JP2018001646A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒートシンクのフィンが素子基板の長手方向に延伸するように構成された光源装置において、各発光素子の光出力の均一化を図ることができる光源装置を提供する。【解決手段】 光源装置は、長手方向及び長手方向に直交する短手方向を有する主面と、主面とは反対側の裏面とを含み、主面の少なくとも長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、素子基板の裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、ベース体に取り付けられ、素子基板の長手方向に延伸するとともに素子基板の短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、ヒートシンクに対して素子基板とは反対側に、一箇所に配置されたファン、と、ヒートシンクに接触して設けられ、素子基板の長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有する。【選択図】 図1B
Description
本発明は光源装置に関する。
LED素子を備える光源装置では、LED素子が動作中に熱を放出するためLED素子の温度が上昇し、発光効率が悪化して光出力が低下することが知られている。そのため、従来から上記の光源装置には、LED素子を冷却する冷却機構が設けられている。
例えば、特許文献1には、ヒートシンク及びファンを用いて、LED素子を冷却する技術が開示されている。図3Aは、特許文献1における光源装置100の構成を示した模式図である。
図3Aに示すように、光源装置100は、複数のLED素子101が実装された素子基板103を備える。素子基板103には、図3Aの紙面左右方向に、図3Aの紙面鉛直方向に比べて多数のLED素子101が実装されている。素子基板103は、ヒートシンク105に装着される。そして、ヒートシンク105に対向してファン107が取り付けられ、ファン107からの冷却風がLED素子101を冷却する。なお、ヒートシンク105は、図3Aの紙面鉛直方向に延伸する複数のフィン109を含む。
図3Bは、図3Aの模式的なA−A断面図であり、ファン107からの冷却風の経路を説明するための模式図である。図3Bにおいて、便宜的に冷却風の流れを破線で示している。図3Bに示すように、ファン107からの冷却風は、ヒートシンク105の各フィン109の間を、フィン109が延伸する方向(即ち、図3Bの紙面左右方向)に流れて、光源装置100の外部へと排出される。
上記のように、特許文献1の光源装置100では、ヒートシンク105のフィン109は、図3Aの紙面鉛直方向に延伸し、当該方向にファン107からの冷却風が排出される。
ところで、光源装置によっては、ファン107からの冷却風を、図3Aの紙面鉛直方向ではなく、図3Aの紙面左右方向から排出したいという要望がある。
一例として、光源装置をグラビア印刷等の大型な印刷装置に使用する場合、図3Aの紙面鉛直方向に紙等の記録媒体が搬送されるため、当該方向に冷却風を排出すると、吐出されたインクに冷却風が当たり、インクの付着位置にズレが生じ、印刷の質が低下する虞がある。また、図3Aの紙面鉛直方向に冷却風を排出する場合、図3Aの紙面左右方向に排出する場合に比べて冷却風を排気するための大きな排気口を設ける必要があり、光源装置の用途によっては採用できない。
そのため、ファン107からの冷却風を図3Aの紙面左右方向に排出するべく、ヒートシンク105のフィン109を当該方向に延伸させることが考えられる。図4A及び図4Bを参照して具体的に説明する。
図4Aは、光源装置200の構成を示す模式図であり、図4Bは、図4Aの模式的なB−B断面図である。光源装置200は、光源装置100と同様に、LED素子201、素子基板203、ヒートシンク205、及びファン207を有し、ヒートシンク205は、フィン209を含む。
図4A及び図4Bに示すように、光源装置200は、ヒートシンク205のフィン209が素子基板203の長手方向(即ち、図4Aの紙面左右方向、図4Bの紙面鉛直方向)に延伸するように構成されている。このような光源装置200によれば、ファン207からの冷却風は、隣り合うフィン209の間を通って、図4Aの紙面左右方向に排出される。
しかしながら、本発明者の鋭意研究によれば、ヒートシンク205のフィン209が素子基板203の長手方向に延伸し、当該長手方向に複数のファンを配置した光源装置200では、複数のLED素子201に関して、各LED素子201の配置場所に応じて温度が変化してしまい、均一な光出力を実現できないことが分かった。
