WO2024048319A1 - 光照射装置 - Google Patents
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Abstract
光源を効率よく冷却可能で、かつ周辺装置を近接して配置可能な光照射装置を提供する。 第1方向に所定の線幅を有し、かつ、第1方向と直交する第2方向に延びる光を照射対象物に向けて照射する光照射装置が、第1方向と第2方向とで規定される基板と、基板の表面に第2方向に沿って並ぶ複数の光源と、を有する光源部と、複数の放熱フィンを有し基板の裏面側に熱的に結合された放熱部と、外部から空気を取り込む第1の吸気口と、内部の空気を排気する第1の排気口とを有すると共に光源部及び放熱部を収容する第1の筐体と、第1の吸気口及び第1の排気口の少なくともいずれか一方に取り付けられ複数の放熱フィンの間を通る冷却風を生成する第1の冷却ファンと、を備え、第1の吸気口は第1の筐体の第2方向一端面に形成され、第1の排気口は第1の筐体の第2方向他端面に形成され、第2方向において第1の吸気口及び第1の排気口が照射対象物よりも外側に位置している。
Description
この発明は、光を照射する光照射装置に関し、特に、光源から発せられる熱を放熱する放熱部材を備えた光照射装置に関する。
従来、紫外光の照射によって硬化するUVインクを用いて印刷を行なう印刷装置が知られている。このような印刷装置では、ヘッドのノズルから媒体にインクを吐出した後、媒体に形成されたドットに紫外光を照射する。紫外光の照射により、ドットが硬化して媒体に定着するので、液体を吸収しにくい媒体に対しても良好な印刷を行うことができる。
例えば、特許文献1には、印刷媒体を搬送する搬送ユニットと、搬送方向に並び、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック、オレンジ、グリーンのカラーインクをそれぞれ吐出する6つのヘッドと、各ヘッド間の搬送方向下流側に配置され、各ヘッドから印刷媒体上に吐出されたドットインクを仮硬化(ピニング)させる6つの仮硬化用照射部(光照射装置)と、ドットインクを本硬化させて印刷媒体に定着させる本硬化用照射部とを備えた印刷装置が記載されている。そして、仮硬化用照射部には、印刷装置自体の軽量化、及びコンパクト化の要請から、光源としてLEDが用いられており、印刷媒体の幅方向に沿って複数のLEDが並んで配置されている。
特許文献1に記載の光照射装置のように、光源としてLEDを用いる場合、投入した電力の大半が熱となることから、LED自身が発熱する熱によって発光効率と寿命が低下するといった問題が発生する。
かかる問題は、特許文献1の光照射装置のように、複数のLEDが搭載された装置の場合、熱源となるLEDが増えることから、さらに深刻なものとなる。また、特許文献1の光照射装置のように、光源としてUVLEDを用いる場合、LED自身の発熱量が大きくなるため、かかる問題はより一層深刻なものとなる。
このため、LEDを光源として用いる光照射装置においては、一般に、ヒートシンク等の放熱部材を用い、LEDの発熱を抑える構成を採っている。
このため、LEDを光源として用いる光照射装置においては、一般に、ヒートシンク等の放熱部材を用い、LEDの発熱を抑える構成を採っている。
しかしながら、このようなヒートシンク等の放熱部材を用いると、放熱部材を冷却するための吸排気システムが必要となり、特許文献1の印刷装置のように、光照射装置に近接して複数の周辺装置が配置される場合には、吸排気が十分に行えず、放熱部材を十分に冷却できない、といった問題が発生する。
また、吸排気が十分に行えるように、周辺装置と光照射装置との間に十分な空間を設けてレイアウトすることも考えられるが、この場合、印刷装置自体が大型化してしまう。
また、吸排気が十分に行えるように、周辺装置と光照射装置との間に十分な空間を設けてレイアウトすることも考えられるが、この場合、印刷装置自体が大型化してしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、LED(光源)を効率よく冷却可能で、かつ周辺装置を近接して配置可能な光照射装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、第1方向に所定の線幅を有し、かつ、第1方向と直交する第2方向に延びる光を照射対象物に向けて照射する光照射装置であって、第1方向と第1方向と直交する第2方向とで規定される基板と、基板の表面に第2方向に沿って並べて配置され、第1方向及び第2方向と直交する第3方向に光を出射する複数の光源と、を有する光源部と、複数の放熱フィンを有し、基板の裏面側に熱的に結合された放熱部と、外部から空気を取り込む第1の吸気口と、内部の空気を排気する第1の排気口とを有すると共に、光源部及び放熱部を収容する第1の筐体と、第1の吸気口及び第1の排気口の少なくともいずれか一方に取り付けられ、複数の放熱フィンの間を通る冷却風を生成する第1の冷却ファンと、を備え、第1の吸気口は、第1の筐体の第2方向一端面に形成され、第1の排気口は、第1の筐体の第2方向他端面に形成され、第2方向において、第1の吸気口及び第1の排気口が、照射対象物よりも外側に位置していることを特徴とする。
