JP2016221852A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効率の高い放熱部材を備えつつも、薄型化の可能な光照射装置を提供する。【解決手段】照射面上に、第１方向に延びるライン状の光を照射する光照射装置が、第１方向に延びる細長の基板２０５と、基板の表面上に並べて配置された複数のＬＥＤ光源２１０と、基板に少なくとも一部分が当接し、基板から第１方向と直交する第２方向に延出し、ＬＥＤ光源で発生した熱を第２方向に輸送する熱輸送手段４１０と、熱輸送手段から第１方向及び第２方向と直交する第３方向に突出し、かつ第２方向に延設された複数の放熱フィン４３０ａを有する放熱手段４３０と、基板、熱輸送手段、及び放熱手段を収容すると共に、放熱手段が形成されている領域に風洞を形成する、第３方向に薄い箱形の筐体１００と、第２方向において、基板と放熱手段との間に配置され、外部からの空気を風洞に導き、風洞内に第２方向の気流を生成する遠心ファン５０１と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備え、ライン状の光を照射する光照射装置に関し、特に、ＬＥＤ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。このような印刷装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

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。特許文献１に記載の印刷装置は、ドットインクを仮硬化、本硬化の２段階で硬化させることにより、カラーインク間の滲みやドットの広がりを抑制している。

特許文献１に記載の仮硬化用照射部は、印刷媒体の上方に配置されて印刷媒体に紫外光を照射する、いわゆる紫外光照射装置であり、印刷媒体の幅方向にライン状の紫外光を照射する。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、印刷媒体の幅方向沿って複数のＬＥＤが並んで配置されている。

特開２０１３−２５２７２０号公報

特許文献１に記載の仮硬化用照射部のように、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。また、かかる問題は、仮硬化用照射部のように、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。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。

ＬＥＤの発熱を抑えるためには、ヒートシンク等の放熱部材を用いるのが効果的である。しかしながら、ＬＥＤの熱を効率よく放熱するためには、放熱部材の表面積をできるだけ大きくする必要があり、放熱部材を大きくすると、装置全体が大型化してしまうといった問題がある。特に、特許文献１の仮硬化用照射部のように、各ヘッド間に配置される光照射装置において大型の放熱部材を適用すると、各ヘッド間の距離を大きくしなければならず、印刷装置自体の重量化、及び大型化を招くといった問題はより深刻なものとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、放熱効率の高い放熱部材を備えつつも、薄型の光照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光照射装置は、照射面上に、第１方向に延びるライン状の光を照射する光照射装置であって、第１方向に延びる細長の基板と、基板の表面上に第１方向に沿って所定間隔毎に並べて配置され、ライン状の光を出射する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と、基板に少なくとも一部分が当接し、基板から第１方向と直交する第２方向に延出し、ＬＥＤ光源で発生した熱を第２方向に輸送する熱輸送手段と、熱輸送手段から第１方向及び第２方向と直交する第３方向に突出し、かつ第２方向に延設された複数の放熱フィンを有する放熱手段と、基板、熱輸送手段、及び放熱手段を収容すると共に、放熱手段が形成されている領域に風洞を形成する、第３方向に薄い箱形の筐体と、第２方向において、基板と放熱手段との間に配置され、外部からの空気を風洞に導き、風洞内に第２方向の気流を生成する遠心ファンと、を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、ＬＥＤ光源で発生した熱を第２方向に輸送して放熱するため、第３方向に薄い光照射装置が実現される。

また、筐体は、複数の放熱フィンの先端が形成する仮想面に対向する一面又は第１方向に対向する二面の少なくともいずれか一面に、外部から空気を取り込む吸気口を有し、遠心ファンが、吸気口から空気を取り込むように構成することができる。

また、熱輸送手段の第１方向の幅が、基板の第１方向の幅と略等しいことが望ましい。

また、熱輸送手段の基端部は、Ｌ字状に屈曲し、基端部が、基板の裏面と熱的に結合されていることが望ましい。

また、光照射装置は、基板の裏面と熱的に結合され、基板を支持する支持ブロックをさらに備え、熱輸送手段は、第１の熱輸送手段と、第２方向において第１の熱輸送手段よりも小さな第２の熱輸送手段と、からなり、放熱手段は、第１の熱輸送手段上に放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、第２の熱輸送手段上に放熱フィンを有する第２ヒートシンクと、からなり、支持ブロックが、第１の熱輸送手段の基端部と第２の熱輸送手段の基端部によって挟み込まれるように設けられていることが望ましい。

