CN104896450A - 光照射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种虽然采用壳体覆盖光照射装置整体的结构，但是能够抑制或者防止其内部发生结露现象的光照射装置。光照射装置包括对待照射物发射出光线的光源模块，其具有基板以及封装在基板表面的发光元件；与所述基板背面对接设置的散热片，其内部形成有制冷剂流动的流道；干燥空气生成器，其具有连接在所述散热片流道上的冷凝器和吸入外部空气的进气口，所述制冷剂在该流道内流动，干燥空气生成器用所述冷凝器冷却从该进气口吸入的空气并除去该空气内所含水分，生成干燥空气；壳体，其具有连接在所述干燥空气生成器上并供应所述干燥空气的供气口，以及排出从该供气口供应的干燥空气的排气口，壳体收纳有所述光源模块和所述散热片。

Description

光照射装置
技术领域
本发明涉及一种在待照射物上进行光照射的光照射装置，特别涉及一种在壳体内设有光源模块以及用于冷却该光源模块的散热片的光照射装置。
背景技术
以前，作为单张纸胶印用油墨，一般采用通过紫外线的照射而进行固化的紫外线固化性油墨。另外，作为液晶面板和有机EL(Electro Luminescence)面板等、FPD(Flat Panel Display)的密封胶，一般采用紫外线固化性树脂。在对这些紫外线固化性油墨和紫外线固化性树脂进行固化时，虽然一般采用紫外线照射用的紫外线照射装置，但是特别是在单张纸胶印和FPD的用途中，因需要对较宽的矩形形状的照射区域进行高照射强度紫外线的照射，所以采用将大量发光元件排列在基板上并相对照射区域设置的光照射装置。
这种采用大量发光元件的光照射装置，会因发光元件发热而温度上升，从而导致发光元件的发光效率明显降低。因此，采用了散热片或水冷套等散热装置，使之紧贴基板，并通过在散热装置内部形成的流道内流动冷却水等制冷剂对发光元件所产生的热量进行强制散热(例如：专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：专利公开2013-208792号公报
根据专利文献1的光照射装置(紫外线照射装置)，散热装置(水冷套)从基板吸收发光元件(光源芯片)的热量，然后进行散热，从而可以有效地冷却发光元件。然而，正如专利文献1的结构，光照射装置整体为被收纳在一个壳体内的结构时，如果在高湿的环境下使用，高湿度的空气也会侵入到壳体内，导致壳体内的湿度变高，从而出现冷却后的散热装置以及其周围部位产生结露的问题。另外，即使是非高湿的环境，如果是在发光元件未发光的状态下进行散热装置的冷却，散热装置以及其周围部位也会产生结露的问题。
这样一旦在光照射装置的壳体内发生结露，严重时会出现因水滴导致的发光元件短路的问题。另外，在壳体内发生结露，壳体内呈高湿度状态时，会加快构成基板上电路图形的金属(例如：铜)的水分吸收，加速离子迁移的产生，由此，电路图形之间(即发光元件的阳极与阴极之间)也可能容易出现短路现象。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种虽然采用壳体覆盖光照射装置整体的结构、但是在其内部可以抑制或者防止结露产生的光照射装置。
为达到上述目的，本发明所述的光照射装置包括：对待照射物发射出光线的光源模块，其具有基板以及封装在基板表面的发光元件；与所述基板背面对接设置的散热片，其内部形成有制冷剂流动的流道；干燥空气生成器，其具有连接在上述散热片流道上的冷凝器和吸入外部空气的进气口，所述制冷剂在该流道内流动干燥空气生成器用冷凝器冷却从该进气口吸入的空气并除去该空气内所含水分，生成干燥空气；壳体，其具有连接在干燥空气生成器上并供应所述干燥空气的供气口以及排出从该供气口供应的干燥空气的排气口，壳体收纳有光源模块和散热片。
基于该结构，散热片一直持续着被干燥空气覆盖的状态，所以可以控制或防止壳体内部发生结露现象。因此，不会出现因结露产生的水滴所导致的基板上的发光元件短路的现象，另外，壳体内部可持续维持低湿度状态，所以也不会出现加速基板上电路图形的离子迁移现象。
还有，优选地，可以采用制冷剂从冷凝器向散热片流动的结构。根据这样的结构，冷凝器的温度可以持续低于散热片的温度，由此能够抑制或者防止散热片结露的产生。
