DE4035389A1 - Einrichtung und verfahren zur lichtmodulation und system zu deren anwendung - Google Patents

Einrichtung und verfahren zur lichtmodulation und system zu deren anwendung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zum Modulieren und Ansteuern einer Lichtquelle wie eines Halbleiterlasers oder dgl. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein System wie ein Aufzeichnungsgerät oder dgl. für das Aufzeichnen von Bildern durch optisches Abtasten eines Aufzeichnungsträgers mit einem von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahl.
Als Geräte für das Aufzeichnen von digitalen Halbtonbildern auf photoempfindlichem Aufzeichnungsmaterial werden im all­ gemeinen in breitem Ausmaß Laserstrahldrucker eingesetzt. In solchen Druckern werden die Bilder auf dem Aufzeich­ nungsmaterial nach einem Verfahren aufgezeichnet, das in einer Hauptabtastung mit einem Laserstrahl, dessen Intensi­ tät proportional zur Bilddichte moduliert ist und der durch eine Lichtablenkeinheit abgelenkt ist, und in einer Unterab­ tastung durch Bewegen des Aufzeichnungsmaterials, wie eines Films, einer Trommel oder dgl. in der zur Richtung der Hauptabtastung senkrechten Richtung besteht.
Als Vorrichtungen zum Erzeugen von Laserstrahlen dienende Halbleiterlaser haben die Merkmale, daß sie gegenwärtig am preisgünstigsten sind, klein bemessen sind und die Möglich­ keit zu einer mit einem Steuerstrom direkten Intensitätsmo­ dulation besteht. Bei diesen Halbleiterlasern besteht je­ doch ein Nachteil darin, daß die Steuerstrom/Lichtleistung- Kennlinien eine beachtliche negative Temperaturcharakteri­ stik haben. Ein Beispiel für die Steuerstrom/Lichtleistung- Kennlinien von Halbleiterlasern ist in Fig. 5 gezeigt. In der in Fig. 5 gezeigten graphischen Darstellung ist auf der Abszisse der Steuerstrom (mA) eines Halbleiterlasers aufge­ tragen, während auf der Ordinate die Lichtleistung (mW) aufgetragen ist. Die Messungen wurden bei jeweiligen Gehäu­ setemperaturen von 0°C, 25°C und 50°C vorgenommen. Die gra­ phische Darstellung zeigt eine negative Temperaturcharakte­ ristik mit einer Steigung von ungefähr -0,1 mW/°C. Dies bedeutet, daß sich die optische bzw. Lichtleistung be­ trächtlich mit einer Änderung der Umgebungstemperatur ver­ ändert. Da außerdem die Temperatur eines Laser-Halbleiter­ plättchens durch dessen Abstrahlungsverluste ansteigt, wird dadurch die Lichtleistung verringert.
Da mit den Laserstrahldruckern bei einer Geschwindigkeit von einigen Sekunden je Seite die Bilder unter einer Haupt­ abtastung über 1 bis 2 ms aufgezeichnet werden, ändert sich zumindest während einer einzelnen Hauptabtastung nicht die Umgebungstemperatur, während sich die Lichtleistung infolge einer Temperaturänderung verändert, die allein auf einem Temperaturanstieg beruht, der durch den Abstrahlungsverlust des verwendeten Halbleiterlasers verursacht ist.
Ein Beispiel für die zeitliche Änderung der Lichtleistung von Halbleiterlasern ist in Fig. 6 gezeigt. Bei der graphi­ schen Darstellung nach Fig. 6 ist auf der Abszisse die Zeit (µs) aufgetragen, während auf der Ordinate die Lichtlei­ stung (mW) und der Steuerstrom (mA) aufgetragen sind. Mit 35 ist ein Steuerstrom bezeichnet, der sich zum Anfangs­ zeitpunkt plötzlich von "0" auf 90 mA ändert und dann wieder nach 512 µs plötzlich von 90 mA auf 60 mA verändert. Mit 36 ist die dem Steuerstrom entsprechende Lichtleistung be­ zeichnet. Auf der Kurve für die Lichtleistung 36 ist fest­ zustellen, daß die Lichtleistung allmählich infolge einer Temperaturerhöhung des verwendeten Laser-Halbleiterplätt­ chens abnimmt, die durch die Lichtabgabe des Halbleiter­ plättchens verursacht ist. Diese Eigenschaft wird im allge­ meinen als "Abfallkennlinie" bezeichnet. Die Betrachtung dieser Abfallkennlinie zeigt nach einer plötzlichen Ände­ rung eine Änderung der Lichtleistung mit einer Zeitkon­ stante von ungefähr 100 µs und danach eine langsame Ände­ rung der Lichtleistung mit einer Zeitkonstante von ungefähr 100 ms. Dies kann mittels eines einfachen sekundären Sy­ stems simuliert werden, wobei anzunehmen ist, daß die erste Änderung der Wärmekapazität und dem Wärmewiderstand des La­ ser-Halbleiterplättchens zuzuschreiben ist und die zweite Änderung der Wärmekapazität und dem Wärmewiderstand des Halbleitergehäuses und des Kühlkörpers zuzuschreiben ist.
Als Einrichtung zum Korrigieren einer durch eine Tempera­ turänderung verursachten Lichtleistungsänderung wird im allgemeinen eine Schaltung für das kontinuierliche Überwa­ chen eines vorbestimmten Abstrahlungspegels eines Halblei­ terlasers mittels einer Photodiode und für das Erzeugen ei­ ner Rückkopplung auf den Steuerstrom verwendet, nämlich eine Schaltung zur automatischen Leistungsregelung (APC). Derartige Schaltungen sind z. B. in den US-PS 42 37 427, 44 12 331, 45 83 128, 46 25 315 und dgl. beschrieben.
