CN201812486U - 基于大功率uvled扇形阵列的光盘固化照射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置。基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，包括铝基板(1)，所述的铝基板(1)上设有若干个大功率UVLED(2)，若干个大功率UVLED(2)均匀排布成至少一个扇形阵列。本实用新型具有体积小、重量轻、在照射区域内功率密度高、光盘径向各区域接受能量均匀、固化效果迅速均匀、装置寿命长、工作稳定、制造成本低等特点，适合在光盘紫外固化领域广泛推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光盘紫外光固化照射装置，具体是指一种基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置。
背景技术
目前，在传统的光盘紫外光固化设备中，主要使用管状高压汞灯、金属卤化物灯等作为光源。传统紫外光源的主要问题是(以高压汞灯为例)：
1、高压汞灯线功率密度较大，在发射紫外线的同时还发射红外线，故高压汞灯工作时伴随着高热量释放，灯管管壁温度高达800℃以上。因此，高压汞灯在工作时需要进行强制风冷或水冷，使其工作时温度控制在170～200℃左右。若高压汞灯温度过低会造成紫外线能量下降，温度过高会缩短灯的寿命，并可能对固化物产生不利影响，甚至使反射罩熔化变形。但是对高压汞灯进行冷却，会带来辅助设备复杂等一系列问题。
2、对固化物-光盘来说，高压汞灯工作温度即使控制在200℃左右，这个温度仍有可能使光盘产生翘曲变形，影响光盘质量，甚至产生无法正常读碟的后果。
3、高压汞灯使用寿命不长(进口灯约2000小时，国产灯只有1000小时左右)，如更换失效的高压汞灯，一次约千元左右。在光盘生产企业，平均每两个月更换一次，仅固化光源一项，维护成本就非常昂贵，频繁更换高压汞灯，会带来生产成本增加等问题。。
最重要的问题在于：高压汞灯沿灯管方向功率基本均匀分布，但是光盘在旋转固化时，沿直径方向各区域接受的光能量并不相同，结果导致光盘在径向各区域固化速度不同，固化程度也不同。靠提高高压汞灯的线功率密度无法解决这个问题。因此，急需一种能满足光盘固化特殊要求的光固化照射装置来解决这一问题。
近年来，随着大功率UVLED产生和发展，把UVLED作为紫外光固化的光源已经成为可能。与传统高压汞灯相比，UVLED有很多优点：如：体积小、耗电量低、坚固耐用寿命长(理论上UVLED使用寿命可达10万小时左右)、高光效、高亮度、低热量、快响应(白炽灯响应时间为毫秒级，UVLED为纳秒级)等。
但是：使用单个大功率UVLED作为紫外光固化光源是不现实的，其原因在于：单个UVLED作为固化光源，其功率还是太小，紫外光在固化物表面的辐照度不够，会导致固化强度不够。因此，需要将若干个大功率UVLED组合成一定的阵列来使用。把大功率UVLED组成特定阵列，研制能满足光盘固化特殊要求的光固化照射装置，就是本实用新型要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够满足光盘固化特殊要求的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，包括铝基板，所述的铝基板上设有若干个大功率UVLED，若干个大功率UVLED均匀排布成至少一个扇形阵列。
所述的若干个大功率UVLED自扇形圆心处开始，UVLED沿径向分层等距排列，每层的若干个UVLED分别在相应园弧上等距排列。
所述的若干个UVLED沿径向至少分两层等距排列。
所述的若干个UVLED沿径向分八层等距排列。
第一层上的UVLED为1个，第二层为2个，第三层为3个，第四层为4个，第五层为5个，第六层为6个，第七层为7个，第八层为8个。
所述的若干个大功率UVLED均匀排布成圆心同心的两个扇形阵列，该两个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
所述的若干个大功率UVLED均匀排布成圆心同心的三个扇形阵列，该三个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
所述的若干个大功率UVLED均匀排布成圆心同心的四个扇形阵列，该四个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
所述的铝基板背面设有散热片，铝基板和散热片之间设有导热胶。
所述的散热片上设有风扇。
由于采用了上述的结构，本实用新型具有体积小、重量轻、在照射区域内功率密度高、光盘径向各区域接受能量均匀、固化效果迅速均匀、装置寿命长、工作稳定、制造成本低等特点。具体有益效果如下所述：
1、本实用新型采用大功率UVLED作为高功率光盘固化照射装置的光源，与高压汞灯的发光方式不同，UVLED通过电子光场辐射发光，克服了高压汞灯灯丝易烧毁、热沉积和光衰减等缺点。
2、本实用新型采用扇形阵列，大功率UVLED的个数在半径方向线性增加，导致光功率沿径向线性均匀增加。解决了使用高压汞灯固化时，因光盘旋转而导致径向区域内接受光能不均匀的问题。
3、采用大功率UVLED作为照射装置的光源，UVLED坚固耐用寿命长(理论上UVLED平均使用寿命可达10万小时左右)，即使是优质的高压汞灯，寿命也不过2000小时左右，该照射装置寿命远远超过现有使用高压汞灯的照射装置。
4、采用大功率UVLED作为光盘固化装置的光源，UVLED阵列的发热量少，使用散热风扇与铝合金(或铜)型材散热器组合，照射装置的温度可控制在20～60℃，不会使光盘翘曲变形而影响光盘质量。
5、采用UVLED阵列作为光源，失效的UVLED便于更换，而且价格非常低廉。
因此，本实用新型适合在光盘紫外固化领域广泛推广使用。
本实用新型结构简单新颖、操作灵活、使用方便、安全性高，具有很强的实用性和推广价值。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置的实施例一的结构示意图；
