JPS58115875A - 半導体レ−ザ冷却用電流回路 - Google Patents
半導体レ−ザ冷却用電流回路Info
- Publication number
- JPS58115875A JPS58115875A JP21443281A JP21443281A JPS58115875A JP S58115875 A JPS58115875 A JP S58115875A JP 21443281 A JP21443281 A JP 21443281A JP 21443281 A JP21443281 A JP 21443281A JP S58115875 A JPS58115875 A JP S58115875A
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- Japan
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- current
- circuit
- cooling element
- cooling
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ冷却用ペルチェ素子に対して周囲
温ＩＫ対応し、流す電ｔＩｔ１−可変とする電気回路を
与えるものである。
温ＩＫ対応し、流す電ｔＩｔ１−可変とする電気回路を
与えるものである。
小型低速漢字プリンタに半導体レーザを利用するレーザ
ビームプリンタが、開発販売されて来ている。この種の
プリンタは、従来の大型プリンタとけ異り、必らずしも
冷暖房完備の電算室にて使用されるとは限らず、直射日
光に曝される高温環境の本とで利用されることも多い。
ビームプリンタが、開発販売されて来ている。この種の
プリンタは、従来の大型プリンタとけ異り、必らずしも
冷暖房完備の電算室にて使用されるとは限らず、直射日
光に曝される高温環境の本とで利用されることも多い。
即ち機−内に組込まれている半導体レーザも又この高温
環境にて動作することに′＆る。半導体レーザは周知の
ように、一定電流のもとで発光させたとき、温度上昇に
伴い、急激に発光光量が低下する。この発光量を一定に
するためには更に大電流を流さなければならず、これは
又、発光領域の加速的昇温をもたらすととＫなり、悪循
響をまねき、半導体レーμ ザのＩＩＩｊ１１命管生じるととになる。
環境にて動作することに′＆る。半導体レーザは周知の
ように、一定電流のもとで発光させたとき、温度上昇に
伴い、急激に発光光量が低下する。この発光量を一定に
するためには更に大電流を流さなければならず、これは
又、発光領域の加速的昇温をもたらすととＫなり、悪循
響をまねき、半導体レーμ ザのＩＩＩｊ１１命管生じるととになる。
従って、半導体レーザを一定発光量でかつ長寿命で利用
するのは、冷却素子にて強制冷却する必要がある。冷却
素子としては、小型長寿命の観点からペルチェ効果を利
用したペルチェ冷却素子が多用されている。このペルチ
ェ冷却素子を動作するのに際し、従来方法は機器内の半
導体レーザ近傍にサーンスタを設置し、基準抵抗とサー
之スタ抵抗ＩｉＩを比較し、この大小により、電流の０
Ｎ−ＯＦＦ を実現するものであう九。この種の制御方
法においては基準抵抗にて設定され九基準温度に対して
、周囲温度が高いか、低いかのみが問題であり、高さの
程度は問題とされなかつ九。即ち基準温度を例えば２０
℃にし念とき、６０℃も６０℃も同じ高温として処理さ
れ、ペルチェ冷却素子には一定電流を供給するのみであ