Ein Blockschaltbild einer grundlegenden Leistungsregel­ schaltung ist in Fig. 7 gezeigt. Diese Figur zeigt eine proportional zu der Abstrahlung eingestellte Spannung 1 bzw. Vs, eine Spannungsaddierschaltung 2, eine Halbleiter­ laser-Steuerspannung 3 bzw. Vd, einen Spannung/Strom- bzw. V/I-Wandler 4 zum Umsetzen der Steuerspannung Vd in einen Ist-Steuerstrom Id bzw. 5, einen Halbleiterlaser 6, eine Photodiode 7 für das Überwachen der Strahlung des Lasers, einen Überwachungsstrom 8 bzw. Im und einen I/V-Wandler 9 für das Umsetzen des Überwachungsstroms Im in eine Überwa­ chungsspannung 10 bzw. Vm. Obgleich dies aus der Zeichnung nicht hervorgeht, ist die Photodiode 7 für das Überwachen der Abstrahlung aus der Rückseite des Halbleiterlasers an der hinteren Stirnseite des Laser-Halbleiterplättchens oder für das Überwachen eines durch einen vor dem Laser-Halblei­ terplättchen angebrachten Strahlenteiler reflektierten Lichtanteils angeordnet. Die Fig. 7 zeigt ein Einzelkreis- Rückführungs-Regelsystem, in dem die Differenz zwischen der Sollspannung Vs und der Überwachungsspannung Vm auf die Steuerspannung Vd bzw. 3 gesteuert wird, so daß die Licht­ leistung beständig proportional zur Sollspannung Vs bzw. 1 auch dann geregelt wird, wenn sich die optische bzw. Lichtleistung durch eine Temperaturänderung verändert.
Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit für ein Bildelement des Laserstrahldruckers, nämlich die Bildelemente-Taktfrequenz erreicht jedoch z. B. einige MHz, so daß daher im Falle ei­ ner Impulsbreitenmodulation mit 8-Bit-Stufung die kleinste Impulsbreite nur einige ns beträgt. Falls unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Leistungsregelschaltung eine Intensitätsmodulation des Halbleiterlasers mit Impulsen mit derart geringer Breite vorgenommen wird, muß daher die Re­ gelgeschwindigkeit auf einige 10 GHz erhöht werden. Eine derart schnelle Regelung ist äußerst schwierig.
Infolgedessen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für eine Lichtmodulation mit hoher Geschwindigkeit ein Verfah­ ren und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen unabhängig von Temperaturänderungen eine fehlerfreie Belichtung er­ zielt werden kann, sowie ein System, bei dem das Verfahren und die Einrichtung angewendet sind.
Die Aufgabe soll erfindungsgemäß ohne Verwendung einer ge­ wöhnlichen Regelschaltung zur automatischen Leistungsrege­ lung gelöst werden.
Ferner soll mit der Erfindung ein Modulierverfahren ge­ schaffen werden, das unabhängig von der Art der Modulation eine fehlerfreie Belichtung ermöglicht.
Weiterhin sollen mit der Erfindung für eine Lichtmodulation eine Einrichtung und ein Verfahren geschaffen werden, mit denen eine Modulation mit hoher Geschwindigkeit unter Ver­ wendung eines verhältnismäßig preisgünstigen Regelsystems ausführbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Gestaltung eines Laserstrahldruckersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Halbleiterlaser- Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm für die Erläuterung der Funkti­ onsweise der in Fig. 2 gezeigten Steuereinheit.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild einer Steuereinheit gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung von Steuerstrom- Lichtleistung-Kennlinien eines Halbleiterlasers ge­ mäß einem Beispiel.
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung von Abfallkennlinien eines Halbleiterlasers.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Regel­ schaltung zur automatischen Leistungsregelung.
GRUNDLAGEN DES ERFINDUNGSGEMÄSSEN LICHTMODULATIONSVERFAHRENS
Nachstehend werden die Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lichtmodulation beschrieben. Das Verfahren beruht auf der Annahme, daß die folgenden drei Eigenschaf­ ten vorliegen:
Eigenschaft 1
Da sich gemäß der vorstehenden Beschreibung die Temperatur des Laser-Halbleiterplättchens verhältnismäßig langsam mit einer Zeitkonstante von mindestens ungefähr 100 µs ändert, kann während der Zeit des Druckens von einigen Bildelemen­ ten im Laserstrahldrucker (während einiger µs) die Tempera­ tur als im wesentlichen konstant angesehen werden.
Eigenschaft 2
Gemäß Fig. 5 ist im normalen Temperaturbereich die Steil­ heit des Wirkungsgrads η (mW/mA) der Lichtleistung des Halbleiterlasers im wesentlichen konstant, während die Steuerstrom/Lichtleistung-Kennlinie durch eine Tempera­ turänderung parallel verschoben ist. D. h., unter Einsetzen eines Steuerstroms i(t) kann eine optische bzw. Lichtlei­ stung P(t) durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:
P(t) = η i(t) + ξΔT(t) + Po (1)
wobei ΔT(t) einen Temperaturänderung ist (°C), ξ ein Tempe­ raturänderungs-Verhältnis (mW/°C) ist, das im allgemeinen ein negativer Wert ist, und Po eine Konstante ist.
Der Einfluß der Temperaturänderung ΔT(t) kann durch Umset­ zen des Steuerstroms i(t) in der Gleichung (1) zu folgender Gleichung ausgeschaltet werden:
wobei x(t) ein Eingangssignal darstellt.
Wenn die Gleichung (2) in die Gleichung (1) eingesetzt wird, ergibt sich folgende Gleichung:
P(t) = η x(t) + Po (3)
d. h., falls die Temperaturänderung ΔT(t), die Wirkungs­ gradsteilheit η und das Temperaturänderungsverhältnis ζ be­ stimmt sind, kann dadurch eine durch eine Temperaturände­ rung des Halbleiterlasers verursachte Änderung der Licht­ leistung korrigiert werden. Die Werte η und ζ können gemes­ sen werden, während der Wert ΔT(t) nicht auf direkte Weise gemessen werden kann. Der Wert ΔT(t) kann jedoch nach fol­ gendem Verfahren veranschlagt werden:
Wenn bei ΔT(t) = 0 in der Gleichung (1) die Ausgangslei­ stung als p*(t) bezeichnet wird, folgt
p*(t) = ηi(t)+Po (4)
Die Gleichung (4) stellt einen veranschlagten Wert für die Lichtleistung unter den Annahme dar, daß keine Tempera­ turänderung aufgetreten ist, und dieser veranschlagte Wert kann berechnet werden.
Eine tatsächliche Lichtleistung p(t) entspricht der Glei­ chung (1) und kann durch Messen der Lichtleistung ermittelt werden. Die Temperaturänderung ΔT(t) kann daher durch das Subtrahieren des Meßwerts für p(t) in der Gleichung (1) von dem veranschlagten Wert p*(t) in der Gleichung (2) gemäß folgender Gleichung berechnet werden:
Das Einsetzen der Gleichung (5) in die Gleichung (2) ergibt folgende Gleichung:
Es wurde festgestellt, daß die temperaturbedingte Änderung der optischen Leistung dadurch korrigiert werden kann, daß als Kompensation gemäß (6) die Differenz zwischen der ge­ messenen Lichtleistung und der davon gesondert veranschlag­ ten Lichtleistung hinzugefügt wird.
