TW202043056A - 光照射裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種照射線狀的光的光照射裝置包括：光源部，具有在基板的表面沿著第一方向排列配置的多個光源；散熱部，具有沿第一方向形成的多個散熱鰭片，並與基板的背面側熱性地結合；框體，收容散熱部，並且形成對散熱鰭片進行冷卻的冷卻風流動的風洞；第一冷卻風扇，在風洞內生成沿第一方向流動的冷卻風，框體在第二方向上相對向的側面中的至少一方具有通氣口，以形成為，冷卻風通過多個散熱鰭片之間而向外部排氣，或者從外部通過多個散熱鰭片之間而吸氣，風洞以因冷卻風成為正壓或負壓狀態的方式作為壓力室而起作用。

Description

光照射裝置
本發明涉及一種具備LED（Light Emitting Diode，發光二極體）作為光源，照射線狀的光的光照射裝置，特別地，涉及一種具備對從LED發出的熱量進行釋放的散熱部件的光照射裝置。
當前，作為用於對啤酒或果汁的罐、寶特瓶、洗髮精或化妝品的瓶等容器進行印刷的墨水，使用通過紫外光的照射而進行硬化的紫外線硬化型墨水。而且，對於這樣的紫外線硬化型墨水的硬化，通常使用照射紫外光的光照射裝置。
例如，在專利文獻1中，記載有使用噴墨頭在罐體（照射物件物）的外周面形成圖像的圖像形成裝置。該裝置插入罐體的內部，具備支撐罐體的支撐筒（心軸）、相對於支撐筒所支撐的罐體的外周面噴出紫外線硬化型墨水的噴墨頭、以及UVLED燈（光照射裝置）等。並且，一邊使罐體旋轉一邊噴射紫外線硬化型墨水，在罐體的外周面形成圖像，通過在該罐體的外周面照射來自於UVLED燈的紫外光，從而使在罐體的外周面附著的紫外線硬化型墨水硬化。
此外，在專利文獻2中記載了一種印刷裝置，其具備：輸送印刷介質的輸送單元；6個噴頭，其在輸送方向上排列，分別噴出青色（CYAN）、品紅色（MAGENTA）、黃色、黑色、橙色、綠色的彩色墨水；6個預硬化用照射部（光照射裝置），其配置在各噴頭間的輸送方向下游側，使從各噴頭向印刷介質上噴出的點墨水預硬化（錨固）；以及主硬化用照射部，其使點墨水被主硬化而定影在印刷介質上。並且，從印刷裝置自身的輕量化及緊湊化的要求出發，在預硬化用照射部中使用LED作為光源，沿著印刷介質的寬度方向排列多個LED而配置。
[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2016-013548號公報 [專利文獻2]日本特開2013-252720號公報
[本發明要解決的課題]
在如專利文獻1、2所述的光照射裝置這樣使用LED作為光源的情況下，由於接通的電力的大半會成為熱量，因此會產生由於LED自身發熱的熱量而導致發光效率和壽命降低的問題。另外，由於利用LED的發熱，光照射裝置自身（即框體）也變熱，因此，無法將光照射裝置的周邊的部件靠近而配置，還存在裝置整體變得大型化的問題。
該問題在如專利文獻2的光照射裝置這種搭載有多個LED的裝置的情況下，由於作為熱源的LED增加，所以變得更加嚴重。另外，在如專利文獻1、2的光照射裝置這樣使用UVLED作為光源的情況下，LED自身的發熱量也變大，因此同樣會變得嚴重。因此，在使用LED作為光源的光照射裝置中，一般採用使用散熱器等散熱部件而抑制LED發熱的結構。
這樣，為了抑制LED的發熱，使用散熱器等散熱部件是有效的。但是，在如專利文獻2的光照射裝置這種多個LED並列配置的結構中，如果不將各LED均勻地冷卻（即，如果不使溫度大致均勻），則由於各LED間的溫度差而導致光量產生波動，照射物件物上的紫外線硬化型墨水的硬化也會產生波動。在本說明書中，所謂溫度大致均勻的狀態，是指存在不會產生本發明的光照射裝置的實際使用上的問題的程度的溫度差的狀態，例如是指溫度差為10℃以下的狀態。
本發明是鑒於上述情況，其目的在於，提供一種具有能夠抑制框體的發熱，並且能夠均勻地冷卻多個LED的結構的小型的光照射裝置。 [解決問題的方法]
為了實現上述目的，本發明的光照射裝置，向照射面上照射線狀的光，該線狀的光沿第一方向延伸，並且在與第一方向正交的第二方向上具有特定的線寬，光照射裝置包括：光源部，具有在第一方向上延伸的基板、和在基板的表面上沿著第一方向並排配置的多個光源；散熱部，具有沿著第一方向隔開特定的間隔而直立設置的多個散熱鰭片，與基板的背面側熱性地結合；框體，收容散熱部，並且形成有對散熱鰭片進行冷卻的冷卻風所流動的風洞；以及第一冷卻風扇，在風洞內生成沿第一方向流動的冷卻風，框體在第二方向上相對向的側面中的至少一個具有通氣口，該通氣口形成為，使冷卻風通過多個散熱鰭片之間而向外部排氣，或者從外部通過多個散熱鰭片之間而吸氣，風洞以因冷卻風成為正壓或負壓狀態的方式作為壓力室而起作用。
