(57)【要約】【課題】小型軽量でありながらも、ＬＥＤ間の照射強度バラツキが少ない光照射装置を提供する。【解決手段】照射面上に、ライン状の光を照射する光照射装置が、第１方向及び第２方向に略平行な基板と、基板の表面上に第１方向に沿って第１の間隔毎に並べて配置され、基板の表面と直交する第３方向に光を出射する複数の発光素子と、基板の裏面に密着するように設けられ、複数の発光素子で発生した熱を空気中に放熱する冷却装置とを備える。冷却装置は、基板の裏面上に第１方向に沿って第２の間隔毎に並べて配置された複数のヒートパイプと、複数のヒートパイプが貫通する板状の複数の放熱フィンとを備え、各ヒートパイプは、第２方向に延び基板と熱的に結合された底部と、底部から所定の方向に突出し複数の放熱フィンのそれぞれと熱的に結合されたアーム部とを有し、基板から複数の放熱フィンに熱を輸送する。【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方向及び前記第２方向に略平行な基板と、
前記基板の表面上に前記第１方向に沿って第１の間隔毎に並べて配置され、前記基板の表面と直交する第３方向に前記光を出射する複数の発光素子と、
前記基板の裏面に密着するように設けられ、前記複数の発光素子で発生した熱を空気中に放熱する冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
前記基板の裏面上に前記第１方向に沿って第２の間隔毎に並べて配置された複数のヒートパイプと、
前記複数のヒートパイプが貫通する板状の複数の放熱フィンと、
を備え、
前記複数のヒートパイプのそれぞれは、前記第２方向に延び前記基板と熱的に結合された底部と、該底部から所定の方向に突出し前記複数の放熱フィンのそれぞれと熱的に結合されたアーム部とを有し、前記基板から前記複数の放熱フィンに熱を輸送する
ことを特徴とする光照射装置。
【請求項２】
前記複数のヒートパイプのそれぞれは、前記第１方向から見たときに、Ｕ字状又はＬ字状の形状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】
前記複数の放熱フィンのそれぞれは、前記基板と略平行に配置されてい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】
前記複数のヒートパイプは、前記第２方向において第１の位置に位置する第１ヒートパイプと、前記第２方向において第２の位置に位置する第２ヒートパイプと、からなり、
前記第１ヒートパイプと前記第２ヒートパイプとが、前記第１方向に沿って交互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。
【請求項５】
前記第１ヒートパイプと前記第２ヒートパイプとが、前記第１方向に密着するように配置されていることを特徴とする請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
前記放熱フィンに対して前記第１方向又は前記第２方向に気流を生成するファン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。
【請求項７】
前記複数のヒートパイプのそれぞれは、前記第１方向から見たときに、Ｌ字状の形状を有し、
前記光照射装置は、前記Ｌ字状に囲まれた空間内に配置され、前記複数の発光素子を駆動する駆動回路を備え、
前記ファンは、前記駆動回路及び前記複数のヒートパイプの前記第３方向反対側に配置され、前記駆動回路及び前記放熱フィンを冷却するように前記第２方向に気流を生成することを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記複数のヒートパイプのそれぞれは、前記第１方向から見たときに、Ｌ字状の形状を有し、
前記ファンは、前記Ｌ字状に囲まれた空間内に配置され、前記放熱フィンを冷却するように前記第２方向に気流を生成することを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
【請求項９】
前記複数のヒートパイプのそれぞれは、前記第１方向から見たときに、コの字状の形状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１０】
前記アーム部の先端部は、前記底部と略平行となるように屈曲され、前記複数の放熱フィンのそれぞれは、前記基板に対して略垂直になるように前記アーム部の先端部に配置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】
前記複数のヒートパイプは、前記第３方向において長さの異なる第１ヒートパイプと第２ヒートパイプと、からなり、
前記第１ヒートパイプと前記第２ヒートパイプとが、前記第１方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光照射装置。
【請求項１２】
前記第１ヒートパイプと前記第２ヒートパイプとが、前記第１方向に密着するように配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の光照射装置。
【請求項１３】
前記放熱フィンに対して前記第１方向又は前記第３方向に気流を生成するファンを備えることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１４】
前記ファンは、前記コの字状に囲まれた空間内に配置され、前記放熱フィンを冷却するように前記第３方向に気流を生成することを特徴とする請求項１３に記載の光照射装置。
【請求項１５】
前記ファンは、前記複数のヒートパイプの前記第３方向反対側に配置され、前記放熱フィンを冷却するように前記第３方向に気流を生成することを特徴とする請求項１３に記載の光照射装置。
【請求項１６】
前記複数のヒートパイプのそれぞれが、前記第２方向に扁平していることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１７】