还有，优选地，可以采用进气口吸入从外部供应的压缩空气的结构。
还有，还可以进一步设置换气装置，从进气口吸入外部空气的同时，从排气口将干燥空气排出。还有，优选地，在这种情况下，换气装置可采用气泵或风扇。
还有，干燥空气生成器可以与壳体形成一体结构。
还有，优选地，制冷剂可以采用水，或乙二醇，或丙二醇，或乙二醇、丙二醇中任意一种或两种与水的混合物。
还有，优选地，壳体至少具有形成供气口的第一面以及形成排气口的第二面。还有，优选地，这种情况下，第一面和第二面夹着光源模块及散热片且面对面设置。
还有，优选地，可设有多个光源模块，多个光源模块设置在散热片上，并沿指定方向至少排成一列，散热片的流道沿该指定方向形成。
还有，优选地，发光元件发出作用于紫外线固化性树脂的波长光。
本发明的效果：如上所述，通过本发明，实现了虽然采用壳体覆盖光照射装置整体的结构、但是可以抑制或者防止内部产生结露的光照射装置。
附图说明
图1是本发明第1实施例相关的光照射装置的主视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是对本发明的第1实施例相关的光照射装置的内部结构进行说明的模式图。
图4是搭载在本发明实施例相关的光照射装置上的光照射单元的放大主视图。
图5是对本发明的第2实施例相关的光照射装置的内部结构进行说明的模式图。
图中：1、1A  光照射装置
100  光照射单元
110  光源模块
115  陶瓷基板
120  LED芯片
125  电极板
131、132  接线条
135、136  电极端子
135a、136a   阳极端子
135b、136b   阴极端子
150          散热片
150a         前面
152          第1端部
154          第2端部
160          流道
200          冷凝器
210          基端部
220          前端部
300          壳体
310          壳体主体部
310a         开口
310b、310c   侧板
312、314、335   通孔
314A         排气口
320          窗口部
330          隔板
312、314、335  通孔
350       第1收纳部
360       第2收纳部
365       排水管
367       过滤器
400       排气扇。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施形式作进一步的详细说明。并且，图中相同或相应的部位用相同的符号标记，其说明不再重复。
第1实施例
图1是本发明第1实施例相关的光照射装置的主视图。图2是图1的A-A剖面图。还有，图3是对本发明的第1实施例相关的光照射装置的内部结构进行说明的模式图。本实施例的光照射装置1是搭载在可以使作为单张纸胶印用油墨而被采用的紫外线固化性油墨以及作为FPD(Flat Panel Display)等的密封胶而被采用的紫外线固化性树脂进行固化的光源装置上的一种装置，其相对无图示的待照射物设置，向待照射物的指定区域发出线状的紫外光线。
如图1～图3所示，光照射装置1由发出线状紫外光线的光照射单元100、冷凝器200、收纳光照射单元100以及冷凝器200用的壳体300构成。下面，在本说明书中，将从光照射装置发出的线状紫外光线的纵向(线长)方向定义为X轴方向、横向方向(即图1的上下方向)定义为Y轴方向、X轴及Y轴正交的方向定义为Z轴方向作以下说明。
壳体300的结构如图2所示，由前方具有开口310a的铝制壳体主体部310、嵌入至开口310a内的玻璃窗口部320构成。还有，如图3所示，壳体300的内部，设有在X轴方向上将壳体300内部一分为二的隔板330；通过隔板330将收纳光照射单元100用的第1收纳部350、收纳冷凝器200用的第2收纳部360隔开；还有，在隔板330上设有连通第1收纳部350和第2收纳部360的通孔335；在第2收纳部360生成的干燥空气穿过通孔335，供应给第1收纳部350(详细情况后面将作具体说明)。
