JP4995619B2 - 光照射ヘッド及び光照射装置 - Google Patents

Description

この発明は、紫外線（ＵＶ）、可視光など、所定波長の光を供給するスポット光源に適用可能な光照射ヘッド及び光照射装置に関するものである。

従来、スポット光源として利用可能な光照射装置としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に記載された装置が知られている。特に特許文献１に記載された従来の光照射装置のヘッド部（光照射ヘッドに相当）には、前方に集光レンズが配置されるとともに、後方にＬＥＤが配置されている。ＬＥＤは、高輝度型光デバイスであり、多量の熱を発生させる。このＬＥＤから発生した熱を効率良く逃がすことができないと、ＬＥＤ自体の発光効率が落ちるばかりか、ＬＥＤの寿命を短くすることになる。そこで、特許文献１に記載された従来の光照射装置では、ＬＥＤの裏面にアルミ製冷却ブロックを面接触させることで、ＬＥＤからの熱を、冷却ブロックを介して外部に放出している。さらに、この冷却ブロックの後方には回路基板が配置され、この回路基板が２分割の筐体で挟み込まれた状態で、冷却ブロックの後端が筐体前端にネジ止めされている。
特開２００５−１６２８８０号公報 特開２００４−１１１３７７号公報

発明者らは、従来の光照射装置、特にヘッド部について詳細に検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来の光照射装置におけるヘッド部は、冷却ブロックが外部に露出した構造が採用され、主としてこの冷却ブロック単体がＬＥＤの放熱を担っている。そのため、ＬＥＤの放熱効率を高めようとすると、冷却ブロックの大型化は避けられない。光照射装置に設けられたヘッド部の大型化は、勢い作業効率の低下を招いてしまう。例えば、小さな部品の接着にＵＶ硬化型接着剤を利用する場合、複数のヘッド部を小さな治具に密集してセッティングする必要があり、作業効率の向上を図る上でヘッド部の小型化は極めて有益である。

しかしながら、光照射装置におけるヘッド部の小型化、あるいは、より高出力のＬＥＤが要求される状況では、特にＬＥＤが収納されるヘッド部の放熱対策が重要になる。例えば、図１の領域（ａ）に示されたように、ＬＥＤなどの発熱源１００が筐体２００の内部空間Ｓに収納された場合、該筐体２００の外周面が放熱面として機能することになる。発熱源１００で発生した熱Ｑをより効率的に筐体表面から放熱させるため、図１の領域（ｂ）に示されたように、発熱源１００と熱連結された単一材料からなる熱伝導体３００を筐体の内部空間Ｓに配置することで、発熱源１００から筐体表面への効率的な熱伝達を可能にする構造が考えられる。ところが、発熱源１００からの熱Ｑは単一材料内において放射状に拡散していくため、筐体の外周面のうち発熱源１００により近い領域Ａは、熱放出に寄与し得るが、筐体の外周面のうち発熱源１００から遠い領域Ｂは、十分に寄与し得ない（発熱源１００における発熱量の増大には、全く対応できない）。これは、特許文献１のように冷却ブロック自体が外部に露出された場合も同様である。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、限られた収納空間内においてより効率的な放熱を可能にするため、発熱源からの熱伝達経路を任意に制御するための構造を備えた光照射ヘッド及び該光照射ヘッドが適用される光照射装置を提供することを目的としている。

この発明に係る光照射ヘッドは、ＬＥＤを含む構造を有し、可撓性電気ケーブルの先端に固定されたヘッド部としてスポット光源に適用される。当該光照射ヘッドは、ＬＥＤを収納するとともにその外周面が放熱面として機能する筐体と、ＬＥＤとともに筐体内に収納された、発熱源となるＬＥＤから筐体表面への熱伝達に寄与するための熱伝導ユニットを備える。なお、筐体は、ＬＥＤを収納するための内部空間を規定する、所定軸に沿って伸びた中空形状を有する。また、熱伝導ユニットは、熱伝導率の異なる第１及び第２熱伝導体から構成される。具体的に、第１熱伝導体は、その一部（連結部）がＬＥＤの放熱部に熱連結されるとともに、筐体の管軸に沿って伸びた突出部分を有する。第２熱伝導体は、第１熱伝導体の突出部分の少なくとも一部を、熱連結された状態で収納するための貫通孔を有するとともに、その外周面が筐体の内壁に熱連結されている。特に、この第２熱伝導体は、第１熱伝導体よりも低い熱伝導率を有する。

