JP2022157844A - 光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱部及び光源を効率よく冷却することが可能な光照射装置を提供する。【解決手段】ライン状の光を照射する光照射装置が、基板上に複数の光源を有する光源部と、所定のピッチ毎に立設する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、放熱部を収容すると共に放熱フィンを冷却する冷却風が流れる風洞を形成する筐体と、風洞内に冷却風を生成する冷却ファンと、を備え、筐体の少なくとも一方の側面には、冷却風が複数の放熱フィン間を通って外部に排気されるように形成された通気口を有し、通気口の開口の総面積をＡとし、通気口の高さをｈとし、複数の放熱フィンの高さをＨとし、複数の放熱フィンが形成されている幅をＷとし、各放熱フィンの厚さをｔとし、複数の放熱フィンの枚数をｎとしたときに、以下の条件式（１）、（２）を満たすことを特徴とする。Ａ＞Ｈ×（Ｗ－（ｔ×ｎ））・・・（１）、ｈ＞Ｈ・・・（２）【選択図】図３

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、その材料を硬化させる目的で紫外線照射装置が利用されている。
このような紫外線照射装置では、近年、照射ヘッドの光源に多数の紫外線ＬＥＤ素子を集合させて構成したものがあるが、紫外線ＬＥＤ素子は自身の発熱等により周囲温度が変化すると自身が発する紫外線強度が変化するため、多数のＬＥＤ素子を集合させるものでは特に、安定した紫外線を得るためには光源と併せて放熱構造が備えられている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、多数の紫外線ＬＥＤ素子が列状に配列された紫外線照射ヘッド（光照射装置）が記載されている。紫外線ＬＥＤ素子が配置された基板は、多数の板状フィンが形成されたヒートシンクと熱的に接続されており、ヒートシンクの基端部（板状フィンの一部）のみが露出するように形成された通気口から外部の空気を取り込んで、板状フィンを冷却し、さらには紫外線ＬＥＤ素子を冷却している。

特開２０１５－１４９４１５号公報

特許文献１に記載の光照射装置のように、ヒートシンクの基端部のみが露出するように通気口を形成すると、外部から取り込まれた空気（つまり、冷却風）は、多数の板状フィンの表面を確実に通ることとなる。
しかしながら、特許文献１に記載の構成は、板状フィンの一部が露出するように通気口を設けてはいるものの、実際に装置内部に取り込まれる空気は、板状フィンの間の隙間を通る必要があるため、通気口に臨む板状フィンの開口面積の総和によって取り込まれる空気の量や風速が決定されてしまい、通気口で圧力損失（吸気損失）が発生してしまうという問題がある。
また、通気口で圧力損失（吸気損失）が発生してしまうと、放熱フィンに十分な量の空気が供給されず、また十分な風速が得られないため、ヒートシンクを効率よく冷却できず、紫外線ＬＥＤ素子の冷却も不十分なものとなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、通気口での圧力損失（吸気損失）の発生を抑え、ヒートシンク（放熱部）及びＬＥＤ素子（光源）を効率よく冷却することが可能な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、かつ、第１方向と直交する第２方向に所定の線幅を有するライン状の光を照射する光照射装置であって、第１方向と第２方向とで規定される基板と、基板の表面に第１方向に沿って所定のピッチ毎に配置され第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、第１方向に沿って所定のピッチ毎に立設する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、少なくとも放熱部を収容すると共に、放熱フィンを冷却する冷却風が流れる風洞を形成する筐体と、風洞内に、第３方向又は第３方向と相反する方向に冷却風を生成する冷却ファンと、を備え、筐体の第２方向に対向する側面の少なくとも一方は、冷却風が複数の放熱フィン間を通って外部に排気される、又は外部から複数の放熱フィン間を通って吸気されるように形成された通気口を有し、通気口の開口の総面積をＡとし、通気口の第３方向の高さをｈとし、複数の放熱フィンの第３方向の高さをＨとし、複数の放熱フィンが形成されている第１方向の幅をＷとし、各放熱フィンの第１方向の厚さをｔとし、複数の放熱フィンの枚数をｎとしたときに、以下の条件式（１）、（２）を満たすことを特徴とする。
Ａ＞Ｈ×（Ｗ－（ｔ×ｎ）） ・・・ （１）
ｈ＞Ｈ ・・・ （２）

このような構成によれば、通気口での圧力損失（吸気損失）が抑えられるため、放熱フィンに十分な量で、かつ十分な風速の空気が供給されるため、放熱部を介して複数の光源を均一かつ十分に冷却することができる。

