JP2013125900A - Light radiation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード(LED)を用いた光照射装置に関する。 The present invention relates to a light irradiation apparatus using a light emitting diode (LED).
従来より、発光ダイオード(LED)を冷却するには、種々の方法が提案されているが、例えば、図12に示すような冷却構造が提案されている。図12に示す例では、基板101の一方の面にLED100が配置され、基板の他方面に複数の放熱部材102が配置されている。各放熱部材102は薄板状に形成され、間隔をあけて配置されている。この構成により、LED100の熱が基板101を介して放熱部材102に伝達され、この放熱部材102が周囲の空気によって冷却されることにより、LED100が冷却される。
Conventionally, various methods have been proposed to cool a light emitting diode (LED). For example, a cooling structure as shown in FIG. 12 has been proposed. In the example shown in FIG. 12, the
ところで、上記のようなLEDの冷却構造では、冷却能力を高めるために種々の方法が提案されているが、一般的には、放熱部材の数を増やし、放熱部材102と周囲の空気との接触面積を増大させるという方法がある。しかしながら、放熱部材102を増やすと、隣接する放熱部材102同士が互いに接近してしまうので、放熱部材102間の隙間が狭くなり、この隙間に空気が流れにくくなる。これにより、放熱部材102の周囲に低温の空気が流れにくくなり、冷却能力が逆に低下してしまうことがある。
By the way, in the LED cooling structure as described above, various methods have been proposed to increase the cooling capacity. In general, the number of heat dissipating members is increased and the
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、装置内部を効率的に冷却することができる光照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a light irradiation apparatus capable of efficiently cooling the inside of the apparatus.
本発明は、基板と、前記基板の第1の面に、第1の方向に沿って実装された複数の発光ダイオードと、前記基板の第2の面に、前記第1の方向と直交する第2の方向に所定間隔をおいて配置される複数の放熱部材であって、隣接する当該放熱部材間の隙間に前記第1の方向に延びる複数の流路を形成する複数の放熱部材と、空気を吸引することで、前記流路に、前記第1の方向に沿って空気流を発生させる、空気吸引ユニットと、を備え、前記各放熱部材の一端部は、前記第2の面に配置され、前記複数の流路は、小流路と、前記小流路の隙間よりも大きい隙間を有する大流路と、を含む。 The present invention includes a substrate, a plurality of light emitting diodes mounted on a first surface of the substrate along a first direction, and a second surface of the substrate orthogonal to the first direction. A plurality of heat dissipating members arranged at predetermined intervals in the direction of 2, wherein the heat dissipating members form a plurality of flow paths extending in the first direction in the gaps between the adjacent heat dissipating members, and air An air suction unit that causes the flow path to generate an air flow along the first direction, and one end of each heat radiating member is disposed on the second surface. The plurality of channels include a small channel and a large channel having a gap larger than a gap between the small channels.
この構成によれば、空気吸引ユニットにより空気を吸引することにより、放熱部材間の流路に負圧を形成し、これにより、流路に空気流を発生させている。したがって、隙間の狭い流路であっても空気流を発生させることができるため、多数の放熱部材を配置することができ、装置内部を効果的に冷却することができる。また、複数の流路の一部には、隙間の大きい大流路が形成されているため、この大流路の下流側にも低温の空気を送ることができる。すなわち、隙間が小さい流路では、送り込まれた空気が放熱部材に接触すると、すぐに温度が上昇するため、下流側に低温の空気を送り込むことが難しかった。これに対して、上記のような大流路を形成すると、送り込まれた空気の一部は、大流路の両側の放熱部材に接触して温度が上昇するものの、全体としては温度が大きく上昇することなく、下流側まで低温の空気を送り込むことができる。したがって、下流側の放熱部材に対しても、効果的に熱交換を行うことができ、その結果、下流側のLEDも効果的に冷却することができる。なお、本発明が対象とするLEDは、種々のものがあるが、例えば、被印刷物に紫外線を照射する紫外線LEDとすることができる。 According to this configuration, by sucking air by the air suction unit, a negative pressure is formed in the flow path between the heat radiating members, thereby generating an air flow in the flow path. Therefore, since an air flow can be generated even in a flow path having a narrow gap, a large number of heat dissipating members can be arranged, and the inside of the apparatus can be effectively cooled. In addition, since a large flow path with a large gap is formed in a part of the plurality of flow paths, low-temperature air can be sent to the downstream side of the large flow path. That is, in a flow path with a small gap, the temperature immediately rises when the fed air comes into contact with the heat radiating member, so it is difficult to feed low temperature air downstream. On the other hand, when the large flow path as described above is formed, a part of the air that is sent in comes into contact with the heat dissipating members on both sides of the large flow path, and the temperature rises as a whole, but the temperature rises greatly as a whole. It is possible to send low-temperature air to the downstream side without doing so. Therefore, heat exchange can also be performed effectively for the downstream heat radiating member, and as a result, the downstream LED can also be effectively cooled. In addition, although there exist various LED which this invention makes object, it can be set as the ultraviolet LED which irradiates a to-be-printed object with an ultraviolet-ray, for example.