Gemäß der vorangehend beschriebenen Eigenschaft 1 ist für einige Bildelemente im Laserstrahldrucker die Temperaturän­ derung ΔT(t) als ein konstanter Wert anzusetzen. Daher muß die durch die Gleichung (6) ausgedrückte Versetzung bzw. Kompensation nicht durchgehend hinzugesetzt werden, so daß es ausreichend ist, die Kompensation für jeweils einige Bildelemente hinzuzufügen. Genau genommen tritt während der Aufzeichnung von einigen Bildelementen eine geringe Tempe­ raturänderung von ungefähr 0,1% auf, durch die auch die Lichtleistung geringfügig beeinflußt wird. Da jedoch ein Fehler hinsichtlich der Dichte bzw. Schwärzung an dem pho­ toempfindlichen Material im allgemeinen unterhalb des Dichte-Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt, ist die Einwirkung des Fehlers vernachlässigbar gering.
Eigenschaft 3
Die Aufzeichnungsdichte an einem photoempfindlichen Mate­ rial ist allgemein durch die Belichtung bestimmt. Da die Belichtung durch das Integrieren der Lichtleistung (mW) über die Zeit erhalten wird, muß bei der Regelung der Dichte an dem photoempfindlichen Material in einem Laser­ strahldrucker die Lichtleistung nicht durchgehend geregelt werden, so daß daher allein die Belichtung je Bildelement, nämlich die Integration der Lichtleistung über die Zeit ge­ regelt werden kann. D. h., da selbst dann, wenn in einem einzelnen Bildelement ein Impuls mit einer Breite auftritt, die kürzer als diejenige des einzelnen Bildelements ist, die Belichtung des Bildelements, nämlich dessen Dichte als Integral für das einzelne Bildelement auszudrücken ist, be­ steht bei der Impulsbreitenmodulation kein Zusammenhang der Belichtungsregelgeschwindigkeit mit der Impulsbreite. Da sich außerdem die Temperatur langsam ändert, gilt die Ei­ genschaft 2 auch für den Integralwert. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Gesichtspunkt, daß der Bildwert des Laserstrahldruckers, nämlich die Aufzeichnungsbildele­ mentedichte nicht der Lichtleistung des Halbleiterlasers, sondern der Belichtung entspricht. Es ist daher erforderlich, die Lichtleistung des Halbleiterlasers unter Anwendung des Zeitintegralwerts der Bildelementeeinheit zu behandeln.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird eine durch eine Tempera­ turänderung des Halbleiterlasers verursachte Änderung der Lichtleistung unter Nutzung der vorstehend beschriebenen drei Eigenschaften gemäß folgendem Betriebsvorgang korri­ giert:
In dem Laserstrahldrucker wird der Halbleiterlaser nach ir­ gendeinem gewünschten Verfahren entsprechend dem Sollwert für die Aufzeichnungsbilddichte moduliert, wobei die Licht­ leistung über eine vorbestimmte Zeitdauer überwacht und für ein einzelnes Bildelement oder einige Bildelemente inte­ griert wird. D. h., es wird der Effektivwert der Belichtung eines Materials bestimmt. Zugleich wird durch das Aufaddie­ ren von Sollwerten des Aufzeichnungssignals entsprechend der Aufzeichnungsbilddichte während einer vorbestimmten Zeit ein veranschlagter Belichtungswert bestimmt. Die Dif­ ferenz zwischen dem effektiven Belichtungswert und dem ver­ anschlagten Belichtungswert ist der Fehler, der durch eine Temperaturänderung verursacht ist und der zu korrigieren ist. Die Rückführung dieses Fehlerwerts erfolgt derart, daß der Wert als Kompensation zu einem nachfolgenden Sollwert addiert wird. Das Modulieren des Halbleiterlasers erfolgt unter Wiederholung des vorstehend beschriebenen Vorgangs für einige Bildelemente, so daß die Belichtungsaufzeichnung trotz Temperaturschwankungen fehlerfrei ausgeführt werden kann.
Nach diesem Verfahren kann mit einer höheren Geschwindig­ keit als bei der Verwendung einer üblichen Leistungsregel­ schaltung zur automatischen Leistungsregelung moduliert werden, da nicht wie bei den herkömmlichen Leistungsregel­ schaltungen die Lichtleistung kontinuierlich rückgekoppelt wird, sondern die Rückkopplung entsprechend einer Tempera­ turänderung als Kompensation bzw. Korrektur mit verhältnis­ mäßig geringer Geschwindigkeit vorgenommen wird. Als Modu­ lationsverfahren kann irgendein beliebiges Verfahren ein­ schließlich der Intensitätsmodulation, der Impulsbreitenmo­ dulation, der Impulsanzahlmodulation oder einer Kombination hieraus angewandt werden.
Ausführungsbeispiel zur Anwendung des Lichtmodulationsver­ fahrens
Nachstehend wird ausführlich anhand der Zeichnung als ein Beispiel für Systeme, bei denen das Lichtmodulationsverfah­ ren angewandt wird, ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei welchem das Lichtmodulationsverfahren in einem Laser­ strahldrucker angewandt wird, der häufig zum Aufzeichnen von Halbtonbildern mit hoher Genauigkeit und vielfacher Stufung auf einen Film auf medizinischem Gebiet oder dgl. eingesetzt wird. Die Fig. 1 zeigt die Gestaltung des ganzen Systems eines Laserstrahldruckers. In der Figur ist mit 108 eine Halbleiterlaser-Steuereinheit für das Modulieren und Ansteuern eines Halbleiterlasers bezeichnet. Eine mit 119 bezeichnete Einheit enthält eine Schnittstelle zur Eingabe von Originalbilddaten aus einem externen Gerät wie einem Speicherregister, einem Computer, einem Datenspeicher oder dgl., einen Bildspeicher zum Speichern von Bilddaten mit einer Vielzahl von einzelnen Bildelementedaten und eine Bildaufbereitungsschaltung zur Bildaufbereitung wie z. B. zur Bildanordnung, zur Maßstabsänderung oder dgl. In der Bildaufbereitungsschaltung wird das Originalbild entspre­ chend dem gewählten Ausgabeformat einer Maßstabsänderung wie einer Vergrößerung oder Verkleinerung unterzogen. Bei­ spielsweise wird im Falle einer Bildvergrößerung das Bild einer Interpolation nach einem bekannten Verfahren wie z. B. einer Nachbarelemente-Interpolation, einer linearen Inter­ polation, einer kubischen Verzahnungsinterpolation oder dgl. unterzogen.