このような構成によれば、第1の吸気口及び第1の排気口が第1の筐体の第2方向の端面に形成され、照射対象物よりも外側に位置しているため、吸排気が第2方向に沿ってのみ行われる。従って、周辺装置や、同種または同一の光照射装置を複数第1方向に沿って近接して配置することが可能となる。また、照射対象物が第1方向に搬送される場合には、光照射装置からの排気風または廃熱が照射対象物に影響を与えることなく光源を十分に冷却することもできる。
また、第1の筐体内の空間を区画し、第1の吸気口と連続する空間に第1の風洞を形成し、複数の放熱フィンが配置される空間に第2の風洞を形成し、第1の排気口と連続する空間に第3の風洞を形成する仕切板を備え、仕切板は、第1の風洞と第2の風洞とを連通するように形成された連通口を有し、第2の風洞と第3の風洞とが放熱フィンを介して連通していることが望ましい。
また、連通口は、第2方向に沿って並ぶ複数の開口部からなり、各開口部の第1方向の幅が等しいことが望ましい。
また、連通口は、第2方向に沿って並ぶ複数の開口部からなり、各開口部の第1方向の幅が、第1の冷却ファンからの距離に応じて変化することが望ましい。また、この場合、各開口部の第1方向の幅が、第1の冷却ファンから離れるに従って小さくなるように構成することができる。また、各開口部の第1方向の幅が、第1の冷却ファンから離れるに従って大きくなるように構成することができる。
また、第1の冷却ファンは、外部からの空気を取り込んで第1の風洞内及び第3の風洞内に第2方向の冷却風を生成することが望ましい。
また、冷却風は、第2の風洞内において、第1方向から第3方向に、又は第3方向から第1方向に向きを変えることが望ましい。
また、光源部と対向して配置され、光源部から照射された光が外部に漏れないように遮光する遮光ユニットを備え、遮光ユニットは、光源部から照射された光を吸収する光吸収部材と、外部から空気を取り込む第2の吸気口と、内部の空気を排気する第2の排気口とを有すると共に、光吸収部材を支持する第2の筐体と、を有し、第2の筐体の内部には、第2の吸気口から第2の排気口に向かって冷却風が流れる第4の風洞が形成されており、第2方向において、2の吸気口及び第2の排気口が、照射対象物よりも外側に位置していることが望ましい。
また、第2の吸気口は、第2の筐体の第2方向一端面に形成され、第2の排気口は、第2の筐体の第2方向他端面に形成され、第2の吸気口及び第2の排気口の少なくともいずれか一方に取り付けられ、第4の風洞を流れる冷却風を生成する第2の冷却ファンを備えることが望ましい。
また、第1の吸気口と第2の吸気口が、第2方向において同じ側に形成されていることが望ましい。
また、第1の排気口と第2の排気口が、第2方向において同じ側に形成されていることが望ましい。
また、照射対象物が、第1方向に搬送されることが望ましい。
以上のように、本発明によれば、光源を効率よく冷却可能で、かつ周辺装置を近接して配置可能な光照射装置が実現される。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
図1は、本発明の実施形態に係る光照射装置1の構成を示す外観図である。図1に示すように、光照射装置1は、搬送される照射対象物P(例えば、記録媒体等)の表面に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させる装置であり、照射対象物Pの上方に配置され、照射対象物Pに対してライン状の紫外光を出射する光源ユニット10と、照射対象物Pを下方から覆うように光源ユニット10と対向して配置される遮光ユニット20と、から構成されている。なお、本明細書においては、光源ユニット10から出射されるライン状の紫外光の長手方向をX軸方向(第2方向)、ライン状の紫外光の線幅方向をY軸方向(第1方向)、X軸及びY軸と直交する方向をZ軸方向(第3方向)と定義して説明する。
(光源ユニット10の構成)
図2は、本実施形態の光源ユニット10の外観図であり、図2(a)は、光源ユニット10の正面図であり、図2(b)は、光源ユニット10の右側面図であり、図2(c)は、光源ユニット10の左側面図である。図3~図8は、本発明の実施形態に係る光源ユニット10の内部構成を説明する図であり、図3は、図2のB-B線断面図であり、図4は、図2のC-C線断面図であり、図5は、図2のD-D線断面図であり、図6は、図2のE-E線断面図であり、図7は、図2のF-F線断面図であり、図8は、図2のG-G線断面図である。なお、図3~図8においては、図面を見易くするために、光源ユニット10の内部の配線ケーブル等、一部構成を省略して示している。
