JP7135564B2 - Output control device, output control method, laser output device using output control, and image recording device using laser output device - Google Patents

Output control device, output control method, laser output device using output control, and image recording device using laser output device Download PDF

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Description

本発明は、出力部に接続された駆動対象に電流を供給する出力制御装置、出力制御方法、出力制御を用いたレーザー出力装置、レーザー出力装置を用いた画像記録装置に関する。 The present invention relates to an output control device that supplies current to a driven object connected to an output section, an output control method, a laser output device using output control, and an image recording apparatus using a laser output device.

特許文献１には、立ち上がり時及び立ち下がり時の遅れがなく、且つリップルを最小に抑えることのできるレーザー電源装置が記載されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-200003 describes a laser power supply device that has no delay at the time of rising or falling and can minimize ripple.

本発明は、出力部に接続された駆動対象に供給する電流のリップルに起因する駆動対象に供給する電流を積算したエネルギー量のばらつきを抑制する出力制御装置、出力制御方法、出力制御を用いたレーザー出力装置、レーザー出力装置を用いた画像記録装置を提供することを目的とする。 The present invention uses an output control device, an output control method, and an output control that suppress variations in the amount of energy obtained by integrating the current supplied to the driven object caused by ripples in the current supplied to the driven object connected to the output section. An object of the present invention is to provide a laser output device and an image recording device using the laser output device.

本発明は、出力部に接続された駆動対象へ供給する電流を制御する出力制御装置において、前記駆動対象への電流供給の開始と停止とを制御する電流供給制御部と、所定時間間隔で前記駆動対象へ流れる電流を検出する検出部と、前記電流供給制御部を制御する制御部と、を備え、前記駆動対象へ供給する電流は、外部電源から供給される電力に基づき、スイッチ素子と平滑化素子とを用いるスイッチング方式電流駆動回路を用いて供給し、前記制御部は、前記電流供給制御部により前記駆動対象への電流供給を開始してから前記駆動対象へ流れた、前記検出部が検出した前記所定時間間隔での電流を積算することで、前記電流を積算したエネルギー量に基づいて、前記電流供給制御部による前記駆動対象への電流供給を停止し、前記電流の積算は、検出された電流と前記スイッチング方式電流駆動回路に基づく変化量で前記所定時間間隔での増減を算出し積算することを特徴とする。
The present invention provides an output control device for controlling a current supplied to an object to be driven connected to an output unit, wherein the current supply control unit controls start and stop of the supply of current to the object to be driven ; A detection unit that detects a current flowing to an object to be driven, and a control unit that controls the current supply control unit. and a switching-type current drive circuit using a switching element, and the control unit causes the current supply control unit to start supplying current to the driven object, and then the current flows to the driven object, and the detection unit detects By accumulating the detected current at the predetermined time interval, the current supply control unit stops the current supply to the driven object based on the amount of energy obtained by accumulating the current, and the accumulation of the current is performed by detecting The increase/decrease at the predetermined time interval is calculated and integrated based on the current obtained and the amount of change based on the switching type current drive circuit .

本発明は、出力部に接続された駆動対象に供給する電流のリップルに起因する駆動対象に供給する電流を積算したエネルギー量のばらつきを抑制する出力制御装置、出力制御方法、出力制御を用いたレーザー出力装置、レーザー出力装置を用いた画像記録装置を提供することができる。 The present invention uses an output control device, an output control method, and an output control that suppress variations in the amount of energy obtained by integrating the current supplied to the driven object caused by ripples in the current supplied to the driven object connected to the output section. A laser output device and an image recording device using the laser output device can be provided.

本発明の一実施形態に係る画像記録システム１００の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an image recording system 100 according to one embodiment of the invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る記録装置１４の構成を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing the configuration of a recording device 14 according to an embodiment of the invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る画像記録システム１００における電気回路の一部を示すブロック図である2 is a block diagram showing part of an electric circuit in the image recording system 100 according to one embodiment of the present invention; FIG. 図３に示した電気回路の記録装置１４に関するブロック図である4 is a block diagram of the recording device 14 of the electric circuit shown in FIG. 3; FIG. 図４に示した電気回路のドライバ４５に関するブロック図であるFigure 5 is a block diagram of the driver 45 of the electrical circuit shown in Figure 4; 図５に示した電気回路のドライバ４５における電圧・電流波形の説明図である6 is an explanatory diagram of voltage/current waveforms in the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5; FIG. 図５に示した電気回路のドライバ４５のヒステリシス制御方式がオフタイム固定型である場合の動作を示すタイミングチャートである6 is a timing chart showing the operation when the hysteresis control method of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5 is a fixed off-time type; 図５に示した電気回路のドライバ４５のヒステリシス制御方式がヒステリシスウィンドウ型である場合の動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the operation when the hysteresis control method of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5 is the hysteresis window type; 図５に示した電気回路のドライバ４５の課題を説明する図である。6 is a diagram for explaining a problem of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5; FIG. 図５に示した電気回路のドライバ４５の詳細な動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the detailed operation of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5; 図１０に示したタイミングチャートにおける波形を説明する図である。11 is a diagram for explaining waveforms in the timing chart shown in FIG. 10; FIG. 図１１に示した波形におけるエネルギー積算方法を示す表である。12 is a table showing an energy integration method for the waveform shown in FIG. 11; 図５に示した電気回路のドライバ４５の動作を示すフローチャートである。6 is a flow chart showing the operation of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. 5;

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下、一例として、記録対象物として感熱記録部を有する構造体、具体的には、感熱記録ラベルを貼り付けた輸送用のコンテナに画像を記録する画像記録装置について説明する。 Hereinafter, as an example, an image recording apparatus for recording an image on a structure having a thermal recording portion as a recording object, specifically, a transportation container to which a thermal recording label is attached will be described.

図１は、本発明の一実施形態に係る画像記録装置たる画像記録システム１００の概略斜視図である。以下の説明では、輸送用のコンテナＣの搬送方向をＸ軸方向、上下方向をＺ軸方向、搬送方向および上下方向いずれにも直交する方向をＹ軸方向として説明する。画像記録システム１００は、以下に詳述するように、記録対象物たる輸送用のコンテナＣに貼り付けた感熱記録ラベルＲＬにレーザー光を照射して、画像の記録を行う。画像記録システム１００は、図(a)に示されるように、記録対象物搬送手段たるコンベア装置１０、記録装置１４、システム制御装置１８、読取装置１５、遮蔽カバー１１などを備えている。 FIG. 1 is a schematic perspective view of an image recording system 100 as an image recording apparatus according to one embodiment of the invention. In the following description, it is assumed that the transport direction of the container C for transportation is the X-axis direction, the vertical direction is the Z-axis direction, and the direction perpendicular to both the transport direction and the vertical direction is the Y-axis direction. As will be described in detail below, the image recording system 100 irradiates a thermal recording label RL attached to a transportation container C, which is a recording object, with a laser beam to record an image. The image recording system 100 includes, as shown in FIG. 1(a), a conveyor device 10 serving as recording object conveying means, a recording device 14, a system control device 18, a reading device 15, a shielding cover 11, and the like.

記録装置１４は、感熱記録ラベルＲＬにレーザー光を照射して記録対象物に可視像たる画像を記録するものである。記録装置１４は、コンベア装置１０の－Ｙ側、すなわち搬送路の－Ｙ側に配置されている。 The recording device 14 irradiates the thermal recording label RL with a laser beam to record an image, which is a visible image, on the recording target. The recording device 14 is arranged on the -Y side of the conveyor device 10, that is, on the -Y side of the transport path.

遮蔽カバー１１は、記録装置１４から照射されたレーザー光を遮蔽して、レーザー光の拡散を低減するものであり、表面に黒アルマイト塗装が施されている。遮蔽カバー１１の記録装置１４と対向する部分には、レーザー光を通過させるための開口部１１ａが設けられている。また、本実施形態においては、コンベア装置１０は、ローラコンベアであるが、ベルトコンベアであってもよい。 The shielding cover 11 shields the laser beam emitted from the recording device 14 to reduce diffusion of the laser beam, and the surface thereof is coated with black alumite. A portion of the shielding cover 11 facing the recording device 14 is provided with an opening 11a for passing the laser beam. Moreover, in this embodiment, the conveyor device 10 is a roller conveyor, but may be a belt conveyor.

システム制御装置１８は、コンベア装置１０、記録装置１４および読取装置１５などが接続されており、画像記録システム１００全体を制御するものである。また、読取装置１５は、後述するように、記録対象物に記録されたバーコードやＱＲコード（登録商標）などのコード画像を読み取るものである。システム制御装置１８は、読取装置１５により読み取った情報に基づいて、正しく画像が記録されているか否かの照合を行う。 The system control device 18 is connected to the conveyor device 10 , the recording device 14 and the reading device 15 and controls the entire image recording system 100 . The reading device 15 reads code images such as bar codes and QR codes (registered trademark) recorded on recording objects, as will be described later. Based on the information read by the reading device 15, the system control device 18 verifies whether or not the image is correctly recorded.

図２は、本発明の一実施形態に係る記録装置１４の構成を示す概略斜視図である。本実施形態においては、記録装置１４として、複数の光ファイバーのレーザー出射部を記録対象物たるコンテナＣの移動方向である副走査方向（Ｘ軸方向）と直交する主走査方向（Ｚ軸方向）にアレイ状に配置したファイバーアレイを用いて、画像の記録を行うファイバーアレイ記録装置を用いている。ファイバーアレイ記録装置は、レーザー発光素子から出射したレーザー光を、前記ファイバーアレイを介して記録対象物に照射し、描画単位からなる画像を記録する。具体的には、記録装置１４は、レーザーアレイ部１４ａと、ファイバーアレイ部１４ｂと光学部４３とを備えている。レーザーアレイ部１４ａは、アレイ状に配置された複数のレーザー発光素子４１と、レーザー発光素子４１を冷却する冷却ユニット５０と、レーザー発光素子４１に対応して設けられ、対応するレーザー発光素子４１を駆動するための複数の駆動ドライバ４５と、複数の駆動ドライバ４５を制御するコントローラ４６とを備えている。コントローラ４６には、レーザー発光素子４１に電力を供給するための電源４８および画像情報を出力するパーソナルコンピュータなどの画像情報出力部４７が接続されている。 FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of the recording device 14 according to one embodiment of the invention. In this embodiment, as the recording device 14, laser emitting portions of a plurality of optical fibers are arranged in the main scanning direction (Z-axis direction) perpendicular to the sub-scanning direction (X-axis direction), which is the moving direction of the container C, which is the object to be recorded. A fiber array recording apparatus is used to record an image using a fiber array arranged in an array. A fiber array recording device irradiates a recording object with laser light emitted from a laser light emitting element via the fiber array, and records an image made up of drawing units. Specifically, the recording device 14 includes a laser array section 14 a , a fiber array section 14 b and an optical section 43 . The laser array section 14a includes a plurality of laser light emitting elements 41 arranged in an array, a cooling unit 50 for cooling the laser light emitting elements 41, and a laser light emitting element 41 corresponding to the laser light emitting element 41. A plurality of drivers 45 for driving and a controller 46 for controlling the plurality of drivers 45 are provided. The controller 46 is connected to a power source 48 for supplying power to the laser light emitting element 41 and an image information output section 47 such as a personal computer for outputting image information.

レーザー発光素子４１は、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体レーザー、固体レーザー、色素レーザーなどを用いることができる。レーザー発光素子４１は、これらの中でも、波長選択性が広い点、小さいことから装置の小型化が可能な点、及び低価格化が可能な点から、半導体レーザーが好ましい。 The laser emitting element 41 can be appropriately selected depending on the purpose, and for example, a semiconductor laser, a solid laser, a dye laser, or the like can be used. Of these, a semiconductor laser is preferable for the laser light emitting element 41 because of its wide wavelength selectivity, its small size, which allows the size of the device to be reduced, and the fact that the price can be reduced.