上述の概略構造が図２に示されている。すなわち、筐体の内部空間Ｓ内において、発熱源１００には、筐体の管軸ＡＸに沿って伸びた突出部分を有する、より高い熱伝導率の第１熱伝導体４００が熱結合されている。この場合、第１熱伝導体４００の突出部分に沿って発熱源１００からの熱Ｑが伝わっていく（筐体の管軸ＡＸ方向に沿った熱伝達が可能になる）。一方、第１熱伝導体４００の突出部分には１又はそれ以上の第２熱伝導体５００が該第１熱伝導体４００と熱結合された状態で配置され、この構造により第１熱伝導体４００の突出部分に沿って伝わってきた熱Ｑの一部は、第２熱伝導体５００を介して筐体表面へ伝わる（管軸ＡＸに沿った方向から管軸ＡＸに直交する方向への熱伝達経路の変更）。すなわち、図２に示された熱伝導構造（熱伝導率の異なる複数の材料が組み合わされた熱伝導ユニットの構造）が採用されることにより、この発明に係る光照射ヘッドは、筐体の外周面（筐体表面）をより効率的に放熱面として利用することができる。

このように、この発明に係る光照射ヘッドは、可撓性電気ケーブルの先端への固定が予定される部品であり、ＬＥＤから所定の波長の光が出射される。そして、筐体内に収納される熱伝導ユニットは、ＬＥＤで発生した熱の拡散効率を高めるための構造（筐体表面をより効率的に放熱面として利用するための構造）を備える。その結果、作業効率の向上を図る上で大型化できない光照射ヘッドの筐体であっても（限られたＬＥＤ収納空間しか確保できない状況であっても）、より効率的な放熱が可能になる。また、筐体サイズを変えることなくより大きな発熱量のＬＥＤの採用が可能になる。

この発明に係る光照射ヘッドは、筐体内に固定されるとともに、ＬＥＤに対して熱伝導ユニットと反対側に配置された光学系をさらに備えてもよい。この光学系は、集光光学系（１又はそれ以上のレンズを含む）として機能し、ＬＥＤからの光を対象物に効率よく集光させることができる。また、この発明に係る光照射ヘッドは、第１熱伝導体とＬＥＤとの間に配置された絶縁基板をさらに備えてもよい。この絶縁基板は、熱伝導体としては機能し得ないが、ＬＥＤの放熱部と熱連結するための第１熱伝導体の一部を貫通させる開口を有するとともに、その表面にＬＥＤの電極部に接触する電気配線パターンが形成される。

この発明に係る光照射ヘッドにおいて、第１熱伝導体の突出部分と第２熱伝導体の貫通孔の内壁との間には、効率的な熱伝導を可能にするため、第１熱伝導体と第２熱伝導体とを熱連結するための熱伝導性グリースが装填されている。また、第２熱伝導体の外周面と筐体の内壁との間にも、第２熱伝導体と筐体とを熱連結するための熱伝導性グリースが装填されている。なお、第１熱伝導体の一部とＬＥＤの放熱部とは半田付けにて接合されるのが好ましい。このような熱結合によれば、ＬＥＤ―熱伝導ユニット間、熱伝導ユニット内、熱伝導ユニット−筐体間のいずれにおいても効率的な熱伝導が可能になるため、放熱効率を格段に向上させることができ、当該光照射ヘッドの小型化を実現する意味において極めて有益である。

この発明に係る光照射装置は、上述のような構造を備えた光照射ヘッド（この発明に係る光照射ヘッド）と、ＬＥＤを駆動するための駆動ユニットと、可撓性電気ケーブルを備える。特に、可撓性電気ケーブルは、ＬＥＤに電力を供給するため、一端が光照射ヘッドに電気的に接続される一方、他端が駆動ユニットに電気的に接続される。なお、可撓性電気ケーブルの導電線は、第１熱伝導体とＬＥＤとの間に配置された絶縁基板表面に形成された電気配線パターンに電気的に接続される。

