DE19621802A1 - Vorrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität - Google Patents

Vorrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität

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Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Erfassen und zum Einstellen der Strahlungsintensität einer Laserlichtquelle Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum Erfassen und Steuern der Strahlungsintensität einer Lichtquelle. Die ge­ nannten Vorrichtungen und Verfahren können in einem Laser­ drucker o. ä. verwendet werden.
Bei einem bekannten Laserdrucker wird die Strahlung einer La­ serlichtquelle mittels eines optischen Systems einem rotie­ renden oder oszillierenden Spiegel zugeführt. Der Laserstrahl wird dann über eine fotoleitende Trommel in einem Abtastvor­ gang geführt. Die Fotoleiterschicht der Trommel wird dadurch belichtet und es entsteht ein elektrostatisches latentes Bild, welches in einem weiteren Prozeß auf einen Aufzeich­ nungsträger übertragen wird.
Die Dichte bzw. der Schwärzungsgrad des elektrostatischen la­ tenten Bildes ändert sich mit der Strahlungsintensität des von der Laserlichtquelle ausgesendeten Strahlungsflusses. Daher wird der Strahlungsfluß des Lasers auf einen vorbestimmten Wert gesteuert. Bei bekannten Laserdruckersystemen wird die Intensität mittels eines Intensitätsdetektors erfaßt und eingestellt, der Teil der Laserlichtquelle oder an der Laserlichtquelle angeordnet ist.
Die Intensität des Strahlungsflusses, welcher der fotoleiten­ den Trommel zugeführt wird, ändert sich, wenn der Strahlungs­ fluß das optische System zwischen dem Laser und der fotolei­ tenden Trommel durchsetzt, oder der Strahlungsfluß wird bei der Übertragung infolge von Änderungen der. Umgebungsbedingun­ gen geändert, wodurch die Druckqualität des Druckers verrin­ gert wird.
Ein bekanntes Verfahren zum Steuern der Intensität des Strah­ lungsflusses sieht vor, den von der Lichtquelle emittierten Strahlungsfluß in einen Monitorstrahlungsfluß und einen Hauptstrahlungsfluß aufzuteilen. Die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses wird dann durch Erfassen der Intensität des Monitorstrahlungsflusses gesteuert. Diese Art von Intensi­ tätsteuerung hat auf dem Gebiet der optischen Plattensysteme (optical disc devices) breiten Einsatz gefunden. Der von ei­ ner Strahlungsquelle, beispielsweise einem Halbleiterlaser, emittierte Strahlungsfluß wird durch ein strahlteilendes Ele­ ment, beispielsweise einen Strahlteiler aufgeteilt, wobei ein Teil-Strahlungsfluß als Monitorstrahlungsfluß verwendet wird. Der andere, hauptsächliche Teil des ursprünglichen Strah­ lungsflusses wird einer optischen Platte zugeführt und modu­ liert, um auf die Platte Informationen zu schreiben. Dieses Verfahren ist als automatische Strahlungsleistungsregelung APC bekannt (automatic power control).
Wenn jedoch bei der herkömmlichen Vorrichtung mehr als eine Lichtquelle Strahlung mit unterschiedlichen Polarisationszu­ ständen aussendet, so kann die Strahlungsintensität auf der Bildebene durch eine APC-Operation nicht auf einem vorbe­ stimmten Wert gehalten werden. Dies trifft auch für eine Vor­ richtung zu, die mehrere Lichtquellen verwendet, wenn der Po­ larisationszustand des jeweiligen Strahlungsflusses infolge von Änderungen der Umgebungsbedingungen sich ändert.
Im allgemeinen sind der Transmissionsgrad oder der Refle­ xionsgrad eines optischen Teilerelementes sowie die optischen Kenngrößen anderer optischer Elemente, welche den Hauptstrah­ lungsfluß der Bildebene zuführen, polarisationsabhängig. Mit anderen Worten ausgedrückt, ändert sich der durchgelassene oder reflektierte Strahlungsfluß abhängig vom Polarisations­ zustand des auf ein optisches Element einfallenden Strah­ lungsflusses. Insbesondere dann, wenn ein extrem kleiner Teil des Strahlungsflusses abgeteilt wird, um ihn als Monitor­ strahlungsfluß zu verwenden und den Anteil des Hauptstrah­ lungsflusses zur Erhöhung der Effizienz groß zu halten, än­ dert sich die Strahlungsintensität des Monitorstrahlungsflus­ ses signifikant, abhängig von den Polarisationszuständen der einfallenden Strahlung. Außerdem ändert sich das Verhältnis zwischen der Intensität des Hauptstrahlungsflusses und der Intensität des Monitorstrahlungsflusses, wenn die Aufteilung an einem optischen Teilerelement erfolgt, abhängig vom Pola­ risationszustand des einfallenden Strahlungsflusses. Wenn sich das Verhältnis zwischen den aufgeteilten Strahlungsflüs­ sen ändert, so kann bei der herkömmlichen APC-Operation, die die Strahlungsintensität des Monitorstrahlungsflusses auswer­ tet, die Intensität des Hauptstrahlungsflusses auf der Bild­ ebene nicht mehr auf einem vorbestimmten Pegel gehalten wer­ den.
Dieses genannte Problem tritt insbesondere dann auf, wenn in einem optischen System optische Fasern verwendet werden. Bei der optischen Übertragung halten allgemein verwendete opti­ sche Fasern keine bestimmte Polarisationsebene ein, obwohl es Anwendungsfälle gibt, bei denen die Polarisationsrichtung des einfallenden linear polarisierten Lichtes senkrecht zu der des ausgehenden linear polarisierten Lichtes ist. Die Ände­ rung der Polarisationsebene nimmt zu, wenn die optischen Fa­ sern gebogen oder verdreht werden, was zur Installation von Fasern häufig erforderlich ist.
Ein Anwendungsfall, bei dem das Problem des Verlustes der Po­ larisationsebene auftritt, ist z. B. ein optisches Mehrstrahlsystem, bei dem Strahlungsflüsse von mehreren Strahlungsquellen emittiert und durch optische Fasern von den Strahlungsquellen weitergeleitet werden und jede Strahlungs­ quelle eine Punktlichtquelle darstellt. Wenn die von den Fa­ sern weitergeleiteten Strahlungsflüsse durch einen Strahltei­ ler aufgeteilt werden, um einen Monitorstrahlungsfluß zu er­ halten, unterscheidet sich die Polarisierung eines jeden Strahlungsflusses, der von der jeweiligen Faser abgegeben wird, selbst wenn die Polarisationszustände der in die Fasern eintretenden Strahlungsflüsse einheitlich sind. Daher ist es mit einem herkömmlichen APC-Verfahren auf der Basis des de­ tektierten Monitorstrahlungsflusses nicht möglich, die Strah­ lungsintensität des Hauptstrahlungsflusses auf einer Bild­ ebene konstant zu halten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen und Verfahren zum Erfassen und zum Steuern der von einer Laserlichtquelle abge­ gebenen Strahlungsleistung anzugeben, bei denen die Intensi­ tät des auf einer Bildebene auftretenden Strahlungsflusses auf einen vorbestimmten Pegel steuerbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen defi­ nierten Vorrichtungen und Verfahren gelöst.
Bei der Erfindung wird ein Monitorstrahlungsfluß vom ur­ sprünglichen Strahlungsfluß nach dem Durchsetzen des opti­ schen Systems abgeteilt, wodurch Alterungseinflüsse oder um­ gebungsbedingte Änderungen des optischen Systems kompensiert werden können und der Strahlungssensor die Strahlungsintensi­ tät des Hauptstrahlungsflusses genau erfaßt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Lichtemp­ fangsfläche des Sensors in bezug auf eine Ebene senkrecht zur optischen Achse des Monitorstrahlungsflusses geneigt. Der an der Lichtempfangsfläche reflektierte Monitorstrahlungsfluß wird von der Laserstrahlungsquelle und der Ablenkeinheit weg gelenkt. Demgemäß wird das reflektierte Licht bei der Bilder­ zeugung nicht berücksichtigt. Auch wird das reflektierte Licht nicht entlang des Strahlenganges zum Halbleiterlaser oder zum Laser zurückgeführt, wodurch der jeweilige Laser stabil arbeitet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Erfassen und Einstellen der Strahlungsleistung einer Laserlichtquelle gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines optischen Abtastgerätes, welches ein drittes Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung verwendet,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das in Fig. 3 gezeigte Gerät in der Hauptabtastrichtung,
Fig. 5 ein Querschnitt der Vorrichtung nach Fig. 3 in der Nebenabtastrichtung,
Fig. 6 den Aufbau des optischen Systems in dem Gerät nach Fig. 3 in der Hauptabtastrichtung,
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Laserblock des Gerätes nach Fig. 3,
Fig. 8 eine Vorderansicht längs der Linie VIII-VIII nach Fig. 7,
Fig. 9 schematisch die Beziehung zwischen der Ein­ fallsrichtung des Strahlungsflusses und den Stirnflächenwinkeln der optischen Faser,
Fig. 10 eine Vorderansicht des Aufbaus des Faseraus­ richtblocks,
Fig. 11 eine Explosionsdarstellung des Faserausricht­ blocks,
Fig. 12 eine vergrößerte Vorderansicht des Faseraus­ richtblocks,
Fig. 13 eine schematische Darstellung der Anordnung der Fasern in einem Array,
Fig. 14 das Array von Strahlflecken auf der fotolei­ tenden Trommel,
Fig. 15 eine Blockdarstellung des Steuerungssystems und der Lasersteuerschaltungen gemäß dem er­ sten und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 16 eine Blockdarstellung eines Steuerungssystems und der Lasersteuerschaltungen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 17 eine Blockdarstellung des APC-Signalgenera­ tors nach Fig. 16,
Fig. 18 eine Blockdarstellung der Laseransteuerschal­ tung nach Fig. 16,
Fig. 19 ein Zeitdiagramm, welches die Funktionsweise des optischen Abtastgerätes nach dem dritten Ausführungsbeispiel verdeutlicht,
Fig. 20 eine Blockdarstellung eines alternativen APC- Signalgenerators,
Fig. 21 eine Blockdarstellung eines weiteren APC-Sig­ nalgenerators,
Fig. 22 ein Diagramm, welches die Wirkung eines Pola­ risationselementes wiedergibt,
Fig. 23 eine schematische Ansicht eines optischen Versuchsystems zum Messen der Polarisations­ zustände des von optischen Fasern ausgesende­ ten Lichtes,
Fig. 24 ein Diagramm der Meßergebnisse der Polarisa­ tionszustände für sechs von acht optischen Fasern,
Fig. 25 ein Diagramm der Meßergebnisse der Änderungen der Polarisation infolge einer Krümmung und Schleifenbildung von optischen Fasern,
Fig. 26 ein Diagramm der Meßergebnisse der Änderung der Polarisation, wenn die Schleife von opti­ schen Fasern verdreht wird,
Fig. 27 ein Diagramm der Meßergebnisse der Ungleich­ mäßigkeit der Strahlungsintensitäten auf der fotoleitenden Trommel, wenn ein konventionel­ les APC-System verwendet wird, und
Fig. 28 ein Diagramm der Meßergebnisse der Ungleich­ mäßigkeit der Strahlungsintensitäten auf der fotoleitenden Trommel, wenn ein APC-System gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwen­ det wird.
Im folgenden wird unter Hauptabtastrichtung die Richtung ver­ standen, in welche ein Laserstrahl über die Oberfläche eines Fotoleiters geführt wird; unter Nebenabtastrichtung wird die Richtung verstanden, in welche der Fotoleiter verschoben oder gedreht wird, um den Fotoleiter für eine nachfolgende Strahl­ führung in Hauptabtastrichtung zu positionieren. Die Hauptab­ tastrichtung und die Nebenabtastrichtung stehen senkrecht aufeinander und sind beide senkrecht zur optischen Achse der Linsen und Spiegel angeordnet, die die Laserstrahlen führen. Da ein Laserstrahl typischerweise mehrmals bei der Übertra­ gung von der Lichtquelle zum Fotoleiter reflektiert oder "gefaltet" wird, beziehen sich die genannte Hauptabtastrich­ tung und die Nebenabtastrichtung jeweils auf die optische Achse im betreffenden Punkt längs des Strahlenganges.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrich­ tung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfindung. Das erste Ausführungsbeispiel wird für ein Mehrfachstrahl-Auf­ zeichnungsgerät verwendet, oder mit anderen Worten, es wird für ein Gerät verwendet, in welchem eine Vielzahl von Laser­ strahlen, z. B. acht Laserstrahlen, einen Fotoleiter in der Hauptabtastrichtung belichtet.
Eine Laserlichtquelle 100 hat acht Halbleiterlaser (nicht dargestellt in Fig. 1). Die Laserstrahlen der Halbleiterla­ ser sind in einer Reihe in einer vorgegebenen Richtung durch ein optisches Übertragungssystem 300 ausgerichtet. Dieses Übertragungssystem 300 enthält beispielsweise acht optische Fasern, wobei jede Faser einem Halbleiterlaser zugeordnet ist.
Jeder Laserstrahl, welcher vom optischen Übertragungssystem 300 ausgesendet wird, wird durch eine Kollimatorlinse 140 ge­ sammelt, welche innerhalb einer Linsenfassung 440 vorgesehen ist. Die Laserstrahlen, die von der Kollimatorlinse 140 aus­ gesendet werden, werden durch einen Strahlteilerspiegel 144 in einen Hauptstrahlungsfluß, im folgenden auch Hauptstrahl genannt, und einen Monitorstrahlungsfluß, auch Monitorstrahl genannt, aufgeteilt. Der Hauptstrahl wird zu einer Zylinder­ linse 170 hin reflektiert, welche innerhalb einer Linsenfas­ sung 461 angeordnet ist. Der Hauptstrahl wird dann in Rich­ tung der Nebenabtastrichtung durch die Zylinderlinse 170 ge­ bündelt, und es entsteht ein Satz von länglichen Punktbil­ dern, die sich in der Hauptabtastrichtung auf der reflektie­ renden Oberfläche eines Polygonspiegels 180 erstrecken.
Der Polygonspiegel (Ablenkspiegel) 180 wird mit einer festen Geschwindigkeit durch einen Motor (nicht dargestellt) ge­ dreht. Der Hauptstrahl wird reflektiert und wird durch die reflektierenden Oberflächen 180a des Polygonspiegels 180 ei­ ner fotoleitenden Trommel über eine Abtastlinse (nicht darge­ stellt in Fig. 1) geführt. Die fotoleitende Trommel wird durch den Hauptstrahl belichtet, wodurch ein elektrostati­ sches latentes Bild entsteht. Wie oben erwähnt, läßt der Strahlteilerspiegel 144 einen Teil des Laserstrahls als einen Monitorstrahl durch. Der Monitorstrahl wird einem APC-Sensor­ system 150 zugeführt (Automatic Power Control). Die Intensi­ tät des Monitorstrahls wird durch das APC-Sensorsystem 150 erfaßt, und die Laserlichtquelle 100 wird abhängig von der erfaßten Intensität gesteuert. Dadurch werden umweltbedingte und altersbedingte Änderungen des optischen Übertragungssys­ tems 300 und der Kollimatorlinse 140 korrigiert, und die In­ tensität des Hauptstrahls, welche auf den Polygonspiegel 180 auftrifft, wird auf einen vorbestimmten Pegel gehalten.