また、レーザー発光素子４１が出射する前記レーザー光の波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、好ましくは７００ｎｍ～２０００ｎｍが好ましく、７８０ｎｍ～１６００ｎｍがより好ましい。
出射手段であるレーザー発光素子４１においては、印加するエネルギーで全てがレーザー光に変換されることはない。通常、レーザー発光素子４１においては、レーザー光に変換されないエネルギーが熱に変換されることで発熱する。そのため、冷却手段である冷却ユニット５０によりレーザー発光素子４１を冷却する。また、本実施形態においては、記録装置１４は、ファイバーアレイ部１４ｂを用いることで、各レーザー発光素子４１を離して配置することが可能となっている。これにより、隣接するレーザー発光素子４１からの熱の影響を小さくすることが可能となり、レーザー発光素子４１の冷却を効率的に行うことができるので、レーザー発光素子４１の温度上昇、バラツキを回避することができて、レーザー光の出力バラツキを低減できて、濃度ムラ、白抜けを改善できる。 The wavelength of the laser light emitted by the laser light emitting element 41 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
In the laser light emitting element 41, which is the emitting means, the applied energy does not convert all of the light into laser light. Normally, the laser light emitting element 41 generates heat by converting energy that is not converted into laser light into heat. Therefore, the laser emitting element 41 is cooled by the cooling unit 50, which is cooling means. In addition, in the present embodiment, the recording device 14 uses the fiber array section 14b so that the laser light emitting elements 41 can be arranged separately. As a result, the influence of heat from the adjacent laser light emitting elements 41 can be reduced, and the laser light emitting elements 41 can be efficiently cooled. It is possible to reduce variations in the output of laser light, and to improve density unevenness and white spots.

なお、レーザー光の出力とはパワーメータで計測される平均出力である。レーザー光の出力の制御方法としては２種類あり、ピークパワーを制御する方法とパルスの発光比率（デューティー：レーザー発光時間／周期時間）を制御する方法がある。 The output of laser light is the average output measured by a power meter. There are two methods for controlling the output of the laser light, namely, a method of controlling the peak power and a method of controlling the pulse emission ratio (duty: laser emission time/cycle time).

冷却ユニット５０は、冷却液を循環させてレーザー発光素子４１を冷却する液冷方式であり、冷却液が各レーザー発光素子４１から熱を受ける受熱部５１と、冷却液の熱を放熱する放熱部５２とを備えている。受熱部５１と放熱部５２とは、冷却パイプ５３ａ、５３ｂにより接続されている。受熱部５１は、良熱伝導性部材で形成されたケース内部に良熱伝導性部材で形成された冷却液が流れるための冷却管が設けられている。複数のレーザー発光素子４１は、受熱部５１にアレイ状に配置されている。 The cooling unit 50 is of a liquid cooling type that circulates a cooling liquid to cool the laser light emitting elements 41. The cooling liquid receives heat from the laser light emitting elements 41 in a heat receiving section 51, and a heat radiating section dissipates the heat of the cooling liquid. 52. The heat receiving portion 51 and the heat radiating portion 52 are connected by cooling pipes 53a and 53b. The heat-receiving part 51 is provided with a cooling pipe through which a coolant flows, which is made of a good heat-conducting member, inside a case made of a good heat-conducting member. A plurality of laser emitting elements 41 are arranged in an array on the heat receiving portion 51 .

放熱部５２は、ラジエータと、冷却液を循環させるためのポンプとを備えている。放熱部５２のポンプにより送り出された冷却液は、冷却パイプ５３ａを通って、受熱部５１へ流入する。そして、受熱部５１内の冷却管を移動しながら受熱部５１に配列されたレーザー発光素子４１の熱を奪ってレーザー発光素子４１を冷やす。受熱部５１から流出したレーザー発光素子４１の熱を奪って温度上昇した冷却液は、冷却パイプ５３ｂ内を移動して放熱部５２のラジエータへ流れ込み、ラジエータにより冷却される。ラジエータにより冷却された冷却液は、再びポンプにより受熱部５１へ送り出される。 The radiator 52 includes a radiator and a pump for circulating coolant. The cooling liquid sent out by the pump of the heat radiating section 52 flows into the heat receiving section 51 through the cooling pipe 53a. Then, while moving through the cooling pipe in the heat receiving portion 51 , the heat of the laser light emitting elements 41 arranged in the heat receiving portion 51 is removed to cool the laser light emitting elements 41 . The cooling liquid that has flowed out from the heat receiving portion 51 and has increased in temperature by taking heat from the laser light emitting element 41 moves inside the cooling pipe 53b, flows into the radiator of the heat radiating portion 52, and is cooled by the radiator. The coolant cooled by the radiator is pumped out to the heat receiving portion 51 again.

ファイバーアレイ部１４ｂは、レーザー発光素子４１に対応して設けられた複数の光ファイバー４２と、これら光ファイバー４２のレーザー出射部４２ａ付近を、上下方向（Ｚ軸方向）にアレイ状に保持するアレイヘッド４４とを備えている。各光ファイバー４２のレーザー入射部は、対応するレーザー発光素子４１のレーザー出射面に取り付けられている。 The fiber array section 14b includes a plurality of optical fibers 42 provided corresponding to the laser light emitting elements 41, and an array head 44 that holds the vicinity of the laser emission section 42a of these optical fibers 42 in an array in the vertical direction (Z-axis direction). and A laser incident portion of each optical fiber 42 is attached to a laser emitting surface of the corresponding laser emitting element 41 .

パーソナルコンピュータなどの画像情報出力部４７は、画像データをコントローラ４６に入力する。コントローラ４６は、入力された画像データに基づいて各駆動ドライバ４５を駆動するための駆動信号を生成する。コントローラ４６は、生成された駆動信号を各駆動ドライバ４５へ送信する。具体的には、コントローラ４６は、クロックジェネレータを備えている。コントローラ４６は、クロックジェネレータが発振するクロック数が、規定のクロック数となったら、各駆動ドライバ４５を駆動するための駆動信号を各駆動ドライバ４５へ送信する。 An image information output unit 47 such as a personal computer inputs image data to the controller 46 . The controller 46 generates a drive signal for driving each driver 45 based on the input image data. The controller 46 transmits the generated drive signal to each drive driver 45 . Specifically, controller 46 includes a clock generator. The controller 46 transmits a drive signal for driving each driver 45 to each driver 45 when the number of clocks oscillated by the clock generator reaches a specified number of clocks.

各駆動ドライバ４５は、駆動信号を受信すると、対応するレーザー発光素子４１を駆動する。レーザー発光素子４１は、駆動ドライバ４５の駆動に従い、レーザー光を照射する。レーザー発光素子４１から照射されたレーザー光は、対応する光ファイバー４２に入射し、光ファイバー４２のレーザー出射部４２ａから出射される。光ファイバー４２のレーザー出射部４２ａから出射されたレーザー光は、光学部４３のコリメートレンズ４３ａ、集光レンズ４３ｂを透過した後、記録対象物であるコンテナＣの感熱記録ラベルＲＬの表面に照射される。感熱記録ラベルＲＬの表面に照射されたレーザー光により加熱されることにより、感熱記録ラベルＲＬの表面に画像が記録される。 Each drive driver 45 drives the corresponding laser light emitting element 41 upon receiving the drive signal. The laser light emitting element 41 emits laser light according to the drive of the drive driver 45 . The laser light emitted from the laser light emitting element 41 enters the corresponding optical fiber 42 and is emitted from the laser emitting portion 42 a of the optical fiber 42 . The laser light emitted from the laser emitting portion 42a of the optical fiber 42 passes through the collimating lens 43a and the condensing lens 43b of the optical portion 43, and then is irradiated onto the surface of the thermal recording label RL of the container C, which is the object to be recorded. . An image is recorded on the surface of the thermosensitive recording label RL by heating the surface of the thermosensitive recording label RL with the laser beam irradiated thereon.

記録装置として、ガルバノミラーを用いてレーザーを偏向して記録対象物に画像を記録するものを用いた場合、文字等の画像は、ガルバノミラーの回転で一筆書きするように、レーザー光を照射して記録する。そのため、ある一定の情報量を記録対象物に記録する場合、記録対象物の搬送を停止させないと、記録が間に合わないという不具合がある。一方、本実施形態の記録装置１４のように複数のレーザー発光素子４１をアレイ状に配置したレーザーアレイを用いることで、各画素に対応するレーザー発光素子４１のオン／オフ制御で、記録対象物に画像を記録することができる。これにより、情報量が多くても、コンテナＣの搬送を停止させずに、記録対象物に画像を記録することができる。よって、本実施形態の記録装置１４によれば、多くの情報を記録対象物に記録する場合でも、生産性を落とさずに、画像を記録することができる。 When a recording device that uses a galvanometer mirror to deflect a laser to record an image on a recording object is used, an image such as a letter is irradiated with a laser beam so as to be written in a single stroke by the rotation of the galvanometer mirror. to record. Therefore, when recording a certain amount of information on a recording target, there is a problem that the recording cannot be completed in time unless the recording target is stopped. On the other hand, by using a laser array in which a plurality of laser emitting elements 41 are arranged in an array like the recording apparatus 14 of the present embodiment, the laser emitting element 41 corresponding to each pixel can be controlled to turn on/off the object to be recorded. images can be recorded on the As a result, even if the amount of information is large, the image can be recorded on the recording object without stopping the transportation of the container C. Therefore, according to the recording apparatus 14 of this embodiment, even when recording a large amount of information on a recording object, it is possible to record an image without lowering productivity.

図３は、本発明の一実施形態に係る画像記録システム１００における電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、システム制御装置１８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリーなどを備えており、画像記録システム１００における各種の機器の駆動を制御したり、各種の演算処理をしたりするものである。このシステム制御装置１８には、コンベア装置１０、記録装置１４、読取装置１５、操作パネル１８１、画像情報出力部４７などが接続されている。 FIG. 3 is a block diagram showing part of an electric circuit in the image recording system 100 according to one embodiment of the invention. In the figure, the system control device 18 includes a CPU, RAM, ROM, non-volatile memory, etc., and controls the driving of various devices in the image recording system 100 and performs various arithmetic processing. be. The system control device 18 is connected with the conveyor device 10, the recording device 14, the reading device 15, the operation panel 181, the image information output section 47, and the like.

操作パネル１８１は、タッチパネル式ディスプレイや、各種のキーを具備しており、画像をディスプレイ表示したり、作業者のキー操作によって入力された各種情報を受け付けたりする。 The operation panel 181 has a touch panel display and various keys, displays images, and receives various types of information input by operator's key operations.

図３に示すように、システム制御装置１８は、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが動作することにより、画像記録手段として機能する。画像記録手段として機能するシステム制御装置１８は、記録装置１４を制御し、所定の方向とは異なる方向に記録装置１４に対して相対的に移動する記録対象物にレーザーを照射することで記録対象物を加熱して画像ドットを形成して画像を記録する。 As shown in FIG. 3, the system control device 18 functions as an image recording means as the CPU operates according to a program stored in the ROM or the like. A system control device 18 functioning as an image recording means controls the recording device 14 and irradiates a recording target moving in a direction different from the predetermined direction relative to the recording device 14 with a laser beam. An image is recorded by heating an object to form image dots.

次に、画像記録システム１００の動作の一例について図１を参照して説明する。まず、荷物が収容されたコンテナＣが、作業者によりコンベア装置１０に載置される。作業者は、感熱記録ラベルＲＬが貼付されたコンテナＣの本体の側面が、－Ｙ側に位置するように、すなわち記録装置１４に前記側面が対向するようにコンテナＣをコンベア装置１０に載置する。 Next, an example of the operation of the image recording system 100 will be described with reference to FIG. First, a container C containing cargo is placed on the conveyor device 10 by an operator. The operator places the container C on the conveyor device 10 so that the side surface of the main body of the container C to which the thermal recording label RL is attached is located on the -Y side, that is, so that the side surface faces the recording device 14. do.

作業者が操作パネル１８１を操作して、システム制御装置１８をスタートさせると、操作パネル１８１からシステム制御装置１８へ搬送開始信号が送信される。搬送開始信号を受信したシステム制御装置１８は、コンベア装置１０の駆動を開始する。すると、コンベア装置１０に載置されたコンテナＣは、コンベア装置１０により記録装置１４に向けて搬送される。コンテナＣの搬送スピードの一例としては、２ｍ／ｓｅｃである。 When the operator operates the operation panel 181 to start the system control device 18 , a transport start signal is transmitted from the operation panel 181 to the system control device 18 . The system controller 18 that has received the transport start signal starts driving the conveyor device 10 . Then, the container C placed on the conveyor device 10 is conveyed toward the recording device 14 by the conveyor device 10 . An example of the transport speed of the container C is 2 m/sec.