上記光照射装置においては、複数の放熱部材の一端部を、等間隔で第2の面上に配置し、大流路を形成する隣接した放熱部材は、その一端部から他端部の間で隙間が大きくなるように構成することができる。このようにすると、第2の面においては、複数の放熱部材の一端部が等間隔で配置されているため、第2の面では第2の方向の全体に亘って、基板に対し均等に熱交換を行うことができる。その一方で、大流路を形成する隣接した放熱部材は、一端部から他端部の間で隙間が大きくなるように構成しているため、空気の流量を大きくすることができ、上述したように、下流側のLEDも効果的に冷却することができる。なお、上述した「等間隔」とは、厳密に等しい間隔である必要はなく、基板の第2の方向に対してほぼ均等に熱交換ができる程度に配置されていればよい。 In the said light irradiation apparatus, the one end part of a several heat radiating member is arrange | positioned on a 2nd surface at equal intervals, and the adjacent heat radiating member which forms a large flow path is between the one end part and the other end part. The gap can be increased. If it does in this way, in the 2nd surface, since the one end part of a several heat radiating member is arrange | positioned at equal intervals, in the 2nd surface, it heats equally with respect to a board | substrate over the whole 2nd direction. Exchanges can be made. On the other hand, the adjacent heat dissipating members forming the large flow path are configured such that the gap between the one end portion and the other end portion is large, so that the air flow rate can be increased, as described above. In addition, the downstream LEDs can also be effectively cooled. The “equal intervals” described above do not need to be strictly equal intervals, and may be arranged so that heat can be exchanged almost uniformly with respect to the second direction of the substrate.
上記光照射装置においては、大流路を、基板においてLEDが実装されている位置と対応するように配置することができる。例えば、LEDを基板の第1の面の第2の方向の中央に配置した場合には、大流路を、同様に第2の面における第2の方向の中央に配置することができる。こうすることで、LEDが配置されている位置に置いて、空気の流量が増大するため、LEDを効果的に冷却することができる。 In the said light irradiation apparatus, a large flow path can be arrange | positioned so as to correspond to the position where LED is mounted in a board | substrate. For example, when the LED is arranged at the center in the second direction of the first surface of the substrate, the large flow path can be similarly arranged at the center in the second direction on the second surface. By carrying out like this, since the flow volume of air increases in the position where LED is arrange | positioned, LED can be cooled effectively.
上記大流路は、種々の態様で形成することができる。例えば、基板の第1の方向の一端部から他端部に全体に亘って形成することができるし、あるいは、空気流の上流側である第1の方向の一端部から、第2の面の中間部に亘って形成することができる。中間部とは、一端部と他端部の間のいずれかの位置であり、必ずしも中央付近を意味するものではない。 The large flow path can be formed in various modes. For example, it can be formed from one end portion to the other end portion of the substrate in the first direction, or from one end portion in the first direction on the upstream side of the air flow, It can be formed over the middle part. The intermediate portion is any position between the one end and the other end, and does not necessarily mean near the center.
上記光照射装置においては、基板の第2の面と対向するように配置された区分部材をさらに設けることができる。そして、放熱部材を、第2の面と区分部材との間に配置し、各流路を、第2の面、隣接する一対の放熱部材、及び区分部材によって区画することができる。このように構成すると、空気の流路が断面において閉じた空間を形成するため、高速で空気を流すことができ、冷却効率を向上することができる。 In the said light irradiation apparatus, the division member arrange | positioned so as to oppose the 2nd surface of a board | substrate can further be provided. And a heat radiating member can be arrange | positioned between a 2nd surface and a division member, and each flow path can be divided by a 2nd surface, a pair of adjacent heat radiating member, and a division member. If comprised in this way, since the flow path of air forms the space closed in the cross section, air can be flowed at high speed and cooling efficiency can be improved.
