(57)【要約】【課題】ＬＥＤなどの発光素子を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とからなる光書き込みヘッドの接合組立時に、上記第１部材と第２部材とをＸＹＺの３次元方向での位置調整、及び第１部材と第２部材間の相対的な角度調整を行った上でこれをしっかりと固定するについて、接合過程において上記位置関係が正確に保持され、かつ、当該整合作業を簡便に、かつ迅速に行えるように、その接合構造、接合方法を工夫すること。【解決手段】光書き込みヘッドの組立方法について、ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とについて、ＸＹＺの３次元方向、及び相対的な角度方向の全方向の位置調整を行い、調整した位置関係のままで、前記第１部材の円錐穴から接着剤又ははんだを充填して、第１部材と第２部材との間に介在させて、当該接着剤又ははんだで第１部材と第２部材を接合すること。【選択図】　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材をレンズミラーアレイを搭載した第２部材に重ね合わせ、当該第２部材に対してＸＹＺの３次元方向及び傾斜性などの全方向に位置調整し、調整した位置関係のままで、上記第１部材と第２部材を直接又は間接に接着固定する光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項２】
前記第１部材の円錐穴から接着剤を充填して、第１部材と第２部材との間に接着剤を介在させて、当該接着剤で第１部材と第２部材を接合する請求項１の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項３】
前記第１部材の円錐穴と、第２部材に固定した前記円錐穴に向かって凸の円錐状中間部材とを一致させた状態で、第１部材と第２部材間に中間部材を介在させ、上記円錐穴から接着剤を充填して、第２部材に固定した上記中間部材と第１部材とを接着剤で接着して前記第１部材と第２部材とを接合して組み立てることを特徴とする請求項１の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項４】
上記接着剤がエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などの光硬化系接着剤であり、第１部材の上記穴から紫外線を照射して上記接着剤を硬化させて、第１部材と第２部材とを接合する請求項３の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項５】
上記第１部材、第２部材の接着剤との接合面をコロナ処理、又はＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理している請求項２の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項６】
上記第２部材の第１部材との合わせ面をフイルム層または印刷層で被覆し、上記合わせ面の接着剤との接合箇所を露出させてある請求項２の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項７】
第２部材の接合部に窪み又はリング状溝を設けて接着面を区画し、当該区画部を第１部材の円錐穴に一致させた請求項２の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項８】
第１部材の穴に第２部材から突出させた軸を挿入し、第１部材と第２部材との位置調整後に、上記穴と上記軸との間の環状空隙にはんだを注入し、このはんだを加熱溶融させて上記軸を第１部材にはんだ接合することによって、第１部材と第２部材とを接合することを特徴とする請求項１の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項９】
第１部材の上記穴の外周に環状溝を設けて、当該穴の外周に薄肉の環状部を形成し、当該環状部と上記軸とをはんだ接合することを特徴とする請求項８の光書き込み光学ヘッドの接合組立方法。
【請求項１０】
上記第１部材の穴にはんだ付けが容易な金属リングまたははんだ付けが容易な金属メッキをしたリングを圧入し、当該リングと上記軸とをはんだ接合することを特徴とする請求項８の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項１１】
上記リング及び軸の接合部にはんだ付けが容易な無電解ニッケルメッキ又は錫メッキを施している請求項１０の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項１２】
上記第２部材から突出した上記軸を中空軸とし、当該中空軸の中心穴にヒートチップを挿入し、当該ヒートチップで上記はんだを加熱溶融させることを特徴とする請求項８乃至請求項１１の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項１３】
第１部材の穴に第２部材から突出させた軸を挿入し、第１部材と第２部材との位置を調整した後、上記穴と上記軸との間の環状空隙にホットメルト接着材を注入し、このホットメルト接着剤を加熱溶融させて上記軸を第１部材に接着させることによって、第１部材と第２部材とを接合することを特徴とする請求項１の光書き込みヘッドの接合組立方法。
【請求項１４】
ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材をレンズミラーアレイを搭載した第２部材に重ね合わせて、当該重ね合せ部を接合した光書き込みヘッドであって、前記第１部材の円錐穴から接着剤を充填した接着剤を第１部材と第２部材との間に介在させて、当該接着剤で第１部材と第２部材を接合している光書き込みヘッド。
【請求項１５】
