(57)【要約】【課題】検査の高速化及びコストダウンを図った走査ビーム検査方法及び当該装置を提供する。【解決手段】走査面上にて得られる走査ビームのスポット像と、走査ビームの理想的なスポット像である参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換して相関信号を得る。走査ビームの形状が正常、つまり、走査ビームのスポット像と参照画像とがほぼ同一であれば、高い相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度が得られることに着目し、相関信号の＋１次光または−次光の光強度に基づいて、走査ビームの形状検査を行う。また、走査ビームの理想的な走査位置からのずれ量に応じて、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置も変動することに着目し、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、走査ビームの走査位置検査を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査面において主走査方向に走査される走査ビームを検査する方法であって、
前記走査面上にて得られる前記走査ビームのスポット像と、前記走査ビームの理想的なスポット像である参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換し、該結合フーリエ変換によって得られた相関信号に基づいて、前記走査ビームの検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の走査ビーム検査方法であって、
前記相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度に基づいて、前記走査ビームの形状についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の走査ビーム検査方法であって、
前記相関信号の＋１次光、−次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、前記走査ビームの走査位置についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の走査ビーム検査方法であって、
前記主走査方向上の全走査域において得られる各スポット像について、前記相関信号を求め、前記検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法。
【請求項５】
走査面上の主走査方向に走査される走査ビームを検査する装置であって、
前記走査面上にて得られる前記走査ビームのスポット像を得る取得手段と、
前記走査ビームの理想的なスポット像である参照画像を生成する生成手段と、
前記取得手段が得た前記走査ビームのスポット像と、前記生成手段が生成した参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換して、相関信号を得る相関手段と、
該相関手段が得た相関信号に基づいて、前記走査ビームの検査を行う検査手段とを備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の走査ビーム検査装置であって、
前記検査手段は、前記相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度に基づいて、前記走査ビームの形状についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項７】
請求項５記載の走査ビーム検査装置であって、
前記検査手段は、前記相関信号の＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、前記走査ビームの走査位置についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項８】
請求項５〜７何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、前記記録面に結像させる前記走査ビームのスポット像を拡大する拡大光学素子と、前記記録面に対する前記走査ビームの入射を遮る遮断手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項９】
請求項５〜８何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、クリア信号の入力に応じて、前記記録面に記録されたスポット像をクリアにするクリア手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項１０】
請求項５〜９何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、前記記録面に記録されたスポット像を表示する第１表示面とを有し、
前記生成手段は、前記第１表示面と同一平面上に並べられた第２表示面と、該第２表示面に、前記参照画像を表示させる駆動手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項１１】
請求項５〜１０何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記相関手段は、前記取得手段が得た前記走査ビームのスポット像と、前記参照画像とを並べた画像を、フーリエ変換する第１フーリエ変換光学素子と、
前記第１フーリエ変換光学素子により変換されたフーリエ変換像を、さらにフーリエ変換する第２フーリエ変換光学素子とを備え、
前記第２フーリエ変換素子により変換されたフーリエ変換像を相関信号とすることを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項１２】
