JPH03217913A - 強制冷却装置及びその冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば光ディスク装置の光ヘッドのように、
駆動時に近傍雰囲気温度の上昇に応じて上昇する物体温
度を、所定温度まで強制的に冷却する強制冷却装置及び
その冷却方法に関するものである。

（従来の技術） 第２図は、従来の光ディスク装置における冷却方法を説
明するための図であって、１は半導体レザ、２は光ヘッ
ド、３は光ディスク、４はへ，，ドアクチュエータ、５
はスピンドルモータ、６はケース、７はファンである。

光ディスク装置では、半導体レーザ１から出射されるレ
ーザビームを光ヘッド２の光学系（図示せず）により、
記憶媒体である光ディスク３の上に集光して用いる。光
ヘッド２は、ヘッドアクチュエータ４によって光ディス
ク３の半径方向に移送することができ、レーザ集光スポ
・ントのトラ，７クアクセスが可能となっている。また
、光ディスク３はスピンドルモータ５によって回転させ
られ、レーザ集光スポットのトラック長手方向のアクセ
スが可能となっている。このレーザ集光スポ・ントのパ
ワーを適当に制御することによりデータの記録・再生が
行われる。

この際、ヘッドアクチュエータ４及びスピンドルモータ
５の稼動に伴って熱が発生し、ケース６の内部の温度か
上昇して光ヘッド２及び半導体レサ１の温度が上昇する
。

さらに、ヘッドアクチュエータ４からの熱伝導によって
も、光ヘッド２及び半導体レーザ１の温度が上昇する。

一般に、半導体レーザ１は、使用時のパッケージ温度が
高くなるにしたがって、即ち、使用時の発光部温度が高
くなるにしたがって、その寿命が短くなることが知られ
ている。そこで、従来の光ディスク装置では、ファン７
を用いてケス６の内部の空気を外部の空気と強制的に換
気するように構成していた。

（発明が解決しようとする課題） 上記した従来の冷却方法は、ファン７による強制換気の
みで、積極的な冷却を行っていなかったので、半導体レ
ーザ１の使用温度を外気温より数度高い温度以下に下げ
ることができず、高温の環境で使用する場合に、半導体
レーザ１の寿命が短くなるという欠点があった。

また、高速光ディスク装置では、ヘッドアクチュエータ
４及びスピンドルモータ５の発熱が大きく、かつ、半導
体レーザ１自体の発熱も大きいので、半導体レーザ１の
発光部の温度がより高くなり寿命が極めて短くなるとい
う欠点があった。

さらに、複数のレーザビームを出射するマルチビーム半
導体レーザを用いて並列記録再生を行う先ディスクにお
いては、マルチビーム半導体レーサがビーム数だけ発熱
源を近接して有しているので、発光部の温度上昇が極め
て大きくなり、マルチビーム半導体レーザの寿命が極め
て短くなるという欠点があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、使用時に上昇してしまう物体温度を外気温度
との温度差を考慮しながら所定温度まで冷却でき、ひい
ては半導体レーザ等のように高温状態における使用によ
り寿命に影響を受け易い冷却対象部の寿命を向上させる
ことができる強制冷却装置及びその冷却方法を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、駆動信号
の人力により冷却対象部を冷却する強制冷却部と、前記
冷却対象部の近傍の雰囲気温度を検知する第１の温度セ
ンサと、前記冷却対象部の温度を検知する第２の温度セ
ンサと、前記第１の温度センサによる第１検知信号と前
記第２の温度センサによる第２検知信号を入力し、前記
第１検知信号に基づく第１検知温度値が第１設定温度値
を超えている場合に、前記第２検知信号に基づく第２検
知温度値と第２設定温度値との比較結果に応じて前記駆
動信号の出力制御を行う冷却制御部とを備えた。

また、請求項（２）によれば、冷却対象部の近傍の雰囲
気温度を検知するとともに、前記冷却対象部の温度を検
知し、検知した前記近傍雰囲気温度を示す第１検知温度
値と予め設定した第１設定温度値とを比較し、第１温度
検知値が第１設定温度値を超えた場合に第２設定温度値
を発生し、この第２設定温度値と検知した前記冷却対象
部温度を示す第２検知温度値とを比較し、第２検知温度
値が第２設定温度値を超えた場合に、前記第２検知温度
値と前記第２設定温度値との差に応じた駆動信号を強制
冷却部に送出して前記冷却対象部を前記第２設定温度値
まで強制的に冷却するように構成した。

