(57)【要約】【課題】複数のＬＥＤを均一に冷却することが可能な構成を有する、小型の光照射装置を提供すること。【解決手段】ライン状の光を照射する光照射装置が、基板の表面に第１方向に沿って並べて配置された複数の光源を有する光源部と、第１方向に沿って形成された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、複数の放熱フィンを囲む第１の風洞を形成する仕切板と、仕切板との間に第２の風洞を形成する筐体と、外部からの空気を取り込んで第２の風洞に導き第１方向の気流を生成する冷却ファンと、を備え、仕切板は、第１の風洞と第２の風洞とを連通するように形成された連通口を有し、筐体は、第１の風洞と連続し第１の風洞内の空気を外部に排気する排気口を有し、第２の風洞内を第１方向に導かれた空気が、連通口を介して第１の風洞内に導かれ、複数の放熱フィンの間を通って排気口から外部に排気される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項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方向に延びる基板と、前記基板の表面に前記第１方向に沿って並べて配置された複数の光源と、を有する光源部と、
前記第１方向に沿って所定の間隔をおいて形成された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、
前記複数の放熱フィンを囲む第１の風洞を形成する仕切板と、
前記光源部、前記放熱部及び前記仕切板を収容すると共に、前記仕切板との間に第２の風洞を形成する筐体と、
外部からの空気を取り込んで前記第２の風洞に導き、前記第２の風洞内に前記第１方向の気流を生成する冷却ファンと、
を備え、
前記仕切板は、前記第１の風洞と前記第２の風洞とを連通するように形成された連通口を有し、
前記筐体は、前記第１の風洞と連続し、前記第１の風洞内の空気を外部に排気する排気口を有し、
前記第２の風洞内を前記第１方向に導かれた空気が、前記連通口を介して前記第１の風洞内に導かれ、前記複数の放熱フィンの間を通って前記排気口から外部に排気される
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記筐体は、前記第２の風洞と前記冷却ファンとの間に、前記第２の風洞と連通する第３の風洞を有することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記第３の風洞内に、前記光源部と電気的に接続され、前記複数の光源に電力を供給する駆動回路を備えることを特徴とする請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記複数の光源から出射される光を前記筐体の外部に導光する反射部材をさらに備え、
前記反射部材は、前記筐体の一部と熱的に結合し、
前記筐体の一部が、前記第２の風洞の一部を形成している
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。
【請求項５】
前記第２の風洞の前記第２方向の断面積と前記連通口の開口面積の比が、１：１〜１：２に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記排気口の開口面積が、前記連通口の開口面積よりも大きい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。
【請求項７】
前記排気口が、前記筐体の、前記複数の光源から出射される光の出射方向とは相反する方向に位置する壁部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６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記排気口が、前記筐体の、前記第２方向に位置する壁部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６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記排気口が、前記筐体の、前記第１方向と直交する壁部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６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１０】