根據這樣的結構，由於通過各散熱鰭片之間而流動的空氣的量大致相等，因此散熱部被均勻地冷卻。因此，多個光源的溫度也大致相等，抑制光量的波動。
另外，較佳地框體在第二方向上相對向的側面中的至少一方，與多個散熱鰭片抵接。
另外，通氣口較佳以多個散熱鰭片的基端部向外部露出的方式形成。
另外，較佳地風洞的第二方向的剖面積與通氣口的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4。另外，在該情況下，在將通氣口的第二方向的長度設為L1、將各散熱鰭片的第二方向的長度設為h時，較佳地滿足以下的條件式（1）：0.1•h≤L1≤0.5•h  （1）。
另外，較佳地框體具有分隔板，該分隔板將風洞與配置有多個散熱鰭片的區域分隔，分隔板具有連通口，該連通口形成為，將風洞與配置有多個散熱鰭片的區域連通，風洞的第二方向的剖面積和連通口的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4。另外，在該情況下，較佳地通氣口的開口面積比連通口的開口面積大。
另外，較佳地冷卻風扇設置在框體的第一方向的一端面。另外，在該情況下，可以包括第二冷卻風扇，該第二冷卻風扇設置於框體的第一方向的另一端面，生成向與第一方向相反的方向流動的冷卻風。
另外，光較佳是包含作用於紫外線硬化型樹脂的波長的光。 [發明的效果]
如上所述，根據本發明，能夠實現一種可以抑制框體的發熱，並且均勻地冷卻多個LED的小型的光照射裝置。
下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。另外，對圖中相同或相當的部分標注相同的附圖標記，不重複其說明。
（第一實施方式） 圖1是本發明的第一實施方式涉及的光照射裝置1的外觀圖，圖1（a）是光照射裝置1的前視圖。此外，圖1（b）是光照射裝置1的俯視圖，圖1（c）是光照射裝置1的仰視圖，圖1（d）是光照射裝置1的右側視圖。本實施方式的光照射裝置1是搭載於印刷裝置等中而使紫外線硬化型墨水或紫外線硬化樹脂硬化的光源裝置，例如，配置於照射物件物的上方，相對於照射物件物射出線狀的紫外光。此外，在本說明書中，如圖1的座標所示，將後述的LED（Light Emitting Diode）元件210射出紫外光的方向定義為Z軸方向，將LED元件210的排列方向定義為X軸方向，將與Z軸方向及X軸方向垂直的方向定義為Y軸方向而進行說明。
如圖1所示，本實施方式的光照射裝置1，包括在內部收容光源單元200和散熱部件400等，且在X軸方向上較長的箱形的框體100。框體100具有在正面射出紫外光的玻璃製的窗部105。另外，在框體100的與Y軸方向相對的側面（即，上表面以及底面），形成對框體100內的空氣進行排氣的通氣口101，在右側面配置有向框體100內供給空氣的冷卻風扇103。另外，在框體100的背面，設置有用於向光照射裝置1供給電源的連接器（未圖示），連接器（未圖示）與電源裝置（未圖示）電性地連接，向光照射裝置1供給電源。
圖2是對本發明的實施方式涉及的光照射裝置1的內部結構進行說明的圖，圖2（a）是圖1的A-A剖面的斷面圖，圖2（b）是圖1的B-B剖面圖。另外，在圖2中，為了使附圖易於觀察，省略了光照射裝置1的內部的配線電纜等一部分結構而示出。
如圖2所示，本實施方式的光照射裝置1，在框體100內部包括在X軸方向上並排配置的4個光源單元200、在X軸方向上並排配置的4個散熱部件400、LED驅動電路（圖2中未圖示）等。另外，各光源單元200、各散熱部件400分別為完全相同的結構。另外，如圖2（b）所示，在本實施方式中，光源單元200和散熱部件400在框體100內，偏向與X軸方向相反的方向側而配置。
圖3是對本實施方式的光源單元200和散熱部件400的結構進行說明的概略圖，圖3（a）是從Z軸方向觀察的前視圖，圖3（b）是從Y軸方向觀察的俯視圖。如圖3所示，光源單元200包括與X軸方向和Y軸方向平行的矩形板狀的基板205、以及具有相同特性的多個（例如10個）LED元件210，固定在散熱部件400的散熱板410的一個端面（Z軸方向的端面）上。
