CN202045060U - 基于uvled抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源。基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，包括有由若干个UVLED组成的UVLED阵列（1），所述的UVLED阵列（1）分布在一个抛物柱面上，所述的UVLED阵列（1）在抛物柱面的轴向方向上呈扇形均匀分布。本实用新型把UVLED组成特定阵列,能满足光盘固化特殊要求。

Description

基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源

技术领域

本实用新型涉及一种用于光盘的紫外光固化照射装置，尤其涉及一种基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化紫外光源。 

背景技术

目前，在光盘固化的传统技术中，主要使用管状高压汞灯（或金属卤化物灯等）作为紫外光固化光源。以高压汞灯为例，传统紫外固化光源的主要缺点是： 

1.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，需要通过强制冷却，使其工作温度控制在170～２00℃左右。若高压汞灯工作温度过高，既缩短灯的寿命，也会对固化物产生不良影响。但是高压汞灯附属冷却设备，有设备复杂、工作寿命短、维修保养不便等一系列问题。

2.高压汞灯工作寿命短（进口灯约2000 小时，国产灯只有 1000 小时左右），频繁更换高压汞灯，导致生产成本增加。 

3.高压汞灯沿灯管方向功率均匀分布，光盘高速旋转时，在半径方向各单位面积接受的光能量并不相同，导致光盘在径向各区域固化速度、固化程度均不相同。而通过提高高压汞灯线功率密度，又会带来能耗增大，光盘成品率下降等一系列问题。 

4.光盘固化时，即使将高压汞灯工作温度控制在２00℃左右，这一温度仍可能使光盘翘曲变形，影响光盘质量，严重时甚至无法正常读碟。 

随着UVLED（紫外光发光二极管）问世和发展，UVLED作为紫外固化光源已经成为可能。与传统高压汞灯相比，UVLED具有体积小、耗电量低、寿命长（使用寿命长达10万小时）、高光效、低热量、快速响应（白炽灯响应时间为毫秒级， LED为纳秒级）等很多优点。 

但是，由于单个UVLED功率太小，在固化物表面紫外光辐照度太低，会导致固化强度不够或无法固化，因此无法使用单个UVLED作为紫外光固化光源。 

因此，提供一种把UVLED组成特定阵列, 能满足光盘固化特殊要求的光固化照射装置成为了业界需要解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题在于提供一种把UVLED组成特定阵列, 能满足光盘固化特殊要求的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，包括有由若干个UVLED组成的UVLED阵列，所述的UVLED阵列分布在一个抛物柱面上，所述的UVLED阵列在抛物柱面的轴向方向上呈扇形均匀分布。 

所述的UVLED阵列的各个UVLED前面分别装设有凸透镜，UVLED处于凸透镜的焦点处。 

包括有铝基板，所述的铝基板是一个与UVLED阵列配合的抛物柱面，UVLED阵列设置在铝基板上。 

所述的铝基板背面设有与铝基板共面的反光罩，铝基板和反光罩之间设有导热胶。

所述的反光罩背面设有散热器，反光罩和散热器之间设有导热胶。 

所述的散热器上设有风扇。 

所述的UVLED阵列的UVLED自扇形中心沿半径方向分为至少三层等距排列，每层中的UVLED在以扇形中心为圆心的圆弧上等距排列，各层的UVLED的数量等差。 

所述的UVLED阵列的UVLED分为五层，第一层的UVLED个数为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。 

由于采用了上述的结构，本实用新型具有下述的有益效果： 

1.本实用新型采用UVLED作为光盘固化的照射光源。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UVLED作为照射光源，其平均使用寿命达10万小时左右，远远超过高压汞灯2000小时的寿命。同时，失效的UVLED便于更换，且价格低廉。更换失效的高压汞灯，一次更换耗费七百至千元不等，在光盘生产企业，平均每两个月至少更换一次，仅固化光源一项，维护成本就非常昂贵，采用UVLED作为照射光源，可以大大降低生产成本；

3.本实用新型采用加装透镜的UVLED，通过光学准直，使UVLED近似发出平行光，光能更均匀，更集中；

4.本实用新型采用扇形阵列，UVLED的个数在半径方向线性增加，导致紫外光幅照度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单位面积接受光能不均匀的问题；