Mit 15 ist ein Halbleiterlaser bezeichnet, während mit 102 ein optisches System wie eine Kollimatorlinse oder dgl. be­ zeichnet ist, mit dem das aus dem Halbleiterlaser 15 abge­ gebene Licht parallel ausgerichtet wird. Die Fig. 1 zeigt ferner eine Blende 103, einen Strahlenteiler 104, eine Sam­ mellinse 106 und eine Photodiode 16. Das Ausgangssignal der Photodiode 16 wird in die Steuereinheit 108 eingegeben. wodurch die Intensität des vom Strahlenteiler 104 reflek­ tierten Laserstrahlanteils überwacht wird. Andererseits sind eine Linse 105 und ein umlaufender Polygonalspiegel 9, der als Ablenkvorrichtung zur Primär- bzw. Hauptabtastung dient, in der Richtung des von dem Strahlenteiler 104 durchgelassenen geraden Lichtstrahls angeordnet. Mit 110 ist eine fR-Linse zum Korrigieren der Auftreffstelle be­ zeichnet, während mit 111 ein Umlenkspiegel bezeichnet ist, der den Lichtstrahl in die zu einem blattförmigen photoemp­ findlichen Aufzeichnungsmaterial 112 wie zu einem Silber­ salzfilm oder dgl. senkrechte Richtung reflektiert.
Die Fig. 1 zeigt ferner einen Vorratsbehälter 116, der das blattförmige Aufzeichnungsmaterial 112 enthält, einen Auf­ nahmebehälter 117 zur Aufnahme des der photographischen Aufzeichnung unterzogenen Aufzeichnungsmaterials, einen Mo­ tor 113 für die Unterabtastung und eine an den Motor 113 angeschlossene Walze 114 für die Unterabtastung an dem blattförmigen Aufzeichnungsmaterial 112. An der Drehachse der Walze 114 ist ein Drehmelder 115 zum Erfassen des Dreh­ zustands der Walze 114 angebracht. Z. B. wird vorteilhaft als Drehmelder 115 ein Laser-Drehmelder eingesetzt. Das Aufzeichnungsmaterial 112 wird aus dem Vorratsbehälter 116 ausgetragen und der Walze 114 zugeführt, mit der eine lang­ same Unterabtastung für die Belichtungsaufzeichnung mit dem Lichtstrahl ausgeführt wird. Das belichtete Aufzeichnungs­ material wird in dem Aufnahmebehälter 117 aufgenommen. Das Aufzeichnungsmaterial, auf dem ein Bild aufgezeichnet ist, muß nicht in dem Aufnahmebehälter 117 aufgenommen werden, sondern kann direkt einer (nicht gezeigten) Vorrichtung zur automatischen Entwicklung zugeführt werden. Mit 118 ist eine Photodiode für die Abgabe eines BD-Signals bezeichnet, welches den Beginn der Hauptabtastung anzeigt, um dadurch jede Hauptabtastung zu synchronisieren. Die Halbleiterla­ ser-Steuereinheit 108 moduliert und steuert den Halblei­ terlaser 15 entsprechend dem Inhalt der jeweils in dem Bildspeicher 119 gespeicherten Bildelementedaten unter ei­ ner durch das Ausgangssignal der Photodiode 118 erreichten Synchronisierung. Zum Bestimmen des Anfangszeitpunkts einer jeden Abtastzeile gemäß dem BD-Singnal ist es für das Erzeu­ gen eines hochgenauen Bilds erforderlich, das BD-Signal zu einem möglichst genauen Zeitpunkt zu erzeugen. Der Halblei­ terlaser 15 ist derart gestaltet, daß er ständig mit kon­ stanter Ausgangsleistung schwingt, wenn der Abtastlicht­ strahl zur Photodiode 118 übertragen wird und damit das Si­ gnal erfaßt wird. Außerdem wird zum Verhindern des Auftre­ tens von ungleichmäßigen Reflexionen an den Ecken des um­ laufenden Polygonalspiegels die Lichtleistung des Halblei­ terlasers 15 während Ausblendzeiten mit Ausnahme der Zeit des Auftreffens des Strahls auf die Photodiode 118 zwangs­ weise unterbrochen.
Die Fig. 2 ist ein ausführliches Blockschaltbild der als Ausführungsbeispiel für die Halbleiterlaser-Steuereinheit 108 nach Fig. 1 dargestellten Einheit, die nachstehend aus­ führlich beschrieben wird.
Mit 15 und 16 sind jeweils der Halbleiterlaser bzw. die Photodiode gemäß Fig. 1 bezeichnet, während als 37 die von dem Halbleiterlaser 15 abgegebene optische bzw. Lichtlei­ stung dargestellt ist. Aus dem Bildspeicher abgerufene Bildelementedaten 11, die die Dichte bzw. Schwärzung der Bildelemente vorgeben, sind digitale Daten mit mindestens 8 Bit und werden nachstehend als "Sollbelichtungswert" be­ zeichnet. Ein Addierer 12 dient zum Addieren eines Kompen­ sations- bzw. Korrekturwerts 33, der ein durch den nachste­ hend beschriebenen Rechenvorgang ermittelter Korrekturwert ist, zu dem Sollbelichtungswert 11. Mit 34 ist das Aus­ gangssignal des Addierers 12 bezeichnet, das nachstehend als "Bildelementedaten" bezeichnet wird. Der Digitalwert der Bildelementedaten 34 wird in einen Modulator 13 einge­ geben, der eine den Daten entsprechend modulierte Spannung abgibt. Es kann zwar irgendein beliebiges Modulationsver­ fahren einschließlich der Intensitätsmodulation, der Im­ pulsbreitenmodulation, der Impulsanzahlmodulation oder ei­ ner Kombination hieraus angewandt werden, jedoch wird bei dem Ausführungsbeispiel die Intensität- bzw. Amplitudenmo­ dulation angewandt. Ein Spannung/Strom- bzw. V/I-Wandler 14 setzt die Spannung aus dem Modulator 13 in einen Steuer­ strom für den Halbleiterlaser 15 um. Ein Strom/Spannung- bzw. I/V-Wandler 17 setzt einen Meßstrom aus der pin-Photo­ diode 16 in eine Spannung um. Mit 18 ist ein Integrator zum Messen eines effektiven Belichtungswerts bezeichnet, mit 20 ist ein veränderbarer Widerstand zum Einstellen der Ver­ stärkung des Integrators 18 bezeichnet und mit 19 ist ein Feldeffekttransistor zum Rücksetzen (Entladen) des Integra­ tors 18 bezeichnet. Ein Inverter 22 invertiert das Aus­ gangssignal des Integrators 18, da dieses ein gegenpoliges Ausgangssignal ist. Eine Abfrage/Halteschaltung 23 dient zur Analog/Digital-Umsetzung des