また、遠心ファンと放熱手段との間に、ＬＥＤ光源を駆動する駆動回路を備えることが望ましい。

また、熱輸送手段は、第１方向及び第２方向に延びる、板状のヒートパイプから形成されていることが望ましい。

また、熱輸送手段は、第２方向に延びる棒状のヒートパイプが、第１方向に複数並べられて形成されていることが望ましい。

また、基板が、第１方向及び第３方向によって特定される平面上に配置され、各ＬＥＤ光源の光軸が第２方向と相反する方向に向くように構成することができる。また、この場合、ＬＥＤ光源は、基板を平面視したときに、第３方向に沿ってＮ列（Ｎは２以上の整数）に並べられていることが望ましい。

また、基板が、第１方向及び第２方向によって特定される平面上に配置され、各ＬＥＤ光源の光軸が第３方向に向くように構成することができる。この場合、ＬＥＤ光源は、基板を平面視したときに、第２方向に沿ってＮ列（Ｎは２以上の整数）に並べられていることがのぞましい。

また、遠心ファンは、反時計方向に回転するファンを有する第１遠心ファンと、時計方向に回転するファンを有する第２遠心ファンと、からなり、第１遠心ファン及び第２遠心ファンは、第１方向に並べて配置されていることが望ましい。

また、光が、紫外線硬化型樹脂に作用する波長を含む光であることが望ましい。

以上のように、本発明によれば、放熱効率の高い放熱部材を備えつつも、薄型の光照射装置が実現される。

本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の外観図である。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わるヒートパイプの内部空間を説明する断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わるヒートパイプの変形例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の外観図である。 本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の内部構成を説明する図である。

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。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１の外観図であり、図１（ａ）は、光照射装置１の上面図である。また、図１（ｂ）は、光照射装置１の正面図であり、図１（ｃ）は、光照射装置１の底面図である。本実施形態の光照射装置１は、印刷装置等に搭載されて、紫外線硬化型インキや紫外線硬化樹脂を硬化させる光源装置であり、例えば、照射対象物の上方に配置され、照射対象物に対してライン状の紫外光を出射する。なお、本明細書においては、図１の座標に示すように、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２１０が紫外光を出射する方向をＺ軸方向、ＬＥＤ素子２１０の配列方向をＸ軸方向、ならびにＺ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向と定義して説明する。

図１に示すように、本実施形態の光照射装置１は、内部に光源ユニット２００や放熱部材４００等を収容する薄い箱形のケース１００（筐体）を備えている。ケース１００は、底面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、ケース１００の正面（後述する複数の放熱フィン４３０ａの先端が形成する仮想面に対向する一面）には、外部から空気を取り込む吸気口１０１、１０２が形成され、上面には、ケース１００内の空気を排気する排気口１０３が形成されている。また、ケース１００の上面には、光照射装置１に電源を供給するためのコネクタ１０４が設けられており、コネクタ１０４と不図示の電源装置とがケーブル１１０で接続され、光照射装置１に電源が供給されるようになっている。

図２は、本発明の実施形態に係る光照射装置１の内部構成を説明する図であり、図２（ａ）は、光照射装置１を正面視したときの正面透視図である。また、図２（ｂ）は、光照射装置１を右側面から見たときの側面透視図である。なお、図２（ｂ）においては、図面を見易くするために、図２（ａ）の内部配線ケーブル１０６を省略して示している。

図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、光源ユニット２００と、放熱部材４００と、２つの遠心ファン５０１、５０２等をケース１００内部に備えている。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、光源ユニット２００は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な矩形状の基板２０５と、同じ特性を有する１２個のＬＥＤ素子２１０とを備えており、ケース１００内をＸ軸方向に延びる、金属製（例えば、銅、アルミニウム）の支持プレート１０７の一端面（ケース１００の底面側に向いた面）上に固定されている。

１２個のＬＥＤ素子２１０は、Ｚ軸方向に光軸が揃えられた状態で、Ｘ軸方向に所定の間隔をおいて基板２０５の表面に一列に配置され、基板２０５と電気的に接続されている。また、基板２０５は、コネクタ１０４から延びる内部配線ケーブル１０６の一部と電気的に接続されており、各ＬＥＤ素子２１０には、不図示の電源装置から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、光源ユニット２００からはＸ軸方向に平行なライン状の紫外光が出射される。