多個LED元件210以在Z軸方向上光軸一致的狀態，在X軸方向上隔著特定間隔而一列配置於基板205的表面，與基板205電性地連接。另外，基板205利用從LED驅動電路（未圖示）延伸的配線電纜（未圖示）而彼此電性地連接，從LED驅動電路向各LED元件210供給驅動電流。如果向各LED元件210供給驅動電流，則從各LED元件210射出與驅動電流對應的光量的紫外光（例如波長365nm），從光源單元200射出沿X軸方向延伸且在與X軸方向垂直的Y軸方向上具有特定線寬的線狀紫外光。如圖3所示，在本實施方式中，4個光源單元200在X軸方向上並排配置，從各光源單元200射出的線狀紫外光在X軸方向上相連續。
散熱部件400是對從光源單元200產生的熱進行散熱的部件。本實施方式的散熱部件400由矩形板狀的金屬製（例如銅、鋁）的散熱板410、和釺銲在散熱板410的另一端面（與載置光源單元200的面相反側的面）的多個散熱鰭片420構成（圖2（a）、圖3（b））。散熱鰭片420是矩形板狀的金屬（例如銅、鋁、鐵、鎂等金屬或包含這些金屬的合金等）的部件，以從散熱板410向與Z軸方向相反的方向凸出的方式直立設置，將傳遞至散熱板410的熱量向空氣中進行散熱。另外，詳細情況在後面敘述，在本實施方式中，通過冷卻風扇103從外部向框體100內攝入空氣，攝入的空氣作為冷卻風而在各散熱鰭片420的表面流動，因散熱鰭片420加熱的空氣通過通氣口101而迅速地被排出。
另外，如圖2（a）所示，本實施方式的光源單元200和散熱部件400在框體100內，在前側（Z軸方向側）配置而固定。並且，在光源單元200和散熱部件400固定於框體100內時，各LED元件210配置於與窗部105相對的位置，各散熱鰭片420與框體100的在Y軸方向上相對的側面（即，上表面和底面）抵接，各散熱鰭片420的基端部從通氣口101向外部露出。另外，如圖2（a）、（b）所示，在散熱部件400的後側（與Z軸方向相反的方向）形成有風洞α，該風洞α使得用於對散熱鰭片420進行冷卻的冷卻風流過。
本實施方式的各LED元件210，以射出大致相同光量的紫外光的方式，調整供給至各LED元件210的驅動電流，從光源單元200射出的線狀紫外光，在X軸方向上具有大致均勻的光量分佈。
如果在各LED元件210中流過驅動電流，從各LED元件210射出紫外光，則因LED元件210的自身發熱而溫度上升，但在各LED元件210中產生的熱量，經由基板205及散熱板410而迅速地傳導（移動）至散熱鰭片420，並從各散熱鰭片420向周邊的空氣中散熱。並且，被散熱鰭片420加熱的空氣，利用在各散熱鰭片420的表面流動的冷卻風，通過通氣口101迅速地被排出。
在這裡，在本實施方式的結構中，在4個光源單元200和散熱部件400在X軸方向上並列配置時，如果各光源單元200的LED元件210的溫度不同，則光量會產生波動，因此，為了使光量均勻，存在必須均勻地對距冷卻風扇103的距離不同的4個散熱部件400進行冷卻的問題。因此，為了解決上述課題，在本實施方式中構成為，配置散熱部件400的風洞α作為一種壓力室起作用，配置散熱部件400的區域的空氣的壓力大致恆定。並且，由此，使在各散熱鰭片420間流動的空氣的量大致相等，能夠均勻地對4個散熱部件400進行冷卻。
以下，對作為本發明的特徵部分的散熱部件400的冷卻作用進行說明。圖4是對散熱部件400和在框體100內產生的氣流的關係進行說明的示意圖。另外，圖4（a）是在圖2（a）中追加了表示氣流的方向的箭頭的圖，圖4（b）是在圖2（b）中追加了表示氣流的方向的箭頭的圖。
如圖4（b）所示，本實施方式的光照射裝置1，在框體100的右側面包括冷卻風扇103，在框體100的上表面以及底面形成有通氣口101。因此，如果冷卻風扇103旋轉，則框體100外側的空氣從冷卻風扇103被攝入，框體100內成為正壓，因此框體100內部的空氣從通氣口101被排氣。更具體地說，在框體100內，產生圖4（b）中實線箭頭所示的氣流，從冷卻風扇103攝入至框體100內的空氣，在風洞α內向與X軸方向相反的方向流動，但框體100的左側面（圖4（b）中左側的端面）未開口，因此，風洞α成為正壓狀態。另外，風洞α內的空氣要流入各散熱鰭片420之間，但由於氣流的方向彎曲90度，因此風洞α內的空氣壓力升高，並且風速減小。因此，從風洞α流入至各散熱鰭片420之間的空氣的量變得大致均勻，在各散熱部件400的散熱鰭片420的表面分別流動有大致均勻的量的空氣，從通氣口101排出。因此，各散熱部件400被大致均勻地冷卻。