このとき、各放熱部材と前記区分部材とを弾性的に接触させることができる。すなわち、放熱部材の端部を、区分部材によって押しつけるように配置することができる。このようにすると、放熱部材の高さにバラツキがあっても、上記のように閉じた流路を確実に形成することができる。よって、より効果的に冷却を行うことができる。 At this time, each heat radiating member and the said division member can be made to contact elastically. That is, the end portion of the heat radiating member can be arranged to be pressed by the dividing member. If it does in this way, even if the height of a heat radiating member varies, the closed channel as mentioned above can be formed reliably. Therefore, cooling can be performed more effectively.
また、上記光照射装置においては、基板に対し、空気流の上流側である第1の方向の一端部側に配置され、空気を放出する空気流供給ユニットをさらに設け、上述した空気吸引ユニットを基板に対し、第1の方向の他端部側に配置することができる。このようにすると、空気吸引ユニットによる空気の吸引に加え、空気流供給ユニットから空気を各流路へ送り込むことができるため、大量の空気を流路に送り込むことができる。その結果、LEDをさらに効果的に冷却することができる。 The light irradiation device further includes an air flow supply unit that is disposed on one end side in the first direction on the upstream side of the air flow with respect to the substrate, and discharges air. It can arrange | position to the other end part side of a 1st direction with respect to a board | substrate. If it does in this way, in addition to the suction of air by an air suction unit, since air can be sent into each channel from an air flow supply unit, a large amount of air can be sent into a channel. As a result, the LED can be cooled more effectively.
本発明の光照射装置によれば、装置内部を効率的に冷却することができる。 According to the light irradiation apparatus of the present invention, the inside of the apparatus can be efficiently cooled.
以下、本発明の光照射装置を印刷装置における紫外線照射装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の概略構成を示す側面図であり、図2は、印刷装置の概略構成を示す平面図である。 Hereinafter, an embodiment in which the light irradiation apparatus of the present invention is applied to an ultraviolet irradiation apparatus in a printing apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the schematic configuration of the printing apparatus.
(1)印刷装置
図1及び図2に示すように、この印刷装置50は、中央のセンタードラム51と、シート状の被印刷物Pを繰り出すロール53とを備えている。センタードラム51は、回転軸54を介して回転駆動装置55に接続されており、この回転駆動装置55の駆動により回転軸54を中心として回転する。回転駆動装置55は、図示を省略する公知の電動モーターや回転ベルト等を備えている。ロール53から繰り出された被印刷物Pは、ガイドローラ52aを介して、センタードラム51に巻き掛けられ、さらに、他のガイドローラ52b,52cを介して矢示X方向へ案内されるようになっており、センタードラム51の回転によってロール53から繰り出されるようにいる。
(1) Printing Device As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、この印刷装置50は、センタードラム51の外周に沿って間隔をあけて複数配置された印刷ユニット56および紫外線照射ユニット57を備えている。すなわち、いわゆるサテライト型の印刷装置として構成されている。各印刷ユニット56は、印刷に用いるインクの色に応じて設置されており、本実施形態では、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、透明(OP)の各色に対応した複数の印刷ユニットが設置されている。各インクは、公知の紫外線硬化型インクである。また、各印刷ユニット56は、センタードラム51を取り囲むように支持フレーム58に固定されており、センタードラム51により給送される被印刷物Pに対してインクを供給して印刷できるように設置されている。
The
