KR101793969B1 - 광 조사 장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 박형이고, 또한 경량인 광 조사 장치를 제공한다.
[해결 수단] 라인 형상의 광을 조사하는 광 조사 장치가 기판과, 기판의 표면 위에 소정 간격마다 나열되어 배치된 복수의 LED 광원과, 기판의 이면으로부터 소정의 방향으로 연장되고, LED 광원에서 발생한 열을 확산하는 판 형상의 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트의 일방면측에 세워 설치하고, 또한 소정의 방향으로 연장 설치된 복수의 핀을 갖는 히트싱크로 이루어지는 방열 부재와, 베이스 플레이트의 타방면측에 재치되어 복수의 LED 광원을 구동하는 LED 구동 회로와, 복수의 핀을 둘러싸는 제 1 풍동과 LED 구동 회로를 둘러싸는 제 2 풍동을 형성하는 하우징과, 외부로부터의 공기를 제 1 풍동 및 제 2 풍동으로 인도하고, 제 1 풍동 및 제 2 풍동 내에 소정의 방향의 기류를 생성하는 냉각팬을 구비하고, 베이스 플레이트는 일방면측으로부터 타방면측으로 관통하는 관통구멍을 갖고, 제 2 풍동을 흐르는 공기가 관통구멍을 통하여 공급되도록 구성된다.

Description

광 조사 장치{LIGHT ILLUMINATING APPARATUS}
본 발명은 광원으로서 LED(Light Emitting Diode)를 구비하고, 라인 형상의 광을 조사하는 광 조사 장치에 관한 것으로, 특히, LED로부터 발생하는 열을 방열하는 방열 부재를 구비한 광 조사 장치에 관한 것이다.
종래, 자외광의 조사에 의해 경화되는 UV 잉크를 사용하여 인쇄를 행하는 인쇄 장치가 알려져 있다. 이러한 인쇄 장치에서는, 헤드의 노즐로부터 매체에 잉크를 토출한 후, 매체에 형성된 도트에 자외광을 조사한다. 자외광의 조사에 의해 도트가 경화되어 매체에 정착되므로, 액체를 흡수하기 어려운 매체에 대해서도 양호한 인쇄를 행할 수 있다. 이러한 인쇄 장치는, 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있다.
특허문헌 1에는, 인쇄 매체를 반송하는 반송 유닛과, 반송 방향으로 나열되고, 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙, 오렌지, 그린의 컬러 잉크를 각각 토출하는 6개의 헤드와, 각 헤드 간의 반송 방향 하류측에 배치되어, 각 헤드로부터 인쇄 매체 위에 토출된 도트 잉크를 가경화(피닝)시키는 6개의 가경화용 조사부와, 도트 잉크를 본경화시켜 인쇄 매체에 정착시키는 본경화용 조사부를 구비한 인쇄 장치가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 인쇄 장치는 도트 잉크를 가경화, 본경화의 2단계로 경화시킴으로써, 컬러 잉크 간의 번짐이나 도트의 퍼짐을 억제하고 있다.
특허문헌 1에 기재된 가경화용 조사부는 인쇄 매체의 상방에 배치되어 인쇄 매체에 자외광을 조사하는, 소위 자외광 조사 장치이며, 인쇄 매체의 폭 방향으로 라인 형상의 자외광을 조사한다. 가경화용 조사부에는, 인쇄 장치 자체의 경량화 및 컴팩트화의 요청으로, 광원으로서 LED가 사용되고 있고, 인쇄 매체의 폭 방향을 따라 복수의 LED가 나열되어 배치되어 있다.
일본 특개 2013-252720호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
특허문헌 1에 기재된 가경화용 조사부와 같이, 광원으로서 LED를 사용하는 경우, 투입한 전력의 대부분이 열이 되므로, LED 자신이 발열하는 열에 의해 발광 효율과 수명이 저하되는 문제가 발생한다. 또한 이러한 문제는, 가경화용 조사부와 같이, 복수의 LED가 탑재된 장치의 경우, 열원이 되는 LED가 증가하므로 더욱 심각하게 된다. 이 때문에, LED를 광원으로서 사용하는 광 조사 장치에서는, 일반적으로, 히트싱크 등의 냉각 구조(방열 부재)를 사용하여, LED의 발열을 억제하는 구성을 채용하고 있다.
LED의 발열을 억제하기 위해서는, 히트싱크 등의 방열 부재를 사용하는 것이 효과적이다. 그러나, LED의 열을 효율적으로 방열하기 위해서는 방열 부재의 표면적을 가능한 한 크게 할 필요가 있고, 방열 부재를 크게 하면 장치 전체가 대형화되어 버리는 문제가 있다. 특히, 특허문헌 1의 가경화용 조사부와 같이, 각 헤드 간에 배치되는 광 조사 장치에서 대형의 방열 부재를 적용하면, 각 헤드 간의 거리를 크게 하지 않으면 안 되어, 인쇄 장치 자체의 중량화 및 대형화를 초래하는 문제는 더 심각하게 된다.
또한 LED를 광원으로서 사용하는 광 조사 장치에서는, LED에 전류를 공급하기 위한 구동 회로가 필요하게 되는 바, 이 구동 회로도 트랜지스터나 IC 등의 반도체 부품을 구비하여, 발열하기 때문에, 효율적으로 냉각하지 않으면 안 된다고 하는 문제도 있다.
