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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ansteuerschaltung für eine Lichtemissionsvorrichtung
und insbesondere auf eine Schaltung zur Ansteuerung einer Lichtemissionsvorrichtung,
wie einer Laserdiode (LD) oder einer Leuchtdiode (LED), welche Licht
emittiert.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bekanntlich
ist eine Lichtemissionsvorrichtung, wie etwa eine Laserdiode oder
eine Leuchtdiode, eine Halbleitervorrichtung, welche Licht ansprechend
auf einen Ansteuerstrom emittiert, der von einer vorgeschriebenen
Ansteuerschaltung geliefert wird. Die Lichtemissionsvorrichtung
wird als Lichtquelle auf den Gebieten der optischen Kommunikation,
Druckplattenherstellung, etc., in großem Umfang verwendet. Im Allgemeinen
hat die Lichtemissionsvorrichtung vier physikalische Eigenschaften,
wie sie unten mit den Nummern 1–4
wiedergegeben sind (8 und 9). Infolge
solcher physikalischer Eigenschaften hat die Lichtemissionsvorrichtung
Probleme, wie etwa eine Ansprechverzögerung zwischen der Zufuhr
des Ansteuerstroms und dem tatsächlichen
Aufleuchten (10) und ein durch einen Temperaturanstieg
bewirktes Absink- bzw. Nachlassphänomen (11).
- 1. Die Intensität der Lichtemission (Lichtleistung P0) nimmt mit einer Zunahme des Ansteuerstroms (eines
Vorwärtsstroms
(If) zu.
- 2. Die Temperatur steigt an, wenn Strom fließt.
- 3. Wenn der Stromfluss konstant ist, fällt eine Betriebsspannung (Vorwärtsspannung
Vop) nach Maßgabe des Temperaturanstiegs
ab, was zu einer Abnahme der Intensität der Lichtemission führt.
- 4. Die Zeit (Anstiegszeit), die für den Übergang aus einem Löschzustand
in einen Lichtemissionszustand benötigt wird, ist lang.
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Um
die Lichtemissionsvorrichtung zu verwenden, wurden daher zahlreiche
Kunstgriffe zur Optimierung und Stabilisierung der Intensität der Lichtemission
vorgesehen.
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Beispielsweise
wird in einem Fall einer Ansteuerschaltung (wie sie in 17 dargestellt
ist) zur Verwendung in einer optischen Kommunikationsvorrichtung
für ein
direktes Modulieren der Intensität
einer Laserdiode ein Eingangsruhestrom IB auf einem Wert von 0,9
Ith bis 0,95 Ith,
konstant zugeführt,
wenn die Ansteuerschaltung der Laserdiode einen vorgeschriebenen
Schwellenstrom Ith zur Unterscheidung zwischen
einem Löschzustand
und einem Lichtemissionszustand zuführt. Auf diese Weise wird der
Eingangsruhestrom IB auf ein so hohes Niveau wie möglich gesetzt
(ein Kontrastverhältnis
wird soweit wie möglich
reduziert), wodurch das Ansprechen aus dem Löschen zum Aufleuchten der Laserdiode
verbessert wird (18).
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Eine
solche Technik zur Reduzierung des Kontrastverhältnisses durch Anlegen eines
hohen Eingangsruhestromes ist wirkungsvoll im Gebiet optischer Kommunikation,
wo nur festgestellt werden muss, ob sich die Leuchtdiode im Lichtemissionszustand
oder im Löschzustand
befindet. Eine solche Technik birgt jedoch Nachteile auf dem Gebiet
der Druckplattenherstellung, wo die Laserdiode als Lichtquelle zum
Belichten eines lichtempfindlichen Materials verwendet wird. Im
Einzelnen belichtet der auf den Eingangsruhestrom eingestellte Laser
Teile des lichtempfindlichen Materials (Druckplatte, Druckvorstufefilm,
lichtempfindliches Material für
die direkte digitale Farbkorrektur (DDCP), etc.), die eigentlich nicht
belichtet werden sollten, weshalb der Bereich darstellbarer Bilddichte
umso enger wird, je höher
der Eingangsruhestrom wird, was zu einer Verschlechterung der Druckvorstufequalität führt.
