光源ユニット
【課題】窓部材の配設部分において高い防水性の得られる光源ユニットを提供すること、また、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性の得られる光源ユニットを提供することにある。
【解決手段】光源ユニットは、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする。
【解決手段】光源ユニットは、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を複数備えた光源ユニットに関し、更に詳しくは、紫外光領域の光を発光するＬＥＤ素子を発光源とし、インクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして好適に用いることのできる光源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、紫外光領域の光を発光するＬＥＤ素子の開発が進められており、このような紫外光領域の光を放射するＬＥＤ素子を、従来においては水銀を封入した放電ランプを光源として用いていた種々の分野に用いることが検討されている。
紫外光領域の光を放射するＬＥＤ素子を備えた光源ユニットの或る種のものとしては、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板がヒートシンクの上面に配設された、その外観形状が直方体状の光源モジュールが、当該光源モジュールの光放射方向前方に開口部を有するアルミニウム製のカバー部材に覆われるように設けられており、当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光がカバー部材の開口部を塞ぐように設けられたガラス製の窓部材を介して放射される構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この光源ユニットにおいて、カバー部材は、光源モジュールの４つの側面の各々に、それぞれネジ部材によって固定された複数の板状部材によって形成されている。
【０００３】
このような構成の光源ユニットは、具体的に、例えば特許文献１にも示されているように、光硬化型インクジェットプリンタ装置における、光硬化型のインクを紙などの印刷対象物に定着させるための定着用光源として用いることが提案されており、その他にも、光硬化装置において、光硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を硬化させるための硬化用光源などとして用いることが検討されている。
このように光源ユニットをインクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いる場合においては、窓部材に汚れが付着することがある。
具体的には、インクの定着用光源として用いる場合においては、印刷対象物に対してインクが噴射される際に、噴射されたインクの一部が印刷対象物に付着せずに周囲に飛散し、光源ユニットの窓部材にも汚れとして付着する。またこのようにして窓部材に付着した光硬化型のインクは、紫外光が照射されることによって硬化し、その硬化した状態で汚れとして付着している場合もある。
また、樹脂組成物の硬化用光源として用いる場合においては、樹脂組成物に含有されているシロキサンなどが蒸発し、光源ユニットの窓部材に付着することに起因して当該窓部材に白濁（曇り）が生じる。
このようにして光源ユニットの窓部材に付着した付着物（汚れ）は、アルコールなどの有機溶剤を付けた布で窓部材を拭くことによって除去することができる場合もあるが、このような簡便な拭き取り操作によっては、例えば光硬化型のインクが硬化した状態の付着物などを除去することができない。このように拭き取ることのできない付着物を除去するためには、有機溶剤中に窓部材の付着物の付着している外表面の全面を一定時間浸漬して洗い流すことが必要となる。
【０００４】
しかしながら、窓部材の外表面全面を有機溶剤中に浸漬するためには光源ユニットにおける窓部材の配設部分を浸漬することが必要とされるが、光源ユニットの窓部材の配設部分を有機溶剤中に浸漬した場合には、例えば窓部材とカバー部材との間の間隙、あるいはカバー部材における当該カバー部材を構成する板状部材同士の間の間隙などから有機溶剤がカバー部材の内部に入り込み、それに起因してカバー部材の内部に配設されているＬＥＤ素子がショートしてしまう、という問題がある。
【０００５】
また、カバー部材に窓部材が設けられてなる構成の光源ユニットにおいては、窓部材とカバー部材との間の間隙には、ゴミが入り込んだり、光源ユニットをインクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いる場合において、汚れが入り込む、または光源ユニットの窓部材に付着した付着物の拭き取り操作中において窓部材から除去された汚れ（付着物）が入り込んでしまうことなどがあることから、このようにして窓部材とカバー部材との間の間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じるおそれがある、という問題がある。またその他にも、特に窓部材を接着剤を用いて固定している場合においては、例えば光源ユニットにおける窓部材の配設部分を有機溶剤中に浸漬することなどによって窓部材の接着接合部分に液体が浸透すること、あるいは窓部材の接着接合部分にＬＥＤ素子からの光（紫外光）が照射されることによって劣化が生じることなどに起因して、接着剤の接着性能が低下して筒状ケーシングと窓部材との間に長期間にわたって十分な密着性を得ることができなくなるおそれがある、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、窓部材の配設部分において高い防水性の得られる光源ユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性の得られる光源ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光源ユニットは、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、
当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源ユニットにおいては、前記筒状ケーシングにおける開口部の内周面には窓部材支持用凸部が設けられており、当該窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤により窓部材が接着接合されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の光源ユニットにおいては、前記筒状ケーシングと前記窓部材との境界にコーキング材を充填するためのコーキング溝が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源ユニットによれば、窓部材が固定されている筒状ケーシングが境界部分のない一体構造を有するものであると共に、窓部材と筒状ケーシングとの境界に、当該境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が設けられていることから、筒状ケーシングの外周面には、外部と当該筒状ケーシングの内部とを連通する間隙がなく、また、窓部材と筒状ケーシングとの境界においては、当該境界に形成されている外部と筒状ケーシングの内部とを連通する間隙が環状シール部を構成するコーキング材によって確実に液密閉塞されているため、筒状ケーシングと窓部材とによって構成される筐状体が高い防水構造を有するものとなり、その筐状体よりなる窓部材の配設部分において高い防水性が得られる。
従って、本発明の光源ユニットは、窓部材の配設部分に高い防水性を有するものであることから、この窓部材の配設部分を長時間にわたって液体中に浸漬した場合であっても、筒状ケーシングの内部に液体が入り込むことがない。
また、本発明の光源ユニットは、窓部材と筒状ケーシングとの境界に形成されている間隙が環状シール部を構成するコーキング材によって塞がれた状態とされていることから、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因する弊害が生じることがない。
【００１２】
本発明の光源ユニットにおいては、筒状ケーシングにおける開口部の内周面に窓部材支持用凸部を設け、この窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に窓部材を接着接合する構成とすることにより、窓部材の接着接合部分を環状シール部の内方側に位置させることができると共に、当該接着接合部分を構成する接着剤に紫外光が照射されることを防止することができることから、接着剤が紫外光に対する耐光性および液体不透過性を有さないものであっても、紫外光が照射されること、または液体が浸透することによって接着剤が劣化して接着性能が低下することがなく、筒状ケーシングと窓部材との間の密着性が維持され、その結果、環状シール部によって窓部材と筒状ケーシングとの境界が液密に封止された状態が維持されるため、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光源ユニットの構成の一例を示す説明用斜視図である。
【図２】図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングの内部の構成を示す説明用部分拡大断面図である。