본 발명은 상기의 사정을 고려하여 이루어진 것으로, LED 및 LED 구동 회로를 효율적으로 냉각하면서도, 박형이고, 또한 경량인 광 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광 조사 장치는 조사면 위에 제 1 방향으로 연장되고, 또한 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 소정의 선폭을 갖는 라인 형상의 광을 조사하는 광 조사 장치로서, 제 1 방향 및 제 2 방향에 대략 평행한 기판과, 기판의 표면 위에 제 1 방향을 따라 소정 간격마다 나열되어 배치되고, 제 1 방향 및 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향으로 광을 출사하는 복수의 LED(Light Emitting Diode) 광원과, 기판의 이면으로부터 소정 방향으로 연장되고, LED 광원에서 발생한 열을 확산하는 판 형상의 베이스 플레이트와, 베이스 플레이트의 일방면측에 세워 설치하고, 또한 소정의 방향으로 뻗어 설치된 복수의 핀(fin)을 갖는 히트싱크로 이루어지는 방열 부재와, 베이스 플레이트의 타방면측에 재치되어, 복수의 LED 광원을 구동하는 LED 구동 회로와, 방열 부재 및 LED 구동 회로를 수용함과 아울러, 복수의 핀을 둘러싸는 제 1 풍동(風洞)과 LED 구동 회로를 둘러싸는 제 2 풍동을 형성하는 하우징과, 외부로부터의 공기를 제 1 풍동 및 제 2 풍동으로 인도하고, 제 1 풍동 및 제 2 풍동 내에 소정의 방향의 기류를 생성하는 냉각팬을 구비하고, 베이스 플레이트는 일방면측으로부터 타방면측으로 관통하는 관통구멍을 갖고, 제 2 풍동을 흐르는 공기가 관통구멍을 통하여 공급되는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 베이스 플레이트 및 히트싱크가 소정의 방향으로만 연장되는 구성이기 때문에, 박형의 광 조사 장치를 실현할 수 있다. 또한 냉각팬에 의해 제 1 풍동 및 제 2 풍동 내에 기류가 생성되기 때문에, 제 1 풍동 내에 배치된 방열 부재뿐만 아니라, 제 2 풍동 내에 배치된 LED 구동 회로도 동시에 냉각된다.
또한 관통구멍이 베이스 플레이트의 기판에 근접하는 위치에 제 1 방향을 따라 복수 형성되는 것이 바람직하다.
또한 베이스 플레이트의 일방면 및 타방면의 적어도 어느 일방은 소정의 방향에 대하여 경사지고, 베이스 플레이트의 소정의 방향에 수직한 단면의 단면적이 기판으로부터 소정의 방향을 따라 멀어짐에 따라 감소하도록 구성할 수 있다.
또한 베이스 플레이트의 일방면이 소정의 방향에 대하여 경사지고, 핀은 베이스 플레이트의 단면적의 감소에 따라, 소정의 방향을 따라 커지도록 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 베이스 플레이트의 일방면의 경사에 따른 표면적이 큰 핀이 형성되기 때문에, 방열 효율이 더 높은 것이 된다. 또한 이 경우, 베이스 플레이트와 히트싱크에 의해 방열되는 방열량이 소정의 방향을 따라 대략 일정하게 되도록 구성할 수 있다.
또한 베이스 플레이트의 타방면은 제 1 방향 및 소정의 방향에 평행한 평면이며, 이 평면으로부터 핀의 선단까지의 거리가 소정의 방향에서 대략 일정하게 되도록 구성할 수 있다.
또한 베이스 플레이트의 타방면이 소정의 방향에 대하여 경사지고, 베이스 플레이트의 일방면은 제 1 방향 및 소정의 방향에 평행한 평면이며, 이 평면으로부터 핀의 선단까지의 거리가 소정의 방향에서 대략 일정하게 되도록 구성할 수 있다.
또한 핀이 소정의 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 소정의 방향이 제 3 방향과 상반되는 방향인 것이 바람직하다.
또한 베이스 플레이트의 열전도율이 히트싱크의 열전도율보다도 높은 것이 바람직하다. 또한 이 경우, 베이스 플레이트가 구리제이며, 히트싱크가 알루미늄제인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 방열 효과가 높고, 또한 경량의 히트싱크가 형성된다.
또한 베이스 플레이트와 히트싱크 사이에 끼워져, 베이스 플레이트의 열을 히트싱크에 전도하는 고열전도성 시트를 더 구비할 수도 있다.
또한 각 LED 광원이 복수의 LED 소자를 갖는 것이 바람직하다.
또한 광이 자외선 경화형 수지에 작용하는 파장을 포함하는 광인 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, LED 및 LED 구동 회로를 효율적으로 냉각하면서도, 박형이고 또한 경량인 광 조사 장치가 실현된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 외관도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 내부 구성을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 베이스 플레이트의 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 히트싱크의 구성을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 방열 부재의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 방열 부재와 케이스 내에 발생하는 기류와의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 방열 부재와 방열량과의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치의 변형예를 설명하는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)의 외관도로, 도 1(a)는 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)의 평면도이다. 또한 도 1(b)는 도 1(a)의 광 조사 장치(1)의 우측면도이고, 도 1(c)는 도 1(a)의 광 조사 장치(1)의 저면도이며, 도 1(d)는 도 1(a)의 광 조사 장치(1)의 정면도이다. 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 인쇄 장치 등에 탑재되어, 자외선 경화형 잉크나 자외선 경화 수지를 경화시키는 광원 장치이며, 조사 대상물의 상방에 배치되어, 조사 대상물에 대하여 라인 형상의 자외광을 출사한다. 또한, 본 명세서에서는, 도 1의 좌표에 나타내는 바와 같이, 후술하는 LED(Light Emitting Diode) 소자(210)가 자외광을 출사하는 방향을 X축 방향, LED 소자(210)의 배열 방향을 Y축 방향 및 X축 방향 및 Y축 방향에 직교하는 방향을 Z축 방향으로 정의하여 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 내부에 광원 유닛(200)이나 방열 부재(400) 등을 수용하는 얇은 상자형의 케이스(100)(하우징)와, 케이스(100)의 전면에 부착되고 자외광이 출사되는 유리제 창(窓)부(105)와, 케이스(100)의 배면에 설치되어, 케이스(100) 내의 공기를 배기하는 3개의 배기 팬(110)을 구비하고 있다. 또한 케이스(100)의 바닥면에는 케이스(100)에 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기구(102)가 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 광 조사 장치(1)의 내부 구성을 설명하는 도면으로, 도 2(a)는 광 조사 장치(1)를 평면으로 보았을 때의 평면 투시도이다. 또한 도 2(b)는 광 조사 장치(1)를 우측면에서 보았을 때의 측면 투시도이다. 또한 도 2(c)는 광 조사 장치(1)를 정면에서 보았을 때의 정면 투시도이다.
