JP6634848B2 - 照射装置、及び放熱ユニット - Google Patents

Description

本発明は、照射装置、及び放熱ユニットに関する。

印刷分野、及び液晶表示装置の製造分野において、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化性材料が広く知られている。この紫外線硬化性材料の硬化処理には、紫外線光源を備え、この紫外線光源によって紫外線を紫外線硬化性材料に照射する紫外線照射装置が用いられている。
近年では、多数の紫外線ＬＥＤが配列された基板を有する紫外線照射ヘッドを備えた紫外線照射装置が実用化されている。この種の紫外線照射装置において、紫外線ＬＥＤの発熱などにより紫外線ＬＥＤの周囲温度が変化すると、紫外線ＬＥＤが発する紫外線強度が変化し、紫外線強度が不安定となる。そこで、紫外線強度の安定化のために、紫外線ＬＥＤの放熱構造を有した次のような紫外線照射ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
すなわち、特許文献１の請求項１に記載のように、「多数の紫外線ＬＥＤ素子が基板上に列状に配列され、前記基板と熱的接続されたヒートシンクには前記ＬＥＤ素子の並設方向に多数の板状フィンが並んで立設されてなるフィン部が構成され、ファン装置にて生成した冷却風を前記ヒートシンクのフィン部に作用させこれを介して前記ＬＥＤ素子を冷却する構造を有する紫外線照射ヘッドであって、前記ファン装置を前記ヒートシンクのフィン部の先端側に配置すると共に、前記照射ヘッドのケースに対し前記ヒートシンクのフィン部の並設方向全体で該フィン部の基端部を外部に臨ませる通気口を設け、更に前記ヒートシンクのフィン部の並設方向と直交する幅方向において各フィン間の隙間を前記通気口以外の部分で略閉塞状態に構成し、前記ヒートシンクのフィン部全体の先端部と前記ファン装置との間に設けた空間を前記ファン装置により生じた冷却風にて加圧又は負圧状態となる圧力室として機能する構造を有して構成されていることを特徴とする紫外線照射ヘッド」である（例えば、特許文献１参照）。

また、パワーユニットの分野においては、パワーデバイスだけではなく、例えばダイオードなどの各種発熱部品が冷却可能な次のようなパワーユニットが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
すなわち、特許文献２の請求項１に記載のように、「半導体素子が形成された半導体チップと、前記半導体素子の発熱を放出するための熱交換媒体が流れる領域を囲む容器と、前記半導体チップに熱伝導可能に設けられ、前記容器の天井側に位置する第１の平板部および該第１の平板部から突出する複数の第１のフィン部を有する第１のヒートシンク部材と、前記容器の底側に位置する第２の平板部および該第２の平板部から突出する複数の第２のフィン部を有する第２のヒートシンク部材と、を備えているパワーユニット」である。
このパワーユニットでは、第１のヒートシンク部材の第１の平板部、及び第２のヒートシンク部材の第２の平板部のそれぞれにパワーデバイス、及び各種の発熱部品を搭載することで、これらパワーデバイス、及び各種の発熱部品が冷却される。

特開２０１５−１４９４１５号公報 特開２００８−２７０２９７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、ヒートシンクのフィン部の並設方向と直交する幅方向において各フィン間の隙間の略閉塞状態が、照射ヘッドのケースによって構成されている。このため、照射ヘッドのケースの寸法公差や、ケースの歪みなどの要因で、上記隙間の閉塞状態が崩れ易い、という問題がある。

一方、特許文献２は、第１のヒートシンク部材の第１の平板部、及び第２のヒートシンク部材の第２の平板部のそれぞれに熱源を配置し、それぞれの熱源を放熱する技術を開示するものである。すなわち、特許文献２の技術は、特許文献１の技術のように、基板に熱的に接続されたヒートシンクの熱を、このヒートシンクに対して多数の板状フィンを挟んで配置されたファンが作動することで放熱するものではない。

さらに、紫外線ＬＥＤの高出力化に伴い、より高い放熱能力が放熱構造に求められる。
特許文献１の放熱構造において、放熱能力を高めるには、板状フィン同士の間隔を狭め板状フィンの枚数を増やす、或いは、板状フィンの各々の面積を大きくする、といった手法が考え得る。
しかしながら、板状フィン同士の間隔が狭くなると、隙間を空気が流れ難くなり、板状フィンの枚数増加に見合った冷却能力の向上が得られない、という問題がある。一方、板状フィンの面積を大きくすると装置の大型化を招く、という問題がある。

なお、上述した各々の問題点は、紫外線ＬＥＤに固有の問題ではなく、発熱する発光素子を光源に備えた照射装置に共通するものである。

そこで、本発明は、放熱能力が高められる照射装置、及び放熱ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、発光素子が一方の面に熱的に接続された板状のヒートシンクと、前記ヒートシンクの他方の面に熱的に接続された状態で固定された放熱ユニットと、前記ヒートシンクからみて前記放熱ユニットを挟んだ位置に設けられたファンと、を有し、前記放熱ユニットは、前記ヒートシンクの他方の面に垂直に固定される一対の平板部と、前記一対の平板部の間に設けられ、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、を備え、前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、前記一対の平板部の一方の面内には、前記ファンの側よりも前記ヒートシンクの側に寄せた位置に、複数の前記管状部のそれぞれに連通するように開口した通気口が形成されていることを特徴とする。

