JP6544002B2 - 照射装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照射ランプ及び照射装置に関する。

発光素子として、可視光を発するＬＥＤを用いた照射ランプが知られている。図２１は、関連技術の照射ランプを模式的に示す断面図である。図２２は、関連技術の照射ランプを図２１におけるＨ−Ｈ線に沿って模式的に示す断面図である。図２１及び図２２に示すように、関連技術の照射ランプ１１１は、照射装置の装着部に対して着脱可能に構成されることで、保守性が確保されている。この照射ランプ１１１は、複数のＬＥＤ１１２が配列された基板１１３と、基板１１３が接して設けられた支持部材１１４と、基板１１３と電気的に接続された口金１１５と、基板１１３及び支持部材１１４の全体を気密に覆う円筒状のカバー部材１１７と、を有する。そして、基板１１３上に設けられたＬＥＤ１１２は、光透過性を有するカバー部材１１７によって気密に覆われることで、密閉されている。口金１１５は、カバー部材１１７の両端に配置されており、カバー部材１１７によって覆われた支持部材１１４に締結ネジ１１６によって固定されている。このようにカバー部材１１７を用いることで、外気によってＬＥＤ１１２や基板１１３が劣化することが抑えられている。

特開２０１４−１３７９３９号公報

しかしながら、上述した照射ランプ１１１は、ＬＥＤ１１２が実装された基板１１３及び支持部材１１４の全体が、カバー部材１１７によって気密に覆われているので、ＬＥＤ１１２が発生する熱の放熱性が乏しく、ＬＥＤ１１２の更なる高出力化が困難な状況にある。また、照射ランプ１１１では、使用の時間経過に伴って、ＬＥＤ１１２の温度が上昇し、照度が低下する。この影響により、照射ランプ１１１の照射エネルギが安定するまでに時間がかかり、立ち上がりが遅いという問題がある。

特に、紫外線を発するＬＥＤを用いた紫外線照射装置は、例えば、各種のフィルムや液晶パネルの製造工程で、紫外線硬化樹脂を硬化反応させるために用いられている。この種の紫外線照射装置では、紫外線硬化樹脂を用いる工程において、１つの照射対象物あたりの処理時間（以下、タクトタイムと称する）を短縮する上で、上述した立ち上がりが遅いことが大きな問題になる。

そこで、本発明は、保守性を確保すると共に、発光素子の放熱性を高めることができる照射ランプ及び照射装置を提供することを目的とする。

実施形態に係る照射装置は、ピーク波長が１８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の光を発する発光素子が設けられた基板と、前記基板が接して設けられた第１の面と、前記第１の面の反対側に位置して外気に露出された第２の面と、を有し、前記基板から伝わる熱を放出する放熱部材と、前記基板と電気的に接続された口金と、を具備する。

本発明によれば、保守性を確保すると共に、発光素子の放熱性を高めることを可能にする。

図１は、実施形態に係る照射装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る照射装置の他の例を模式的に示す斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。 図４は、第１の実施形態に係る照射ランプを図３におけるＡ−Ａ線に沿って模式的に示す断面図である。 図５は、第２の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。 図６は、第２の実施形態に係る照射ランプを図５におけるＢ−Ｂ線に沿って模式的に示す断面図である。 図７は、第２の実施形態に係る照射ランプの使用状態を模式的に示す側面図である。 図８は、第２の実施形態に係る照射ランプを図７におけるＣ方向から模式的に示す側面図である。 図９は、第３の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。 図１０は、第３の実施形態に係る照射ランプを図９におけるＤ−Ｄ線に沿って模式的に示す断面図である。 図１１は、第３の実施形態に係る照射ランプの使用状態を模式的に示す側面図である。 図１２は、第３の実施形態に係る照射ランプを図１１におけるＥ方向から模式的に示す側面図である。 図１３は、第４の実施形態に係る照射装置を模式的に示す側面図である。 図１４は、第４の実施形態に係る照射装置を図１３におけるＦ方向から模式的に示す側面図である。 図１５は、第５の実施形態に係る照射装置を模式的に示す側面図である。 図１６は、第５の実施形態に係る照射装置を図１５におけるＧ方向から模式的に示す側面図である。 図１７は、順電流Ｉ_Ｆとジャンクション温度Ｔｊとの関係について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。 図１８は、順電流Ｉ_Ｆと相対照度との関係について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。 図１９は、３００ｍＡの順電流Ｉ_Ｆを供給したときのジャンクション温度Ｔｊの経時変化について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。 図２０は、３００ｍＡの順電流Ｉ_Ｆを供給したときの相対照度の経時変化について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。 図２１は、関連技術の照射ランプを模式的に示す断面図である。 図２２は、関連技術の照射ランプを図２１におけるＨ−Ｈ線に沿って模式的に示す断面図である。

