(57)【要約】【課題】  エネルギー硬化型接着剤の硬化収縮による位置ずれを確実に抑制することができ、高精度な位置合わせを可能とする接合方法を提供する。【解決手段】  ２つの部材１１、１２を該両部材間に配置されたエネルギー硬化型接着剤１４の硬化により接合すべく、エネルギー硬化型接着剤１４の層状に硬化された硬化層１４ｂが両部材１１、１２間に架からないようにエネルギー硬化型接着剤１４に未硬化層１４ａを残して硬化層１４ｂを形成した後、未硬化層１４ａを硬化する接合方法。エネルギー硬化型接着剤１４の硬化過程で未硬化層を確保すべく、該未硬化層のための接着層１４ａと硬化層のための接着層１４ｂとを分離するための板状の分離部材１５を配置した状態でエネルギー硬化型接着剤１４を硬化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材を該両部材間に配置されたエネルギー硬化型接着剤の硬化により接合すべく、前記エネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記エネルギー硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後、前記未硬化層を硬化して形成される接合構造であって、前記エネルギー硬化型接着剤の硬化部には、その硬化前に前記未硬化層及び前記硬化層のための各接着層を分離するための板状の分離部材が配置されていることを特徴とする接合構造。
【請求項２】
前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材で分離された前記各接着層は硬化速度が相互に異なる接着剤からなる請求項１記載の接合構造。
【請求項３】
前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材で分離された前記各接着層は吸収エネルギー帯が相互に異なる接着剤からなる請求項１記載の接合構造。
【請求項４】
前記分離部材は相互に接合される前記両部材のいずれか一方を取り巻いて配置されている請求項１乃至３に記載の接合構造。
【請求項５】
相互に接合される前記両部材のいずれか一方が支柱部を有し、その他方が前記支柱部を間隔をおいて受け入れる穴を有し、前記エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部と前記穴の周壁との間隙に充填され、前記分離部材は前記穴内で前記エネルギー硬化型接着剤を各接着層に分離すべく前記支柱部を取り巻いて配置される環状部材からなり、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材の内側に位置する接着層は、前記分離部材の外側に位置する接着層の硬化速度よりも小さな硬化速度を示すことを特徴とする請求項４に記載の接合構造。
【請求項６】
前記分離部材は前記エネルギー硬化型接着剤の硬化を図るべく照射されるエネルギー線の透過を許す材料から成る請求項１乃至５に記載の接合構造。
【請求項７】
前記分離部材は伸縮性を有する材料から成る請求項１乃至６に記載の接合構造。
【請求項８】
２つの部材を該両部材間に配置されたエネルギー硬化型接着剤の硬化により接合すべく、前記エネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記エネルギー硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後、前記未硬化層を硬化する接合方法であって、前記エネルギー硬化型接着剤の硬化過程で前記未硬化層を確保すべく、該未硬化層のための接着層と前記硬化層のための接着層とを分離するための板状の分離部材を配置した状態で前記エネルギー硬化型接着剤を硬化させることを特徴とする接合方法。
【請求項９】
前記分離部材で分離された前記各接着層の硬化速度が相互に異なることにより、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成されることを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記分離部材で分離された前記各接着層の吸収エネルギー帯が相互に異なることにより、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成されることを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記分離部材で分離された前記各接着層への選択的なエネルギー線の照射により、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成される請求項８に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記分離部材は前記エネルギー硬化型接着剤の硬化を図るべく照射されるエネルギー線の透過を阻止する材料から成る請求項１１に記載の接合方法。
【請求項１３】
相互に接合される前記両部材のいずれか一方が支柱部を有し、その他方が前記支柱部を間隔をおいて受け入れる穴を有し、前記エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部と前記穴の周壁との間隙に充填され、前記分離部材は前記穴内で前記エネルギー硬化型接着剤を各接着層に分離すべく前記支柱部を取り巻いて環状に配置され、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材の内側に位置する接着層が前記分離部材の外側に位置する接着層の硬化後に硬化されることを特徴とする請求項８に記載の接合方法。
【請求項１４】
前記分離部材は管状部材であり、該管状部材の内周面にエネルギー硬化型接着剤が塗布された後、前記管状部材が前記支柱部に挿入され、前記管状部材の外周面と前記穴の前記周壁との間にエネルギー硬化型接着剤が充填される請求項１３に記載の接合方法。
【請求項１５】
相互に接合される部材をそれぞれ取り扱うための各保持手段と、前記両部材間にエネルギー硬化型接着剤を供給する供給手段と、前記両部材間の位置ずれを検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果をもとに前記両部材を整合させるべく少なくとも一方の前記保持手段の動作を制御する制御手段と、前記両部材間に前記供給手段から供給されたエネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後前記未硬化層を硬化して前記両部材を接合するために、前記両部材の整合後にエネルギー線を前記エネルギー硬化型接着剤に照射するエネルギー線照射手段と、前記両部材間に硬化前の前記接着層を分離するための分離部材を挿入する挿入手段とを備えることを特徴とする接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に接合すべく整合される２つの部材間のエネルギー硬化型接着剤の硬化によって、前記両部材が接合される接合構造、その接合方法及び接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、部品接合等で２つの部材を相互に接着する接着剤としては、熱硬化型、嫌気硬化型、光（紫外線、可視光等）硬化型などの硬化型接着剤が知られており、この中にはいくつかの性質を兼ね備えたものもある。その中でも、熱硬化型樹脂接着剤や光硬化型樹脂接着剤に代表されるエネルギー硬化型接着剤は、反応速度が速く硬化時間が大幅に短縮されることから、生産工程の高効率化を図る目的で様々な分野に利用されている。
【０００３】
ところで、このエネルギー硬化型接着剤では、硬化する際に体積収縮（硬化収縮）が起こり、この硬化収縮に伴って応力（硬化収縮力）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して硬化収縮力が発生する。この硬化収縮力は、接着強度の面においては僅かな強度低下が生じるのみで大きな影響を与えないが、接合される２つの部材間での位置ずれを生じさせる点では、特に、部品接合において高精度の位置調整が要求される精密組立において大きな問題となる。すなわち、精密組立の工程において、被接着部材に対する接着部材の位置合わせを厳密に調整した後に、この被接着部材と接着部材とを接合するエネルギー硬化型接着剤の硬化収縮の影響でその調整した位置にずれが生じると、精密組立品の機能を阻害してしまう可能性がある。