記録装置１４よりもコンテナＣの搬送方向上流側には、コンベア装置１０上を搬送されるコンテナＣを検出するセンサが配置されている。このセンサが、コンテナＣを検出すると、検出信号が、センサからシステム制御装置１８へ送信される。システム制御装置１８は、タイマを有している。システム制御装置１８は、前記センサからの検出信号を受信したタイミングで、タイマを用いた時刻計測を開始する。そして、システム制御装置１８は、検出信号の受信タイミングからの経過時間に基づいて、コンテナＣが、記録装置１４に到達するタイミングを把握する。 A sensor for detecting the container C being transported on the conveyor device 10 is arranged upstream of the recording device 14 in the transport direction of the container C. As shown in FIG. When this sensor detects container C, a detection signal is sent from the sensor to system controller 18 . The system controller 18 has a timer. The system control device 18 starts time measurement using a timer at the timing of receiving the detection signal from the sensor. Then, the system control device 18 grasps the timing at which the container C reaches the recording device 14 based on the elapsed time from the reception timing of the detection signal.

検出信号の受信タイミングからの経過時間がＴ１となり、コンテナＣが、記録装置１４に到達するタイミングで、システム制御装置１８は、記録装置１４を通過するコンテナＣに貼付された感熱記録ラベルＲＬに画像を記録すべく、記録装置１４に記録開始信号を出力する。
記録開始信号を受信した記録装置１４は、画像情報出力部４７から受けた画像情報に基づいて、記録装置１４に対して相対移動するコンテナＣの感熱記録ラベルＲＬに向けて所定パワーのレーザー光を照射する。これにより、感熱記録ラベルＲＬに画像が非接触で記録される。 Elapsed time from the timing of receiving the detection signal reaches T1, and at the timing when the container C reaches the recording device 14, the system control device 18 puts an image on the thermal recording label RL attached to the container C passing through the recording device 14. , a recording start signal is output to the recording device 14.
Upon receiving the recording start signal, the recording device 14 emits a laser beam of a predetermined power toward the thermal recording label RL of the container C moving relative to the recording device 14 based on the image information received from the image information output unit 47. Irradiate. As a result, an image is recorded on the thermal recording label RL in a non-contact manner.

感熱記録ラベルＲＬに記録される画像（画像情報出力部４７から送信される画像情報）としては、例えば、コンテナＣに収容されている荷物の内容、輸送先の情報などの文字画像、および、コンテナＣに収容されている荷物の内容、輸送先の情報などの情報がコード化されたバーコードや二次元コードなどのコード画像である。 The image recorded on the thermosensitive recording label RL (image information transmitted from the image information output unit 47) includes, for example, a character image such as the content of the package contained in the container C and information on the destination, and the container It is a code image such as a bar code or a two-dimensional code in which information such as the contents of the package stored in C and the information of the destination is coded.

記録装置１４を通過する過程で画像が記録されたコンテナＣは、読取装置１５を通過する。このとき、読取装置１５が、感熱記録ラベルＲＬに記録されたバーコードや二次元コードなどのコード画像を読み取り、コンテナＣに収容されている荷物の内容、輸送先の情報、などの情報を取得する。システム制御装置１８は、コード画像から取得した情報と、画像情報出力部４７から送信された画像情報とを照合して、正しく画像が記録されているか否かをチェックする。正しく画像が記録されているときは、システム制御装置１８は、コンテナＣをコンベア装置１０によって次の工程（例えば輸送準備工程）に送る。 The container C on which the image was recorded while passing through the recording device 14 passes through the reading device 15 . At this time, the reading device 15 reads a code image such as a bar code or two-dimensional code recorded on the thermosensitive recording label RL, and obtains information such as the contents of the cargo housed in the container C and information on the transportation destination. do. The system control device 18 collates the information obtained from the code image with the image information sent from the image information output unit 47 to check whether the image is recorded correctly. If the image is correctly recorded, the system controller 18 sends the container C to the next process (for example, transport preparation process) by the conveyor device 10 .

一方、正しく画像が記録されていないときは、システム制御装置１８は、コンベア装置１０を一時停止して、操作パネル１８１に正しく画像が記録されていない旨を表示する。また、システム制御装置１８は、正しく画像が記録されていないときは、そのコンテナＣを、規定の搬送先に搬送するようにしてもよい。 On the other hand, when the image is not correctly recorded, the system control device 18 temporarily stops the conveyor device 10 and displays on the operation panel 181 that the image is not correctly recorded. Further, the system control device 18 may convey the container C to a specified destination when the image is not recorded correctly.

図４は、図３に示した電気回路の記録装置１４に関するブロック図である。システム制御装置１８と制御部４６の間には、Ｉ／Ｆ部１８０が備えられている。 FIG. 4 is a block diagram of the electrical circuit recording device 14 shown in FIG. An I/F section 180 is provided between the system control device 18 and the control section 46 .

画像情報出力部４７は、所望のドット濃度を出力するために必要な光エネルギーの情報をシステム制御装置１８に伝達する。システム制御装置１８は、必要な光エネルギーの情報としてタイミング、パルス幅、ピークパワー等の制御信号をＩ／Ｆ部１８０を介して制御部４６に送信し、Ｉ／Ｆ部１８０を介してステータス信号を制御部４６から受信する。 The image information output unit 47 transmits to the system controller 18 information on the light energy required to output the desired dot density. The system control device 18 transmits control signals such as timing, pulse width, peak power, etc. as information on necessary optical energy to the control section 46 via the I/F section 180, and transmits status signals via the I/F section 180. is received from the control unit 46 .

本実施形態では高効率を前提としているため、記録装置１４のドライバ４５として原理的に低損失のスイッチング方式を採用する。他の方式としてリニア方式があるが、これはＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタをリニア領域で動作させた電流制御素子としてリニア電流制御する方式であり、トランジスタで発生する電圧降下分の電力を熱として捨てるために効率が悪く（例えば電力効率４０％）、高出力化に適さない。 Since high efficiency is assumed in this embodiment, a low-loss switching method is employed as the driver 45 of the recording device 14 in principle. Another method is the linear method, which uses a MOSFET or bipolar transistor as a current control element operated in the linear region to perform linear current control. The efficiency is poor (for example, the power efficiency is 40%), and it is not suitable for high output.

図５は、図４に示した電気回路のドライバ４５に関するブロック図である。ドライバ４５は、スイッチング方式電流駆動回路であり、電源４８から供給された電力に基づき、出力部４５４に接続された駆動対象へ電流を供給する。 FIG. 5 is a block diagram of the driver 45 of the electrical circuit shown in FIG. The driver 45 is a switching-type current drive circuit, and supplies current to the drive target connected to the output section 454 based on the power supplied from the power supply 48 .

ドライバ４５は、スイッチング方式電流駆動回路におけるスイッチング部４８０として、スイッチ素子駆動部４５０と、スイッチ素子４５１およびスイッチ素子４５２と、コイル４５３と、を備える。 The driver 45 includes a switching element driving section 450, a switching element 451 and a switching element 452, and a coil 453 as a switching section 480 in a switching-type current driving circuit.

スイッチ素子４５１は、電源４８とコイル４５３との接続を切り替えるためのスイッチ素子である。また、スイッチ素子４５２は、ＧＮＤとコイル４５３との接続を切り替えるためのスイッチ素子である。 The switch element 451 is a switch element for switching connection between the power supply 48 and the coil 453 . A switch element 452 is a switch element for switching connection between GND and the coil 453 .

スイッチ素子４５１の一端側は電源４８に接続され、他端側はスイッチ素子４５２の一端側と接続され、スイッチ素子４５２の他端側はＧＮＤと接続されている。コイル４５３の入力端側はスイッチ素子４５１の他端側及びスイッチ素子４５２の一端側と接続され、スイッチ素子４５２の他端側は出力部４５４の一端側と接続される。 One end of the switch element 451 is connected to the power supply 48, the other end is connected to one end of the switch element 452, and the other end of the switch element 452 is connected to GND. The input end side of the coil 453 is connected to the other end side of the switch element 451 and the one end side of the switch element 452 , and the other end side of the switch element 452 is connected to the one end side of the output section 454 .

出力部４５４にはドライバ４５の駆動対象であるレーザー発光素子４１が接続されている。他の形態として、ドライバ４５の駆動対象として、出力部４５４にＬＥＤを接続しても良い。 The laser emitting element 41 to be driven by the driver 45 is connected to the output section 454 . As another form, an LED may be connected to the output section 454 as an object to be driven by the driver 45 .

ドライバ４５は、さらに出力部４５４に接続された駆動対象への電流供給をオンオフする電流供給制御部としての発光制御部４５５と、出力部４５４に接続された駆動対象に流れた電流、又は発光制御部４５５に流れた電流を電流・電圧変換（ＩＶ変換）するシャント抵抗４５６と、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧を増幅する増幅回路４５７と、増幅回路４５７から出力される増幅電圧４５７Ｓと閾値電圧４６０Ｓを比較する比較回路４５８を備える。 The driver 45 further includes a light emission control unit 455 as a current supply control unit that turns on and off current supply to the driven object connected to the output unit 454, and a current flowing to the driven object connected to the output unit 454, or light emission control. A shunt resistor 456 that performs current-to-voltage conversion (IV conversion) on the current flowing through the unit 455, an amplifier circuit 457 that amplifies the voltage applied to the shunt resistor 456, an amplified voltage 457S output from the amplifier circuit 457, and a threshold voltage. A comparison circuit 458 is provided to compare 460S.

ドライバ４５のスイッチング動作について以下に説明する。スイッチ素子駆動部４５０は、制御部４６からの制御信号に応じて、スイッチ素子４５１をオンオフする駆動信号４５０Ｈと、スイッチ素子４５２をオンオフする駆動信号４５０Ｌを出力する。 The switching operation of driver 45 will be described below. The switch element drive section 450 outputs a drive signal 450H for turning on/off the switch element 451 and a drive signal 450L for turning on/off the switch element 452 according to the control signal from the control section 46 .

これにより、電源４８より供給される電力を、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチ素子としてのスイッチ素子４５１、４５２のオン／オフと電流を平滑化する平滑化素子としてのコイル４５３によってチョッピングすることで、ほぼ直流に整流されたスイッチング部４８０の出力電流４８０Ｓを得ることが出来る。 As a result, the power supplied from the power supply 48 is chopped by the on/off switching elements 451 and 452 as semiconductor switching elements such as MOSFETs and the coil 453 as a smoothing element for smoothing the current. An output current 480S of the switching unit 480 rectified to .

出力電流４８０Ｓは、発光制御部４５５がオンの場合は、発光制御部４５５からシャント抵抗４５６を経由してグランドに流れ、発光制御部４５５がオフの場合はレーザー発光素子４１からシャント抵抗４５６を経由してグランドに流れる。 The output current 480S flows from the light emission control unit 455 through the shunt resistor 456 to the ground when the light emission control unit 455 is on, and flows from the laser light emitting element 41 through the shunt resistor 456 when the light emission control unit 455 is off. and flow to the ground.

増幅回路４５７は、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧（レーザー発光素子４１と発光制御部４５５とシャント抵抗４５６との接続点の電位）を決まったゲインで増幅して増幅電圧４５７Ｓを出力する。 The amplifier circuit 457 amplifies the voltage applied to the shunt resistor 456 (the potential at the connection point between the laser light emitting element 41, the light emission controller 455, and the shunt resistor 456) with a fixed gain and outputs an amplified voltage 457S.

比較回路４５８は、増幅回路４５７から出力される増幅電圧４５７Ｓと、制御部４６から出力される閾値電圧４６０Ｓを比較し、比較結果の判定信号４５８Ｓを制御部４６に出力する。 The comparison circuit 458 compares the amplified voltage 457S output from the amplification circuit 457 and the threshold voltage 460S output from the control section 46 and outputs a comparison result decision signal 458S to the control section 46 .

制御部４６は、判定信号４５８Ｓに基づき、前述したように、スイッチ素子駆動部４５０に対して制御信号を出力する。制御部４６が、判定信号４５８Ｓに基づきスイッチ素子駆動部４５０に対してどのように制御信号を出力するかについては、図７を用いた説明を後述する。比較回路４５８はコンパレータやＡＤコンバータ等により構成される。 Based on the determination signal 458S, the control section 46 outputs a control signal to the switching element driving section 450 as described above. How the control unit 46 outputs the control signal to the switch element driving unit 450 based on the determination signal 458S will be described later with reference to FIG. The comparison circuit 458 is composed of a comparator, an AD converter, and the like.

以上説明したドライバ４５、制御部４６により、出力部４５４へ供給する電流である出力電流４８０Ｓを制御する出力制御装置４６０を構成する。さらに、出力制御装置４６０の出力部４５４に駆動対象としてレーザー発光素子４１を接続することでレーザー出力装置として構成される。 The driver 45 and the control section 46 described above constitute an output control device 460 that controls the output current 480S that is the current supplied to the output section 454 . Further, by connecting the laser light emitting element 41 as a driven object to the output section 454 of the output control device 460, a laser output device is configured.