（作　用） 請求項（１）によれば、冷却対象部の近傍に配置された
第１の温度センサは、冷却対象部の近傍の雰囲気温度を
検知し、この第１検知温度値を示す第１検知信号を出力
し、これが冷却制御部へ入力される。

一方、第２の温度センサは、駆動に伴って近傍の雰囲気
温度よりも高温となった冷却対象部の温度を検知して、
この第２検知温度値を示す第２検知信号を出力し、これ
が冷却制御部へ入力される。

冷却制御部では、入力した第１検知信号に基づく第１検
知温度値と第１設定温度値との比較が行われる。その結
果、第１検知温度値が第１設定温度値を超えているなら
ば、次に、第２検知信号に基づく第２検知温度値と第２
設定温度値との比較が行われる。冷却制御部は、その比
較結果に応じて、強制冷却部に対する駆動信号の出力制
御を行つ。

強制冷却部は、駆動信号の人力により冷却動作を開始し
、これにより、冷却対象部は強制的に冷却される。

請求項（２）によれば、第１検知温度値が予め設定した
第１設定温度値を超えた場合にのみ、所定の値の第２設
定温度値が発生される。ここで、発生した第２設定温度
値と検知した冷却対象部の温度を示す第２検知温度値と
の比較が行われ、第２検知温度値が第２設定温度値を超
えたならば、両者の差に応じた駆動信号が強制冷却部に
出力される。これにより、冷却対象部に対する強制冷却
が開始され、この冷却動作は、検知される冷却対象部の
温度、即ち、第２検知温度値が第２設定温度値と等しく
なるまで続けられる。

（実施例） 第１図は、本発明方法を採用した強制冷却装置の一実施
例を示す構成図であって、冷却対象部を光ディスク装置
の光ｌ＼ツドとした場合の構成例を示している。図中、
１は半導体レーサ、２は光ヘッド、１１は強制冷却部、
１２は第１の温度センサ、１３は第２の温度センサ、１
４は冷却制御部である。なお、第１図では、図面の簡略
化のため第２図における光ディスク、スピンドルモータ
等の図示を省略している。

半導体レーザ１は、アルミニウム等の金属で形成された
光ヘッドフレームに取り付けられ、光ヘッド２を構成す
る。本実施例では、上述したように、光ヘッド２の全体
が冷却対象部であり、この光ヘッド２には、強制冷却部
１１が接合されている。

強制冷却部１１は、光ヘッド２に接合するペルチェ冷却
モジュールｌｌａ及びその高温側に接合された放熱フィ
ンｌｌｂにより構成されている。

また、光ヘッド２の近傍には、その近傍雰囲気温度を検
知する第１の温度センサ１２が配置され、光ヘッド２の
内部には、光ヘッドの内部温度を検知する第２の温度セ
ンサ１３が埋め込まれている。

これら第１及び第２の温度センサ１２，１３により検知
された第１及び第２検知温度値Ｔａ１，　Ｔｄ２は、そ
れぞれ第１および第２検知信号Ｄ５１，Ｄ，２として冷
却制御部１４へ入力される。

冷却制御部１４は、所定の温度値（本実施例では２０゜
Ｃ）の第１設定温度値Ｔ５１を発生する機能、入力した
第１検知温度値Ｔ，１と第１設定温度値Ｔ５１との比較
結果に応じて第２設定温度値ＴＳ２を発生する機能、及
び入力した第２検知温度値Ｔｄ２と第２設定温麿値Ｔ５
１の差に応じた駆動信号ＤＲを発生する機能を有し、こ
の駆動信号ＤＲをペルチェ冷却モジュール１１ａに印加
する。

次に、第３図に基づいて、冷却制御部１４における第２
設定温度値の設定方法について説明する。

第３図おいて、横軸は光ヘッド２の近傍の雰囲気温度を
表し、縦軸は第１及び第２の検知温度と第１及び第２の
設定温度を表している。

なお、光ヘッド２は、半導体レーザ１の発熱及びヘッド
アクチュエータ（図示せず）からの熱伝導によって、そ
の近傍の雰囲気温度よりも高温となるが、本実施例では
常に（＋）５℃高いものとする。