【０００４】
このような問題を回避するために、以下のようなものが提案されている。
【０００５】
まず１つは、被接着部材と接着部材との間に中間保持部材を介装してエネルギー硬化型接着剤を薄く少量にすることによって硬化収縮量を小さくするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
２つめは、照射するＵＶ（紫外線）光を制御して照射のばらつきをなくすことによって硬化収縮量を均一化するものである（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００７】
３つめは、照射するＵＶ光を集光して仮固定した後発散光にして本固定するものや、光硬化型接着剤を塗布するごとに硬化させて熱変形によるずれを抑えるものである（例えば、特許文献４及び特許文献５参照）。
【０００８】
さらに、４つめは、エネルギー硬化型接着剤自体に手を加え、セラミック微粒子を添加したり、充填材を添加したりして硬化収縮量を小さくするものや、紫外線硬化型樹脂に熱収縮型樹脂を添加して硬化と収縮とを別々に制御するものである（例えば、特許文献６乃至特許文献８参照）。
【特許文献１】特開平１０−３０９８０１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５００７２号公報
【特許文献３】特開平０８−７２３００号公報
【特許文献４】特開平０９−２４３９６２号公報
【特許文献５】特開平１０−７９９１号公報
【特許文献６】特開平０７−２０１０２８号公報
【特許文献７】特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献８】特開平０５−４１４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、面接着を想定したものであり、例えば多軸調整等のためにエネルギー硬化型接着剤を厚く多量に必要とする場合等には利用できず接着形態が限定されるという問題がある。また、中間保持部材が必要とされ部品点数が増加する上に、被接着部材と接着部材と中間保持部材との３部材について接着性のよいエネルギー硬化型接着剤を考慮する必要があり、さらに、接着箇所が増えるという問題もある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の発明及び特許文献３に記載の発明も、基本的に接着形態が面接着に限定されてしまう。さらに、ＵＶ硬化型接着剤の塗布むらがある場合は硬化収縮による位置ずれを回避できない可能性がある。
【００１１】
また、特許文献４に記載の発明では、最初に集光によって仮固定を行っても発散光による本固定の際の硬化収縮力が大きいため、位置ずれが大きくなってしまうという問題がある。一方、特許文献５に記載の発明では、熱変形以外の硬化収縮については考慮されておらず、硬化するごとにその硬化収縮量が積み重なっていくため、最終的には位置ずれが大きく現れることとなる。
【００１２】
また、特許文献６乃至特許文献８の各特許文献に記載の発明では、エネルギー硬化型接着剤の量を増やせばこれに比例して硬化収縮量も増えその分位置ずれが大きくなるため、エネルギー硬化型接着剤を多く必要とする接着形態等には好適とはいえず、また、添加剤を加えることにより光の透過率が低下しその分硬化させるためのエネルギーの照射量を多くする必要が生じる場合がある。
【００１３】
そこで、本願発明者は、このような問題に鑑みて、先に特願２００３−１８５６６３号で、被接着部材とこの被接着部材に対して位置合わせされた接着部材との間のエネルギー硬化型接着剤を硬化させることによって被接着部材と接着部材とを接合するに際し、エネルギー硬化型接着剤の硬化層が被接着部材と接着部材とに架からないように未硬化層を残してエネルギー硬化型接着剤の一部を層状に硬化させた後に、未硬化の残部を硬化することで、先に硬化する接着層での硬化収縮力を未硬化層で吸収させることにより、接着部材と被接着部材との間に生じる硬化収縮力の伝達による相対的な位置ずれを低減し得る接着技術を提案した。
【００１４】
しかし、未硬化層を作るために硬化速度の異なる接着剤や吸収エネルギー帯が異なる接着剤を層状に塗布するのは容易ではなく、接着層が混ざり合うことで被接着部材と接着部材とが硬化層で早期に結合されてしまい、収縮力による部品のずれが発生し、所望の効果が低減してしまうという問題点があった。また、エネルギー線を接着剤に選択的に照射させることにより硬化層を形成して未硬化層を残す場合でも、接着剤の内部でのエネルギー線の散乱により被接着部材と接着部材との間で部分的に硬化層がつながってしまい、同じく所望の効果が低減してしまうという問題点があった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、エネルギー硬化型接着剤の硬化収縮による位置ずれを確実に抑制することができ、より容易に高精度な位置合わせを可能とする接合構造、その接合方法及び接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、基本的に、接合すべき２つの部材間でエネルギー硬化型接着剤を硬化させることによって前記両部材を接合するに際し、エネルギー硬化型接着剤の硬化層が前記両部材間に架からないように未硬化層を残してエネルギー硬化型接着剤の一部を層状に硬化させた後に、未硬化の残部を硬化することで、先に硬化する接着層での硬化収縮力を未硬化層で吸収させ、これにより、前記両部材間に生じる硬化収縮力による相対的な位置ずれを抑制し、さらに、先に硬化される接着層と、該接着層の硬化後に硬化される接着層とが両者の硬化前に相互に混ざり合うことを確実に防止するための分離部材を両接着層間に配置することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、２つの部材を該両部材間に配置されたエネルギー硬化型接着剤の硬化により接合すべく、前記エネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記エネルギー硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後、前記未硬化層を硬化して形成される接合構造であって、前記エネルギー硬化型接着剤の硬化部には、その硬化前に前記未硬化層及び前記硬化層のための各接着層を分離するための板状の分離部材が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の接合構造において、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材で分離された前記各接着層は硬化速度が相互に異なる接着剤からなることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の接合構造において、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材で分離された前記各接着層は吸収エネルギー帯が相互に異なる接着剤からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の接合構造において、前記分離部材は相互に接合される前記両部材のいずれか一方を取り巻いて配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の接合構造において、相互に接合される前記両部材のいずれか一方が支柱部を有し、その他方が前記支柱部を間隔をおいて受け入れる穴を有し、前記エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部と前記穴の周壁との間隙に充填され、前記分離部材は前記穴内で前記エネルギー硬化型接着剤を各接着層に分離すべく前記支柱部を取り巻いて配置される環状部材からなり、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材の内側に位置する接着層は、前記分離部材の外側に位置する接着層の硬化速度よりも小さな硬化速度を示すことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５に記載の接合構造において、前記分離部材は前記エネルギー硬化型接着剤の硬化を図るべく照射されるエネルギー線の透過を許す材料から成ることを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６に記載の接合構造において、前記分離部材は伸縮性を有する材料から成ることを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、２つの部材を該両部材間に配置されたエネルギー硬化型接着剤の硬化により接合すべく、前記エネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記エネルギー硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後、前記未硬化層を硬化する接合方法であって、前記エネルギー硬化型接着剤の硬化過程で前記未硬化層を確保すべく、該未硬化層のための接着層と前記硬化層のための接着層とを分離するための板状の分離部材を配置した状態で前記エネルギー硬化型接着剤を硬化させることを特徴とする。