本発明は、上記の課題に鑑み、ヒートシンクのフィンが素子基板の長手方向に延伸するように構成された光源装置において、各発光素子の光出力の均一化を図ることができる光源装置を提供することを目的とする。
「発明が解決しようとする課題」の欄に記載したように、本発明者によれば、ヒートシンクのフィンが素子基板の長手方向に延伸し、当該長手方向に複数のファンを配置して光源装置を構成すると、均一な光出力を実現できないことが分かった。
本発明者は、当該現象について鋭意研究を行ったところ、隣り合うファンからの冷却風がフィンとフィンとの間を流れる際に干渉し合い、冷却風が干渉し合う領域において、ファンによる冷却能力が低下していることを見出した。具体的に、図4A及び図4Bに示す光源装置200を例に説明する。
図4Cは、図4Aに示した光源装置200において、ファンからの冷却風の経路を説明するための模式図である。図4Cにおいて、便宜的に冷却風の流れを破線で示している。図4Cに示すように、ファン207からの冷却風αは、素子基板203の長手方向(即ち、図4Cの紙面左右方向)に排出される。しかし、ファン207からの冷却風βは、互いに干渉し合い、光源装置200の外部へと排出されない。そのため、冷却風βが干渉し合う領域において、ファン207による冷却能力が低下する。
即ち、素子基板203の長手方向における端部付近に位置するLED素子201は、冷却風αにより十分冷却されるものの、中央付近に位置するLED素子201は、ファン207の冷却能力の低下により十分に冷却されなくなる。その結果、素子基板203の長手方向における中央付近に位置するLED素子201の温度は、端部付近に位置するLED素子201に比べ、高温となる。このように、各LED素子201の配置場所に応じて温度が変化してしまい、LED素子201の均一な光出力を実現できなくなることが分かった。
上記に鑑み、本発明者が達成した本発明の光源装置は、
長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、一箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを特徴とする。
長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、一箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを特徴とする。
また、本発明の光源装置は、
長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、冷却風が、隣り合う前記フィンの間を通って前記フィンの前記長手方向における一端に向かうように複数箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを別の特徴とする。
長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、冷却風が、隣り合う前記フィンの間を通って前記フィンの前記長手方向における一端に向かうように複数箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを別の特徴とする。
上記構成によれば、ファンは、ヒートシンクに対して素子基板とは反対側に、一箇所、又は、冷却風が、隣り合うフィンの間を通ってフィンの長手方向における一端に向かうように複数箇所に配置される。即ち、上記構成によれば、ファンからの冷却風は、フィンの長手方向における一端に向かうように流れ、ファンからの冷却風が干渉し合うといった事象が生じることを抑制できる。
更に、上記構成によれば、素子基板の長手方向に延伸する熱輸送部材がヒートシンクに接触して設けられる。これにより、素子基板の長手方向に関して、ヒートシンクの温度が均一とならず、場所によって温度差が生じた場合に、熱輸送部材によって高温部から低温部へと熱が移動する。その結果、ヒートシンクの温度の均一化を図ることができ、素子基板の長手方向に関して、発光素子の温度の均一化を図ることができる。即ち、各発光素子の光出力の均一化を図ることができる。
上記構成において、
前記熱輸送部材は、前記ヒートシンクの前記ベース体の内部に設けられているものとしても構わない。
前記熱輸送部材は、前記ヒートシンクの前記ベース体の内部に設けられているものとしても構わない。
上記構成によれば、熱輸送部材は、ヒートシンクの内部に設けられるため、ヒートシンクの温度の均一化をより効果的に実現できる。特に、熱輸送部材は、素子基板に直接又は特定の部材を介して接触するベース体の内部に設けられる。即ち、熱輸送部材は、素子基板に近いベース体側に設けられるため、発光素子から生じる熱をヒートシンクへ効率的に移動させることができる。