また本発明は、上記照射装置において、前記仕切部には、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延びる複数本の溝が形成されている、ことを特徴とする。

また本発明は、発光素子が一方の面に熱的に接続された板状のヒートシンクと、前記ヒートシンクの他方の面に熱的に接続された状態で固定された放熱ユニットと、前記ヒートシンクからみて前記放熱ユニットを挟んだ位置に設けられたファンと、を有し、前記放熱ユニットは、前記ヒートシンクの他方の面に垂直に固定される一対の平板部と、前記一対の平板部の間に設けられ、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、を備え、前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、前記一対の平板部の一方の面内には、複数の前記管状部に連通する通気口が形成され、前記仕切部には、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延びる複数本の溝が形成され、複数の前記仕切部は、前記平板部との一体成型物である、ことを特徴とする照射装置。

また本発明は、上記照射装置において、前記仕切部は、一方の平板部との一体成型物である第１仕切部と、他方の平板部との一体成型物である第２仕切部と、を備え、前記第１仕切部、及び前記第２仕切部は、前記一対の平板部の間に交互に設けられていることを特徴とする。

また本発明は、上記照射装置において、前記通気口が形成された平板部は、前記通気口よりも前記ヒートシンクの側に、当該ヒートシンクと接触する接触部を有する、ことを特徴とする。

また本発明は、上記照射装置において、前記管状部の断面積は、前記ヒートシンクの温度を所定温度以下にするために必要な所定流速が得られる面積に成されていることを特徴とする。

また本発明は、発光素子の発熱が伝えられる熱源とファンとの間に、前記熱源の表面に熱的に接続された状態で固定される放熱ユニットにおいて、前記熱源の表面に垂直に固定される一対の平板部と、前記一対の平板部の間に設けられ、前記熱源の側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、を備え、前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、前記一対の平板部の一方の面内には、前記ファンの側よりも前記熱源の側に寄せた位置に、複数の前記管状部のそれぞれに連通するように開口した通気口が形成されていることを特徴とする。

本発明では、一対の平板部の間に設けられた複数の管状部が、一対の平板部と、これら両者の間を仕切る複数の仕切部とによって形成される。
したがって、従前の技術のように、例えばケースの面を使って仕切部の間の隙間を閉塞する構成に比べ、管状部の閉塞性が低下することがない。
さらに、この管状部は、高熱伝導性材料で囲まれて形成されているので、ケースなどで仕切部の間の隙間を閉塞するような従前の構成に比べ、管状部を通る空気と管状部の表面との間の熱交換能力が高められる。これにより、放熱ユニットの放熱能力が高められる。

本発明の実施形態に係る紫外線照射装置の構成図であり、（Ａ）は紫外線照射装置の正面図、（Ｂ）は紫外線照射装置の平面図、（Ｃ）は紫外線照射装置の底面図、（Ｄ）は紫外線照射装置の左側面図、（Ｅ）は紫外線照射装置の右側面図である。 紫外線照射装置の内部構成を示す背面側からみた斜視図である。 放熱ユニットの斜視図である。 放熱ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は放熱ユニットの正面図、（Ｂ）は放熱ユニットの底面図、（Ｃ）は放熱ユニットの背面図、（Ｄ）は放熱ユニットの左側面図である。 放熱ユニットの組立図である。 紫外線照射装置の光源部の温度分布図である。 紫外線照射装置の内部の温度分布図であり、（Ａ）は図６のＶＩａ−ＶＩａ断面線における温度分布図、（Ｂ）は図６のＶＩｂ−ＶＩｂ断面線における温度分布図である。 紫外線照射装置の内部における空気の流速分布図であり、（Ａ）は図６のＶＩａ−ＶＩａ断面線における流速分布図、（Ｂ）は図６のＶＩｂ−ＶＩｂ断面線における流速分布図である。 比較例に係る放熱ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）は放熱ユニットの背面図、（Ｂ）は放熱ユニットの底面図、（Ｃ）は放熱ユニットの正面図、（Ｄ）は放熱ユニットの左側面図である。 比較例に係る紫外線照射装置の光源部の温度分布図である。 比較例に係る紫外線照射装置の内部の温度分布図であり、（Ａ）は図１０のＸａ−Ｘａ断面線における温度分布図、（Ｂ）は図１０のＸｂ−Ｘｂ断面線における温度分布図である。 比較例に係る紫外線照射装置の内部における空気の流速分布図であり、（Ａ）は図１０のＸａ−Ｘａ断面線における流速分布図、（Ｂ）は図１０のＸｂ−Ｘｂ断面線における流速分布図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る紫外線照射装置１の構成図であり、図１（Ａ）は紫外線照射装置１の正面図、図１（Ｂ）は紫外線照射装置１の平面図、図１（Ｃ）は紫外線照射装置１の底面図である。また図１（Ｄ）は紫外線照射装置１の左側面図、図１（Ｅ）は紫外線照射装置１の右側面図である。なお、紫外線照射装置１の背面側の外観は、正面側の外観と同じである。
紫外線照射装置１は、紫外線硬化性樹脂や紫外線硬化性インクなどの紫外線硬化性材料に紫外線を照射し、この紫外線硬化性材料を硬化する装置である。この紫外線照射装置１は、紫外線硬化性インクを用いた印刷や、紫外線硬化性樹脂をシール材とした用いた液晶表示装置の製造などの各種の生産、製造分野で広く用いることができる。