Ausgangssignals des Inver­ ters 22. Mit 24 ist ein Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler für das Umsetzen des Ausgangssignals der Ab­ frage/Halteschaltung 23 zu einem digitalen Wert bezeichnet, welcher mit 38 bezeichnet ist und nachfolgend "A/D-Aus­ gangssignal" genannt wird. Mit 26 ist ein Akkumulator zum Aufaddieren des Sollbelichtungswerts 11 in Form von Bilde­ lementedaten zum Bestimmen eines veranschlagten Belich­ tungswerts bezeichnet, der als Ausgangssignal des Akkumula­ tors mit 39 bezeichnet ist und nachfolgend "veranschlagter Belichtungswert" genannt wird. In einem Subtrahierer 25 wird das A/D-Ausgangssignal 38 von dem veranschlagten Be­ lichtungswert 39 subtrahiert, wodurch ein Fehlersignal bzw. ein Korrekturwert 40 als Ausgangssignal des Subtrahierers 25 einen durch die Temperaturänderung verursachten Fehler anzeigt. In einem Addierer 27 wird ein vorangehender Kor­ rekturwert 33 mit dem momentanen Korrekturwert 40 addiert, um einen neuen Korrekturwert 32 abzugeben. Ein Datenzwi­ schenspeicher 28 gibt den neuen Korrekturwert 35 bei dem nächsten Zeitsteuertakt als Korrekturwert 33 ab. Mit 29 ist eine Steuerschaltung zum Steuern des Integrators 18, der Abfrage/Halteschaltung 23, des Akkumulators 26 und des Da­ tenzwischenspeichers 28 bezeichnet. Die Steuerschaltung 29 gibt ein Integrationssteuersignal 20 zum Steuern des Ladens und Entladens des Integrators 18, ein Abfrage/Hal­ testeuersignal 21 für die Abfrage/Halteschaltung 23, ein Löschsignal 31 zum Steuern des Akkumulators 26 und ein Zwischenspeichersignal 30 zum Steuern des Datenzwi­ schenspeichers 28 ab. Obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, werden die Steuerschaltung 29 und der Mo­ dulator 13 synchron mit dem Bildelementetakt betrieben.
Bei der Inbetriebnahme des Systems wird zuerst ein geeigne­ ter Wert als Sollbelichtungswert 11 eingestellt, die Ge­ samtschaltung in Betrieb gesetzt und durch Einstellen des veränderbaren Widerstands 20 des Integrators dessen Ver­ stärkung eingestellt. Die Einstellung erfolgt derart, daß zu einem Zeitpunkt, an dem die Lichtmenge aus dem Halblei­ terlaser gleichmäßig wird, der Korrekturwert 40 für den Temperaturänderungsfehler im wesentlichen "0" ist bzw. in­ folge der Verstärkung der veranschlagte Belichtungswert 39 im wesentlichen gleich dem als A/D-Ausgangssignal 38 er­ faßten gemessenen Belichtungswert ist. Der Temperaturände­ rungsfehler kann auf einen geeigneten Wert eingestellt wer­ den, sofern kein Überlauf an dem Ausgangssignal des Addie­ rers 27 oder 12 auftritt.
Anhand der Fig. 3 wird nun die Funktion der vorstehend be­ schriebenen Einheit erläutert. Die Fig. 3 ist ein Zeitdia­ gramm, das die Signalzeitsteuerung für jeden der in Fig. 2 gezeigten Abschnitte veranschaulicht. Im einzelnen sind in Fig. 3 als A das Bildelementetaktsignal mit einigen MHz, als B die in Fig. 1 gezeigten Bildelementedaten 34, als C die modulierte Lichtleistung 37 des Halbleiterlasers, als D das Integrationssteuersignal 20 für das Steuern des Ladens und Entladens des Integrators, als E das Ab­ frage/Haltesteuersignal 21 für das Steuern der Ab­ frage/Halteschaltung 23, als F das A/D-Ausgangssignal 38, als G das Löschsignal 31 für das Löschen des Akkumulators 26, als H das Ausgangssignal des Akkumulators 26, nämlich der veranschlagte Belichtungswert 39, als I der Korrektur­ wert 32, als J das Zwischenspeichersignal 30 und als K der zwischengespeicherte Korrekturwert 33 dargestellt. In der Fig. 3 ist die Temperaturänderung herausgegriffen und die bis zur Abgabe eines Korrekturwerts benötigte Zeit als "Korrekturzyklus" bezeichnet.
Zuerst werden für das Erfassen der Temperaturänderung Lichtleistungen ap(1) bis ap(n) für n einzelne Bildelemen­ tedaten dp(1) bis dp(n) integriert. Der Zusatz p gibt einen Korrekturzyklus p an, während der vorangehende Korrekturzy­ klus durch den Zusatz p-1 ausgedrückt ist und der nachfol­ gende Korrekturzyklus durch den Zusatz p+1 dargestellt ist. Die Integration erfolgt während einer mit 41 bezeichneten Ladeperiode des Integrationssteuersignals D gemäß Fig. 3. In der Fig. 3 ist mit n eine Anzahl von 1 bis 20 Bildele­ menten bezeichnet. Das Ausgangssignal des Integrators wird während einer mit 42 bezeichneten Abfrageperiode des Ab­ frage/Halte-Steuersignals E abgefragt, während einer mit 43 bezeichneten Halteperiode festgehalten und dann der Ana­ log/Digital-Umsetzung unterzogen. Dadurch wird ein Aus­ gangssignal ap des A/D-Ausgangssignals F erzeugt. Sobald das Ausgangssignal des Integrators gespeichert ist, wird dieser während einer mit 44 bezeichneten Entladeperiode des Integrationssteuersignals D für die Integration rückgesetzt bzw. entladen.
Zugleich mit dem Integrationsvorgang werden die n Sollbe­ lichtungswerte 11 aufaddiert, so daß der veranschlagte Be­ lichtungswert 39 berechnet wird, nämlich ein Wert Σep des veranschlagten Belichtungswerts H nach Fig. 3. Der Wert Σep wird in Vorbereitung für die nächste Summierung durch das Löschsignal G nach Fig. 3 gelöscht. Nimmt man an, daß ein vorangehender Korrekturwert cp-1 ist, so wird zur Abgabe des Korrekturwerts 32 bzw. I gemäß Fig. 3 mittels des Sub­ trahierers 25 und des Addierers 27 ein gegenwärtiger Kor­ rekturwert cp nach folgender Gleichung berechnet:
cp = c(p-1) + Σep - ap (7)
Der Wert cp ist zu der Temperaturänderung des Halbleiterla­ sers in dem gegenwärtigen Korrekturzyklus proportional.
