(57)【要約】      （修正有）【課題】被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて接合する際に、接着形態等に関わらず硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減し、経時変化による部品の位置ずれを回避する接合方法を提供すること。【解決手段】エネルギー硬化型接着剤を接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填し、接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにする。このため、エネルギー線を接着層全体に一斉に照射して接着剤を硬化させるとき、接着剤の密度勾配の高い部分から確率的に硬化反応が開始されやすく、硬化反応が密度分布の低い部分へ段々に進むので、硬化プロセスの進度に勾配が付与される。したがって、先行して硬化する接着剤がその硬化収縮分を流動性のある上記隣接部から補充されながら硬化するので、硬化収縮による内部応力の発生が著しく低減される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接着する精密部品の接合方法において、
硬化反応の起因となる物質を前記接着の領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにした精密部品の接合方法。
【請求項２】
エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法において、
接着剤の硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにした精密部品の接合方法。
【請求項３】
請求項１の精密部品の接合方法において、その接着層における硬化反応の起因となる物質を、前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて充填した精密部品の接合方法。
【請求項４】
請求項２の精密部品の接合方法において、その接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度が、前記接着領域内においてその中心で最も低く周縁で最も密度が高くなるように勾配を付けて充填した精密部品の接合方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項３の精密部品の接合方法において、その硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルで構成されたものである精密部品の接合方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項４の精密部品の接合方法において、その硬化反応の進行を抑制する物質が、エネルギー線の透過量を制限する粉体である精密部品の接合方法。
【請求項７】
被接着物、接着物を精密に位置決めし、エネルギー線を一斉に照射してエネルギー硬化型接着剤によって被接着物に接着物を接着する精密部品の接合装置において、
前記エネルギー硬化型接着剤に前記硬化反応の起因となる物質または前記硬化反応の進行を抑制する物質を塗布する塗布手段と、前記物質を前記接着領域内において所定の密度勾配を付けて充填するように上記塗布手段を制御する密度勾配制御手段とを備えていることを特徴とする精密部品の接合装置。
【請求項８】
被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合した精密部品の接合構造であって、
被接着物と接着物との接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填された硬化反応の起因となる物質によって上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスが接着層領域内で段階的に進行して接合された精密部品の接合構造。
【請求項９】
前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて前記硬化反応の起因となる物質が充填されて接合されている請求項８の精密部品の接合構造。