図１及び図２に示すように、本実施形態においては、光源ユニット２００と窓部１０５との間に反射部材１０８が設けられている。反射部材１０８は、１２個のＬＥＤ素子２１０の光路を囲むように配置された４つのミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄを有している。各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄは、紫外光の出射方向（つまり、Ｚ軸方向）に対して広がっており、これによって、各ＬＥＤ素子２１０から所定の広がり角をもって出射される紫外光の光路を規制し、所定強度の紫外光が所望の照射領域に対して略垂直に照射されるように導光している。そして、反射部材１０８によって導光された紫外光は、窓部１０５を通って光照射装置１から出射される。なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子２１０は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子２１０に供給される駆動電流が調整されており、光源ユニット２００から出射されるライン状の紫外光は、Ｘ軸方向において略均一な光量分布を有している。

放熱部材４００は、光源ユニット２００から発せられた熱を放熱する部材である。本実施形態の放熱部材４００は、一端部が支持プレート１０７の他端面（ケース１００の上面側に向いた面）に密着して固定され、各ＬＥＤ素子２１０で発せられた熱を輸送するヒートパイプ４１０（熱輸送手段）と、ヒートパイプ４１０に密着して固定された複数の放熱フィン４３０ａによって構成されたヒートシンク４３０（放熱手段）と、で構成されている（図２（ａ）、（ｂ））。

ヒートパイプ４１０は、作動液（例えば、水、アルコール、アンモニア等）が減圧封入された内部空間（図２において不図示）を有する、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）の板状部材である。図２（ｂ）に示すように、本実施形態のヒートパイプ４１０は、基板２０５側の一端部が支持プレート１０７の他端面に沿うように断面Ｌ字状に屈曲しており、Ｘ―Ｚ平面に平行な平面部４１０ａと、Ｘ―Ｙ平面に平行な屈曲部４１０ｂとを有している。屈曲部４１０ｂは、不図示の固定具又は接着剤によって、支持プレート１０７の他端面と密着した状態で固定され、基板２０５と熱的に結合している。

図３は、本実施形態のヒートパイプ４１０の内部空間を説明する断面図である。なお、図３においては、説明の便宜上、屈曲部４１０ｂを平面部４１０ａと同一平面上に示している。図３に示すように、本実施形態のヒートパイプ４１０の内部空間は、屈曲部４１０ｂから連続して平面部４１０ａ内をＺ軸方向に延び、Ｘ軸方向に所定の間隔をおいて並ぶ複数のパイプ状の空間４１０ｚと、各空間４１０ｚをＸ軸方向に連結する２つのパイプ状の空間４１０ｘから構成されている。そして、空間４１０ｚ内を作動液が移動することにより、屈曲部４１０ｂからＺ軸方向（紫外光が出射される方向と相反する方向）に熱が輸送される（詳細は後述）。なお、本実施形態においては、空間４１０ｘを通して、Ｘ軸方向にも作動液が移動するため、ヒートパイプ４１０は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に沿って（つまり、Ｘ−Ｚ平面に沿って）略均等に熱を輸送する。

ヒートシンク４３０を構成する複数の放熱フィン４３０ａは、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。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の各放熱フィン４３０ａは、ヒートパイプ４１０の平面部４１０ａの一方面（屈曲部４１０ｂが屈曲する側の面）にロウ付けされて、平面部４１０ａからＹ軸方向に突出するように立設し、ヒートパイプ４１０に伝わった熱を空気中に放熱する。なお、詳細は後述するが、本実施形態においては、遠心ファン５０１、５０２によってケース１００内に外部から空気が取り込まれ、取り込まれた空気が放熱フィン４３０ａの表面を流れるようにＺ軸方向の気流が発生しており、放熱フィン４３０ａは、Ｚ軸方向に延びるように延設されている。また、本実施形態の放熱フィン４３０ａは、Ｚ軸方向において複数（６つ）に分割されて形成されている。また、放熱フィン４３０ａの突出量（放熱フィン４３０ａのサイズ）は、ケース１００の内面に接触しない程度に設定されている。

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及び支持プレート１０７を介して、ヒートパイプ４１０の屈曲部４１０ｂに速やかに伝導（移動）する。そして、ヒートパイプ４１０の屈曲部４１０ｂに熱が移動すると、ヒートパイプ４１０内の作動液が熱を吸収して蒸発し、作動液の蒸気が内部空間を通って移動するため、屈曲部４１０ｂの熱は平面部４１０ａに移動する。そして、平面部４１０ａに移動した熱は、さらに平面部４１０ａに結合している複数の放熱フィン４３０ａに移動し、各放熱フィン４３０ａから空気中に放熱される。各放熱フィン４３０ａから放熱されると、平面部４１０ａの温度も低下するため、平面部４１０ａ内の作動液の蒸気も冷却されて液体に戻り、屈曲部４１０ｂに移動する。そして、屈曲部４１０ｂに移動した作動液は、新たに基板２０５及び支持プレート１０７を介して伝導される熱を吸収するために用いられる。

