JP2001007433A - レーザマーカ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー光源の温度制御を効率よく行うと共
に、ファンの消費電力の削減を図ることが可能なレーザ
マーカを提供する。 【解決手段】 レーザダイオードに備えられたファン制
御部１９は、ペルチェ素子１４の加熱・冷却の切り替え
動作に連動させてファン１８を停止状態と動作状態とに
切り替える。そして、ファン１８は、ペルチェ素子１４
がレーザダイオード１１を冷却するときには動作して冷
却を補助し、ペルチェ素子１４がレーザダイオード１１
を加熱するときには、その加熱の妨げとならぬように停
止される。これにより、ペルチェ素子１４による加熱効
率と冷却効率の両方が向上すると共に、ファン１８の無
駄な動作がなくなり、省電力化が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
をレーザ光源に用いたレーザマーカに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のレーザマーカは、レーザ光源に
用いられるレーザダイオードを一定温度に保持して、レ
ーザ光出力の安定化を図る必要がある。そして、レーザ
光源を一定温度となるように制御するものとしては、例
えば、図６に示すようなものが知られている（特開平９
−２０６３０８号公報参照）。このものは、ケース１内
に、レーザダイオード２とそのレーザダイオード２を冷
却するペルチェ素子３とを備えると共に、ファン４を用
いてケース１内を冷却しており、冷却効率を向上させる
ために、ファン４の回転数をレーザダイオード２及びペ
ルチェ素子３への給電量に対応させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザマー
カを寒冷な環境で使用した場合、レーザダイオードを上
記一定温度に向けて加熱する必要がある。しかしなが
ら、上記した従来の構成のものでは、ペルチェ素子３で
レーザダイオード２を加熱するときにも、ファン４が動
作してしまうので、ペルチェ素子３の加熱動作が、ファ
ン４の冷却動作によって妨げられ、加熱効率が低下し、
従って消費電力量も大きくなる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、レーザー光源の温度制御を効率よく行うと共に、フ
ァンの消費電力の削減を図ることが可能なレーザマーカ
の提供を目的とする。

【０００５】

【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に係る発明は、レーザ光源としてのレーザ
ダイオードと、レーザダイオードを加熱又は冷却して一
定温度に保つように制御されるペルチェ素子と、レーザ
光源及びペルチェ素子を収容したケースと、ケース内を
冷却するためのファンと、ファンをペルチェ素子に連動
させて動作又は停止させるファン制御手段とを備え、フ
ァン制御手段は、ペルチェ素子がレーザダイオードを冷
却するときには、ファンを動作させる一方、ペルチェ素
子がレーザダイオードを加熱するときにはファンを停止
させるように構成されたところに特徴を有する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１記載のレーザ
マーカにおいて、ケース内の温度を検出して、その検出
結果をファン制御手段に与える温度検出手段が設けら
れ、ファン制御手段は、ファンを動作させるときには、
ケース内の温度に応じた回転数でファンを動作させると
ころに特徴を有する。

【０００７】

【発明の作用及び効果】＜請求項１の発明＞ケース内
は、電気回路の発熱によりケース外よりも高温となって
おり、ファンの動作で換気されて冷却される。ここで、
ファンは、ペルチェ素子がレーザダイオードを冷却する
ときには動作して冷却を補助し、ペルチェ素子がレーザ
ダイオードを加熱するときには停止してペルチェ素子の
加熱動作を妨げないように制御されるから、ペルチェ素
子による加熱効率と冷却効率の両方が向上すると共に、
ファンの無駄な動作がなくなり、省電力化が図られる。

【０００８】＜請求項２の発明＞ファン制御手段は、単
にファンを動作させるだけではなく、ケース内の温度の
高さに応じた回転数でファンを動作させるので、ファン
を必要最小限の回転数で駆動制御できることになり、フ
ァンの制御においてよりいっそうの省電力化が図られ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞以下、本発明の
実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態
のレーザマーカは、全体構成が図１に示されており、ケ
ース１０の内側に、レーザ光源としてのレーザダイオー
ド１１を備え、このレーザダイオード１１から発せられ
たレーザ光をミラー１２で向きを変えてケース１０の照
射口１０Ａへと案内し、その照射口１０Ａに備えたレン
ズ１３で集光して外部に照射する構成となっている。