紫外線照射装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）に示すように、直方体形状のケース２と、このケース２の底面の側に取り付けられる底面カバー４とを備えている。また紫外線照射装置１は、図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に示すように、外部電源に接続される電源線が接続される複数の電源コネクタ６を備え、これらの電源コネクタ６は、ケース２の左側面２Ｄに隣り合わせに配置されている。
図１（Ｃ）に示すように、底面カバー４には、長手方向に長い矩形状の照射開口８が形成されており、この照射開口８から紫外線が出射されることで、ライン状の紫外線が照射される。この照射開口８は、紫外線に対して透明なガラス材から形成された保護ガラス１０で閉塞され、保護ガラス１０によって内部が保護されている。

紫外線照射装置１は、図１（Ｄ）、及び図１（Ｅ）に示すように、ケース２の正面２Ａ、及び背面２Ｆのそれぞれからケース２の中を通って上面２Ｂに至る複数の空気流路１２を有し、これらの空気流路１２を空気が流通することで、ケース２の内部が空冷される。
ケース２の正面２Ａ、及び背面２Ｆには、複数の空気流路１２の各々の入口１４が形成されており、上面２Ｂには、複数の空気流路１２の各々の出口１６が形成されている。これら入口１４、及び出口１６は、ケース２の長手方向の略全体に亘って一定の間隔で設けられる。それぞれの入口１４は、ケース２の内部への粉塵の浸入を防止するエアーフィルタ１８で覆われている。また、それぞれの出口１６には、ファン２０が設けられている。
ファン２０は、出口１６からケース２の外に空気を吐出するものであり、内蔵の羽根への指の接触を防止するフィンガーガード２０Ａを備える。ファン２０のそれぞれが作動することで、それぞれの入口１４から外気が取り込まれ、空気流路１２を通って出口１６に至り、ケース２の外に排気される。この空気の流れによってケース２の内部が冷却される。

図２は、紫外線照射装置１の内部構成を示す背面側からみた斜視図である。この図２では、ケース２と、幾つかのエアーフィルタ１８及びファン２０との図示が省略されている。
同図に示すように、紫外線照射装置１は、ケース２の中に、光源部３０と、ヒートシンク３２と、複数の放熱ユニット４０とを備えている。
光源部３０は、紫外線を放射するものであり、照射開口８を臨む位置に配置された多数の紫外線ＬＥＤ３４（図１（Ｃ）参照）と、紫外線ＬＥＤ３４の実装基板３３と、これらの紫外線ＬＥＤ３４の配光を制御する配光制御体３６と、を備えている。配光制御体３６には、反射ミラーや光学レンズ（図示例では反射ミラー）が用いられる。

ヒートシンク３２は、照射開口８と略同じ長さの矩形の板状の部材であり、アルミニウムなどの高熱伝導性材料から形成されている。ヒートシンク３２は、照射開口８の開口面に裏面３２Ａの側を対面させた状態でケース２の中で固定される。この裏面３２Ａには、上記光源部３０の実装基板３３が固定され、実装基板３３を通じて紫外線ＬＥＤ３４がヒートシンク３２に熱的に接続される。

放熱ユニット４０は、上述した空気流路１２に配置され、空気流路１２を流れる空気と熱交換することで放熱するユニットであり、全体がアルミニウムなどの高熱伝導性材料から形成されている。放熱ユニット４０は、紫外線ＬＥＤ３４の発熱が伝えられることで熱源となるヒートシンク３２の表面３２Ｂに熱的に接続された状態で固定されている。
そして、これら放熱ユニット４０の上面４０Ａの上方、すなわちヒートシンク３２からみて放熱ユニット４０を挟んだ位置に、上記ファン２０が配置されている。

図３は、放熱ユニット４０の斜視図である。また、図４は放熱ユニット４０の構成を示す図であり、図４（Ａ）は放熱ユニット４０の正面図、図４（Ｂ）は放熱ユニット４０の底面図、図４（Ｃ）は放熱ユニット４０の背面図、図４（Ｄ）は放熱ユニット４０の左側面図である。図５は放熱ユニット４０の組立図である。なお、放熱ユニット４０の右側面の外観は、左側面の外観と同じである。また、放熱ユニット４０の上面４０Ａは前掲図２に示されている。
図４（Ｂ）に示すように、放熱ユニット４０は、一対の平板部である正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂと、これら正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に設けられた多数の管状部４４を備え、これらが全てアルミニウムなどの高熱伝導性材料から形成されている。