このように、本実施形態においては、ヒートパイプ４１０内の作動液が屈曲部４１０ｂと平面部４１０ａとの間を循環することにより、各ＬＥＤ素子２１０で発生した熱が速やかに放熱フィン４３０ａに移動し、放熱フィン４３０ａから空気中に効率よく放熱されるようになっている。

遠心ファン５０１、５０２は、Ｙ軸方向に回転軸を有する、いわゆるシロッコ型遠心ファンであり、外部からＹ軸方向に空気を取り込み、遠心方向に送風する。遠心ファン５０１、５０２が回ると、ケース１００内にＺ軸方向の気流が発生し、放熱フィン４３０ａによって熱せられた空気を外部に排出すると共に、各放熱フィン４３０ａを冷却する。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の遠心ファン５０１、５０２は、ヒートパイプ４１０の平面部４１０ａ上の、光源ユニット２００と放熱フィン４３０ａとの間の空間に、Ｘ軸方向に沿って並べて配置されている。遠心ファン５０１、５０２の吸気口５０１ａ、５０２ａは、それぞれ吸気口１０１、１０２に対応する位置に設けられており（図１）、排気口５０１ｂ、５０２ｂは、排気口１０３の方向に向けられている。従って、遠心ファン５０１、５０２が回ると、吸気口１０１、１０２を介して外部の空気がケース１００内に取り込まれ、ケース１００内の空気が排気口１０３から排気される。つまり、ケース１００内には、図２（ｂ）中、実線の矢印で示す気流（空気の流れ）が発生し、吸気口１０１、１０２からケース１００内に取り込まれた空気は、ヒートパイプ４１０とケース１００とで囲まれた空間（つまり、放熱フィン４３０ａが設けられている空間）を、Ｚ軸方向（紫外光が出射される方向と相反する方向）に流れる。このため、各ＬＥＤ素子２１０で発生し、基板２０５、支持プレート１０７、ヒートパイプ４１０を介して各放熱フィン４３０ａに伝わった熱（図２（ｂ）中、点線の矢印で示す。）は、各放熱フィン４３０ａの周囲の空気中に放熱され、空気の移動と共に外部に放出される。

このように、本実施形態においては、ケース１００とヒートパイプ４１０とで一種の風洞を構成し、気流の流れる空間を限定することで、各放熱フィン４３０ａを効率よく冷却している。また、本実施形態においては、薄型で、かつ吸気口５０１ａ、５０２ａの向きと排気口５０１ｂ、５０２ｂの向きが直交する薄型の遠心ファン５０１、５０２を採用し、これらを光源ユニット２００と放熱フィン４３０ａとの間に配置することで、各放熱フィン４３０ａを効率よく冷却しつつ、光照射装置１の薄型化も達成している。

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、本実施形態においては、基板２０５とヒートパイプ４１０とが支持プレート１０７を介して接合されるものとしたが、支持プレート１０７は必ずしも必要ではなく、基板２０５とヒートパイプ４１０とを直接接合する構成としてもよい。

また、本実施形態の光照射装置１においては、ケース１００の底面からＺ軸方向に紫外光を出射するものとしたが、例えば、基板２０５をＸ−Ｚ平面に平行に配置し、ケース１００の正面又は背面からＹ軸方向に紫外光を出射する構成とすることもできる。この場合、ヒートパイプ４１０は、屈曲部４１０ｂを有している必要がなく、平面部４１０ａのみで構成された平板状のものを適用することができる。

また、本実施形態の光照射装置１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、本実施形態においては、各放熱フィン４３０ａがヒートパイプ４１０の平面部４１０ａに直接ロウ付けされる構成としたが、基台上に複数の放熱フィン４３０ａを形成し、当該基台を平面部４１０ａに固定する構成としてもよい。また、この場合、ヒートパイプ４１０と基台との間に高熱伝導性グラファイトシートを設けたり、シリコングリースを塗布し、両者の密着をより高めることも可能である。

また、本実施形態の各放熱フィン４３０ａは、Ｚ軸方向に延びるように延設されているとしたが、遠心ファン５０１、５０２は、遠心方向に送風するため、各放熱フィン４３０ａの位置によっては、風向き（気流の向き）と放熱フィン４３０ａの延設方向とが必ずしも一致しない。そこで、風向き（気流の向き）と放熱フィン４３０ａの延設方向とが一致するように、各放熱フィン４３０ａの位置に応じて、各放熱フィン４３０ａをＺ軸方向に対して傾けて配置してもよい。このような構成によれば、各放熱フィン４３０ａの延設方向が風向き（気流の向き）に平行となるので、効率よく冷却することが可能となる。