図2は、本実施形態の光源ユニット10の外観図であり、図2(a)は、光源ユニット10の正面図であり、図2(b)は、光源ユニット10の右側面図であり、図2(c)は、光源ユニット10の左側面図である。図3~図8は、本発明の実施形態に係る光源ユニット10の内部構成を説明する図であり、図3は、図2のB-B線断面図であり、図4は、図2のC-C線断面図であり、図5は、図2のD-D線断面図であり、図6は、図2のE-E線断面図であり、図7は、図2のF-F線断面図であり、図8は、図2のG-G線断面図である。なお、図3~図8においては、図面を見易くするために、光源ユニット10の内部の配線ケーブル等、一部構成を省略して示している。
図4に示すように、本実施形態の光源ユニット10は、内部にLEDモジュール200(光源部)、冷却ファン300(第1の冷却ファン)、ヒートシンク400(放熱部)、LED駆動回路500等を収容するX軸方向に長い箱形の筐体100を備えている。筐体100は、正面100aに紫外光が出射されるガラス製の窓部105を備えている。また、筐体100の左側面100cには、筐体100内の空気を排気するための、複数の開口Sからなる排気口101が形成され、右側面100bには、筐体100内に空気を供給する吸気口103が形成されている。また、筐体100の背面100dには、光源ユニット10に電源を供給するためのコネクタ(不図示)が設けられており、コネクタと電源装置(不図示)とが電気的に接続され、光源ユニット10に電源が供給されるようになっている。
図3~図8に示すように、本実施形態の光源ユニット10は、X軸方向に並べて配置された4つのLEDモジュール200(図4)と、各LEDモジュール200に密着するように配置された4つのヒートシンク400(図4)と、各LEDモジュール200に電力を供給する4つのLED駆動回路500(図3、図4、図7)等を筐体100内に備えている。なお、各LEDモジュール200、各ヒートシンク400、各LED駆動回路500は、それぞれ全く同一の構成となっている。
図3及び図4に示すように、各LEDモジュール200は、熱伝導率の高い材料(例えば、窒化アルミニウム)で形成された、X軸方向及びY軸方向で規定される矩形板状の基板205と、同じ特性を有する複数(例えば、500個)のLED素子210とを備えており、ヒートシンク400の放熱板410の一端面(Z軸方向の端面)上に固定されている。
複数のLED素子210は、例えば、50個(X軸方向)×10列(Y軸方向)の態様で並び、COB(Chip On Board)実装されている。基板205上には、各LED素子210に電力を供給するためのアノードパターン(不図示)及びカソードパターン(不図示)が形成されており、各LED素子210は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれ電気的に接続されている。また、各LEDモジュール200の基板205は、不図示の配線ケーブルによって各LED駆動回路500と電気的に接続されており、各LED素子210には、アノードパターン及びカソードパターンを介して、各LED駆動回路500からの駆動電流が供給されるようになっている。各LED素子210に駆動電流が供給されると、各LED素子210からは駆動電流に応じた光量の紫外光(例えば、波長365nm)が出射され、LEDモジュール200からはX軸方向に延び、かつ、X軸方向と直交するY軸方向に所定の線幅を有するライン状の紫外光が照射対象物Pに向けて出射される。図4に示すように、本実施形態においては、4つのLEDモジュール200がX軸方向に並べて配置されており、各LEDモジュール200から出射されたライン状の紫外光は、X軸方向に連続するようになっている。
ヒートシンク400は、LEDモジュール200から発せられた熱を放熱する部材である。本実施形態のヒートシンク400は、矩形板状の金属製(例えば、銅、アルミニウム)の放熱板410と、放熱板410の他端面(LEDモジュール200が載置される面とは反対側の面)にロウ付けされた複数の放熱フィン420とで構成されている(図3、図4)。放熱フィン420は、放熱板410からZ軸方向と相反する方向に突出するように立設し、放熱板410に伝わった熱を空気中に放熱する、矩形板状の金属(例えば、銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム等の金属やこれらを含む合金等)の部材である。