管状部４４は、図４（Ｂ）、及び図２に示すように、放熱ユニット４０の底面４０Ｂから上面４０Ａにかけて直線状に延びる断面略矩形状の中空部である。一対の正面平板部４２Ａ及び背面平板部４２Ｂの間には、これら正面平板部４２Ａ及び背面平板部４２Ｂの面に沿って、多数の管状部４４が互いに一列に並んで設けられている。これらの管状部４４の端部４４Ａ、４４Ｂは、図２、及び図３に示すように、放熱ユニット４０の上面４０Ａ、及び底面４０Ｂのそれぞれに開放した開放端である。

これらの管状部４４は、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に多数の仕切部４５Ａ、４５Ｂが設けられて形成されている。
具体的には、これらの仕切部４５Ａ、４５Ｂは、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの一方から他方に亘って延び、かつ所定厚みを有した板状部材であり、アルミニウムなどの高熱伝導性材料から形成されている。
これらの仕切部４５Ａ、４５Ｂが、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に配列されることで、仕切部４５Ａ、４５Ｂによって一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間が仕切られ、管状部４４が形成される。

このように、放熱ユニット４０においては、仕切部４５Ａ、４５Ｂの間の隙間が、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂで塞がれている。したがたって、従前の技術のように、例えばケース２の面を使って仕切部４５Ａ、４５Ｂの間の隙間を閉塞する構成に比べ、ケース２の歪みや寸法公差によって管状部４４の閉塞性が低下することがない。
また、この放熱ユニット４０の管状部４４は、高熱伝導性材料である正面平板部４２Ａ、背面平板部４２Ｂ、仕切部４５Ａ、及び仕切部４５Ｂによって囲まれることで形成されている。したがって、ケース２などで仕切部４５Ａ、４５Ｂの間の隙間を閉塞する構成に比べ、管状部４４を通る空気と管状部４４の表面との間の熱交換能力が高められるので、より高い放熱能力が得られる。

次いで、図５に示すように、仕切部４５Ａのそれぞれは、正面平板部４２Ａの面上に垂直に立った状態で、かつ互いに並列に一定の間隔Ｔで設けられている。同様に仕切部４５Ｂのそれぞれは背面平板部４２Ｂの面上に垂直に立った状態で、かつ互いに並列に一定の間隔Ｔで設けられている。なお、本実施形態において、垂直とは、９０度のみならず、寸法公差などによる多少の誤差を含むものとする。
放熱ユニット４０の製造においては、図５に示すように、正面平板部４２Ａ及び仕切部４５Ａを有した一体成型物である正面側パーツ４７Ａと、背面平板部４２Ｂ及び仕切部４５Ｂを有した一体成型物である背面側パーツ４７Ｂとが製造される。この製造には、例えばアルミニウムなどの高熱伝導性材料の押出成型が用いられる。なお、アルミダイカストなどの鋳造を製造に用いてもよい。
次いで、一組の正面側パーツ４７Ａ、及び背面側パーツ４７Ｂを、各仕切部４５Ａの間に１つずつ仕切部４５Ｂが入り込む姿勢で向かい合わせた状態でヒートシンク３２の上面３２Ｂに配置される。これにより、図３、図４（Ｂ）に示すように、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に、間隔Ｔの半分の間隔で仕切部４５Ａ、４５Ｂが交互に並んで設けられ、間隔Ｔの半分の幅の管状部４４が形成される。なお、管状部４４の幅は、より正確には、間隔Ｔの半分よりも仕切部４５Ａまたは仕切部４５Ｂの厚み分だけ小さい。

このように、この放熱ユニット４０の組み立ては、一組の正面側パーツ４７Ａと、背面側パーツ４７Ｂとを向かい合わせて配置するだけなので、非常に簡単に組み立てることができる。

ここで、上述のとおり、正面側パーツ４７Ａ、及び背面側パーツ４７Ｂは、アルミニウムなどの高熱伝導性材料の押出成型による一体成型物である。これにより、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂのそれぞれに別部品の仕切部４５Ａ、４５Ｂを接合として正面側パーツ４７Ａ、及び背面側パーツ４７Ｂを形成した場合に比べ、正面平板部４２Ａと仕切部４５Ａ、及び背面平板部４２Ｂと仕切部４５Ｂとの間の熱抵抗が抑えられる。したがって、正面側パーツ４７Ａ、及び背面側パーツ４７Ｂの全体に熱が拡散し易くなり、効率良く放熱が行われることとなる。

放熱ユニット４０は、底面４０Ｂの全体を、ヒートシンク３２の表面３２Ｂに接触させた状態で固定されることで、放熱ユニット４０が底面４０Ｂでヒートシンク３２と熱的に接続される。そして、光源部３０からヒートシンク３２に伝わった熱は、この底面４０Ｂの接触部分を通じてヒートシンク３２から放熱ユニット４０に伝えられる。
このように放熱ユニット４０がヒートシンク３２に固定された状態において、管状部４４のヒートシンク３２の側の端部４４Ｂは、ヒートシンク３２の表面３２Ｂによって閉塞される。なお、管状部４４のファン２０の側の端部４４Ａは、閉塞されずに開放状態に維持される。
そして放熱ユニット４０の正面平板部４２Ａには、図２、図３、及び図５に示すように、管状部４４のそれぞれに連通する通気口４６が形成されており、図３に矢印Ｆで示すように、この通気口４６から管状部４４のそれぞれに空気が流入するようになっている。