這樣，在本實施方式中，由冷卻風扇103生成的冷卻風的朝向（與X軸方向相反的方向）和散熱鰭片420的延伸設置方向（與Z軸方向相反的方向）相差90度，另外，散熱鰭片420的延伸設置方向和通氣口101的配置方向（Y軸方向）相差90度，風洞α作為一種壓力室起作用。並且，設定風洞α在YZ平面中的剖面積以及通氣口101的開口面積，以使得配置有散熱鰭片420的區域的空氣的壓力大致恆定。具體地說，風洞α在YZ平面中的剖面積與通氣口101的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4。此外，在本說明書中，將從通氣口101露出的散熱鰭片420的間隙（開口）的面積的總和（即，考慮了散熱鰭片420的厚度的實質上的開口面積）表現為「通氣口101的開口面積」。另外，為了提高風洞α內的壓力，較佳將通氣口101的Z軸方向的長度設定為，小於散熱鰭片420的Z軸方向的長度（即，減小通氣口101的開口面積），但如果通氣口101過小，則冷卻風的流動變差，散熱鰭片420的溫度上升，因此在本實施方式中，在將通氣口101的Z軸方向的長度設為L1，將散熱鰭片420的Z軸方向的長度設為h時，構成為滿足以下的條件式（1）（圖2（a））。 0.1•h≤L1≤0.5•h  （1）
表1是從散熱部件400的溫度的觀點出發，說明對風洞α在YZ平面中的剖面積和通氣口101的開口面積之間的關係進行模擬的結果的表。
[表1]
   散熱部件的溫度
   No. 風洞剖面積：通氣口開口面積 最大溫度 [℃] 平均溫度 [℃] 最小溫度 [℃] 溫度差 [℃]
實施例1 1：0.715 61.65 60.57 58.58 3.07
實施例2 1：0.715 67.24 66.04 63.2 4.04
實施例3 1：1.1 61.05 59.55 58.18 2.87
實施例4 1：1.1 66.33 65.26 63.69 2.64
實施例5 1：1.43 64.24 59.82 57.03 7.21
對比例1 1：2.86 76.2 65.07 56.67 19.53
對比例2 1：3.96 79.58 68.65 58.12 21.46
表1是如實施例1～實施例5和對比例1、2所示，一邊變更通氣口101的開口面積相對於風洞α在YZ平面中的剖面積之比，一邊進行模擬。另外，在表1中「最大溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的最大值，「平均溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的平均值，「最小溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的最小值，「溫度差（℃）」表示最大溫度（℃）與最小溫度（℃）之差。另外，在實施例1、3、5、對比例1、2中，設為在框體100的在Y軸方向上相對的側面（即，上表面以及底面）形成通氣口101，在實施例2、4中，設為在框體100的在Y軸方向上相對的側面的任意一方（即，上表面或者底面）形成通氣口101，發熱量設為250W而進行模擬。
其結果，如表1所示可知，如果構成為將風洞α在YZ平面中的剖面積與通氣口101的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4、且滿足上述的條件式（1），則散熱部件400的溫度差為10℃以內（即，能夠以在實際使用上不會產生問題的方式對多個LED元件210進行冷卻）。
另外，在本實施方式中，各散熱鰭片420被設計為，與框體100的在Y軸方向上相對的側面（即，上表面及底面）抵接，如圖4（a）所示，在Y軸方向上，在框體100與散熱鰭片420之間沒有間隙。因此，如圖4（a）、（b）所示，能夠有效地實現空氣從散熱鰭片420的前端部側（與Z軸方向相反的方向的端部側）向散熱鰭片420之間流入。
另外，如上所述，在本實施方式中，傳導至散熱部件400的來自光源單元200的熱量，被通過框體100內而供給的冷卻風冷卻，因此框體100自身不會變熱。因此，由於能夠將其它部件接近光照射裝置1的周邊而配置，從而能夠使組裝有光照射裝置1的裝置整體小型化。