この発明に係る光照射装置に適用された光照射ヘッドは、上述のように可撓性電気ケーブルの先端への固定が予定される部品であり、ＬＥＤから所定の波長の光が出射される。そして、この光照射ヘッドは、筐体と該筐体内部に収納された熱伝導体ユニットとの協働により、ＬＥＤで発生する熱の拡散効率を高める。すなわち、熱伝導ユニットを筐体内に挿入することで、筐体の管軸に沿ってＬＥＤからより遠くへの熱伝達が可能になり、筐体表面を効率的に放熱面として利用することが可能になる。このように、筐体表面からの放熱効率を飛躍的に高めることができ、熱伝導体及び筐体の小型化（光照射ヘッドの小型化）が可能になる。さらに、ＬＥＤと熱伝導ユニットとの間に、電気配線パターンが表面に形成された絶縁基板が配置されたことにより、当該光照射ヘッドが組立て易くなるため、このような構造も、当該光照射ヘッドの小型化に寄与する。

なお、可撓性電気ケーブルの導電線は、絶縁基板表面に形成された電気配線パターン（ＬＥＤの電極部と電気的に接続されている）に電気的に接続されており、これにより、可撓性電気ケーブルを介して駆動ユニットとＬＥＤの端子との導通が図られる。

この発明に係る光照射ヘッド及び光照射装置よれば、放熱効率を低下させることなく光照射ヘッドの小型化が可能になる。また、筐体サイズを変えることなくより大きな発熱量のＬＥＤの採用が可能になる。

以下、この発明に係る光照射ヘッド及び光照射装置の各実施形態を図３〜図１１を用いて詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

図３は、この発明に係る光照射装置の一実施形態の構成を示す斜視図である。図３に示されたように、光照射装置１は、対象物にスポット状に集光された紫外線（ＵＶ）を照射するための装置（スポット光源）であり、光通信部品の接着、光ピックアップ部品の接着、磁気ヘッドの接着、ＣＣＤの接着、電子部品の固定、ファイバ被覆の硬化、液晶のシーリング、コイル巻線の固定、ＵＶインクの乾燥、ＵＶ励起用光源、及び強力紫外線照射実験などに利用する可能である。

光照射装置１は、ＬＥＤ及び集光光学系を含む光照射ヘッド２と、光照射ヘッド２内のＬＥＤを駆動するための駆動ユニット３と、両端が光照射ヘッド２及び駆動ユニット３に接続された、ＬＥＤに電力を供給するための可撓性電気ケーブル４を少なくとも備える。駆動ユニット３は、金属製ハウジング５を有し、このハウジング５内には、ＬＥＤ駆動制御回路及び電源回路などが収容される。また、ハウジング５の前面には、操作パネル６が設けられている。さらに、駆動ユニット３には、４本の光照射ヘッド２の装着が可能である。具体的に、可撓性電気ケーブル４それぞれの基端にはプラグ４ａが設けられており、これらプラグ４ａによって、駆動ユニット３に対する各可撓性電気ケーブル４の着脱が可能になっている。

次に、上述のような構造を有する光照射装置１に適用される光照射ヘッド（この発明に係る光照射ヘッド）の一実施形態について説明する。

当該実施形態で利用されるＬＥＤ１０は、図４に示されたように、紫外発光チップ型発光素子であり、高出力の紫外線を出射する。そして、このＬＥＤ１０の裏面（光出射面１０ｄと反対側の面）の両端には、平行に延在するカソード端子１０ａ（電極部）及びアノード端子１０ｂ（電極部）が設けられ、裏面において、カソード端子１０ａとアノード端子１０ｂとの間には、矩形の放熱面１０ｃが設けられている。すなわち、この高出力型紫外線ＬＥＤ１０は、多量の熱を発生し、ＬＥＤ１０の出力低下や寿命低下を防止するために、ＬＥＤ１０の裏面に金属放熱面１０ｃが設けられている。

図５は、光照射ヘッド２の内部構造を説明するための組立工程図である。この図５に示されたように、光照射ヘッド２は、両端が開放された円筒状の筐体９を有する。筐体９は、円筒状の第１筐体１１と同じく円筒状の第２筐体１２から構成されている。第１筐体１１は、直径１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度のサイズを有するとともに、放熱効率や軽量化を考慮して導電性のアルミからなる。さらに、第１筐体１１の内壁面には、全長に亘って雌ネジ部１１ａが形成され、この雌ネジ部１１ａの前端には、直径１０ｍｍ、長さ１５ｍｍ程度のサイズを有する第２筐体１２が螺着される（第２筐体１２の表面後方領域に形成される雄ネジ部１２ａと雌ネジ部１１ａが螺合する）。筐体９の一部を構成する第２の筐体１２も、両端が開放された円筒状のアルミからなり、第２筐体１２の後端には、第１筐体１１の雌ネジ部１１ａにねじ込まれる雄ネジ部１２ａが形成され、第２筐体１２内には集光光学系が固定されている。なお、集光光学系は、２つのレンズ１３ａ、１３ｂから構成され、ＬＥＤ１０の前方（ＬＥＤ１０の光出射方向側）に配置されている。このように、光照射ヘッド２の筐体９を、ネジ結合可能な２分割構造にすることで、集光光学系の交換が容易になる。

