(57)【要約】【課題】ヘッダと冷却用流体との熱的な結合度を従来構成よりも向上させることができる光源ユニットを提供することを目的とする。【解決手段】光源ユニット１は、良熱伝導性材料からなる基板２と、基板２の一表面に設けられた複数の発光ダイオードチップ３とを有する発光モジュールＭと、良熱伝導性材料からなり複数の発光モジュールＭが基板２の他表面を当接させる形で結合可能なヘッダ４とを備える。ヘッダ４は、発光モジュールＭを冷却するための冷却水を流す流路１５を有し、流路１５は、１つのヘッダ４に対して複数本形成されており、各流路１５は、ヘッダ４の外部から冷却水が流入する流入口と、ヘッダ４の外部に冷却水を流出する流出口との両方をそれぞれに具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面の発光領域に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、良熱伝導性材料からなり複数の発光モジュールが基板の他表面を当接させる形で結合可能なヘッダとを備え、ヘッダは、発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有し、前記流路は、１つのヘッダに対して複数本形成されており、各流路は、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
複数本の前記流路は、複数の前記発光モジュールの前記発光領域が並ぶ方向に沿って前記冷却用流体を流す第１流路と、第１流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減するように冷却用流体を流す第２流路との組み合わせを少なくとも１組含むことを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
複数の前記発光モジュールは、前記発光領域が一直線上に並ぶように前記ヘッダに対して結合され、前記第２流路は、前記一直線に対して前記第１流路と対称に配設され、第１流路とは逆向きに前記冷却用流体を流すことを特徴とする請求項２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記第１流路の前記流出口と、前記第２流路の前記流入口とは、前記ヘッダの外側において連絡管により結合されており、ヘッダの外側には、連絡管内を流れる冷却用流体を強制的に冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記ヘッダは窒化アルミニウムから形成されており、前記流路の内周面の全面に亘って前記冷却用流体による腐食を防止する薄肉の非反応層を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、発光モジュールを結合可能であって発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有するヘッダとを備えた光源ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力化や長寿命化などを目的として、従来から使用されている放電ランプ等に代えて発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）チップを用いた光源ユニットが種々提案されている。このような光源ユニットは、たとえば紫外線を放射するＬＥＤチップを用いることにより、紫外線を受けて硬化する紫外線硬化型のインク等を硬化させる印刷システムなどに使用される。
【０００３】
この種の光源ユニットとしては、放電ランプ等の従来の光源ユニットと同程度の光量を得るために、複数のＬＥＤチップを１枚の基板の一表面上に搭載して成る発光モジュールを備えたものが知られている。また、この種の光源ユニットにおいて、光の照射範囲の拡大や光量の増大を図るため、発光モジュールを複数備え、これら複数の発光モジュールのＬＥＤチップを同時に発光させる場合もある。
【０００４】