また、通気口が、第３方向に沿ってｚ個（ｚは２以上の整数）、第１方向に沿ってｘ列（ｘは２以上の整数）の態様で形成された複数の貫通孔によって構成されていることが望ましい。また、この場合、複数の貫通孔の開口面積が、第３方向と相反する方向に向かうにつれて小さくなるように構成することが望ましい。
また、ｘ列のうち、奇数列の貫通孔が偶数列の貫通孔に対して第３方向に沿ってシフトしており、複数の貫通孔が全体として千鳥状に配置されていることが望ましい。
また、複数の貫通孔の少なくとも一部が、複数の放熱フィンと対向して配置されていることが望ましい。

また、複数の貫通孔の少なくとも一部と対向するように配置され、複数の貫通孔から吸気された空気を複数の放熱フィンに導く、又は複数の放熱フィンから排気された空気を複数の貫通孔に導く導風板を備えることが望ましい。

また、複数の光源の第１方向のピッチが、複数の放熱フィンの第１方向のピッチ以上となるように構成されていることが望ましい。

また、通気口は、筐体の側面の一方面のみに形成され、複数の放熱フィンは、一方面に近接して配置され、筐体の側面の他方面と複数の放熱フィンとの間に空間が形成され、空間内に複数の光源を駆動する駆動回路を有することが望ましい。また、この場合、風洞が、駆動回路によって第２方向に二分された第１風洞と第２風洞から構成されることが望ましい。

また、通気口を塞ぐように配置され、インキミストを吸着するフィルタを備えることが望ましい。

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、通気口での圧力損失（吸気損失）の発生が抑えられるため、放熱部及び複数の光源を効率よく冷却することが可能な光照射装置が実現される。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の筐体内に発生する気流を説明する模式図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の吸気口の変形例を示す図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の筐体内に発生する気流を説明する模式図である。 図８は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図９は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の構成を説明する図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の筐体内に発生する気流を説明する模式図である。

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及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る光照射装置１の構成を説明する図であり、図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る光照射装置１の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の光照射装置１の平面図である。また、図２（ａ）は、図１（ｂ）のＡ－Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ－Ｂ線断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＣ部拡大図である。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型樹脂を硬化させる光源装置であり、照射対象物の上方に配置され、照射対象物（照射面）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素子２１０の配列方向をＸ軸方向（第１方向）、ＬＥＤ素子２１０が紫外光を出射する方向をＺ軸方向（第３方向）、ならびにＸ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向（第２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、筐体１００と、光源ユニット２００（光源部）と、制御基板３００（駆動回路）と、放熱部材４００と、を備えている。
筐体１００は、光源ユニット２００、制御基板３００、放熱部材４００を収容する薄い箱形の部材であり、筐体１００の前面に取り付けられ紫外光が出射されるガラス製の窓部１０５と、筐体１００の背面に設けられ筐体１００内の空気を排気する２つの排気ファン１１０（冷却ファン）とを備え、筐体１００の上面には、筐体１００に外部から空気を取り込む吸気口１０２（通気口）が形成されている。
図１（ｂ）に示すように、本実施形態の吸気口１０２は、Ｚ軸方向に沿って並ぶ７個の円形の貫通孔１０２ａ～１０２ｇが、Ｘ軸方向に１９列配置されることによって構成されている。奇数列の貫通孔１０２ａ～１０２ｇは、偶数列の貫通孔１０２ａ～１０２ｇに対してＺ軸方向にシフトしており、複数の貫通孔１０２ａ～１０２ｇは、全体として千鳥状に配置されている。
また、Ｚ軸方向＋側から４個目までの貫通孔１０２ａ～１０２ｄは、同じ孔径（例えば、直径５ｍｍ）になっており、貫通孔１０２ｅ～１０２ｇの孔径は、貫通孔１０２ａ～１０２ｄの孔径よりも徐々に小さく（例えば、それぞれ直径４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ）なっている。つまり、本実施形態の吸気口１０２は、Ｚ軸方向＋側から－側に向かうにつれて開口面積が小さくなるように構成されている。なお、貫通孔１０２ａ～１０２ｄは、後述する放熱フィン４２０と対向するように配置され、貫通孔１０２ａ～１０２ｄからは放熱フィン４２０が露出している。
また、図２（ａ）に示すように、本実施形態の筐体１００の内部には、筐体１００の上面から放熱フィン４２０のＺ軸方向－側の端面に向かって延びる導風板１０７が配置されている。導風板１０７は、貫通孔１０２ｅ～１０２ｇと対向するように配置され、貫通孔１０２ｅ～１０２ｇから取り込まれる空気を放熱フィン４２０に導く、くの字状の金属製の薄板部材である。