以下で説明する実施形態に係る照射ランプ１１は、基板１３と、放熱部材１４と、口金１５と、を具備する。基板１３には、ピーク波長が１８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の光を発する発光素子１２が設けられている。放熱部材１４は、基板１３が接して設けられた第１の平面１４ａと、第１の平面１４ａの反対側に位置して外気に露出された第２の平面１４ｂと、を有する。放熱部材１４は、基板１３から伝わる熱を放出する。口金１５は、基板１３と電気的に接続されている。

以下で説明する実施形態に係る照射ランプ１１における基板１３は、長尺状に形成されており、複数の発光素子１２が配列されている。放熱部材１４は、長尺状に形成されており、基板１３全体を支持している。口金１５は、放熱部材１４の長手方向における端部に配置されている。

また、以下で説明する実施形態に係る照射ランプ２１における放熱部材２４の第２の平面２４ｂは、放熱フィン２４ｅを有する。

また、以下で説明する実施形態に係る照射ランプ３１における放熱部材３４には、冷却用流体が流れる流路３４ｅが設けられている。

また、以下で説明する実施形態に係る照射ランプ１１は、カバー部材１７を更に具備する。カバー部材１７は、光透過性を有しており、基板１３を気密に覆う。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置１は、照射ランプ１１と、ソケット８と、を具備する。ソケット８は、照射ランプ１１の口金１５と電気的に接続される。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置４は、放熱基体４４を更に具備する。放熱基体４４には、照射ランプ１１の放熱部材１４が接して設けられている。放熱基体４４は、放熱部材１４から伝わる熱を放出する。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置１は、照射ランプ３１と、ソケット８と、冷却装置３６と、を具備する。ソケット８は、照射ランプ３１の口金１５と電気的に接続される。冷却装置３６は、照射ランプ３１の流路３４ｅを流れる冷却用流体を冷却する。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置４は、照射ランプ１１と、ソケット８と、放熱基体４４と、を具備する。ソケット８は、照射ランプ１１の口金１５と電気的に接続される。放熱基体４４には、照射ランプ１１の放熱部材１４が接して設けられている。放熱基体４４は、放熱部材１４から伝わる熱を放出する放熱フィン４４ｃを有する。

また、以下で説明する実施形態に係る照射装置５は、照射ランプ１１と、ソケット８と、放熱基体５４と、冷却装置３６と、を具備する。ソケット８は、照射ランプ１１の口金１５と電気的に接続される。放熱基体５４には、照射ランプ１１の放熱部材１４が接して設けられている。放熱基体５４には、冷却用流体が流れる流路５４ｃが設けられている。放熱基体５４は、放熱部材１４から伝わる熱を放出する。冷却装置３６は、放熱基体５４の流路５４ｃを流れる冷却用流体を冷却する。

（第１の実施形態）
以下、実施形態に係る照射装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る照射装置を模式的に示す斜視図である。図２は、実施形態に係る照射装置の他の例を模式的に示す斜視図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る照射装置１，２は、一般的な室内照明装置と同様に、複数の照射ランプ１１を並べて装着する複数の装着部７を有する。装着部７には、照射ランプ１１が有する後述の口金１５と電気的に接続されるソケット８が設けられている。このような照射装置として構成される具体的な実施形態の照射ランプ及び照射装置について説明する。

（照射ランプの構成）
図３は、第１の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。図４は、第１の実施形態に係る照射ランプを図３におけるＡ−Ａ線に沿って模式的に示す断面図である。図３及び図４に示すように、第１の実施形態の照射ランプ１１は、基板１３と、放熱部材１４と、口金１５と、カバー部材１７と、を具備する。

基板１３には、複数の発光素子１２が設けられている。発光素子１２は、紫外線を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）が用いられる。なお、ここでいう「紫外線」とは、ピーク波長が１８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の光を指す。

また、複数の発光素子１２は、基板１３の長手方向であるＬ方向に沿って直線状に配列されている。なお、複数の発光素子１２の配置は、一列に沿って直線状に配列される構成に限定されるものではなく、複数列に沿って配列される構成や、Ｌ方向に対して千鳥状に交互に位置をずらして配列される構成でもよい。また、所望の光を照射する必要に応じて、基板１３には、複数種類の発光素子が、Ｌ方向に対して交互に配置されてもよい。

