(57)【要約】      （修正有）【課題】作業時間を遅延させることなく、ワークに対して熱バランス良くレーザ溶接を行うことが可能なレーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法を提供する。【解決手段】  複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置は、所定のパルス周期でレーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、ワークに対してレーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、照射位置変更手段は、連続して行われるレーザ照射が異なるワークに対して行われるように、即ち、同一のワークに対して続けてレーザビームが照射されないように、レーザビームを照射する位置を変更する。【選択図】図５
2006150398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置であって、
所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、
前記パルス周期ごとに、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、
前記照射位置変更手段は、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項２】
前記照射位置変更手段は、一つのワークに対して前記レーザビームを照射し、次に前記一つのワークと異なる所定数のワークに対して前記レーザビームを照射し、次に再度前記一つのワークに対して前記レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする請求項１に記載のレーザ溶接装置。
【請求項３】
前記照射位置変更手段は、一つのワークにおいて、前記レーザビームを照射した位置の直近傍に次回レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ溶接装置。
【請求項４】
前記照射位置変更手段は、ガルバノミラーによって構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザ溶接装置。
【請求項５】
複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法であって、
所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、
前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、
前記照射位置変更工程では、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とするレーザ溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対してレーザビームを照射することによって溶接を行うレーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば光デバイス素子や水素振動子などのパッケージ封止においては、リッド（蓋）に対してレーザビームを照射することによってパッケージに対してリッドを溶接（即ち、レーザ溶接）することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、内部に発電要素などが収納された電池缶と上蓋をレーザ溶接する際に、ワーク（電池缶と上蓋）が搭載されたテーブルを所定量ずつ移動させつつレーザビームを照射することにより、電池缶と上蓋を封止する技術が記載されている。また、特許文献２には、複数のワークをテーブルに配置させ、１つのワークにおいてレーザビームを照射する位置をガルバノミラーなどを制御して変更することによって溶接を行い、１つのワークに対しての溶接作業が終了したら次のワークに移って溶接作業を実行する技術が記載されている。
【０００４】
ここで、上記の特許文献に記載された技術においては、レーザビームを所定のパルス周期（例えば、０．００５秒）でワークに対して照射し、１つのワークに対してレーザビームを照射する位置をパルス周期ごとに所定量ずつ移動させて溶接を行っている。具体的には、前回照射した位置と次回照射する位置とが一部分が重なる程度の微小距離を移動させている。１つのワークにおいて、パルス周期間にレーザビームを照射する位置を移動することができる距離は制限されているため、次の照射位置に移動するまでに要する時間を短縮する、即ちパルス周期を短くすることによって、１つのワークの溶接に要する作業時間を短縮していた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１２９８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、作業時間を短縮するために上記のような方法で溶接を行うと、１つのワークにおいては、概ね同一の箇所に短時間に集中してレーザビームが照射されることになるため、レーザビームが照射された時期（順番）によって、ワーク自体の温度やワーク上の温度分布が大きく変動してしまう場合があった。そのため、例えば、溶接作業の初期にレーザビームが照射された場所ではワークが溶けきれておらず、溶接作業の終盤にレーザビームが照射された場所ではワークが溶け過ぎてしまうなどの溶接不良が生じてしまう場合があった。
【０００７】
一方、ワークに対してレーザビームを照射する順番に応じてレーザパワーを変化させることにより上記の問題に対処することが可能となるが、この場合には、レーザパワーを変化させるために電源ユニット等を改造したり、複雑な制御を行ったりする必要があった。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、作業時間を遅延させることなく、ワークに対して熱バランス良くレーザ溶接を行うことが可能なレーザ溶接装置、及びレーザ溶接方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明では、複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、前記照射位置変更手段は、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、前記照射位置変更工程では、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段と、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更手段と、を備え、前記照射位置変更手段は、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更する。