上記構成において、
前記熱輸送部材は、前記素子基板の前記長手方向の全体に渡って延伸しているものとしても構わない。
前記熱輸送部材は、前記素子基板の前記長手方向の全体に渡って延伸しているものとしても構わない。
上記構成によれば、熱輸送部材が素子基板の長手方向の全体に渡って延伸するため、発光素子から生じる熱をヒートシンクへ効率的に移動させることができる。
上記構成において、前記ファンは、前記素子基板の前記長手方向における中央に配置されているものとしても構わない。
上記構成によれば、ファンが素子基板の長手方向における中央に配置されるため、ファンからの冷却風を発光素子の冷却に効果的に利用できる。
上記構成において、
前記熱輸送部材は、ヒートパイプであるものとしても構わない。なお、ヒートパイプについては後述される。
前記熱輸送部材は、ヒートパイプであるものとしても構わない。なお、ヒートパイプについては後述される。
上記構成において、
前記素子基板と、前記ヒートシンクと、前記ファンと、前記熱輸送部材とを収容する筐体をさらに有し、
前記筐体は、前記フィンの前記長手方向における一端に対向する位置に、前記冷却風を排気する排気口を設けられているものとしても構わない。
前記素子基板と、前記ヒートシンクと、前記ファンと、前記熱輸送部材とを収容する筐体をさらに有し、
前記筐体は、前記フィンの前記長手方向における一端に対向する位置に、前記冷却風を排気する排気口を設けられているものとしても構わない。
本発明の光源装置によれば、ヒートシンクのフィンが素子基板の長手方向に延伸するように構成された光源装置において、各発光素子の光出力の均一化を図ることができる。
本発明の光源装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、各図において図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
[光源装置の構成]
図1Aに、本実施形態の光源装置の構成を示す模式図を示す。図1Aにおいて、紙面右方向をx方向、紙面鉛直方向をy方向、x方向及びy方向に直交する方向をz方向とする。図1Aに示すように、光源装置1は、素子基板3、ヒートシンク5、ファン7、及び筐体11を含んでなる。
図1Aに、本実施形態の光源装置の構成を示す模式図を示す。図1Aにおいて、紙面右方向をx方向、紙面鉛直方向をy方向、x方向及びy方向に直交する方向をz方向とする。図1Aに示すように、光源装置1は、素子基板3、ヒートシンク5、ファン7、及び筐体11を含んでなる。
素子基板3は、x−y平面に平行な主面3A及び裏面3Bを含む。裏面3Bは、主面3Aとは反対側の面である。素子基板3は、y方向に比べてx方向に長い形状である。以下、x方向を「長手方向」と呼び、y方向を「短手方向」と呼ぶことがある。主面3Aには、LED素子31が実装される。なお、LED素子31が「発光素子」に対応する。
本実施形態では、LED素子31は、図示を省略したLED駆動回路から電力を供給されることにより、波長360〜410nmの紫外光を射出する半導体素子である。ただし、本発明において、LED素子31の発光波長は限定されない。LED素子31は、素子基板3の主面3Aに、x方向及びy方向に行及び列をなして実装されている。なお、LED素子31は、y方向に比べてx方向に多数実装されている。
ヒートシンク5は、一例としてアルミニウム、又は銅などの金属からなる。ヒートシンク5には、LED素子31の発光により生じる熱が伝導する。ヒートシンク5は、素子基板3の裏面3Bに接触するベース体51、及び、ベース体51に取り付けられたフィン53を含む。詳細は後述するが、ベース体51には複数のフィン53が取り付けられている。各フィン53は、図1Aに示すように、z方向に比べてx方向に長い形状を有する。ベース体51及びフィン53についての詳細は、後述する。
ファン7は、冷却風を発生させる機器であり、ヒートシンク5及びLED素子31を冷却する。図1Aでは、ファン7からの冷却風γの経路を便宜的に破線で示している。冷却風γの経路については後述する。
ファン7は、複数のフィン53上に設置される。具体的には、ファン7は、フィン53のx方向における中央に、一箇所に集中して配置されている。本実施形態では、一例として2個のファン7のそれぞれの上方にファン7が設置されており、計4個のファン7が設けられている。なお、ファン7の個数は4個未満であっても構わないし、4個より多くても構わない。