【請求項１０】
被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合した精密部品の接合構造であって、
被接着物と接着物との接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填された硬化反応を抑制する物質によって上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスが接着層領域内で段階的に進行して接合された精密部品の接合構造。
【請求項１１】
前記接着領域内において中心で最も密度が低く周縁で最も高くなるように勾配を付けて前記硬化反応の進行を抑制する物質が充填されている請求項１０の精密部品の接合構造。
【請求項１２】
前記硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルによるものであることを特徴とする請求項８又は請求項９の精密部品の接合構造。
【請求項１３】
前記マイクロカプセルのカプセル壁材がエネルギー線の照射で破れるものであり、カプセル壁材が得られることで前記芯物質が流出して硬化反応が開始され、接合されているものであることを特徴とする請求項１３の精密部品の接合構造。
【請求項１４】
前記硬化反応の進行を抑制する物質がエネルギー線照射の透過量を制限する粉体であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１の精密部品の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、接着剤による精密部品の接合方法（及び接合装置）に関するものであり、接着層の構造を工夫して、接着層内での硬化プロセスに時間的ずれを生じさせることにより、接着層内部に応力が生じることを抑制し、残留応力を抑制して経時変化に伴う被接物と接着物間の位置ずれ（経時ずれ）を防止できるものであり、特に小型の光学部品、液晶部品、電子部品等の精密部品の接着接合に有効に利用することができるものである。
【背景技術】
【０００２】
被接着物に接着物を接合する接着剤として、熱硬化型や光硬化型等のエネルギー硬化型接着剤が種々知られており、これらのエネルギー硬化型接着剤は、反応速度が速く硬化時間が短く、したがって、生産工程の効率化が図られことから、様々な技術分野で利用されている。
ところで、このエネルギー硬化型接着剤は、硬化する際に硬化収縮を生じ、この硬化収縮に伴って応力が発生する。一般に、アクリル系紫外線硬化型樹脂では５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化型樹脂では２〜５％程度硬化収縮し、この硬化収縮量に比例する硬化収縮力が発生する。この硬化収縮力による接着強度への影響は僅かであるが、この硬化収縮力が硬化後に内部応力として残留すると、この内部残留応力が時間の経過に伴って解放され、この残留応力の経時変化のために、被接着物と接着物間に接着位置にずれを生じるようになり、これによって、精密組立部品の所期の機能が低下し、高精度性能が劣化することがある。
この問題を回避するための技術開発が種々になされており、次のようなものがある。
【０００３】
１つ目の方法は、特開２０００−０９０４８１号公報や特開平１０−３０９８０１号公報に記載されているものであり、これは使用（塗布）する接着剤を薄く少量とし、温度変動等による経時変化を低減する方法である。しかし、これらの方法では被接着物と接着物との接着構造が限定される上、間接接着であるため別部品を必要とし、接着箇所が増えるという不具合がある。
【０００４】
２つ目の方法は、特開平１０−１２１０１３号公報、特開平０７−２０１０２８号公報に記載されているものであり、これは接着剤自体に手を加える方法であり、具体的にはセラミックス微粒子添加や充填材添加で接着剤の硬化収縮を小さくし、内部残留応力を低減することで温度変動等による経時変化を低減する技術である。そしてこの接着剤開発が近年盛んに行われている。しかし、この場合は、特殊な接着剤が必要であり、また接着剤量が増えるに伴って硬化収縮量が増え、そのために内部残留応力が大きくなるという不具合がある。
【０００５】