図５では高速でパルス変調するために、発光素子としてのレーザー発光素子４１に流れる電流経路を切り替えることで、レーザー発光素子４１の発光する／しないを制御する発光制御部４５５を出力部４５４に並列に接続して設けている。発光制御部４５５は、例えばＭＯＳＭＥＴ等のスイッチング素子で構成される。 In FIG. 5, in order to perform high-speed pulse modulation, a light emission control unit 455 for controlling whether or not the laser light emitting element 41 emits light is connected in parallel to the output unit 454 by switching the current path flowing through the laser light emitting element 41 as a light emitting element. is connected to the The light emission control unit 455 is composed of a switching element such as a MOSFET, for example.

一般的に、コイルを流れる電流の変調速度は、コイル両端に印加できる電圧に比例するため、１Ａの電流遷移に数マイクロ秒かかる。一方、発光制御部４５５による駆動電流の電流変調速度は、発光制御部４５５のスイッチング素子のスイッチ時間に依存する（ＭＯＳＦＥＴであれば数十ｎｓ）ため、高速である。 In general, the rate of modulation of the current through the coil is proportional to the voltage that can be applied across the coil, so a current transition of 1 A takes several microseconds. On the other hand, the current modulation speed of the drive current by the light emission control unit 455 depends on the switching time of the switching element of the light emission control unit 455 (several tens of ns for MOSFET), so it is fast.

制御部４６は、発光制御部４５５に対して、発光制御部４５５をオンオフする切替信号（発光情報）としてのＰＷＭ制御信号４５５Ｓを送る。パルス周波数が４０ｋＨｚ（１周期＝２５ｕｓ）で記録装置１４が２５６階調を持つ場合、１画素が約０．１ｕｓ（≒１００ｎｓ）のパルス幅に対応する。仮にＤｕｔｙ５０％（１２８階調）のパルスを出すのであればパルス幅は約１２．８ｕｓとなる。 The control unit 46 sends a PWM control signal 455S as a switching signal (light emission information) for turning on/off the light emission control unit 455 to the light emission control unit 455 . When the pulse frequency is 40 kHz (1 cycle=25 us) and the recording device 14 has 256 gradations, one pixel corresponds to a pulse width of approximately 0.1 us (≈100 ns). If a pulse with a duty of 50% (128 gradations) is output, the pulse width will be approximately 12.8 us.

図５では、制御部４６は、増幅回路４５７から増幅電圧４５７Ｓをモニタ（検出）する。制御部４６は、レーザー発光素子４１の発光をＰＷＭ制御する際は増幅電圧４５７Ｓに基づき決定されるＰＷＭ制御信号４５５Ｓを発光制御部４５５に送る。制御部４６が、増幅電圧４５７Ｓに基づき、発光制御部４５５に送るＰＷＭ制御信号４５５Ｓをどのように決定するかについては、図１０を用いた説明を後述する。 In FIG. 5, the controller 46 monitors (detects) an amplified voltage 457S from the amplifier circuit 457. In FIG. The control unit 46 sends a PWM control signal 455S determined based on the amplified voltage 457S to the light emission control unit 455 when PWM-controlling the light emission of the laser light emitting element 41 . How the control unit 46 determines the PWM control signal 455S to be sent to the light emission control unit 455 based on the amplified voltage 457S will be described later with reference to FIG.

図６は、図５に示した電気回路のドライバ４５における電圧・電流波形の説明図である。駆動信号４５０Ｈ、駆動信号４５０Ｌのタイミングと、ドライバ４５が出力部４５４へ供給する出力電流４８０Ｓのリップル成分との関係を以下に示す。 FIG. 6 is an explanatory diagram of voltage/current waveforms in the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. The relationship between the timing of the driving signal 450H and the driving signal 450L and the ripple component of the output current 480S supplied from the driver 45 to the output section 454 is shown below.

コイル４５３の出力端における電圧は、Ｖ＝Ｌ×ΔＩ／ｄｔである（Ｌ：コイル４５３のインダクタンス、ｄｔ：時間の変化量、ΔＩ：コイル電流４５３Ｓの変化量）。駆動信号４５０Ｈがオフ→オン、駆動信号４５０Ｌがオン→オフとなってから、駆動信号４５０Ｈがオンであり駆動信号４５０Ｌがオフである期間は、リップルが立ち上がる期間となる。リップルが立ち上がる期間中、コイル４５３には、電源４８からの電流が供給され、コイル４５３の出力端における電圧Ｖｏｕｔは、電源４８の電圧Ｖｉｎに遷移する。よって立ち上がりリップルの傾きは、ΔＩ１／ｄｔ１＝（Ｖｉｎ－Ｖｏｕｔ）／Ｌである。（ｄｔ１：駆動信号４５０Ｈがオンで駆動信号４５０Ｌがオフの期間、ΔＩ１：ｄｔ１におけるコイル電流４５３Ｓの変化量） The voltage at the output end of coil 453 is V=L×ΔI/dt (L: inductance of coil 453, dt: amount of change over time, ΔI: amount of change in coil current 453S). After the drive signal 450H turns from off to on and the drive signal 450L from on to off, the period during which the drive signal 450H is on and the drive signal 450L is off is a period during which the ripple rises. During the rise of the ripple, the coil 453 is supplied with current from the power supply 48 and the voltage Vout at the output of the coil 453 transitions to the voltage Vin of the power supply 48 . Therefore, the slope of the rising ripple is ΔI1/dt1=(Vin−Vout)/L. (dt1: the period in which the drive signal 450H is on and the drive signal 450L is off, ΔI1: the amount of change in the coil current 453S at dt1)

また、駆動信号４５０Ｈがオン→オフ、駆動信号４５０Ｌがオフ→オンとなってから、駆動信号４５０Ｈがオフであり駆動信号４５０Ｌがオンである期間は、リップルが立ち下がる期間となる。リップルが立ち下がる期間中、コイル４５３には電源４８からの電流が供給されないので、コイル４５３の出力端における電圧Ｖｏｕｔは０に遷移する。よって立ち上がりリップルの傾きは、ΔＩ２／ｄｔ２＝（－Ｖｏｕｔ）／Ｌである。（ｄｔ２：駆動信号４５０Ｈがオフで駆動信号４５０Ｌがオンの期間、ΔＩ２：ｄｔ２におけるコイル電流４５３Ｓの変化量） Further, after the driving signal 450H turns from ON to OFF and the driving signal 450L turns from OFF to ON, the period during which the driving signal 450H is OFF and the driving signal 450L is ON is a period during which the ripple falls. Since coil 453 is not supplied with current from power supply 48 during the falling ripple, the voltage Vout at the output of coil 453 transitions to zero. Therefore, the slope of the rising ripple is ΔI2/dt2=(-Vout)/L. (dt2: the period in which the drive signal 450H is off and the drive signal 450L is on, ΔI2: the amount of change in the coil current 453S at dt2)

図７は、図５に示したドライバ４５の動作を示すタイミングチャートである。スイッチング回路のフィードバック制御方式としてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｏｎ）制御やＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御、ヒステリシス制御等があるが、本実施形態では高速な電流変調速度を得るために、ヒステリシス制御方式を採用した。電流変調速度の要求スペックによっては、ＰＷＭ制御あるいはＰＦＭ制御、その他スイッチング制御手段を用いて良い。 FIG. 7 is a timing chart showing the operation of driver 45 shown in FIG. Feedback control methods for switching circuits include PWM (Pulse Width Modulation) control, PFM (Pulse frequency Modulation) control, and hysteresis control. . PWM control, PFM control, or other switching control means may be used depending on the required specifications of the current modulation speed.

本実施形態におけるフィードバック制御として、一般的にヒステリシス制御と呼ばれる制御方式を採用する。ヒステリシス制御は大別して、オフタイム固定型と、ヒステリシスウィンドウ型が存在する。まず、図７を用いてオフタイム固定型について説明する。 As feedback control in this embodiment, a control system generally called hysteresis control is employed. Hysteresis control is roughly classified into a fixed off-time type and a hysteresis window type. First, the fixed off-time type will be described with reference to FIG.

制御部４６は、Ｉ／Ｆ部１８０を介してシステム制御装置１８から出力されたピークパワーに関する制御信号に基づき閾値電圧４６０Ｓを設定する。 The control unit 46 sets the threshold voltage 460S based on the control signal relating to the peak power output from the system control device 18 via the I/F unit 180 .

制御部４６からの制御信号に応じて駆動信号４５０Ｈがオンとなり駆動信号４５０Ｌがオフになると、コイル４５３の入力端と電源４８とがスイッチ素子４５１を介して繋がり、コイル４５３にスイッチ素子４５１を介して電源４８から電流が供給される。しかしながら、コイル４５３の過渡現象によりコイル電流４５３Ｓはすぐにピーク値にはならずに一定の傾きを持って増加するので、出力部４５４へ供給する出力電流４８０Ｓも一定の傾きを持って増加する。そのため、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧も一定の傾きを持って増加し、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧を増幅した増幅電圧４５７Ｓも一定の傾きを持って増加する。 When the drive signal 450H is turned on and the drive signal 450L is turned off according to the control signal from the control unit 46, the input end of the coil 453 and the power supply 48 are connected via the switch element 451, and the coil 453 is connected via the switch element 451. A current is supplied from the power supply 48 at the However, due to the transient phenomenon of the coil 453, the coil current 453S does not immediately reach its peak value and increases with a constant slope, so the output current 480S supplied to the output section 454 also increases with a constant slope. Therefore, the voltage applied to the shunt resistor 456 also increases with a constant slope, and the amplified voltage 457S obtained by amplifying the voltage applied to the shunt resistor 456 also increases with a constant slope.

増幅電圧４５７Ｓが、閾値電圧４６０Ｓに達すると判定信号４５８Ｓがオンになるが瞬時にオフとなる。制御部２６は判定信号４５８Ｓがオフからオンになったことを検知して、駆動信号４５０Ｈをオフにするとともに、駆動信号４５０Ｌをオンにする。 When the amplified voltage 457S reaches the threshold voltage 460S, the determination signal 458S is turned on, but is turned off instantly. The control unit 26 detects that the determination signal 458S has turned on from off, and turns off the drive signal 450H and turns on the drive signal 450L.

制御部４６からの制御信号に応じて駆動信号４５０Ｈがオフとなり駆動信号４５０Ｌがオンになると、コイル４５３の入力端とＧＮＤとがスイッチ素子４５２を介して繋がり、電源４８からコイル４５３への電流供給が停止する。しかしながら、コイル４５３の過渡現象によりコイル電流４５３Ｓはすぐに０にはならず、一定の傾きを持って減少し、出力部４５４へ供給する出力電流４８０Ｓも一定の傾きを持って減少する。 When the drive signal 450H is turned off and the drive signal 450L is turned on in accordance with the control signal from the control unit 46, the input terminal of the coil 453 and GND are connected via the switch element 452, and current is supplied from the power supply 48 to the coil 453. stops. However, due to the transient phenomenon of the coil 453, the coil current 453S does not immediately become 0 and decreases with a constant slope, and the output current 480S supplied to the output section 454 also decreases with a constant slope.

そして、可変パラメータとして設定されたオフ時間分、電流は減少し続けるが、オフ時間経つと駆動信号４５０Ｈはオンとなり駆動信号４５０Ｌはオフとなる。 Then, the current continues to decrease for the off time set as the variable parameter, but after the off time has passed, the drive signal 450H is turned on and the drive signal 450L is turned off.

このサイクルを繰り返すことでリップルを持った出力電流４８０Ｓが生成される。出力電流４８０Ｓのリップルにより、シャント抵抗４５６に掛かる電圧もリップルを持つため、図７に示したように、増幅電圧４５７Ｓもリップルを持つ。 By repeating this cycle, an output current 480S with ripple is generated. Due to ripples in the output current 480S, the voltage applied to the shunt resistor 456 also has ripples, so the amplified voltage 457S also has ripples as shown in FIG.

あるタイミングで閾値電圧４６０Ｓを低い値に変更した場合は、増幅電圧４５７Ｓは新たな閾値電圧４６０Ｓを超えているので判定信号４５８Ｓはオンのままとなる。 If the threshold voltage 460S is changed to a lower value at a certain timing, the amplified voltage 457S exceeds the new threshold voltage 460S, so the decision signal 458S remains on.

判定信号４５８Ｓがオンの間は、駆動信号４５０Ｈがオフであり、駆動信号４５０Ｌがオンとなる状態が継続するので、既述したように、出力電流４８０Ｓは、一定の傾きを持って減少し、増幅電圧４５７Ｓも減少する。 While the determination signal 458S is on, the drive signal 450H is off and the drive signal 450L is on. The amplified voltage 457S also decreases.