図３に示すように、基板１３は、例えば、セラミックスによって長尺状の基材が形成されており、例えば銀等によって所望のパターン状に形成された図示しないプリント配線が基材に設けられている。基板１３上には、複数の発光素子１２が、プリント配線と電気的に接続されて設けられている。

また、図示しないが、基板１３は、発光素子１２が接続される接続端子と、電源装置から電力が供給される電源端子とを除く領域が、絶縁性を確保し、腐食を防ぐために、被覆膜によって覆われている。被覆膜は、例えば、ガラス材等を主成分とする無機材料によって形成されている。なお、必要に応じて、基板１３は、発光素子１２が発する光を反射する反射性を高めるために、比較的高い反射率を有する白色のアルミナによって形成されてもよい。また、基板１３は、熱伝導性を高く確保するために、比較的高い熱伝導性を有する窒化アルミニウムによって形成されてもよい。

図３及び図４に示すように、放熱部材１４は、熱伝導性を有する金属材料によって直方体のブロック状に形成されており、基板１３の長手方向であるＬ方向に沿って延びる長尺状に形成されている。放熱部材１４を形成する金属材料としては、例えば、比較的軽量なアルミニウム、熱伝導性が比較的高い銅を用いることが好ましい。また、放熱部材１４を形成する金属材料としては、ステンレスが用いられてもよい。また、放熱部材１４の外形形状は、直方体に限定されるものではなく、円盤状等の任意の形状に形成されてよい。

そして、放熱部材１４は、基板１３全体が接して設けられた第１の平面１４ａと、第１の平面１４ａの反対側に位置して外気に露出された第２の平面１４ｂと、を有する。また、放熱部材１４は、図４に示すように、第２の平面１４ｂと直交すると共に外気に露出された第３の平面１４ｃ及び第４の平面１４ｄを有する。このため、放熱部材１４は、外気に露出された第２、第３及び第４の平面１４ｂ，１４ｃ，１４ｄから、基板１３から伝わる熱をそれぞれ放出する。すなわち、発光素子１２に生じた熱が基板１３に伝わり、基板１３に伝わった熱が放熱部材１４に伝わることで、発光素子１２の熱が外気へ放出される。

なお、放熱部材１４に関して、基板１３が接して設けられた構造とは、基板１３と放熱部材１４の第１の平面１４ａとの間で熱が伝導するような接触状態で、基板１３が放熱部材１４に支持された構造を指している。この接触状態は、直に接する状態と、間接的に接する状態とを含めて指している。また、間接的に接する状態は、例えば、接着剤、粘着テープを介して固定された状態や、良好な熱伝導性を有するシリコングリス等の面密着部材を介して固定された状態を含む。本実施形態では、基板１３と放熱部材１４とが互いに密着した状態で設けられることが好ましい。

口金１５は、放熱部材１４のＬ方向における端面に隣接して配置されており、締結ネジ１６によって固定されている。口金１５は、基板１３の接続部（不図示）と、ケーブル１８を介して電気的に接続されている。また、口金１５は、照射装置１，２の装着部７に設けられたソケット８と電気的に接続される接続端子１５ａを有する。

カバー部材１７は、光透過性を有する材料、例えば、紫外線の透過性を有するガラスによって、断面半円状に形成されている。カバー部材１７は、基板１３全体を気密に覆うように、放熱部材１４の第１の平面１４ａ上に固定されている。また、カバー部材１７の周縁部は、図示しない封止材によって封止されている。これにより、外気によって発光素子１２や基板１３が劣化することが抑えられている。

（照射ランプの放熱作用）
以上のように構成された照射ランプ１１は、例えば、基板１３の発光素子１２側を下方に向けると共に、放熱部材１４の第２の平面１４ｂ側を上方に向けた姿勢で、照射装置１，２の装着部７に装着される。そして、照射ランプ１１では、発光素子１２が発生する熱が基板１３に伝わり、基板１３に伝わった熱が第１の平面１４ａから放熱部材１４に伝わる。放熱部材１４に伝わった熱は、第２の平面１４ｂ、第３及び第４の平面１４ｃ，１４ｄから外気へそれぞれ放出されることで、発光素子１２の熱が放出される。このように、放熱部材１４は、第１の平面１４ａのみがカバー部材１７によって気密に覆われており、発光素子１２の配列方向に沿ってＬ方向に延びる第２、第３及び第４の平面１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが外気にそれぞれ露出されている。これにより、発光素子１２の放熱性が高められており、発光素子１２が効率的に冷却される。

