(57)【要約】【課題】光源部の連続点灯時に出力が飽和する受光部を用いて光ビームの強度測定を精度よく行う。【解決手段】光ビームの強度調整の際には、周期および各パルスのＯＮ時間が一定である駆動パルス電流が半導体レーザ２１１に入力され、パルスビームが受光部５１にて受光されて検出信号が出力される。強度測定部５の平均化回路では検出信号を平均化することにより、駆動パルス電流に対応するとともに光ビームの強度に係る検出値が取得される。実際には、強度測定の前に、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を変更しつつ検出信号を取得することにより、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が、受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定される。これにより、光ビームの強度測定を精度よく行うことが実現される。【選択図】図１
2008270452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビーム出射装置であって、
光ビームを出射する発光素子を有する光源部と、
光ビームの強度調整の際に行われる強度測定において光ビームを受光して検出信号を出力する受光部と、
前記光源部から対象物に至る光路と前記光源部から前記受光部に至る光路とを切り替える光路切替機構と、
前記強度測定において、周期が一定であり、かつ、各パルスのＯＮ時間および大きさが一定である駆動パルス電流を前記発光素子に入力してパルスビームを出射させる発光素子駆動部と、
前記各パルスに対応する波形を信号要素として含む前記検出信号を平均化して前記駆動パルス電流に対応する検出値を取得する平均化回路と、
前記強度測定の前に、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間の少なくとも一方を変更しつつ検出信号を取得することにより、前記強度測定時における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を、前記受光部に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定する条件決定部と、
を備えることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ビーム出射装置であって、
前記条件決定部により決定される前記駆動パルス電流の周期が、検出信号に含まれる各信号要素の持続時間の２倍以下であることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ビーム出射装置であって、
前記光源部が、前記発光素子を含む複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子のそれぞれの光ビームの強度測定が、前記発光素子に対する前記強度測定時の前記駆動パルス電流を用いて行われることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の光ビーム出射装置であって、
予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間の駆動パルス電流に対応する検出値と、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すゲインを記憶する記憶部と、
前記強度測定時における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記強度測定時に取得される前記検出値を修正された前記ゲインを用いて、前記強度測定時における前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換する演算部と、
をさらに備えることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光ビーム出射装置であって、
前記強度測定において、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさを複数通りに変更しつつ複数の検出値が取得され、
前記演算部が、前記複数の検出値に含まれる各検出値に対応する前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記各検出値を修正された前記ゲインを用いて前記各検出値に対応する前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換することにより、前記発光素子に入力される電流値と連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すテーブルを生成することを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光ビーム出射装置であって、
前記発光素子が半導体レーザであることを特徴とする光ビーム出射装置。
【請求項７】
記録材料に光を照射して前記記録材料上に画像を記録する画像記録装置であって、
光ビームを出射する請求項１ないし６のいずれかに記載の光ビーム出射装置と、
前記光ビームの記録材料上における照射位置を前記記録材料に対して相対的に移動する走査機構と、
前記照射位置の前記記録材料に対する相対移動に同期して前記光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】
光源部から出射される光ビームの強度測定方法であって、
ａ）光源部の発光素子に入力される駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を決定する工程と、
ｂ）前記発光素子に前記駆動パルス電流を入力してパルスビームを出射させる工程と、
ｃ）前記パルスビームを受光部にて受光して、前記各パルスに対応する波形を信号要素として含む検出信号を生成する工程と、
ｄ）前記検出信号を平均化して前記駆動パルス電流に対応する検出値を取得する工程と、
を備え、
前記ａ）工程において、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間の少なくとも一方を変更しつつ検出信号を取得することにより、前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が、前記受光部に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定されることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の光ビームの強度測定方法であって、
前記ａ）工程において決定される前記駆動パルス電流の周期が、検出信号に含まれる各信号要素の持続時間の２倍以下であることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の光ビームの強度測定方法であって、
前記光源部が、前記発光素子を含む複数の発光素子を有し、
前記ａ）工程において前記発光素子に対して決定された前記駆動パルス電流を用いて、前記複数の発光素子のそれぞれに対して、前記ｂ）ないし前記ｄ）工程が実行されることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の光ビームの強度測定方法であって、
予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間の駆動パルス電流に対応する検出値と、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の光ビームの強度との関係を示すゲインが準備されており、
前記光ビームの強度測定方法が、
ｅ）前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記ｄ）工程にて取得される前記検出値を修正された前記ゲインを用いて、前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換する工程をさらに備えることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光ビームの強度測定方法であって、
前記駆動パルス電流の各パルスの大きさを複数通りに変更しつつ、前記ａ）ないし前記ｄ）工程を繰り返すことにより、複数の検出値を取得する工程をさらに備え、
前記ｅ）工程において、前記複数の検出値に含まれる各検出値に対応する前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記各検出値を修正された前記ゲインを用いて前記各検出値に対応する前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換することにより、前記発光素子に入力される電流値と連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すテーブルが生成されることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【請求項１３】
請求項８ないし１２のいずれかに記載の光ビームの強度測定方法であって、
