(57)【要約】【課題】長い待ち時間を必要とせずに、高出力のレーザ光が安定的に得られるように半導体レーザを駆動する。【解決手段】半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の光出力を光検出器ＰＤ１〜ＰＤ７により検出し、この光検出器の出力Ｓ10と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値Ｓ11との比較結果に基づいて半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の駆動電流を制御する定出力制御駆動方法において、上記設定値Ｓ11および／または光検出器の出力Ｓ10を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を駆動開始させてから所定の期間、設定値Ｓ11および／または光検出器の出力Ｓ10を上記補正パターンに従って変化させる【選択図】図１８
2007103823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する半導体レーザの駆動方法において、
前記設定値および／または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。
【請求項２】
前記補正パターンを１つだけ用い、その補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項３】
前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項４】
前記複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される場合に、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項５】
共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項６】
複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において、前記複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項７】
前記半導体レーザとして、ＧａＮ系半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項８】
前記光検出器として、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものを用いることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法。
【請求項９】
１つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する構成を備えた半導体レーザの駆動装置において、
前記設定値および／または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを記憶した記憶手段と、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる制御手段とを備えたことを特徴とする半導体レーザの駆動装置。
【請求項１０】
前記制御手段が、１つの前記補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用するように構成されていることを特徴とする請求項９記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１１】
前記制御手段が、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１２】
前記複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される構成において、該複数の半導体レーザを駆動する装置であって、
前記制御手段が、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１３】
共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項９から１２いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１４】
複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において、前記複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項９から１３いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１５】
前記半導体レーザとして、ＧａＮ系半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項９から１４いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１６】
前記光検出器が、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものであることを特徴とする請求項９から１５いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置。
【請求項１７】
請求項１から８いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出する方法であって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動し、
このとき、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって前記駆動対象の半導体レーザの光出力を検出し、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における前記設定値および／または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、
この設定値および／または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取することを特徴とする補正パターンの導出方法。
【請求項１８】
請求項１から８いずれか１項記載の半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出する方法であって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより定出力制御駆動し、
そのとき該半導体レーザから発せられる光の少なくとも一部を、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって検出し、
該別の光検出器の出力の時間経過に伴う変化特性から、該出力を一定化することになる前記設定値および／または光検出器の出力の補正量を経過時間毎に計算により求め、
この計算による補正量と経過時間との関係を、前記補正パターンとして採取することを特徴とする補正パターンの導出方法。
【請求項１９】
前記定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものを用いることを特徴とする請求項１７または１８記載の補正パターンの導出方法。
【請求項２０】
請求項９から１６いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置に用いられる前記補正パターンを導出する装置であって、
駆動対象の半導体レーザの光出力を検出する光検出器と、
前記半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動させる定出力駆動回路と、
実質的に前記半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配されて該半導体レーザの光出力を検出する、前記光検出器とは別の光検出器と、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における設定値および／または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、この設定値および／または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取する手段とを備えたことを特徴とする補正パターンの導出装置。
【請求項２１】
前記定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものが用いられていることを特徴とする請求項２０記載の補正パターンの導出装置。
【請求項２２】
半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させる露光装置において、
半導体レーザを駆動する装置として、請求項９から１６いずれか１項記載の半導体レーザの駆動装置が用いられたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザの駆動方法および装置に関するものである。
【０００２】
また本発明は、半導体レーザを定出力制御する駆動方法において使用される、定出力制御用設定値および／または光検出器の出力を補正する補正パターンを導出する方法および装置に関するものである。
【０００３】
さらに本発明は、半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させる露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
従来、半導体レーザが多くの分野において実用に供されており、特許文献１には、半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させるレーザ露光装置の一例が示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２に示されるように、４００ｎｍ近傍の波長のレーザビームを発する窒化物系化合物半導体レーザ（ＧａＮ系半導体レーザ）が公知となっており、上記特許文献１には、この種の半導体レーザを露光光源として用いることも記載されている。
【０００６】
上述したような露光装置等の用途においては、半導体レーザをその光出力が一定になるように駆動することが求められる。そのように半導体レーザを駆動する方式としては、例えば特許文献３および４に示されるようにACC (Automatic current control：定電流制御)駆動とＡＰＣ (Automatic power control：定出力制御)駆動が一般に知られている。なお特許文献４には、半導体レーザの駆動開始直後は駆動電流値を徐々に大きくするようにACC動作をかけ、その後にＡＰＣ動作をかけるようにした半導体レーザの駆動方法も開示されている。
【特許文献１】特開２００５−０５５８８１号公報
【特許文献２】特開２００４−０９６０６２号公報
【特許文献３】特開平８−２７４３９５号公報
【特許文献４】特開平２００１−２６７６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、半導体レーザは自己発熱などにより駆動電流−光出力特性が変動してしまうので、駆動電流を一定に制御するACC方式では、光出力がレーザ点灯後に変動する欠点が認められる。その傾向は、特に高出力半導体レーザにおいて顕著に顕れる。また、複数の半導体レーザを搭載したレーザ装置でも、同様にその傾向が顕著に顕れる。さらに、GaN系青紫半導体レーザでは、赤色系レーザよりも発光効率が低く発熱量が大きいため、その傾向がより顕著に表れる。