った。ペルチェ冷却素子の冷却能力は電流に比例して増
大するが丸め、望ましくは、高温で大冷却能力を発揮す
るよう大電流を汚すべきであるのに１従来方式では、こ
のようが温度変化に対し、て、電流値変更管実現するこ
とは極めて難しかった。
するのは、冷却素子にて強制冷却する必要がある。冷却
素子としては、小型長寿命の観点からペルチェ効果を利
用したペルチェ冷却素子が多用されている。このペルチ
ェ冷却素子を動作するのに際し、従来方法は機器内の半
導体レーザ近傍にサーンスタを設置し、基準抵抗とサー
之スタ抵抗ＩｉＩを比較し、この大小により、電流の０
Ｎ−ＯＦＦ を実現するものであう九。この種の制御方
法においては基準抵抗にて設定され九基準温度に対して
、周囲温度が高いか、低いかのみが問題であり、高さの
程度は問題とされなかつ九。即ち基準温度を例えば２０
℃にし念とき、６０℃も６０℃も同じ高温として処理さ
れ、ペルチェ冷却素子には一定電流を供給するのみであ
った。ペルチェ冷却素子の冷却能力は電流に比例して増
大するが丸め、望ましくは、高温で大冷却能力を発揮す
るよう大電流を汚すべきであるのに１従来方式では、こ
のようが温度変化に対し、て、電流値変更管実現するこ
とは極めて難しかった。
更に又別の方法として、サーミスタと冷却素子を直列に
結曽し、定電圧電源のもとで動作させ、温度上昇による
サーミスタの抵抗減少にて電流を増加する方法もありう
る。しかし本方法では、サーミスタの電流容量に制限が
あること、サーミスタに流れる大電流はサーミスタ自体
を発熱させることで、周囲温度を反映し々いこと、基準
温度以下のときに電流を切断するために更に複雑な＠賂
を必要とすることなど、幾多の欠点を有するものであっ
た。
結曽し、定電圧電源のもとで動作させ、温度上昇による
サーミスタの抵抗減少にて電流を増加する方法もありう
る。しかし本方法では、サーミスタの電流容量に制限が
あること、サーミスタに流れる大電流はサーミスタ自体
を発熱させることで、周囲温度を反映し々いこと、基準
温度以下のときに電流を切断するために更に複雑な＠賂
を必要とすることなど、幾多の欠点を有するものであっ
た。
本発明の目的は、上述した従来制御方法の欠点をなくシ
、周囲ｌ境の高温化とともに、ペルチェ能力を高める方
法を提供するものである。
、周囲ｌ境の高温化とともに、ペルチェ能力を高める方
法を提供するものである。
本発明は、Ｊ１！温性フェライト磁性体が不純物の添加
によりキスーリ温度が室温から、２００’Ｃ以上Ｋｔで
ほぼ連続的に変えられることに着目し、この感温フェラ
イト磁性体と永久磁石、リードスイッチの合成スイッチ
系の０Ｎ−ＯＦＦ特性と、回路内に組込まれた抵抗素子
により、定電圧電源を利用し、周囲温度の変動だ対応し
た電流全流すことＫある。 一 本発明の実施例を、第１図、第２図、第３図を用いて説
明する。第１図は、本発明の電流回路である。ここでＲ
ｏは、ペルチェ冷却素子の抵抗であり、本素子は、半導
体レーザの近辺に接着剤等により取抄つけられる。本素
子の抵抗は１００’Ｃ以内の温度に対しては、一定であ
り、大体１５０程度にある。Ｒ３−Ｒ１は、温度変化の
小さい回路抵抗である。今−例としてＲ２から馬は、す
べて同じ抵抗値２Ωであるとする。８．〜８．は第２図
でその機能が、説明される、感温磁性体（合成）スイッ
チ、である。本スイッチは機器内の任意場所に取りつけ
られ温度検出を実現する。第２図において、感幌フェラ
イト磁性体２のキエーり温度（Ｔｃ）が、周囲温；蔓（
°１“）より低いときには、永久磁石１の磁力線は、感