請求項５〜１１何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面を有し、
前記走査ビームの副走査方向における位置を検出する位置検出手段と、
前記検出した位置に応じて、前記記録面を前記副走査方向に移動させる第１移動手段とを備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項１３】
請求項５〜１２何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記走査ビームが画像形成装置に用いられているとき、
前記走査ビームの点灯を制御する点灯制御手段をさらに備え、
前記点灯制御手段は、前記主走査方向において、一定間隔でドットを形成するように、前記走査ビームの点灯を制御することを特徴とする走査ビーム検査装置。
【請求項１４】
請求項５〜１３何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、
前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面を有し、
前記記録面を前記主走査方向に移動させる第２移動手段を備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーザービームプリンタ、レーザファクシミリ等に使用され、走査光学系を用いて走査される走査ビームの検査を行う走査ビーム検査方法及び当該装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタ装置、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、走査光学系を用いて、感光体上にレーザを走査させている。この走査光学系は、一般に、レーザ光源、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等で構成されている。この走査光学系において、レーザ光源から発生するビームは、コリメータレンズによって平行光に変換された後、ポリゴンミラーに照射され、ポリゴンミラーの回転によって感光体上の主走査方向への走査を行う。
【０００３】
また、レーザ光源から発生したビームは、感光体の回転により副走査方向への走査を行い、これにより感光体に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナーを付着させて顕像化させることによりトナー像を形成し、このトナー像を転写紙に転写すると共に定着して、その転写紙に画像を形成することが知られている。
【０００４】
ところで、走査光学系を構成している光学素子に面精度（うねり）、表面欠陥、内部欠陥等の異常があった場合、感光体上へ走査されるビームの走査位置ずれや、ビームの深度方向の合焦位置ずれが生じ、ビームのピーク光量の低下や、ビーム径への影響に伴い、画像形成上の不良を発生させる原因となる。そこで、走査光学系におけるビームを評価して、画像形成上不良となるか否かの検査をする検査装置がいくつか提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、ビームの主走査方向と同方向に移動可能な受光センサを設け、受光センサを主走査方向に移動させながら、この受光センサが撮像したビームの画像データに基づいて、ビームの光量分布を解析して、ビームの感光体面上での位置ずれやビーム径の測定を全走査域にわたって行っている。
【０００６】
測定時間を短縮するため、移動中に解析結果を算出することが求められるが、この解析は、受光センサが撮像した画像データに基づいて行われるため、画像の読み込みや画像処理に時間を要する。このため、１画像データの解析に時間がかかり、受光センサによる画像データのサンプリング時間を短くするには限界がある。実施例にあるように、解析時間を考慮した撮像のサンプリング時間はおよそ１秒かかり、主走査方向のサンプリング間隔を１ｍｍとした場合、受光センサの移動速度は、１ｍｍ／ｓｅｃとなる。例えば、主走査方向に３４０ｍｍ測定する場合、移動だけで３４０ｓｅｃ要することとなり、測定時間の点から、検査コストを抑えることができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２では、受光素子アレイで取り込んだビームの画像と、予め作成しておいた正常なビームが取得された場合のマスター画像との差分画像を画像処理によって得て、この差分画像に基づいてビームに異常があるかどうかの判定を行っている。また、受光素子アレイを主走査方向に移動させることで、主走査方向全域にわたって、ビームの異常の有無を判定できるようにしている。
【０００８】
しかし、特許文献２では、受光素子アレイで取り込んだビームの画像と、マスタ画像とを画像処理して、ビームの検査を行っている。このため、特許文献１と同様に、１画像データの評価に時間がかかり、検査コストを抑えることができないという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−８６７９５号公報