前記発光素子が半導体レーザであることを特徴とする光ビームの強度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを出射する光ビーム出射装置、記録材料上に画像を記録する画像記録装置、および、光源部から出射される光ビームの強度を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体レーザ（レーザーダイオードとも呼ばれる。）を有し、半導体レーザからの光ビームを刷版上に照射して刷版に画像を記録する画像記録装置が従来より用いられている。画像記録装置では、半導体レーザの劣化により駆動電流に対する光ビームの強度が変化するため、刷版上に画像を精度よく記録するには半導体レーザからの光ビームの刷版上における強度が精度よく調整される必要があり、例えば、刷版と等価な位置にフォトダイオードを配置し、半導体レーザからの光ビームをフォトダイオードにて受光することにより、光ビームの強度を測定することが行われる。この場合に、半導体レーザからの光ビームをフォトダイオードにて直接受光するとフォトダイオードが飽和してしまうため、実際には、半導体レーザとフォトダイオードとの間にはＮＤ（Neutral Density）フィルタが設けられ、光ビームの強度（例えば１００ミリワット（ｍＷ））を１００分の１以下に減衰させた後に、光ビームがフォトダイオードに導かれる。
【０００３】
なお、特許文献１では、レーザ制御装置において、一定の大きさおよび周期であって、２種類のデューティのパルス電流を半導体レーザに順次入力してマルチパルス発光させつつ受光素子からの出力信号を平均化して平均化電圧を取得し、パルス電流のパルス幅と受光素子からの出力信号におけるパルス幅との差が一定であるという前提の下で、各デューティのパルス電流に対応する平均化電圧を、当該差と受光素子の出力信号のピーク値とを変数としつつパルス電流のデューティおよび周期も用いて表すことにより、連立方程式を構築し、この連立方程式を解いて受光素子の出力信号のピーク値を求めることにより、半導体レーザからの光のパワーを取得する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１６６２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記手法のように、半導体レーザからの光ビームをＮＤフィルタを介してフォトダイオードへと導く場合には、半導体レーザ毎にＮＤフィルタへの光ビームの入射角が相違して（すなわち、半導体レーザ毎に光軸のＮＤフィルタに対する傾きが相違して）光の減衰率が変化してしまい、光ビームの強度を精度よく測定することが困難となる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光ビームの強度測定を精度よく行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、光ビーム出射装置であって、光ビームを出射する発光素子を有する光源部と、光ビームの強度調整の際に行われる強度測定において光ビームを受光して検出信号を出力する受光部と、前記光源部から対象物に至る光路と前記光源部から前記受光部に至る光路とを切り替える光路切替機構と、前記強度測定において、周期が一定であり、かつ、各パルスのＯＮ時間および大きさが一定である駆動パルス電流を前記発光素子に入力してパルスビームを出射させる発光素子駆動部と、前記各パルスに対応する波形を信号要素として含む前記検出信号を平均化して前記駆動パルス電流に対応する検出値を取得する平均化回路と、前記強度測定の前に、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間の少なくとも一方を変更しつつ検出信号を取得することにより、前記強度測定時における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を、前記受光部に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定する条件決定部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ビーム出射装置であって、前記条件決定部により決定される前記駆動パルス電流の周期が、検出信号に含まれる各信号要素の持続時間の２倍以下である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光ビーム出射装置であって、前記光源部が、前記発光素子を含む複数の発光素子を有し、前記複数の発光素子のそれぞれの光ビームの強度測定が、前記発光素子に対する前記強度測定時の前記駆動パルス電流を用いて行われる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光ビーム出射装置であって、予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間の駆動パルス電流に対応する検出値と、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すゲインを記憶する記憶部と、前記強度測定時における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記強度測定時に取得される前記検出値を修正された前記ゲインを用いて、前記強度測定時における前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換する演算部とをさらに備える。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ビーム出射装置であって、前記強度測定において、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさを複数通りに変更しつつ複数の検出値が取得され、前記演算部が、前記複数の検出値に含まれる各検出値に対応する前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記各検出値を修正された前記ゲインを用いて前記各検出値に対応する前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換することにより、前記発光素子に入力される電流値と連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すテーブルを生成する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の光ビーム出射装置であって、前記発光素子が半導体レーザである。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、記録材料に光を照射して前記記録材料上に画像を記録する画像記録装置であって、光ビームを出射する請求項１ないし６のいずれかに記載の光ビーム出射装置と、前記光ビームの記録材料上における照射位置を前記記録材料に対して相対的に移動する走査機構と、前記照射位置の前記記録材料に対する相対移動に同期して前記光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う制御部とを備える。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、光源部から出射される光ビームの強度測定方法であって、ａ）光源部の発光素子に入力される駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を決定する工程と、ｂ）前記発光素子に前記駆動パルス電流を入力してパルスビームを出射させる工程と、ｃ）前記パルスビームを受光部にて受光して、前記各パルスに対応する波形を信号要素として含む検出信号を生成する工程と、ｄ）前記検出信号を平均化して前記駆動パルス電流に対応する検出値を取得する工程とを備え、前記ａ）工程において、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間の少なくとも一方を変更しつつ検出信号を取得することにより、前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が、前記受光部に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定される。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の光ビームの強度測定方法であって、前記ａ）工程において決定される前記駆動パルス電流の周期が、検出信号に含まれる各信号要素の持続時間の２倍以下である。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の光ビームの強度測定方法であって、前記光源部が、前記発光素子を含む複数の発光素子を有し、前記ａ）工程において前記発光素子に対して決定された前記駆動パルス電流を用いて、前記複数の発光素子のそれぞれに対して、前記ｂ）ないし前記ｄ）工程が実行される。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項８ないし１０のいずれかに記載の光ビームの強度測定方法であって、予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間の駆動パルス電流に対応する検出値と、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の光ビームの強度との関係を示すゲインが準備されており、前記光ビームの強度測定方法が、ｅ）前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記ｄ）工程にて取得される前記検出値を修正された前記ゲインを用いて、前記ｂ）工程における前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換する工程をさらに備える。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光ビームの強度測定方法であって、前記駆動パルス電流の各パルスの大きさを複数通りに変更しつつ、前記ａ）ないし前記ｄ）工程を繰り返すことにより、複数の検出値を取得する工程をさらに備え、前記ｅ）工程において、前記複数の検出値に含まれる各検出値に対応する前記駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、前記予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間に基づいて前記ゲインを修正し、前記各検出値を修正された前記ゲインを用いて前記各検出値に対応する前記駆動パルス電流の各パルスの大きさの電流値における連続点灯時の前記光ビームの強度に変換することにより、前記発光素子に入力される電流値と連続点灯時の前記光ビームの強度との関係を示すテーブルが生成される。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、請求項８ないし１２のいずれかに記載の光ビームの強度測定方法であって、前記発光素子が半導体レーザである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光ビームの強度測定を精度よく行うことができる。
