(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ガルバノミラおよび焦点調整光学系を含み、出射されるレーザビームを３次元走査することができるスキャンヘッドを複数準備する工程であって、該複数のスキャンヘッドとして、少なくとも、第１のスキャンヘッドおよび該第１のスキャンヘッドに隣接する第２のスキャンヘッドを準備する工程と、
ｂ）３次元構造の溶着領域を有する吸光性樹脂部材と、該吸光性樹脂部材の溶着領域に対応する溶着領域を有する透光性樹脂部材と、を用意し、該前記吸光性樹脂部材の溶着領域と該透光性樹脂部材の溶着領域とを対向圧着配置して溶着部を画定するとともに、該溶着部の該透光性樹脂部材側が前記複数のスキャンヘッドを向くように配置する工程と、
ｃ）前記複数のスキャンヘッド各々から出射されるレーザビームを前記透光性樹脂部材側から前記溶着部に入射し、該レーザビームにより該溶着部を照射しながら、該レーザビームを３次元走査して該溶着部全体をほぼ同時に加熱・溶融し、前記吸光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材とを溶着する工程と、
を有し、
前記工程ｃ）は、
ｃ１）前記溶着部を、その延在方向について、前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームのみが照射される第１の単一照射領域と、前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームのみが照射される第２の単一照射領域と、前記第１および第２の単一照射領域の間に位置し、前記第１および第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームが照射される複合照射領域と、に少なくとも区分するサブ工程と、
ｃ２）前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、第１種の走査軌道として、前記第１の単一照射領域内においてその延在方向に走査し、また、第２種の走査軌道として、前記第１の単一照射領域と前記複合照射領域の一部領域との合成領域内においてその延在方向に走査するサブ工程であって、該レーザビームを少なくとも該第１種および第２種の走査軌道で繰り返し走査するサブ工程と、
ｃ３）前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、第３種の走査軌道として、前記第２の単一照射領域内においてその延在方向に走査し、また、第４種の走査軌道として、前記第２の単一照射領域と前記複合照射領域の一部領域との合成領域内においてその延在方向に走査するサブ工程であって、該レーザビームを少なくとも該第３種および第４種の走査軌道で繰り返し走査するサブ工程と、
を含む樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
前記サブ工程ｃ２）において、前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、前記第１種の走査軌道と前記第２種の走査軌道との間で交互に走査し、
前記サブ工程ｃ３）において、前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、前記第３種の走査軌道と前記第４種の走査軌道との間で交互に走査する請求項１記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
前記サブ工程ｃ１）において、前記溶着部を、その幅方向について、複数の走査ラインに区分し
前記サブ工程ｃ２）において、前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、前記複数の走査ラインに沿って順次走査するとともに、該走査ライン毎に少なくとも前記第１種および第２種の走査軌道で走査し、
前記サブ工程ｃ３）において、前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、前記複数の走査ラインに沿って順次走査するとともに、該走査ライン毎に少なくとも前記第３種および第４種の走査軌道で走査する請求項１または２記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
前記工程ｃ）において、前記複数のスキャンヘッド各々から出射されるレーザビームの走査速度を、位置により変化させる請求項１〜３いずれか１項記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