前記第１部材の円錐穴と、第２部材に固定した前記円錐穴に向かって凸の円錐状中間部材とが一致していて、上記円錐穴から充填した接着剤で上記第２部材に固定した上記中間部材と第１部材とを接合している請求項１４の光書き込みヘッド。
【請求項１６】
上記接着剤がエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などの光硬化系接着剤である請求項１５の光書き込みヘッド。
【請求項１７】
ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材をレンズミラーアレイを搭載した第２部材に重ね合わせて、当該重ね合せ部を接合した光書き込みヘッドであって、上記第１部材の穴に第２部材から突出させた軸を挿入してあり、上記穴と上記軸との間の環状空隙に注入したはんだで上記第１部材と第２部材とを接合している光書き込みヘッド。
【請求項１８】
上記第１部材の穴に、はんだ付けが容易な金属リングまたははんだ付けが容易な金属メッキしたリングを圧入嵌合させてあって、当該リングと上記軸とをはんだ接合している請求項１７の光書き込みヘッド。
【請求項１９】
上記第２部材から突出した上記軸が中空軸である請求項１７の光書き込みヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ＬＥＤなどの発光素子とレンズミラー一体型の等倍結像素子からなる光書き込みヘッドの接合組立方法、殊に、レーザビームプリンタ、普通紙複写機、普通紙ＦＡＸなどの画像形成装置の光書き込みヘッドの接合方法に関するものであって、発光素子とレンズミラーとの３次元方向及び角度方向の相対位置を高い精度で調整した状態のままで、光書き込みヘッドを精密に組み立てることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤなどの発光素子とレンズミラー一体型の等倍結像素子からなる光書き込みヘッドについて、位置決めした第１光学ベース（第１部材）と第２光学ベース（第２部材）を紫外線透過性の第３部材を介してＵＶ接着することが特開平６−１９５７２０号公報に記載されている。このものは、調整した位置関係において両部材間に接着剤を介在させて、調整した位置関係で接着固定するのであるから、固定操作に伴って、調整された２部材間の相対位置関係がずれることはなく、したがって、第１部材と第２部材とが正確な位置関係で組み立てられることは間違いない。
しかし、このものは、部材の外側からこれを透過させてその接着面に介在する接着剤層に紫外線を照射しなければならない。また、このものは、ＸＹ方向の二次元的な位置調整を行ってからこれを接着固定するものに限られ、ＸＹＺ方向の３次元的な位置調整を行ってからこれを接着固定することはできない。
【０００３】
ところで、ＬＥＤなどの発光素子とレンズミラー一体型の等倍結像素子からなる光書き込みヘッドについては、印刷品質の向上に伴って、ドット位置の精度を向上させることが求められるようになっている。このために、ＬＥＤなどの発光素子とレンズミラー一体型の等倍結像素子からなる光書き込みヘッドの接合組み立て時に、ＬＥＤなどの発光素子を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材との位置関係を３次元方向で調整し、さらに第１部材と第２部材間の相対角度の調整を行うことが必要であり、このように調整された位置関係のままで両部材をしっかりと固定することが必要である。しかし、調整した位置関係においては第１部材と第２部材間には隙間が残り、またこの隙間を保ったままで、この状態が狂わないようにして両部材を強固に固定することは容易でない。そのためには例えば上記隙間に接着剤を充填して、これを硬化させて接着固定することが考えられる。しかし、上記の隙間へ不足なくしかも均一に接着剤を充填することは容易でないから、調整した位置関係ままで両部材をしっかりと接合固定することは容易でない。また、接着剤としてＵＶ接着剤を使用するとなれば、第１部材、第２部材のいずれかが透明でなければ、両部材が重ねあわされた接着面に介在する接着剤層に紫外線を確実にかつ十分に照射することはできない。
【０００４】
【解決しようとする課題】
この発明の課題１は、ＬＥＤなどの発光素子を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とからなる光書き込みヘッドの接合組立て時に、上記第１部材と第２部材とをＸＹＺの３次元方向での位置調整、及び第１部材と第２部材間の相対的な角度調整を行った上でこれをしっかりと固定するについて、接合過程において上記位置関係が正確に保持され、かつ、当該整合作業を簡便に、かつ迅速に行えるように、その接合構造、接合方法を工夫することである。
また、課題２は、上記両部材の接合を迅速に行えるように、その接合構造、接合方法を工夫することである。
また、課題３は、上記接合方法の工夫によって、ドット位置ずれ、縦スジ、ゴースト画像のない光書き込みヘッドを接合して組み立てられる、光書き込みヘッドの接合組立方法を工夫することである。
さらに、課題４は、上記接合方法の工夫によって、温度変化に対する接合部の安定性が優れている光書き込みヘッドを接合して組み立てられる、光書き込みヘッドの接合組立方法を工夫することである。
【０００５】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】（請求項２に対応）
上記課題解決のために講じた手段１は、光書き込みヘッドの組立方法について、ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とについて、ＸＹＺの３次元方向、及び相対的な角度方向の全方向の位置調整を行い、調整した位置関係のままで、前記第１部材の円錐穴から接着剤を充填して、第１部材と第２部材との間に介在させて、当該接着剤で第１部材と第２部材を接合することである。
【０００６】
【作用】