紫外線照射装置１にあっては、上述した空気流路１２に通気口４６が位置するように放熱ユニット４０が配置される。より具体的には、ケース２の上記入口１４に通気口４６が対面配置されており、入口１４から取り込まれた空気がスムーズに放熱ユニット４０の通気口４６から管状部４４のそれぞれに流れ込む。

ここで、放熱ユニット４０の底面４０Ｂには、上述したように、多数の管状部４４の端部４４Ｂが開口しているので、端部４４Ｂの開口面積の分、底面４０Ｂとヒートシンク３２の接触面積が少なくなる。
そこで正面側パーツ４７Ａの製造においては、正面平板部４２Ａの通気口４６を形成するに際し、正面平板部４２Ａの底面４２Ａ１（例えば図３）を切り落とすのではなく、図５に示すように、底面４２Ａ１から一定距離Ｓを残して通気口４６が形成される。これにより、正面平板部４２Ａには、通気口４６のヒートシンク３２の側に、ヒートシンク３２と接触する底面４２Ａ１を有したフランジ部４８が形成される。このフランジ部４８がヒートシンク３２の接触部となり、このフランジ部４８の底面４２Ａ１の分だけ接触面積の減少が抑えられ、ヒートシンク３２から放熱ユニット４０への熱伝達の低下が抑えられる。この放熱ユニット４０にあっては、フランジ部４８がヒートシンク３２にネジ止め固定する固定部としても用いられている。

このように放熱ユニット４０がヒートシンク３２に固定された状態において、ファン２０が作動すると、ケース２の入口１４から空気が取り込まれ、この空気が放熱ユニット４０の通気口４６から各管状部４４に入り込む。そして、各管状部４４において空気が管状部４４の表面（内周面）との間で熱交換しながらファン２０の側の端部４４Ａに向かって流れ、ファン２０から外部に放出される。
上述したように、１つの管状部４４の表面（内周面）は、正面側パーツ４７Ａの正面平板部４２Ａ及び仕切部４５Ａと、背面側パーツ４７Ｂの背面平板部４２Ｂ及び仕切部４５Ｂとによって形成される。したがって、これら正面側パーツ４７Ａと背面側パーツ４７Ｂとの間で熱交換の偏りが抑えられ、放熱ユニット４０の全体で効率良く放熱を行うことができる。

ここで、管状部４４の中の流速が遅くなるほど、内部を流れる空気との間の熱交換量が少なくなり放熱ユニット４０の放熱能力が低下する。そこで、この放熱ユニット４０では、ヒートシンク３２の温度を所望の温度以下に維持する放熱能力を得るために必要な流速の目標値が予め求められる。管状部４４の中の流速は、一般に、管状部４４の断面積によって変るので、この放熱ユニット４０の管状部４４の断面積は、流速の目標値が得られる値に設定されている。すなわち、この放熱ユニット４０では、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間の距離Ｍ（すなわち、仕切部４５Ａ、４５Ｂの高さ）（図３）と、仕切部４５Ａ、４５Ｂの間隔Ｔとに、所定の断面積を確保する値が設定されている。
これにより、管状部４４における流速低下に起因した放熱能力の低下が防止される。

なお、これら仕切部４５Ａ、４５Ｂのそれぞれの表面には、図５に示すように、放熱ユニット４０の底面４０Ｂから上面４０Ａにかけて直線状に延びる多数の溝４９が形成されており、表面積、すなわち熱交換面積の増大が図られている。
なお、図５では、図面が煩雑になるのを避けるため、一部の仕切部４５Ａ、４５Ｂにのみ溝４９を模式的に示している。また正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの面内にも熱交換面積を増大させる多数の溝が形成されていてもよい。

この紫外線照射装置１では、図２に示すように、背面平板部４２Ｂ同士が接触するように背中合わせに配置された２つの放熱ユニット４０が、ヒートシンク３２の長手方向の全体に亘って隙間無く配列される。これにより、それぞれの放熱ユニット４０によってヒートシンク３２に伝わった光源部３０の熱が放熱されヒートシンク３２の温度が所定温度以下に維持される。

次いで、紫外線照射時における紫外線照射装置１の内部の温度分布、及び空気の流速分布を説明する。
図６は紫外線照射装置１の光源部３０の温度分布図である。図７は紫外線照射装置１の内部の温度分布図であり、図７（Ａ）は図６のＶＩａ−ＶＩａ断面線における温度分布図、図７（Ｂ）は図６のＶＩｂ−ＶＩｂ断面線における温度分布図である。図８は紫外線照射装置１の内部における空気の流速分布図であり、図８（Ａ）は図６のＶＩａ−ＶＩａ断面線における流速分布図、図８（Ｂ）は図６のＶＩｂ−ＶＩｂ断面線における流速分布図である。なお、これらの温度分布、及び流速分布は、入口１４の数が３箇所、かつファン２０の個数が５個の構成の紫外線照射装置１を対象に、コンピュータシミュレーションによって得られたデータである。