ただし、複数のＬＥＤチップを１枚の基板に搭載した構成を採用する場合、ＬＥＤチップの発光時に発生する熱の処理が問題となる。すなわち、ＬＥＤチップに通電してＬＥＤチップを発光させると、周知のようにＬＥＤチップ自体が発熱するが、上述のように複数のＬＥＤチップを１枚の基板に搭載した発光モジュールでは、発熱量は１個のＬＥＤチップの数倍となる。ここにおいて、ＬＥＤチップの発光効率は負の温度係数を持つので、ＬＥＤチップは温度が上昇すると発光効率が著しく低下する。そのため、上記光源ユニットでは、発光モジュールで発生する熱を強制的に放熱する構成を適用する必要がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
発光モジュールの熱を強制的に放熱する構成としては、たとえば図７に示すように、発光モジュールＭ’を結合可能なヘッダ４を備えたものが知られている（たとえば特許文献２参照）。特許文献２に記載の発明では、発光モジュール（ここでは、レーザダイオードアレイ）Ｍ’を冷却するための冷却水（冷却用流体）を流す流路１５をヘッダ４に形成し、発光モジュールＭ’で発生した熱を冷却水によって放熱することで発光モジュールＭ’を冷却する水冷構造を採用している。特許文献２では、図７のように冷却水を流す流路１５は、ヘッダ４に設けた給水口２３からヘッダ４内に取り込まれた冷却水がヘッダ４に設けた排水口２４からヘッダ４外に排水されるように、１つのヘッダ４に対して１本のみ形成される。この光源ユニット１においては、流路１５の断面積を大きくすることで冷却水の流量を増やし、冷却水による発光モジュールＭ’の冷却効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００４−３６２９００号公報
【特許文献２】特開平８−１３９４７９号公報（第０００２段落、図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記構成の光源ユニット１では、ヘッダ４は冷却水と流路１５の内周面でのみ接触し、ヘッダ４と冷却水との間の熱交換は流路１５の内周面で行われるから、流路１５の内周面の面積が大きいほどヘッダ４と冷却水との熱的な結合度が高くなって発光モジュールＭ’の冷却効率が高くなる。しかし、上記光源ユニット１では、流路１５は１つのヘッダ４に対して１本のみ形成されているので、たとえ流路１５の断面積を大きくしたとしても、流路１５の内周面の面積はヘッダ４のサイズによって制限され、ヘッダ４と冷却水との熱的な結合度が制限されてしまう。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、ヘッダと冷却水との熱的な結合度を従来構成よりも向上させることができる光源ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、良熱伝導性材料からなる基板と、基板の一表面の発光領域に設けられた複数の発光ダイオードチップとを有する発光モジュールと、良熱伝導性材料からなり複数の発光モジュールが基板の他表面を当接させる形で結合可能なヘッダとを備え、ヘッダが、発光モジュールを冷却するための冷却用流体を流す流路を有し、前記流路が、１つのヘッダに対して複数本形成されており、各流路が、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、冷却用流体を流す流路が１つのヘッダに対し複数本形成されているので、１つのヘッダに対し流路が１本のみ形成されている従来構成に比べて、流路の内周面の面積を大きくとることができ、したがって、ヘッダにおける冷却用流体との接触面積を従来構成よりも大きくとることができる。これにより、ヘッダと冷却用流体との熱的な結合度が向上し、ヘッダと冷却用流体との間の熱交換の効率が向上して、発光ダイオードチップで発生した熱が冷却用流体に伝達されやすくなり、発光モジュールの冷却効率が向上するという利点がある。しかも、各流路は、ヘッダの外部から冷却用流体が流入する流入口と、ヘッダの外部に冷却用流体を流出する流出口との両方をそれぞれに具備することで、ヘッダ内に冷却用流体を流す経路を個別に形成するから、全ての流路に対してそれぞれの流入口から低温の冷却用流体を供給することができ、発光モジュールの冷却効率の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数本の前記流路が、複数の前記発光モジュールの前記発光領域が並ぶ方向に沿って前記冷却用流体を流す第１流路と、第１流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減するように冷却用流体を流す第２流路との組み合わせを少なくとも１組含むことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第１流路に冷却用流体を流したときに前記発光モジュール間に生じる発光領域の温度差は、第２流路に冷却用流体を流すことで低減されるので、第１流路の上流側に配設した発光モジュールと第１流路の下流側に配設した発光モジュールとで発光領域の発光ダイオードチップの温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、複数の前記発光モジュールが、前記発光領域が一直線上に並ぶように前記ヘッダに対して結合され、前記第２流路が、前記一直線に対して前記第１流路と対称に配設され、第１流路とは逆向きに前記冷却用流体を流すことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、発光領域が並ぶ一直線に対して、第１流路と第２流路とを対称に配設するだけの簡単な構成でありながらも、第１流路と第２流路とに冷却用流体を互いに逆向きに流すことにより、発光モジュール間に生じる発光領域の温度差を低減することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明において、前記第１流路の前記流出口と、前記第２流路の前記流入口とが、前記ヘッダの外側において連絡管により結合されており、ヘッダの外側には、連絡管内を流れる冷却用流体を強制的に冷却する冷却装置が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１流路に流した冷却用流体を、連絡管内において冷却してから第２流路に流すので、第１流路に流す冷却用流体と第２流路に流す冷却用流体とを共用することで、第１流路と第２流路とにそれぞれ冷却用流体を個別に流す場合に比べて冷却用流体の流量を低減しながらも、第１流路と第２流路との両方に対して低温の冷却用流体を流すことができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記ヘッダが窒化アルミニウムから形成されており、前記流路の内周面の全面に亘って前記冷却用流体による腐食を防止する薄肉の非反応層を有することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、流路の内周面には冷却用流体による腐食を防止する非反応層を有するので、流路に冷却用流体を流すことでヘッダにおける流路の周辺が腐食することを回避できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、冷却用流体を流す流路が１つのヘッダに対し複数本形成されているので、従来構成に比べて流路の内周面の面積を大きくとることができる。したがって、ヘッダにおける冷却用流体との接触面積を従来構成よりも大きくとることができ、ヘッダと冷却用流体との熱的な結合度が向上する。しかも、各流路は、流入口と流出口との両方をそれぞれに具備することで、全ての流路に対してそれぞれの流入口から低温の冷却用流体を供給することができ、発光モジュールの冷却効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の光源ユニット１は、図１に示すように基板２と、基板２の一表面（以下、前面という）に設けられた複数の発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）チップ３とを有する発光モジュールＭと、複数の発光モジュールＭを結合可能なヘッダ４とを備える。
【００２０】
基板２は、前面が一方向に長い長方形状（いわゆる短冊状）に形成されており、複数のＬＥＤチップ３は図２に示すようにこの基板２の前面の縦横にそれぞれ複数個（ここでは４個）ずつ並ぶように格子点状に配列されている。これらＬＥＤチップ３は、基板２の前面の中央部に設定された発光領域（図示せず）に配置される。基板２は、熱伝導性に優れた良熱伝導性材料（たとえば銅）からなる。しかして、ＬＥＤチップ３の発光時にはＬＥＤチップ３で発生した熱が基板２に伝わり、さらに熱伝導により基板２内を移動して基板２の背面側に伝達される。ここでは、基板２に導電性材料を用い、ＬＥＤチップ３を基板２にダイボンド接続することによって、基板２をＬＥＤチップ３の一方の電極（アノード）と電気的に接続してある。
【００２１】