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の接合方法において、前記分離部材で分離された前記各接着層の硬化速度が相互に異なることにより、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成されることを特徴とする。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の接合方法において、前記分離部材で分離された前記各接着層の吸収エネルギー帯が相互に異なることにより、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成されることを特徴とする。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の接合方法において、前記分離部材で分離された前記各接着層への選択的なエネルギー線の照射により、前記エネルギー硬化型接着剤の前記硬化過程で前記硬化層及び前記未硬化層が形成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の接合方法において、前記分離部材は前記エネルギー硬化型接着剤の硬化を図るべく照射されるエネルギー線の透過を阻止する材料から成ることを特徴とする。
【００２９】
請求項１３に記載の発明は、請求項８に記載の接合方法において、相互に接合される前記両部材のいずれか一方が支柱部を有し、その他方が前記支柱部を間隔をおいて受け入れる穴を有し、前記エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部と前記穴の周壁との間隙に充填され、前記分離部材は前記穴内で前記エネルギー硬化型接着剤を各接着層に分離すべく前記支柱部を取り巻いて環状に配置され、前記エネルギー硬化型接着剤の前記分離部材の内側に位置する接着層が前記分離部材の外側に位置する接着層の硬化後に硬化されることを特徴とする。
【００３０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の接合方法において、前記分離部材は管状部材であり、該管状部材の内周面にエネルギー硬化型接着剤が塗布された後、前記管状部材が前記支柱部に挿入され、前記管状部材の外周面と前記穴の前記周壁との間にエネルギー硬化型接着剤が充填されることを特徴とする。
【００３１】
請求項１５に記載の発明は、相互に接合される部材をそれぞれ取り扱うための各保持手段と、前記両部材間にエネルギー硬化型接着剤を供給する供給手段と、前記両部材間の位置ずれを検出する検出手段と、該検出手段からの検出結果をもとに前記両部材を整合させるべく少なくとも一方の前記保持手段の動作を制御する制御手段と、前記両部材間に前記供給手段から供給されたエネルギー硬化型接着剤の層状に硬化された硬化層が前記両部材間に架からないように前記硬化型接着剤に未硬化層を残して前記硬化層を形成した後前記未硬化層を硬化して前記両部材を接合するために、前記両部材の整合後にエネルギー線を前記エネルギー硬化型接着剤に照射するエネルギー線照射手段と、前記両部材間に硬化前の前記接着層を分離するための分離部材を挿入する挿入手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、相互に接合される前記両部材間のエネルギー硬化型接着剤が前記分離部材により層状に分離されていることから、該分離部材により分離された未硬化層が硬化するまで、先に硬化した硬化層が前記分離部材を超えて前記両部材間に架かって形成されることを確実に防止することができ、この未硬化層により硬化層の硬化収縮による収縮力を確実に吸収することができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮力の伝達による両部材間での位置ずれが確実に低減されることから、高精度な接合構造を比較的容易に得ることができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、エネルギー硬化型接着剤の硬化速度が相互に異なる各接合層は前記分離部材により確実に分離されていることから、１種類のエネルギー線を両接合層に同時的に照射することにより、前記エネルギー硬化型接着剤の硬化過程で、エネルギー硬化型接着剤に形成される硬化層が前記両部材間に架かることを確実に防止する未硬化層を硬化速度の違いによって容易に作ることができ、この未硬化層により、先に硬化した硬化層の硬化収縮での収縮力を確実に吸収することができるので、この収縮力の伝達による前記両部材間での位置ずれが確実に低減されることから、高精度な接合構造を比較的容易に得ることができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、エネルギー硬化型接着剤の吸収エネルギー帯が相互に異なる各接合層は前記分離部材により確実に分離されていることから、エネルギー帯の異なるエネルギー線をそのエネルギー帯に適した両接合層のそれぞれに照射タイミングを違えて照射することにより、エネルギー硬化型接着剤の硬化過程で、エネルギー硬化型接着剤に形成される硬化層が前記両部材間に架かることを防止する未硬化層を確実に作ることができ、この未硬化層により、先に硬化した硬化層の硬化収縮での収縮力を確実に吸収することができるので、この収縮力の伝達による両部材間での位置ずれが確実に低減されることから、高精度な接合構造を比較的容易に得ることができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、前記分離部材が相互に接合される前記両部材の一方を囲むように配置されていることで、前記分離部材を安定した状態で前記両部材間に設置することができ、これによりエネルギー硬化型接着剤の塗布が容易になり、該エネルギー硬化型接着剤の硬化過程で、このエネルギー硬化型接着剤に形成される硬化層が前記両部材間に架かることを確実に防止する未硬化層を確実かつ容易に作ることができ、従って、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれが確実に低減されることから、高精度な接合構造を比較的容易に得ることができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、前記支柱部と前記穴の周壁との間隙がエネルギー硬化型接着剤で充填され、該エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部を囲むように配置された環状の分離部材により、該分離部材の内側と外側で硬化速度の異なる接着層が確実に分離され、しかも内側に外側の硬化速度よりも小さな硬化速度を示す接着層が配置されることから、未硬化層をより少ない接着剤塗布量で形成することができるため、前記分離部材の外側の接着層の硬化後にその内側の未硬化層を硬化させる際の収縮量が少なくなるので、より高精度な接合構造を比較的容易に得ることができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