Der durch das APC-Sensorsystem 150 detektierte Monitorstrahl wird teilweise an der Empfängerfläche 150a reflektiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Empfängerfläche 150a des APC-Sensorsystems 150 vom Polygonspiegel in bezug auf eine Ebene senkrecht zum Laserstrahl weggeschwenkt, welcher von der Kollimatorlinse 140 ausgesendet wird. Demgemäß wird der an der Empfängerfläche 150a reflektierte Monitorstrahl in ei­ ne Richtung weg vom Polygonspiegel 180 geleitet, wodurch er­ reicht wird, daß der reflektierte Monitorstrahl nicht auf die fotoleitende Trommel gelangen kann, wo das latente Bild er­ zeugt wird. Auf diese Weise werden Störungen und Rauschen vermieden. Weiterhin wird der vom APC-Sensorsystem 150 re­ flektierte Monitorstrahl weg von der Kollimatorlinse 140 ge­ leitet, d. h. aus dem Strahlengang heraus, wodurch der von der Laserlichtquelle 100 ausgesendete Laserstrahl nicht beein­ flußt wird.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrich­ tung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Sammellinse 151 zum Sam­ meln des vom Strahlteilerspiegel 144 durchgelassenen Monitor­ strahls zwischen Strahlteilerspiegel 144 und APC-Sensorsystem 150 angeordnet. Die weiteren Elemente dieses Ausführungsbei­ spiels stimmen mit denen des ersten Ausführungsbeispiels überein.
Vorzugsweise ist die Empfängerfläche 150a des APC-Sensorsys­ tems 150 so klein wie möglich, um die Empfindlichkeit der An­ ordnung des Monitorstrahls zu erhöhen. Die Sammellinse 151 bündelt den Monitorstrahl, so daß die Empfängerfläche 150a des APC-Sensorsystems 150 kleiner gewählt werden kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Sammellinse 151 so positioniert, daß der Monitorstrahl der acht Laserstrahlen nicht auf die Empfängerfläche 150a fokussiert ist. Somit kann die Empfängerfläche 150a den Monitorstrahl empfangen, auch wenn Schmutz auf der Sammellinse 140 vorhanden ist. Es ist also nicht so wichtig, einen fokussierten Punkt auf der Emp­ fängerfläche 150a auszubilden, vielmehr soll der gesamte Fluß des Lichtstrahls gesammelt und gebündelt werden. Ein nicht fokussierter Strahlenfleck führt dazu, daß Staub und Schmutz in diesem System weniger Wirkung zeigen.
Sowohl beim ersten als auch beim zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Laseransteuerschaltung verwendet, die in Fig. 15 dargestellt ist und die weiter unten noch beschrieben wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfindung ist in den Fig. 3 bis 27 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel wird für ein optisches Mehrstrahlabtastsystem verwendet, welches gleich­ zeitig acht Abtastlinien unter Verwendung von acht Laser­ strahlen erzeugt.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des gesamten Ab­ tastgerätes, für welches das dritte Ausführungsbeispiel ver­ wendet wird. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht, Fig. 5 einen Querschnitt und Fig. 6 den Aufbau des optischen Systems.
Gemäß Fig. 3 hat das optische Abtastgerät ein optisches Ab­ tastsystem, welches in einem flachen, quaderförmigen Gehäuse 1 angeordnet ist. Während des Gebrauchs ist die obere Öffnung des Gehäuses 1 durch einen Deckel 2 verschlossen.
Wie in den Fig. 3 und 6 zu sehen ist, hat eine Strahlquel­ leneinheit 100 acht Halbleiterlaser 101 bis 108. Die Laser­ strahlen der Halbleiterlaser 101 bis 108 werden einem Strahl­ teilerspiegel 144 über ein optisches Übertragungssystem 300 zugeführt. Das optische Übertragungssystem 300 enthält acht Laserblöcke 310a bis 310h, bei jedem Laserblock 310a bis 310h ein Laser 101 bis 108 zugeordnet ist. Jeder Laserblock 310a bis 310h ist auf einem Substrat 310 befestigt. Das Übertra­ gungssystem 300 hat ferner acht optische Fasern 321 bis 328 aus Silikatglas. Jeder Halbleiterlaser 101 bis 108 ist mit einer Koppellinse 111 (dargestellt in Fig. 7) versehen, die im zugehörigen Laserblock 310a bis 310h befestigt ist und zum Einleiten des jeweiligen Laserstrahls in die jeweilige Faser 321 bis 328 dient. Ein Faserausrichtblock 330 zum Ausrichten der acht optischen Fasern 321 bis 328, um Punktbilder in ei­ ner geraden Linie zu erzeugen, hält die Austrittsabschnitte der Fasern 321 bis 328. Weiterhin werden auf der Eintritts­ seite der optischen Fasern 321 bis 328 die Eintrittsabschnit­ te durch Faserhalterungen 319a bis 319h gehalten, welche an den Laserblöcken 310a bis 390h befestigt sind.
Ein divergierender Strahl, der vom Faserausrichtblock 330 ausgesendet wird, wird durch eine Kollimatorlinse 140 gebün­ delt, die durch eine zylindrische Kollimatorlinsenfassung 440 gehalten wird. Der Strahl wird über eine Schlitzblende 142 einem Strahlteilerspiegel 144 zugeführt. Der Strahlteiler­ spiegel 144 teilt den Strahl auf, indem ein Teil des einfal­ lenden Strahls als Monitorstrahl durchgelassen und der rest­ liche Teil als Hauptstrahl bzw. als Hauptstrahlungsfluß re­ flektiert wird. Die Transmittanz des Strahlteilerspiegels 144, d. h. der Betrag an Strahlung, der als Monitorstrahl übertragen wird, ist beispielsweise 5 bis 10% als Mittelwert an S-polarisiertem und P-polarisiertem Licht.
Der Strahlungsfluß des Monitorstrahls wird zum APC-Sensorsys­ tem 150 geleitet. Dieses APC-Sensorsystem 150 enthält einen Strahlungssensor und eine Sammellinse 151 zum Sammeln des Strahlungsflusses des Monitorstrahls, einen Polarisations­ strahlungsteiler 153, welcher den Strahlungsfluß in zwei zu­ einander orthogonale Polarisationskomponenten aufteilt, wel­ che einem ersten Strahlungsempfänger 155 und einem zweiten Strahlungsempfänger 157 zugeleitet werden. Die Strahlungsemp­ fänger 155 und 157 erfassen die Strahlungsenergie der jewei­ ligen Polarisationskomponente. Das Ausgangssignal der Strah­ lungsempfänger 155 und 157 wird zur Regelung der Ausgangslei­ stung der Halbleiterlaser 101 bis 108 verwendet.
Der Hauptstrahl, bzw. der Hauptstrahlungsfluß, welcher vom Strahlungsteiler 144 reflektiert wird, erzeugt unter Verwen­ dung einer Zylinderlinse 170 und eines dynamischen Prismas 160 ein lineares Bild in der Nähe der Spiegeloberfläche eines Polygonspiegels 480. Die Zylinderlinse 170 hat nur in der Ne­ benabtastrichtung eine positive Brechkraft. Das dynamische Prisma 160 ist um eine Achse senkrecht zur optischen Achse drehbar angeordnet, um die Position des Abtastpunktes in der Nebenabtastrichtung auf der Bildebene zu steuern. Das dynami­ sche Prisma 160 ist vorzugsweise ein keilförmiges Prisma, welches um die Hauptabtastrichtung drehbar gelagert ist, um die Richtung des Strahls bzw. des Strahlungsflusses in der Nebenabtastrichtung abzulenken. Das dynamische Prisma 160 korrigiert Positionsabweichungen der Bildpunkte (in der Ne­ benabtastrichtung) auf der Abtastebene, welche sich aufgrund von ungleichmäßigen Rotationen einer fotoleitenden Trommel 210 (dargestellt in Fig. 5 und weiter unten näher beschrie­ ben) ergeben können. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, wird die Zylinderlinse 170 durch eine Zylinderlinsenfassung 461 gehal­ ten und setzt sich aus zwei Linsen 171, 172 zusammen, welche positive bzw. negative Brechkraft in der Nebenabtastrichtung haben.
Fig. 5 zeigt, daß der Polygonspiegel 480 durch einen im Ge­ häuse 1 befestigten Spiegelmotor 471 angetrieben wird und in Uhrzeigerrichtung gemäß Fig. 4 rotiert. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist der Polygonspiegel 480 von der Umwelt durch eine tassenförmige Polygonabdeckung 473 isoliert, um Drehge­ räusche zu unterdrücken und um eine Verletzung der Spiegel­ oberfläche durch Kontakt mit Schmutz in der Luft zu vermei­ den.
Auf einer Seite der Polygonabdeckung 473 ist eine Öffnung 473e für den Strahlengang ausgebildet. In die Öffnung 473e ist ein Abdeckglas 475 eingepaßt. Der Hauptstrahlungsfluß bzw. der Hauptstrahl, der die Zylinderlinse 170 durchläuft, tritt über das Abdeckglas 475 ein, wird durch den Poly­ gonspiegel 480 abgelenkt und nach außen das Abdeckglas 475 geführt. Auf der Oberseite der Polygonabdeckung 473 ist ein Sensorblock 476 vorgesehen, der einen Sensor zum Erfassen ei­ ner Marke M enthält, welcher auf der Oberseite des Poly­ gonspiegels 480 angebracht ist.
Ein Polygonspiegel kann Gesichtsfeldfehler in der Hauptab­ tastrichtung auf den Reflexionsflächen haben, die während der Fertigung entstehen. Diese Fertigungsfehler unterscheiden sich häufig zwischen den jeweiligen Reflexionsflächen. Beim optischen System dieses Ausführungsbeispiels wird die Fehler­ größe einer jeden Fläche des Polygonspiegels 480 ausgemessen und in einen Speicher (nicht dargestellt; in der Laseransteu­ erschaltung gemäß Fig. 17 enthalten) während der Herstellung des optischen Abtastgerätes abgespeichert. Je nach dem, wel­ che Reflexionsfläche des Polygonspiegels 480 gemäß dem Aus­ gangssignals des Sensors im Sensorblock 476 verwendet wird, kann zumindest die Strahlposition und die Strahlintensität abhängig von der Fehlergrößer der jeweiligen verwendeten Re­ flexionsfläche des Polygonspiegels 480 korrigiert werden.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, durchsetzt der vom Poly­ gonspiegel 480 reflektierte Hauptstrahl die fθ-Linse 190 (ein bilderzeugendes optisches System) und wird an einem Umlenk­ spiegel 200 reflektiert und auf die fotoleitende Trommel 210 gelenkt, wo acht Strahlflecken (Leuchtpunkte) ausgebildet werden. Der Polygonspiegel 480, die fθ-Linse 190 und der Um­ lenkspiegel 200 bilden ein optisches Abtastsystem. Die Strahlflecken werden gemäß der Rotation des Polygonspiegels abgelenkt und bilden acht Abtastlinien je Abtastung auf der fotoleitenden Trommel 210 aus. Die Trommel 210 wird in Rich­ tung des Pfeils R in Synchronisation mit der Abtastbewegung der Strahlflecken gedreht, um das elektrostatische latente Bild auf der Trommel 210 zu erzeugen. Das latente Bild wird auf ein Blatt Papier durch den bekannten elektronischen Foto­ prozeß übertragen.
Die fθ-Linse 190 enthält eine erste Linse 191, eine zweite Linse 193, eine dritte Linse 195 und eine vierte Linse 197, die in dieser Reihenfolge vom Polygonspiegel 480 in Richtung des Umlenkspiegels 200 angeordnet sind. Die Linsen 191 bis 197 haben in der genannten Reihenfolge negative, positive, positive und negative Brechkraft in beiden Richtungen, näm­ lich der Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung. Die Kombination der Linsen in der fθ-Linse 190 erzeugt eine el­ liptische Abbildung des in der Nebenabtastrichtung am Poly­ gonspiegel 480 linear ausgebildeten Strahlungsflusses auf der fotoleitenden Trommel 210.
Die erste Linse 191 ist eine Negativlinse mit einer sphäri­ schen Fläche negativer Brechkraft auf der Seite des Poly­ gonspiegels 480 und hat auf der Seite des Umlenkspiegels 200 eine zylindrische Fläche mit einer negativen Brechkraft aus­ schließlich in der Nebenabtastrichtung. Die erste Linse 191 hat eine vergleichsweise hohe negative Brechkraft in der Ne­ benabtastrichtung und eine vergleichsweise geringe negative Brechkraft in der Hauptabtastrichtung.
Die zweite Linse 193 der fθ-Linse 190 ist eine meniskusförmi­ ge torische Linse mit einer konvex-sphärischen Fläche auf der Seite des Polygonspiegels 480 und eine positive torische Flä­ che auf der Seite des Umlenkspiegels 200. Die zweite Linse 193 hat eine vergleichsweise hohe positive Brechkraft in der Nebenabtastrichtung und eine vergleichsweise geringe positive Brechkraft in der Hauptabtastrichtung.
Die dritte Linse 195 ist eine positive Meniskuslinse mit zwei sphärischen Flächen. Die vierte Linse 197 ist eine beidseitig sphärische Meniskuslinse. Die vierte Linse 197 hat hohe nega­ tive Brechkraft auf der Seite des Polygonspiegels 480 und ei­ ne geringe positive Brechkraft auf der Seite des Umlenkspie­ gels 200. Die vier Linsen 191 bis 197 der fθ-Linse 190 sind auf einem einzigen Linsengestell 280 befestigt, wie in den Fig. 5 und 4 zu sehen ist.
Die X-Achse gemäß den Fig. 3 bis 6 verläuft parallel zur optischen Achse der fθ-Linse 190. Die Y-Achse und die Z-Achse sind zueinander orthogonal und verlaufen in einer Ebene senk­ recht zur X-Achse. Die Y-Achse fällt mit der Hauptabtastrich­ tung zusammen. Die Z-Achse fällt mit der Nebenabtastrichtung im optischen Strahlengang zwischen dem Polygonspiegel 480 und dem Umlenkspiegel 200 zusammen.
Der Hauptstrahl, der durch die fθ-Linse 190 übertragen wird, wird durch ein Synchronisationssensorsystem 220 bei jedem Ab­ tastvorgang erfaßt. Das Synchronisationssensorsystem 220 ent­ hält einen ersten Spiegel 221, der im Strahlengang zwischen der vierten Linse 197 und dem Umlenkspiegel 200 angeordnet ist. Ferner enthält das System 220 einen zweiten Spiegel 223 und einen dritten Spiegel 225 zum Reflektieren des durch den ersten Spiegel 221 reflektierten Hauptstrahles, sowie einen Synchronisations-Lichtsensor 230, der die durch die Spiegel 221, 223, 225 geführten Strahlungsflüsse empfängt. Der Licht­ sensor 230 ist in einer Position angeordnet, die optisch äquivalent zur Position der fotoleitenden Trommel 210 ist. Die acht Strahlen fallen nacheinander bei der Abtastbewegung auf den Lichtsensor 230 ein, so daß acht Impulse je Abtast­ vorgang vom Lichtsensor 230 ausgegeben werden. Wenn die Strahlungsimpulse vom Synchronisations-Lichtsensor 230 detek­ tiert werden, werden Bilddaten entsprechend einer Zeile vom Drucker zur Laseransteuerschaltung (dargestellt in Fig. 17) übertragen, die die Halbleiterlaser 101 bis 108 in Abhängig­ keit von diesen Impulsen ansteuert.
Im Gehäuse 1 ist eine Bilderzeugungsöffnung 11 vorgesehen, durch die hindurch der Hauptstrahl mit den acht individuellen Strahlen bzw. Strahlungsflüssen, die am Umlenkspiegel 200 re­ flektiert werden, zur Trommel 210 durchläßt. In der Bilder­ zeugungsöffnung 11 ist ein Abdeckglas 201 befestigt.