【００２０】
また、請求項２および９の発明では、光ビームの強度に係る検出値を効率よく取得することができ、請求項３および１０の発明では、複数の発光素子のそれぞれから出射される光ビームの強度に係る検出値を精度よくかつ効率よく取得することができる。
【００２１】
また、請求項４および１１の発明では、光ビームの強度を精度よく取得することができ、請求項５および１２の発明では、所望の強度の光ビームに対応する電流値を容易に取得することができる。
【００２２】
また、請求項７の発明では、記録材料上に画像を精度よく記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る画像記録装置１の構成を示す図である。画像記録装置１は光ビームを出射する光学ヘッド２、画像が記録される記録材料９を外側面に保持する保持部である保持ドラム７０、並びに、各種演算処理を行う演算部４１および各種情報を記憶する記憶部４２を有する全体制御部４を備える。記録材料９には光学ヘッド２からの光ビームが走査されつつ照射されることにより、画像が記録される（すなわち、光の照射により画像が描画される）。記録材料９としては、例えば、刷版、刷版形成用のフィルム等の感光材料が用いられる。保持ドラム７０として無版印刷用の感光ドラムが用いられてもよく、この場合、記録材料９は感光ドラムの表面に相当し、保持ドラム７０が記録材料９を一体的に保持していると捉えることができる。
【００２４】
保持ドラム７０は円筒面の中心軸を中心にモータ８１により回転し、これにより、光学ヘッド２が記録材料９に対して主走査方向（すなわち、保持ドラム７０の回転軸に垂直な方向）に相対的に一定の速度で移動する。また、光学ヘッド２はモータ８２およびボールねじ８３により保持ドラム７０の回転軸に平行な（主走査方向に垂直な）副走査方向に移動可能とされ、光学ヘッド２の位置はエンコーダ８４により検出される。このように、モータ８１，８２、ボールねじ８３を含む走査機構により、光学ヘッド２からの光ビームの記録材料９上における照射位置が、記録材料９に対して一定の速度で主走査方向に相対的に移動するとともに主走査方向に交差する副走査方向にも相対的に移動する。
【００２５】
光学ヘッド２は、それぞれが高強度の光ビームを出射する複数の半導体レーザ２１１（例えば、最大定格出力１５０ｍＷ、波長８３０ナノメートル（ｎｍ）の半導体レーザであり、図１では、複数の半導体レーザ２１１を１本の破線にて示している。）を有する光源部２１、および、光源部２１から出射される光ビームを記録材料９上へと導く光学系２２を有し、記録材料９上において複数の光ビームの照射領域は副走査方向に関して一定のピッチにて配列される。光源部２１はＬＤ制御部３に接続されており、全体制御部４からの信号に基づいてＬＤ制御部３により半導体レーザ２１１からの光ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。なお、光学ヘッド２に空間光変調素子が設けられ、半導体レーザ２１１からの光ビームを空間光変調素子にて変調することにより、記録材料９上の光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御が行われてもよい。
【００２６】
保持ドラム７０の側方には、光学ヘッド２からの光ビームの強度を測定する強度測定部５が配置される。後述する光ビームの強度調整の際には、光学ヘッド２はモータ８２およびボールねじ８３により強度測定部５に対向する位置まで移動され、光学ヘッド２に対する相対位置が、画像記録時における記録材料９と等価な位置（すなわち、最終像位置）に配置される受光部５１にて光源部２１からの光ビームが受光される。すなわち、モータ８２およびボールねじ８３が、光源部２１から記録材料９に至る光路と、光源部２１から受光部５１に至る光路とを切り替える光路切替機構となっている。
【００２７】
図２は、強度測定部５およびＬＤ制御部３の構成を示す図であり、図２では光学ヘッド２の１つの半導体レーザ２１１および光学系２２も図示している。図２に示すように、強度測定部５の受光部５１は、シリコンフォトダイオード（例えば、浜松フォトニクス社製：Ｓ２３８７−１０１０Ｒであり、最大感度波長は９６０ｎｍである。）である受光素子５１１、および、受光素子５１１からの出力電流を電圧に変換するフォトダイオードアンプ５１２（以下、「ＰＤアンプ５１２」という。）を有し、ＰＤアンプ５１２からの出力信号（すなわち、光ビームを検出することにより出力される信号であり、以下、「検出信号」という。）は、互いに並列に配置される３個のコンパレータ５２，５３，５４、並びに、反転アンプ（反転増幅器とも呼ばれる。）５５へと入力される。反転アンプ５５では検出信号が反転され、反転後の検出信号は平滑コンデンサ５６１を有する平均化回路５６（ローパスフィルタと捉えることもできる。）へと入力され、平均化されて図１の全体制御部４に検出値として出力される。実際には、図示省略のＡ／Ｄコンバータにてデジタルデータに変換された検出値が全体制御部４に入力される。
【００２８】
ＬＤ制御部３は、各半導体レーザ２１１（既述のように、図２では１つの半導体レーザ２１１のみを図示している。）に駆動電流を入力する発光素子駆動部である半導体レーザ駆動回路３７（以下、「ＬＤ駆動回路３７」という。）を備え、後述の光ビームの強度調整の際には、ＬＤ駆動回路３７が、周期が一定であり、かつ、各パルスのＯＮ時間（いわゆる、パルス幅）および大きさが一定である矩形波の駆動電流（以下、「駆動パルス電流」という。）を半導体レーザ２１１に入力してパルス状の光ビーム（以下、「パルスビーム」という。）を出射させる。なお、半導体レーザ２１１は、いわゆるＣＡＮタイプとされ、ＡＰＣ（Auto Power Control）用のフォトダイオード２１２を内蔵するが、本実施の形態ではフォトダイオード２１２は使用されない。
【００２９】
また、ＬＤ制御部３は、ＬＤ駆動回路３７からの駆動パルス電流の各パルスの大きさである電流値を設定する電流値設定部３６、駆動パルス電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するＯＮ／ＯＦＦ制御部３５、強度測定部５の２個のコンパレータ５２，５３に接続されるとともに所定の第１閾値および第２閾値を示す信号をコンパレータ５２，５３に入力するピークレベル設定部３１、コンパレータ５２，５３における第１閾値または第２閾値と検出信号との比較結果を示す信号が入力されるＯＮ時間変更部３２、残りのコンパレータ５４に接続されるとともにゼロレベルを示す信号をコンパレータ５４に入力するゼロレベル設定部３３、並びに、コンパレータ５４におけるゼロレベルと検出信号との比較結果を示す信号が入力される周期変更部３４を備える。
【００３０】
後述するように、光ビームの強度調整の際に行われる強度測定の前には、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を決定する処理が行われ、その際に、ＯＮ時間変更部３２では、第１閾値および第２閾値と検出信号との比較結果に基づいて駆動パルス電流の各パルスのＯＮ時間が変更され、変更後のＯＮ時間がＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される。また、周期変更部３４ではゼロレベルと検出信号との比較結果に基づいて駆動パルス電流のパルスの周期が変更され、変更後の周期がＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される。
【００３１】
図３は画像記録装置１において記録材料９上に画像を記録する動作の流れを示す図である。画像記録の際には、記録材料９上における光ビームの照射位置の走査速度（ここでは、予め設定されている。）や記録材料９の感光特性等に合わせて、記録材料９上における光ビームの所望の強度（以下、「目標強度」という。）が予め特定されており、全体制御部４では、目標強度の光ビームを記録材料９上に照射可能な各半導体レーザ２１１の駆動電流の電流値が決定される（ステップＳ１１）。
【００３２】
