DE19822069A1 - Laserdiodensteuerung - Google Patents

Laserdiodensteuerung

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DE19822069A1 DE19822069A DE19822069A DE19822069A1 DE 19822069 A1 DE19822069 A1 DE 19822069A1 DE 19822069 A DE19822069 A DE 19822069A DE 19822069 A DE19822069 A DE 19822069A DE 19822069 A1 DE19822069 A1 DE 19822069A1
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Seung Ho Baek
Thomas Andrew Mackin
William R Markis
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Description

Die Erfindung betrifft eine Laserdiodensteuerung für Laserdrucker.
Hochleistungslaserdioden werden als Lichtquelle in Laserthermodrucksystemen für Farbprobendrucke, Trockenbilderzeugung und andere Rasterdrucksysteme hoher Qualität in der Grafik eingesetzt.
Bei diesen Laserthermodrucksystemen wird ein lichtempfindliches Medium auf eine Trommel gelegt und mit einem Druckkopf bedruckt, der aus mehreren Laser­ dioden hoher Leistung und einer Abbildungslinse besteht. Beim aufeinanderfol­ genden Drucken der einzelnen Bildpunkte wird durch Erhitzen kleiner Flächen des lichtempfindlichen Materials Material von einem Farbgeber auf ein Empfän­ germedium oder von einem Farbgeber an Luft übertragen. Für eine Druckplatten­ herstellung wird das Bild durch Erzeugen wasseranziehender oder wasserab­ stoßender Punkte nach zusätzlicher chemischer Verarbeitung und Wärmenach­ behandlung unmittelbar auf der Platte erstellt. Die Menge der übertragenen oder abgegebenen Farbe wird durch die Menge der zugeführten Laserenergie gesteuert.
Um eine angemessene Bildgüte zu erzielen, muß die optische Leistung des Lasers mit einer Genauigkeit von < 0,5% gesteuert werden. Die optische Lei­ stung wird von vielen Parametern, wie z. B. dem Laserdioden-Treiberstrom, der Betriebstemperatur und dem Abbildungslinsensystem, beeinflußt. Die elektro­ nische Steuerung für die Laserdiode ist technisch aufwendig und komplex.
Zur Erhöhung der Produktivität werden Druckköpfe häufig mit einer Anordnung von Laserdioden versehen. Wenn eine sehr hohe Laserleistung erforderlich ist, wie z. B. beim Drucken auf für Laserstrahlung schlecht reagierende Laser-Ther­ momedien, kann der Laser-Treiberstrom bei Nennbetriebsbedingungen bis zu 1,5 A pro Kanal betragen. Ein Hochleistungsdrucksystem mit zahlreichen Druck­ kanälen würde daher eine beträchtliche Leistung erfordern und Wärme in einer Größenordnung erzeugen, die sich nachteilig auf die optische Leistung auswirken würde. US-5,479,425 beschreibt einen Versuch, das Problem der Temperatur­ schwankung in einer Laserdiode dadurch zu lösen, daß der Strom im Neben­ schluß um die Laserdiode geführt wird. Dabei ändert sich jedoch die Temperatur nicht, sondern nur der der Laserdiode zugeführte Strom.
Zur Aufrechterhaltung einer hohen Produktivität sollte die Anstiegs- und Abfallzeit des Treiberstroms (Stromänderung von 10% bis 90% des Höchstwerts) kleiner sein als 50 Nanosekunden. Wegen der hohen Streukapazität des Treiberkreises ist eine Anstiegs- und Abfallzeit von weniger als 100 Nanosekunden jedoch schwer zu realisieren. Dies bedeutet, daß bei relativ hohem Strombedarf und relativ kurzen Ansprechzeiten die Laserdiodensteurerungselektronik um so kom­ plizierter und teuerer wird, je mehr Druckkanäle verwendet werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Laserdiodensteuerung mit einer kurzen Anstiegs- und Abfallzeit, hoher Strombelastbarkeit und genauer Lei­ stungssteuerung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Laserdiodensteuerung, die durch Temperaturschwankungen in einer Laserdiode hervorgerufene Veränderungen im optischen Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung ausgleicht.