前記第１の風洞は、少なくとも前記放熱部を収容する前記第１方向に沿った第１サブ空間と、前記複数の光源から出射される光の出射方向とは相反する方向において前記第１サブ空間に並んで位置し、かつ前記第１サブ空間及び前記排気口と連通する第２サブ空間とに区画さ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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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出する放熱部材を備えた光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビールやジュースの缶・ペットボトル、シャンプーや化粧品のボトル等の容器を印刷するためのインキとして、紫外光の照射により硬化する紫外線硬化型インキが用いられている。そして、このような紫外線硬化型インキの硬化には、一般に、紫外光を照射する光照射装置が用いられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドを用いて、缶体（照射対象物）の外周面に画像を形成する画像形成装置が記載されている。この装置は、缶体の内部に挿入され、缶体を支持する支持筒（マンドレル）、支持筒が支持している缶体の外周面に対して紫外線硬化型インクを吐出するインクジェットヘッド、ＵＶＬＥＤランプ（光照射装置）等を備えている。そして、缶体を回転させながら紫外線硬化型インクを吐出させ、缶体の外周面に画像を形成し、該缶体の外周面にＵＶＬＥＤランプからの紫外光を照射することによって、缶体の外周面に付着した紫外線硬化型インクを硬化させている。
【０００４】
また、特許文献２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（光照射装置）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。そして、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、印刷媒体の幅方向に沿って複数のＬＥＤが並んで配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０１３５４８号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５２７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の光照射装置のように、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、ＬＥＤの発熱によって、光照射装置自身（つまり、筐体）も熱くなるため、光照射装置の周辺の部品を近接して配置することができず、装置全体が大型化してしまうといった問題もある。
【０００７】
かかる問題は、特許文献２の光照射装置のように、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。また、特許文献１、２の光照射装置のように、光源としてＵＶＬＥＤを用いる場合にも、ＬＥＤ自身の発熱量が大きくなるため、同様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。
【０００８】
このように、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、特許文献２の光照射装置のように、複数のＬＥＤが並んで配置される構成においては、各ＬＥＤを均一に冷却しないと（つまり、温度を略均一にしないと）、各ＬＥＤ間の温度差によって光量にばらつきが生じ、照射対象物上の紫外線硬化型インクの硬化にもばらつきが発生することとなる。本明細書において温度が略均一である状態とは、本発明の光照射装置の実使用上の問題が生じない程度の温度差が存在する状態をいい、例えば温度差が１０℃以下である状態をいう。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、筐体の発熱を抑えつつも、複数のＬＥＤを均一に冷却することが可能な構成を有する、小型の光照射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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方向に延びる基板と、基板の表面に第１方向に沿って並べて配置された複数の光源と、を有する光源部と、第１方向に沿って所定の間隔をおいて形成された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、複数の放熱フィンを囲む第１の風洞を形成する仕切板と、光源部、放熱部及び仕切板を収容すると共に、仕切板との間に第２の風洞を形成する筐体と、外部からの空気を取り込んで第２の風洞に導き、第２の風洞内に第１方向の気流を生成する冷却ファンと、を備え、仕切板は、第１の風洞と第２の風洞とを連通するように形成された連通口を有し、筐体は、第１の風洞と連続し、第１の風洞内の空気を外部に排気する排気口を有し、第２の風洞内を第１方向に導かれた空気が、連通口を介して第１の風洞内に導かれ、複数の放熱フィンの間を通って排気口から外部に排気されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、各放熱フィンの間を通って流れる空気の量が略等しくなる（つまり、風速が略等しくなる）ため、放熱部が均一に冷却される。従って、複数の光源の温度も略等しくなり、光量のばらつきが抑制される。
【００１２】