図４は１つの半導体レーザ２１１に対する変換テーブル（ここでは、グラフ化されている。）を示す図である。図４の縦軸は記録材料９上の光ビームの強度を示し、横軸は駆動電流の電流値を示す。変換テーブルは、半導体レーザ２１１に入力される駆動電流の電流値と連続点灯時の光ビームの強度との関係を示すものであり、後述するように、定期的に（もちろん、不定期であってもよい。）行われる光ビームの強度調整の際に生成（または更新）される。例えば、目標強度がＫ０として特定されている場合には、図４の変換テーブルに対応する半導体レーザ２１１では、当該変換テーブルを参照することにより、目標強度Ｋ０の光ビームを記録材料９上に照射可能な駆動電流の電流値がＡ０として決定される。実際には、事前に行われる光ビームの強度調整の際に、複数の半導体レーザ２１１のそれぞれに対する変換テーブル４２１が求められて、図１の全体制御部４の記憶部４２に記憶されており、各半導体レーザ２１１において目標強度に対応する駆動電流の電流値が特定される。なお、変換テーブルは例えば関数として記憶されていてもよい。光ビームの強度調整に係る処理については後述する。
【００３３】
目標強度に対応する駆動電流の電流値が特定されると、複数の半導体レーザ２１１からＯＮ／ＯＦＦ制御される光ビームを出力しつつ、保持ドラム７０が回転することにより光学ヘッド２が主走査方向に一定の速度で記録材料９に対して相対的に移動し、さらに、保持ドラム７０の回転に同期して光学ヘッド２が副走査方向に移動し、記録材料９全体に画像が記録される（ステップＳ１２）。すなわち、全体制御部４により記録材料９上の光ビームの照射位置の記録材料９に対する相対移動に同期して光ビームのＯＮ／ＯＦＦ制御が行われることにより、記録材料９上に画像が記録される。このとき、各半導体レーザ２１１がＯＮとされる際には、目標強度に対応する電流値の駆動電流が入力される。その結果、半導体レーザ２１１の劣化等により駆動電流に対する光ビームの強度が変化する場合であっても、定期的に更新される変換テーブルに基づいて記録材料９上に目標強度の光ビームを照射することができ、記録材料９に画像を精度よく記録することが実現される。
【００３４】
次に、光ビームの強度を調整する処理について図５を参照しつつ説明する。なお、光ビームの強度調整処理は、例えば画像記録装置１の使用における定期的なキャリブレーション等として行われるものである。
【００３５】
光ビームの強度調整では、まず、光学ヘッド２が図１中に二点鎖線にて示すように強度測定部５に対向する位置まで移動することにより、光源部２１からの光ビームの照射対象が記録材料９から強度測定部５の受光部５１に切り替えられる（ステップＳ２１）。続いて、最初の電流値（後述するように電流値は複数通りに変更されるため、最初の電流値を「第１電流値」という。）における強度測定時に半導体レーザ２１１に入力されるとともに、パルスの大きさが第１電流値とされる駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間（以下、「パルス条件」ともいう。）が決定される（ステップＳ２２）。
【００３６】
図６は駆動パルス電流のパルス条件を決定する処理の流れを示す図である。パルス条件を決定する際には、複数の半導体レーザ２１１のうち予め特定される１つの半導体レーザ２１１（以下、「特定半導体レーザ２１１」という。）に、図２のＬＤ駆動回路３７から所定の初期のパルス条件の駆動パルス電流が入力される。このとき、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５では、駆動パルス電流の周期の初期値、および、各パルスのＯＮ時間の初期値は、それぞれ最終的に求められる駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間よりも短い時間とされている。このように、駆動パルス電流が入力されることにより、特定半導体レーザ２１１からパルスビームが出射される（すなわち、特定半導体レーザ２１１がパルス点灯する。）（ステップＳ２２１）。特定半導体レーザ２１１からのパルスビームは、受光部５１の受光素子５１１にて受光され、ＰＤアンプ５１２から検出信号が出力される。このとき、受光素子５１１の応答性が遅いことにより、検出信号の波形は駆動パルス電流の波形に近似しなくなる。
【００３７】
ここで、駆動パルス電流と検出信号との関係について説明する。図７は、駆動パルス電流の１つのパルスに対応する検出信号の波形を示す図である。図７中の符号６１１を付す線は駆動パルス電流を示し、図２中の符号Ｐ１を付す位置にて検出される電流の変化を示す。また、図７中の符号６１２を付す線は検出信号を示し、図２中の符号Ｐ２を付す位置にて検出される電圧の変化を示す。なお、図７において、駆動パルス電流の単位はミリアンペア（ｍＡ）であり、検出信号の大きさは縦軸の目盛りの数値に１０を乗じた値であり、単位はミリボルト（ｍＶ）である（後述の図１４において同様）。
【００３８】
図７に示すように、駆動パルス電流においてパルスが発生している期間（図７中にて符号Ｄ１１を付す矢印にて示す期間であり、パルス幅とも呼ばれる。）では検出信号は０ｍＡの近傍となっており、駆動パルス電流のパルスが立ち下がった直後に（すなわち、駆動パルス電流がほぼ０ｍＡに戻った直後に）、検出信号が０ｍＡから離れた値となって、図７中の時刻Ｔ１１にて検出信号がほぼ０ｍＡに戻っている。このように、検出信号において、駆動パルス電流のパルスに対応する波形である信号要素（すなわち、図７中にて符号Ｄ１２を付す矢印にて示す期間における検出信号の部分）では、持続時間（期間Ｄ１２）が駆動パルス電流のパルスのＯＮ時間（期間Ｄ１１）よりも長くなるとともに、発生時刻も駆動パルス電流のパルスの発生時刻に対して遅延する。また、信号要素の発生時刻近傍における時間に対する変化、および、消滅時刻近傍における時間に対する変化は、駆動パルス電流のパルスに比べて顕著に小さくなる（すなわち、信号要素の立ち上がりおよび立ち下がりが鈍っている。）。
【００３９】
図８は、初期のパルス条件の駆動パルス電流およびこれに対応する検出信号を簡略化して示す図であり、図８中の上段は駆動パルス電流を示し、図８中の下段は検出信号を示している。初期のパルス条件の駆動パルス電流に対する検出信号は、図２のコンパレータ５２〜５４に入力され、コンパレータ５４では、ゼロレベル設定部３３から入力されるゼロレベル（を示す信号）と検出信号とが比較される（ステップＳ２２２）。図８中の下段に示す検出信号では、各信号要素は負の値となり、隣接する信号要素間の部分はほぼゼロレベルＬ０（通常、０ｍＶ）となっていることにより、コンパレータ５４から周期変更部３４にゼロレベルＬ０の検出を示す信号が出力される（ステップＳ２２３）。これにより、周期変更部３４において現在の周期（すなわち、初期のパルス条件における周期）がそのまま第１電流値における強度測定時の駆動パルス電流の周期（以下、単に「強度測定時の周期」ともいう。）として仮決定され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２２４）。なお、図８中の上段では、駆動パルス電流の周期を符号Ｍ１を付す矢印にて示し、各パルスのＯＮ時間を符号Ｍ２を付す矢印にて示している。
【００４０】
続いて、初期のパルス条件における各パルスのＯＮ時間および仮決定された強度測定時の周期の駆動パルス電流（すなわち、初期のパルス条件の駆動パルス電流）が半導体レーザ２１１に入力されてパルスビームが出射される（ステップＳ２２５）。ここでは、図８中の上段の駆動パルス電流と同様の駆動パルス電流が半導体レーザ２１１に入力され、図８中の下段の検出信号と同様の検出信号が受光部５１から出力される。そして、コンパレータ５２にてピークレベル設定部３１から入力される第１閾値（を示す信号）と検出信号とが比較され、コンパレータ５３にてピークレベル設定部３１から入力されるとともに第１閾値よりも小さい第２閾値（を示す信号）と検出信号とが比較される（ステップＳ２２６）。本実施の形態では、第１閾値および第２閾値は負の値であり、第２閾値の絶対値は第１閾値よりも大きい。なお、第１閾値および第２閾値と検出信号との比較は、上記のステップＳ２２１におけるパルスビームの出射時に、ステップＳ２２２におけるゼロレベルと検出信号との比較に並行して行われてもよい。
【００４１】
図８中の下段の検出信号では、第１閾値Ｌ１以下となる部分が存在しない（すなわち、絶対値が第１閾値Ｌ１の絶対値以上となる部分が存在しない）ことにより、コンパレータ５２では第１閾値Ｌ１の非検出を示す信号がＯＮ時間変更部３２に出力され（または、第１閾値Ｌ１の検出を示す信号が出力されない。コンパレータ５３において同様。）（ステップＳ２２７）、コンパレータ５３では第２閾値Ｌ２の非検出を示す信号がＯＮ時間変更部３２に出力される。これにより、ＯＮ時間変更部３２にて検出信号の各値の絶対値が第１閾値Ｌ１の絶対値よりも小さいことが確認され、ＯＮ時間変更部３２にて現在の駆動パルス電流の各パルスのＯＮ時間（すなわち、初期のパルス条件における各パルスのＯＮ時間）から所定時間（例えば、１０ナノ秒（ｎ秒））だけ伸長した時間が、第１電流値における強度測定時の駆動パルス電流の各パルスのＯＮ時間（以下、単に「強度測定時のパルスＯＮ時間」ともいう。）として仮決定され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２２８）。
【００４２】
そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５からの信号に基づいてＬＤ駆動回路３７から、図９中の上段に示すように仮決定された周期および各パルスのＯＮ時間の駆動パルス電流が特定半導体レーザ２１１に入力されてパルスビームが出射され、図９中の下段に示す検出信号が受光部５１から出力される（ステップＳ２２１）。図９中の上段に実線にて示す駆動パルス電流では、各パルスのＯＮ時間が図９中の上段に二点鎖線にて示す直前の駆動パルス電流よりも長くなることにより（ただし、図９中の上段では、直前の駆動パルス電流を僅かにずらして図示している。）、図９中の下段に実線にて示す検出信号では、図９中の下段に二点鎖線にて示す直前の検出信号よりも信号要素のピーク値の絶対値は大きくなるとともに、信号要素の持続時間も長くなる。