また、各紫外線照射ユニット57は、各印刷ユニット56に後続するように設置され、センタードラム51を取り囲むように支持フレーム58に固定されている。そして、センタードラム51により給送される被印刷物Pに対して、各印刷ユニット56からインクが塗布されるたびに、各紫外線照射ユニット57からインクに対して紫外線を照射し、インクを硬化できるように構成されている。
Each
(2)紫外線照射ユニット
次に、紫外線照射ユニットについて、図面を参照しつつ説明する。図3は、紫外線照射ユニットの斜視図である。この紫外線照射ユニット57は、支持フレーム58(図2参照)に固定されるアタッチメント59と、このアタッチメント59に着脱可能に取り付けられた紫外線照射装置1とを備えている。アタッチメント59は、角筒状に形成されたアタッチメント本体60と、アタッチメント本体60の軸方向の両端部に設けられたフランジ61とを備えている。アタッチメント本体60は、軸方向の一端部に形成された挿入開口62と、側壁の壁面に形成された壁面開口63とを備えており、挿入開口62を介して光照射装置1を挿入可能であり、壁面開口63を介して紫外線を照射できるように構成されている。アタッチメント本体60の側壁の内面には、紫外線照射装置1を案内するガイドレール64が軸方向に延びるように設置されている。フランジ61は、アタッチメント本体60の端部から側方に突出しており、このフランジ61を介してアタッチメント59を支持フレーム58に固定できる。
(2) Ultraviolet irradiation unit Next, an ultraviolet irradiation unit is demonstrated, referring drawings. FIG. 3 is a perspective view of the ultraviolet irradiation unit. The
続いて、紫外線照射装置について、図4〜図6を参照しつつさらに詳細に説明する。図4は、紫外線照射装置の(a)上面図、(b)側面図、(c)下面図、図5は図4のA−A断面図、図6は図4のB−B断面図である。以下の説明では、図4の左右方向を長手方向、図6の左右方向を幅方向、図6の上下方向を上下方向と称して説明するが、これらの上下前後左右の方向は、説明のために便宜的に規定する方向であり、本発明の実施における方向を限定するものではない。図4〜図6に示すように、紫外線照射装置1は、直方体状のケーシング3を備えており、このケーシングの内部空間2に、後述するLED基板6、区分部材4、及び制御基板5が設けられている。
Next, the ultraviolet irradiation device will be described in more detail with reference to FIGS. 4A is a top view of the ultraviolet irradiation device, FIG. 4B is a side view, FIG. 5C is a bottom view, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. is there. In the following description, the left-right direction in FIG. 4 is referred to as the longitudinal direction, the left-right direction in FIG. 6 is referred to as the width direction, and the up-down direction in FIG. 6 is referred to as the up-down direction. The direction is defined for convenience, and does not limit the direction in the implementation of the present invention. As shown in FIGS. 4 to 6, the
図5及び図6に示すように、ケーシング3は、水平方向に延びる平面視矩形状の板状の基部7と、この基部7を覆うように断面U字型に形成されたカバー部材8とで構成されており、基部7とカバー部材8によって囲まれた領域により、上述した内部空間2が形成されている。基部7の中央部には、ケーシング3の長手方向(図5の左右方向)に延びる照射用開口9が形成されており、この照射用開口9は、基部7の厚み方向(図6の上下方向)に貫通している。また、基部7の下面は多段に切り欠かれており、一段目には照明用開口9を幅方向に挟む一対の第1設置面13が形成され、各第1設置面13の幅方向の内側には、第2設置面11がそれぞれ形成されている。そして、第1設置面13には汚れ防止板12が配置され、第2設置面11には、一対のリフレクタ部材10、10が設置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
汚れ防止板12は、透明の板材によって形成されており、各第1設置面13の外側の端部に形成された設置溝13aに嵌め込まれて、照明用開口9を下方から覆っている。汚れ防止板12の材質としては、例えば、紫外線を透過する石英ガラス等を用いることができる。この汚れ防止板12は、紫外線照射時に、アタッチメント59の壁面開口63に配置され、被印刷物Pと対向して配置される。一方、各リフレクタ部材10は、金属の板材をほぼ直角に屈曲させることにより形成されており、第2設置端面11に当接する外反射部15と、外反射部15から屈曲して延びる内反射部16とを備えている。リフレクタ部材10の材質としては、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属を用いることができ、この材質を研磨して鏡面仕上げすることにより、紫外線を反射可能なように構成されている。また、各リフレクタ部材10においては、外反射部15が第2設置面11と汚れ防止板12との間に配置され、ケーシング3の外方に向いている。すなわち、ケーシング3の外方へ紫外線を反射できるようになっている。一方、両内反射部16は、照射用開口9内に位置し、照射用開口9を挟んで互いに対向するように配置されている。すなわち、照射用開口9の内方に向かって紫外線を反射できるように配置されている。