また、本実施形態においては、２つの遠心ファン５０１、５０２を用いる構成を示したが、ケース１００とヒートパイプ４１０とで構成される風洞内に気流を発生させることができればよく、１つの遠心ファンによって構成してもよく、また３つ以上の遠心ファンによって構成することもできる。

また、本実施形態においては、基板２０５上に１２個のＬＥＤ素子２１０が一列に並べられた構成を示したが、ＬＥＤ素子２１０の個数は仕様に応じて適宜変更可能であり、また、ＬＥＤ素子２１０をＹ軸方向に沿ってＮ列（Ｎは２以上の整数）に並べることも可能である。

また、本実施形態のヒートパイプ４１０は、パイプ状の内部空間を有する板状部材であるとしたが、このような構成に限定されるものではない。図４は、本実施形態のヒートパイプ４１０の変形例を示す図である。本変形例に係るヒートパイプ４１０Ａは、空間４１０ｚ（図３）に代えて、Ｚ軸方向に延びる複数の棒状ヒートパイプ４１２で構成されている点で、本実施形態のヒートパイプ４１０と異なる。本実施形態のヒートパイプ４１０と同様、各棒状ヒートパイプ４１２は、基板２０５側の一端部が支持プレート１０７の他端面に沿うようにＬ字状に屈曲しており、Ｘ―Ｙ平面に平行な屈曲部４１０ｂを有している。また、棒状ヒートパイプ４１２は、所定の間隔をおいてＸ軸方向に並べられており、Ｘ―Ｚ平面に平行な平面部４１０ａを有している。このような構成によれば、棒状ヒートパイプ４１２内を作動液が移動することにより、本実施形態のヒートパイプ４１０と同様、屈曲部４１０ｂからＺ軸方向（紫外光が出射される方向と相反する方向）に熱が輸送される。なお、本変形例においては、棒状ヒートパイプ４１２上に、直接、放熱フィン４３０ａを形成することが困難であるため、例えば、各棒状ヒートパイプ４１２をＸ軸方向に連結する連結プレート（不図示）を設け、当該連結プレート上に放熱フィン４３０ａが設けられる。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置１Ａの内部構成を説明する図であり、図５（ａ）は、光照射装置１Ａを正面視したときの正面透視図である。また、図５（ｂ）は、光照射装置１Ａを右側面から見たときの側面透視図である。なお、図５（ｂ）においては、図面を見易くするために、図５（ａ）の内部配線ケーブル１０６を省略して示している。

図５に示すように、本実施形態の光照射装置１Ａは、反射部材１０８と窓部１０５を支持する支持部材１０９と、２つのヒートパイプ４４０、４６０を備えている点で、第１の実施形態の光照射装置１と異なる。また、本実施形態の支持ブロック１０７Ａが第１の実施形態の支持プレート１０７よりも厚く、四角柱状に形成されている点で第１の実施形態の光照射装置１と異なる。

支持部材１０９は、ケース１００の底面部を構成するように配置される部材である。支持部材１０９は、Ｘ軸方向に沿って延びる四角柱状の形状を呈し、熱伝導率の高い金属（例えば、銅、アルミニウム）によって形成されている。支持部材１０９には、１２個のＬＥＤ素子２１０と対向する領域に、開口１０９ａが形成されており、各ＬＥＤ素子２１０からの紫外光が開口１０９ａを通って出射されるように構成されている。開口１０９ａは、紫外光の出射方向（つまり、Ｚ軸方向）に対して広がる４つのテーパー面を有しており、反射部材１０８を開口１０９ａに嵌め込むことで、各テーパー面上に各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄが配置されるように構成されている。また、支持部材１０９の先端側（図５（ａ）、（ｂ）において下側）には、窓部１０５が取り付けられている。第１の実施形態と同様、支持部材１０９の各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ及び窓部１０５には各ＬＥＤ素子２１０から出射された紫外光が入射するが、各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ及び窓部１０５が紫外光に曝されると高温になるため、本実施形態においては、支持部材１０９によって、各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ及び窓部１０５の熱を速やかにヒートパイプ４４０、４６０に伝熱するように構成している（詳細は後述）。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態の支持ブロック１０７Ａは、第１の実施形態の支持プレート１０７に比較して厚く、四角柱状に形成されている。従って、本実施形態の支持ブロック１０７Ａの熱容量は、第１の実施形態の支持プレート１０７の熱容量に比較して大きく、一種のヒートシンクとして機能するようになっている。つまり、各ＬＥＤ素子２１０で発せられた熱は、基板２０５を介して支持ブロック１０７Ａに速やかに伝導される。