なお、図3に示すように、本実施形態のLEDモジュール200とヒートシンク400は、筐体100内において、固定部材150によって固定されるようになっている。固定部材150は、LEDモジュール200とヒートシンク400の一部分を支持する部材であり、LEDモジュール200とヒートシンク400が固定部材150内に固定されたとき、各LED素子210が窓部105と対向する位置に配置されるようになっている。また、LEDモジュール200とヒートシンク400が固定部材150内に固定されたとき、放熱フィン420のZ軸方向と相反する方向の端部が、仕切部材160の第1仕切板161と当接するように構成されている。
各LED素子210に駆動電流が流れ、各LED素子210から紫外光が出射されると、LED素子210の自己発熱により温度が上昇するが、各LED素子210で発生した熱は、基板205及び放熱板410を介して、放熱フィン420に速やかに伝導(移動)し、各放熱フィン420から周辺の空気中に放熱される。そして、放熱フィン420によって加熱された空気は、各放熱フィン420の表面を流れる冷却風によって排気口101を通って速やかに排気されるようになっている。
冷却ファン300は、吸気口103と対向するように配置され、筐体100の外側の空気を取り込み、筐体100内に冷却風を生成する部材である(図4~図8)。本実施形態の冷却ファン300は、筐体100内の空間を区画する仕切部材160の一端部(X軸方向の端部)に配置されている(図5)。
図3に示すように、仕切部材160は、金属の平板を折り曲げて形成した断面が略コの字状の部材であり、放熱フィン420のZ軸方向と相反する方向の端部が当接する第1仕切板161と、筐体100の上面(Y軸方向の面)と対向する第2仕切板162と、筐体100の下面(Y軸方向と相反する方向の面)と対向する第3仕切板163と、を有する。第1仕切板161、第2仕切板162及び第3仕切板163は、それぞれ冷却ファン300から筐体100の左側面100cに向かってX軸方向と相反する方向に延び、筐体100の背面100dとで囲まれる空間(つまり、吸気口103と連続する空間)に、冷却ファン300によって取り込まれた空気を、X軸方向と相反する方向に導く第1風洞αを形成している。なお、第1仕切板161、第2仕切板162及び第3仕切板163の他端部(X軸方向と相反する方向の端部)は、筐体100の左側面100cに当接しており、第1風洞αは、X軸方向と相反する方向において、筐体100の左側面100cによって閉じられている(図4)。
また、図3、図4及び図7に示すように、本実施形態においては、第1風洞α内に4つのLED駆動回路500が配置されている。
また、図3、図4及び図7に示すように、本実施形態においては、第1風洞α内に4つのLED駆動回路500が配置されている。
第1仕切板161は、XY平面に平行な仕切板であり、放熱フィン420と対向するようにX軸方向に並ぶ、矩形状の4つの連通口161a~161dが形成されている(図7、図8)。各連通口161a~161dは、第1風洞α内の冷却風を放熱フィン420の空間(第2風洞β)に導くための開口であり、各連通口161a~161dのX軸方向の幅Wa~Wdは、各LEDモジュール200のヒートシンク400の幅と略等しく、各連通口161a~161dのY軸方向の幅Ha~Hdは、Ha>Hb>Hc>Hdの関係を満たすように(つまり、冷却ファン300からの距離に応じて変化し、冷却ファン300から離れるほど小さくなるように)形成されている(図8)。
なお、図7及び図8に示すように、本実施形態の第1仕切板161は、放熱フィン420の略中央部と当接しており、放熱フィン420の上端部(Y軸方向の端部)及び下端部(Y軸方向と相反する方向の端部)は、第1仕切板161から露出している(つまり、第3風洞γ1、γ2に位置している)。
なお、図7及び図8に示すように、本実施形態の第1仕切板161は、放熱フィン420の略中央部と当接しており、放熱フィン420の上端部(Y軸方向の端部)及び下端部(Y軸方向と相反する方向の端部)は、第1仕切板161から露出している(つまり、第3風洞γ1、γ2に位置している)。
本実施形態の構成においては、4つのLEDモジュール200とヒートシンク400がX軸方向に並べて配置されているため、各LEDモジュール200のLED素子210の温度が異なると、光量にばらつきが生じてしまうという問題がある。そこで、かかる問題を解決するため、本実施形態においては、連通口161a~161dを通して各放熱フィン420間に空気が流れ込むように構成し、これによって各ヒートシンク400を流れる空気の量を略等しくし(つまり、風速を略等しくし)、4つのヒートシンク400を均一に冷却している。
