JP6341459B2 - Light source device - Google Patents
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Description
この発明は光源装置に関するものであり、特に、基板上に複数の光源素子を備えた光源装置に係わるものである。 The present invention relates to a light source device, and more particularly to a light source device having a plurality of light source elements on a substrate.
従来から、印刷業界や電子工業界などにおいては、被処理対象物である保護膜、接着剤、塗料、インキ、フォトレジスト、樹脂、配向膜等に対して、硬化、乾燥、溶融、あるいは軟化、改質処理などを行う光源として紫外線を放射する光源が多用されているが、近年においては、この紫外線領域の光を発光するＬＥＤ素子が利用されてきており、このような紫外線領域の光を放射するＬＥＤ素子を用いた紫外線光源ユニットが開発されている。
上記ＬＥＤ素子を用いた光源装置をインクジェットプリンターのインクジェットヘッドと組み合わせた構成が、特開２００４−３５８７６９号公報（特許文献１）に開示されている。
Conventionally, in the printing industry, the electronics industry, etc., the protective film, adhesive, paint, ink, photoresist, resin, alignment film, etc., which are objects to be processed, are cured, dried, melted, or softened. A light source that emits ultraviolet rays is often used as a light source for performing a modification process or the like. In recent years, LED elements that emit light in the ultraviolet region have been used, and such ultraviolet light is emitted. An ultraviolet light source unit using an LED element has been developed.
The structure which combined the light source device using the said LED element with the inkjet head of an inkjet printer is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-358769 (patent document 1).
図６にその構成が示されている。
インクジェットプリンター５０は、紙などのプリントメディアＭにインクを噴出するインクジェットヘッド５１と、その片側、若しくは、両側に備えられた紫外線光源装置５２とを有している。これらのインクジェットヘッド５１および光源装置５２は、プリントメディアＭより所定間隔だけ上方に配置され、ガイドレール５３に懸架されてプリントメディアＭに対して横断方向Ｙに走査される。
前記インクジェットヘッド５１から噴射されてプリントメディアＭの表面に付着したＵＶインク滴は、光源装置５２から照射される紫外線により硬化される。これにより、インクジェットヘッド５１の走査方向Ｙにおいて、プリントメディアＭ表面にＵＶインクが着色される。
上記のＵＶインク滴の硬化後に、プリントメディアＭは長さ方向Ｘに、決められた距離だけ移動し、上記印刷動作が繰り返される。これにより、プリントメディア表面に絵図又は文字を形成できるものである。
FIG. 6 shows the configuration.
The ink jet printer 50 includes an ink jet head 51 that ejects ink onto a print medium M such as paper, and an ultraviolet
The UV ink droplets ejected from the inkjet head 51 and attached to the surface of the print medium M are cured by the ultraviolet rays irradiated from the
After the UV ink droplets are cured, the print medium M moves in the length direction X by a predetermined distance, and the printing operation is repeated. Thereby, a picture or a character can be formed on the surface of the print medium.
ところで、この種のインクジェットプリンターの光源装置は、発光素子（ＬＥＤ素子）が実装された発光素子基板と、放熱装置であるヒートシンクとから構成されている。
この構造として、例えば、特開２００３−２８２８０１号公報（特許文献２）が知られている。
図７にその概略構造が示されていて、発光素子６１が実装された発光素子基板６２が、ヒートシンク６３に装着されていて、そのヒートシンク６３の冷却フィン６４に対して冷却ファン６５が対向配置されている。この冷却ファン６５からの冷却風によって冷却フィン６４を冷却して、ヒートシンク６３からの放熱を図り、発光素子６１の冷却を行なおうとするものである。
By the way, the light source device of this type of ink jet printer includes a light emitting element substrate on which a light emitting element (LED element) is mounted, and a heat sink as a heat radiating device.
As this structure, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-282801 (Patent Document 2) is known.
The schematic structure is shown in FIG. 7, where a light
しかしながら、この構造では、図７に示すように、冷却ファン６５からの冷却風が、冷却フィン６４からヒートシンク６３に当たるとき、冷却フィン６４間の空間で、冷却フィン６４の延在方向に沿って２方向に分流されて流出する。
そのため、発光素子基板６２が設けられたヒートシンク６３の中央領域Ａに冷却風が当たることがなく、最も冷却を要する領域の冷却効果が芳しいものではなく、発光素子の冷却が不十分なものとなるという不具合がある。
また、冷却風の排気口を２か所に設けることが必要になり、ケーシングの構造が複雑化し、加工上の手間が増加している。
However, in this structure, as shown in FIG. 7, when the cooling air from the
Therefore, the cooling air does not strike the central area A of the heat sink 63 provided with the light
In addition, it is necessary to provide cooling air exhaust ports at two locations, the structure of the casing is complicated, and the processing effort is increased.