Gelöst werden diese und weitere Aufgaben nach einem Merkmal der Erfindung durch eine Laserdiodensteuerung mit einer Konstantstromquelle, die eine Laser­ diode mit Strom versorgt. Ein Nebenschlußschalter leitet Strom zur Laserdiode oder zu einer Bypass-Schaltung. Ein thermischer Kompensator verändert den Strompegel der Konstantstromquelle in Abhängigkeit von der Einschaltdauer der Laserdiode, um durch Temperaturschwankungen in der Laserdiode hervorgeru­ fene Veränderungen im optischen Wirkungsgrad der Leistungsumwandlung aus­ zugleichen. Eine thermoelektrische Kühlsteuerung hält ein Substrat auf dem die Laserdiode angeordnet ist, auf einem konstanten Temperaturwert.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung liefert eine Anordnung von Abtast-Hal­ teverstärkern analoge Sollwerte für die Konstantstromquelle, den Nebenschluß­ schalter, den thermischen Kompensator und die Laserdiodentemperatursteue­ rung. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Anordnung von Abtast-Halteverstärkern, die Konstantstromquelle, der Nebenschlußschalter, der thermische Kompensator und die Laserdiodentemperatursteuerungen als kom­ pakte anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) ausgebildet.
Die Erfindung schafft eine kostengünstige, kompakte Laserdiodensteuerung, die in der Lage ist, einen hohen Treiberstrom mit großer Genauigkeit, kurzer Strom­ anstiegszeit, Temperatursteuerung und Temperaturausgleich zu steuern.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer optischen Anordnung für den Einsatz in Verbindung mit einer Laserdiodenanordnung in einem erfindungsgemäßen Laser-Thermodrucker;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Laserdiodensteuerung;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Nebenschlußschaltung und Konstantspannungsquelle;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer alternativen Ausführung des in Fig. 3 gezeigten Nebenschlußschalters und der dort dargestellten Kon­ stantstromquelle;
Fig. 5 einen Stromlaufplan eines erfindungsgemäßen thermischen Kom­ pensators;
Fig. 6 die Auswirkungen eines unzureichenden Temperaturausgleichs auf ein Testbild:
Fig. 7 die Auswirkungen eines zu starken Temperaturausgleichs auf ein Testbild;
Fig. 8 die Auswirkungen eines richtigen Temperaturausgleichs auf ein Testbild;
Fig. 9 ein Diagramm in dem das thermische Abklingen der optischen Lei­ stung bei nichtvorhandenem Temperaturausgleich als Funktion der Zeit aufgetragen ist;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung von Abtast-Halte­ verstärkern;
Fig. 11 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf ein Laser­ diodentemperatursteuerungssystem und
Fig. 12 einen Stromlaufplan einer erfindungsgemäßen thermoelektrischen Kühlsteuerung.
Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf Elemente, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind oder unmittelbar mit dieser zusammenwir­ ken. Hier nicht dargestellte oder beschriebene Elemente können verschiedene Formen annehmen, die dem Fachmann bekannt sind.
Fig. 1 zeigt einen als Ganzes mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Laser-Ther­ modrucker. Als Lichtquelle dient eine Multimode-Laserdiodenanordnung 12 mit einer Vielzahl unabhängig voneinander modulierter Laserdiodenquellen 13 auf einem Substrat 14. Das Laserlicht wird von einer ersten Zylinderlinse 16 mit gro­ ßer numerischer Apertur, einer zweiten Zylinderlinse 18 mit kleiner numerischer Apertur, einer Kleinlinsenanordnung 20 und einer Drucklinse 22 fokussiert.
Laserdiodensteuerung
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Laserdiodensteuerung 30. Die Laserdioden­ steuerung 30 besteht im allgemeinen aus einer Konstantstromquelle 60, einem Nebenschlußschalter 40, einem thermischen Kompensator 70 und einer thermo­ elektrischen Kühlsteuerung 80. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist die Laserdiodensteuerung 30 außerdem mit einer Anordnung von Abtast-Halte­ verstärkern 50 versehen. Ein Mikroprozessor (nicht dargestellt) liefert Bild­ daten 32 an den Nebenschlußschalter 40.
Nebenschlußschalter
Eine üblicherweise als Nebenschlußschalter 40 bezeichnete Schaltung gewähr­ leistet kurze Stromanstiegs- und abfallzeiten einer Laserdiode 90. Der Neben­ schlußschalter 40 ist in Fig. 3 dargestellt. Zur Erzielung kurzer Anstiegs- und Abfallzeiten wird ein unveränderlicher Gleichstrom aus der Stromquelle 60 zwi­ schen die Laserdiode 90 und eine Bypass-Schaltung 42 geschaltet. Wünschens­ wert ist eine Anstiegs- und Abfallzeit von weniger als 20 Nanosekunden bei einer Genauigkeit der Stromstärke von 0,1%.