やがて増幅電圧４５７Ｓが新たな閾値電圧４６０Ｓ以下となり、オフ時間分経過すると、既に記載した過程を繰り返すだけである。 When the amplified voltage 457S eventually becomes equal to or lower than the new threshold voltage 460S and the OFF time has elapsed, the process described above is simply repeated.

レーザー発光素子４１をＰＷＭ信号により発光制御する際には、ＰＷＭ信号をオンにする時間（図７におけるＷ１、Ｗ２）だけ発光するように発光制御部４５５をスイッチングすればよい。 When controlling light emission of the laser light emitting element 41 by the PWM signal, the light emission control section 455 may be switched so as to emit light only during the time (W1, W2 in FIG. 7) during which the PWM signal is turned on.

図５から明らかなように、発光制御部４５５がオフの間、出力電流４８０Ｓはレーザー発光素子４１に流れる。レーザー発光素子４１に流れる電流を電流４１Ｓと表す。 As is clear from FIG. 5, the output current 480S flows through the laser light emitting element 41 while the light emission control section 455 is off. A current flowing through the laser emitting element 41 is represented as a current 41S.

リップル高さＨ１、Ｈ２の中心をレーザー発光素子４１に流れる電流４１Ｓの目標とする。 The center of the ripple heights H1 and H2 is set as the target of the current 41S flowing through the laser light emitting element 41. FIG.

図７では、制御部４６により設定された閾値電圧４６０Ｓが高い値の場合と低い値の場合の両方について、レーザー発光素子４１に流れる電流４１Ｓの目標を示している。 FIG. 7 shows the target of the current 41S flowing through the laser emitting element 41 both when the threshold voltage 460S set by the controller 46 is high and when it is low.

図８は、ヒステリシス制御方式における他の方式であるヒステリシスウィンドウ型を説明するための図である。図８を用いてヒステリシスウィンドウ型について説明する。 FIG. 8 is a diagram for explaining a hysteresis window type that is another method in the hysteresis control method. The hysteresis window type will be described with reference to FIG.

図８のように閾値電圧４６０Ｓを上限値４６０Ｈと下限値４６０Ｌの２つに設定する。上限値４６０Ｈと下限値４６０Ｌの間をヒステリシスウィンドウと呼ぶ。この場合は、増幅電圧４５７Ｓが上限の閾値電圧４６０Ｈに達すると、判定信号４５８Ｈがオンになるが瞬時にオフとなる。制御部２６は判定信号４５８Ｈがオフからオンになったことを検知して、駆動信号４５０Ｈをオフにするとともに、駆動信号４５０Ｌをオンにする。 As shown in FIG. 8, the threshold voltage 460S is set to two values, an upper limit value 460H and a lower limit value 460L. The interval between the upper limit value 460H and the lower limit value 460L is called a hysteresis window. In this case, when the amplified voltage 457S reaches the upper limit threshold voltage 460H, the determination signal 458H is turned on but immediately turned off. The control unit 26 detects that the determination signal 458H has turned on from off, and turns off the drive signal 450H and turns on the drive signal 450L.

制御部４６からの制御信号に応じて駆動信号４５０Ｈがオフとなり駆動信号４５０Ｌがオンになると、コイル４５３の入力端とＧＮＤとがスイッチ素子４５２を介して繋がり、電源４８からコイル４５３への電流供給が停止する。しかしながら、コイル４５３の過渡現象によりコイル電流４５３Ｓはすぐに０にはならず、一定の傾きを持って減少し、出力部４５４へ供給する出力電流４８０Ｓも一定の傾きを持って減少する。そのため、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧も一定の傾きを持って減少し、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧を増幅した増幅電圧４５７Ｓも一定の傾きを持って減少する。 When the drive signal 450H is turned off and the drive signal 450L is turned on in accordance with the control signal from the control unit 46, the input terminal of the coil 453 and GND are connected via the switch element 452, and current is supplied from the power supply 48 to the coil 453. stops. However, due to the transient phenomenon of the coil 453, the coil current 453S does not immediately become 0 and decreases with a constant slope, and the output current 480S supplied to the output section 454 also decreases with a constant slope. Therefore, the voltage applied to the shunt resistor 456 also decreases with a constant slope, and the amplified voltage 457S obtained by amplifying the voltage applied to the shunt resistor 456 also decreases with a constant slope.

増幅電圧４５７Ｓが減少して下限の閾値電圧４６０Ｌを下回ると判定信号４５８Ｌがオフになるが瞬時にオンとなる。制御部２６は、判定信号４５８Ｌがオンからオフになったことを検知して、駆動信号４５０Ｌをオフにするとともに、駆動信号４５０Ｈをオンにする。 When the amplified voltage 457S decreases and falls below the lower limit threshold voltage 460L, the determination signal 458L is turned off, but is turned on instantaneously. The control unit 26 detects that the determination signal 458L is turned off from on, and turns off the drive signal 450L and turns on the drive signal 450H.

制御部４６からの制御信号に応じて駆動信号４５０Ｈがオンとなり駆動信号４５０Ｌがオフになると、コイル４５３の入力端と電源４８とがスイッチ素子４５１を介して繋がり、コイル４５３にスイッチ素子４５１を介して電源４８から電流が供給される。しかしながら、コイル４５３の過渡現象によりコイル電流４５３Ｓはすぐにピーク値にはならずに一定の傾きを持って増加するので、出力部４５４へ供給する出力電流４８０Ｓも一定の傾きを持って増加する。そのため、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧も一定の傾きを持って増加し、シャント抵抗４５６に掛かっている電圧を増幅した増幅電圧４５７Ｓも一定の傾きを持って増加する。 When the drive signal 450H is turned on and the drive signal 450L is turned off according to the control signal from the control unit 46, the input end of the coil 453 and the power supply 48 are connected via the switch element 451, and the coil 453 is connected via the switch element 451. A current is supplied from the power supply 48 at the However, due to the transient phenomenon of the coil 453, the coil current 453S does not immediately reach its peak value and increases with a constant slope, so the output current 480S supplied to the output section 454 also increases with a constant slope. Therefore, the voltage applied to the shunt resistor 456 also increases with a constant slope, and the amplified voltage 457S obtained by amplifying the voltage applied to the shunt resistor 456 also increases with a constant slope.

増加した増幅電圧４５７Ｓが画像情報より設定された閾値電圧４６０Ｈに達すると、また判定信号４５８Ｈがオンになり、駆動信号４５０Ｈがオフになる。 When the increased amplified voltage 457S reaches the threshold voltage 460H set by the image information, the determination signal 458H is turned on again and the driving signal 450H is turned off.

このサイクルを繰り返すことでリップルを持った出力電流４８０Ｓが生成される。出力電流４８０Ｓのリップルにより、シャント抵抗４５６に掛かる電圧もリップルを持つため、図８に示したように、増幅電圧４５７Ｓもリップルを持つ。 By repeating this cycle, an output current 480S with ripple is generated. Due to ripples in the output current 480S, the voltage applied to the shunt resistor 456 also has ripples, so the amplified voltage 457S also has ripples as shown in FIG.

閾値電圧４６０Ｓを上限値４６０Ｈと下限値４６０Ｌの２つに設定することで出力電流４８０Ｓや増幅電圧４５７Ｓのリップル比を任意の一定の値に保つことができる。 By setting the threshold voltage 460S to an upper limit value 460H and a lower limit value 460L, the ripple ratio of the output current 480S and the amplified voltage 457S can be kept at arbitrary constant values.

図９は、図５に示したドライバ４５の課題を説明する図である。図９（ａ）は理想の状態を示しており、画像情報に基づく１ドットあたりの濃度を実現するための光エネルギーＥ１［Ｊ］は、初期時間ｔ＝ｔ０よりピークパワーＰ１（定数）、パルス幅（ｔ１－ｔ０）でレーザー発光素子４１を発光したときの積分値として表すことができる。 FIG. 9 is a diagram explaining a problem of the driver 45 shown in FIG. FIG. 9(a) shows an ideal state, and the light energy E1 [J] for realizing the density per dot based on the image information is the peak power P1 (constant) from the initial time t=t0, the pulse It can be expressed as an integrated value when the laser light emitting element 41 emits light with a width (t1-t0).

図９（ｂ）は実際の状態を示しており、実際に出力されるエネルギーＥ２［Ｊ］は、発光初期時間に入力時間ｔ＝ｔ０より（ｔ２－ｔ０）のディレイが生じたり、ピークパワーＰ２が変動したりして、ピークパワー（時間の関数）の積分値となる。 FIG. 9(b) shows the actual state, and the energy E2 [J] that is actually output has a delay of (t2-t0) from the input time t=t0 at the initial light emission time, or the peak power P2 fluctuates and becomes an integrated value of peak power (a function of time).

本実施形態では、このような場合を想定し、Ｅ２＝Ｅ１となるような時間ｔ＝ｔ３にレーザー発光素子４１の発光を停止するような制御を行うことで所望のエネルギーを出力できる。従来、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に代表されるパワー安定化制御に関して多数の特許が存在するが、１パルスあたりのエネルギー量のばらつきに関して言及された発明はない。次に、図１０～図１３を用いて具体的なエネルギー補正方法を説明する。 In the present embodiment, assuming such a case, desired energy can be output by performing control such that the laser light emitting element 41 stops emitting light at time t=t3 such that E2=E1. Conventionally, there are many patents relating to power stabilization control represented by APC (Auto Power Control), but none of the inventions refer to variation in the amount of energy per pulse. Next, a specific energy correction method will be described with reference to FIGS. 10 to 13. FIG.

図１０は、図５に示した電気回路のドライバ４５の詳細な動作を示すタイミングチャートである。図１０における前提となるパラメータは以下の通りとする。 FIG. 10 is a timing chart showing detailed operations of the driver 45 of the electric circuit shown in FIG. The parameters that are assumed in FIG. 10 are as follows.

電源４８による入力電圧：Ｖｉｎ＝２４Ｖ、レーザー発光素子４１の両端にかかる電圧：ＶＬＤ＝２Ｖ、コイル４５３のインダクタンス：Ｌ＝２２ｕＨ、レーザー発光素子４１を流れる電流４１Ｓの目標電流：ＩＳ＝１０Ａ、レーザー発光素子４１を発光する期間の消費目標エネルギー：１００ｕＪ、レーザー発光素子４１を発光する期間としての理論パルス幅：１００ｕＪ／（２Ｖ×１０Ａ）＝５ｕｓ。 Input voltage from power supply 48: Vin = 24 V, voltage across laser emitting element 41: VLD = 2 V, inductance of coil 453: L = 22 uH, target current of current 41S flowing through laser emitting element 41: IS = 10 A, laser Target energy consumption during the light emission period of the light emitting element 41: 100 uJ, theoretical pulse width as the period during which the laser light emitting element 41 emits light: 100 uJ/(2V×10 A)=5 us.

リップル電流は、スイッチング方式電流駆動回路の構成上完全に０にすることはできない。ここではスイッチング方式電流駆動回路（ドライバ４５）が安定して動作している定常状態におけるリップル電流が１Ａだと仮定する。閾値電圧の上限値４６０Ｈに対応する閾値電流ＩＨは、リップル電流がｐｅａｋ－ｔｏ－ｐｅａｋの値であるので、ヒステリシス制御をするための閾値電流の高い側として１０Ａ＋１／２Ａ＝１０．５Ａとなる。閾値電圧４６０Ｓの下限値４６０Ｌに対応する閾値電流ＩＬは、１０Ａ－１／２Ａ＝９．５Ａとなる。 The ripple current cannot be completely reduced to 0 due to the configuration of the switching-type current drive circuit. Here, it is assumed that the ripple current is 1 A in the steady state in which the switching-type current drive circuit (driver 45) operates stably. The threshold current IH corresponding to the upper limit value 460H of the threshold voltage is 10A+1/2A=10.5A as the higher side of the threshold current for hysteresis control because the ripple current is a peak-to-peak value. The threshold current IL corresponding to the lower limit value 460L of the threshold voltage 460S is 10A-1/2A=9.5A.