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、ケーシング内に、発光素子が実装された発光素子基板をヒートシンクに装着してなる光源ユニットと、前記ヒートシンクの冷却フィンに対向配置された冷却ファンとが内装された光源装置において、冷却ファンからの冷却風がヒートシンクの冷却フィンに対してその延在方向に万遍なく当たり、ヒートシンクにおける最も冷却を必要とする発光素子基板が設けられた領域を十分に冷却することができるようにした構造を提供せんとするものである。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a light source unit in which a light-emitting element substrate on which a light-emitting element is mounted is mounted in a casing in a casing, and a cooling fan disposed to face the cooling fins of the heat sink. In the light source device, the cooling air from the cooling fan hits the cooling fins of the heat sink evenly in the extending direction, and the region where the light emitting element substrate that needs the most cooling in the heat sink is provided. It is intended to provide a structure that can be sufficiently cooled.
上記課題を解決するために、この発明の光源装置は、前記ヒートシンクの冷却フィンと、前記冷却ファンとの間に、冷却風を前記冷却フィンの延在方向の一端部に導く導風板が設けられ、前記ケーシングには、前記冷却フィンの延在方向の他端部に対向して排気口が形成されていることを特徴とする。
また、前記発光素子基板上に、前記冷却フィンの延在方向に延びる複数の帯状配線が配設され、該帯状配線上に複数の発光素子が配置されていることを特徴とする。 また、前記帯状配線上には、前記発光素子が配置された発光領域と、前記発光素子が配置されない非発光領域とが設けられ、前記非発光領域が、前記冷却風が導かれる前記冷却フィンの一端部側に設けられていることを特徴とする。 また、前記ヒートシンクが、複数のヒートシンクブロックからなり、前記各々のヒートシンクブロック上には、それぞれ、前記冷却フィンの延在方向に延びる複数の帯状配線が配設され、該帯状配線上に複数の発光素子が配置されていて、前記複数のヒートシンクブロックは、前記冷却フィンの延在方向と直交する方向に連設されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the light source device of the present invention is provided with an air guide plate that guides the cooling air to one end in the extending direction of the cooling fin between the cooling fin of the heat sink and the cooling fan. In the casing, an exhaust port is formed opposite to the other end portion in the extending direction of the cooling fin.
Further, a plurality of strip-like wirings extending in the extending direction of the cooling fins are disposed on the light-emitting element substrate, and a plurality of light-emitting elements are disposed on the strip-like wirings. In addition, a light-emitting region in which the light-emitting element is disposed and a non-light-emitting region in which the light-emitting element is not disposed are provided on the belt-like wiring, and the non-light-emitting region is formed on the cooling fin to which the cooling air is guided. It is provided on one end side. The heat sink is composed of a plurality of heat sink blocks, and a plurality of strip-like wirings extending in the extending direction of the cooling fins are disposed on each of the heat sink blocks, and a plurality of light emission on the strip-like wirings. An element is disposed, and the plurality of heat sink blocks are connected in a direction orthogonal to an extending direction of the cooling fin.
この発明の光源装置によれば、冷却ファンからの冷却風をヒートシンクの冷却フィンの延在方向の一端部から導入して、その他端部まで冷却フィンの延在方向の全長に亘って流すことができるので、その冷却効果が向上し、とりわけ、発光素子基板が設けられる領域においても冷却風が十分に流れるので、最も冷却を必要とする領域を冷却できないといった不都合が解消される。
また、発光素子基板上には発光素子の帯状配線が冷却フィンの延在方向に沿って設けられているので、冷却風の流れによる冷却効果が向上する。
また、帯状配線の非発光領域が冷却風の導入一端部側に配置されているので、配線の冷却が効率的になり、発光素子の冷却が確実なものとなる。
According to the light source device of the present invention, the cooling air from the cooling fan is introduced from one end portion in the extending direction of the cooling fin of the heat sink and allowed to flow over the entire length in the extending direction of the cooling fin to the other end portion. Therefore, the cooling effect is improved, and in particular, since the cooling air sufficiently flows even in the region where the light emitting element substrate is provided, the inconvenience that the region requiring the most cooling cannot be cooled is eliminated.
Further, since the strip-like wiring of the light emitting element is provided on the light emitting element substrate along the extending direction of the cooling fin, the cooling effect by the flow of the cooling air is improved.
In addition, since the non-light-emitting region of the belt-like wiring is disposed on the one end side of the cooling air introduction, the wiring is efficiently cooled and the light-emitting element is reliably cooled.