第１の実施形態の照射ランプ１１は、基板１３が接して設けられた第１の平面１４ａと、第１の平面１４ａの反対側に位置して外気に露出された第２の平面１４ｂと、を有する放熱部材１４を備える。これにより、放熱部材１４によって発光素子１２の放熱性を高め、発光素子１２の冷却効率を高めることができる。このため、発光素子１２の温度の上昇によって照度が低下することを抑え、照射ランプ１１から照射される照射エネルギ（照度）が安定するまでにかかる時間（立ち上がりに要する時間）を短縮することが可能になる。したがって、例えば紫外線硬化樹脂を用いる工程において、タクトタイムを短縮し、生産性を向上することが可能になる。

また、発光素子１２の放熱性が高められるので、基板１３に複数の発光素子１２が配列された構成では、複数の発光素子１２による照度分布の変化を抑える、すなわち、照度分布を均一化することができる。

また、照射ランプ１１は、基板１３と電気的に接続された口金１５を有することで、一般的な照明ランプと同様に、口金１５を介して照射装置１，２の装着部７のソケット８に対して着脱可能に構成されている。このため、照射ランプ１１は、発光素子１２の劣化時や故障時等のメンテナンス作業での保守性を確保することができる。

以下、他の実施形態の照射ランプ及び照射装置について図面を参照して説明する。なお、他の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部材には、第１の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。図６は、第２の実施形態に係る照射ランプを図５におけるＢ−Ｂ線に沿って模式的に示す断面図である。第２の実施形態は、放熱フィンが設けられた放熱部材を有する点が、第１の実施形態と異なる。

図５及び図６に示すように、第２の実施形態の照射ランプ２１は、基板１３から伝わる熱を放出する放熱部材２４を有する。放熱部材２４は、熱伝導性を有する金属材料によって直方体のブロック状に形成されており、基板１３の長手方向であるＬ方向に沿って延びる長尺状に形成されている。そして、放熱部材２４は、基板１３が接して設けられた第１の平面２４ａと、第１の平面２４ａの反対側に位置して外気に露出された第２の平面２４ｂと、を有する。また、放熱部材２４は、図６に示すように、第２の平面２４ｂと直交すると共に外気に露出された第３の平面２４ｃ及び第４の平面２４ｄを有する。

また、第２の平面２４ｂには、複数の平板状の放熱フィン２４ｅが一体に形成されている。複数の放熱フィン２４ｅは、図５に示すように、Ｌ方向に対して所定の間隔をあけて配列されており、図６に示すように、Ｌ方向に直交するＭ方向に沿って延びている。このため、放熱部材２４は、基板１３から伝わる熱を、第２の平面２４ｂに配列された放熱フィン２４ｅ、第３及び第４の平面２４ｃ，２４ｄから外気へそれぞれ放出する。

また、第２の実施形態では、放熱部材２４の第２の平面２４ｂのみに放熱フィン２４ｅが設けられたが、例えば、放熱部材２４のＬ方向に沿って延びる放熱フィンが、第３及び第４の平面２４ｃ，２４ｄに設けられてもよい。

図７は、第２の実施形態に係る照射ランプ２１の使用状態を模式的に示す側面図である。図８は、第２の実施形態に係る照射ランプ２１を図７におけるＣ方向から模式的に示す側面図である。以上のように構成された照射ランプ２１は、図７及び図８に示すように、例えば、基板１３の発光素子１２側を下方に向けると共に、放熱部材２４の第２の平面２４ｂ側を上方に向けた姿勢で、照射装置１，２に装着される。そして、照射ランプ２１の発光素子１２が発する紫外線は、下方のワーク面Ｗに配置された照射対象物に対して照射される。

また、照射ランプ２１では、発光素子１２の熱が基板１３を通り、第１の平面２４ａから放熱部材２４に伝わる。放熱部材２４に伝わった熱は、第２の平面２４ｂから各放熱フィン２４ｅに伝わり、放熱フィン２４ｅから外気へ放出される。加えて、放熱部材２４に伝わった熱は、第３及び第４の平面２４ｃ，２４ｄから外気へそれぞれ放出されることで、発光素子１２の熱が放出される。