*도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 4개의 광원 유닛(200)과, 제어 기판(300)과, 방열 부재(400) 등을 케이스(100) 내부에 구비하고 있다.
도 2(a) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 4개의 광원 유닛(200)은 Y축 방향을 따라 밀착하도록 나열되어 케이스(100) 내에 수용되어 있다. 각 광원 유닛(200)은 Y축 방향 및 Z축 방향에 평행한 직사각형 형상의 기판(205)과, 동일한 특성을 갖는 4개의 LED 소자(210)와, 4개의 LED 소자(210)를 구동하는 LED 구동 회로(215)를 구비하고 있다.
4개의 LED 소자(210)는 X축 방향에 광축이 맞추어진 상태에서, Y축 방향으로 소정의 간격을 두고 기판(205)의 표면에 일렬로 배치되고, 기판(205)과 전기적으로 접속되어 있다. 기판(205)은 후술하는 베이스 플레이트(410)의 상면(414a)에 재치된 LED 구동 회로(215)와 도시하지 않은 케이블에 의해 접속되어 있고, 각 LED 소자(210)에는, 기판(205)을 통하여 LED 구동 회로(215)로부터의 구동 전류가 공급되게 되어 있다. 각 LED 소자(210)에 구동 전류가 공급되면, 각 LED 소자(210)로부터는 구동 전류에 따른 광량의 자외광이 출사되고, 각 광원 유닛(200)으로부터는 Y축 방향에 평행한 라인 형상의 자외광이 출사된다. 또한, 본 실시형태의 각 LED 소자(210)는 거의 동일한 광량의 자외광을 출사하도록 각 LED 소자(210)에 공급되는 구동 전류가 조정되어 있고, 각 광원 유닛(200)으로부터 출사되는 라인 형상의 자외광은 Y축 방향에서 대략 균일한 광량 분포를 가지고 있다. 그리고, 상기한 바와 같이, 본 실시형태의 4개의 광원 유닛(200)은, Y축 방향을 따라 밀착하도록 나열되어 있기 때문에, 각 광원 유닛(200)으로부터 출사된 자외광은 인접하는 광원 유닛(200)으로부터 출사된 자외광과 Y축 방향에서 중첩되어, 전체적으로는(즉, 4개의 광원 유닛(200)으로부터는), Y축 방향으로 연장되고, Z축 방향으로 소정의 선폭을 갖는 라인 형상의 자외광이 창부(105)를 통하여 출사된다. 또한, 본 실시형태의 각 LED 소자(210)는 대략 정방형의 발광면을 구비한 복수(예를 들면, 4개)의 LED칩(도시 생략)을 구비하고, LED 구동 회로(215)로부터 구동 전류의 공급을 받아, 파장 365nm의 자외광을 출사한다.
제어 기판(300)은 각 광원 유닛(200)의 LED 구동 회로(215)를 제어함과 아울러, 광 조사 장치(1) 전체를 제어하는 회로 기판이다. 제어 기판(300)은 유저가 도시하지 않은 유저 인터페이스를 통하여 입력하는 신호를 수신하여, 각 광원 유닛(200)의 ON/OFF 제어나 휘도 제어를 행하거나, 유저 인터페이스를 통하여 외부에 에러 정보를 출력한다.
방열 부재(400)는 4개의 광원 유닛(200)으로부터 발생한 열을 방열하는 부재이다. 본 실시형태의 방열 부재(400)는 각 광원 유닛(200)의 기판(205)의 이면에 밀착하여 배치되고, 각 LED 소자(210)에서 발생한 열을 전도하는 베이스 플레이트(410)와, 베이스 플레이트(410)와 밀착하여 배치되고, 베이스 플레이트(410)의 열을 방열하는 히트싱크(430)로 구성되어 있다(도 2(b)).
도 3은 베이스 플레이트(410)의 구성을 설명하는 도면이며, 도 3(a)는 베이스 플레이트(410)의 평면도이다. 또한 도 3(b)는 도 3(a)의 A-A선으로 절단한 단면도이다. 또한 도 3(c)는 베이스 플레이트(410)의 정면도이다.
도 4는 히트싱크(430)의 구성을 설명하는 도면이며, 도 4(a)는 히트싱크(430)의 평면도이다. 또한 도 4(b)는 도 4(a)의 B-B선으로 절단한 단면도이며, 도 4(c)는 히트싱크(430)의 정면도이다. 또한 도 4(d)는 히트싱크(430)의 저면도이며, 도 4(e)는 히트싱크(430)의 배면도이다.
도 5는 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 조합하여 구성한 방열 부재(400)의 구성을 설명하는 도면으로, 도 5(a)는 방열 부재(400)의 평면도이다. 또한 도 5(b)는 도 5(a)의 C-C선으로 절단한 단면도이며, 도 5(c)는 방열 부재(400)의 정면도이다. 또한 도 5(d)는 방열 부재(400)의 저면도이며, 도 5(e)는 방열 부재(400)의 배면도이다.