また、図５（ｂ）に示すように、本実施形態の光照射装置１Ａは、重ね合わされて配置された２つのヒートパイプ４４０、４６０を備えている。ヒートパイプ４４０、４６０は、第１の実施形態のヒートパイプ４１０と形状が異なるのみであり、同様の構成及び機能を有するものである。

ヒートパイプ４４０は、ケース１００の背面側内面に沿って配置される板状の部材である。ヒートパイプ４４０の一端部側（図５（ａ）、（ｂ）において下側）は、支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａに接合されており、図５（ｂ）中、点線の矢印で示すように、これらから伝導される熱を他端部側（図５（ａ）、（ｂ）において上側）に輸送する。ヒートパイプ４４０の他端部側（図５（ａ）、（ｂ）において上側）には、ヒートパイプ４４０の一方面（支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａに接合する側の面）上に、ヒートシンク４５０を構成する複数の放熱フィン４５０ａがロウ付けされている。各放熱フィン４５０ａは、第１の実施形態の放熱フィン４３０ａと同様、ヒートパイプ４４０の一方面からＹ軸方向に突出するように立設し、ヒートパイプ４４０に伝わった熱を空気中に放熱する。

ヒートパイプ４６０は、平面部４６０ａと、屈曲部４６０ｂとを備えた部材である。平面部４６０ａは、支持ブロック１０７Ａの上面（遠心ファン５０１、５０２側の面）から放熱フィン４５０ａに向ってＺ軸方向に延びる平板状の部分であり、ヒートパイプ４４０の一方面に密着して接合されている。屈曲部４６０ｂは、支持ブロック１０７Ａの上面と正面（ヒートパイプ４４０と接合する面と反対側の面）を沿うように折り曲げられた部分であり、支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａに接合されている。そして、図５（ｂ）中、点線の矢印で示すように、これらから伝導される熱を平面部４６０ａに輸送する。ヒートパイプ４６０の平面部４６０ａには、ヒートパイプ４６０の一方面（ヒートパイプ４４０と接合する面と反対側の面）上に、ヒートシンク４７０を構成する複数の放熱フィン４７０ａがロウ付けされている。各放熱フィン４７０ａは、放熱フィン４５０ａと同様、ヒートパイプ４６０の一方面からＹ軸方向に突出するように立設し、ヒートパイプ４６０に伝わった熱を空気中に放熱する。

このように、本実施形態においては、ヒートパイプ４４０の一端部とヒートパイプ４６０の屈曲部４６０ｂによって支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａを挟み、支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａの熱を２つのヒートパイプ４４０、４６０によって効率よく輸送することで、支持部材１０９及び支持ブロック１０７Ａの温度上昇を抑えている。つまり、各ＬＥＤ素子２１０で発生し、基板２０５を介して支持ブロック１０７Ａに伝わった熱は、２つのヒートパイプ４４０、４６０によって効率よく輸送される。また、上述したように紫外光によって各ミラー面１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ及び窓部１０５が発熱するが、これらの熱は支持部材１０９を介して、２つヒートパイプ４４０、４６０によって効率よく輸送される。そして、２つのヒートパイプ４４０、４６０によって輸送された熱は、各放熱フィン４５０ａ及び各放熱フィン４７０ａから空気中に効率よく放熱される。

このように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、ケース１００とヒートパイプ４４０、４６０とで一種の風洞を構成し、気流の流れる空間を限定することで、各放熱フィン４５０ａ、４７０ａを効率よく冷却している。また、本実施形態においては、２つのヒートパイプ４４０、４６０を重ね合わせる構成としているが、ヒートパイプ４６０の平面部４６０ａのＺ軸方向の長さを、ヒートパイプ４４０のＺ軸方向の長さよりも短くすることで、ヒートパイプ４４０上に放熱フィン４５０ａが形成される領域を確保し、またヒートパイプ４６０上に放熱フィン４７０ａが形成される領域を確保している。そして、第１の実施形態と同様、遠心ファン５０１、５０２によって、各放熱フィン４５０ａ、４７０ａを効率よく冷却しつつ、光照射装置１Ａの薄型化も達成している。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置１Ｂの内部構成を説明する図であり、図６（ａ）は、光照射装置１Ｂを正面視したときの正面透視図である。また、図６（ｂ）は、光照射装置１Ｂを右側面から見たときの側面透視図である。なお、図６（ｂ）においては、図面を見易くするために、図６（ａ）の内部配線ケーブル１０６を省略して示している。