【図３】図１の光源ユニットを構成する光源モジュールを示す説明用斜視図である。
【図４】図１の光源ユニットを構成する筒状ケーシングを示す説明用図であり、（ａ）は筒状ケーシングの説明用斜視図であり、（ｂ）は筒状ケーシングの説明用拡大断面図である。
【図５】図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングと窓部材との境界の構成を示す説明用拡大断面図である。
【図６】図１の光源ユニットを構成する窓部材を示す説明図であり、（ａ）は窓部材の説明用斜視図であり、（ｂ）は窓部材の説明用拡大断面図である。
【図７】図１の光源ユニットにおける光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光の光路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光源ユニットの構成の一例を示す説明用斜視図であり、図２は、図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングの内部の構成を示す説明用部分拡大断面図であり、図３は、図１の光源ユニットを構成する光源モジュールを示す説明用斜視図である。
この光源ユニット１０は、複数のＬＥＤ素子２２が上面（図２および図３における上面）上に配列された矩形状のＬＥＤ基板２３が、直方体状の外観形状を有するヒートシンク２５の上面（図２および図３における上面）に配設されてなる構成の光源モジュール２０を備えており、当該光源モジュール２０が、矩形筒状の筒状ケーシング３０内に、当該筒状ケーシング３０の一方（図１および図２における上方）の開口（以下、「光放射開口」ともいう。）から光源モジュール２０を構成する複数のＬＥＤ素子２２からの光が放射されるように配設されてなる構成を有するものである。そして、筒状ケーシング３０には、光放射開口を有する開口部（以下、「光放射開口部」ともいう。）に、当該光放射開口を塞ぐようにして、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ基板２３および複数のＬＥＤ素子２２を保護するための光透過性を有する窓部材３５が、当該光放射開口部内に受容された状態で固定されて設けられており、この窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界には、その全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる矩形環状の環状シール部４０が形成されている。
この図の例においては、光源モジュール２０を構成するヒートシンク２５の下面（図２における下面）側に、当該光源モジュール２０に外部電源から電力を供給するための電力供給機構（図示せず）が配設されており、この電力供給機構を覆うと共に筒状ケーシング３０の他方の開口（図１および図２における下方）を塞ぐようにして、複数の金属製の板状部材１８Ａがネジ部材１９によって螺合されて形成されたケーシング１８が設けられており、このケーシング１８と、筒状ケーシング３０とによってカバー部材１５が形成されている。また、カバー部材１５を構成するケーシング１８には、外部電源に接続するための電源供給コネクタ１７が設けられている。尚、本実施例ではケーシング１８を形成するための複数の構成部材として金属製の板状部材１８Ａを用いたが、ケーシング１８に係る複数の構成部材は板状部材に限らず、ブロック状のものであってもよい。
【００１５】
ＬＥＤ基板２３の表面には、図３に示すように、複数（図の例においては３２個）のＬＥＤ素子２２が、等間隔で２列に配置されており、当該ＬＥＤ基板２３の裏面には、複数のＬＥＤ素子２２に電力を供給するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００１６】
ＬＥＤ素子２２としては、紫外光領域の光を放射するもの、具体的には、例えばピーク発光波長が３６５ｎｍ、３８５ｎｍおよび４０５ｎｍのものが用いられる。
【００１７】
ＬＥＤ基板２３を構成する基材としては、ＬＥＤ素子２２の種類などに応じた適宜のものが用いられ、例えば窒化アルミニウム製のものなどを用いることができる。
【００１８】
ヒートシンク２５は、図３に示したように、ＬＥＤ基板２３上に配列されたＬＥＤ素子２２を冷却するためのものであり、例えば銅製の立方体状の外観形状を有するヒートシンク本体２５Ａの内部に、例えば冷却水などの冷却媒体を流通させるための流通流路が形成されており、この流通流路に対して冷却媒体を供給するための供給部（図示せず）と、当該流通流路から冷却媒体を排出するための排出部（図示せず）とが、ヒートシンク本体２５Ａの外表面におけるＬＥＤ基板２３が位置されている領域以外の領域に設けられてなるものである。尚、本実施例では冷却媒体を用いて冷却を行う構成のヒートシンクを示したが、ヒートシンクは、例えばファン付きのヒートシンクなどのファンなどによって強制空冷する構成のものであってもよい。
【００１９】
筒状ケーシング３０は、図４に示すように、境界部分のない一体構造を有するものである。
ここに、本明細書中において、「境界部分のない一体構造」とは、例えば切削加工などによって一体形成することによって得られる接合部分を有さない構造、または複数の部材によって構成され、部材同士を繋ぎ合せたような接合部分を有するものの、その接合部分が例えば溶接なとによって当該接合部分に間隙がないように形成されてなり、液体に対して密閉性を有する構造を示す。
この図の例において、筒状ケーシング３０は、矩形筒状であって４つの側面部を有する構成のものであるが、これらの４つの側面部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは連続しており、接合部分および境界部分を有さないものである。また、筒状ケーシング３０の外周面においては、端縁角の各々が面取りされている。尚、本実施例における筒状ケーシング３０は、金属ブロックを切削加工することによって一体成形されてなるものであって４つの側面部における互いに隣接する側面部の間にも接合部分および境界部分を有さないものであるが、筒状ケーシングは、例えば４つの板状部材が溶接などにより接合されて形成されており、板状部材同士が繋ぎ合わされている４つの接合部分が、当該接合部分に隙間がなく形成されている構成のものであってもよい。
【００２０】
また、筒状ケーシング３０内には、光源モジュール２０が収容されていると共に、光放射開口部内において窓部材３５を受容するための窓部材受容空間が形成されている。
この図の例において、窓部材受容空間は、筒状ケーシング３０における光放射開口部の内周面と後述する窓部材支持用凸部３３によって形成されており、窓部材３５を、その外表面３６が筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方（図２における下方）に位置した状態に配設することのできる深さを有している。具体的に、窓部材受容空間の深さ（筒状ケーシング３０の先端面３１と窓部材支持用凸部３３の側面３３Ａとの離間距離）は２ｍｍである。
【００２１】
筒状ケーシング３０は、その内部に収容すべき構成部材、具体的には光源モジュール２０および窓部材３５などに応じて適宜な形状とされるが、その厚みは、特に光源ユニット１０の複数を配列して用いる場合においては、互いに隣り合う光源ユニット１０における窓部材３５を近接させることによって発光の不連続領域が大きくなることを抑制するために小さく（例えば２．５ｍｍ以下）とすることが好ましい。
この図の例において、筒状ケーシング３０は、窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分が他の部分に比して大きな厚みを有しており、窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分の厚みは３．４ｍｍである。また、他の部分（窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分以外の部分）の厚みについては、短辺の側面（側面部３０Ａ，３０Ｃ）の厚みは小さいことが好ましいが、長辺の側面（側面部３０Ｂ，３０Ｄ）は機械的強度を保持する必要があるため、長辺の側面の厚みは短辺の側面の厚みよりも大きく、例えば、長辺の側面の厚みは２ｍｍ、短辺の側面の厚みは１．５ｍｍとすることができる。
【００２２】
筒状ケーシング３０の材質としては、窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有する金属または樹脂が用いられる。具体的には、例えばアルミニウムなどが挙げられる。
この図の例において、筒状ケーシング３０の外周面全面には、光の散乱を防止する観点から、黒アルマイト処理が施されている。また、筒状ケーシング３０の内周面における、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が光放射開口部に固定されている窓部材３５に至るまでの光路を囲繞する領域（以下、「光路囲繞面」ともいう。）には、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を高い効率で窓部材３５から放射させる観点から、鏡面加工が施されている。
【００２３】
また、筒状ケーシング３０には、光放射開口部の内周面に窓部材支持用凸部３３が設けられており、この窓部材支持用凸部３３の表面における、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤（以下、「窓部材固定用接着剤」ともいう。）によって窓部材３５が接着接合されて支持固定されており、これにより、筒状ケーシング３０の光放射開口部において窓部材３５が固定されている。