Hinter dem Umlenkspiegel 200 ist eine Prüföffnung 12 vorgese­ hen. Diese Prüföffnung 12 wird zum Justieren der optischen Elemente verwendet, nachdem diese mit Ausnahme des Umlenk­ spiegels 200 montiert wurden. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Prüföffnung 12 durch eine Abdeckplatte 13 während des normalen Gebrauchs verschlossen.
Die Fig. 7 bis 14 zeigen näher die Komponenten des opti­ schen Abtastsystems. Fig. 7 zeigt den Aufbau des Laserblocks 310a in einem Querschnitt. Fig. 8 zeigt eine Vorderansicht des in Fig. 7 gezeigten Laserblocks 310a, gesehen entlang der Linie VI-VI in Fig. 7. Sämtliche Laserblöcke 310a bis 310h haben denselben Aufbau, so daß im folgenden lediglich der Laserblock 310a beschrieben wird. Gemäß den Fig. 7 und 8 enthält der Laserblock 310a drei Elemente: ein Aufnahmeele­ ment 311a zum Halten des Halbleiterlasers 101, ein Aufnahme­ element 313a zum Halten der Koppellinse 111 und ein Faserbe­ festigungselement 315a, welches ein Faserhalteelement 319a hält. Wie in Fig. 8 zu sehen ist, ist das Aufnahmeelement 311a und das Aufnahmeelement 313a im wesentlichen zylind­ risch. Das Faserbefestigungselement 315a ist ebenfalls zylin­ derförmig ausgebildet, wobei ein Viertel des Zylinders längs der Axialrichtung ausgeschnitten wurde, so daß eine Basisflä­ che mit zwei senkrecht zueinander stehenden Wänden geschaffen wurde. Das Aufnahmeelement 311a für den Halbleiterlaser 101 sowie das Faserbefestigungselement 315a sind mit Schrauben am Aufnahmeelement 313a für die Koppellinse 111 befestigt. Das Aufnahmeelement 311a ist mit dem Substrat 310 verschraubt. Demgemäß sind die drei Elemente 311a, 313a und 315a als ein integraler Block auf dem Substrat 310 befestigt. Das Faser­ halteelement 319a ist in der Ecke der durch den Ausschnitt gebildeten Wände des Faserbefestigungselements 315a durch ein metallisches Befestigungselement 317a befestigt.
Der vom Halbleiterlaser 101 emittierte divergierende Strah­ lungsfluß wird durch die Koppellinse 311 gesammelt und in die optische Faser 321 geleitet. Die Faser 321 ist in ein Durch­ gangsloch geführt, welches längs der Mittelachse des Faser­ halteelements 319a ausgebildet ist, und wird mit dem Faser­ halteelement 319a durch ein Klebemittel verbunden.
Beim Beispiel nach der Fig. 7 ist die Stirnfläche der Faser 321 auf der Seite der einfallenden Strahlung in einem Winkel in bezug zur einfallenden optischen Achse geschnitten, so daß die Stirnfläche nicht orthogonal zur optischen Einfallsachse steht. Weiterhin ist das Faserhalteelement 319a, d. h. seine Mittelachse, in bezug auf die optische Einfallsachse geneigt, so daß ein Lichtstrahl, der an der Stirnfläche abgelenkt wird, parallel zur Mittelachse der Faser 321 verläuft.
Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist die Stirnfläche der Faser 321 so geneigt, daß sie nicht orthogonal zur optischen Achse verläuft. Der reflektierte Laserstrahl an der Stirnfläche ist von der Einfallsrichtung und vom Halbleiterlaser 101 wegge­ richtet. Wenn nämlich das reflektierte Licht in den Halblei­ terlaser 101 zurückreflektiert wird, so wird die Schwingung des Halbleiterbausteins instabil und der Oszillationsmodus kann sich vom Monomodus zu einem Mehrfachmodus ändern, oder die Bandbreite der Oszillations-Wellenlänge kann sich vergrö­ ßern, wodurch der gewünschte Durchmesser des Strahlungsflecks auf der Bildebene verändert wird und sich die Genauigkeit der Bilderzeugung verringert. Durch den beschriebenen Aufbau wird der Wiedereintritt von Strahlungsfluß in den Halbleiterlaser 101 vermieden, so daß dieser stabil arbeitet.
Fig. 9 zeigt im Detail die genannten optischen Verhältnisse. Der Winkel θ1 wird durch die optische Achse L1 der Koppel­ linse 111 und der Normalen L2 der Stirnfläche 321a im Ein­ fallsbereich der Faser 321 gebildet. Der Winkel θ2 wird durch die optische Achse L1 und die Mittelachse L3 der Faser 321 gebildet; der Winkel θ3 wird durch die Mittelachse L3 und der Normalen L2 der Stirnfläche 321a gebildet; n ist der Kernbre­ chungsindex der Faser 321. Wenn der Winkel θ1 vorbestimmt ist, ergeben sich die verbleibenden Winkel θ2 und θ3 gemäß den Gleichungen:
r3 = sin-1 (sin θ1/n) (1); und
θ2 = θ1-θ3 (2).
Die Faser 321 ist vorzugsweise so wie sie am Faserhalteele­ ment 319a befestigt ist insgesamt an ihrer Stirnfläche po­ liert. Demgemäß ist die Stirnfläche der Faser 321 eben mit der Stirnfläche des Faserhalteelements 319a, und beide Flä­ chen sind poliert und definieren die Normale L2 sowie den Winkel θ3 für die Mittelachse der Faser. Weiterhin ist die austrittseitige Stirnfläche 321b der Faser 321 unter einem Winkel θ4 in bezug auf die Ebene senkrecht zur Mittelachse der Faser schräg geschnitten. Durch diesen Aufbau wird, selbst wenn ein Teil des Strahlungsflusses von der ausgangs­ seitigen Stirnfläche der Faser reflektiert wird, das zurück­ kehrende Licht längs einer Bahn geleitet, die sich vom Über­ tragungspfad von der Seite des Halbleiterlasers 101 her gese­ hen unterscheidet. Daher wird bei diesem Aufbau keine Strah­ lung erzeugt, die in dem Halbleiterlaser 101 zurückkehrt.
Die ausgangsseitigen Endabschnitte der optischen Fasern 321 bis 328 sind durch den Faserausrichtblock 330 ausgerichtet, wie in Fig. 10 zu erkennen ist. Die Mittelachsen der Fasern 321 bis 328 sind in einer geraden Reihe angeordnet. Fig. 11 zeigt den Aufbau des Faserausrichtblocks 330 in einer Explo­ sionsdarstellung. Ein Ausrichtabschnitt 333 ist in einem Kör­ per 331 ausgebildet, um die ausgangsseitigen Endabschnitte der Fasern 321 bis 328 zu positionieren. Eine Druckplatte 339 drückt die Fasern 321 bis 328 an den Körper 331. Eingangssei­ tig des Ausrichtabschnitts 333 ist ein Einführabschnitt 335 vorgesehen, so daß eine Einführstufe gebildet wird.
Die Fig. 11 und 12 zeigen, daß im Justierabschnitt 333 acht parallel verlaufende V-förmige Rillen 337 für die Fasern 321 bis 328 ausgebildet sind. Bei der Montage werden die Fa­ sern 321 bis 328 in die V-förmigen Rillen 337 eingelegt und dann durch die Druckplatte 339 fest angepreßt. Die Fasern 321 bis 328 und der Faserausrichtblock 330 werden gemeinsam durch Einfüllen eines Klebemittels zwischen den Körper 331 und der Druckplatte 339 fixiert.
Fig. 13 zeigt die ausgangsseitigen Stirnflächen der Fasern 321 bis 328, welche durch den Faserausrichtblock 330 gehalten werden. Die Stirnflächen sind so angeordnet, daß ihre Mittel­ achsen auf einer Geraden liegen. Der Faserausrichtblock 330 wird durch eine Halteeinrichtung (nicht dargestellt) gehalten und ist schräg versetzt, so daß die Gerade, welche die Mit­ telachsen der Fasern 321 bis 328 verbindet, einen vorbestimm­ ten Winkel mit der Hauptabtastrichtung bildet. Bei diesem vorbestimmten Winkel bilden die Strahlflecke auf der fotolei­ tenden Trommel 210 ein Array, bei dem die einzelnen Strahl­ flecken voneinander eine vorbestimmte Distanz in Hauptab­ tastrichtung und in der Nebenabtastrichtung haben.
Fig. 14 zeigt das Array von Strahlflecken auf der Trommel 210. Wenn die Stirnflächen der Fasern 321 bis 328, welche Ob­ jektpunkten entsprechen, gemäß dem Array nach Fig. 13 ange­ ordnet sind, so liegen die Mittelpunkte der Strahlflecken auf einer geraden Linie. Diese gerade Linie hat einen vorbestimm­ ten Winkel gegen die Hauptabtastrichtung. Die Mittelpunkte der Strahlflecken haben in der Nebenabtastrichtung einen vor­ bestimmten Abstand voneinander, so daß die Abtastlinien in der Hauptabtastrichtung genau nebeneinander liegen oder sich geringfügig überlappen.
Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild der bereits mehrfach er­ wähnten Laseransteuerschaltung, die beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Diese Laseran­ steuerschaltung steuert die Laserlichtquelle 100, um Laser­ strahlen entsprechend der zu druckenden Informationen aus zu­ geben und die abgegebene Leistung dieser Laserstrahlen einzu­ stellen. Wie im Zusammenhang mit dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erwähnt, enthält die Laserlichtquelle 100 acht Halbleiterlaser 101 bis 108. Wenn alle Halbleiterlaser 101 bis 108 eingeschaltet sind, so wird die Lichtempfangsflä­ che 150a des APC-Sensorsystems 150 durch acht Strahlflecken beleuchtet. Wenn die Leistung des Laserstrahlungsflusses ein­ gestellt wird, wird nur der jeweils betreffende Halbleiterla­ ser zum Aussenden von Licht angesteuert. Demgemäß wird die Empfängerfläche 150a mit nur einem Strahlfleck in der betref­ fenden Zeit beleuchtet. Das am APC-Sensorsystem 150 abhängig von der Intensität des Strahlungsfleckes erzeugte Stromsignal wird als Spannungssignal ausgegeben, durch den Verstärker 22 verstärkt und dem zugeordneten Halbleiterlaserschaltkreis 451 über acht Schalter SW1, SW2, bis SW8 einer Schaltergruppe zu­ geleitet, wenn der jeweilige Schalter geschlossen ist. Die acht Schalter SW1 bis SW8 werden durch einen Drucksignal­ schaltkreis 410 gesteuert, welcher Drucksignale und Zeitsteu­ ersignale erzeugt. Z.B. wird der erste Schalter SW1 geschlos­ sen, wenn der erste Halbleiterlaser 101 angesteuert und des­ sen Leistung eingestellt werden soll.
Jeder Lasersteuerschaltkreis 451 bis 458 hat den gleichen Aufbau. Das vom Verstärker 22 ausgegebene Spannungssignal wird über die Schalter SW1 bis SW8 einem S/H-Schaltkreis 451a (Sample- und Holdschaltkreis) zugeführt, und das Abtasten und das Halten des Spannungssignals wird abhängig vom Steuersi­ gnal des Drucksignalschaltkreises 410 ausgeführt. Das Span­ nungssignal wird einem Differenzverstärker 451c zugeführt. Dieser Differenzverstärker 451c ist mit einem Referenzspan­ nungsschaltkreis 451b verbunden und erzeugt ein korrigiertes Spannungssignal abhängig von der Differenz zwischen dem Refe­ renzspannungssignal (welches vom Referenzspannungsschaltkreis 451b herkommt) und dem Spannungssignal vom S/H-Schaltkreis 451a. Das korrigierte Spannungssignal wird in ein Stromsignal im Schaltkreis 451d umgewandelt, und dieses Stromsignal wird dem Halbleiterlaser 101 zugeführt. Der Schaltkreis 451d führt nicht nur die Stromwandlung aus, sondern auch das Schalten des dem Halbleiterlaser 101 abhängig vom Druckbefehlssignal zuzuführenden Stroms.
Wenn z. B. die Leistung des ersten Halbleiterlasers 101 einge­ stellt wird, so wird nur der erste Schalter SW1 geschlossen (und ein Schalter im zugeordneten Schaltkreis 451d wird akti­ viert), und die Leistung des Laserstrahlungsflusses, welcher vom ersten Halbleiterlaser 101 ausgegeben wird, wird auf ei­ nen vorbestimmten Wert eingestellt, abhängig von der Diffe­ renz zwischen dem Spannungssignal, welches über den ersten Schalter SW1 dem Lasersteuerschaltkreis 451 übergegeben wird (d. h. das Signal entsprechend der Laserleistung des ersten Halbleiterlasers 101) und dem Referenzspannungssignal.
Danach wird der erste Schalter SW1 geöffnet (wobei ein Schal­ ter im zugeordneten Schaltkreis 451d deaktiviert wird) und der zweite Schalter SW2 wird geschlossen (und ein Schalter im Schaltkreis 451d wird aktiviert). Die Steuerung erfolgt dann in der oben beschriebenen Weise, um die Ausgangsleistung des zweiten Halbleiterlasers 102 einzustellen. Zu diesem Zeit­ punkt wird die Ausgangsleistung des Halbleiterlasers 101 durch den S/H-Schaltkreis 451a des Halbleiterlasers 101 im Haltezustand gehalten, um die Leistung kurz bevor die Schal­ ter geöffnet werden festzuhalten. Die Ausgangsleistung der weiteren Halbleiterlaser werden nacheinander in gleicher Weise überprüft und eingestellt.
Die beschriebene Einstellung der Leistung des Laserstrah­ lungsflusses kann erfolgen, beispielsweise immer dann, wenn ein neues Aufzeichnungsblatt im Laserdrucker eingesetzt wird, oder immer dann, wenn der Laserstrahl in der Hauptabtastrich­ tung über die fotoleitende Trommel 210 geführt wird. In allen Anwendungsfällen erfolgt die Überprüfung und Steuerung der Leistung des Laserstrahls abhängig von dem Zeitsignal, wel­ ches vom Drucksignalschaltkreis 410 ausgegeben wird, immer dann, wenn eine Hauptabtastung nicht ausgeführt wird. Z.B. erfolgt die Überprüfung und Steuerung der Leistung des Laser­ strahls ausgeführt, kurz bevor der Laserstrahl in der Hauptabtastrichtung über die fotoleitende Trommel geführt wird.
Während des Schreibens des Laserstrahls in Hauptabtastrich­ tung, d. h. wenn die fotoleitende Trommel mit der Druckinfor­ mation belichtet wird, werden die Schalter im Schaltkreis 451d abhängig vom Steuersignal geschaltet, welches vom Druck­ signalschaltkreis 410 ausgegeben wird. Laserstrahlung wird somit von den Halbleiterlasern 101 bis 108 ausgegeben und auf die Trommel gerichtet, abhängig von dem durch den S/H-Schalt­ kreis 451 des betreffenden Halbleiterlasers festgehaltenen Steuerwertes.
Zusammenfassend ist zu erwähnen, daß beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel ein Einstellen der Laserlicht­ quelle 100 auf das Erfassen der Leistung des von der Kolli­ matorlinse 140 ausgegebene Laserstrahlungsflusses hin er­ folgt, so daß die abgegebene Leistung einen vorbestimmten Wert hat. Änderungen in der Leistung des Laserstrahlungsflus­ ses infolge von Änderungen der Umgebungsbedingungen oder von Alterungseinflüssen auf das optische Übertragungssystem 300 und die Kollimatorlinse 140 können somit vermieden und die Präzision des Laserdruckers kann verbessert werden.
