JP2004004525A - 画像記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の光変調素子を用いて画像を記録する画像記録装置において、適切な描画を行う。
【解決手段】光変調素子１２１を駆動する駆動要素１２０ａに、駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３を記憶するレジスタ４４１ａ、クロック選択データ３０３に基づいて調整クロック群３０４から更新クロック３０２を選択するクロック選択部４４２ａ、並びに、駆動電圧データ３０１を駆動電圧へと変換するＤ／Ａコンバータ４４２ｂ、電流源３２および抵抗３３を設ける。クロック選択データ３０３により更新クロック３０２のタイミングがシフトされ、光変調素子１２１の駆動タイミングの制御が実現される。これにより、光変調素子１２１の駆動特性、光変調素子１２１による照射領域の走査方向の幅、記録媒体の感度特性等の影響を抑えつつ適切な描画を行うことができる。
【選択図】 図５
【解決手段】光変調素子１２１を駆動する駆動要素１２０ａに、駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３を記憶するレジスタ４４１ａ、クロック選択データ３０３に基づいて調整クロック群３０４から更新クロック３０２を選択するクロック選択部４４２ａ、並びに、駆動電圧データ３０１を駆動電圧へと変換するＤ／Ａコンバータ４４２ｂ、電流源３２および抵抗３３を設ける。クロック選択データ３０３により更新クロック３０２のタイミングがシフトされ、光変調素子１２１の駆動タイミングの制御が実現される。これにより、光変調素子１２１の駆動特性、光変調素子１２１による照射領域の走査方向の幅、記録媒体の感度特性等の影響を抑えつつ適切な描画を行うことができる。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光変調素子を用いて記録媒体に画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造技術を利用して基板上に固定リボンと可撓リボンとを交互に形成し、可撓リボンを固定リボンに対して撓ませることにより回折格子の深さを変更することができる回折格子型の光変調素子が開発されている。このような回折格子では溝の深さを変更することにより正反射光や回折光の強度が変化するため、光のスイッチング素子としてＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）等の技術における画像記録装置への利用が提案されている。
【０００３】
例えば、画像記録装置に複数の回折格子型の光変調素子を設けて光を照射し、固定リボンと可撓リボンとが基準面から同じ高さに位置する状態の光変調素子からの反射光（０次光）を記録媒体へと導き、可撓リボンが撓んだ状態の光変調素子からの非０次回折光（主として１次回折光）を遮光することにより、記録媒体への画像記録が実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような回折格子型の光変調素子では可撓リボンに与えられる駆動電圧と可撓リボンの撓み量とが比例しないため、光変調素子をＯＮ状態（光変調素子から記録媒体へと信号光が導かれる状態）からＯＦＦ状態（光変調素子から記録媒体へと光が導かれない状態）へと移行させる際の駆動電圧の変化を示す曲線と、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと移行させる際の駆動電圧の変化を示す曲線とを同等（すなわち、対称）にしても、光変調素子から出力される光強度の変化の様子は同等とはならない。
【０００５】
具体的には、駆動電圧の変化に対して可撓リボンの撓みの変化が大きい状態から変化が小さい状態へと光変調素子が遷移する際に、可撓リボンに大きな初期加速度が与えられて駆動電圧に追従することが困難となり、可撓リボンが過剰に速く変位したり、振動したりするという現象が生じてしまう。その結果、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で光変調素子を周期的に変化させたとしても、光変調素子に対して一定速度で移動する記録媒体上には、適切なドットを描画することが困難となる。
【０００６】
また、回折格子型のみならず、各種の光変調素子（レーザのように発光する光変調素子であってもよい。）を用いて記録媒体に画像を記録する場合において、複数の光変調素子のそれぞれにより記録媒体上に光が照射される領域の大きさが異なると、各光変調素子から同じ強度かつ同じタイミングで光が照射される場合であっても記録媒体上には同様の描画が行われないという問題も生じる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の光変調素子を用いて適切な画像記録を実現することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での遷移が生じるか否かを検出する状態遷移検出手段と、前記遷移が検出された光変調素子の遷移タイミングを前記状態遷移検出手段による検出結果に応じてシフトさせる制御手段とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、前記制御手段による各光変調素子のシフト量を記憶するシフト量記憶手段をさらに備える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像記録装置であって、前記シフト量記憶手段が、信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態への遷移時のシフト量と、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態への遷移時のシフト量とを記憶する。
【００１１】
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画像記録装置であって、各光変調素子による照射領域の走査方向の幅を検出するビーム検出手段と、前記照射領域の走査方向の幅に基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段とをさらに備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、各光変調素子による照射領域の走査方向に対するずれを検出するビーム検出手段と、前記照射領域の走査方向に対するずれに基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段とをさらに備える。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像記録装置であって、前記ビーム検出手段が、２次元に配列された受光素子群を有する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像記録装置であって、前記制御手段が、各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記受光素子群が、各光変調素子からの信号光の強度を検出し、前記制御手段が、前記信号光の強度に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像記録装置であって、前記受光素子群が、各光変調素子による照射領域の走査方向に垂直な方向の幅を検出し、前記制御手段が、前記信号光の強度および前記走査方向に垂直な方向の幅に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、前記制御手段が、通常の駆動電圧とは異なる補助駆動電圧を特定の状態遷移が検出された光変調素子に与える。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移である。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の画像記録装置であって、信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、光変調素子毎の補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段とをさらに備える。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１２に記載の画像記録装置であって、もう１つの特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の画像記録装置であって、信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、前記特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧および前記もう１つの特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段とをさらに備える。
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、前記制御手段が、通常のシフト量とは異なる補助シフト量だけ特定の状態遷移が検出された光変調素子の駆動タイミングをシフトする。
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の画像記録装置であって、光変調素子毎の補助シフト量を記憶する補助シフト量記憶手段をさらに備える。
【００２６】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移である。
【００２７】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２８】
請求項２１に記載の発明は、請求項１８ないし２０のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記補助シフト量記憶手段が、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態へと遷移する際の補助シフト量と信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態へと遷移する際の補助シフト量とを記憶する。
【００２９】
請求項２２に記載の発明は、露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での一連の状態遷移を検出する状態遷移検出手段と、前記一連の状態遷移に応じて各光変調素子の遷移タイミングをシフトさせる制御手段とを備える。
【００３０】
請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子である。
【００３１】
請求項２４に記載の発明は、請求項２２または２３に記載の画像記録装置であって、前記制御手段が、前記一連の状態遷移に応じた駆動電圧を前記各光変調素子に与える。
【００３２】
【発明の実施の形態】
＜１． 第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１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は画像記録用の光を出射する光学ヘッド１０および露光により画像が記録される記録媒体９を保持する保持ドラム７を有する。記録媒体９としては、例えば、刷版、刷版形成用のフィルム等が用いられる。なお、保持ドラム７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、記録媒体９は感光ドラムの表面に相当し、保持ドラム７が記録媒体９を一体的に保持していると捉えることができる。
【００３３】
保持ドラム７は記録媒体９を保持する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１０が記録媒体９に対して主走査方向に相対的に移動する。光学ヘッド１０はモータ８２およびボールねじ８３により保持ドラム７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る。また、光学ヘッド１０の位置はエンコーダ８４により検出される。モータ８１，８２およびエンコーダ８４は全体制御部２１に接続され、全体制御部２１がモータ８１を駆動させつつ光学ヘッド１０の移動および光学ヘッド１０からの信号光の出射を制御することにより、保持ドラム７上の記録媒体９に光による画像記録が行われる。
【００３４】
記録媒体９に記録される画像のデータは予め信号生成部２３にて準備されており、信号処理部２２が全体制御部２１からの制御信号に基づいて信号生成部２３と同期しつつ画像信号を受け取る。信号処理部２２は受け取った画像信号を光学ヘッド１０用の信号へと変換して送信する。
【００３５】
保持ドラム７の側方には、光学ヘッド１０からの光ビームを検出する検出部７１が配置され、光学ヘッド１０はモータ８２およびボールねじ８３により検出部７１と対向する位置まで移動可能とされる。検出部７１からの出力はシフト量算出部２４に入力される。シフト量算出部２４はＣＰＵにより演算処理が行われるコンピュータであり、検出部７１からの出力を演算処理することにより光学ヘッド１０の制御に用いられるデータを生成する。
【００３６】
図２は光学ヘッド１０の内部構成の概略を示す図である。光学ヘッド１０内には、複数の発光点を一列に有するバータイプの半導体レーザである光源１１、および、回折格子型の複数の光変調素子を一列に配列して有する光変調デバイス１２が配置され、光源１１からの光は、レンズ１３１（実際には、集光レンズ、シリンドリカルレンズ等により構成される）およびプリズム１３２を介して光変調デバイス１２へと導かれる。このとき、光源１１からの光は線状光（光束断面が線状の光）とされ、配列配置される複数の光変調素子上に照射される。
【００３７】
光変調デバイス１２の各光変調素子はデバイス駆動回路１２０からの信号に基づいて個別に制御され、０次光（正反射光）を出射する状態と、非０次回折光（主として１次回折光（（＋１）次回折光および（−１）次回折光））を出射する状態との間で遷移可能とされる。光変調素子から出射される０次光はプリズム１３２へと戻され、１次回折光はプリズム１３２とは異なる方向へと導かれる。なお、迷光となることを防止するために１次回折光は図示を省略する遮光部により遮光される。
【００３８】
各光変調素子からの０次光はプリズム１３２にて反射され、ズームレンズ１３３を介して光学ヘッド１０外の記録媒体９へと導かれ、複数の光変調素子の像が副走査方向に並ぶように記録媒体９上に形成される。すなわち、光変調素子１２１は０次光を出射する状態がＯＮ状態であり、１次回折光を出射する状態がＯＦＦ状態とされる。ズームレンズ１３３はズームレンズ駆動モータ１３４にて倍率が可変とされており、これにより、記録される画像の解像度が変更される。
【００３９】
図３は配列配置された光変調素子１２１の拡大図である。光変調素子１２１は半導体装置製造技術を利用して製造され、各光変調素子１２１は格子の深さを変更することができる回折格子となっている。光変調素子１２１には複数の可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂが交互に平行に配列形成され、可撓リボン１２１ａは背後の基準面に対して昇降移動可能とされ、固定リボン１２１ｂは基準面に対して固定される。回折格子型の光変調素子としては、例えば、ＧＬＶ（グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）が知られている。
【００４０】
図４（ａ）および（ｂ）は、可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂに対して垂直な面における光変調素子１２１の断面を示す図である。図４（ａ）に示すように可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂが基準面１２１ｃに対して同じ高さに位置する（すなわち、可撓リボン１２１ａが撓まない）場合には、光変調素子１２１の表面は面一となり、入射光Ｌ１の反射光が０次光Ｌ２として導出される。一方、図４（ｂ）に示すように可撓リボン１２１ａが固定リボン１２１ｂよりも基準面１２１ｃ側に撓む場合には、可撓リボン１２１ａが回折格子の溝の底面となり、１次回折光Ｌ３（さらには、高次回折光）が光変調素子１２１から導出され、０次光Ｌ２は消滅する。このように、各光変調素子１２１は回折格子を利用した光変調を行う。
【００４１】
図５は各光変調素子１２１を駆動する構成を示す図であり、図２中のデバイス駆動回路１２０の駆動に係る要素（以下、「駆動要素１２０ａ」という。）を示している。駆動要素１２０ａは、レジスタ４４１ａ、クロック選択部４４２ａおよびＤ／Ａコンバータ４４２ｂ、並びに、Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂからの出力を光変調素子１２１の駆動電圧へと変換する回路を有する。レジスタ４４１ａには所定の駆動電圧を発生させるための駆動電圧データ３０１、および、光変調素子１２１の動作タイミングを調整するクロック選択データ３０３が入力され、クロック選択部４４２ａには調整クロック群３０４が入力される。調整クロック群３０４は、順次僅かな時間だけずれた調整クロックの集合であり、最も早い時点を示す基準調整クロック３０４ａはレジスタ４４１ａにも入力される。
【００４２】
クロック選択部４４２ａには、レジスタ４４１ａに一時的に記憶されているクロック選択データ３０３が基準調整クロック３０４ａに応答して入力され、調整クロック群３０４のうち１つの調整クロックの選択が行われる。選択された調整クロックは更新クロック３０２としてＤ／Ａコンバータ４４２ｂへと出力される。
【００４３】
Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂにはレジスタ４４１ａから駆動電圧データ３０１が入力されており、更新クロック３０２が入力されると駆動電圧データ３０１のアナログ信号が出力される。更新クロック３０２毎の駆動電圧データ３０１は光変調素子１２１を１回駆動する際の駆動電圧に対応しており、Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂからの出力は電流源３２に入力されて電流へとさらに変換される。電流源３２は一端が抵抗３３を介して高電位Ｖｃｃ側に接続され、他端が接地される。
【００４４】
電流源３２の両端は、接続パッド３４を介して光変調素子１２１の可撓リボン１２１ａおよび基準面１２１ｃに接続される。したがって、駆動電圧データ３０１がＤ／Ａコンバータ４４２ｂおよび電流源３２を介して電流へと変換されると、抵抗３３による電圧降下により両接続パッド３４間の駆動電圧へと変換される。以上のように、駆動要素１２０ａはクロック選択データ３０３に基づいて光変調素子１２１の駆動タイミングを調整（シフト）させることが可能とされている。
【００４５】