また、筐体は、第２の風洞と冷却ファンとの間に、第２の風洞と連通する第３の風洞を有するように構成することができる。また、この場合、第３の風洞内に、光源部と電気的に接続され、複数の光源に電力を供給する駆動回路を備えることができる。このような構成とすることで、冷却ファンにより、光源と駆動回路とを冷却することが可能となる。
【００１３】
また、複数の光源から出射される光を筐体の外部に導光する反射部材をさらに備え、反射部材は、筐体の一部と熱的に結合し、筐体の一部が、第２の風洞の一部を形成していることが望ましい。
【００１４】
また、第２の風洞の第２方向の断面積と連通口の開口面積の比が、１：１〜１：２に設定されていることが望ましい。
【００１５】
また、排気口の開口面積が、連通口の開口面積よりも大きいことが望ましい。
【００１６】
また、排気口が、筐体の、複数の光源から出射される光の出射方向とは相反する方向に位置する壁部に設けられていることが望ましい。
【００１７】
また、排気口が、筐体の、第２方向に位置する壁部に設けられていることが望ましい。
【００１８】
また、排気口が、筐体の、第１方向と直交する壁部に設けられていることが望ましい。
【００１９】
また、第１の風洞は、少なくとも放熱部を収容する第１方向に沿った第１サブ空間と、複数の光源から出射される光の出射方向とは相反する方向において第１サブ空間に並んで位置し、かつ第１サブ空間及び排気口と連通する第２サブ空間とに区画されていることが望ましい。
【００２０】
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。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、筐体の発熱を抑えつつも、複数のＬＥＤを均一に冷却することが可能な小型の光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる光源ユニットと放熱部材の構成を説明する概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置に備わる放熱部材と筐体内に発生する気流との関係を説明する模式図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
（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の正面図である。また、図１（ｂ）は、光照射装置１の背面図であり、図１（ｃ）は、光照射装置１の右側面図である。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。
【００２５】
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Ｘ軸方向に長い箱形の筐体１００を備えている。筐体１００は、正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、筐体１００の背面には、筐体１００内の空気を排気する排気口１０１が形成され、右側面には、筐体１００内に空気を供給する冷却ファン１０３が配置されている。また、筐体１００の背面には、光照射装置１に電源を供給するためのコネクタ（不図示）が設けられており、コネクタ（不図示）と電源装置（不図示）とが電気的に接続され、光照射装置１に電源が供給されるようになっている。
【００２６】
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、図１のＡ−Ａ断面の端面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図であり、図２（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ断面図である。なお、図２においては、図面を見易くするために、光照射装置１の内部の配線ケーブル等、一部構成を省略して示している。
【００２７】
図２に示すように、本実施形態の光照射装置１は、Ｘ軸方向に並べて配置された４つの光源ユニット２００と、Ｘ軸方向に並べて配置された４つの放熱部材４００と、Ｚ軸方向に略一定の間隔を空けて配置された４つのＬＥＤ駆動回路５００等を筐体１００内部に備えている。なお、各光源ユニット２００、各放熱部材４００、各ＬＥＤ駆動回路５００は、それぞれ全く同一の構成となっている。なお、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実施形態においては、光源ユニット２００と放熱部材４００は、筐体１００内において、Ｘ軸方向と相反する方向側に寄せて配置されており、ＬＥＤ駆動回路５００は、光源ユニット２００と放熱部材４００が配置される空間と、冷却ファン１０３との間の空間αに配置されている。
【００２８】
図３は、本実施形態の光源ユニット２００と放熱部材４００の構成を説明する概略図であり、図３（ａ）は、Ｚ軸方向から見た正面図であり、図３（ｂ）はＹ軸方向から見た平面図である。図３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板状の基板２０５と、同じ特性を有する複数（例えば、１０個）のＬＥＤ素子２１０とを備えており、放熱部材４００の放熱板４１０の一端面（Ｚ軸方向の端面）上に固定されている。