Fig. 16 zeigt in einem Blockdiagramm ein Steuersystem mit einer Laseransteuerschaltung für ein optisches Abtastgerät gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Steuersystem enthält die folgenden Komponenten: eine zentrale Steuerung 400, die das gesamte Gerät steuert; einen Drucksignalschalt­ kreis 410 zum Erzeugen von Zeittaktsignalen zum Einstellen des Abtastvorganges und zur Bilderzeugung; einen Bilderzeu­ gungsschaltkreis 420 zum Umwandeln der im den Laserdrucker eingegebenen Bilddaten in Bildpunktsignale (Bildpunktsignale je Abtastvorgang) und zum Ausgeben derselbigen; Lasersteuer­ schaltungen 451 bis 458 zum Ansteuern und Überwachen der Halbleiterlaser 101 bis 108 auf der Basis der jeweiligen Bildpunktsignale; einen APC-Signalgenerator 430 zum Erzeugen der APC-Signale auf der Basis der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lichtempfängers 155 und 157; sowie einen Schalterbaustein 440 zum Verteilen der erfaßten APC-Signale an die jeweiligen Lasersteuerschaltungen 451 bis 458.
Die zentrale Steuerung 400 treibt den Spiegelmotor 471 an, der den Polygonspiegel 480 in Drehung versetzt. Ferner steu­ ert die zentrale Steuerung den Trommelmotor 211, welcher die fotoleitende Trommel 210 mit einer festen Geschwindigkeit dreht. Weiterhin bestimmt die zentrale Steuerung 400, welche Fläche des Polygonspiegels den Abtastvorgang ausführt. Diese Steuerung erfolgt auf der Basis des Detektorsignals eines Po­ lygonsensors 474 (dargestellt in Fig. 16), welcher in dem die Marke M erfassenden Sensorblock 476 angeordnet ist und die Ungleichmäßigkeit der Drehung der Trommel 210 unter Ver­ wendung des Detektorsignals eines Trommelsensors 213 (vgl. Fig. 16) erfaßt, welcher die Drehung der Trommel 210 detek­ tiert.
Wie weiter oben bereits beschrieben worden ist, führen Ober­ flächenfehler des Polygonspiegels 480 und eine Ungleichmäßig­ keit der Drehung der fotoleitenden Trommel 210 zu Verschie­ bungen der Strahlflecken auf der Trommel 210 in der Nebenab­ tastrichtung. Demgemäß wird der Winkel des dynamischen Pris­ mas 160 verändert, um diese Fehlereinflüsse zu korrigieren. Der Betrag der Verschiebung des Strahlflecks auf der fotolei­ tenden Trommel infolge des Oberflächenfehlers (d. h. des Nei­ gungsfehlers) einer jeden Fläche des Polygonspiegels 480 wird gemessen und der Zentralsteuerung 400 übergeben, so daß der Einstellwinkel, auf den das dynamische Prisma 160 eingestellt werden muß, um der Verschiebung der Strahlflecken für jede Reflexionsfläche entgegenzuwirken, ermittelt wird.
Der Einstellwinkel für das dynamische Prisma 160 für jede re­ flektierende Oberfläche des Polygonspiegels wird durch An­ steuern eines Prismaantriebs 161 auf der Basis eines Kompen­ sationswinkels eingestellt. Der aktuelle Einstellwinkel des dynamischen Prismas 160 wird durch einen Prismasensor 163 er­ faßt. Auf der Basis des Ausgangssignals dieses Prismasensors 163 wird in einem Regelkreis das dynamische Prisma 160 durch den Prismaantrieb 161 eingestellt. Da die Verschiebung der Strahlflecken infolge der Oberflächenfehler (wie z. B. Nei­ gungsfehler) für jede reflektierende Oberfläche bekannt ist, ist der Einstellwinkel ein Bezugswinkel für das dynamische Prisma 160 im Hinblick auf die zugehörenden Reflexionsfläche.
Da andererseits die Ungleichmäßigkeit der Drehung der foto­ leitenden Trommel ein nicht bekannter sondern ein zufälliger Fehler ist, steuert die zentrale Steuerung 400 den Prismaan­ trieb 161 über das Ausgangssignal des Trommelsensors 213, um der erfaßten Verschiebung der Strahlflecken, welche durch die Ungleichmäßigkeit der Drehung erzeugt wird, entgegenzuwirken. Da die Beziehung zwischen dem Einstellwinkel für das dynami­ sche Prisma 160 und die Schwankung der Abweichung des Ein­ stellwinkels nicht linear ist, ist es nicht möglich, einen ersten Einstellwinkel, um die Verschiebung infolge einer Oberflächenneigung zu korrigieren, sowie einen weiteren Ein­ stellwinkel unabhängig zu berechnen, um die Verschiebung in­ folge der Ungleichmäßigkeit der Drehung zu korrigieren. Daher synthetisiert die Zentralsteuerung 400 einen Betrag an Ver­ schiebung des Strahlflecks, indem der Betrag an Verschiebung des Strahlflecks infolge einer Oberflächenneigung der zugehö­ rigen Reflexionsfläche zum Betrag der Verschiebung des Strahlflecks infolge der Ungleichmäßigkeit der Drehung ad­ diert wird. Der Einstellwinkel des dynamischen Prismas 160 zum Ausgleich des zusammengesetzten Betrags an Verschiebung des Strahlflecks wird somit erhalten, und der Prismaantrieb wird abhängig von diesem zusammengesetzten Betrag an Ver­ schiebung angesteuert.
Mit der beschriebenen Steuerung ist es möglich, obwohl die Position der Abtastlinien in der Nebenabtastrichtung nicht völlig korrigiert ist, da nur eine Kombination aus Zylinder­ linse und fθ-Linse verwendet wird, genau die Position der Ab­ tastlinien in der Nebenabtastrichtung abhängig von der Ver­ schiebung der Strahlflecken in der Nebenabtastrichtung infol­ ge eines Oberflächenfehlers (z. B. eines Neigungsfehlers) des Polygonspiegels 480 sowie infolge einer Ungleichmäßigkeit der Drehung der Trommel 210 genau zu steuern.
Der Drucksignalschaltkreis 410 erzeugt drei Zeitsignale, wenn von einer Reflexionsfläche des Polygonspiegels 480 zu einer nächsten Reflexionsfläche für den Abtastvorgang übergegangen wird. Das erste Zeitsignal wird an jede der Lasersteuerschal­ tungen 451 bis 458 sowie an den Schalterbausteinen 440 ausge­ geben und steuert jeden Halbleiterlaser 101 bis 108 an, um unabhängig voneinander nacheinander Strahlung auszusenden, um die APC-Signale zu erzeugen. Der APC-Signalgenerator 430 er­ faßt die Ausgangssignale des ersten Lichtempfängers 155 und des zweiten Lichtempfängers 157 für jeden nacheinander ange­ steuerten Halbleiterlaser 101 bis 108 und gibt APC-Signale für jeden Halbleiterlaser 101 bis 108 aus. Der Schalterbau­ stein 440 wählt eine Ausgabeadresse und schaltet die APC-Si­ gnale des APC-Signalgenerators 430 zu den betreffenden Laser­ steuerschaltkreis abhängig vom ersten Zeitsignal durch. Z.B. wird ein Schalter SW1 für eine bestimmte Zeit geschlossen, wenn der erste Halbleiterlaser 101 seine Strahlung emittiert. Die APC-Signale, die während dieser Zeit ausgegeben werden, werden in den ersten Lasersteuerschaltkreis 451 eingegeben. Auf ähnliche Weise erfolgt dies für den zweiten Halbleiterla­ ser 101 über den Schalter SW2 und den zweiten Lasersteuer­ schaltkreis 452 usw. Der jeweilige Lasersteuerschaltkreis 451 bis 458 steuert sein Ausgangssignal auf der Grundlage der angegebenen APC-Signale, um die Ausgangsleistung des jeweili­ gen Halbleiterlasers auf einen Bezugspegel einzustellen.
Das zweite Zeitsignal wird an jeden Lasersteuerschaltkreis 451 bis 458 ausgegeben und steuert alle Halbleiterlaser 101 bis 108 gleichzeitig zur Lichtaussendung an, um ein Horizon­ tal-Synchronisationssignal bereitzustellen. Da der Haupt­ strahlungsfluß der Halbleiterlaser 101 bis 108, der auf den Synchronisationslichtsensor 230 einfällt, in der Hauptab­ tastrichtung acht voneinander getrennte Strahlungsflüsse ent­ hält, erreichen diese acht Strahlungsflüsse den Synchronisa­ tionslichtempfänger 230 nacheinander, d. h. sie liegen auf­ grund der unterschiedlichen zeitlichen Ansteuerung nahe bei­ einander.
Das dritte Zeitsignal wird an den Bilderzeugungsschaltkreis 420 ausgegeben und ist ein Horizontal-Synchronisationsimpuls (HS), der je Abtastzeile durch Erfassen eines Signals, das vom Synchronisationslichtsensor 230 ausgegeben wird, erzeugt wird. Der Bilderzeugungsschaltkreis 420 sendet Bilderzeu­ gungssignale an jeden der Lasersteuerschaltkreise 451 bis 458, wodurch mit der Bilderzeugung nach dem Verstreichen ei­ ner vorbestimmten Zeit begonnen wird, welche auf die Eingabe der jeweiligen Synchronisationsimpulse folgt.
Der APC-Signalgenerator 430 hat gemäß Fig. 17 einen ersten Verstärker 431, einen zweiten Verstärker 432, einen Verstär­ kungseinstellschaltkreis 433 sowie einen Addierer 434. Der erste Verstärker 431 empfängt das Ausgangssignal des ersten Lichtempfängers 155. Dieses Ausgangssignal des ersten Licht­ empfängers 155 entspricht dem P-Polarisationsanteil der zwei linear polarisierten Strahlungsanteile, die den Strahlteiler 144 durchsetzen und durch den Polarisationsstrahlteiler 153 separiert werden. Der erste Verstärker 431 gibt ein Signal aus, welches um einen Verstärkungsfaktor α verstärkt ist. Der zweite Verstärker 432 empfängt das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers 157, dessen Signal dem S-Polarisationsanteil entspricht. Das Signal des zweiten Verstärkers ist um einen Verstärkungsfaktor kα verstärkt. Der Verstärkungseinstell­ schaltkreis 433 stellt die Verstärkung des zweiten Verstär­ kers 432 durch Ändern des Koeffizienten k des Verstärkungs­ faktors kα ein. Der Addierer 434 addiert die Ausgangssignale des ersten Verstärkers 431 und des zweiten Verstärkers 432 und gibt ein Ausgangssignal aus, welches ein polarisations­ kompensiertes APC-Signal ist, d. h. ein polarisationskompen­ siertes Rückkopplungssignal. Der Polarisationsstrahlteiler 153, die Lichtempfangselemente 155 und 157 und der APC-Si­ gnalgenerator 430 bilden ein polarisationskompensiertes Lichtempfängersystem, das in Kombination mit der Steuerung 400 als ein automatisches Strahlungssteuerungssystem arbei­ tet.
Der Koeffizient k des Verstärkungseinstellschaltkreises 433 kann im voraus als Konstruktionsparameter bestimmt sein, oder er kann von Gerät zu Gerät bei der Montage und der Justage dem optischen Abtastgerätes ermittelt werden. Ein APC-Signal S ist durch den folgenden Ausdruck bestimmt:
S = K (Sp + k Ss) (3).
In diesem Ausdruck (3) sind die Ausgangsspannungen der Licht­ empfänger 155 bzw. 157 gleich Sp bzw. Ss und werden in geeig­ neter Weise um K verstärkt, wobei K eine Konstante ist. Bei diesem Beispiel ist K gleich 0,5. Der Koeffizient k ergibt sich aus dem folgenden Ausdruck:
k = k1 · k2 (4).
In diesem Ausdruck (4) ist k1 = Mp/Ms und k2 = Ps/Pp, wobei Mp die Lichtintensität des Monitorstrahls (Monitorstrahlungsfluß) ist, wenn P-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt, und Pp die Lichtintensität des Hauptstrahls (Hauptstrahlungsflusses) auf der fotoleitenden Trommel 210 ist, wenn p-polarisiertes Licht auf den Strahl­ teiler 144 einfällt. Ms ist die Lichtintensität des Monitor­ strahls, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt; Ps ist die Lichtintensität des Hauptstrahls auf der fotoleitenden Trommel 210, wenn S-polarisiertes Licht auf dem Strahlteiler 144 einfällt. Dies bedeutet, daß Mp und Ms Lichtintensitäten des transmittierten Lichts (Monitorstrahlungsfluß) ist, wenn zwei linear polarisierte Strahlungsflüsse, deren elektrische Feldvektoren senkrecht zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben, auf den Strahlteiler 144 auftreffen; Ps und Pp sind Lichtinte 33173 00070 552 001000280000000200012000285913306200040 0002019621802 00004 33054nsitäten des reflektierten Lichtes (Hauptstrahlungsfluß) auf der Bild­ ebene unter denselben Bedingungen.
Der Koeffizient k wird aus den Kenndaten des optischen Auf­ baus ermittelt, wenn das optische System des Geräts festge­ legt wird. Außerdem kann k experimentell ermittelt werden, indem ein Mustersystem verwendet wird; oder der Koeffizient k kann für jedes Gerät neu eingemessen werden. Es ist möglich, eine repräsentative Messung durchzuführen, indem P-polari­ siertes Licht, welches in der Einfallsebene der lichtteilen­ den Fläche des Strahlteilers 144 schwingt, und S-polarisier­ tes Licht, welches in der senkrechten Ebene zur Einfallsebene der lichttrennenden Fläche des Strahlteilers 144 schwingt, verwendet wird. Die Größe Mp/Ms und Ps/Pp können im voraus als Aufbauparameter berechnet werden, oder sie können durch Messung bestimmt werden. Durch Steuern der Ausgangsleistung der Halbleiterlaser 101 bis 108 auf der Basis des korrigier­ ten Signals S ist es möglich, die Lichtintensität der Strahl­ flecken auf der fotoleitenden Trommel 210 einzustellen.
Unter der Annahme, daß die Trenneigenschaft des Polarisa­ tionsstrahlteilers 153 ideal ist, wird der P-polarisierte Lichtanteil, der auf den Strahlteiler 144 auftrifft, nur durch den ersten Lichtempfänger 155 und der S-polarisierte Lichtanteil nur durch den zweiten Lichtempfänger 157 empfan­ gen. Der Aufbau des Lasersteuerschaltkreises 451 ist in Fig. 18 schematisch dargestellt. Ein S/H-Schaltkreis 451a (Abtast- und Halteschaltkreis) erhält ein APC-Signal, welches vom APC- Signalgenerator 430 ausgegeben wird, in Synchronisation mit dem Schließen des Schalters SW1 gemäß dem Zeitsignal, das vom Drucksignalschaltkreis 410 erzeugt wird, und hält dieses APC- Signal fest. Ein Referenz-Schaltkreis 451b erzeugt eine Refe­ renzspanung entsprechend einer vorbestimmten Ausgangsleistung der Halbleiterlaser 101 bis 108.
Der Differentialverstärker 451c ermittelt die Differenz zwi­ schen jedem festgehaltenen Signalwert und der Referenzspan­ nung und stellt die Verstärkung des Steuerschaltkreises 451d abhängig vom erhaltenen Differenzsignal ein. Der Steuer­ schaltkreis 451d schaltet den Halbleiterlaser 101 in den EIN- Zustand oder in den AUS-Zustand auf der Basis des Bilderzeu­ gungssignals, welches vom Bilderzeugungsschaltkreis 420 aus­ gegeben wird. Die Ausgangsspannung des Steuerschaltkreises 451d ist über den Verstärkungsfaktor einstellbar, der durch den Differenzialverstärker 451c eingestellt wird.