ＸＹＺの３次元方向、及び角度方向（傾斜角度）などの全方向の位置調整がなされたとき、第１部材は保持部材によって第２部材に対してその位置にしっかりと保持されており、第１部材と第２部材との間には隙間が介在している。この状態において、第１部材の円錐穴から接着剤を注入すると当該接着剤が上記隙間に流入して、上記穴の近傍において上記隙間を埋め、また、同接着剤が上記円錐穴にも充填される。この状態で接着剤が硬化すると、第１部材と第２部材とはその位置関係のままで接着固定される。硬化過程における堆積変化が少ない接着剤を用い、また、そのような硬化方法を採用することによって、第１部材と第２部材とは調整された位置関係を正確に保ったままで接着固定され、また、経時的安定性、熱的安定性に優れた接着剤を用いることによって、供用中における両部材の位置関係は安定する。
【０００７】
なお、この解決手段１は、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材を第１部材、レンズミラーアレイを搭載した部材を第２部材とし、第１部材に接着剤の注入穴を設けるものであるが、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材に上記穴を設けなければならないことは必ずしもなく、レンズミラーアレイを搭載した部材に接着剤注入穴を設けて、ここから接着剤を注入することもできないではないから（ただし余り実際的ではない）、レンズミラーアレイを搭載した部材（上記第２部材）に接着剤注入穴を設けることは、この解決手段１の単純な変形である。
【０００８】
また、第１部材、第２部材が光書き込み装置のＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材、レンズミラーアレイを搭載した第２部材である場合にのみ上記作用を奏するものではなく、要するに、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材とレンズミラーアレイを搭載した部材とを、３次元方向及び傾斜方向の位置調整を行った後、そのままの位置関係で固着することが求められる他の光学機器についても単純に適用することができるから、これらも解決手段１の単純な適用範囲の拡大である。
【０００９】
【実施態様１】（請求項３に対応）
実施態様１は、解決手段１の光書き込みヘッドの接合組立方法について、前記第１部材の円錐穴と第２部材に固定されていて前記円錐穴に向かって凸の円錐状中間部材とを上下に方向に一致させた状態で、第１部材、第２部材間に中間部材を介在させ、上記円錐穴から接着剤を充填することによって、第２部材に固定した上記中間部材と第１部材とを接着剤で接着して接合してこれを組み立てることである。
【００１０】
【作用】
第１部材の穴が円錐穴であるから、上記の接着剤の注入が容易であるとともに、第１部材と第２部材との微小な隙間への接着剤の流入が促進される。
また、上記円錐穴から流れ落ちて上記隙間に達した接着剤は、円錐状中間部材の頂点に落下し、その円錐面に沿って半径方向外方に案内されて延展するので、第１部材の裏側まで回り込むことになる。したがって、上記円錐状中間部材の円錐面と第１部材の裏面との間、すなわち、上記円錐穴下端の周囲裏面と第３部材の円錐面との間に介在してこの隙間を埋めることになる。それゆえ、接着剤を第１部材と第２部材との微小な隙間に安定的に確実に充填することができる。
【００１１】
【実施態様２】（請求項４に対応）
実施態様２は、解決手段１又は実施態様１の光書き込みヘッドの接合組立方法について、その接着剤がエポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などの光硬化系接着剤であり、第１部材の上記穴から紫外線を照射して上記接着剤を硬化させて、第１部材と第２部材とを接合することである。
【００１２】
【作用】
第１部材の円錐穴から照射された紫外線は、当該円錐穴の円錐面と円錐状中間部材の円錐面とで反射を繰り返して、上記円錐穴下端周囲の裏面まで回り込んで、当該円錐穴下端周囲の隙間に充填された光硬化系接着剤にも十分照射される。したがって、第１部材、第２部材が共に不透明材料であっても、円錐穴下端周囲の隙間に充填された光硬化系接着剤が、紫外線照射によって確実に硬化される。
【００１３】
【実施態様３】（請求項５に対応）
実施態様３は、解決手段１の光書き込みヘッドの接合組立方法について、上記第１部材、第２部材の接着剤との接合面をコロナ処理、ＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理していることである。
【００１４】
【作用】
第１部材、第２部材の接着剤が接着される面をコロナ処理、又はＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理すると、当該面が官能基を付与され、又は酸化膜が付与されるので、接着剤との接合強度が向上する。したがって、接着剤による第１部材と第２部材の接合がより強固、確実になる。
【００１５】
【実施態様４】（請求項６に対応）
実施態様４は、解決手段１の光書き込みヘッドの接合組立方法について、上記第２部材の第１部材との合わせ面をフイルム層、または印刷層で被覆し、上記合わせ面の接着剤との接合箇所を露出させてあることである。
【００１６】
【作用】
第１部材の円錐穴から注入されてその下方の上記接合箇所に落下した接着剤は、フイルム積層、または印刷層が堰として機能して、当該接着剤の拡散が規制されて露出部内に保持される。したがって、第１部材の裏面と上記露出部との間の上記穴下端周囲において、その隙間が確実に接着剤で埋められる。
【００１７】
【実施態様５】（請求項７に対応）
実施態様５は、解決手段１の光書き込みヘッドの接合組立方法について、第２部材の接合部に窪み又はリング状溝で接着面を区画し、当該区画部を第１部材の円錐穴に一致させていることである。