さらに、発光モジュールＭは、基板２の前面に取着される板状のカバー６を有している。カバー６には、複数個のＬＥＤチップ３を前方に露出させるように基板２の発光領域に対応する位置に円形状に開口した露出孔７が貫設されている。露出孔７の内周面は基板２からの距離が大きくなるほど露出孔７の内径を広げるように傾斜している。露出孔７には外周面が凸曲面（たとえば球面の一部）であるレンズ８が装着され、基板２とカバー６とレンズ８とでＬＥＤチップ３が実装された空間を包囲している。これにより、ＬＥＤチップ３が実装された空間は湿度などの周囲環境の影響から遮断される。ここで、カバー６は導電性材料（たとえば銅）からなり、ＬＥＤチップ３の他方の電極（カソード）をワイヤボンディングによりカバー６に接続してある。しかして、各発光モジュールＭにおける複数個のＬＥＤチップ３は、基板２とカバー６とのそれぞれを電極とするように並列に接続される。なお、基板２とカバー６との間には絶縁材料からなる絶縁シート９が介在し、基板２とカバー６とを絶縁している。
【００２２】
ここにおいて、基板２とカバー６とは、図３に示すように正面から見ていずれも長方形状であって、幅寸法が略同一寸法に形成されている。また、基板２とカバー６とでは長手方向の寸法が異なっており、基板２のほうがカバー６よりも長手方向の寸法が大きく形成されている。さらにまた、基板２の長手方向の中心とカバー６の長手方向の中心とは位置が異なっており、基板２の長手方向の中心よりも長手方向の一端寄りにカバー６の長手方向の中心が位置するようにカバー６が基板２に取着される。基板２の長手方向の両端部には、ヘッダ４に基板２を結合する際に使用する取付孔１０がそれぞれ貫設されている。さらに、基板２とカバー６とのそれぞれには接続用ねじ孔１１，１２が形成されている。各接続用ねじ孔１１，１２は、基板２の長手方向の中心と各取付孔１０との間にそれぞれ位置しており、基板２の長手方向の中心から各接続用ねじ孔１１，１２までの距離は等距離になっている。この接続用ねじ孔１１，１２は、ＬＥＤチップ３を電気的に接続するために使用される。
【００２３】
上記構成により、両取付孔１０と両接続用ねじ孔１１，１２とは、それぞれ正面から見て基板２の幅方向に沿った中心線に対して対称に位置する。一方、カバー６は、基板２の幅方向に沿った中心線に対して非対称となるように当該中心線を跨ぐ形に配置されており、当該中心線から基板２の一方の端部までの距離と他方の端部までの距離とが異なっている。さらに、カバー６は基板２に対して絶縁シート９を介して積層されているのであって、一方の接続用ねじ孔１１は基板２に形成され、他方の接続用ねじ孔１２はカバー６に形成されているから、接続用ねじ孔１１と他方の接続用ねじ孔１２とでは基板２の厚み方向における開口面の位置が異なっている。
【００２４】
一方、ヘッダ４は、直方体状であって、長手方向に沿った一面（以下、前面という）に対して前記長手方向に沿って複数の発光モジュールＭが並設される。このヘッダ４は、良熱伝導性材料からなり、ＬＥＤチップ３の発光時にＬＥＤチップ３で発生する熱を基板２から吸収し強制的に放熱するものであって、発光モジュールＭは、基板２の他表面（以下、背面という）をヘッダ４の前面に当接させる形でヘッダ４に取り付けられる。発光モジュールＭをヘッダ４に取り付けるには、基板２の取付孔１０を通して取付ねじ１３をヘッダ４に螺合させる。なお、ヘッダ４を導電性材料で形成する場合には、ヘッダ４と基板２との間には絶縁部材（図示せず）を介在させることで、ヘッダ４と発光モジュールＭとを電気的に絶縁する。
【００２５】
ここにおいて、本実施形態では、光源ユニット１を構成する複数の発光モジュールＭを直列に接続するように、以下の構成を採用する。
【００２６】
すなわち、図１および図４に示すように、基板２の幅方向に沿った中心線を一致させるように複数の発光モジュールＭをヘッダ４の長手方向に並べてヘッダ４に結合し、且つ基板２の幅方向において隣接する発光モジュールＭを前記中心線に対してカバー６の位置が交互に入れ替わるように配置する。また、隣接する一対の発光モジュールＭの一方の基板２と他方のカバー６とを金属板からなる接続板５を介して電気的に接続する。
【００２７】