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Auf
dem Gebiet optischer Kommunikation ist ein Fall schwer vorstellbar,
wo der Lichtemissionszustand der Lichtemissionsvorrichtung kontinuierlich über einen
längeren
Zeitraum anhält,
weshalb keine speziellen Maßnahmen
gegen die Nachlasserscheinung ergriffen werden. Auf dem Gebiet der
Druckplattenherstellung jedoch kann der Lichtemissionszustand der
Lichtemissionsvorrichtung kontinuierlich über einen langen Zeitraum (beispielsweise
die Zeitdauer zur Abtastung einer Zeile) abhängig von den Arten von Bilddaten
andauern. In einem solchen Fall ändert
sich auch dann, wenn der Lichtemissionsvorrichtung ein kontinuierlich
konstanter Strom zugeführt
wird, die Intensität
der Lichtemission mit der Zeit als Folge der Nachlasserscheinung
(11), so dass die Bilddichte ungleichmäßig wird,
was zu einer Verschlechterung der Druckvorstufenqualität führt.
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Eine
Ansteuerschaltung für
eine Lichtemissionsvorrichtung, die Konstantstromquellen und einen Widerstand
mit einem positiven Widerstandskoeffizienten enthält, der
parallel zur Lichtemissionsvorrichtung angeschlossen ist, ist aus
US-A-5 907 569 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ansteuerschaltung
für eine
Lichtemissionsvorrichtung zu schaffen, welche keine komplizierte
Regelung zur Verkürzung
einer Verzögerungszeit für die Anstiegsantwort
im Übergang
aus einem Löschzustand
einer Lichtemissionsvorrichtung in einen Lichtemissionszustand,
um so einen Eingangsruhestrom nicht zu erhöhen (und so das Kontrastverhältnis zu
verringern), und zur Beseitigung schädlicher Wirkungen infolge des
Einflusses einer Nachlasserscheinung erfordert.
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Die
vorliegende Erfindung ist wie in Anspruch 1 definiert.
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Diese
und andere Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Be schreibung der vorliegenden
Erfindung unter Hinzunahme der beigefügten Zeichnungen deutlicher
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer Druckplattenherstellungsvorrichtung zeigt,
die eine Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung verwendet,
die gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung erhalten ist;
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2 ist
ein Diagramm, welches als Beispiel einen Aufbau zeigt, der einen
Belichtungsabschnitt 13 und einen Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 enthält, die
in 1 gezeigt sind;
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3 ist
eine Darstellung, welche als Beispiel einen weiteren Aufbau zeigt,
der den Belichtungsabschnitt 13 und den Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 enthält, die
in 1 gezeigt sind;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a zeigt,
die gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung erhalten ist;
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5 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b zeigt,
die gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung erhalten ist;
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6 zeigt
Graphen zur Erläuterung
eines Ansteuerstroms ILD, der einer Laserdiode 53 zugeführt wird,
die in der in 5 gezeigten Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b enthalten ist,
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7 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
eine Ansteuerstrom-Anstiegsantwortverzögerungszeit-Charakteristik
zeigt, die zur Einstellung von Werten für eine Spule 55 und
einen Widerstand 54 verwendet wird, die der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b,
wie sie in 5 gezeigt ist, enthalten sind;
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8 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
eine Charakteristik Vorwärtsstrom-optische
Ausgangsleistung einer Lichtemissionsvorrichtung zeigt;
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9 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
eine Charakteristik Vorwärtsstrom-Vorwärtsspannung
einer Lichtemissionsvorrichtung zeigt;
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10 veranschaulicht
Graphen zur Erläuterung
einer Antwortverzögerung,
die durch eine physikalische Eigenschaft einer Lichtemissionsvorrichtung
verursacht ist;
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11 ist
ein Graph zur Erläuterung
einer Nachlasserscheinung, die durch eine physikalische Eigenschaft
einer Lichtemissionsvorrichtung bewirkt ist;
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12 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
eine Charakteristik Vorwärtsstrom-Vorwärtsspannung
einer Lichtemissionsvorrichtung zeigt;
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13 ist
ein Graph, der ein Beispiel für
eine Charakteristik Vorwärtsstrom-optische
Ausgangsleistung einer Lichtemissionsvorrichtung zeigt;
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14 zeigt
einen Graphen zur Erläuterung einer
allgemeinen Charakteristik einer Laserdiode;
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15 ist
ein Graph zur Erläuterung
von Änderungen
der Intensität
eines Laserstrahles über
der Zeit in einer in 3 gezeigten Flachbettabtastvorrichtung;
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16 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches Hauptteile einer Abwandlung der
Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b zeigt,
die gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gewonnen ist;
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17 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches als Beispiel einen Aufbau einer
herkömmlichen
Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung zeigt; und
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18 veranschaulicht
Graphen zur Erläuterung,
wie eine Antwortverzögerung
mit der in Verbindung mit 17 beschriebenen
herkömmlichen Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung
verbessert wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
wird eine Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung in Bezug
auf einen Beispielfall beschrieben, wo die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung
in einer Druckplattenherstellungsvorrichtung (eines Trommelabtasttyps
oder eines Flachbettabtasttyps), die eine Laserdiode als Lichtquelle
enthält,
verwendet wird.