【特許文献２】特許第３３２７０６１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、検査の高速化及びコストダウンを図った走査ビーム検査方法及び当該装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、走査面において主走査方向に走査される走査ビームを検査する方法であって、前記走査面上にて得られる前記走査ビームのスポット像と、前記走査ビームの理想的なスポット像である参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換し、該結合フーリエ変換によって得られた相関信号に基づいて、前記走査ビームの検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法に存する。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、走査面上にて得られる走査ビームのスポット像と、走査ビームの理想的なスポット像である参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換して、この結合フーリエ変換によって得られた相関信号に基づいて、走査ビームの検査を行うことができる。従って、結合フーリエ変換は、レンズなどの光学素子を用いて行うことができる。このため、光学素子を用いて結合フーリエ変換を行えば、スポット像と参照画像とを並べた画像から相関信号を得るために画像処理を行う必要がなく、走査ビームの検査を高速に行うことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の走査ビーム検査方法であって、前記相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度に基づいて、前記走査ビームの形状についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法に存する。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、走査ビームの形状が正常、つまり、走査ビームのスポット像と参照画像とがほぼ同一であれば、高い相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度が得られることに着目し、相関信号の＋１次光または−１次光の光強度に基づいて、走査ビームの形状検査を行う。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の走査ビーム検査方法であって、前記相関信号の＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、前記走査ビームの走査位置についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法に存する。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、走査ビームの理想的な走査位置からのずれ量に応じて、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置も変動することに着目し、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、走査ビームの走査位置検査を行う。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の走査ビーム検査方法であって、前記主走査方向上の全走査域において得られる各スポット像について、前記相関信号を求め、前記検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査方法に存する。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、主走査方向の全走査域において得られる各スポット像について、相関信号を求め、検査を行う。従って、主走査方向全域にわたって走査ビームの検査を行うことができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、走査面上の主走査方向に走査される走査ビームを検査する装置であって、前記走査面上にて得られる前記走査ビームのスポット像を得る取得手段と、前記走査ビームの理想的なスポット像である参照画像を生成する生成手段と、前記取得手段が得た前記走査ビームのスポット像と、前記生成手段が生成した参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換して、相関信号を得る相関手段と、該相関手段が得た相関信号に基づいて、前記走査ビームの検査を行う検査手段とを備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、取得手段が、走査面にて得られる走査ビームのスポット像を得る。生成手段が、走査ビームの理想的なスポット像である参照画像を生成する。相関手段が、取得手段が得た走査ビームのスポット像と、生成手段が生成した参照画像とを並べた画像を、結合フーリエ変換して、相関信号を得る。検査手段が、相関手段が得た相関信号に基づいて、走査ビームの検査を行う。従って、結合フーリエ変換は、レンズなどの光学素子を用いて行うことができる。このため、光学素子を用いて結合フーリエ変換を行えば、相関信号を得るために画像処理を行う必要がなく、走査ビームの検査を高速に行うことができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の走査ビーム検査装置であって、前記検査手段は、前記相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度に基づいて、前記走査ビームの形状についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、走査ビームの形状が正常、つまり、走査ビームのスポット像と参照画像とがほぼ同一形状であれば、高い相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度が得られることに着目し、相関信号の＋１次光または−１次光の光強度に基づいて、走査ビームの形状検査を行う。