【００１０】レーザダイオード１１のうちレーザ光の放
射方向に対する反対側には、ペルチェ素子１４が隣接し
て設けられ、そのペルチェ素子１４にはヒートシンク１
５が密着して備えられている。また、レーザダイオード
１１には、第１サーミスタ１７が取り付けられ、レーザ
ダイオード１１の検出温度を電圧にして、素子制御部１
６へと出力している。素子制御部１６には、図示しない
第１比較回路（図示せず）が備えられており、この第１
比較回路で第１基準電圧と、前記第１サーミスタ１７の
出力電圧との偏差が求められ、この偏差が無くなるよう
にペルチェ素子１４がドライブされる。即ち、この第１
基準電圧は、図２のブロック図で示した「目標温度」に
対応しており、素子制御部１６は、ペルチェ素子１４を
駆動して、レーザダイオード１１が目標温度となるよう
に制御している。

【００１１】また、図１に示すように、ケース１０に
は、内外に連通する換気窓１０Ｂが形成され、そこにフ
ァン１８が取り付けられている。ファン１８は、ファン
制御部１９によって、停止状態と、一定の回転数で回転
した動作状態とに切り替えられる。より詳細には、ファ
ン制御部１９には、第２比較回路（図示せず）が備えて
おり、この第２比較回路で、ケース１０内の温度を検出
する第２サーミスタ２０から受けた出力電圧と第２基準
電圧とを比較して、サーミスタ２０の出力電圧の方が第
２基準電圧より大きければ、ファン１８を動作状態と
し、サーミスタ２０の出力電圧の方が第２基準電圧より
大きければ、ファン１８を停止状態とする。ここで、第
２基準電圧は、レーザダイオード１１が目標温度となっ
たときのケース１０内の室温（これを「基準温度TM」と
いう、図３及び図４参照）を実験的に求め、その温度で
第２サーミスタ２０が出力する電圧に設定してある。こ
れにより、ファン制御部１９は、ペルチェ素子１４の加
熱と冷却との切り替え動作に連動させて、ファン１８を
停止状態と動作状態とにオンオフできるようになってい
る。

【００１２】以下、上記構成からなる本実施形態の動作
を説明する。レーザマーカを運転すると、レーザダイオ
ード１１が発熱し、例えば、レーザダイオード１１自身
の温度が、素子制御部１６に設定された目標温度より高
温となる。すると、素子制御部１６は、レーザダイオー
ド１１の温度を第１サーミスタ１７で取り込み、これを
目標温度まで下げるべく、ペルチェ素子１４でレーザダ
イオード１１を冷却する。ところで、ケース１０内は、
レーザダイオード１１をはじめとする電気回路の発熱に
より、ケース１０外よりも高温となっており、このケー
ス１０内の温度はサーミスタ２０によってファン制御部
１９に取り込まれる。そして、ファン制御部１９は、ケ
ース１０内が基準温度TMより高いときに、ファン１８を
一定の回転数（図４参照）で動作させてケース１０内を
冷却する。これにより、ペルチェ素子１４によるレーザ
ダイオード１１の冷却効率が向上する。

【００１３】さて、レーザマーカが寒冷の環境で運転さ
れる場合、レーザダイオード１１が発熱してもレーザダ
イオード１１自身の温度が前記目標温度より低温となる
場合が生じる。すると、素子制御部１６は、レーザダイ
オード１１の温度を、目標温度まで上げるべく、ペルチ
ェ素子１４でレーザダイオード１１を加熱する。ところ
で、レーザマーカが寒冷の環境で使用されても、ケース
１０内は、やはり電気回路の発熱により、ケース１０外
よりも高温となっている。このため、ファン１８を動作
させるとケース１０内が冷却されてしまう。ところが、
ケース１０内が基準温度TMよりも低温となると、ファン
制御部１９は、ファン１８を停止させて、ケース１０内
が冷却されないようにする。これにより、ペルチェ素子
１４によるレーザダイオード１１の加熱効率が向上す
る。

【００１４】このように本実施形態によれば、ファン１
８は、ペルチェ素子１４がレーザダイオード１１を冷却
するときには、動作して冷却を補助し、ペルチェ素子１
４がレーザダイオード１１を加熱するときには、停止し
てペルチェ素子１４の加熱動作を妨げないように制御さ
れるから、ペルチェ素子１４による加熱効率と冷却効率
の両方が向上すると共に、ファン１８の無駄な動作がな
くなり、省電力化が図られる。