【０００８】
そのような事情から、安定した光出力を得るために、一般的にはＡＰＣ方式が多用されている。これは、半導体レーザ光の一部をモニタ用光検出器で受光し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流をフィードバック制御することにより、該半導体レーザの光出力を目標光出力に設定する方式である。
【０００９】
しかしこのＡＰＣ方式には、出力光の一部をフィードバック回路への入力として使うため、本来の用途に使用できる光量が減るという欠点がある。また、光量フィードバック回路のコストが嵩むという欠点も認められる。
【００１０】
さらにこのＡＰＣ方式には、特別な条件下では光出力が安定しないという問題も認められる。すなわち、一般的なCanタイプのパッケージに半導体レーザチップを収容してなる半導体レーザにおいては、半導体レーザチップから後方出射光を検出するモニタ用光検出器がパッケージに内蔵され、通常はこのモニタ用光検出器を用いて上記ＡＰＣがなされ、それにより安定した光出力が得られている。ところが、特に半導体レーザがＧａＮ系半導体レーザ等の高出力タイプのものである場合は、そのようなＡＰＣ駆動を行っても、光出力が安定しないことがある。
【００１１】
これは、半導体レーザチップの近傍に置かれているフォトダイオード等の光検出器の量子効率が、半導体レーザチップが発する熱の影響で変化するため、この光検出器の受光光量対出力特性が変動してしまうことに起因している。前述の特許文献４に示される、ACC駆動とＡＰＣ駆動の双方を行う駆動方法を用いても、このような理由による光出力の不安定を解消するのは困難である。
【００１２】
他方、前述したようなレーザ露光装置においては、半導体レーザの光出力が露光処理のタクトタイムを決める要因となるので、高出力のレーザ光を低コストで安定的に得られることが望まれている。しかし、安定した光出力を得るためにACC駆動を採用した場合は、点灯してから温度が安定化するまで時間がかかるので、その間待機することにより時間のロスが発生し、装置としてのタクトタイムが増加する。このことは、露光処理の生産性低下につながる。
【００１３】
上述の待機による時間ロスをなくすために、半導体レーザを常時点灯し続ける事が考えられるが、レーザの寿命は点灯時間によって決まるため、露光していない時の点灯時間分だけ有効寿命が落ちる。例えば点灯時間に対する露光描画時間比率が約５０%の場合、半導体レーザの寿命は約半分になってしまう。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みて、簡便かつ低コストで、しかも長い待ち時間を必要とせずに、高出力のレーザ光を安定的に得ることができる半導体レーザの駆動方法および、その方法を実施可能な駆動装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また本発明は、上述のような半導体レーザの駆動方法において用いられる、定出力制御用設定値および／または光検出器の出力を補正する補正パターンを導出する方法および、その方法を実施可能な装置を提供することを目的とする。
【００１６】
さらに本発明は、半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させる露光装置において、タクトタイムを短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による半導体レーザの駆動方法は、
前述したように１つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する半導体レーザの駆動方法において、
前記設定値および／または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させることを特徴とするものである。
【００１８】
なお、この本発明による半導体レーザの駆動方法においては、前記補正パターンを１つだけ用い、その補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用することが好ましい。
【００１９】
また、上述のように１つの補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用する場合は、前記設定値および／または光検出器の出力を補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うことが望ましい。
【００２０】
さらに、上述のように１つの補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用する際に、特にそれら複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される場合には、前記設定値および／または光検出器の出力を補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うことが望ましい。
【００２１】
また、本発明による半導体レーザの駆動方法は、特に共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動する場合に適用されることが望ましい。
【００２２】
また、本発明による半導体レーザの駆動方法は、特に複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において適用されるのがより好ましい。
【００２３】
さらに本発明による半導体レーザの駆動方法は、特にＧａＮ系半導体レーザを駆動する場合に適用されることが望ましい。
【００２４】
さらに本発明による半導体レーザの駆動方法は、特にＡＰＣ用の光検出器として、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設された光検出器を用いる場合に適用されることが望ましい。
【００２５】
一方、本発明による半導体レーザの駆動装置は、
１つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する構成を備えた半導体レーザの駆動装置において、
前記設定値および／または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを記憶した記憶手段と、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および／または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
なお上記の制御手段は、１つの前記補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
また、上述のように制御手段が、１つの前記補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用するように構成されている場合、その制御手段は、前記設定値および／または光検出器の出力を補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うように構成されていることが望ましい。
【００２８】
また、上述のように制御手段が、１つの前記補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用し、そして特にそれら複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される構成においては、該制御手段が、前記設定値および／または光検出器の出力を補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うように構成されていることが望ましい。
【００２９】
また、本発明による半導体レーザの駆動装置は、共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動するものとして構成されるのが特に望ましい。
【００３０】
また、本発明による半導体レーザの駆動装置は、特に複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において適用されるのがより好ましい。
【００３１】
さらに、本発明による半導体レーザの駆動装置は、ＧａＮ系半導体レーザを駆動するものとして構成されるのが特に望ましい。
【００３２】
また本発明による半導体レーザの駆動装置は、特にＡＰＣ用の光検出器として、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設された光検出器が用いられている場合に適用されることが望ましい。
【００３３】
他方、本発明による一つの補正パターンの導出方法は、
上述した本発明による半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出するものであって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動し、
このとき、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって前記駆動対象の半導体レーザの光出力を検出し、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における前記設定値および／または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、
この設定値および／または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取することを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明による別の補正パターンの導出方法は、
上記と同様に、本発明による半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出するものであって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより定出力制御駆動し、
そのとき該半導体レーザから発せられる光の少なくとも一部を、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって検出し、
該別の光検出器の出力の時間経過に伴う変化特性から、該出力を一定化することになる前記設定値および／または光検出器の出力の補正量を経過時間毎に計算により求め、
この計算による補正量と経過時間との関係を、前記補正パターンとして採取することを特徴とするものである。
【００３５】
なお、上述した本発明による補正パターンの導出方法は、定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものが用いられる場合に適用されることが特に望ましい。
【００３６】
また、本発明による補正パターンの導出装置は、
上述した本発明による半導体レーザの駆動装置に用いられる前記補正パターンを導出する装置であって、
駆動対象の半導体レーザの光出力を検出する光検出器と、
前記半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動させる定出力駆動回路と、