【００１８】
【作用】
第１部材の円錐穴から注入されてその下方の窪み又はリング状溝で画成された接着部に落下した接着剤は、上記窪み又はリング状溝が堰として機能し、当該接着剤の延展が規制されて上記接着部内に保持される。したがって、第１部材の裏面と上記接着部との間の上記円錐穴下端周囲において、その隙間が確実に接着剤で埋められる。
【００１９】
【解決手段２】（請求項８に対応）
上記課題解決のために講じた手段２は、光書き込みヘッドの接合組立方法について、ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とについて、第１部材の穴に第２部材から突出させた軸を挿入してあって、ＸＹＺの３次元方向、及び、傾斜性などの全方向に位置調整した後、上記穴と上記軸との間の環状隙間にはんだを注入し、このはんだを加熱溶融させて上記軸を第１部材にはんだ接合することによって、第１部材と第２部材とを接合することである。
【００２０】
【作用】
ＸＹＺの３次元方向及び相対的な角度方向などの全方方向に位置調整されたとき、第１部材は保持部材によって第２部材に対してその位置に保持されている。この状態では第１部材と第２部材との間に隙間が介在しており、このとき、第１部材の穴に第２部材から突出させた軸が隙間を介して挿入されている。この第１部材の穴と上記軸との間の隙間にはんだを注入し、これを加熱溶融させると第１部材の穴と上記軸をはんだによって接合される。上記軸は第２部材から突出されたものであるから、第１部材と第２部材とは上記軸を介して一体的に接合される。
はんだの加熱溶融、冷却硬化過程において第１部材と第２部材とが相対移動することはないので、第１部材と第２部材とは調整された位置関係を正確に保ったままで接着固定される。
【００２１】
また、はんだは、経時的安定性、熱的安定性に優れているので、供用中における両部材の位置関係は安定する。
なお、この解決手段２は、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材を第１部材、レンズミラーアレイを搭載した部材を第２部材とし、第１部材に穴を設けるものであるが、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材に上記穴を設けなければならないことは必ずしもなく、レンズミラーアレイを搭載した部材に上記穴を設けて、これにＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材から突出した軸を挿入する場合も同じことであるから、レンズミラーアレイを搭載した部材（上記第２部材）に穴を設けることは、この解決手段２の単純な変形である。
【００２２】
また、第１部材、第２部材が光書き込み装置のＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材、レンズミラーアレイを搭載した第２部材である場合にのみ上記作用を奏するものではなく、要するに、ＬＥＤアレイ基板を搭載した部材とレンズミラーアレイを搭載した部材とを、３次元方向及び傾斜方向の位置調整を行った後、そのままで固着することが求められる、他の光学機器についても単純に適用することができるから、これは解決手段２の単純な適用範囲の拡大である。
【００２３】
【実施態様１】（請求項９に対応）
この実施態様１は、解決手段２の光書き込みヘッドの接合組立方法について、第１部材の上記穴の外周に環状溝を形成して上記穴の外周に環状溝との間に薄肉の環状部を設け、当該環状部と上記軸とをはんだ接合することである。
【００２４】
【作用】
上記環状部と上記軸との間に装填されたはんだの熱が上記穴内面から第１部材に伝熱されるが、この伝熱は上記環状溝によって遮断され、また、上記環状部は肉薄であるから、熱容量が小さくしたがって迅速に加熱、冷却される。したがって、はんだ接合工程の所要時間は短い。
さらに、上記はんだ加熱が第１部材の本体部分にほとんど伝熱されないので、第１部材への熱影響が確実に回避される。
【００２５】
【実施態様２】（請求項１０に対応）
実施態様２は、上記解決手段２の光学ヘッドの接合組立方法について、上記第１部材の穴にはんだ付けが容易な金属リングまたははんだ付けが容易な金属メッキをしたリングを圧入し、当該リングと上記軸とをはんだ接合することである。
【００２６】
【作用】
その穴にはんだ付けが容易な金属リングまたははんだ付けが容易な金属メッキをしたリングを圧入して固定することによって、このリングがはんだを介して上記軸にはんだ付けされるから、第１部材がはんだ付けに不適当な材料であっても、解決手段２を適用することができる。
なお、軸についても、はんだ付けに不適当な材料を用いるときは、その接合面にはんだ付けが容易な金属メッキをすればよい。
【００２７】
【実施態様３】（請求項１１）
実施態様３は、上記実施態様２の光学ヘッドの接合組立方法について、そのメッキが無電界ニッケルメッキ又は錫メッキであることである。
【００２８】
【作用】
上記メッキを無電解ニッケルメッキ又は錫メッキにすることで、はんだ付けが迅速になされかつ接合強度が高い。
【００２９】
【実施態様４】（請求項１２）
実施態様４は、上記解決手段２又は上記実施態様２の光書き込みヘッドの接合組立方法について、上記第２部材から突出した上記軸を中空軸とし、当該中空軸の中心穴にヒートチップを挿入して、当該ヒートチップで上記はんだを加熱溶融させることである。
【００３０】
【作用】
第２部材から突出した軸を中空軸とすることによって、これにヒートチップを挿入してヒートチップで軸を加熱することができる。また軸が中空軸であるから、その熱容量が小さく、その加熱、冷却が速やかになされる。したがって、当該軸にヒートチップを挿入して当該ヒートチップで上記中空軸を加熱して、中空軸を介して上記はんだを加熱することによって、上記軸の上部外周囲に詰められたはんだの加熱が容易、迅速であり、またはんだの冷却も速やかである。