接続板５は、図１のように基板２の前面に重なる基板接続片５ａと、カバー６の前面に重なるカバー接続片５ｂと、基板２とカバー６との前面の段差に相当する長さ寸法を有し基板接続片５ａとカバー接続片５ｂとを連結する連結片５ｃとを連続一体に備えるものであって、銅あるいは銅系合金により短冊状に形成された金属板を折曲することで形成される。基板接続片５ａとカバー接続片５ｂとにはそれぞれ貫通孔５ｄが形成される。隣接する発光モジュールＭ間において基板２とカバー６とを電気的に接続するには、上記接続板５の基板接続片５ａを一方の発光モジュールＭの基板２の前面に重ねると共に、カバー接続片６を他方の発光モジュールＭのカバー６の前面に重ね、各貫通孔５ｄを通して接続用ねじ孔１１，１２にそれぞれ接続用ねじ１４を螺合させる。
【００２８】
上述のように接続板５を用いて隣接する発光モジュールＭ同士を接続することにより、隣接する発光モジュールＭの基板２とカバー６とが互いに電気的に接続され、複数の発光モジュールＭのＬＥＤチップ３を直列に接続することができる。しかも、発光モジュールＭを配列している方向に沿った基板２の中心線に対して、カバー６の位置が（図１、図４の上下方向に）交互に入れ替わるように発光モジュールＭを配置しているので、発光モジュールＭの配列方向に隣接する接続用ねじ孔１１，１２間を接続する程度の簡単な形状の接続板５を用いるだけで、複数の発光モジュールＭを直列接続することができる。さらに、カバー６の位置関係により一見して誤った配置を見極めることができるので、誤接続の可能性を低減できる。
【００２９】
なお、本実施形態では、光源ユニット１を構成する複数の発光モジュールＭを直列に接続する例を示しているが、複数の発光モジュールＭを並列に接続してもよく、この場合、基板２の幅方向に沿った中心線に対して各発光モジュールＭにおけるカバーの位置を揃え、配列した発光モジュールＭの全体に跨る接続用導体（帯状の金属板）により発光モジュールＭの幅方向に隣接する接続用ねじ孔１１，１２間を接続すればよい。
【００３０】
ところで、ヘッダ４は、基板２の背面側に移動したＬＥＤチップ３の熱を基板２から吸収して放熱するように、発光モジュールＭを冷却するための冷却用流体を流す流路１５を有する。冷却用流体としては基板２の背面よりも低温の冷却水（図示せず）を用いる。つまり、冷却水は基板２の熱を移動させるための熱媒として用いられる。
【００３１】
具体的には、ヘッダ４は、図２に示すように一方向（発光モジュールＭが並ぶ方向）に長い長方形状の前壁１６と、前壁１６の幅方向の両端部からそれぞれ後方に立設された側壁１７と、前壁１６の背面における両側壁１７で囲まれた領域に立設され、前壁１６および両側壁１７で囲まれた空間を前壁１６の幅方向において複数（ここでは４つ）に分割する分割壁１８とを具備するダクト本体１９を備え、ダクト本体１９の背面（図２の上面）に板状の蓋体２０を覆着した構成を有する。発光モジュールＭはダクト本体１９の前壁１６の前面側に取り付けられる。ここで、ダクト本体１９の前壁１６と両側壁１７と各分割壁１８と蓋体２０とで囲まれた各空間がそれぞれ前記流路１５として機能する。
【００３２】
つまり、１つのヘッダ４に対して、それぞれ断面が矩形状の流路１５が発光モジュールＭの並ぶ方向に沿って複数本（ここでは４本）形成されることになる。ここに、複数の発光モジュールＭは、発光領域がヘッダ４の長手方向に沿った一直線上に並ぶようヘッダ４に結合されており、各流路１５は当該一直線に沿ってそれぞれ冷却水を流す。各流路１５は、ヘッダ４の外部から冷却水が流入する流入口（図示せず）と、ヘッダ４の外部に冷却水を流出する流出口（図示せず）との両方をそれぞれに具備するものであって、冷却水を流す経路を個別に形成する。これら複数本の流路１５は、発光モジュールＭで発生した熱が流路１５を流れる冷却水に伝達され易くなるように、ヘッダ４において発光モジュールＭが取り付けられる前面寄りの位置に、当該前面に沿って等間隔で並設されている。
【００３３】
蓋体２０とダクト本体１９との継目には冷却水の漏洩を防止するパッキン２１が装着される。ここでは、ダクト本体１９の各側壁１７の後端面にダクト本体１９の長手方向に沿って凹溝２２が形成されており、凹溝２２の内周面と蓋体２０の前面との間にパッキン２１を挟持する形で蓋体２０がダクト本体１９に取り付けられる。蓋体２０はダクト本体１９に対してたとえばねじ（図示せず）を用いて結合される。
【００３４】
しかして、ヘッダ４の各流路１５に冷却水を流すことにより、ＬＥＤチップ３で発生して基板２に伝わった熱は、良熱伝導性材料からなる基板２内を熱伝導により伝達し、さらに基板２の背面側からヘッダ４を介して冷却水に吸収されることで強制的に放熱される。これにより、ＬＥＤチップ３の温度上昇を防止することができ、温度上昇に起因したＬＥＤチップ３の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３５】