３つ目の方法は、特開平０９−１９７１０５号公報に記載されているものであり、これは接着剤の硬化収縮に伴う接合層の収縮に追従して接合層の厚みを調整しながら接合し、収縮に起因した応力を低減する技術である。しかし、この技術は、基本的に面接着であり接着構造が限定され、また、硬化収縮する接着剤と収縮しない部品の界面に起きる応力のみを低減できるにすぎず、さらに、硬化後の接着剤内部の残留応力を大きく低減することはできないので経時ずれを防止することもできない。
以上のように、上記の従来技術では、硬化後に接着剤内部に残留する応力を低減することはできず、したがって、経時ずれを低減することはできない。
【０００６】
また、接着技術ではないが、３次元造形技術に以下のものがある。
特許第２９７０３００号公報に、レーザー光を断面形状の略重心から外側に向けてリング状に走査することにより、硬化収縮に伴う内部応力の偏りを無くし、変形を防止するものが記載されている。しかし、その方法を実施するには、硬化に対応したエネルギー線（レーザー光）を微小スポットに収束して、接着剤略中心から同心円状に走査しなければならず、装置構成が大掛りになるばかりでなく、微小スポット走査で接着領域全体を硬化させるものであるから、硬化に長時間を要することになり、３次元造形技術分野における従来技術を、接着技術にそのまま利用することは困難であり、仮に利用しても、接着工程の所要時間が長くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−０９０４８１号公報
【特許文献２】特開平１０−３０９８０１号公報
【特許文献３】特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献４】特開平０７−２０１０２８号公報
【特許文献５】特開平０９−１９７１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上記のような問題を一挙に解消することを目的とするものであり、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、被接着物と接着物とをエネルギー硬化型接着剤を用いて被接着物に接着物を接合する方法について、簡単な装置構成で、接着形態等に関わらず硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減し、経時変化による部品の位置ずれを回避する接合方法を工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔解決手段１〕（請求項１に対応）
上記課題を解決するための手段１は、エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法を前提として、
硬化反応の起因となる物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにしたことである。
なお、上記の「硬化反応の起因となる物質」は、エネルギー線の照射による接着剤の硬化反応を促進する物質である。
また、上記の「エネルギー硬化型接着剤」は、可視光線、紫外線、放射線、Ｘ線などのエネルギー線の照射によって硬化する接着剤を意味する。
また、上記の「段階的」は、硬化プロセスが接着領域内でほぼ連続的で、段々であることを意味する。
【０００９】
〔作用〕
上記の接着領域における接着層は、硬化反応の起因となる物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填したものになっている。このため、エネルギー線を接着層全体に一斉に照射して接着剤を硬化させるとき、硬化反応の起因となる物質の密度勾配の高い部分から確率的に硬化反応が開始されやすく、硬化反応が密度分布の低い部分へ段々に進むので、硬化プロセスの進度に勾配が付与される。したがって、硬化型接着剤にエネルギー線が一斉に照射されて硬化が進行するときに、同時に硬化する部分が減少されるので、先行して硬化する接着剤の隣接部の接着剤に、流動性が保持されている確率が極めて高く、先行して硬化する接着剤がその硬化収縮分を流動性のある上記隣接部から補充されながら硬化するので、硬化収縮による内部応力の発生が著しく低減される。このような硬化プロセスが接着層全体において段々に進行するので、接着層全体について残留応力が大幅に低減される。
それゆえ、残留応力の経時変化に伴う被接着物に対する接着物の位置ずれ（経時ずれ）が大幅に低減される。