図６に示されるように、光源部３０の実装基板３３の面内では、中央部Ｏの温度が最も高く、この中央部Ｏから遠ざかるほど温度が下がることが分かる。実装基板３３の中央部Ｏに近い紫外線ＬＥＤ３４の箇所Ｐ１での温度は６３℃であり、中央部Ｏから遠い右端部の紫外線ＬＥＤ３４の箇所Ｐ２での温度は６１℃である。また、左端部の紫外線ＬＥＤ３４の箇所Ｐ３の温度は６０℃である。

次に図７（Ａ）、及び図７（Ｂ）に示されるように、放熱ユニット４０の断面内においては、ヒートシンク３２の側から上面４０Ａの側にかけて温度は低くなっている。例えば上記箇所Ｐ１の上方であって、放熱ユニット４０の上面４０Ａに位置する箇所Ｐ４の温度は５３℃である。すなわち、放熱ユニット４０では、管状部４４のヒートシンク３２の側の端部４４Ｂと、ファン２０の側の端部４４Ａとで約１０℃の温度勾配を生じさせる放熱が管状部４４で行われている。

図８に示されるように、ヒートシンク３２の中央部Ｏに位置する管状部４４において、通気口４６に対応する箇所Ｑ１、及びファン２０の側の端部４４Ａに対応する箇所Ｑ２での空気の流速は約１.９００〜３.４００（ｍ／ｓ）である。また管状部４４の端部４４Ａと４４Ｂの略中間の箇所Ｑ３での空気の流速は３.８００（ｍ／ｓ）である。

次いで、比較例に係る紫外線照射装置Ｊ１の温度分布、及び流速分布を説明する。
この紫外線照射装置Ｊ１は、上述した放熱ユニット４０と異なる構成の放熱ユニットＪ４０を備え、その他の構成は、紫外線照射装置１と同様である。

図９は放熱ユニットＪ４０の構成を示す図であり、図９（Ａ）は放熱ユニットＪ４０の背面図、図９（Ｂ）は放熱ユニットＪ４０の底面図、図９（Ｃ）は放熱ユニットＪ４０の正面図、図９（Ｄ）は放熱ユニットＪ４０の左側面図である。
図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示すように、放熱ユニットＪ４０は、矩形板状の平板部Ｊ４２と、この平板部Ｊ４２に立設された多数の板状のフィン部Ｊ４５と、を備えた一体成型物である。
この放熱ユニットＪ４０の材質は、上述した放熱ユニット４０と同じである。また平板部Ｊ４２のサイズは、上述した背面平板部４２Ｂと同じであり、また、１枚のフィン部Ｊ４５のサイズは、上記放熱ユニット４０の仕切部４５Ｂの高さを正面平板部４２Ａの厚み分延長したものに相当する。そして、放熱ユニットＪ４０では、フィン部Ｊ４５の配置間隔が放熱ユニット４０の仕切部４５Ａ、４５Ｂの配置間隔Ｔよりも狭く配置されている。これにより、フィン部Ｊ４５の枚数は、仕切部４５Ａ、４５Ｂの合計枚数よりも多く、これらフィン部Ｊ４５による放熱面積が仕切部４５Ａ、４５Ｂによる放熱面積よりも大きくなされている。
比較例の紫外線照射装置Ｊ１では、放熱ユニットＪ４０が、上述した放熱ユニット４０に代えてヒートシンク３２に熱的に接続された状態で固定されている。
そして、紫外線照射装置Ｊ１の各部を紫外線照射装置１と同じ条件で動作させ、紫外線照射時における紫外線照射装置Ｊ１の内部の温度分布、及び空気の流速分布をコンピュータシミュレーションにより求めた。

図１０は紫外線照射装置Ｊ１の光源部３０の温度分布図である。図１１は紫外線照射装置Ｊ１の内部の温度分布図であり、図１１（Ａ）は図１０のＸａ−Ｘａ断面線における温度分布図、図１１（Ｂ）は図１０のＸｂ−Ｘｂ断面線における温度分布図である。図１２は紫外線照射装置Ｊ１の内部における空気の流速分布図であり、図１２（Ａ）は図１０のＸａ−Ｘａ断面線における流速分布図、図１２（Ｂ）は図１０のＸｂ−Ｘｂ断面線における流速分布図である。

図１０に示されるように、実装基板３３の上記箇所Ｐ１での温度は６８℃であり、上記箇所Ｐ２での温度は６６℃であり、上記箇所Ｐ３の温度は６５℃であった。
また図１１（Ａ）、及び図１１（Ｂ）に示されるように、放熱ユニットＪ４０のファン２０の側の端部Ｊ４４Ａにおいて、上記箇所Ｐ１に対応する箇所Ｐ４の温度は６６℃であった。

そして本実施形態の紫外線照射装置１と比較すると、実装基板３３の面内、及びヒートシンク３２のいずれにおいても、紫外線照射装置１は、各箇所Ｐ１〜Ｐ４の温度を略５℃低下させている。したがって、本実施形態の放熱ユニット４０は、フィン部Ｊ４５の枚数を増やした放熱ユニットＪ４０よりも高い放熱能力が得られていることが分かる。