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Zunächst wird
eine allgemeine Beschreibung der Druckplattenherstellungsvorrichtung,
die eine Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung verwendet,
gegeben.
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1 ist
ein Blockschaltbild, welches einen Aufbau einer Druckplattenherstellungsvorrichtung unter
Verwendung einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 enthält die Druckplattenherstellungsvorrichtung:
einen Steuerabschnitt 11, der die Rolle der Steuerung für die gesamte
Vorrichtung spielt; einen Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12,
welcher ein eine Laserdiode enthaltender optischer Kopf ist; einen
Belichtungsabschnitt 13, welcher ein lichtempfindliches Material
enthält;
und eine Photodiode (PD) 14 für den Empfang von Licht von
der Laserdiode. Die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung der vorliegenden Erfindung
ist in dem Lichtemissions-Ansteuerabschnitt 12 enthalten.
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Der
Steuerabschnitt 11 steuert den Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 und
den Belichtungsabschnitt 13 so, dass ein im Belichtungsabschnitt 13 angeordnetes
lichtempfindliches Material mit einem an dem Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt
ausgege benen Laserstrahl längs
sowohl einer Hauptabtastrichtung als auch einer Nebenabtastrichtung
(einer Richtung senkrecht zur Hauptabtastrichtung) abgetastet wird.
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Der
Belichtungsabschnitt 13 ist beispielsweise in Form eines
Trommelabtastaufbaus und eines Flachbettsetzmaschinenaufbaus vorgesehen.
Wie in 2 dargestellt, verwendet der Trommelabtastaufbau
eine Trommel 21, die durch einen Hauptmotor 25 zu
drehen ist, wobei lichtempfindliches Material 23, das um
den Umfang der Trommel 21 gelegt ist, längs der Hauptabtastrichtung
gedreht wird, während
ein optischer Kopf 26, der dem Lichtemissions-Ansteuerabschnitt
entspricht, längs
der Nebenabtastrichtung bewegt wird, so dass das lichtempfindliche
Material 22 mit einem Bild belichtet wird. Der optische
Kopf 26 enthält
eine Laserdiode (LD) 27 und eine Linse 28 zur Fokussierung
eines von der Laserdiode 27 ausgegebenen Laserstrahls auf
dem lichtempfindlichen Material 22.
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3 ist
ein schematisches Diagramm einer Druckplattenherstellungsvorrichtung
eines Flachbettabtasttyps. Wie in 3 dargestellt,
enthält
bei dem Flachbettsetzmaschinenaufbau ein optischer Kopf 30,
der dem Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 entspricht,
eine Laserdiode 31, eine Kollimatorlinse 32, einen
Polygonspiegel 33 und eine f-θ-Linse 34. Ein von
der Laserdiode 31 emittiertes Laserbündel wird durch die Kollimatorlinse 32 in ein
paralleles Laserbündel
umgewandelt, wobei das parallele Laserbündel durch Drehen des Polygonspiegels 33 so
abgelenkt wird, dass es die f-θ-Linse 34 durchläuft und
ein lichtempfindliches Material 35 längs der Hauptabtastrichtung
abtastet, was zu einem auf dem lichtempfindlichen Material 345 ausgebildeten
Bild führt.
Es ist zu beachten, dass das lichtempfindliche Material 35 dabei
durch Nebenabtastmittel (nicht gezeigt) in der Nebenabtastrichtung
verlagert wird.
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Der
Polygonspiegel 33 dreht sich mit einer konstanten Geschwindigkeit.
Dank der f-θ-Charakteristik
der f-θ-Linse 34 tastet
das von der Laserdiode 31 ausgehende Laserbündel (über die
Kollimatorlinse 32 und die f-θ-Linse 34) ein lichtempfindliches
Material mit einer konstanten Geschwindigkeit ab. Ein Startsensor 36 ist
in der Umgebung des lichtempfindlichen Materials 35 angeordnet,
um so einen Startort für
die Hauptabtastung festzustellen. Der Startsensor 36 stellt
den Hauptabtast-Startort fest, von welchem aus das mit dem Polygonspiegel 33 abgelenkte
Laserbündel
die Hauptabtastung längs
der Hauptabtastrichtung beginnt. Die vorgenannten Nebenabtastmittel
(nicht gezeigt) verlagern dann das lichtempfindliche Material in
der Nebenabtastrichtung synchron mit der durch den Startsensor 36 festgestellten zeitlichen
Lage der Hauptabtastung.