【００３１】
【実施態様５】
以上の解決手段１、解決手段２における接着剤やはんだによる接合は、第１、第２両部材を調整された位置関係に位置決めし、かつその位置で両者を固着する機能を奏するものであり、この両機能によって、全方向に位置調整し、その位置関係で両部材を固着することが可能になるのであるが、上記の全方向に調整された位置関係での位置決め機能と、固着機能とを異なる手段に分担させることもできる。
この実施態様５は、上記のように、全方向に調整された位置関係での位置決め機能と、固着機能とを異なる手段に分担させる他の解決手段の実施態様である。その一例は、第２部材上面に突出させたリベットピンを第２部材の穴に挿入しておいて位置調整を行い、その後、上記リベットピンを加熱しながら据え込んで第１、第２両部材を全方向に対して位置決めし、さらに、第１部材の穴に接着剤を少量注入して、上記リベットと第１部材とを接着するものである。
【００３２】
また、この実施態様５の他の例は、第１部材の穴を円錐穴にし、上記のリベットピンを外面が粗面の連結ピンに代え、第１部材の穴から溶融した充填剤を充填し、当該充填座が冷却した後に第１部材の穴に接着剤を少量注入するものである。加熱溶融された充填剤は第１、第２両部材間の隙間まで流入し、また、連結ピンとは表面の凹凸で機械的に結合されるから、第１、第２部材が全方向に調整した位置に位置決めされる。そして、充填剤と第１部材とが接着剤で固着されるから、第１、第２両部材が位置決めされた状態で固着される。
【００３３】
【実施の形態】
次いで、図面を参照して実施例を説明する。
１．実施例の前提
ＬＥＤなどの発光素子を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材とからなる光書き込みヘッドの全体構造は、例えば、図３に示すとおりであり、またその断面構造は図１に示すとおりである。ＬＥＤアレイ１がＬＥＤ実装基板２に実装されていて、このＬＥＤ実装基板２が第１部材３に固着されている。また、レンズミラーアレイ４が第２部材５に固着されている。この第１部材３と第２部材５を図１のようにその一部を重ね合わせ、相互位置が調整された状態で、互いに固着されて光書き込みヘッドが組み立てられる。ＬＥＤアレイ１の各素子からの光は、レンズミラーアレイ４の各レンズを通して内部の二つのミラーで反射し、もう一方のレンズで感光体６上に焦点を結（フォーカスする）んで像を形成する。
ＬＥＤ発光素子部とレンズミラー部との位置を調整して、調整された位置で一体的に接合して組み合わされるのであるが、この場合のＬＥＤアレイ１とレンズミラーアレイ４の間、レンズミラーアレイ４と感光体６の間の光軸距離は、μｍ単位の精度で管理されることが必要である。
【００３４】
ＬＥＤアレイを搭載した第１部材３とレンズミラーアレイを搭載した第２部材５の形状構造は様々であるが、図１に示すものが最も一般的である。
図１に図示の状態は、第１部材３と第２部材５とがその一部の水平平面で密着状態で重ね合わされているから、このままで組み付けるとすれば、その間の位置調整は合わせ面の平面内でのＸＹ方向の２次元的な位置調整に限られる。他方、上記水平面内での２次元的な位置調整に上下方向（Ｚ方向）の位置調整を加えれば３次元方向の位置調整となり、その調整後の第１部材３と第２部材５との位置関係は合わせ面間に隙間が介在するものになる。さらに、両部材間の傾きを調整する場合はこの隙間が一様な高さの隙間ではないものになる。この発明の実施例は、上記のように第１部材３と第２部材５とを３次元的に位置調整し、さらに、両部材間の傾きを調整して、調整した位置関係のままで両部材３，５を互いに接合する光書き込みヘッドの接合組立方法であるから、両部材３，５間に厚さが一様でない微小な隙間が介在することになる。
また、この発明でいう第１部材３、第２部材５は必ずしも非光透過部材に限られるものではないが、実施例における第１部材３、第２部材５は、この発明が最も効果を発揮する光非透過部材であり、具体的にはアルミ材である。
【００３５】
【実施例１】
図２乃至図５に示す実施例１は、解決手段１の実施例であり、具体的には接合手段としてＵＶ硬化接着剤を用いる実施態様の一例であって、かつ、第１部材３と第２部材５との接合に、光非透過性の中間部材１０を介在させたものである。
第１部材には、図３に示すように、第１部材の第２部材との重ね合せ部に沿って多数の円錐穴１１が設けられている。この円錐穴は大径部の径：７ｍｍ、小径部の径：３．５ｍｍの鏡面仕上げされた円錐穴であり、Ｘ軸方向で概略５０ｍｍ、Ｙ軸方向で概略１５ｍｍ間隔で配置されている。
他方、第２部材５の合せ面（上面）に、上記円錐穴と同様の配置で丸い窪みが多数設けられていて、この窪みにアルミ製の中間部材１０が圧入嵌合して固着されている。この中間部材１０の上面は円錐角度が１０度、高さが１ｍｍの鏡面仕上げされた円錐面であり、この円錐面の頂点が第２部材の合せ面から２ｍｍ突出している。
【００３６】
第２部材５に第１部材３を重ねたとき、図４に示すように、中間部材１０と円錐穴１１とが上下に概略整列する。第１部材と第２部材間の３次元方向の位置、傾斜方向への位置が調整された状態でも、この中間部材１０と円錐穴１１との整列関係は保たれているので、位置調整後に上記円錐穴１１から光透過性のＵＶ硬化接着剤（具体的には変成アクリレート系接着剤）Ｂを注入すると、これが中間部材１０の中心に落下してその円錐上面に沿って半径方向外方に延展して、第１部材の円錐穴１１の下端及びその周囲と中間部材１０の円錐上面との間に介在し、この間の隙間を埋めることになる。その後、上記円錐穴から紫外線を照射してＵＶ硬化接着剤Ｂを硬化させる。上記円錐穴１１から照射された紫外線は、鏡面仕上げされた第１部材の円錐穴１１の円錐面、中間部材１０の円錐面で繰り返し反射して、円錐穴１０下端の周囲の裏面隙間にも回り込んで、当該隙間に満たされた接着剤Ｂ１（図５参照）にも十分照射される。この接着剤注入工程、紫外線照射工程においても、第１部材、第２部材はそれぞれ位置調整装置の保持部材によってしっかりとその位置に保持されているので、調整位置関係が狂うことはなく、そのままで両部材は接着剤Ｂによって互いに接合される。