、前記分離部材がエネルギー線を透過する材料で形成されていることから、該分離部材によりエネルギー線が遮断されることはなく、該分離部材によってエネルギー硬化型接着剤に最終的に不測の未硬化部分が残存したり、硬化に要する時間が長くなったりせずに、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれが低減され、これにより高精度の接合構造を得ることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、伸縮性を有する前記分離部材は、その伸縮性によって、先に硬化する接着層の硬化収縮に応じてが変形するため、先に硬化して形成される硬化層の内部残留応力が低減され、これにより内部残留応力による経時変化が少なくしかもエネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれが低減された高精度の接合構造を得ることができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、相互に接合される前記両部材間のエネルギー硬化型接着剤が分離部材により層状に分離されていることから、前記分離部材により分離された一方の接合層を未硬化に保持してその流動性を確保した状態で前記分離部材により分離された他方の接合層を硬化させることができるので、前記分離部材の配置によって、前記他方の接合層の硬化過程で前記一方の接合層を確実に未硬化状態におくことができ、これにより前記他方の接合層の硬化によって形成される硬化層が前記両部材に架かって形成することを確実に防止することができ、この未硬化層によって硬化層の硬化収縮による収縮力を確実に吸収することができるので、この収縮力の伝達による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、前記分離部材で分離された両接着層の硬化速度が異なることから、１種類のエネルギー線を分離部材で分離された両接着層に同時的に照射することにより、硬化層が両部材に架かって形成されることを確実に防止する未硬化層を容易に作ることができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明によれば、前記分離部材で分離された両接着層の吸収エネルギー帯が異なることから、エネルギー帯の異なるエネルギー線を切り替えて各接着層を照射することにより、硬化層が両部材に架かって形成されることを確実に防止する未硬化層を容易に作ることができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明によれば、前記分離部材で分離された各接着層に選択的にエネルギー線を照射することにより、接着層の種類を変えることなく１種類の接着剤を用いて、硬化層が両部材に架かって形成されることを確実に防止する未硬化層を容易に作ることができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４３】
請求項１２に記載の発明によれば、前記分離部材がエネルギー線を透過しない材料で形成されていることから、前記分離部材で分離された一方の接着層を硬化させる際に、接着剤内部でのエネルギー線の散乱による他方の接着層の硬化が確実に防止されるので、前記一方の接着層の硬化によって形成される硬化層が前記両部材に架かって形成されることを確実に防止する未硬化層を容易に作ることができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４４】
請求項１３に記載の発明によれば、前記支柱部と前記穴の周壁との間隙がエネルギー硬化型接着剤で充填され、該エネルギー硬化型接着剤は前記支柱部を囲むように配置された環状の分離部材により、該分離部材の内側と外側で硬化速度の異なる接着層が確実に分離され、しかも内側に外側の硬化速度よりも小さな硬化速度を示す接着層が配置されることから、未硬化層をより少ない接着剤塗布量で形成することができるため、前記分離部材の外側の接着層の硬化後にその内側の未硬化層を硬化させる際の収縮量が少なくなるので、より高精度に両部材を接合することができる。
【００４５】
請求項１４に記載の発明によれば、予め内周面にエネルギー硬化型接着剤を塗布した管状の分離部材を単に支柱部に挿入することにより、該支柱部と前記分離部材との間にほぼ均一な薄い未硬化層を容易に作ることができるため、前記分離部材と前記穴の周壁との間に充填される接着層の硬化によって形成される硬化層が前記両部材に架かって形成されることを確実に防止する未硬化層を容易に作ることができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮による両部材間での位置ずれを確実に低減することができ、高精度に両部材を接合することができる。
【００４６】
請求項１５に記載の発明によれば、接合される両部材間に分離部材を挿入する手段が設けられ、該挿入手段により前記分離部材を前記両部材間に配置することができることから、本発明の方法を容易に実施することができ、この分離部材の配置により、該分離部材で分離された未硬化層が硬化するまで、先に硬化した硬化層が前記分離部材を超えて前記両部材間に架かって形成されることを確実に防止することができ、この未硬化層により硬化層の硬化収縮による収縮力を確実に吸収することができるので、エネルギー硬化型接着剤の収縮力の伝達による両部材間での位置ずれが確実に低減された高精度な接合を比較的容易に行える接合装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明が特徴とするところは、図示の実施例に沿っての以下の説明により、さらに明らかとなろう。
【実施例１】
【００４８】
図１は、本発明に係る接合方法によって形成された接合構造１０を概略的に示す。
図１に示す例では、例えばガラス板、セラミック板あるいは金属板のような光学ベース部材１１と、該光学ベース部材上の例えばレンズ、回折格子あるいはミラー等の光学素子、受光素子、発光素子、ＣＣＤ等の固体撮像素子のような矩形の光学部材１２とが、相互の位置合わせの終了後に、該光学部材の４隅の各接着部１３で相互に接合されている。
【００４９】
各接着部１３には、例えばＵＶ（紫外線）硬化型あるいは可視光硬化型のような光硬化型接着剤、Ｘ線硬化型のような放射線硬化型接着剤等のエネルギーの照射により硬化するエネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）が適用されており、該エネルギー硬化型接着剤の硬化部分内には分離部材１５が配置されている。この分離部材１５は、基本的に、硬化前の両エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂを分離し得るものであれば、金属或いは合成樹脂材料のような板状部材で形成することができる。
【００５０】
分離部材１５は、図１に示す例では、光学ベース部材１１上で、該光学ベース部材上に配置された矩形の光学部材１２の各４隅で、該光学部材の互いに直角な２辺に間隔を置いてほぼ並行に配置される直角辺１５ａ、１５ａと、該両直角辺間に形成された面取り辺１５ｂとを備える。分離部材１５の面取り辺１５ｂを不要とし、互いに連続する両直角辺１５ａ、１５ａで形成されるアングル形状の分離部材を用いることができる。
【００５１】
光学ベース部材１１及び光学部材１２の接合のために、先ず、両部材１１、１２の相互の位置合わせによって光学ベース部材１１上の所定箇所に光学部材１２が配置される。両部材１１、１２の相互の位置合わせ後、各分離部材１５は、その直角辺１５ａ、１５ａが光学部材１２の各隅部の直角辺から間隔を置いて隅部に沿うように、光学ベース部材１１上に配置される。
【００５２】
分離部材１５の配置によって、該分離部材を境にして、該分離部材１５の内側すなわち光学部材１２の各隅部側と、分離部材１５の外側とに区画される。分離部材１５の配置後、該分離部材の内方には、該分離部材と光学部材１２との間に接着剤１４ａが肉盛り状に供給され、また、分離部材１５の外方には、該分離部材の外周面と光学ベース部材１１とを接合するように光学部材１２との間に接着剤１４ｂが肉盛り状に供給される。
【００５３】