Konstantstromquelle
Eine Laserstromversorgung 62 versorgt eine Konstantstromquelle 60 mit einer konstanten Spannung. Der von der Konstantstromquelle 60 an die Laserdiode 90 abgegebene Strom hat die Bezeichnung Iop (Betriebsstrom). Damit die Laser­ diode eine konstante optische Leistung liefert, muß dieser Strom genau gesteuert werden (0,1% des Skalenendwerts von 500 mA bis 2,0 A). Bei Deaktivierung wird die Laserdiode 90 auf Bereitschaft geschaltet und der zugeführte Strom auf einen vorgegebenen, programmierbaren Schwellenwert Ith (Schwellenwertstrom) redu­ ziert. Der Reststrom, Iop-Ith, wird über eine Bypass-Schaltung 42 im Neben­ schluß um die Laserdiode 90 geführt. Die Bypass-Schaltung 42 besteht aus einem diskreten Metalloxidhalbleiter-Feldeffektleistungstransistor (MOSFET). Die Konstantstromquelle 60 ist mit einem NMOSFET 66 versehen und mit der Laser­ stromversorgung 62 verbunden. Ith muß mit einer Genauigkeit von 5% eingestellt werden. Zur Kalibrierung des Laser-Thermodruckers 10 wird für jede Laserdiode 90 an Hand einer Kurve der optischen Leistung als Funktion der Stromstärke die richtige Stromstärke ermittelt und für die Laserdiodenanordnung 12 eine Nach­ schlagetabelle erstellt.
Handelsübliche Laserdioden sind manchmal so konfiguriert, daß das äußere Gehäuse entweder mit der Anode 94 oder der Kathode 92 der Diode verbunden ist. Andere im Handel erhältliche Laserdiodenanordnungen können so konfiguriert sein, daß sich alle Dioden auf einem gemeinsamen elektrischen Substrat befin­ den, daß entweder die Anode oder die Kathode der Vorrichtung bilden kann. Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Nebenschlußschalters 40 und der Konstantstromquelle 60, von der dann Gebrauch gemacht wird, wenn die Kathode jeder einzelnen Laserdiode 90 der Laserdiodenanordnung 12 einen gemeinsamen elektrischen Anschlußpunkt hat oder mit einem Gehäuse verbunden ist, in dem sich die Laserdiodenanordnung befindet. Bei dieser Ausführungsform ist die Kon­ stantstromquelle 60 mit einem PMOSFET 64 versehen und mit der Laserstrom­ versorgung 62 verbunden. Die Eingangssignale eines den PMOSFET 64 treiben­ den Operationsverstärkers 68 werden in diesem Falle umgepolt. Der Neben­ schlußschalter 40 ist an Masse angeschlossen, das logische Signal 44 wird invertiert, und als Bypass-Schaltung 46 wird ein NMOSFET verwendet.
Diese Ausführung zeichnet sich ferner dadurch aus, daß sie für den Betrieb einer Laserdiodenanordnung mit einer gemeinsamen Anode ebenso wie für den Betrieb einer Laserdiodenanordnung mit einer gemeinsamen Kathode geeignet ist. Durch einfache Invertierung der Einschalt- und Ausschaltsteuerspannungen des Neben­ schluß- NMOSTFET und Umpolen des Treibersignals für die Konstantstromquelle ermöglicht die Flexibilität dieser Ausführung einer Einstellung auf beide Konfigu­ rationen.
Thermischer Kompensator
Der in Fig. 5 gezeigte thermische Kompensator 70 korrigiert das durch Aufhei­ zung des Substrats der Laserdiode 90 verursachte thermische Abklingverhalten durch Temperaturausgleich. Der thermische Kompensator 70 arbeitet mit einer, zwei oder mehr Filterstufen, wie z. B. den Filterstufen 72 und 74, die je nach der für das Drucksystem geforderten Genauigkeit unterschiedliche Zeitkonstanten aufweisen können. Die Filterstufen sind als RC(Widerstands-Kapazitäts)-Schal­ tungen ausgebildet. Die erforderlichen thermischen Zeitkonstanten (Wärmeträg­ heiten) können mit einer als Spline dritten Grades bezeichneten elliptischen Kurve mathematisch berechnet werden. Die Zeitkonstanten dienen zum Erstellen von Filterstufen die das in Fig. 2 gezeigte kompensierte Bezugssignal 76 modi­ fizieren. Verschiedene Bildmuster für Unterkorrektur, Überkorrektur und richtige Korrektur eines Mediums, beispielsweise eines Laser-Thermofilms, sind in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt.