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の走査ビーム検査装置であって、前記検査手段は、前記相関信号の＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、前記走査ビームの走査位置についての検査を行うことを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、走査ビームの理想的な走査位置からのずれ量に応じて、相関信号の０次光と＋１次光の結像位置、または、０次光と−１次光の結像位置も変動することに着目し、相関信号の０次光と＋１次光の結像位置、または、０次光と−１次光の結像位置に基づいて、走査ビームの位置検査を行う。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項５〜７何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、前記記録面に結像させる前記走査ビームのスポット像を拡大する拡大光学素子と、前記記録面に対する前記走査ビームの入射を遮る遮断手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００２５】
請求項８記載の発明は、拡大光学素子により記録面に結像されるスポット像が拡大される。このため、拡大したスポット像を取得することができる。しかも、遮光手段による記録面に対する走査ビームの入射が遮られる。このため、遮断手段により、記録面に対して選択的に走査ビームを入射させることができる。
【００２６】
請求項９記載の発明は、請求項５〜８何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、クリア信号の入力に応じて、前記記録面に記録されたスポット像をクリアにするクリア手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、取得手段において、記録面は、走査ビームのスポット像が結像されると共に、この結像されたスポット像を記録する。クリア手段が、クリア信号の入力に応じて、この記録面に記録されたスポット像をクリアする。従って、次の検査位置における走査ビームのスポット像を記録することができる。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、請求項５〜９何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面と、前記記録面に記録されたスポット像を表示する第１表示面とを有し、前記生成手段は、前記第１表示面と同一平面上に並べられた第２表示面と、該第２表示面に、前記参照画像を表示させる駆動手段とを有することを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、取得手段において、記録面は、走査ビームのスポット像が記録され、第１表示面が、記録されたスポット像を表示する。また、生成手段において、第１表示面と同一平面上に並べられた第２表示面に、参照画像が表示される。従って、スポット像を表示する第１表示面、参照画像を表示する第２表示面が同一平面上に並べてあるため、画像処理などを用いることなく、走査ビームのスポット像と、参照画像とを並べた画像を形成することができる。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項５〜１０何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記相関手段は、前記取得手段が得た前記走査ビームのスポット像と、前記参照画像とを並べた画像を、フーリエ変換する第１フーリエ変換光学素子と、前記第１フーリエ変換光学素子により変換されたフーリエ変換像を、さらにフーリエ変換する第２フーリエ変換光学素子とを備え、前記第２フーリエ変換素子により変換されたフーリエ変換像を相関信号とすることを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、相関手段において、第１フーリエ変換光学素子が、走査ビームのスポット像と、参照画像とを並べた画像を、フーリエ変換し、第２フーリエ変換光学素子が、第１フーリエ変換光学素子により変換されたフーリエ変換像を、さらにフーリエ変換する。そして、第２フーリエ変換素子により変換されたフーリエ変換像を相関信号とする。従って、画像処理を行わずに、光学素子によって、相関信号を得ることができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明は、請求項５〜１１何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面を有し、前記走査ビームの副走査方向における位置を検出する位置検出手段と、前記検出した位置に応じて、前記記録面を前記副走査方向に移動させる第１移動手段とを備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００３３】
請求項１２記載の発明によれば、取得手段において、位置検出手段が、走査ビームの副走査方向における位置を検出する。第１移動手段が、検出した位置に応じて、記録面を副走査方向に移動させる。従って、記録面に対して副走査方向の所定位置に走査ビームを入射させることができる。しかも、位置検出手段により、主走査方向における走査位置のずれ量の検査も行えるようになる。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、請求項５〜１２何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記走査ビームが画像形成装置に用いられているとき、前記走査ビームの点灯を制御する点灯制御手段をさらに備え、前記点灯制御手段は、前記主走査方向において、一定間隔でドットを形成するように、前記走査ビームの点灯を制御することを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００３５】