例えば、図５に示すように７つの調整クロック（以下、最も早い調整クロックから順に「クロック１」、「クロック２」、・・・、「クロック７」という。）がクロック選択部４４２ａに入力される場合、クロック４が本来の駆動タイミングとして使用され、駆動タイミングをより早める際には、クロック３、クロック２、クロック１が順次使用される。駆動タイミングをより遅延させる際には、クロック５、クロック６、クロック７が順次使用される。
【００４６】
なお、接続パッド３４間は浮遊容量を有するため、駆動電圧は接続パッド３４間の時定数に従った変化を行う。
【００４７】
図６は駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図であり、細い実線９０１は従来の手法による駆動電圧の変化を示しており、細い破線９０２は従来の出力変化を示している。一方、太い実線９１１は第１の実施の形態における駆動電圧の変化を示しており、太い破線（太く短い破線）９１２は第１の実施の形態における出力変化を示している。なお、描画クロック（タイミング調整が行われていない更新クロック３０２に相当）Ｔ２〜Ｔ４において実線９０１と実線９１１とは重なっており、破線９０２と破線９１２とは重なっている。描画クロックＴ０〜Ｔ２に示す太く長い破線９２０は信号光のＯＮ／ＯＦＦの対称性を考慮した場合の好ましい出力変化を示している。また、図６では２描画クロックにて光変調素子１２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態との間を遷移する際の動作を示している。
【００４８】
縦軸において、Ｖ１およびＶ２は、それぞれ光変調素子１２１が信号光を出射するときの駆動電圧および信号光を出射しないときの駆動電圧を示し、Ｉ２（Ｖ１と同じ位置に図示）は、駆動電圧Ｖ２に対応する出力（すなわち、０）を示す。
【００４９】
図６に示すように、従来手法により光変調素子１２１が駆動される場合、描画クロックＴ０〜Ｔ２に細い実線９０１に示すように駆動電圧がＶ２からＶ１へと下降すると、光変調素子１２１からの出力は急上昇してオーバーシュートした後に振動しながら強度Ｉ１（Ｖ２と同じ位置に図示）へと至る。一方、描画クロックＴ２〜Ｔ４に示すように、駆動電圧がＶ１からＶ２へと上昇する際には光変調素子１２１からの出力は滑らかに減少する。このような現象は駆動電圧と可撓リボン１２１ａの撓み量との関係が比例しないために生じる。
【００５０】
図７は駆動電圧と可撓リボン１２１ａの撓み量（すなわち、固定リボン１２１ｂと可撓リボン１２１ａとの基準面１２１ｃからの高さの差）との関係を示す図である。駆動電圧がほぼＶ１であり、光変調素子１２１がＯＮ状態に近い場合、駆動電圧の変化（ｄＶａ）に対する撓み量の変化（ｄＤａ）は僅かとなる。これに対し、駆動電圧がほぼＶ２であり、光変調素子１２１がＯＦＦ状態に近い場合、駆動電圧の変化（ｄＶｂ）に対する撓み量の変化（ｄＤｂ）は大きくなる。
【００５１】
したがって、従来の手法のように駆動電圧を単純に増減させた場合には、駆動電圧がＶ２から急峻に下降する際に可撓リボン１２１ａに過剰な加速度が加わり、図６中の描画クロックＴ０〜Ｔ１に細い破線９０２にて示すように光変調素子１２１からの出力が急激に変化するとともに駆動電圧の変化に追従できない可撓リボン１２１ａの影響を受けて出力が振動する。その結果、光変調素子１２１からの出力は、好ましい出力変化（破線９２０）から上側に大幅に外れた曲線を描くこととなる。
【００５２】
記録媒体９の光応答特性は、照射領域が主走査されたときの光強度の積分値（すなわち、単位面積当たりに与えられるエネルギー）に基づくため、細い破線９０２にて示す特性の場合、ＯＮ／ＯＦＦを一定間隔にて繰り返したとしても描画（感光）領域が空白領域よりも大きくなってしまう。
【００５３】
なお、駆動電圧がＶ１からＶ２へと上昇する際には、変化の初期において可撓リボン１２１ａに与えられる加速度が小さいため、光変調素子１２１は理想的にＯＦＦ状態へと遷移する。
【００５４】
第１の実施の形態に係る画像記録装置１では、光変調素子１２１からの出力の急激な立ち上がりの影響を抑えるために図６中の太い実線９１１にて示すように微小時間ｄＴだけ遅れて駆動電圧Ｖ１の付与が開始される。これにより、好ましい出力変化の際に記録媒体９に与えられるエネルギーと同等のエネルギーを記録媒体９に与えることができ、適切な描画が実現される。なお、光変調素子１２１の立ち下がりを早めることにより記録媒体９に与えられるエネルギーの調整が行われてもよい。
【００５５】
次に、光変調素子１２１に対する従来の制御手法におけるもう１つの問題点および第１の実施の形態に係る画像記録装置１による制御の様子について説明する。図８ないし図１０は１つの光変調素子１２１からの信号光が記録媒体９に照射される領域の主走査方向の長さと記録媒体９上に描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【００５６】
図８において横軸は記録媒体９上の主走査方向の位置を示しており、符号Ｐ０〜Ｐ８にて示す位置間の中央が１描画クロックが経過する毎の信号光の中心の位置となっている。すなわち、符号Ｌ１にて示す距離が１描画クロックの間に記録媒体９が主走査方向の移動する距離を示している。図８中に符号９３１にて示す領域は信号光（以下、「第１信号光」という。）の照射領域の主走査方向の長さが１／２・Ｌ１である様子を模式的に示しており、符号９３２にて示す領域は信号光（以下、「第２信号光」という。）の照明領域の主走査方向の長さがＬ１である様子を模式的に示している。第１信号光と第２信号光とは光強度が均一であり、第１信号光と第２信号光とが単位時間当たりに記録媒体９に与えるエネルギー量は等しい（すなわち、第１信号光の単位面積当たりの強度が第２信号光の２倍である）ものとする。
【００５７】
図８中の実線９４１および破線９４２は、第１および第２信号光が位置Ｐ０と位置Ｐ１との間でＯＮとされ、その後、１描画クロックが経過する毎にＯＦＦおよびＯＮが交互に繰り返される際に記録媒体９上に与えられる単位面積当たりのエネルギー量（以下、単に「エネルギー量」という。）を示している。実線９５１および破線９５２は、第１および第２信号光が位置Ｐ０と位置Ｐ２との間でＯＮとされ、その後、２描画クロックが経過する毎にＯＦＦおよびＯＮが交互に繰り返される際に記録媒体９上に与えられるエネルギー量を示している。
【００５８】
なお、エネルギー量の変化を示すこれらの折線は、光変調素子１２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で切り替わる際の遷移カーブ（図６参照）を無視して記載しており、ＯＮ、ＯＦＦが瞬時に切り替わるものと仮定して記載している。
【００５９】
ここで、記録媒体９が感光するために必要なエネルギー量が最大エネルギー量Ｅ１の１／２である場合、実線９４１および破線９４２にて示す変化にて第１および第２信号光により記録媒体９上に描かれるドットの主走査方向の長さは太い実線９４１ａおよび破線９４２ａにて示す長さ（Ｌ１）となり、互いに等しくなる。実線９５１および破線９５２にて示す変化の場合にも第１および第２信号光により記録媒体９上に描かれるドットの主走査方向の長さは太い実線９５１ａおよび破線９５２ａにて示す長さ（２・Ｌ１）となり、互いに等しくなる。すなわち、記録媒体９が感光する際のしきい値が最大エネルギー量の半分である場合、各信号光の主走査方向の長さが異なる場合であっても各信号光の強度が同じ場合には均一なドットが描画されることとなる。
【００６０】
ところが、図９に示すように記録媒体９のしきい値が１／２・Ｅ１でなく、例えば、１／２・Ｅ１よりも大きいＥ２である場合、実線９４１ｂおよび破線９４２ｂにて示すように、第１および第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが互いに異なることとなる。信号光のＯＮ、ＯＦＦが２描画クロック毎に切り替えられる場合も実線９５１ｂおよび破線９５２ｂにて示すようにドットの主走査方向の長さが互いに異なることとなる。
【００６１】
そこで、第１の実施の形態に係る画像記録装置１では、信号光のＯＮ、ＯＦＦのタイミングを調整（時間に対してシフト）させることにより、記録媒体９の感光特性の影響を受けることなく一定の強度の複数の信号光により互いに主走査方向に等しい長さのドットを描画することを実現している。
【００６２】
図１０は、画像記録装置１により記録媒体９上に与えられるエネルギー量の変化を示している。実線９６１は第１信号光の場合のエネルギー量の変化を示しており、破線９６２は第２信号光の場合のエネルギー量の変化を示している。
【００６３】
実線９６１は、実線９４１が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミング（ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと遷移するタイミング）がｄＴ１（図１０中のｄＴ１は、正確にはｄＴ１の間に記録媒体９が移動する距離を示す。）だけ早められ、立ち下がりタイミング（ＯＮ状態からＯＦＦ状態へと遷移するタイミング）がｄＴ１だけ遅延されることにより得られる。一方、破線９６２は、破線９４２が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ２だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ２だけ遅延されることにより得られる。実線９６１および破線９６２では、エネルギー量がＥ２となる記録媒体９上の位置が一致するため、太い実線９６１ａおよび太い破線９６２ａに示すように第１信号光および第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが共にＬ１とされ、適切な画像記録が実現される。
【００６４】
同様に、実線９７１に示すように、実線９５１が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ１だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ１だけ遅延されることにより、太い実線９７１ａにて示すように第１信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが２・Ｌ１とされ、破線９７２にて示すように、破線９５２が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ２だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ２だけ遅延されることにより、太い破線９７２ａにて示すように第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さも２・Ｌ１とされる。
【００６５】
以上のように、画像記録装置１では記録媒体９の感光のしきい値および信号光の照射領域の主走査方向の長さに応じて光変調素子１２１の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングが調整（シフト）されることにより、記録媒体９の感光特性および照射領域の主走査方向の長さの影響を抑えつつ画像記録を適切に行うことが実現される。なお、図１０では信号光のＯＮ・ＯＦＦ間の遷移が瞬時に行われるものとして説明したが、実際には遷移の特性（図６参照）に合わせてＯＦＦ状態からＯＮ状態へと遷移するタイミングおよびＯＮ状態からＯＦＦ状態へと遷移するタイミングが個別に調整される。
【００６６】
さらに、信号光の照射領域が主走査方向にずれている場合であってもタイミング調整により適切な画像記録を行うことが実現される。例えば、一の光変調素子１２１による信号光の照射領域が他の光変調素子１２１による信号光の照射領域よりも主走査方向に関して遅れる方向にずれている場合には、信号光のＯＮ・ＯＦＦのタイミングが他の光変調素子１２１の動作タイミングよりも早められる。
【００６７】
図１１は信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を光変調デバイス１２とともに示すブロック図である。信号処理部２２は、各種テーブルを有する駆動電圧制御回路４１、信号生成部２３から画像信号５１１が入力されるタイミング制御回路４２、タイミング制御回路４２からの画素データ５１２を順次記憶する第１シフトレジスタ４３１、および、第１シフトレジスタ４３１からの画素データ５１３を順次記憶する第２シフトレジスタ４３２を有する。デバイス駆動回路１２０は、駆動電圧制御回路４１からのデータを順次記憶する駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１および駆動ユニット４４２を有する。駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１は図５に示すレジスタ４４１ａの配列であり、駆動ユニット４４２はクロック選択部４４２ａおよびＤ／Ａコンバータ４４２ｂの配列である。
【００６８】
タイミング制御回路４２からは各光変調素子１２１へのＯＮ／ＯＦＦを指示する画素データ５１２とともにシフトクロック５２１が出力され、シフトクロック５２１は駆動電圧制御回路４１、第１シフトレジスタ４３１、第２シフトレジスタ４３２および駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に入力される。また、タイミング制御回路４２からは制御信号５２２も出力され、各種構成に与えられる。
【００６９】
第１シフトレジスタ４３１は、シフトクロック５２１に同期して画素データ５１２を順次シフトしながら記憶し、一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができる。そして、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データ５１３をシフトクロック５２１に合わせて駆動電圧制御回路４１および第２シフトレジスタ４３２に出力する。第２シフトレジスタ４３２も一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができ、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データ５１４をシフトクロック５２１に合わせて駆動電圧制御回路４１に出力する。なお、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２には初期値として、予め全てのレジスタに０（ＯＦＦを示すデータ）が記憶される。
【００７０】
駆動電圧制御回路４１は、各光変調素子１２１に与えられる駆動電圧に対応する駆動電圧データ３０１、および、光変調素子１２１の状態遷移のタイミングを指示するクロック選択データ３０３を発生する回路であり、予めルックアップテーブル（ＬＵＴ）データ３３１が入力される。図１２は駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。
【００７１】
駆動電圧制御回路４１はＬＵＴとして、各光変調素子１２１がＯＮ状態とされる際に与えられる第１駆動電圧に相当するデータ（以下、「第１駆動電圧データ」という。）を記憶する第１駆動電圧テーブル４１１（「テーブル」は、正確にはテーブルを記憶する「メモリ」であるが、以下の説明において単に「テーブル」という。）、ＯＦＦ状態とされる際に与えられる第２駆動電圧に相当するデータ（以下、「第２駆動電圧データ」という。）を記憶する第２駆動電圧テーブル４１２、各光変調素子１２１の立ち上がりタイミングのシフト量に相当する調整クロックを選択するためのデータ（以下、「第１クロック選択データ」という。）を記憶する第１クロック選択テーブル４１３ａ、および、立ち下がりタイミングのシフト量に相当する調整クロックを選択するためのデータ（以下、「第２クロック選択データ」という。）を記憶する第２クロック選択テーブル４１３ｂを有する。
【００７２】
さらに、駆動電圧制御回路４１には、出力される駆動電圧データ３０１による制御の対象となる光変調素子１２１を特定するアドレスカウンタ４１９、および、第１駆動電圧テーブル４１１および第２駆動電圧テーブル４１２から入力される駆動電圧データ（並びに、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂから入力されるクロック選択データ）の選択を行う駆動電圧セレクタ４１５が設けられる。
【００７３】
第１駆動電圧データはＯＮ状態の各光変調素子１２１からの光の強度を等しくする第１駆動電圧として光変調素子１２１毎に後述の手法により予め別途求められ、第２駆動電圧データはＯＦＦ状態の各光変調素子１２１からの光の強度を０とする第２駆動電圧として光変調素子１２１毎に求められる。第１クロック選択データおよび第２クロック選択データも各光変調素子１２１による描画の主走査方向の長さを適切なものとするために後述の手法により予め求められる。
【００７４】
そして、ＬＵＴデータ３３１として準備された全光変調素子１２１に関する第１駆動電圧データ、第２駆動電圧データ、第１クロック選択データおよび第２クロック選択データは駆動電圧制御回路４１に入力されて第１駆動電圧テーブル４１１、第２駆動電圧テーブル４１２、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂに記憶される。
【００７５】
駆動電圧制御回路４１にシフトクロック５２１および制御信号５２２が入力されると、まず、出力される駆動電圧データ３０１に対応する光変調素子１２１がアドレスカウンタ４１９にて特定される（すなわち、対象となる光変調素子１２１に対応する第１駆動電圧テーブル４１１、第２駆動電圧テーブル４１２、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂのアドレスが特定される）。
【００７６】
これにより、第１駆動電圧テーブル４１１および第２駆動電圧テーブル４１２からは対象となる光変調素子１２１に対応する第１駆動電圧データ３１１および第２駆動電圧データ３１２が駆動電圧セレクタ４１５へと出力され、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂからは対象となる光変調素子１２１に対応する第１クロック選択データ３１３ａおよび第２クロック選択データ３１３ｂが駆動電圧セレクタ４１５へと出力される。
【００７７】
駆動電圧セレクタ４１５には、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１３，５１４がさらに入力される。画素データ５１３は光変調素子１２１のこれからの制御による状態を指示するデータであり、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４は、画素データ５１３よりも光変調素子１２１の数だけ遅れて駆動電圧制御回路４１に入力されることから、現在の（過去の制御による）光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。したがって、画素データ５１３が１（ＯＮ状態を指示する。）の場合には第１駆動電圧データ３１１が駆動電圧セレクタ４１５により選択され、０（ＯＦＦ状態を指示する。）の場合には第２駆動電圧データ３１２が選択されて駆動電圧データ３０１として出力される。