接着剤１４ａ、１４ｂの供給には、例えば、塗布シリンジを用いることができ、また、これに代えて、例えば、スプレー方式、ミスト方式等を適宜採用することができる。この接着剤１４ａ、１４ｂの供給により、図２に示すように、各分離部材１５は、両接着剤１４ａ、１４ｂを区画するように、両接着層（１４ａ、１４ｂ）間に位置する。図２に示す例では、一方の接着剤１４ａから成る接着層（１４ａ）は、光学ベース部材１１の上面に接しているが、一方の接着層（１４ａ）と光学ベース部材１１との間に僅かに間隔を設けることが望ましい。しかしながら、一方の接着層（１４ａ）の光学部材１２との接合面及び分離部材１５との接合面に比較して、接着層（１４ａ）の光学ベース部材１１との接合面は極めて小さいことから、接着層（１４ａ）と光学ベース部材１１との直接の接合は、実質的にこれを無視することができる。また、図示の例では、一方の接着層（１４ａ）の厚さ寸法、すなわち光学部材１２及び分離部材１５間の距離方向に沿った厚さ寸法は、他方の接着層（１４ｂ）のそれよりも小さい。
【００５４】
両接着剤１４ａ、１４ｂは、例えば同一のエネルギー硬化型接着剤を用いることができ、前記した分離部材１５の配置により、その硬化前の流動性に拘わらず、相互に確実に分離される。
【００５５】
層状に区画された両接着剤１４ａ、１４ｂの各層は、例えば図３及び図４に示すような選択的な光の照射により、分離部材１５により相互の混合が防止された状態で、同時に硬化することはなく、例えば他方の接着剤すなわち他方の接着層（１４ｂ）が硬化を終えるまで、一方の接着剤すなわち接着層（１４ａ）は硬化を終えることなく、その流動性が確保される。
【００５６】
図３は、両接着層（１４ａ、１４ｂ）の硬化を図るための照射光源１６からの照射光が走査型反射ミラー１７の回転もしくは水平方向の駆動により、エネルギー硬化型接着剤１４ａ及び１４ｂを選択的に照射する例を示す。
【００５７】
走査型反射ミラー１７の駆動により、他方の接着層（１４ｂ）が照射光源１６からの照射光を受けるとき、一方の接着層（１４ａ）が照射を受けることはない。この選択的な照射により、先ず、他方の接着層（１４ｂ）の硬化が図られる。この他方の接着層（１４ｂ）の硬化により、該接着層すなわち硬化層（１４ａ）には、その硬化に伴う硬化収縮力が生じるが、照射を受けない一方の接着層（１４ａ）すなわち未硬化層（１４ａ）には流動性が保持されることから、この未硬化層（１４ａ）の流動性により、硬化層（１４ｂ）の硬化収縮力が吸収される。従って、硬化層（１４ｂ）の硬化によって分離部材１５が光学部材１２から離れる方向へ僅かに引き寄せられるものの、分離部材１５と光学部材１２との間に流動性を有する未硬化層（１４ａ）が存在することから、硬化層すなわち他方の接着層（１４ｂ）の硬化収縮力によって光学部材１２が光学ベース部材１１上で変位することはない。
【００５８】
他方の接着層（１４ｂ）の硬化後、図３に示すように、未硬化層である一方の接着層（１４ａ）が、走査型反射ミラー１７からの走査光により、選択的に照射を受けることから、硬化する。この一方の接着層（１４ａ）の硬化時には既に他方の接着層（１４ｂ）が硬化しており、また一方の接着層（１４ａ）の厚さ寸法は他方の接着層（１４ｂ）のそれよりも小さいことから、この一方の接着層（１４ａ）の硬化時には小さな硬化収縮力が光学部材１２と分離部材１５との間で引張り応力として作用するに過ぎず、しかも図示の例では、光学部材１２の両側で各他方の接着層（１４ｂ）の小さな硬化収縮力がほぼ釣り合うように作用することから、光学部材１２が一方の接着層（１４ａ）の硬化収縮力により変位を生じることはない。
【００５９】
図４は、照射光源１６からの光の透過量を可変とする、例えば透過光量可変フィルタのような調光部材１８を用いて両接着層（１４ａ、１４ｂ）を選択的に照射する例を示す。
【００６０】
調光部材１８は、具体的には、例えば液晶フィルタが用いられ、電圧調整によりその透過光領域が調整される。液晶フィルタに代えて、偏光フィルタを組み合わせ、照射光源１６からの偏光軸を変えることによって透過光領域を調整してもよい。
【００６１】
いずれにしても、図４（ａ）に示すように、調光部材１８には、他方の接着層（１４ｂ）を選択的に照射できるように、調光部材１８の中央部に遮光領域１８ａが形成され、該遮光領域を取り巻いて他方の接着層（１４ｂ）への透光を許す透光領域１８ｂが形成される。この状態で、調光部材１８を経て他方の接着層（１４ｂ）が照射光源１６からの光の選択的な照射を受けることにより、他方の接着層（１４ｂ）が選択的に硬化される。
【００６２】
この他方の接着層（１４ｂ）の硬化により、該接着層には、その硬化に伴う硬化収縮力が生じるが、照射を受けない一方の接着層（１４ａ）は未硬化におかれ、流動性が保持された状態にあることから、この未硬化の接着層（１４ａ）の流動性により、他方の接着層（１４ｂ）の硬化収縮力が吸収される。従って、この未硬化の接着層（１４ａ）の存在によって、他方の接着層（１４ｂ）の硬化時に光学部材１２が光学ベース部材１１上で変位を生じることはない。
【００６３】
その後、図４（ｂ）に示すように、調光部材１８の遮光領域１８ａと透光領域１８ｂとが入れ替えられ、これにより、一方の接着層（１４ａ）が光の選択的な照射を受けることにより、硬化されるが、このとき、図３に沿って説明したと同様に、一方の接着層（１４ａ）の硬化時には、該接着層の硬化収縮力により光学部材１２が光学ベース部材１１上で変位を生じることはない。
【００６４】
図３及び図４に沿って説明したように、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）を分離部材１５で相互に分離することにより、他方の接着層（１４ｂ）の選択的な硬化時に一方の接着層（１４ａ）が硬化することを確実に防止することができ、この未硬化の一方の接着層（１４ａ）の流動性により、他方の接着層（１４ｂ）の硬化時における光学部材１２の変位を確実に防止することができる。また、分離部材１５の配置により、他方の接着層（１４ｂ）の硬化時に、その硬化部が分離部材１５を超えて一方の接着層（１４ａ）に至ることを確実に防止することができる。
【００６５】
エネルギー硬化型接着剤１４ｂの選択的な硬化のために該接着剤に選択的にエネルギー線が照射されているとき、照射を受けているエネルギー硬化型接着剤１４ｂの内部で生じる散乱光が分離部材１５を透過して一方のエネルギー硬化型接着剤１４ａに至ると、この一方の接着剤１４ａが部分的に硬化する虞がある。この一方の接着剤１４ａの不測の硬化を確実に防止する上で、エネルギー線を透過しない材料で分離部材１５を構成することが望ましい。
【００６６】
また、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）を相互に分離するための分離部材１５は、図５に示すように、光学部材１２を取り巻く矩形枠体で構成することができる。矩形枠体からなる分離部材１５を用いることにより、該分離部材を安定した状態で光学ベース部材１１上の所定位置に位置させることができる。また、分離部材１５の安定した配置により、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の塗布を容易に行うことができる。
【００６７】
また、図６に示すように、光学部材１２を取り巻く矩形枠体から成る分離部材１５の内方及び外方の全周にエネルギー硬化型接着剤１４の各接着層（１４ａ、１４ｂ）を肉盛り状に形成することができ、これにより、光学部材１２を取り巻いて接着部１３を形成することができるので、より強固に両部材１１、１２を接合することができる。
【００６８】
前記したところでは、エネルギー硬化型接着剤１４の両接着層（１４ａ、１４ｂ）に同一のエネルギー硬化型接着剤を用いたが、一方の接着層（１４ａ）に流動性を確保した状態で他方の接着層（１４ｂ）の硬化を図るために、両接着剤１４ａ、１４ｂに、後述する例におけると同様な相互に吸収エネルギー帯が異なる接着剤あるいは相互に硬化速度が異なる接着剤を用いることができる。
【実施例２】
【００６９】
図７乃至図９に示す接合構造１１０では、光学ベース部材１１には支柱部１１ａが形成され、光学部材１２には、支柱部１１ａから間隔をおいて該支柱部を受け入れる穴１２ａが形成されており、該穴と支柱部１１ａに関連して両部材１１、１２を接合する接着部１３が形成されている。
【００７０】