なお本明細書において「一箇所」とは、複数のフィン53上の所定の領域を指す。各ファン7は、当該所定の領域上に、互いに接するように密集させて配置されていても構わない。あるいは、当該所定の領域上に、z方向に上下に並ぶ2組のファン(7、7)とファン(7、7)との間に微小な隙間を設けるように配置されていても構わない。即ち、本明細書では、ファン7が当該所定の領域上に配置されることを「一箇所に集中して配置される」と表現する。
筐体11は、素子基板3、ヒートシンク5、及びファン7を収容する。筐体11の底面11A(即ち、LED素子31に対向する面)は、光透過性を有する材料で構成されている。筐体11についての詳細は、後述する。
[ヒートシンク]
続いて、図1Bを参照して、ヒートシンク5のベース体51及びフィン53について説明する。図1Bは、図1Aの模式的なC−C断面図である。
続いて、図1Bを参照して、ヒートシンク5のベース体51及びフィン53について説明する。図1Bは、図1Aの模式的なC−C断面図である。
図1Bに示すように、ヒートシンク5のベース体51の内部には、ヒートパイプ9が設けられている。なお、図1Bではヒートパイプ9に右斜線を付し、ヒートシンク5に左斜線を付している。本実施形態では、一例として、ベース体51の内部には、2個のヒートパイプが埋め込まれている。なお、ヒートパイプ9が「熱輸送部材」に対応する。以下、ヒートパイプ9について説明する。
図1Cに、ヒートシンク5のベース体51をz方向(即ち、素子基板3の主面3A及び裏面3Bに直交する方向)にみたときの模式図を示す。なお、図1Cでは、説明の都合上、ベース体51内部に存在するヒートパイプ9を便宜的に右斜線で示している。図1Cに示すように、ヒートパイプ9は、x方向(即ち、素子基板3の長手方向)に延伸する。また、ヒートパイプ9は、素子基板3の長手方向の全体に渡って延伸している。
ヒートパイプ9は、ヒートシンク5を構成する材料に比べて熱伝導率が同等、あるいは、それよりも高い材料(一例として、銅)で形成された中空管の内部に、作動液(一例として、水、アルコール等)を封入したものである。ヒートパイプ9は、中空管の長手方向に温度差を設けることにより、高温部から低温部へと熱を輸送する。
具体的には、ヒートパイプ9は、以下のサイクルを繰り返すことにより、高温部から低温部へと熱を輸送する。まず、ヒートパイプ9の一部が加熱されると、加熱された箇所(即ち高温部)で熱が吸収され、作動液が蒸発する。作動液が蒸発すると、蒸気が高温部から低温部へ移動する。低温部へ移動した蒸気は、吸収した熱を放出して凝縮し、再び作動液となる。そして、凝縮した作動液は、低温部から高温部へと戻る。このように、ヒートパイプ9は、作動液の蒸発、及び、蒸気の凝縮を繰り返すことにより、高温部から低温部へと熱を輸送する。
図1Bに戻ってヒートシンク5のフィン53について説明を続ける。図1Bに示すように、フィン53は、y方向(即ち、素子基板3の短手方向)に複数並び、各フィン(53、53)の間には、空間Pが形成されている。ファン7からの冷却風は、各フィン(53、53)の間に形成された当該空間Pを流れる。
具体的には、図1Aに示すように、ファン7からの冷却風γは、フィン(53、53)の間の空間P(図1B参照)を通って、フィン53の一端(53a、53a)に向かってx方向又は−x方向に流れる。
[筐体]
続いて、図1Dを参照して筐体11について説明する。図1Dは、光源装置1を−x方向に見たときの模式図(即ち、光源装置1の右側面図)である。
続いて、図1Dを参照して筐体11について説明する。図1Dは、光源装置1を−x方向に見たときの模式図(即ち、光源装置1の右側面図)である。
図1Dに示すように、筐体11には、ファン7からの冷却風γを排気するための排気口13が形成されている。排気口13は、フィン53の一端53a(図1A参照)に対向する位置に形成されている。なお、図1Dでは光源装置1の右側面図を示したが、光源装置1の左側面も同様に、筐体11に排気口13が形成されている。即ち、ファン7からの冷却風γは、フィン53の一端53aに向かってx方向又は−x方向に流れ、筐体11の排気口13を介して光源装置1の外部へと排出される。
[光源装置の利用形態]
続いて、本実施形態の光源装置1の利用形態について説明する。本実施形態の光源装置1は、例えば光硬化型の画像形成装置用の光源として利用することができる。図1Eに光硬化型の画像形成装置(以下、画像形成装置と呼ぶ)の一例を示す。
続いて、本実施形態の光源装置1の利用形態について説明する。本実施形態の光源装置1は、例えば光硬化型の画像形成装置用の光源として利用することができる。図1Eに光硬化型の画像形成装置(以下、画像形成装置と呼ぶ)の一例を示す。