【００１０】
〔解決手段２〕（請求項２に対応）
上記課題解決のための手段２は、エネルギー硬化型接着剤による接合方法であって、被接着物と接着物を高精度に位置決めした後、エネルギー線を一斉に照射して被接着物に接着物を接合する精密部品の接合方法を前提として、
接着剤の硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填して、上記エネルギー硬化型接着剤の硬化プロセスを接着層領域内で段階的に変化させるようにしたことである。
なお、上記の「硬化反応の進行を抑制する物質」は、エネルギーの照射による接着剤の硬化反応を抑制する物質である。
また、上記の「段階的」は、硬化プロセスが接着領域内でほぼ連続的で、段々であることを意味する。
【００１１】
〔作用〕
上記接着領域における接着層は、硬化反応の進行を抑制する物質を前記接着領域内に所定の密度勾配を付けて充填したものになっている。このため、エネルギー線を接着層全体に一斉に照射して接着剤を硬化させるとき、硬化反応の進行を抑制する物質の密度勾配の低い部分から確率的に硬化反応が開始されやすく、硬化反応が密度分布の高い部分へ段々に進むので、硬化プロセスの進度に勾配が付与される。したがって、硬化型接着剤にエネルギー線が一斉に照射されて硬化が進行するときに、同時に硬化する部分が減少され、先行して硬化する接着剤の隣接部の接着剤に流動性が保持されている確率が極めて高く、先行して硬化する接着剤がその硬化収縮分を流動性のある上記隣接部から補充されながら硬化するので、硬化収縮による内部応力が著しく低減される。このような硬化プロセスが接着層全体において段々に進行するので、接着層全体について残留応力が大幅に低減される。
それゆえ、残留応力の経時変化に伴う被接着物に対する接着物の位置ずれ（経時ずれ）が大幅に低減される。
【００１２】
〔実施態様１〕（請求項３に対応）
実施態様１は、上記解決手段１の精密部品の接合方法について、その接着層における硬化反応の起因となる物質を、前記接着領域内において中心で最も密度が高く周縁で最も低くなるように勾配を付けて充填したことである。
【００１３】
〔作用〕
接着層における硬化反応の起因となる物質の密度がその中心で最も高く周縁で最も低いから、接着層の硬化が中心から周縁に向かって進行し、最後に周縁が硬化するようになる。そして、周縁が硬化するときは、その硬化収縮を補充する流動性接着剤は隣接していないが、しかし、当該周縁接着剤の硬化収縮に抵抗するものはないから、この部分において内部応力が生じることはない。
したがって、接着層全体において、その内部応力の発生、残留応力が効果的に低減される。
【００１４】
〔実施態様２〕（請求項４に対応）
実施態様２は、上記解決手段２の精密部品の接合方法について、その接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度が、前記接着領域内においてその中心で最も低く周縁で最も密度が高くなるように勾配を付けて充填したことである。
【００１５】
〔作用〕
接着層における硬化反応の進行を抑制する物質の密度がその中心で最も低く周縁で最も高いから、接着層の硬化が中心から周縁に向かって進行し、最後に周縁が硬化するようになる。周縁が硬化するときは、その硬化収縮を補充する流動性接着剤は隣接していないが、しかし、当該周縁接着剤の硬化収縮に抵抗するものはないから、この部分において内部応力が生じることはない。
したがって、接着層全体において、その内部応力の発生、残留応力が効果的に低減される。
【００１６】
〔実施態様３〕（請求項５に対応）
実施態様３は、上記解決手段１、実施態様１の精密部品の接合方法について、その硬化反応の起因となる物質が、光開始剤を芯物質とし、前記芯物質を取り囲むカプセル壁材からなるマイクロカプセルで構成されたものであることである。
【００１７】
〔作用〕
前記マイクロカプセルのカプセル壁材はエネルギー線の照射で破れることで、硬化反応の起因となる物質が接着層内に流出し、硬化反応が開始され、接着硬化させるためのエネルギー線の照射を受ける前の段階において、硬化反応が開始されることはない。
【００１８】
〔実施態様４〕（請求項６に対応）
実施態様４は、解決手段２、実施態様２の精密部品の接合方法について、その硬化反応の進行を抑制する物質が、エネルギー線の透過量を制限する粉体であることである。