光照射单元100设有如图1所示的32个光源模块110；如图4所示的一对接线条131、132；以及散热片150等。各光源模块110为发射出矩形紫外光线的单元，在本实施例中，其结构为在散热片150上以16个(X轴方向)×2列(Y轴方向)的形态密集地排列设置，从光照射装置1发射出与X轴方向平行的线状紫外光线。
图4是对本实施例的光照射单元100的结构进行说明的放大主视图，将2个×2列的光源模块110放大示出。并且，在图4中，为了方便说明，省略了壳体300。
散热片150是一种在固定各光源模块110的同时，对各光源模块110所产生的热量进行散热的部件，通过高导热系数的铜等金属形成。如图2～图4所示，散热片150是一种向X轴方向延伸的方形柱状部件，散热片150的前面150a(图4)成为光源模块110的安装面。还有，如图2所示，接线条131及132各通过多个固定螺丝(无图示)安装在散热片150的上面及下面。
本实施例中的散热片150是一种所谓的水冷却用散热片，如图2所示，其内部形成制冷剂流动的流道160。散热片150的两端如图3所示，在X轴方向延伸出圆筒状，各自形成第1端部152以及第2端部154。第1端部152在被隔板330支撑的同时，连接在后述冷凝器200的前端部220上，并通过冷凝器200提供制冷剂。还有，第2端部154贯穿壳体主体部310的侧板310c并从侧板310c的表面突出，并通过第2端部154将供应给第1端部152的制冷剂排出。并且，制冷剂一般采用水，或乙二醇，或丙二醇，或乙二醇、丙二醇中任意一种或两种与水的混合物。
如图4所示，接线条131是一种由树脂材料制成的沿X轴方向支撑多对由阳极端子135a和阴极端子135b形成的电极端子的板状部件。一对电极端子135(即，阳极端子135a和阴极端子135b)是一种给各光源模块110供应电力的端子，连接于各光源模块110的电极板125。在本实施例中，16个阳极端子135a和16个阴极端子135b沿X轴方向交叉设置，以便向设置在接线条131侧(即散热片150的上侧)的16个光源模块110供应电力。
接线条132与接线条131相同，是一种由树脂材料制成的沿X轴方向支撑多对由阳极端子136a和阴极端子136b形成的电极端子的的板状部件。一对电极端子136(即阳极端子136a和阴极端子136b)是一种给各光源模块110供应电力的端子，连接于各光源模块110的电极板125。在本实施例中，16个阳极端子136a和16个阴极端子136b沿X轴方向交叉设置，以便向设置在接线条132侧(即散热片150的下侧)的16个光源模块110供应电力。
如图4所示，各光源模块110设有采用高导热系数的氮化铝制成的矩形陶瓷基板115、焊接在陶瓷基板115上的呈四方格子状的LED(Light Emitting Diode)芯片120、采用焊接等(例如：导电胶(银膏)、钎焊料、焊接、熔敷、扩散焊接等)分别电气连接在陶瓷基板115的阳极图形(无图示)以及阴极图形(无图示)上的一对矩形电极板125。
电极板125是一种由铜或者黄铜、磷青铜、铍青铜等铜合金形成且电导率高、具有灵活性的板状部件。如上所述，电极板125的前端部通过焊接等方式电气连接在陶瓷基板115一端表面的阳极图形或者阴极图形上，基端部以向陶瓷基板115的外侧突出的方式被引出，并与阳极端子135a(或136a)、阴极端子135b(或者136b)电气连接。
各光源模块110中，X轴方向上的20个以及Y轴方向上的11个LED芯片120(发光元件)在与陶瓷基板115的表面正交的方向(即Z轴方向)上对准光轴方向，呈四方格子状并排设置在陶瓷基板115的表面。各LED芯片120的阳极端子(无图示)及阴极端子(无图示)，通过无图示的焊线，各自电气连接在阳极图形及阴极图形上。并且，向连接在阳极图形上的电极板125提供驱动电流(即阳极电流)时，驱动电流在搭载在各光源模块110上所有的LED芯片120上流动，各LED芯片120发射出对应驱动电流光量的紫外光线。并且，本实施例的各LED芯片120具有大致相同的电气特性，并形成从各LED芯片120发射出大致相同的照射强度分布的紫外光线之结构。在各LED芯片120上流动的驱动电流通过阴极图形端子从连接在阴极图形上的电极板125返回回流电流(即阴极电流)。