温フェライト２の内部を通り、リードスイッチは、開い
た状態となる。一方、Ｔ＞ＴＣにおいては当該磁力線は
、リードスイッチ領域を通り、リードスイッチの閉じた
状態を作る。即ち、回路としては、’ｌ’）Ｔｃでｏｙ
ｙとなり、Ｔ ） ′ｒ （！でＯＮとなる。第１図に
もど１例として、Ｓ、の感温フェライト磁性体２を、Ｔ
ｃ＝２０℃に選択し、ＳｌのＴｃは６０℃、ＳｌのＴｃ
は４０℃、Ｓ−は’ｒｅを５０℃、８ｓのＴｃを６０℃
とする。定電圧電源Ｅを１０Ｖとする。今周囲温［（Ｔ
）が２０℃以下のとき、すべての感温フェライト磁性体
に対して、Ｔ ＜、Ｔ ｃとなり、スイッチはＯＦＦで
あ抄、ペルチェ冷却素子に電流は流れず、冷却を実現し
、 ない。周囲温度が２０℃から５０℃では、Ｔｃ＝２
０℃の８．がＯＮとなり、回路内の抵抗は、Ｒｅ、Ｒ１
・・・Ｒ３となり合成抵抗は１α５Ωとなる。このとき
冷却素子には、ｉ’−ｔｔ９５Ａの電流が流れる。同様
に、３０℃＜Ｔ＜４０℃゛のもとでは、 関係する抵抗
は、Ｒｏ、Ｒ１・・Ｒ６であり、合成抵抗は、８５Ωで
冷却素子の電流は１１８＾となる。又、Ｔ〉６０℃のも
とでは、合成抵抗２．５Ω、電流は４人となる。この実
施例における回路の電流と周Ｉ温度の関係は第、３図と
なる。第３図から第１図の回路において、周囲温度上昇
に伴い、ペルチェ冷却素子への電流、即ち冷却能力が飛
躍的に高まることが知れる。
によりキスーリ温度が室温から、２００’Ｃ以上Ｋｔで
ほぼ連続的に変えられることに着目し、この感温フェラ
イト磁性体と永久磁石、リードスイッチの合成スイッチ
系の０Ｎ−ＯＦＦ特性と、回路内に組込まれた抵抗素子
により、定電圧電源を利用し、周囲温度の変動だ対応し
た電流全流すことＫある。 一 本発明の実施例を、第１図、第２図、第３図を用いて説
明する。第１図は、本発明の電流回路である。ここでＲ
ｏは、ペルチェ冷却素子の抵抗であり、本素子は、半導
体レーザの近辺に接着剤等により取抄つけられる。本素
子の抵抗は１００’Ｃ以内の温度に対しては、一定であ
り、大体１５０程度にある。Ｒ３−Ｒ１は、温度変化の
小さい回路抵抗である。今−例としてＲ２から馬は、す
べて同じ抵抗値２Ωであるとする。８．〜８．は第２図
でその機能が、説明される、感温磁性体（合成）スイッ
チ、である。本スイッチは機器内の任意場所に取りつけ
られ温度検出を実現する。第２図において、感幌フェラ
イト磁性体２のキエーり温度（Ｔｃ）が、周囲温；蔓（
°１“）より低いときには、永久磁石１の磁力線は、感
温フェライト２の内部を通り、リードスイッチは、開い
た状態となる。一方、Ｔ＞ＴＣにおいては当該磁力線は
、リードスイッチ領域を通り、リードスイッチの閉じた
状態を作る。即ち、回路としては、’ｌ’）Ｔｃでｏｙ
ｙとなり、Ｔ ） ′ｒ （！でＯＮとなる。第１図に
もど１例として、Ｓ、の感温フェライト磁性体２を、Ｔ
ｃ＝２０℃に選択し、ＳｌのＴｃは６０℃、ＳｌのＴｃ
は４０℃、Ｓ−は’ｒｅを５０℃、８ｓのＴｃを６０℃
とする。定電圧電源Ｅを１０Ｖとする。今周囲温［（Ｔ
）が２０℃以下のとき、すべての感温フェライト磁性体
に対して、Ｔ ＜、Ｔ ｃとなり、スイッチはＯＦＦで
あ抄、ペルチェ冷却素子に電流は流れず、冷却を実現し
、 ない。周囲温度が２０℃から５０℃では、Ｔｃ＝２
０℃の８．がＯＮとなり、回路内の抵抗は、Ｒｅ、Ｒ１
・・・Ｒ３となり合成抵抗は１α５Ωとなる。このとき
冷却素子には、ｉ’−ｔｔ９５Ａの電流が流れる。同様
に、３０℃＜Ｔ＜４０℃゛のもとでは、 関係する抵抗
は、Ｒｏ、Ｒ１・・Ｒ６であり、合成抵抗は、８５Ωで