前記アーム部と前記底部とのなす角が略９０°であることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１８】
前記光照射装置が、前記第１方向に沿って連結された複数の前記冷却装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項１９】
前記発光素子が、紫外線硬化樹脂に作用する波長の光を発することを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか一項に記載の光照射装置。
【請求項２０】
前記発光素子が、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であることを特徴とする請求項１から請求項１９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】
本発明は、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冷却装置を備えた光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、媒体に形成されたドットに紫外光を照射する。紫外光の照射により、ドットが硬化して媒体に定着するので、液体を吸収しにくい媒体に対しても良好な印刷を行うことができる。このような印刷装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１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。特許文献１に記載の印刷装置は、ドットインクを仮硬化、本硬化の２段階で硬化させることにより、カラーインク間の滲みやドットの広がりを抑制している。
【０００４】
特許文献１に記載の仮硬化用照射部は、印刷媒体の上方に配置されて印刷媒体に紫外光を照射する、いわゆる紫外光照射装置であり、印刷媒体の幅方向にライン状の紫外光を照射する。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、印刷媒体の幅方向沿って複数のＬＥＤが並んで配置されている。
【０００５】
しかしながら、光源としてＬＥＤを用いると、投入した電力の大半が熱となるため、ＬＥＤ自身が発生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あり、熱の処理が問題となる。このため、ＬＥＤを光源として利用した光照射装置においては、ＬＥＤで発生する熱を強制的に放熱する構成が採られている。
【０００６】
例えば、特許文献２に記載の光照射装置（光源装置）は、複数のＬＥＤと、複数のＬＥＤが載置された基板と、基板の裏面に当接して配置された放熱フィンとを備え、基板からの熱が放熱フィンを介して空気中に放熱されるように構成されている。
【０００７】
また、特許文献３には、基台（ヘッダ）と、基台上に直線状に並べて配置された複数のＬＥＤとを備えた光照射装置（光源ユニット）が開示されている。基台には、冷却水を流すための流路がＬＥＤの並び方向に沿って複数形成されており、この流路に冷却水を流すことで、各ＬＥＤが冷却されるようになっている。また、冷却水をＬＥＤの並び方向（つまり、一方向）にのみ流すと、冷却水の上流側と下流側とで温度差ができ、ＬＥＤ間にも温度差が発生し、ＬＥＤの照射強度にバラツキが生じるため、特許文献３に記載の光照射装置においては、ＬＥＤの並び方向と、ＬＥＤの並び方向とは逆向きの方向とに冷却水を流し、ＬＥＤ間の温度差を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−２５２７２０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１８６０１５号公報
【特許文献３】特開２００９−０６４９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２及び特許文献３に開示された光照射装置によれば、空気又は冷却水でＬＥＤが効率よく冷却されるため、ＬＥＤの性能の低下や損傷を防止することができると共に、高輝度の発光が可能となる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２の光照射装置は、ＬＥＤを放熱フィンによって空冷する構成であるため、冷却能力は、放熱フィンの熱伝導率及びサイズによって定まり、大きな冷却能力を得ようとすれば、熱伝導率の高い素材で放熱フィンを形成したり、放熱フィンのサイズを大きくしなければならず、光照射装置自体が大型化してしまうといった問題がある。
【００１１】
また、特許文献３の光照射装置は、ＬＥＤを基台によって水冷する構成であるため、特許文献２の光照射装置のような空冷の構成と比較して、冷却能力自体は高められるものの、設置に手間やコストがかかるといった問題がある。また、冷却水の供給手段として、例えば、冷却水を掛け流す構成（つまり、流路を流れた冷却水をそのまま棄てる構成）を採った場合には、冷却水の消費量が大きいといった問題があり、また、冷却水を循環させて使用する構成を採った場合には、冷却水自体を冷却する装置が別途必要となり装置自体が大きくなるといった問題がある。
【００１２】
本発明は、このような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、小型軽量でありながらも、ＬＥＤ間の照射強度バラツキが少ない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】
【００１３】