さらに、第１筐体１１内には、ＬＥＤ１０から筐体９への熱伝達に寄与するための熱伝導ユニットが収納される。この熱伝導ユニットは、銅、銅合金、又はそれらにメッキを行った金属材料からなる第１熱伝導体１７と、該第１熱伝導体１７よりも低い熱伝導率を有するアルミからなる第２熱伝導体１４から構成されている。

第１熱伝導体１７は、当該第１熱伝導体１７の位置決めに寄与する台座部１７ｃを挟んでＬＥＤ１０の放熱面１０ｃにその端面が熱結合される結合部１７ｄと、発熱体であるＬＥＤ１０から遠ざかるように、筐体９の管軸ＡＸに沿って結合部１７ｄから伸びた突出部分１７ａ（管軸ＡＸに沿った熱伝達に寄与する部分）を備える。また、突出部分１７ａの先端には、第１熱伝導体１７を第２熱伝導体１４に固定するための雄ネジ部１７ｂが形成されるとともに、台座部１７ｃの側面には、可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ、４ｂを位置決めするためのＵ溝１７ｅが形成されている。

第２熱伝導体１４は、第１熱伝導体１７よりも低い熱伝導率を有するアルミからなる。また、第２熱伝導体１４は、第１熱伝導体１７の突出部分１７ａが挿入される貫通孔１４ｂを有するとともに、その表面１４ａには、第１筐体１１の雌ネジ部１１ａに螺合する雄ネジ部１４ａが形成されている。さらに、この第２熱伝導体１４には、貫通孔１４ｂ内から表面１４ａに向けて可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ、４ｂを貫通させるための開口１４ｄが設けられるとともに、表面１４ａには管軸ＡＸに沿って導電線４ａ、４ｂを固定するための固定溝１４ｃが形成されている。

第２熱伝導体１４の後方開口は、可撓性電気ケーブル４の差込み口として機能する。そして、この後方開口を規定する第２熱伝導体１４の内壁には可撓性電気ケーブル４の端部に設けられたケーブルクランプ１６の雄ネジ部１６ａに螺合する雌ネジ部１４ｅが形成されている。また、第２熱伝導体１４の前方開口から挿入された第１熱伝導体１７の突出部分１７ａが第２熱伝導体１４の後方開口から挿入されたナット１５（内側面に雌ネジ部１５ａが形成されている）によりネジ止めされることにより、第１熱伝導体１７が第２熱伝導体１４に固定される。以上の組立工程を経て、図２に示されたような熱伝達経路を任意に制御可能な構造が実現される。

第１熱伝導体１７とＬＥＤ１０との間には、ＬＥＤ１０の電極部１０ａ、１０ｂと可撓性電気ケーブル４とを電気的に接続するため、表面に電気配線パターン１８ｃが形成された絶縁基板１８が配置される。この絶縁基板１８は、第１熱伝導体１７の連結部１７ｄを貫通させるための開口１８ａを有するとともに、その側面には、可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ、４ｂを位置決めするためのＵ溝１８ｂが形成されている。可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ、４ｂの先端は、このＵ溝１８ｂにて電気配線パターン１８ｃに半田付けされる。このように、光照射ヘッド２の組立てにおいては、第１熱伝導体１７を第２熱伝導体１４の貫通孔１４ｂ嵌め込むことによりナット１５による固定が容易に行えるため、熱伝導ユニットの組立作業が簡素化される。

図６〜図９は、光照射ヘッド２における筐体部分、特に第１筐体１１を含む主要部分の組立工程をより詳細に説明するための図である。なお、図６は、ＬＥＤ１０と第１熱伝導体１７との熱連結構造をより具体的に説明するための斜視図である。図７は、第１熱伝導体１７と第２熱伝導体１４との熱連結構造（熱伝導ユニットの組立工程の一部）をより具体的に説明するための斜視図である。また、図８は、熱伝導ユニットと筐体９との熱連結構造をより具体的に説明するための斜視図である。図９は、各組立工程を経て得られる熱伝導ユニットを含む第１筐体１１の一部破断図である。