光源ユニット２００は、Ｘ軸方向とＹ軸方向で規定される矩形状の基板２０５と、同じ特性を有する複数（例えば、１００個）のＬＥＤ素子２１０（光源）とを備えている。

複数のＬＥＤ素子２１０は、Ｚ軸方向に光軸が揃えられた状態で、所定のピッチ毎に、例えば、５０個（Ｘ軸方向）×２列（Ｙ軸方向）の態様で基板２０５の表面に配置され、基板２０５と電気的に接続されている。なお、複数のＬＥＤ素子２１０が配置される「ピッチ」とは、隣接するＬＥＤ素子２１０の中心間距離を意味し、Ｘ軸方向とＹ軸方向とでピッチが異なっていてもよい。
基板２０５は、後述する制御基板３００と不図示のケーブルによって接続されており、各ＬＥＤ素子２１０には、基板２０５を介して制御基板３００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、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。そして、光源ユニット２００から出射されるライン状の紫外光は、窓部１０５を通って照射対象物に対して出射される。

制御基板３００は、回路基板３０１と、回路基板３０１の一方面（Ｙ軸方向－側の面）に配置された複数の電子部品（不図示）と、を有し、光源ユニット２００のＬＥＤ素子２１０の発光を制御すると共に、光照射装置１全体を制御する電子回路基板である。制御基板３００は、ユーザが不図示のユーザインターフェースを介して入力する信号を受信し、光源ユニット２００のＯＮ／ＯＦＦ制御や輝度制御を行ったり、ユーザインターフェースを介して外部にエラー情報を出力する。

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、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（光源ユニット２００が載置される面とは反対側の面）にロウ付け、半田付け、或いはスカイブ加工等によって一体形成され、Ｘ軸方向に所定のピッチ毎に立設する複数の放熱フィン４２０と、で構成されている（図２（ａ）、（ｂ））。なお、複数の放熱フィン４２０が立設する「ピッチ」とは、隣接する放熱フィン４２０の中心間距離を意味する。
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、複数の放熱フィン４２０のＸ軸方向のピッチは、複数のＬＥＤ素子２１０のＸ軸方向のピッチよりも狭い。また、詳細は後述するが、本実施形態においては、吸気口１０２から筐体１００内に外部からの空気が取り込まれ、取り込まれた空気が冷却風として各放熱フィン４２０の表面を流れ、放熱フィン４２０によって加熱された空気が、排気ファン１１０によって速やかに排気されるようになっている。

なお、図２（ａ）に示すように、本実施形態の光源ユニット２００と放熱部材４００は、筐体１００内において、前側に（Ｚ軸方向＋側に）配置されて固定されるようになっている。そして、光源ユニット２００と放熱部材４００が筐体１００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、各放熱フィン４２０のＹ軸方向＋側の端部４２０ａが筐体１００の上面に当接し、Ｙ軸方向－側の端部４２０ｂと筐体１００の底面との間には空間Ｓが形成されるようになっている。
また、各放熱フィン４２０の後側（Ｚ軸方向－側）には、放熱フィン４２０を冷却した後の冷却風が流れる風洞αが形成されている。
また、空間Ｓには、少なくとも制御基板３００のＺ軸方向＋側の端部が配置され、制御基板３００の下側（Ｙ軸方向－側）には、回路基板３０１の一方面（Ｙ軸方向－側の面）に配置された複数の電子部品（不図示）を冷却するための冷却風が流れる風洞βが形成されている。つまり、制御基板３００によって筐体１００内部の空間がＹ軸方向に二分され、風洞α（第１風洞）と風洞β（第２風洞）が形成されている。

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、光照射装置１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。

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、排気ファン１１０を通って速やかに排気されるようになっている。

ここで、本実施形態の構成においては、光源ユニット２００と放熱部材４００がＸ軸方向に延びているところ、Ｘ軸方向において光源ユニット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ため、放熱部材４００を均一かつ十分に冷却しなければならないという課題があった。そこで、かかる課題を解決するため、本実施形態においては、放熱部材４００の放熱フィン４２０に十分な量の空気を供給すると共に、十分な風速が得られるように、吸気口１０２のＺ軸方向の高さｈが、放熱フィン４２０のＺ軸方向の高さＨよりも高く、かつ吸気口１０２の開口の総面積Ａが、放熱フィン４２０の通風可能領域の面積Ｂよりも大きくなるように構成した（詳細は後述）。そして、これによって吸気口１０２での圧力損失（吸気損失）を少なくし、放熱部材４００を均一かつ十分に冷却可能にしている。