以上是本實施方式的說明，但本發明不限於上述結構，在本發明的技術思想的範圍內能夠進行各種變形。
例如，本實施方式的光照射裝置1設為照射紫外光的裝置，但並不限定於這種結構，本發明也可以適用於照射其它波長域的照射光（例如白色光等可見光、紅外光等）的裝置。
另外，在本實施方式中，設為各散熱鰭片420與框體100抵接，但只要空氣從散熱鰭片420的前端部側（與Z軸方向相反的方向的端部側）向散熱鰭片420之間可靠地流入即可。例如，在將Y軸方向上的框體100與散熱鰭片420之間的間隙設為A，將散熱鰭片420的X軸方向的間隔設為B時，只要設定為A＜B即可，較佳地，A：B＝0.5:1.0，更佳地為0.1:1.0。
另外，在本實施方式中，各散熱鰭片420的基端部從通氣口101向外部露出，但只要各散熱鰭片420被可靠地冷卻即可，散熱鰭片420的任何部分都可以向外部露出。
另外，在本實施方式中，冷卻風扇103為吸氣風扇，使框體100內成為正壓，從通氣口101將框體100的內部的空氣排出，但並不限定於這樣的結構，冷卻風扇103也可以為排氣風扇。在該情況下，從通氣口101攝入外部的空氣，使框體100內成為負壓，但流入至各散熱鰭片420間的空氣的量大致均勻，各散熱部件400被大致均勻地冷卻。
（第二實施方式） 圖5是對本發明的第二實施方式涉及的光照射裝置2的內部結構進行說明的剖視圖。如圖5所示，本實施方式的光照射裝置2與第一實施方式的光照射裝置1的不同點在於，在框體100的內部具有分隔板150，該分隔板150將風洞α與配置有散熱鰭片420的空間β分隔開。並且，在分隔板150上形成有將風洞α和空間β連通的多個連通口151，如圖5中箭頭所示，流入各散熱鰭片420之間的冷卻風從風洞α通過連通口151而供給。
具體地說，如果冷卻風扇103旋轉，從冷卻風扇103攝入框體100的外側的空氣，則攝入至框體100內的空氣，在風洞α內向與X軸方向相反的方向流動，但由於框體100的左側面（圖5（b）中左側的端面）未開口，因此風洞α成為正壓狀態。風洞α的空氣要通過連通口151流入各散熱鰭片420之間，但由於氣流的朝向以90度彎曲，因此風洞α內的氣壓提高，並且風速減小。因此，從風洞α流入連通口151（即，各散熱鰭片420之間）的空氣的量大致均勻，在各散熱部件400的散熱鰭片420的表面分別流動有大致均勻的量的空氣，從通氣口101排出。因此，各散熱部件400被大致均勻地冷卻。
這樣，在本實施方式中，由冷卻風扇103生成的冷卻風的朝向（與X軸方向相反的方向）和連通口151的開口方向（Z軸方向）相差90度，另外，散熱鰭片420的延伸設置方向（與Z軸方向相反的方向）和通氣口101的配置方向（Y軸方向）相差90度，風洞α作為一種壓力室起作用。並且，風洞α在YZ平面中的剖面積、及連通口151的開口面積設定為，使得配置有連通口151的區域中的空氣壓力大致恆定。具體地說，將風洞α在YZ平面中的剖面積與連通口151的開口面積的比設定為1:0.7~1:1.4，在將通氣口101的開口面積設為S1，將連通口151的開口面積設為S2時，構成為滿足以下的條件式（2）。 S1≤S2    （2） 此外，在本說明書中，將從連通口151露出的散熱鰭片420的間隙（開口）的面積的總和（即，考慮了散熱鰭片420的厚度的實質的開口面積）表現為「連通口151的開口面積」。
表2是從散熱部件400的溫度的觀點出發，說明對風洞α在YZ平面中的剖面積和連通口151的開口面積之間的關係進行模擬的結果的表。
[表2]
   散熱部件的溫度
   No. 風洞剖面積：連通口開口面積 最大溫度 [℃] 平均溫度 [℃] 最小溫度 [℃] 溫度差 [℃]
實施例6 1：0.715 62.12 60.08 58.79 3.33
實施例7 1：1.1 61.53 58.31 56.68 4.85
實施例8 1：0.715 64.86 60.08 57.35 7.51
實施例9 1：1.43 65.62 59.27 56.29 9.33