リップル電流の立ち上がり傾きＳ１は、ΔＩ／ｄｔ＝（Ｖｉｎ－ＶＬＤ）／Ｌ＝（２４－２）／２２＝１Ａ／ｕｓとなる。リップル電流の立ち下がり傾きＳ２は、ΔＩ／ｄｔ＝（Ｖｉｎ－ＶＬＤ）／Ｌ＝（－２）／２２＝－０．０９Ａ／ｕｓとなる。 The rising slope S1 of the ripple current is ΔI/dt=(Vin−VLD)/L=(24−2)/22=1 A/us. The falling slope S2 of the ripple current is ΔI/dt=(Vin−VLD)/L=(−2)/22=−0.09 A/us.

目標電流が１０Ａ、出力電圧（負荷電圧）が２Ｖで目標エネルギーが１００ｕＪのドットパルスを出力したい場合、時間的に光量を一定にできるのであれば、単位時間当たりの光量は１０Ａ×２Ｖ＝２０Ｗであり、１００ｕＪ／２０Ｗ＝５ｕｓが理想的な照射時間（理論パルス幅４５５Ｔ）となる。これは４０ｋＨｚでＤｕｔｙ２０％のパルス幅である。５ｕｓのパルス幅を±０．５％の誤差に収めたい時は５ｕｓ×１％＝０．０５ｕｓの時間分解能が必要である。すなわち、発光制御部４５５をオンオフするためのＰＷＭ制御信号の時間分解能は、０．０５ｕｓとする。 If you want to output a dot pulse with a target current of 10A, an output voltage (load voltage) of 2V, and a target energy of 100uJ, if the light intensity can be kept constant over time, the light intensity per unit time is 10A x 2V = 20W. 100uJ/20W=5us is the ideal irradiation time (theoretical pulse width 455T). This is a pulse width of 40 kHz and a duty of 20%. A time resolution of 5us×1%=0.05us is required to keep the pulse width of 5us within ±0.5% error. That is, the time resolution of the PWM control signal for turning on/off the light emission control section 455 is assumed to be 0.05 us.

本実施形態ではレーザー発光素子４１を流れる電流４１Ｓは必ずリップルを持つため、理論パルス幅４５５Ｔ（５ｕｓ）の期間、レーザー発光素子４１を発光した場合でも、目標エネルギー１００ｕＪが得られるとは限らない。 In this embodiment, the current 41S flowing through the laser light emitting element 41 always has ripples, so even if the laser light emitting element 41 emits light for the theoretical pulse width of 455T (5 us), the target energy of 100 uJ is not always obtained.

そこで本実施形態では、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓにより発光制御部４５５をオフするタイミング（レーザー発光素子４１に出力電流４８０Ｓを供給し、電流４１Ｓを流すタイミング）でエネルギー積算を開始し、時間分解能毎にエネルギーを積算していく。その後、積算したエネルギーの合計が目標エネルギー１００ｕＪを超えたタイミングでエネルギー積算を終了して、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓにより発光制御部４５５をオンすることで、レーザー発光素子４１に出力電流４８０Ｓの供給を停止し、電流４１Ｓが流れないようにする。 Therefore, in the present embodiment, energy integration is started at the timing when the light emission control unit 455 is turned off by the PWM control signal 455S (the timing at which the output current 480S is supplied to the laser light emitting element 41 and the current 41S is caused to flow), and the energy is calculated for each time resolution. is accumulated. After that, when the total accumulated energy exceeds the target energy of 100 uJ, the energy accumulation is finished, and the light emission control unit 455 is turned on by the PWM control signal 455S, thereby stopping the supply of the output current 480S to the laser light emitting element 41. to prevent the current 41S from flowing.

図１０において、制御部４６は、増幅電圧４５７Ｓから以下の式に基づき、出力電流４８０Ｓの値を取得する。Ｉ＝（Ｖ／Ｇ）／Ｒ（Ｉ：出力電流４８０Ｓの値、Ｖ：増幅電圧４５７Ｓの値、Ｇ：増幅回路４５７の増幅度、Ｒ：シャント抵抗４５６の抵抗値）。なお、本実施形態では、シャント抵抗４５６に掛かる電圧を増幅回路４５７で増幅した増幅電圧４５７Ｓから出力電流４８０Ｓを求めているが、ホール式電流センサを用いて出力電流４８０Ｓを求めてもよい。 In FIG. 10, the controller 46 acquires the value of the output current 480S from the amplified voltage 457S based on the following formula. I=(V/G)/R (I: value of output current 480S, V: value of amplified voltage 457S, G: amplification degree of amplifier circuit 457, R: resistance value of shunt resistor 456). In this embodiment, the output current 480S is obtained from the amplified voltage 457S obtained by amplifying the voltage applied to the shunt resistor 456 by the amplifier circuit 457, but the output current 480S may be obtained using a Hall-type current sensor.

ここで、既述したように、レーザー発光素子４１に流れる出力電流４８０Ｓを電流４１Ｓと表す。以下の説明は、発光素子４１が発光している間の電流については、出力電流４８０Ｓではなく電流４１Ｓを用いて説明する。 Here, as described above, the output current 480S flowing through the laser light emitting element 41 is represented as the current 41S. In the following description, the current while the light emitting element 41 is emitting light will be described using the current 41S instead of the output current 480S.

制御部４６は、出力電流４８０Ｓが下降して閾値電流ＩＬに達すると、駆動信号４５０Ｈをオン、駆動信号４５０Ｌをオフにする。これにより、出力電流４８０Ｓは上昇に転じる。 When the output current 480S drops and reaches the threshold current IL, the control unit 46 turns on the drive signal 450H and turns off the drive signal 450L. As a result, the output current 480S begins to rise.

そして、出力電流４８０Ｓが上昇している途中に、制御部４６は、画像情報出力部４７から送信された駆動信号に基づきＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光すると、その時の電流１０．２Ａを初期電流値Ｉ１として取得してエネルギー積算を開始する。 While the output current 480S is increasing, the control unit 46 transmits the PWM control signal 455S1 based on the drive signal transmitted from the image information output unit 47 to turn off the light emission control unit 455, thereby causing laser emission. When the element 41 emits light, the current of 10.2 A at that time is obtained as the initial current value I1, and energy integration is started.

その後、制御部４６は、発光素子４１に流れる電流４１Ｓ（出力電流４８０Ｓ）が閾値電流ＩＨ（１０．５Ａ）に達すると、駆動信号４５０Ｈをオフ、駆動信号４５０Ｌをオンにして、これにより、電流４１Ｓは下降に転じる。この間、制御部４６は、エネルギー積算を継続する。 After that, when the current 41S (output current 480S) flowing through the light emitting element 41 reaches the threshold current IH (10.5 A), the control unit 46 turns off the drive signal 450H and turns on the drive signal 450L. 41S turns downward. During this time, the controller 46 continues energy integration.

そして、電流４１Ｓが下降している途中に、制御部４６は、電流値Ｉ２（１０．０８Ａ）を取得したタイミングで積算したエネルギーの合計が目標エネルギー１００ｕＪに達すると、エネルギー積算を終了して、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止する。 Then, while the current 41S is decreasing, the control unit 46 ends the energy integration when the total energy integrated at the timing when the current value I2 (10.08 A) is acquired reaches the target energy 100 uJ. By transmitting the PWM control signal 455S2 to turn on the light emission control unit 455, the light emission of the laser light emitting element 41 is stopped.

図１１は、図１０に示したタイミングチャートにおける波形を説明する図である。制御部４６は、画像情報出力部４７から送信された駆動信号に基づきＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光すると、その時の電流１０．２Ａを初期電流値Ｉ１として取得してエネルギー積算を開始する。 FIG. 11 is a diagram for explaining waveforms in the timing chart shown in FIG. When the control unit 46 transmits the PWM control signal 455S1 based on the drive signal transmitted from the image information output unit 47 and turns off the light emission control unit 455 to cause the laser light emitting element 41 to emit light, the current of 10.2 A at that time is reduced. An initial current value I1 is acquired and energy integration is started.

そして、電流４１Ｓが立ち上がり傾きＳ１で上昇している間、制御部４６は、時間分解能０．０５ｕｓ毎に電流値を取得し、エネルギー積算を継続する。その後、電流４１Ｓは閾値電流ＩＨ（１０．５Ａ）に達してから、立ち下がり傾きＳ２で下降するが、制御部４６は、時間分解能０．０５ｕｓ毎に電流値を取得し、エネルギー積算を継続する。 Then, while the current 41S is rising with the rising slope S1, the control unit 46 acquires the current value every time resolution of 0.05 us and continues the energy integration. After that, the current 41S reaches the threshold current IH (10.5 A) and then falls with a falling slope S2. .

そして、電流４１Ｓが下降している途中に、制御部４６は、電流値Ｉ２（１０．０８Ａ）を取得したタイミングで積算したエネルギーの合計が目標エネルギー１００ｕＪに達すると、エネルギー積算を終了して、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止する。 Then, while the current 41S is decreasing, the control unit 46 ends the energy integration when the total energy integrated at the timing when the current value I2 (10.08 A) is acquired reaches the target energy 100 uJ. By transmitting the PWM control signal 455S2 to turn on the light emission control unit 455, the light emission of the laser light emitting element 41 is stopped.

図１２は、図１１に示した波形におけるエネルギー積算方法を示す表である。制御部４６は、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光するタイミングを積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）とし、そこから時間分解能０．０５ｕｓごとに電流値Ｉ［Ａ］を取得し、電流値Ｉに基づきエネルギーＥ［ｕＪ］を算出し、積算する。時間毎の積算エネルギーの計算式を以下に示す。 FIG. 12 is a table showing an energy integration method for the waveforms shown in FIG. The control unit 46 transmits the PWM control signal 455S1 to turn off the light emission control unit 455, thereby setting the timing of emitting light from the laser light emitting element 41 as the integration start time (t=0 us), and from there, at every time resolution of 0.05 us. A current value I [A] is acquired, and an energy E [uJ] is calculated based on the current value I and integrated. The formula for calculating the accumulated energy for each hour is shown below.

［実施例１］積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値１０．２Ａ、リップル電流の立ち上がり傾きＳ１を１Ａ／ｕｓとする。時間ｔ＝０［ｕｓ］～０．３［ｕｓ］では、時間分解能０．０５ｕｓでリップル電流の立ち上がり傾きＳ１が１Ａ／ｕｓなので、０．０５ｕｓ×１Ａ／ｕｓ＝０．０５Ａずつ電流値は増えていく。 [Embodiment 1] Assume that the current value at the integration start time (t=0 us) is 10.2 A and the rising slope S1 of the ripple current is 1 A/us. At time t=0 [us] to 0.3 [us], the rise slope S1 of the ripple current is 1 A/us with a time resolution of 0.05 us, so the current value increases by 0.05 A/us = 0.05 A. To go.

時間ｔ＝０［ｕｓ］のとき、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．２Ａ、出力電圧２Ｖなので、０．０５ｕｓ×１０．２Ａ×２Ｖ＝１．０２ｕＪとなる。 When time t=0 [us], the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.2 A, and the output voltage is 2 V, so 0.05 us×10.2 A×2 V=1.02 uJ.

時間ｔ＝０．０５［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．２５Ａ、出力電圧２Ｖなので、１．０２ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．２５Ａ×２Ｖ＝２．０４５ｕＪとなる。 When time t = 0.05 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.25 A, and the output voltage is 2 V, so 1.02 uJ + 0.05 us x 10.25 A x 2 V. = 2.045 uJ.

時間ｔ＝０．１［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．３Ａ、出力電圧２Ｖなので、２．０４５ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．３Ａ×２Ｖ＝３．０７５ｕＪとなる。 When time t = 0.1 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.3 A, and the output voltage is 2 V, so 2.045 uJ + 0.05 us x 10.3 A x 2 V. = 3.075 uJ.

時間ｔ＝０．３［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．５Ａ、出力電圧２Ｖなので、６．１９５ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．５Ａ×２Ｖ＝７．２４５ｕＪとなる。ｔ＝０．３ｕｓからリップル傾きが１Ａ／ｕｓから－０．０９Ａ／ｕｓに変わるので、０．０５ｕｓ×（－０．０９Ａ／ｕｓ）＝０．００４５Ａずつ電流値は減っていく。 At time t = 0.3 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.5 A, and the output voltage is 2 V, so 6.195 uJ + 0.05 us x 10.5 A x 2 V. = 7.245 uJ. Since the ripple slope changes from 1 A/us to -0.09 A/us from t=0.3 us, the current value decreases by 0.0045 A (0.05 us x (-0.09 A/us)).

時間ｔ＝０．３５［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．４９５５Ａ、出力電圧２Ｖなので、７．２４５ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．４９５５Ａ×２Ｖ＝８．２９４５５ｕＪとなる。 At time t = 0.35 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.4955 A, and the output voltage is 2 V, so 7.245 uJ + 0.05 us x 10.4955 A x 2 V. = 8.29455 uJ.

