JP2015026757A - Light source device - Google Patents
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Abstract
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LED素子を備えた光源ユニットを有する光源装置に係わるものである。 The present invention relates to a light source device, and particularly to a light source device having a light source unit having a plurality of LED 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を有する光源装置が開発されている。
上記LED素子を用いた光源ユニット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2009−292091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. A light source device having an ultraviolet light source unit using an LED element has been developed.
A configuration in which a light source unit using the LED element is combined with an ink jet head of an ink jet printer is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-292091 (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20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21と、その片側、若しくは、両側に備えられた紫外線光源ユニット22とを有している。これらのインクジェットヘッド21および光源ユニット22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23に懸架されてプリントメディアMに対して横断方向Qに走査される。
前記インクジェットヘッド21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、光源ユニット22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21の走査方向Q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P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
The UV ink droplets ejected from the inkjet head 21 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 P 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ヘッドの光源ユニットは、主に発光素子基板と、放熱機構であるヒートシンクとから構成されている。
図7に示すように、光源ユニット22において、LED素子などの発光素子221が実装された複数の発光素子基板222は、同一平面上においてP方向およびQ方向に整列してアレイ状態に配置され、共通するヒートシンク223の表面に装着されている。これにより発光素子221からの発熱はヒートシンク223より放熱される。
By the way, the light source unit of this type of inkjet head is mainly composed of a light emitting element substrate and a heat sink as a heat dissipation mechanism.
As shown in FIG. 7, in the
このような光源ユニットに冷却機構を備えた光源装置として、特開2001−274298号公報(特許文献2)に示すような、ヒートシンクに軸流ファンを対向配置した構造が知られている。
図8にその構造が示されていて、光源ユニット22の裏面に設けられたヒートシンク223には、図の上下方向に延在する複数の冷却フィン224が設けられていて、この冷却フィン224に対向して軸流ファン機構25が設けられている。この軸流ファン機構25は、ファンケーシング251内に設けられた軸流ファン252とからなり、軸流ファン252から送られる冷却風が冷却フィン224に当たり、上下に分流して、冷却フィン224を冷却するものである。
As a light source device provided with a cooling mechanism in such a light source unit, a structure in which an axial fan is disposed opposite to a heat sink as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-274298 (Patent Document 2) is known.
The structure is shown in FIG. 8, and the
ところで、図8に示すような、軸流ファン252をヒートシンク223の冷却フィン224に対向配置した構造では、軸流ファン252からの冷却風は、冷却フィン223の延在方向での中央領域Aから上下に分流して、その上下の開放端に流れるので、当該中央領域に冷却風が十分に当たらないという不具合がある。一般的に発光素子221はヒートシンク223の中央領域に配置されることから、その冷却が十分になされないという問題がある。
特に、軸流ファン252においてはその構造上、中央部のロータ部253では無風状態となっているので、上記の問題はより深刻となっている。
By the way, in the structure in which the
In particular, the
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光素子とヒートシンクとからなる光源ユニットが筺体内に配置され、軸流ファンを備えた軸流ファン機構が前記ヒートシンクに対向配置されて、前記軸流ファンからの冷却風により前記ヒートシンクが冷却される光源装置において、軸流ファンからの冷却風が、発光素子が配置される冷却フィンの延在方向における中央領域に十分に当たって、発光素子を効果的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 problems of the prior art, the light source unit including a light emitting element and a heat sink is disposed in the housing, and an axial fan mechanism including an axial fan is disposed opposite to the heat sink. In the light source device in which the heat sink is cooled by the cooling air from the axial fan, the cooling air from the axial fan is sufficiently applied to the central region in the extending direction of the cooling fin where the light emitting element is arranged, and the light emitting element is effective. It is intended to provide a structure that can be cooled down automatically.
上記課題を解決するために、この発明の光源装置は、前記筐体内には、前記軸流ファン機構と前記光源ユニットの間に配置され、前記軸流ファンからの冷却風を、前記ヒートシンクの冷却フィンの延在方向の中央領域に収束する導風板が設けられ、前記筐体には、前記ヒートシンクの延在方向の両端部に対向する排気口が形成されていることを特徴とする。
また、前記導風板の前記ヒートシンク側の下流側端部には、前記導風板によって収束された冷却風が当たる前記冷却フィンの中央領域以外の領域を遮蔽する遮風板が設けられていることを特徴とする。
また、前記導風板が、前記軸流ファン機構を構成するファンケーシングに接続され、該導風板に通風孔が形成されていることを特徴とする。 また、前記導風板の前記軸流ファン側の上流側端部が前記筐体に接続され、該筺体と前記ファンケーシングとの間に通風路が形成されていることを特徴とする。また、前記通風路を遮蔽するように前記筐体と前記ファンケーシングの間に通風板が設けられ、該通風板には通風孔が形成されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a light source device according to the present invention is disposed in the housing between the axial fan mechanism and the light source unit, and the cooling air from the axial fan is used to cool the heat sink. An air guide plate that converges in a central region in the extending direction of the fins is provided, and the casing is formed with exhaust ports that are opposed to both ends in the extending direction of the heat sink.