베이스 플레이트(410)는 구리(열전도율: 4.01(W/cm·K), 비중: 8.96(g/cm3))를 성형 가공한 부재이며, 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 광원 유닛(200)의 기판(205)이 재치되는 기판 지지부(412)와, 기판 지지부(412)로부터 X축 방향 부측으로 연장되는 열전도부(414)를 구비하고 있다. 기판 지지부(412)는 Y축 방향 및 Z축 방향에 평행한 직사각형 판 형상을 나타내고, 각 광원 유닛(200)의 기판(205)이 정면(412a)에 밀착하여 재치되고, 고정된다(도 3(c), 도 2(b)). 따라서, 각 LED 소자(210)에서 발생한 열은 기판(205)을 통하여 베이스 플레이트(410)에 전달되고, 또한 열전도부(414)에 전달된다.
도 3(b)에 도시하는 바와 같이, 열전도부(414)는 단면이 테이퍼진 판 형상을 보이고, X축 방향 및 Y축 방향에 평행한 상면(414a)과, 상면(414a)에 대하여(즉, X축 방향에 대하여) 소정의 각도로 경사진 하면(414b)을 가지고 있다. 즉, 본 실시형태의 열전도부(414)는 기판(205)이 재치되는 기판 지지부(412)로부터 X축 방향으로 멀어지면 멀어질수록, 판 두께(즉, 상면(414a)과 하면(414b) 사이의 거리)가 얇아(즉, Y축 방향 및 Z축 방향에 평행한 단면의 단면적이 서서히 작아)지도록 구성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 열전도부(414)의 기단부측(기판측)을 굵게 함으로써, 열수송량을 크게 하여, 각 LED 소자(210)에서 발생한 열을 열전도부(414)의 선단까지 효율적으로 수송할 수 있게 구성하고 있다. 또한, 열수송량의 관점에서는, 열전도부(414)를 일정하게 굵게 하는 구성도 생각되지만, 열전도부(414)(즉, 베이스 플레이트(410))에는, 비교적 비중이 무거운 구리를 사용하기 때문에, 본 실시형태에서는 테이퍼진 형상으로 함으로써 체적을 억제하여, 중량의 상승을 억제하고 있다. 또한 열전도부(414)를 테이퍼진 형상으로 함으로써 열전도부(414)와 케이스(100) 사이에 공간을 형성하여, 후술하는 방열핀(440)의 사이즈를 크게 할 수 있게 구성하고 있다.
열전도부(414)의 상면(414a)에는 각 광원 유닛(200)의 LED 구동 회로(215)를 고정 지지하기 위한 복수의 돌기부(414c)가 형성되어 있다. 또한 열전도부(414)의 상면(414a)으로부터 하면(414b)으로 관통하는 복수의 관통구멍(414d)이 형성되어 있다. 관통구멍(414d)은 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 고정하기 위한 나사(도시하지 않음)가 삽입통과되는 나사 구멍이다. 또한 열전도부(414)에는, 열전도부(414)의 상면(414a)으로부터 하면(414b)으로 관통하는 복수의 관통구멍(414e)이 형성되어 있다. 상세한 것은 후술하지만, 관통구멍(414e)은 외부로부터 열전도부(414)의 하면(414b) 측에 흡기한 공기를 상면(414a) 측으로 보내기 위한 통기로를 형성하고 있다. 또한 열전도부(414)의 하면(414b)으로부터는 히트싱크(430)와의 위치 결정을 행하는 위치 결정 핀(pin)(415)이 돌출해 있다.
히트싱크(430)는 알루미늄(열전도율: 2.37(W/cm·K), 비중: 2.70(g/cm3))을 성형 가공한 부재이며, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(410)의 기판 지지부(412)가 끼워 넣어지는 끼워맞춤부(432)와, 끼워맞춤부(432)로부터 후방(X축 방향 부측)으로 연장되고, 베이스 플레이트(410)와 접합되는 접합부(434)를 구비하고 있다. 도 4(b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 끼워맞춤부(432)는 Y축 방향 및 Z축 방향에 평행한 직사각형 판 형상의 판 형상부(432a)와, 판 형상부(432a)의 정면으로부터 X축 방향 정측으로 돌출하고 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 돌출부(432b)를 갖고, 그 단면은 ㄷ자 형상으로 되어 있다. 또한 판 형상부(432a)에는, X축 방향에서 보았을 때에 대략 직사각형의 형상을 보이는 개구(432c)가 형성되어 있다. 개구(432c)는, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 조합시킬 때, 베이스 플레이트(410)의 열전도부(414)가 통과하는 개구이다.
접합부(434)는 직사각형 판 형상을 나타내고, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)가 조합되었을 때, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 대면하는 맞닿음면(434a)과, 복수의 방열핀(440)이 형성된 핀 형성면(434b)을 가지고 있다. 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 접합부(434)는, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 동일한 각도로, X축 방향에 대하여 경사져 있고, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)가 조합되었을 때, 접합부(434)의 맞닿음면(434a)이 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 밀착하도록 구성되어 있다. 따라서, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)가 조합되면, 베이스 플레이트(410)의 열은 히트싱크(430)에 전달된다.
방열핀(440)은 접합부(434)의 핀 형성면(434b)으로부터 Z축 방향으로 돌출하도록 세워 설치하고, 히트싱크(430)에 전달된 열을 공기 중으로 방열한다. 또한, 상세한 것은 후술하지만, 본 실시형태에서는, 배기 팬(110)에 의해 케이스(100) 내에 외부로부터 공기가 받아들여지고, 받아들여진 공기가 방열핀(440)의 표면을 흐르도록 X축 방향의 기류가 발생하고 있고, 방열핀(440)은 X축 방향으로 연장되도록 연장 설치되어 있다. 또한 도 4(b), (d) 및 (e)에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 방열핀(440)은 X축 방향에서 복수(4개)로 분할되어 형성되어 있다. 또한 방열핀(440)의 돌출량(방열핀(440)의 사이즈)은 끼워맞춤부(432)로부터 X축 방향을 따라 멀어짐에 따라 커지도록 구성되어 있고, 이것에 의해 냉각 효과를 높이고 있다.