【００１９】
〔作用〕
硬化反応の進行を抑制する物質がエネルギー線の透過量を制限する粉体であるから、当該粉体の密度が高いほど接着層内部へのエネルギー線照射量が低く、したがって、接着剤の硬化進行が遅い。したがって、上記粉体の密度によって接着層の硬化速度に勾配が付与される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の効果を、主な請求項毎に整理すれば次のとおりである。
（１）請求項１、請求項２に係る発明
硬化プロセスの進度に空間的な勾配をもって硬化させることにより、硬化する接着剤の隣接部に流動性を保持させ、硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減することができ、経時変化の少ない接着構造が得られる。
また、照射制御を行うことがなく、大掛かりな制御や高価な装置が必要でなく、それによる広い設置場所を確保する必要がないため既存の設備に置き換えやすい。
【００２１】
（３）請求項３、請求項４に係る発明
接着部の内部に周囲より硬化プロセス進度の遅い点が存在せず、硬化プロセスの進度に空間的な勾配をもって硬化させることができるので、硬化する接着剤の隣接部に流動性を保持させ、硬化収縮による硬化後の内部残留応力を低減することができ、経時ずれの少ない接着を行うことができる。
【００２２】
（４）請求項５に係る発明
硬化反応に起因となる物質をマイクロカプセルにして、エネルギー線照射による接着開始まで光開始剤を閉じ込めたことにより、接着層への上記物質の充填およびその濃度分布調整を支障なく行うことができ、請求項１又は請求項３に係る発明を容易に実施することができる。
【００２３】
（５）請求項６に係る発明
接着層の表層部分に、エネルギー線の透過を制限する粉体、例えば、カーボンブラック等の微粉体を充填することによって、請求項２に係る発明を簡単容易に実施することができ、上記粉体として極めて廉価なものを使用することができるので、請求項２に係る発明を低コストで実施することができる。したがって、複数物を接着して構成される精密部品の品質、信頼性を低コストで著しく向上させることができる。
【００２４】
（６）請求項８に係る発明
請求項８に係る発明の接合構造により、被接着物と接着物間の初期ずれが小さく、経時ずれが極力抑制されるから、この接合構造を備えた精密部品は高品質であり、また経時ずれによって品質が低下することはないから、品質についての信頼性が極めて高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以上の従来技術による接合構造との比較しながら、図１、図２を参照しながら実施例１を説明する。
【実施例１】
【００２６】
実施例１は、被接着物１と該被接着物に対して位置合わせされた接着物２とをＵＶ硬化型接着剤による接着層３を介して接合する接合構造であって、接着部における硬化反応の起因となる物質（以下、「硬化反応促進剤」という）４を接着層３に充填する。この硬化反応促進剤４は、液状のベンジル剤４ｂをポリアミドのカプセル壁材４ａで被覆した粒径１０〜２０μｍのマイクロカプセルである。充填された硬化反応促進剤４の充填濃度（密度分布）は接着層３の中心部分が最大であり、周縁部分が最低である。そして、中心部分における充填濃度は体積比でほぼ２０〜３０％、周縁部分における充填濃度は体積比でほぼ数％である。
【００２７】
上記接着剤層に紫外線を強度数十ｍＷ／ｃｍ２以上で一斉照射すると、カプセル壁材４ａがＵＶ照射で破壊され、その中のベンジル剤４ｂが接着部内に放出されて浸透する。このベンジル剤４ｂの浸透によって、中心部分が最も硬化が促進される。これに対して周縁部ではベンジル剤４ｂの濃度がほぼゼロであって、中心部に比べて３０〜５０％遅く硬化が完了する。そして、硬化反応促進剤４の密度勾配と同様の硬化速度の勾配が中心部から周縁部までの間に実現される。
以上のようにして接合されるとき、温度サイクルによる加速試験後の経時ずれは低減される。
【００２８】
次いで、実施例１による接合の実施方法について説明する。