In addition, a wind shielding plate is provided at a downstream end of the air guide plate on the heat sink side to shield a region other than the central region of the cooling fin that the cooling air converged by the air guide plate hits. It is characterized by that.
Further, the air guide plate is connected to a fan casing constituting the axial flow fan mechanism, and a ventilation hole is formed in the air guide plate. Also, the upstream end of the axial flow fan side of the baffle plate is connected to the housing, wherein the air passage is formed between the fan casing and該筺body. Further, a ventilation plate is provided between the housing and the fan casing so as to shield the ventilation path, and a ventilation hole is formed in the ventilation plate.
この発明の光源装置によれば、軸流ファンからの冷却風が、導風板によって冷却フィンの延在方向の中央領域に収束されて導入された後に、上下の開放端部に分流していくので、発光素子が配置されるヒートシンクの中央部領域が十分に冷却されて、発光素子の冷却が効果的に行われるという効果を奏するものである。
また、前記ヒートシンクにおける冷却フィンの中央領域以外の領域が遮風板によって遮蔽されているので、導風板によって収束されて冷却フィンに導かれた冷却風が漏れ出ることなく、効率的に冷却フィンに沿って流れ、その冷却効果を十分に得ることができる。
According to the light source device of the present invention, the cooling air from the axial fan is converged and introduced into the central region in the extending direction of the cooling fin by the air guide plate, and then is divided into the upper and lower open ends. Therefore, the central region of the heat sink in which the light emitting element is disposed is sufficiently cooled, and the light emitting element is effectively cooled.
Further, since the region other than the central region of the cooling fin in the heat sink is shielded by the wind shielding plate, the cooling air that is converged by the air guiding plate and guided to the cooling fin does not leak, and the cooling fin is efficiently The cooling effect can be sufficiently obtained.
また、前記導風板に通風孔が形成されているので、ファンケーシング内から導風板に向かって流れる冷却風による負圧の作用により、ファンケーシングと筺体間の空間から冷却風を付加的に導入することができるので、冷却風量の増加が期待できる。
また、前記ファンケーシングの下流側端部を筺体に接続した場合にも、筺体とファンケーシングとの間に形成される通風路から、軸流ファンからの冷却風の負圧作用により冷却風を導入できるので、冷却風量の増加がもたらされる。
また、前記筺体と前記ファンケーシングの間に通風孔を有する通風板を設けたので、前記負圧作用による冷却風の導入を通風孔の大きさにより最適化することができる。
Further, since the ventilation holes are formed in the air guide plate, the cooling air is additionally supplied from the space between the fan casing and the housing by the action of the negative pressure by the cooling air flowing from the inside of the fan casing toward the air guide plate. Since it can be introduced, an increase in cooling air volume can be expected.
In addition, even when the downstream end of the fan casing is connected to the housing, cooling air is introduced from the ventilation path formed between the housing and the fan casing by the negative pressure action of the cooling air from the axial fan. As a result, the amount of cooling air is increased.
Further, since the ventilation plate having the ventilation holes is provided between the housing and the fan casing, the introduction of the cooling air by the negative pressure action can be optimized by the size of the ventilation holes.