The
図4に示すように、カバー部材8の各側壁面には、複数の通気口18が形成されており、この通気口18を介してケーシング3の外部と内部空間2とが連通している。そのため、ケーシング3外部の空気を内部空間2に導入できる。また、カバー部材8の壁面外部には着脱ローラ19が輪転可能に取り付けられており、この着脱ローラ19をアタッチメント59のガイドレール64に沿って輪転させることにより、紫外線照射装置1をアタッチメント59に対して出し入れすることができる。また、カバー部材8の長手方向の一端部にはハンドル20が取り付けられている。
As shown in FIG. 4, a plurality of vent holes 18 are formed on each side wall surface of the cover member 8, and the outside of the
図6に示すように、LED基板6は、アルミニウム製の平板状の部材によって形成されており、上記照射用開口9を上方から塞ぐように、ケーシング3の基部7の上面に配置されている。そして、LED基板6の下面(第1の面)には、複数の紫外線LED30が実装されており、これら紫外線LED30が照射用開口9から下方を臨むように配置され、外部(被印刷物P)に紫外線を照射するようになっている。
As shown in FIG. 6, the
基部7の上方には、LED基板6を覆う区分部材4が配置されている。区分部材4は、金属の板状部材を屈曲させることにより形成されている。この区分部材4によって、内部空間2は2つの領域に分けられている。すなわち、内部空間2において、区分部材4とカバー部材8で囲まれた領域には第1空間21が形成されており、この第1空間21は、カバー部材8の通気口18を介してケーシング3の外部と連通している。一方、区分部材4は、基部7に配置されたLED基板6との間に、空気が流れる第2空間22を形成している。そして、この第2空間22には、後述するように、複数の放熱部材32が収容されている。
Above the
図7は、区分部材4の斜視図である。区分部材4は、水平方向に延びる上板部25と、上板部25から屈曲して鉛直方向に延びる側板部26とを備えている。側板部26の下端にはフランジ26aが形成されており、図6に示すように、このフランジ26aが基部7に固定されている。また、側板部26の長手方向の一端部には連通口23が複数形成されており、連通口23を介して第1空間21と第2空間22が連通している。なお、図示を省略するが、区分部材4の上板部25に少なくとも一つの連通口を形成してもよく、これによっても、第1空間21と第2空間22とを連通させることができる。
FIG. 7 is a perspective view of the dividing member 4. The sorting member 4 includes an
区分部材4の長手方向の他端部には、上板部25から連続して延びる排気口部材27が固定されている。排気口部材27は、上板部25の端部から斜め方向に延びるように設置されており、これにより、拡開する排気口28が形成され、第2空間22に接続されている。そして、排気口28の出口には、後述する空気吸引装置31が配置されている(図5参照)。また、図5及び図6に示すように、区分部材4及び排気口部材27の上部には、基板支持台24が設置されており、制御基板5が支持されている。すなわち、基板支持台及び制御基板は、第1空間に配置されている。制御基板5には、複数の回路が実装されており、紫外線LED30、空気吸引装置31、及びその他の紫外線照射装置の動作を制御する。
An
次に、第2空間22に収容される複数の放熱部材32について説明する。各放熱部材32は、湾曲した金属製の薄板から構成されており(フィン状に形成されており)、ケーシング3の幅方向(第2の方向)に間隔をあけて配置されている。また、各放熱部材32は第2空間22で概ね上下方向に延び、且つケーシング3の長手方向(第1の方向)に沿うように配置されている。このような幅方向に並ぶ複数の放熱部材32を備えた放熱ユニットが、ケーシング3の長手方向(図5の左右方向)に、所定間隔をあけて複数配置されている。
Next, the plurality of
図6に示すように、各放熱部材32は、湾曲した状態で、その下端部がLED基板6の上面に設置されるとともに、その上端部が区分部材4の下面に接触している。また、紫外線LED30を挟んで図6の左側に配置されている複数の放熱部材32は幅方向に外側へ向かって凸となるように湾曲しており、右側に配置されている複数の放熱部材32は反対側へ凸となるように湾曲している。このような配置により、隣接する放熱部材32と、LED基板6と、区分部材4とによって、空気が流れる複数の流路が形成されている。そして、これら流路には、小流路33、大流路35、側部流路34とが含まれている。小流路33は、同じ側に湾曲している放熱部材32間に形成される隙間の狭い流路である。大流路35は、第2空間22の幅方向の中央に形成される隙間の大きい流路であり、互いに反対側に向く放熱部材32の凹面が対向することにより形成される。また、側部流路は、幅方向の端部に配置されている各放熱部材32と区分部材4の各側板部26との間に形成される流路である。大流路35及び側部流路34は、小流路よりも空気の流量が大きくなっている。また、各放熱部材32は、湾曲により弾性を有するのでLED基板6及び区分部材4に柔軟に接触(弾性接触)しており、LED基板6および区分部材4によって僅かに圧縮された状態となっている。なお、小流路33における放熱部材32間の隙間の長さは、求める空冷性能や、紫外線照射装置の大きさなどにもより、必ずしも限定的ではないが、例えば、2〜4mmとすることができ、好ましくは2.5mm〜3.0mmとすることができる。また、大流路35については、例えば、小流路33の隙間の2倍〜10倍程度が好ましく、4倍〜6倍程度がさらに好ましい。
As shown in FIG. 6, each