図６に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｂは、遠心ファン５０１、５０２と放熱フィン４７０ａとの間の空間にＬＥＤ駆動回路６００を備えている点で、第２の実施形態の光照射装置１Ａと異なる。

ＬＥＤ駆動回路６００は、内部配線ケーブル１０６及び基板２０５と電気的に接続され、各ＬＥＤ素子２１０に供給される駆動電流を制御する回路である。図６に示すように、本実施形態のＬＥＤ駆動回路６００は、遠心ファン５０１、５０２と放熱フィン４７０ａとの間の空間に配置されている。従って、ＬＥＤ駆動回路６００は、遠心ファン５０１、５０２から放熱フィン４７０ａに向って流れる空気によって効率よく冷却される。

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る光照射装置１Ｃの内部構成を説明する図であり、図７（ａ）は、光照射装置１Ｃを正面視したときの正面透視図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図７に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｃは、反時計回りの遠心ファン５０１Ｃを備えている点で、第１の実施形態の光照射装置１と異なる。

遠心ファン５０１Ｃは、回転方向が異なるのみで、遠心ファン５０２と同様の構成のシロッコ型遠心ファンであり、遠心ファン５０１Ｃ、５０２は、外部から取り込んだ空気を遠心方向（つまり、回転方向）に押し出して、ケース１００内に気流を生成する。かかる構成の遠心ファン５０１Ｃ、５０２においては、排気口５０１Ｃｂ、５０２ｂの左右方向（つまり、Ｘ軸方向）において風向き及び風量が異なるといった問題がある。そこで、本実施形態においては、異なる回転方向の遠心ファン５０１Ｃと遠心ファン５０２を用い、ヒートパイプ４１０の左右方向において略均等に空気が送り込まれるように構成している。具体的には、正面視において（図７（ａ））、反時計回りに回転する遠心ファン５０１Ｃをヒートパイプ４１０の中心線Ｃに対して左側に配置し、遠心ファン５０１Ａからの空気が中心線Ｃよりも左側に位置する各放熱フィン４３０ａに送り込まれるように構成している。また、遠心ファン５０２をヒートパイプ４１０の中心線Ｃに対して右側に配置し、遠心ファン５０２からの空気が中心線Ｃよりも右側に位置する各放熱フィン４３０ａに送り込まれるように構成している。このような構成によれば、ヒートパイプ４１０の中心線Ｃを挟んで左右に位置する放熱フィン４３０ａに対して、左右対称に空気が送り込まれるため、左右均等に冷却することが可能となる。

（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る光照射装置１Ｄの外観図であり、図８（ａ）は、光照射装置１Ｄの上面図である。また、図８（ｂ）は、光照射装置１Ｄの正面図であり、図８（ｃ）は、光照射装置１Ｄの底面図である。また、図８（ｄ）は、光照射装置１Ｄの右側面図であり、図８（ｅ）は、光照射装置１Ｄの左側面図である。また、図９は、光照射装置１Ｄの内部構成を説明する図であり、光照射装置１Ｄを正面視したときの正面透視図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｄは、ターボ型遠心ファン５０１Ｄ、５０２Ｄを備えており、ターボ型遠心ファン５０１Ｄの吸気口１０１Ｄがケース１００の左側面に形成され（図８（ｅ））、ターボ型遠心ファン５０２Ｄの吸気口１０２Ｄがケース１００の右側面に形成されている（図８（ｄ））点で、第４の実施形態の光照射装置１Ｃと異なる。

ターボ型遠心ファン５０１Ｄ、５０２Ｄは、いわゆる横流ファンであり、それぞれ吸気口１０１Ｄ、１０２Ｄから外部の空気を取り込み、各放熱フィン４３０ａに送り込む。なお、本実施形態においては、第４の実施形態と同様、正面視（図９）左側に位置するターボ型遠心ファン５０１Ｄは反時計回りに回転し、正面視（図９）右側に位置するターボ型遠心ファン５０２Ｄは時計回りに回転するように構成されており、ヒートパイプ４１０の中心線Ｃの近くに配置された放熱フィン４３０ａほどより多くの空気が送り込まれ効率よく冷却することが可能となる。