Dieser Wert wird während einer mit 45 bezeichneten Spei­ cherperiode des Zwischenspeichersignals J nach Fig. 3 für die Verwendung als Kompensations- bzw. Korrekturwert bei dem nächsten Korrekturzyklus zwischengespeichert.
Ein einzelner Korrekturzyklus ist in eine nachfolgend als "Ladeperiode" bezeichnete erste Halbperiode für das Messen des effektiven Belichtungswerts durch Integrieren der Lichtleistung und eine nachfolgend als "Entladeperiode" be­ zeichnete nachfolgende Periode zum Berechnen des veran­ schlagten Belichtungswerts und des Fehlers während des Ent­ ladens des Integrators unterteilt. Es ist offensichtlich, daß die Dauer eines Korrekturzyklus so kurz wie möglich sein sollte, da während eines einzelnen Korrekturzyklus der Temperaturänderungsfehler nicht korrigiert wird. Die kürze­ ste Dauer eines Korrekturzyklus entspricht zwei Bildelemen­ ten mit einem Bildelement für die Ladeperiode und einem Bildelement für die Entladeperiode.
Für das Erhöhen des Störabstands bei der Messung des effek­ tiven Belichtungswerts ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Ladeperiode einigen Bildelementen entspricht. Da außerdem die Geschwindigkeiten der A/D-Umsetzung und der Fehlerbe­ rechnung begrenzt sind, ist für die Entladeperiode gleich­ falls die Zeit für einige Bildelemente erforderlich.
Weiteres Ausführungsbeispiel
Nachstehend wird ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anwendung des Lichtmodulationsverfahrens beschrieben.
Bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wer­ den für einen Korrekturzyklus höchstens einige µs benötigt. Während dieser Zeit ist die Temperaturänderung des Halblei­ terplättchens zwangsläufig begrenzt. D. h., es kann durch die Ermittlung, ob die Temperatur des Halbleiterplättchens zunimmt oder abnimmt, der Korrekturwert für die Tempera­ turänderung als ein im wesentlich konstanter Wert angesetzt werden, ohne daß eine Berechnung erforderlich ist.
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel wird anstelle des bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die Fehlerberechnung verwendeten Subtrahierers ein Vergleicher für die Beurtei­ lung eingesetzt, ob der effektive Belichtungswert größer oder kleiner als der veranschlagte Belichtungswert ist. Wenn der erstere Wert größer als der letztere ist, wird von dem ersteren Wert ein im voraus eingestellter, der Tempera­ turänderung entsprechender Wert subtrahiert, während dann, wenn der erstere Wert kleiner als der letztere ist, der eingestellte Wert zu dem ersteren Wert addiert wird. D. h., als Korrekturwert wird ein vorbestimmter Wert mit dem Ver­ gleichsergebnis des Vergleichers entsprechendem positiven oder negativen Vorzeichen angesetzt.
Die Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das die Gestaltung der Steuereinheit gemäß diesem weiteren Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Gleiche Schaltungsteile wie die in Fig. 2 gezeigten sind nachfolgend nicht beschrieben. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hinsichtlich der Ge­ staltung von dem in Fig. 2 gezeigten in folgenden Punkten:
Das Ausgangssignal der Abfrage/Halteschaltung 23 wird nicht in den A/D-Wandler, sondern in einen Vergleicher 48 einge­ geben. Der veranschlagte Belichtungswert 39, der das Aus­ gangssignal des Akkumulators 26 ist, wird durch einen D/A- Wandler 47 in einen analogen Wert umgesetzt, der in den zweiten Eingangsanschluß des Vergleichers 48 eingegeben wird. Das Ausgangssignal des Vergleichers 48 ist ein Si­ gnal, welches anzeigt, ob die Temperatur des Laser-Halblei­ terplättchens höher oder niedriger als diejenige bei dem vorangehenden Korrekturzyklus ist, und welches als Wählsi­ gnal 52 für einen Multiplexer 49 dient. In den Multiplexer 49 werden zwei Temperaturänderungs-Korrekturwerte +q und -q eingegeben, von denen einer entsprechend dem Wählsignal 52 gewählt und dann in den bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Addierer 27 eingegeben wird. Die nachfolgen­ den Betriebsvorgänge sind völlig gleich denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Der Multiplexer 49, der Addierer 27 und der Datenzwischen­ speicher 28 sind derart gestaltet, daß das Zwischenspei­ chersignal 30 als ein Taktsignal angesehen werden kann, während das Wählsignal 52 als Vorwärts/Rückwärts-Wählsignal für einen Vorwärts/Rückwärts-Zähler angesehen werden kann. In diesem Fall sind mit 50 und 51 bezeichnete Auf­ wärts/Abwärts-Korrekturwerte variabel.
Die Betriebszeitsteuerung ist bei diesem Ausführungsbei­ spiel die gleiche wie die in Fig. 3 dargestellte, wenn man den in Fig. 3 gezeigten Korrekturwert 32 als Ausgangssignal des Multiplexers 49 betrachtet und den Korrekturwert 33 als Ausgangssignal des Vorwärts/Rückwärtszählers ansieht. Daher wird die Betriebszeitsteuerung bei diesem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel nachstehend nicht beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, die Korrekturwerte 50 und 51 bzw. +q und -q einzustellen. Als Ergebnis eines ausgeführten Versuchs ergab sich für die Korrektur von Daten mit 12 Bit (4096 Gradationsstufen) in einem Korrekturzyklus von 5 µs ±q = ±3. Falls der Wert q klein ist, kann eine plötzliche Änderung der Lichtleistung nicht korrigiert werden, während bei einem großen Wert q im Regelsystem Regelschwingungen auftreten. Daher wird der Wert q unter Berücksichtigung der Lichtleistung einge­ stellt.
Ein Vorteil bei diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Kosten niedriger als diejenigen bei dem ersten Aus­ führungsbeispiel sind, weil kein Analog/Digital-Wandler verwendet wird. Dies ist deshalb der Fall, weil ein Digi­ tal/Analog-Wandler im allgemeinen billiger ist als ein Ana­ log/Digital-Wandler. Außerdem werden selbst dann, wenn in­ folge von Störungen im Belichtungsmeßsystem, im Steuerbreich oder dgl. Störsignale auftreten, durch diese Störungen die Korrekturwerte nicht leicht beeinflußt, da sie konstant sind.