冷却素子の電流は１１８＾となる。又、Ｔ〉６０℃のも
とでは、合成抵抗２．５Ω、電流は４人となる。この実
施例における回路の電流と周Ｉ温度の関係は第、３図と
なる。第３図から第１図の回路において、周囲温度上昇
に伴い、ペルチェ冷却素子への電流、即ち冷却能力が飛
躍的に高まることが知れる。
第１図の実施例においては、ベルチェ冷却素子抵抗Ｒ，
ｔ−１５０，５ケの回路抵抗をいずれも２Ω、電源電圧
ｇ１ｋｌ（Ｉｖとして、温度上昇に伴う電流変化の急増
する例を示した。しかし、Ｒ０＝α５Ω、ｇ＝＝１０Ｖ
のもとで、温度上昇Ｊ Ｔ＝１０ ｄｅｇＫ対して、電
流増加Δ１＝１人本可能である。それは下式で簡単に求
めうる。
ｔ−１５０，５ケの回路抵抗をいずれも２Ω、電源電圧
ｇ１ｋｌ（Ｉｖとして、温度上昇に伴う電流変化の急増
する例を示した。しかし、Ｒ０＝α５Ω、ｇ＝＝１０Ｖ
のもとで、温度上昇Ｊ Ｔ＝１０ ｄｅｇＫ対して、電
流増加Δ１＝１人本可能である。それは下式で簡単に求
めうる。
２０℃＜Ｔ＜３０℃ 現＋Ｒ１十馬＋Ｒ＊＋ Ｒａ＋
Ｒｓ＝ １０Ω １＝１Ａ３０℃＜Ｔ＜４０℃ Ｐ、
千鳥＋Ｒａ＋ Ｒ，十几＝５０１＝２人４０℃＜’！’
＜５ Ｃｆ′Ｃ凡＋Ｒ，＋ Ｒ＋ ＋ Ｒ１＝ ３．３
Ω１＝３Ａ５０℃＜’Ｉ’＜６０℃
Ｒｅ ＋ Ｒａ十鳥＝２．５０１：４Ａ６０℃（Ｔ
’ Ｒ＝＋Ｒｓコ２Ω １−
５Ａこのとき各抵抗は、馬＝５Ω、Ｒ１＝Ｌ７Ω、Ｒ１
＝α８Ω、！（４＝１５Ω、Ｒ，＝１．５０（但しＲ，
＝α５Ω、ｇ＝１０Ｖ）となる。即ち本回路構成のもと
で、混載昇温に対【、て、随意の形で電流増加金実現す
ることが知れる。又以上の例における回路抵抗Ｒ１及び
、感温磁性体スイッチＳ１の負数を増減することも口■
能であり、ΔＴｗ２０ｄｅｇや逆４Ｔ＝５ｄｅｇの等温
度間隔制御、及びＴｃ＝２０℃、４０℃、５０“Ｃ１５
５℃の非等温間隔の制御も可能である。
Ｒｓ＝ １０Ω １＝１Ａ３０℃＜Ｔ＜４０℃ Ｐ、
千鳥＋Ｒａ＋ Ｒ，十几＝５０１＝２人４０℃＜’！’
＜５ Ｃｆ′Ｃ凡＋Ｒ，＋ Ｒ＋ ＋ Ｒ１＝ ３．３
Ω１＝３Ａ５０℃＜’Ｉ’＜６０℃
Ｒｅ ＋ Ｒａ十鳥＝２．５０１：４Ａ６０℃（Ｔ
’ Ｒ＝＋Ｒｓコ２Ω １−
５Ａこのとき各抵抗は、馬＝５Ω、Ｒ１＝Ｌ７Ω、Ｒ１
＝α８Ω、！（４＝１５Ω、Ｒ，＝１．５０（但しＲ，
＝α５Ω、ｇ＝１０Ｖ）となる。即ち本回路構成のもと
で、混載昇温に対【、て、随意の形で電流増加金実現す
ることが知れる。又以上の例における回路抵抗Ｒ１及び
、感温磁性体スイッチＳ１の負数を増減することも口■
能であり、ΔＴｗ２０ｄｅｇや逆４Ｔ＝５ｄｅｇの等温
度間隔制御、及びＴｃ＝２０℃、４０℃、５０“Ｃ１５
５℃の非等温間隔の制御も可能である。
本発明によねば、上述したように、周囲温度の上列に伴
い冷却能力を急増させることが可能である。又本回路の
電流制御においては、感１磁性体スイッチは、市販量産
体制にあり、非常に安価に望ましい冷却状態を維持する
ことが出来る。
い冷却能力を急増させることが可能である。又本回路の
電流制御においては、感１磁性体スイッチは、市販量産
体制にあり、非常に安価に望ましい冷却状態を維持する
ことが出来る。
第１図は、本発明のペルチェ冷却素子への電流供給回路
である。第１図においてＲ，Ｆｌ、冷却票子抵抗、Ｒ１
、馬、鳥、Ｒ４、Ｒ１は、回路抵抗、Ｓ、、 Ｓ。 Ｆ＠、Ｓ４、Ｓ、け、感温磁性体スイッチ、Ｅは定電圧
電源である。 第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の感温磁性体スイッチ