【００２９】
複数の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、ＬＥＤ駆動回路５００から延びる配線ケーブル（不図示）によって互いに電気的に接続されており、各ＬＥＤ素子２１０には、ＬＥＤ駆動回路５００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軸方向に延び、かつ、Ｘ軸方向と直行するＹ軸方向に所定の線幅を有するライン状の紫外光が出射される。図３に示すように、本実施形態においては、４つの光源ユニット２００がＸ軸方向に並べて配置されており、各光源ユニット２００から出射されたライン状の紫外光は、Ｘ軸方向に連続するようになっている。
【００３０】
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）にロウ付けされた複数の放熱フィン４２０とで構成されている（図２（ａ）、図３（ｂ））。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、詳細は後述するが、本実施形態においては、冷却ファン１０３によって筐体１００内に外部から空気が取り込まれ、取り込まれた空気が各放熱フィン４２０の表面を流れるように気流が発生しているため、放熱フィン４２０によって加熱された空気は、排気口１０１を通って速やかに排気されるようになっている。
【００３１】
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、Ｙ軸方向略中央部に固定された内部ケース１５０に収容され、固定されるようになっている。内部ケース１５０は、Ｘ軸方向に延びる、断面形状が矩形中空の部材であり、光源ユニット２００と放熱部材４００が内部ケース１５０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るようになっている。また、図２（ａ）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、ＬＥＤ素子２１０の光路を囲むように、筐体１００内に固定されたミラー面１０８ａ、１０８ｂによって構成されており、各ミラー面１０８ａ、１０８ｂは、紫外光の出射方向（つまり、Ｚ軸方向）に対して徐々に広がるように配置されている。そして、このように配置されたミラー面１０８ａ、１０８ｂ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、窓部１０５を通って、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。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。
【００３２】
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、各放熱フィン４２０の表面を流れる気流によって排気口１０１を通って速やかに排気されるようになっている。
【００３３】
ここで、本実施形態の構成においては、４つの光源ユニット２００と放熱部材４００がＸ軸方向に並べて配置されているところ、各光源ユニット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、光量を均一にするためには、ファンからの距離が異なる４つの放熱部材４００を均一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、光源ユニット２００と放熱部材４００を内部ケース１５０によって収容し、内部ケース１５０の内側の空間と外側の空間とを仕切るようにＹ軸方向に対向して配置された２つの仕切板１５１、１５２に形成された連通口１５１ａ、１５２ａを通して各放熱フィン４２０間に空気が流れ込むように構成した。これによって各放熱部材４００を流れる空気の量を略等しく（つまり、風速を略等しく）することができ、４つの放熱部材４００の均一な冷却を達成することができた。
【００３４】
なお、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、本実施形態においては、連通口１５１ａ、１５２ａは、それぞれ、Ｚ軸方向に２列に分かれ、Ｘ軸方向に４列に分かれて形成されている。本実施形態において、連通口１５１ａ、１５２ａは、内部ケース１５０の内側と外側とを連通させ、所定の連通口開口面積を有するものであれば、その形状は特に限定されず、任意の形状に構成することができる。また、連通口１５１ａ、１５２ａは、放熱フィン４２０が立設される方向に対して垂直な方向に長手方向を有していることが好ましい。連通口１５１ａ、１５２ａがこのような構成を有していることにより、放熱フィン間への送風をより効果的に達成することができる。さらにこのとき、連通口１５１ａ、１５２ａの長手方向の長さは長いほど好ましく、例えば、仕切板１５１に渡って１つの連通口１５１ａが設けられ、仕切板１５２に渡って１つの連通口１５２ａが設けられていてもよい。
【００３５】