請求項１３記載の発明によれば、点灯制御手段が、主走査方向において、一定間隔でドットを形成するように、走査ビームの点灯を制御する。従って、１ドットに相当する走査ビームのスポット像を得ることができる。
【００３６】
請求項１４記載の発明は、請求項５〜１３何れか１項記載の走査ビーム検査装置であって、前記取得手段は、前記走査ビームのスポット像が記録される記録面を有し、前記記録面を前記主走査方向に移動させる第２移動手段を備えたことを特徴とする走査ビーム検査装置に存する。
【００３７】
請求項１４記載の発明によれば、第２移動手段を主走査方向に移動させる。従って、主走査方向全域にわたって走査ビームの検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１記載の発明によれば、結合フーリエ変換は、レンズなどの光学素子を用いて行うことができる。このため、光学素子を用いて結合フーリエ変換を行えば、スポット像と参照画像とを並べた画像から相関信号を得るために画像処理を行う必要がなく、走査ビーム検査の高速化を図った走査ビーム検査方法を得ることができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、走査ビームの形状が正常、つまり、走査ビームのスポット像と参照画像とがほぼ同一であれば、高い相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度が得られることに着目し、相関信号の＋１次光または−１次光の光強度に基づいて、走査ビームの形状検査を行うので、高速に、走査ビームの形状検査を行うことができる走査ビーム検査方法を得ることができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、走査ビームの理想的な走査位置からのずれ量に応じて、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置も変動することに着目し、＋１次光、−１次光及び０次光のうち何れか２つの結像位置に基づいて、走査ビームの走査位置検査を行うので、高速に、走査ビームの位置検査を行うことができる走査ビーム検査方法を得ることができる。
【００４１】
請求項４記載の発明によれば、主走査方向全域にわたって走査ビームの検査を行うことができるので、検査精度向上を図った走査ビーム検査方法を得ることができる。
【００４２】
請求項５記載の発明によれば、結合フーリエ変換は、レンズなどの光学素子を用いて行うことができる。このため、光学素子を用いて結合フーリエ変換を行えば、相関信号を得るために画像処理を行う必要がなく、走査ビーム検査の高速化を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４３】
請求項６記載の発明によれば、走査ビームの形状が正常、つまり、走査ビームのスポット像と参照画像とがほぼ同一形状であれば、高い相関信号の＋１次光又は−１次光の光強度が得られることに着目し、相関信号の＋１次光または−１次光の光強度に基づいて、走査ビームの形状検査を行うので、高速に、走査ビームの形状検査を行うことができる走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４４】
請求項７記載の発明によれば、走査ビームの理想的な走査位置からのずれ量に応じて、相関信号の０次光と＋１次光の結像位置、または、０次光と−１次光の結像位置も変動することに着目し、相関信号の０次光と＋１次光の結像位置、または、０次光と−１次光の結像位置に基づいて、走査ビームの位置検査を行うので、高速に、走査ビームの位置検査を行うことができる走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４５】
請求項８記載の発明によれば、拡大光学素子により記録面に結像されるスポット像が拡大される。このため、拡大したスポット像を取得することができる。しかも、遮光手段による記録面に対する走査ビームの入射が遮られる。このため、遮断手段により、記録面に対して選択的に走査ビームを入射させることができる走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４６】
請求項９記載の発明によれば、次の検査位置における走査ビームのスポット像を記録することができるので、次の検査位置で走査ビームの検査を行うことができる走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４７】
請求項１０記載の発明によれば、スポット像を表示する第１表示面、参照画像を表示する第２表示面が同一平面上に並べてあるため、画像処理などを用いることなく、走査ビームのスポット像と、参照画像とを並べた画像を形成することができるので、より検査の高速化を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４８】
請求項１１記載の発明によれば、画像処理を行わずに、光学素子によって、相関信号を得ることができるので、検査の高速化を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００４９】
請求項１２記載の発明によれば、記録面に対して副走査方向の所定位置に走査ビームを入射させることができる。しかも、位置検出手段により、主走査方向における走査位置のずれ量の検査も行えるようになるので、検査精度向上を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００５０】
請求項１３記載の発明によれば、１ドットに相当する走査ビームのスポット像を得ることができるので、検査精度の向上を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【００５１】