図１、２に本発明の実施例が示されている。
図１において、本発明の光源装置１においては、ケーシング２内に、光源ユニット３と、冷却ファン４とが収納されている。
前記光源ユニット２は、ＬＥＤ素子などの発光素子３１と、これが実装された発光素子基板３２と、この発光素子基板３２が装着されたヒートシンク３４とからなる。
また、冷却ファン４は、前記ヒートシンク３４の冷却フィン３５に対向配置されていて、この冷却ファン４からの冷却風が該冷却フィン３５に当たってこれを冷却する。
図２に示すように、光源ユニット３においては、発光素子基板３２上に、複数の帯状配線３３、３３が配設されていて、この帯状配線３３は、前記ヒートシンク３４の冷却フィン３５が延在する方向に沿って延びるように設けられている。そして、この帯状配線３３の各々に複数のＬＥＤ素子などの発光素子３１、３１が実装されているものである。
1 and 2 show an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, in a light source device 1 of the present invention, a
The
The cooling fan 4 is disposed opposite to the
As shown in FIG. 2, in the
そして、図１に示すように、ケーシング２内の前記光源ユニット３と冷却ファン４との間には、傾斜した導風板５が設けられていて、前記冷却ファン４からの冷却風を、前記冷却フィン３５の延在方向の一端部３５ａに向けて導く。
ケーシング２には、前記冷却フィン３５の延在方向の他端部３５ｂに対向して排気口６が形成されている。
この構成により、冷却ファン４からの冷却風は、導風板５によって冷却フィン３５の一端部３５ａに導かれ、その冷却フィン３５の延在方向に沿って流れて他端部３５ｂに至り、排気口６から排気されるものである。
As shown in FIG. 1, an inclined
An
With this configuration, the cooling air from the cooling fan 4 is guided to the one end portion 35a of the
図３、４に示された他の実施例では、発光素子基板３２上の帯状配線３３上には、前記発光素子３１が配置された発光領域Ｘと、前記発光素子３１が配置されない非発光領域Ｙとが設けられている。そして、この非発光領域Ｙは、前記冷却風が導かれる前記冷却フィン３５の一端部３５ａ側に設けられている。
この構造により、帯状配線３３に非発光領域Ｙが形成されているので、この領域は発光素子３１による加熱の影響が少なく、その領域Ｙを冷却風で冷却するので、一層冷却力が向上する。
In other embodiments shown in FIGS. 3 and 4, a light emitting region X in which the
With this structure, since the non-light-emitting region Y is formed in the strip-
図５に更に他の実施例が示されており、ヒートシンク３４を複数のヒートシンクブロック３４１、３４２、３４３の分割構造としたものである。
各ヒートシンクブロック３４１、３４２、３４３上にはそれぞれ、発光素子基板３２が設けられ、該基板３２上には帯状配線３３、３３が設けられ、該帯状配線３３上に複数の発光素子３１、３１が設けられている。
勿論この構造においても、帯状配線３３上に発光領域と非発光領域とを形成することもできる。
このような構造とすることで、被照射物の照射領域の変更に、ヒートシンクブロックを増減することで容易に対応できる。
FIG. 5 shows still another embodiment in which the
A light
Of course, also in this structure, a light emitting region and a non-light emitting region can be formed on the belt-
By adopting such a structure, it is possible to easily cope with the change of the irradiation area of the irradiated object by increasing or decreasing the heat sink block.
以上説明したように、本発明の発光素子を用いた光源装置では、ヒートシンクの冷却フィンと冷却ファンとの間に導風板を設けることによって、冷却フィンに対して、その延在方向の一端部側に冷却風を導いて、冷却フィンの延在方向に沿って流し、他端側から排気するので、冷却フィン全体に冷却風が当たって冷却効果が向上し、特に、冷却を最も必要とする発光素子基板の取り付け部位を有効に冷却することができるものである。 As described above, in the light source device using the light emitting element of the present invention, by providing the air guide plate between the cooling fin of the heat sink and the cooling fan, one end portion in the extending direction with respect to the cooling fin. Since the cooling air is guided to the side, flows along the extending direction of the cooling fin, and is exhausted from the other end side, the cooling air hits the entire cooling fin and the cooling effect is improved. The attachment site of the light emitting element substrate can be effectively cooled.
１ 光源装置
２ ケーシング
３ 光源ユニット
３１ 発光素子
３２ 発光素子基板
３３ 帯状配線
３４ ヒートシンク
３４１〜３４３ ヒートシンクブロック
３５ 冷却フィン
４ 冷却ファン
５ 導風板
６ 排気口
Ｘ 発光領域
Ｙ 非発光領域
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