【００４３】
コンパレータ５４ではゼロレベルと検出信号とが比較される（ステップＳ２２２）。このとき、図９中の下段の検出信号においても、隣接する信号要素間の部分はほぼゼロレベルＬ０となっていることにより、コンパレータ５４から周期変更部３４にゼロレベルＬ０の検出を示す信号が出力され（ステップＳ２２３）、周期変更部３４にて現在の周期がそのまま第１電流値における強度測定時の周期として仮決定され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２２４）。
【００４４】
続いて、図９中の上段の駆動パルス電流と同様の駆動パルス電流によりパルスビームが出射された後（ステップＳ２２５）、図９中の下段の検出信号と同様の検出信号が受光部５１から出力される。コンパレータ５２，５３では第１閾値Ｌ１および第２閾値Ｌ２と検出信号とが比較され（ステップＳ２２６）、図９中の下段の検出信号では、コンパレータ５２から第１閾値Ｌ１の非検出を示す信号がＯＮ時間変更部３２に出力され（ステップＳ２２７）、コンパレータ５３から第２閾値Ｌ２の非検出を示す信号がＯＮ時間変更部３２に出力される。これにより、ＯＮ時間変更部３２にて検出信号の各値の絶対値が第１閾値Ｌ１の絶対値よりも小さいことが確認され、ＯＮ時間変更部３２にて現在のパルスＯＮ時間から所定時間だけ伸長した時間が、第１電流値における強度測定時のパルスＯＮ時間として仮決定され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２２８）。
【００４５】
画像記録装置１ではステップＳ２２１〜Ｓ２２８の処理が繰り返される。ここで、駆動パルス電流の各パルスのＯＮ時間が長くなり、図１０に示すように検出信号の各信号要素が他の信号要素と重なる（すなわち、信号要素がオーバラップする）場合には、コンパレータ５４にてゼロレベルＬ０と検出信号とが比較される際に（ステップＳ２２２）、検出信号にて最初の信号要素の発生後にゼロレベルＬ０以上となる部分が不存在となることにより、コンパレータ５４から周期変更部３４にゼロレベルＬ０の非検出を示す信号が出力される（または、ゼロレベルＬ０の検出を示す信号が出力されない。）（ステップＳ２２３）。この場合、周期変更部３４において現在の周期から所定時間（例えば、１０ｎ秒）だけ周期が伸長され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２２９）。そして、伸長後の周期の駆動パルス電流が半導体レーザ２１１に入力されてパルスビームが出射され（ステップＳ２２１）、ゼロレベルと検出信号との比較が行われる（ステップＳ２２２）。このように、ステップＳ２２９，Ｓ２２１，Ｓ２２２の処理は、検出信号にてゼロレベルＬ０が検出されるまで繰り返される（ステップＳ２２３）。
【００４６】
また、駆動パルス電流の各パルスのＯＮ時間が長くなり、図１１に示すように検出信号の信号要素のピーク値の絶対値が第２閾値Ｌ２の絶対値よりも大きくなる場合には、コンパレータ５２，５３における第１閾値Ｌ１および第２閾値Ｌ２と検出信号との比較において（ステップＳ２２６）、第１閾値Ｌ１の検出を示す信号がコンパレータ５２からＯＮ時間変更部３２に出力され（ステップＳ２２７）、第２閾値Ｌ２の検出を示す信号がコンパレータ５３からＯＮ時間変更部３２に出力される（ステップＳ２３０）。これにより、ＯＮ時間変更部３２にて検出信号の各値の絶対値が第１閾値Ｌ１の絶対値および第２閾値Ｌ２の絶対値よりも大きいことが確認され、現在のパルスＯＮ時間から所定時間だけ短縮した時間が、第１電流値における強度測定時のパルスＯＮ時間として仮決定され、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５に入力される（ステップＳ２３１）。そして、短縮後のＯＮ時間の駆動パルス電流が半導体レーザ２１１に入力されてパルスビームが出射され（ステップＳ２２１）、検出信号にてゼロレベルＬ０が検出されると（ステップＳ２２２〜Ｓ２２４）、同じパルス条件の駆動パルス電流が半導体レーザ２１１に再度入力されて（ステップＳ２２５）、検出信号と第１閾値Ｌ１および第２閾値Ｌ２とが比較される（ステップＳ２２６）。
【００４７】
このように、ステップＳ２２１〜Ｓ２２６，Ｓ２２９の処理は、検出信号にて第１閾値Ｌ１が検出されない場合に強度測定時における駆動パルス電流のパルスＯＮ時間を伸長し（ステップＳ２２７，Ｓ２２８）、検出信号にて第２閾値Ｌ２が検出される場合に強度測定時における駆動パルス電流のパルスＯＮ時間を短縮しつつ繰り返される（ステップＳ２３０，Ｓ２３１）。
【００４８】
以上のようにして、ＬＤ制御部３および強度測定部５では、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を変更しつつ検出信号が取得され、検出信号にてゼロレベルＬ０および第１閾値Ｌ１が検出され（ステップＳ２２２，Ｓ２２３，Ｓ２２６，Ｓ２２７）、第２閾値Ｌ２が検出されない場合に（ステップＳ２３０）、図１２中の下段に示すように、検出信号における信号要素のピーク値が第１閾値Ｌ１と第２閾値Ｌ２との間の範囲内となるとともに、検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならなくなり、パルス条件決定処理が終了する。
【００４９】
図１２中の上段の駆動パルス電流では、パルスの周期Ｍ１が図１２中の下段の検出信号に含まれる各信号要素の持続時間（図１２中の下段にて符号Ｍ３を付す矢印にて示す。）よりも長く、かつ、持続時間の２倍以下（多くの場合は、１．５倍以下）となっており、図１２中の上段の駆動パルス電流の周期Ｍ１および各パルスのＯＮ時間Ｍ２が、第１電流値における強度測定時のパルス条件として決定される。このように、強度測定部５およびＬＤ制御部３は、強度測定時の周期およびパルスＯＮ時間を決定する条件決定部となっている。
【００５０】
強度測定時のパルス条件が決定されると、画像記録装置１では実際に強度測定が行われる。具体的には、まず、特定半導体レーザ２１１に決定されたパルス条件の駆動パルス電流が入力され、パルスビームが所定時間だけ出射される（図５：ステップＳ２３）。これにより、パルスビームが図２の受光部５１にて受光され、駆動パルス電流の各パルスに対応する波形を信号要素として含む検出信号が生成される（ステップＳ２４）。検出信号は反転アンプ５５にて反転された後、平均化回路５６にて平均化され、当該パルス条件の駆動パルス電流に対応する検出値が取得される（ステップＳ２５）。
【００５１】
図１３は、平均化回路５６からの出力信号を示す図であり、図１３では、反転アンプ５５を省略した場合における図２中の符号Ｐ３を付す位置にて検出される電圧の変化を示す。図１３に示す出力信号では、時刻Ｔ２１にてステップＳ２３の処理におけるパルスビームの出射が開始されており、時刻Ｔ２１から約１ミリ秒（ｍ秒）の期間Ｄ２１の経過後にて出力信号の値はほぼ一定となっている。実際には、一定となった出力信号の値が検出値として取り扱われるため、図１３中の期間Ｄ２１は検出信号の平均化時間と捉えることができる。平滑コンデンサ５６１を有する平均化回路５６では、検出信号の各信号要素のピーク値が第１閾値と第２閾値との間の値とされる際に、検出信号の信号要素の周期が短いほど検出信号の平均化時間も短くなるため、既述のように、駆動パルス電流のパルスの周期が、当該駆動パルス電流に対応する検出信号に含まれる各信号要素の持続時間よりも長く、かつ、持続時間の２倍以下とされることにより、検出信号において各信号要素と他の信号要素とを非重畳状態にしつつ検出値を効率よく取得することが可能となる。
【００５２】
以上のようにして、特定半導体レーザ２１１に対する強度測定を行うことにより、第１電流値に対する検出値が取得されると、光源部２１の他の半導体レーザ２１１のそれぞれに対して、特定半導体レーザ２１１に対して決定された第１電流値におけるパルス条件の駆動パルス電流を用いて、上記ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理が順次実行されることにより、各半導体レーザ２１１において第１電流値に対する検出値が取得される（ステップＳ２６）。
【００５３】
続いて、画像記録装置１では、駆動パルス電流の電流値（すなわち、各パルスの大きさ）が第１電流値と異なる次の第２電流値に変更されて上記ステップＳ２２の処理を実行することにより（ステップＳ２７，Ｓ２８）、特定半導体レーザ２１１において第２電流値における駆動パルス電流のパルス条件が決定される。
【００５４】
図１４は、同一のパルスＯＮ時間の駆動パルス電流の電流値を複数通りに変更した場合における検出信号を示す図である。図１４中の符号６２１，６２２，６２３を付す線は駆動パルス電流を示し、図２中の位置Ｐ１にて検出される電流の変化を示す。また、図１４中の符号６２４，６２５，６２６を付す線は、線６２１，６２２，６２３にて示す駆動パルス電流にそれぞれ対応する検出信号を示し、図２中の位置Ｐ２にて検出される電圧の変化を示す。図１４に示すように、駆動パルス電流の電流値（パルスの大きさ）が変更されることにより検出信号の信号要素の形状は変化し、実際には、駆動パルス電流の電流値が大きくなるに従って、検出信号の信号要素のピーク値の絶対値は大きくなるとともに、信号要素の持続時間も長くなる。したがって、図６のパルス条件決定処理により第２電流値に対して決定される駆動パルス電流のパルス条件は、第１電流値におけるものとは相違することとなる。
【００５５】
特定半導体レーザ２１１において第２電流値における駆動パルス電流のパルス条件が決定されると、光源部２１に含まれる全ての半導体レーザ２１１のそれぞれに対して、当該パルス条件の駆動パルス電流を用いて、上記ステップＳ２３〜Ｓ２５が実行されることにより、各半導体レーザ２１１において第２電流値に対する検出値が取得される（ステップＳ２６）。