この窓部材支持用凸部３３は、光放射開口部の内周面の全周にわたって光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａに沿って伸びる矩形環状の鍔部よりなり、筒状ケーシング３０の内周面に垂直な方向に突起し、その断面形状が四角状のものである。
そして、図５に示すように、窓部材支持用凸部３３の表面における筒状ケーシング３０の内周面に垂直な面、すなわち窓部材支持用凸部３３の側面のうちの光放射方向前方側（図５における上方側）の側面（以下、「窓部材載置面」ともいう。）３３Ａ上には、窓部材３５の内表面３７における周縁部分が位置され、その窓部材３５の内表面３７における周縁部分と窓部材載置面３３Ａとの間の間隙に窓部材固定用接着剤よりなる窓部材固定用接着剤層４５が形成されている。この窓部材固定用接着剤層４５は、窓部材支持用凸部３３の表面のうちの光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が遮光された状態となる窓部材載置面３３Ａ上の領域内のみに形成されるものであり、当該窓部材載置面３３Ａ以外の領域、すなわち光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が照射される領域に形成されることはない。
この図の例において、窓部材支持用凸部３３は、筒状ケーシング３０に一体に設けられており、この窓部材支持用凸部３３と筒状ケーシング３０とは境界部分のない一体構造を有するものである。尚、本実施例では、窓部材支持用凸部３３が一体に設けられた筒状ケーシング３０は、金属ブロックを切削加工することによって形成した接合部分を有さないものであるが、複数の板状部材を溶接などで接合することによっても窓部材支持用凸部と筒状ケーシングとに境界部分がない一体構造を形成することができる。
また、窓部材支持用凸部３３の表面における窓部材受容空間を囲繞する窓部材載置面３３Ａ以外の領域、具体的には光放射方向後方側（図５における下方側）の側面３３Ｂおよび先端面３３Ｃには、筒状ケーシング３０の光路囲繞面と同様に、鏡面加工が施されている。
【００２４】
窓部材支持用凸部３３の筒状ケーシング３０の内周面に垂直な方向の寸法（以下、「突出高さ」ともいう。）は、当該窓部材支持用凸部３３が窓部材３５を十分に支持固定することができ、また必要に応じて、環状シール部４０に光源モジュール２０を構成する複数のＬＥＤ素子２２からの光が照射されることのないような寸法とされることが好ましい。
この図の例において、窓部材支持用凸部３３の突出高さは、窓部材受容空間を囲繞する筒状ケーシング３０の内周面からの突出高さが２．１ｍｍであり、光路囲繞面からの突出高さが３ｍｍである。
【００２５】
窓部材３５を固定するための窓部材固定用接着剤としては、窓部材支持用凸部３３の材質、窓部材３５の材質および必要に応じて筒状ケーシング３０の材質などに応じた適宜のものが用いられるが、窓部材固定用接着剤を窓部材支持用凸部３３の窓部材載置面３３Ａに塗布する作業性の観点からは低粘度のものが好ましく、例えばシリコーンゴム系接着剤などを用いることができる。
シリコーンゴム系接着剤の好ましい具体例としては、例えば「ＫＥＲ−２６００（Ａ／Ｂ）」および「ＫＥＲ−２５００（Ａ／Ｂ）」（いずれも信越化学工業株式会社製）などの熱硬化型のものが挙げられる。
【００２６】
窓部材３５は、図６に示すように、例えば厚み１．７５ｍｍの平板状であって、筒状ケーシング３０における光放射開口部内における窓部材受容空間に受容されて当該筒状ケーシング３０の光放射開口を塞ぐことのできるよう、当該光放射開口部に適用した形状を有するものである。
図の例において、窓部材３５は、筒状ケーシング３０の光放射開口の縦横寸法よりも僅かに小さい縦横寸法を有する矩形平板状のものであり、図５に示したように、その外周面３８が全周にわたって筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面より内方側に位置するように配置されており、この窓部材３５の外周面３８と筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間には、その全周にわたって間隙が形成されている。また、この間隙には、光放射方向後方側（図５における下方側）の領域（内方側の領域）においては窓部材固定用接着剤層４５が形成されており、また光放射方向前方側（図５における上方側）の領域（外方側の領域）においては後述するようにコーキング材が充填されている。またこの間隙における窓部材固定用接着剤層４５が形成されている領域には、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの直接光が照射されることはない。
【００２７】
窓部材３５の材質としては、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を透過することのできる光透過性を有すると共に、当該窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有するガラスまたは樹脂が用いられる。具体的には、例えばホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。
【００２８】
また、窓部材３５には、光放射方向前方側（図６（ｂ）における上方側）の端縁角が面取りされることにより、外表面３６と、外周面３８との間に、その全周にわたって面取り面３９が形成され、この面取り面３９と外周面３８とによって窓部材３５における周縁部が構成されている。
図の例においては、窓部材３５には、４５°面取り加工がなされおり、外周面３８に係る部分の厚み（内表面３７と面取り面３９との離間距離）は０．７５ｍｍである。
【００２９】
そして、窓部材３５の周縁部と、筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面とにより、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界が形成されており、当該境界には、その全周にわたって、当該窓部材３５の周縁部と、当該筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間に形成されている間隙により、コーキング材を充填するためのコーキング溝４２が形成されている。
窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界にコーキング溝４２を形成することにより、環状シール部４０の形成位置およびその寸法などを制御することができ、そのため、窓部材３５を介して放射される光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光の進行が環状シール部４０によって阻害されることを防止することができる。
【００３０】
コーキング溝４２は、コーキング材を充填する作業性や窓部材３５の位置決めなどの観点から、溝深さが大きくなるに従って溝幅が小さくなる形状を有するものであることが好ましい。
また、コーキング溝４２の溝深さは、０．９〜１．７５ｍｍであることが好ましい。
図の例において、コーキング溝４２は、筒状ケーシング３０における窓部材受容空間を囲繞する内周面と、窓部材３５の面取り面３９および当該面取り面３９に連続する外周面３８における光放射方向前方側の領域との間の間隙によって形成されており、溝深さが大きくなるに従って溝幅が小さくなる、その断面形状が略直角三角形のものであり、最大溝幅は１ｍｍであって最小溝幅は０．１ｍｍであり、最大溝深さ（窓部材３５の外表面３６からの最大溝深さ）は１．７５ｍｍである。
【００３１】
環状シール部４０は、筒状ケーシング３０と窓部材３５との境界において、筒状ケーシング３０における光放射開口部の内周面と窓部材３５の周縁部とによって構成される境界面の間の間隙を、当該間隙を介して外部と光源ユニット１０の内部、すなわち筒状ケーシング３０の内部とが連通することのないように塞ぐためのものであり、窓部材３５と筒状ケーシング３０との接着接合部分の外方側（図５における上方側）において窓部材３５の周縁部を囲むように設けられる。
【００３２】
環状シール部４０は、窓部材３５を介して放射される光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を高い効率で利用するとの観点からは、筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方側（図５における下方側）の領域内に位置しており、窓部材３５における外表面３６に外周縁３６Ａを覆うことのないように形成されていることが好ましい。また、ユニット配置の観点からは、窓部材３５における外表面３６の外周縁３６Ａおよび筒状ケーシング３０における光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａを覆うことなく、先端面３１より飛び出すことのないように形成されていることが好ましい。