도 4(a) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 접합부(434)의 맞닿음면(434a)에는, 히트싱크(430)의 위치 결정 핀(415)이 끼워지는 끼워맞춤 홈(435)이 형성되어 있다. 또한 접합부(434)에는, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 고정하기 위한 복수의 나사 구멍(434c)이 형성되어 있다. 또한 접합부(434)에는, 접합부(434)의 맞닿음면(434a)으로부터 핀 형성면(434b)으로 관통하는 복수의 관통구멍(434d)이 형성되어 있다. 그리고, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 조합했을 때, 베이스 플레이트(410)의 관통구멍(414d)과 히트싱크(430)의 나사 구멍(434c)이 연통하고, 베이스 플레이트(410)의 관통구멍(414e)과 히트싱크(430)의 관통구멍(434d)이 연통하게 되어 있다(도 5(a), (b)).
베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 조합하여 방열 부재(400)를 조립하는 경우, 히트싱크(430)의 개구(432c)에 베이스 플레이트(410)의 열전도부(414)를 삽입통과시켜, 베이스 플레이트(410)를 히트싱크(430)에 대하여 X축 방향 부측으로 밀어 넣고, 히트싱크(430)의 끼워맞춤부(432)에 베이스 플레이트(410)의 기판 지지부(412)를 끼워 넣는다(도 5). 그리고, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 히트싱크(430)의 맞닿음면(434a)이 밀착하도록, 위치 결정 핀(415)을 끼워맞춤 홈(435)에 끼워 넣어 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 위치 결정한다. 그리고, 이 상태에서 관통구멍(414d)을 통하여 나사 구멍(434c)에 나사 고정한다. 이것에 의해, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)가 완전히 고착되고, 방열 부재(400)가 완성된다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 열전도부(414)의 판 두께를 기판(205)이 재치되는 기판 지지부(412)로부터 X축 방향으로 멀어지면 멀어질수록 얇게 하여, LED 소자(210)에서 발생한 열을 X축 방향 부측으로 보내면서, X축 방향 부측에 큰 공간을 만들고, 이 공간 내에 가능한 한 큰 방열핀(440)을 형성함으로써 방열 효과가 높은 방열 부재(400)를 형성하고 있다. 또한 방열 부재(400)를 열전도율이 높은 구리제의 베이스 플레이트(410)와, 열전도율은 구리보다도 뒤떨어지지만 구리보다도 비중이 가벼운 알루미늄제의 히트싱크(430)를 조합하여 구성함으로써 방열 부재(400)는 전체를 구리제로 한 경우보다도 경량이며, 또한 전체를 알루미늄제로 한 경우보다도 방열 효율이 높은 것으로 되어 있다. 또한 상기한 바와 같이, 본 실시형태의 방열 부재(400)는 X축 방향을 따라 후방(즉, X축 방향부측)으로 연장되어 있고, Y축 방향 및 Z축 방향으로는 돌출하지 않도록 구성되어 있다. 이 때문에, 광 조사 장치(1)의 Y축 방향 및 Z축 방향의 사이즈는 최소로 억제된다.
다음에 본 실시형태의 방열 부재(400)에 의한 냉각 작용에 대하여 설명한다. 도 6은 방열 부재(400)와 케이스(100) 내에 발생하는 기류와의 관계를 설명하는 모식도이다. 또한 도 7은 방열 부재(400)와 방열량과의 관계를 설명하는 모식도이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 케이스(100)의 배면에 3개의 배기 팬(110)을 구비하고 있다. 또한 케이스(100)의 바닥면에는 케이스(100)에 외부로부터 공기를 받아들이는 흡기구(102)가 형성되어 있다. 따라서, 배기 팬(110)이 회전하면, 케이스(100) 내의 공기가 배기 팬(110)으로부터 배기되고, 흡기구(102)로부터는 외부의 공기가 받아들여진다. 따라서, 케이스(100) 내에는, 도 6 중, 실선의 화살표로 나타내는 기류가 발생한다. 즉, 흡기구(102)로부터 케이스(100) 내로 받아들여진 공기는 히트싱크(430)와 케이스(100)로 둘러싸인 공간(즉, 방열핀(440)이 설치되어 있는 공간)을 X축 방향을 따라 흐른다. 이 때문에, 각 LED 소자(210)에서 발생하고, 기판(205)과 베이스 플레이트(410)를 통하여 히트싱크(430)에 전달된 열(도 6 중, 점선의 화살표로 나타냄)은 방열핀(440)을 통하여 공기 중에 방열된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 케이스(100)와 히트싱크(430)로 일종의 풍동을 구성하고, 기류가 흐르는 공간을 한정함으로써 효율이 좋은 냉각을 행하고 있다.
또한 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(410)의 관통구멍(414e)과 히트싱크(430)의 관통구멍(434d)이 연통하여, 케이스(100) 내에 받아들여진 공기가 통과하는 통기로를 형성하고 있다. 따라서, 케이스(100) 내에 받아들여진 공기는, 관통구멍(434d) 및 관통구멍(414e)을 통과하고, 열전도부(414)의 상면(414a) 측의 공간도 통과한다. 따라서, 본 실시형태의 구성에 의하면, 열전도부(414)의 상면(414a) 측에 배치된 LED 구동 회로(215) 및 제어 기판(300)도 냉각할 수 있다.
또한 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 방열 부재(400)의 열전도부(414)는, 기판(205)이 재치되는 기판 지지부(412)로부터 X축 방향으로 멀어짐에 따라, 판 두께(즉, 상면(414a)과 하면(414b) 사이의 거리)가 얇아(즉, X축 방향에 수직인 단면의 단면적이 서서히 작아)지도록 구성되어 있다. 그리고, 열전도부(414)가 얇아짐으로써 생긴 공간에, X축 방향을 따라 서서히 커지는 방열핀(440)이 형성되어 있고, 베이스 플레이트(410)의 상면(414a)으로부터 방열핀(440)의 선단까지의 거리가 X축 방향에서 대략 일정하게 되도록 구성되어 있다.