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４は、放熱部材４００と筐体１００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４（ａ）は、図２（ｃ）に気流の向きを示す矢印を追加した図であり、図４（ｂ）は、図２（ａ）に気流の向きを示す矢印を追加した図である。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態の光照射装置１は、筐体１００の右側面に冷却ファン１０３を備え、筐体１００の背面には、排気口１０１が形成されている。従って、冷却ファン１０３が回ると、筐体１００の外側の空気が冷却ファン１０３から取り込まれて、筐体１００内は正圧となるため、排気口１０１からは筐体１００の内部の空気が排気される。従って、筐体１００内には、図４（ａ）中、実線の矢印で示す気流が発生する。つまり、冷却ファン１０３から筐体１００内に取り込まれた空気は、ＬＥＤ駆動回路５００が配置された筐体１００内の空間αを、各ＬＥＤ駆動回路５００の間を通って、Ｘ軸方向と相反する方向に流れる。このため、各ＬＥＤ駆動回路５００で発生した熱は、空間αを移動する空気中に放熱される。このように、本実施形態においては、筐体１００内のＬＥＤ駆動回路５００が配置された空間αを一種の風洞（第３の風洞）となるように構成することで、各ＬＥＤ駆動回路５００の冷却を行っている。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、空間αを通過した空気は、次いで、内部ケース１５０と筐体１００とで囲まれた空間βに移動する。ここで、内部ケース１５０の存在によって、空間βのＹＺ平面における断面積は、空間αの断面積よりも小さくなっている。本明細書において、空間βのＹＺ平面における断面積（すなわち、空間βのＸ方向の断面積）とは、特に、筐体１００の、内部ケース１５０が含まれるＹＺ断面における、内部ケース１５０と筐体１００とで囲まれた１または２以上の空間の断面の総和をいい、例えば図４（ｂ）においては、内部ケースの上側（Ｙ軸のプラス側）に示される空間βの断面積と、下側（Ｙ軸のマイナス側）に示される空間βの断面積との和をいう。
【００３８】
また、空間βに移動した空気は、内部ケース１５０の仕切板１５１、１５２に形成された連通口１５１ａ、１５２ａを通って、各放熱フィン４２０間に流入しようとするが、気流の向きが９０度曲がることとなるため、空間β内の空気圧は高められると共に、風速は小さくなる。このため、空間βから各連通口１５１ａ、１５２ａに流入する空気の量（つまり、内部ケース１５０に囲まれる空間γへ流入する風速）は、略均一となり、各放熱部材４００の放熱フィン４２０の表面にはそれぞれ、略均一な量の空気が流れて、排気口１０１から排出される。このため、各放熱部材４００が略均一に冷却されることとなる。さらに、連通口１５１ａ、１５２ａを通過した空気は空間γへ流入するが、空間γが空間βよりも大きい体積を有しているために、空間γ内では空気圧が下がり、流入した空気の風速が大きくなる。すると、内部ケース１５０の対向する面に設けられたそれぞれの連通口１５１ａ、１５２ａから流入した空気が、空間γの中央で衝突するため、空間γの中央付近に乱流性の気流が生じる。このように、連通口１５１ａ、１５２ａが内部ケース１５０の対向する面に設けられていることにより、空間γ内に乱流性の気流を生じさせることができ、より広範囲の空気を巻き込んだ効率的な冷却を行うことができる。
【００３９】
このように、本実施形態の内部ケース１５０と筐体１００とで囲まれた空間βも一種の風洞（第２の風洞）として機能し、また内部ケース１５０に囲まれる空間γも一種の風洞（第１の風洞）として機能している。なお、本実施例においては、空間βのＹＺ平面における断面積に対する連通口開口面積の比は、１：１〜１：２に設定されており、図１に示す複数の排気口１０１の開口面積の合計は、連通口開口面積に対して、十分に大きくなるように設定されている。本明細書において、仕切板１５１、１５２に設けられた全ての連通口１５１ａ、１５２ａの開口面積の和（図４の例においては、図４（ｃ）に示されている８つの連通口１５１ａと、図示されていない裏側の連通口１５２ａの８つの連通口とからなる、計１６個の連通口１５１ａ、１５２ａの開口面積の総和）を「連通口開口面積」と表現している。
【００４０】
表１〜表６は、空間βのＹＺ平面における断面積と連通口開口面積の関係について、放熱部材４００の温度、および排気口１０１における風速の観点から、シミュレーションした結果を説明する表である。
【００４１】
表１〜表３は、空間βのＹＺ平面における断面積（表中、風洞断面積と示している）を４０００ｍｍ２として、表１に示すように、条件（連通口開口面積、冷却ファン１０３の風量等）を実施例ａ−１〜実施例ａ−１０および比較例ａ−１、ａ―２のように変更しながらシミュレーションしたものである。比較例ａ−１およびａ―２では、光照射装置１を、内部ケース１５０を有しない、すなわち、空間γ及び空間β（つまり、第１および第２の風洞）が形成されない構造とした。いずれの実施例においても、１６個の連通口１５１ａ、１５２ａの面積はそれぞれ等しく、また長手方向の長さは２５ｍｍで同一とした。そして、連通口１５１ａ、１５２ａの短手方向の長さを変更することで連通口開口面積を調節した。
