、２１３…０次光受光器（０次光を受光する受光器）、３０１…試料台、３０２…検出器（２次電子を検出する検出器）、３０３…ＬＥＤ、１０００…静電潜像計測装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開平３−４９１４３号公報
【特許文献２】特開２００８−４７３９３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７６０９３号公報
【特許文献４】特開２０１１−３３７９４号公報
【特許文献５】特開２０１１−６４７２２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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