まず、図６に示されたように、連結部１７ｄが開口１８ａに挿入された状態で、絶縁基板１８が第１熱伝導体１７の台座部１７ｃに搭載される。このとき、台座部１７ｃの側面に設けられたＵ溝１７ｅと絶縁基板１８の側面に設けられたＵ溝１８ｂは、一致しており、これらＵ溝１７ｅ、１８ｂにより可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ，４ｂが位置決めされる。また、台座部１７ｃに搭載された絶縁基板１８の開口１８ａからは連結部１７ｄの端面が露出しており、この連結部１７ｄの端面とＬＥＤ１０の放熱面１０ｃとが半田付けにて結合されることにより、第１熱伝導体１７とＬＥＤ１０とが熱連結される。なお、連結部１７ｄの端面とＬＥＤ１０の放熱面１０ｃとの間の半田付けは、クリーム半田等を用い、クリーム半田塗布部を、直接又は間接的に、クリーム半田の溶融温度まで上昇させることで行われる。

連結部１７ｄにＬＥＤ１０が絶縁基板１８を介して固定された第１熱伝導体１７は、図７に示されたように、第２熱伝導体１４に固定されることにより、熱伝達経路を任意に制御可能な構造を有する熱伝導ユニットが得られる。具体的には、第１熱伝導体１７の突出部分１７ａが第２熱伝導体１４の前方開口から貫通孔１４ｂ内に挿入される。一方、第２熱伝導体１４の後方開口からはナット１５が挿入され、突出部分１７ａの先端部分に形成された雄ネジ部１７ｂとナット１５の内壁に形成された雌ネジ部１５ａとが螺合することにより、第１熱伝導体１７が第２熱伝導体１４に固定される。なお、第１熱伝導体１７の突出部分１７ａと第２熱伝導体１４の貫通孔１４ｂの内壁の間には、効率的な熱伝達を可能にするため、熱伝導性グリースが充填されている。また、第２熱伝導体１４への第１熱伝導体１７の固定では、絶縁基板１８のＵ溝１８ｂ、台座部１７ｃのＵ溝１７ｅ、及び第２熱伝導体１４の表面１４ａに設けられた固定溝１４ｃが管軸ＡＸに一致するよう一直線に並ぶよう位置決めされている。

以上のようにＬＥＤ１０が絶縁基板１８を介して取り付けられた熱伝導ユニットに対し、可撓性電気ケーブル４と第１筐体１１が取り付けられる。具体的には、図８に示されたように、第２熱伝導体１４の後方開口から、該第２熱伝導体１４の貫通孔１４ｂ内に可撓性電気ケーブル４の先端部分が挿入される。このとき、可撓性電気ケーブル４の導電線４ａ、４ｂは、貫通孔１４ｂから表面１４ａを連絡する開口１４ｄを介して第２熱伝導体１４の外部に引き出される。そして、この後方開口を規定する第２熱伝導体１４の内壁に形成された雌ネジ部１４ｅに、可撓性電気ケーブル４の端部に設けられたケーブルクランプ１６の雄ネジ部１６ａが螺合することにより（ケーブルクランプ１６を矢印Ｓ１で示された方向に回転させる）、第２熱伝導体１４の後方に可撓性電気ケーブル４の先端が固定される。第２熱伝導体１４の外部に引き出された導電線４ａ、４ｂは、矢印Ｓ３、Ｓ４で示された方向に曲げられることにより、第２熱伝導体１４の表面１４ａに設けられた固定溝１４ｃ、第１熱伝導体１７における台座部１７ｃの側面に設けられたＵ溝１７ｅ、及び絶縁基板１８の側面１に設けられたＵ溝１８ｂにはめ込まれる。このとき、導電線４ａ、４ｂの先端部分は、絶縁基板１８の表面に形成された電気配線パターン１８ｃの一部に半田付けされる。その際、Ｕ溝１７ｅとＵ溝１８ｂとの間には空間があるため、導電線４ａ、４ｂの先端部分を、絶縁基板１８の表面に形成された電気配線パターン１８ｃの一部に固定する際の半田が第１熱伝導体１７に接触し難く、電気的短絡が生じ難い。