実質的に前記半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配されて該半導体レーザの光出力を検出する、前記光検出器とは別の光検出器と、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における設定値および／または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、この設定値および／または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３７】
なお、上述した本発明による補正パターンの導出装置は、定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものが用いられた構成において適用されることが特に望ましい。
【００３８】
他方、本発明による露光装置は、半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させる露光装置において、半導体レーザを駆動する装置として、上述した本発明による半導体レーザの駆動装置が用いられたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３９】
図１９は、高出力半導体レーザの一例であるＧａＮ系半導体レーザを１５０秒間ＡＰＣ駆動したときの駆動電流（ａ）、ＡＰＣに使用されるCanタイプパッケージ内蔵フォトダイオードの受光光量（ｂ）、半導体レーザ光出力（ｃ）、該半導体レーザが取り付けられた温調基板上の温度（ｄ）および半導体レーザ付近の温度（ｅ）の変化例を示すものである。なお上記（ａ）〜（ｃ）については図中左側の縦軸で相対値を示し、（ｄ）および（ｅ）については図中右側の縦軸で実際の測定値（℃）を示してある。また半導体レーザ光出力（ｃ）は、その発熱の影響が実質的に及ばない位置に配したパワーメーターによって測定したものである。
【００４０】
ここに示される通り、ＡＰＣがかけられることによりパッケージ内蔵フォトダイオードの受光光量（ｂ）は終始一定化しているが、パッケージから離れた位置で検出される実際の光出力（ｃ）は駆動開始後に大きく低下し、その後時間をかけて上昇してほぼ一定化するようになっている。これは、先に述べたように半導体レーザチップの近傍に置かれているフォトダイオードの量子効率が半導体レーザチップの発熱の影響で変化して、その受光光量対出力特性が変動してしまうことに起因している。
【００４１】
上述の通り、パッケージ内蔵フォトダイオードの受光光量（ｂ）は実際の光出力（ｃ）と食い違っているが、それら両者間には所定の関係が存在するので、ＡＰＣに供する光検出器の出力をこの関係に基づいて補正すれば、実際の光出力をほぼ一定化することが可能となる。つまり具体的に説明すれば、実際の光出力（ｃ）は駆動開始後に徐々に低下しているので、実際にはフラットな特性になっている受光光量（ｂ）を、駆動開始後に低下しているように補正すれば、駆動電流（ａ）がより増大するようになるので、その結果、実際の光出力を一定に近くすることができる。
【００４２】
また、光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御するＡＰＣにおいては、光検出器の出力を上述のように補正する代わりに、それと比較する上記設定値を補正しても、同様に実際の光出力を一定化することが可能となる。つまり、上述のように受光光量（ｂ）を低下側に補正する必要が有る場合は、その代わりに設定値を増大側に補正すれば、駆動電流（ａ）がより増大するので、同様の結果が得られる。さらに、上述のような設定値と光検出器の出力の双方を補正しても同様の結果を得ることができる。
【００４３】
本発明による半導体レーザの駆動方法は、上述のような設定値および／または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、上記設定値および／または光検出器の出力を上記補正パターンに従って変化させるようにしたので、半導体レーザの光出力は例えば図２０に一例を示すように変化して、短い時間内で一定の目標光出力に近付くようになる。
【００４４】
これにより、長い待ち時間を必要とせずに高出力のレーザ光を安定的に得ることが可能となる。また、そのように半導体レーザを駆動するための構成は、半導体レーザの内蔵光検出器もそのまま用いて、通常設けられるＡＰＣ駆動用の構成に若干の変更を加えるだけで完成するので、簡便かつ低コストで形成可能である。
【００４５】
また本発明による半導体レーザの駆動方法において、前記設定値および／または光検出器の出力を変化させる補正パターンを１つだけ用いて、それを複数の半導体レーザに共通使用する場合は、その補正パターンを記憶するための記憶手段が小容量のもので済む。
【００４６】
また本発明による半導体レーザの駆動方法において、複数の半導体レーザに対して、前記設定値および／または光検出器の出力を変化させる処理を共通のタイミングで行う場合は、電流制御手段が１つで済み、よって駆動装置を低コストで形成可能となる。
【００４７】
また本発明による半導体レーザの駆動方法において、１つの補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用し、特にそれら複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される場合に、前記設定値および／または光検出器の出力を変化させる処理を補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うようにすると、合波前の各レーザ光に存在した細かい光出力変動が相殺されて、合波レーザ光の光出力変化がより滑らかになる。
【００４８】
さらに本発明による半導体レーザの駆動方法が、特に共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動する場合に適用される場合は、光出力を安定化する上で特に効果的であると言える。すなわち上述のような構成においては、複数の半導体レーザの各々が発する熱の相互作用により、各半導体レーザの特性が変化することがある。そのようなことが有っても、複数の半導体レーザに対して共通の補正パターンを使用すれば、上記熱の相互作用に起因するレーザ光の光出力変化も補償可能となる。
【００４９】
また本発明による半導体レーザの駆動方法が、複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において適用される場合は、光出力を安定化する上で特に効果的である。
【００５０】
すなわち、上述の構成においては、複数の半導体レーザを駆動開始したときのそれらの駆動電流−光出力特性の変化のみならず、それらが発する熱のために、光ファイバから出射する合波レーザ光の出力が変動することがある。これは、上述の熱を受けて装置構成部材が膨張すると、合波前の各レーザ光に対する光ファイバの調芯状態がずれ、それによりレーザ光の光ファイバに対する入力効率が変化するからである。さらには、半導体レーザが駆動開始してから定常状態に入るまでの期間に、レーザ光のビームプロファイルが変化して、それにより該レーザ光の光ファイバに対する入力効率が変化することもある。
【００５１】
そのようなことが有っても、光ファイバから出射するレーザ光を検出して前記補正パターンを作成すれば、上記入力効率の変化特性も反映した補正パターンが得られるので、この入力効率の変化に起因するレーザ光の光出力変化も補償可能となる。
【００５２】
さらに本発明による半導体レーザの駆動方法が、駆動対象をＧａＮ系半導体レーザとする場合は、光出力を安定化する上で特に効果的であると言える。すなわちこのＧａＮ系半導体レーザは、その他のＧａＡｓ系半導体レーザ等と比較すると発熱量が特に大きいので、駆動開始してから定常状態に入るまでの間の駆動電流−光出力特性が顕著に変化する。そうであっても、本発明による半導体レーザの駆動方法を適用することにより、駆動電流−光出力特性の変化を補償して、レーザ光の光出力を安定化することができる。
【００５３】
またＧａＮ系半導体レーザは、常温付近では温度変化に対して発振閾値電流のみが変化して、スロープ効率は余り変わらないという特性を有している。そこで、このようなＧａＮ系半導体レーザを駆動対象とする場合は、ある電流域で決めた前記パラメータをほぼ全出力域で使用可能となるので、出力を変えてもパラメータを変える必要がない。
【００５４】
一方、本発明の半導体レーザの駆動装置によれば、以上説明した本発明による半導体レーザの駆動方法を実施可能である。
【００５５】
また本発明の補正パターンの導出方法によれば、本発明の半導体レーザの駆動方法において使用する補正パターンを効率良く得ることができる。
【００５６】
以上詳しく説明した通り本発明による半導体レーザの駆動方法は、長い待ち時間を必要とせずに、高出力のレーザ光を安定的に得ることができるものである。したがって、この方法を実施する駆動装置を用いた露光装置は、レーザ光の出力が安定化するまでの待機時間を短くして、画像露光のタクトタイムを短縮可能となる。そうであれば、露光光源である半導体レーザの交換頻度も低くなるので、露光装置のランニングコストを低減する効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なおここでは、一例として、画像露光装置に適用された半導体レーザの駆動方法の実施形態について説明するが、まずこの画像露光装置について説明する。
【００５８】
［画像露光装置の構成］
この画像露光装置は、図１に示すように、シート状の感光材料150を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ152を備えている。４本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド158が設置されている。ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド158によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ152をガイド158に沿って駆動する後述のステージ駆動装置304（図１７参照）が設けられている。
【００５９】
設置台156の中央部には、ステージ152の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート160が設けられている。コ字状のゲート160の端部の各々は、設置台156の両側面に固定されている。このゲート160を挟んで一方の側にはスキャナ162が設けられ、他方の側には感光材料150の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ164が設けられている。スキャナ162およびセンサ164はゲート160に各々取り付けられて、ステージ152の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ162およびセンサ164は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００６０】
スキャナ162は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド166を備えている。この例では、感光材料150の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド166を配置してある。なおｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド166mnと表記する。
【００６１】