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Gemäß einem
Signal eines Kodierers 24 (2) in dem
Trommelabtastaufbau oder einem Signal des Startsensors in dem Flachbettsetzmaschinenaufbau
führt der
Steuerabschnitt 11 die Zeitsteuerung, mit der die Laserdiode 27 oder 31 Licht
emittiert, sowie eine Steuerung zur Zulassung, dass das Laserbündel längs der
Hauptabtastrichtung abtastet (d. h., die Steuerung der Drehung des
Hauptmotors 25 oder des Polygonspiegels 33), durch.
Ferner verschiebt synchron mit der Primärabtastung durch das Laserbündel nach
Maßgabe
der Drehung der Trommel 21 oder des Polygonspiegels 33 im
Belichtungsabschnitt 33 der Steuerabschnitt 11 den
Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 (den optischen
Kopf 26 oder 30) relativ längs der Nebenabtastrichtung
in Bezug auf das in dem Belichtungsabschnitt 13 gehaltene
lichtempfindliche Material 22 oder 35.
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Der
Steuerabschnitt 11 erhält
Bildinformationen (Auflösung,
Datengröße, Bildbelichtungsort,
positives/negatives lichtempfindliches Material 22 oder 35,
Bilddaten, etc.) von einem externen Rechner oder dgl. Nach Maßgabe der
Bildinformation erzeugt der Steuerabschnitt 11 ein Belichtungssignal
und ein Eingangsruhestromsignal zur Ansteuerung der Laserdiode 27 oder 31 und übertragt
dann die erzeugten Signale auf den Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12.
Beruhend auf einem Ergebnis der Beobachtung der Intensität der Laserdiode 27 oder 31, die
unter Verwendung der Photodiode 14 durchgeführt wird,
wird ein Auto-Power-Controll-(APC-)Vorgang durchgeführt, so
dass das Belichtungssignal und das Eingangsruhestromsignal stets
so gesteuert werden, dass sie auf ihren jeweiligen vorgeschriebenen
Werten gehalten werden. Der APC-Vorgang wird unter Verwendung eines
Leerbereichs durchgeführt, in
dem kein lichtempfindliches Material vorhanden ist. Bei dem Trommelabtastaufbau
liegt der Leerbereich zwischen einem Paar von Klemmen 23 zum Halten
des lichtempfindlichen Materials 22 auf der Trommel 21.
Der APC-Vorgang wird während
einer Zeitdauer durchgeführt,
in der der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 den
Leerbereich durchquert. Bei dem Flachbettsetzmaschinenaufbau liegt
der Leerbereich, in dem der APC-Vorgang durchgeführt wird, außerhalb
eines Randes des lichtempfindlichen Materials 35.
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Der
Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 erzeugt
einen Belichtungsstrom und einen Eingangsruhestrom nach Maßgabe des
Belichtungssignals und des Eingangsruhestromsignals, welche vom
Steuerabschnitt 11 her übertragen
werden. Der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 führt dann
einen Belichtungsvorgang auf dem im Belichtungsabschnitt 13 angeordneten
lichtempfindlichen Material 22 oder 35 durch,
indem der Belichtungsstrom und der Eingangsruhestrom der Laserdiode 27 oder 31 zugeführt werden,
so dass zunächst Licht
emittiert und dann die Lichtemission gelöscht wird.
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Nachstehend
wird ein Aufbau einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung, die in dem Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12 enthalten
ist, für
jedes zu lösende
Problem beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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4 veranschaulicht
einen Aufbau einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a, die
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gewonnen ist. Die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a ist
so eingerichtet, dass sie schädliche
Wirkungen, die auf den Einfluss der Nachlasserscheinung zurückgehen,
beseitigen.
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In 4 enthält die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a veränderbare
Stromquellen 41 und 42, eine Laserdiode 43 und
einen Widerstand 44. Die veränderbaren Stromquellen 41 und 42 sind
mit einer Spannungsquelle VCC an einem Ende
und miteinander an den anderen Enden verbunden. Nach Maßgabe eines
von dem Steuerabschnitt 11 her übertragenen Belichtungssignals
arbeitet die veränderbare
Stromquelle 41 als Konstantstromquelle zur Steuerung der
Stromstärke
so, dass die Stromstärke
konstant gehalten wird, und zur Lieferung eines Belichtungsstroms
an die Laserdiode 43 in einem Lichtemissionszustand. Nach
Maßgabe
eines Eingangsruhestromsignals, das vom Steuerabschnitt 11 her übertragen
wird, arbeitet die variable Stromquelle 42 als Konstantstromquelle
zur Steuerung der Stromstärke
so, dass sie konstant gehalten wird, und zur Lieferung eines Eingangsruhestroms an
die Laserdiode 43 in einem Löschzustand. Eine Anode der
Laserdiode 43 ist mit den miteinander verbundenen anderen
Enden der variablen Stromquellen 41 und 42 verbunden,
eine Kathode der Laserdiode 43 ist geerdet. Der Widerstand 44 ist
parallel zur Laserdiode 43 geschaltet.