前記工程ｃ）において、前記複数のスキャンヘッド各々から出射されるレーザビームの焦点距離を、位置により変化させる請求項１〜４いずれか１項記載の樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の製造方法及びレーザビーム照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用灯具は、アクリロニトリロスチレンアクリレート（ＡＳＡ）等の吸光性樹脂からなるハウジングと、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート等の透光性樹脂からなるレンズを溶着した樹脂成形品を有することが多い。
【０００３】
特開２０００−２９４０１３号は、レンズとランプボディ（ハウジング）を押圧状態とし、ロボットを用いてレーザ光をレンズ側から入射してランプボディ表面を加熱溶融し、ランプボディの溶融熱によってレンズ側のシール脚先端も溶融し、レーザ光をレンズの全周に亘って走査するレーザ溶着を提案する。ランプボディにシール脚の位置ズレを防止する位置決め溝を形成することによって、所定の位置関係に保持した状態でレーザ溶着を行うことができ、かつ、若干のバリが発生するようなことがあっても、位置決め溝内に封じ込めることができると記述する。
【０００４】
特開２００１−２４３８１２号は、レンズとランプボディ（ハウジング）を押圧状態とし、ロボットを用いてレーザ光をレンズ側から入射してランプボディ表面を加熱溶融し、ランプボディの溶融熱によってレンズ側のシール脚先端も溶融し、レーザ光をレンズの全周に亘って走査するレーザ溶着において、レーザ光が斜め入射するように接合面を傾ける方法を提案する。レンズ表面にレンズ材とほぼ同屈折率の弾性導光体を載せることによって、光の屈折効果がなくなり集光せず、溶着接合面全面に光が到達することにより、接合強度を高めることができると記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９４０１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザ光を用いて樹脂成形品を溶着する方法は、未だ十分開発されたとは言えない。
【０００７】
レーザ光を用いて、密着性高く、外観に優れ、接合強度が高い溶着部を含む樹脂成形品を製造する方法が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１観点によれば、ａ）ガルバノミラおよび焦点調整光学系を含み、出射されるレーザビームを３次元走査することができるスキャンヘッドを複数準備する工程であって、該複数のスキャンヘッドとして、少なくとも、第１のスキャンヘッドおよび該第１のスキャンヘッドに隣接する第２のスキャンヘッドを準備する工程と、ｂ）３次元構造の溶着領域を有する吸光性樹脂部材と、該吸光性樹脂部材の溶着領域に対応する溶着領域を有する透光性樹脂部材と、を用意し、該前記吸光性樹脂部材の溶着領域と該透光性樹脂部材の溶着領域とを対向圧着配置して溶着部を画定するとともに、該溶着部の該透光性樹脂部材側が前記複数のスキャンヘッドを向くように配置する工程と、ｃ）前記複数のスキャンヘッド各々から出射されるレーザビームを前記透光性樹脂部材側から前記溶着部に入射し、該レーザビームにより該溶着部を照射しながら、該レーザビームを３次元走査して該溶着部全体をほぼ同時に加熱・溶融し、前記吸光性樹脂部材と前記透光性樹脂部材とを溶着する工程と、を有し、前記工程ｃ）は、ｃ１）前記溶着部を、その延在方向について、前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームのみが照射される第１の単一照射領域と、前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームのみが照射される第２の単一照射領域と、前記第１および第２の単一照射領域の間に位置し、前記第１および第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームが照射される複合照射領域と、に少なくとも区分するサブ工程と、ｃ２）前記第１のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、第１種の走査軌道として、前記第１の単一照射領域内においてその延在方向に走査し、また、第２種の走査軌道として、前記第１の単一照射領域と前記複合照射領域の一部領域との合成領域内においてその延在方向に走査