このとき、例えば送風機等を用いて各照射ランプ２１に冷却風を送り、図８中の矢印で示すように、放熱フィン２４ｅの間を冷却風が通過するように構成することが好ましく、放熱部材２４によって発光素子１２を更に効率的に冷却することが可能になる。このように、放熱部材２４は、第１の平面２４ａのみがカバー部材１７によって気密に覆われており、発光素子１２の配列方向に沿って配列された複数の放熱フィン２４ｅ、及びＬ方向に延びる第３及び第４の平面２４ｃ，２４ｄが外気にそれぞれ露出されている。これにより、発光素子１２の放熱性が高められており、発光素子１２が効率的に冷却される。

第２の実施形態の照射ランプ２１においても、第１の実施形態と同様に、保守性を確保すると共に、発光素子１２の放熱性を高めることができる。また、第２の実施形態では、放熱部材２４が放熱フィン２４ｅを有することによって、発光素子１２の放熱性を更に高めることができる。

なお、放熱フィンの形状は、上述した形状に限定されるものではない。例えば、放熱フィンは、Ｌ方向に沿って延びて形成されてもよい。つまり、放熱部材２４が放熱フィンを有する構成であれば、放熱フィンがどのような形状であってもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係る照射ランプを模式的に示す断面図である。図１０は、第３の実施形態に係る照射ランプを図９におけるＤ−Ｄ線に沿って模式的に示す断面図である。第３の実施形態は、流路が設けられた放熱部材を有する点が、第１の実施形態と異なる。

図９及び図１０に示すように、第３の実施形態の照射ランプ３１は、基板１３から伝わる熱を放出する放熱部材３４を有する。放熱部材３４は、熱伝導性を有する金属材料によって直方体のブロック状に形成されており、基板１３の長手方向であるＬ方向に沿って延びる長尺状に形成されている。そして、放熱部材３４は、基板１３が接して設けられた第１の平面３４ａと、第１の平面３４ａの反対側に位置して外気に露出された第２の平面３４ｂと、を有する。また、放熱部材３４は、図１０に示すように、第２の平面３４ｂと直交すると共に外気に露出された第３の平面３４ｃ及び第４の平面３４ｄを有する。

また、図９に示すように、放熱部材３４の内部には、冷却用流体が流れる流路３４ｅが設けられている。流路３４ｅは、放熱部材３４のＬ方向に沿って延びており、両端部に、ジョイント部材３５が設けられている。ジョイント部材３５は、放熱部材３４の第２の平面３４ｂ上に配置されている。このため、放熱部材３４は、基板１３から伝わる熱を、流路３４ｅを流れる冷却用流体によって放出する。加えて、放熱部材３４は、基板１３から伝わる熱を、第３及び第４の平面３４ｃ，３４ｄからそれぞれ放出する。なお、流路３４ｅは、必要に応じて、放熱部材３４のＬ方向に対して蛇行して設けられてもよい。

図１１は、第３の実施形態に係る照射ランプ３１の使用状態を模式的に示す側面図である。図１２は、第３の実施形態に係る照射ランプ３１を図１１におけるＥ方向から模式的に示す側面図である。以上のように構成された照射ランプ３１は、図１１及び図１２に示すように、例えば、基板１３の発光素子１２側を下方に向けると共に、放熱部材３４の第２の平面３４ｂ側を上方に向けた姿勢で、照射装置１，２に装着される。

照射ランプ３１は、照射装置１，２に装着されるときに、放熱部材３４の流路３４ｅが、流路３４ｅを流れる冷却用流体を冷却する冷却装置３６と連結される。図示しないが、冷却装置３６は、冷却用流体を冷却する熱交換器と、冷却用流体を循環させるポンプと、を有する。また、冷却装置３６は、放熱部材３４のジョイント部材３５と連結される連結管３６ａを有しており、流路３４ｅを通して冷却用流体を循環させる。冷却用流体としては、冷却水が用いられるが、水に限定されるものではなく、例えば油やガスが用いられてもよい。そして、照射ランプ３１の発光素子１２が発する紫外線は、下方のワーク面Ｗに配置された照射対象物に対して照射される。

また、照射ランプ３１では、発光素子１２の熱が基板１３を通り、第１の平面３４ａから放熱部材３４に伝わる。放熱部材３４に伝わった熱は、流路３４ｅ内を流れる冷却用流体によって照射ランプ３１の外部へ排出される。加えて、放熱部材３４に伝わった熱は、第２の平面３４ｂ、第３及び第４の平面３４ｃ，３４ｄから外気へそれぞれ放出されることで、発光素子１２の熱が放出される。

第３の実施形態の照射ランプ３１においても、保守性を確保すると共に、発光素子１２の放熱性を高めることができる。また、第３の実施形態では、放熱部材３４が流路３４ｅを有することによって、発光素子１２の放熱性を更に高めることができる。