【００７８】
一方、画素データ５１４が０であり、画素データ５１３が１である場合には光変調素子１２１の立ち上がり動作が行われるため、第１クロック選択データ３１３ａが駆動電圧セレクタ４１５により選択されてクロック選択データ３０３として出力される。画素データ５１４が１であり、画素データ５１３が０である場合には光変調素子１２１の立ち下がり動作が行われるため、第２クロック選択データ３１３ｂが選択されてクロック選択データ３０３として出力される。なお、画素データ５１３，５１４の双方が１または０である場合には、光変調素子１２１の状態遷移が行われないため、便宜上、遷移タイミングの調整（シフト）を行わない調整クロック（上述のクロック１〜７の場合におけるクロック４）を選択するクロック選択データ３０３が出力される。
【００７９】
駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３は、シフトクロック５２１に同期して図１１に示す駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に順次記憶される。ここまでの処動作はシリアル処理であるが、光変調素子１２１の数に相当する駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３が駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に記憶されると、図５にて説明したように基準調整クロック３０４ａに応答してこれらのデータが駆動ユニット４４２へと転送され、クロック選択データ３０３に従って調整クロック群３０４から調整クロックが選択され、選択された調整クロックのタイミングで各光変調素子１２１に駆動電圧データ３０１に従った駆動電圧が与えられる。
【００８０】
これにより、光変調素子１２１の立ち上がりタイミングが第１クロック選択データが示すシフト量だけシフトされ、立ち下がりタイミングも第２クロック選択データが示すシフト量だけシフトされる。その結果、光変調素子１２１のＯＮ、ＯＦＦ間の遷移特性、信号光の照射領域の主走査方向の長さ、記録媒体９の感光特性等の影響を抑えつつ描画を行うことができ、いわゆる主走査方向のライン・スペース比（全光変調素子１２１を描画の単位時間毎に同時にＯＮ／ＯＦＦさせた際に主走査方向へと順次描かれる（副走査方向に長い）線領域と空白領域との面積比）を向上（１に近づける）ことができる。
【００８１】
以上の動作を図１１ないし図１３を参照しながら機能的に捉えた場合、第２シフトレジスタ４３２が複数の光変調素子１２１の一の時点での状態を記憶するメモリであり、第１シフトレジスタ４３１が複数の光変調素子１２１の次の時点での（１描画クロック後の）状態を記憶するメモリであり、これらのシフトレジスタの記憶内容を選択条件として駆動電圧セレクタ４１５内の論理演算回路４１５ａが各光変調素子１２１にて状態遷移が生じるか否かを検出する（ステップＳ１１）。そして、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂからの信号を選択対象として駆動電圧セレクタ４１５内の選択回路４１５ｂにより実質的に遷移タイミングのシフト量が決定され（ステップＳ１２）、シフト量を反映したタイミングで光変調素子に駆動電圧が与えられて（ステップＳ１３）、状態遷移のタイミングの調整（シフト）が実現される。
【００８２】
なお、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２には初期値として０が設定されるため、描画（画像記録）が開始された直後のＯＦＦ状態からＯＮ状態への遷移を検出することが実現される。
【００８３】
次に、図１に示す検出部７１およびシフト量算出部２４により、上述の第１駆動電圧データ、第２駆動電圧データ、第１クロック選択データおよび第２クロック選択データが求められる原理について説明する。
【００８４】
図１４は光学ヘッド１０が検出部７１と対向する位置まで移動し、全光変調素子１２１がＯＮ状態とされた際に検出部７１に信号光が照射される様子を示す図である。図１４に示すように検出部７１は、主走査方向（Ｙ方向）に数個、副走査方向（Ｘ方向）に多数個配列された受光素子群７２を有し、受光素子群７２上に全光変調素子１２１からの光が照射される。図１４では照射領域７３１を平行斜線を付して図示している。
【００８５】
シフト量算出部２４では、まず、副走査方向の各位置において主走査方向に並ぶ受光素子が受ける受光量の合計が求められる。これにより、全光変調素子１２１からの信号光の副走査方向の強度分布が得られる。次に、副走査方向の強度分布から各光変調素子１２１に対応する副走査方向の位置における信号光の強度が求められ、各光変調素子１２１からの信号光の強度が一定となるように各光変調素子１２１に与えられるべき第１駆動電圧が算出される。さらに、以上の動作を繰り返すことにより、第１駆動電圧が正確に求められる。
【００８６】
各光変調素子１２１の電圧に対する相対的な出力特性のばらつきは少ないことから、第１駆動電圧に基づいて第２駆動電圧が求められる。そして、各光変調素子１２１の第１駆動電圧および第２駆動電圧に基づいて第１駆動電圧データおよび第２駆動電圧データが算出される。
【００８７】
続いて、副走査方向の各位置において主走査方向に並ぶ各受光素子の受光量に基づいて、各光変調素子１２１からの信号光の主走査方向の幅および主走査方向の中心位置（または、光強度の重心）が求められる。図１４の例の場合、副走査方向の両端の位置７２１，７２３では照射領域７３１の主走査方向の幅がおよそ受光素子３個分であると検出され、副走査方向の中央の位置７２２では主走査方向の幅がおよそ受光素子１個分であると検出される。また、位置７２１よりも位置７２３において照射領域７３１が（−Ｙ）方向に受光素子約１個分ずれていることが検出される。そして、主走査方向に対する信号光の幅およびずれの影響、並びに、記録媒体９の感光特性および光変調素子１２１の状態遷移特性等の影響を抑制するための第１クロック選択データおよび第２クロック選択データが各光変調素子１２１に対して求められる。
【００８８】
図１４に示す手法は、各種データのおよその値を一度に求めることができるという利点を有している。図１５は、光変調素子１２１を１つずつ（または、互いに信号光が干渉しない個数の間隔で）ＯＮ状態として各種データをさらに正確に求める手法を説明するための図である。図１５では１つの光変調素子１２１がＯＮ状態とされた際の光の照射領域７３２を平行斜線を付して図示している。
【００８９】
シフト量算出部２４では、まず、全受光素子からの出力の合計が求められ、１つの光変調素子１２１からの信号光の強度が算出される。続いて、各受光素子からの出力に基づいて照射領域７３２の副走査方向（Ｘ方向）の幅が求められる。照射領域７３２における信号光の強度分布のおよそのピーク値は、照射領域７３２の副走査方向の幅および信号光の強度から算出することができるため（すなわち、光の強度が同一の場合、副走査方向の幅が大きいほどピーク値が小さくなることから）、求められたピーク値に基づいて第１駆動電圧が算出される。これにより、副走査方向のドット幅を一定にする第１駆動電圧データが求められる。その後、第１駆動電圧データに基づいて第２駆動電圧データが算出される。
【００９０】
一方、各受光素子からの出力に基づいて照射領域７３２の主走査方向の幅および中心（または、光強度の重心）の主走査方向の位置が求められ、これらの情報やピーク値等に基づいて、各光変調素子１２１の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングのシフト量が第１クロック選択データおよび第２クロック選択データとして求められる。その結果、主走査方向に対する信号光の幅およびずれの影響、副走査方向に対する信号光の幅の影響、並びに、記録媒体９の感光特性および光変調素子１２１の状態遷移特性の影響を抑制することが実現される。
【００９１】
＜２． 第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る画像記録装置１について説明する。第２の実施の形態に係る画像記録装置１では、光変調素子の状態遷移に応じた遷移タイミングのシフトを行いつつ、微細な画像パターンを精度よく記録することが可能とされる。なお、画像記録装置１の基本構成は第１の実施の形態と同様であり、以下の説明において同符号を付して説明する。
【００９２】
図１６は、図１１および図１２に示した第１の実施の形態に係る回路構成により、ＯＦＦ状態の光変調素子１２１が１描画クロック毎（すなわち、制御単位時間毎）にＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合の駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図である。縦軸のＩ１，Ｉ２並びにＶ１，Ｖ２は図６と同様である。太い実線９１１は第１の実施の形態に係る回路構成による駆動電圧の変化、太い破線９１２は出力変化を示している。細い実線９０１および細い破線９０２はそれぞれ遷移タイミングのシフトが行われない場合の駆動電圧の変化および出力変化を示している。
【００９３】
図１６に示すように、描画動作の最小単位の時間だけ光変調素子１２１がＯＮ状態となる場合、ＯＮからＯＦＦへと状態遷移する時点（図１６中の時刻Ｔ１）では、光変調素子１２１の可撓リボン１２１ａの振動（リンギング）がまだ収束していない。したがって、シフト量に応じてＯＮからＯＦＦへと遷移を開始する時点での電圧が異なり、シフト量に応じて遷移の様子が変化することとなる。例えば、図１６に示すように、遷移タイミングのシフトが行われない場合の破線９０２とシフトが行われる場合の破線９１２とでは、可撓リボン１２１ａの振動の影響を受けて時刻Ｔ１からＴ２の間で曲線が一致しなくなってしまう。
【００９４】
図１７は、第２の実施の形態に係る画像記録装置１における光変調素子１２１の動作例を示す図である。図１７では、光変調素子１２１が１描画クロック毎にＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合に、第１駆動電圧Ｖ１に代えて補助駆動電圧Ｖ３が与えられる。これにより、光変調素子１２１がＯＮからＯＦＦへと状態遷移する際の様子が適切な描画が実現されるように修正される。なお、補助駆動電圧Ｖ３は主として出力の様子およびシフト量により決定されることから、シフト量に応じて補助駆動電圧Ｖ３は第１駆動電圧Ｖ１よりも高く設定される場合もあれば低く設定される場合もある。
【００９５】
図１８は、図１７に示す動作を実現する信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る画像記録装置１は、第１の実施の形態と比べて第３シフトレジスタ４３３が追加され、駆動電圧制御回路４１の内部構造および動作が異なる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。図１８では、シフトクロック５２１および制御信号５２２の図示を省略している。
【００９６】
第３シフトレジスタ４３３は、シフトクロックに同期して第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４を順次記憶し、一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができる。そして、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データをシフトクロックに合わせて画素データ５１５として駆動電圧制御回路４１に出力する。したがって、第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５は第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４よりも光変調素子１２１の数だけ遅延されたものとなる。その結果、駆動電圧制御回路４１に同時に入力される３つの画素データ５１３〜５１５は、特定の光変調素子１２１の３描画クロック分の状態を示すこととなる。なお、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４が次の更新クロック３０２後の光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。
【００９７】
図１９は第２の実施の形態における駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。駆動電圧制御回路４１は第１の実施の形態のものに補助駆動電圧テーブル４１４が追加された構成となっており、駆動電圧セレクタ４１５には３つの画素データ５１３〜５１５が入力される。補助駆動電圧テーブル４１４には、図１７に例示したように光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する際のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点における補助駆動電圧Ｖ３が、光変調素子１２１毎に予め記憶されている。なお、補助駆動電圧Ｖ３は、１描画クロック分のみの描画を適切に行うことができる値として予め求められる。
【００９８】
表１は画素データ５１３〜５１５に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表であり、表１中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。
【００９９】
【表１】
【０１００】
表１に示すようにクロック選択データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択される。これにより、第１の実施の形態と同様に、立ち上がり時および立ち下がり時に遷移タイミングのシフトが行われる。
【０１０１】
一方、駆動電圧データとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択されるが、画素データ５１５〜５１３が順に「０」「１」「０」の場合だけ補助駆動電圧テーブル４１４からの補助駆動電圧データ３１４が選択される。
【０１０２】
これにより、図１７に例示したように光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点で補助駆動電圧Ｖ３が光変調素子１２１に入力されることとなり、ＯＦＦからＯＮへと遷移する際の可撓リボン１２１ａの振動の影響を受けることなく適切に１描画クロック分の描画を行うことができ、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。具体的には、副走査方向に伸びる最小のライン幅を、他の大きさの幅から独立して制御することができる。
【０１０３】
図２０は第２の実施の形態に係る画像記録装置１の駆動電圧制御回路４１の他の例を示すブロック図である。図２０に示す駆動電圧制御回路４１は、第１の実施の形態に係る構成（図１２参照）に第１補助駆動電圧テーブル４１４ａおよび第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂが追加されたものとなっている。
【０１０４】
第１補助駆動電圧テーブル４１４ａは図１９における補助駆動電圧テーブル４１４と同様の役割を果たし、各光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する際のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点にて印加される補助駆動電圧（以下、「第１補助駆動電圧」という。）を記憶する。第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂは、各光変調素子１２１がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する際のＯＮからＯＦＦへと遷移する時点にて印加される補助駆動電圧（以下、「第２補助駆動電圧」という。）を記憶する。
【０１０５】
表２は画素データ５１３〜５１５に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表である。表２中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
表２に示すようにクロック選択データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択される。
【０１０８】
一方、駆動電圧データとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択されるが、画素データ５１５〜５１３が順に「０」「１」「０」の場合に第１補助駆動電圧テーブル４１４ａからの第１補助駆動電圧データ３１４ａが選択され、画素データ５１５〜５１３が順に「１」「０」「１」の場合に第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂからの第２補助駆動電圧データ３１４ｂが選択される。
【０１０９】
図２１および図２２は、第２補助駆動電圧の役割を説明するための図である。図２１は、第１の実施の形態に係る画像記録装置１にて１描画クロック毎にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮへと光変調素子１２１の状態が遷移する場合の駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図である。縦軸のＩ１，Ｉ２並びにＶ１，Ｖ２は図６と同様である。太い実線９１１は第１の実施の形態に係る画像記録装置１における駆動電圧の変化、太い破線９１２は出力変化を示している。細い実線９０１および細い破線９０２はそれぞれ遷移タイミングのシフトが行われない場合の駆動電圧の変化および出力変化を示している。
【０１１０】
図２２中の太い実線９１１および太い破線９１２はそれぞれ図２０に示す駆動電圧制御回路４１を有する画像記録装置１にて１描画クロック毎にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮへと光変調素子１２１の状態が遷移する場合の駆動電圧の変化および光変調素子１２１からの信号光の強度変化を示す。細い実線９０１および細い破線９０２は図２１と同様であり、参考のために示している。
【０１１１】
図２１に示すように、時刻Ｔ１では電圧がＶ２まで十分には上昇しないため、時刻Ｔ１からシフト量だけ遷移開始時刻をずらした場合、時刻Ｔ１における電圧がシフト量に応じて変化してしまう。その結果、ＯＮ状態の光変調素子１２１を１描画クロック毎にＯＦＦ、ＯＮと変化させると、シフト量に応じて記録媒体９が感光しない領域の主走査方向の幅が変動することとなる。そこで、図２０に示す駆動電圧制御回路４１では、図２２に示すように時刻Ｔ１において光変調素子１２１に第２補助駆動電圧Ｖ４を印加して光変調デバイス１２からの出力を十分に下降させるようにしている。