また比較例の紫外線照射装置Ｊ１において、上記箇所Ｐ４の温度は６２℃であり、フィン部Ｊ４５同士の隙間においては、ヒートシンク３２の側の端部Ｊ４４Ｂと、ファン２０の側の端部Ｊ４４Ａとの間で約６℃の温度勾配しか生じていない。
これに対して本実施形態の紫外線照射装置１では、上述したように約１０℃の温度勾配が得られているので、放熱ユニット４０の放熱効率（空気との間の熱交換効率）は、比較例の放熱ユニットＪ４０よりも高いと言える。

図１２に示されるように、比較例の紫外線照射装置Ｊ１において、管状部４４における箇所Ｑ１、上記箇所Ｑ２、及び上記箇所Ｑ３での空気の流速は、約１.５００〜２.５００（ｍ／ｓ）である。すなわち、本実施形態の紫外線照射装置１と比較すると、フィン部Ｊ４５同士の隙間においては、本実施形態の放熱ユニット４０のように、流速が３.０００（ｍ／ｓ）を大きく超え３.８００（ｍ／ｓ）に達するような箇所がみられない。このような結果となった要因は、多数のフィン部Ｊ４５が密に配置され、かつ、フィン部Ｊ４５同士の隙間が閉塞されていないためと推察される。
そして、本実施形態の放熱ユニット４０と比較例の放熱ユニットＪ４０の空気の流速のこのような違いが、放熱効率（空気との間の熱交換効率）の差の要因の一つと推察される。また、本実施形態の放熱ユニット４０では管状部４４が高熱伝導性材料で囲まれていることも放熱効率の差の要因の一つと推察される。

ところで、上述したように、本実施形態の紫外線照射装置１は、紫外線ＬＥＤ３４に約３℃の温度差が生じている。一般に、紫外線ＬＥＤ３４は、駆動電流値が一定であっても動作温度によって明るさ（光量）が変動する。
そこで、紫外線照射装置１には、前掲図２に示すように、紫外線ＬＥＤ３４のそれぞれの駆動電流値を制御し、これら紫外線ＬＥＤ３４を所定の明るさで点灯駆動するＬＥＤ駆動回路８０に加え、実装基板３３の温度を検出するセンサ部８２が設けられている。このセンサ部８２は、例えば実装基板３３の面内に適宜に配置した複数の温度センサである。

ＬＥＤ駆動回路８０は、センサ部８２によって検出された温度に基づいて、温度差に起因した明るさの変動を打ち消し、一定の明るさを維持する値の駆動電流値に変え、紫外線ＬＥＤ３４を点灯駆動する。これにより、実装基板３３の面内に多少の温度差が生じていても、それぞれの紫外線ＬＥＤ３４の明るさが一定に維持され、光量の揺らぎを抑えた紫外線を安定的に照射できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。
上述した放熱ユニット４０においては、一対の正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に設けられた複数の管状部４４が、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂと、これら両者の間を仕切る複数の仕切部４５Ａ、４５Ｂとによって形成されている。
したがって、従前の技術のように、例えばケース２の面を使って仕切部４５Ａ、４５Ｂの間の隙間を閉塞する構成に比べ、この放熱ユニット４０においては、ケース２の歪みや寸法公差によって管状部４４の閉塞性が低下することがない。
さらに、この管状部４４は、高熱伝導性材料で囲まれて形成されているので、ケース２などで仕切部４５Ａ、４５Ｂの間の隙間を閉塞するような従前の構成に比べ、管状部４４を通る空気と管状部４４の表面との間の熱交換能力が高められる。これにより、放熱ユニット４０の放熱能力が高められる。

また、上記仕切部４５Ａ、４５Ｂには、ヒートシンク３２の側からファン２０の側に延びる複数本の溝４９が形成されているので、仕切部４５Ａ、４５Ｂの表面積、すなわち熱交換面積の増大が図られ、熱交換能力が高められる。これにより、放熱ユニット４０の放熱能力が更に高められる。

また上記放熱ユニット４０において、仕切部４５Ａは正面平板部４２Ａとの一体成型物であり、仕切部４５Ｂは背面平板部４２Ｂとの一体成型物である。
これにより、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂのそれぞれに別部品の仕切部４５Ａ、４５Ｂを接合した構成に比べ、正面平板部４２Ａと仕切部４５Ａ、及び背面平板部４２Ｂと仕切部４５Ｂとの間の熱抵抗が抑えられる。したがって、放熱ユニット４０の全体に熱が伝わり易くなり、効率良く放熱が行われることとなる。

また上記放熱ユニット４０において、仕切部４５Ａ、及び仕切部４５Ｂは、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂの間に交互に設けられている。
これにより、１つの管状部４４の内周面は、正面平板部４２Ａ及び仕切部４５Ａの一体成型物と、背面平板部４２Ｂ及び仕切部４５Ｂの一体成型物とによって形成される。したがって、正面側の一体成型物（正面側パーツ４７Ａ）と背面側の一体成型物（背面側パーツ４７Ｂ）との間で、熱交換の偏りが抑えられ、放熱ユニット４０の全体で効率良く放熱させることができる。