【００５６】
このようにして、駆動パルス電流の各パルスの大きさを複数通りに変更しつつ、上記ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理を繰り返すことにより（ステップＳ２７，Ｓ２８）、各半導体レーザ２１１において複数の電流値（本実施の形態では、第１ないし第４電流値）に対する複数の検出値が取得される。
【００５７】
続いて、全体制御部４の演算部４１では、各電流値に対応する検出値を、当該電流値の直流電流にて半導体レーザ２１１を連続点灯させた場合における光ビームの強度に変換するためのゲインが求められる。ゲインとは、受光素子５１１およびＰＤアンプ５１２を含む受光部５１の固有の感度を表すものであり、パルスの大きさがある電流値となる駆動パルス電流に対応する検出値Ａ（すなわち、図２中の位置Ｐ３での電圧）と、当該電流値での連続点灯時における光ビームの強度Ｂとの比（Ａ／Ｂ）である。各電流値に対応する検出値にこの比の値の逆数を乗じることにより、検出値が当該電流値での連続点灯時における光ビームの強度に変換される。
【００５８】
ここで、画像記録装置１では、装置の組立段階等において光ビームの強度調整の際に用いられる基準ゲインが取得されている。具体的には、光学ヘッド２に対して受光部５１に等価な位置（すなわち、保持ドラム７０上の記録材料９に等価な位置）に外部の光パワーメータを配置した状態で、最大定格出力、あるいは、実際の画像記録の際に使用する最大出力にほぼ相当する電流値における連続点灯時の光ビームの強度が測定される。また、パルスの大きさが当該電流値とされるとともに予め定められた周期および各パルスのＯＮ時間（以下、それぞれ「基準ゲイン取得時の周期」および「基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間」という。）の駆動パルス電流を１つの半導体レーザ２１１に入力して、受光部５１にてパルスビームを受光することにより、平均化回路５６にて検出値が取得される。なお、基準ゲイン取得時の周期およびパルスＯＮ時間は、上記のステップＳ２３〜Ｓ２５の処理時と同様に、検出信号における信号要素のピーク値が第１閾値と第２閾値との間の範囲内とされるとともに（実際には、後述の飽和レベル以下であればよい。）、検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内とされる。
【００５９】
そして、パルス点灯時における当該検出値と連続点灯時における光ビームの強度の測定値との関係が基準ゲイン（実際には、検出値Ａと強度の測定値Ｂとの比（Ａ／Ｂ））として取得され、基準ゲインデータ４２２は、図１の全体制御部４の記憶部４２に記憶されて予め準備される。なお、ゲインは受光部５１における固有の値であり、（原則として）半導体レーザ２１１に依存せず、さらに、後述するように、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が一定である場合には、当該駆動パルス電流の電流値に依存せず、ゲインは一定となる。
【００６０】
全体制御部４の演算部４１では、仮に、ある電流値での強度測定時におけるパルスＯＮ時間が基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間と同じであり、強度測定時の周期のみが基準ゲイン取得時の周期と異なる場合には、受光部５１からの検出信号において各信号要素が他の信号要素と重ならず、かつ、形状は同一であるため、単位時間当たりの信号要素の個数のみが変化する。したがって、強度測定時の周期と基準ゲイン取得時の周期との比を用いてゲインが修正される。
【００６１】
例えば、基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間が２００ｎ秒であり、基準ゲイン取得時の周期が５マイクロ秒（μ秒）であり、基準ゲインが３００００ｍＶ／Ｗである場合に、ある電流値において決定されたパルス条件のパルスＯＮ時間が２００ｎ秒であり、周期が２．５μ秒であるときには、ゲインは（３００００×（５／２．５））を計算することにより、６００００ｍＶ／Ｗに修正される。
【００６２】
また、仮に、ある電流値での強度測定時における周期が基準ゲイン取得時の周期と同じであり、強度測定時のパルスＯＮ時間のみが基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間と異なる場合には、受光部５１からの検出信号において各信号要素が他の信号要素と重ならず、かつ、単位時間当たりの信号要素の個数は同一であるため、各信号要素の形状のみが変化する。平均化回路５６では検出信号を実質的に積分した値として検出値が取得されるため、強度測定時のパルスＯＮ時間と基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間との比に対してゲインが線形に変化する（正確には比例する）と捉えることができる場合には、強度測定時のパルスＯＮ時間と基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間との比を用いてゲインが近似的に修正される。
【００６３】
例えば、基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間が２００ｎ秒であり、基準ゲイン取得時の周期が５μ秒であり、基準ゲインが３００００ｍＶ／Ｗである場合に、ある電流値において決定されたパルス条件のパルスＯＮ時間が１００ｎ秒であり、周期が５μ秒であるときには、ゲインは（３００００×（１００／２００））を計算することにより、１５０００ｍＶ／Ｗに修正される。なお、強度測定時のパルスＯＮ時間が基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間と相違する際に、ゲインがパルスＯＮ時間の比に対して線形に変化すると捉えることができない場合には、後述する手法が用いられる。
【００６４】
このようにして、演算部４１では、第１ないし第４電流値のそれぞれに対応する駆動パルス電流のパルス条件に対して、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、基準ゲイン取得時の周期および各パルスのＯＮ時間に基づいてゲインが修正され、当該電流値および当該パルス条件の駆動パルス電流による強度測定時に取得された各半導体レーザ２１１における検出値が、修正後のゲインを用いて当該電流値における連続点灯時の光ビームの強度に変換される（ステップＳ２９）。そして、各電流値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４、および、当該電流値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対応する光ビームの強度Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４にて特定される点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を、電流値および光ビームの強度にて規定される２次元座標上にプロットすることにより、図４に示す変換テーブルが半導体レーザ２１１毎に生成される（ステップＳ３０）。なお、図４では点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の間が直線にて補間されているが、曲線にて補間されてもよい。
【００６５】
これにより、画像記録装置１では、記録材料９への画像記録の際に、各半導体レーザ２１１に対して所望の強度の光ビームに対応する電流値を容易に取得することができ（すなわち、実質的に光ビームの強度を調整することができ）、当該強度に対応する電流値の駆動電流を半導体レーザ２１１に入力して、記録材料９上に画像を精度よく記録することが実現される。
【００６６】
ところで、仮に、光ビームを連続点灯させた状態で検出値を取得すると、光ビームの強度が増大するに従って受光部５１における検出信号が飽和することにより（ここでは、数ｍＷでも飽和する。）、図１５に示すように検出値（すなわち、図２中の位置Ｐ３での電圧）も飽和してしまう。なお、表１では、最上段に「光ビーム強度」、「検出値」および「ゲイン」と記して、互いに対応する値を示している。実際には、図１５および表１における検出値の測定では、図２のＰＤアンプ５１２のゲイン抵抗５１３の抵抗値を、後述の図１４並びに表２および表３における測定に比べて小さくしている。
【００６７】
【表１】
2008270452.tif 000003
【００６８】
また、仮に、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を一定として検出値を取得する際に、駆動パルス電流の電流値が増大するに従って検出信号の各信号要素の持続時間が長くなって他の信号要素と重なる場合には（ただし、信号要素のピーク値の絶対値は第２閾値の絶対値よりも小さい。）、図１６中に符号６３１を付す線にて示すように、パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性が乱れてしまう。実際には、表２に示すように、連続点灯時における光ビームの強度が４０、６０、８０、１００、１２０ｍＷとなるように駆動パルス電流の電流値を変更しつつ検出値が取得されており、光ビームの強度が４０、６０、８０ｍＷとされる際には、図１７．Ａ中の下段に示すように信号要素のオーバラップは発生しておらず、ゲインはほぼ一定となり、光ビームの強度が１００、１２０ｍＷとされる際には、図１７．Ｂ中の下段に示すように信号要素のオーバラップが発生してゲインが大きく変動している。なお、表２では、最上段に「光ビーム強度」、「検出値」および「ゲイン」と記して、互いに対応する値を示しており、「光ビーム強度」の行において下側の４個の欄にそれぞれ「平均値」、「最大値」、「最小値」および「エラー値」と記して、複数の光ビームの強度に対応するゲインの平均値、最大値、最小値およびエラー値を示している。ここで、エラー値は最大値と最小値との差を平均値にて除することにより得られる（後述の表３において同様）。また、図１７．Ａおよび図１７．Ｂのそれぞれでは、下段の検出信号に対応する駆動パルス電流を上段に示している。