【０１１２】
以上のように、図２０に示す駆動電圧制御回路４１により光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合に第１補助駆動電圧Ｖ３を選択し、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する場合に第２補助駆動電圧Ｖ４を選択することにより、１描画単位時間だけ描画が行われる場合、および、１描画単位時間だけ描画が行われない場合においても適切に露光を行うことができ、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。具体的には、副走査方向に伸びる最小のラインの幅およびライン状のスペースの幅を、他の大きさの幅から独立して制御することができる。
【０１１３】
図１８ないし図２０に示す構成による動作を図２３を参照しながら機能的に捉えた場合、第１シフトレジスタ４３１ないし第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１３〜５１５、並びに、駆動電圧セレクタ４１５の論理演算回路４１５ａ（図１９，図２０参照）により各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移が検出され（ステップＳ２１）、特定の状態遷移が検出されるか否かに応じて駆動電圧セレクタ４１５の選択回路４１５ｂが駆動電圧の設定を行い（ステップＳ２２）、その結果、特定の状態遷移が検出された際に通常の駆動電圧とは異なる補助駆動電圧が該当する光変調素子１２１に与えられることとなる（ステップＳ２３）。なお、図１３の遷移タイミングのシフトも並行して行われるが、ステップＳ１１の状態遷移の検出はステップＳ２１の一部として実行され、ステップＳ１３とステップＳ２３は同一のステップとして実行される。
【０１１４】
＜３． 第３の実施の形態＞
図２４は、第３の実施の形態に係る画像記録装置１の信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態に係る画像記録装置１は、第２の実施の形態と比べて第４シフトレジスタ４３４が追加され、駆動電圧制御回路４１の内部構造および動作が異なる。他の構成および動作は第２の実施の形態と同様である。なお、第３の実施の形態では図５に示すクロック選択部４４２ａに入力される調整クロックの間隔が十分に小さい（すなわち、調整クロック群３０４が十分な分解能を有している）ものとする。
【０１１５】
第４シフトレジスタ４３４は、第３シフトレジスタ４３３と同様のものであり、シフトクロックに同期して第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５を順次記憶し、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データをシフトクロックに合わせて画素データ５１６として駆動電圧制御回路４１に出力する。したがって、第４シフトレジスタ４３４からの画素データ５１６は第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５よりも光変調素子１２１の数だけ遅延されたものとなる。その結果、駆動電圧制御回路４１に同時に入力される４つの画素データ５１３〜５１６は、特定の光変調素子１２１の４描画クロック分の状態を示すこととなる。なお、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４が次の更新クロック３０２後の光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。
【０１１６】
図２５は第３の実施の形態における駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。駆動電圧制御回路４１は第１の実施の形態のものに第１補助クロック選択テーブル４１６ａおよび第２補助クロック選択テーブル４１６ｂが追加された構成となっており、駆動電圧セレクタ４１５には４つの画素データ５１３〜５１６が入力される。
【０１１７】
表３は画素データ５１３〜５１６に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表であり、表３中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。表３中の「−」は「０」「１」のいずれでもよいことを示している。
【０１１８】
【表３】
【０１１９】
表３に示すように駆動電圧データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択される。
【０１２０】
一方、選択クロックデータとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択されるが、画素データ５１６，５１５，５１４が順に「０」「１」「０」である場合には、第２補助クロック選択テーブル４１６ｂからの第２補助クロック選択データ３１６ｂが選択され、画素データ５１５，５１４，５１３が順に「０」「１」「０」である場合には、第１補助クロック選択テーブル４１６ａからの第１補助クロック選択データ３１６ａが選択される。
【０１２１】
これにより、光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合のＯＦＦからＯＮへと遷移する際のシフト量およびＯＮからＯＦＦへと遷移する際のシフト量が独立して設定されることとなり、光変調素子１２１の出力の振動の影響を考慮した微細な画像パターンの精度の高い記録を実現することができる。
【０１２２】
なお、上記手法に準じた手法により、光変調素子１２１がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する場合のＯＮからＯＦＦへと遷移する際のシフト量およびＯＦＦからＯＮへと遷移する際のシフト量も独立して設定可能とされてもよい。この場合、補助クロック選択テーブルがさらに２つ追加されることとなる（ただし、４つの補助クロック選択テーブルからの選択が競合する場合には、競合するテーブルのうちいずれかのものが使用される。）。また、特定の一連の遷移においてＯＮからＯＦＦへ、または、ＯＦＦからＯＮへと遷移する場合のみに補助シフト量が利用されてもよい。
【０１２３】
図２４および図２５に示す構成の動作を図２６を参照しながら機能的に捉えた場合、第１シフトレジスタ４３１ないし第４シフトレジスタ４３４からの画素データ５１３〜５１６、並びに、駆動電圧セレクタ４１５の論理演算回路４１５ａ（図２５参照）により各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移が検出され（ステップＳ３１）、特定の状態遷移が検出されるか否かに応じて駆動電圧セレクタ４１５の選択回路４１５ｂがシフト量の設定を行い（ステップＳ３２）、その結果、特定の状態遷移が検出された際に通常のシフト量とは異なる補助シフト量にて該当する光変調素子１２１の遷移タイミングがシフトされることとなる（ステップＳ３３）。
【０１２４】
なお、図１３に示した遷移タイミングの通常のシフト動作と図２６の動作とはまとめて行われることから、実際には、ステップＳ３１の一部としてステップＳ１１が実行され、ステップＳ３２とともにステップＳ１２が実行され、ステップＳ３３はステップＳ１３と同一である。
【０１２５】
＜４． 変形例＞
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。
【０１２６】
記録媒体９は光学ヘッド１０に対して相対的に移動可能であるならば他の手法により移動されてもよい。例えば、記録媒体９を平面のステージ上に保持し、ステージが光学ヘッド１０に対して移動可能とされてもよい。
【０１２７】
図１１、図１２、図１８〜図２０、図２４、図２５に示す回路構成は一例であり、他の回路構成により実現されてもよく、一部分がソフトウェアによる処理として構築されてもよい。
【０１２８】
可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂは帯状の反射面として捉えることができるのであるならば、厳密な意味でのリボン形状である必要はない。例えば、ブロック形状の上面が固定リボンの反射面としての役割を果たしてもよい。
【０１２９】
上記実施の形態では、０次光が描画における信号光とされるが、１次回折光が信号光とされてもよい。また、撓んでいない状態の可撓リボン１２１ａと固定リボン１２１ｂとの相対的位置関係が上記実施の形態とは異なり、可撓リボン１２１ａが撓んだ状態で０次光が出射される光変調素子１２１が用いられてもよい。これらの場合においても、光変調素子１２１の状態遷移特性に応じて状態遷移のタイミングを調整（シフト）することにより、適切な画像記録が実現される。
【０１３０】
上記第２の実施の形態では特定の一連の状態遷移が検出された場合に補助駆動電圧が設定され、第３の実施の形態では特定の一連の状態遷移が検出された場合に補助シフト量が設定されるが、特定の状態遷移は上記実施の形態にて示したものには限定されない。例えば、描画クロックの周期が非常に短い場合には、２描画クロックが経過しても出力の振動が収束していなかったり、出力が十分に遷移していないことが考えられる。この場合は、４描画クロック分以上の状態遷移を検出して補助駆動電圧や補助シフト量が高度に設定されてもよい。
【０１３１】
一方で、上記第２の実施の形態において第１駆動電圧および第２駆動電圧に対して補助駆動電圧を特別扱いするのではなく、補助駆動電圧を駆動電圧群のうちの１つとして扱うこともできる。この場合、画像記録装置１の動作は、一連の時点での状態遷移に応じて各光変調素子１２１の駆動電圧が設定されると捉えることができる。同様に、上記第３の実施の形態において第１シフト量および第２シフト量に対して補助シフト量を特別扱いするのではなく、補助シフト量をシフト量群のうちの１つとして扱うこともできる。この場合、画像記録装置１の動作は、一連の時点での状態遷移に応じて各光変調素子１２１のシフト量が設定されると捉えることができる。
【０１３２】
図２７は、第２の実施の形態および第３の実施の形態における画像記録装置１の動作を以上のように捉え、さらにこれらの実施の形態の動作を連携して行う場合の動作の流れを示す図である。図２７に示す動作では、まず、各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移を検出し（ステップＳ４１）、状態遷移に応じて各光変調素子１２１に対するシフト量および駆動電圧が個別に求められる（ステップＳ４２，Ｓ４３）。その後、シフト量だけ遷移タイミングをシフトさせつつ設定された駆動電圧が各光変調素子１２１に与えられる（ステップＳ４４）。これにより、光変調素子１２１の特性、光変調デバイス１２の設置姿勢、光学系の影響、記録媒体９の感光特性、その他、データ設定時のキャリブレーションにおけるノイズの影響等を考慮した高度な制御が実現され、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。上記第１ないし第３の実施の形態は、図２７にて示される動作の一部を例示したにすぎない。
【０１３３】
光変調素子１２１は回折格子型に限定されず、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）等であってもよい。さらに、光変調素子１２１は光を反射するものにも限定されず、例えば、レーザアレイが光変調素子１２１としての役割を果たしてもよい。この場合においても各レーザ素子からの光の照射領域の主走査方向の幅や位置ずれに応じて遷移タイミングをシフトさせることにより、適切な画像記録が実現される。
【０１３４】
検出部７１も２次元配列された受光素子群７２以外のものが使用されてよい。例えば、主走査方向に配列された複数の受光素子に対して光学ヘッド１０が副走査方向に走査されることにより各光変調素子１２１からの信号光による照射領域の主走査方向の幅（さらには、副走査方向の幅）等が検出されてもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明によれば、各光変調素子の遷移タイミングをシフトさせることにより、各光変調素子の状態遷移特性、照射領域の走査方向の幅、照射領域のずれ、記録媒体の感光特性等の影響の少なくともいずれかを抑えつつ適切な画像を記録することができる。
【０１３６】
さらに、遷移タイミングのシフトと共に駆動電圧を変更することにより、微細な画像パターンを精度よく記録することも実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像記録装置の構成を示す図である。
【図２】光学ヘッドの内部構成の概略を示す図である。
【図３】光変調素子の拡大図である。
【図４】（ａ）は０次光が出射される様子を示す図であり、（ｂ）は１次回折光が出射される様子を示す図である。
【図５】光変調素子を駆動する構成を示す図である。
【図６】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図７】駆動電圧と可撓リボンの撓み量との関係を示す図である。
【図８】光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図９】従来の制御における光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態における光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図１１】信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図１２】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図１４】受光素子群に全光変調素子からの信号光が照射される様子を示す図である。
【図１５】受光素子群に１つの光変調素子からの信号光が照射される様子を示す図である。
【図１６】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図１７】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態における信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図１９】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】駆動電圧制御回路の構成の他の例を示すブロック図である。
【図２１】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図２２】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図２３】第２の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図２４】第３の実施の形態における信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図２５】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２６】第３の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図２７】画像記録装置における光変調素子の制御の概念を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像記録装置
７ 保持ドラム
９ 記録媒体
１２ 光変調デバイス
２４ シフト量算出部
７１ 検出部
７２ 受光素子群
８１，８２ モータ
８３ ボールねじ
１２１ 光変調素子
１２１ａ 可撓リボン
１２１ｂ 固定リボン
４１３ａ 第１クロック選択テーブル
４１３ｂ 第２クロック選択テーブル
４１４ 補助駆動電圧テーブル
４１４ａ 第１補助駆動電圧テーブル
４１４ｂ 第２補助駆動電圧テーブル
４１５ 駆動電圧セレクタ
４１５ａ 論理演算回路
４１５ｂ 選択回路
４１６ａ 第１補助クロック選択テーブル
４１６ｂ 第２補助クロック選択テーブル
４３１ 第１シフトレジスタ
４３２ 第２シフトレジスタ
４３３ 第３シフトレジスタ
４３４ 第４シフトレジスタ
４４１ 駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ
４４２ 駆動ユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光変調素子を用いて記録媒体に画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造技術を利用して基板上に固定リボンと可撓リボンとを交互に形成し、可撓リボンを固定リボンに対して撓ませることにより回折格子の深さを変更することができる回折格子型の光変調素子が開発されている。このような回折格子では溝の深さを変更することにより正反射光や回折光の強度が変化するため、光のスイッチング素子としてＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）等の技術における画像記録装置への利用が提案されている。
【０００３】
例えば、画像記録装置に複数の回折格子型の光変調素子を設けて光を照射し、固定リボンと可撓リボンとが基準面から同じ高さに位置する状態の光変調素子からの反射光（０次光）を記録媒体へと導き、可撓リボンが撓んだ状態の光変調素子からの非０次回折光（主として１次回折光）を遮光することにより、記録媒体への画像記録が実現される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような回折格子型の光変調素子では可撓リボンに与えられる駆動電圧と可撓リボンの撓み量とが比例しないため、光変調素子をＯＮ状態（光変調素子から記録媒体へと信号光が導かれる状態）からＯＦＦ状態（光変調素子から記録媒体へと光が導かれない状態）へと移行させる際の駆動電圧の変化を示す曲線と、ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと移行させる際の駆動電圧の変化を示す曲線とを同等（すなわち、対称）にしても、光変調素子から出力される光強度の変化の様子は同等とはならない。
【０００５】
具体的には、駆動電圧の変化に対して可撓リボンの撓みの変化が大きい状態から変化が小さい状態へと光変調素子が遷移する際に、可撓リボンに大きな初期加速度が与えられて駆動電圧に追従することが困難となり、可撓リボンが過剰に速く変位したり、振動したりするという現象が生じてしまう。その結果、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で光変調素子を周期的に変化させたとしても、光変調素子に対して一定速度で移動する記録媒体上には、適切なドットを描画することが困難となる。
【０００６】