【００４２】
また、表４〜表６は、空間βのＹＺ平面における断面積（表中、風洞断面積と示している）を６０００ｍｍ２として、表４に示すように、条件（連通口開口面積、冷却ファン１０３の風量等）を実施例ｂ−１〜実施例ｂ−１０および比較例ｂ−１、ｂ−２のように変更しながらシミュレーションしたものである。比較例ｂ−１およびｂ―２では、光照射装置１を、内部ケース１５０を有しない、すなわち、空間γ及び空間β（つまり、第１および第２の風洞）が形成されない構造とした。いずれの実施例においても、１６個の連通口１５１ａ、１５２ａの面積はそれぞれ等しく、また長手方向の長さは２５ｍｍで同一とした。そして、連通口１５１ａ、１５２ａの短手方向の長さを変更することで連通口開口面積を調節した。
【００４３】
なお、表２、５に示す「放熱部材の温度」は、４つの放熱部材４００の各温度を示している。また、表３、６に示す「排気口における風速」は、４つの排気口１０１におけるそれぞれの風速を示している。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
【表２】
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【００４６】
【表３】
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【００４７】
【表４】
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【００４８】
【表５】
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【００４９】
【表６】
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【００５０】
表２に示されるように、連通口１５１ａ、１５２ａが設けられた内部ケース１５０を有する実施例ａ−１〜ａ−１０において、各放熱部材４００の温度差はいずれも６℃以下となった。これに対して、内部ケース１５０を有しない比較例ａ−１およびａ−２において温度差は１７℃以上と、いずれの実施例と比較しても３倍以上の数値となった。また、表５に示されるように、連通口１５１ａ、１５２ａが設けられた内部ケース１５０を有する実施例ｂ−１〜ｂ−１０において、各放熱部材４００の温度差はいずれも４℃以下となった。これに対して、内部ケース１５０を有しない比較例ｂ−１およびｂ−２において温度差は１９℃以上と、いずれの実施例と比較しても４倍以上の数値となった。一般的には、光照射装置１の複数のＬＥＤ素子２１０の温度差が１０℃を超えると、光照射装置１に実使用上の問題が生じるおそれがあるとされているが、本実施形態において、光照射装置１に連通口１５１ａ、１５２ａを有する内部ケース１５０を設けることにより、各放熱部材４００の温度差を効果的に低減することができ、これにより、実使用上の問題が生じ得ないように、複数のＬＥＤ素子２１０を冷却することができた。
【００５１】
表２から、空間βのＹＺ平面における断面積を４０００ｍｍ２とした場合、特に、実施例ａ−２、ａ−３、ａ−４、ａ−７、ａ−８、ａ−９の条件で、４つの放熱部材４００の温度差を、２℃以下とすることができた。また、表３から、空間βのＹＺ平面における断面積を４０００ｍｍ２とした場合、特に、実施例ａ−１、ａ−２、ａ−３、ａ−４、ａ−６、ａ−７、ａ−８、ａ−９の条件で、４つの排気口１０１の風速差を、２．５ｍ／ｓ以下とすることができた。このことから、空間βのＹＺ平面における断面積を４０００ｍｍ２とした場合、空間βのＹＺ平面における断面積に対する連通口開口面積の値が、１以上４未満に設定されることが、より望ましいといえる（表１）。
【００５２】
表５から、空間βのＹＺ平面における断面積を６０００ｍｍ２とした場合、特に、実施例ｂ−２、ｂ−３、ｂ−４、ｂ−７、ｂ−８、ｂ−９の条件で、４つの放熱部材４００の温度差を、２℃以下とすることができた。また、表６から、空間βのＹＺ平面における断面積を６０００ｍｍ２とした場合、特に、実施例ｂ−１、ｂ−２、ｂ−３、ｂ−４、ｂ−６、ｂ−７、ｂ−８、ｂ−９の条件で、４つの排気口１０１の風速差を、２．５ｍ／ｓ以下とすることができた。このことから、空間βのＹＺ平面における断面積を６０００ｍｍ２とした場合、空間βのＹＺ平面における断面積に対する連通口開口面積の値が、０．５以上２．７未満に設定されることが、より望ましいといえる（表４）。このように、表１〜表６に示すシミュレーション結果から、本実施形態においては、空間βのＹＺ平面における断面積と連通口開口面積の比（開口比）を、１：１〜１：２に設定することで、より均一度の高い冷却を実現することができることが明らかになった。
【００５３】
このように、本実施形態においては、光源ユニット２００と放熱部材４００を内部ケース１５０によって固定し、内部ケース１５０のＹ軸方向に対向する２つの仕切板１５１、１５２に形成された連通口１５１ａ、１５２ａを通して各放熱フィン４２０間に空気が流れ込むように構成し、これによって各放熱部材４００を流れる空気の量が略等しくなるように（つまり、風速が略等しくなるように）構成している。そして、このような構成によって、４つの放熱部材４００を均一に冷却している。