第３図に示すように、、本実施例では第１設定温度値Ｔ
．１は予め２０゜Ｃに設定されており、冷却制御部１４
は、第１の温度センサ１２にて検知された第１検知温度
値Ｔ，１がこの第１設定温度値Ｔ５エを超えると第２設
定温度値Ｔ．２を次のとおりに発生し、設定する。

即ち、第１検知温度値Ｔｄ．が２０℃より大きく、かつ
、３５℃以下の場合は、 Ｔ．２＝２５°Ｃ また、第１検知温度値Ｔｄ，が３５℃より大きい場合は
、 Ｔ＝２＝Ｔａ＋＋５　　１５°Ｃ の関係を満足する値をもって発生する。

また、冷却制御部１４は、光ヘッド２の内部に埋め込ま
れた第２の温度センサ１３にて検知された第２検知温度
値Ｔｄ２が第２設定温度値Ｔ．２よりも大きい場合は、
Ｔ，２−Ｔ．２に比例した大きさの駆動信号（電流）Ｄ
Ｒを、第２検知温度値Ｔｄ２が降下し第２設定温度値Ｔ
ｍ２に等しくなるまで強制冷却部１１のペルチェ冷却モ
ジュールｌｌａに印加する。

次に、上記構成による動作を、第４図のフロチャートを
参照して説明する。

光ヘッド２の近傍に配置された第１の温度センサ１２は
、光ヘッド２の近傍の雰囲気温度を検知し、この検知温
度値（第１検知温度値Ｔ，１）を示す第１検知信号Ｄｓ
１を出力し、これが冷却制御部１４へ入力される（Ｓ１
）。

一方、第２の温度センサ１３は、半導体レーザ１の発熱
及びヘッドアクチュエータ（図示せず）からの熱伝導に
よって近傍の雰囲気温度よりも高温となった光ヘッド２
の内部温度を検知して、この検知温度値（第２検知温度
値Ｔ，２）を示す第２検知信号Ｄ５２を出力し、これが
冷却制御部１４へ入力される（Ｓ２）。

冷却制御部１４は、人力した第１検知信号Ｄ５１に基づ
く第１検知温度値Ｔ，１が２０℃を超えているか否かの
判別を行う（Ｓ３）。冷却制御部１４は、このステップ
Ｓ３にて、第１検知温度値Ｔ　ａ　１が２０℃を超えて
いると判別したならば、次に、第１検知温度値Ｔｄ．が
３５℃を超えているか否か？判別を行う（Ｓ４）。

冷却制御部１４は、ステップＳ４にて、第１検知温度値
Ｔ，１が３５℃以下であると判別したならば、第２設定
温度値Ｔ５■を２５゜Ｃに設定ずるＣＳ５）．一方、第
１設定温度値Ｔ，１が３５゜Ｃを超えていると判別した
ならば、第２設定温度値Ｔ５■を前述した値（’ｒ．２
＝Ｔ，＋５−１　５℃）に設定する（Ｓ６）。

次に、冷却制御部１４は、ステップｓ５またはＳ６にて
第２設定温度値Ｔ５２を設定したならば、入力した第２
検知信号ＤＳ２に基づく第２検知温度値Ｔｄ２が第２設
定温度値ＴＳ２を超えているが否かの判別を行う（Ｓ７
）。

冷却制御部１４は、このステップＳ７にて、第２検知温
度値Ｔｄ■が第２設定温度値ＴＳ２（２５℃またはＴ，
；＋５−１５℃）を超えていると判別したならば、前述
したように、（Ｔ’ａ２”ｒ，■）に比例した大きさの
駆動信号（電流）を強制冷却部１１のペルチェ冷却モジ
ュールｌｌａに出力する（Ｓ８）。これにより、ペルチ
ェ冷却モジュール１１ａは、光ヘッド２から熱を奪って
この熱を放熱フィンｌｌｂ側へ運ぶ。この動作は第２検
知温度値Ｔｄ２が第２設定温度値Ｔ．２に等しくなるま
で続けられ（Ｓ９）、光ヘッド２は第２設定温度値Ｔ％
２まで強制冷却される。

即ち、光ヘッド２は、雰囲気温度が２０℃より大きく、
かつ、３５℃以下の場合は２５℃の一定温度に、また、
雰囲気温度が３５℃より大きい場合は、強制冷却なしの
場合に比べて１５℃だけ低い温度に強制冷却される。な
お、冷却温度を一定にしていないのは、冷し過ぎによる
結露を回避するためである。