図1Eに示すように、画像形成装置15は、本実施形態の光源装置1を含んでなる。画像形成装置15は、記録紙等の記録媒体17を搬送方向Dに沿って搬送し、未硬化の状態の材料物19aを塗布する。なお、材料物19aは、一例としてインクや塗料等であり、光を照射されることによって硬化する。
記録媒体17が搬送方向Dに沿って光源装置1の設置位置まで搬送されると、光源装置1が光を照射する。材料物19aは、この光を吸収して、硬化後の材料物19bへと変化する。光が照射された後の記録媒体17は、画像形成装置15の外部へと流出する。画像形成装置15の外部へと流出した記録媒体17の表面には、硬化後の材料物19bが付着している。
本実施形態に係る光源装置1を、画像形成装置用の光源に用いた場合、上述のようにファン7からの冷却風は図1Eの紙面鉛直方向(即ち、x方向)に排出されるため、硬化前の材料物19aに当該冷却風が当たることを抑制できる。これにより、塗布された材料物19aの付着位置が冷却風によってずれることを抑制できるため、描画された画像等の品質低下を抑制できる。
[作用効果]
続いて、本実施形態の光源装置1の作用効果について説明する。本実施形態の光源装置1によれば、図1Aを参照して説明したように、ファン7は、素子基板3の長手方向(即ち、x方向)における中央に、一箇所に集中して配置される。そのため、図1Aに示すように、各ファン7からの冷却風が干渉し合うことを抑制できる。これにより、冷却風の干渉に起因してファン7の冷却能力が低下することを抑制できる。
続いて、本実施形態の光源装置1の作用効果について説明する。本実施形態の光源装置1によれば、図1Aを参照して説明したように、ファン7は、素子基板3の長手方向(即ち、x方向)における中央に、一箇所に集中して配置される。そのため、図1Aに示すように、各ファン7からの冷却風が干渉し合うことを抑制できる。これにより、冷却風の干渉に起因してファン7の冷却能力が低下することを抑制できる。
また、本実施形態の光源装置1では、素子基板3の長手方向(即ち、x方向)において、ヒートシンク5の中央は、ファン7の真下に位置するため十分に冷却されるものの、ヒートシンク5の端部は、ファン7から離れて位置するため十分に冷却されない。そのため、ヒートシンク5の端部は、中央に比べて高温になりやすい。
しかしながら、本実施形態の光源装置1によれば、上述のように、ヒートシンク5のベース体51にヒートパイプ9が設けられている。そのため、ヒートパイプ9により、ヒートシンク5の端部(高温部)から中央(低温部)へと熱が輸送されるため、ヒートシンク5の温度を長手方向(即ち、x方向)に関して均一化することができる。これにより、各LED素子31が均一に冷却され、各LED素子31の温度の均一化を促進でき、各LED素子31の光出力の均一化を図ることができる。
[検証]
続いて、本実施形態の光源装置1の検証結果について説明する。本発明者は、本実施形態の光源装置1を所定時間だけ点灯させた後、x方向において中央に位置するLED素子31(以下、「中央のLED素子31」と呼ぶ)と、最も端に位置するLED素子31(以下、「端のLED素子31」と呼ぶ)とについて、点灯前の温度からの上昇温度を測定した。さらに、ヒートシンク5のベース体51に、ヒートパイプ9を設けない比較例の光源装置を構成し、本実施形態の光源装置1と同様の測定を行った。
続いて、本実施形態の光源装置1の検証結果について説明する。本発明者は、本実施形態の光源装置1を所定時間だけ点灯させた後、x方向において中央に位置するLED素子31(以下、「中央のLED素子31」と呼ぶ)と、最も端に位置するLED素子31(以下、「端のLED素子31」と呼ぶ)とについて、点灯前の温度からの上昇温度を測定した。さらに、ヒートシンク5のベース体51に、ヒートパイプ9を設けない比較例の光源装置を構成し、本実施形態の光源装置1と同様の測定を行った。
測定の結果、本実施形態の光源装置1及び比較例の光源装置のいずれにおいても、端のLED素子31の上昇温度が、中央のLED素子31の上昇温度に比べて大きいことが分かった。これは、端のLED素子31は中央のLED素子31に比べてファン7から離れた場所に位置するため、十分に冷却されないと考えられる。
以下、具体的な測定結果の数値を示す。本実施形態の光源装置1では、端のLED素子31の上昇温度は59.1℃であり、中央のLED素子31の上昇温度は36.8℃であり、両者の差は22.3℃であった。また、比較例の光源装置では、端のLED素子31の上昇温度は60.4℃であり、中央のLED素子31の上昇温度は32.8℃であり、両者の差は27.6℃であった。