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Im
Allgemeinen hat eine Lichtemissionsvorrichtung, wie etwa eine Laserdiode
oder eine LED, Eigenschaften, wie sie in 8 gezeigt
sind. Im Einzelnen wird die optische Ausgangsleistung P0 der Lichtemissionsvorrichtung
erhöht,
wenn ein der Lichtemissionsvorrichtung zugeführter Vorwärtsstrom If erhöht wird.
Ein Stromwert, bei dem die optische Ausgangsleistung P0 erhalten
wird, ändert
sich abhängig
von der Tempera tur der Lichtemissionsvorrichtung selbst. Die Lichtemissionsvorrichtung
hat auch die Eigenschaft, dass ihre Temperatur ansteigt, wenn sie
kontinuierlich betrieben wird (es sind keine Graphen zur Bezugnahme
vorgesehen). Ferner nimmt eine Betriebsspannung (eine Vorwärtsspannung
Vop) der Lichtemissionsvorrichtung ab, wenn
die Temperatur der Lichtemissionsvorrichtung ansteigt, während ihr
ein konstanter Vorwärtsstrom
If zugeführt wird.
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Nachfolgend
wird das Arbeiten eines Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitts 12a mit dem
oben beschriebenen Aufbau im Einzelnen beschrieben.
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Beruhend
auf einem von der variablen Stromquelle 41 zugeführten Belichtungsstrom
IE, einem von der variablen Stromquelle 42 zugeführten Eingangsruhestrom
IB, einer Vorwartsspannung Vop der Laserdiode 43 und
einem Widerstandswert des Widerstands 44 werden ein dem
Widerstand 44 zugeführter
Strom IR und ein der Laserdiode 43 zugeführter Ansteuerstrom
ILD folgendermaßen
gewonnen: IR = Vop/R1 ILD = IE + IB – IR = IE
+ IB – (VOP/R).
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Hierbei
ist angenommen, dass das Nachlassphänomen, wie es in 11 gezeigt
ist, bewirkt wird. Bei der Laserdiode 43 steigt ihre Temperatur
allmählich
von einem Punkt A, bei dem die Zufuhr des Ansteuerstroms ILD begonnen
wird, an, und die Vorwärtsspannung
Vop nimmt in Verbindung mit diesem Temperaturanstieg
ab. Im Falle einer herkömmlichen Schaltung
(einer Schaltung ohne den in 4 dargestellten
Widerstand) wird ein konstanter Strom der Laserdiode 43 zugeführt (d.
h., ILD = IE + IB), weshalb die Intensität der Lichtemission wegen des
mit der Abnahme der Vorwärtsspannung
Vop einhergehenden Tem peraturanstiegs abnimmt.
Andererseits nimmt bei der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der dem Widerstand 44 zugeführte Strom IR proportional
zur Abnahme der in Verbindung mit dem Temperaturanstieg bewirkten
Vorwärtsspannung
Vop ab. D. h., der Ansteuerstrom ILD, der
der Laserdiode 43 zugeführt
wird, nimmt um eine Größe äquivalent der
Abnahme des Stroms IR zu.
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Auf
diese Weise wird bei der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12a der
Ansteuerstrom ILD so erhöht,
dass der Einfluss, der von der Abnahme der Vorwärtsspannung Vop herrührt, weggehoben
wird, weshalb die Intensität
der Lichtemission der Laserdiode 43 konstant gehalten werden kann.
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Der
Widerstandswert R des Widerstands 44 wird einfach auf die
folgende Weise erhalten. Zunächst
wird in der herkömmlichen
Schaltung ohne den Widerstand 44 die Laserdiode 43 kontinuierlich bei
einer üblichen
Arbeitstemperatur über
eine Zeitdauer aufleuchtend gehalten, die einer einzelnen Hauptabtastzeitdauer
entspricht, wobei das Nachlassphänomen
der Laserdiode 43 beobachtet wird. D. h., die Beobachtung
wird durchgeführt,
um zu sehen, wie sehr die Intensität der Lichtemission abnimmt, während die
Laserdiode 43 über
die Zeitdauer einer einzelnen Hauptabtastung leuchtet. In dem in 11 gezeigten
Graphen entspricht unter der Annahme, dass „a" die Intensität der Lichtemission der Laserdiode 43 im
Lichtemissionsstartpunkt angibt und „b" die Intensität der Lichtemission der Laserdiode 43 nach einer
Zeitdauer, die der Zeitdauer einer einzelnen Hauptabtastung entspricht,
angibt, eine Differenz (a – b)
der abgenommenen Intensität
der Lichtemission. In der folgenden Beschreibung wird ein Zeitpunkt,
zu dem die Laserdiode 43 Licht zu emittieren beginnt, als „Punkt
A" und ein Zeitpunkt,
nachdem die Laserdiode 43 Licht für die Zeitdauer einer einzelnen
Primärabtastung
emittiert hat, als „Punkt
B" bezeichnet.