請求項１４記載の発明によれば、記録面を移動させることにより、主走査方向全域にわたって走査ビームの検査を行うことができるので、より検査精度向上を図った走査ビーム検査装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の走査ビーム検査方法を実施した走査ビーム検査装置の概略システム構成を示す図である。本実施形態では、この走査ビーム検査装置１（以下、単に検査装置１という）に走査光学系ユニット２をセットして走査ビームの検査を行う。
【００５３】
同図に示すように、走査光学ユニット２は、レーザダイオードからなるレーザ光源３、このレーザ光源３から発光される走査ビームの走査開始位置を検出するフォトダイオードからなる受光センサ４、ポリゴンミラー５、ｆθレンズ６等から構成されている。光学系ユニット２は、検査装置１に対して入出力できるようにコネクタ接続されている。
【００５４】
走査ビームは、コリメータレンズ（図示せず）によって平行化され、シリンドリカルレンズ（図示せず）によってポリゴンミラー５の鏡面に点状に集光される。走査ビームは、ポリゴンミラー５の回転によって、感光体位置Ｒ（＝走査面）上を主走査方向Ｙ１に沿って走査される。また、走査ビームは、走査開始位置に対して出射されると、受光センサ４によって受光される。同期信号発生部７は、この受光センサ４による走査ビームの受光に応じて、同期信号を出力する。
【００５５】
ＬＤ点灯制御部８（＝点灯制御手段）は、同期信号発生手段７から発生される同期信号をトリガとして、クロック信号発生手段１８からクロックを発生させ、このクロックに合わせて、信号記憶部１７に設定された所定の発光パターンで、レーザ光源３を駆動させる。ポリゴンミラー５によって走査される走査ビームは、長尺のｆθレンズ６を通過し、感光体像位置Ｒに焦点を結んで結像される。
【００５６】
また、検査装置１は、この感光体像位置Ｒでの走査ビームのスポット像である被検画像を取得する取得部９（＝取得手段）と、走査ビームの理想的なスポット像である参照画像を生成する生成部１０（＝生成手段）とを備えている。この取得部９及び生成部１０を含む検査ヘッド２０は、移動ステージ２１（＝第２移動手段）に搭載されており、この移動ステージ２１は主走査方向Ｙ１に延在する固定テーブル２２上に設けられたレール２２ａに沿って移動可能になっている。
【００５７】
移動ステージ２１は、機構制御部２３によって主走査方向Ｙ１に駆動されるようになっている。そして、機構制御部２３は、計測部ＣＰＵ１６（以下、単にＣＰＵ１６という）からによってコントロールされる。このように検査ヘッド２０が移動ステージ２１によって主走査方向Ｙ１に移動することで、主走査方向Ｙ１の全域にわたって、走査ビームの検査を行うことができる。また、固定テーブル２２に沿ってリニアスケール２４が設けられており、機構制御部２３は、このリニアスケール２４の検出値をフィードバックする位置決めサーボ系を構成することで、検査ヘッド２０の高精度な位置決めを行うことができる。
【００５８】
本実施例において、リニアスケール２４の分解能は、０．１μｍのものを使用しており、移動ステージ２１の真直度を高めることで、絶対位置決め精度としては、０．７μｍを達成している。また、連続的に検査する場合は、この移動ステージ２１を等速移動させるが、本実施例では、１．２７ｍｍ／ｓｅｃの速度で等速移動させた場合の速度むらは、０．１％以下で移動させることができる。これは、スポット位置に換算すると、１．２７μｍ以下であり、この場合も検査ヘッド２０の位置決めに起因する誤差を極めて、小さくなるようにしている。
【００５９】
次に、取得部９の構成について、図２を参照して説明する。取得部９は、走査ビームのスポット像が結像され、結像されたスポット像を記録する記録面９ａ１及び読出光（コヒーレンス光）を照射すると、該記録面９ａ１に記録されたスポット像を表示する表示面９ａ２（＝第１表示面）を有する光アドレス型の空間光変調器９ａと、着脱自在に設けられている対物レンズ９ｂ（＝拡大光学素子）と、走査ビームの記録面９ａ１への入射を遮断する電子シャッタ９ｃ（＝遮断手段）とから構成されている。この対物レンズ９ｂを用いることで、走査ビームのスポット像を拡大することができ、検査精度向上を図ることができる。また、電子シャッタ９ｃは、検査ヘッド２０が位置決めされた後、シャッタトリガ１１によって一検査期間だけ開くように制御される。シャッタトリガ１１は、ＬＥＤ点灯制御部８を介して同期信号を取り込み、この同期信号をトリガにして、電子シャッタ９ｃの制御を開始する。
【００６０】
また、取得部９は、クリア手段９ｄ（図１参照）を備え、クリア手段９ｄは、ＣＰＵ１６から生成されるクリア信号の入力に応じて、空間光変調器９ａに記録されたスポット像をクリアする。これによって、スポット像の更新を行うことができる。
【００６１】
また、生成部１０は、例えば、液晶ライトバルブ（ＬＣＬＶ）等の電気アドレス型の反射型の空間光変調器１０ａと、この空間光変調器１０ａに参照画像を表示させる駆動制御部１０ｂ（＝駆動手段）とから構成されている。駆動制御部１０ｂは、空間光変調器１０ａの駆動電流値を制御して、空間光変調器１０ａの表示面１０ａ２（＝第２表示面）に参照画像を表示させる。参照画像は、走査ビームの理想的なスポット像と同一な強度分布であり、その大きさが取得部９に設けた対物レンズ９ｂの倍率に応じた大きさとなっている。これによって、異常が生じていない場合の被検画像と参照画像との光量が同等になるようになっている。また、この空間光変調器９ａの表示面９ａ２と空間光変調器１０ａの表示面１０ａ２とは、同一平面上に設けられている。これにより、画像処理を行うことなく、被検画像と参照画像とを並べた画像を形成することができる。
【００６２】
検査装置１は、さらに、空間光変調器９ａ及び１０ａに表示された被変画像と参照画像とを並べた画像を結像フーリエ変換して、相関信号を検出する相関手段４２を備えている。この相関手段４２について、図３を参照して、以下説明する。