図７は両部材１１、１２の接合構造１１０の全体を示し、その接着部１３は光学部材１２の４隅部にそれぞれ形成されている。接着部１３の一つが図８に拡大して示されており、図９は一つの接着部１３の断面を示す。
【００７１】
図９に明確に示すように、光学部材１２は光学ベース部材１１上で、該光学ベース部材から間隔をおいて保持されており、該光学部材の穴１２ａ内には光学ベース部材１１の支柱部１１ａが挿通されている。支柱部１１ａには、環状部材からなる分離部材１５が支柱部１１ａの周面から間隔をおいて配置されている。この分離部材１５の外周面は穴１２ａの周壁から間隔をおく。分離部材１５の支柱部１１ａとの間隔は穴１２ａの周壁との間隔よりも小さく設定されている。
【００７２】
分離部材１５と支柱部１１ａとの間、すなわち分離部材１５の内側には、一方の接着剤１４ａが充填され、分離部材１５の外側である該分離部材１５と穴１２ａの周壁との間には、他方の接着剤１４ｂが充填されており、これら接着剤１４ａ、１４ｂから成る各接着層（１４ａ、１４ｂ）の硬化により、各接着部１３では、分離部材１５が部分的に両接着層（１４ａ、１４ｂ）内に埋設されている。
【００７３】
接合構造１１０の形成のために、図１０（ａ）に示すように、先ず、光学ベース部材１１及び光学部材１２の相互の位置合わせによって、光学ベース部材１１の支柱部１１ａが光学部材１２の穴１２ａ内に位置するように、光学ベース部材１１上の所定箇所に光学部材１２が配置される。両部材１１、１２の相互の位置合わせ後、環状部材からなる分離部材１５は、支柱部１１ａの外周面及び穴１２ａの周壁から間隔を置くように、穴１２ａ内で支柱部１１ａを取り巻くように配置される。この分離部材１５の配置によって、該分離部材を境にして、分離部材１５の内側には、支柱部１１ａとの間の間隙及び分離部材１５の外側には穴１２ａの周壁との間に間隙がそれぞれ形成される。
【００７４】
分離部材１５の内側の間隙には、図１０（ｂ）に示すように、例えば塗布シリンジ１９ａを用いて一方のエネルギー硬化型接着剤１４ａが充填され、この接着剤の充填により、一方の接着層（１４ａ）が形成される。
【００７５】
その後、図１０（ｃ）に示すように、分離部材１５の外側の間隙には、他の塗布シリンジ１９ｂを用いて他方のエネルギー硬化型接着剤１４ｂが充填され、この接着剤の充填により、他方の接着層（１４ｂ）が形成される。
【００７６】
支柱部１１ａを取り巻くように分離部材１５を配置するに先立って、図１１（ａ）に示すように、環状部材から成る分離部材１５の内壁面に、予め例えば塗布シリンジ１９ａを用いて接着剤１４ａを塗布することができる。この接着剤１４ａの塗布では、環状の分離部材１５をその軸線の回りに回転させながら、塗布シリンジ１９ａから接着剤１４ａを分離部材１５の内周面に供給することが望ましく、これにより、分離部材１５の内周面の全域に比較的容易に均一な接着層（１４ａ）を形成することができる。
【００７７】
一方の接着剤１４ａが塗布された分離部材１５を図１１（ｂ）に示すように、光学ベース部材１１の支柱部１１ａに挿入し、その後、図１１（ｃ）に示すように、塗布シリンジ１９ｂを用いて分離部材１５と穴１２ａの周壁との間を他方の接着剤１４ｂで充填することにより、他方の接着層（１４ｂ）を形成することができる。
【００７８】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示したように、予め分離部材１５に一方の接着剤１４ａを塗布し、この接着層（１４ａ）が形成された分離部材１５を支柱部１１ａに挿入し、その後、他方の接着層（１４ｂ）を形成することにより、分離部材１５と支柱部１１ａとの間に均一な厚さ寸法を有する接着層（１４ａ）を比較的容易に形成することができる。また、オフラインで事前に分離部材１５に一方の接着剤１４ａを塗布しておくことができ、接着工程時間を短縮することが可能となる。
【００７９】
この両接着層（１４ａ、１４ｂ）を形成する各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂに、互いに硬化速度の異なるエネルギー硬化型接着剤を用いることができ、また、これに代えて互いに吸収エネルギー帯の異なるエネルギー硬化型接着剤を用いることができる。
【００８０】
互いに硬化速度の異なるエネルギー硬化型接着剤が用いられる場合、例えば一方の接着層（１４ａ）を構成する一方の接着剤１４ａの硬化速度は他方の接着層（１４ｂ）のそれよりも遅いものが用いられる。この場合、他方のエネルギー硬化型接着剤１４ｂには、例えば、アクリル系接着剤（（株）スリーボンド製3033B等）を用いることができ、他方、エネルギー硬化型接着剤１４ａには、エポキシ系接着剤（ＮＴＴアドバンステクノロジ（株）製AT9290F等）を用いることができる。
【００８１】
ここで、光硬化型接着剤は、光重合性オリゴマー、光重合性モノマー、光開始剤、硬化剤、その他の添加剤で構成されているが、硬化速度の違いはこの硬化剤の種類が異なることによる。硬化剤には、例えば脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、酸無水物等が用いられる。
【００８２】
互いに硬化速度の異なるエネルギー硬化型接着剤が用いられた場合、図１２に示すように、照射光源１６からの光を接着部１３の上方からエネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂの双方に一様に照射することにより、すなわち走査型反射ミラー１７や調光部材１８を用いることなく、一方の接着層（１４ａ）を硬化させることなく他方の接着層（１４ｂ）を硬化させ、その後、一方の接着層（１４ａ）を硬化させることができる。
【００８３】
図１３は、照射光源１６のエネルギー線照射の時間と照射のオン、オフ状態との関係、及びこの照射光源１６からのエネルギー線照射によるエネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の硬化率の変化と時間との関係が、それぞれ共通の時間軸（Ｘ軸）を有するグラフで示されている。
【００８４】
図１３のグラフに示す特性線２０は、時間ｔ１で照射光源１６からエネルギー線が連続して照射されることを示す。このエネルギー線の照射開始後、特性線２１で示すように、先ず、他方の接着層１４ｂにより構成された他方の接着層（１４ｂ）の硬化が始まり、その硬化率が飽和値１００に向けて上昇する。他方の接着層（１４ｂ）の硬化の開始後、特性線２２で示すように、一方の接着剤１４ａにより構成された一方の接着層（１４ａ）の硬化が始まる。時間ｔ１から所定の時間が経過した時間ｔ２では、他方の接着層（１４ｂ）の硬化率はほぼ飽和値に達するが、このとき一方の接着層（１４ａ）の硬化率は低い状態にあり、該接着層の流動性は維持されている。さらに時間ｔ２から所定の時間が経過した時間ｔ３では、一方の接着層（１４ａ）の硬化率もほぼ飽和値に近づく。この時間ｔ２と時間ｔ３の間では、他方の接着層（１４ｂ）がほぼ硬化を完了するが、一方の接着層（１４ａ）は硬化が進行するものの、硬化を完了することはなく、その流動性が保持されている。
【００８５】
ここで、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の各層の硬化の完了とは、接着部１３の対象となる層の全域で流動性がなくなる状態を言う。したがって、必ずしも重合率１００％となった状態を示すものではない。
【００８６】
図１３のグラフに沿って説明したように、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の硬化速度を相互に異ならせることにより、一方の接着層（１４ａ）の流動性を保持した状態で他方の接着層（１４ｂ）を硬化させることができ、この硬化層（１４ｂ）による硬化収縮に伴う引張応力が発生しても、この引張り応力は流動性を有する未硬化層（１４ａ）により吸収される。また、硬化速度を異にするエネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂは、分離部材１５により、確実に分離されていることから、未硬化状態の両者が混合することはなく、この混合によって他方の接着層１４ｂの硬化部が分離部材１５を超えて支柱部１１ａに至ることはなく、一方の接着層（１４ａ）の未硬化状態ではエネルギー硬化型接着剤１４の硬化部が光学部材１２と光学ベース部材１１の支柱部１１ａとに架かって形成されることはない。