【００３７】
この実施例では、位置調整後における第１部材３と中間部材１０との間の隙間が最大で１ｍｍ未満であることが望ましいので、第１部材と第２部材間の隙間が大きくなる場合は、中間部材１０の厚さを加減して第１部材３と中間部材１０との間の隙間がそれ以下になるようにすることが必要である。
【００３８】
【実施例２】
図６乃至図１０に示す実施例２は、接合手段としてＵＶ硬化接着剤を用いる実施態様の一例であり、第１部材、第２部材、及び両部材の配置関係は実施例１と違いはないが、第１部材３と第２部材５とを中間部材を介在させることなしに接着剤Ｂで直接接合させるものである。
図６に示すものは、第２部材５の第１部材３との合せ面をコロナ処理、又はＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理して、合せ面を接着面とするものである。
第１部材の円錐穴１１に注入された接着剤Ｂは、第２部材の上面に落下して円錐穴１１の周囲の裏面と第２部材の上面間の隙間へ延展し、当該隙間に満たされる。
第２部材５の上面をコロナ処理すると当該上面に官能基が付与され、他方、ＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理すると酸化膜が付与されるので、接着剤による第２部材５の第１部材３との接合強度が強化される。
【００３９】
また、図７に示すように、第２部材上面の接合部を露出させた状態で、シリコン樹脂、四フッ化樹脂のフイルム層、紫外線硬化樹脂による印刷層によって被覆し、第２部材上面に落下した接着剤Ｂの過度の延展を被覆層１５で防止して、接合面積を安定させこれによって接合強度を安定させることができる。
なお、上記被覆層の厚さは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度、印刷層の厚さは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が望ましく、上記の接着部の露出面の直径については、第１部材の円錐穴１１下端の内径の１．２〜１．５倍程度が望ましい。
【００４０】
また、図８に示すように、第２部材上面の接合部に窪み（接着剤溜まり）１６を設け、この窪み１６によって第２部材上面に落下した接着剤Ｂの延展範囲を規定して過度の延展を被覆層１５で防止して、接合面積を安定させ、これによって接合強度を安定させることができる。
なお、上記窪み１６の深さについては０．１ｍｍ〜１ｍｍ、直径については、第１部材の円錐穴１１下端の内径の１．２〜１．５倍程度が望ましい。
【００４１】
さらに、図９に示すように、第２部材５の接合部の周囲にリング状の溝部１７を設け、当該溝部１７によって第２部材上面に落下した接着剤の延展範囲を規定して角の延展を防止し、これによって接合面積を安定させ、接合強度を安定させることができる。
【００４２】
さらに、前記第１部材と第２部材をＸＹＺの３次元方向で位置調整すると同部材間に隙間を生じ、ＬＥＤからの熱は、輻射熱のほか、接合点からの伝導熱により熱分布がばらつき、その結果、第１部材、第２部材に不均一な熱変形を生じ、この熱変形によりＬＥＤアレイの各素子とレンズアレイの各素子との間の光軸間距離に狂いを生じ、バラツキを生じることになるが、図１０に示すように、第１部材３と第２部材５の間に熱伝導部材１８を挟んで接合することによって、上記の熱変形を抑制、低減することができる。
【００４３】
【実施例３】
実施例３は、解決手段２の実施例であり、具体的には実施態様１の実施例である。この実施例３でも第１部材、第２部材は実施例１の場合と同様にアルミ製である。図１１に示すように、第１部材３に設けた穴３１の半径方向外側にリング状の溝３２を設けて、これによって薄肉の接合端３３を形成している。第２部材に設けた穴にアルミ製の小径中空部材３４を圧入嵌合させ、その上半分を第１部材３の穴３１に挿入している。小径中空部材３４の下半分の外径は８ｍｍであり、上半分の外径は６ｍｍであるので、穴３１に小径中空部材３４の上半分を挿入したとき、当該上半分と穴３１とによって有底の幅１ｍｍの環状溝３５が形成される。第１部材３、中空部材３４にはんだ付けが容易な無電解ニッケルメッキを施している。
【００４４】
第１部材３と第２部材５との位置を調整し、調整された位置に保持した状態で、上記環状溝３５にはんだ３６の粒体を装填する。その後、中空部材３４の中心穴にその下方からヒートチップ４０を挿入して、これで内側からはんだ３６を加熱溶融させる。第１部材３、中空部材３４にはんだ付けが容易な無電解ニッケルメッキを施しているので、はんだが第１部材３、中空部材３４が迅速、確実にはんだ接合されるから、中空部材３４を介して、第１部材３、第２部材が短時間で確実に接合される。
中間部材である中空部材３４は第１部材、第２部材と同様にアルミ製であるから、これらの部材間の熱膨張差による熱歪みの問題は低減される。
【００４５】
中空部材３４の上半分は薄肉であるから熱容量が小さく、伝熱性が良好であるから、ヒートチップ４０による加熱時の加熱は速やかであり、また第１部材の穴の周囲は環状の接合端３３は薄肉であって、熱容量が小さく、その外周溝３２によって第１部材への伝熱が断たれている。したがって、ヒートチップ４０による加熱時の接合端３３の加熱は速やかである。したがって、はんだ接合は迅速になされる。中空部材の上半分、上記接合端３３の熱容量は小さいから、はんだ付け工程における冷却は速やかである。
それゆえ、はんだ付けは短時間で完了する。
【００４６】
なお、はんだ材としては、フイルム状、線状、ペースト状など他の種々の形態のものと用いることもできる。また、加熱源は、この実施例３ではヒートチップを用いたが、誘導加熱、レーザー加熱など、一般に知られているはんだ付けのための他の加熱手段を用いることもできる。