時間ｔ＝０．４［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．４９５５Ａ、出力電圧２Ｖなので、７．２４５ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．４９５５Ａ×２Ｖ＝８．２９４５５ｕＪとなる。 When time t = 0.4 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05 us, the current value is 10.4955 A, and the output voltage is 2 V, so 7.245 uJ + 0.05 us x 10.4955 A x 2 V. = 8.29455 uJ.

時間ｔ＝４．８５［ｕｓ］のとき、一つ前の積分値に加えて、時間分解能０．０５ｕｓ、電流値１０．０９０５Ａ、出力電圧２Ｖなので、９９．９０２２５ｕＪ＋０．０５ｕｓ×１０．０９０５Ａ×２Ｖ＝１００．９１１３ｕＪとなる。制御部４６は、エネルギーの積算値が目標エネルギー１００ｕＪに達したので、エネルギー積算を終了して、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止する。 At time t = 4.85 [us], in addition to the previous integrated value, the time resolution is 0.05us, the current value is 10.0905A, and the output voltage is 2V, so 99.90225uJ + 0.05us x 10.0905A x 2V. = 100.9113 uJ. Since the integrated value of the energy reaches the target energy of 100 uJ, the control unit 46 ends the energy integration, transmits the PWM control signal 455S2, and turns on the light emission control unit 455 to stop the light emission of the laser light emitting element 41. do.

以上の例では、目標エネルギー１００ｕＪを実現する理論パルス幅４５５Ｔは５ｕｓであったが、目標エネルギー１００ｕＪに達したときのパルス幅は４．８５ｕｓとなった。したがって、仮に理論パルス幅５ｕｓ経過後にＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止していれば、実際に供給されたエネルギーは目標エネルギー１００ｕＪをオーバーしていたことになる。したがって、本実施形態によれば目標エネルギーに対する実際に供給されたエネルギーのばらつきを少なくすることができた。 In the above example, the theoretical pulse width 455T for realizing the target energy of 100 uJ was 5 us, but the pulse width when reaching the target energy of 100 uJ was 4.85 us. Therefore, if the light emission of the laser light emitting element 41 is stopped by transmitting the PWM control signal 455S2 to turn on the light emission control unit 455 after the theoretical pulse width of 5 us has elapsed, the actually supplied energy is equal to the target energy of 100 uJ. It means that it was over. Therefore, according to this embodiment, it was possible to reduce the variation in the actually supplied energy with respect to the target energy.

［実施例２］積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値１０Ａ、リップル電流の立ち下がり傾きＳ２を－０．０９Ａ／ｕｓ、他の条件は［実施例１］と同様の場合、目標エネルギー１００ｕＪに達したときのパルス幅は５．１ｕｓとなった。［実施例２］と［実施例１］を比較すると、目標エネルギーが同じでも、積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値、リップル電流の傾きが異なる場合、目標エネルギーに達するまでのパルス幅が異なる。 [Embodiment 2] Current value 10A at integration start time (t = 0us), fall slope S2 of ripple current -0.09A/us, other conditions are the same as [Embodiment 1], target energy 100uJ , the pulse width was 5.1 us. Comparing [Example 2] and [Example 1], even if the target energy is the same, if the current value at the integration start time (t=0 us) and the slope of the ripple current are different, the pulse width until reaching the target energy is different.

［実施例３］積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値１０Ａ、リップル電流の立ち上がり傾きＳ１を１Ａ／ｕｓ、他の条件は［実施例１］と同様の場合、目標エネルギー１００ｕＪに達したときのパルス幅は４．８５ｕｓとなった。［実施例３］と［実施例２］を比較すると、目標エネルギーおよび積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値が同じでも、積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）におけるリップル電流の傾きが異なる場合、目標エネルギーに達するまでのパルス幅が異なる。 [Example 3] When the target energy of 100 uJ is reached when the current value is 10 A at the integration start time (t = 0 us), the rising slope S1 of the ripple current is 1 A/us, and the other conditions are the same as in [Example 1]. The pulse width of was 4.85 us. Comparing [Example 3] and [Example 2], even if the target energy and the current value at the integration start time (t = 0 us) are the same, if the slope of the ripple current at the integration start time (t = 0 us) is different, The pulse width to reach the target energy is different.

［実施例４］積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値９．６Ａ、リップル電流の立ち下がり傾きＳ２を－０．０９Ａ／ｕｓ、他の条件は［実施例１］と同様の場合、目標エネルギー１００ｕＪに達したときのパルス幅は４．６ｕｓとなった。［実施例４］と［実施例２］を比較すると、目標エネルギーおよび積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）におけるリップル電流の傾きが同じでも、積算開始時間（ｔ＝０ｕｓ）における電流値が異なる場合、目標エネルギーに達するまでのパルス幅が異なる。 [Embodiment 4] When the current value is 9.6 A at the integration start time (t = 0 us), the falling slope S2 of the ripple current is -0.09 A / us, and the other conditions are the same as in [Embodiment 1], the target The pulse width was 4.6 us when the energy reached 100 uJ. Comparing [Example 4] and [Example 2], even if the target energy and the slope of the ripple current at the integration start time (t = 0 us) are the same, if the current value at the integration start time (t = 0 us) is different, The pulse width to reach the target energy is different.

図１３は、図５に示したドライバ４５の動作を示すフローチャートである。制御部４６は、画像情報出力部４７から必要な光エネルギーの目標値を入力するとエネルギー目標値を設定し（ステップＳ１）、エネルギー積算の処理を開始し、エネルギー積算開始パルスオンとしてのＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光する（ステップＳ２）。 FIG. 13 is a flow chart showing the operation of the driver 45 shown in FIG. When the target value of the required light energy is input from the image information output unit 47, the control unit 46 sets the energy target value (step S1), starts the energy integration process, and outputs the PWM control signal 455S1 as an energy integration start pulse ON. is transmitted to turn off the light emission control unit 455, thereby causing the laser light emitting element 41 to emit light (step S2).

制御部４６は、増幅回路４５７の出力である増幅電圧４５７Ｓをモニタ（検出）し（ステップＳ３）、増幅電圧４５７Ｓを発光素子４１に流れる電流４１Ｓ（出力電流４８０Ｓ）に変換することで、発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光したときの初期電流値Ｉ１を取得する（ステップＳ４）。図１２に示した例では、Ｉ１は１０．２Ａである。 The control unit 46 monitors (detects) the amplified voltage 457S, which is the output of the amplifier circuit 457 (step S3), and converts the amplified voltage 457S into a current 41S (output current 480S) flowing through the light emitting element 41, thereby controlling light emission. By turning off the part 455, the initial current value I1 when the laser light emitting element 41 emits light is obtained (step S4). In the example shown in FIG. 12, I1 is 10.2A.

制御部４６は、スイッチ素子４５１をオンオフする駆動信号４５０Ｈを確認し（ステップＳ５）、駆動信号４５０Ｈがオンの場合はリップル電流の立ち上がり傾きＳ１を選択し（ステップＳ６）、駆動信号４５０Ｈがオフの場合はリップル電流の立ち下がり傾きＳ２を選択する（ステップＳ７）。 The control unit 46 confirms the drive signal 450H for turning on/off the switch element 451 (step S5), selects the rise slope S1 of the ripple current when the drive signal 450H is on (step S6), and selects the rising slope S1 when the drive signal 450H is off. If so, the falling slope S2 of the ripple current is selected (step S7).

制御部４６は、ステップＳ４で取得した初期電流値Ｉ１に基づきエネルギー積算を開始する（ステップＳ８）。図１２に示した例では、エネルギー積算値は１．０２μＪである。 The control unit 46 starts energy integration based on the initial current value I1 acquired in step S4 (step S8). In the example shown in FIG. 12, the integrated energy value is 1.02 μJ.

制御部４６は、次の積算タイミングになったか確認し（ステップＳ９）、積算タイミングになった場合は、ステップＳ１０に進む。図１２に示した例では、積算タイミングは、時間分解能を示す０．０５ｕｓ毎である。 The control unit 46 confirms whether or not the next accumulation timing has come (step S9), and when the accumulation timing has come, the process proceeds to step S10. In the example shown in FIG. 12, the integration timing is every 0.05 us indicating the time resolution.

制御部４６は、選択されているリップル電流の傾きＳ１またはＳ２に基づき、電流値を算出する（ステップＳ１０）。図１２に示した例では、時間ｔ＝０．０５［ｕｓ］のときには、リップル電流の立ち上がり傾きＳ１が選択されており、電流値は１０．２５Ａとなる。 The controller 46 calculates a current value based on the selected gradient S1 or S2 of the ripple current (step S10). In the example shown in FIG. 12, when the time t=0.05 [us], the rising slope S1 of the ripple current is selected and the current value is 10.25A.

制御部４６は、ステップＳ１０で算出した電流値に基づきエネルギーを積算する（ステップＳ１１）。図１２に示した例では、時間ｔ＝０．０５［ｕｓ］のときの積算エネルギーは２．０４５ｕＪとなる。 The controller 46 integrates the energy based on the current value calculated in step S10 (step S11). In the example shown in FIG. 12, the accumulated energy at time t=0.05 [us] is 2.045 uJ.

制御部４６は、電流値が閾値に達したか確認し（ステップＳ１２）、閾値に達した場合は、リップル電流の立ち上がり傾きを変更する（ステップＳ１３）。図１２に示した例では、電流値が閾値電流ＩＨ（１０．５Ａ）に達した場合、リップル電流の立ち上がり傾きＳ１をリップル電流の立ち下がり傾きＳ２に変更する。 The control unit 46 checks whether the current value has reached the threshold value (step S12), and if it has reached the threshold value, changes the rising slope of the ripple current (step S13). In the example shown in FIG. 12, when the current value reaches the threshold current IH (10.5 A), the rising slope S1 of the ripple current is changed to the falling slope S2 of the ripple current.

制御部４６は、ステップＳ１１で積算した積算エネルギーが、ステップＳ１で入力された目標エネルギーに達したか確認し（ステップＳ１４）、目標エネルギーに達していなければステップＳ９に戻って処理を継続し、目標エネルギーに達していればエネルギー積算終了パルスオンとしてのＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止して（ステップＳ１５）、処理を終了する。図１２に示した例では、時間ｔ＝４．８５［ｕｓ］のとき、エネルギーの積算値が目標エネルギー１００ｕＪに達しており、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ２を送信して発光制御部４５５をオンすることでレーザー発光素子４１の発光を停止する。 The control unit 46 checks whether or not the integrated energy integrated in step S11 has reached the target energy input in step S1 (step S14). If the target energy has been reached, the PWM control signal 455S2 is transmitted as an energy integration end pulse-on to turn on the light emission control unit 455 to stop the light emission of the laser light emitting element 41 (step S15), and the process ends. In the example shown in FIG. 12, when the time t=4.85 [us], the integrated energy value reaches the target energy of 100 uJ, and by transmitting the PWM control signal 455S2 to turn on the light emission control unit 455, Light emission of the laser light emitting element 41 is stopped.

［変形例１］図１３のフローチャートでは、発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光したときの初期電流値Ｉ１を取得し（ステップＳ４）、ステップＳ４で取得した初期電流値Ｉ１に基づきエネルギー積算を開始したが（ステップＳ８）、発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光した所定時間後に電流値を取得し、取得した電流値に基づきエネルギー積算を開始しても良い。 [Modification 1] In the flowchart of FIG. 13, the initial current value I1 when the laser light emitting element 41 emits light is acquired by turning off the light emission control unit 455 (step S4), and the initial current value I1 acquired in step S4 is (Step S8), the light emission control unit 455 is turned off to acquire a current value after a predetermined time after the laser light emitting element 41 emits light, and energy integration is started based on the acquired current value. Also good.

図１２に示した例において、制御部４６は、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光した後の時間ｔ＝０．２［ｕｓ］で、電流値１０．４Ａを取得するとともにリップル電流の立ち上がり傾きＳ１を選択して、エネルギー積算を開始してもよい。この場合、制御部４６は、時間ｔ＝０．２［ｕｓ］から遡って、時間ｔ＝０［ｕｓ］～０．２［ｕｓ］における時間分解能０．０５ｕｓ毎の電流値を算出することができるため、時間ｔ＝０［ｕｓ］～０．２［ｕｓ］のエネルギーを遡って積算し、さらに継続して時間ｔ＝０．２［ｕｓ］以降のエネルギーを積算することが可能である。 In the example shown in FIG. 12, the control unit 46 turns off the light emission control unit 455 by transmitting the PWM control signal 455S1, and at time t=0.2 [us] after the laser light emitting element 41 emits light, Energy integration may be started by acquiring the current value of 10.4 A and selecting the rising slope S1 of the ripple current. In this case, the control unit 46 can calculate a current value for each time resolution of 0.05 us from time t=0 [us] to 0.2 [us] going back from time t=0.2 [us]. Therefore, it is possible to retroactively integrate energy from time t=0 [us] to 0.2 [us], and continuously integrate energy after time t=0.2 [us].