区分部材4の端部に設けられた空気吸引装置31は、空気を圧送する公知の送風機を用いることができ、この空気吸引装置31の駆動により、ケーシング3の外部の空気を通気口18を介してケーシング3内部に吸引し、これにより内部空間2(第1空間21及び第2空間22)に空気流を発生させる。そして、空気吸引装置31の動作により、内部空間2の空気を排気口28を介してケーシング3の外部に排出する。
As the
(3)紫外線照射ユニットの動作
次に、上記のように構成された紫外線照射装置1の動作を説明する。まず、紫外線照射装置1をアタッチメント59に取り付けた状態で、電源(図示省略)をオンにすることにより、紫外線LED30及び空気吸引装置31を駆動する。紫外線LED30の発光により、被印刷物Pに紫外線が照射される。また、空気吸引装置31の駆動により、排出口28を介して第2空間22から空気が吸引される。これにより、第2空間22に負圧が発生するため、区分部材4の連通口23を介して第1空間21から第2空間22へ空気が流れ込み、また、ケーシング3の外部の空気が通気口18を介して第1空間21に流れ込む。こうして、連通口23から第2空間22に流入した空気は、ケーシング3の長手方向に沿って流れ(図5の左側から右側へ)、各流路33,34,35に空気流を発生させる。そして、この空気流により、各放熱部材32が冷却される。また、各放熱部材32の下端部はLED基板6に接続されているため、紫外線LED30で発生した熱が伝達される。したがって、放熱部材32と紫外線LED30との間で熱交換が行われ、紫外線LED30が冷却される。また、空気流は、第1空間21に流入するため、制御基板5も冷却される。そして、空気吸引装置31に吸引された空気は、ケーシング3の外部に排出される。
(3) Operation of Ultraviolet Irradiation Unit Next, the operation of the
(4)紫外線照射ユニットによる効果
以上のように構成された紫外線照射ユニットによれば、空気吸引装置31で空気を吸引することにより、放熱部材32間の流路に負圧を形成し、これにより、空気流を発生させている。したがって、隙間の狭い流路33,34,35であっても空気流を発生させることができるため、多数の放熱部材32を配置することができ、装置内部を効果的に冷却することができる。また、大流路35を形成しているため、次の効果を得ることができる。すなわち、隙間が小さい小流路33では、送り込まれた空気が放熱部材32に接触すると、すぐに温度が上昇するため、下流側の放熱部材32にまで低温の空気を送り込むことが難しかったが、大流路35では、その両側の放熱部材32に送り込まれた空気の一部が接触するものの、全体としては空気流の温度が大きく上昇することなく、下流側まで低温の空気を送り込むことができる。この点を、図8により模式的に示して説明する。図8は第2空間22の断面図である。同図の例では、4つの放熱ユニット32a〜32dが上流から下流に向けて配置されており、低温の空気を矢印で示している。大流路35を流れる空気は、その両側に配置されている放熱部材32によって温度が上昇するが、空気の流量が多いため、大流路を流れる空気の温度が全体として上昇するわけではなく、依然として低温の空気も混ざっている。こうして、放熱ユニット32a〜32dを通過するたびに空気流は暖められるものの、下流側の放熱ユニット(例えば、32d)に対しても低温の空気を流すことができる。特に、紫外線LED30は、適切に冷却を行わないと寿命が短くなったり、照度が低下するおそれがあるため、各紫外線LED30が均等に冷却されないと、一つの紫外線照射装置1の中で紫外線LED30の寿命や照度にバラツキが生じる可能性があるが、本実施形態のように構成することで、このような問題を改善することができる。なお、この例では、幅方向の中心にのみ大流路35が形成されているが、大流路35は紫外線LED30の直上に配置されているため、下流側の紫外線LED30も効果的に冷却することができる。また、流路の断面積が大きい側部流路34についても同様の効果を得ることができる。
(4) Effects of the ultraviolet irradiation unit According to the ultraviolet irradiation unit configured as described above, by sucking air with the
さらに、放熱部材32が湾曲した金属板から構成され、弾性を有するので、放熱部材32をLED基板6及び区分部材4により上下方向に僅かに圧縮することにより、放熱部材32の高さにバラツキがあっても狭小流路33を確実に形成することができる。よって、より効果的に冷却を行うことができる。
Furthermore, since the
(5)変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。
(5) Modifications Although one embodiment of the present invention has been described above, a specific aspect of the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態では、放熱部材32が断面視において湾曲状の形状であったが、この形状は特に限定されるものではなく、例えば、断面視において、直線状、波状、屈曲状などの形状であってもよい。また、大流路35の形成方法も特に限定されるものではなく、上述したように、放熱部材32を湾曲させ、凹面同士を対向させる態様だけでなく、例えば、図9(a)及び図9(b)に示すように、放熱部材32を一箇所または複数箇所で屈曲させて凹面を形成し、これを対向させるようにしてもよい。また、図9(c)に示すように、放熱部材32を湾曲させない代わりに、幅方向の外方に上方に向かって傾斜させ、第2空間22の中央部分にV字型の大流路35を形成することもできる。この態様の場合、大流路35を挟んで隣接する放熱部材32の間の角度αを、例えば、50〜60°程度にすることができる。また、図9(d)に示すように、湾曲の程度(曲率半径)を変化させることで、複数箇所に大流路を形成することもできる。