5.本实用新型将扇形阵列分布在抛物柱面上， UVLED发出紫外光通过抛物柱面反光罩的反射，照射区域的紫外光幅照度更大，光功率更加集中，解决了照射区域光功率密度不足的问题；

6. 本实用新型采用散热风扇与铝合金（或铜）型材散热器组合对UVLED阵列进行强制冷却，照射光源温度可控制在20～6０℃，不会使光盘翘曲变形，影响光盘质量。

因此，本实用新型适合在光盘紫外固化领域广泛推广使用。 

附图说明

图１是基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源的结构示意图。 

具体实施方式

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。 

如图1所示，本实用新型所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，包括有由若干个UVLED组成的UVLED阵列1，所述的UVLED阵列1分布在一个抛物柱面上，所述的UVLED阵列1在抛物柱面的轴向方向上呈扇形均匀分布。所述的UVLED阵列1的各个UVLED前面分别装设有凸透镜2，UVLED处于凸透镜2的焦点处。UVLED发射的发散角约为±30°紫外光，经凸透镜2光学准直后，成为发散角﹤±3°的近似平行光，使照射区域接受的光功率比较集中。所述的UVLED阵列1设置在一个铝基板3上，所述的铝基板3是一个与UVLED阵列1配合的抛物柱面。所述的铝基板3背面设有与铝基板3共面的反光罩4，反光罩用于反射紫外光，有助于在固化区域形成高功率密度的辐照。在铝基板3和反光罩4之间设有导热胶，导热胶可使反光罩4和铝基板3形成导热良好的接触。所述的反光罩4背面设有散热器5，散热器5可为铝合金（或铜）型材散热器，散热器用于将UVLED扇形阵列产生的热量散发到外部空间。反光罩4和散热器5之间设有导热胶。导热胶可使反光罩4和散热器5形成导热良好的接触。所述的散热器5上设有风扇6。风扇与散热器紧密接触，对散热器强制风冷，进一步降低UVLED扇形阵列的温度，具体使用中，可使UVLED阵列的温度控制在35～50℃之间，UVLED正常工作。 

所述的UVLED阵列1的UVLED自扇形中心沿半径方向分为至少三层等距排列，每层中的UVLED在以扇形中心为圆心的圆弧上等距排列，各层的UVLED的数量等差。在抛物柱面上，UVLED组成扇形阵列，UVLED个数在光盘半径方向按等差数列排列，使固化区域光功率沿径向高密度非均匀线性分布；这样可以在半径方向形成线性增加的辐照度分布，光盘旋转时，径向各单位面积接受的光能量相等且均匀，固化强度与速度亦保持均匀。 

所述的UVLED阵列1的UVLED分为五层，第一层的UVLED个数为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。UVLED共15个，5个UVLED串联，3条支路并联。具体应用时，可以根据实际情况选择LED功率大小、每条支路中LED串联个数和并联支路数。 

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 (8)

1.一种基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：包括有由若干个UVLED组成的UVLED阵列（1），所述的UVLED阵列（1）分布在一个抛物柱面上，所述的UVLED阵列（1）在抛物柱面的轴向方向上呈扇形均匀分布。

2.按照权利要求1所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的UVLED阵列（1）的各个UVLED前面分别装设有凸透镜（2），UVLED处于凸透镜（2）的焦点处。

3.按照权利要求2所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：包括有铝基板（3），所述的铝基板（3）是一个与UVLED阵列（1）配合的抛物柱面，UVLED阵列（1）设置在铝基板（3）上。

4.按照权利要求3所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的铝基板（3）背面设有与铝基板（3）共面的反光罩（4），铝基板（3）和反光罩（4）之间设有导热胶。

5.按照权利要求4所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的反光罩（4）背面设有散热器（5），反光罩（4）和散热器（5）之间设有导热胶。

6.按照权利要求5所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的散热器（5）上设有风扇（6）。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的UVLED阵列（1）的UVLED自扇形中心沿半径方向分为至少三层等距排列，每层中的UVLED在以扇形中心为圆心的圆弧上等距排列，各层的UVLED的数量等差。

8.按照权利要求7所述的基于UVLED抛物柱面扇形阵列的光盘固化光源，其特征在于：所述的UVLED阵列（1）的UVLED分为五层，第一层的UVLED个数为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。

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