图2是基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置的实施例二的结构示意图；
图3是基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置的实施例三的结构示意图；
图4是基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置的散热结构示意图；
图5是UVLED的电路图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本实用新型所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，包括铝基板1，所述的铝基板1上设有若干个大功率UVLED2，若干个大功率UVLED2在铝基板1上均匀排布成至少一个平面扇形阵列。根据固化时不同的功率需求固化物涂层厚度、基材、反射器几何形状不同时，对固化光源的功率需求均不同，光盘固化照射装置可布置两个UVLED扇形阵列，亦可布置三个、四个或更多个扇形UVLED阵列，使光盘径向各区域在UV光照射下，迅速得到均匀固化。
所述的若干个大功率UVLED2自扇形圆心处开始，UVLED2沿径向分层等距排列，每层的若干个UVLED2分别在相应园弧上等距排列。所述的若干个UVLED2沿径向至少分两层等距排列，较优的值是分八层等距排列。实施例中所述的若干个UVLED2沿径向分四层等距排列，第一层上的UVLED2为1个，第二层为2个，第三层为3个，第四层为4个。这样可在半径方向形成线性增加的光功率分布，光盘旋转时，径向各区域接受的光能量均匀，固化强度与速度亦保持均匀。
如图4所示，所述的铝基板1背面设有散热片3，散热片3可为铝合金或铜型材，所述散热片3用于将大功率UVLED扇形阵列产生的热量散发到外部空间。铝基板1和散热片3之间设有导热胶4。导热胶4使铝基板和散热片3形成良好导热接触。所述的散热片3上设有风扇5，风扇紧固在散热片3上，对散热片3进行强制风冷，使UVLED的温度控制在35～50℃之间，从而正常工作。
如图5所示，本实施例共10个UVLED2，10个UVLED组成2条并联的支路，每条支路以5个UVLED串联而成。UVLED由恒流源供电，恒流源的工作电压为5个UVLED工作电压之和，恒流源的工作电流为2个UVLED工作电流之和。具体应用时，可以根据实际情况选择UVLED功率大小、每条支路中UVLED串联个数以及并联支路数。
实施例二
如图2所示，其与实施一的区别在于，所述的若干个大功率UVLED2均匀排布成圆心同心的两个扇形阵列，该两个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。实施例二的UV光照射强度是实施例一的两倍，这样光盘径向各区域在UV光照射下，会迅速得到均匀固化，可保证光盘充分固化。
实施例三
如图3所示，其与实施一的区别在于，所述的若干个大功率UVLED2均匀排布成圆心同心的三个扇形阵列，该三个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。实施例三的UV光照射强度是实施例一的三倍，这样光盘径向各区域在UV光照射下，会更加迅速得到均匀固化，可保证光盘充分固化。
总之，本实用新型虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，包括铝基板(1)，其特征在于：所述的铝基板(1)上设有若干个大功率UVLED(2)，若干个大功率UVLED(2)均匀排布成至少一个扇形阵列。
2.按照权利要求1所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个大功率UVLED(2)自扇形圆心处开始，UVLED(2)沿径向分层等距排列，每层的若干个UVLED(2)分别在相应园弧上等距排列。
3.按照权利要求2所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个UVLED(2)沿径向至少分两层等距排列。
4.按照权利要求3所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个UVLED(2)沿径向分八层等距排列。
5.按照权利要求4所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：第一层上的UVLED(2)为1个，第二层为2个，第三层为3个，第四层为4个，第五层为5个，第六层为6个，第七层为7个，第八层为8个。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个大功率UVLED(2)均匀排布成圆心同心的两个扇形阵列，该两个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
7.按照权利要求1至5中任一项所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个大功率UVLED(2)均匀排布成圆心同心的三个扇形阵列，该三个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
8.按照权利要求1至5中任一项所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的若干个大功率UVLED(2)均匀排布成圆心同心的四个扇形阵列，该四个扇形阵列均布在以圆心为中心的圆周面上。
9.按照权利要求1至5中任一项所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的铝基板(1)背面设有散热片(3)，铝基板(1)和散热片(3)之间设有导热胶(4)。
10.按照权利要求9所述的基于大功率UVLED扇形阵列的光盘固化照射装置，其特征在于：所述的散热片(3)上设有风扇(5)。
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