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方向及び第２方向に略平行な基板と、基板の表面上に第１方向に沿って第１の間隔毎に並べて配置され、基板の表面と直交する第３方向に光を出射する複数の発光素子と、基板の裏面に密着するように設けられ、複数の発光素子で発生した熱を空気中に放熱する冷却装置と、を備え、冷却装置は、基板の裏面上に第１方向に沿って第２の間隔毎に並べて配置された複数のヒートパイプと、複数のヒートパイプが貫通する板状の複数の放熱フィンと、を備え、複数のヒートパイプのそれぞれは、第２方向に延び基板と熱的に結合された底部と、該底部から所定の方向に突出し複数の放熱フィンのそれぞれと熱的に結合されたアーム部とを有し、基板から複数の放熱フィンに熱を輸送することを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、各発光素子で発生した熱が、基板及びヒートパイプを介して速やかに放熱フィンに移動し、放熱フィンから空気中に効率よく放熱される。このため、各発光素子の温度が過度に上昇することはなく、発光効率が著しく低下するといった問題も発生しない。また、各ヒートパイプは、その底部が第２方向に延びるように配置され、また、第１方向に沿って等間隔に配置されている。このため、第２方向及び第１方向において、冷却能力のバラツキが少なく、基板を一様に（均一に）冷却することができ、基板上に配置された複数の発光素子も均一に冷却される。従って、各発光素子間において温度差が発生することもなく、温度特性に起因する照射強度のバラツキが生じることもない。また、板状の複数の放熱フィンを第３方向に沿って並べる構成であるため、放熱フィンは十分な表面積を有するものとなる。また、冷却装置をヒートパイプと放熱フィンで構成したため、従来のような冷却水を用いた冷却装置と比較して、小型、軽量のものとなる。
【００１５】
また、複数のヒートパイプのそれぞれは、第１方向から見たときに、Ｕ字状又はＬ字状の形状を有するように構成することができる。
【００１６】
また、複数の放熱フィンのそれぞれは、基板と略平行に配置されていることが望ましい。
【００１７】
また、複数のヒートパイプは、第２方向において第１の位置に位置する第１ヒートパイプと、第２方向において第２の位置に位置する第２ヒートパイプと、からなり、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプとが、第１方向に沿って交互に配置されていることが望ましい。また、この場合、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプとが、第１方向に密着するように配置されていることが望ましい。
【００１８】
また、放熱フィンに対して第１方向又は第２方向に気流を生成するファンを備えることが望ましい。また、この場合、複数のヒートパイプのそれぞれは、第１方向から見たときに、Ｌ字状の形状を有し、光照射装置は、Ｌ字状に囲まれた空間内に配置され、複数の発光素子を駆動する駆動回路を備え、ファンは、駆動回路及び複数のヒートパイプの第３方向反対側に配置され、駆動回路及び放熱フィンを冷却するように第２方向に気流を生成することが望ましい。
【００１９】
また、複数のヒートパイプのそれぞれは、第１方向から見たときに、Ｌ字状の形状を有し、ファンは、Ｌ字状に囲まれた空間内に配置され、放熱フィンを冷却するように第２方向に気流を生成することが望ましい。
【００２０】
また、複数のヒートパイプのそれぞれは、第１方向から見たときに、コの字状の形状を有するように構成することができる。また、アーム部の先端部は、底部と略平行となるように屈曲され、複数の放熱フィンのそれぞれは、基板に対して略垂直になるようにアーム部の先端部に配置されていることが望ましい。
【００２１】
また、複数のヒートパイプは、第３方向において長さの異なる第１ヒートパイプと第２ヒートパイプと、からなり、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプとが、第１方向に沿って交互に配置されていることが望ましい。また、この場合、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプとが、第１方向に密着するように配置されていることが望ましい。
【００２２】
また、放熱フィンに対して第１方向又は第３方向に気流を生成するファンを備えることが望ましい。また、この場合、ファンは、コの字状に囲まれた空間内に配置され、放熱フィンを冷却するように第３方向に気流を生成することが望ましい。
【００２３】
また、ファンは、複数のヒートパイプの第３方向反対側に配置され、放熱フィンを冷却するように第３方向に気流を生成することが望ましい。
【００２４】
また、複数のヒートパイプのそれぞれが、第２方向に扁平していることが望ましい。
【００２５】
また、アーム部と底部とのなす角が略９０°であることが望ましい。
【００２６】
また、光照射装置が、第１方向に沿って連結された複数の冷却装置を備えることができる。
【００２７】
また、発光素子が、紫外線硬化樹脂に作用する波長の光を発することが望ましい。
【００２８】
また、発光素子が、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、小型軽量でありながらも、ＬＥＤ間の照射強度バラツキが少ない光照射装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の上面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の背面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光照射装置の変形例の背面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光照射装置の背面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の背面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る光照射装置の上面図である。