この例では、幅方向の左側の放熱部材32を2つの放熱部材群321,322に分け、中央側の放熱部材群321よりも、幅方向の外側の放熱部材群322の曲率半径を湾曲を小さくし、2つの放熱部材群321,322の間に大流路351を形成している。同様に、幅方向の右側の放熱部材32も同様に構成する。同様にして、さらに複数箇所に大流路を形成することもできる。また、単に、放熱部材32を基板6から取り外すことで、大流路35を形成することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、大流路35は、内部空間2の長手方向の全体に亘って形成されているが、例えば、図10に示すように、上流から中間部分にまで大流路35を形成することもできる。このように構成すると、大流路35の下流側を塞ぐように配置される放熱部材32に対して、直接的に空気を吹き付けることができるため、冷却効果を高めることができる。なお、以上説明した大流路35は、放熱部材32の下端部から上端部の間で、隣接する放熱部材32間の隙間を大きくすることで形成されるが、LED基板6に接触している各放熱部材の下端部は、概ね等間隔で配置されることが好ましい。
Moreover, although the
また、LED基板6の材質は特に限定されるものではなく、熱伝導性の高い材質を用いれば、紫外線LED30を更に効率的に冷却することができる。また、放熱部材32の材質も特に限定されるものではなく、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質を用いることにより冷却効果を高めることができる。
Moreover, the material of the
また、上記実施形態では、区分部材4は屈曲状の部材からなり、第2空間22を形成する構成であったが、この構成に限定されるものではない。例えば、図11に示すように、区分部材4を平板状に形成し、その下面が放熱部材32の上端部に接触するように配置されている。このような構成によっても、隣接する放熱部材32、LED基板6および区分部材4により、大流路35及び小流路33を形成することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the division member 4 consisted of a bending-shaped member and was the structure which forms the
また、上記実施形態では、図6に示すように、並列配置された複数の放熱部材32は、全て、上端部が区分部材4に接触する構成であったが、この構成に限定されず、必ずしも全ての放熱部材32が区分部材4に接触する必要はない。例えば、並列配置された複数の放熱部材32のうちの一部(例えば、図6の中央より左側半分の複数の放熱部材32)が区分部材4に接触しており、他の一部(例えば、図6の中央より右側半分の複数の放熱部材32)が区分部材4に接触していなくてもよい。このような構成によっても、複数の放熱部材32のうちの一部、すなわち、区分部材4に接触している複数の放熱部材32(例えば、図6の中央より左側半分の複数の放熱部材32)において、複数の流路を構成することができる。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 6, although the several
上記放熱部材32は、種々の態様で形成することができるが、LED基板6とは別体で作成し、その下端部をLED基板6に接着することができる。LED基板6は、2以上の板材を積層することもできる。例えば、紫外線LED30が実装された基板の上面に、放熱部材32が配置される別の基板を積層することで、LED基板6とすることができる。また、放熱部材32とLED基板10とを一体的に形成することもできる。例えば、金属基板から放熱部材32を削りだし、これを垂直方向に延びるように配置することもできる。
Although the said
また、上記実施形態に係る紫外線照射装置1においては、流路の下流側に空気吸引装置31を配置しているが、上流側に空気を供給する空気供給装置を配置することもできる。このような空気吸引装置としては、公知の送風機で構成することができる。このような空気吸引装置を配置する場合には、例えば、区分部材4の上流側に、下流側の排気口部材27と同様の構成の吸気口部材を設け、空気供給装置からの空気を第2空間22に案内しやすいようにする。このような空気吸引装置を設けることで、第2空間22へ流れる空気の流量を増大することができる。また、ケーシング3の長手方向(図6の左右方向)の寸法が長い場合は、ケーシング3の内部に配置されている各構成部材を、長手方向に並列に複数配置してもよい。すなわち、区分部材4、空気吸引装置31などを、ケーシング3の内部において、長手方向に並列に複数配置することができる。このような構成によっても、並列配置された各構成部材により、光照射装置1の内部を冷却することができる。
Moreover, in the
また、上記説明では、光照射装置を、印刷物のインクを乾燥させるための紫外線の照射装置として用いたが、紫外線を照射できるものであれば、これ以外の用途でも使用可能である。また、上記実施形態では、紫外線を照射する紫外線LED30を用いていたが、この構成に限定されず、紫外線LED30に替えて、他の波長域の光を発する発光ダイオードを用いることもできる。例えば、可視光を発光する発光ダイオードを、紫外線LED30に替えて使用することができる。
In the above description, the light irradiation device is used as an ultraviolet irradiation device for drying the ink of the printed material. However, any device can be used as long as it can emit ultraviolet light. In the above embodiment, the
1 紫外線照射装置(光照射装置)
6 LED基板(基板)
30 紫外線LED(発光ダイオード)
31 空気吸引装置(空気吸引ユニット)
32 放熱部材
33 小流路
35 大流路