表2是一邊將風洞α在YZ平面中的剖面積與連通口151的開口面積之比如實施例6～實施例9那樣變更，一邊進行模擬。另外，在表2中，「最大溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的最大值，「平均溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的平均值，「最小溫度（℃）」表示4個散熱部件400的溫度的最小值，「溫度差（℃）」表示最大溫度（℃）與最小溫度（℃）之差。另外，在實施例6~9中，設為在框體100的與Y軸方向相對的側面（即，上表面以及底面）形成通氣口101，發熱量設為250W而進行模擬。
模擬的結果如表2所示，可知如果構成為將風洞α在YZ平面中的剖面積與連通口151的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4，並且滿足上述的條件式（2），則散熱部件400的溫度差在10℃以內（即，能夠以在實際使用上不會產生問題的方式，對多個LED元件210進行冷卻）。
（第三實施方式） 圖6是對本發明的第三實施方式涉及的光照射裝置3的內部結構進行說明的剖面圖。如圖6所示，本實施方式的光照射裝置3與第一實施方式的光照射裝置1的不同點在於，在冷卻風扇103的基礎上，在框體100的左側面還包括冷卻風扇104。並且，如圖5中箭頭所示構成為，由冷卻風扇103生成的與X軸方向相反方向的冷卻風、和由冷卻風扇104生成的X軸方向的冷卻風在風洞α中流動。另外，在本實施方式中，冷卻風扇103和冷卻風扇104是相同的。
如果冷卻風扇103、104旋轉，框體100外側的空氣從冷卻風扇103、104被攝入，則與X軸方向相反方向的冷卻風、和X軸方向的冷卻風在風洞α內流動，在框體100的大致中央部，兩者碰撞，風洞α成為正壓狀態。風洞α的空氣要流入各散熱鰭片420之間，但由於氣流的朝向彎曲90度，因此風洞α內的氣壓升高，並且風速減小。因此，從風洞α流入各散熱鰭片420之間的空氣的量大致均勻，在各散熱部件400的散熱鰭片420的表面分別流動有大致均勻的量的空氣，從通氣口101排出。因此，各散熱部件400被大致均勻地冷卻。
這樣，在本實施方式中，由冷卻風扇103生成的冷卻風的朝向（與X軸方向相反的方向）以及由冷卻風扇104生成的冷卻風的朝向（X軸方向），與散熱鰭片420的延伸設置方向（與Z軸方向相反的方向）相差90度，並且，散熱鰭片420的延伸設置方向與通氣口101的配置方向（Y軸方向）相差90度，風洞α作為一種壓力室起作用。並且，風洞α在YZ平面中的剖面積以及通氣口101的開口面積設定為，使配置有散熱鰭片420的區域的空氣的壓力大致恆定。具體地說，與第一實施方式相同地，風洞α在YZ平面中的剖面積與通氣口101的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4，在將通氣口101的Z軸方向的長度設為L1，將散熱鰭片420的Z軸方向的長度設為h時，構成為滿足上述條件式（1）。
表3是從散熱部件400的溫度的觀點出發，說明對風洞α在YZ平面中的剖面積和通氣口101的開口面積之間的關係進行模擬的結果的表。
[表3]
   散熱部件的溫度
   No. 風洞剖面積：通氣口開口面積 最大溫度 [℃] 平均溫度 [℃] 最小溫度 [℃] 溫度差 [℃]
實施例10 1：0.715 65 63.9 61.6 3.4
如表3所示，根據模擬的結果可知，如果構成為將風洞α在YZ平面中的剖面積與通氣口101的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4，並且滿足上述的條件式（1），則散熱部件400的溫度差成為10℃以內（即，能夠以在實際使用上不會產生問題的方式，對多個LED元件210進行冷卻）。
（第四實施方式） 圖7是對本發明的第四實施方式涉及的光照射裝置4的內部結構進行說明的剖面圖。如圖7所示，本實施方式的光照射裝置4與第二實施方式的光照射裝置2不同點在於，與第三實施方式同樣地，在冷卻風扇103的基礎上，在框體100的左側面包括冷卻風扇104。並且，如圖7中箭頭所示構成為，由冷卻風扇103生成的與X軸方向相反方向的冷卻風、和由冷卻風扇104生成的X軸方向的冷卻風在風洞α中流動。另外，在本實施方式中，冷卻風扇103和冷卻風扇104也是相同的。