ここにおいて、本実施形態では、上述したように１つのヘッダ４に対して複数本（４本）の流路１５を形成した構成を採用しているから、１つのヘッダ４に対して流路１５を１本のみ形成した従来構成に比べて、流路１５の内周面の面積を大きくすることができ、流路１５を流れる冷却水とヘッダ４との接触面積を大きくすることができる。つまり、本実施形態のダクト本体１９は、複数の分割壁１８を有し、前壁１６および側壁１７だけでなく各分割壁１８にも冷却水を接触させるので、放熱フィンを有することで空気との接触面積を増やして放熱効率を向上させたヒートシンクと同様に、冷却水との接触面積を増やして放熱効率を向上させることができる。言い換えれば、発光モジュールＭで発生した熱は、ダクト本体１９における前壁１６と側壁１７と分割壁１８および蓋体２０のそれぞれから冷却水に伝達されることとなり、その結果、ヘッダ４と冷却水との熱的な結合度が向上し、ヘッダ４と冷却水との間の熱交換の効率が向上して、発光モジュールＭで発生した熱が冷却水に伝達されやすくなり、発光モジュールＭの冷却効率が向上するという効果がある。
【００３６】
ところで、４本の流路１５のうち、ヘッダ４の幅方向の中心に対して、幅方向の一端側（図１の上端側）に配置された２本の流路１５は、ヘッダ４の長手方向に平行する一方向に沿って冷却水を図１における左側から右側に流す第１流路１５ａを構成し、一方、幅方向の他端側（図１の下端側）に配置された２本の流路は、冷却水を第１流路１５ａとは逆向きに（図１における右側から左側に）流す第２流路１５ｂを構成する。ここに、複数の発光モジュールＭは発光領域が一直線上に並ぶようヘッダ４に結合されているから、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとは、前記一直線に対して対称となるものを１組として、ここでは２組形成されることとなる。
【００３７】
ここで、ヘッダ４には、図５に示すように各第１流路１５ａの流入口に冷却水を供給する給水口２３ａ、および各第１流路１５ａの流出口から冷却水を排出する排水口２４ａが設けられ、さらに、各第２流路１５ｂの流入口に冷却水を給水する給水口２３ｂ、および各第２流路１５ｂの流出口から冷却水を排水する排水口２４ｂが設けられている。
【００３８】
つまり、２本の第１流路１５ａにおける流入口は互いにヘッダ４内で接続されることで１つの給水口２３ａを共用し、２本の第１流路１５ａの流出口は互いにヘッダ４内で接続されることで１つの排水口２４ａを共用する。同様に、２本の第２流路１５ｂの流入口は互いにヘッダ４内で接続されることで１つの給水口２３ｂを共用し、２本の第２流路１５ｂの流出口は互いにヘッダ４内で接続されることで１つの排水口２４ｂを共用する。これにより、図５のように流路１５に冷却水を供給する供給装置２５にヘッダ４の各給水口２３ａ，２３ｂを接続し、且つ流路１５の冷却水を排出する排出装置２６にヘッダ４の各排水口２４ａ，２４ｂを接続することで、ヘッダ４内の各流路１５に対して冷却水を流すことができる。供給装置２５は、発光モジュールＭにおける基板２の背面よりも低温の冷却水を各流路１５に供給する。
【００３９】
この構成によれば、第１流路１５ａにおいては図１における左側から右側に冷却水が流れるものの、第２流路１５ｂにおいては図１における右側から左側に冷却水が流れるので、ヘッダ４に結合された複数の発光モジュールＭ間に生じる発光領域の温度差を低減することができる。しかも、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとのそれぞれは、個別に流入口および流出口を具備しているから、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとのそれぞれに対しては、熱的に独立した冷却水を供給することができ、第１流路１５ａに流入する冷却水と第２流路１５ｂに流入する冷却水とは略同一温度となる。したがって、第１流路１５ａの上流側に配設した発光モジュールＭと第１流路１５ａの下流側に配設した発光モジュールＭとで発光領域のＬＥＤチップ３の温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。