するサブ工程であって、該レーザビームを少なくとも該第１種および第２種の走査軌道で繰り返し走査するサブ工程と、ｃ３）前記第２のスキャンヘッドから出射されるレーザビームを、第３種の走査軌道として、前記第２の単一照射領域内においてその延在方向に走査し、また、第４種の走査軌道として、前記第２の単一照射領域と前記複合照射領域の一部領域との合成領域内においてその延在方向に走査するサブ工程であって、該レーザビームを少なくとも該第３種および第４種の走査軌道で繰り返し走査するサブ工程と、を含む樹脂成形品の製造方法、が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
溶着領域に一様にレーザビームが照射されることにより、効率的にギャップが消滅する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、繰り返しレーザ照射による溶着を示すダイアグラムと、レーザ照射時間に対する温度変化グラフである。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、複数のレーザビームを用いた試験溶着の様子を示すダイアグラムである。
【図３】図３Ａ〜３Ｃは、複数のレーザビームを用いたレーザ溶着において、複数の異なる走査軌道に沿って繰り返しレーザ照射し、溶着する様子を示す断面図、平面図およびダイアグラムであるである。
【図４】図４Ａおよび４Ｂは、複数のレーザビームを用いたレーザ溶着において、複数の異なる走査軌道に沿って繰り返しレーザ照射する溶着方法の変形例を示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
透光性（透明）樹脂部材と吸光性（光吸収性、不透明）樹脂部材を加圧状態で対向、接触させ、透光性樹脂部材側からレーザビームを照射すると、レーザビームは透光性樹脂部材を透過して、吸光性樹脂部材に到達する。レーザビームが吸光性樹脂部材に吸収されると、吸光性樹脂部材を加熱し、軟化させ、さらには溶融する。透光性樹脂部材は、吸光性樹脂部材に加圧下で接しているので、特に接触領域において吸光性樹脂部材の熱が透光性樹脂部材にも伝達される。従って、透光性樹脂部材も軟化し、接触領域が増加し、やがて透光性樹脂部材も溶融する。両部材が溶融状態になり溶着が行なわれる。
【００１３】
一般的に、車両用灯具のような樹脂成形品の場合、レーザビームを走査しながら、樹脂同士が加圧接触する周縁部に沿って連続的に溶着を行う。本発明者らは、成形品の周縁部に設定される溶着領域に沿って、レーザビームを高速に走査しながら繰り返し照射し、溶着領域全体をほぼ同時に加熱溶融し、溶着する方法を検討した。レーザビームを高速走査できる構成としてガルバノスキャナがある。
【００１４】
図１Ａは、ガルバノスキャナを用いたスキャンヘッドの構成を概略的に示すダイアグラムである。スキャンヘッド３１は、焦点調整用光学系１３、ｘガルバノミラ１４、ｙガルバノミラ１５、制御装置１６を含む構成である。レーザ発振器に接続された光ファイバ１１の先端から出射するレーザビーム１２に対して、焦点調整用光学系１３が配置される。焦点調整用光学系は、可動レンズを含み、光路上の焦点位置を調整することができる。焦点調整用光学系１３から出射するレーザビームに対し、第１のガルバノミラ１４が配置され、例えば加工面内のｘ方向走査を行う。第１のガルバノミラ１４で反射されたレーザビームに対して第２のガルバノミラ１５が配置され、例えば加工面内のｙ方向走査を行う。
【００１５】
制御装置１６は、ガルバノミラ１４，１５、焦点調整用光学系１３の制御を行なう。出射レーザビーム１２ｓは、ガルバノミラ１４，１５によって、ｘｙ面内で２次元走査が行えると共に、焦点調整用光学系１３の調整により、焦点距離を制御してｚ方向に焦点位置を移動することもできる。即ち、レーザビームの焦合位置は３次元走査できる。２次元走査のみであれば、焦点調整光学系の代わりに、ｆθレンズを備えたスキャンヘッドを用いることもできる。ガルバノミラは軽量であり、高速走査が可能である。
【００１６】
図１Ｂは、ｘｙ平面内に配置された２次元溶着領域を有する加工対象物において、繰り返しレーザビーム照射して溶着する様子を示す概略図である。吸光性樹脂で形成された容器形状のハウジング２１の上に、ハウジング２１の開口部を塞ぐように、透光性樹脂で形成されたレンズ２２が対向配置されている。ｚ方向に沿う圧力Ｐで、レンズ２２の下面とハウジング２１の上面を加圧接触させる。レーザビーム１２ｓは、ｚ方向上方よりレンズ２２を透過し、ハウジング２１上面を照射する。ガルバノミラの駆動により溶着領域２７に沿って照射位置を繰り返し走査する。図１Ａの構成において、例えば第１のガルバノミラ１４がｘ方向の走査を行ない、第２のガルバノミラ１５がｙ方向の走査を行なう。