（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態に係る照射装置を模式的に示す側面図である。図１４は、第４の実施形態に係る照射装置を図１３におけるＦ方向から模式的に示す側面図である。第４の実施形態は、放熱フィンが設けられた放熱基体を有する点が、上述した照射装置１，２と異なる。

図１３及び図１４に示すように、第４の実施形態の照射装置４は、第１の実施形態の照射ランプ１１と、照射ランプ１１の放熱部材１４から伝わる熱を放出する放熱基体４４と、を有する。放熱基体４４は、熱伝導性を有する金属材料によって平板状に形成されており、複数の照射ランプ１１に跨って配置されている。また、放熱基体４４は、照射ランプ１１の放熱部材１４が接して設けられた第１の平面４４ａと、第１の平面４４ａの反対側に位置する第２の平面４４ｂと、を有する。第１及び第２の平面４４ａ，４４ｂは、外気に露出されている。

また、第２の平面４４ｂには、複数の平板状の放熱フィン４４ｃが一体に形成されている。複数の放熱フィン４４ｃは、図１３に示すように、Ｌ方向に対して所定の間隔をあけて配列されており、図１４に示すように、Ｌ方向に直交するＭ方向に沿って延びている。このように、放熱基体４４は、複数の照射ランプ１１の各放熱部材１４に接する第１の平面４４ａから伝わる熱を、第２の平面４４ｂに配列された放熱フィン４４ｃと、第１の平面４４ａとから外気へそれぞれ放出する。

以上のように構成された照射装置４は、例えば送風機等を用いて放熱基体４４の第２の平面４４ｂに沿って冷却風を送り、図１４中の矢印で示すように、放熱フィン４４ｃの間を冷却風が通過するように構成することが好ましい。これにより、放熱基体４４によって発光素子１２を更に効率的に冷却することが可能になる。

なお、放熱基体４４は、放熱フィン４４ｃを有する構成に限定されるものではなく、照射ランプ１１の放熱部材１４の第２の平面１４ｂと接する第１の平面４４ａを有することで、放熱部材１４の放熱性が高められる。

また、放熱部材１４の第２の平面１４ｂと、放熱基体４４の第１の平面４４ａとは、密着性を高めるために、高精度に平面度が確保されることが望ましい。また、放熱部材１４と放熱基体４４とが接する状態には、基板１３と放熱部材１４とが接する状態と同様に、直に接する状態と、間接的に接する状態とが含まれる。間接的に接する状態では、例えば、良好な熱伝導性を有するシリコングリス等の面密着部材を介して、放熱部材１４と放熱基体４４とが密着することが好ましい。

第４の実施形態の照射装置４は、空冷方式の第２の実施形態の照射ランプ２１と同様に、放熱フィン４４ｃが設けられた放熱基体４４を備えることで、照射ランプ１１の放熱部材１４の放熱性を更に高めることができる。したがって、第４の実施形態においても、照射ランプ１１の発光素子１２の放熱性を高めると共に、照射ランプ１１の保守性を確保することができる。

加えて、第４の実施形態の照射装置４は、放熱基体４４を照射ランプ１１と別体に構成することで、照射ランプ１１に放熱フィンや流路を設ける構成と比べて、放熱基体４４に放熱フィン４４ｃを設けることで放熱フィン４４ｃの面積を大きくすることができる。このため、照射ランプ１１の発光素子１２の放熱性を更に高めると共に、照射ランプ１１の保守性を確保することができる。さらに、照射装置４は、放熱フィン４４ｃの設計の自由度を向上することができる。

（第５の実施形態）
図１５は、第５の実施形態に係る照射装置を模式的に示す側面図である。図１６は、第５の実施形態に係る照射装置を図１５におけるＧ方向から模式的に示す側面図である。第５の実施形態は、流路が設けられた放熱基体を有する点が、第４の実施形態と異なる。

図１５及び図１６に示すように、第５の実施形態の照射装置５は、第１の実施形態の照射ランプ１１と、照射ランプ１１の放熱部材１４から伝わる熱を放出する放熱基体５４と、を有する。放熱基体５４は、熱伝導性を有する金属材料によって平板状に形成されており、複数の照射ランプ１１に跨って配置されている。また、放熱基体５４は、照射ランプ１１の放熱部材１４が接して設けられた第１の平面５４ａと、第１の平面５４ａの反対側に位置する第２の平面５４ｂと、を有する。第１及び第２の平面５４ａ，５４ｂは、外気に露出されている。