如果冷卻風扇103、104旋轉，框體100外側的空氣從冷卻風扇103、104被攝入，則與X軸方向相反方向的冷卻風、和X軸方向的冷卻風在風洞α內流動，但在框體100的大致中央部，兩者碰撞，風洞α成為正壓狀態。風洞α的空氣要通過連通口151流入各散熱鰭片420之間，但由於氣流的方向為90度彎曲，因此風洞α內的氣壓提高，並且風速減小。因此，從風洞α流入連通口151（即，各散熱鰭片420之間）的空氣的量大致均勻，在各散熱部件400的散熱鰭片420的表面分別流動有大致均勻的量的空氣，從通氣口101排出。因此，各散熱部件400被大致均勻地冷卻。
這樣，在本實施方式中，由冷卻風扇103生成的冷卻風的朝向（與X軸方向相反的方向）以及由冷卻風扇104生成的冷卻風的朝向（X軸方向）與連通口151的開口方向（Z軸方向）相差90度，另外，散熱鰭片420的延伸設置方向與通氣口101的配置方向（Y軸方向）相差90度，風洞α作為一種壓力室起作用。並且，風洞α在YZ平面中的剖面積以及通氣口101的開口面積設定為，使得配置有連通口151的區域的空氣的壓力大致恆定。具體地說，與第二實施方式相同地，風洞α在YZ平面中的剖面積與連通口151的開口面積之比被設定為1:0.7~1:1.4，在將通氣口101的開口面積設為S1，將連通口151的開口面積設為S2時，構成為滿足上述的條件式（2）。
表4是從散熱部件400的溫度的觀點出發，說明對風洞α在YZ平面中的剖面積和連通口151的開口面積之間的關係進行模擬而得到的結果的表。
[表4]
   散熱部件的溫度
   No. 風洞剖面積：連通口開口面積 最大溫度 [℃] 平均溫度 [℃] 最小溫度 [℃] 溫度差 [℃]
實施例11 1：0.715 61.9 60.3 58.6 3.3
如表4所示可知，作為模擬的結果，如果構成為將風洞α在YZ平面中的剖面積與連通口151的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4，並且滿足上述條件式（2），則散熱部件400的溫度差成為10℃以內（即，能夠以使實際使用上不會產生問題的方式對多個LED元件210進行冷卻）。
此外，本次公開的實施方式在所有方面均為例示，不應認為是限制性的。本發明的範圍不是由上述的說明示出，而是由申請專利範圍示出，包括與申請專利範圍均等的含義以及範圍內的全部變更。
1、2、3、4:光照射裝置 100:框體 101:通氣口 103、104:冷卻風扇 105:窗部 150:分隔板 151:連通口 200:光源單元 205:基板 210:LED元件 400:散熱部件 410:散熱板 420:散熱鰭片 α:風洞 β:空間
[圖1] 是本發明的第一實施方式涉及的光照射裝置的外觀圖。 [圖2] 是對本發明的第一實施方式涉及的光照射裝置的內部結構進行說明的圖。 [圖3] 是對本發明的第一實施方式的光照射裝置所包括的光源單元和散熱部件的結構進行說明的概略圖。 [圖4] 是對本發明的第一實施方式涉及的光照射裝置所包括的散熱部件與在框體內產生的氣流之間的關係進行說明的示意圖。 [圖5] 是對本發明的第二實施方式涉及的光照射裝置的內部結構進行說明的圖。 [圖6] 是對本發明的第三實施方式涉及的光照射裝置的內部結構進行說明的圖。 [圖7] 是對本發明的第四實施方式涉及的光照射裝置的內部結構進行說明的圖。
1:光照射裝置
100:框體
101:通氣口
103:冷卻風扇
105:窗部
200:光源單元
210:LED元件
400:散熱部件
410:散熱板
420:散熱鰭片
α:風洞

Claims (10)

  1. 一種光照射裝置，向照射面上照射線狀的光，所述線狀的光沿第一方向延伸，並且在與所述第一方向正交的第二方向上具有特定的線寬，所述光照射裝置包括： 光源部，具有在所述第一方向上延伸的基板、和在所述基板的表面上沿著所述第一方向並排配置的多個光源； 散熱部，具有沿著所述第一方向隔開特定的間隔而直立設置的多個散熱鰭片，與所述基板的背面側熱性地結合； 框體，收容所述散熱部，並且形成有對所述散熱鰭片進行冷卻的冷卻風所流動的風洞；以及 第一冷卻風扇，在所述風洞內生成沿所述第一方向流動的所述冷卻風， 所述框體在所述第二方向上相對向的側面中的至少一個具有通氣口，所述通氣口形成為，使得所述冷卻風通過所述多個散熱鰭片之間而向外部排氣，或者從外部通過所述多個散熱鰭片之間而吸氣， 所述風洞以成為正壓或負壓狀態的方式作為壓力室而起作用。
  2. 如請求項1所述的光照射裝置，其中，所述框體在所述第二方向上相對向的側面中的至少一方，與所述多個散熱鰭片抵接。