以上のように可撓性電気ケーブル４及び第１熱伝導体１７が固定された第２熱伝導体１４は、その表面に形成された雄ネジ部１４ａに第１筐体１１の雌ネジ部１１ａを螺合させることにより（第１筐体１１を図８中の矢印Ｓ１で示された方向に回転させる）、内部空間に熱伝導ユニット全体が収納された第１筐体１１が得られる（図９参照）。なお、第１筐体１１の内壁面と第２熱伝導体１４の表面との間には、熱伝導効率を高めるため、熱伝導性のグリースが充填されている。

一方、第２筐体１２の組立工程は、図１０に示されたように行われる。なお、図１０において、領域（ａ）は、第２筐体１２の組立工程を説明するための図であり、領域（ｂ）は、組み立てられた第２筐体１２の断面構造を示す図である。

すなわち、第２筐体１２には集光光学系を収納するための貫通孔１３が設けられており、図１０の領域（ａ）に示されたように、前方開口から集光光学系を構成するレンズ１３ａ、１３ｂが順次挿入され、所定の固定部に設置される。そして、これらレンズ１３ａ、１３ｂは、ストッパー１３ｃにより、図１０の領域（ｂ）に示されたように、第２筐体１２内で固定される。

さらに、上述のように組み立てられた第１筐体１１（図６〜図１０参照）の内壁面に形成された雌ネジ部１１ａが第２筐体１２の外周面に形成された雄ネジ部１２ａに螺合されることにより、光照射ヘッド２が得られる。図１１は、以上の組立工程を経て得られた光照射ヘッド２の断面構造を示す図である。

以上のように、この発明に係る光照射ヘッドは、熱伝導ユニットと筐体９（特に第１筐体１１）との協働によって、ＬＥＤ１０から発生する熱の拡散効率を高めるための構造を有する。すなわち、熱伝達経路を任意に制御可能な構造を有する熱伝導ユニットが、第１筐体１１内に挿入され、該熱伝導ユニットの表面と第１筐体１１の内壁面とが熱連結されることにより、ＬＥＤ１０を保護する第１筐体１１の表面を放熱面として効率的に利用可能することができる。すなわち、この発明に係る光照射ヘッドに採用された構造によれば、放熱有効面積の拡大を促進することができ、その結果として、熱伝導ユニット及び筐体９の全体サイズを小さくすることができる（光照射ヘッドの小型化が可能）。

さらに、この発明によれば、第１筐体１１内に、第１及び第２熱伝導体１７、１４により構成された熱伝導ユニットがネジ込まれているので、第１筐体１１に対する熱伝導ユニット全体の固定が容易になる。しかも、ネジ結合の採用によって、熱伝導ユニットの表面（第２熱伝伝い１４の表面）と第１筐体１１の内壁面との接触面積を格段に大きくすることができ、その結果、放熱効率が格段に向上する。放熱効率の向上は、熱伝導ユニット及び第１筐体１１の小型化（光照射ヘッドの小型化）、あるいは、高出力ＬＥＤの採用を可能にする。すなわち、この発明は、光照射ヘッドの小型化実現に極めて有益である。

なお、熱伝導ユニットの組立て工程において、第１熱伝導体１７と第２熱伝導体１４との間（突出部分１７ａと貫通孔１４ｂの内壁面との間）には、熱伝導性のグリースが装填されている。同様に、第１筐体１１への熱伝導ユニットの組み込み工程において、第１筐体１１の内壁面と第２熱伝導体１４の表面との間に、熱伝導性のグリースが装填される。このグリース充填によって、熱伝導ユニットを介したＬＥＤ１０から第１筐体１１への効率的な熱伝達が可能になり、放熱効率を格段に促進することができる。また、上述の実施形態では、ＬＥＤ１０の放熱面１０ｃと第１熱伝導体１７における連結部１７ｄの当接面との間が半田付けにより固定されるが、熱伝導性のグリースが適用されてもよい。さらに、第２熱伝導体１４の表面に形成された固定溝１４ｃ内に熱伝導性のグリースを充填することにより、第１筐体１１の内壁面と第２熱伝導体１４の表面との隙間を埋めてもよい。

この発明は、上述の実施形態には限定されないことは言うまでもない。例えば、紫外線を発生するＬＥＤに代えて、可視光を発するＬＥＤが適用されてもよい。熱伝導体に絶縁基板を固定するにあたって、止めネジか又は接着剤の何れであってもよい。また、筐体内に熱伝導ユニットが圧入されてもよい。また、筐体の前端に、紫外線を透過する板材が固定されていてもよい。