这样，当驱动电流在搭载在各光源模块110上的所有LED芯片120上流动并从各LED芯片120发射出紫外光线时，因LED芯片120本身发热而使温度上升，从而产生发光效率明显降低的问题。因此，在本实施例中，设有紧贴各光源模块的散热片150，对LED芯片120所产生的热量进行强制性散热。
如上所述，在本实施例中，如图3所示，虽然采用通过壳体300收纳光照射单元100的结构，但是在高湿度的环境下使用光照射装置1时，无法阻止高湿度的空气侵入壳体300内，当高湿度的空气侵入第1收纳部350内，接触到已冷却的散热片150以及其周围部位时，就会出现结露现象。还有，即使不是在高湿度的环境下，当LED芯片120处于未亮灯的状态而制冷剂在散热片150内流动时，散热片150以及其周围部位被过度冷却，散热片150以及其周围部位也会出现结露现象。因此，为了解决这样的问题，本实施例的光照射装置1形成了一种通过冷凝器200生成干燥空气并向收纳了光照射单元100以及散热片150的第1收纳部350提供干燥空气的结构。
如上所述，冷凝器200收纳在壳体300的第2收纳部360内(图3)。并且，在壳体300的侧板310b形成有通孔312(进气口)。外部空气供应装置(无图示)连接通孔312，源自空气供应装置的压缩空气通过通孔312强制性的供应给壳体300的第2收纳部360。
本实施例中的冷凝器200是一种所谓的制冷剂冷凝器，由金属管呈蛇形折叠而成，。冷凝器200的基端部210穿过壳体主体部310的侧板310b并露出侧板310b的表面，由外部制冷剂供应装置(无图示)向冷凝器200的基端部供应制冷剂。还有，供应至冷凝器200的前端部220的制冷剂，经过冷凝器200的内部，通过散热片150的流道160，从散热片150的第2端部154向外部排出。
制冷剂经过冷凝器200的内部时，冷凝器200的表面通过制冷剂而冷却，如上所述，因来自外部的压缩空气导入至壳体300的第2收纳部360，所以导入至第2收纳部360内的压缩空气在冷凝器200的表面冷却，从而导致冷凝器200的表面产生结露。然后，因结露的产生除去了第2收纳部360的压缩空气中的水分，在第2收纳部360内形成干燥空气(即除湿后的空气)。
如上所述，在本实施例中，来自空气供应装置的压缩空气强制性的供应至第2收纳部360，因此，在第2收纳部360内生成的干燥空气，从隔板330上的通孔335(供气口)挤向第1收纳部350内。并且，如果第2收纳部360内生成的干燥空气接连被挤向第1收纳部350内，第1收纳部350内会充满干燥空气。此外，当干燥空气依旧持续地供应至第1收纳部350内时，第1收纳部350内的干燥空气会从壳体300的侧板310c的通孔314(排气口)排出。这样，在第2收纳部360内生成的干燥空气供应至第1收纳部350，并在第1收纳部350内向通孔314方向流动，从通孔314向外部排出。并且，在本实施例中，以从空气供应装置导入至第2收纳部360内的压缩空气流量高于从通孔314向外部排出的干燥空气流量的方式来控制流量，因此第1收纳部350内会一直保持着充满干燥空气的状态。由此，第1收纳部350内的空气(即干燥空气)即使通过散热片150冷却，也不会产生结露现象。并且，在本实施例中，虽然在冷凝器200的表面发生结露现象，但是从冷凝器200滴下的水滴，会从第2收纳部360内的排水管365向外部排出。还有，在本实施例中，在排水管365内设有过滤器367，以使第2收纳部360内的干燥空气与外部空气产生压力差。由此，在第1收纳部350内生成的干燥气体，几乎全部被供应至第2收纳部360。
这样，本实施例中的光照射装置1通过在散热片150上连接冷凝器200且冷却散热片150用的制冷剂经由冷凝器200流动的结构，在冷却散热片150时，无需采用特殊装置自动生成干燥空气。并且，通过散热片150周边形成充满干燥空气的结构，抑制或者防止散热片150内产生结露。也就是说，本实施例的光照射装置1采用通过壳体300覆盖光照射单元100(即光源模块110和散热片150)的结构，同时壳体300内部(即第1收纳部350)持续保持低湿度的状态。由此，通过本实施例的结构，不仅不会出现因结露而产生水滴，导致陶瓷基板115上的LED芯片120出现短路的现象，而且也不会加速陶瓷基板115上图形的离子迁移。