여기에서, 베이스 플레이트(410)의 열 저항을 검토하면, 베이스 플레이트(410)를 통과하는 열량(즉, 모든 LED 소자(210)에서 발생하는 열량)(Q1)(W), 각 광원 유닛(200)의 기판(205)의 온도(즉, 기판 지지부(412)의 온도)와 히트싱크(430)의 온도차(ΔT)(℃), 베이스 플레이트(410)의 열 저항(R)(℃/W), 베이스 플레이트(410)의 길이(즉, 열전도부(414)의 길이)(L)(m), 베이스 플레이트(410)의 단면적(즉, 열전도부(414)의 단면적)(A)(m2), 베이스 플레이트(410)의 열전도율(λ)(W/m℃)의 관계는 이하의 식 (1) 및 식 (2)에 의해 나타낼 수 있다.
Q1(W)=ΔT(℃)/R(℃/W) ··· (1）
R(℃/W)=L(m)/(A(m2)×λ(W/m℃) ···(2)
상기한 바와 같이, LED 소자(210)에서 발생한 열은 베이스 플레이트(410)의 기판 지지부(412)로부터 열전도부(414)에 전달되고, 또한 열전도부(414)의 선단측(X축 방향 부측)으로 확산해 가지만, 히트싱크(430)의 방열핀(440)을 통하여 흡기구(102)로부터 받아들인 공기 중에 방열되기 때문에, 베이스 플레이트(410)를 통과하는 열량(Q1)은 기판 지지부(412)에 가까운 측에서 최대가 되고, X축 방향 부측으로 멀어져 감에 따라 서서히 감소한다. 그래서, 본 실시형태에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(410)를 통과하는 열량(Q1)이 X축 방향을 따라 균등하게 분산되도록(즉, X축 방향 부측으로 멀어져 감에 따라 서서히 열 저항(R)이 커지도록), 열전도부(414)의 X축 방향에 수직한 단면의 단면적을 서서히 작게 하고 있다(즉, 열전도부(414)의 기단부측(기판측)을 굵게 하고 있다). 즉, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)을 X축 방향에 대하여 소정의 각도로 경사지게 하고 있다. 그리고, 이것에 의해, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)측에 방열핀(440)을 위한 충분한 공간을 확보하고 있다.
구체적으로는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 열전도부(414)는 X축 방향으로 약 80mm의 길이를 갖고, 모든 LED 소자(210)에서 발생하는 열량(Q1)을 200(W)라고 가정하고, 열전도부(414)의 X축 방향 각 위치에서의 열량이 각각 균등(25(W))하게 되도록, 열전도부(414)를 X축 방향을 따라 10mm마다 절단했을 때의 각 단면의 단면적의 비를, 기판 지지부(412)에 가까운 측으로부터 차례로 1.00, 0.85, 0.72, 0.61, 0.52, 0.44, 0.38, 0.32로 설정하고 있다.
다음에 히트싱크(430)의 방열량을 검토하면, 히트싱크(430)의 열류량(Q2)(W), 히트싱크(430)의 열전달률(α)(W/m2℃), 히트싱크(430)의 표면적(B)(m2), 히트싱크(430)의 온도와 흡기구(102)로부터 받아들인 공기의 온도차(ΔT)(℃)의 관계는 이하의 식 (3)에 의해 나타낼 수 있다.
Q2(W)=α(W/m2℃)×B(m2)×ΔT(℃) ···(3)
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 히트싱크(430)의 기단측(LED 소자(210)측) 하방에 흡기구(102)가 형성되어 있고, 흡기구(102)로부터 케이스(100) 내에 받아들여진 공기에 의해 히트싱크(430)의 방열핀(440)이 냉각되도록 구성되어 있다. 여기에서, 흡기구(102)로부터 케이스(100) 내에 받아들여진 공기는 히트싱크(430)와 케이스(100)로 둘러싸인 공간(즉, 방열핀(440)이 설치되어 있는 공간)을, X축 방향을 따라 흐르기 때문에, 방열핀(440)을 냉각하는 공기의 온도는 히트싱크(430)의 기단측(LED 소자(210)측)에서 낮고, 히트싱크(430)의 선단측에서 높아진다. 즉, 식 (3)에서의 ΔT(℃)가 히트싱크(430)의 기단측(LED 소자(210)측)에서 크고, 히트싱크(430)의 선단측에서 작아진다. 그래서, 본 실시형태에서는, 히트싱크(430)의 표면적(B)(m2)이 히트싱크(430)의 기단측(LED 소자(210)측)에서 작고, 히트싱크(430)의 선단측에서 커지도록 구성함으로써 히트싱크(430)의 열류량(Q2)이 X축 방향 각 위치에서 균등하게 되도록 구성하고 있다. 즉, 방열핀(440)이 X축 방향을 따라 서서히 커지도록 구성하고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)이 X축 방향에 대하여 소정의 각도로 경사지도록 구성하고, 방열핀(440)이 X축 방향을 따라 서서히 커지도록 구성하고 있다. 그리고, 이것에 의해, 베이스 플레이트(410)를 통과하는 열량(Q1)이 X축 방향을 따라 균등하게 분산되고, 또한 히트싱크(430)의 열류량(Q2)이 X축 방향을 따라 균등하게 분산되는 구성으로 되어 있다.