Der Aufbau der weiteren Lasersteuerschaltungen 452 bis 458 stimmt mit der beschriebenen Lasersteuerschaltung 451 über­ ein. Demgemäß ist die Ausgangsleistung der jeweiligen Halb­ leiterlaser 102 bis 108 abhängig vom Signal des APC-Signalge­ nerators 430 einstellbar.
Mit diesem beschriebenen Aufbau steuern die Lasersteuerschal­ tungen 451 bis 458 die Ausgangsleistungen der Halbleiterlaser 101 bis 108, so daß die Intensität des jeweiligen Strahl­ flecks auf der fotoleitenden Trommel 210 einen vorbestimmten Referenzwert haben.
Fig. 19 zeigt ein Zeitdiagramm für einen Abtastzyklus und die Einschaltzustände und Ausschaltzustände der Halbleiterla­ ser 101 bis 108. Ferner zeigt es die Einschalt- und Aus­ schaltzustände der jeweiligen Schalter SW1 bis SW8 des Schal­ terbausteins 440 und das Zeitverhalten des Horizontal-Syn­ chronisationssignals HS.
Die Zeit für einen Abtastzyklus ist unterteilt in eine erste Periode P1, während der die Ausgangsleistungen der jeweiligen Halbleiterlaser eingestellt werden, eine zweite Periode P2, während der das Horizontal-Synchronisationssignal HS detek­ tiert wird, und in eine dritte Periode P3, während der ein Bildmuster auf der fotoleitenden Trommel 210 geschrieben wird.
In der ersten Periode P1 werden die Halbleiterlaser 101 bis 108 nacheinander in den Einschaltzustand gebracht, wobei zu­ gehörige Schalter SW1 bis SW8 während der Einschaltdauer der jeweiligen Halbleiterlaser 101 bis 108 in den Einschaltzu­ stand geschaltet werden. Das vom APC-Signalgenerator 430 aus­ gegebene APC-Signal wird den jeweiligen Lasersteuerschaltun­ gen 451 bis 458 zugeführt. Z.B. wird der Halbleiterlaser 101 in den Einschaltzustand geschaltet und emittiert einen Laser­ strahl zwischen den Zeitpunkten t1 und t2. Danach wird der Halbleiterlaser 102 eingeschaltet und emittiert seinen Laser­ strahl zwischen den Zeitpunkten t2 und t3, usw. Während die­ ser Einschaltphasen sind die jeweiligen Schalter SW1, SW2 etc. jeweils eingeschaltet. Die zugehörige Lasersteuerschal­ tung 451 bis 458 stellt den Signalpegel der Treiberspannung so ein, daß die Lichtmenge auf der fotoleitenden Trommel 210 einen vorbestimmten Referenzpegel hat.
In der zweiten Periode P2 werden die acht Halbleiterlaser 101 bis 108 in den Einschaltzustand gebracht, und jeder Halblei­ terlaser emittiert einen Laserstrahl zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 in Übereinstimmung mit dem Horizontal-Synchronisa­ tionsimpuls HS (der acht Horizontal-Synchronisationsimpulse je Abtastvorgang enthält) des Horizontal-Synchronisations­ lichtempfängers 230.
In der dritten Periode P3 werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach dem Auftreten des Horizontal-Synchronisationsimpul­ ses HS verstrichen ist, die Halbleiterlaser 101 bis 108 in den EIN-Zustand und in den AUS-Zustand abhangig von den Bild­ erzeugungssignalen zu vorbestimmten Zeitpunkten gesteuert, um das Bildmuster auf die fotoleitende Trommel 210 zu schreiben. Die erste Abtastzeile der gleichzeitig erzeugten acht Abtast­ zeilen wird durch Ansteuern des Halbleiterlasers 101 zwischen den Zeitpunkten t7 bis t15 erzeugt. Auf ähnliche Weise wird die zweite Abtastzeile zwischen den Zeitpunkten t8 bis t16, die dritte Abtastzeile beginnend mit Zeitpunkt t9 bis zum Zeitpunkt t17 und die achte Abtastzeile zwischen den Zeit­ punkten t14 bis t22 durch Ansteuern der betreffenden Halblei­ terlaser 102, 103 und 108 erzeugt; das Zeitdiagramm für die vierte bis zur siebten Zeile ist nicht dargestellt. Wie wei­ ter oben beschrieben sind die durch die Strahlungsflüsse der Halbleiterlaser 101 bis 108 erzeugten Strahlflecken voneinan­ der um einen bestimmten Abstand in der Hauptabtastrichtung getrennt. Die Zeilen sind so zueinander ausgerichtet, daß der Beginn der aufeinanderfolgenden Abtastzeilen gegeneinander verschoben ist. Die jeweils nachfolgende Abtastzeile beginnt um eine vorbestimmte Zeit später, d. h. der Beginn ist jeweils um die Zeit zwischen den Zeitpunkten t7 und t8, t8 und t9, etc., verschoben.
Der APC-Signalgenerator 430 ist nicht darauf beschränkt, den Verstärkungsfaktor elektrisch einzustellen, wie dies in Fig. 17 dargestellt ist, sondern kann alternativ mit einer Vor­ richtung ausgestattet sein, welche den Strahlungsfluß redu­ ziert, um zumindest einen der auf den ersten Lichtempfänger 155 bzw. den zweiten Lichtempfänger 157 auftreffenden Strah­ lungsflüsse einzustellen.
Ein alternativer APC-Signalgenerator 430′ ist in Fig. 20 dargestellt. Er enthält ein Filter 158, das als Vorrichtung zum Reduzieren des Strahlungsflusses z. B. zwischen dem Licht­ empfänger 155 und dem Polarisationsstrahlungsteiler 153 ein­ gefügt ist. Ein Ausgleich der empfangenen Strahlungsmenge wird hier optisch eingestellt, anstelle der elektrischen Ein­ stellung beim beschriebenen APC-Signalgenerator 430. Die Durchlässigkeit des Filters 158 wird so eingestellt, daß der Pegel des APC-Signals und der Lichtintensität der fotoleiten­ den Trommel 210 eine bekannte Beziehung hat, ohne Rücksicht auf den Polarisationszustand der Strahlungsflüsse, die in den Strahlteiler 144 eintreten. Das Filter 158 kann ein ND-Fil­ ter, ein Polarisationselement oder ein anderes Element sein, welches den Strahlungsfluß reduziert. Wenn ein ND-Filter ver­ wendet wird, so werden quasi eine Vielzahl von Filtern mit unterschiedlicher Strahlungsdurchlässigkeit bereitgestellt. Wenn der APC-Signalgenerator bei der Montage justiert wird, wird ein Filter 158 mit einer geeigneten Strahlungsdurchläs­ sigkeit ausgewählt. Wenn ein Polarisationsfilter als Filter 158 verwendet wird, wird die durchgelassene Strahlungsmenge durch Drehen des Polarisationsfilters um die optische Achse eingestellt. Das Polarisationsfilter wird in einer Stellung, in der eine geeignete Strahlungsmenge vorhanden ist, festge­ halten.
Fig. 21 zeigt eine weitere Möglichkeit für den Aufbau eines APC-Signalgenerators 430′′. Zwischen dem Strahlteiler 144 und einem einzigen Lichtempfänger 156 ist ein Polarisationsfilter 159 eingefügt. Das Polarisationsfilter 159 wird in eine Posi­ tion gedreht, in der der Winkel der Transmissionsachse die Beziehung zwischen dem APC-Signal und der Strahlungsintensi­ tät auf der Bildebene für eine bestimmte ausgesendete Strah­ lungsmenge der Halbleiterlaser 101 bis 108 festlegt, unabhän­ gig von den Polarisationszuständen der auf den Strahlteiler 144 auftreffenden Strahlungsflüsse. Dies bedeutet, daß der Winkel der Transmissionsachse des Polarisationsfilters so festgelegt ist, daß der Einfluß der Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers 144 und der Einfluß der Polarisationseigen­ schaften des optischen Systems auf Seiten des Hauptstrah­ lungsflusses ausgeschaltet sind.
In Fig. 22 wird aus Vereinfachungsgründen angenommen, daß der Transmissionswert und der Reflexionswert eines optischen Systems auf Seiten des Hauptflusses keine Polarisationsabhän­ gigkeit hat. Unter dieser Annahme ergibt sich, wie in Fig. 22 zu sehen ist, der Winkel θ, der sich zwischen Transmis­ sionsachse eines polarisierenden Elementes und der Achse des P-polarisierten Lichtes innerhalb der Einfallsebene des Strahlteilers, d. h. in der Ebene senkrecht zur Transmissions­ richtung des Strahlungsflusses, nach der Beziehung:
θ = tan-1 (Sp/Ss) (5).
Unter dieser Annahme ist, da die Intensität eines jeden Pola­ risationsanteils, der durch das Polarisationselement 159 hin­ durchgeht, sich aus der Projektion längs der Transmis­ sionsachse der jeweiligen Polarisationsanteile ergibt, die optische Amplitude des P-polarisierten Lichtes, welche den Lichtempfänger erreicht, gleich cos(θ) multipliziert mit der Intensität und die optische Amplitude des S-polarisierten Lichtes ist sin(θ) multipliziert mit der Intensität. Wenn der Winkel des Polarisationsfilters 159 wie oben beschrieben ein­ gestellt wird, sind die Amplitudenintensitäten sowohl des P- polarisierten Lichtflusses als auch des S-polarisierten Lichtflusses, die auf die Transmissionsachse projiziert wer­ den, gleich groß und die Strahlungsmengen der auf den Strahl­ teiler 144 auffallenden Lichtflüsse werden detektiert ohne Rücksicht auf den Einfluß der Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers 144.
Wenn jedoch nicht angenommen wird, daß der Transmissionswert und der Reflexionswert eines optischen Systems auf Seiten des Hauptflusses keine Polarisationsabhängigkeit hat, ist es dem­ nach möglich, die Polarisationsabhängigkeit der optischen Elemente zwischen dem Strahlteiler 144 und der fotoleitenden Trommel 210 zu kompensieren. Um dies zu erreichen muß der Winkel θ der Transmissionsachse des Polarisationsfilters 159 die vorliegende Bedingung erfüllen:
θ = tan-1√ (6).
Um die Polarisationsabhängigkeit der optischen Elemente zwi­ schen dem Strahlteiler 144 und der fotoleitenden Trommel 210 zu kompensieren, ist k durch den weiter oben erwähnten Aus­ druck (4) definiert, k = k1 · k2.
In diesem Fall ist k1 gleich Mp/Ms und k2 gleich Ps/Pp, wobei Mp die Lichtintensität des Monitorstrahlungsflusses (Monitorstrahl) ist, wenn P-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler einfällt, Pp die Lichtintensität des Hauptstrah­ lungsflusses auf die fotoleitende Trommel 210 ist, wenn P-po­ larisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt, Ms die Lichtintensität des Monitorstrahlungsflusses (Monitorstrahl) ist, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 ein­ fällt, und Ps die Lichtintensität des Hauptstrahlungsflusses auf der fotoleitenden Trommel 210 ist, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt.
Die Fig. 23 bis 28 zeigen experimentelle Resultate, anhand derer die Effizienz des dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Steuern der Lichtintensität gemäß der Erfin­ dung nachgewiesen wird.
Wie erwähnt ändern optische Fasern im allgemeinen den Polari­ sationszustand des einfallenden Lichtes. Die Änderungen der Polarisationszustände werden erheblich beeinflußt durch die Anordnung der Fasern. Die Polarisationszustände von Licht­ flüssen, welche innerhalb der Fasern verlaufen, unterscheiden sich voneinander, selbst wenn die Polarisationsrichtung der Halbleiterlaser auf der Einfallseite in gleicher Richtung ausgerichtet sind. Die Polarisationszustände können sich fer­ ner infolge von Änderungen des Biegezustandes der Fasern, der Orientierung, infolge von Umgebungseinflüssen oder über die Zeit ändern.
Fig. 23 zeigt ein optisches System zum Messen der Änderungen der Polarisationszustände von Licht, das von optischen Fasern übertragen wird. Ein Strahlungsfluß, der von einem Halblei­ terlaser 101′ (entsprechend einem der Halbleiterlaser 101 bis 108 der genannten Ausführungsbeispiele) ausgesendet wird, wird durch eine Koppellinse 111′ gebündelt und tritt in die optische Faser 321 ein. Der Strahlungsfluß, der die Faser 321 verläßt, wird durch eine Kollimatorlinse 402 gebündelt und fällt auf einen Sensor 403 über ein Polarisationsfilter 400 ein. Durch Messen des Ausgangssignals des Sensors 403 während der Drehung des Polarisationsfilters 400 ist es möglich, die Polarisationszustände des austretenden Lichtes festzustellen. Im vorliegenden Beispiel wird ein System mit einem Halblei­ terlaser 101 als repräsentatives Beispiel behandelt. Es ist jedoch möglich, ähnliche Untersuchungen mit anderen Systemen durchzuführen.
Fig. 24 zeigt grafisch die Meßergebnisse unter Verwendung des Systems nach Fig. 23, bei denen Änderungen in den Pola­ risationszuständen des austretenden Lichtes von sechs Fasern 321 gezeigt sind, wenn linear polarisiertes Licht mit glei­ cher Polarisationsrichtung auf die jeweilige Faser einfällt. Die Abszisse zeigt den Drehwinkel im Winkelgraden des Polari­ sationsfilters 400; auf der Ordinate ist die Lichtintensität in mW dargestellt, die durch einen Leistungsmesser festge­ stellt wird, der mit dem Sensor 403 verbunden ist. Eine klei­ nere Schwankungsbreite des Ausgangssignals weist auf eine na­ hezu zirkulare Polarisation des austretenden Lichtes hin; ei­ ne große Schwankungsbreite weist auf eine nahezu lineare Po­ larisation hin. Wie der Fig. 24 zu entnehmen ist, dreht sich die Polarisationsebene, während das Licht von den Fasern übertragen wird, d. h. die optische Drehfähigkeit der opti­ schen Faser wird festgestellt. Weiterhin ist eine Kombination mit einer invertierten Phase zu beobachten, d. h. eine Kombi­ nation, bei der die Polarisationsrichtungen senkrecht zuein­ ander stehen.
Um zu messen, wie die Polarisationszustände abhängig von der Änderung der Orientierung und des Biegezustandes derselben Faser sich ändern, wird ein Polarisationsstrahlungsteiler 312a und eine λ/4-Platte 316a (in Fig. 23 gestrichelt ge­ zeichnet) zwischen der Koppellinse 111 und den Fasern 321 eingefügt. Demgemäß tritt zirkular polarisiertes Licht in die Faser 321 ein, und das Ausgangssignal des Sensors 403 wird gemessen, während das Polarisationsfilter 400 verdreht wird.
Die Fig. 25 und 26 zeigen anhand von Diagrammen die Ände­ rungen des Ausgangssignals des Sensors 403, wobei die Orien­ tierung, die Verwindung und der Biegezustand derselben einzi­ gen Faser variiert wird. Fig. 25 zeigt Meßergebnisse, bei denen der mittlere Abschnitt der Faser 321 U-förmig gebogen ist, sowie mit einer, zwei und drei Schleifen (eine Schleife ist in Fig. 23 dargestellt). Fig. 26 zeigt Meßergebnisse, bei denen die optische Faser 321 eine Schleife hat (wie in Fig. 23 dargestellt), die um Winkel 0°, 45°, 90°, 135°, 180° um eine Achse gedreht worden ist, die durch die geraden Ab­ schnitte auf der Einfallsseite und auf der Ausfallsseite der Faser 321 verläuft.