以下、本発明の特徴部分である、放熱部材４００の冷却作用について説明する。図３は、筐体１００内に発生する気流を説明する模式図である。なお、図３は、図２（ａ）に気流の向きを示す矢印を追加した図である。

図３に示すように、本実施形態の光照射装置１は、筐体１００の背面に排気ファン１１０を備え、筐体１００の上面には、複数の貫通孔１０２ａ～１０２ｇによって吸気口１０２が形成されている。従って、排気ファン１１０が回ると、排気ファン１１０からは筐体１００の内部の空気が排気されるため、筐体１００内が負圧となり、筐体１００の外側の空気が貫通孔１０２ａ～１０２ｇから取り込まれて、筐体１００内には、図３中、実線の矢印で示す気流が発生する。より具体的には、図３に示すように、放熱フィン４２０に面する貫通孔１０２ａ～１０２ｄには、Ｙ軸方向と相反する方向に気流が発生し、導風板１０７に面する貫通孔１０２ｅ～１０２ｇには、導風板１０７に沿うように気流が発生し、それぞれ各放熱フィン４２０間に流入する。
このように、本実施形態においては、筐体１００の上面に形成された複数の貫通孔１０２ａ～１０２ｇから取り込まれた空気が、全て各放熱フィン４２０間に流入するが、
吸気口１０２（つまり、貫通孔１０２ａ～１０２ｇ）での圧力損失（吸気損失）が発生しないように、吸気口１０２のＺ軸方向の高さｈ（図１（ｂ））が、放熱フィン４２０のＺ軸方向の高さＨ（図２（ｂ））よりも高く、吸気口１０２の開口の総面積Ａ（つまり、複数の貫通孔１０２ａ～１０２ｇの開口面積の和）が、放熱フィン４２０の通風可能領域の面積Ｂよりも大きくなるように構成している。
ここで、放熱フィン４２０の通風可能領域の面積Ｂは、放熱フィン４２０が形成されているＸ軸方向の幅を通風可能幅Ｗ（図２（ｂ））とし、各放熱フィン４２０のＸ軸方向の厚さをｔ（図２（ｃ））とし、放熱フィン４２０の枚数をｎとすると、
Ｂ＝Ｈ×（Ｗ－（ｔ×ｎ）） で表すことができる。
従って、本実施形態における、吸気口１０２の開口の総面積Ａの関係は、以下の条件式（１）で表すことができる。
Ａ＞Ｈ×（Ｗ－（ｔ×ｎ）） ・・・ （１）
また、上述の吸気口１０２のＺ軸方向の高さｈと、放熱フィン４２０のＺ軸方向の高さＨの関係から、以下の条件式（２）が得られる。
ｈ＞Ｈ ・・・ （２）
このように、吸気口１０２の開口の総面積Ａ（つまり、複数の貫通孔１０２ａ～１０２ｇの開口面積の和）が、放熱フィン４２０の通風可能領域の面積Ｂよりも大きくなるように構成すると（つまり、条件式（１）及び（２）を満たすように構成すると）、ベルヌーイの定理により吸気口１０２での動圧が放熱フィン４２０での動圧よりも小さくなるため、筐体１００内に流入する冷却風の流量を確保しつつ、放熱フィン４２０を流れる冷却風の風速を確保する（吸気口での風速に対して相対的に高める）ことができる。

そして、各放熱フィン４２０の間（つまり、各放熱フィン４２０の表面）を流れた空気の一部は、回路基板３０１の上方（Ｙ軸方向＋側）に形成された風洞αを流れて排気ファン１１０から排気され、残りの空気は、空間Ｓを通って、回路基板３０１の下方（Ｙ軸方向－側）に流れ込み、風洞βを流れて排気ファン１１０から排気される。このため、各放熱フィン４２０が略均一に冷却されると共に、回路基板３０１の一方面（風洞βに面する面）に配置された複数の電子部品も冷却される。
なお、上述したように、本実施形態の貫通孔１０２ａ～１０２ｄの孔径が、貫通孔１０２ｅ～１０２ｇの孔径よりも大きく、Ｚ軸方向＋側から－側に向かって開口面積が小さくなるように構成されているため、放熱フィン４２０を冷却するために十分な量の冷却風が、貫通孔１０２ａ～１０２ｄから（つまり、放熱フィン４２０のＺ軸方向の高さ全体に亘って）Ｙ軸方向と相反する方向に流れ、その一部が空間Ｓに流れ込む。このため、放熱フィン４２０に確実に冷却風が供給されると共に、風洞βにも確実に冷却風が供給されることとなる。