この図の例においては、環状シール部４０は、コーキング溝４２内にコーキング材が充填されることによって形成され、筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方側の領域内に位置しており、また、環状シール部４０の内方側の周縁４１Ａが窓部材３５における外表面３６の外周縁３６Ａの位置するレベルよりも下方に位置し、環状シール部４０の外方側の周縁４１Ｂが筒状ケーシング３０における光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａの位置するレベルよりも下方に位置しており、窓部材３５の外周縁３６Ａおよび筒状ケーシング３０の先端内周縁３１Ａはその全周にわたって露出した状態とされている。このような状態では、筒状ケーシング３０の先端内周縁３１Ａを基準に光照射対象物等に面接触させ硬化処理等を行う場合に一定の距離を正確に確保でき、安定した照射量を確保できるといった利点がある。
【００３３】
環状シール部４０を形成するためのコーキング材としては、液体不透過性と共に、窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有するものが用いられ、また、光源ユニット１０の構造上、環状シール部４０に光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が照射される場合においては、液体不透過性および耐薬品性と共に、耐光性（耐紫外光性）を有するものであることが好ましい。
コーキング材の具体例としては、例えばシリコーン系コーキング材などを用いることができ、また、シリコーン系コーキング材の好ましい具体例としては、例えば、「Ｓ−４５Ｗ」（信越化学工業株式会社製）および「ＴＯＳＳＥＡＬ３８１Ｗ」（メンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）などの１成分室温硬化型のもの、「ＴＳＥ３２６１−Ｇ」（メンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）などの１成分熱硬化型のものが挙げられる。
【００３４】
以上の構成の光源ユニット１０によれば、窓部材３５が固定されている筒状ケーシング３０が境界部分のない一体構造を有するものであると共に、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界に、当該境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部４０が設けられていることから、筒状ケーシング３０の外周面には、外部と当該筒状ケーシング３０の内部とを連通する間隙がなく、また、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界においては、当該境界を構成する窓部材３５の外周面３８および面取り面３９よりなる周縁部と、筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間に形成されている、外部と筒状ケーシング３０の内部とを連通する間隙が環状シール部４０を構成するコーキング材によって確実に液密閉塞されているため、筒状ケーシング３０に窓部材３５が固定されてなる構成の筐状体は高い防水構造を有するものとなり、その筐状体よりなる窓部材３５の配設部分において高い防水性が得られる。
従って、光源ユニット１０は、窓部材３５の配設部分に高い防水性を有するものであることから、この窓部材３５の配設部分を、２時間もの長時間にわたって液体中に浸漬した場合であっても、筒状ケーシング３０の内部に液体が入り込むことがない。
また、光源ユニット１０は、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界において形成されている間隙が環状シール部４０を構成するコーキング材によって塞がれた状態とされていることから、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じることがない。
【００３５】
また、光源ユニット１０においては、窓部材３５が、筒状ケーシング３０の内周面に設けられた窓部材支持用凸部３３の窓部材載置面３３Ａに窓部材固定用接着剤によって接着接合されており、この窓部材載置面３３Ａには、図７に示すように、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が窓部材支持用凸部３３の側面３３Ｂおよび先端面３３Ｃによって遮光されるため、窓部材３５を固定している窓部材固定用接着剤に光（紫外光）が照射されることがない。ここに、図７においては、ＬＥＤ素子２２からの光の光路の例が矢印によって示されており、光路Ｌ１はＬＥＤ素子２２から窓部材３５に向かう方向に発光された光の光路の例であり、光路Ｌ２はＬＥＤ素子２２から窓部材支持用凸部３３の先端面３３Ｃに向かう方向に発光され、当該先端面３３Ｃにおいて反射される光の光路の例であり、光路Ｌ３はＬＥＤ素子２２から窓部材支持用凸部３３の側面３３Ｂに向かう方向に発光され、当該側面３３Ｂにおいて反射される光の光路の例である。
しかも、窓部材３５の接着接合部分が環状シール部４０の内方側に位置されていることから、光源ユニット１０の窓部材３５の配設部分を液体中に浸漬した場合であっても、窓部材３５を固定している窓部材固定用接着剤が液体に接触することがない。
従って、光源ユニット１０によれば、窓部材固定用接着剤が紫外光に対する耐光性および液体不透過性を有さないものであっても、紫外光が照射されること、または液体が浸透することによって窓部材固定用接着剤が劣化し、それによって窓部材固定用接着剤の接着性能が低下することがなく、筒状ケーシング３０と窓部材３５との間の密着性が維持され、その結果、環状シール部４０によって窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界が液密に封止された状態が維持されるため、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性が得られる。
【００３６】
この光源ユニット１０は、光硬化型インクジェットプリンタ装置における、光硬化型のインクを紙などの印刷対象物に定着させるための定着用光源、あるいは、光硬化装置において、光硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を硬化させるための硬化用光源などとして好適に用いることができる。
すなわち、光源ユニット１０によれば、インクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いて窓部材３５に汚れが付着した場合であっても、その汚れを、筒状ケーシング３０の内部に有機溶剤が入り込むことに起因して生じる、例えば光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２がショートしてしまうなどの弊害を伴わずに、有機溶剤中に光源ユニット１０の窓部材の配設部分を浸漬し、それによって窓部材３５の汚れの付着している外表面３６の全面を有機溶剤中に一定時間浸漬して洗い流すことができる。しかも、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界において形成されている間隙に、ゴミなどの汚れが入り込むことがなく、また窓部材３５に付着した汚れを有機溶剤を付けた布で拭き取るための操作中において窓部材３５から除去された汚れが入り込むことがないため、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じることがない。
【００３７】
本発明の光源ユニットにおいては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、窓部材支持用凸部は、窓部材を十分に支持固定することができるものであれば、光放射開口部の内周面の全周にわたって伸びるものでなくてもよく、また筒状ケーシングと一体構造を有するものでなくてもよい。
また、コーキング溝は、窓部材と筒状ケーシングとの境界にコーキング材を充填することのできるものであれば、窓部材の光放射方向前方側の端縁角を面取りすることによって形成されたものに限定されず、筒状ケーシングの窓部材受容空間を囲繞する内周面をテーパー状とすることによって形成されたものであってもよく、また、筒状ケーシングの窓部材受容空間を囲繞する内周面をテーパー状とすると共に、窓部材の光放射方向前方側の端縁角を面取りすることによって形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 光源ユニット
１５ カバー部材
１７ 電源供給コネクタ
１８ ケーシング
１８Ａ 板状部材
１９ ネジ部材
２０ 光源モジュール
２２ ＬＥＤ素子
２３ ＬＥＤ基板
２５ ヒートシンク
２５Ａ ヒートシンク本体
３０ 筒状ケーシング
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 側面部
３１ 先端面
３１Ａ 先端内周縁
３３ 窓部材支持用凸部
３３Ａ，３３Ｂ 側面
３３Ｃ 先端面
３５ 窓部材
３６ 外表面
３６Ａ 外周縁
３７ 内表面
３８ 外周面
３９ 面取り面
４０ 環状シール部
４１Ａ，４１Ｂ 周縁
４２ コーキング溝
４５ 窓部材固定用接着剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を複数備えた光源ユニットに関し、更に詳しくは、紫外光領域の光を発光するＬＥＤ素子を発光源とし、インクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして好適に用いることのできる光源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、紫外光領域の光を発光するＬＥＤ素子の開発が進められており、このような紫外光領域の光を放射するＬＥＤ素子を、従来においては水銀を封入した放電ランプを光源として用いていた種々の分野に用いることが検討されている。