また、回折格子型のみならず、各種の光変調素子（レーザのように発光する光変調素子であってもよい。）を用いて記録媒体に画像を記録する場合において、複数の光変調素子のそれぞれにより記録媒体上に光が照射される領域の大きさが異なると、各光変調素子から同じ強度かつ同じタイミングで光が照射される場合であっても記録媒体上には同様の描画が行われないという問題も生じる。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の光変調素子を用いて適切な画像記録を実現することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での遷移が生じるか否かを検出する状態遷移検出手段と、前記遷移が検出された光変調素子の遷移タイミングを前記状態遷移検出手段による検出結果に応じてシフトさせる制御手段とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置であって、前記制御手段による各光変調素子のシフト量を記憶するシフト量記憶手段をさらに備える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像記録装置であって、前記シフト量記憶手段が、信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態への遷移時のシフト量と、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態への遷移時のシフト量とを記憶する。
【００１１】
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画像記録装置であって、各光変調素子による照射領域の走査方向の幅を検出するビーム検出手段と、前記照射領域の走査方向の幅に基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段とをさらに備える。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、各光変調素子による照射領域の走査方向に対するずれを検出するビーム検出手段と、前記照射領域の走査方向に対するずれに基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段とをさらに備える。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像記録装置であって、前記ビーム検出手段が、２次元に配列された受光素子群を有する。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子である。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像記録装置であって、前記制御手段が、各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記受光素子群が、各光変調素子からの信号光の強度を検出し、前記制御手段が、前記信号光の強度に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像記録装置であって、前記受光素子群が、各光変調素子による照射領域の走査方向に垂直な方向の幅を検出し、前記制御手段が、前記信号光の強度および前記走査方向に垂直な方向の幅に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御する。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、前記制御手段が、通常の駆動電圧とは異なる補助駆動電圧を特定の状態遷移が検出された光変調素子に与える。
【００１９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移である。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の画像記録装置であって、信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、光変調素子毎の補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段とをさらに備える。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、請求項１２に記載の画像記録装置であって、もう１つの特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２３】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の画像記録装置であって、信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、前記特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧および前記もう１つの特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段とをさらに備える。
【００２４】
請求項１７に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、前記制御手段が、通常のシフト量とは異なる補助シフト量だけ特定の状態遷移が検出された光変調素子の駆動タイミングをシフトする。
【００２５】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の画像記録装置であって、光変調素子毎の補助シフト量を記憶する補助シフト量記憶手段をさらに備える。
【００２６】
請求項１９に記載の発明は、請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移である。
【００２７】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移である。
【００２８】
請求項２１に記載の発明は、請求項１８ないし２０のいずれかに記載の画像記録装置であって、前記補助シフト量記憶手段が、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態へと遷移する際の補助シフト量と信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態へと遷移する際の補助シフト量とを記憶する。
【００２９】
請求項２２に記載の発明は、露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での一連の状態遷移を検出する状態遷移検出手段と、前記一連の状態遷移に応じて各光変調素子の遷移タイミングをシフトさせる制御手段とを備える。
【００３０】
請求項２３に記載の発明は、請求項２２に記載の画像記録装置であって、前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子である。
【００３１】
請求項２４に記載の発明は、請求項２２または２３に記載の画像記録装置であって、前記制御手段が、前記一連の状態遷移に応じた駆動電圧を前記各光変調素子に与える。
【００３２】
【発明の実施の形態】
＜１． 第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１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は画像記録用の光を出射する光学ヘッド１０および露光により画像が記録される記録媒体９を保持する保持ドラム７を有する。記録媒体９としては、例えば、刷版、刷版形成用のフィルム等が用いられる。なお、保持ドラム７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、記録媒体９は感光ドラムの表面に相当し、保持ドラム７が記録媒体９を一体的に保持していると捉えることができる。
【００３３】
保持ドラム７は記録媒体９を保持する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１０が記録媒体９に対して主走査方向に相対的に移動する。光学ヘッド１０はモータ８２およびボールねじ８３により保持ドラム７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る。また、光学ヘッド１０の位置はエンコーダ８４により検出される。モータ８１，８２およびエンコーダ８４は全体制御部２１に接続され、全体制御部２１がモータ８１を駆動させつつ光学ヘッド１０の移動および光学ヘッド１０からの信号光の出射を制御することにより、保持ドラム７上の記録媒体９に光による画像記録が行われる。
【００３４】
記録媒体９に記録される画像のデータは予め信号生成部２３にて準備されており、信号処理部２２が全体制御部２１からの制御信号に基づいて信号生成部２３と同期しつつ画像信号を受け取る。信号処理部２２は受け取った画像信号を光学ヘッド１０用の信号へと変換して送信する。
【００３５】
保持ドラム７の側方には、光学ヘッド１０からの光ビームを検出する検出部７１が配置され、光学ヘッド１０はモータ８２およびボールねじ８３により検出部７１と対向する位置まで移動可能とされる。検出部７１からの出力はシフト量算出部２４に入力される。シフト量算出部２４はＣＰＵにより演算処理が行われるコンピュータであり、検出部７１からの出力を演算処理することにより光学ヘッド１０の制御に用いられるデータを生成する。
【００３６】
図２は光学ヘッド１０の内部構成の概略を示す図である。光学ヘッド１０内には、複数の発光点を一列に有するバータイプの半導体レーザである光源１１、および、回折格子型の複数の光変調素子を一列に配列して有する光変調デバイス１２が配置され、光源１１からの光は、レンズ１３１（実際には、集光レンズ、シリンドリカルレンズ等により構成される）およびプリズム１３２を介して光変調デバイス１２へと導かれる。このとき、光源１１からの光は線状光（光束断面が線状の光）とされ、配列配置される複数の光変調素子上に照射される。
【００３７】
光変調デバイス１２の各光変調素子はデバイス駆動回路１２０からの信号に基づいて個別に制御され、０次光（正反射光）を出射する状態と、非０次回折光（主として１次回折光（（＋１）次回折光および（−１）次回折光））を出射する状態との間で遷移可能とされる。光変調素子から出射される０次光はプリズム１３２へと戻され、１次回折光はプリズム１３２とは異なる方向へと導かれる。なお、迷光となることを防止するために１次回折光は図示を省略する遮光部により遮光される。
【００３８】
各光変調素子からの０次光はプリズム１３２にて反射され、ズームレンズ１３３を介して光学ヘッド１０外の記録媒体９へと導かれ、複数の光変調素子の像が副走査方向に並ぶように記録媒体９上に形成される。すなわち、光変調素子１２１は０次光を出射する状態がＯＮ状態であり、１次回折光を出射する状態がＯＦＦ状態とされる。ズームレンズ１３３はズームレンズ駆動モータ１３４にて倍率が可変とされており、これにより、記録される画像の解像度が変更される。
【００３９】
図３は配列配置された光変調素子１２１の拡大図である。光変調素子１２１は半導体装置製造技術を利用して製造され、各光変調素子１２１は格子の深さを変更することができる回折格子となっている。光変調素子１２１には複数の可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂが交互に平行に配列形成され、可撓リボン１２１ａは背後の基準面に対して昇降移動可能とされ、固定リボン１２１ｂは基準面に対して固定される。回折格子型の光変調素子としては、例えば、ＧＬＶ（グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）が知られている。
【００４０】
図４（ａ）および（ｂ）は、可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂに対して垂直な面における光変調素子１２１の断面を示す図である。図４（ａ）に示すように可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂが基準面１２１ｃに対して同じ高さに位置する（すなわち、可撓リボン１２１ａが撓まない）場合には、光変調素子１２１の表面は面一となり、入射光Ｌ１の反射光が０次光Ｌ２として導出される。一方、図４（ｂ）に示すように可撓リボン１２１ａが固定リボン１２１ｂよりも基準面１２１ｃ側に撓む場合には、可撓リボン１２１ａが回折格子の溝の底面となり、１次回折光Ｌ３（さらには、高次回折光）が光変調素子１２１から導出され、０次光Ｌ２は消滅する。このように、各光変調素子１２１は回折格子を利用した光変調を行う。
【００４１】
図５は各光変調素子１２１を駆動する構成を示す図であり、図２中のデバイス駆動回路１２０の駆動に係る要素（以下、「駆動要素１２０ａ」という。）を示している。駆動要素１２０ａは、レジスタ４４１ａ、クロック選択部４４２ａおよびＤ／Ａコンバータ４４２ｂ、並びに、Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂからの出力を光変調素子１２１の駆動電圧へと変換する回路を有する。レジスタ４４１ａには所定の駆動電圧を発生させるための駆動電圧データ３０１、および、光変調素子１２１の動作タイミングを調整するクロック選択データ３０３が入力され、クロック選択部４４２ａには調整クロック群３０４が入力される。調整クロック群３０４は、順次僅かな時間だけずれた調整クロックの集合であり、最も早い時点を示す基準調整クロック３０４ａはレジスタ４４１ａにも入力される。
【００４２】
クロック選択部４４２ａには、レジスタ４４１ａに一時的に記憶されているクロック選択データ３０３が基準調整クロック３０４ａに応答して入力され、調整クロック群３０４のうち１つの調整クロックの選択が行われる。選択された調整クロックは更新クロック３０２としてＤ／Ａコンバータ４４２ｂへと出力される。
【００４３】
Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂにはレジスタ４４１ａから駆動電圧データ３０１が入力されており、更新クロック３０２が入力されると駆動電圧データ３０１のアナログ信号が出力される。更新クロック３０２毎の駆動電圧データ３０１は光変調素子１２１を１回駆動する際の駆動電圧に対応しており、Ｄ／Ａコンバータ４４２ｂからの出力は電流源３２に入力されて電流へとさらに変換される。電流源３２は一端が抵抗３３を介して高電位Ｖｃｃ側に接続され、他端が接地される。
【００４４】
電流源３２の両端は、接続パッド３４を介して光変調素子１２１の可撓リボン１２１ａおよび基準面１２１ｃに接続される。したがって、駆動電圧データ３０１がＤ／Ａコンバータ４４２ｂおよび電流源３２を介して電流へと変換されると、抵抗３３による電圧降下により両接続パッド３４間の駆動電圧へと変換される。以上のように、駆動要素１２０ａはクロック選択データ３０３に基づいて光変調素子１２１の駆動タイミングを調整（シフト）させることが可能とされている。
【００４５】
例えば、図５に示すように７つの調整クロック（以下、最も早い調整クロックから順に「クロック１」、「クロック２」、・・・、「クロック７」という。）がクロック選択部４４２ａに入力される場合、クロック４が本来の駆動タイミングとして使用され、駆動タイミングをより早める際には、クロック３、クロック２、クロック１が順次使用される。駆動タイミングをより遅延させる際には、クロック５、クロック６、クロック７が順次使用される。
【００４６】
なお、接続パッド３４間は浮遊容量を有するため、駆動電圧は接続パッド３４間の時定数に従った変化を行う。
【００４７】
図６は駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図であり、細い実線９０１は従来の手法による駆動電圧の変化を示しており、細い破線９０２は従来の出力変化を示している。一方、太い実線９１１は第１の実施の形態における駆動電圧の変化を示しており、太い破線（太く短い破線）９１２は第１の実施の形態における出力変化を示している。なお、描画クロック（タイミング調整が行われていない更新クロック３０２に相当）Ｔ２〜Ｔ４において実線９０１と実線９１１とは重なっており、破線９０２と破線９１２とは重なっている。描画クロックＴ０〜Ｔ２に示す太く長い破線９２０は信号光のＯＮ／ＯＦＦの対称性を考慮した場合の好ましい出力変化を示している。また、図６では２描画クロックにて光変調素子１２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態との間を遷移する際の動作を示している。
【００４８】
縦軸において、Ｖ１およびＶ２は、それぞれ光変調素子１２１が信号光を出射するときの駆動電圧および信号光を出射しないときの駆動電圧を示し、Ｉ２（Ｖ１と同じ位置に図示）は、駆動電圧Ｖ２に対応する出力（すなわち、０）を示す。
【００４９】
図６に示すように、従来手法により光変調素子１２１が駆動される場合、描画クロックＴ０〜Ｔ２に細い実線９０１に示すように駆動電圧がＶ２からＶ１へと下降すると、光変調素子１２１からの出力は急上昇してオーバーシュートした後に振動しながら強度Ｉ１（Ｖ２と同じ位置に図示）へと至る。一方、描画クロックＴ２〜Ｔ４に示すように、駆動電圧がＶ１からＶ２へと上昇する際には光変調素子１２１からの出力は滑らかに減少する。このような現象は駆動電圧と可撓リボン１２１ａの撓み量との関係が比例しないために生じる。
【００５０】
図７は駆動電圧と可撓リボン１２１ａの撓み量（すなわち、固定リボン１２１ｂと可撓リボン１２１ａとの基準面１２１ｃからの高さの差）との関係を示す図である。駆動電圧がほぼＶ１であり、光変調素子１２１がＯＮ状態に近い場合、駆動電圧の変化（ｄＶａ）に対する撓み量の変化（ｄＤａ）は僅かとなる。これに対し、駆動電圧がほぼＶ２であり、光変調素子１２１がＯＦＦ状態に近い場合、駆動電圧の変化（ｄＶｂ）に対する撓み量の変化（ｄＤｂ）は大きくなる。
【００５１】
したがって、従来の手法のように駆動電圧を単純に増減させた場合には、駆動電圧がＶ２から急峻に下降する際に可撓リボン１２１ａに過剰な加速度が加わり、図６中の描画クロックＴ０〜Ｔ１に細い破線９０２にて示すように光変調素子１２１からの出力が急激に変化するとともに駆動電圧の変化に追従できない可撓リボン１２１ａの影響を受けて出力が振動する。その結果、光変調素子１２１からの出力は、好ましい出力変化（破線９２０）から上側に大幅に外れた曲線を描くこととなる。
【００５２】
記録媒体９の光応答特性は、照射領域が主走査されたときの光強度の積分値（すなわち、単位面積当たりに与えられるエネルギー）に基づくため、細い破線９０２にて示す特性の場合、ＯＮ／ＯＦＦを一定間隔にて繰り返したとしても描画（感光）領域が空白領域よりも大きくなってしまう。
【００５３】
なお、駆動電圧がＶ１からＶ２へと上昇する際には、変化の初期において可撓リボン１２１ａに与えられる加速度が小さいため、光変調素子１２１は理想的にＯＦＦ状態へと遷移する。
【００５４】