【００４０】
なお、ヘッダ４に形成された各流路１５に対して冷却水を流す向きは、上述した例に限るものではなく、たとえば隣接する流路１５において冷却水を流す向きが交互に入れ替わるように（つまり、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとが交互に位置するように）流路１５を配置したり、全ての流路１５において冷却水を流す向きが揃うように、全ての流路１５を第１流路１５ａ（あるいは第２流路１５ｂ）としたりすることも考えられる。また、ヘッダ４に形成する流路１５の本数は４本に限るものではなく、複数本であればよい。ヘッダ４において、各流路１５ごとにそれぞれ個別の給水口および排水口を設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、ヘッダ４は、各流路１５の内周面の全面に冷却水による腐食を防止する薄肉の非反応層（図示せず）をそれぞれ有している。
【００４２】
本実施形態では、ヘッダ４の材料として絶縁材料であって比較的高い熱伝導率を持つ窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用いている。ただし、窒化アルミニウムは、アルカリ性の水と反応し易く、光源ユニット１を長時間使用した場合、流路１５内を流れる冷却水により腐食する可能性がある。そこで、流路１５の内周面に熱処理を施すことでアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなり水と反応し難い非反応層を形成し、流路１５内を流れる冷却水によりヘッダ４が腐食することを防止している。アルミナは窒化アルミニウムに比べて熱伝導率は低いものの、非反応層は薄肉であるから、流路１５内の冷却水への熱の伝達率が大きく低下することはない。なお、非反応層はアルミナからなるものに限らず、流路１５の内周面の全面に対してたとえば合成樹脂等のコーティングを施すことにより形成されるものであってもよい。
【００４３】
ところで、本実施形態で例示する光源ユニット１は、紫外線を放射するＬＥＤチップ３を採用しており、たとえば紫外線硬化型のインクを硬化させる印刷システムなどに使用される。すなわち、光源ユニット１は、光照射対象（たとえば印刷物）を搬送する搬送手段（たとえばベルトコンベア）の上方に設置され、下方を通過する光照射対象に略均一に光を照射する。この種の光源ユニット１には、従来、キセノンランプが主に用いられており、本実施形態では、複数のＬＥＤチップ３を設けた発光モジュールＭをさらに複数並べて配置した状態で使用することにより、キセノンランプに近い光の照射範囲や光量を実現している。ここでは、複数の発光モジュールＭは、発光領域がヘッダ４の長手方向に沿った一直線上に並ぶようヘッダ４に結合されるので、各発光モジュールＭに設けられたＬＥＤチップ３を発光させることで線光源を形成することができる。ここに、光源ユニット１は線光源の長手方向が光照射対象の搬送方向と交わるように配置される。線光源の長さ寸法は、ヘッダ４に結合させる発光モジュールＭの個数によって調節することができるので、光照射対象の大きさに合わせて線光源の長さを調節する（たとえば３０〜７０ｃｍ程度）ことができる。
【００４４】
しかも、本実施形態の光源ユニット１は、１つのヘッダ４に対して複数の発光モジュールＭが結合された状態で使用されるので、複数の発光モジュールＭの熱を１つのヘッダ４で放熱することが可能となる。言い換えれば、ヘッダ４は複数の発光モジュールＭに共用されることとなる。したがって、複数の発光モジュールＭを用いる場合でもヘッダ４は１つでよく、ヘッダ４のメンテナンスが面倒になることがない。特に本実施形態では、蓋体２０をダクト本体１９から取り外せば、冷却水の流路１５が露出した状態となるから、当該流路１５の清掃などのメンテナンスも容易に行うことができる。
【００４５】
また、各発光モジュールＭはヘッダ４に結合されるものであるから、ＬＥＤチップ３が断線等により発光不能となった場合、該当する発光モジュールＭのみをヘッダ４から取り外して交換することで対処でき、ヘッダ４については交換する必要がない。そのため、発光モジュールＭの交換に伴ってヘッダ４も交換せざるを得ない構成に比べて、光源ユニット１の修理に掛かるコストを低く抑えることができる。
【００４６】