第１塗布手段８ａとこれを任意位置へ動作させる第１塗布手段用動作手段９ａとその制御手段１１により所望の配置でエネルギー硬化型接着剤を塗布して接着層３を形成する。その後、硬化反応促進剤４を塗布する第２塗布手段８ｂを第２塗布手段用動作手段９ｂで任意の位置へ３次元的に移動させ、第２塗布手段用動作手段９ｂの動きを制御手段１１で制御して、所望の密度勾配になるように硬化反応促進剤４を塗布する。
【００２９】
その後、接着物と被接着物の相対位置を決め、エネルギー照射手段からエネルギー硬化型接着剤に所定のエネルギー線６を紫外線照射手段５から照射する。この紫外線照射手段５によるエネルギー照射はエネルギー照射制御手段７で制御される。なお、この装置全体の動作やタイミングの制御は制御手段１１で行う。
実施例１では、上記の硬化反応促進剤４として、ベンジル剤４ｂをポリアミドのカプセル壁材４ａで被覆した粒径１０〜２０μｍのマイクロカプセルを用いているが、基本的には光開始剤を芯物質とし、照射エネルギーで破壊される物質によるカプセル壁材からなるマイクロカプセルを用いればよい。なお、マイクロカプセルを用いるのは、エネルギー硬化型接着剤に予め光開始剤が配合されないようにするためである。
【００３０】
芯物質として用いる光開始剤には例えば、ベンジルの他に、ベンゾフェノン、ミフィラーズケトン、２−クロロチオキサントン、４−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩などを用いることもできる。
【００３１】
また、実施例１では、カプセル壁材として、ポリアミドのカプセル壁材４ａを用いたが、そのカプセル材料は、界面重合法、不溶化反応法、相分離法、界面沈殿法、噴霧乾燥法、流動床法などの製法で作成される。材質は、ポリアミドの他に、ポリ・アルギン酸塩等を用いることもできる。そして、カプセル壁材４ａの膜厚をエネルギー硬化型接着剤の硬化収縮によって速やかに変形されるようにできる限り薄くする必要がある。
また紫外線等のエネルギー線の照射により迅速容易に崩壊される特性にするために、光増感作用のある添加剤を加えてポリマー主鎖に光分解性を付与したものか、ポリマー重合時に主鎖に光増感基としてカルボニル基などを導入し、光によって分解しやすい構造にしたものを用いる。
【実施例２】
【００３２】
実施例１は硬化反応促進剤を用いるものであるが、実施例２は硬化反応の進行を抑制する物質（硬化反応抑制剤）を用いる点で実施例１と異なる。そして、図３に示すように、硬化反応抑制剤４１を接着層３の上層部に分布させてあり、その分布密度（充填濃度）は中央部が最も低く周縁が最も高い。そして、中心部分における充填濃度は体積比でほぼ数％、周縁部分における充填濃度は体積比でほぼ２０〜３０％である。この実施例２の硬化反応抑制剤は、エネルギー照射手段からの紫外線の透過率を下げるものであり、具体的には、平均粒径１０〜２０μｍのポリカーボネートの樹脂粉を用いている。この他に、紫外線の透過率を下げる物質としてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等を用いることもできる。
【００３３】
上記のように硬化反応抑制剤４１（この実施例２ではポリカーボネートの樹脂粉）を充填したことによって、中心部分が最も硬化が抑制され、中心部に比べて３０〜５０％遅く硬化が完了する。これに対して周縁部では硬化反応抑制剤４１の濃度がほぼゼロであって、最も硬化が促進される。そして、硬化反抑制剤４１の密度勾配と同様の硬化速度の勾配が中心部から周縁部までの間に実現される。
【００３４】
実施例２で接合された被接着物１と接着物２間の温度サイクルによる加速試験後の経時ずれは低減される。
なお、硬化反抑制剤としては、実施例２で使用した接着剤層における紫外線の透過率を下げるものの他に、接着剤の光化学反応を遅延させる酸素（ラジカル重合の場合）を使用することもできる。
【００３５】
上述の技術の効果は接着剤の硬化プロセスの進度に勾配をつけることと等価であるため、照射側に時間的に照射範囲を変調できる構成を用いて実験した例を以下に示す。
被着物１はアルミニウム製のブロック部材で、大きさは２５ｍｍ□、厚み５ｍｍ、中央にφ１の基準ピンが設けてある。接着物も同種の部材で、大きさは２０ｍｍ□、厚み５ｍｍ、中央にφ３の充填穴を設けてある。被着物と接着物は図８に示すように充填穴に基準ピンが入るような形で相対的位置を調整し、充填穴中の基準ピン周り（クリアランス１ｍｍ）に接着剤を充填し、硬化することで接着完了となる。この実験で使用した接着剤はアクリル系ＵＶ接着剤（ＴＢ３０３３：必要積算光量３Ｊ／ｃｍ２）である。
