JPS61166194A - 半導体レ−ザ装置 - 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】 （技術分野） 本発明は半導体レーザ装置に関し、より詳細には感光体
に対してレーザ光で光書込を行なうための半導体レーザ
装置に適用することのできる半導体レーザ装置に関する
ものである。

半導体レーザを光源とした静電記録方式の記録装置にお
いては、感光体に照射されるレーザ光の光量は画像濃度
に極めて影響大で、光量のわずかな変動に対して画像の
濃淡が変化する。また、現在の感光体は、その感度特性
が赤外領域において下降しているため、半導体レーザか
らのレーザ光の波長が変動すると画像濃度に影響する。

現在知られている半導体レーザ使用の記録装置における
半導体レーザ装置は次のようなものである。

即ち半導体レーザを、ペルチェ効果を有する部材の上に
乗せ、さらに該半導体レーザの温度を検知するためのサ
ーミスタを設けて半導体レーザの温度を一定に保つよう
に制御している。

これはレーザ光の光量及び波長の変動の最大の原因とな
る半導体レーザの温度の変動を抑えようとするものであ
る。

半導体レーザは一定電流で駆動されていても、温度変動
によりその出射光量が著しく変動する。

また、波長も幾分変動する（０．３ｎｍ／’Ｃ）ことが
知られている。

従って、上述の如くペルチェ効果素子を用いる従来の装
置は、レーザ光の光量及び波長変動を抑えるために有効
な手段である。

しかし、ペルチェ効果を有する素子は高価であり、これ
を駆動する電源も大容量のものが必要−である。さらに
、サーミスタ出力により制御するために付帯する制御部
材、例えは基準レベル回路、比較回路、スイッチ回路な
どを必要とし半導体レーザ近傍の機構的な複雑°さや電
装回路の複雑さを伴うという問題がある。

（目　的） したがって、この発明の目的はより簡易な手段により半
導体レーザの温度を制御することのできる半導体レーザ
装置を提供することばある。

（構　成） 本発明は」二記の目的を達成させるため温度制御手段と
して正温度特性サーミスタを用いたことを特徴としたも
のである。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

本発明に用いられる正温度特性サーミスタは、ある温度
に達すると抵抗値の急峻な増大を示す正温度特性をもっ
た感熱抵抗素子であり、電流が流れている間は自己発熱
し特定温度になると抵抗値が急峻な増大を示し、電流値
が激小して発熱量が小さくなるというメカニズムで自動
的に温度補償をし、温度を一定に保つ定温度発熱特性を
有する。

半導体レーザ装置の一例を示した第１図において、半導
体レーザ１はシリコン基板のサブマウン１−２にボンデ
ィングされ、このサブマウント２はピー１〜シンク３に
やはリボンディングされている。

このヒートシンク３は半導体レーザの熱を拡散するため
のものであり、熱伝導率の高い銅が用いられている。

半導体レーザの発光は、金属製のキャップ４にボンディ
ングされた反射防止処理済みの窓ガラス５を透過してキ
ャップ外部に出射される。キャンプ４は半導体レーザ１
を外気から遮断し、保護する機能を有している。

なお、半導体レーザ］の窓ガラス５と反対側の端面から
の発光は、その一部が光の制御を行なうためのフォＩ−
ダイオード６に入射し、半導体レーザ１の出力レベルを
検知するようになっている。

ここで、フォトダイオード６はその反射光がキャップ外
部に出射される発光と重ならないように傾けて配置され
ている。

ピー１〜シンク３及びフォｌ−ダイオード６はステム７
上に設置されている。

つまり、ステム７は半導体レーザ１の取付基準として機
能し、又、電源用の端子８が取付けられている。

このような構成において、正温度特性サーミスタ９はヒ
ートシンク３上であってサブマウンＩ〜２に隣り合わせ
て設置されている。

而して、正温度特性サーミスタ９の発熱量の変化により
ビー１ヘシンク３を所定の設定温度範囲に制御すること
ができる。

本発明の他の実施例を第２図、第３図に示す。

図示の通り、ステム７０の外側に正温度特性サーミスタ
９０が取付（づてあり、さらにステム７０上にピー１−
シンク３０が設けである。そして、このヒートシンク３
上にサブマウント２０を介して半導体レーザ１０がボン
ディングされている。又、半導体レーザ１０の下方には
フォトダイオード６０が設置されている。キャップ４ｏ
及び窓ガラス５ｏは前記例に準ずる。正温度特性サーミ
スタ９０へは、ピー１−シンク３０からステム７０を介
して熱が伝達されて半導体レーザ１０に対する温度制御
がなされる。