図1は本発明の光源装置1の側断面図、図2は図1のA−A断面図である。
図1において、発光素子3と、これが当接されたヒートシンク4とからなる光源ユニット2が、筺体1内に配置されている。図2に示すように、ヒートシンク4の冷却フィン5は、図1、図2で上下方向に延在形成されていて、その開放上下端に対応するように、筺体1には排気口6、7が上下に形成されている。
筺体1内には、前記光源ユニット2と間隔をあけて軸流ファン機構8が設けられている。この軸流ファン機構8は、ファンケーシング9と、その内部に配置された軸流ファン10とからなる。そして、筺体1の軸流ファン機構8の後方には、吸気口11が設けられている。
FIG. 1 is a side sectional view of a
In FIG. 1, a
An
前記軸流ファン機構8とヒートシンク4の冷却フィン5との間には、導風板12が設けられている。この導風板12は、その軸流ファン機構8側の上流端部12aが軸流ファン機構8のファンケーシング9に接続されており、この上流端部12aから、ヒートシンク4の冷却フィン5側の下流端部12bに向けて、冷却フィン5の延在方向の中央領域Aに収束する形状、すなわち、導風板12によって形成される冷却風路の断面積が絞られるような形状とされている。これにより、軸流ファン10からの冷却風は、ファンケーシング9から冷却フィン5の中央領域Aに向けて収束されて流れる。
なお、図2でも分かるように、この導風板12は、冷却フィン5の延在方向Xにおいてのみ収束されるものであって、これと直交する方向、即ち、冷却フィン5の延在方向Xと直交する方向Yにおいては収束することがなく、直交方向Yの全領域に冷却風を流すものである。
そして、導風板12の下流端部12bには、前記冷却フィン5の中央領域Aを除く上下の領域を遮蔽する遮風板12が接続されていて、これにより、軸流ファン10からの冷却風が冷却フィン5から筺体内方向に流れ出ることを防止している。
A
As can be seen from FIG. 2, the
And the wind-
軸流ファン10によって吸気口11からファンケーシング9に導入された冷却風は、導風板12によって中央側に収束されて、冷却フィン5の延在方向Xの中央領域Aに向けて導かれ、その後、上下に分流して、遮風板13によって冷却フィン5から漏れ出ることなく、冷却フィン5に沿って流れ、その上下端から筺体1の上下排気口6、7を経て排気される。
この間に、発光素子3が配置されるヒートシンク4の中央領域Aが冷却風によって十分に冷却されるとともに、冷却フィン5の延在方向の全領域がこの冷却風によって冷却される。
The cooling air introduced into the
During this time, the central area A of the heat sink 4 where the light emitting element 3 is disposed is sufficiently cooled by the cooling air, and the entire area in the extending direction of the
図3に他の実施例が示されている。この実施例では、ファンケーシング9に接続される導風板12の上流端部12aの近傍において通風孔12cが穿設されている。
軸流ファン10からの冷却風の流れによって、導風板12には負圧が作用しているが、該導風板12に通風孔12cを設けることにより、筺体1と軸流ファン機構8のファンケーシング9との間の空隙Sから負圧を利用して冷却風を吸引して導風板12内に導くことができる。
Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, a
A negative pressure is acting on the
図4に他の実施例が示されていて、この実施例では、導風板12は、その上流端部12aが筺体1側に接続されている。
こうすることにより、筺体1とファンケーシング9との間の空隙Sは、導風板12の内部と連通して通風路15として機能し、軸流ファン10による冷却風の流れによる吸引作用によって、この空隙S(通風路15)からも冷却風が導入されて冷却フィン5に向かうものである。
FIG. 4 shows another embodiment. In this embodiment, the
By doing so, the gap S between the
図5に更に他の実施例が示されていて、この実施例では、図4に示されたファンケーシング9と筺体1との間の空隙部に通風板14が設けられている。この通風板14には通風孔14aが形成されていて、導風板12内部と、ファンケーシング9と筺体1との間の空隙S(通風路15)とが連通されている。
こうすることで、通風孔14aの大きさ(面積)を適宜に選択して、負圧による空隙S(通風路15)からの冷却風の吸引量を最適化することができる。
FIG. 5 shows still another embodiment. In this embodiment, a
By doing so, the size (area) of the
以上説明したように、本発明の光源装置によれば、軸流ファンからの冷却風を光源ユニットの冷却フィンの延在方向の中央領域に集中させて当てることができるので、光源ユニットの冷却が十分に効果的に行われるものである。
また、冷却フィンの中央領域以外は遮風板で遮蔽されるので、冷却風が漏れ出ることなく冷却フィンの全領域に沿って流れるので、効率的な冷却がなされる。
As described above, according to the light source device of the present invention, the cooling air from the axial fan can be concentrated and applied to the central region in the extending direction of the cooling fins of the light source unit. It is sufficiently effective.
Further, since the area other than the central area of the cooling fin is shielded by the wind shielding plate, the cooling air flows along the entire area of the cooling fin without leaking, so that efficient cooling is performed.
1 筺体
2 光源ユニット
3 発光素子
4 ヒートシンク
5 冷却フィン
6,7 排気口
8 軸流ファン機構
9 ファンケーシング
10 軸流ファン
11 吸気口
12 導風板
12a 上流端部
12b 下流端部
12c (導風板)通風孔
13 遮風板
14 通風板
14a (通風板)通風孔
15 通風路
A 中央領域
S 空隙
X 冷却フィン延在方向
Y Xとの直交方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The light source device according to claim 4, wherein a ventilation plate is provided between the housing and the fan casing so as to shield the ventilation path, and a ventilation hole is formed in the ventilation plate.
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