Fig. 9 zeigt das durch Aufheizung des Substrats verursachte thermische Abklin­ gen der optischen Leistung als Funktion der Zeit, wenn kein Temperaturausgleich stattfindet. Die Filterstufen in dem thermischen Kompensator 70 stellen ein der Konstantstromquelle 60 aufgeschaltetes kompensiertes Bezugssignal 76 so ein, daß die Laserdiode 90 eine konstante optische Leistung liefert. Im Betrieb verän­ dert der thermische Kompensator 70 einen Strompegel der Konstantstromquelle 60 in Abhängigkeit von der Einschaltdauer der Laserdiode 90. Dadurch läßt sich ein schnelleres Ansprechverhalten erzielen als durch eine Kühlung der Laser­ diode oder des Laserdiodensubstrats.
Abtast-Halteschaltung
Wie in Fig. 10 ausführlicher dargestellt, liefert der Mikroprozessor außerdem analoge Eingabedaten 34, wie z. B. Adreßinformationen und Abtast- und Halte­ daten für die Abtast-Halteanordnung 50. Zum Kalibrieren der optischen Leistung eines Lasers mit einer Abweichung von weniger als 2% zwischen sämtlichen Kanälen einer Multimode-Laserdiodenanordnung 12 ist normalerweise zur Steue­ rung des Treiberstroms ein 12-Bit-Digital-Analog-Umsetzer (DAU) pro Kanal erforderlich. So würde beispielsweise eine Laserdiodenanordnung mit zehn Kanälen zehn DAUs erfordern. Obwohl DAUs im Laufe der Zeit immer billiger geworden sind, ist ein Druckkopf mit einer größeren Anzahl von Kanälen mit je einem DAU immer noch teuer. Nach einem Merkmal der Erfindung wird daher die Vielzahl von 12-Bit-DAUs durch eine einfache, nicht so teure Abtast-Halteanord­ nung 50 mit nur einem DAU 51 ersetzt, der dieselbe Funktionsvielfalt bietet wie die Vielzahl von 12-Bit-DAUs der bisher bekannten Steuerungen.
Der Mikroprozessor beinhaltet ferner eine Nachschlagetabelle (LUT) mit Kali­ brierdaten für jeden einzelnen Laserkanal, eine Tabelle mit den Daten voran­ gegangener Kalibrierungen, wie z. B. Datum und Uhrzeit, mehrere Seiten mit Daten früherer Nachschlagetabellen und den Kalibrieralgorithmus, der von der Kalibrierprozedur aufgerufen werden kann und dann an Hand der Leistung jeder einzelnen Diode als Funktion der Treiberstromdaten eine neue Nachschlage­ tabelle erstellt. Der Mikroprozessor wählt eine Adresse in einem Decodierer 56 an, der durch Schließen des Schalters 54 einer Abtast-Halteschaltung 52 den richtigen Kanal auswählt. Der 12-Bit-Wert, der die gewünschte analoge Spannung des aufzufrischenden Kanals angibt, wird ebenfalls von dem Mikroprozessor geliefert. Die Eingabespannung, das Bezugssignal 58 und die erforderliche Größe 59 des Temperaturausgleichs für den thermischen Kompensator 70 werden bei jeder Trommelumdrehung während des Intervalls aufgefrischt, in dem keine Abbildung stattfindet. Die typische Verlustrate der Abtast-Halteschaltung beträgt etwa 0,006 V pro Sekunde. Dieser Wert ist so gering, daß die geforderte Genau­ igkeit eingehalten werden kann.
Thermoelektrische Kühlsteuerung
Da die optische Leistung einer Laserdiode bekanntlich temperaturabhängig ist, muß das Laserdiodensubstrat möglichst genau auf einem konstanten Tempera­ turwert gehalten werden. Wenn sich die Temperatur des aktiven Resonators einer Laserdiode durch Selbstaufheizung erhöht, fällt die optische Leistung mit einer typischen Zeitkonstante, die je nach Größe der thermisch wirksamen Masse der Laserdiode in der Größenordnung weniger Millisekunden liegt, auf einen stationä­ ren Leistungspegel ab. Kurzzeitige Temperaturänderungen werden von dem wei­ ter oben beschriebenen thermischen Kompensator 70 ausgeglichen.