ところで、本実施形態では、光源ユニット１の一例として、紫外線を放射するＬＥＤチップ３を採用し、紫外線硬化型のインク等を硬化させる印刷システムに使用される光源ユニット１について説明したが、この例に限るものではなく、ＬＥＤチップ３を用いた種々の光源ユニット１に本発明を適用することができる。たとえば可視光を放射するＬＥＤチップ３を用いれば、文字や映像を表示する表示装置用の光源ユニット１を構成することもできる。
【００４７】
なお、流路１５に流す冷却用流体は冷却水に限るものではなく、その他の液体あるいは冷却用のガス等であってもよい。また、各流路１５は断面が矩形状のものに限らず、たとえば三角形状や円形状の断面を有するものでもよい。さらに、各流路１５は、流入口と流出口との間で一直線状に延長されたものに限らず、たとえば流入口と流出口との間で蛇行する形のものであってもよい。ヘッダ４は、ダクト本体１９と蓋体２０とに分離可能なものに限らず、一体に形成されたダクト本体１９に流路１５を複数本貫設したものであってもよい。
【００４８】
（実施形態２）
本実施形態の光源ユニット１は、ヘッダ４に設けた流路１５への冷却水の流し方が実施形態１の光源ユニット１と相違する。
【００４９】
すなわち、ここでは図６に示すように、第１流路１５ａの給水口２３ａが供給装置２５に接続され、第２流路１５ｂの排水口２４ｂが排出装置２６に接続されるとともに、第１流路１５ａの排水口２４ａと第２流路１５ｂの給水口２３ｂとは、ヘッダ４の外側において連絡管２７によって結合されている。さらに、ヘッダ４の外部には、連結管２７内を流れる冷却水を強制的に冷却する冷却装置２８を設けてある。冷却装置２８としては、たとえば連絡管２７の一部に冷却風を吹き付ける構造のものが用いられる。
【００５０】
上述した構成の光源ユニット１によれば、第１流路１５ａに流した冷却水を、連絡管２７を通して第２流路１５ｂに流すので、第１流路１５ａに流す冷却水と第２流路１５ｂに流す冷却水とを共用することで、実施形態１のように第１流路１５ａと第２流路１５ｂとにそれぞれ個別に冷却水を流す場合に比較して冷却水の流量を低減することができる。しかも、冷却水は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとの間の連絡管２７を通る際に冷却装置２８によって冷却されるので、第１流路１５ａにおいて発光モジュールＭの熱を吸収して冷却水の温度が上昇しても、第２流路１５ｂに対しては低温の冷却水を流すことができる。したがって、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとのそれぞれに対しては、熱的に独立した冷却水を供給することができ、第１流路１５ａに流入する冷却水と第２流路１５ｂに流入する冷却水とを略同一温度とすることができる。結果的に、ヘッダ４に結合された複数の発光モジュールＭ間に生じる発光領域の温度差はほとんど生じず、第１流路１５ａの上流側に配設した発光モジュールＭと第１流路１５ａの下流側に配設した発光モジュールＭとで発光領域のＬＥＤチップ３の温度上昇に起因した発光効率のばらつきを抑制することができ、輝度むらの少ない発光面を実現することができる。
【００５１】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態１の要部を示す概略分解斜視図である。
【図２】同上の構成を示す概略断面図である。
【図３】同上の発光モジュールを示し、（ａ）は前面側から見た概略斜視図、（ｂ）は背面側から見た概略斜視図である。
【図４】同上の要部の概略正面図である。
【図５】同上の光源ユニットの接続状態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態２の接続状態を示す概略構成図である。
【図７】従来例を示し（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  光源ユニット
２  基板
３  発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ
４  ヘッダ
１５  流路
１５ａ  第１流路
１５ｂ  第２流路
２７  連絡管
２８  冷却装置
Ｍ  発光モジュール
【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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