【００３６】
実験方法に関しては、従来例として、充填後の接着剤に一様な強度（５０ｍＷ／ｃｍ２）のＵＶ光を照射した場合を用い、本発明の実験例として図８に示すようなＵＶ照射に時間的変調を与えて硬化した場合をとりあげて、比較した。硬化プロセスの進度に勾配をつける度合い（変調度）は前述の時間変調で制御したが、今回は、照射強度（５０ｍＷ／ｃｍ２）で、中心からシャッタを１／３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で等速に開いた。図９は図８の穴３ａに示す接着部３ｂの積算光量を表しているが、変調度は、縦軸に積算光量（Ｊ／ｃｍ２）、横軸に接着剤の部位（座標）（ｃｍ）におけるプロファイルの傾きと定義し、単位は（Ｊ／ｃｍ３）と表せる。一様照射の場合、変調度０Ｊ／ｃｍ３であり、今回の時間変調照射では、１５Ｊ／ｃｍ３の変調をつけていることになる。図でもわかるように各部位での積算光量は時間毎に変化していく。
評価は加速度試験で行った。手順としては、硬化後のサンプル同士の相対的位置を３次元測定器で計測し、温度サイクル試験（−２０℃〜７０℃、４ｈ、１０サイクル）後、同様の測定をした。その測定により温度サイクル試験前後の変化量を把握し、経時変化の代表的特性値と考えた。
結果を図１０に示す。どちらの場合も実験サンプルの数は９サンプルである。従来例では、平均値８．４μｍ、ばらつき（３σ）１０．１μｍ、に対し、本発明の方法では、平均値２．１μｍ、ばらつき１．４μｍの結果を得、従来技術に対し経時変化が極めて微小に抑制されることがわかる。
【００３７】
以上の実施例１，実施例２の被接着物をガラス板、セラミックス板、金属板等の光学ベースとし、また、接着物をレンズ、回折格子、ミラー等の光学素子、受光素子、発光素子、ＣＣＤ等の固体撮像素子等の光学部品とすることもできる。
【００３８】
〔実施例のその他の事項〕
実施例１、実施例２におけるエネルギー照射手段は、ＵＶ硬化型接着剤の硬化エネルギー帯のエネルギー線を放射する紫外線光源と、放射された紫外線を所定位置まで誘導する光ファイバと、紫外線を硬化箇所に照射する集光レンズ又は発散レンズとを備えている。
使用する接着剤を硬化させるために必要な紫外線照射光量は既知であるので、紫外線硬化型接着剤の硬化の判断は、紫外線照射強度×照射時間＝積算光量の関係から照射時間を測り、その積算光量と所要照射効力とを比較することによってなされる。
【００３９】
次に接着部に硬化反応の起因となる物質を充填した基本的な構造について、図面を参照しながらさらに説明する。
図２は、中央の分布密度（充填濃度）が最も高く、外周部に向けて連続的に分布密度が低下している場合を示しているが、実施例１、実施例２のいずれの場合も分布密度の勾配があればよいのであるから、図４（ａ），（ｂ）に示すように直線勾配でもよく、図４（ｃ）に示すように端部で分布密度が最も高くなるような曲線分布でもよいが、図２（ｂ）に示す分布が最も好ましい。
硬化反応抑制剤を充填するのは、エネルギー線の透過率を下げることが目的であるので、各部分での紫外線（エネルギー線）照射強度の高低（全面照射の場合は接着層の中央部の照射強度が最も高く、周縁が低い）をも勘案して硬化反応抑制剤の密度分布を適切なものにすることが好ましい。
【００４０】
硬化反応の起因となる物質（硬化反応促進剤）または硬化反応の進行を抑制する物質（硬化反応抑制剤）の塗布時の濃度調節は、ディスペンサーによる空気圧量の調節と第２塗布手段用動作手段９ｂの移動速度によって調節できる。
実施例１では、硬化反応促進剤４の分布密度が接着層３の内部において空間的に偏在している（図２）が、このような充填及びその分布密度の調整は次のようにして行う。
第１塗布手段８ａによって被接着物１の接着面に接着剤を塗布して所定厚さの接着層３を形成し（図５（ａ））、次に第２塗布手段８ｂによって接着層内部に硬化反応促進剤４を注入し、硬化反応促進剤４の先端を接着層３の内部で前後左右上下に移動させつつ（図（ｂ））、図５（ｃ）に示すような内部分布になるように、第２塗布手段８ｂによる充填速度を加減する。
【００４１】
また、実施例２では、硬化反応抑制剤４１が接着層３の上層部分に分布しているが、この上層部分への充填及びその密度分布の調整は、実施例１の場合と同様に、次のようにして行う。