露光ヘッド166による露光エリア168は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ152の移動に伴い、感光材料150には露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア168mnと表記する。
【００６２】
また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域170が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア16811と露光エリア16812との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア16821と３行目の露光エリア16831とにより露光することができる。
【００６３】
露光ヘッド16611〜166mnの各々は、図４および図５に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）50を備えている。このＤＭＤ50は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ302（図１７参照）に接続されている。このコントローラ302のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド166毎にＤＭＤ50の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド166毎にＤＭＤ50の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。
【００６４】
ＤＭＤ50の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア168の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源66、ファイバアレイ光源66から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系67、このレンズ系67を透過したレーザ光をＤＭＤ50に向けて反射するミラー69がこの順に配置されている。なお図４では、レンズ系67を概略的に示してある。
【００６５】
上記レンズ系67は、図５に詳しく示すように、ファイバアレイ光源66から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ71、この集光レンズ71を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）72、およびこのロッドインテグレータ72の前方つまりミラー69側に配置された結像レンズ74から構成されている。集光レンズ71、ロッドインテグレータ72および結像レンズ74は、ファイバアレイ光源66から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ50に入射させる。このロッドインテグレータ72の形状や作用については、後に詳しく説明する。
【００６６】
上記レンズ系67から出射したレーザ光Ｂはミラー69で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム70を介してＤＭＤ50に照射される。なお図４では、このＴＩＲプリズム70は省略してある。
【００６７】
またＤＭＤ50の光反射側には、ＤＭＤ50で反射されたレーザ光Ｂを、感光材料150上に結像する結像光学系51が配置されている。この結像光学系51は図４では概略的に示してあるが、図５に詳細を示すように、レンズ系52，54からなる第１結像光学系と、レンズ系57，58からなる第２結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ55と、アパーチャアレイ59とから構成されている。
【００６８】
以下、各部の構成をさらに詳しく説明する。ＤＭＤ50は図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）60上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）62が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー62が設けられており、マイクロミラー62の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー62の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また、マイクロミラー62の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル60が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００６９】
ＤＭＤ50のＳＲＡＭセル60にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー62が、対角線を中心としてＤＭＤ50が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー62がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー62がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ50の各ピクセルにおけるマイクロミラー62の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ50に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー62の傾き方向へ反射される。
【００７０】
なお図６には、ＤＭＤ50の一部を拡大し、マイクロミラー62が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー62のオンオフ制御は、ＤＭＤ50に接続された前記コントローラ302によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー62で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００７１】
また、ＤＭＤ50は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ50を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）53の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ50を傾斜させた場合の露光ビーム53の走査軌跡を示している。
【００７２】
ＤＭＤ50には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば７５６組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ50を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム53の走査軌跡（走査線）のピッチＰ1が、ＤＭＤ50を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ2より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ50の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ50を傾斜させた場合の走査幅Ｗ2と、ＤＭＤ50を傾斜させない場合の走査幅Ｗ1とは略同一である。
【００７３】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００７４】
なお、ＤＭＤ50を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００７５】
ファイバアレイ光源66は図９ａに示すように、複数（例えば１４個）のレーザモジュール64を備えており、各レーザモジュール64には、マルチモード光ファイバ30の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ30の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ30と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ30より小さい光ファイバ31が結合されている。図９ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ31の光ファイバ30と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部68が構成されている。
【００７６】
マルチモード光ファイバ31の端部で構成されるレーザ出射部68は、図９ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板65に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ31の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ31の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。
【００７７】
本例では図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ30のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ31が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ30，31は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ31の入射端面を光ファイバ30の出射端面に融着することにより結合されている。上述した通り、光ファイバ31のコア31ａの径は、マルチモード光ファイバ30のコア30ａの径と同じ大きさである。
【００７８】
マルチモード光ファイバ30および光ファイバ31としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーデッドインデックス型光ファイバ、および複合型光ファイバの何れも適用可能である。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本例において、マルチモード光ファイバ30および光ファイバ31はステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ30は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ31は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００７９】
ただし、光ファイバ31のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている多くの光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。一方、シングルモード光ファイバの場合、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ31のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。また、光ファイバ30のコア径と光ファイバ31のコア径を一致させることが、結合効率の点から好ましい。