紫外光領域の光を放射するＬＥＤ素子を備えた光源ユニットの或る種のものとしては、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板がヒートシンクの上面に配設された、その外観形状が直方体状の光源モジュールが、当該光源モジュールの光放射方向前方に開口部を有するアルミニウム製のカバー部材に覆われるように設けられており、当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光がカバー部材の開口部を塞ぐように設けられたガラス製の窓部材を介して放射される構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この光源ユニットにおいて、カバー部材は、光源モジュールの４つの側面の各々に、それぞれネジ部材によって固定された複数の板状部材によって形成されている。
【０００３】
このような構成の光源ユニットは、具体的に、例えば特許文献１にも示されているように、光硬化型インクジェットプリンタ装置における、光硬化型のインクを紙などの印刷対象物に定着させるための定着用光源として用いることが提案されており、その他にも、光硬化装置において、光硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を硬化させるための硬化用光源などとして用いることが検討されている。
このように光源ユニットをインクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いる場合においては、窓部材に汚れが付着することがある。
具体的には、インクの定着用光源として用いる場合においては、印刷対象物に対してインクが噴射される際に、噴射されたインクの一部が印刷対象物に付着せずに周囲に飛散し、光源ユニットの窓部材にも汚れとして付着する。またこのようにして窓部材に付着した光硬化型のインクは、紫外光が照射されることによって硬化し、その硬化した状態で汚れとして付着している場合もある。
また、樹脂組成物の硬化用光源として用いる場合においては、樹脂組成物に含有されているシロキサンなどが蒸発し、光源ユニットの窓部材に付着することに起因して当該窓部材に白濁（曇り）が生じる。
このようにして光源ユニットの窓部材に付着した付着物（汚れ）は、アルコールなどの有機溶剤を付けた布で窓部材を拭くことによって除去することができる場合もあるが、このような簡便な拭き取り操作によっては、例えば光硬化型のインクが硬化した状態の付着物などを除去することができない。このように拭き取ることのできない付着物を除去するためには、有機溶剤中に窓部材の付着物の付着している外表面の全面を一定時間浸漬して洗い流すことが必要となる。
【０００４】
しかしながら、窓部材の外表面全面を有機溶剤中に浸漬するためには光源ユニットにおける窓部材の配設部分を浸漬することが必要とされるが、光源ユニットの窓部材の配設部分を有機溶剤中に浸漬した場合には、例えば窓部材とカバー部材との間の間隙、あるいはカバー部材における当該カバー部材を構成する板状部材同士の間の間隙などから有機溶剤がカバー部材の内部に入り込み、それに起因してカバー部材の内部に配設されているＬＥＤ素子がショートしてしまう、という問題がある。
【０００５】
また、カバー部材に窓部材が設けられてなる構成の光源ユニットにおいては、窓部材とカバー部材との間の間隙には、ゴミが入り込んだり、光源ユニットをインクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いる場合において、汚れが入り込む、または光源ユニットの窓部材に付着した付着物の拭き取り操作中において窓部材から除去された汚れ（付着物）が入り込んでしまうことなどがあることから、このようにして窓部材とカバー部材との間の間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じるおそれがある、という問題がある。またその他にも、特に窓部材を接着剤を用いて固定している場合においては、例えば光源ユニットにおける窓部材の配設部分を有機溶剤中に浸漬することなどによって窓部材の接着接合部分に液体が浸透すること、あるいは窓部材の接着接合部分にＬＥＤ素子からの光（紫外光）が照射されることによって劣化が生じることなどに起因して、接着剤の接着性能が低下して筒状ケーシングと窓部材との間に長期間にわたって十分な密着性を得ることができなくなるおそれがある、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、窓部材の配設部分において高い防水性の得られる光源ユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性の得られる光源ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光源ユニットは、複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、
当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源ユニットにおいては、前記筒状ケーシングにおける開口部の内周面には窓部材支持用凸部が設けられており、当該窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤により窓部材が接着接合されていることが好ましい。
【００１０】
本発明の光源ユニットにおいては、前記筒状ケーシングと前記窓部材との境界にコーキング材を充填するためのコーキング溝が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光源ユニットによれば、窓部材が固定されている筒状ケーシングが境界部分のない一体構造を有するものであると共に、窓部材と筒状ケーシングとの境界に、当該境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が設けられていることから、筒状ケーシングの外周面には、外部と当該筒状ケーシングの内部とを連通する間隙がなく、また、窓部材と筒状ケーシングとの境界においては、当該境界に形成されている外部と筒状ケーシングの内部とを連通する間隙が環状シール部を構成するコーキング材によって確実に液密閉塞されているため、筒状ケーシングと窓部材とによって構成される筐状体が高い防水構造を有するものとなり、その筐状体よりなる窓部材の配設部分において高い防水性が得られる。
従って、本発明の光源ユニットは、窓部材の配設部分に高い防水性を有するものであることから、この窓部材の配設部分を長時間にわたって液体中に浸漬した場合であっても、筒状ケーシングの内部に液体が入り込むことがない。
また、本発明の光源ユニットは、窓部材と筒状ケーシングとの境界に形成されている間隙が環状シール部を構成するコーキング材によって塞がれた状態とされていることから、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因する弊害が生じることがない。
【００１２】
本発明の光源ユニットにおいては、筒状ケーシングにおける開口部の内周面に窓部材支持用凸部を設け、この窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に窓部材を接着接合する構成とすることにより、窓部材の接着接合部分を環状シール部の内方側に位置させることができると共に、当該接着接合部分を構成する接着剤に紫外光が照射されることを防止することができることから、接着剤が紫外光に対する耐光性および液体不透過性を有さないものであっても、紫外光が照射されること、または液体が浸透することによって接着剤が劣化して接着性能が低下することがなく、筒状ケーシングと窓部材との間の密着性が維持され、その結果、環状シール部によって窓部材と筒状ケーシングとの境界が液密に封止された状態が維持されるため、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の光源ユニットの構成の一例を示す説明用斜視図である。
【図２】図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングの内部の構成を示す説明用部分拡大断面図である。
【図３】図１の光源ユニットを構成する光源モジュールを示す説明用斜視図である。
【図４】図１の光源ユニットを構成する筒状ケーシングを示す説明用図であり、（ａ）は筒状ケーシングの説明用斜視図であり、（ｂ）は筒状ケーシングの説明用拡大断面図である。
【図５】図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングと窓部材との境界の構成を示す説明用拡大断面図である。
【図６】図１の光源ユニットを構成する窓部材を示す説明図であり、（ａ）は窓部材の説明用斜視図であり、（ｂ）は窓部材の説明用拡大断面図である。
【図７】図１の光源ユニットにおける光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光の光路を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の光源ユニットの構成の一例を示す説明用斜視図であり、図２は、図１の光源ユニットにおける筒状ケーシングの内部の構成を示す説明用部分拡大断面図であり、図３は、図１の光源ユニットを構成する光源モジュールを示す説明用斜視図である。