を示す模式図であり、１Ｆｉ永久磁石、２は感温フェラ
イト磁性体、３Ｆｉリードスイツチである。又周囲温度
をＴ、２の感温フェライト磁性体のキューリ温度をＴｃ
１ｔ（て示す。 １１３図は、第１図実施例回路の電流と周囲温度を示す
グラフである。
である。第１図においてＲ，Ｆｌ、冷却票子抵抗、Ｒ１
、馬、鳥、Ｒ４、Ｒ１は、回路抵抗、Ｓ、、 Ｓ。 Ｆ＠、Ｓ４、Ｓ、け、感温磁性体スイッチ、Ｅは定電圧
電源である。 第２図（ａ）、（ｂ）は、第１図の感温磁性体スイッチ
を示す模式図であり、１Ｆｉ永久磁石、２は感温フェラ
イト磁性体、３Ｆｉリードスイツチである。又周囲温度
をＴ、２の感温フェライト磁性体のキューリ温度をＴｃ
１ｔ（て示す。 １１３図は、第１図実施例回路の電流と周囲温度を示す
グラフである。
Claims (1)
- 半導体レーザの冷却にペルチェ冷却素子を利用する・冷
却電ＲＷＡ路において、適用温度範囲を任意Ｋｎ分割し
、ｎ個の回路抵抗と、感温フェライトのキューり温度以
下で（ハ）路を開放するｎ個の感温磁性体スイッチと、
轟該冷却素子の抵抗Ｒ０と、定電圧電源Ｅから彦る、環
境ｉ！度の上昇に伴い当皺冷却素子に大電流を供給する
電流回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21443281A JPS58115875A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体レ−ザ冷却用電流回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21443281A JPS58115875A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体レ−ザ冷却用電流回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58115875A true JPS58115875A (ja) | 1983-07-09 |
Family
ID=16655681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21443281A Pending JPS58115875A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 半導体レ−ザ冷却用電流回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58115875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020178121A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | オプティシス カンパニー リミテッド | 光通信モジュール |
-
1981
- 1981-12-28 JP JP21443281A patent/JPS58115875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020178121A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | オプティシス カンパニー リミテッド | 光通信モジュール |
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