이상이 본 실시형태의 설명이지만, 본 발명은 상기의 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 변형이 가능하다. 예를 들면, 본 실시형태의 광 조사 장치(1)는 자외광을 조사하는 장치이지만, 다른 파장 영역의 조사광(예를 들면, 백색광 등의 가시광, 적외광 등)을 조사하는 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한 본 실시형태의 각 LED 소자(210)는 대략 정방형의 발광면을 구비한 복수의 LED칩을 구비하고 있다고 했지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, LED 소자(20)의 LED칩은 정방형 이외의 발광면을 구비하고 있어도 되고, 또한 LED 소자(20)는 1개 이상의 LED칩을 구비한 것이면 된다.
또한 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 히트싱크(430)의 맞닿음면(434a)이 직접 밀착하는 것으로서 설명했지만, 예를 들면, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)과 히트싱크(430)의 맞닿음면(434a) 사이에 고열전도성 그래파이트 시트를 설치하거나, 실리콘 그리스를 도포하여, 양자의 밀착을 더 높이는 것도 가능하다.
또한 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)는 각각 다른 부재로서 설명했지만, 베이스 플레이트(410)와 히트싱크(430)를 일체로 구성하는 것도 가능하다. 또한 이 경우, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)에 구리 또는 알루미늄제의 방열핀(440)을 직접 형성해도 된다.
또한 본 실시형태의 방열 부재(400)는 X축 방향을 따라 후방(즉, X축 방향 부측)으로 연장되어 있고, Y축 방향 및 Z축 방향으로는 돌출하지 않도록 구성했지만, 이러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 방열 부재(400)의 연장 방향은 임의의 소정의 방향(예를 들면, Y축 방향 또는 Z축 방향)으로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 히트싱크(430)도 소정의 방향으로 연장되지만, 케이스(100)와 히트싱크(430)로 풍동이 형성되도록(즉, 히트싱크(430)를 덮도록), 케이스(100)를 설치하면 된다.
또한 본 실시형태에서는, 베이스 플레이트(410)를 통과하는 열량(Q1) 및 히트싱크(430)의 열류량(Q2)이 X축 방향을 따라 균등하게 분산되는 구성으로 했지만, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)이 X축 방향에 대하여 경사지고, 방열핀(440)이 X축 방향을 따라 커지도록 형성하면, 방열 효과가 높은 방열 부재(400)를 형성할 수 있기 때문에, 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 실시형태의 열전도부(414)는, X축 방향을 따라 10mm마다 절단했을 때의 각 단면의 단면적의 비가 기판 지지부(412)에 가까운 측으로부터 차례로 1.00, 0.85, 0.72, 0.61, 0.52, 0.44, 0.38, 0.32가 되도록 구성했지만, 이 구성에 한정되는 것도 아니다.
또한 본 실시형태에서는, 히트싱크(430)의 표면적(B)(m2)이 히트싱크(430)의 기단측(LED 소자(210)측)에서 작고, 히트싱크(430)의 선단측에서 커지도록 구성함으로써(즉, 방열핀(440)이 X축 방향을 따라 서서히 커지도록 구성함으로써), 히트싱크(430)의 열류량(Q2)이 X축 방향 각 위치에서 균등하게 되도록 구성했지만, 반드시 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 모든 LED 소자(210)에서 발생하는 열량(Q1)(W)이 비교적 작은 경우에는, 히트싱크(430)의 기단측에서 선단측에 걸쳐 같은 사이즈의 방열핀(440)을 형성해도 된다. 또한 이 경우, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)측에 방열핀(440)을 위한 공간을 넓게 채용할 필요가 없기 때문에, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)을 X축 방향에 대하여 경사지게 할 필요는 없다. 따라서, 예를 들면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b) 대신에, 베이스 플레이트(410)의 상면(414a) 측을 X축 방향에 대하여 경사지게 하고, 베이스 플레이트(410)의 하면(414b)으로부터 방열핀(440)의 선단까지의 거리가 X축 방향에서 대략 일정하게 되도록 구성할 수도 있다. 또한 열수송량의 관점에서는, 열전도부(414)의 기단부측(기판측)이 선단부측보다도 굵으면 되기 때문에, 예를 들면, 베이스 플레이트(410)의 상면(414a)과 하면(414b) 모두를 X축 방향에 대하여 경사지게 하는 구성으로 해도 된다.