なお、本実施形態においては、各連通口161a~161dのY軸方向の幅Ha~Hdが、Ha>Hb>Hc>Hdの関係を満たすように(つまり、冷却ファン300からの距離に応じて変化し、冷却ファン300から離れるほど小さくなるように)形成したが、4つのヒートシンク400を均一に冷却できれば、各連通口161a~161dのY軸方向の幅Ha~Hdが等しくてもよい。
第2仕切板162は、XZ平面に平行な仕切板であり、筐体100の上面(Y軸方向の面)と対向するように配置され、筐体100内の空間に第3風洞γ1を形成している(図3、図5、図7、図8)。なお、図5に示すように、本実施形態においては、第3風洞γ1は、排気口101と連続する空間になっており、放熱フィン420の上端部(Y軸方向の端部)が位置し、放熱フィン420を介して第2風洞βと連通している。
第3仕切板163は、XZ平面に平行な仕切板であり、筐体100の下面(Y軸方向と相反する方向の面)と対向するように配置され、筐体100内の空間に第3風洞γ2を形成している(図3、図6、図7、図8)。なお、図6に示すように、第3風洞γ2は、第3風洞γ1と同様、排気口101と連続する空間になっており、放熱フィン420の下端部(Y軸方向と相反する方向の端部)が位置し、放熱フィン420を介して第2風洞βと連通している。
以下、図3~図6を用いて、本発明の特徴部分である、ヒートシンク400の冷却作用について説明する。図3~図6の矢印は、ヒートシンク400と筐体100内に発生する冷却風の向きを示している。
図3~図6に示すように、本実施形態の光源ユニット10は、筐体100の右側面100bの吸気口103と対向する位置に冷却ファン300を備え、筐体100の左側面100cには、排気口101が形成されている。従って、冷却ファン300が回ると、筐体100の外側の空気が冷却ファン300から取り込まれて、筐体100内は正圧となるため、排気口101からは筐体100の内部の空気が排気される。従って、筐体100内には、図4中、実線の矢印で示す冷却風が発生する。つまり、冷却ファン300から筐体100内に取り込まれた空気は、LED駆動回路500が配置された筐体100内の第1風洞αを、各LED駆動回路500の間を通って、X軸方向と相反する方向に流れる。このため、各LED駆動回路500で発生した熱は、第1風洞αを移動する空気中に放熱される。このように、本実施形態においては、LED駆動回路500を第1風洞αに配置することで、各LED駆動回路500の冷却を行っている。
上述したように、第1風洞αは、X軸方向と相反する方向において、筐体100の左側面100cによって閉じられているため、第1風洞α内の空気は、第1仕切板161に形成された4つの連通口161a~161dを通り、放熱フィン420の空間(第2風洞β)に向かって移動する(図3、図4)。
第2風洞βに移動した空気は、各放熱フィン420の間を通り、Z軸方向に進むが、放熱板410に当たるため、各放熱フィン420の間で、Y軸方向及びY軸方向と相反する方向に曲げられる(図3)。そして、放熱フィン420の空間(第2風洞β)から出た空気は、第3風洞γ1、γ2に移動し、第3風洞γ1、γ2内をX軸方向と相反する方向に移動し、排気口101から排出される(図5、図6)。
このように、本実施形態においては、冷却ファン300から取り込まれた空気が、第1風洞α内を流れ、第2風洞βに移動し、第3風洞γ1、γ2に移動し、排気口101から排出される。この空気の移動によって、冷却風(気流)が発生する。このように、冷却風が、放熱フィン420の空間(第2風洞β)を通ることによって、各放熱フィン420の熱が空気中に放熱される。
なお、上述したように、本実施形態においては、第1仕切板161の連通口161a~161dのY軸方向の幅Ha~Hdが、Ha>Hb>Hc>Hdの関係を満たし、各ヒートシンク400を流れる空気の量が略等しく(つまり、風速が略等しく)なっているため、4つのヒートシンク400が均一に冷却される。このため、各LEDモジュール200のLED素子210の温度が略等しくなり、光量のばらつきも抑えられる。
また、吸気口103および排気口101が、筐体100の一端面及び他端面に配置され、照射対象物Pよりも外側に位置しており、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、空気の吸気及び排気が照射対象物Pに影響を与えることもない。
また、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、周辺装置を筐体100のY軸方向又はY軸方向と相反する方向に近接して配置しても周辺装置に影響を与えることはなく、また周辺装置によって吸気及び排気に支障が生じることもない。
また、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、周辺装置を筐体100のY軸方向又はY軸方向と相反する方向に近接して配置しても周辺装置に影響を与えることはなく、また周辺装置によって吸気及び排気に支障が生じることもない。