1 UV irradiation device (light irradiation device)
6 LED board (board)
30 UV LED (Light Emitting Diode)
31 Air suction device (Air suction unit)
32
Claims (8)
前記基板の第1の面に、第1の方向に沿って実装された複数の発光ダイオードと、
前記基板の第2の面に、前記第1の方向と直交する第2の方向に所定間隔をおいて配置される複数の放熱部材であって、隣接する当該放熱部材間の隙間に前記第1の方向に延びる複数の流路を形成する複数の放熱部材と、
空気を吸引することで、前記流路に、前記第1の方向に沿って空気流を発生させる、空気吸引ユニットと、
を備え、
前記各放熱部材の一端部は、前記第2の面に配置され、
前記複数の流路は、小流路と、当該小流路の隙間よりも大きい隙間を有する大流路と、を含む、光照射装置。 A substrate,
A plurality of light emitting diodes mounted on a first surface of the substrate along a first direction;
A plurality of heat dissipating members disposed on the second surface of the substrate at a predetermined interval in a second direction orthogonal to the first direction, wherein the first heat dissipates between the adjacent heat dissipating members; A plurality of heat dissipating members forming a plurality of flow paths extending in the direction of
An air suction unit that generates air flow along the first direction in the flow path by sucking air; and
With
One end of each of the heat dissipating members is disposed on the second surface,
The plurality of flow paths include a small flow path and a large flow path having a gap larger than a gap between the small flow paths.
前記大流路を形成する隣接した前記放熱部材は、前記一端部から他端部の間で前記隙間が大きくなるように構成されている、請求項1に記載の光照射装置。 One end portions of the plurality of heat dissipation members are arranged on the second surface at equal intervals,
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the adjacent heat dissipating members forming the large flow path are configured such that the gap is increased between the one end portion and the other end portion.
前記放熱部材は、前記第2の面と区分部材との間に配置され、前記各流路は、前記第2の面、隣接する一対の前記放熱部材、及び区分部材によって区画されている、請求項1から5のいずれかに記載の光照射装置。 A partition member disposed to face the second surface of the substrate;
The heat dissipating member is disposed between the second surface and the partition member, and each of the flow paths is partitioned by the second surface, a pair of adjacent heat dissipating members, and the partition member. Item 6. The light irradiation device according to any one of Items 1 to 5.
前記空気吸引ユニットは、前記基板に対し、前記第1の方向の他端部側に配置されている、請求項1から7のいずれかに記載の光照射装置。
An air supply unit that is disposed on one end side in the first direction that is upstream of the air flow with respect to the substrate, and further discharges air,
The light irradiation apparatus according to claim 1, wherein the air suction unit is disposed on the other end side in the first direction with respect to the substrate.
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WO2024048319A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Hoya株式会社 | Light-radiating device |
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