また、放熱基体５４の内部には、冷却用流体が流れる流路５４ｃが設けられている。流路５４ｃは、放熱基体５４のＬ方向に沿って延びており、両端部に、ジョイント部材５５が設けられている。ジョイント部材５５は、放熱基体５４の第２の平面５４ｂ上に配置されている。放熱基体５４は、ジョイント部材５５を介して、流路５４ｃが、冷却用流体を冷却する冷却装置３６の連結管３６ａと連結されている。冷却装置３６は、流路５４ｃを通して冷却用流体を循環させる。

以上のように構成された照射装置５では、放熱基体５４が、照射ランプ１１の放熱部材１４に接する第１の平面５４ａから伝わる熱を、流路５４ｃを流れる冷却用流体によって外部へ排出する。加えて、放熱基体５４は、放熱部材１４に接する第１の平面５４ａから伝わる熱を、第１及び第２の平面５４ａ，５４ｂから外気へそれぞれ放出する。

また、第５の実施形態においても、放熱部材１４の第２の平面１４ｂと、放熱基体５４の第１の平面５４ａとは、密着性を高めるために、高精度に平面度が確保されることが望ましい。また、放熱部材１４と放熱基体５４とが接する状態には、直に接する状態と、間接的に接する状態とが含まれる。間接的に接する状態では、例えば、良好な熱伝導性を有するシリコングリス等の面密着部材を介して、放熱部材１４と放熱基体５４とが密着することが好ましい。

第５の実施形態の照射装置５は、水冷方式の第３の実施形態の照射ランプ３１と同様に、流路５４ｃが設けられた放熱基体５４を備えることで、照射ランプ１１の放熱部材１４の放熱性を更に高めることができる。したがって、第５の実施形態においても、照射ランプ１１の発光素子１２の放熱性を高めると共に、照射ランプ１１の保守性を確保することができる。

また、第５の実施形態の照射装置５は、放熱基体５４を照射ランプ１１と別体で構成することで、照射ランプ１１に放熱フィンや流路を設ける構成と比べて、放熱基体５４に流路５４ｃを設けることで流路５４ｃの距離を大きくすることができる。このため、照射ランプ１１の発光素子１２の放熱性を更に高めると共に、照射ランプ１１の保守性を確保することができる。さらに、照射装置５は、流路５４ｃの設計の自由度を向上することができる。

最後に、本実施例の照射ランプについて、比較例の照射ランプと比較した結果を、図面を参照して説明する。以下では、第２の実施形態に対応する空冷方式の実施例１、第３の実施形態に対応する水冷方式の実施例２と、図２１及び図２２に示した構成に対応する比較例とを比較する。

図１７は、順電流Ｉ_Ｆとジャンクション温度Ｔｊとの関係について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。図１７において、縦軸がジャンクション温度Ｔｊ（℃）を示し、横軸が順電流Ｉ_Ｆ（ｍＡ）を示す。また、図１７において、空冷方式の実施例１を□を用いて示し、水冷方式の実施例２を△を用いて示し、比較例を◇を用いて示す。

図１７に示すように、比較例では、順電流Ｉ_Ｆの上昇に伴って、発光素子のジャンクション温度Ｔｊが上昇した。一方、空冷方式の実施例１では、比較例と比べて、順電流Ｉ_Ｆの上昇に伴うジャンクション温度Ｔｊの上昇が小さく抑えられた。同様に、水冷方式の実施例２では、比較例及び実施例１と比べて、順電流Ｉ_Ｆの上昇に伴うジャンクション温度Ｔｊの上昇が更に抑えられた。したがって、実施例１，２は、順電流Ｉ_Ｆの上昇に伴ってジャンクション温度Ｔｊが上昇することを抑えることができた。

図１８は、順電流Ｉ_Ｆと相対照度との関係について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。図１８において、縦軸が相対照度を示し、横軸が順電流Ｉ_Ｆ（ｍＡ）を示す。また、図１８において、空冷方式の実施例１を□を用いて示し、水冷方式の実施例２を△を用いて示し、比較例を◇を用いて示す。また、相対照度は、比較例において、３００ｍＡの順電流Ｉ_Ｆを供給したときの照度を「１．０」として示している。