上記のように、本実施形態の光源装置1は、比較例の光源装置に比べて、中央のLED素子31と端のLED素子31との上昇温度の差が小さくなった。即ち、本実施形態の光源装置1によれば、比較例の光源装置1と比較して、LED素子31の温度差が縮小され、各LED素子31の温度の均一化を図ることができていることが分かる。
[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
〈1〉本実施形態の光源装置1は、長手方向(即ち、x方向)における中央に、一箇所に集中させてファン7を配置した構成であるが、これに限らない。即ち、動力に差があるファンを、複数箇所に配置する構成であっても構わない。一例として、図2に示す光源装置1aのように、動力の大きいファン71をx方向における中央に配置するとともに、動力の小さいファン(73、74)を両端に配置する構成であってもよい。この場合、ファン73からの冷却風は、ファン71からの冷却風と干渉することなく−x方向に進行する。同様に、ファン74からの冷却風は、ファン71からの冷却風と干渉することなくx方向に進行する。そのため、本実施形態の光源装置1と同様の理由により、各LED素子31の温度の均一化を図ることができる。
以下、別実施形態につき説明する。
〈1〉本実施形態の光源装置1は、長手方向(即ち、x方向)における中央に、一箇所に集中させてファン7を配置した構成であるが、これに限らない。即ち、動力に差があるファンを、複数箇所に配置する構成であっても構わない。一例として、図2に示す光源装置1aのように、動力の大きいファン71をx方向における中央に配置するとともに、動力の小さいファン(73、74)を両端に配置する構成であってもよい。この場合、ファン73からの冷却風は、ファン71からの冷却風と干渉することなく−x方向に進行する。同様に、ファン74からの冷却風は、ファン71からの冷却風と干渉することなくx方向に進行する。そのため、本実施形態の光源装置1と同様の理由により、各LED素子31の温度の均一化を図ることができる。
〈2〉本実施形態の光源装置1は、ヒートシンク5の長手方向(即ち、x方向)における中央にファン7を配置する構成であるが、中央からずれた場所に配置しても構わないし、端部に配置しても構わない。ただし、ファン7からの冷却風を有効に利用できる点で、ファン7を中央に配置することが好ましい。
〈3〉本実施形態では、ヒートパイプ9をヒートシンク5の内部に設けるが、ヒートパイプ9に限らず、ヒートシンク5を構成する材料よりも熱伝導率が高い材料からなり、高温部から低温部へと熱を輸送可能な他の部材を使用しても構わない。一例として、グラファイトシートを使用しても構わない。この場合、グラファイトシートをヒートシンク5の内部に設けても構わないし、素子基板3の裏面3Bとヒートシンク5のベース体51との間に両者に接するように設けても構わない。なお、ヒートパイプ9は、上述のように内部に作動液を有するため、中空管を構成する材料の熱伝導率がヒートシンク5の熱伝導率と同等であっても、熱輸送機能を十分に発揮可能である。これに対し、グラファイトシートのように内部に作動液を有さない部材を使用する場合、ヒートシンク5を構成する材料よりも熱伝導率が高い材料によって構成されていることが好ましい。
〈4〉本実施形態の光源装置1は、ヒートシンク5のベース体51の内部にヒートパイプ9を設けるが、ヒートシンク5のベース体51の内部に限らず、ベース体51と素子基板3の裏面3Bとに接するように配置しても構わない。
〈5〉本実施形態では、ヒートパイプ9は、素子基板3の長手方向(即ち、x方向)の全体に渡って設けられているが、ヒートパイプ9の長さはこれに限らず、当該長手方向に延伸する構成であればよい。
〈6〉本実施形態では、複数個のヒートパイプ9が短手方向(即ち、y方向)に並ぶ構成であるが、複数個のヒートパイプ9を長手方向(即ち、x方向)に並べる構成であっても構わない。
〈7〉本実施形態では、ヒートシンク5のベース体51は、素子基板3の裏面3Bに接触する構成であるが、一例として、熱伝導率の高い金属板を介して当該裏面3Bに接触する構成であっても構わない。なお、当該金属板が、「特定の部材」に対応する。
〈8〉本実施形態では、素子基板3にLED素子31が実装されるが、LED素子31に限らず、半導体レーザであっても構わない。
〈9〉本実施形態では、LED素子31は素子基板にx方向及びy方向に並ぶが、少なくともx方向に並ぶ構成であればよい。
1 : 光源装置
3 : 素子基板
31 : LED素子
3A : 主面
3B : 裏面
5 : ヒートシンク
51 : ベース体
53 : フィン
53a : フィンの一端
7 : ファン
9 : ヒートパイプ
11 : 筐体
13 : 排気口
71、73、74: 別実施形態のファン
