JP6163845B2 - 光源ユニット - Google Patents
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Description
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2004−358769号公報(特許文献1)に開示されている。
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ユニット52とを有している。これらのインクジェットヘッド51および光源ユニット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、光源ユニット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。
図5(A)(B)にその配置構造が示されていて、紫外線光源ユニット52の光照射面には、LED素子522が実装された複数の発光素子基板521が設けられており、これら複数の基板521は、同一平面上においてX方向およびY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523の表面に装着されている。この配置構造によりLED素子522からの発熱はヒートシンク523から放熱される。
しかし、複数のヒートシンクを連結することにより以下のような新たな問題が発生することが判明した。 一般的にヒートシンクはアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属材料によって構成されている。これは、発光素子からの発熱を効率よく受けとるためである。一方で受け取った熱を効率よく空気中へ伝達するためには放射率を高める必要があり、表面をいわゆるアルマイト処理することにより通常のアルミニウムより放射率を高めている。この技術は、特表2008−518384など多数の文献に開示されている。
また、前記ヒートシンクブロックの表面が、高熱放射率化処理が施されているとともに、隣接する前記ヒートシンクブロックの当接する表面には、高熱放射率化処理が施されていないことを特徴とする。
また、前記発光素子基板が取り付けられる表面には、高熱放射率化処理が施されていないことを特徴とする。
また、前記ヒートシンクブロックはアルミニウムからなり、前記高熱放射率化処理がアルマイト処理であることを特徴とする。
また、前記複数のヒートシンクブロックの両端には、発光素子基板が実装されていないヒートシンクブロックが当接して連結していることを特徴とする。
また、ヒートシンクブロックの表面を高熱放射率化処理することにより、熱放射が効果的になされて、発光素子の冷却が有効に行なわれる。
また、隣接するヒートシンクブロック同士の当接する表面や、ヒートシンクブロックの発光素子基板が取り付けられ表面には、高熱放射化処理が施されていないことにより、ヒートシンクブロック間での熱伝達や、発光素子基板からヒートシンクへの熱伝達が有効に行なわれる。
図1(A)に示されるように、本発明の光源ユニット1は、複数のヒートシンクブロック21、22、23…からなるヒートシンク2を有している。
各ヒートシンクブロック21、22、23上には、例えば窒化アルミニウム等の絶縁性かつ熱伝導率の高い物質からなる発光素子基板3が装着されていて、その上には複数のLED素子などの発光素子から構成される発光素子群4が実装されている。
前記各ヒートシンクブロック21〜23は、例えばアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料からなり、このアルミニウム以外にも熱伝導率の高いセラミック、例えば窒化アルミニウムや、熱伝導率の高い金属、例えば銅を用いることができる。
その連結構造は、例えば、各ヒートシンクブロック21〜23をロッドによって貫通し、両端部をネジ止めすることで固定するなどの手法が採られる。
このとき、各ヒートシンクブロック21〜23の発光素子基板3の取り付け面は同一平面となるように位置合わせがなされており、従ってそこに装着された発光素子群4、4、4も同一平面上に位置するようになる。これにより、被照射面での照射照度の均一化が図られる。
なお、この例では3つのヒートシンクブロックが示されているが、その数はこれに限られるものではなく、必要な照射領域によって決定される。
アルマイト処理以外でも、窒化アルミニウムを含む塗料をスプレーで噴霧し、加熱処理を施して塗料中に含まれた樹脂を除去する処理を用いることもできる。
この高熱放射率化処理により、ヒートシンク2の熱放射率を高めることができる。
同様の理由により、各ヒートシンクブロック21〜23の高熱放射率化処理は、発光素子基板3を装着する面212〜232には施されていない。
主な熱源である発光素子基板3からヒートシンクブロック21〜23への熱伝達性が悪くなり、ヒートシンク2による冷却機能が低下して発光素子が高温になることを回避するためである。
発光素子基板3が取り付けられたヒートシンクブロック21〜23の両端側には、発光素子基板が取り付けられていないヒートシンクブロック24、25が連結されている。
この構造により、発光素子からの熱を受けない両側のヒートシンクブロック24、25は更に冷却効果があり、ヒートシンク2全体としての冷却能力を向上させることができる。
この実施例においても、ヒートシンクブロックの表面に高熱放射率化処理を施す場合、前記両側のヒートシンクブロックと隣接するヒートシンクブロックの当接表面にはこの高熱放射率化処理を施さないことが好ましい。
また、ヒートシンクブロックの表面、とりわけ、放熱フィンの表面に高熱放射率化処理を施すとともに、隣接するヒートシンクブロックの当接表面には該高熱放射率化処理を施さないことにより、放熱フィン表面からの熱放射機能が向上するとともに、隣接するヒートシンクブロック間の熱伝達機能を低下させることがない。
更には、発光素子基板が取り付けられる表面には、高熱放射率化処理を施さないことにより、主たる熱源である発光素子基板からヒートシンクブロックへの熱伝達性が維持され、ヒートシンクによる冷却機能が有効に発揮されて、発光素子の冷却効果が十分に達成される。
2 ヒートシンク
21〜23 ヒートシンクブロック
211 放熱フィン
212〜232 発光素子基板装着面
213、223 当接表面
3 発光素子基板
4 発光素子群
Claims (4)
- 発光素子が実装された発光素子基板がヒートシンクに装着されてなる光源ユニットにおいて、
前記ヒートシンクは、一列に並設され、互いに当接して連結された複数のヒートシンクブロックからなり、
前記ヒートシンクブロックの表面が、高熱放射率化処理が施されているとともに、隣接する前記ヒートシンクブロックの当接する表面には、高熱放射率化処理が施されておらず、
前記各々のヒートシンクブロック上には、複数の発光素子が実装された発光素子基板が装着されており、
前記複数のヒートシンクブロックの表面に装着された発光素子基板同士が同一平面上に配置されていることを特徴とする光源ユニット。 - 前記発光素子基板が取り付けられる表面には、高熱放射率化処理が施されていないことを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
- 前記ヒートシンクブロックはアルミニウムからなり、前記高熱放射率化処理がアルマイト処理であることを特徴とする請求項1または2に記載の光源ユニット。
- 前記複数のヒートシンクブロックの両端には、発光素子基板が実装されていないヒートシンクブロックが当接して連結していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光源ユニット。
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