第１の実施の形態に係る画像記録装置１では、光変調素子１２１からの出力の急激な立ち上がりの影響を抑えるために図６中の太い実線９１１にて示すように微小時間ｄＴだけ遅れて駆動電圧Ｖ１の付与が開始される。これにより、好ましい出力変化の際に記録媒体９に与えられるエネルギーと同等のエネルギーを記録媒体９に与えることができ、適切な描画が実現される。なお、光変調素子１２１の立ち下がりを早めることにより記録媒体９に与えられるエネルギーの調整が行われてもよい。
【００５５】
次に、光変調素子１２１に対する従来の制御手法におけるもう１つの問題点および第１の実施の形態に係る画像記録装置１による制御の様子について説明する。図８ないし図１０は１つの光変調素子１２１からの信号光が記録媒体９に照射される領域の主走査方向の長さと記録媒体９上に描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【００５６】
図８において横軸は記録媒体９上の主走査方向の位置を示しており、符号Ｐ０〜Ｐ８にて示す位置間の中央が１描画クロックが経過する毎の信号光の中心の位置となっている。すなわち、符号Ｌ１にて示す距離が１描画クロックの間に記録媒体９が主走査方向の移動する距離を示している。図８中に符号９３１にて示す領域は信号光（以下、「第１信号光」という。）の照射領域の主走査方向の長さが１／２・Ｌ１である様子を模式的に示しており、符号９３２にて示す領域は信号光（以下、「第２信号光」という。）の照明領域の主走査方向の長さがＬ１である様子を模式的に示している。第１信号光と第２信号光とは光強度が均一であり、第１信号光と第２信号光とが単位時間当たりに記録媒体９に与えるエネルギー量は等しい（すなわち、第１信号光の単位面積当たりの強度が第２信号光の２倍である）ものとする。
【００５７】
図８中の実線９４１および破線９４２は、第１および第２信号光が位置Ｐ０と位置Ｐ１との間でＯＮとされ、その後、１描画クロックが経過する毎にＯＦＦおよびＯＮが交互に繰り返される際に記録媒体９上に与えられる単位面積当たりのエネルギー量（以下、単に「エネルギー量」という。）を示している。実線９５１および破線９５２は、第１および第２信号光が位置Ｐ０と位置Ｐ２との間でＯＮとされ、その後、２描画クロックが経過する毎にＯＦＦおよびＯＮが交互に繰り返される際に記録媒体９上に与えられるエネルギー量を示している。
【００５８】
なお、エネルギー量の変化を示すこれらの折線は、光変調素子１２１がＯＮ状態とＯＦＦ状態との間で切り替わる際の遷移カーブ（図６参照）を無視して記載しており、ＯＮ、ＯＦＦが瞬時に切り替わるものと仮定して記載している。
【００５９】
ここで、記録媒体９が感光するために必要なエネルギー量が最大エネルギー量Ｅ１の１／２である場合、実線９４１および破線９４２にて示す変化にて第１および第２信号光により記録媒体９上に描かれるドットの主走査方向の長さは太い実線９４１ａおよび破線９４２ａにて示す長さ（Ｌ１）となり、互いに等しくなる。実線９５１および破線９５２にて示す変化の場合にも第１および第２信号光により記録媒体９上に描かれるドットの主走査方向の長さは太い実線９５１ａおよび破線９５２ａにて示す長さ（２・Ｌ１）となり、互いに等しくなる。すなわち、記録媒体９が感光する際のしきい値が最大エネルギー量の半分である場合、各信号光の主走査方向の長さが異なる場合であっても各信号光の強度が同じ場合には均一なドットが描画されることとなる。
【００６０】
ところが、図９に示すように記録媒体９のしきい値が１／２・Ｅ１でなく、例えば、１／２・Ｅ１よりも大きいＥ２である場合、実線９４１ｂおよび破線９４２ｂにて示すように、第１および第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが互いに異なることとなる。信号光のＯＮ、ＯＦＦが２描画クロック毎に切り替えられる場合も実線９５１ｂおよび破線９５２ｂにて示すようにドットの主走査方向の長さが互いに異なることとなる。
【００６１】
そこで、第１の実施の形態に係る画像記録装置１では、信号光のＯＮ、ＯＦＦのタイミングを調整（時間に対してシフト）させることにより、記録媒体９の感光特性の影響を受けることなく一定の強度の複数の信号光により互いに主走査方向に等しい長さのドットを描画することを実現している。
【００６２】
図１０は、画像記録装置１により記録媒体９上に与えられるエネルギー量の変化を示している。実線９６１は第１信号光の場合のエネルギー量の変化を示しており、破線９６２は第２信号光の場合のエネルギー量の変化を示している。
【００６３】
実線９６１は、実線９４１が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミング（ＯＦＦ状態からＯＮ状態へと遷移するタイミング）がｄＴ１（図１０中のｄＴ１は、正確にはｄＴ１の間に記録媒体９が移動する距離を示す。）だけ早められ、立ち下がりタイミング（ＯＮ状態からＯＦＦ状態へと遷移するタイミング）がｄＴ１だけ遅延されることにより得られる。一方、破線９６２は、破線９４２が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ２だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ２だけ遅延されることにより得られる。実線９６１および破線９６２では、エネルギー量がＥ２となる記録媒体９上の位置が一致するため、太い実線９６１ａおよび太い破線９６２ａに示すように第１信号光および第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが共にＬ１とされ、適切な画像記録が実現される。
【００６４】
同様に、実線９７１に示すように、実線９５１が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ１だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ１だけ遅延されることにより、太い実線９７１ａにて示すように第１信号光により描画されるドットの主走査方向の長さが２・Ｌ１とされ、破線９７２にて示すように、破線９５２が得られる動作よりも光変調素子１２１の立ち上がりタイミングがｄＴ２だけ早められ、立ち下がりタイミングがｄＴ２だけ遅延されることにより、太い破線９７２ａにて示すように第２信号光により描画されるドットの主走査方向の長さも２・Ｌ１とされる。
【００６５】
以上のように、画像記録装置１では記録媒体９の感光のしきい値および信号光の照射領域の主走査方向の長さに応じて光変調素子１２１の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングが調整（シフト）されることにより、記録媒体９の感光特性および照射領域の主走査方向の長さの影響を抑えつつ画像記録を適切に行うことが実現される。なお、図１０では信号光のＯＮ・ＯＦＦ間の遷移が瞬時に行われるものとして説明したが、実際には遷移の特性（図６参照）に合わせてＯＦＦ状態からＯＮ状態へと遷移するタイミングおよびＯＮ状態からＯＦＦ状態へと遷移するタイミングが個別に調整される。
【００６６】
さらに、信号光の照射領域が主走査方向にずれている場合であってもタイミング調整により適切な画像記録を行うことが実現される。例えば、一の光変調素子１２１による信号光の照射領域が他の光変調素子１２１による信号光の照射領域よりも主走査方向に関して遅れる方向にずれている場合には、信号光のＯＮ・ＯＦＦのタイミングが他の光変調素子１２１の動作タイミングよりも早められる。
【００６７】
図１１は信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を光変調デバイス１２とともに示すブロック図である。信号処理部２２は、各種テーブルを有する駆動電圧制御回路４１、信号生成部２３から画像信号５１１が入力されるタイミング制御回路４２、タイミング制御回路４２からの画素データ５１２を順次記憶する第１シフトレジスタ４３１、および、第１シフトレジスタ４３１からの画素データ５１３を順次記憶する第２シフトレジスタ４３２を有する。デバイス駆動回路１２０は、駆動電圧制御回路４１からのデータを順次記憶する駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１および駆動ユニット４４２を有する。駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１は図５に示すレジスタ４４１ａの配列であり、駆動ユニット４４２はクロック選択部４４２ａおよびＤ／Ａコンバータ４４２ｂの配列である。
【００６８】
タイミング制御回路４２からは各光変調素子１２１へのＯＮ／ＯＦＦを指示する画素データ５１２とともにシフトクロック５２１が出力され、シフトクロック５２１は駆動電圧制御回路４１、第１シフトレジスタ４３１、第２シフトレジスタ４３２および駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に入力される。また、タイミング制御回路４２からは制御信号５２２も出力され、各種構成に与えられる。
【００６９】
第１シフトレジスタ４３１は、シフトクロック５２１に同期して画素データ５１２を順次シフトしながら記憶し、一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができる。そして、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データ５１３をシフトクロック５２１に合わせて駆動電圧制御回路４１および第２シフトレジスタ４３２に出力する。第２シフトレジスタ４３２も一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができ、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データ５１４をシフトクロック５２１に合わせて駆動電圧制御回路４１に出力する。なお、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２には初期値として、予め全てのレジスタに０（ＯＦＦを示すデータ）が記憶される。
【００７０】
駆動電圧制御回路４１は、各光変調素子１２１に与えられる駆動電圧に対応する駆動電圧データ３０１、および、光変調素子１２１の状態遷移のタイミングを指示するクロック選択データ３０３を発生する回路であり、予めルックアップテーブル（ＬＵＴ）データ３３１が入力される。図１２は駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。
【００７１】
駆動電圧制御回路４１はＬＵＴとして、各光変調素子１２１がＯＮ状態とされる際に与えられる第１駆動電圧に相当するデータ（以下、「第１駆動電圧データ」という。）を記憶する第１駆動電圧テーブル４１１（「テーブル」は、正確にはテーブルを記憶する「メモリ」であるが、以下の説明において単に「テーブル」という。）、ＯＦＦ状態とされる際に与えられる第２駆動電圧に相当するデータ（以下、「第２駆動電圧データ」という。）を記憶する第２駆動電圧テーブル４１２、各光変調素子１２１の立ち上がりタイミングのシフト量に相当する調整クロックを選択するためのデータ（以下、「第１クロック選択データ」という。）を記憶する第１クロック選択テーブル４１３ａ、および、立ち下がりタイミングのシフト量に相当する調整クロックを選択するためのデータ（以下、「第２クロック選択データ」という。）を記憶する第２クロック選択テーブル４１３ｂを有する。
【００７２】
さらに、駆動電圧制御回路４１には、出力される駆動電圧データ３０１による制御の対象となる光変調素子１２１を特定するアドレスカウンタ４１９、および、第１駆動電圧テーブル４１１および第２駆動電圧テーブル４１２から入力される駆動電圧データ（並びに、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂから入力されるクロック選択データ）の選択を行う駆動電圧セレクタ４１５が設けられる。
【００７３】
第１駆動電圧データはＯＮ状態の各光変調素子１２１からの光の強度を等しくする第１駆動電圧として光変調素子１２１毎に後述の手法により予め別途求められ、第２駆動電圧データはＯＦＦ状態の各光変調素子１２１からの光の強度を０とする第２駆動電圧として光変調素子１２１毎に求められる。第１クロック選択データおよび第２クロック選択データも各光変調素子１２１による描画の主走査方向の長さを適切なものとするために後述の手法により予め求められる。
【００７４】
そして、ＬＵＴデータ３３１として準備された全光変調素子１２１に関する第１駆動電圧データ、第２駆動電圧データ、第１クロック選択データおよび第２クロック選択データは駆動電圧制御回路４１に入力されて第１駆動電圧テーブル４１１、第２駆動電圧テーブル４１２、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂに記憶される。
【００７５】
駆動電圧制御回路４１にシフトクロック５２１および制御信号５２２が入力されると、まず、出力される駆動電圧データ３０１に対応する光変調素子１２１がアドレスカウンタ４１９にて特定される（すなわち、対象となる光変調素子１２１に対応する第１駆動電圧テーブル４１１、第２駆動電圧テーブル４１２、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂのアドレスが特定される）。
【００７６】
これにより、第１駆動電圧テーブル４１１および第２駆動電圧テーブル４１２からは対象となる光変調素子１２１に対応する第１駆動電圧データ３１１および第２駆動電圧データ３１２が駆動電圧セレクタ４１５へと出力され、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂからは対象となる光変調素子１２１に対応する第１クロック選択データ３１３ａおよび第２クロック選択データ３１３ｂが駆動電圧セレクタ４１５へと出力される。
【００７７】
駆動電圧セレクタ４１５には、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１３，５１４がさらに入力される。画素データ５１３は光変調素子１２１のこれからの制御による状態を指示するデータであり、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４は、画素データ５１３よりも光変調素子１２１の数だけ遅れて駆動電圧制御回路４１に入力されることから、現在の（過去の制御による）光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。したがって、画素データ５１３が１（ＯＮ状態を指示する。）の場合には第１駆動電圧データ３１１が駆動電圧セレクタ４１５により選択され、０（ＯＦＦ状態を指示する。）の場合には第２駆動電圧データ３１２が選択されて駆動電圧データ３０１として出力される。
【００７８】
一方、画素データ５１４が０であり、画素データ５１３が１である場合には光変調素子１２１の立ち上がり動作が行われるため、第１クロック選択データ３１３ａが駆動電圧セレクタ４１５により選択されてクロック選択データ３０３として出力される。画素データ５１４が１であり、画素データ５１３が０である場合には光変調素子１２１の立ち下がり動作が行われるため、第２クロック選択データ３１３ｂが選択されてクロック選択データ３０３として出力される。なお、画素データ５１３，５１４の双方が１または０である場合には、光変調素子１２１の状態遷移が行われないため、便宜上、遷移タイミングの調整（シフト）を行わない調整クロック（上述のクロック１〜７の場合におけるクロック４）を選択するクロック選択データ３０３が出力される。
【００７９】
駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３は、シフトクロック５２１に同期して図１１に示す駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に順次記憶される。ここまでの処動作はシリアル処理であるが、光変調素子１２１の数に相当する駆動電圧データ３０１およびクロック選択データ３０３が駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ４４１に記憶されると、図５にて説明したように基準調整クロック３０４ａに応答してこれらのデータが駆動ユニット４４２へと転送され、クロック選択データ３０３に従って調整クロック群３０４から調整クロックが選択され、選択された調整クロックのタイミングで各光変調素子１２１に駆動電圧データ３０１に従った駆動電圧が与えられる。
【００８０】
これにより、光変調素子１２１の立ち上がりタイミングが第１クロック選択データが示すシフト量だけシフトされ、立ち下がりタイミングも第２クロック選択データが示すシフト量だけシフトされる。その結果、光変調素子１２１のＯＮ、ＯＦＦ間の遷移特性、信号光の照射領域の主走査方向の長さ、記録媒体９の感光特性等の影響を抑えつつ描画を行うことができ、いわゆる主走査方向のライン・スペース比（全光変調素子１２１を描画の単位時間毎に同時にＯＮ／ＯＦＦさせた際に主走査方向へと順次描かれる（副走査方向に長い）線領域と空白領域との面積比）を向上（１に近づける）ことができる。
【００８１】
以上の動作を図１１ないし図１３を参照しながら機能的に捉えた場合、第２シフトレジスタ４３２が複数の光変調素子１２１の一の時点での状態を記憶するメモリであり、第１シフトレジスタ４３１が複数の光変調素子１２１の次の時点での（１描画クロック後の）状態を記憶するメモリであり、これらのシフトレジスタの記憶内容を選択条件として駆動電圧セレクタ４１５内の論理演算回路４１５ａが各光変調素子１２１にて状態遷移が生じるか否かを検出する（ステップＳ１１）。そして、第１クロック選択テーブル４１３ａおよび第２クロック選択テーブル４１３ｂからの信号を選択対象として駆動電圧セレクタ４１５内の選択回路４１５ｂにより実質的に遷移タイミングのシフト量が決定され（ステップＳ１２）、シフト量を反映したタイミングで光変調素子に駆動電圧が与えられて（ステップＳ１３）、状態遷移のタイミングの調整（シフト）が実現される。
【００８２】
なお、第１シフトレジスタ４３１および第２シフトレジスタ４３２には初期値として０が設定されるため、描画（画像記録）が開始された直後のＯＦＦ状態からＯＮ状態への遷移を検出することが実現される。
【００８３】
次に、図１に示す検出部７１およびシフト量算出部２４により、上述の第１駆動電圧データ、第２駆動電圧データ、第１クロック選択データおよび第２クロック選択データが求められる原理について説明する。
【００８４】
図１４は光学ヘッド１０が検出部７１と対向する位置まで移動し、全光変調素子１２１がＯＮ状態とされた際に検出部７１に信号光が照射される様子を示す図である。図１４に示すように検出部７１は、主走査方向（Ｙ方向）に数個、副走査方向（Ｘ方向）に多数個配列された受光素子群７２を有し、受光素子群７２上に全光変調素子１２１からの光が照射される。図１４では照射領域７３１を平行斜線を付して図示している。
【００８５】