【００８７】
その結果、光学ベース部材１１と光学部材１２との間に、他方の接着層である硬化層１４ｂの硬化収縮による変位の発生が確実に防止される。
【００８８】
他方の接着層１４ｂの硬化後、未硬化層である一方の接着層（１４ａ）の硬化により、該接着層に硬化収縮が生じるが、一方の接着層（１４ａ）の厚さ寸法は他方の接着層１４ｂのそれより小さいことから、光学部材１２は、この一方の接着層（１４ａ）の僅かな硬化収縮の影響を受けるに過ぎない。従って、両接着層１４ａ、１４ｂの硬化収縮による従来のような大きな変位が光学ベース部材１１と光学部材１２との間に生じることはなく、従来に比較して高精度で接合された接合構造１０が提供される。
【００８９】
また、分離部材１５を用いることにより、硬化前における両エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂの混合を確実に防止することができ、また各接着剤１４ａ、１４ｂの混合を招かない塗布作業を容易に行うことができる。
【００９０】
硬化速度の異なるエネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）が用いられる場合、各分離部材１５は、照射光源１６からのエネルギー線を透過する材料で形成することが望ましい。より具体的には、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）としてＵＶ硬化型接着剤が用いられる場合、照射光源１６からの紫外線の透過を許すポリプロピレン、３フッ化エチレン、ポリビニールアルコール、高圧法で作ったポリエチレン等で分離部材１５を形成することが望ましく、これにより分離部材１５による照射光の照射むらを防止し、この照射むらによるエネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の部分的な硬化速度の低下あるいは未硬化部分の残留を確実に防止することができる。
【００９１】
両接着層（１４ａ、１４ｂ）を形成する各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂに、互いに吸収エネルギー帯の異なるエネルギー硬化型接着剤が用いられる場合、例えば、エネルギー硬化型接着剤１４ｂに可視光硬化型接着剤（（株）スリーボンド製3170B等）が用いられ、エネルギー硬化型接着剤１４ａにはＵＶ（紫外線）硬化型接着剤（（株）スリーボンド製3033B等）が用いられる。吸収エネルギー帯の違いはエネルギー硬化型接着剤に含まれる光開始剤の吸光波長が異なることによる。光開始剤には、例えばベンジル、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、２，４−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等が用いられる。なお、ここでは可視光硬化型接着剤とＵＶ硬化型接着剤とを例に挙げたが、これに限られず、例えば放射線硬化型接着剤、Ｘ線硬化型接着剤等、吸収エネルギー帯が異なるものであればどのような組み合わせであってもよい。
【００９２】
可視光硬化型接着剤で構成される他方の接着層（１４ｂ）とＵＶ硬化型接着剤で構成される一方の接着層（１４ａ）とが環状部材から成る分離部材１５で分離された構造を有する接着部１３の硬化には、図１４に示すように、ＵＶ光照射光源１６ａ及び可視光照射光源１６ｂが用いられる。
【００９３】
図１５は、各ＵＶ光照射光源１６ａ及び可視光照射光源１６ｂの照射時間と照射のオンオフとの関係、及び各照射光源１６ａ、１６ｂからの各エネルギー線照射による各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂの硬化率の変化と時間との関係が、それぞれ共通の時間軸（Ｘ軸）を有するグラフで示されている。各照射光源１６ａ、１６ｂからの照射光の照射を制御するために、それぞれにシャッタ１６ｃが組み込まれている。
【００９４】
図１５のグラフに示す特性線２３は、時間ｔ１で可視光照射光源１６ｂのシャッタ１６ｃが解放され、可視光照射光源１６ｂからの可視光が接着部１３に連続して照射されることを示す。この可視光の照射開始後、特性線２４で示すように、所定の時間の経過後の時間ｔ２でＵＶ光照射光源１６ａのシャッタ１６ｃが解放され、先の可視光に加えて、ＵＶ光照射光源１６ａからのＵＶ光が接着部１３に重複して照射される。
【００９５】
図１５のグラフの特性線２５に示すように、時間ｔ１での可視光の照射により、先ず、他方の接着層１４ｂにより構成された他方の接着層（１４ｂ）の硬化が始まり、その硬化率が飽和値１００に向けて上昇する。他方の接着層（１４ｂ）の硬化の開始後、特性線２６で示すように、ＵＶ光の照射後、一方の接着剤１４ａにより構成された一方の接着層（１４ａ）の硬化が始まる。時間ｔ１から所定の時間が経過した時間ｔ２では、他方の接着層（１４ｂ）の硬化率はほぼ飽和値に達するが、このとき一方の接着層（１４ａ）の硬化率は低い状態にあり、該接着層の流動性は維持されている。さらに時間ｔ２から所定の時間が経過した時間ｔ３では、一方の接着層（１４ａ）の硬化率もほぼ飽和値に近づく。この時間ｔ２と時間ｔ３の間では、図１３に示した例におけると同様に、他方の接着層（１４ｂ）がほぼ硬化を完了するが、一方の接着層（１４ａ）は硬化が進行するものの、硬化を完了することはなく、その流動性が保持されている。
【００９６】
従って、各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂに、互いに吸収エネルギー帯の異なるエネルギー硬化型接着剤を用いることによっても、一方の接着層（１４ａ）の流動性を保持した状態で他方の接着層（１４ｂ）を硬化させることができ、この他方の接着層すなわち硬化層（１４ｂ）による硬化収縮に伴う引張応力が発生しても、この引張り応力を流動性を有する未硬化の一方の接着層すなわち未硬化層（１４ａ）により吸収することができる。また、他方の接着層（１４ｂ）が分離部材１５により、一方の接着層（１４ａ）から確実に分離されていることから、未硬化状態の両者が混合することはなく、この混合によって他方の接着層１４ｂの硬化部が分離部材１５を超えて支柱部１１ａに至ることはなく、一方の接着層（１４ａ）の未硬化状態ではエネルギー硬化型接着剤１４の硬化部が光学部材１２と光学ベース部材１１の支柱部１１ａとに架かって形成されることはない。
【００９７】
その結果、光学ベース部材１１と光学部材１２との間に、他方の接着層１４ｂの硬化収縮による変位の発生が確実に防止され、これにより一方の接着層（１４ａ）の硬化によって従来に比較して高精度の接合構造１０が得られる。
【００９８】
実施例１及び２で説明した各分離部材１５を伸縮性を有する材料で形成することができる。分離部材１５には、他方の接着層（１４ｂ）の硬化後に一方の接着層（１４ａ）が硬化するとき、この接着層の硬化による収縮力が作用する。この分離部材１５に伸縮性を与えることにより、該分離部材自体の変形を許すことにより、硬化後の一方の接着層（１４ａ）に該接着層の硬化収縮に従う残留応力が残ることを防止することができ、この残留応力に起因する経時変化、温度変化による光学部材１２の位置ずれを低減することができる。
【００９９】
図１６には、本発明の接合方法を実施するのに好適な接合装置が概略的に示されている。
【０１００】