또한, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라, 특허청구범위에 의해 나타내어지며, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 광 조사 장치 100 케이스
102 흡기구 105 창부
110 배기 팬 200 광원 유닛
205 기판 210 LED 소자
215 LED 구동 회로 300 제어 기판
400 방열 부재 410 베이스 플레이트
430 히트싱크 414a 상면
414b 하면 434a 맞닿음면
434b 핀 형성면

Claims (20)

  1. 조사면 위에, 제 1 방향으로 연장되고, 또한 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 정해진 선폭을 갖는 라인 형상의 광을 조사하는 광 조사 장치로서,
    상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 평행한 기판과,
    상기 기판의 표면 위에 상기 제 1 방향을 따라 정해진 간격마다 나열되어 배치되고, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향으로 상기 광을 출사하는 복수의 LED(Light EmittingDiode) 광원과,
    상기 기판의 이면으로부터 정해진 방향으로 연장되고, 상기 LED 광원에서 발생한 열을 확산하는 판 형상의 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 일방면측에 세워 설치하고, 또한 상기 정해진 방향으로 연장 설치된 복수의 핀을 갖는 히트싱크로 이루어지는 방열 부재와,
    상기 베이스 플레이트의 타방면측에 재치되어, 상기 복수의 LED 광원을 구동하는 LED 구동 회로와,
    상기 방열 부재 및 상기 LED 구동 회로를 수용함과 아울러, 상기 복수의 핀을 둘러싸는 제 1 풍동과, 상기 LED 구동 회로를 둘러싸는 제 2 풍동을 형성하는 하우징과,
    외부로부터의 공기를 상기 제 1 풍동 및 상기 제 2 풍동으로 인도하고, 상기 제 1 풍동 및 상기 제 2 풍동 내에 상기 정해진 방향의 기류를 생성하는 냉각팬
    을 구비하고,
    상기 베이스 플레이트는 상기 일방면측으로부터 상기 타방면측으로 관통하는 관통구멍을 갖고,
    상기 제 2 풍동을 흐르는 공기가 상기 관통구멍을 통하여 공급되는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통구멍이 상기 베이스 플레이트의 상기 기판에 근접하는 위치에 상기 제 1 방향을 따라 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 일방면 및 타방면의 적어도 어느 일방은 상기 정해진 방향에 대해 경사지고,
    상기 베이스 플레이트의 상기 정해진 방향에 수직한 단면의 단면적이 상기 기판으로부터 상기 정해진 방향을 따라 멀어짐에 따라 감소하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 일방면이 상기 정해진 방향에 대하여 경사지고,
    상기 핀은 상기 베이스 플레이트의 상기 단면적의 감소에 따라 상기 정해진 방향을 따라 커지는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 히트싱크에 의해 방열되는 방열량이 상기 정해진 방향을 따라 일정한 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 타방면은 상기 제 1 방향 및 상기 정해진 방향에 평행한 평면이며, 이 평면으로부터 상기 핀의 선단까지의 거리가 상기 정해진 방향에서 일정한 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 타방면은 상기 제 1 방향 및 상기 정해진 방향에 평행한 평면이며, 이 평면으로부터 상기 핀의 선단까지의 거리가 상기 정해진 방향에서 일정한 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 타방면이 상기 정해진 방향에 대하여 경사지고,
    상기 베이스 플레이트의 일방면은 상기 제 1 방향 및 상기 정해진 방향에 평행한 평면이며, 이 평면으로부터 상기 핀의 선단까지의 거리가 상기 정해진 방향에서 일정한 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 핀이 상기 정해진 방향에서 복수로 분할되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 정해진 방향이 상기 제 3 방향과 상반되는 방향인 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트의 열전도율이 상기 히트싱크의 열전도율보다도 높은 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트가 구리제이며, 상기 히트싱크가 알루미늄제인 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트와 상기 히트싱크 사이에 협지되고, 상기 베이스 플레이트의 열을 상기 히트싱크에 전도하는 고열전도성 시트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각 LED 광원이 복수의 LED 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
  20. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광이 자외선 경화형 수지에 작용하는 파장을 포함하는 광인 것을 특징으로 하는 광 조사 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6651765B2 (ja) * 2015-09-24 2020-02-19 東芝ライテック株式会社 紫外線照射モジュール、および紫外線照射装置
JP6294898B2 (ja) 2016-01-15 2018-03-14 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
JP6852494B2 (ja) * 2017-03-22 2021-03-31 コニカミノルタ株式会社 光書き込み装置及び画像形成装置
JP7300899B2 (ja) * 2019-06-13 2023-06-30 Hoya株式会社 光源装置
WO2021070931A1 (ja) * 2019-10-11 2021-04-15 Hoya株式会社 光照射装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007052950A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Sony Corp 発光ダイオード照明装置及び画像表示機器

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6041055U (ja) * 1983-08-29 1985-03-23 三菱電機株式会社 半導体素子のヒ−トシンク
JP2502633Y2 (ja) * 1990-05-24 1996-06-26 株式会社東芝 冷却機能付き案内表示盤
JPH0795771A (ja) * 1993-09-20 1995-04-07 Sansha Electric Mfg Co Ltd 電源装置の冷却構造
JP2001319998A (ja) * 2000-05-09 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヒートシンクとその製造方法およびそのヒートシンクを用いた冷却装置
JP2009081091A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Toyoda Gosei Co Ltd 光源装置
CN201246718Y (zh) * 2008-07-22 2009-05-27 大和灯具工业股份有限公司 Led照明装置
JP5298781B2 (ja) * 2008-11-05 2013-09-25 岩崎電気株式会社 Ｌｅｄ照射装置
CN101839421B (zh) * 2009-03-17 2012-07-18 和谐光电科技（泉州）有限公司 具有led光源模块的封闭式户外照明灯具
JPWO2010150780A1 (ja) * 2009-06-26 2012-12-10 Ｎｋワークス株式会社 紫外線照射装置及び印刷装置
TWI383117B (zh) * 2009-12-03 2013-01-21 Asda Technology Co Ltd 具有ｌｅｄ光源模組的封閉式戶外照明燈具
JP2011228602A (ja) * 2010-04-23 2011-11-10 Toray Ind Inc Ｌｅｄ発光装置およびその製造方法
JP5496763B2 (ja) * 2010-04-26 2014-05-21 日本モレックス株式会社 放熱機構を備える照明装置、照明機器
JP2012028097A (ja) * 2010-07-21 2012-02-09 Nk Works Kk Ｌｅｄ光照射装置及び印刷装置
TWM404339U (en) * 2010-12-17 2011-05-21 Hergy Lighting Technology Corp LED illumination lamp
CN201944610U (zh) * 2010-12-24 2011-08-24 合钜光电股份有限公司 Led照明灯具
CN102501600B (zh) * 2011-10-28 2014-12-03 深圳市润天智数字设备股份有限公司 一种固化墨水系统
JP5962326B2 (ja) * 2012-08-14 2016-08-03 富士電機株式会社 強制空冷式ヒートシンク
CN203052318U (zh) * 2013-01-18 2013-07-10 本科照明有限公司 一种散热效果好的led灯
JP5733363B2 (ja) 2013-09-25 2015-06-10 セイコーエプソン株式会社 印刷装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007052950A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Sony Corp 発光ダイオード照明装置及び画像表示機器

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TW201542959A (zh) 2015-11-16
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TWI598534B (zh) 2017-09-11

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