【図１５】本発明の第８の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【図１７】本発明の第１０の実施形態に係る光照射装置の右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（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の正面図である。また、図２は、図１の光照射装置１の上面図であり、図３は、図１の光照射装置１の背面図であり、図４は、図１の光照射装置１の右側面図である。本実施形態の光照射装置１は、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に搭載される装置であり、不図示の印刷媒体に対向して配置され、印刷媒体の幅方向（つまり、印刷媒体が搬送される方向と直交する方向）にライン状の紫外光を照射する。なお、本明細書においては、説明の便宜のため、光照射装置１から出射されるライン状の紫外光の長手（線長）方向をＸ軸方向、短手方向（つまり、図１の上下方向）をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸と直交する方向（つまり、紫外光の出射方向）をＺ軸方向と定義して、以下説明する。
【００３３】
図１から図４に示すように、本実施形態の光照射装置１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な矩形状の基板１０１と、基板１０１上に配置された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子１０３（発光素子）と、冷却装置２００と、を備えている。
【００３４】
基板１０１は、熱伝導率の高い材料（例えば、銅、アルミニウム、窒化アルミニウム）で形成された矩形状配線基板であり、その表面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定の間隔を空けて、４０個（Ｘ軸方向）×５個（Ｙ軸方向）のＬＥＤ素子１０３が搭載されている。また、基板１０１上には、各ＬＥＤ素子１０３に電力を供給するためのアノードパターン（不図示）及びカソードパターン（不図示）が形成されており、各ＬＥＤ素子１０３は、アノードパターン及びカソードパターンにそれぞれハンダ付けされ、電気的に接続されている。アノードパターン及びカソードパターンは、不図示のＬＥＤ駆動回路と電気的に接続されており、各ＬＥＤ素子１０３には、アノードパターン及びカソードパターンを介してＬＥＤ駆動回路からの駆動電流が供給されるようになっている。
【００３５】
ＬＥＤ素子１０３は、略正方形の発光面を備えたＬＥＤチップ（不図示）を備え、ＬＥＤ駆動回路から駆動電流の供給を受けて、波長３８５ｎｍの紫外光を出射する半導体素子である。各ＬＥＤ素子１０３に駆動電流が供給されると、各ＬＥＤ素子１０３からは駆動電流に応じた光量の紫外光が出射され、光照射装置１からはＸ軸方向に略平行なライン状の紫外光が出射される。なお、本実施形態の各ＬＥＤ素子１０３は、略一様な光量の紫外光を出射するように各ＬＥＤ素子１０３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軸方向及びＹ軸方向において略均一な光量分布を有している。
【００３６】
冷却装置２００は、基板１０１の裏面（ＬＥＤ素子１０３が搭載される面と反対側の面）に密着するように配置され、各ＬＥＤ素子１０３で発生した熱を放熱する装置であり、複数のヒートパイプ２０１と、複数の放熱フィン２０３とで構成されている。各ＬＥＤ素子１０３に駆動電流が流れ、各ＬＥＤ素子１０３から紫外光が出射されると、ＬＥＤ素子１０３の自己発熱により温度が上昇し、発光効率が著しく低下するといった問題が発生するため、本実施形態においては、基板１０１の裏面に密着するように冷却装置２００を設け、ＬＥＤ素子１０３で発生する熱を、基板１０１を介して冷却装置２００に伝導し、強制的に放熱している。
【００３７】
ヒートパイプ２０１は、作動液（例えば、水、アルコール、アンモニア等）が減圧封入された、断面略円形の中空の金属（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）の密閉管である。図４に示すように、本実施形態の各ヒートパイプ２０１は、Ｘ軸方向から見たときに、略Ｕ字状の形状を有しており、基板１０１の裏面と密着する底部２０１ａと、底部２０１ａからＺ軸方向負側（つまり、紫外光の出射方向とは反対の方向）に突出する一対のアーム部２０１ｂとから構成されている。本実施形態においては、２０個のヒートパイプ２０１が、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔を空けて一列に並べて配置されており（図２、図３）、各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａが、不図示の固定具又は接着剤によって基板１０１の裏面と密着した状態で固定され、基板１０１と熱的に結合している（図４）。
【００３８】
放熱フィン２０３は、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。図３に示すように、本実施形態の各放熱フィン２０３には、各ヒートパイプ２０１の一対のアーム部２０１ｂが挿入される４０個の貫通孔２０３ａが形成されており、本実施形態においては、１５枚の放熱フィン２０３が、各ヒートパイプ２０１の一対のアーム部２０１ｂに順に挿入され、Ｚ軸方向に沿って（つまり、基板１０１と平行に）所定の間隔を空けて並べて配置されている（図２、図４）。なお、各放熱フィン２０３は、各貫通孔２０３ａにおいて、各アーム部２０１ｂと溶接や接着等によって機械的及び熱的に結合している。
【００３９】