【００１７】
図１Ｃは、レーザ照射位置における温度の時間変化を示すグラフである。１回のレーザビーム照射に対して、温度は上昇し、照射終了から下降を始める。照射前の温度まで降温する前に、次のレーザビームが照射し、温度が上昇する。繰り返しレーザビーム照射により、平均温度は次第に上昇する。溶着領域内の位置を変えると、タイミングが僅かにずれた形で、同様の温度変化が生じる。溶着領域全体がほぼ均一に、さらにはほぼ同時に加熱できることは明らかである。
【００１８】
通常、ハウジング２１およびレンズ２２の表面には、成形時などに発生する微細な凹凸が存在するため、両樹脂間には局所的なギャップが存在しうる。溶着領域全体が溶融状態になると、両樹脂は互いに溶け合い、加圧によって効率的にギャップが消滅するため、強固な溶着を得ることが可能となる。
【００１９】
ガルバノスキャナを用いた溶着加工では、レーザ光源が固定されているため、レーザビームは溶着領域の法線に対し角度（入射角）をもって入射する。入射角は、光源からレーザ照射位置までの距離や成形品の形状によって変化する。例えば、溶着領域のサイズが大きい場合、レーザ照射位置における入射角の違いが顕著になり、入射角変化に応じて照射面積の違いも大きくなる。レーザビームを等速に走査すると、単位時間、単位面積あたりの入射エネルギが変化し、溶着領域内において著しい到達温度のバラつきが生じうる。溶着領域内における到達温度のバラつきは、加熱過剰による部分的な樹脂の発泡や加熱不足による溶着不良で、成形品の外観品質低下や接合強度不足などを引き起こす可能性を示唆する。
【００２０】
このような場合、複数のスキャンヘッドを用いて照射領域を分割し、１つのスキャンヘッドが走査する照射領域を制限することにより、溶着領域内における入射角変化を抑制し、到達温度のバラつきを緩和することが可能であろう。本発明者らは、複数のスキャンヘッドからレーザビームを同時に照射するモードにおいて、テストピースを用いて試験溶着を行った。
【００２１】
図２Ａは、試験溶着の様子を示す概略図である。準備したテストピースの溶着領域２７は、幅２ｍｍ、長さ１５０ｍｍの直線帯状とした。ハウジング２１はＡＳＡで形成し、レンズ２２はＰＭＭＡで形成した。テストピース上方の、例えばテストピース中央部から対称位置にスキャンヘッド３１ａ，３１ｂを配置する。それぞれのスキャンヘッドの照射領域２７ａ，２７ｂを溶着領域２７の長手方向端からそれぞれ約７５ｍｍの位置に設定した。スキャンヘッド３１ａ、３１ｂに入射されるレーザビーム（図示省略）は、波長１０７０ｎｍ、出力強度７０Ｗのファイバレーザを用いた。スキャンヘッド３１ａ，３１ｂから発せられるレーザビーム１２ｓａ，１２ｓｂのビーム径を溶着領域の幅に設定した。走査速度１０ｍ／ｓｅｃでそれぞれの照射領域２８ａ，２８ｂにおける同一の走査軌道を連続して６００回（往復３００回）繰り返し照射して、溶着を行った。
【００２２】
同図には、単一の仮想スキャンヘッド３１ｃがテストピース中央部上方に配置された場合も例示している。例えば溶着領域端では、２つのスキャンヘッド３１ａ、３１ｂを用いて照射領域を分割した場合の入射角θ１よりも、単一の仮想スキャンヘッド３１ｃを用いた場合の入射角θ２の方が大きくなる。溶着領域のサイズが大きいような場合には特に、複数のスキャンヘッドを用い照射領域を分割することで、溶着領域内における入射角変化が制限され、到達温度の均一化が図れることは明らかである。
【００２３】
しかし、複数のスキャンヘッドを用いて同一の走査軌道を繰り返し照射してレーザ溶着を行った場合、図２Ａの領域２８に示すような、各レーザビームの照射領域２７ａ，２７ｂが継合するポイントが生じる。この接続ポイントにおいて、各照射領域の重なり合う領域が広ければ、レーザビームの二重照射による加熱過剰で樹脂の発泡が生じ、成形品の外観品質を損ねる。逆に、各照射領域の重なり合わない領域が広ければ、レーザビーム未照射による加熱不足で溶着不良が生じ、接合強度が不足する。本試験溶着では、接合強度が担保され外観品質が損なわれない各照射領域の重なり合う／合わない領域（複合照射領域）の許容範囲は約±０．２５ｍｍであった。なお、複合照射領域の正の符号はレーザビームが重合する場合を示し、負の符号はレーザビームが重合しない場合を示す。複合照射領域の許容範囲が狭ければ、製造工程における制約となるため、できるだけ広いことが望ましい。
【００２４】
次に本発明者らは、試験溶着においてレーザビーム各々を複数の異なる走査軌道に沿って繰り返し照射することを検討した。