シフト量算出部２４では、まず、副走査方向の各位置において主走査方向に並ぶ受光素子が受ける受光量の合計が求められる。これにより、全光変調素子１２１からの信号光の副走査方向の強度分布が得られる。次に、副走査方向の強度分布から各光変調素子１２１に対応する副走査方向の位置における信号光の強度が求められ、各光変調素子１２１からの信号光の強度が一定となるように各光変調素子１２１に与えられるべき第１駆動電圧が算出される。さらに、以上の動作を繰り返すことにより、第１駆動電圧が正確に求められる。
【００８６】
各光変調素子１２１の電圧に対する相対的な出力特性のばらつきは少ないことから、第１駆動電圧に基づいて第２駆動電圧が求められる。そして、各光変調素子１２１の第１駆動電圧および第２駆動電圧に基づいて第１駆動電圧データおよび第２駆動電圧データが算出される。
【００８７】
続いて、副走査方向の各位置において主走査方向に並ぶ各受光素子の受光量に基づいて、各光変調素子１２１からの信号光の主走査方向の幅および主走査方向の中心位置（または、光強度の重心）が求められる。図１４の例の場合、副走査方向の両端の位置７２１，７２３では照射領域７３１の主走査方向の幅がおよそ受光素子３個分であると検出され、副走査方向の中央の位置７２２では主走査方向の幅がおよそ受光素子１個分であると検出される。また、位置７２１よりも位置７２３において照射領域７３１が（−Ｙ）方向に受光素子約１個分ずれていることが検出される。そして、主走査方向に対する信号光の幅およびずれの影響、並びに、記録媒体９の感光特性および光変調素子１２１の状態遷移特性等の影響を抑制するための第１クロック選択データおよび第２クロック選択データが各光変調素子１２１に対して求められる。
【００８８】
図１４に示す手法は、各種データのおよその値を一度に求めることができるという利点を有している。図１５は、光変調素子１２１を１つずつ（または、互いに信号光が干渉しない個数の間隔で）ＯＮ状態として各種データをさらに正確に求める手法を説明するための図である。図１５では１つの光変調素子１２１がＯＮ状態とされた際の光の照射領域７３２を平行斜線を付して図示している。
【００８９】
シフト量算出部２４では、まず、全受光素子からの出力の合計が求められ、１つの光変調素子１２１からの信号光の強度が算出される。続いて、各受光素子からの出力に基づいて照射領域７３２の副走査方向（Ｘ方向）の幅が求められる。照射領域７３２における信号光の強度分布のおよそのピーク値は、照射領域７３２の副走査方向の幅および信号光の強度から算出することができるため（すなわち、光の強度が同一の場合、副走査方向の幅が大きいほどピーク値が小さくなることから）、求められたピーク値に基づいて第１駆動電圧が算出される。これにより、副走査方向のドット幅を一定にする第１駆動電圧データが求められる。その後、第１駆動電圧データに基づいて第２駆動電圧データが算出される。
【００９０】
一方、各受光素子からの出力に基づいて照射領域７３２の主走査方向の幅および中心（または、光強度の重心）の主走査方向の位置が求められ、これらの情報やピーク値等に基づいて、各光変調素子１２１の立ち上がりおよび立ち下がりタイミングのシフト量が第１クロック選択データおよび第２クロック選択データとして求められる。その結果、主走査方向に対する信号光の幅およびずれの影響、副走査方向に対する信号光の幅の影響、並びに、記録媒体９の感光特性および光変調素子１２１の状態遷移特性の影響を抑制することが実現される。
【００９１】
＜２． 第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る画像記録装置１について説明する。第２の実施の形態に係る画像記録装置１では、光変調素子の状態遷移に応じた遷移タイミングのシフトを行いつつ、微細な画像パターンを精度よく記録することが可能とされる。なお、画像記録装置１の基本構成は第１の実施の形態と同様であり、以下の説明において同符号を付して説明する。
【００９２】
図１６は、図１１および図１２に示した第１の実施の形態に係る回路構成により、ＯＦＦ状態の光変調素子１２１が１描画クロック毎（すなわち、制御単位時間毎）にＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合の駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図である。縦軸のＩ１，Ｉ２並びにＶ１，Ｖ２は図６と同様である。太い実線９１１は第１の実施の形態に係る回路構成による駆動電圧の変化、太い破線９１２は出力変化を示している。細い実線９０１および細い破線９０２はそれぞれ遷移タイミングのシフトが行われない場合の駆動電圧の変化および出力変化を示している。
【００９３】
図１６に示すように、描画動作の最小単位の時間だけ光変調素子１２１がＯＮ状態となる場合、ＯＮからＯＦＦへと状態遷移する時点（図１６中の時刻Ｔ１）では、光変調素子１２１の可撓リボン１２１ａの振動（リンギング）がまだ収束していない。したがって、シフト量に応じてＯＮからＯＦＦへと遷移を開始する時点での電圧が異なり、シフト量に応じて遷移の様子が変化することとなる。例えば、図１６に示すように、遷移タイミングのシフトが行われない場合の破線９０２とシフトが行われる場合の破線９１２とでは、可撓リボン１２１ａの振動の影響を受けて時刻Ｔ１からＴ２の間で曲線が一致しなくなってしまう。
【００９４】
図１７は、第２の実施の形態に係る画像記録装置１における光変調素子１２１の動作例を示す図である。図１７では、光変調素子１２１が１描画クロック毎にＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合に、第１駆動電圧Ｖ１に代えて補助駆動電圧Ｖ３が与えられる。これにより、光変調素子１２１がＯＮからＯＦＦへと状態遷移する際の様子が適切な描画が実現されるように修正される。なお、補助駆動電圧Ｖ３は主として出力の様子およびシフト量により決定されることから、シフト量に応じて補助駆動電圧Ｖ３は第１駆動電圧Ｖ１よりも高く設定される場合もあれば低く設定される場合もある。
【００９５】
図１８は、図１７に示す動作を実現する信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る画像記録装置１は、第１の実施の形態と比べて第３シフトレジスタ４３３が追加され、駆動電圧制御回路４１の内部構造および動作が異なる。他の構成および動作は第１の実施の形態と同様である。図１８では、シフトクロック５２１および制御信号５２２の図示を省略している。
【００９６】
第３シフトレジスタ４３３は、シフトクロックに同期して第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４を順次記憶し、一度に光変調素子１２１の数の画素データを記憶することができる。そして、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データをシフトクロックに合わせて画素データ５１５として駆動電圧制御回路４１に出力する。したがって、第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５は第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４よりも光変調素子１２１の数だけ遅延されたものとなる。その結果、駆動電圧制御回路４１に同時に入力される３つの画素データ５１３〜５１５は、特定の光変調素子１２１の３描画クロック分の状態を示すこととなる。なお、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４が次の更新クロック３０２後の光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。
【００９７】
図１９は第２の実施の形態における駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。駆動電圧制御回路４１は第１の実施の形態のものに補助駆動電圧テーブル４１４が追加された構成となっており、駆動電圧セレクタ４１５には３つの画素データ５１３〜５１５が入力される。補助駆動電圧テーブル４１４には、図１７に例示したように光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する際のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点における補助駆動電圧Ｖ３が、光変調素子１２１毎に予め記憶されている。なお、補助駆動電圧Ｖ３は、１描画クロック分のみの描画を適切に行うことができる値として予め求められる。
【００９８】
表１は画素データ５１３〜５１５に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表であり、表１中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。
【００９９】
【表１】
表１に示すようにクロック選択データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択される。これにより、第１の実施の形態と同様に、立ち上がり時および立ち下がり時に遷移タイミングのシフトが行われる。
【０１０１】
一方、駆動電圧データとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択されるが、画素データ５１５〜５１３が順に「０」「１」「０」の場合だけ補助駆動電圧テーブル４１４からの補助駆動電圧データ３１４が選択される。
【０１０２】
これにより、図１７に例示したように光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点で補助駆動電圧Ｖ３が光変調素子１２１に入力されることとなり、ＯＦＦからＯＮへと遷移する際の可撓リボン１２１ａの振動の影響を受けることなく適切に１描画クロック分の描画を行うことができ、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。具体的には、副走査方向に伸びる最小のライン幅を、他の大きさの幅から独立して制御することができる。
【０１０３】
図２０は第２の実施の形態に係る画像記録装置１の駆動電圧制御回路４１の他の例を示すブロック図である。図２０に示す駆動電圧制御回路４１は、第１の実施の形態に係る構成（図１２参照）に第１補助駆動電圧テーブル４１４ａおよび第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂが追加されたものとなっている。
【０１０４】
第１補助駆動電圧テーブル４１４ａは図１９における補助駆動電圧テーブル４１４と同様の役割を果たし、各光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する際のＯＦＦからＯＮへと遷移する時点にて印加される補助駆動電圧（以下、「第１補助駆動電圧」という。）を記憶する。第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂは、各光変調素子１２１がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する際のＯＮからＯＦＦへと遷移する時点にて印加される補助駆動電圧（以下、「第２補助駆動電圧」という。）を記憶する。
【０１０５】
表２は画素データ５１３〜５１５に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表である。表２中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。
【０１０６】
【表２】
表２に示すようにクロック選択データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択される。
【０１０８】
一方、駆動電圧データとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択されるが、画素データ５１５〜５１３が順に「０」「１」「０」の場合に第１補助駆動電圧テーブル４１４ａからの第１補助駆動電圧データ３１４ａが選択され、画素データ５１５〜５１３が順に「１」「０」「１」の場合に第２補助駆動電圧テーブル４１４ｂからの第２補助駆動電圧データ３１４ｂが選択される。
【０１０９】
図２１および図２２は、第２補助駆動電圧の役割を説明するための図である。図２１は、第１の実施の形態に係る画像記録装置１にて１描画クロック毎にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮへと光変調素子１２１の状態が遷移する場合の駆動電圧の変化と光変調素子１２１からの信号光（０次光）の強度（すなわち、出力）との関係を示す図である。縦軸のＩ１，Ｉ２並びにＶ１，Ｖ２は図６と同様である。太い実線９１１は第１の実施の形態に係る画像記録装置１における駆動電圧の変化、太い破線９１２は出力変化を示している。細い実線９０１および細い破線９０２はそれぞれ遷移タイミングのシフトが行われない場合の駆動電圧の変化および出力変化を示している。
【０１１０】
図２２中の太い実線９１１および太い破線９１２はそれぞれ図２０に示す駆動電圧制御回路４１を有する画像記録装置１にて１描画クロック毎にＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮへと光変調素子１２１の状態が遷移する場合の駆動電圧の変化および光変調素子１２１からの信号光の強度変化を示す。細い実線９０１および細い破線９０２は図２１と同様であり、参考のために示している。
【０１１１】
図２１に示すように、時刻Ｔ１では電圧がＶ２まで十分には上昇しないため、時刻Ｔ１からシフト量だけ遷移開始時刻をずらした場合、時刻Ｔ１における電圧がシフト量に応じて変化してしまう。その結果、ＯＮ状態の光変調素子１２１を１描画クロック毎にＯＦＦ、ＯＮと変化させると、シフト量に応じて記録媒体９が感光しない領域の主走査方向の幅が変動することとなる。そこで、図２０に示す駆動電圧制御回路４１では、図２２に示すように時刻Ｔ１において光変調素子１２１に第２補助駆動電圧Ｖ４を印加して光変調デバイス１２からの出力を十分に下降させるようにしている。
【０１１２】
以上のように、図２０に示す駆動電圧制御回路４１により光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合に第１補助駆動電圧Ｖ３を選択し、ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する場合に第２補助駆動電圧Ｖ４を選択することにより、１描画単位時間だけ描画が行われる場合、および、１描画単位時間だけ描画が行われない場合においても適切に露光を行うことができ、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。具体的には、副走査方向に伸びる最小のラインの幅およびライン状のスペースの幅を、他の大きさの幅から独立して制御することができる。
【０１１３】
図１８ないし図２０に示す構成による動作を図２３を参照しながら機能的に捉えた場合、第１シフトレジスタ４３１ないし第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１３〜５１５、並びに、駆動電圧セレクタ４１５の論理演算回路４１５ａ（図１９，図２０参照）により各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移が検出され（ステップＳ２１）、特定の状態遷移が検出されるか否かに応じて駆動電圧セレクタ４１５の選択回路４１５ｂが駆動電圧の設定を行い（ステップＳ２２）、その結果、特定の状態遷移が検出された際に通常の駆動電圧とは異なる補助駆動電圧が該当する光変調素子１２１に与えられることとなる（ステップＳ２３）。なお、図１３の遷移タイミングのシフトも並行して行われるが、ステップＳ１１の状態遷移の検出はステップＳ２１の一部として実行され、ステップＳ１３とステップＳ２３は同一のステップとして実行される。
【０１１４】
＜３． 第３の実施の形態＞
図２４は、第３の実施の形態に係る画像記録装置１の信号処理部２２（図１参照）およびデバイス駆動回路１２０の構成を示すブロック図である。第３の実施の形態に係る画像記録装置１は、第２の実施の形態と比べて第４シフトレジスタ４３４が追加され、駆動電圧制御回路４１の内部構造および動作が異なる。他の構成および動作は第２の実施の形態と同様である。なお、第３の実施の形態では図５に示すクロック選択部４４２ａに入力される調整クロックの間隔が十分に小さい（すなわち、調整クロック群３０４が十分な分解能を有している）ものとする。
【０１１５】
第４シフトレジスタ４３４は、第３シフトレジスタ４３３と同様のものであり、シフトクロックに同期して第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５を順次記憶し、記憶されている画素データのうち最も先に入力された画素データをシフトクロックに合わせて画素データ５１６として駆動電圧制御回路４１に出力する。したがって、第４シフトレジスタ４３４からの画素データ５１６は第３シフトレジスタ４３３からの画素データ５１５よりも光変調素子１２１の数だけ遅延されたものとなる。その結果、駆動電圧制御回路４１に同時に入力される４つの画素データ５１３〜５１６は、特定の光変調素子１２１の４描画クロック分の状態を示すこととなる。なお、第２シフトレジスタ４３２からの画素データ５１４が次の更新クロック３０２後の光変調素子１２１の状態を示すデータとなっている。
【０１１６】
図２５は第３の実施の形態における駆動電圧制御回路４１の構成を示すブロック図である。駆動電圧制御回路４１は第１の実施の形態のものに第１補助クロック選択テーブル４１６ａおよび第２補助クロック選択テーブル４１６ｂが追加された構成となっており、駆動電圧セレクタ４１５には４つの画素データ５１３〜５１６が入力される。
【０１１７】
表３は画素データ５１３〜５１６に基づいて選択される駆動電圧データおよびクロック選択データを示す表であり、表３中の「０」は光変調素子１２１をＯＦＦとする画素データを示し、「１」はＯＮとする画素データを示している。表３中の「−」は「０」「１」のいずれでもよいことを示している。
【０１１８】
【表３】
表３に示すように駆動電圧データとしては、画素データ５１４が「１」の場合に第１駆動電圧テーブル４１１からの第１駆動電圧データ３１１が選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２駆動電圧テーブル４１２からの第２駆動電圧データ３１２が選択される。
【０１２０】
一方、選択クロックデータとしては、原則として画素データ５１４が「１」の場合に第１クロック選択テーブル４１３ａからの第１クロック選択データ３１３ａが選択され、画素データ５１４が「０」の場合に第２クロック選択テーブル４１３ｂからの第２クロック選択データ３１３ｂが選択されるが、画素データ５１６，５１５，５１４が順に「０」「１」「０」である場合には、第２補助クロック選択テーブル４１６ｂからの第２補助クロック選択データ３１６ｂが選択され、画素データ５１５，５１４，５１３が順に「０」「１」「０」である場合には、第１補助クロック選択テーブル４１６ａからの第１補助クロック選択データ３１６ａが選択される。