［変形例２］図１３のフローチャートでは、増幅回路４５７の出力である増幅電圧４５７Ｓをモニタ（検出）し（ステップＳ３）、増幅電圧４５７Ｓを発光素子４１に流れる電流４１Ｓ（出力電流４８０Ｓ）に変換することで、電流値Ｉ１を取得した（ステップＳ４）が、駆動信号４５０Ｈによりスイッチ素子４５１のオンオフを切り替えるタイミングに基づき電流値を算出し、この算出された電流値を取得してもよい。 [Modification 2] In the flowchart of FIG. 13, the amplified voltage 457S, which is the output of the amplifier circuit 457, is monitored (detected) (step S3), and the amplified voltage 457S is converted into a current 41S (output current 480S) flowing through the light emitting element 41. By doing so, the current value I1 is acquired (step S4), but the current value may be calculated based on the timing at which the switch element 451 is turned on and off by the driving signal 450H, and the calculated current value may be acquired.

図１２に示した例において、制御部４６は、ＰＷＭ制御信号４５５Ｓ１を送信して発光制御部４５５をオフすることでレーザー発光素子４１を発光した後の時間ｔ＝０．３［ｕｓ］に、駆動信号４５０Ｈをオフに切り替えるため、時間ｔ＝０．３［ｕｓ］において、閾値電流ＩＨ（１０．５Ａ）に対応する電流値を取得することができる。そして、制御部４６は、時間ｔ＝０．３［ｕｓ］から遡って、時間ｔ＝０［ｕｓ］～０．３［ｕｓ］における時間分解能０．０５ｕｓ毎の電流値を算出することができるため、時間ｔ＝０［ｕｓ］～０．３［ｕｓ］のエネルギーを遡って積算し、さらに継続して時間ｔ＝０．３［ｕｓ］以降のエネルギーを積算することが可能である。 In the example shown in FIG. 12, the control unit 46 transmits the PWM control signal 455S1 to turn off the light emission control unit 455, so that at time t=0.3 [us] after the laser light emitting element 41 emits light, Since the drive signal 450H is switched off, a current value corresponding to the threshold current IH (10.5 A) can be obtained at time t=0.3 [us]. Then, the control unit 46 can trace back from time t=0.3 [us] and calculate the current value for each time resolution of 0.05 us at time t=0 [us] to 0.3 [us]. Therefore, it is possible to retroactively integrate the energy from time t=0 [us] to 0.3 [us], and continuously integrate the energy after time t=0.3 [us].

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る出力制御装置４６０は、出力部４５４に接続された駆動対象の一例としてレーザー発光素子４１へ供給する電流を制御する出力制御装置４６０であって、レーザー発光素子４１への電流供給の開始と停止とを制御する電流供給制御部としての発光制御部４５５と、発光制御部４５５を制御する制御部４６と、を備え、制御部４６は、発光制御部４５５によりレーザー発光素子４１への電流供給を開始してからレーザー発光素子４１へ流れた電流を積算したエネルギー量に基づいて、発光制御部４５５によるレーザー発光素子４１への電流供給を停止する。これにより、出力部４５４に接続されたレーザー発光素子４１に供給する電流のリップルに起因するレーザー発光素子４１に供給する電流を積算したエネルギー量のばらつきを抑制することができる。 As described above, the output control device 460 according to one embodiment of the present invention is the output control device 460 that controls the current supplied to the laser light emitting element 41 as an example of the drive target connected to the output section 454. , a light emission control unit 455 as a current supply control unit that controls the start and stop of current supply to the laser light emitting element 41, and a control unit 46 that controls the light emission control unit 455. The control unit 46 controls the light emission The current supply to the laser light emitting element 41 by the light emission control unit 455 is stopped based on the amount of energy obtained by integrating the current flowing to the laser light emitting element 41 after the current supply to the laser light emitting element 41 was started by the control unit 455. . As a result, variations in the amount of energy obtained by integrating the current supplied to the laser light emitting element 41 due to ripples in the current supplied to the laser light emitting element 41 connected to the output section 454 can be suppressed.

出力制御装置４６０は、所定時間間隔でレーザー発光素子４１へ流れる電流を検出する検出部をさらに備え、制御部４６は、検出部が検出した所定時間間隔での電流を積算することで、電流を積算したエネルギー量を求める。これにより、出力部４５４に接続されたレーザー発光素子４１に供給する電流のリップルに起因するレーザー発光素子４１に供給する電流を積算したエネルギー量のばらつきを抑制することができる。 The output control device 460 further includes a detector that detects the current flowing to the laser light emitting element 41 at predetermined time intervals. Calculate the integrated amount of energy. As a result, variations in the amount of energy obtained by integrating the current supplied to the laser light emitting element 41 due to ripples in the current supplied to the laser light emitting element 41 connected to the output section 454 can be suppressed.

制御部４６は、出力部４５４において消費されるエネルギーの目標値に、レーザー発光素子４１へ流れた電流を積算したエネルギー量が達すると、発光制御部４５５によるレーザー発光素子４１への電流供給を停止する。これにより、出力部４５４に接続されたレーザー発光素子４１に供給する電流のリップルに起因するレーザー発光素子４１に供給する電流を積算したエネルギー量のばらつきを抑制することができる。 When the amount of energy obtained by integrating the current flowing to the laser light emitting element 41 reaches the target value of the energy consumed in the output part 454, the control part 46 stops the current supply to the laser light emitting element 41 by the light emission control part 455. do. As a result, variations in the amount of energy obtained by integrating the current supplied to the laser light emitting element 41 due to ripples in the current supplied to the laser light emitting element 41 connected to the output section 454 can be suppressed.

４８ 外部電源
４５０Ｈ 駆動信号
４５１ スイッチ素子
４５４ 出力部
４５５ 発光制御部（電流供給制御部）
４５５Ｓ ＰＷＭ制御信号（切替信号）
４５７ 増幅回路（検出部）
４５７Ｓ 増幅電圧
４６０ 出力制御装置
４８０ スイッチング部
Ｉ１ 初期電流値（電流値情報）
Ｓ１ リップル電流の立ち上がり傾き
Ｓ２ リップル電流の立ち下がり傾き 48 External power supply 450H Drive signal 451 Switch element 454 Output unit 455 Light emission control unit (current supply control unit)
455S PWM control signal (switching signal)
457 amplifier circuit (detector)
457S Amplified voltage 460 Output controller 480 Switching unit I1 Initial current value (current value information)
S1 rising slope of ripple current S2 falling slope of ripple current

特開平９－２２３８３７号公報JP-A-9-223837

Claims (9)

出力部に接続された駆動対象へ供給する電流を制御する出力制御装置において、
前記駆動対象への電流供給の開始と停止とを制御する電流供給制御部と、
所定時間間隔で前記駆動対象へ流れる電流を検出する検出部と、
前記電流供給制御部を制御する制御部と、を備え、
前記駆動対象へ供給する電流は、外部電源から供給される電力に基づき、スイッチ素子と平滑化素子とを用いるスイッチング方式電流駆動回路を用いて供給し、
前記制御部は、前記電流供給制御部により前記駆動対象への電流供給を開始してから前記駆動対象へ流れた、前記検出部が検出した前記所定時間間隔での電流を積算することで、前記電流を積算したエネルギー量に基づいて、前記電流供給制御部による前記駆動対象への電流供給を停止し、
前記電流の積算は、検出された電流と前記スイッチング方式電流駆動回路に基づく変化量で前記所定時間間隔での増減を算出し積算することを特徴とする出力制御装置。 In an output control device that controls current supplied to a drive target connected to an output unit,
a current supply control unit that controls start and stop of current supply to the driven object;
a detection unit that detects a current flowing to the driven object at predetermined time intervals;
a control unit that controls the current supply control unit,
The current supplied to the driven object is supplied using a switching-type current drive circuit using a switching element and a smoothing element based on the power supplied from an external power supply,
The control unit integrates the current flowing to the object to be driven after the current supply control unit starts supplying the current to the object to be driven, detected by the detection unit at the predetermined time intervals, thereby stopping current supply to the driven target by the current supply control unit based on the amount of energy obtained by integrating the current ;
The output control device , wherein the integration of the current is performed by calculating an increase or decrease at the predetermined time interval based on the detected current and the amount of change based on the switching-type current drive circuit, and integrating the detected current . 前記制御部は、前記出力部において消費されるエネルギーの目標値に、前記駆動対象へ流れた電流を積算したエネルギー量が達すると、前記電流供給制御部による前記駆動対象への電流供給を停止することを特徴とする請求項１記載の出力制御装置。 The control unit stops current supply to the driven object by the current supply control unit when the amount of energy obtained by integrating the current flowing to the driven object reaches a target value of the energy consumed in the output unit. 2. The output control device according to claim 1 , wherein: 前記平滑化素子はコイルであることを特徴とする請求項１または２記載の出力制御装置。 3. An output control device according to claim 1 , wherein said smoothing element is a coil. 前記スイッチ素子は半導体スイッチ素子であることを特徴とする請求項１～３の何れか記載の出力制御装置。 4. The output control device according to claim 1 , wherein said switch element is a semiconductor switch element. 前記電流供給制御部は、前記出力部と並列に接続されていることを特徴とする請求項１～４の何れか記載の出力制御装置。 5. The output control device according to claim 1 , wherein said current supply control section is connected in parallel with said output section. 請求項１～５の何れか記載の出力制御装置の駆動対象として、レーザー発光素子を前記出力部に接続したレーザー出力装置。 6. A laser output device in which a laser emitting element is connected to the output section as a driven target of the output control device according to any one of claims 1 to 5 . 請求項６記載のレーザー出力装置を備え、
前記レーザー発光素子から出射されるレーザー光を記録対象物に照射することで、前記記録対象物を加熱して可視像を記録する画像記録装置。 A laser output device according to claim 6 ,
An image recording apparatus for recording a visible image by irradiating an object to be recorded with laser light emitted from the laser light emitting element to heat the object to be recorded. 前記制御部は、前記記録対象物に記録される１画素に対応したエネルギー量に、前記レーザー発光素子へ流れた電流を積算したエネルギー量が達すると、前記電流供給制御部による前記レーザー発光素子への電流供給を停止することを特徴とする請求項７記載の画像記録装置。 When the amount of energy obtained by integrating the current flowing to the laser light emitting element reaches the energy amount corresponding to one pixel recorded on the recording object, the control unit controls the current supply control unit to supply the laser light emitting element 8. The image recording apparatus according to claim 7 , wherein the current supply to is stopped. 出力部に接続された駆動対象へ供給する電流を制御する出力制御方法において、
前記駆動対象への電流の開始と停止とを制御する電流供給制御部と、所定時間間隔で前記駆動対象へ流れる電流を検出する検出部と、を備え、
前記駆動対象へ供給する電流は、外部電源から供給される電力に基づき、スイッチ素子と平滑化素子とを用いるスイッチング方式電流駆動回路を用いて供給し、
前記電流供給制御部により前記駆動対象への電流供給を開始してから前記駆動対象へ流れた、前記検出部が検出した前記所定時間間隔での電流を積算することで、前記電流を積算したエネルギー量に基づいて、前記電流供給制御部による前記駆動対象への電流供給を停止し、前記電流の積算は、検出された電流と前記スイッチング方式電流駆動回路に基づく変化量で前記所定時間間隔での増減を算出し積算することを特徴とする出力制御方法。

In an output control method for controlling current supplied to a drive target connected to an output unit,
a current supply control unit that controls the start and stop of the current to the driven object; and a detection unit that detects the current flowing to the driven object at predetermined time intervals,
The current supplied to the driven object is supplied using a switching-type current drive circuit using a switching element and a smoothing element based on the power supplied from an external power supply,
The energy obtained by integrating the current, which flows into the driven object after the current supply control unit starts supplying the current to the driven object and which is detected by the detection unit at the predetermined time interval, is integrated. current supply to the driven object by the current supply control unit is stopped based on the amount, and the integration of the current is the amount of change based on the detected current and the switching type current drive circuit at the predetermined time interval. An output control method characterized by calculating and integrating an increase or decrease.
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