この光源ユニット１０は、複数のＬＥＤ素子２２が上面（図２および図３における上面）上に配列された矩形状のＬＥＤ基板２３が、直方体状の外観形状を有するヒートシンク２５の上面（図２および図３における上面）に配設されてなる構成の光源モジュール２０を備えており、当該光源モジュール２０が、矩形筒状の筒状ケーシング３０内に、当該筒状ケーシング３０の一方（図１および図２における上方）の開口（以下、「光放射開口」ともいう。）から光源モジュール２０を構成する複数のＬＥＤ素子２２からの光が放射されるように配設されてなる構成を有するものである。そして、筒状ケーシング３０には、光放射開口を有する開口部（以下、「光放射開口部」ともいう。）に、当該光放射開口を塞ぐようにして、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ基板２３および複数のＬＥＤ素子２２を保護するための光透過性を有する窓部材３５が、当該光放射開口部内に受容された状態で固定されて設けられており、この窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界には、その全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる矩形環状の環状シール部４０が形成されている。
この図の例においては、光源モジュール２０を構成するヒートシンク２５の下面（図２における下面）側に、当該光源モジュール２０に外部電源から電力を供給するための電力供給機構（図示せず）が配設されており、この電力供給機構を覆うと共に筒状ケーシング３０の他方の開口（図１および図２における下方）を塞ぐようにして、複数の金属製の板状部材１８Ａがネジ部材１９によって螺合されて形成されたケーシング１８が設けられており、このケーシング１８と、筒状ケーシング３０とによってカバー部材１５が形成されている。また、カバー部材１５を構成するケーシング１８には、外部電源に接続するための電源供給コネクタ１７が設けられている。尚、本実施例ではケーシング１８を形成するための複数の構成部材として金属製の板状部材１８Ａを用いたが、ケーシング１８に係る複数の構成部材は板状部材に限らず、ブロック状のものであってもよい。
【００１５】
ＬＥＤ基板２３の表面には、図３に示すように、複数（図の例においては３２個）のＬＥＤ素子２２が、等間隔で２列に配置されており、当該ＬＥＤ基板２３の裏面には、複数のＬＥＤ素子２２に電力を供給するためのコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００１６】
ＬＥＤ素子２２としては、紫外光領域の光を放射するもの、具体的には、例えばピーク発光波長が３６５ｎｍ、３８５ｎｍおよび４０５ｎｍのものが用いられる。
【００１７】
ＬＥＤ基板２３を構成する基材としては、ＬＥＤ素子２２の種類などに応じた適宜のものが用いられ、例えば窒化アルミニウム製のものなどを用いることができる。
【００１８】
ヒートシンク２５は、図３に示したように、ＬＥＤ基板２３上に配列されたＬＥＤ素子２２を冷却するためのものであり、例えば銅製の立方体状の外観形状を有するヒートシンク本体２５Ａの内部に、例えば冷却水などの冷却媒体を流通させるための流通流路が形成されており、この流通流路に対して冷却媒体を供給するための供給部（図示せず）と、当該流通流路から冷却媒体を排出するための排出部（図示せず）とが、ヒートシンク本体２５Ａの外表面におけるＬＥＤ基板２３が位置されている領域以外の領域に設けられてなるものである。尚、本実施例では冷却媒体を用いて冷却を行う構成のヒートシンクを示したが、ヒートシンクは、例えばファン付きのヒートシンクなどのファンなどによって強制空冷する構成のものであってもよい。
【００１９】
筒状ケーシング３０は、図４に示すように、境界部分のない一体構造を有するものである。
ここに、本明細書中において、「境界部分のない一体構造」とは、例えば切削加工などによって一体形成することによって得られる接合部分を有さない構造、または複数の部材によって構成され、部材同士を繋ぎ合せたような接合部分を有するものの、その接合部分が例えば溶接なとによって当該接合部分に間隙がないように形成されてなり、液体に対して密閉性を有する構造を示す。
この図の例において、筒状ケーシング３０は、矩形筒状であって４つの側面部を有する構成のものであるが、これらの４つの側面部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは連続しており、接合部分および境界部分を有さないものである。また、筒状ケーシング３０の外周面においては、端縁角の各々が面取りされている。尚、本実施例における筒状ケーシング３０は、金属ブロックを切削加工することによって一体成形されてなるものであって４つの側面部における互いに隣接する側面部の間にも接合部分および境界部分を有さないものであるが、筒状ケーシングは、例えば４つの板状部材が溶接などにより接合されて形成されており、板状部材同士が繋ぎ合わされている４つの接合部分が、当該接合部分に隙間がなく形成されている構成のものであってもよい。
【００２０】
また、筒状ケーシング３０内には、光源モジュール２０が収容されていると共に、光放射開口部内において窓部材３５を受容するための窓部材受容空間が形成されている。
この図の例において、窓部材受容空間は、筒状ケーシング３０における光放射開口部の内周面と後述する窓部材支持用凸部３３によって形成されており、窓部材３５を、その外表面３６が筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方（図２における下方）に位置した状態に配設することのできる深さを有している。具体的に、窓部材受容空間の深さ（筒状ケーシング３０の先端面３１と窓部材支持用凸部３３の側面３３Ａとの離間距離）は２ｍｍである。
【００２１】
筒状ケーシング３０は、その内部に収容すべき構成部材、具体的には光源モジュール２０および窓部材３５などに応じて適宜な形状とされるが、その厚みは、特に光源ユニット１０の複数を配列して用いる場合においては、互いに隣り合う光源ユニット１０における窓部材３５を近接させることによって発光の不連続領域が大きくなることを抑制するために小さく（例えば２．５ｍｍ以下）とすることが好ましい。
この図の例において、筒状ケーシング３０は、窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分が他の部分に比して大きな厚みを有しており、窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分の厚みは３．４ｍｍである。また、他の部分（窓部材受容空間を囲繞する内周面に係る部分以外の部分）の厚みについては、短辺の側面（側面部３０Ａ，３０Ｃ）の厚みは小さいことが好ましいが、長辺の側面（側面部３０Ｂ，３０Ｄ）は機械的強度を保持する必要があるため、長辺の側面の厚みは短辺の側面の厚みよりも大きく、例えば、長辺の側面の厚みは２ｍｍ、短辺の側面の厚みは１．５ｍｍとすることができる。
【００２２】
筒状ケーシング３０の材質としては、窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有する金属または樹脂が用いられる。具体的には、例えばアルミニウムなどが挙げられる。
この図の例において、筒状ケーシング３０の外周面全面には、光の散乱を防止する観点から、黒アルマイト処理が施されている。また、筒状ケーシング３０の内周面における、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が光放射開口部に固定されている窓部材３５に至るまでの光路を囲繞する領域（以下、「光路囲繞面」ともいう。）には、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を高い効率で窓部材３５から放射させる観点から、鏡面加工が施されている。
【００２３】
また、筒状ケーシング３０には、光放射開口部の内周面に窓部材支持用凸部３３が設けられており、この窓部材支持用凸部３３の表面における、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤（以下、「窓部材固定用接着剤」ともいう。）によって窓部材３５が接着接合されて支持固定されており、これにより、筒状ケーシング３０の光放射開口部において窓部材３５が固定されている。
この窓部材支持用凸部３３は、光放射開口部の内周面の全周にわたって光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａに沿って伸びる矩形環状の鍔部よりなり、筒状ケーシング３０の内周面に垂直な方向に突起し、その断面形状が四角状のものである。
そして、図５に示すように、窓部材支持用凸部３３の表面における筒状ケーシング３０の内周面に垂直な面、すなわち窓部材支持用凸部３３の側面のうちの光放射方向前方側（図５における上方側）の側面（以下、「窓部材載置面」ともいう。）３３Ａ上には、窓部材３５の内表面３７における周縁部分が位置され、その窓部材３５の内表面３７における周縁部分と窓部材載置面３３Ａとの間の間隙に窓部材固定用接着剤よりなる窓部材固定用接着剤層４５が形成されている。この窓部材固定用接着剤層４５は、窓部材支持用凸部３３の表面のうちの光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が遮光された状態となる窓部材載置面３３Ａ上の領域内のみに形成されるものであり、当該窓部材載置面３３Ａ以外の領域、すなわち光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が照射される領域に形成されることはない。