なお、上述したように、本実施形態においては、ヒートシンク400に伝導されたLEDモジュール200の熱が、筐体100内の空間を通って供給される空気によって冷却されるため、筐体100自体が熱くなることはない。
(遮光ユニット20の構成)
図9は、本実施形態の遮光ユニット20の構成を説明する図であり、図1のA-A線断面図である。図1及び図9に示すように、遮光ユニット20は、照射対象物Pを下方(Z軸方向側)から覆うように光源ユニット10と対向して配置され、光源ユニット10から出射された紫外光が外部に漏れないように遮光する装置である。
図9は、本実施形態の遮光ユニット20の構成を説明する図であり、図1のA-A線断面図である。図1及び図9に示すように、遮光ユニット20は、照射対象物Pを下方(Z軸方向側)から覆うように光源ユニット10と対向して配置され、光源ユニット10から出射された紫外光が外部に漏れないように遮光する装置である。
図1及び図9に示すように、遮光ユニット20は、照射対象物Pを下方から覆うようにZ軸方向に窪む、凹部21aが形成されたケース21(第2の筐体)を有している。ケース21は、箱形の金属製の部材であり、照射対象物Pと対向する凹部21aの表面(つまり、光源ユニット10の窓部105と対向する面)が、光吸収部材22によって構成されており、照射対象物Pにあたらない紫外光は光吸収部材22あたって吸収され、光照射装置1の外部に漏れないようになっている。
しかしながら、このように光源ユニット10からの紫外光が遮光ユニット20に照射されると、凹部21aの光吸収部材22からの熱がケース21に伝わり、遮光ユニット20自体の温度が上昇してしまうといった問題がある。そこで、本実施形態においては、かかる問題を解決するため、ケース21内に間に空間(第4風洞δ)を形成し、第4風洞δに冷却風が流れるように構成している(図9)。より具体的には、ケース21の右側板21bに外部から第4風洞δ内に空気を取り込む吸気口21ba(第2の吸気口)を形成し、ケース21の左側板21cに第4風洞δ内の空気を排気する排気口21ca(第2の排気口)を形成し、排気口21caに対向するように排気ファン30(第2の冷却ファン)を配置し、吸気口21ba及び排気口21caと連続する空間(第4風洞δ)に冷却風が流れるように構成している。
図9に示すように、排気ファン30が回ると、ケース21の内側の空気が排気ファン30から排気され、ケース21内は負圧となるため、吸気口21baからケース21の内部に外部の空気が取り込まれる。従って、ケース21内には、図9中、実線の矢印で示すように、吸気口21baから排気口21caに向かって冷却風が発生する。つまり、吸気口21baからケース21内に取り込まれた空気は、凹部21aの裏面に沿って、第4風洞δ内をX軸方向と相反する方向に流れるため、凹部21aが冷却される。
このように、本実施形態においては、ケース21の凹部21aの熱が、ケース21内の空間(第4風洞δ)を通って流れる冷却風(空気)によって冷却されるため、ケース21自体が熱くなることもない。
このように、本実施形態においては、ケース21の凹部21aの熱が、ケース21内の空間(第4風洞δ)を通って流れる冷却風(空気)によって冷却されるため、ケース21自体が熱くなることもない。
また、吸気口21baおよび排気口21caが、ケース21の一端面及び他端面に配置され、照射対象物Pよりも外側に位置しており、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、空気の吸気及び排気が照射対象物Pに影響を与えることもない。
また、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、周辺装置を筐体100のY軸方向又はY軸方向と相反する方向に近接して配置しても周辺装置に影響を与えることはなく、また周辺装置によって吸気及び排気に支障が生じることもない。
また、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向と相反する方向のみに限定されているため、周辺装置を筐体100のY軸方向又はY軸方向と相反する方向に近接して配置しても周辺装置に影響を与えることはなく、また周辺装置によって吸気及び排気に支障が生じることもない。
以上が本実施形態の説明であるが、本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。
例えば、本実施形態の光照射装置1は、光源ユニット10と遮光ユニット20を備えるものとして説明したが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、遮光ユニット20は必要に応じて設けられる。