【００６３】
まず、ビームスプリッタ４２ａによって読出光（コヒーレント光源）を空間光変調器９ａ及び１０ａに導くと、被検画像と参照画像とを並べた画像に応じて読出光が変調される。変調された読出光は、第１フーリエ変換レンズ４２ｂに導かれ、フーリエ変換される。この第１フーリエ変換レンズ４２ｂによってフーリエ変換されたフーリエ変換像は、空間光変調器４２ｃの記録面に結像され、記録される。この光変調器４２ｃとしては、光アドレス型、電気アドレス型を問わずに種々適用できるが、電気アドレス型では、電気回路の演算などの処理で時間がかかるため、光のメリットを生かせない。そこで、本実施例においては、光アドレス型の反射型空間光変調器を用いている。具体的には、強誘電性液晶を用いた強誘電液晶空間変調器などを用いるのが好適である。
【００６４】
さらに、ビームスプリッタ４２ｄ〜４２ｆによって読出光を空間光変調器４２ｃの表示面に導くと、記録されたフーリエ変換像に応じて読出光が変調される。変調された読出光は、第２フーリエ変換レンズ４２ｇに導かれ、フーリエ変換される。この第２フーリエ変換レンズ４２ｇによってフーリエ変換されたフーリエ変換像は受光センサ４２ｈの受光面に結像され、これを相関信号とする。
【００６５】
この相関信号について、図４及び図５を参照して、以下説明する。参照画像と被検画像との形状が一致している場合（図４（ａ）参照）、受光センサ４２ｈに与えられる相関信号は、原パターンの強度に応じた０次光の点が中心に現れ、輝度の高い２つの±１次光が左右に現れた像となる（図４（ｂ）参照）。また、＋１次光、０次光及び−１次光は、参照画像と被検画像との距離が２ｄであれば、主走査方向Ｙ１において２ｄ間隔毎に現れる。
【００６６】
今、走査ビームが理想の走査位置で結像された場合に得られる参照画像と被検査画像との距離を２ｄとする。これに対して、走査光学ユニット２に何らかの問題があり、走査ビームの走査位置が理想の走査位置から主走査方向Ｙ１においてΔｄずれると、参照画像−被検画像間の距離もΔｄずれ（図４（ｃ）参照）、これにより、＋１次光、０次光、−１次光は２ｄ＋Δｄ毎に現れる（図４（ｄ）参照）。
【００６７】
従って、±１次光、０次光のうち何れか２つの結像位置を検出し、その距離を求めて、理想的な距離２ｄと比較すれば、走査ビームの主走査方向Ｙ１における走査位置のずれを求めることができる。この求めた走査位置のズレにより、走査ビームの主走査方向Ｙ１における走査位置の検査を行うことができる。
【００６８】
また、参照画像と被検画像との形状（＝光強度分布）が一致していれば（図５（ａ）参照）、±１次光の光強度（ピーク）は高く（図５（ｃ）参照）、一致していなければ（図５（ｂ）参照）、±１次光の光強度は低くなる（図５（ｄ）参照）。従って、＋１次光又は−１次光の光強度が、閾値Ａ以上であれば走査ビームの形状に問題がなく、閾値Ａ以下であれば走査ビームの形状に問題があるとの検査を行うことができる。
【００６９】
上述した結合フーリエ変換は、フーリエ変換レンズ４２ｂ及び４２ｇといった光学素子を用いて行うことができる。このため、被検画像と参照画像とを並べた画像から相関信号を得るために画像処理を行う必要がなく、走査ビーム検査の高速化を図ることができる。
【００７０】
次に、上述した結合フーリエ変換について、図６を参照して、説明する。以下、結合フーリエ変換法に関した文献（「光情報処理におけるフーリエ変換」光学、２１、６、３９２−３９９）を抜粋する。
【００７１】
まず、二つの入力物体ｆ1（ｘ、ｙ）とｆ2（ｘ、ｙ）をお互いに距離２ｄをおいて入力面Ｐ1に配置する。これをコヒーレント光で照明して、フーリエ変換レンズＬ1にて、フーリエ変換すると、フーリエ変換面Ｐ2では、
Ｆ（νx、νy）＝Φ［ｆ1（ｘ−ｄ、ｙ）＋ｆ2（ｘ＋ｄ、ｙ）］
＝ｅｘｐ（−ｉ２πｄνx）Ｆ1（νx、νy）
＋ｅｘｐ（−ｉ２πｄνx）Ｆ2（νx、νy）  …（１）
となる。
【００７２】
これをいったん写真や空間変調器に記録すると、記録される強度分布は、
*｜Ｆ（νx、νy）｜2＝｜Ｆ1（νx、νy）｜2＋｜Ｆ2（νx、νy）｜2
＋ｅｘｐ（ｉ４πｄνx）Ｆ1（νx、νy）Ｆ2*（νx、νy）
＋ｅｘｐ（ｉ４πｄνx）Ｆ1*（νx、νy）Ｆ2（νx、νy）  …（２）
となる。
【００７３】
これを再びフーリエ変換レンズＬ2によって光学的にフーリエ変換すると、出力面Ｐ3では、
Φ［｜Ｆ（νx、νy）｜2］
＝｛ｆ1（ｘ、ｙ）＊ｆ1*（ｘ、ｙ）＋ｆ2（ｘ、ｙ）＊ｆ2*（ｘ、ｙ）｝
＋ｆ1（ｘ−２ｄ、ｙ）＊ｆ2*（ｘ−２ｄ、ｙ）
＋ｆ1*（ｘ＋２ｄ、ｙ）＊ｆ2（ｘ＋２ｄ、ｙ）  …（３）
が得られる。式（３）の第２項と第３項とが入力ｆ1（ｘ、ｙ）とｆ2（ｘ、ｙ）の相関関数となる。この図６、および、式（１）〜（３）から分かるように、出力面Ｐ3に生じるパターンは、入力物体ｆ1（ｘ、ｙ）とｆ2（ｘ、ｙ）の強度に対応した０次光と、これを中心として点対称上に並んだ＋１次光と−１次光からなる。
【００７４】
次に、上述した構成の検査装置１の走査光学ユニット２の制御動作について、図７の各信号のタイミングチャートを参照して以下説明する。まず、ＣＰＵ１６は、ＬＤ基本信号（図７（ａ）参照）をＬＤ点灯制御部８に出力する。ＬＤ点灯制御部８は、ＬＤ基本信号が供給されている間、ＬＤ駆動信号（図７（ｄ）参照）をレーザ光源３に対して出力し、走査ビームを出力する。この間、ＣＰＵ１６は、ポリゴンミラー５等を回転させて、走査ビームを主走査方向Ｙ１に走査させる。そして、走査ビームが走査開始位置に出射され、これを受光センサ４が受光して、同期信号（図７（ｂ）参照）が出力されると、ＣＰＵ１６は、ＬＤ基本信号の出力を停止すると共に、ポリゴンミラー４の回転も停止する。以上の動作により、走査ビームが走査開始位置に出射される。
【００７５】