【００６９】
【表２】
2008270452.tif 000004
【００７０】
これに対し、駆動パルス電流の電流値が高い場合でも検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない条件にて、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を一定として検出値を取得する際には（ただし、信号要素のピーク値の絶対値は第２閾値の絶対値よりも小さい。）、図１６中に符号６３２を付す線にて示すように、パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性が確保される。実際には、表３に示すように、連続点灯時における光ビームの強度が４０、６０、８０、１００、１２０ｍＷとなるように駆動パルス電流の電流値を変更しつつ検出値が取得されており、光ビームの強度が４０、６０、８０、１００、１２０ｍＷのいずれの場合でもゲインはほぼ一定となり、エラー値は１％以下となっている。
【００７１】
【表３】
2008270452.tif 000005
【００７２】
一方で、図１の画像記録装置１では、検出信号における信号要素のピーク値が第１閾値と第２閾値との間の範囲内となるように駆動パルス電流のパルス条件が決定されるが、第１閾値および第２閾値は、駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が一定であり、かつ、検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならないという前提の下で、図１６中の線６３２のように、パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性が確保される範囲内で予め決定されている。実際には、上記前提の下でパルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性が乱れる信号要素のピーク値のおよその境界値が飽和レベル（図８ないし図１２、並びに、図１７．Ａおよび図１７．Ｂ中に符号Ｌ３を付して示す。）として実験により求められ、第１閾値および第２閾値が飽和レベルよりも大きい（絶対値が飽和レベルの絶対値よりも小さい）任意の値（好ましくは、絶対値が、飽和レベルの絶対値の１／２以上の値）に決定される。このように、本実施の形態では、検出信号における信号要素のピーク値を監視することにより、（上記前提の下において）パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性が確保される範囲内で駆動パルス電流のパルス条件（のパルスＯＮ時間）を決定することが容易に実現されている。なお、受光部５１からの検出信号の飽和レベルは、受光素子５１１の特性以外に、ＰＤアンプ５１２における入力電圧の正常動作範囲の最大値等にも依存する。
【００７３】
実際には、画像記録装置１では、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間は図１６の場合のように一定ではなく、電流値毎に変更されるが、いずれの場合においても、検出信号における信号要素のピーク値が第１閾値と第２閾値との間の範囲内、かつ、検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内となるように決定されるため、ゲインは、駆動パルス電流の電流値には依存せず、駆動パルス電流の周期およびパルスＯＮ時間にのみ依存することとなる。その結果、基準ゲイン取得時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間、並びに、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間に基づいてゲインを修正することにより、強度測定時における各検出値から光ビームの強度を精度よく取得することができる。また、画像記録装置１では、複数の半導体レーザ２１１のそれぞれの光ビームの強度測定が、特定半導体レーザ２１１に対する強度測定時の駆動パルス電流を用いて行われることにより、複数の半導体レーザ２１１のそれぞれから出射される光ビームの強度に係る検出値を精度よく、かつ、効率良く取得することができる。
【００７４】
ところで、パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性を確保するには、パルス点灯時に受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と、その際の平均化回路５６からの検出値とが比例関係を維持し、かつ、連続点灯時に外部の光パワーメータに照射される光ビームの平均光強度と、その際の光パワーメータからの出力値とが比例関係を維持することが前提となる。通常の光パワーメータでは後段の関係は維持されることから、半導体レーザ２１１から受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と、その際の検出値とが比例関係を維持する限り、パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との線形性は確保される。すなわち、連続点灯時に出力が飽和する受光素子５１１を用いつつ光ビームの強度測定を精度よく行うという観点では、半導体レーザ２１１から受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と、その際の検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が決定されることが必要となり、本実施の形態では、検出信号における信号要素のピーク値の絶対値が飽和レベルの絶対値よりも大きくなるパルス条件を排除することにより、受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度とその際の検出値との比例関係が維持されている。なお、受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値との比例関係の維持は、他の手法により行われてもよく、例えば、各電流値において駆動パルス電流のパルスＯＮ時間の上限値が予め決定されていてもよい。
【００７５】
また、既述のように、強度測定時のパルスＯＮ時間が基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間と相違する際に、強度測定時のパルスＯＮ時間と基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間との比に対してゲインが線形に変化すると捉えることができない場合（例えば、半導体レーザ２１１のドループ特性（半導体レーザの発熱により光強度が減小する現象）の影響が無視できない場合等）には、例えば、図１８に示すように、周期を一定としつつパルスＯＮ時間のみを変化させてゲインを取得することにより、強度測定時のパルスＯＮ時間の変化に対するゲインの補正係数（基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間におけるゲインを基準とするゲインの変化率）の変化を求めておき、強度測定時のパルスＯＮ時間をＲ１、基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間をＲ２、基準ゲインをＧ０、強度測定時のパルスＯＮ時間に対応する補正係数をαとして、修正後のゲインＧ１が、（Ｇ１＝Ｇ０×（Ｒ１／Ｒ２）×α）として求められる。
【００７６】
例えば、基準ゲイン取得時のパルスＯＮ時間が２００ｎ秒であり、基準ゲイン取得時の周期が５μ秒であり、基準ゲインが３００００ｍＶ／Ｗである場合に、ある電流値において決定されたパルス条件のパルスＯＮ時間が４００ｎ秒であり、周期が５μ秒であるときには、図１８からパルスＯＮ時間を参照することにより補正係数が１．０４として求められ、（３００００×（４００／２００）×１．０４）を計算することにより、ゲインが６２４００ｍＶ／Ｗに修正される。なお、強度測定時のパルスＯＮ時間の変化に対してゲインの補正係数は必ずしも線形に変化する訳ではないため、図１９に示すように、複数のパルスＯＮ時間において複数の補正係数を求め、複数の一次式にて補間することにより補正係数がより精度よく特定可能とされてもよい。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００７８】
画像記録装置１では、駆動パルス電流の周期およびパルスＯＮ時間を変更しつつ受光部５１からの検出信号を取得することにより、強度測定時における駆動パルス電流のパルス条件が決定されるが、強度測定時における駆動パルス電流の周期およびパルスＯＮ時間が、受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定されるのであるならば、駆動パルス電流の周期およびパルスＯＮ時間の一方を固定値とし、他方を変更して強度測定時におけるパルス条件が決定されてもよい。すなわち、画像記録装置１では、駆動パルス電流の周期およびパルスＯＮ時間の少なくとも一方を変更しつつ検出信号を取得することにより、強度測定時におけるパルス条件が決定される。