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Als
Nächstes
wird gemessen, wie sich eine Vorwärtsspannung zwischen den Punkten
A und B ändert.
D. h., es wird die Differenz (Va – Vb) zwischen einer Vorwärtsspannung Va am
Punkt A und einer Vorwärtsspannung
Vb am Punkt B gemessen.
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Ferner
wird durch Einführen
eines gegebenen Vorwärtsstrom
i und der oben gemessenen Vorwärtsspannungen
Va und Vb in die
in 12 gezeigte Vorwärtsstrom-Vorwärtsspannung-Charakteristik
berechnet, wie sich die Temperatur eines Lichtemissionspunkts der
Laserdiode 43 zwischen den Punkten A und B ändert. Es
werden also Temperaturen Ta und Tb an den Punkten A und B des Lichtemissionspunkts der
Laserdiode 43 gewonnen.
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Andererseits
wird die Größe eines
zusätzlichen
Stroms, die zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Intensität erforderlich
ist, durch Anwenden der Temperatur Tb der
Laserdiode 43 nach Lichtemission und des gegebenen Vorwärtsstroms
i auf den in 13 gezeigten Graphen für die Charakteristik
Vorwärtsstrom-optische
Ausgangsleistung berechnet. D. h., es wird ein Vorwärtsstrom
ib, der zur Gewinnung einer gewünschten
optischen Ausgangsleistung a bei der Temperatur Tb des
Punkts B erforderlich ist, berechnet und dann eine Differenz (ib – i) zwischen
dem Vorwärtsstrom
ib und dem gegebenen Vorwärtsstrom
i berechnet.
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Auf
diese Weise werden Änderungen
der Vorwärtsspannung
und des Vorwärtsstroms
bezüglich
der Laserdiode 43 vor und nach Lichtemission gewonnen.
Die gewonnenen Änderungen
werden zur Berechnung des Widerstandswerts R des Widerstands 44 folgendermaßen verwendet: R = (Vb – Va)/(ib – i).
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Es
ist zu beachten, dass die Summe aus dem von der variablen Stromquelle 42 gelieferten Eingangsruhestrom
IB und dem von der variablen Stromquelle 41 gelieferten
Belichtungsstrom IE um die Größe Va/R erhöht
werden muss, verglichen mit der Summe aus dem Eingangsruhestrom
und dem Belichtungsstrom in dem Fall, wo kein Widerstand 44 vorgesehen
ist. Eine Methode zur Steuerung eines Werts eines an eine Laserdiode
gelieferten Stroms und des Zeitpunkts einer solchen Steuerung werden im
Einzelnen in der folgenden zweiten Ausführungsform beschrieben.
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Zweite Ausführungsform
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5 zeigt
einen Aufbau einer Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b,
die gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gewonnen ist. Die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b ist
so eingerichtet, dass sie eine Anstiegsantwort-Verzögerungszeit beim Übergang
von einem Löschzustand
der Laserdiode 43 in einen Lichtemissionszustand verkürzt. Es ist
zu beachten, dass die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b die
Wirkung hat, schädliche
Wirkungen, die auf den Einfluss der oben beschriebenen Nachlasserscheinung
zurückgehen, zu
beseitigen.
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Im
Allgemeinen ist die Lichtemissionsantwort einer Laserdiode unbefriedigend,
wenn nicht ein Strom auf einem Schwellenstromniveau injiziert wird (d.
h., der Übergang
von einem Löschzustand
in einen Zustand, in dem die Laserdiode aufleuchtet, lange ist).
D. h., es wird, wenn ein gepulster Strom, der augenblicklich ansteigt,
plötzlich
auf die Laserdiode gegeben wird, während ein Eingangsruhestrom
zugeführt
wird, der niedriger als das Schwellenströmungsniveau ist, eine Zeitverzögerung bewirkt,
bevor ein Laserbündel
emittiert wird. Ferner ist die Laserdiode dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zeitdauer, die für
das Emittie ren eines Laserbündels
benötigt
ist, umso kürzer
ist, je höher
der Wert des gepulsten Stroms wird (siehe 14).