また、ＬＤ点灯制御部８は、クロック信号発生手段１８が発生するクロックを、同期信号に同期させる（図７（ｃ）参照）。そして、ＬＤ点灯制御部８は、このクロックに合わせて、信号記憶部１７に記憶された発光パターンに基づいてレーザ光源３を駆動すると共に、ポリゴンミラー５を回転させる。信号記憶部１７には、レーザ光源が発生する走査ビームの光量と、発光する時間Ｔｃと、発光間隔Ｔｂが記憶されている。
【００７６】
なお、Ｔａは１画素の周期であり、感光体像位置Ｒにて、有効書込幅が３３０ｍｍを１２００ｄｐｉ相当の書込密度で、１走査の周期が４００μｓｅｃ、有効走査期間率が７０％の場合、Ｔａ＝４００×０．７×１０-6／（３３０×１２００／２５．４）＝１．８×１０-8ｓｅｃ＝１８ｎｓｅｃである。従って、クロックは、１／１８（ｎｓｅｃ）＝５５．６ＭＨｚの周期となる。また、本実施例では、クロック周期Ｔａの４倍を発光間隔Ｔｂとし、６０画素ごとに、１ドットが形成されるような発光を繰り返し行わせるような発光パターンを用いた。このとき、１２００ｄｐｉの場合、ドット間ピッチは１２７０μｍとなる。このように、一定間隔毎に１ドットが形成されるような発光を行わせることにより、１ドットに相当する走査ビームのスポット像を得ることができる。
【００７７】
次に、検査装置１の移動ステージ２１の制御動作及び走査ビーム検査動作について、図８のＣＰＵ１６の処理手順を示すフローチャートを参照して以下説明する。まず、ＣＰＵ１６は、走査開始位置に走査ビームが出射されるように、検査ヘッド２０を搭載した移動ステージ２１を移動させる（ステップＳ１）。
【００７８】
次に、検査回数ｍを０にリセットした後（ステップＳ２）、移動ステージ２１を主走査方向Ｙ１に向かって、所定のピッチ送り量だけ移動させる（ステップＳ３）。このピッチ送り量は、上述した走査ビームの発光距離間隔と同じく１２７０μｍに設定しておく。次に、ＣＰＵ１６は、相関手段４２内の受光センサ４２ｈによって与えられる相関信号を検出し（ステップＳ４）、検出した相関信号に基づいて、検査手段として働き、走査ビーム形状及び走査位置についての検査を行う（ステップＳ５）。次に、検査回数ｍが一走査ラインで必要な検査回数Ｍとなったか否かを判断する（ステップＳ６）。Ｍとなっていなければ（ステップＳ６でＮ）、検査回数ｍをインクリメントした後（ステップＳ７）、再びステップＳ３に戻る。一方、Ｍに達していれば（ステップＳ６でＹ）、検査処理を終了する。
【００７９】
なお、検査装置１は、図９に示すように、走査ビームの副走査方向Ｙ２の走査位置を検出できる位置検出手段２５と、予め検出された走査ビームの副走査方向の位置情報に応じて、検査ヘッド２０を副走査方向Ｙ２に移動させる移動手段２６とを備えている場合も考えられる。
【００８０】
同図に示すように、この位置検出手段２５は、例えば、受光素子が副走査方向Ｙ２に並べられた受光センサから構成され、取得部９より主走査方向Ｙ１側に配置されている。そして、取得部９が走査ビームの走査位置に移動する前に、この位置検出手段２５によって走査ビームを受光して、副走査方向Ｙ２の位置を検出する。この検出した位置に基づいて、取得部９を副走査方向Ｙ２に移動して、空間光変調器９ａの記録面９ａ１の副走査方向Ｙ２における所定位置に走査ビームを結像させるようにすることも考えられる。
【００８１】
これにより、記録面９ａ１に対して副走査方向Ｙ２の所定位置に走査ビームを結像させるだけでなく、位置検出手段２５により、主走査方向Ｙ２における走査位置のずれ量の検査も行えるようになる。
【００８２】
なお、上述した移動ステージ２１を等速で移動させる場合は、所定時間毎に電子シャッタ９ｃを開くことで、所定間隔で走査ビームを入射させて検査をすることができる。このとき、検査ヘッド２０の移動に伴う、ビーム位置検出誤差は、主走査方向の検出位置に応じて、補正をおこなう。例えば、１０ｍｍ／ｓｅｃの場合、一番端（最後）の像高では、
１０（ｍｍ／ｓｅｃ）×４００（μｓｅｃ）＝４μｍ
の検査位置の補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の走査ビーム検査方法を実施した走査ビーム検査装置の概略システム構成を示す図である。
【図２】図１に示す検査ヘッド２０の拡大図である。
【図３】図１に示す相関手段４２の詳細な構成を示す図である。
【図４】走査ビームの走査位置の検査について説明するための図である。
【図５】走査ビームの形状検査について説明するための図である。
【図６】結合フーリエ変換について説明するための図である。
【図７】各信号のタイミングチャートである。
【図８】図１に示すＣＰＵ１６の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】位置検出手段２５について説明するための図である。
【符号の説明】
【００８４】
Ｒ        感光体位置（走査面）
８        ＬＤ点灯制御部（点灯制御手段）
９        取得部（取得手段）
９ａ１    記録面
９ａ２    表示面（第１表示面）
９ｂ      対物レンズ（拡大光学素子）
９ｃ      電子シャッタ
９ｄ      クリア手段
１０      生成部（生成手段）
１０ａ２  表示面（第２表示面）
１０ｂ    駆動制御部（駆動手段）
１６      計測ＣＰＵ（検査手段）
２１      移動ステージ（第２移動手段）
２５      位置検出手段
２６      移動ステージ（第１移動手段）
４２      相関手段
４２ｂ    第１フーリエ変換レンズ
４２ｇ    第２フーリエ変換レンズ
【図１】
2005091004.tif 000002
【図２】
2005091004.tif 000003
【図３】
2005091004.tif 000004
【図４】
2005091004.tif 000005
【図５】
2005091004.tif 000006
【図６】
2005091004.tif 000007
【図７】
2005091004.tif 000008
【図８】
2005091004.tif 000009
【図９】
2005091004.tif 000010