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、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 光照射装置
１００ ケース
１０１、１０２ 吸気口
１０３ 排気口
１０４ コネクタ
１０５ 窓部
１０６ 内部配線ケーブル
１０７ 支持プレート
１０７Ａ 支持ブロック
１０８ 反射部材
１０９ 支持部材
１１０ ケーブル
２００ 光源ユニット
２０５ 基板
２１０ ＬＥＤ素子
４００ 放熱部材
４１０、４１０Ａ、４４０、４６０ ヒートパイプ
４１０ａ 平面部
４１０ｂ 屈曲部
４１２ 棒状ヒートパイプ
４３０ ヒートシンク
４３０ａ 放熱フィン
５０１、５０２、５０１Ｃ 遠心ファン
５０１Ｄ、５０２Ｄ ターボ型遠心ファン
５０１ａ、５０２ａ 吸気口
５０１ｂ、５０２ｂ 排気口
６００ ＬＥＤ駆動回路

Claims (14)

1. 照射面上に、第１方向に延びるライン状の光を照射する光照射装置であって、
   前記第１方向に延びる細長の基板と、
   前記基板の表面上に前記第１方向に沿って所定間隔毎に並べて配置され、前記ライン状の光を出射する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と、
   前記基板に少なくとも一部分が当接し、前記基板から前記第１方向と直交する第２方向に延出し、前記ＬＥＤ光源で発生した熱を前記第２方向に輸送する熱輸送手段と、
   前記熱輸送手段から前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に突出し、かつ前記第２方向に延設された複数の放熱フィンを有する放熱手段と、
   前記基板、前記熱輸送手段、及び前記放熱手段を収容すると共に、前記放熱手段が形成されている領域に風洞を形成する、前記第３方向に薄い箱形の筐体と、
   前記第２方向において、前記基板と前記放熱手段との間に配置され、外部からの空気を前記風洞に導き、前記風洞内に前記第２方向の気流を生成する遠心ファンと、
   を備えることを特徴とする光照射装置。
2. 前記筐体は、前記複数の放熱フィンの先端が形成する仮想面に対向する一面又は前記第１方向に対向する二面の少なくともいずれか一面に、外部から空気を取り込む吸気口を有し、
   前記遠心ファンが、前記吸気口から空気を取り込むことを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記熱輸送手段の前記第１方向の幅が、前記基板の前記第１方向の幅と略等しいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記熱輸送手段の基端部は、Ｌ字状に屈曲し、
   前記基端部が、前記基板の裏面と熱的に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射装置。
5. 前記光照射装置は、前記基板の裏面と熱的に結合され、前記基板を支持する支持ブロックをさらに備え、
   前記熱輸送手段は、第１の熱輸送手段と、前記第２方向において前記第１の熱輸送手段よりも小さな第２の熱輸送手段と、からなり、
   前記放熱手段は、前記第１の熱輸送手段上に前記放熱フィンを有する第１ヒートシンクと、前記第２の熱輸送手段上に前記放熱フィンを有する第２ヒートシンクと、からなり、
   前記支持ブロックが、前記第１の熱輸送手段の基端部と前記第２の熱輸送手段の基端部によって挟み込まれるように設けられている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光照射装置。
6. 前記遠心ファンと前記放熱手段との間に、前記ＬＥＤ光源を駆動する駆動回路を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光照射装置。
7. 前記熱輸送手段は、前記第１方向及び前記第２方向に延びる、板状のヒートパイプから形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光照射装置。
8. 前記熱輸送手段は、前記第２方向に延びる棒状のヒートパイプが、前記第１方向に複数並べられて形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光照射装置。
9. 前記基板が、前記第１方向及び前記第３方向によって特定される平面上に配置され、前記各ＬＥＤ光源の光軸が前記第２方向と相反する方向に向い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。
10. 前記ＬＥＤ光源は、前記基板を平面視したときに、前記第３方向に沿ってＮ列（Ｎは２以上の整数）に並べられていることを特徴とする請求項９に記載の光照射装置。
11. 前記基板が、前記第１方向及び前記第２方向によって特定される平面上に配置され、前記各ＬＥＤ光源の光軸が前記第３方向に向い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。
12. 前記ＬＥＤ光源は、前記基板を平面視したときに、前記第２方向に沿ってＮ列（Ｎは２以上の整数）に並べら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。
13. 前記遠心ファンは、反時計方向に回転するファンを有する第１遠心ファンと、時計方向に回転するファンを有する第２遠心ファンと、からなり、
    前記第１遠心ファン及び前記第２遠心ファンは、前記第１方向に並べて配置されている
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の光照射装置。
14. 前記光が、紫外線硬化型樹脂に作用する波長を含む光であることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光照射装置。

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