3 : 素子基板
31 : LED素子
3A : 主面
3B : 裏面
5 : ヒートシンク
51 : ベース体
53 : フィン
53a : フィンの一端
7 : ファン
9 : ヒートパイプ
11 : 筐体
13 : 排気口
71、73、74: 別実施形態のファン
Claims (7)
- 長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、一箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを特徴とする光源装置。 - 長手方向及び前記長手方向に直交する短手方向を有する主面と、前記主面とは反対側の裏面とを含み、前記主面の少なくとも前記長手方向に並ぶように複数の発光素子が実装された素子基板と、
前記素子基板の前記裏面に直接又は特定の部材を介して接触するベース体と、前記ベース体に取り付けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸するとともに前記素子基板の前記短手方向に並ぶ複数のフィンと、を含んでなるヒートシンクと、
前記ヒートシンクに対して前記素子基板とは反対側に、冷却風が、隣り合う前記フィンの間を通って前記フィンの前記長手方向における一端に向かうように複数箇所に配置されたファン、と、
前記ヒートシンクに接触して設けられ、前記素子基板の前記長手方向に延伸する熱輸送部材と、を有することを特徴とする光源装置。 - 前記熱輸送部材は、前記ヒートシンクの前記ベース体の内部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。
- 前記熱輸送部材は、前記素子基板の前記長手方向の全体に渡って延伸していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記ファンは、前記素子基板の前記長手方向における中央に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記熱輸送部材は、ヒートパイプであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記素子基板と、前記ヒートシンクと、前記ファンと、前記熱輸送部材とを収容する筐体をさらに有し、
前記筐体は、前記フィンの前記長手方向における一端に対向する位置に、前記冷却風を排気する排気口を設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016133368A JP2018001646A (ja) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016133368A JP2018001646A (ja) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 光源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018001646A true JP2018001646A (ja) | 2018-01-11 |
Family
ID=60947206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016133368A Pending JP2018001646A (ja) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 光源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018001646A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11920774B2 (en) | 2022-02-01 | 2024-03-05 | Gew (Ec) Limited | LED curing apparatus and cooling module |
-
2016
- 2016-07-05 JP JP2016133368A patent/JP2018001646A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11920774B2 (en) | 2022-02-01 | 2024-03-05 | Gew (Ec) Limited | LED curing apparatus and cooling module |
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