各ＬＥＤ素子１０３に駆動電流が流れ、各ＬＥＤ素子１０３から紫外光が出射されると、ＬＥＤ素子１０３の自己発熱により温度が上昇するが、各ＬＥＤ素子１０３で発生した熱は、基板１０１を介して各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａに速やかに伝導（移動）する。そして、各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａに熱が移動すると、各ヒートパイプ２０１内の作動液が熱を吸収して蒸発し、作動液の蒸気が一対のアーム部２０１ｂ内の空洞を通って移動するため、底部２０１ａの熱は一対のアーム部２０１ｂに移動する。そして、一対のアーム部２０１ｂに移動した熱は、さらに一対のアーム部２０１ｂに結合している複数の放熱フィン２０３に移動し、各放熱フィン２０３から空気中に放熱される。各放熱フィン２０３から放熱されると、一対のアーム部２０１ｂの温度も低下するため、一対のアーム部２０１ｂ内の作動液の蒸気も冷却されて液体に戻り、底部２０１ａに移動する。そして、底部２０１ａに移動した作動液は、新たに基板１０１を介して伝導される熱を吸収するために用いられる。
【００４０】
このように、本実施形態においては、各ヒートパイプ２０１内の作動液が底部２０１ａと一対のアーム部２０１ｂとの間を循環することにより、各ＬＥＤ素子１０３で発生した熱が速やかに放熱フィン２０３に移動し、放熱フィン２０３から空気中に効率よく放熱されるようになっている。このため、ＬＥＤ素子１０３の温度が過度に上昇することはなく、発光効率が著しく低下するといった問題も発生しない。
【００４１】
なお、冷却装置２００の冷却能力は、ヒートパイプ２０１の熱輸送量と、放熱フィン２０３の放熱量によって決定されるため、冷却能力の観点からは、ヒートパイプ２０１及び放熱フィン２０３の数が多い方が好ましい。また、基板１０１上に二次元に配置された各ＬＥＤ素子１０３間に温度差が発生すると、温度特性に起因する照射強度のバラツキが生じるため、照射強度の観点からは、基板１０１をＹ軸方向及びＸ軸方向に沿って均一に冷却することが求められる。
【００４２】
そこで、本実施形態の冷却装置２００においては、各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａが基板１０１の短手方向を向くように（つまり、Ｙ軸方向に沿って延びるように）配置することで、基板１０１をＹ軸方向に沿って均一に冷却すると共に、ヒートパイプ２０１を長手方向（つまり、Ｘ軸方向）に沿って数多く並べられるように構成している。また、各ヒートパイプ２０１をＸ軸方向に等間隔に配置することで、基板１０１をＸ軸方向に沿って均一に冷却している。
【００４３】
このように、本実施形態の構成によれば、Ｙ軸方向及びＸ軸方向において、冷却能力のバラツキが少なく、基板１０１を一様に（均一に）冷却することができ、基板１０１上に配置された２００個のＬＥＤ素子１０３も均一に冷却される。従って、各ＬＥＤ素子１０３間において温度差が発生することもなく、温度特性に起因する照射強度のバラツキが生じることもない。
【００４４】
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。
【００４５】
例えば、本実施形態の冷却装置２００は、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔を空けて一列に並ぶ２０個のヒートパイプ２０１と、各ヒートパイプ２０１の一対のアーム部２０１ｂに接合する１５枚の放熱フィン２０３とを備える構成としたが、ヒートパイプ２０１及び放熱フィン２０３の数はこれに限定されるものではない。放熱フィン２０３の数は、ＬＥＤ素子１０３の発熱量や放熱フィン２０３の周囲の空気の温度等の関係で定まり、ＬＥＤ素子１０３で発生した熱を放熱することができる、いわゆるフィン面積に応じて、適宜選択される。また、ヒートパイプ２０１の数は、ＬＥＤ素子１０３の発熱量や各ヒートパイプ２０１の熱輸送量等との関係で定まり、ＬＥＤ素子１０３で発生した熱を十分に輸送することができるように適宜選択される。しかしながら、ヒートパイプ２０１の数を増やすと、隣接するヒートパイプ２０１のアーム部２０１ｂの間隔が狭くなって、Ｙ軸方向の空気の流れが阻害され、冷却能力が低下するといった問題が発生する。そこで、ヒートパイプ２０１の数を増やす場合には、図５に示すように、Ｘ軸方向に薄い扁平型の（つまり、Ｙ軸方向に扁平な）ヒートパイプ２０１´を用い、ヒートパイプ２０１間の間隔が狭くなりすぎないように構成するのが好ましい。なお、この場合、ヒートパイプ２０１´の扁平率（つまり、長半径（Ｙ軸方向の半径）に対する短半径（Ｘ軸方向の半径）は、０．５以下であることが望ましい。また、この場合、底部２０１ａと基板１０１との接触面積が小さくならないように、ヒートパイプ２０１´の底部２０１ａについては、扁平とならないように構成することがより好ましい。
【００４６】
また、本実施形態の冷却装置２００においては、各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａが、不図示の固定具又は接着剤によって基板１０１の裏面と密着した状態で固定されるものとして説明したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、冷却装置２００は、各ヒートパイプ２０１の底部２０１ａが接合された金属製の基台を備え、該基台が基板１０１の裏面と密着した状態で固定される構成とすることもできる。また、例えば、冷却装置２００を、５個のヒートパイプ２０１と、該５個のヒートパイプ２０１の底部２０１ａが接合された基台と、５個のヒートパイプ２０１のそれぞれに接合された複数（例えば、１５枚）の放熱フィン２０３とで構成し、該冷却装置２００を、Ｘ軸方向に沿って４個連結することで、本実施形態の冷却装置２００と同サイズの冷却装置を構成することもできる。なお、この場合、基板１０１をＸ軸方向に沿って均一に冷却するため、連結した４個の冷却装置２００において、各ヒートパイプ２０１の間隔（つまり、Ｘ軸方向に並ぶ２０個のヒートパイプ２０１の間隔）が、等間隔となるように構成することが望ましい。