接合装置３０は、図１６に示すように、相互に接合される両部材１１、１２をそれぞれ取り扱うための各保持手段３１、３２と、両部材１１、１２間にエネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）を供給する供給手段１９ａ、１９ｂと、両部材１１、１２間の位置ずれを検出する検出手段３３と、該検出手段からの検出結果をもとに両部材１１、１２を整合させるべく保持手段３２の動作を制御する制御手段３４と、エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）にエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段１６ａ、１６ｂと、両部材１１、１２間に分離部材１５を挿入する挿入手段３５とを備える。制御手段３４は、制御回路からなり、保持手段３２の動作の他、各動作部の動作を制御する。分離部材１５は、具体例２に示したと同様、光学ベース部材１１の支柱部１１ａと、該支柱部を受け入れる穴１２ａが形成された光学部材１２との間に挿入される管状部材からなる。供給手段１９ａ、１９ｂは、図示の例では、吸収エネルギー帯を相互に異にするエネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂを両部材１１、１２の接着部１３に供給する塗布シリンジ１９ａ、１９ｂから成る。両塗布シリンジ１９ａ、１９ｂは、制御回路３４の制御下で動作する各動作回路１９ｃにより、分離部材１５の内方及び外方のそれぞれにエネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂを供給するように作動される。また、エネルギー線照射手段１６ａ、１６ｂは、吸収エネルギー帯を相互に異にする各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂを硬化させるための光照射光源１６ａ、１６ｂから成り、それぞれに具体例２で説明したと同様なシャッタ１６ｃが設けられている。各光源１６ａ、１６ｂのシャッタ１６ｃは、制御回路３４によりその開閉動作を制御される。
【０１０１】
一方の保持手段３１は、ワークテーブル３６上で光学ベース部材１１を把持するための把持装置からなる。また、他方の保持手段３２は、ワークテーブル３６上で、制御回路３４により多軸（ｘ軸、ｙ軸・・γ軸）方向へ調整可能のアーム３７に設けられた把持装置からなり、ワークテーブル３６上で把持装置３１に保持された光学ベース部材１１に関して光学部材１２を所定の姿勢及び位置に位置決める。ワークテーブル３６上で位置決められた両部材１１、１２の位置情報は例えば撮像装置からなる検出手段３３により検出され、この位置情報は、制御回路３４に送られる。
【０１０２】
挿入手段３５は、ワークテーブル３６の外方から該ワークテーブルの上方に伸びるガイド部３５ａと、制御回路３４の制御下でガイド部３５ａ上を移動可能のヘッド部３５ｂと、該ヘッド部に設けられ、制御回路３４の制御下で、昇降動作、分離部材１５の保持及びその解放動作が可能の把持装置３５ｃとを有する。
【０１０３】
制御回路３４が両部材１１、１２を位置決めると、制御回路３４は、検出手段３３からの位置情報に基づいて、分離部材１５を光学ベース部材１１の支柱部１１ａと光学部材１２の穴１２ａとの間に挿入すべく、挿入手段３５を作動させる。この挿入手段３５の作動により、分離部材１５が支柱部１１ａ及び穴１２ａの周壁から間隔を置くように所定位置に挿入されると、塗布シリンジ１９ａの作動により、分離部材１５と支柱部１１ａとの間隙に一方のエネルギー硬化型接着剤１４ａが供給され、また塗布シリンジ１９ｂの作動により、分離部材１５と穴１２ａの周壁との間隙に他方のエネルギー硬化型接着剤１４ｂが供給される。
【０１０４】
両エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）の供給後、一方の光源１６ｂのシャッタ１６ｃが開放動作され、先ず、他方のエネルギー硬化型接着剤１４ｂの硬化が開始する。この他方の接着剤１４ｂの硬化がほぼ完了すると、他方の光源１６ａのシャッタ１６ｃが開放動作され、これにより、一方のエネルギー硬化型接着剤１４ａの硬化が開始する。
【０１０５】
従って、接合装置３０によれば、前記したように、両部材１１、１２間に供給手段である各塗布シリンジ１９ａ、１９ｂから供給された各エネルギー硬化型接着剤１４ａ、１４ｂの層状に硬化された硬化層（１４ｂ）が両部材１１、１２間に架からないように、硬化層（１４ａ）を残して硬化層（１４ｂ）を形成した後、未硬化層（１４ａ）を硬化して両部材１１、１２を接合することができる。
【０１０６】
また、両エネルギー硬化型接着剤１４（１４ａ、１４ｂ）を分離するための分離部材１５を自動的に適正位置に配置することができるので、本発明に係る方法を容易に実施することができ、これにより従来に比較して高精度の接合構造を容易に得ることができる。
【０１０７】
前記したところでは、エネルギー硬化型接着剤として光硬化型接着剤を用いた例について説明したが、エネルギー硬化型接着剤であればこれに限られず、例えば熱硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤を用いることができる。熱硬化型接着剤の場合は、熱エネルギーを加えることによって各接着層を硬化開始のタイミングをずらしながら硬化させることにより、未硬化層を残して硬化層を形成することができる。
【０１０８】
しかしながら、熱硬化型接着剤の場合は、硬化させるためにオーブン等で部分的に熱を加える必要があり、生産効率の向上の妨げになったり、相互に接合される部材の材質によっては熱を許容できなかったりすることがある。また、嫌気硬化型接着剤の場合は、硬化させるために空気を遮断する必要があり、そのために接着形態が限定される可能性がある。
【０１０９】
これらに対し、具体例で示したように、光硬化型接着剤にはこのような問題がなく、取り扱いが容易であり、実用的であることから、光硬化型接着剤を用いることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係る接合方法によって形成された接合構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示した線II−IIに沿って得られた断面図である。
【図３】同一の接着剤を用いた接合構造における選択的なエネルギー照射での硬化工程を模式的に示す断面図である。
【図４】選択的なエネルギー照射による他の硬化工程を示し、図４（ａ）及び図４（ｂ）は２つの接着剤のそれぞれの硬化工程を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る他の接合構造を示す斜視図である。
【図６】本発明に係るさらに他の接合構造を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るさらに他の接合構造を示す斜視図である。
【図８】図７に示した接合部分を拡大して示す斜視図である。
【図９】図８に示したIX−IX線に沿って得られた断面図である。
【図１０】図７に示した接合構造の分離部材の組み付け手順を示し、図１０（ａ）は分離部材の配置工程を示す断面図であり、図１０（ｂ）は分離部材の内側への接着剤の塗布工程を示す断面図であり、図１０（ｃ）は分離部材の外側への接着剤の塗布工程を示す断面図である。
【図１１】図７に示した接合構造の他の組み付け手順を示し、図１１（ａ）は分離部材の内側への接着剤の塗布工程を示す断面図であり、図１１（ｂ）は接着剤が塗布された分離部材の配置工程を示す断面図であり、図１１（ｃ）は分離部材の外側への接着剤の塗布工程を示す断面図である。
【図１２】硬化速度の異なる接着剤を用いた接合構造における硬化工程を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示した硬化工程でのエネルギー照射に伴う接着剤の硬化率の変化を示すグラフである。
【図１４】吸収エネルギー帯の異なる接着剤を用いた接合構造における硬化工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】図１４に示した硬化工程でのエネルギー照射に伴う接着剤の硬化率の変化を示すグラフである。
【図１６】本発明に係る接合方法を実施する接合装置の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０、１１０  接合構造
１１、１２  ２つの部材（光学ベース部材、光学部材）
１１ａ  支柱部
１２ａ  穴
１３  接着部
１４  エネルギー硬化型接着剤
１４ａ  未硬化層（一方の接着層）
１４ｂ  硬化層（他方の接着層）
１５  分離部材
１６（１６ａ、１６ｂ）  照射光源
１９（１９ａ、１９ｂ）  供給手段（塗布シリンジ）
３０  接合装置
３１、３２  保持手段（把持装置）
３３  検出手段（撮像装置）
３４  制御手段（制御回路）
３５  挿入手段
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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