また、本実施形態の光照射装置1は、搬送される照射対象物P(例えば、記録媒体等)の表面に塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させる装置であるとしたが、照射対象物Pに対してライン状の紫外光を出射するものであればよく、必ずしも照射対象物Pが搬送される必要はない。
また、本実施形態の光源ユニット10は、紫外光を照射する装置としたが、このような構成に限定されるものではなく、他の波長域の照射光(例えば白色光などの可視光、赤外光等)を照射する装置にも本発明を適用することができる。
また、本実施形態の光源ユニット10においては、冷却ファン300が吸気ファンであるものとして説明したが、排気ファンとすることもできる。なお、その場合、空気の流れが逆になり、排気口101から吸気され、吸気口103から排気される(つまり、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向となる)。また、この場合、第1仕切板161の各連通口161a~161dのY軸方向の幅Ha~Hdは、Ha<Hb<Hc<Hdの関係を満たすように(つまり、冷却ファン300からの距離に応じて変化し、冷却ファン300から離れるほど大きくなるように)形成してもよい。
また、本実施形態の遮光ユニット20においては、排気ファン30を用いたが、排気ファン30を吸気ファンに代えることもできる。なお、その場合、空気の流れが逆になり、ケース21内の空気が吸気口21baから排気されることとなる(つまり、空気の吸気方向および排気方向がX軸方向となる)。
また、本実施形態においては、光源ユニット10の吸気口103と遮光ユニット20の吸気口21baが同じ側(X軸方向の端面)に形成されるものとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、X軸方向において異なる側に形成されてもよい。
また、排気口101と排気ファン30が同じ側(X軸方向と相反する方向の端面)に形成されるものとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、X軸方向において異なる側に形成されてもよい。
また、排気口101と排気ファン30が同じ側(X軸方向と相反する方向の端面)に形成されるものとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではなく、X軸方向において異なる側に形成されてもよい。
なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 :光照射装置
10 :光源ユニット
20 :遮光ユニット
21 :ケース
21a :凹部
21b :右側板
21ba :吸気口
21c :左側板
21ca :排気口
22 :光吸収部材
30 :排気ファン
100 :筐体
100a :正面
100b :右側面
100c :左側面
100d :背面
101 :排気口
103 :吸気口
105 :窓部
150 :固定部材
160 :仕切部材
161 :第1仕切板
161a :連通口
161b :連通口
161c :連通口
161d :連通口
162 :第2仕切板
163 :第3仕切板
200 :LEDモジュール
205 :基板
210 :LED素子
300 :冷却ファン
400 :ヒートシンク
410 :放熱板
420 :放熱フィン
500 :LED駆動回路
P :照射対象物
S :開口
α :第1風洞
β :第2風洞
γ1 :第3風洞
γ2 :第3風洞
δ :第4風洞
10 :光源ユニット
20 :遮光ユニット
21 :ケース
21a :凹部
21b :右側板
21ba :吸気口
21c :左側板
21ca :排気口
22 :光吸収部材
30 :排気ファン
100 :筐体
100a :正面
100b :右側面
100c :左側面
100d :背面
101 :排気口
103 :吸気口
105 :窓部
150 :固定部材
160 :仕切部材
161 :第1仕切板
161a :連通口
161b :連通口
161c :連通口
161d :連通口
162 :第2仕切板
163 :第3仕切板
200 :LEDモジュール
205 :基板
210 :LED素子
300 :冷却ファン
400 :ヒートシンク
410 :放熱板
420 :放熱フィン
500 :LED駆動回路
P :照射対象物
S :開口
α :第1風洞
β :第2風洞
γ1 :第3風洞
γ2 :第3風洞
δ :第4風洞
Claims (13)
- 第1方向に所定の線幅を有し、かつ、前記第1方向と直交する第2方向に延びる光を照射対象物に向けて照射する光照射装置であって、