【００４７】
また、本実施形態の冷却装置２００は、自然空冷されるものとして説明したが、さらに冷却装置２００に冷却風を供給するファンやダクトを設け、冷却装置２００を強制空冷することも可能である。
【００４８】
また、本実施形態のＬＥＤ素子１０３は、波長３８５ｎｍの紫外光を出射するものとして説明したが、他の波長の紫外光を出射するものであってもよく、また可視光や赤外光を出射するものであってもよく、光照射装置１の用途は、ＵＶインクを用いて印刷を行なう印刷装置に限定されるものでもない。
【００４９】
また、本実施形態のヒートパイプ２０１においては、アーム部２０１ｂが底部２０１ａからＺ軸方向負側に突出するものとして説明したが、アーム部２０１ｂと底部２０１ａとのなす角は、必ずしも９０°である必要はない。
【００５０】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る光照射装置１Ａの右側面図である。図６に示すように、本実施形態の光照射装置１Ａは、各ヒートパイプ２０１Ａが、略Ｌ字状の形状を有しており、基板１０１の裏面と密着する底部２０１Ａａと、底部２０１ＡａからＺ軸方向負側に突出する一本のアーム部２０１Ａｂとから構成されており、各ヒートパイプ２０１Ａのアーム部２０１Ａｂが、各放熱フィン２０３Ａに形成された２０個の貫通孔２０３Ａａに挿通されて各放熱フィン２０３Ａと機械的及び熱的に結合している点で、第１の実施形態の光照射装置１のヒートパイプ２０１と異なる。
【００５１】
このように、本実施形態においては、各ヒートパイプ２０１Ａと各放熱フィン２０３Ａとが一本のアーム部２０１Ａｂによって結合する構成のため、各ヒートパイプ２０１Ａから各放熱フィン２０３Ａへの熱輸送量は、第１の実施形態の構成と比較して１／２となるが、放熱フィン２０３Ａの放熱量が、ＬＥＤ素子１０３の発熱量よりも十分に大きければ、第１の実施形態と同様、各ＬＥＤ素子１０３で発生した熱を空気中に効率よく放熱することができる。
【００５２】
なお、本実施形態のヒートパイプ２０１Ａにおいても、第１の実施形態のヒートパイプ２０１と同様、アーム部２０１Ａｂは、底部２０１ＡａからＺ軸方向負側に（つまり、底部２０１Ａａに対して直角に）突出するものとしたが、必ずしもこのような構成に限定されるものではない。例えば、アーム部２０１Ａｂは、底部２０１Ａａに対して所定の角度（例えば、６０度で）で傾斜するように設けられてもよい。なお、この場合、各ヒートパイプ２０１Ａのアーム部２０１Ａｂと結合している各放熱フィン２０３Ａも基板１０１に対して傾くこととなるが、放熱フィン２０３Ａの放熱量自体に影響はなく、同様の効果が得られる。
【００５３】
（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係る光照射装置１Ｂの右側面図である。図７に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｂは、各ヒートパイプ２０１Ｂが、略コの字状の形状を有しており、基板１０１の裏面と密着する底部２０１Ｂａと、底部２０１ＢａからＺ軸方向負側に突出し、さらにＹ軸方向負側に屈曲した一本のアーム部２０１Ｂｂとから構成されており、各ヒートパイプ２０１Ｂのアーム部２０１Ｂｂの先端部が、各放熱フィン２０３Ｂに形成された２０個の貫通孔２０３Ｂａに挿通されて各放熱フィン２０３Ｂと機械的及び熱的に結合している点で、第１の実施形態の光照射装置１のヒートパイプ２０１と異なる。
【００５４】
本実施形態においても、第２の実施形態のヒートパイプ２０１Ａと同様、各ヒートパイプ２０１Ｂと各放熱フィン２０３Ｂとが一本のアーム部２０１Ｂｂによって結合する構成のため、各ヒートパイプ２０１Ｂから各放熱フィン２０３Ｂへの熱輸送量は、第１の実施形態の構成と比較して１／２となるが、放熱フィン２０３Ｂの放熱量が、ＬＥＤ素子１０３の発熱量よりも十分に大きければ、第１及び第２の実施形態と同様、各ＬＥＤ素子１０３で発生した熱を空気中に効率よく放熱することができる。
【００５５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態に係る光照射装置１Ｃの背面図であり、図９は、光照射装置１Ｃの右側面図である。図８及び図９に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｃは、Ｙ軸方向の位置が異なる２種類のヒートパイプ２０１Ｃ１、２０１Ｃ２が、Ｘ軸方向に沿って交互に密着して配置されている点で、第１の実施形態の光照射装置１のヒートパイプ２０１と異なる。なお、図８においては、説明の便宜のため、Ｘ軸方向に長く延びる基板１０１及び放熱フィン２０３の一部を省略して示している。
【００５６】
このように、２種類のヒートパイプ２０１Ｃ１、２０１Ｃ２を互い違いに配置すると、隣接するヒートパイプ２０１Ｃ１のアーム部２０１Ｃ１ｂとヒートパイプ２０１Ｃ２のアーム部２０１Ｃ２ｂとの間にＹ軸方向のスペースができる。このため、数多くのヒートパイプ２０１Ｃ１、２０１Ｃ２をＸ軸方向に密着するように配置したとしても、Ｙ軸方向の空気の流れを阻害することが殆どない。つまり、このような構成によれば、第１の実施形態に比較して、より多くのヒートパイプ２０１Ｃ１、２０１Ｃ２をＸ軸方向に配置することが可能となり、冷却能力をさらに向上させることが可能となる。なお、放熱フィン２０３に対してＸ軸方向に気流を生成するファン（不図示）又はＹ軸方向に気流を生成するファン（不図示）のいずれかをさらに備える構成とし、冷却能力をさらに向上させることもできる。なお、本実施形態においては、第１方向から見たときに、ヒートパイプ２０１Ｃ１の底部２０１Ｃ１aとヒートパイプ２０１Ｃ２の底部２０１Ｃ２aとが重なる領域と、重ならない領域とができるところ、ヒートパイプ２０１Ｃ１の底部２０１Ｃ１aとヒートパイプ２０１Ｃ２の底部２０１Ｃ２aとが重ならない領域においては、温度ムラができるため、ヒートパイプ２０１Ｃ１の底部２０１Ｃ１aとヒートパイプ２０１Ｃ２の底部２０１Ｃ２aとが重なる領域に（つまり、基板１０１の中心部に）ＬＥＤ素子１０３を配置するのが好ましい。