この図の例において、窓部材支持用凸部３３は、筒状ケーシング３０に一体に設けられており、この窓部材支持用凸部３３と筒状ケーシング３０とは境界部分のない一体構造を有するものである。尚、本実施例では、窓部材支持用凸部３３が一体に設けられた筒状ケーシング３０は、金属ブロックを切削加工することによって形成した接合部分を有さないものであるが、複数の板状部材を溶接などで接合することによっても窓部材支持用凸部と筒状ケーシングとに境界部分がない一体構造を形成することができる。
また、窓部材支持用凸部３３の表面における窓部材受容空間を囲繞する窓部材載置面３３Ａ以外の領域、具体的には光放射方向後方側（図５における下方側）の側面３３Ｂおよび先端面３３Ｃには、筒状ケーシング３０の光路囲繞面と同様に、鏡面加工が施されている。
【００２４】
窓部材支持用凸部３３の筒状ケーシング３０の内周面に垂直な方向の寸法（以下、「突出高さ」ともいう。）は、当該窓部材支持用凸部３３が窓部材３５を十分に支持固定することができ、また必要に応じて、環状シール部４０に光源モジュール２０を構成する複数のＬＥＤ素子２２からの光が照射されることのないような寸法とされることが好ましい。
この図の例において、窓部材支持用凸部３３の突出高さは、窓部材受容空間を囲繞する筒状ケーシング３０の内周面からの突出高さが２．１ｍｍであり、光路囲繞面からの突出高さが３ｍｍである。
【００２５】
窓部材３５を固定するための窓部材固定用接着剤としては、窓部材支持用凸部３３の材質、窓部材３５の材質および必要に応じて筒状ケーシング３０の材質などに応じた適宜のものが用いられるが、窓部材固定用接着剤を窓部材支持用凸部３３の窓部材載置面３３Ａに塗布する作業性の観点からは低粘度のものが好ましく、例えばシリコーンゴム系接着剤などを用いることができる。
シリコーンゴム系接着剤の好ましい具体例としては、例えば「ＫＥＲ−２６００（Ａ／Ｂ）」および「ＫＥＲ−２５００（Ａ／Ｂ）」（いずれも信越化学工業株式会社製）などの熱硬化型のものが挙げられる。
【００２６】
窓部材３５は、図６に示すように、例えば厚み１．７５ｍｍの平板状であって、筒状ケーシング３０における光放射開口部内における窓部材受容空間に受容されて当該筒状ケーシング３０の光放射開口を塞ぐことのできるよう、当該光放射開口部に適用した形状を有するものである。
図の例において、窓部材３５は、筒状ケーシング３０の光放射開口の縦横寸法よりも僅かに小さい縦横寸法を有する矩形平板状のものであり、図５に示したように、その外周面３８が全周にわたって筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面より内方側に位置するように配置されており、この窓部材３５の外周面３８と筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間には、その全周にわたって間隙が形成されている。また、この間隙には、光放射方向後方側（図５における下方側）の領域（内方側の領域）においては窓部材固定用接着剤層４５が形成されており、また光放射方向前方側（図５における上方側）の領域（外方側の領域）においては後述するようにコーキング材が充填されている。またこの間隙における窓部材固定用接着剤層４５が形成されている領域には、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの直接光が照射されることはない。
【００２７】
窓部材３５の材質としては、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を透過することのできる光透過性を有すると共に、当該窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有するガラスまたは樹脂が用いられる。具体的には、例えばホウケイ酸ガラスなどが挙げられる。
【００２８】
また、窓部材３５には、光放射方向前方側（図６（ｂ）における上方側）の端縁角が面取りされることにより、外表面３６と、外周面３８との間に、その全周にわたって面取り面３９が形成され、この面取り面３９と外周面３８とによって窓部材３５における周縁部が構成されている。
図の例においては、窓部材３５には、４５°面取り加工がなされおり、外周面３８に係る部分の厚み（内表面３７と面取り面３９との離間距離）は０．７５ｍｍである。
【００２９】
そして、窓部材３５の周縁部と、筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面とにより、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界が形成されており、当該境界には、その全周にわたって、当該窓部材３５の周縁部と、当該筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間に形成されている間隙により、コーキング材を充填するためのコーキング溝４２が形成されている。
窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界にコーキング溝４２を形成することにより、環状シール部４０の形成位置およびその寸法などを制御することができ、そのため、窓部材３５を介して放射される光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光の進行が環状シール部４０によって阻害されることを防止することができる。
【００３０】
コーキング溝４２は、コーキング材を充填する作業性や窓部材３５の位置決めなどの観点から、溝深さが大きくなるに従って溝幅が小さくなる形状を有するものであることが好ましい。
また、コーキング溝４２の溝深さは、０．９〜１．７５ｍｍであることが好ましい。
図の例において、コーキング溝４２は、筒状ケーシング３０における窓部材受容空間を囲繞する内周面と、窓部材３５の面取り面３９および当該面取り面３９に連続する外周面３８における光放射方向前方側の領域との間の間隙によって形成されており、溝深さが大きくなるに従って溝幅が小さくなる、その断面形状が略直角三角形のものであり、最大溝幅は１ｍｍであって最小溝幅は０．１ｍｍであり、最大溝深さ（窓部材３５の外表面３６からの最大溝深さ）は１．７５ｍｍである。
【００３１】
環状シール部４０は、筒状ケーシング３０と窓部材３５との境界において、筒状ケーシング３０における光放射開口部の内周面と窓部材３５の周縁部とによって構成される境界面の間の間隙を、当該間隙を介して外部と光源ユニット１０の内部、すなわち筒状ケーシング３０の内部とが連通することのないように塞ぐためのものであり、窓部材３５と筒状ケーシング３０との接着接合部分の外方側（図５における上方側）において窓部材３５の周縁部を囲むように設けられる。
【００３２】
環状シール部４０は、窓部材３５を介して放射される光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光を高い効率で利用するとの観点からは、筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方側（図５における下方側）の領域内に位置しており、窓部材３５における外表面３６に外周縁３６Ａを覆うことのないように形成されていることが好ましい。また、ユニット配置の観点からは、窓部材３５における外表面３６の外周縁３６Ａおよび筒状ケーシング３０における光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａを覆うことなく、先端面３１より飛び出すことのないように形成されていることが好ましい。
この図の例においては、環状シール部４０は、コーキング溝４２内にコーキング材が充填されることによって形成され、筒状ケーシング３０の光放射開口側の先端面３１の位置するレベルよりも下方側の領域内に位置しており、また、環状シール部４０の内方側の周縁４１Ａが窓部材３５における外表面３６の外周縁３６Ａの位置するレベルよりも下方に位置し、環状シール部４０の外方側の周縁４１Ｂが筒状ケーシング３０における光放射開口を形成する先端内周縁３１Ａの位置するレベルよりも下方に位置しており、窓部材３５の外周縁３６Ａおよび筒状ケーシング３０の先端内周縁３１Ａはその全周にわたって露出した状態とされている。このような状態では、筒状ケーシング３０の先端内周縁３１Ａを基準に光照射対象物等に面接触させ硬化処理等を行う場合に一定の距離を正確に確保でき、安定した照射量を確保できるといった利点がある。
【００３３】
環状シール部４０を形成するためのコーキング材としては、液体不透過性と共に、窓部材３５の外表面３６に付着した付着物（汚れ）を除去するために用いられる有機溶剤に対する耐薬品性を有するものが用いられ、また、光源ユニット１０の構造上、環状シール部４０に光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が照射される場合においては、液体不透過性および耐薬品性と共に、耐光性（耐紫外光性）を有するものであることが好ましい。
コーキング材の具体例としては、例えばシリコーン系コーキング材などを用いることができ、また、シリコーン系コーキング材の好ましい具体例としては、例えば、「Ｓ−４５Ｗ」（信越化学工業株式会社製）および「ＴＯＳＳＥＡＬ３８１Ｗ」（メンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）などの１成分室温硬化型のもの、「ＴＳＥ３２６１−Ｇ」（メンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）などの１成分熱硬化型のものが挙げられる。