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In 5 enthält die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b variable
Stromquellen 51 und 52, eine Laserdiode 53,
eine Spule 55 und einen Widerstand 54. Die variablen
Stromquellen 51 und 52 sind mit einer Spannungsquelle
VCC an einem Ende und miteinander an den
anderen Enden verbunden. Nach Maßgabe eines von dem Steuerabschnitt 11 her übertragenen
Belichtungssignals wirkt die variable Stromquelle 51 als
Konstantstromquelle zur Steuerung der Stromstärke so, das diese konstant
gehalten wird, und zur Lieferung eines Belichtungsstroms an die
Laserdiode 53 in einem Lichtemissionszustand. Nach Maßgabe des
von dem Steuerabschnitt her übertragenen
Eingangsruhestromsignals wirkt die variable Stromquelle 42 als
Konstantstromquelle zur Steuerung der Stromstärke so, dass diese konstant
gehalten wird, und zur Lieferung eines Eingangsruhestroms an die
Laserdiode 53 in einem Löschzustand. Eine Anode der
Laserdiode 53 ist mit den miteinander verbundenen anderen
Enden der veränderbaren
Stromquellen 51 und 52 verbunden, und eine Kathode
der Laserdiode 53 ist geerdet. Die Spule 55 ist
an einem Ende mit der Anode der Laserdiode 53 und am anderen
Ende mit einem Ende des Widerstands 54 verbunden. Das andere
Ende des Widerstands 54 ist mit der Kathode der Laserdiode 53 verbunden,
d. h., der Widerstand 54 ist am anderen Ende geerdet.
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Nachstehend
wird das Arbeiten des Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitts 12b mit dem
oben beschriebenen Aufbau im Einzelnen beschrieben.
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Hierbei
wird angenommen, dass eine Verzögerung
der Anstiegszeit, wie in 10 gezeigt,
in der Laserdiode 53 bewirkt wird. In diesem Fall muss
ein Ansteuerstrom ILD, der an die Laserdiode 53 geliefert
wird, vorübergehend
für eine
Zeitdauer, die der Verzögerung
der Anstiegszeit entspricht, erhöht
werden. Dementsprechend ist in der Lich temissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Reihenaufbau aus der Spule 55 und dem Widerstands 54 parallel
zur Laserdiode 53 vorgesehen, derart, dass ein Überstrom
(ein Strom mit einem Wert, der höher
als ein gewünschter Stromwert
ist, der beruhend auf der in 8 gezeigten
Charakteristik Vorwärtsstromoptische
Ausgangsleistung berechnet ist) der Laserdiode 53 für eine Zeitdauer
zugeführt
wird, in welcher ein Hochfrequenzstrom im Übergang aus einem Löschzustand
in einen Lichtemissionszustand zugeführt wird.
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Bei
dem so aufgebauten Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerabschnitt 12b hat
die Spule 55 eine Charakteristik derart, dass ein Hochfrequenzstrom
nur schwer durch diesen fließen
kann, weshalb ein Überschieß-Ansteuerstrom
ILD, wie in 6 gezeigt, der Laserdiode 53 nach
dem Kirchhoffschen Gesetz zugeführt
wird. Es ist also möglich,
die Anstiegszeitverzögerung
der Laserdiode 53, wie in 10 gezeigt,
der herkömmlichen
Schaltung zu vermindern.
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Ein
Verfahren zur Einstellung tatsächlicher Werte
von Strömen,
die einer Laserdiode zugeführt werden
(Werte des Eingangsruhestroms IB und des Belichtungsstrom IE), wird
nun unter Bezug auf 15 beschrieben, indem der Flachbettscanner, der
weiter oben in Verbindung mit 3 beschrieben worden
ist, als Beispiel genommen wird.
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15 zeigt Änderungen
der Intensität
eines Laserbündels,
das durch die Laserdiode 31 bei dem weiter oben in Verbindung
mit 3 beschriebenen Flachbettscanner ausgegeben wird, über der Zeit
zeigt. Der Wert des Eingangsruhestroms IB wird durch Durchführen eines
APC-Vorgangs so eingestellt, dass die Ruheintensität des von
der Laserdiode 31 ausgegebenen Laserbündels einen vorgeschriebenen
Wert (z. B. ein Niveau, bei welchem das lichtempfindliche Material 35 nicht
belichtet wird) in einer Zeitdauer erreicht, der durch „APC für IB" in 15 angegeben
ist. Der Wert des Belichtungsstroms IE wird durch Durch führen des
APC-Vorgangs so eingestellt, dass die Belichtungsintensität des von
der Laserdiode 31 ausgegebenen Laserbündels einen bestimmten Wert
(z. B. einen Wert, bei welchem das lichtempfindliche Material 35 belichtet
werden kann) in einer Zeitdauer erreicht, die durch „APC für IE" in 15 angegeben
ist. Auf diese Weise werden die Werte für den Eingangsruhestrom IB
und den Belichtungsstrom IE durch individuelle APC-Vorgänge eingestellt.