以上説明したように、本実施例によれば、高温の環境で
使用する場合及び発熱が大きい高速光ディスク装置やマ
ルチビーム半導体レーザを用いて並列記録再生を行う光
ディスク装置における半導体レーザ１の発光部温度を低
下させ、半導体レザ１の寿命を向上させることができる
等の利点がある。

なお、本実施例では、冷却対象部を光ヘッド全体とした
が、例えば半導体レーザを光へッドフレムに断熱接合し
て半導体レーザのみを冷却対象部とする等、冷却対象部
としては種々の部分を選択できる。

また、光ヘッドの構成は半導体レーザから対物レンスま
でを一つの光ヘッドフレームに取り付ける光源一体型と
したが、半導体レーサと対物レンスを分離独立したフレ
ームに取り付けて対物レンズ側を移動させる光源分離型
であってもよい。

さらに、強制冷却部は液冷モジュールを使用する等、ペ
ルチェ冷却モジュールに限定されるものではない。さら
にまた、第１設定温度値は２０℃に限定されるものでは
なく、また第２設定温度値の設定方法は種々の変形が可
能である。

（考案の効果） 以−１一説明したように、請求項（１）によれば、使用
時に−Ｌ昇してしまう物体温度を、外気温度との温度差
を考慮しながら所定温度まで的確に冷却できる。これに
より、高温状態下において使用される素子等の冷却対象
部の寿命を向上させることができる。

従って、例えば、高温の環境で使用する場合及び発熱が
大きい高速光ディスク装置やマルチビム半導体レーザを
用いて並列記録再生を行う光ディスク装置において、半
導体レーザの発光部温度を低下させ、半導体レーザの寿
命を向上させる等の利点がある。

また、請求項（２）によれば、冷却対象部近傍の雰囲気
温度を示す第１検知温度値と予め設定した第１設定温度
値とを比較し、第１温度検知値が第１設定温度値を超え
た場合に第２設定温度値を発生し、この第２設定温度値
と検知した冷却対象部温度を示す第２検知温度値とを比
較し、第２検知温度値が第２設定温度値を超えた場合に
、第２検知温度値と第２設定温度値との差に応じた駆動
信号を強制冷却部に送出して冷却対象部を第２設定温度
値まで強制的に冷却するようにしたので、冷し過ぎによ
る結露を回避することができ、結露による冷却対象部へ
の悪影響を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は従来
の先ディスク装置おける冷却方法を説明するための図、
第３図は本発明に係る冷却制御部における第２設定温度
値の設定方法の説明図、第４図は第１図の動作を説明す
るためのフローチャトである。 １・・・半導体レーザ、２・・・光ヘッド、１１・・・
強制冷却部、１２・・・第１の温度センサ、１３・・・
第２の温度センサ、１４・・・冷却制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動信号の入力により冷却対象部を冷却する強制
   冷却部と、 前記冷却対象部の近傍の雰囲気温度を検知する第１の温
   度センサと、 前記冷却対象部の温度を検知する第２の温度センサと、 前記第１の温度センサによる第１検知信号と前記第２の
   温度センサによる第２検知信号を入力し、前記第１検知
   信号に基づく第１検知温度値が第１設定温度値を超えて
   いる場合に、前記第２検知信号に基づく第２検知温度値
   と第２設定温度値との比較結果に応じて前記駆動信号の
   出力制御を行う冷却制御部とを備えた ことを特徴とをする強制冷却装置。
2. （２）冷却対象部の近傍の雰囲気温度を検知するととも
   に、前記冷却対象部の温度を検知し、検知した前記近傍
   雰囲気温度を示す第１検知温度値と予め設定した第１設
   定温度値とを比較し、第１温度検知値が第１設定温度値
   を超えた場合に第２設定温度値を発生し、 この第２設定温度値と検知した前記冷却対象部温度を示
   す第２検知温度値とを比較し、第２検知温度値が第２設
   定温度値を超えた場合に、前記第２検知温度値と前記第
   ２設定温度値との差に応じた駆動信号を強制冷却部に送
   出して前記冷却対象部を前記第２設定温度値まで強制的
   に冷却することを特徴とする強制冷却方法。