はんだの熱膨張係数は、アルミのそれに近いので、接合部の熱的安定性が高く、したがって、光書き込みヘッドの温度環境の変化による性能変動は小さい。
【００４７】
図１２に実施例３の変形例を示している。この変形例は、第１部材の穴にはんだ付けが容易な銅又はその合金製の中間リング３６を圧入固定し、中空中間部材３４ａを同様にはんだ付けが容易な銅又はその合金製にしたものである。この中間リング３６は、その上半分が小径であり、これによって中間リング３６の接合部の肉厚を薄くするとともにその外周に断熱用の環状溝を形成している。中間リング３６、中空中間部材３４ａははんだ付けが容易な銅又はその合金製であるから、第１部材、中空中間部材にメッキ（はんだ付けが容易な金属メッキ）を施す必要がない。
【００４８】
図１３にさらに他の変形例を示している。このものは、第１部材の穴を大径穴にし、この穴にストレートな円筒形状の中間リング３９ａを圧入嵌合させ、また、第２部材５の穴にストレートな円筒形状の中空中間部材３４ｂを圧入嵌合させたものである。この例では中間リング３９ａと中空中間部材３４ｂとの間の環状溝３１ａは第１、第２両部材間の隙間まで抜けているので、この環状溝３１ａに装填されたはんだが第２部材５の上面に落下するが、このことが特に支障を生じることはない。このように中間リング３９ａ、中空中間部材３４ｂをともにストレートな円筒形状にしても、特に問題はない。
【００４９】
図１４に図１３の例の変形例を示しており、これは図１３の例における中空中間部材３４ｂを小径の中実中間部材３４ｃに変更したものである。この例では、ヒートチップを挿入することはできないので、加熱手段としては、レーザー加熱などの他の加熱手段を用いる他はない。
【００５０】
以上の実施例３は接合手段がはんだであるが、これを他のホットメルト剤に置き換えて、同様の構造のままで実施することができる。
【００５１】
【実施例４】
図１５に示す実施例４は、この発明の基本的な技術思想の一つの具体例を示すものであり、第１部材、第２部材は共にアルミ材であり、第２部材５から上方にリベットピン５１を突出させている。この例におけるリベットピン５１の素材は軟化温度が低いはんだであり、その径は、第１部材と第２部材とのＸＹ方向の二次元調整に支障がない程度に、第１部材３の円錐穴１１の下端小径よりも若干小さい。位置調整されたままで第１部材を保持しておいて、リベットピンの上端にヒートポンチ（加熱加圧用ポンチ）を当て、所定の力で加圧しながらリベットピン５１の上端を、ほぼ１ｋｇの力で加圧する。リベットピン５１が軟化温度（１９０℃）まで加熱されると、これが据え込まれて、円錐穴１１内でつぶれるとともに、根元が半径方向外方に膨らんで第１部材の円錐穴１１の下端周縁の裏面に圧着される。これによって、第１、第２両部材は、リベットピン５１によって、ＸＹＺの３次元方向に位置決めされる。
その後、第１部材の円錐穴１１に接着剤Ｂを少量充填して、リベットピン５１の上端面と円錐穴１１の内面とを接着固定する。これによって、第１、第２両部材は全方向に対して位置決めされ、かつその位置で接合される。
なお、リベットピン５１は第２部材と一体である必要はなく、別体のものを第２部材に固着したものでも支障はない。
なお実施例４は実施例１乃至実施例３に比して工数が多いのでコスト高になることは避けられない。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の効果を請求項毎に整理すれば次のとおりである。
１．請求項１に係る発明の効果
請求項１に係る発明は、ＬＥＤアレイ基板を搭載した第１部材とレンズミラーアレイを搭載した第２部材に対して全方向に位置調整したままで、両部材の固着手段によって、位置決めしかつ固着するものであり、これによって光書き込みヘッドを極めて高い精度で位置調整し、調整した位置関係を保持したままで組み立てることができ、また、そのための組立工程を簡便に、しかも短時間で行うことができる。
【００５３】
２．請求項２に係る発明の効果
請求項２に係る発明は、第１部材の円錐穴から接着剤を充填して、第１、第２両部材間の隙間に延展させて接着剤を当該隙間に介在させ、これを第１、第２両部材に接着させることによって、両部材を位置決めし、固着するものであるから、全方向の位置調整後の両部材の固定作業が極めて簡単である。
また、第１部材の上記穴が円錐穴であるから、当該穴の底部への接着剤の充填が容易である。
【００５４】
３．請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明について、第２部材上面に上方に凸の円錐面を備えた円錐状中間部材を固定し、第１部材の円錐穴から上記円錐状中間部材の円錐面上に滴下させるものであるから、接着剤が円錐状中間部材の円錐面によって速やかにかつ確実に半径方向外方に延展され、上記円錐穴下端周囲における、第１、第２部材間の隙間を確実に埋めることができる。
【００５５】
４．請求項４に係る発明の効果
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明について、その接着剤が光硬化系接着剤であり、第１部材の円錐穴から紫外線を照射して、充填された接着剤を迅速に硬化させるものであるが、照射された紫外線が上記円錐穴及び上記中間部材の円錐面によって繰り返し反射して、上記穴下端外周における隙間まで回り込む。したがって上記隙間に充填された接着剤についても紫外線が十分に照射され、迅速にかつ確実にこれを光硬化させることができる。
それゆえ、第１部材、第２部材が光透過性のないものである場合に、接着剤として光硬化系接着剤を用いるとき、穴内面及び圧入部材表面での光反射により光硬化系接着剤の深部硬化性が増し、その結果、光硬化未反応部分が残存することによる接着固定部の経時特性が改善される。したがって、第１部材と第２部材の接着固定部間の間隔（隙間）が、その後の接着剤の硬化が進むにつれて変化することはないので、第１部材と第２部材間の間隔の経時的安定性が向上し、紫外線硬化系接着における接合の信頼性を向上する。