また上記放熱ユニット４０において、正面平板部４２Ａは、通気口４６よりもヒートシンク３２の側に、このヒートシンク３２と接触する接触部であるフランジ部４８を有する。
これにより、フランジ部４８の底面４２Ａ１の分だけ、正面平板部４２Ａとヒートシンク３２の接触面積が増え、ヒートシンク３２から放熱ユニット４０への熱伝達の増加が図られる。

また上記放熱ユニット４０において、管状部４４のそれぞれの断面積は、ヒートシンク３２の温度を所定温度以下にするために必要な所定流速が得られる面積に成されている。この所定温度は、紫外線ＬＥＤ３４が正常に作動する温度（例えば定格温度）である。
これにより、上記比較例の放熱ユニットＪ４０のように、フィン部Ｊ４５を密に配置した構成に比べて高い放熱能力が得られる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の要旨の範囲において任意に変形、及び応用が可能である。

また例えば、上述した実施形態において、正面平板部４２Ａ、及び背面平板部４２Ｂのいずれか一方に仕切部４５Ａ、及び仕切部４５Ｂの全部を一体に設けてもよい。

また例えば、上述した実施形態において、紫外線を照射する紫外線照射装置１を例示したが、これに限らない。すなわち、光源部３０が備えるＬＥＤには、紫外線ＬＥＤ３４、可視光ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、及び赤外ＬＥＤを適宜に組み合わせて用いることができる。また、ＬＥＤに代えて有機ＥＬ素子などの任意の発光素子を光源に用いることもできる。

１ 紫外線照射装置（照射装置）
２ ケース
８ 照射開口
１２ 空気流路
１４ 入口
１６ 出口
２０ ファン
３０ 光源部
３２ ヒートシンク
３３ 実装基板
３４ 紫外線ＬＥＤ（発光素子）
４０ 放熱ユニット
４０Ａ 上面
４０Ｂ 底面
４２Ａ 正面平板部（平板部）
４２Ｂ 背面平板部（平板部）
４４ 管状部
４４Ａ、４４Ｂ 管状部の端部
４５Ａ 仕切部（第１仕切部）
４５Ｂ 仕切部（第２仕切部）
４６ 通気口
４７Ａ 正面側パーツ
４７Ｂ 背面側パーツ
４８ フランジ部（接触部）
４９ 溝
８０ ＬＥＤ駆動回路
８２ センサ部

Claims (7)

1. 発光素子が一方の面に熱的に接続された板状のヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの他方の面に熱的に接続された状態で固定された放熱ユニットと、
   前記ヒートシンクからみて前記放熱ユニットを挟んだ位置に設けられたファンと、
   を有し、
   前記放熱ユニットは、
   前記ヒートシンクの他方の面に垂直に固定される一対の平板部と、
   前記一対の平板部の間に設けられ、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、
   を備え、
   前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、
   前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、
   前記一対の平板部の一方の面内には、前記ファンの側よりも前記ヒートシンクの側に寄せた位置に、複数の前記管状部のそれぞれに連通するように開口した通気口が形成されている
   ことを特徴とする照射装置。
2. 前記仕切部には、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延びる複数本の溝が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
3. 発光素子が一方の面に熱的に接続された板状のヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの他方の面に熱的に接続された状態で固定された放熱ユニットと、
   前記ヒートシンクからみて前記放熱ユニットを挟んだ位置に設けられたファンと、
   を有し、
   前記放熱ユニットは、
   前記ヒートシンクの他方の面に垂直に固定される一対の平板部と、
   前記一対の平板部の間に設けられ、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、
   を備え、
   前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、
   前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、
   前記一対の平板部の一方の面内には、複数の前記管状部に連通する通気口が形成され、
   前記仕切部には、前記ヒートシンクの側から前記ファンの側に延びる複数本の溝が形成され、
   複数の前記仕切部は、前記平板部との一体成型物である、
   ことを特徴とする照射装置。
4. 前記仕切部は、
   一方の平板部との一体成型物である第１仕切部と、
   他方の平板部との一体成型物である第２仕切部と、
   を備え、
   前記第１仕切部、及び前記第２仕切部は、前記一対の平板部の間に交互に設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の照射装置。
5. 前記通気口が形成された平板部は、前記通気口よりも前記ヒートシンクの側に、当該ヒートシンクと接触する接触部を有する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照射装置。
6. 前記管状部の断面積は、前記ヒートシンクの温度を所定温度以下にするために必要な所定流速が得られる面積に成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照射装置。
7. 発光素子の発熱が伝えられる熱源とファンとの間に、前記熱源の表面に熱的に接続された状態で固定される放熱ユニットにおいて、
   前記熱源の表面に垂直に固定される一対の平板部と、
   前記一対の平板部の間に設けられ、前記熱源の側から前記ファンの側に延び、当該ファンの側の端部が開放した複数の管状部と、
   を備え、
   前記管状部は、前記一対の平板部の間を仕切る複数の仕切部によって形成され、
   前記一対の平板部、及び前記仕切部は、高熱伝導性材料から形成されており、
   前記一対の平板部の一方の面内には、前記ファンの側よりも前記熱源の側に寄せた位置に、複数の前記管状部のそれぞれに連通するように開口した通気口が形成されている
   ことを特徴とする放熱ユニット。