この例では正温度特性サーミスタ９０が端子８０に近接
しているのでその分、リード線の配線が容易となる。

次に、第４図に示す例は、レーザビームプリンタのレー
ザユニツ１〜に本発明を実施した場合である。

図において、半導体レーザ１００はアルミニュム製のベ
ース３００に熱伝導可能に押しあてられ、裏側より押え
部材１１で押圧されてねし止めされている。半導体レー
ザ１００のリード線は、スベーザ１２を介して押え部材
１１に取付けられた中継端子基板１３にはんだ付けされ
ている。

半導体レーザ１００に近接した部位におけるベース３０
０の外側面には正温度特性サーミスタ９００が密着して
設けられでいる。

一方、ベース３００の内側面には、コリメータレンズセ
ル１４を支持しているアルミニュム製のフランジ１５が
熱伝導可能に密着されている。

コリメータレンズセル１４内には、集束性光伝送体から
なるコリメークレンズ１４ａが押えねじ］、４ｂにより
位置決め、支持されている。そして、コリメータレンズ
セル１４は、その外周のねじがフランジ１５にねし込ま
れていて、回転に応して半導体レーザ１００とコリメー
クレンズ１４ａとの間隔か調す；３てきるようになって
いる。コリメータレンズセル１４とフランジ１５どの間
に介装された波ワツシヤ−１６は、バックラッシュ除去
機能を果している。又、全体を覆う断熱イｇ１．７　、
　］　８は被温度制御部たる半導体１ノ−ザ１００など
を外気と遮断し温度制御を補助するが必ずしも必要とし
ない。

本例においても、ベース３００を介して半導体レーザ１
００と正温度特性サーミスタ９００が熱伝達可能に取付
けられているので、所定の一定温度に制御することがで
きる。

従って、半導体レーザ１００の波長変動が抑えられると
ともに、半導体Ｉノーザ１００とコリメータレンズ１／
Ｉａとの間隔も熱伸縮の影響が排されるのて一定に維持
される。

一般にコリメータレンズ］　４　ａのバックフォーカス
は非常に浅く、コリメータレンズ１４８の取イ・１許容
誤差はその理想位１１１ｔに対し、光軸方向に±４μｍ
程度と非常に厳しい。また、画質を向」二する点からも
この取イζｊ精度はより厳しい方向にある。

このような条件下において正温度特性サーミスタ９００
の温度制御機能によりコリメータレンズ１４ａの熱伸縮
に伴う位置ずれはＭ消される。

次に、第５図、第６図に示す実施例は、半導体レーザ装
置の一般的な構成例で、銅からなるピー１〜シンク３０
００を介して、サブマウンｌ−２００１の半導体レーザ
】０００と正温度特性サーミスタ９０００が取付むづで
ある。

なお、絶縁材２］上に設けられたカソード１９から図示
を省略したり−１・線を介して半導体レーザ１０００に
駆動電力が供給される。

（効　果） 正温度特性サーミスタは構成が簡単で信頼性も高く、付
帯的な制御部材、回路などを要しないので、簡易な構成
で温度制御をなし得、コス１へ的にも有利である。

【図面の簡単な説明】 第１−図は半導体レーザ装置の斜視図、第２図は他の実
施例としての半導体レーザ装置の正面図、第３図は同］
二図の平面図、第４図はさらに他の実施例としての半導
体レーザ装置の断面図、第５図はさらに他の実施例とし
ての半導体レーザ装置の正面図、第６図は同」−図の平
面図である。 １　、　］０，１００．］０００・・・半導体レーザ、
３　、３０，３００・・・ピー１−シンク、３００・・
・ベース、９　、！］０，９００．９０００・・・正温
度特性サーミスタ。 −８＝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザの近傍に伝熱体を介して配置した正温度特
   性サーミスタの駆動により、半導体レーザの温度を任意
   の設定温度に制御することを特徴とする半導体レーザ装
   置。