【００５４】
なお、上述したように、本実施形態においては、放熱部材４００に伝導された光源ユニット２００からの熱が、筐体１００と内部ケース１５０の間を通って供給される空気によって冷却されるため、筐体１００自体は熱くならない。従って、光照射装置１の周辺に他の部品を近接して配置することができるため、光照射装置１が組み込まれる装置全体を小型化することが可能となる。
【００５５】
また、図４に示すように、本実施形態においては、筐体１００と内部ケース１５０の間（つまり、空間β）を通って供給される空気によって、筐体１００の前面パネル（窓部１０５が取り付けられる部材）も冷却されることから、前面パネルに固定される各ミラー面１０８ａ、１０８ｂも冷却されるため、各ミラー面１０８ａ、１０８ｂが熱によって変形されることも防止される。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
また、本実施形態においては、筐体１００内の空間αにＬＥＤ駆動回路５００が配置されているものとして説明したが、４つの放熱部材４００を均一に冷却するとの観点からは、空間αは必ずしも必要ではなく、冷却ファン１０３を空間βに近接して配置してもよい。
【００５９】
また、本実施形態においては、内部ケース１５０内に光源ユニット２００と放熱部材４００が収容されるものとして説明したが、必ずしも内部ケース１５０は必要ではなく、空間α、空間β、空間γを形成し、空気の流れを制御する複数の仕切板があればよい。
【００６０】
（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断面図である。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に代えて、各ＬＥＤ素子２１０の光路上にＸ軸方向に延びる円柱状のレンズ１０９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。このように、ＬＥＤ素子２１０の光路上に円柱状のレンズ１０９が配置されると、各ＬＥＤ素子２１０から出射される紫外光のＹ軸方向の広がり角が狭められるため、所望の照射領域に対してより強いピーク強度の紫外光を照射することができる。
【００６１】
（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断面図である。図６に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｂは、内部ケース１５０の仕切板１５２が筐体１００に接しており、連通口１５２ａと連通するように排気口１０１が配置されている点で、第１の実施形態の光照射装置１と異なる。このように、筐体１００の内部の空気を、一方の連通口１５２ａから排気するように構成すると、Ｙ軸方向と相反する方向に排気することができる。つまり、排気の方向を変更することができる。
【００６２】
（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断面図であり、図７（ａ）は、第１の実施形態の図２（ｂ）に対応する図であり、図７（ｂ）は、第１の実施形態の図２（ａ）に対応する図である。図７に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｃは、内部ケース１５０の内部が、仕切板１５５によって空間γ１（第１サブ空間）と空間γ２（第２サブ空間）に区画されており、空間γ１に光源ユニット２００と放熱部材４００が収容され、空間γ１に流入した空気は、仕切板１５５に形成された貫通孔１５５ａを通って空間γ２に移動し、空間γ２に流入した空気は、筐体１００の、冷却ファン１０３とは反対側の壁面に形成された排気口１０１から排気されるように構成されている点で、第１の実施形態の光照射装置１と異なる。このような構成によれば、第１の実施形態の光照射装置１と同様の作用効果を有しつつ、筐体１００の内部の空気を、Ｘ軸方向と相反する方向に排気させることができる。つまり、排気の方向を変更することができる。
【００６３】
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。
【符号の説明】
【００６４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  光照射装置
１００  筐体
１０１  排気口
１０３  冷却ファン
１０５  窓部
１０８  反射部材
１０８ａ、１０８ｂ  ミラー面
１０９  レンズ
１５０  内部ケース
１５５  仕切板
１５５ａ  貫通孔
１５１、１５２  仕切板
１５１ａ、１５２ａ  連通口
２００  光源ユニット
２０５  基板
２１０  ＬＥＤ素子
４００  放熱部材
４１０  放熱板
４２０  放熱フィン
５００  ＬＥＤ駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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