硬化反応抑制剤４１を塗布する第２塗布手段８ｂを第２塗布手段用動作手段９ｂで任意の位置へ３次元的に移動させ、第２塗布手段用動作手段９ｂの動きを制御手段１１で制御して、所望の密度勾配になるように硬化反応抑制剤４１を塗布する。
【００４２】
なお、接着剤の性質や量によっては、ディスペンサーによる空気圧量のみでも確率的にディスペンサー付近の密度が高くなることを利用して濃度調節できる。
塗布の順序としては、面接着で行う場合、被接着物にエネルギー硬化型接着剤を塗布した後、硬化反応促進剤４または硬化反応抑制剤４１を接着層３に充填し、接着物を載せることが望ましいが（図５）、隙間に接着剤を充填する充填接着形態（図６）や、被接着物と接着物との角に接着剤を肉盛りする肉盛接着形態（図７）の場合は、接着物２を被接着物１に載せた後に、硬化反応促進剤４または前記硬化反応抑制剤４１を充填する。ただし、図６に示す充填接着形態の場合は接着物２の中心穴に接着剤を充填して接着層３を形成し、その後、接着層３に硬化反応促進剤４又は硬化反応抑制剤４１を充填するという手順によることもでき、あるいは、接着物２の中心穴に接着剤を充填した状態で接着物２を被接着物に載せ、その後に硬化反応促進剤４又は硬化反応抑制剤４１を充填する手順によることもできる。
要するに、エネルギー線照射を開始する時点で硬化反応促進剤４又は硬化反応抑制剤４１が所定の濃度分布で充填されていればよいのであるから、接着構造に最も適した手順で接着層を形成し、硬化反応促進剤４又は硬化反応抑制剤４１を充填すればよい。
【００４３】
実施例１、実施例２の接着部は、共に、中央部において最も速く硬化プロセスが進行し、端部へ行くほど硬化プロセスの進度が遅くなり、最端部が最も遅く硬化する。
また、図６、図７に示す他の接着形態についても、同様に、中央部において最も早く硬化プロセスが進行し、端部へ行くほど硬化プロセスの進度が遅くなり、最端部が最も遅く硬化する。
したがって、接着層の硬化プロセス中、接着層に内部応力が生じることはなく、したがって応力が内部に残留することもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】はこの発明の実施例の接着装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ）は実施例１による接着構造、（ｂ）は実施例１における硬化促進剤の濃度分布を模式的に示す分布図であり、（ｃ）は実施例１における硬化促進剤を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、実施例２による接着構造、（ｂ）は実施例２における硬化抑制剤の濃度分布を模式的に示す分布図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、実施例１、実施例２における硬化促進剤あるいは硬化抑制剤の濃度分布の他の例を示す分布図である。
【図５】は、実施例１に硬化促進剤の充填プロセスを模式的に示す正面図である。
【図６】（ａ）は、実施例１による他の接合構造の斜視図であり、（ｂ）は同接合構造の接着層における硬化促進剤の分布図であり、（ｃ）は同接合構造の断面図である。
【図７】（ａ）は、実施例１によるさらに他の接合構造の斜視図であり、（ｂ）は同接合構造の接着層における硬化促進剤の分布図であり、（ｃ）は同接合構造の断面図である。
【図８】は、実験例におけるＵＶ照射の時間的変調を模式的に示す正面図である。
【図９】は、図８の接着部３ｂの積算光量を表す図である。
【図１０】は、実験結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１：被接着物
２：接着物
３：接着層
３ａ：穴
３ｂ：接着部
４：硬化反応促進剤
５：エネルギー照射手段
６：エネルギー線
７：エネルギー照射制御手段
８ａ：第１塗布手段
８ｂ：第２塗布手段
９ａ：第１塗布手段用動作手段
９ｂ：第２塗布手段用動作手段
１０ａ：第１動作制御手段
１０ｂ：第２動作制御手段
１１：制御手段
４１：硬化反応抑制剤
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図７】
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