【００２５】
図２Ｂおよび２Ｃは、複合照射領域付近における各レーザビームの走査軌道例を示す斜視図である。図２Ｂは例えば奇数往復目におけるレーザビーム１２ｓａ，１２ｓｂの走査軌道２９ａ，３０ａを示し、図２Ｃは例えば偶数往復目における走査軌道２９ｂ，３０ｂを示す。なお、図中では便宜上、各レーザビームの走査軌道はずらして図示している。各照射領域を、対応する各スキャンヘッドから単一のレーザ照射を受ける単一照射領域２７ａ，２７ｂとし、隣接するスキャンヘッドから照射を受ける領域を複合照射領域２８とする。図２Ｂでは、レーザビーム１２ｓａは走査軌道２９ａに沿って、照射領域２７ａの端部であり複合照射領域２８の一端部である位置２８ａを通過し、複合照射領域２８の他端部である位置２８ｂまで走査される。また、レーザビーム１２ｓｂは、走査軌道３０ａに沿って、位置２８ｂを通過して位置２８ａまで走査される。図２Ｃでは、レーザビーム１２ｓａは走査軌道２９ｂに沿って複合照射領域２８には進入せずに位置２８ａまで走査され、同様にレーザビーム１２ｓｂは走査軌道３０ｂに沿って位置２８ｂまで走査される。
【００２６】
このようなレーザ走査方法では、２回のレーザ走査のうち１回は複合照射領域端を通過するため定常的に未照射領域が発生することはなく、同様に定常的に二重照射を受ける領域も生じない。また、複合照射領域におけるトータルのレーザ照射回数は、複合照射領域を除くその他の照射領域（単一照射領域）と同等であり、レーザビームの高速走査により到達温度は平準化される。本試験溶着では、複合照射領域の許容範囲が±２０ｍｍまで拡大できることを確認できた。原理的にはさらなる拡張も可能であろう。
【００２７】
なお、各レーザビームの走査軌道は、２９ａと３０ａおよび２９ｂと３０ｂを組み合わせて照射するモードに限らず、２９ａと３０ｂおよび２９ｂと３０ａを組み合わせて、各レーザビームが複合照射領域を交互に照射するモードでも同様の結果が得られるであろう。また、ガルバノスキャナを用いたレーザ走査は高速であるため、２９ａと３０ａの軌道を数回走査した後、２９ｂと３０ｂの軌道を同様の回数走査する繰り返し照射を行っても、到達温度に著しいバラつきが生じることはないであろう。
【００２８】
以上、試験溶着において、複数のスキャンヘッドから発せられたレーザビーム各々を複数の異なる走査軌道に沿って繰り返し照射し、溶着領域内の到達温度を平準化する例を示した。以下では、例えば車両用灯具のような、実際の加工対象物における溶着加工について説明する。
【００２９】
図３Ａは、２次元平面内に配置された溶着領域を有する加工対象物を概略的に示す断面図である。吸光性樹脂で成形されたハウジング２１の上に、ハウジング２１の開口部を塞ぐように、透光性樹脂で成形されたレンズ２２が対向配置される。ハウジング２１上面には、図示するように溶着用リブ（溶着領域）が形成されていてもよい。ｚ方向に沿う圧力Ｐで、ハウジング２１上面とレンズ２２下面を加圧接触させる。スキャンヘッド３１ａ，３１ｂは、図１Ａに示した焦点調整用光学系、ｘガルバノミラ、ｙガルバノミラ、制御装置を含む構成である。スキャンヘッド３１ａ、３１ｂから発せられたリブ幅に対応したビーム径を有するレーザビーム１２ｓａおよび１２ｓｂは、レンズ２２を透過し、ハウジング２１上面を照射する。各レーザビームは、スキャンヘッド３１ａ、３１ｂを構成するガルバノミラの駆動により、リブに沿って照射位置を走査する。なお、複数のスキャンヘッドは、別のレーザ光源からレーザビームを受けても、１つのレーザ光源からのレーザビームを分割したレーザビームを受けてもよい。また、レーザビームとしては、例えばＹＡＧレーザや半導体レーザ、ファイバレーザ等を用いることができる。
【００３０】
図３Ｂは、２次元溶着領域２７の形状例を示す。溶着領域２７は、楕円形帯状で例示したループ形状である。溶着領域２７内部上方、例えば楕円形状の焦点位置上方に、スキャンヘッド３１ａ、３１ｂが配置され、それぞれのスキャンヘッドに対応する単一照射領域２７ａ，２７ｂが設定される。スキャンヘッド３１ａ、３１ｂから発せられたレーザビーム１２ｓａ、１２ｓｂは、例えば複合照射領域２８と単一照射領域２７ａを走査する軌道２９ａと複合照射領域２８と単一照射領域２７ｂを走査する軌道３０ａ、および単一照射領域２７ａのみを走査する軌道２９ｂと単一照射領域２７ｂのみを走査する軌道３０ｂを交互に繰り返し走査して、照射する。加工対象物を設置してから、溶着対象の樹脂部材が設置時の温度から溶融状態に達するまでに、同一位置が複数回のレーザビーム照射を受ける。例えば、同一箇所が軟化温度（ガラス転移温度）に達するまでに複数回のレーザビーム照射を受け、さらに溶融状態になるまでに複数回のレーザビーム照射を受ける。単一照射領域および複合照射領域を含む溶着領域を均一に加熱・溶融させながら溶着を行う。