  3. 如請求項1或2所述的光照射裝置，其中，所述通氣口以使得所述多個散熱鰭片的基端部向外部露出的方式形成。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的光照射裝置，其中，所述風洞的所述第二方向的剖面積與所述通氣口的開口面積之比設定為1:0.7~1:1.4。
  5. 如請求項4所述的光照射裝置，其中，在將所述通氣口的所述第二方向的長度設為L1，將所述各散熱鰭片的所述第二方向的長度設為h時，滿足以下的條件式（1）： 0.1•h≤L1≤0.5•h  （1）。
  6. 如請求項1所述的光照射裝置，其中，所述框體具有將所述風洞和配置有所述多個散熱鰭片的區域分隔開的分隔板，所述分隔板具有連通口，所述連通口形成為，將所述風洞與配置有所述多個散熱鰭片的區域連通，所述風洞的所述第二方向的剖面積與所述連通口的開口面積之比被設定為1:0.7~1:1.4。
  7. 如請求項6所述的光照射裝置，其中，所述通氣口的開口面積比所述連通口的開口面積大。
  8. 如請求項1至7中任一項所述的光照射裝置，其中，所述第一冷卻風扇設置於所述框體的所述第一方向的一端面。
  9. 如請求項8所述的光照射裝置，其中，更包括第二冷卻風扇，所述第二冷卻風扇設置於所述框體的所述第一方向的另一端面，生成在與所述第一方向相反的方向上流動的所述冷卻風.
  10. 如請求項1至9中任一項所述的光照射裝置，其中，所述光是包含作用於紫外線硬化型樹脂的波長的光。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7303484B2 (ja) * 2019-03-22 2023-07-05 ウシオ電機株式会社 光照射装置
JP2022157844A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 Hoya株式会社 光照射装置
US11914437B2 (en) * 2021-04-28 2024-02-27 Dell Products L.P. High-performance computing cooling system
CN114838339B (zh) * 2022-04-29 2024-01-23 佛山电器照明股份有限公司 一种散热装置、散热装置的设计方法及集鱼灯
WO2024057409A1 (ja) * 2022-09-13 2024-03-21 シャープＮｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 光源装置の冷却構造及びプロジェクタ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5668482B2 (ja) * 2011-01-13 2015-02-12 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5543988B2 (ja) * 2012-02-21 2014-07-09 富士フイルム株式会社 用紙搬送装置及びインクジェット記録装置
JP5733363B2 (ja) * 2013-09-25 2015-06-10 セイコーエプソン株式会社 印刷装置
JP6349098B2 (ja) * 2014-02-06 2018-06-27 パナソニック デバイスＳｕｎｘ株式会社 紫外線照射ヘッド及び紫外線照射装置
JP5940116B2 (ja) * 2014-07-18 2016-06-29 Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 光照射装置
JP6131297B2 (ja) * 2015-07-16 2017-05-17 昭和アルミニウム缶株式会社 画像形成装置
JP6634848B2 (ja) * 2016-01-26 2020-01-22 岩崎電気株式会社 照射装置、及び放熱ユニット
JP7058095B2 (ja) * 2017-09-22 2022-04-21 浜松ホトニクス株式会社 光源装置
CN207345267U (zh) * 2017-10-27 2018-05-11 重庆市永川区华泰印务有限公司 一种节能型包装印刷用快速干燥装置

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