【００８０】
なお、上述のようにクラッド径が互いに異なる２つの光ファイバ30、31を融着（いわゆる異径融着）して用いることは必ずしも必要ではなく、クラッド径が一定の光ファイバ（例えば図９ａの例ならば光ファイバ30）を複数本そのままバンドル状に束ねてファイバアレイ光源を構成してもよい。
【００８１】
レーザモジュール64は、図１１に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック10上に配列固定された複数（例えば７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ11，12，13，14，15，16および17と、１つの集光レンズ20と、１本のマルチモード光ファイバ30とから構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個に限定されるものではなく、その他の個数が採用されてもよい。また、上述のような７個のコリメータレンズ11〜17に代えて、それらのレンズが一体化されてなるコリメータレンズアレイを用いることもできる。
【００８２】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て略共通（例えば、４０５ｎｍ近辺）であり、最大出力も総て共通（例えばマルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは５０ｍＷ程度）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力は、最大出力以下で、互いに異なっていても構わない。また、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを用いてもよい。
【００８３】
上記の合波レーザ光源は、図１２および図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ40内に収納されている。パッケージ40は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋41を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ40の開口をパッケージ蓋41で閉じることにより、それらによって形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
【００８４】
パッケージ40の底面にはベース板42が固定されており、このベース板42の上面には、前記ヒートブロック10と、集光レンズ20を保持する集光レンズホルダー45と、マルチモード光ファイバ30の入射端部を保持するファイバホルダー46とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ30の出射端部は、パッケージ40の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００８５】
また、ヒートブロック10の側面にはコリメータレンズホルダー44が取り付けられており、そこにコリメータレンズ11〜17が保持されている。パッケージ40の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線47がパッケージ外に引き出されている。
【００８６】
なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ17にのみ番号を付している。
【００８７】
図１４は、上記コリメータレンズ11〜17の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ11〜17の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ11〜17は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００８８】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は前述の通りヒートブロック10上に配列固定されているが、このヒートブロック10上にはさらに、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７が発するいわゆる後方出射光を検出する、フォトダイオード等の光検出器ＰＤ１が固定されている。
【００８９】
上記ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００９０】
したがって、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ11〜17に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ11〜17の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ11〜17の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００９１】
集光レンズ20は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ11〜17の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ20は、焦点距離ｆ2＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ20も、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００９２】
図５に示したマイクロレンズアレイ55は、ＤＭＤ50の各画素に対応する多数のマイクロレンズ55ａが２次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにＤＭＤ50の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ55ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ55ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ55ａは、一例として焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１で、光学ガラスＢＫ７から形成されている。
【００９３】
また上記アパーチャアレイ59は、マイクロレンズアレイ55の各マイクロレンズ55ａに対応する多数のアパーチャ（開口）59ａが形成されてなるものである。本実施形態において、アパーチャ59ａの径は１０μｍである。
【００９４】
また、図５に示したレンズ系52、54からなる第１結像光学系は、ＤＭＤ50による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ55上に結像する。そしてレンズ系57、58からなる第２結像光学系は、マイクロレンズアレイ55を経た像を１．６倍に拡大して感光材料150上に結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ50による像が４．８倍に拡大して感光材料150上に結像、投影されることになる。
【００９５】
なお本例では、第２結像光学系と感光材料150との間にプリズムペア73が配設され、このプリズムペア73を図５中で上下方向に移動させることにより、感光材料150上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料150は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。
【００９６】
次に図１７を参照して、本例の画像露光装置における電気的な構成について説明する。ここに示されるように全体制御部300には変調回路301が接続され、該変調回路301にはＤＭＤ50を制御するコントローラ302が接続されている。また全体制御部300には、Ｄ／Ａ変換部303を介して、レーザモジュール64の各ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を駆動する７個のレーザ駆動部305が接続されている。さらにこの全体制御部300には、前記ステージ152を駆動するステージ駆動装置304が接続されている。
【００９７】
［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ162の各露光ヘッド166において、ファイバアレイ光源66の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７（図１１参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，およびＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ11〜17によって平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、集光レンズ20によって集光され、マルチモード光ファイバ30のコア30ａの入射端面上で収束する。なおＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は後述するようにＡＰＣ駆動され、それぞれ光出力が一定化するように制御される。
【００９８】
本例では、コリメータレンズ11〜17および集光レンズ20によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ30とによって合波光学系が構成されている。すなわち、集光レンズ20によって上述のように集光されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ30のコア30ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザ光Ｂに合波されてマルチモード光ファイバ30の出射端部に結合された光ファイバ31から出射する。
【００９９】
各レーザモジュールにおいて、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ30への結合効率が０．９で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が５０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ31の各々について、出力３１５ｍＷ（＝５０ｍＷ×０．９×７）の合波レーザ光Ｂを得ることができる。したがって、１４本のマルチモード光ファイバ31全体では、４．４Ｗ（＝０．３１５Ｗ×１４）の出力のレーザ光Ｂが得られる。
【０１００】
画像露光に際しては、図１７に示す変調回路301から露光補正パターンに応じた画像データがＤＭＤ50のコントローラ302に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【０１０１】