この発明に係る光照射装置は、例えば、光通信部品の接着、光ピックアップ部品の接着、磁気ヘッドの接着、ＣＣＤの接着、電子部品の固定、ファイバ被覆の硬化、液晶のシーリング、コイル巻線の固定、ＵＶインクの乾燥、ＵＶ励起用光源、及び強力紫外線照射実験などの種々の作業において利用されるスポット光源等への適用が可能である。

従来の光照射ヘッドにおける熱伝導メカニズムを説明するための断面図である。 この発明に係る光照射ヘッドにおける熱伝導メカニズムを説明するための断面構造を示す図である。 この発明に係る光照射装置の一実施形態の構成を示す斜視図である。 ＬＥＤの概略構成を示す斜視図である。 この発明に係る光照射ヘッドの一実施形態の構成を説明するための組立工程図である。 ＬＥＤと第１熱伝導体との熱連結構造を説明するための斜視図である。 第１熱伝導体と第２熱伝導体との熱連結構造（熱伝導ユニットの組立工程の一部）を説明するための斜視図である。 熱伝導ユニットと筐体との熱連結構造を説明するための斜視図である。 熱伝導ユニットを含む筐体一部の一部破断図である。 光学系を含む筐体一部（第２筐体）の組み立て工程及びその断面構造を示す図である。 この発明に係る光照射ヘッドの断面構造を示す図である。

符号の説明

１…光照射装置、２…光照射ヘッド、３…駆動ユニット、４…可撓性電気ケーブル、４ａ、４ｂ…導電線、１０…ＬＥＤ、１０ａ、１０ｂ…ＬＥＤ端子（電極部）、９…筐体、１１…第１筐体、１２…第２筐体、１３ａ、１３ｂ…レンズ、１４…第２熱伝導体、１７…第１熱伝導体、１７ａ…突出部分。

Claims (7)

1. 可撓性電気ケーブルの先端に固定された、ＬＥＤを含む光照射ヘッドにおいて、
   前記ＬＥＤを収納するための内部空間を有する、所定軸に沿って伸びた中空形状の筐体であって、その外周面が前記ＬＥＤからの熱を放出するための放熱面として機能する筐体と、
   前記筐体の内部空間に収納された、前記ＬＥＤから前記筐体への熱伝達に寄与するための熱伝導ユニットであって、前記熱伝導ユニットは、
   その一部が前記ＬＥＤの放熱部に熱連結されるとともに、前記所定軸に沿って伸びた突出部分を有する第１熱伝導体と、
   前記第１熱伝導体の突出部分の少なくとも一部を、熱連結された状態で収納するための貫通孔を有するとともに、その外周面が前記筐体の内壁に熱連結された第２熱伝導体であって、前記第１熱伝導体よりも低い熱伝導率を有する第２熱伝導体を備えたことを特徴とする光照射ヘッド。
2. 前記筐体に固定されるとともに、前記ＬＥＤに対して前記熱伝導ユニットと反対側に配置された光学系をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の光照射ヘッド。
3. 前記第１熱伝導体と前記ＬＥＤとの間に配置された絶縁基板であって、前記ＬＥＤの放熱部と熱連結するための前記第１熱伝導体の一部を貫通させる開口を有するとともに、その表面に前記ＬＥＤの電極部に接触する電気配線パターンが形成された絶縁基板をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の光照射ヘッド。
4. 前記第１熱伝導体の突出部分と前記第２熱伝導体の貫通孔の内壁との間には、前記第１熱伝導体と前記第２熱伝導体とを熱連結するための熱伝導性グリースが装填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の光照射ヘッド。
5. 前記第２熱伝導体の外周面と前記筐体の内壁との間には、前記第２熱伝導体と前記筐体とを熱連結するための熱伝導性グリースが装填されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の光照射ヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の光照射ヘッドと、
   前記ＬＥＤを駆動するための駆動ユニットと、
   一端が前記光照射ヘッドに電気的に接続される一方、他端が前記駆動ユニットに電気的に接続された、前記ＬＥＤに電力を供給するための可撓性電気ケーブルを備えたことを特徴とする光照射装置。
7. 前記可撓性電気ケーブルの導電線は、前記第１熱伝導体と前記ＬＥＤとの間に配置された前記絶縁基板表面に形成された電気配線パターンに電気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載の光照射装置。

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