【００５７】
（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態に係る光照射装置１Ｄの背面図であり、図１１は、光照射装置１Ｄの右側面図である。図１０及び図１１に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｄは、Ｙ軸方向の位置が異なる（つまり、底部２０１Ｄ１ａ、２０１Ｄ２ａの長さが異なる）２種類のヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２が、Ｘ軸方向に沿って交互に配置されている点で、第２の実施形態の光照射装置１Ａのヒートパイプ２０１Ａと異なる。なお、図１０においては、説明の便宜のため、Ｘ軸方向に長く延びる基板１０１及び放熱フィン２０３の一部を省略して示している。
【００５８】
このように、２種類のヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２を互い違いに配置すると、隣接するヒートパイプ２０１Ｄ１のアーム部２０１Ｄ１ｂとヒートパイプ２０１Ｄ２のアーム部２０１Ｄ２ｂとの間にＹ軸方向にスペースができる。このため、数多くのヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２をＸ軸方向に密着するように配置したとしても、Ｙ軸方向の空気の流れを阻害することが殆どない。つまり、このような構成によれば、第２の実施形態に比較して、より多くのヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２をＸ軸方向に配置することが可能となり、冷却能力をさらに向上させることが可能となる。なお、放熱フィン２０３に対してＸ軸方向に気流を生成するファン（不図示）又はＹ軸方向に気流を生成するファン（不図示）のいずれかをさらに備える構成とし、冷却能力をさらに向上させることもできる。なお、本実施形態においては、第１方向から見たときに、ヒートパイプ２０１Ｄ１の底部２０１Ｄ１aとヒートパイプ２０１Ｄ２の底部２０１Ｄ２aとが重なる領域と、重ならない領域とができるところ、ヒートパイプ２０１Ｄ１の底部２０１Ｄ１aとヒートパイプ２０１Ｄ２の底部２０１Ｄ２aとが重ならない領域においては、温度ムラができるため、ヒートパイプ２０１Ｄ１の底部２０１Ｄ１aとヒートパイプ２０１Ｄ２の底部２０１Ｄ２aとが重なる領域に（つまり、基板１０１のＹ軸方向正側（図１１の右側）に）ＬＥＤ素子１０３を配置するのがより好ましい。
【００５９】
（第６の実施形態）
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る光照射装置１Ｅの右側面図である。図１２に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｅは、第５の実施形態に係る光照射装置１Ｄの放熱フィン２０３のＹ軸方向の幅を狭くし、これによって空いた空間にＬＥＤ素子１０３を駆動するＬＥＤ駆動回路４０１を配置したものである。また、光照射装置１Ｅは、ヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２、放熱フィン２０３を覆うケース５０１を有し、ケース５０１のＺ軸方向端部（ヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２及びＬＥＤ駆動回路４０１に対してＺ軸方向負側）には、ファン３０１を備えている。
【００６０】
ファン３０１は、ケース５０１の上面に形成された開口５０１ａから外部の空気を取り込み、ケース５０１内の空気を排気するファンである。ファン３０１が回転すると、図１２の点線の矢印のように、ケース５０１内にＹ軸方向及びＺ軸方向の気流が発生し、放熱フィン２０３が冷却されると共に、ＬＥＤ駆動回路４０１も冷却される。このように、本実施形態においては、略Ｌ字上のヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２のアーム部２０１Ｄ１ｂ、２０１Ｄ２ｂと底部２０１Ｄ１ａ、２０１Ｄ２ａ（不図示）に囲まれた空間にＬＥＤ駆動回路４０１を配置することにより、ケース５０１のＹ軸方向の寸法を抑えつつ、放熱フィン２０３及びＬＥＤ駆動回路４０１を効率よく冷却している。なお、本実施形態の光照射装置１Ｅは、気流に影響しないケース５０１の底面５０１ｂが固定、支持されることによって印刷装置（不図示）内の所定の位置に固定される。
【００６１】
（第７の実施形態）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る光照射装置１Ｆの右側面図である。図１３に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｆは、第６の実施形態に係る光照射装置１ＥのＬＥＤ駆動回路４０１に代えて、ファン３０１Ｆを配置したものである。
【００６２】
ファン３０１Ｆは、ケース５０１の上面に形成された開口５０１ａから外部の空気を取り込み、ケース５０１の底面５０１ｂに形成された開口５０１ｃからケース５０１内の空気を排気するファンである。ファン３０１Ｆが回転すると、図１３の点線の矢印のように、ケース５０１内にＹ軸方向の気流が発生し、放熱フィン２０３が冷却される。このように、本実施形態においては、略Ｌ字状のヒートパイプ２０１Ｄ１、２０１Ｄ２のアーム部２０１Ｄ１ｂ、２０１Ｄ２ｂと底部２０１Ｄ１ａ、２０１Ｄ２ａ（不図示）に囲まれた空間にファン３０１Ｆを配置することにより、ケース５０１のＹ軸方向の寸法を抑えつつ、放熱フィン２０３を効率よく冷却している。