感光材料150を表面に吸着したステージ152は、図１７に示すステージ駆動装置304により、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ152がゲート160下を通過する際に、ゲート160に取り付けられたセンサ164により感光材料150の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド166毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド166毎にＤＭＤ50のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。なお本例の場合、１画素部となる上記マイクロミラーのサイズは１４μｍ×１４μｍである。
【０１０２】
ファイバアレイ光源66からＤＭＤ50にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ50のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系54、58により感光材料150上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源66から出射したレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料150がＤＭＤ50の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア168）で露光される。また、感光材料150がステージ152と共に一定速度で移動されることにより、感光材料150がスキャナ162によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド166毎に帯状の露光済み領域170が形成される。
【０１０３】
なお本例では、図１６（Ａ）および（Ｂ）に概略的に示すように、ＤＭＤ50には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、コントローラ302により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。
【０１０４】
この場合、図１６（Ａ）に示すようにＤＭＤ50の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図１６（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ50の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【０１０５】
ＤＭＤ50のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【０１０６】
スキャナ162による感光材料150の副走査が終了し、センサ164で感光材料150の後端が検出されると、ステージ152は、ステージ駆動装置304により、ガイド158に沿ってゲート160の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド158に沿ってゲート160の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【０１０７】
次に、図５に示したファイバアレイ光源66、集光レンズ71、ロッドインテグレータ72、結像レンズ74、ミラー69およびＴＩＲプリズム70から構成されてＤＭＤ50に照明光としてのレーザ光Ｂを照射する照明光学系について説明する。ロッドインテグレータ72は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、その内部をレーザ光Ｂが全反射しながら進行するうちに、該レーザ光Ｂのビーム断面内強度分布が均一化される。なお、ロッドインテグレータ72の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。以上のようにして、照明光であるレーザ光Ｂのビーム断面内強度分布を高度に均一化できれば、照明光強度の不均一を無くして、高精細な画像を感光材料150に露光可能となる。
【０１０８】
次に図１７を参照して、レーザモジュール64を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の駆動方法について説明する。同図に示す全体制御部300は、例えばＰＣ（パーソナル・コンピュータ）システム等から構成され、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の１つ毎に設けられたレーザ駆動部305の動作を制御する。そして各レーザ駆動部305は、各半導体レーザＬＤ1〜ＬＤ７の後方出射光を検出する光検出器ＰＤ１〜ＬＤ７の出力と、後述する設定値との比較結果に基づいて半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の駆動電流を制御することにより、該半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を目標光出力が一定して得られるように定出力制御（ＡＰＣ）駆動する。
【０１０９】
以下、上記レーザ駆動部305の構成を詳しく示す図１８を参照して、ＡＰＣ駆動について詳しく説明する。ここでは、半導体レーザＬＤ１を駆動するレーザ駆動部305を例に挙げて説明するが、他の半導体レーザＬＤ２〜ＬＤ７についても同様である。レーザ駆動部305は、半導体レーザＬＤ１に駆動電流を供給する定電流電源400と、前述した半導体レーザＬＤ１の後方出射光を検出する光検出器ＰＤ１と、比較部401と、この比較部401が出力する差分信号Ｓ12を受ける加算部402とから構成されている。なお同図においては、半導体レーザＬＤ２に対応する光検出器、後方出射光をそれぞれＰＤ２、ＲＢ２として示してある。またここに示す30は、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７を合波するマルチモード光ファイバを示している。
【０１１０】
上記比較部401には、光検出器ＰＤ１の出力Ｓ10が入力されるとともに、入力部403から、所定の目標光出力を示す設定値Ｓ11が入力される。この設定値Ｓ11は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７をＡＰＣ駆動する上での目標光出力に対応するものであり、入力部403の内部記憶手段に記憶されている補正パターンに従って後述の補正を受けた上で出力される。
【０１１１】
比較部401はＳ12＝Ｓ11−Ｓ10なる差分信号Ｓ12を出力し、この差分信号Ｓ12は加算部402に入力される。加算部402はこの差分信号Ｓ12が入力されると、定電流電源400が半導体レーザＬＤ１に供給する電流の値を指定する駆動電流設定信号Ｓ13を、この差分信号Ｓ12を加えた値に変更する。この加算処理が所定の周期で逐次なされることにより定電流電源400が半導体レーザＬＤ１に供給する電流は、Ｓ11＝Ｓ10となる値に、つまり後方出射光ＲＢ１の光出力と比例するレーザ光Ｂ１の光出力が、設定値Ｓ11が示す光出力と略等しくなる値に逐次変更される。
【０１１２】
従来の通常のＡＰＣ駆動において一定の光出力を実現しようとする場合、上記設定値Ｓ11は変化しない一定の値とされるものであるが、本実施形態ではこの設定値Ｓ11が、駆動開始から所定の期間、予め求められた補正パターンに従って時間経過とともに変えられる。その補正パターンは、先に図１９を参照して説明した通り、半導体レーザＬＤ１の発熱の影響を実質的に受けない位置に配した光検出器で検出されるレーザ光Ｂ１の実際の光出力と、光検出器ＰＤ１の受光光量との食い違いを補償するものとされる。このように設定値Ｓ11が時間経過に伴って変えられることにより、レーザ光Ｂ１の光出力は、半導体レーザＬＤ１の駆動開始から比較的短い時間内に、所望の値に収束するようになる。
【０１１３】
また、上述のように半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を駆動するための構成は、光検出器ＰＤ１〜ＰＤ7等をはじめとして、通常設けられるＡＰＣ駆動用の構成に若干の変更を加えるだけで完成するので、簡便かつ低コストで形成可能である。
【０１１４】
次に、上記補正パターンを導出する方法について説明する。図２１は、この方法を実施する補正パターン導出装置の一例を示すものである。なおこの図２１において、図１８中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【０１１５】
この補正パターン導出装置は、図１８のレーザ駆動部305を兼用して構成されたものであり、各レーザ駆動部305に加算部450が加えられた上でさらに、合波されたレーザ光Ｂを検出するフォトダイオード等の外部光検出器ＰＤ８、入力部403、この入力部403および外部光検出器ＰＤ８に接続されて出力信号を上記加算部450に入力する比較部451、この比較部451の出力信号を受ける設定値モニタ部452、およびこの設定値モニタ部452の出力信号を受ける出力部453が設けられて構成されている。なお上記外部光検出器ＰＤ８は、実質的に半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発熱の影響を受けない位置に配されている。
【０１１６】
以下、この装置を用いる補正パターンの導出方法について説明する。この方法は、上述した露光装置の露光操作に先立って実行され、この露光操作時と同様に各レーザ駆動部305によって半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７がＡＰＣ駆動される。この駆動開始時には、入力部403が出力する設定値Ｓ21がそのまま比較部401に入力され、この設定値Ｓ21に対応した光出力を得るようにＡＰＣ駆動がなされる。ここで設定値Ｓ21は、画像露光時に求められる所定の光出力に対応した値とされる。
【０１１７】
こうしてＡＰＣ駆動される半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７からそれぞれ発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７はマルチモード光ファイバ30によって合波され、合波されたレーザ光Ｂは外部光検出器ＰＤ８によって検出される。外部光検出器ＰＤ８は合波レーザ光Ｂの光出力を示す出力Ｓ20を発し、該出力Ｓ20は比較部451に入力される。比較部451は、この光検出器出力Ｓ20と設定値Ｓ21とを比較して差分信号Ｓ22（＝Ｓ21−Ｓ20）を出力し、それを加算部450に入力させる。それにより、比較部401および加算部402による前述のＡＰＣ駆動と同様に、比較部451および加算部450によってＡＰＣ動作が掛けられる。ただしこのＡＰＣ動作の速度は例えば１０Ｈｚと、比較部401および加算部402によるＡＰＣ駆動の速度（例えば１ｋＨｚ）よりも低速とされる。
【０１１８】
本来、比較部401および加算部402によるＡＰＣ駆動がなされるのであれば、合波レーザ光Ｂの光出力は一定化する筈であるが、先に述べたように光検出器ＰＤ１〜ＰＤ７の特性が時間経過に伴って変動する等の理由により、合波レーザ光Ｂの実際の光出力は変動する。他方、外部光検出器ＰＤ８は、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発熱の影響を受けない位置に配されているので、このように変動する合波レーザ光Ｂの光出力を正確に検出可能となっている。
【０１１９】