前記第1方向と前記第2方向とで規定される基板と、前記基板の表面に前記第2方向に沿って並べて配置され、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に光を出射する複数の光源と、を有する光源部と、
複数の放熱フィンを有し、前記基板の裏面側に熱的に結合された放熱部と、
外部から空気を取り込む第1の吸気口と、内部の空気を排気する第1の排気口とを有すると共に、前記光源部及び前記放熱部を収容する第1の筐体と、
前記第1の吸気口及び前記第1の排気口の少なくともいずれか一方に取り付けられ、前記複数の放熱フィンの間を通る冷却風を生成する第1の冷却ファンと、
を備え、
前記第1の吸気口は、前記第1の筐体の前記第2方向一端面に形成され、
前記第1の排気口は、前記第1の筐体の前記第2方向他端面に形成され、
前記第2方向において、前記第1の吸気口及び前記第1の排気口が、前記照射対象物よりも外側に位置している
ことを特徴とする光照射装置。 - 前記第1の筐体内の空間を区画し、前記第1の吸気口と連続する空間に第1の風洞を形成し、前記複数の放熱フィンが配置される空間に第2の風洞を形成し、前記第1の排気口と連続する空間に第3の風洞を形成する仕切板を備え、
前記仕切板は、前記第1の風洞と前記第2の風洞とを連通するように形成された連通口を有し、
前記第2の風洞と前記第3の風洞とが放熱フィンを介して連通している
ことを特徴とする請求項1に記載の光照射装置。 - 前記連通口は、前記第2方向に沿って並ぶ複数の開口部からなり、
前記各開口部の前記第1方向の幅が等しいことを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。 - 前記連通口は、前記第2方向に沿って並ぶ複数の開口部からなり、
前記各開口部の前記第1方向の幅が、前記第1の冷却ファンからの距離に応じて変化することを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。 - 前記各開口部の前記第1方向の幅が、前記第1の冷却ファンから離れるに従って小さくなることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。
- 前記各開口部の前記第1方向の幅が、前記第1の冷却ファンから離れるに従って大きくなることを特徴とする請求項4に記載の光照射装置。
- 前記第1の冷却ファンは、外部からの空気を取り込んで前記第1の風洞内及び前記第3の風洞内に前記第2方向の冷却風を生成することを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記冷却風は、前記第2の風洞内において、前記第1方向から前記第3方向に、又は前記第3方向から前記第1方向に向きを変えることを特徴とする請求項2に記載の光照射装置。
- 前記光源部と対向して配置され、前記光源部から照射された光が外部に漏れないように遮光する遮光ユニットを備え、
前記遮光ユニットは、
前記光源部から照射された光を吸収する光吸収部材と、
外部から空気を取り込む第2の吸気口と、内部の空気を排気する第2の排気口とを有すると共に、前記光吸収部材を支持する第2の筐体と、
を有し、
前記第2の筐体の内部には、前記第2の吸気口から前記第2の排気口に向かって冷却風が流れる第4の風洞が形成されており、
前記第2方向において、前記2の吸気口及び前記第2の排気口が、前記照射対象物よりも外側に位置している
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光照射装置。 - 前記第2の吸気口は、前記第2の筐体の前記第2方向一端面に形成され、
前記第2の排気口は、前記第2の筐体の前記第2方向他端面に形成され、
前記第2の吸気口及び前記第2の排気口の少なくともいずれか一方に取り付けられ、前記第4の風洞を流れる冷却風を生成する第2の冷却ファンを備えることを特徴とする請求項9に記載の光照射装置。 - 前記第1の吸気口と前記第2の吸気口が、前記第2方向において同じ側に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の光照射装置。
- 前記第1の排気口と前記第2の排気口が、前記第2方向において同じ側に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の光照射装置。
- 前記照射対象物が、前記第1方向に搬送されることを特徴とする請求項9に記載の光照射装置。
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- 2023-08-18 WO PCT/JP2023/029801 patent/WO2024048319A1/ja unknown
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