【０１２１】
これにより、光変調素子１２１がＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦと遷移する場合のＯＦＦからＯＮへと遷移する際のシフト量およびＯＮからＯＦＦへと遷移する際のシフト量が独立して設定されることとなり、光変調素子１２１の出力の振動の影響を考慮した微細な画像パターンの精度の高い記録を実現することができる。
【０１２２】
なお、上記手法に準じた手法により、光変調素子１２１がＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮと遷移する場合のＯＮからＯＦＦへと遷移する際のシフト量およびＯＦＦからＯＮへと遷移する際のシフト量も独立して設定可能とされてもよい。この場合、補助クロック選択テーブルがさらに２つ追加されることとなる（ただし、４つの補助クロック選択テーブルからの選択が競合する場合には、競合するテーブルのうちいずれかのものが使用される。）。また、特定の一連の遷移においてＯＮからＯＦＦへ、または、ＯＦＦからＯＮへと遷移する場合のみに補助シフト量が利用されてもよい。
【０１２３】
図２４および図２５に示す構成の動作を図２６を参照しながら機能的に捉えた場合、第１シフトレジスタ４３１ないし第４シフトレジスタ４３４からの画素データ５１３〜５１６、並びに、駆動電圧セレクタ４１５の論理演算回路４１５ａ（図２５参照）により各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移が検出され（ステップＳ３１）、特定の状態遷移が検出されるか否かに応じて駆動電圧セレクタ４１５の選択回路４１５ｂがシフト量の設定を行い（ステップＳ３２）、その結果、特定の状態遷移が検出された際に通常のシフト量とは異なる補助シフト量にて該当する光変調素子１２１の遷移タイミングがシフトされることとなる（ステップＳ３３）。
【０１２４】
なお、図１３に示した遷移タイミングの通常のシフト動作と図２６の動作とはまとめて行われることから、実際には、ステップＳ３１の一部としてステップＳ１１が実行され、ステップＳ３２とともにステップＳ１２が実行され、ステップＳ３３はステップＳ１３と同一である。
【０１２５】
＜４． 変形例＞
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。
【０１２６】
記録媒体９は光学ヘッド１０に対して相対的に移動可能であるならば他の手法により移動されてもよい。例えば、記録媒体９を平面のステージ上に保持し、ステージが光学ヘッド１０に対して移動可能とされてもよい。
【０１２７】
図１１、図１２、図１８〜図２０、図２４、図２５に示す回路構成は一例であり、他の回路構成により実現されてもよく、一部分がソフトウェアによる処理として構築されてもよい。
【０１２８】
可撓リボン１２１ａおよび固定リボン１２１ｂは帯状の反射面として捉えることができるのであるならば、厳密な意味でのリボン形状である必要はない。例えば、ブロック形状の上面が固定リボンの反射面としての役割を果たしてもよい。
【０１２９】
上記実施の形態では、０次光が描画における信号光とされるが、１次回折光が信号光とされてもよい。また、撓んでいない状態の可撓リボン１２１ａと固定リボン１２１ｂとの相対的位置関係が上記実施の形態とは異なり、可撓リボン１２１ａが撓んだ状態で０次光が出射される光変調素子１２１が用いられてもよい。これらの場合においても、光変調素子１２１の状態遷移特性に応じて状態遷移のタイミングを調整（シフト）することにより、適切な画像記録が実現される。
【０１３０】
上記第２の実施の形態では特定の一連の状態遷移が検出された場合に補助駆動電圧が設定され、第３の実施の形態では特定の一連の状態遷移が検出された場合に補助シフト量が設定されるが、特定の状態遷移は上記実施の形態にて示したものには限定されない。例えば、描画クロックの周期が非常に短い場合には、２描画クロックが経過しても出力の振動が収束していなかったり、出力が十分に遷移していないことが考えられる。この場合は、４描画クロック分以上の状態遷移を検出して補助駆動電圧や補助シフト量が高度に設定されてもよい。
【０１３１】
一方で、上記第２の実施の形態において第１駆動電圧および第２駆動電圧に対して補助駆動電圧を特別扱いするのではなく、補助駆動電圧を駆動電圧群のうちの１つとして扱うこともできる。この場合、画像記録装置１の動作は、一連の時点での状態遷移に応じて各光変調素子１２１の駆動電圧が設定されると捉えることができる。同様に、上記第３の実施の形態において第１シフト量および第２シフト量に対して補助シフト量を特別扱いするのではなく、補助シフト量をシフト量群のうちの１つとして扱うこともできる。この場合、画像記録装置１の動作は、一連の時点での状態遷移に応じて各光変調素子１２１のシフト量が設定されると捉えることができる。
【０１３２】
図２７は、第２の実施の形態および第３の実施の形態における画像記録装置１の動作を以上のように捉え、さらにこれらの実施の形態の動作を連携して行う場合の動作の流れを示す図である。図２７に示す動作では、まず、各光変調素子１２１の一連の時点での状態遷移を検出し（ステップＳ４１）、状態遷移に応じて各光変調素子１２１に対するシフト量および駆動電圧が個別に求められる（ステップＳ４２，Ｓ４３）。その後、シフト量だけ遷移タイミングをシフトさせつつ設定された駆動電圧が各光変調素子１２１に与えられる（ステップＳ４４）。これにより、光変調素子１２１の特性、光変調デバイス１２の設置姿勢、光学系の影響、記録媒体９の感光特性、その他、データ設定時のキャリブレーションにおけるノイズの影響等を考慮した高度な制御が実現され、微細な画像パターンを精度よく記録することが実現される。上記第１ないし第３の実施の形態は、図２７にて示される動作の一部を例示したにすぎない。
【０１３３】
光変調素子１２１は回折格子型に限定されず、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）等であってもよい。さらに、光変調素子１２１は光を反射するものにも限定されず、例えば、レーザアレイが光変調素子１２１としての役割を果たしてもよい。この場合においても各レーザ素子からの光の照射領域の主走査方向の幅や位置ずれに応じて遷移タイミングをシフトさせることにより、適切な画像記録が実現される。
【０１３４】
検出部７１も２次元配列された受光素子群７２以外のものが使用されてよい。例えば、主走査方向に配列された複数の受光素子に対して光学ヘッド１０が副走査方向に走査されることにより各光変調素子１２１からの信号光による照射領域の主走査方向の幅（さらには、副走査方向の幅）等が検出されてもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
本発明によれば、各光変調素子の遷移タイミングをシフトさせることにより、各光変調素子の状態遷移特性、照射領域の走査方向の幅、照射領域のずれ、記録媒体の感光特性等の影響の少なくともいずれかを抑えつつ適切な画像を記録することができる。
【０１３６】
さらに、遷移タイミングのシフトと共に駆動電圧を変更することにより、微細な画像パターンを精度よく記録することも実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像記録装置の構成を示す図である。
【図２】光学ヘッドの内部構成の概略を示す図である。
【図３】光変調素子の拡大図である。
【図４】（ａ）は０次光が出射される様子を示す図であり、（ｂ）は１次回折光が出射される様子を示す図である。
【図５】光変調素子を駆動する構成を示す図である。
【図６】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図７】駆動電圧と可撓リボンの撓み量との関係を示す図である。
【図８】光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図９】従来の制御における光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態における光変調素子による照射領域の主走査方向の長さと描画されるドットの主走査方向の長さとの関係を説明するための図である。
【図１１】信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図１２】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図１４】受光素子群に全光変調素子からの信号光が照射される様子を示す図である。
【図１５】受光素子群に１つの光変調素子からの信号光が照射される様子を示す図である。
【図１６】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図１７】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図１８】第２の実施の形態における信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図１９】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】駆動電圧制御回路の構成の他の例を示すブロック図である。
【図２１】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図２２】駆動電圧の変化と光変調素子からの出力との関係を示す図である。
【図２３】第２の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図２４】第３の実施の形態における信号処理部およびデバイス駆動回路の構成を示す図である。
【図２５】駆動電圧制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２６】第３の実施の形態における光変調素子の制御の流れを示す図である。
【図２７】画像記録装置における光変調素子の制御の概念を示す図である。
【符号の説明】
１ 画像記録装置
７ 保持ドラム
９ 記録媒体
１２ 光変調デバイス
２４ シフト量算出部
７１ 検出部
７２ 受光素子群
８１，８２ モータ
８３ ボールねじ
１２１ 光変調素子
１２１ａ 可撓リボン
１２１ｂ 固定リボン
４１３ａ 第１クロック選択テーブル
４１３ｂ 第２クロック選択テーブル
４１４ 補助駆動電圧テーブル
４１４ａ 第１補助駆動電圧テーブル
４１４ｂ 第２補助駆動電圧テーブル
４１５ 駆動電圧セレクタ
４１５ａ 論理演算回路
４１５ｂ 選択回路
４１６ａ 第１補助クロック選択テーブル
４１６ｂ 第２補助クロック選択テーブル
４３１ 第１シフトレジスタ
４３２ 第２シフトレジスタ
４３３ 第３シフトレジスタ
４３４ 第４シフトレジスタ
４４１ 駆動電圧・調整クロックシフトレジスタ
４４２ 駆動ユニット
Claims (24)
- 露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、
複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、
前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、
前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、
前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での遷移が生じるか否かを検出する状態遷移検出手段と、
前記遷移が検出された光変調素子の遷移タイミングを前記状態遷移検出手段による検出結果に応じてシフトさせる制御手段と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１に記載の画像記録装置であって、
前記制御手段による各光変調素子のシフト量を記憶するシフト量記憶手段をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項２に記載の画像記録装置であって、
前記シフト量記憶手段が、信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態への遷移時のシフト量と、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態への遷移時のシフト量とを記憶することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
各光変調素子による照射領域の走査方向の幅を検出するビーム検出手段と、
前記照射領域の走査方向の幅に基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段と、
をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
各光変調素子による照射領域の走査方向に対するずれを検出するビーム検出手段と、
前記照射領域の走査方向に対するずれに基づいて、前記制御手段による前記各光変調素子に対するシフト量を算出するシフト量算出手段と、
をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項４または５に記載の画像記録装置であって、
前記ビーム検出手段が、２次元に配列された受光素子群を有することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項７に記載の画像記録装置であって、
前記制御手段が、各光変調素子への駆動電圧を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項６に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、
前記受光素子群が、各光変調素子からの信号光の強度を検出し、
前記制御手段が、前記信号光の強度に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項９に記載の画像記録装置であって、
前記受光素子群が、各光変調素子による照射領域の走査方向に垂直な方向の幅を検出し、
前記制御手段が、前記信号光の強度および前記走査方向に垂直な方向の幅に基づいて前記各光変調素子への駆動電圧を制御することを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、
前記制御手段が、通常の駆動電圧とは異なる補助駆動電圧を特定の状態遷移が検出された光変調素子に与えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１１に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、
前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１１に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、
前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１１ないし１３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、
光変調素子毎の補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段と、
をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１２に記載の画像記録装置であって、
もう１つの特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１５に記載の画像記録装置であって、
信号光を出射する状態とする際の駆動電圧および信号光を出射しない状態とする際の駆動電圧を光変調素子毎に記憶する駆動電圧記憶手段と、
前記特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧および前記もう１つの特定の状態遷移に対応する補助駆動電圧を記憶する補助駆動電圧記憶手段と、
をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記状態遷移検出手段が、一連の時点での各光変調素子の状態遷移を検出し、
前記制御手段が、通常のシフト量とは異なる補助シフト量だけ特定の状態遷移が検出された光変調素子の駆動タイミングをシフトすることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１７に記載の画像記録装置であって、
光変調素子毎の補助シフト量を記憶する補助シフト量記憶手段をさらに備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、
前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態へと遷移する状態遷移であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１７または１８に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であり、
前記特定の状態遷移が、制御単位時間毎に信号光を出射する状態、信号光を出射しない状態、信号光を出射する状態へと遷移する状態遷移であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項１８ないし２０のいずれかに記載の画像記録装置であって、
前記補助シフト量記憶手段が、信号光を出射しない状態から信号光を出射する状態へと遷移する際の補助シフト量と信号光を出射する状態から信号光を出射しない状態へと遷移する際の補助シフト量とを記憶することを特徴とする画像記録装置。 - 露光により記録媒体に画像を記録する画像記録装置であって、
複数の光変調素子を有する光変調デバイスと、
前記複数の光変調素子からの信号光により画像が記録される記録媒体を保持する保持部と、
前記保持部を前記光変調デバイスに対して相対的に移動させる移動機構と、
前記複数の光変調素子のそれぞれに対して、信号光を出射する状態と信号光を出射しない状態との間での一連の状態遷移を検出する状態遷移検出手段と、
前記一連の状態遷移に応じて各光変調素子の遷移タイミングをシフトさせる制御手段と、
を備えることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項２２に記載の画像記録装置であって、
前記複数の光変調素子のそれぞれが、帯状の固定反射面と可撓反射面とが交互に配列された回折格子型の光変調素子であることを特徴とする画像記録装置。 - 請求項２２または２３に記載の画像記録装置であって、
前記制御手段が、前記一連の状態遷移に応じた駆動電圧を前記各光変調素子に与えることを特徴とする画像記録装置。
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