比較部451が出力する差分信号Ｓ22は、後段の比較部401によるＡＰＣ駆動の目標光出力を示す設定値となるものであるが、この設定値としての差分信号Ｓ22は設定値モニタ部452に入力されて、その値が逐次検出される。そしてこの検出された差分信号Ｓ22は適宜時間毎にサンプリングされ、駆動開始からの時間経過に伴う差分信号Ｓ22の変化パターンを示す信号Ｓ23が出力部453に入力される。出力部453は、例えばＰＣシステム等から構成され、レーザモジュール64の１つ毎に設けられたＲＯＭ（読出し専用メモリ：図示せず）に書き込みを行う書込装置に、上記信号23が示す経過時間およびそれに対応する差分信号Ｓ22の組み合わせを、設定値補正パターンとして入力させる。それにより上記ＲＯＭにこの設定値補正パターンが書き込まれる。
【０１２０】
この設定値補正パターンは、レーザモジュール64が露光装置に取り付けられた際に、前記全体制御部（図１７参照）によって読み取られ、入力部403の内部記憶手段に記憶される。
【０１２１】
上記信号23が示す設定値補正パターンは、外部光検出器ＰＤ８によって正確に検出されるレーザ光Ｂの実際の光出力を一定化したときの設定値（差分信号Ｓ22）の変化パターンであるから、画像露光時に図１８の装置によって半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７をＡＰＣ駆動する際に、入力部403が比較部401に入力させる設定値Ｓ11をこのパターンに従って時間経過とともに変化させれば、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７の実際の光出力が駆動開始直後から一定化されるようになる。
【０１２２】
図２０は、このようにして駆動された半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の一つの光出力例を示すものであり、図１９に示した通常のＡＰＣ駆動の場合と比較して、より短い時間内で一定の目標光出力に近付くようになり、また光出力の変動幅ΔＰ2もより小さくなる。これにより、長い待ち時間を必要とせずに高出力のレーザ光Ｂ１〜Ｂ７を（つまりは合波レーザ光Ｂを）安定的に得ることが可能となる。
【０１２３】
また、上述のように長い待ち時間を必要とせずに、高出力の合波レーザ光Ｂを安定的に得ることができれば、合波レーザ光Ｂの出力が安定化するまでの待機時間を短くして、画像露光のタクトタイムを短縮可能となる。そうであれば、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の交換頻度も低くなるので、露光装置のランニングコストを低減する効果も得られる。
【０１２４】
また本実施形態では、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７のＡＰＣ用の設定値を変化させる補正パターンを１つだけ用いて、それを７個の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に共通使用しているので、補正パターンを記憶するための記憶手段が小容量のもので済む。
【０１２５】
また本実施形態は、複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に対して、ＡＰＣ用設定値を変化させる処理を共通のタイミングで行うようにしているので、電流制御手段としての全体制御部300およびＤ／Ａ変換部303（図１７参照）が１つで済み、よって駆動装置を低コストで形成可能となる。
【０１２６】
なお、図２１の構成において、比較部401に入力されるＡＰＣ用設定値となる差分信号Ｓ22は外部光検出器ＰＤ８の出力をフィードバックしたものであるが、この差分信号Ｓ22の代わりに、ＰＣが出力する固定の設定値Ｓ21を入力し、そのときの外部光検出器ＰＤ８の出力Ｓ20と光検出器ＰＤ１の出力Ｓ10を後から比較、計算することで、補正パターンを求めてもよい。
【０１２７】
さらに、本実施形態では、１つのレーザモジュール64を構成する７個の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を１通りの設定値補正パターンに基づいて共通に駆動しているが、そのようにする他、例えば７個の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７のうちの４個を１通りの補正パターンに基づいて駆動し、残りの３個を別の１通りの補正パターンに基づいて駆動するようなことも可能である。その場合も、複数の半導体レーザを１通りの補正パターンに基づいて駆動することによる前述の効果は、当然得られるものである。
【０１２８】
本実施形態では、前述した通り１４個のレーザモジュール64が用いられるので、各レーザモジュール64の７個の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を、各モジュール毎に異なる１通りの補正パターンに基づいて駆動するのであれば、合計１４通りの補正パターンが必要になる。あるいは、それらの１４個のレーザモジュール64のうちのいくつかを、共通の１通りの補正パターンに基づいて駆動してもよく、その場合は、用意する補正パターンを１４通りよりも少なくすることができる。
【０１２９】
また本実施形態は、複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７と、それらから各々出射したレーザ光Ｂ１〜Ｂ７が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバ30とを有する装置において、本発明の半導体レーザ駆動方法を適用しているので、光出力を安定化する上で特に効果的であると言える。
【０１３０】
すなわち、上述の構成においては、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を駆動開始したときのそれらの駆動電流−光出力特性の変化のみならず、それらが発する熱のために、光ファイバ30から出射する合波レーザ光Ｂの出力が変動することがある。これは、上述の熱を受けてモジュール構成部材が膨張すると、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７に対する光ファイバ30の調芯状態がずれ、それによりレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の光ファイバ30に対する結合効率が変化するからである。さらには、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７が駆動開始してから定常状態に入るまでの期間に、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７のビームプロファイルが変化して、それにより該レーザ光Ｂ１〜Ｂ７の光ファイバ30に対する結合効率が変化することもある。例えば図１１〜１３に示したような構成においては、合波レーザ光Ｂの光出力の変動が±０．５％以内に収まる安定性が得られるまでに、レーザ駆動開始してから約８秒の時間を要する。
【０１３１】
そのようなことが有っても、後述するように光ファイバ30から出射するレーザ光Ｂを検出して前述の補正パターンを作成すれば、上記結合効率の変化特性も反映した補正パターンが得られるので、この入力効率の変化に起因するレーザ光Ｂの光出力変化も補償可能となる。
【０１３２】
さらに本実施形態は、共通の放熱体であるヒートブロック10（図１１〜１３参照）に複数の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を固定した装置において、本発明の半導体レーザ駆動方法を適用しているので、この点からも、光出力を安定化する上で特に効果的であると言える。すなわち上述の構成においては、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々が発する熱の相互作用により、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の特性が変化することがある。そのようなことが有っても、後述するように合波後のレーザ光Ｂを検出して前記補正パターンを作成すれば、上記熱の相互作用も反映した補正パターンが得られるので、この熱の相互作用に起因するレーザ光Ｂの光出力変化も補償可能となる。
【０１３３】
また上述の効果は、共通の放熱体であるヒートブロック10や放熱体501を介して複数の半導体レーザを温度調節する場合にも、あるいはそのような温度調節は行わない場合にも、共に得られるものである。
【０１３４】
さらに本実施形態は、駆動対象の半導体レーザがＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７であるので、この点からも、光出力を安定化する上で特に効果的であると言える。すなわちこのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、その他のＧａＡｓ系半導体レーザ等と比較すると発熱量が特に大きいので、駆動開始してから定常状態に入るまでの間の駆動電流−光出力特性が顕著に変化する。そうであっても、本発明の半導体レーザの駆動方法を適用することにより、駆動電流−光出力特性の変化を補償して、各レーザ光Ｂ１〜Ｂ７の光出力を安定化することができる。
【０１３５】
またＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、常温付近では温度変化に対して発振閾値電流のみが変化して、スロープ効率は余り変わらないという特性を有している。そこで、このようなＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を駆動対象とする本実施形態においては、ある電流域で決めた設定値補正パターンをほぼ全出力域で使用可能となるので、出力を変えても補正パターンを変える必要がない。この点は、特にＧａＮ系半導体レーザのみについて言えることではなく、使用する温度域について、発振閾値電流の温度特性係数Ｔ0に対し、スロープ効率の温度特性係数Ｔ1が小さい半導体レーザを駆動対象とする場合一般に言えることである。
【０１３６】
なお上記係数Ｔ0は半導体レーザのＩＬ波形（駆動電流−光出力特性）における発振閾値電流Ｉthの温度特性を表す係数であり、係数Ｔ1は半導体レーザのスロープ効率ηdの温度特性を表す係数である。ある温度Ｔaの時に発振閾値電流Ｉtha、スロープ効率ηdaを有するＩＬ波形が、ある温度Ｔbでは発振閾値電流Ｉthb、スロープ効率ηdbとなるとすると、Ｔ0およびＴ1はそれぞれ以下の（数１）式で定義される。
【数１】
2007103823.tif 000003
【０１３７】
なお、設定値補正パターンすなわち、駆動開始からの経過時間およびそれに対応する差分信号Ｓ22の組み合わせは、その組み合わせの数が多い（より短い時間毎に差分信号Ｓ22をサンプリングする）ほど、光出力安定化の効果は高くなる。しかし、余りに多過ぎると、それを保持しておくためにより大容量のメモリが必要となり、またパラメータを処理するためにより長い時間、かつ複雑なシステムが必要になる。
【０１３８】
また、本発明において用いられる設定値補正パターンは、以上説明した方法以外の方法によって作成することも可能である。以下、図１８の構成を参考にしてその一例を説明する。本方法では、図１８に示すものと同様の構成により、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７がＡＰＣ駆動される。また、そのとき光ファイバ30から出射する合波レーザ光Ｂの光出力が、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発熱の影響を実質的に受けない位置に配された外部光検出器によって検出される。そして、この外部光検出器の出力の時間経過に伴う変化特性から、該出力を一定化することになる設定値Ｓ11が、半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の駆動開始時からの経過時間毎に計算により求められる。このようにして求められた、設定値Ｓ11の時間経過に伴う変化パターンも、設定値補正パターンとして使用することができる。