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、本実施形態の導風板１０７は、くの字状の薄板部材としたが、貫通孔１０２ｅ～１０２ｇから取り込まれた空気を放熱フィン４２０に導くことができれば、いかなる態様のものであっても構わない。

また、本実施形態においては、貫通孔１０２ａ～１０２ｄが放熱フィン４２０と対向するように配置され、貫通孔１０２ａ～１０２ｄからは放熱フィン４２０が露出しているとしたが、放熱フィン４２０に対して十分な量の冷却風を供給することができればよく、少なくとも貫通孔１０２ａ～１０２ｄの一部が放熱フィン４２０と対向するように配置されていればよい。

また、本実施形態においては、排気ファン１１０によって、筐体１００内を負圧とし、吸気口１０２から筐体１００内に空気が取り込まれるとしたが、このような構成に限定されるものではなく、排気ファン１１０に代えて吸気ファンを用いてもよい。この場合、筐体１００内の気流の向きは逆となり、貫通孔１０２ａ～１０２ｇから空気が排気されることとなるが、本実施形態と同様、排気口となる貫通孔１０２ａ～１０２ｇでの圧力損失（吸気損失）が少なく、放熱部材４００を均一かつ十分に冷却することができる。

また、本実施形態の吸気口１０２は、Ｚ軸方向に沿って並ぶ７個の円形の貫通孔１０２ａ～１０２ｇが、Ｘ軸方向に１９列配置されることによって構成されているとしたが、このような構成に限定されるものではなく、Ｚ軸方向に沿ってｚ個（ｚは２以上の整数）、Ｘ軸方向に沿ってｘ列（ｘは２以上の整数）の態様で構成されればよい。

また、本実施形態の吸気口１０２は、複数の円形の貫通孔１０２ａ～１０２ｇで構成されるとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。図４は、本実施形態の吸気口１０２の変形例を示す図である。図４（ａ）に示すように、吸気口１０２は、四角形状の複数の貫通孔で構成されてもよく、図４（ｂ）に示すように、吸気口１０２は、六角形状の複数の貫通孔で構成されてもよく、図４（ｃ）に示すように、吸気口１０２は、菱形（４５度回転させた四角形を含む）状の複数の貫通孔で構成されてもよい。

（第２の実施形態）
図５及び図６は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置２の構成を説明する図であり、図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る光照射装置２の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の光照射装置２の平面図である。また、図６（ａ）は、図５（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＥ－Ｅ線断面図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＦ部拡大図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態の光照射装置２は、筐体１００Ａの上面及び下面に外部から空気を取り込む吸気口１０２Ａが形成されており、筐体１００Ａの内部に、一対の導風板１０７Ａを備える点で第１の実施形態の光照射装置１と異なっている。
なお、本実施形態の各吸気口１０２Ａは、Ｚ軸方向に沿って並ぶ９個の円形の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡが、Ｘ軸方向に２１列配置されることによって構成されている。奇数列の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡは、偶数列の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡに対してＺ軸方向にシフトしており、Ｚ軸方向＋側から５個目までの貫通孔１０２ａＡ～１０２ｅＡは、同じ孔径（例えば、直径５ｍｍ）になっており、貫通孔１０２ｆＡ～１０２ｉＡの孔径は、貫通孔１０２ａＡ～１０２ｅＡの孔径よりも徐々に小さく（例えば、それぞれ直径４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ）なっている。つまり、第１の実施形態と同様、本実施形態の吸気口１０２Ａも、Ｚ軸方向＋側から－側に向かって開口面積が小さくなるように構成されている。なお、貫通孔１０２ａＡ～１０２ｅＡは、放熱フィン４２０Ａと対向するように配置され、貫通孔１０２ａＡ～１０２ｅＡからは放熱フィン４２０Ａが露出している。
また、図６（ａ）に示すように、本実施形態の筐体１００Ａの内部には、筐体１００Ａの上面及び底面から放熱フィン４２０ＡのＺ軸方向－側の端面に向かって延びる一対の導風板１０７Ａが配置されている。各導風板１０７Ａは、貫通孔１０２ｆＡ～１０２ｉＡと対向するように配置され、貫通孔１０２ｆＡ～１０２ｉＡから取り込まれる空気を放熱フィン４２０Ａに導くように構成されている。