図１８に示すように、空冷方式の実施例１は、比較例と比べて、順電流Ｉ_Ｆを上昇させたときの相対照度が上昇する傾きが大きくなり、供給する順電流Ｉ_Ｆに応じた相対照度が高められた。また、水冷方式の実施例２では、順電流Ｉ_Ｆが５００ｍＡ以上に上昇させたときに、実施例１に比べて、相対照度が上昇する傾きが更に大きくなり、供給する順電流Ｉ_Ｆに応じた相対照度が更に高められた。したがって、実施例１，２は、順電流Ｉ_Ｆに応じて得られる相対照度が高くなり、比較例よりも照度（光量）を高めることができた。

図１９は、３００ｍＡの順電流Ｉ_Ｆを供給したときのジャンクション温度Ｔｊの経時変化について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。図１９において、縦軸がジャンクション温度Ｔｊ（℃）を示し、横軸が経過時間（ｓ）を示す。また、図１９において、空冷方式の実施例１を□を用いて示し、水冷方式の実施例２を△を用いて示し、比較例を◇を用いて示す。また、２０℃の環境下でジャンクション温度Ｔｊを測定した。

図１９に示すように、比較例では、照射ランプを使用した経過時間に応じて、ジャンクション温度Ｔｊが急激に上昇し、その後、ジャンクション温度Ｔｊが７５℃程度まで徐々に上昇した。一方、空冷方式の実施例１では、経過時間に伴うジャンクション温度Ｔｊの変化が大幅に抑えられ、ジャンクション温度Ｔｊが４０℃程度で一定になった。また、水冷方式の実施例２では、実施例１に比べて、経過時間に伴うジャンクション温度Ｔｊの変化が更に抑えられ、ジャンクション温度Ｔｊが３０℃程度で一定になった。したがって、実施例１，２では、経過時間に伴うジャンクション温度Ｔｊの変化を抑えると共に、ジャンクション温度Ｔｊを小さくすることができた。

図２０は、３００ｍＡの順電流Ｉ_Ｆを供給したときの相対照度の経時変化について、実施例と比較例とを比較して説明するためのグラフである。図２０において、縦軸が相対照度を示し、横軸が経過時間（ｓ）を示す。また、図２０において、空冷方式の実施例１を□を用いて示し、水冷方式の実施例２を△を用いて示し、比較例を◇を用いて示す。また、相対照度は、比較例において、順電流Ｉ_Ｆの供給を開始した経過時間が０ｓのときの照度を「１．００」として示している。

図２０に示すように、比較例では、経過時間に伴う相対照度の変化が、２０００（ｓ）経過後から安定した。言い換えると、比較例では、ジャンクション温度Ｔｊの上昇に伴って、照度の変化が安定するまでに２０００（ｓ）かかった。一方、空冷方式の実施例１では、経過時間に伴う相対照度の変化が、８０（Ｓ）経過後から安定した。また、水冷方式の実施例２では、経過時間に伴う相対照度の変化が、４０（ｓ）経過後から安定した。したがって、実施例１，２は、比較例と比べて、照度が安定するまでの時間を大幅に短縮することができた。

なお、上述した本実施形態は、紫外線を照射する照射装置として構成されたが、可視光を発する発光素子を用いることで、照明光を照射する照明装置として構成されてもよい。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 照射装置
１１ 照射ランプ
１２ 発光素子
１３ 基板
１４ 放熱部材
１４ａ 第１の平面
１４ｂ 第２の平面
１５ 口金
１７ カバー部材

Claims (5)

1. ピーク波長が１８０ｎｍ以上、４５０ｎｍ以下の光を発する発光素子が設けられた基板と；
   前記基板が接して設けられた第１の面と、前記第１の面の反対側に位置して外気に露出された第２の面と、を有する長尺状に形成され、前記基板から伝わる熱を放出する放熱部材と；
   前記基板と電気的に接続された口金と；
   を具備する照射ランプと；
   冷却用流体が流れる流路を有し、前記放熱部材の前記第２の面が接して設けられ、前記放熱部材から伝わる熱を放出する放熱基体と；を具備する、照射装置。
2. 前記基板は、長尺状に形成され、複数の前記発光素子が配列され、
   前記放熱部材は、前記基板全体を支持し、
   前記口金は、前記放熱部材の長手方向における端部に配置されている、請求項１に記載の照射装置。
3. 光透過性を有し、前記基板を気密に覆うカバー部材を更に具備する、請求項１または２に記載の照射装置。
4. 前記口金と電気的に接続されるソケットと；
   を具備する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照射装置。
5. 前記口金と電気的に接続されるソケットと；
   前記放熱基体の前記流路を流れる前記冷却用流体を冷却する冷却装置と；
   を具備する、請求項１に記載の照射装置。

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