【００３４】
以上の構成の光源ユニット１０によれば、窓部材３５が固定されている筒状ケーシング３０が境界部分のない一体構造を有するものであると共に、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界に、当該境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部４０が設けられていることから、筒状ケーシング３０の外周面には、外部と当該筒状ケーシング３０の内部とを連通する間隙がなく、また、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界においては、当該境界を構成する窓部材３５の外周面３８および面取り面３９よりなる周縁部と、筒状ケーシング３０の窓部材受容空間を囲繞する内周面との間に形成されている、外部と筒状ケーシング３０の内部とを連通する間隙が環状シール部４０を構成するコーキング材によって確実に液密閉塞されているため、筒状ケーシング３０に窓部材３５が固定されてなる構成の筐状体は高い防水構造を有するものとなり、その筐状体よりなる窓部材３５の配設部分において高い防水性が得られる。
従って、光源ユニット１０は、窓部材３５の配設部分に高い防水性を有するものであることから、この窓部材３５の配設部分を、２時間もの長時間にわたって液体中に浸漬した場合であっても、筒状ケーシング３０の内部に液体が入り込むことがない。
また、光源ユニット１０は、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界において形成されている間隙が環状シール部４０を構成するコーキング材によって塞がれた状態とされていることから、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じることがない。
【００３５】
また、光源ユニット１０においては、窓部材３５が、筒状ケーシング３０の内周面に設けられた窓部材支持用凸部３３の窓部材載置面３３Ａに窓部材固定用接着剤によって接着接合されており、この窓部材載置面３３Ａには、図７に示すように、光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２からの光が窓部材支持用凸部３３の側面３３Ｂおよび先端面３３Ｃによって遮光されるため、窓部材３５を固定している窓部材固定用接着剤に光（紫外光）が照射されることがない。ここに、図７においては、ＬＥＤ素子２２からの光の光路の例が矢印によって示されており、光路Ｌ１はＬＥＤ素子２２から窓部材３５に向かう方向に発光された光の光路の例であり、光路Ｌ２はＬＥＤ素子２２から窓部材支持用凸部３３の先端面３３Ｃに向かう方向に発光され、当該先端面３３Ｃにおいて反射される光の光路の例であり、光路Ｌ３はＬＥＤ素子２２から窓部材支持用凸部３３の側面３３Ｂに向かう方向に発光され、当該側面３３Ｂにおいて反射される光の光路の例である。
しかも、窓部材３５の接着接合部分が環状シール部４０の内方側に位置されていることから、光源ユニット１０の窓部材３５の配設部分を液体中に浸漬した場合であっても、窓部材３５を固定している窓部材固定用接着剤が液体に接触することがない。
従って、光源ユニット１０によれば、窓部材固定用接着剤が紫外光に対する耐光性および液体不透過性を有さないものであっても、紫外光が照射されること、または液体が浸透することによって窓部材固定用接着剤が劣化し、それによって窓部材固定用接着剤の接着性能が低下することがなく、筒状ケーシング３０と窓部材３５との間の密着性が維持され、その結果、環状シール部４０によって窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界が液密に封止された状態が維持されるため、窓部材の配設部分において、長期間にわたって高い防水性が得られる。
【００３６】
この光源ユニット１０は、光硬化型インクジェットプリンタ装置における、光硬化型のインクを紙などの印刷対象物に定着させるための定着用光源、あるいは、光硬化装置において、光硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を硬化させるための硬化用光源などとして好適に用いることができる。
すなわち、光源ユニット１０によれば、インクの定着用光源または樹脂組成物の硬化用光源などとして用いて窓部材３５に汚れが付着した場合であっても、その汚れを、筒状ケーシング３０の内部に有機溶剤が入り込むことに起因して生じる、例えば光源モジュール２０を構成するＬＥＤ素子２２がショートしてしまうなどの弊害を伴わずに、有機溶剤中に光源ユニット１０の窓部材の配設部分を浸漬し、それによって窓部材３５の汚れの付着している外表面３６の全面を有機溶剤中に一定時間浸漬して洗い流すことができる。しかも、窓部材３５と筒状ケーシング３０との境界において形成されている間隙に、ゴミなどの汚れが入り込むことがなく、また窓部材３５に付着した汚れを有機溶剤を付けた布で拭き取るための操作中において窓部材３５から除去された汚れが入り込むことがないため、その間隙にゴミや汚れが入り込むことに起因して弊害が生じることがない。
【００３７】
本発明の光源ユニットにおいては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、窓部材支持用凸部は、窓部材を十分に支持固定することができるものであれば、光放射開口部の内周面の全周にわたって伸びるものでなくてもよく、また筒状ケーシングと一体構造を有するものでなくてもよい。
また、コーキング溝は、窓部材と筒状ケーシングとの境界にコーキング材を充填することのできるものであれば、窓部材の光放射方向前方側の端縁角を面取りすることによって形成されたものに限定されず、筒状ケーシングの窓部材受容空間を囲繞する内周面をテーパー状とすることによって形成されたものであってもよく、また、筒状ケーシングの窓部材受容空間を囲繞する内周面をテーパー状とすると共に、窓部材の光放射方向前方側の端縁角を面取りすることによって形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 光源ユニット
１５ カバー部材
１７ 電源供給コネクタ
１８ ケーシング
１８Ａ 板状部材
１９ ネジ部材
２０ 光源モジュール
２２ ＬＥＤ素子
２３ ＬＥＤ基板
２５ ヒートシンク
２５Ａ ヒートシンク本体
３０ 筒状ケーシング
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 側面部
３１ 先端面
３１Ａ 先端内周縁
３３ 窓部材支持用凸部
３３Ａ，３３Ｂ 側面
３３Ｃ 先端面
３５ 窓部材
３６ 外表面
３６Ａ 外周縁
３７ 内表面
３８ 外周面
３９ 面取り面
４０ 環状シール部
４１Ａ，４１Ｂ 周縁
４２ コーキング溝
４５ 窓部材固定用接着剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、
当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記筒状ケーシングにおける開口部の内周面には窓部材支持用凸部が設けられており、当該窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤により窓部材が接着接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記筒状ケーシングと前記窓部材との境界にコーキング材を充填するためのコーキング溝が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が配置されたＬＥＤ基板を備えてなる光源モジュールが、境界部分のない一体構造を有する筒状ケーシング内に、当該筒状ケーシングの一方の開口部内において当該一方の開口部における開口を塞ぐようにして固定されて設けられた光透過性を有する窓部材を介して当該光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が放射されるように配設されており、
当該筒状ケーシングと当該窓部材との境界の全周にわたって液体不透過性を有するコーキング材よりなる環状シール部が形成されていることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記筒状ケーシングにおける開口部の内周面には窓部材支持用凸部が設けられており、当該窓部材支持用凸部の表面における光源モジュールを構成するＬＥＤ素子からの光が遮光された状態となる光放射方向前方側領域に接着剤により窓部材が接着接合されていることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記筒状ケーシングと前記窓部材との境界にコーキング材を充填するためのコーキング溝が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４５６０６（Ｐ２０１３−４５６０６Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８２２５８（Ｐ２０１１−１８２２５８）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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