【００６３】
（第８の実施形態）
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る光照射装置１Ｇの上面図であり、図１５は、光照射装置１Ｇの右側面図である。図１４及び図１５に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｇは、Ｚ軸方向の長さが異なる２種類のヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２が、Ｘ軸方向に沿って交互に密着して配置されている点で、第３の実施形態の光照射装置１Ｂのヒートパイプ２０１Ｂと異なる。なお、図１４においては、説明の便宜のため、Ｘ軸方向に長く延びる基板１０１及び放熱フィン２０３Ｂの一部を省略して示している。
【００６４】
このように、２種類のヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２を互い違いに配置すると、隣接するヒートパイプ２０１Ｇ１のアーム部２０１Ｇ１ｂの先端部（放熱フィン２０３Ｂが取付けられる部分）とヒートパイプ２０１Ｇ２のアーム部２０１Ｇ２ｂの先端部（放熱フィン２０３Ｂが取付けられる部分）との間にＺ軸方向のスペースができる。このため、数多くのヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２をＸ軸方向に密着するように配置したとしても、Ｚ軸方向の空気の流れを阻害することが殆どない。つまり、このような構成によれば、第３の実施形態に比較して、より多くのヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２をＸ軸方向に配置することが可能となり、冷却能力をさらに向上させることが可能となる。なお、放熱フィン２０３Ｂに対してＸ軸方向に気流を生成するファン（不図示）又はＺ軸方向に気流を生成するファン（不図示）のいずれかをさらに備える構成とし、冷却能力をさらに向上させることもできる。
【００６５】
（第９の実施形態）
図１６は、本発明の第９の実施形態に係る光照射装置１Ｈの右側面図である。図１６に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｈは、第８の実施形態に係る光照射装置１Ｇのヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２のアーム部２０１Ｇ１ｂ、２０１Ｇ２ｂと底部２０１Ｇ１ａ、２０１Ｇ２ａ（不図示）とで囲まれる空間内にファン３０１Ｇを追加したものである。
【００６６】
ファン３０１Ｇは、外部の空気を取り込み、Ｚ軸方向の気流を発生させ、放熱フィン２０３Ｂを冷却する。このように、本実施形態においては、略コ字状のヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２のアーム部２０１Ｇ１ｂ、アーム部２０１Ｇ２ｂと底部２０１Ｇ１ａ、２０１Ｇ２ａ（不図示）とで囲まれる空間内にファン３０１Ｇを配置することにより、光照射装置１ＨのＹ軸方向の寸法を抑えつつ、放熱フィン２０３Ｂを効率よく冷却している。
【００６７】
（第１０の実施形態）
図１７は、本発明の第１０の実施形態に係る光照射装置１Ｊの右側面図である。図１７に示すように、本実施形態の光照射装置１Ｊは、第８の実施形態に係る光照射装置１Ｇのヒートパイプ２０１Ｇ１、２０１Ｇ２及び放熱フィン２０３ＢのＺ軸方向外側にファン３０１Ｊを追加したものである。
【００６８】
ファン３０１Ｊは、外部の空気を取り込み、Ｚ軸方向の気流を発生させ、放熱フィン２０３Ｂを冷却する。このように、本実施形態においては、放熱フィン２０３ＢのＺ軸方向外側にファン３０１Ｊを配置することにより、光照射装置１ＪのＹ軸方向の寸法を抑えつつ、放熱フィン２０３Ｂを効率よく冷却している。
【００６９】
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】
【００７０】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｊ  光照射装置
１０１  基板
１０３  ＬＥＤ素子
２００  冷却装置
２０１、２０１´、２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ１、２０１Ｃ２、２０１Ｄ１、２０１Ｄ２、２０１Ｇ１、２０１Ｇ２  ヒートパイプ
２０１ａ、２０１Ａａ、２０１Ｂａ、２０１Ｄ１ａ、２０１Ｄ２ａ、２０１Ｇ１ａ、２０１Ｇ２ａ  底部
２０１ｂ、２０１Ａｂ、２０１Ｂｂ、２０１Ｃ１ｂ、２０１Ｃ２ｂ、２０１Ｄ１ｂ、２０１Ｄ２ｂ、２０１Ｇ１ｂ、２０１Ｇ２ｂ  アーム部
２０３、２０３Ａ、２０３Ｂ、２０３Ｅ  放熱フィン
２０３ａ、２０３Ａａ、２０３Ｂａ  貫通孔
３０１、３０１Ｆ、３０１Ｇ、３０１Ｊ  ファン
４０１  ＬＥＤ駆動回路
５０１  ケース
５０１ａ、５０１ｃ  開口
５０１ｂ  底面
【図１】
2016026929.tif 000003
【図２】
2016026929.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016026929.tif 000008
【図７】
2016026929.tif 000009
【図８】
2016026929.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016026929.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2016026929.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016026929.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2016026929.tif 000019