また、図６に示すように、本実施形態の光照射装置２は、筐体１００Ａ内に排気ファン１１０Ａを備えている。
また、光照射装置２においては、光源ユニット２００Ａは、Ｘ軸方向とＹ軸方向で規定される矩形状の基板２０５Ａと、５０個（Ｘ軸方向）×１０列（Ｙ軸方向）の態様で基板２０５Ａ上に配置されたＬＥＤ素子２１０Ａとを備えている。
また、光照射装置２においては、放熱部材４００Ａは、矩形板状の放熱板４１０Ａと、放熱板４１０Ａの他端面（光源ユニット２００Ａ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４２０Ａとで構成されており、各放熱フィン４２０ＡのＹ軸方向＋側の端部４２０ａＡが筐体１００Ａの上面に対向し、Ｙ軸方向－側の端部４２０ｂＡが筐体１００Ａの底面と対向するようになっている。
また、各放熱フィン４２０Ａの後側（Ｚ軸方向－側）には、放熱フィン４２０Ａを冷却した後の冷却風が流れる風洞γが形成されている。

図７は、放熱部材４００Ａと筐体１００Ａ内に発生する気流との関係を説明する模式図である。なお、図７は、図６（ａ）に気流の向きを示す矢印を追加した図である。

図７に示すように、本実施形態の光照射装置２において、排気ファン１１０Ａが回ると、排気ファン１１０Ａからは筐体１００Ａの内部の空気が排気されるため、筐体１００Ａ内が負圧となり、筐体１００Ａの外側の空気が貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡから取り込まれて、筐体１００Ａ内には、図７中、実線の矢印で示す気流が発生する。より具体的には、図７に示すように、筐体１００Ａの上面の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡには、Ｙ軸方向と相反する方向に気流が発生し、導風板１０７Ａに面する貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡには、導風板１０７Ａに沿うように気流が発生し、それぞれ各放熱フィン４２０Ａ間に流入する。同様に、筐体１００Ａの底面の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡには、Ｙ軸方向に気流が発生し、導風板１０７Ａに面する貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡには、導風板１０７Ａに沿うように気流が発生し、それぞれ各放熱フィン４２０Ａ間に流入する。
このように、本実施形態においては、筐体１００Ａの上面及び底面に形成された複数の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡから取り込まれた空気が、全て各放熱フィン４２０Ａ間に流入するが、各吸気口１０２Ａ（つまり、貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡ）での圧力損失（吸気損失）が発生しないように、各吸気口１０２ＡのＺ軸方向の高さｈ（図５（ｂ））が、放熱フィン４２０ＡのＺ軸方向の高さＨ（図６（ｂ））よりも高く、各吸気口１０２Ａの開口の総面積Ａ（つまり、複数の貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡの開口面積の和）が、放熱フィン４２０Ａの通風可能領域の面積Ｂよりも大きくなるように構成している。つまり、第１の実施形態と同様、放熱フィン４２０Ａが形成されているＸ軸方向の幅を通風可能幅Ｗ（図６（ｂ））とし、放熱フィン４２０ＡのＸ軸方向の厚さをｔ（図６（ｃ））とし、放熱フィン４２０Ａの枚数をｎとしたときに、上記条件式（１）及び（２）を満たすように構成されている。

そして、各放熱フィン４２０Ａの間（つまり、各放熱フィン４２０Ａの表面）を流れた空気は、風洞γを流れて排気ファン１１０Ａから排気される。
このように、本実施形態の構成によっても、第１の実施形態と同様、各吸気口１０２Ａ（つまり、貫通孔１０２ａＡ～１０２ｉＡ）での圧力損失（吸気損失）を少なくすることができ、放熱部材４００Ａを均一かつ十分に冷却することができる。

（第３の実施形態）
図８及び図９は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置３の構成を説明する図であり、図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る光照射装置３の斜視図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の光照射装置３の平面図である。また、図９（ａ）は、図８（ｂ）のＧ－Ｇ線断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＨ－Ｈ線断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ｂ）のＩ部拡大図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態の光照射装置３は、筐体１００Ｂの上面パネル１０１Ｂが上方（Ｙ軸方向＋側）に突出し、上面パネル１０１Ｂの内側（Ｙ軸方向－側）に上面パネル１０１Ｂと平行な内壁１０８Ｂが形成されている。そして、上面パネル１０１Ｂと内壁１０８Ｂとの間に、吸気口１０２Ｂを塞ぐようにフィルタ５００が狭持されている点で第１の実施形態の光照射装置１と異なっている。