还有，本实施例中的光照射装置1形成制冷剂从冷凝器200向散热片150流动的结构。根据这样的结构，冷凝器200的温度能够一直低于散热片150的温度，因此可以抑制或者防止散热片150出现结露现象。
上述为本实施例的说明，但是本发明不仅局限于上述的结构，在本发明的技术理念范围内可进行各种修改。
例如，在本实施例中，对在壳体300的内部收纳光照射单元100的第1收纳部350以及收纳冷凝器200的第2收纳部360为一体结构作出了说明，不过，收纳光照射单元100的壳体(即第1收纳部350)以及收纳冷凝器200的壳体(即第2收纳部360)也可以分体构成。并且，在这种情况下，收纳光照射单元100的壳体以及收纳冷凝器200的壳体也可以采用制冷剂供应软管(或者导管)及供应干燥空气的软管(或者导管)连接。
还有，本实施例中，对作为一种从通孔312供应压缩空气的结构作出了说明，但并不仅限于这种结构，例如，也可以在通孔312上连接吸入外部空气并将空气供应至通孔312的气泵等(换气装置)。
第2实施例
图5示出了对本发明第2实施例相关的光照射装置1A的内部结构进行说明的模式图。本实施例中的光照射装置1A，在壳体300背面形成排出干燥空气的排气口314A，在排气口314A内设有将第1收纳部350的干燥空气强制排出的排气扇400，这一点与第1实施例中的光照射装置不同。根据这种结构，通过转动排气扇400，可以从通孔312自动吸入外部空气，这样就无需强制性的向通孔312供应外部空气。
并且，本次公开的实施例，在各方面作出了例示，尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。本发明的范围并非仅为上述说明，而是通过权利要求范围示出，想要覆盖由权利要求书所表示的范围以及与权利要求范围均等意义以及范围内的所有变更。

Claims (11)

1.一种光照射装置，其特征在于，包括：
对待照射物发射出光线的光源模块，其具有基板以及封装在基板表面的发光元件；
与所述基板背面对接设置的散热片，其内部形成有制冷剂流动的流道；
干燥空气生成器，其具有连接在所述散热片流道上的冷凝器和吸入外部空气的进气口，所述制冷剂在该流道内流动，干燥空气生成器用所述冷凝器冷却从该进气口吸入的空气并除去该空气内所含水分，生成干燥空气；
壳体，其具有连接在所述干燥空气生成器上并供应所述干燥空气的供气口，以及排出从该供气口供应的干燥空气的排气口，壳体收纳有所述光源模块和所述散热片。
2.如权利要求1所述的光照射装置，其特征在于：所述制冷剂从所述冷凝器向所述散热片流动。
3.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：所述进气口吸入从外部供应的压缩空气。
4.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：还设有换气装置，从所述进气口吸入所述外部空气的同时，从所述排气口排出所述干燥空气。
5.如权利要求4所述的光照射装置，其特征在于：所述换气装置为气泵或风扇。
6.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：所述干燥空气生成器与所述壳体一体形成。
7.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：所述制冷剂为水，或乙二醇，或丙二醇，或乙二醇、丙二醇中任意一种或两种与水的混合物。
8.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：所述壳体至少具有所述进气口形成的第一面以及所述排气口形成的第二面。
9.如权利要求8所述的光照射装置，其特征在于：所述第一面和所述第二面，夹着所述光源模块以及散热片且面对面设置。
10.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：设有多个所述光源模块；所述多个光源模块设置在所述散热片上，沿着所指定方向至少排成一列；所述散热片的流道沿着所述指定方向形成。
11.如权利要求1或2所述的光照射装置，其特征在于：所述发光元件发出作用于紫外线固化性树脂的波长光。
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