Obgleich die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele einen Halbleiterlaser als Beispiel betreffen, besteht hin­ sichtlich einer zu verwendenden Lichtquelle eine Einschrän­ kung auf den Halbleiterlaser, so daß daher die Belichtung mit irgendeiner gewöhnlichen Lichtquelle geregelt werden kann, ohne daß eine Beeinträchtigung durch Änderungen der Lichtmenge auftritt. Die erfindungsgemäße Gestaltung kann nicht nur bei einem Verfahren zum direkten Modulieren und Steuern einer Lichtquelle, sondern auch bei einem Verfahren zum Modulieren eines Lichtstrahls unter Verwendung eines Modulationselements wie eines akusto-optischen Modulati­ onselements (AOM) oder dgl. angewandt werden.
Das erfindungsgemäße Lichtmodulationsverfahren kann nicht nur bei einem Laserstrahldrucker gemäß den Ausführungsbei­ spielen, sondern auch bei verschiedenartigen Systemen ange­ wandt werden, bei denen eine Lichtmodulation erforderlich ist. Beispiele für derartige Systeme sind Bildaufzeich­ nungsgeräte wie Drucker, Kopiergeräte oder dgl., Geräte zum Aufzeichnen von Informationen auf Informationsaufzeich­ nungsmaterial wie optischen Speicherplatten, optischen Speicherkarten oder dgl., Sichtanzeigegeräte, Bearbeitungs­ maschinen, medizinische Ausrüstungen wie Laserskalpelle, optische Behandlungsgeräte und dgl., Meß- und Prüfgeräte und optische Nachrichtenübertragungsgeräte.
In einem Laserstrahldrucker wird ein Lichtstrahl entspre­ chend der Schwärzungsdichte eines Bildelements moduliert und die Lichtleistung während einer vorbestimmten Periode von einem Bildelement bis zu einigen Bildelementen über­ wacht und integriert, so daß dadurch ein effektiver Belich­ tungswert der Belichtung eines zu belichtenden Objekts er­ mittelt wird. Zugleich wird ein veranschlagter Belichtungs­ wert dadurch bestimmt, daß für eine vorbestimmte Periode Sollwerte eines der Schwärzungsdichte eines aufgezeichneten Bildelements entsprechenden Aufzeichnungssignals aufaddiert werden. Der Effektwert mit dem veranschlagten Wert vergli­ chen, um einen Korrekturwert zu erhalten, der nach Rück­ kopplung als Kompensationswert für den nächsten Sollwert herangezogen wird. Die Lichtmodulation erfolgt durch Wie­ derholen der vorstehend genannten Vorgänge, wodurch die Lichtleistung für jedes Lichtelement korrigiert wird.

Claims (33)

1. Lichtmodulationsverfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lichtstrahl gemäß einem entsprechend einer ge­ wünschten Belichtung angesetzten Sollbelichtungswert modu­ liert wird,
daß ein effektiver Belichtungswert für eine vorbestimmte Periode erfaßt wird,
daß für die vorbestimmte Periode unter Heranziehen des Sollbelichtungswerts ein veranschlagter Belichtungswert be­ stimmt wird,
daß der nächste Sollbelichtungswert durch Vergleichen des effektiven Belichtungswerts mit dem veranschlagten Belich­ tungswert für die vorbestimmte Periode korrigiert wird, und daß die vorstehend aufgeführten Schritte wiederholt werden.
2. Lichtmodulationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen des effektiven Belich­ tungswerts der modulierte Lichtstrahl erfaßt wird und für das Bestimmen des Effektivwerts das Erfassungsausgangssi­ gnal über die vorbestimmte Periode integriert wird.
3. Lichtmodulationsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Periode eine für eine Modulationsperiode oder einige Modulationsperioden benötigte Zeitspanne ist.
4. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Korrektur die Differenz zwischen dem effektiven Belichtungswert und dem veranschlagten Belichtungswert bestimmt und als Korrektur­ wert für den nächsten Sollbelichtungswert abgegeben wird.
5. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Korrektur der effektive Belichtungswert mit dem veranschlagten Belich­ tungswert verglichen wird und als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert ein vorbestimmter Wert mit dem Vergleichsergebnis entsprechendem positiven oder negativen Vorzeichen abgegeben wird.
6. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modulation des Lichtstrahls die Intensität des Lichtstrahls entsprechend dem Sollbelichtungswert moduliert wird.
7. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modulation des Lichtstrahls die Impulsbreite des Lichtstrahls entsprechend dem Sollbelichtungswert moduliert wird.
8. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modulation des Lichtstrahls die Impulsanzahl des Lichtstrahls entsprechend dem Sollbelichtungswert moduliert wird.
9. Lichtmodulationsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Modulation des Lichtstrahls ein von einem Halbleiterlaser abgegebener Lichtstrahl durch Modulationsansteuerung des Halbleiterla­ sers moduliert wird.
10. Belichtungseinrichtung mit einer Strahlenquelle zum Erzeugen von Strahlung, gekennzeichnet durch eine Modulati­ onseinrichtung (13, 14) zum Modulieren der von der Strahlen­ quelle (15) erzeugten Strahlung gemäß einem Sollbelich­ tungswert, der entsprechend einem gewünschten Belichtungs­ pegel angesetzt ist, eine Meßeinrichtung (16) zum Erfassen der Leistung der zu modulierenden Strahlung, eine Effek­ tivwert-Ermittlungseinrichtung (18) zum Ermitteln eines ef­ fektiven Belichtungswerts für eine vorbestimmte Periode durch Integrieren der erfaßten Leistung über eine vorbe­ stimmte Periode, eine Veranschlagungswert-Ermittlungsein­ richtung (26) zum Ermitteln eines veranschlagten Belich­ tungswerts für die vorbestimmte Periode durch Verwenden des Sollbelichtungswerts, eine Korrektureinrichtung (25; 48, 49) zum Korrigieren des nächsten Sollbelichtungswerts durch Vergleichen des effektiven Belichtungswerts mit dem veran­ schlagten Belichtungswert für die vorbestimmte Periode und eine Belichtungsvorrichtung (102 bis 105, 109 bis 111), die die modulierte Strahlung auf eine zu belichtende Fläche (112) richtet.
11. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorbestimme Periode eine für eine Be­ lichtungsperiode oder mehrere Belichtungsperioden benötigte Zeitspanne ist.
12. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (25) die Differenz zwischen dem effektiven Belichtungswert und dem veranschlagten Belichtungswert ermittelt und die Differenz als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert ab­ gibt.
13. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (48, 49) den effektiven Belichtungswert mit dem veranschlagten Be­ lichtungswert vergleicht, um als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert einen vorbestimmten Wert abzu­ geben, der entsprechend dem Vergleichsergebnis das positive oder das negative Vorzeichen erhält.
14. Belichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenquelle (15) ein Halbleiterlaser ist.
15. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (13, 14) für das Modulieren der Strahlung eine Schaltung zum Modulieren und Ansteuern des Halbleiterlasers (15) aufweist.
16. Lichtaufzeichnungsgerät mit einer Lichtquelle zum Er­ zeugen eines Lichtstrahls, gekennzeichnet durch eine Modu­ lationseinrichtung (13, 14) zum Modulieren des von der Lichtquelle (15) abgegebenen Lichtstrahls gemäß einem Soll­ belichtungswert, der entsprechend Aufzeichnungsbelichtungs­ daten angesetzt ist, eine Meßeinrichtung (16) zum Erfassen der zu modulierenden Lichtleistung, eine Effektivwert-Er­ mittlungseinrichtung (18) zum Bestimmen eines effektiven Belichtungswerts für eine vorbestimmte Periode durch Inte­ grieren der für die vorbestimmte Periode erfaßten Leistung, eine Veranschlagungswert-Ermittlungseinrichtung (26) zum Ermitteln eines veranschlagten Belichtungswerts für die vorbestimmte Periode unter Ansetzen des Sollbelichtungs­ werts, eine Korrektureinrichtung (25; 48, 49) zum Korrigie­ ren des nächsten Sollbelichtungswerts durch Vergleichen des effektiven Belichtungswerts mit dem veranschlagten Belich­ tungswert für die vorbestimmte Periode und eine Belich­ tungseinrichtung (102 bis 105, 109 bis 111), die den modu­ lierten Lichtstrahl auf ein Aufzeichnungsmaterial (112) richtet.
17. Lichtaufzeichnungsgerät nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorbestimmte Periode die für eine Be­ lichtung oder mehrere Belichtungen erforderliche Zeitspanne ist.
18. Lichtaufzeichnungsgerät nach Anspruch 16 oder 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (25) die Differenz zwischen dem effektiven Belichtungswert und dem veranschlagten Belichtungswert ermittelt und die Differenz als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert ab­ gibt.
19. Lichtaufzeichnungsgerät nach Anspruch 16 oder 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (48, 49) den effektiven Belichtungswert mit dem veranschlagten Be­ lichtungswert vergleicht, um als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert einen vorbestimmten Wert abzu­ geben, der entsprechend dem Vergleichsergebnis das positive oder das negative Vorzeichen erhält.
20. Lichtaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (15) ein Halbleiterlaser ist.
21. Lichtaufzeichnungsgerät nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (13, 14) eine Schaltung für das Modulieren des Lichtstrahls durch Modu­ lieren und Ansteuern des Halbleiterlasers (15) aufweist.
22. Bildaufzeichnungsgerät mit einer Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls und einer Speichereinrichtung zum Speichern von Daten für jeweilige Bildelemente, die ein Bild formen, gekennzeichnet durch eine Modulationseinrich­ tung (13, 14; 108) zum Modulieren des von der Lichtquelle (15) abgegebenen Lichtstrahls gemäß einem Sollbelichtungs­ wert, der entsprechend Bildelementedaten eingestellt ist, eine Meßeinrichtung (16) zum Erfassen der Leistung des zu modulierenden Lichts, eine Effektivwert-Ermittlungseinrich­ tung (18) zum Ermitteln eines effektiven Belichtungswerts für eine vorbestimmte Periode durch Integrieren der er­ faßten Leistung über die vorbestimmte Periode, eine Veran­ schlagungswert-Ermittlungseinrichtung (26) zum Ermitteln des veranschlagten Belichtungswerts für die vorbestimmte Periode unter Anwendung des Sollbelichtungswerts, eine Kor­ rektureinrichtung (25; 48, 49) zum Korrigieren des nächsten Sollbelichtungswerts durch Vergleichen des effektiven Be­ lichtungswerts mit dem veranschlagten Belichtungswert für die vorbestimmte Periode, eine Belichtungseinrichtung (102 bis 105, 109 bis 111) zur Belichtungsaufzeichnung mit dem modulierten Lichtstrahl an einer entsprechenden Bildelemen­ testelle auf einem Aufzeichnungsmaterial (112) und eine Steuereinrichtung (29; 108), die während einer Relativbewe­ gung der Stelle an dem Aufzeichnungsmaterial, auf die der modulierte Lichtstrahl fällt, die Arbeitsvorgänge der vor­ stehend genannten Einrichtungen wiederholt.
23. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die vorbestimmte Periode eine für das Aufzeichnen von einem Bildelement oder mehreren Bildelemen­ ten erforderliche Zeitspanne ist.
24. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 22 oder 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (25) die Differenz zwischen dem effektiven Belichtungswert und dem veranschlagten Belichtungswert ermittelt und die Differenz als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert ab­ gibt.
25. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 22 oder 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (48, 49) den effektiven Belichtungswert mit dem veranschlagten Be­ lichtungswert vergleicht, um als Korrekturwert für den nächsten Sollbelichtungswert einen vorbestimmten Wert abzu­ geben, der entsprechend dem Vergleichsergebnis das positive oder das negative Vorzeichen erhält.
26. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtungseinrich­ tung (102 bis 105, 109 bis 111) für die Relativbewegung ei­ ner Bestrahlungsstelle eine Lichtablenkvorrichtung (109) aufweist, die das Abtasten des Aufzeichnungsmaterials (112) mit dem Lichtstrahl herbeiführt.
27. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lichtablenkvorrichtung (109) ein dre­ hender Spiegel ist.
28. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmate­ rial (112) ein Aufzeichnungsfilm ist.
29. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrich­ tung (13, 14) entsprechend dem Sollbelichtungswert die In­ tensität des Lichtstrahls moduliert.
30. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrich­ tung (13, 14) die Impulsbreite des Lichtstrahls entspre­ chend dem Sollbelichtungswert moduliert.
31. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationseinrich­ tung (13, 14) die Impulsanzahl des Lichtstrahls entspre­ chend dem Sollbelichtungswert moduliert.
32. Bildaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (15) ein Halbleiterlaser ist.
33. Bildaufzeichnungsgerät nach Anspruch 32, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Modulationseinrichtung (13, 14) eine Schaltung für das Modulieren des Lichtstrahls durch Modu­ lieren und Ansteuern des Halbleiterlasers (15) aufweist.
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