フィルタ５００は、例えば、紙製のフィルタであり、吸気口１０２Ｂの周辺のインキミストを吸着する機能を有している。本実施形態の構成によれば、光照射装置３がインキミストの充満する空間内に配置されたとしても、フィルタ５００によってインキミストを吸着することができるため、筐体１００Ｂ内へのインキミストの侵入を防止することができる。

なお、本実施形態の吸気口１０２Ｂは、Ｚ軸方向に沿って並ぶ１０個の円形の貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢが、Ｘ軸方向に１９列配置されることによって構成されている。奇数列の貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢは、偶数列の貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢに対してＺ軸方向にシフトしており、Ｚ軸方向＋側から６個目までの貫通孔１０２ａＢ～１０２ｆＢは、同じ孔径（例えば、直径５ｍｍ）になっており、貫通孔１０２ｇＢ～１０２ｊＢの孔径は、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｆＢの孔径よりも徐々に小さく（例えば、それぞれ直径４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ）なっている。つまり、第１の実施形態と同様、本実施形態の吸気口１０２Ｂも、Ｚ軸方向＋側から－側に向かって開口面積が小さくなるように構成されている。なお、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢは、フィルタ５００と対向するように配置され、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢからはフィルタ５００が露出している。
また、図９（ａ）に示すように、本実施形態の筐体１００Ｂの内部には、内壁１０８Ｂから放熱フィン４２０のＺ軸方向－側の端面に向かって延びる導風板１０７Ｂが配置されている。導風板１０７Ｂは、内壁１０８Ｂと対向するように配置され、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢから取り込まれ、フィルタ５００を通過した空気を放熱フィン４２０に導く、くの字状の金属製の薄板部材である。なお、内壁１０８Ｂには不図示の貫通孔が形成されており、フィルタ５００を通過した空気は全て内壁１０８Ｂを通って導風板１０７Ｂに導かれるようになっている。

図１０は、筐体１００Ｂ内に発生する気流を説明する模式図である。なお、図１０は、図９（ａ）に気流の向きを示す矢印を追加した図である。

図１０に示すように、本実施形態の光照射装置３において、排気ファン１１０が回ると、排気ファン１１０からは筐体１００Ｂの内部の空気が排気されるため、筐体１００Ｂ内が負圧となり、筐体１００Ｂの外側の空気が貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢから取り込まれて、筐体１００Ｂ内には、図１０中、実線の矢印で示す気流が発生する。より具体的には、図１０に示すように、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢからＹ軸方向と相反する方向に空気が取り込まれ、取り込まれた空気はフィルタ５００、内壁１０８Ｂを通って導風板１０７Ｂに沿って流れ、各放熱フィン４２０間に流入する。
このように、本実施形態においては、筐体１００Ｂの上面パネル１０１Ｂに形成された複数の貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢから取り込まれた空気が、全て各放熱フィン４２０間に流入するが、吸気口１０２Ｂ（つまり、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢ）及びフィルタ５００での圧力損失（吸気損失）が発生しないように、吸気口１０２ＢのＺ軸方向の高さｈ（図８（ｂ））が、放熱フィン４２０のＺ軸方向の高さＨ（図９（ｂ））よりも高く、吸気口１０２Ｂの開口の総面積Ａ（つまり、複数の貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢの開口面積の和）が、放熱フィン４２０の通風可能領域の面積Ｂよりも大きくなるように構成している。つまり、第１の実施形態と同様、上記条件式（１）及び（２）を満たすように構成されている。
このように、本実施形態の構成によっても、第１の実施形態と同様、各吸気口１０２Ｂ（つまり、貫通孔１０２ａＢ～１０２ｊＢ）及びフィルタ５００での圧力損失（吸気損失）を少なくすることができ、放熱部材４００を均一かつ十分に冷却することができる。