【００７９】
図６のパルス条件決定処理では、周期の伸長のみが行われるが、もちろん周期を短縮する処理が付加されてもよい。例えば、ＬＤ制御部３の周期変更部３４にて、内部クロックに基づいてコンパレータ５４からのゼロレベルの検出を示す信号の間隔を計数することにより検出信号の信号要素の持続時間が取得され、当該持続時間に合わせて駆動パルス電流の周期が短縮されてもよい。
【００８０】
画像記録装置１では、検出値が必ずしも光ビームの強度に変換される必要はなく、検出値のみをモニタすることにより、光ビームの強度調整が行われてもよい。この場合でも、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が、受光部５１に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で決定されることにより、光ビームの強度に係る検出値を高精度に取得して、光ビームの強度測定を精度よく行うことができる。
【００８１】
既述のように、画像記録装置１の半導体レーザ２１１ではＡＰＣ用のフォトダイオード２１２（実際には、減衰させた強度の光ビームが照射される設計となっている。）が内蔵されている。ここで、ＡＰＣとは、半導体レーザ２１１において、温度変化等により駆動電流に対する光ビームの強度が変動する際に、内部のフォトダイオード２１２からの出力に基づいて駆動電流を変更して光ビームの強度を一定にする制御である。画像記録装置１では、図５のステップＳ２３〜Ｓ２５の処理における光ビームの強度測定の際に、ＡＰＣ用のフォトダイオード２１２での出力値も記憶しておき、実際の画像記録の際に、当該出力値を参照しつつＡＰＣが行われてもよい。
【００８２】
ところで、仮に、半導体レーザからの光ビームをＮＤフィルタを介して受光部へと導いて、連続点灯にて光ビームの強度を測定する場合に、上記と同様に光ビームの強度測定の際にＡＰＣ用のフォトダイオード２１２での出力値（ピーク値）も記憶しておき、実際の画像記録の際に当該出力値を参照しつつＡＰＣを行う手法も考えられる。しかしながら、この場合、強度測定時にＮＤフィルタにて光ビームの一部が反射されるため、内部のフォトダイオード２１２にて検出される強度は実際のものよりも高くなってしまう。実際の画像記録の際には、半導体レーザと記録材料との間にはＮＤフィルタが存在しないため、ＡＰＣを行うと記録材料上に照射される実際の光ビームの強度が目標強度から離れてしまう。これに対し、ＮＤフィルタを利用しない上記手法では、ＮＤフィルタからの戻り光成分の影響が無いため、ＡＰＣにて画像記録の際における光ビームの強度を精度よく調整することができる。
【００８３】
上記実施の形態では、複数通りの電流値のそれぞれにおいて駆動パルス電流のパルス条件が決定されるが、例えば、最大定格出力、あるいは、実際の画像記録の際に使用する最大出力にほぼ相当する電流値においてのみ、図６のパルス条件決定処理を行って強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間を決定し、図５のステップＳ２７，Ｓ２８の処理により行われる他の電流値での強度測定にて、同様の駆動パルス電流を用いつつステップＳ２３〜Ｓ２５の処理を繰り返すことにより複数通りの電流値にそれぞれ対応する複数の検出値を取得することも可能である。
【００８４】
画像記録装置１では、保持ドラム７０およびモータ８１を除く構成要素により光ビーム出射装置が構築されているが、光ビーム出射装置では、半導体レーザ以外の発光素子が用いられてもよい。シリコンフォトダイオードを受光素子として用いた場合、一般的に、発光素子からの光の強度が１ｍＷ以上となると、発光素子の連続点灯時に平均光強度と受光素子からの出力値との比例関係が損なわれるため、発光素子からパルスビームを出射しつつ光強度測定を行う上記手法は、１ｍＷ以上の強度の光を出射することが可能な高出力発光素子を有する光ビーム出射装置に特に適している。
【００８５】
また、強度測定部５では受光部５１にてフォトダイオード以外の受光素子が用いられてもよい。光ビーム出射装置では、発光素子および受光素子がいかなる組合せとされる場合であっても、発光素子から受光素子に照射されるパルスビームの平均光強度と検出値とが比例関係を維持するとともに検出信号の各信号要素が他の信号要素と重ならない範囲内で、強度測定時における駆動パルス電流の周期および各パルスのＯＮ時間が自動的に決定されることにより、光ビームの強度測定を精度よく行うことが実現される。
【００８６】
強度測定部５の平均化回路５６の構成は受光部５１からの検出信号を平均化することが可能であるならば、様々に変更されてよく、また、光ビームの強度測定の手法によっては、受光部５１からの検出信号の平均化をソフトウェア的に実現することも可能である。
【００８７】
画像記録装置１において、記録材料９上の光ビームの照射位置の記録材料９に対する相対移動は、必ずしも保持ドラム７０を回転する機構および光学ヘッド２を保持ドラム７０の回転軸方向に移動する機構により実現される必要はなく、例えば、光学ヘッド２に設けられるポリゴンミラーの回転により、記録材料９上の光ビームの照射位置が保持ドラム７０の回転軸方向に移動してもよく、ステージ上に載置された記録材料に対して画像を記録する場合には、ステージを光学ヘッド２に対して相対的に移動することにより、記録材料上の光ビームの照射位置が記録材料に対して相対的に移動してもよい。このような画像記録装置において、ステージ上に受光部５１を設ける場合には、光源部２１から記録材料に至る光路と、光源部２１から受光部５１に至る光路とを切り替える光路切替機構は、ステージを光学ヘッド２に対して相対的に移動する機構により実現される。また、光学系２２内にミラーを進退させる機構を設けることにより、光源部２１から記録材料に至る光路と、光源部２１から受光部５１に至る光路とを切り替える光路切替機構を実現することもできる。
【００８８】
画像の情報を保持する記録材料は、プリント配線基板や半導体基板等の感光性材料が塗布された、あるいは、感光性を有する他の材料であってもよく、光の照射による熱に反応する材料であってもよい。
【００８９】
また、画像記録装置１における光ビーム出射装置としての構成は画像記録以外の用途に用いられてもよく、光ビームの照射の対象物も記録材料以外であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】画像記録装置の構成を示す図である。
【図２】強度測定部およびＬＤ制御部の構成を示す図である。
【図３】記録材料上に画像を記録する動作の流れを示す図である。
【図４】変換テーブルを示す図である。
【図５】光ビームの強度を調整する処理の流れを示す図である。
【図６】駆動パルス電流のパルス条件を決定する処理の流れを示す図である。
【図７】駆動パルス電流の１つのパルスに対応する検出信号の波形を示す図である。
【図８】駆動パルス電流および検出信号を示す図である。
【図９】駆動パルス電流および検出信号を示す図である。
【図１０】検出信号を示す図である。
【図１１】検出信号を示す図である。
【図１２】駆動パルス電流および検出信号を示す図である。
【図１３】平均化回路からの出力信号を示す図である。
【図１４】駆動パルス電流の電流値を複数通りに変更した場合における検出信号を示す図である。
【図１５】連続点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との関係を示す図である。
【図１６】パルス点灯時の検出値と連続点灯時の光ビームの強度との関係を示す図である。
【図１７．Ａ】駆動パルス電流および検出信号を示す図である。
【図１７．Ｂ】駆動パルス電流および検出信号を示す図である。
【図１８】補正係数とパルスＯＮ時間との関係を示す図である。
【図１９】補正係数とパルスＯＮ時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    画像記録装置
３    ＬＤ制御部
４    全体制御部
５    強度測定部
９    記録材料
２１    光源部
３７    ＬＤ駆動回路
４１    演算部
４２    記憶部
５１    受光部
５６    平均化回路
８１，８２    モータ
８３    ボールねじ
２１１    半導体レーザ
４２１    変換テーブル
４２２    基準ゲインデータ
Ｓ２２〜Ｓ３０    ステップ
【図１】
2008270452.tif 000006
【図２】
2008270452.tif 000007
【図３】
2008270452.tif 000008
【図４】
2008270452.tif 000009
【図５】
2008270452.tif 000010
【図６】
2008270452.tif 000011
【図７】
2008270452.tif 000012
【図８】
2008270452.tif 000013
【図９】
2008270452.tif 000014
【図１０】
2008270452.tif 000015
【図１１】
2008270452.tif 000016
【図１２】
2008270452.tif 000017
【図１３】
2008270452.tif 000018
【図１４】
2008270452.tif 000019
【図１５】
2008270452.tif 000020
【図１６】
2008270452.tif 000021
【図１７．Ａ】
2008270452.tif 000022
【図１７．Ｂ】
2008270452.tif 000023
【図１８】
2008270452.tif 000024
【図１９】
2008270452.tif 000025