【０１３９】
また、以上の実施形態におけるように、複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される場合には、それら複数の半導体レーザのＡＰＣ用設定値を変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うことが望ましい。そのようにすれば、複数の半導体レーザのそれぞれにおける細かい光出力変動が相殺されて、合波レーザ光の光出力変化がより滑らかになる。つまり、上記遅延が無いときの合波レーザ光の光出力が図２３に例示するようなものである場合、遅延を付けることによりその光出力は、図２４に示すように滑らかに変化するようになる。
【０１４０】
また、以上説明した実施形態は、複数の半導体レーザを駆動するものであるが、本発明による半導体レーザの駆動方法は、１つの半導体レーザを駆動する場合にも同様に適用可能である。また、複数の半導体レーザを駆動する場合、前述したように光ファイバ等で合波を行う場合以外にも本発明を適用可能であることは勿論である。
【０１４１】
さらに本発明による半導体レーザの駆動方法を実施する際には、半導体レーザ消灯時の駆動電流値を０ｍＡにはせず、発振閾値電流より少し下の電流を流し続けるようにしてもよい。例えば、発振閾値電流が３５ｍＡの半導体レーザには、３０ｍＡ程度の電流を流すとよい。そうすることにより、半導体レーザの消灯時と点灯時の温度差を減らし、ＡＰＣ駆動時の出力変動を小さくすることができる。
【０１４２】
さらに、本発明による半導体レーザの駆動方法は、図１１〜１３に示したような合波型のレーザモジュールに限らず、例えば図２２に示すように、１個ずつパッケージ化されたタイプの半導体レーザ装置500を共通の放熱体501に固定して１個ずつ使用するようにした構造にも適用可能である。本構造において、各半導体レーザ装置500が出射したレーザ光は、それぞれ光ファイバ502によって使用位置まで導かれるようになっている。
【０１４３】
以下、上記半導体レーザ装置500の構造について図１５を参照して説明する。なおこの図１５において、図１１〜１３中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。
【０１４４】
図示の通りこの半導体レーザ装置500は、パッケージ505内に、Canパッケージタイプ半導体レーザＬＤと、そこから出射したレーザ光Ｂを集光する例えばボールレンズ504と、このボールレンズ504を支持する支持部材503と、上記光ファイバ502の先端部を収容してなるものである。上記Canパッケージタイプ半導体レーザＬＤは、いわゆるCanタイプのパッケージＣＰ内にレーザダイオードチップＣＬＤを有するものである。すなわち、ステムＳＴに固定されてパッケージＣＰ内に配置されたヒートブロックＨＢにレーザダイオードチップＣＬＤが固定され、そこから前方（図中右方）に発せられたレーザ光ＢがパッケージＣＰの窓ガラスＷＤから出射するようになっている。また上記ヒートブロックＨＢには、レーザダイオードチップＣＬＤが発するいわゆる後方出射光ＲＢを検出する、フォトダイオード等の光検出器ＰＤも固定されている。
【０１４５】
この構造においては、Canパッケージタイプ半導体レーザＬＤから出射したレーザ光Ｂがボールレンズ504によって集光され、その収束位置に入射端面が位置するように配設された光ファイバ502に該端面から入射し、この光ファイバ502を伝搬して所定の使用位置まで送られるようになっている。
【０１４６】
さらに本発明は、図２５に示すように、２つの半導体レーザから発せられたレーザ光を合波した上で１本の光ファイバに入射させる構造を持つ半導体レーザ装置550に対しても適用可能である。すなわちこの半導体レーザ装置550は、図１５のCanパッケージタイプ半導体レーザＬＤと同様の半導体レーザＬＤ51およびＬＤ52と、それらから各々発散光状態で出射したレーザ光Ｂ51、Ｂ52を各々平行光化するレンズ551および552と、平行光となったレーザ光Ｂ51、Ｂ52を１本に合波するビームスプリッタ553と、合波後のレーザ光Ｂを集光して光ファイバ502に入射させる集光レンズ554とから構成されている。
【０１４７】
上述の半導体レーザＬＤ51およびＬＤ52を本発明の駆動方法で駆動した場合にも、基本的に、先に説明した通りの本発明による効果を奏することができる。
【０１４８】
さらに本発明は、図２６に示すように、２つの半導体レーザ600、600から発せられたレーザ光を各々光ファイバ601、601に入射させ、それらの光ファイバ601、601を１本の光ファイバ602と結合させてレーザ光を合波するようにした半導体レーザ装置に対しても適用可能である。
【０１４９】
この半導体レーザ装置の光ファイバ結合部を詳しく図２７に示す。そこに図示の通り光ファイバ601の各々はコア601ａおよび、その外側に配されたクラッド601ｂから構成され、光ファイバ602もコア602ａおよび、その外側に配されたクラッド602ｂから構成されている。そして、光ファイバ601の各コア601ａが、光ファイバ602のコア602ａと結合するようにそれらの光ファイバ601および602が融着結合されて、２本のレーザ光を１本に合波するようになっている。
【０１５０】
上述の半導体レーザ600、600を本発明の駆動方法で駆動した場合にも、基本的に、先に説明した通りの本発明による効果を奏することができる。
【０１５１】
なお、上述のように２本の光ファイバを１本の光ファイバと融着する構成に限らず、３本以上の光ファイバを１本の光ファイバと融着した構成を有する半導体レーザ装置に対しても、本発明は同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明の一実施形態の方法により駆動される半導体レーザを露光光源として備えた画像露光装置の外観を示す斜視図
【図２】図１の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図
【図３】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図
【図４】図１の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図
【図５】上記露光ヘッドの断面図
【図６】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図
【図７】（Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図
【図９ａ】ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図
【図９ｂ】ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図
【図１０】マルチモード光ファイバの構成を示す図
【図１１】合波レーザ光源の構成を示す平面図
【図１２】レーザモジュールの構成を示す平面図
【図１３】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図
【図１４】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図
【図１５】本発明に用いられる半導体レーザの別の例を示す一部破断側面図
【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図
【図１７】上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図
【図１８】上記電気的構成における半導体レーザ駆動部を詳しく示すブロック図
【図１９】従来方法でＡＰＣ駆動された半導体レーザの光出力変化特性を、温度変化特性等と併せて示すグラフ
【図２０】本発明の方法で駆動された半導体レーザの光出力変化特性例を示すグラフ
【図２１】本発明の一実施形態による補正パターンの導出装置を概略的に示すブロック図
【図２２】本発明の駆動方法が適用される半導体レーザ装置の別の例を示す斜視図
【図２３】本発明の方法で駆動された半導体レーザの光出力変化特性の一例を示すグラフ
【図２４】本発明の方法で駆動された半導体レーザの光出力変化特性の別の例を示すグラフ
【図２５】本発明の駆動方法が適用される半導体レーザのさらに別の例を示す一部破断側面図
【図２６】本発明の駆動方法が適用される半導体レーザのさらに別の例を示す一部破断側面図
【図２７】図２６の装置の一部を拡大して示す概略側面図
【符号の説明】
【０１５３】
ＬＤ１〜ＬＤ７    ＧａＮ系半導体レーザ
ＬＤ51、ＬＤ52、600    半導体レーザ
ＰＤ１〜ＰＤ７    光検出器
ＰＤ８    外部光検出器
30    マルチモード光ファイバ
50    デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
55    マイクロレンズアレイ
66    レーザモジュール
66    ファイバアレイ光源
300    全体制御部
303    Ｄ／Ａ変換部
305    レーザ駆動部
400    定電流電源
401、451    比較部
402    加算部
403    入力部
404    加算部
452    設定値モニタ部
453    出力部
500    半導体レーザ
501    放熱体
502、601、602    光ファイバ
【図１】
2007103823.tif 000004
【図２】
2007103823.tif 000005
【図３】
2007103823.tif 000006
【図４】
2007103823.tif 000007
【図５】
2007103823.tif 000008
【図６】
2007103823.tif 000009
【図７】
2007103823.tif 000010
【図８】
2007103823.tif 000011
【図９ａ】
2007103823.tif 000012
【図９ｂ】
2007103823.tif 000013
【図１０】
2007103823.tif 000014
【図１１】
2007103823.tif 000015
【図１２】
2007103823.tif 000016
【図１３】
2007103823.tif 000017
【図１４】
2007103823.tif 000018
【図１５】
2007103823.tif 000019
【図１６】
2007103823.tif 000020
【図１７】
2007103823.tif 000021
【図１８】
2007103823.tif 000022
【図１９】
2007103823.tif 000023
【図２０】
2007103823.tif 000024
【図２１】
2007103823.tif 000025
【図２２】
2007103823.tif 000026
【図２３】
2007103823.tif 000027
【図２４】
2007103823.tif 000028
【図２５】
2007103823.tif 000029
【図２６】
2007103823.tif 000030
【図２７】
2007103823.tif 000031