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 ：光照射装置
２ ：光照射装置
３ ：光照射装置
１００ ：筐体
１００Ａ ：筐体
１００Ｂ ：筐体
１０１Ｂ ：上面パネル
１０２ ：吸気口
１０２Ａ ：吸気口
１０２Ｂ ：吸気口
１０２ａ ：貫通孔
１０２ａＡ ：貫通孔
１０２ａＢ ：貫通孔
１０２ｂ ：貫通孔
１０２ｂＡ ：貫通孔
１０２ｂＢ ：貫通孔
１０２ｃ ：貫通孔
１０２ｃＡ ：貫通孔
１０２ｃＢ ：貫通孔
１０２ｄ ：貫通孔
１０２ｄＡ ：貫通孔
１０２ｄＢ ：貫通孔
１０２ｅ ：貫通孔
１０２ｅＡ ：貫通孔
１０２ｅＢ ：貫通孔
１０２ｆ ：貫通孔
１０２ｆＡ ：貫通孔
１０２ｆＢ ：貫通孔
１０２ｇ ：貫通孔
１０２ｇＡ ：貫通孔
１０２ｇＢ ：貫通孔
１０２ｈＡ ：貫通孔
１０２ｈＢ ：貫通孔
１０２ｉＡ ：貫通孔
１０２ｉＢ ：貫通孔
１０２ｊＢ ：貫通孔
１０５ ：窓部
１０７ ：導風板
１０７Ａ ：導風板
１０７Ｂ ：導風板
１０８Ｂ ：内壁
１１０ ：排気ファン
１１０Ａ ：排気ファン
２００ ：光源ユニット
２００Ａ ：光源ユニット
２０５ ：基板
２０５Ａ ：基板
２１０ ：ＬＥＤ素子
２１０Ａ ：ＬＥＤ素子
３００ ：制御基板
３０１ ：回路基板
４００ ：放熱部材
４００Ａ ：放熱部材
４１０ ：放熱板
４１０Ａ ：放熱板
４２０ ：放熱フィン
４２０Ａ ：放熱フィン
４２０ａ ：端部
４２０ａＡ ：端部
４２０ｂ ：端部
４２０ｂＡ ：端部
５００ ：フィルタ

Claims (11)

1. 照射面上に、第１方向に延び、かつ、前記第１方向と直交する第２方向に所定の線幅を有す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１方向に沿って所定のピッチ毎に配置され、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向に前記光を出射する複数の光源と、を有する光源部と、
   前記第１方向に沿って所定のピッチ毎に立設する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、
   少なくとも前記放熱部を収容すると共に、前記放熱フィンを冷却する冷却風が流れる風洞を形成する筐体と、
   前記風洞内に、前記第３方向又は前記第３方向と相反する方向に前記冷却風を生成する冷却ファンと、
   を備え、
   前記筐体の前記第２方向に対向する側面の少なくとも一方は、前記冷却風が前記複数の放熱フィン間を通って外部に排気される、又は外部から前記複数の放熱フィン間を通って吸気されるように形成された通気口を有し、
   前記通気口の開口の総面積をＡとし、前記通気口の前記第３方向の高さをｈとし、前記複数の放熱フィンの前記第３方向の高さをＨとし、前記複数の放熱フィンが形成されている前記第１方向の幅をＷとし、前記各放熱フィンの前記第１方向の厚さをｔとし、前記複数の放熱フィンの枚数をｎとしたときに、以下の条件式（１）、（２）を満たすことを特徴とする光照射装置。
   Ａ＞Ｈ×（Ｗ－（ｔ×ｎ）） ・・・ （１）
   ｈ＞Ｈ ・・・ （２）
2. 前記通気口が、前記第３方向に沿ってｚ個（ｚは２以上の整数）、前記第１方向に沿ってｘ列（ｘは２以上の整数）の態様で形成された複数の貫通孔によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記複数の貫通孔の開口面積が、前記第３方向と相反する方向に向かうにつれて小さくなることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
4. 前記ｘ列のうち、奇数列の貫通孔が偶数列の貫通孔に対して前記第３方向に沿ってシフトしており、前記複数の貫通孔が全体として千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光照射装置。
5. 前記複数の貫通孔の少なくとも一部が、前記複数の放熱フィンと対向して配置されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光照射装置。
6. 前記複数の貫通孔の少なくとも一部と対向するように配置され、前記複数の貫通孔から吸気された空気を前記複数の放熱フィンに導く、又は前記複数の放熱フィンから排気された空気を前記複数の貫通孔に導く導風板を備えることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の光照射装置。
7. 前記複数の光源の前記第１方向のピッチが、複数の放熱フィンの前記第１方向のピッチ以上であ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. 前記通気口は、前記筐体の側面の一方面のみに形成され、
   前記複数の放熱フィンは、前記一方面に近接して配置され、
   前記筐体の側面の他方面と前記複数の放熱フィンとの間に空間が形成され、
   前記空間内に前記複数の光源を駆動する駆動回路を有する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光照射装置。
9. 前記風洞が、前記駆動回路によって前記第２方向に二分された第１風洞と第２風洞から構成されることを特徴とする請求項８に記載の光照射装置。
10. 前記通気口を塞ぐように配置され、インキミストを吸着するフィルタを備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光照射装置。
11. 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１０のいずれか一項に記載の光照射装置。

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