Wie in den Fig. 25 und 26 zu sehen ist, wird sowohl die Amplitude als auch die Phase des jeweiligen Ausgangssignals erheblich durch Ändern der Orientierung, der Verdrehung und des Biegezustandes geändert. Dies bedeutet, daß die Polarisa­ tionszustände des austretenden Lichtes durch die Art der Be­ festigung, die Orientierung und den Biegezustand der Faser geändert wird. Folglich ist zu erkennen, daß der praktische Aufbau eines tatsächlichen Gerätes häufig Änderungen in der Orientierung, der Verdrehung und des Biegezustandes erzeugt, welches zu Änderungen in den Polarisationszuständen führt.
Nahezu sämtliche optischen Elemente, die zu einem optischen Abtastsystem gehören, haben eine Polarisationsabhängigkeit bei der Transmission und/oder Reflexion. Insbesondere hat ein Strahlteiler eine signifikante Polarisationsabhängigkeit. Z.B. ist, wenn 7,5% des Gesamtlichtes als Monitorstrahlungs­ fluß (Monitorstrahl) verwendet wird, der Transmissionsgrad des Strahlteilers 10% für das P-polarisierte Licht und 5% für das S-polarisierte Licht bei üblichen Schichteigenschaf­ ten.
Daher wird bei einem Aufbau im wesentlichen ähnlich dem des dritten Ausführungsbeispiels, jedoch mit konventionellen op­ tischen und steuernden APC-Elementen, ein Strahlungsfluß, der von einem ersten Halbleiterlaser 101 ausgesendet wird, die Faser 321 verläßt und auf die lichttrennende Oberfläche des Strahlteilers 144 als P-polarisiertes Licht einfällt, und ein Strahlungsfluß, der von dem zweiten Halbleiterlaser 102 emit­ tiert wird, aus der Faser 322 austritt und auf die Lichtquel­ len der Oberfläche des Strahlteilers 144 als S-polarisiertes Licht auftritt, das Verhältnis der Lichtmengen des durch den Strahlungsteiler 144 übertragenen Lichtflusses 2 : 1 (erster Lichtfluß : zweiter Lichtfluß), selbst wenn die Lichtmengen des ersten Halbleiterlasers 101 und des zweiten Halbleiterla­ sers 102 gleich groß sind. Wenn die emittierte Lichtmenge der Halbleiterlaser durch ein herkömmliches APC-Verfahren (d. h. auf der Basis der Lichtmenge eines einfachen, nicht kompen­ sierten Monitorstrahls) geregelt wird, beträgt die emittierte Lichtmenge des ersten Halbleiterlasers 101 nur die Hälfte der emittierten Lichtmenge des zweiten Halbleiterlasers.
Bei dem bekannten APC-Verfahren, bei dem die Polarisationab­ hängigkeit der optischen Elemente ignoriert wird, kann ein Unterschied in der Lichtmenge von maximal 100% in den Strah­ lungsflecken auf der fotoleitenden Trommel 210 erzeugt wer­ den. Da ein Unterschied in der Lichtmenge der Strahlflecken sich in einem Unterschied der Farbdichte des gedruckten Mu­ sters äußert, kann ein Farbausgleich mit dem herkömmlichen APC-System nicht erzielt werden. Wenn sich nämlich die Licht­ intensitäten mehrerer Strahlen unterscheiden, so wird die Farbdichte der Muster ungleichmäßig.
Es ist möglich, diesen Nachteil durch Ellimination der Pola­ risationsabhängigkeit des Strahlteilers 144 zu vermeiden. Um einen Strahlteiler mit großem Unterschied zwischen Reflexi­ onswert und Transmissionswert herzustellen, wie es erforder­ lich ist, um auf zweckmäßiger Weise einen kleinen Monitor­ strahl zu erhalten, um einen größeren Hauptstrahl zu steuern, ist es bei der momentan verfügbaren Dünnfilmtechnologie sehr schwierig, eine Strahlteilerfläche mit einer geringen Polari­ sationsabhängigkeit zu erzeugen. Wenn der Unterschied zwi­ schen dem Reflexionswert und dem Transmissionswert klein ist, so ist es möglich, einen Strahlteiler herzustellen, der eine kleine Polarisationsabhängigkeit hat. Jedoch wird dann die Größe des Hauptstrahls zur Bilderzeugung verringert und die erforderliche Lichtintensität wird mit einer Lichtquelle mit kleiner Ausgangsleistung nicht erreicht. Demgemäß ist, wenn eine Lichtquelle mit einer großen Ausgangsleistung verwendet wird, um die erforderliche Lichtintensität bereitzustellen, der Produktionsaufwand erhöht.
Beim dritten Ausführungsbeispiel wird der Monitorstrahlungs­ fluß, der durch den Strahlteiler 144 übertragen wird, in zwei Polarisationsanteile aufgeteilt, die senkrecht zueinander schwingen. Die Polarisationsanteile werden vom ersten Licht­ empfänger 155 bzw. vom zweiten Lichtempfänger 157 empfangen. Das APC-Signal S wird dadurch erhalten, indem die Ausgangssi­ gnale Ss und Sp der Lichtempfänger 155 bzw. 157 gemäß der Be­ ziehung (3) gewichtet werden, d. h. S = K (Sp + k · Ss). Dem­ gemäß ist das oben beschriebene Problem dadurch gelöst, daß die abgegebene Leistung eines jeden Halbleiterlasers 101 bis 108 auf der Basis des Signals S geregelt wird.
In den Tabellen 1 bis 3 sowie in den Fig. 27 und 28 sind die Ergebnisse einer Anzahl von Experimenten dargestellt, wo­ bei die Lichtintensität auf einer fotoleitenden Trommel 210, die mittels des APC-Signals S gemäß Gleichung (3) eingestellt wird, mit derjenigen verglichen, die durch direkte Verwendung der Intensität des Monitorstrahls eingestellt wird.
Bei den Beispielen wird angenommen, daß die Transmission des S-polarisierten Lichtes des Strahlteilers 144 gleich 5% und die Transmission des P-polarisierten Lichtes gleich 10% ist. Ferner wird angenommen, daß die Polarisationseigenschaften der optischen Elemente auf Seiten der fotoleitenden Trommel 210, d. h. der Zylinderlinse 170, des Polygonspiegels 480, der fθ-Linse 190 und des Umlenkspiegels 200 dem Strahlteiler 144 zugeschlagen sind; weiterhin wird angenommen, daß der Strah­ lungsverlust, hervorgerufen durch diese optischen Elemente, 10% für P-polarisiertes Licht und 1% für S-polarisiertes Licht ist. Demgemäß ergibt sich eine Lichtmenge an P-polari­ siertem Licht, welches am Strahlteiler 144 reflektiert worden ist und auf die fotoleitende Trommel 210 auftrifft von Dp gleich 90%. Die Lichtmenge an S-polarisiertem Licht, welches durch den Strahlteiler 144 reflektiert worden ist und die fo­ toleitende Trommel 210 erreicht, beträgt Ds gleich 99%. Bei diesem Beispiel ergeben sich die Werte für die weiter oben erwähnten Koeffizienten k, k1 und k2 gemäß der Beziehung (4):
k1 = Mp/Ms = Hp/Hs = 2;
k2 = Ps/Pp = {(1-Hs) · Ds}/{(1-Hp) · Dp} = 1,16; und
k = k1 · k2 = 2,32.
Die Tabelle 1 bezieht sich auf ein Beispiel, bei dem in einem konventionellen APC-System die Intensität des Monitorstrahls, welche durch ein einziges Lichtempfangselement detektiert wird, direkt zum Steuern des APC-Systems verwendet wird. Ta­ belle 2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Intensitäten Sp und Ss der Polarisationsanteile des Monitorstrahls, der durch die zwei Lichtempfänger 155 und 157 gemäß dem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel detektiert wird, nach der erwähnten Beziehung (3), S = K (Sp + k · Ss), zusammengesetzt sind, um das APC- System zu steuern. In den Tabellen 1 und 2 wird die Intensi­ tät des S-polarisierten Lichtes als Referenzwert für die APC- Steuerung verwendet, so daß die Intensitäten des P-polari­ sierten Lichtes und zirkular polarisierten Lichtes mit der Intensität des S-polarisierten Lichtes zusammenfallen. Als einfallendes Licht sind P-polarisiertes Licht und S-polari­ siertes Licht dargestellt, die den größten Unterschied im Transmissionsgrad haben. Weiterhin ist zirkular polarisiertes Licht mit Eigenschaften zwischen P- und S-polarisiertem Licht dargestellt. Die jeweiligen Intensitäten sind als Bruchteil der auf den Strahlteiler 144 total einfallenden Lichtmenge angegeben, d. h. der Wert 1,000 entspricht der insgesamt auf den Strahlteiler 144 einfallenden Lichtmenge. Bei dem in Ta­ belle 1 gezeigten herkömmlichen Beispiel für ein konventio­ nelles APC-System wird auf der Oberfläche der Trommel 210 ei­ ne maximale Intensitätsdifferenz mit Faktor 2,3 (0,941/0,405) erzeugt. Daher ist es kaum möglich, die Dichte des latenten Bildes, das auf der Trommel erzeugt wird, einzustellen.
Bei den Werten des in Tabelle 2 gezeigten dritten Ausfüh­ rungsbeispiels ist, da die Intensität auf der Trommel auf ei­ nen konstanten Wert unabhängig von der Änderung des Polarisa­ tionszustandes gehalten wird, es daher möglich, die Dichte des auf der fotoleitenden Trommel erzeugten latenten Bildes genau zu steuern.
Fig. 27 zeigt grafisch die bei den Experimenten gewonnenen Meßergebnisse, bei denen die Ungleichmäßigkeit von Lichtin­ tensitäten auf der fotoleitenden Trommel gemessen worden sind, wenn das konventionelle APC-System gemäß Tabelle 1 ver­ wendet worden ist; Fig. 28 zeigt die Meßergebnisse der glei­ chen Experimente, wobei das dritte Ausführungsbeispiel nach Tabelle 2 verwendet worden ist. Die Fig. 27 und 28 zeigen die Beziehung zwischen der Lichtintensität in mW auf der Abs­ zisse auf der Trommel und das Ausgangssignal des Strahlungs­ empfängers in mV, der den Monitorstrahl empfängt.
In Fig. 27 ändert sich die Lichtintensität (b/a) auf einer Bildebene unter Verwendung eines konventionellen APC-Systems um ± 33,5% für dasselbe Ausgangssignal des Strahlungsemp­ fängers. Beim dritten Ausführungsbeispiel jedoch, wie in Fig. 28 zu sehen ist, wird die Änderung der Lichtintensität auf einen Wert von ± 3,5% verringert.
Bei einem alternativen Aufbau wird anstelle sowohl der Pola­ risationseigenschaften des Strahlteilers 144 und der der op­ tischen Elemente auf Seiten der fotoleitenden Trommel 210 nur die Transmission des Strahlteilers 144, welcher die größte Polarisationsabhängigkeit hat, in die Betrachtung einbezogen. Das APC-Signal S erhält man auf ähnliche Weise nach der Be­ ziehung (3): S = K (Sp + k1 · Ss), worin k1 gleich (Mp/Ms), Mp die Lichtintensität des Monitorstrahls ist, wenn P-polari­ siertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt. Ms ist die Lichtintensität des Monitorstrahls, wenn S-polarisiertes Licht auf den Strahlteiler 144 einfällt.
Wenn beispielsweise 5% bis 10% der totalen Lichtmenge als Monitorstrahl abgetrennt wird, ist das Intensitätsverhältnis an Monitorlichtfluß etwa 2, abhängig von der Polarisations­ richtung, beispielsweise S-polarisiertes Licht (5%) und P- polarisiertes Licht (10%). Andererseits ist das Intensitäts­ verhältnis des Hauptflusses nach Abtrennung des Monitor­ strahls etwa 1,06, beispielsweise bei S-polarisiertem Licht (95%) und P-polarisiertem Licht (90%) gemäß obigem Bei­ spiel. Der Wert der Intensitätsänderung des Hauptstrahls ab­ hängig von der Polarisation ist nur gering verglichen mit dem Monitorstrahl, der nur ein kleiner Teil des Hauptstrahls ist. Daher ist es möglich, die Intensität des Monitorstrahls nur im Hinblick auf die Polarisationsabhängigkeit der Transmissi­ on des Strahlteilers 144 zu korrigieren.
Tabelle 3 zeigt Daten, ähnlich denen in Tabelle 2, wobei beim APC-System gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung nur die Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers 144 betrachtet wird. Bei diesem Beispiel sind die Werte eines je­ den Polarisationsanteils identisch, unabhängig davon, ob mit oder ohne APC-Steuerung, unter der Annahme, daß die auf dem Strahlteiler 144 total einfallende Lichtmenge konstant ist. Wenn die totale Lichtmenge sich ändert, so wird die Intensi­ tät nach der Änderung festgehalten, als wenn kein APC-System vorhanden ist. Wenn jedoch das APC-System aktiviert ist, fal­ len die Intensitäten zusammen bis zum folgenden Pegel.
Bei diesem alternativen Aufbau ist, wenn die Ausgangsleistung der Halbleiterlaser 101 bis 108 ausschließlich unter Berück­ sichtigung der Polarisationsabhängigkeit des Strahlteilers 144 gesteuert wird, der Intensitätsunterschied auf der foto­ leitenden Trommel 210 etwa 1,16-fach, so daß eine erhebliche Verbesserung der Leistungsfähigkeit im Vergleich zu dem her­ kömmlichen Beispiel nach Fig. 1 festgestellt werden kann.
Beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel ist eine al­ ternative Anordnung möglich, bei der der Monitorstrahl ein reflektierter Strahl ist. Eine weitere Ausführungsform teilt den Monitorstrahl aus dem Strahlengang zwischen Zylinderlinse 170 und Polygonspiegel 180 heraus. In allen Fällen detektiert das APC-Sensorsystem 150 den Monitorstrahl und der verblei­ bende Hauptstrahl wird dem Polygonspiegel 180 zugeführt.
Beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die Ausgangsleistung des Laserstrahls, der von einer Laserlicht­ quelle ausgegeben wird, so gesteuert, daß die Leistung des Hauptstrahls auf der fotoleitenden Trommel 210 immer auf ei­ nem konstanten Pegel gehalten wird, wodurch die Druckgenauig­ keit verbesser wird.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, da die APC-Signale in Übereinstimmung mit der Polarisationsab­ hängigkeit mindestens des Strahlteilers erzeugt wird, die Lichtmenge des Hauptstrahls genau eingestellt, unabhängig vom Polarisationszustand des Strahlungsflusses, der auf das Tei­ lerelement einfällt.
Wenn weiterhin die APC-Signale so erzeugt werden, daß die Po­ larisationsabhängigkeit der optischen Elemente nach dem Tei­ lerelement berücksichtigt wird, so kann die Lichtmenge des Hauptstrahlungsflusses mit einer noch höheren Genauigkeit ge­ steuert werden.
Wenn daher das Gerät und das Verfahren gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung in einem optischen Mehrstrahlabtastsystem, beispielsweise unter Verwendung von optischen Fasern, eingesetzt wird, werden die Intensitäten der Strahlflecken auf der Abtastebene, selbst wenn die Pola­ risationszustände der Strahlungsflüsse, die auf optische Tei­ lerelemente einfallen, infolge von Orientierung, Biegung, Al­ terung, Änderung der Umgebungsbedingungen sich ändern, auf der Basis des Monitorstrahls unabhängig von den Änderungen der Polarisationszustände genau gesteuert.
Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Gegenstände, die in den japanischen Patentanmeldungen HEI-07-155180, ein­ gereicht am 30. Mai 1995, und HEI 08-075182, eingereicht am 5. März 1996, beziehen und werden daher mit ihrem gesamten Offenbarungsgehalt in die vorliegende Anmeldung einbezogen.
TABELLE 1
TABELLE 2
TABELLE 3

Claims (67)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Ausgangsleistung eines La­ sers, umfassend ein im Strahlengang eines von einer La­ serlichtquelle (100) emittierten Laserstrahlungsflusses angeordnetes optisches System (300) zum Führen des Laser­ strahlungsflusses,
eine Ablenkeinheit (180) zum Ablenken des Laserstrah­ lungsflusses auf eine fotoleitende Einheit (210),
einen zwischen dem optischen System (300) und der Ablenk­ einheit (180) angeordneten Strahlteiler (144) zum Auftei­ len des vom optischen System (300) ausgesendeten Strah­ lungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß, der der Ablenkeinheit (180) zugeführt wird, und in einen Monitor­ strahlungsfluß,
und einen Sensor (150) zum Detektieren der Strahlungsin­ tensität des Monitorstrahlungsflusses.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung zum Steuern des von der Laserlichtquelle (100) ausgesendeten Strahlungsflusses abhängig von der vom Sensor (150) empfangenen Strahlungsintensität vorge­ sehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Strahlungsempfangsfläche (150a) des Sensors (150) gegen eine Ebene senkrecht zur optischen Achse des dem Sensor (150) zugeführten Monitorstrahlungsflusses ge­ neigt ist, und daß der an der Strahlungsempfangsfläche (150a) reflektierte Strahlungsfluß in eine Richtung ge­ lenkt wird, die von der Ablenkeinheit (210) und der La­ serlichtquelle (100) weg gerichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Strahlteiler (144) und dem Sensor (155) eine Sammellinse (151) angeordnet ist, die den Monitorstrahlungsfluß auf die Strahlungsempfangsflä­ che (150a) bündelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Sammellinse (151) ausgesendete Monitorstrah­ lungsfluß nicht auf die Strahlungsempfangsfläche (150a) des Sensors (155) fokussiert ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das optische System (300) eine Kollimatorlinse (140) enthält.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das optische System (300) eine Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, die den Laserstrahlungsfluß einer Vielzahl von Lasern (101 bis 108) der Kollimatorlinse (140) zuführen, wobei jede Faser (321 bis 328) die Strahlung eines Lasers (101 bis 108) führt.
8. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität minde­ stens einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahltei­ ler (144) zum Aufteilen des vom Laser ausgesendeten Strahlungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß und in ei­ nen Monitorstrahlungsfluß,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni­ torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssig­ nals des Sensors (150) durch Einstellen der erfaßten In­ tensität des Monitorstrahlungsflusses gemäß der jeweili­ gen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen des Strahlungsflusses, dessen Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwi­ schen der Intensität des Monitorstrahlungsflusses und der Intensität des vom optischen System auf die Bildebene ge­ leiteten Hauptstrahlungsflusses unabhängig von den Pola­ risationszuständen des in den Strahlteiler (144) eintre­ tenden Strahlungsflusses vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri­ gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle Laser als Halbleiterlaser (101 bis 108) ausgebildet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Laser (101 bis 108) mit einem optischen Übertragungssystem verbunden ist, welches eine optische Faser (321 bis 328) enthält, das die vom Laser (101 bis 108) emittierte Strahlung zum Strahlteiler (144) leitet.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser Strahlung vorgegebener Divergenz aussendet.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine polari­ sationsabhängige Abweichung innerhalb einer Beziehung zwischen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs­ flusses auf der Bildebene korrigiert, wobei die polarisa­ tionsabhängige Abweichung sich aus den Polarisationsei­ genschaften des Strahlteilers (144) und des optischen Sy­ stems ergibt.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Laser­ lichtquellen (101 bis 108) vorgesehen ist, daß jeder La­ ser (101 bis 108) unabhängig voneinander angesteuert wird, um Strahlung zu emittieren, daß der Sensor (150) den Monitorstrahlungsfluß eines jeden Lasers detektiert, und daß die Steuermittel die Ausgangsleistung eines jeden Lasers auf der Basis der Intensität des Monitorstrah­ lungsflusses eines jeden Lasers unter Berücksichtigung der Signale des Sensors (150) separat einstellt.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lasern (101 bis 108) mit einem optischen Übertragungssystem verbunden ist, welches eine Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, wobei jede Faser (321 bis 328) einem Laser (101 bis 108) zugeordnet ist, und wobei die Vielzahl der Fasern (321 bis 328) die von den Lasern ausgesendete Strahlung dem Strahlteiler (144) zuführt.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lasern durch Halbleiterlaser gebildet wird.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (150) einen Polarisationsstrahlungsteiler (153) enthält, der den Mo­ nitorstrahlungsfluß in einen ersten linear polarisierten Lichtanteil und einen zweiten linear polarisierten Licht­ anteil aufteilt, deren elektrische Feldvektoren orthogo­ nal zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben, und daß ferner
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung mit dem ersten Lichtempfänger (155) und dem zweiten Lichtempfänger (157) verbunden ist, und daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal des ersten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers (157) gewichtet verarbeitet, wo­ bei die Gewichtung gemäß einer Beziehung zwischen dem li­ near polarisierten ersten Strahlungsanteil und dem linear polarisierten zweiten Strahlungsanteil eingestellt wird.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle durch einen Halbleiterlaser gebildet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung zum Einstellen des Verstärkungsfaktors enthält, die die Gewichtung des Ausgangssignals des ersten Lichtempfängers (155) und des Ausgangssignals des zweiten Lichtempfängers (157) elek­ trisch vornimmt.
20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung die Gewichtung gemäß der Beziehung S = K(Sp + k · Ss)vornimmt, worin K eine Konstante und k = (Mp/Ms) · (Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän­ gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht­ empfängers (157) ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 17 bis 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung enthält, um die Intensität des li­ near polarisierten ersten Strahlungsanteils und/oder des linear polarisierten zweiten Strahlungsanteils einzustel­ len.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein neutrales Abschwächungsfilter enthält.
23. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein Polarisa­ tionsfilter enthält.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen einzigen Lichtemp­ fänger enthält, und daß die Korrektureinrichtung ein Po­ larisationsfilter enthält, welches zwischen dem Strahl­ teiler und dem Lichtempfänger angeordnet ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter umfaßt, eine Vorrichtung zum Ein­ stellen des Polarisationsfilters derart, daß zwischen der in den Strahlteiler eintretenden Strahlungsintensität und der das Polarisationsfilter erregenden Strahlungsintensi­ tät eine Beziehung hergestellt wird, wobei in einem er­ sten Fall das in den Strahlteiler eintretende linear po­ larisierte Licht mit dieser Beziehung übereinstimmt, und wobei in einem zweiten Fall ein zweites linear polari­ siertes Licht, dessen elektrischer Feldvektor senkrecht zu dem des ersten linear polarisierten Lichtes schwingt, in den Strahlteiler gelangt.
26. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität einer Vielzahl von unabhängig ansteuerbaren Lichtquellen, um­ fassend:
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen einer Vielzahl von Strahlungsflüssen, die von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendet werden, in eine Vielzahl von Monitorstrah­ lungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüs­ sen,
ein optisches System, das die Vielzahl von Hauptstrah­ lungsflüssen vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Strahlungsintensität einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und zur Aus­ gabe einer Vielzahl von Signalen entsprechend der Viel­ zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Ungleichmä­ ßigkeit der Vielzahl von Ausgangssignalen, wobei die Un­ gleichmäßigkeit von unterschiedlichen Polarisationszu­ ständen der Vielzahl von auf den Strahlteiler (144) ein­ fallenden Strahlungsflüssen abhängt,
und Steuermittel zum Steuern der von der Vielzahl von Lichtquellen ausgesendeten Strahlungsintensitäten abhän­ gig von der Vielzahl von korrigierten Ausgangssignalen des Sensors (150).
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtquelle durch einen Halbleiterlaser (101 bis 108) gebildet ist.
28. Einrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal des Sensors (150) durch Einstellen der Intensität der Mo­ nitorstrahlungsflüsse abhängig von der jeweiligen Inten­ sität von polarisierten Strahlungsanteilen des Strah­ lungsflusses korrigiert, dessen Polarisationseigenschaf­ ten sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Bezie­ hung zwischen den Monitorstrahlungsflüssen und den Inten­ sitäten der auf die Bildebene gelenkten Hauptstrahlungs­ flüsse vorhanden ist.
29. Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung derart aus­ gebildet ist, daß das Ausgangssignal der Korrekturein­ richtung eine konstante Beziehung in bezug auf die Licht­ intensitäten der Hauptstrahlungsflüsse auf der Bildebene herstellt, unabhängig von den Polarisationszuständen der auf den Strahlteiler einfallenden Strahlungsflüsse.
30. Einrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (150) umfaßt:
einen Polarisationsstrahlungsteiler (153), der die Viel­ zahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite linear polarisier­ te Strahlung aufteilt, deren elektrische Feldvektoren or­ thogonal zueinander schwingen,
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er­ sten linear polarisierten Strahlung,
und einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung mit dem ersten Lichtempfänger (155) und dem zweiten Lichtempfänger (157) verbunden ist, und daß die Korrektureinrichtung das Ausgangssignal des ersten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers (157) gewichtet verarbeitet, wo­ bei die Gewichtung gemäß einer Beziehung zwischen der li­ near polarisierten ersten Strahlung und der linear pola­ risierten zweiten Strahlung erfolgt.
32. Einrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lichtquelle einen Halbleiterlaser enthält.
33. Einrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vorrichtung zum Herstellen des Verstärkungsfaktors enthält, die die Gewichtung des Ausgangssignals des ersten Lichtempfängers (155) und des Ausgangssignals des zweiten Lichtempfängers (157) elektrisch vornimmt.
34. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung ein Aus­ gangssignal (S) gemäß der folgenden Beziehung erzeugt: S = K(Sp + k · Ss),worin K eine Konstante und k = (Mp/Ms) · (Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
und worin Sp das Ausgangssignal des ersten Lichtempfän­ gers (155) und Ss das Ausgangssignal des zweiten Licht­ empfängers (157) ist.
35. Einrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vor­ richtung zur Strahlungsabschwächung enthält, um die In­ tensität des linear polarisierten ersten Strahlungsan­ teils und/oder des linear polarisierten zweiten Strah­ lungsanteils einzustellen.
36. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen einzigen Lichtempfänger enthält, und daß die Korrektureinrichtung ein Polarisationsfilter enthält, welches zwischen dem Strahlteiler und dem Lichtempfänger angeordnet ist.
37. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität in einem optischen Abtastsystem mit einer Vielzahl von Halbleiter­ lasern, die eine Vielzahl von Strahlungsflüssen erzeugen, einer Ablenkeinheit, die die Vielzahl von Strahlungsflüs­ sen ablenkt und mit einer Abtastlinse zum Bündeln der Vielzahl von Strahlungsflüssen auf einer Abtastebene, um eine Vielzahl von Strahlungsflecken zu erzeugen, wobei die Einrichtung umfaßt:
einen Strahlteiler (144) zum Aufteilen der Vielzahl von Strahlungsflüssen in eine Vielzahl von Monitorstrahlungs­ flüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität der Viel­ zahl von Monitorstrahlungsflüssen,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi­ gnals des Sensors (150) durch Einstellen der Intensität der erfaßten Monitorstrahlungsflüsse abhängig von der je­ weiligen Intensität von polarisierten Strahlungsanteilen der Strahlungsflüsse, deren Polarisationseigenschaften sich zumindest durch den Strahlteiler (144) ändern, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen den Intensitäten der Monitorstrahlungsflüsse und den Intensitäten der vom optischen System auf die Abtast- Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflüsse unabhängig von den Polarisationszuständen der in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflüsse vorhanden ist,
und Steuermittel zum Steuern der Strahlungsintensität der Vielzahl von Halbleiterlasern abhängig vom korrigierten Ausgangssignal des Sensors (150).
38. Einrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) vorgese­ hen sind, die den Halbleiterlasern (101 bis 108) zugeord­ net sind, und daß die Vielzahl von optischen Fasern die Vielzahl von Strahlungsflüssen dem Strahlteiler (144) zuführt.
39. Einrichtung nach Anspruch 37 oder 38, gekennzeichnet durch einen Polarisationsstrahlungsteiler (153), der die Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste line­ ar polarisierte Strahlung und eine zweite linear polari­ sierte Strahlung aufteilt, deren elektrische Feldvektoren orthogonal zueinander stehen,
einen ersten Lichtempfänger (155) zum Empfangen der er­ sten linear polarisierten Strahlung,
einen zweiten Lichtempfänger (157) zum Empfangen der zweiten linear polarisierten Strahlung, und
eine Korrektureinrichtung, die das Ausgangssignal des er­ sten Lichtempfängers (155) und das Ausgangssignal des zweiten Lichtempfängers gewichtet.
40. Einrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung ein Polarisationsfilter umfaßt, das zwischen dem Polarisationsstrahlungsteiler (153) und dem ersten Lichtempfänger (155) angeordnet ist, wobei das Polarisationsfilter so eingestellt ist, daß zwischen dem elektrischen Feldvektor der ersten linear polarisierten Strahlung und der Transmissionsachse des Polarisations­ filters innerhalb einer Ebene senkrecht zur Einfallsrich­ tung der Vielzahl von Strahlungsflüssen ein Winkel θ vor­ handen ist, der sich aus der Beziehung ergibt: θ = tan-1√,worin k = (Mp/Ms) · (Ps/Pp) ist,
worin Mp die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte erste Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Pp die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist,
Ms die Intensität des Monitorstrahlungsflusses ist, wenn der linear polarisierte zweite Strahlungsanteil den Strahlteiler durchsetzt, und Ps die Intensität des Haupt­ strahlungsflusses auf der Bildebene ist.
41. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität für ein optisches Mehrstrahlgerät, umfassend:
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel­ zahl von Strahlungsflüssen,
einer Steuerung zum unabhängigen Ansteuern der Strah­ lungsquellen,
ein optisches System zum Führen der Vielzahl von Strah­ lungsflüssen auf eine Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un­ gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel­ zahl von Strahlungsflüssen auf der Abbildungsebene abhän­ gig von Polarisationseigenschaften zumindest eines opti­ schen Elements in dem optischen System.
42. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität für ein optisches Abtastsystem, umfassend:
eine Vielzahl von Lichtquellen zum Aussenden einer Viel­ zahl von Strahlungsflüssen,
eine Ablenkeinheit, die die Vielzahl von Strahlungsflüs­ sen ablenkt,
eine Steuerung zum unabhängigen Steuern der Lichtemission der Lichtquellen,
ein optisches System mit einer Abtastlinse zum Bündeln der Vielzahl von Strahlungsflüssen auf einer Bildebene,
und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren der Un­ gleichheit der Strahlungsintensitäten innerhalb der Viel­ zahl von Strahlungsflüssen auf der Bildebene abhängig von Polarisationseigenschaften mindestens eines optischen Elements des optischen Systems.
43. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität eines von einem Laser ausgesendeten Strahlungsflusses, der durch ein optisches System geführt wird, abhängig von ei­ nem Monitorstrahlungsfluß, der vom Strahlungsfluß abge­ teilt wird, wobei die Einrichtung umfaßt:
einen Polarisationsstrahlungsteiler, der den Monitor­ strahlungsfluß in eine erste linear polarisierte Strah­ lung und eine zweite linear polarisierte Strahlung auf­ teilt, deren elektrische Feldvektoren senkrecht zueinan­ der stehen,
einen ersten Strahlungsempfänger, der die erste linear polarisierte Strahlung empfängt und ein erstes Ausgangs­ signal erzeugt,
einen zweiten Strahlungsempfänger, der die zweite linear polarisierte Strahlung erfaßt und ein zweites Ausgangssi­ gnal erzeugt,
ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssystem (APC-System) mit den folgenden Komponenten:
einen Kompensationsschaltkreis zum Einstellen eines Ver­ stärkungsfaktors, wobei der Kompensationsschaltkreis das zweite Ausgangssignal in bezug auf das erste Ausgangssig­ nal um den Unterschied zwischen der Strahlungsintensität in Richtung des ersten Feldvektors und der Strahlungsin­ tensität in Richtung des zweiten Feldvektors des Strah­ lungsflusses nach dem Durchgang durch das optische System kompensiert,
einen Addierer zum Addieren des ersten Ausgangssignals und des kompensierten zweiten Ausgangssignals, um ein kompensiertes Rückkopplungssignal zu erzeugen,
einen Lasersteuerschaltkreis, der mit dem automatischen Strahlungsleistungs-Regelungssystem und den Lasern ver­ bunden ist, wobei der Lasersteuerschaltkreis das Aussen­ den der Strahlungsintensität des Lasers auf einen vorbe­ stimmten Pegel abhängig vom kompensierten Rückkopplungs­ signal steuert.
44. Einrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser eine Vielzahl von Lasern enthält, die nachein­ ander eine Vielzahl von Strahlungsflüssen aussenden, und daß das automatische Strahlungsleistungs-Regelungssy­ stem einen Zeitschaltkreis enthält, welches das automati­ sche Strahlungsleistungs-Regelungssystem zeitlich so steuert, daß die ausgesendete Strahlungsintensität eines jeden Lasers abhängig vom ersten Ausgangssignal und dem zweiten Ausgangssignal individuell eingestellt wird.
45. Optisches Abtastsystem, umfassend:
mindestens einen Halbleiterlaser zum Erzeugen eines Strahlungsflusses,
eine optische Faser zum Führen des Strahlungsflusses, wo­ bei die Faser eine erste Polarisationsabhängigkeit hat, die den Strahlungsfluß ändert,
einen Strahlteiler, der den Strahlungsfluß von der Faser in einen Monitorstrahlungsfluß und einen Hauptstrahlungs­ fluß mit einer zweiten Polarisationsabhängigkeit auf­ teilt, welche den Monitorstrahlungsfluß und den Haupt­ strahlungsfluß ändert,
ein optisches Abtastsystem, welches den Hauptstrahlungs­ fluß vom Strahlteiler bündelt und als Abtaststrahl aus­ sendet,
einen Fotoleiter, der den gebündelten Hauptstrahlungsfluß empfängt,
ein Polarisationskompensations-System, das den Monitor­ strahlungsfluß empfängt und ein polarisationskompensier­ tes Strahlungsintensitäts-Signal auf der Basis der Ände­ rung des Strahlungsflusses in der optischen Faser und der Änderung des Monitorstrahlungsflusses und des Hauptstrah­ lungsflusses im Strahlteiler erzeugt,
und ein automatisches Strahlungsleistungs-Regelungssy­ stem, das das polarisationskompensierte Signal empfängt und die Strahlungsintensität des Laserstrahlungsflusses abhängig von dem polarisationskompensierten Signal ein­ stellt.
46. Abtastsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine dritte Polarisationsabhän­ gigkeit hat, welche den Hauptstrahlungsfluß verändert, und daß das Polarisationskompensations-System ein polari­ sationskompensiertes Signal auf der Basis der Änderung des Strahlungsflusses in der Faser, der Änderung des Mo­ nitorstrahlungsflusses und des Hauptstrahlungsflusses im Strahlteiler sowie der Änderung des Hauptstrahlungsflus­ ses im optischen Abtastsystem erzeugt.
47. Abtastsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlungsquelle eine Vielzahl von Halblei­ terlasern enthält, die nacheinander eine Vielzahl von Strahlungsflüssen erzeugt, und daß das automatische Strahlungsleistungs-Regelungssystem eine Zeitsteuerschal­ tung enthält, welche das automatische Strahlungslei­ stungs-Regelungssystem zeitlich steuert, um die von jedem Halbleiterlaser ausgesendete Strahlungsintensität abhän­ gig vom polarisationskompensierten Signal individuell zu steuern.
48. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Strah­ lungsquelle abhängig von einem Monitorstrahlungsfluß, wo­ bei der Monitorstrahlungsfluß und ein Hauptstrahlungsfluß durch einen Strahlteiler aus dem Strahlungsfluß der Strahlungsquelle abgeteilt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah­ lungsflusses, der durch ein optisches System nach dem Durchsetzen des Strahlteilers auf eine Bildebene gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs­ flusses, der auf die Bildebene durch ein nach dem Strahl­ teiler angeordnetes Element gelenkt wird, wenn eine zwei­ te linear polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvektor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, auf den Strahlteiler einfällt,
und Korrigieren des Ausgangssignals für die Strahlungsin­ tensitäten der Polarisationskomponenten des Strahlungs­ flusses der Strahlungsquelle, der durch die Polarisa­ tionseigenschaften zumindest des Strahlteilers geändert wird, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der Strahlungsintensität des Monitor­ strahlungsflusses und der Strahlungsintensität des vom optischen System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene geleiteten Hauptstrahlungsflusses vorhanden ist,
Korrigieren des Ausgangssignals gemäß der vorgenannten Korrektur,
Steuern der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Signals.
49. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Viel­ zahl von voneinander unabhängig angesteuerten Strahlungs­ quellen gemäß einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüs­ sen, wobei die Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen durch einen Strahlteiler aus der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Vielzahl von Strahlungsquellen abgeteilt wird, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden:
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo­ nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei­ nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei­ ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni­ torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op­ tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge­ leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah­ lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld­ vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für das Ausgangssignal für die Intensitäten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen, die durch Pola­ risationseigenschaften zumindest des Strahlteilers geän­ dert werden, wobei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Beziehung zwischen der repräsentativen Monitor­ strahlungsflüssen und den repräsentativen Hauptstrah­ lungsflüssen, die der Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler zugeführt werden vorhanden ist, Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig­ nals.
50. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Viel­ zahl von voneinander unabhängig angesteuerten Strahlungs­ quellen gemäß einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüs­ sen, wobei die Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrahlungsflüssen durch einen Strahlteiler aus der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Vielzahl von Strahlungsquellen abgeteilt wird, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden:
Messen der Strahlungsintensität eines repräsentativen Mo­ nitorstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität ei­ nes repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahltei­ ler gelenkt wird, wenn eine erste linear polarisierte Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Messen der Strahlungsintensität des repräsentativen Moni­ torstrahlungsflusses sowie der Strahlungsintensität des repräsentativen Hauptstrahlungsflusses, der durch das op­ tische System nach dem Strahlteiler auf die Bildebene ge­ leitet wird, wenn eine zweite linear polarisierte Strah­ lung mit einer Schwingungsrichtung des elektrischen Feld­ vektors senkrecht zu der der ersten linear polarisierten Strahlung auf den Strahlteiler einfällt,
Vorsehen einer Korrekturmaßnahme für ein erstes Ausgangs­ signal und ein zweites Ausgangssignal für die Intensitä­ ten der Polarisationskomponenten der Strahlungsflüsse der Strahlungsquellen,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in eine erste linear polarisierte Strahlung und eine zweite polarisierte Strahlung, wobei die Feldvektoren der ersten und der zweiten Strahlung senkrecht aufeinander stehen,
Steuern der Vielzahl der Strahlungsflüsse der Vielzahl von Strahlungsquellen auf der Basis des korrigierten Sig­ nals.
51. Verfahren zum Steuern einer Vielzahl von unabhängig an­ steuerbaren Strahlungsquellen abhängig von einer Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen, wobei die Vielzahl von Mo­ nitorstrahlungsflüssen und eine Vielzahl von Hauptstrah­ lungsflüssen durch einen Strahlteiler aus der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Strahlungsquellen abgeteilt werden, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Aussenden der Vielzahl von Strahlungsflüssen der Strah­ lungsquellen nacheinander,
Aufteilen der Vielzahl von Monitorstrahlungsflüssen in erste Polarisationsanteile und zweite Polarisationsantei­ le, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind,
Detektieren der ersten Polarisationsanteile,
Detektieren der zweiten Polarisationsanteile,
Gewichten der ersten Polarisationsanteile und der zweiten Polarisationsanteile,
Addieren der gewichteten Polarisationsanteile und der ge­ wichteten zweiten Polarisationsanteile,
Steuern der Intensität der Vielzahl der unabhängig an­ steuerbaren Strahlungsquellen auf der Basis des Ergebnis­ ses der Addition.
52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Polarisationsanteil und der zweite Polarisa­ tionsanteil so gewichtet werden, daß das Ergebnis der Ad­ dition eine konstante Beziehung der Strahlungsintensität der Monitorstrahlungsflüsse und der Strahlungsintensität der Hauptstrahlungsflüsse auf der Abtast-Bildebene unab­ hängig vom Polarisationszustand der auf den Strahlteiler einfallenden Strahlungsflüsse vorhanden ist.
53. Verfahren zum Steuern der Strahlungsleistung einer Strah­ lungsquelle abhängig von einem Monitorstrahlungsfluß, wo­ bei der Monitorstrahlungsfluß und ein Hauptstrahlungsfluß durch einen Strahlteiler vom Strahlungsfluß der Strah­ lungsquelle abgeteilt werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses sowie der Strahlungsintensität des Hauptstrah­ lungsflusses, der auf eine Bildebene durch ein optisches System nach dem Strahlteiler geleitet wird, für eine er­ ste linear polarisierte Strahlung, die durch den Strahl­ teiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruktions­ werten,
Ermitteln der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs­ flusses, der auf die Bildebene durch das optische System nach dem Strahlteiler gelenkt wird, für eine zweite li­ near polarisierte Strahlung, deren elektrischer Feldvek­ tor eine Schwingungsrichtung senkrecht zu dem der ersten linear polarisierten Strahlung hat, welche durch den Strahlteiler abgetrennt wird, auf der Basis von Konstruk­ tionswerten,
Korrigieren des Ausgangssignals der detektierten Strah­ lungsintensitäten der Polarisationskomponenten des Strah­ lungsflusses der Strahlungsquelle, der durch die Polari­ sationseigenschaften des Strahlteilers geändert wird, wo­ bei die Korrektur so erfolgt, daß eine konstante Bezie­ hung zwischen der Intensität des berechneten Monitor­ strahlungsflusses und der Intensität des berechneten Hauptstrahlungsflusses nach dem Strahlteiler vorhanden ist,
Steuern des Strahlungsflusses der Strahlungsquelle auf der Basis des korrigierten Ausgangssignals.
54. Einrichtung zum Steuern der Strahlungsintensität minde­ stens einer Strahlungsquelle, umfassend einen Strahltei­ ler (144) zum Aufteilen des vom Laser ausgesendeten Strahlungsflusses in einen Hauptstrahlungsfluß und in ei­ nen Monitorstrahlungsfluß,
einen Sensor (150) zum Erfassen der Intensität des Moni­ torstrahlungsflusses,
ein optisches System, das den Hauptstrahlungsfluß vom Strahlteiler (144) auf eine Bildebene richtet,
eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Ausgangssi­ gnals des Sensors (150) durch Anwenden einer bekannten Beziehung zwischen der Intensität des Monitorstrahlungs­ flusses und der Intensität des Hauptstrahlungsflusses ab­ hängig vom Polarisationszustand des in den Strahlteiler (144) eintretenden Strahlungsflusses,
und Steuermittel zum Steuern der vom Laser (101 bis 108) ausgesendeten Strahlungsintensität abhängig vom korri­ gierten Ausgangssignal des Sensors (150).
55. Einrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser als Halbleiterlaser (101 bis 108) ausgebildet ist.
56. Einrichtung nach Anspruch 54 oder 55, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Laser (101 bis 108) mit einem optischen Übertragungssystem verbunden ist, welches eine optische Faser (321 bis 328) enthält, das die vom Laser (101 bis 108) emittierte Strahlung zum Strahlteiler (144) leitet.
57. Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser Strahlung vorgegebener Divergenz aussendet.
58. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine polari­ sationsabhängige Abweichung innerhalb einer Beziehung zwischen der Strahlungsintensität des Monitorstrahlungs­ flusses und der Strahlungsintensität des Hauptstrahlungs­ flusses auf der Bildebene korrigiert, wobei die polarisa­ tionsabhängige Abweichung sich aus den Polarisationsei­ genschaften des Strahlteilers (144) und des optischen Sy­ stems ergibt.
59. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 54 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von La­ serlichtquellen (101 bis 108) vorgesehen ist, daß jeder Laser (101 bis 108) unabhängig voneinander angesteuert wird, um Strahlung zu emittieren, daß der Sensor (150) den Monitorstrahlungsfluß eines jeden Lasers detektiert, und daß die Steuermittel die Ausgangsleistung eines jeden Lasers auf der Basis der Intensität des Monitorstrah­ lungsflusses eines jeden Lasers unter Berücksichtigung der Signale des Sensors (150) separat steuert.
60. Einrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lasern (101 bis 108) mit einem optischen Übertragungssystem verbunden ist, welches eine Vielzahl von optischen Fasern (321 bis 328) enthält, wobei jede Faser (321 bis 328) einem Laser (101 bis 108) zugeordnet ist, und wobei die Vielzahl der Fasern (321 bis 328) die von den Lasern ausgesendete Strahlung dem Strahlteiler (144) zuführt.
61. Einrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Lasern durch Halbleiterlaser gebildet wird.
62. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 54 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (150) ei­ nen Polarisationsstrahlungsteiler (153) enthält, der den Monitorstrahlungsfluß in einen ersten linear polarisier­ ten Lichtanteil und einen zweiten linear polarisierten Lichtanteil aufteilt, dessen elektrische Feldvektoren or­ thogonal zueinander stehende Schwingungsrichtungen haben, und daß ferner
ein erster Lichtempfänger (155) zum Empfangen des ersten linear polarisierten Lichtanteils,
und ein zweiter Lichtempfänger (157) zum Empfangen des zweiten linear polarisierten Lichtanteils vorgesehen ist.
63. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung eine Vor­ richtung zur Strahlungsabschwächung enthält, um die In­ tensität des linear polarisierten ersten Strahlungsan­ teils und/oder des linear polarisierten zweiten Strah­ lungsanteils einzustellen.
64. Einrichtung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein neutrales Abschwächungsfilter enthält.
65. Einrichtung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Strahlungsabschwächung ein Polarisa­ tionsfilter enthält.
66. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor einen einzigen Lichtemp­ fänger enthält, und daß die Korrektureinrichtung ein Po­ larisationsfilter enthält, welches zwischen dem Strahl­ teiler und dem Lichtempfänger angeordnet ist.
67. Einrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß das Polarisationsfilter umfaßt, eine Vorrichtung zum Ein­ stellen des Polarisationsfilters derart, daß zwischen der in den Strahlteiler eintretende Strahlungsintensität und der das Polarisationsfilter erregenden Strahlungsintensi­ tät eine Beziehung hergestellt wird, wobei in einem er­ sten Fall das in den Strahlteiler eintretende linear po­ larisierte Licht mit dieser Beziehung übereinstimmt, und wobei in einem zweiten Fall ein zweites linear polari­ siertes Licht, dessen elektrischer Feldvektor senkrecht zu dem des ersten linear polarisierten Lichtes schwingt, in den Strahlteiler gelangt.
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