Dieses Verfahren wird auch bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform
durchgeführt (wo
keine Spule 55 vorgesehen ist).
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Es
ist zu beachten, dass ein der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b,
wie sie in 5 dargestellt ist, zugeführter Strom
nicht nur der Laserdiode 53, sondern auch der Spule 55 und
dem Widerstand 54 zugeführt
wird, weshalb es erforderlich ist, die oben beschriebenen APC-Vorgänge so durchzuführen, dass
die Werte des Eingangsruhestroms IB und des Belichtungsstroms IE
so eingestellt werden, dass ein großer Strom durch die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b fließt, verglichen
mit dem Fall, wo weder die Spule 55 noch der Widerstand 54 an
der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b vorgesehen
ist. Im Einzelnen wird jeder der Werte für den Eingangsruhestrom IB
und den Belichtungsstrom IE so eingestellt, dass er um Vop/R (ein der Spule 55 und dem Widerstand 54 zugeführter Stromwert)
größer ist,
verglichen mit dem Fall, dass weder die Spule 55 noch der Widerstand 54 in
der Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung 12b vorhanden
ist.
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Beispielsweise
kann eine Recktanz L der Spule 55 einfach in der folgenden
Weise gewonnen werden. Zunächst
wird eine Anstiegsantwortverzögerungszeit-Charakteristik
verschiedener Ansteuerströme,
wie in 7 gezeigt, in Bezug auf den Fall gewonnen, in
dem weder die Spule 55 noch der Widerstand 54 vorgesehen
ist. Dann wird ein Ansteuerstrom IQ, welcher einer gewünschten
Anstiegsantwortverzöge rungszeit
entspricht, unter Verwendung der gewonnenen Charakteristik hergeleitet,
wonach ein Differenzstrom (IQ – IP)
anhand eines Ansteuerstroms IP für
die vorliegende Schaltung ohne die Spule 55 und den Widerstand 54 berechnet
wird. Der Differenzstrom (IQ – IP)
entspricht einem Überschießstromwert,
der zum Ansteuerstrom IP zu addieren ist. Zum Abschluss wird eine
Zeitkonstante der Spule 55 und des Widerstands 54 so
eingestellt, dass die Dauer des Überschießens optimiert
wird.
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Es
ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem der Widerstandswert
R des Widerstands 54 vorab zur Beseitigung des Einflusses
der oben beschriebenen Nachlasserscheinung bestimmt wird, die Recktanz
L der Spule 55 einfach bestimmt werden kann. In einem solchen
Fall ist es erforderlich, den von der variablen Stromquelle 51 gelieferten
Belichtungsstrom IE um einen Wert des Differenzstroms (IQ – IP), verglichen
mit dem Belichtungsstrom, der in einem Fall zugeführt wird,
in dem weder die Spule 55 noch der Widerstand 54 vorgesehen
ist, zu erhöhen.
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In
der zweiten Ausführungsform
ist die Spule 55 mit der Anode der Laserdiode 53 verbunden
und der Widerstand 54 mit der Kathode der Laserdiode 53,
die gleiche Wirkung kann aber auch dann erzielt werden, wenn die
Reihenfolge der Verbindung von Spule 55 und Widerstand 54,
wie in 16 gezeigt, geändert ist.
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Wie
oben beschrieben, kann eine einfach aufgebaute Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltung
gemäß erster
und zweiter Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf den Einfluss der Nachlasserscheinung
zurückgehende
schädliche
Effekte eliminieren und auch eine Anstiegsantwortverzögerungszeit
im Übergang
von einem Löschzustand einer
Lichtemissionsvorrichtung in einen Lichtemissionszustand verkürzen, um
so einen Eingangsruhestrom nicht zu erhöhen (und damit das Kontrastverhältnis zu
verringern).
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Die
obigen Ausführungsformen
sind in Bezug auf die Lichtemissionsvorrichtungs-Ansteuerschaltungen 12a und 12b beschrieben
worden, bei welchen ein Eingangsruhestrom konstant durch eine variable
Stromquelle 42 oder 52 zugeführt wird, die Wirkung der vorliegenden
Erfindung ändert
sich aber nicht, wenn der Eingangsruhestrom nicht zugeführt wird.
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Die
Erfindung ist im Einzelnen beschrieben worden, die vorstehende Beschreibung
ist jedoch in allen Aspekten nur als Beispiel und nicht einschränkend zu
verstehen. Es versteht sich, dass zahlreiche andere Abwandlungen
und Änderungen
erdacht werden können,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.