【００１５】尚、レーザダイオード１１自身の温度が、
目標温度の近辺で均衡がとれるような環境でレーザマー
カが用いられた場合、ペルチェ素子１４が加熱と冷却と
に頻繁に切り替わることが想定される。ところが、本実
施形態では、ペルチェ素子１４の切り替え信号で、ファ
ン１８を動作状態と停止状態とに切り替えるのではな
く、ペルチェ素子１４の切り替え動作に応じて緩やかに
変動するケース１０内の温度を測定し、それが基準温度
TMより高いか否かでファン１８を動作状態と停止状態と
に切り替えるようにしたから、ペルチェ素子１４が頻繁
に切り替わっても、ファン１８が頻繁に切り替わること
が防がれ、省電力化が図られる。

【００１６】＜第２実施形態＞この第２実施形態は、図
５に示されており、ファン制御部の構成を上記第１実施
形態とは異なる構成としたものである。その他の構成に
ついては上記第１実施形態と同じであるため、同じ部位
については同一符号を付して重複説明は省略する。

【００１７】本実施形態のファン制御部は、第２サーミ
スタ２０で取り込んだケース１０内の温度の高さに応じ
た回転数でファン１８を動作させる。より詳細には、フ
ァン制御部においてはケース１０内の温度と基準温度TM
との比較を行い、図５に示すように、基準温度TMの方が
高ければ第１実施形態と同様にファン１８を停止させる
が、ケース１０内の温度の方が高ければケース１０内の
温度と基準温度TMとの差を演算し、その温度差に比例さ
せてファン１８の回転数を大きくする。これにより、ケ
ース１０内の温度と基準温度TMとの差が大きいときに
は、ファン１８による冷却作用が高まり、差が小さいと
きには、ファン１８による空冷作用が抑えられる。

【００１８】このように本実施形態では、ファン制御部
は、単にファン１８を動作させるだけではなく、ケース
１０内の温度の高さに応じた回転数でファン１８を動作
させるので、ファン１８を必要最小限の回転数で駆動制
御できることになり、ファン１８の制御においてよりい
っそうの省電力化が図られる。

【００１９】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。

【００２０】（１）例えば、ファン制御部に、ペルチェ
素子の加熱・冷却の切替信号を取り込んで、ファンを停
止状態と動作状態とに切り替えてもよい。

【００２１】（２）前記第１実施形態のレーザマーカに
は、ヒートシンク１５が備えられていたが、ヒートシン
クを備えない構成のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザマーカの構
成を示す模式図

【図２】ペルチェ素子によるレーザダイオードの温度制
御に係るブロック図

【図３】ファンのオンオフ制御に係るブロック図

【図４】ファンの回転数とケース内の温度との関係を示
すグラフ

【図５】第２実施形態のファンの回転数とケース内の温
度との関係を示すグラフ

【図６】従来のレーザマーカの構成を示す模式図

【符号の説明】

１０…ケース １１…レーザダイオード １４…ペルチェ素子 １８…ファン １９…ファン制御部（ファン制御手段） ２０…第２サーミスタ（温度検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源としてのレーザダイオード
   と、 前記レーザダイオードを加熱又は冷却して一定温度に保
   つように制御されるペルチェ素子と、 前記レーザ光源及び前記ペルチェ素子を収容したケース
   と、 前記ケース内を冷却するためのファンと、 前記ファンを前記ペルチェ素子に連動させて動作又は停
   止させるファン制御手段とを備え、 前記ファン制御手段は、前記ペルチェ素子が前記レーザ
   ダイオードを冷却するときには前記ファンを動作させる
   一方、前記ペルチェ素子が前記レーザダイオードを加熱
   するときには前記ファンを停止させるように構成された
   ことを特徴とするレーザマーカ。
2. 【請求項２】 前記ケース内の温度を検出して、その検
   出結果を前記ファン制御手段に与える温度検出手段が設
   けられ、 前記ファン制御手段は、前記ファンを動作させるときに
   は、前記ケース内の温度に応じた回転数で前記ファンを
   動作させることを特徴とする請求項１記載のレーザマー
   カ。