【００３１】
なお、溶着領域がより複雑な形状である場合には、各レーザビームの対応する照射領域内においても若干の入射角変化が生じるであろう。そのような場合には、入射角変化に応じて走査速度を制御し、入射角が相対的に大きく入射エネルギ密度が低くなる位置では走査速度を下げる、または、入射角が相対的に小さく入射エネルギ密度が高くなる位置では走査速度を上げて、溶着領域内の温度を均一化することが好ましい。このような制御は、図１Ａにおける制御装置１６を介して行うことができる。また、スキャンヘッドを３つ以上用いて照射領域を細分化し、更なる入射角変化の抑制を行ってもかまわない。スキャンヘッドの数が３つ以上であっても、それぞれの複合照射領域において同様のレーザ走査方法を用いれば、それらの許容範囲を拡張できることは明らかである。
【００３２】
さらに、溶着領域は２次元平面に限らず、３次元構造を有している場合でも実施可能である。
【００３３】
図３Ｃは、３次元走査によるレーザビーム溶着を概略的に示すダイアグラムである。例えば、水平面上に支持されている治具３６に吸光性樹脂からなるハウジング２１が配置される。ハウジングの溶着領域は２次元平面には収まらない３次元構成を有する。ハウジング２１の溶着領域と適合する溶着領域を有し、透光性樹脂からなるレンズ２２がハウジング２１上に両溶着領域を合わせて対向配置される。レンズ２２、ハウジング２１は互いに接する方向に圧力Ｐで加圧される。ループ状の溶着領域の内部上方に配置されたスキャンヘッド３１ａ，３１ｂは、溶着領域に沿ってレーザビーム１２ｓａ，１２ｓｂを走査し、複数の異なる軌道を繰り返し照射する。ガルバノミラ１４，１５によって２次元面内の位置を制御すると共に、焦点調整光学系によって、ｚ方向焦点距離を制御し、一定の焦合状態を保つ。その際、収束するレーザビーム１２ｓは、溶着領域２７より後方に焦点位置を有する、いわゆる後ピンないし前ピン状態とする。溶着領域からデフォーカスさせることにより、溶着領域の広い面積で溶融を生じさせ、より強固な接合を得ることができるであろう。ｚ方向焦点距離の制御は、図１Ａにおける制御装置１６を介して行うことができる。このようなｚ方向焦点距離の制御を加えることによって、溶着領域が２次元平面である場合と同様に、複合照射領域の制約を受けることなくレーザ溶着を実施することが可能となる。
【００３４】
以上、具体例を示しながら説明したが、本願発明はこれらに制限されるものではない。
【００３５】
図４Ａおよび４Ｂは、複数のスキャンヘッドを用いたレーザ溶着において、複数の異なる走査軌道に沿ってレーザビームを照射する方法の変形例を示す。図４Ａに示すように、複合照射領域と単一照射領域を走査する軌道２９ａ，３０ａと単一照射領域のみを走査する軌道２９ａ，３０ｂに加え、複合照射領域の中央部までを含む領域を走査する軌道２９ｃ，３０ｃを設定してもよいし、それ以上の走査軌道を設定しても構わない。複数の走査軌道を設定するということは、各レーザビームの継合位置が時間とともに変化していく、とも言える。図４Ｂに示すように、溶着領域の幅が広いような場合には、溶着領域の幅方向に複数の走査ラインを設定し、それぞれの走査ラインにおいて走査軌道を設定してもよい。例えば、走査ライン２７Ｉでは、単一照射領域のみを走査する軌道と、複合照射領域と単一照射領域を走査する軌道を含む走査軌道２９Ｉ，３０Ｉに沿って各レーザビームを照射する。その他の走査ライン２７ＩＩ，２７ＩＩＩにおいても同様に走査軌道２９ＩＩ，２９ＩＩＩおよび３０ＩＩ，３０ＩＩＩに沿って各レーザビームを照射する。各走査軌道を順次高速で繰り返し照射すれば、溶着領域全体を同時に加熱・溶融することが可能である。
【００３６】
その他種々の用途、変更、置換、改良、組み合わせなどが可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００３７】
１１    レーザヘッド、
１２    レーザ光、
１３    焦点調節用光学系、
１４    第1ガルバノミラ、
１５    第２ガルバノミラ、
１６    制御装置、
２１    吸光性樹脂部材、
２２    透光性樹脂部材、
２７    溶着領域、
２８    複合照射領域、
３１    スキャンヘッド。
【図１】
0005603664.tif 000002
【図２】
0005603664.tif 000003
【図３】
0005603664.tif 000004
【図４】
0005603664.tif 000005