【００５６】
５．請求項５に係る発明の硬化
請求項５に係る発明は、請求項２に係る発明について、接着剤による接合面をコロナ処理、又はＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理したものであり、このコロナ処理、又はＵＶ処理又はオゾン（Ｏ３）処理によって接合面と接着剤との結合強度が高められ、したがって接合強度の信頼性を向上させることができる。
【００５７】
６．請求項６に係る発明の効果
請求項６に係る発明は、請求項２に係る発明について、第２部材の第１部材との合せ面を、接合部を残してフィルム層または印刷層によって被覆したものであり、これによって、第２部材の接着面に落下した接着剤の延展範囲を規制し、第１部材の円錐穴下端周囲の隙間に接着剤を集中的に充填して、当該隙間を確実に接着剤で埋めることができる。したがって、接着剤の充填量を低減し、所要充填時間を短縮することができるとともに、接着剤の充填の安定性、接着強度の信頼性を向上させることができる。
【００５８】
７．請求項７に係る発明の効果
請求項７に係る発明は、請求項２に係る発明について、第２部材の接合部に窪み、またはリング状溝を設けて接着面を区画し、当該区画部を第１部材の円錐穴に一致させたものであり、これによって、第２部材の接着面に落下した接着剤の延展範囲を規制し、第１部材の円錐穴下端周囲の隙間に接着剤を集中的に充填して、当該隙間を確実に接着剤で埋めることができる。したがって、接着剤の充填量を低減し、充填時間を短縮することができ、さらに、接着剤の充填の安定性、接着強度の信頼性を向上させることができる。
【００５９】
８．請求項８に係る発明の効果
請求項８に係る発明は、位置決め、接合手段としてはんだ接合を採用したものである。はんだ接合を採用したので有機接着剤による場合に比して、接合部の熱的安定性が高く、温度変化による第１、第２部材間の位置関係の変化が極力抑制される。
【００６０】
９．請求項９に係る発明の効果
請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明について、第１部材の穴の周囲に環状溝を設け、これによって薄肉の環状部を形成したものである。はんだ接合によって加熱される領域が上記薄肉の環状部であるから、はんだ接合のための加熱、冷却時間が短縮される。それゆえ、はんだ接合工程の所要時間を短縮することができる。
【００６１】
１０．請求項１０に係る発明の効果
請求項１０に係る発明は、請求項８に係る発明について、第１部材の穴にはんだ付けが容易な金属製のリング、またははんだ付けが容易な金属メッキをしたリングを嵌着したものであり、これによって、第１部材がはんだになじまない材質のものであっても容易にはんだ接合することができ、またはんだ接合を迅速に行うことができる。
【００６２】
１１．請求項１１に係る発明の効果
請求項１１に係る発明は請求項１０の発明について、上記リング、当該リングに挿入されてこれとはんだ接合される軸に無電解ニッケルメッキ又は錫メッキを施したものであり、これによって、上記リングと軸とのはんだ接合を迅速、確実にすることができる。
【００６３】
１２．請求項１２に係る発明の効果
請求項１２に係る発明は、請求項９乃至請求項１１に係る発明について、上記軸を中空軸にし、これにヒートチップを挿入してはんだの加熱溶融を行うものであり、最も簡便な方法で、第１部材の穴に挿入された上記軸（第２部材から突出している軸）間の隙間に装填されたはんだを加熱溶融させることができ、また、熱伝導性がよく、はんだ加熱溶融時間が短く、したがって、はんだ接合による接合組立工程の時間を短縮することができる。
さらに、ヒートチップの発熱量は正確に制御しやすいので、はんだの加熱制御を容易、正確に行うことができ、したがって、はんだ接合の信頼性は高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、この発明の前提となる、第１部材と第２部材との組み合わせ状態を示す光書き込みヘッドの側面図である。
【図２】は、実施例１の光書き込みヘッドの側面図である。
【図３】は、実施例１の光書き込みヘッドの斜視図である。
【図４】は、実施例の接合手順を示す要部断面図である。
【図５】は、実施例１における紫外線照射工程を示す要部拡大断面図である。
【図６】は、実施例２の基本実施形態の要部断面図である。
【図７】は、実施例２の基本実施形態の変形例の要部断面図である。
【図８】は、実施例２の基本実施形態の他の変形例の要部断面図である。
【図９】は、実施例２の基本実施形態のさらに他の変形例の要部断面図である。
【図１０】は、実施例２の基本実施形態のさらに他の変形例の要部断面図である。
【図１１】は、実施例３の基本実施形態の要部断面図である。
【図１２】は、実施例３の基本実施形態の変形例の要部断面図である。
【図１３】は、実施例３の基本実施形態の他の変形例の要部断面図である。
【図１４】は、実施例３の基本実施形態のさらに他の変形例の要部断面図である。
【図１５】は、実施例４の基本実施形態の要部断面図である。
【符号の説明】
１：ＬＥＤアレイ
２：ＬＥＤ実装基板
３：第１部材
４：レンズミラーアレイ
５：第２部材
６：感光ドラム
１０：中間部材
１１：円錐穴
３４：中空部材
３６：はんだ
４３：ヒートチップ
Ｂ：接着剤
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004009528.tif 000013
【図１２】
2004009528.tif 000014
【図１３】
2004009528.tif 000015
【図１４】
2004009528.tif 000016
【図１５】
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