Die bei längerem Betrieb der Laserdiodenanordnung auftretende kumulative Auf­ heizung wird von der Steuerung 80 des thermoelektrischen Kühlers (TEC = Thermo Electric Cooler) ausgeglichen. Wie aus Fig. 11 und 12 ersichtlich, liegt die typische thermische Ansprechverzögerung des Systems in der Größenord­ nung mehrerer Sekunden. Die von der Laserdiodenanordnung 12 erzeugte Wärme bewirkt eine entsprechende Temperaturerhöhung in dem kupfernen Wär­ meverteiler 86. Ein Heißleiter 84 erfaßt den Temperaturanstieg. Die thermoelek­ trische Kühlsteuerung 80 erhöht die Stromzufuhr zu dem thermoelektrischen Kühler 82, der Wärme aus dem Wärmeverteiler 86 in einen Kühlkörper 88 pumpt. Die Laserdiodentemperatursteuerung 81 umfaßt die thermoelektrische Steuerung 80, den thermoelektrischen Kühler 82 und den Heißleiter 84.
Anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit)
Eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ist eine Schaltung, bei der sich viele oder alle elektrischen Bauteile auf nur einem Chip befinden. ASICs bieten verschiedene Funktionsvorteile, wie u. a. das Vorhandensein einer Schal­ tung mit kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten, die in der Regel weniger als 20 Nano­ sekunden betragen. Bei einem Hochleistungsdrucksystem mit zahlreichen Druck­ kanälen minimiert eine ASIC die Kosten und die physische Größe der Steuer­ elektronik. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Neben­ schlußschalter 40, die Abtast-Halteanordnung 50, der thermische Kompensator 70, die Konstantstromquelle 60 und die thermoelektrische Kühlsteuerung 80 in eine ASIC integriert. Eine so ausgelegte Laserdiodensteuerung ist einfach und kompakt und weist deutlich weniger Einzelteile auf.
Die Erfindung wurde hier an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben, läßt jedoch Änderungen und Abwandlungen zu, ohne den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen. Diese Laserdiodensteurerung eignet sich für den Einsatz in Druckköpfen für Außentrommeln, Innentrommeln oder Flachbettscanner. Die hier beschriebene Laserdiodensteuerung könnte auch Bestandteil eines bekannten Lichtpunkt-Abbildungssystems oder eines bekannten Systems mit Gewindespindelantrieb sein.
Bezugszeichenliste
10
optische Anordnung
12
Laserdiodenanordnung
13
Laserdiodenquellen
14
Substrat
16
erste Zylinderlinse
18
zweite Zylinderlinse
20
Kleinlinsenanordnung
22
Drucklinse
30
Laserdiodensteuerung
32
Bilddaten
34
analoge Eingabedaten
40
Nebenschlußschalter
42
Bypass-Schaltung
44
logisches Signal
46
NMOSFET
50
Abtast-Halteanordnung
51
12-Bit-DAU
52
Abtast-Halteschaltung
54
Analogschalter
56
Decodierer
58
Bezugssignal
59
Ausgleichsgröße
60
Konstantstromquelle
62
Laserstromversorgung
64
PMOSFET
66
NMOSFET
68
Verstärker
70
thermischer Kompensator
72
Filterstufe
74
Filterstufe
76
kompensiertes Bezugssignal
80
thermoelektrische Kühlsteuerung
81
Temperatursteuerung
82
thermoelektrischer Kühler
84
Heißleiter
86
Wärmeverteiler
88
Kühlkörper
90
Laserdiode
92
Kathode
94
Anode

Claims (24)

1. Laserdiodensteuerung (30), gekennzeichnet durch:
  • - eine Konstantstromquelle (60), die eine Laserdiode (90) mit Strom versorgt;
  • - einen Nebenschlußschalter (40), der Strom zu der Laserdiode (90) oder zu einer Bypass-Schaltung (42) leitet;
  • - einen thermischen Kompensator (70), der einen Strompegel der Konstant­ stromquelle (60) in Abhängigkeit von der Einschaltdauer der Laserdiode (90) verändert, um durch Temperaturschwankungen in der Laserdiode her­ vorgerufene Veränderungen im optischen Wirkungsgrad der Leistungs­ umwandlung auszugleichen; und
  • - eine thermoelektrische Kühlsteuerung (80), die ein Substrat (14), auf dem die Laserdiode (90) angeordnet ist, auf einem konstanten Temperaturwert hält.
2. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (60) an Systemmasse und der Nebenschlußschalter (40) an eine Laser-stromversorgung (62) angeschlossen ist.
3. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußschalter (40) an Systemmasse und die Konstantstromquelle (60) an eine Laserstromversorgung (62) angeschlossen ist.
4. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoelektrische Kühlsteuerung (80) von einem Temperatursensor eine Ein­ gabe empfängt und an einen thermoelektrischen Kühler (TEC = Thermal Electric Cooler) (82) ein Signal sendet.
5. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (60), der Nebenschlußschalter (40), der thermische Kompensator (70) und die thermoelektrische Kühlsteuerung (80) Bestandteil einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) sind.
6. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) eine Anordnung von Abtast-Halteverstärkern (50) beinhaltet, die analoge Sollwerte für die Kon­ stantstromquelle (60), den Nebenschlußschalter (40), den thermischen Kom­ pensator (70) und die thermoelektrische Kühlsteuerung (80) liefert.
7. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Nebenschlußschalter (40) eine Stromstärke von 2 A in weniger als 20 Nano­ sekunden schalten kann.
8. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Mehrkanal-Laserdrucksystems ist.
9. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Thermodrucksystems ist.
10. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Drucksystems mit einer Innentrom­ mel ist.
11. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Drucksystems mit einer Außentrom­ mel ist.
12. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Kompensator (70) zur Erzeugung einer konstanten optischen Lei­ stung bei Temperaturschwankungen mit einer Vielzahl von Filterstufen (72, 74) versehen ist.
13. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Filterstufe (72, 74) eine RC-Schaltung zur Erzeugung von Zeitkonstanten aufweist.
14. Laserdiodensteuerung, gekennzeichnet durch:
  • - eine Konstantstromquelle (60), die eine Laserdiode (90) mit Strom versorgt;
  • - einen Nebenschlußschalter (40), der Strom zu der Laserdiode (90) oder zu einer Bypass-Schaltung (42) leitet;
  • - einen thermischen Kompensator (70), der einen Strompegel der Konstant­ stromquelle (60) in Abhängigkeit von der Einschaltdauer der Laserdiode (90) verändert, um durch Temperaturschwankungen in der Laserdiode her­ vorgerufene Veränderungen im optischen Wirkungsgrad der Leistungs­ umwandlung auszugleichen;
  • - eine Laserdiodentemperatursteuerung (81), die ein Substrat (14) für die Laserdiode (90) auf einem konstanten Temperaturwert hält; und
  • - eine Anordnung von Abtast-Halteverstärkern (50), die analoge Sollwerte für die Konstantstromquelle (60), den Nebenschlußschalter (40), den thermi­ schen Kompensator (70) und die Laserdiodentemperatursteuerung (81) liefert.
15. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodentemperatursteuerung (81) aus einem Temperatursensor und einem thermoelektrischen Kühler (TEC = Thermo Electric Cooler) 82 besteht.
16. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromquelle (60), der Nebenschlußschalter (40), der thermische Kompensator (70) und die Laserdiodentemperatursteuerung (81) Bestandteil einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit) sind.
17. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) die Anordnung von Abtast-Halteverstärkern (50) beinhaltet.
18. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußschalter (40) eine Stromstärke von 2 A in weniger als 25 Nano­ sekunden schalten kann.
19. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Mehrkanal-Laserdrucksystems ist.
20. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Thermodrucksystems ist.
21. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Drucksystems mit einer Innen­ trommel ist.
22. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdiodensteuerung Bestandteil eines Drucksystems mit einer Außen­ trommel ist.
23. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Kompensator (70) so programmiert ist, daß die optische Leistung bei Temperaturschwankungen konstant gehalten wird.
24. Laserdiodensteuerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Kompensator (70) mit einer Vielzahl von Zeitkonstanten program­ miert ist.
DE19822069A 1997-05-30 1998-05-16 Laserdiodensteuerung Withdrawn DE19822069A1 (de)

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