【００１２】
上記のレーザ溶接装置は、例えば水晶デバイスなどが収納されたパッケージとリッドとを溶接する際に好適に用いられる。レーザ溶接装置は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射手段を備え、複数のワークに対してレーザビームを照射することによって溶接を行う。詳しくは、レーザ溶接装置は、所定パルス周期ごとにレーザビームを照射する位置を照射位置変更手段によって変更しつつ、レーザビームをワークに対して照射することで溶接を行う。この場合、照射位置変更手段は、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように、言い換えると、同一のワークに対して続けてレーザビームが照射されないように、レーザビームを照射する位置を変更する。即ち、照射位置変更手段は、レーザビームが発振されるパルス周期ごとに、異なるワークに対してレーザビームを照射する。これにより、１つのワークにおける単位時間当たりにレーザビームが照射される回数が減少されるため、レーザビームによってワークの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、ワークの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。即ち、上記のレーザ溶接装置によれば、ワークに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。
【００１３】
更に、上記のレーザ溶接装置では、レーザビームのパルス周期を長くすることなく１つのワークに対してレーザビームを照射する回数を減少させており、この照射回数が減少した分は他のワークに対して照射するため、同時に複数のワークに対する溶接作業が完了する。したがって、上記のレーザ溶接装置は、溶接に要する時間を遅延させることなく、確実に溶接を行うことができる。
上記のレーザ溶接装置の一態様では、前記照射位置変更手段は、一つのワークに対して前記レーザビームを照射し、次に前記一つのワークと異なる所定数のワークに対して前記レーザビームを照射し、次に再度前記一つのワークに対して前記レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。
【００１４】
この態様では、レーザ溶接装置は、１つのワークにレーザビームを照射したら、次は別のワークに対してレーザビームを出射し、所定数のワークにレーザビームを照射し終わったら、戻ってきて、前回レーザビームを照射したワークに対して再度レーザビームを照射する作業を行うことができる。これにより、レーザ溶接装置は効率よく複数のワークに対して同時に溶接作業を行うことができ、１つのワークの溶接作業が終了したら次のワークに対して溶接作業を行う比較例に係る構成と比較すると、溶接作業に要する時間は変わらない。
【００１５】
上記のレーザ溶接装置の他の一態様では、前記照射位置変更手段は、一つのワークにおいて、前記レーザビームを照射した位置の直近傍に次回レーザビームが照射されるように、前記レーザビームを照射する位置を変更する。
【００１６】
この態様では、レーザ溶接装置は、異なるワークを照射してから、戻ってきて再度ワークに照射する場合、レーザビームを照射した位置の直近傍にレーザビームを照射する。これにより、レーザビームの照射による熱を照射位置の周辺にまで効果的に伝導させることができる。
【００１７】
１つの好適な例では、前記照射位置変更手段は、ガルバノミラーによって構成することができる。これにより、ワークに対してレーザビームを照射する位置を、精度良く迅速に変更することができる。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、複数のワークに対してレーザビームを照射して、溶接を行うレーザ溶接方法は、所定のパルス周期で前記レーザビームを出射するレーザビーム出射工程と、前記ワークに対して前記レーザビームを照射する位置を変更する照射位置変更工程と、を備え、前記照射位置変更工程では、連続する前記パルス周期において異なるワークに前記レーザビームが照射されるように前記レーザビームを照射する位置を変更する。上記のレーザ溶接方法によっても、溶接作業に要する時間を遅延させることなく、ワークに対して熱バランス良く溶接を行うことが可能となる。
【実施例】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
【００２０】
［レーザ溶接装置の構成］
まず、本発明によるレーザ溶接装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００２１】
図１は、レーザ溶接装置１００の概略構成を示す図である。レーザ溶接装置１００は、主に、レーザビーム出射装置１と、コントローラ２と、テーブル３とを備える。レーザ溶接装置１００は、テーブル３上に配置されたワーク１０に対して溶接を行う装置である。
【００２２】
ここで、図２を用いてワーク１０の基本的な構成について説明する。図２は、ワーク１０の一例を示す斜視図である。ワーク１０は、内部に水晶デバイス１０ｃ（例えば、水晶振動子や水晶フィルタ）などが収納されたパッケージ１０ｂと、リッド１０ａとを備えている。ワーク１０においては、まずパッケージ１０ｂの上部にリッド１０ａを矢印Ｂで示す方向に移動させて配置する作業が行われ、この状態でレーザ溶接装置１００によってリッド１０ａとパッケージ１０ｂとを溶接する作業が行われる。なお、リッド１０ａとしてはセラミックや金属などの材料を用いることができ、パッケージ１０ｂとしてはセラミックなどの材料を用いることができる。
【００２３】
図１に戻って、レーザ溶接装置１００の構成について説明する。レーザビーム出射装置１は、ワーク１０に対してレーザビームＬＢを出射する。レーザビーム出射装置１は、ワーク１０のリッド１０ａに対してレーザビームＬＢを照射することによって溶接を行う。詳しくは、レーザビーム出射装置１は、レーザビームＬＢをリッド１０ａ上に照射して、リッド１０ａ上にビームスポットを形成することによって溶接を行う。また、レーザビーム出射装置１は、所定のパルス周期でレーザビームＬＢを発振し、レーザビームＬＢを発振するごとに、リッド１０ａ上においてレーザビームＬＢが照射される位置を変更させる。これにより、リッド１０ａ上の溶接すべき場所全てにレーザビームＬＢが照射されることになるため、リッド１０ａとパッケージ１０ｂが完全に封止されて密閉容器が形成される。
【００２４】
コントローラ２は、レーザビーム出射装置１を制御する制御信号Ｓを供給し、レーザビーム出射装置１を制御する。具体的には、制御信号Ｓには、レーザビーム出射装置１が出射すべきレーザビームＬＢのレーザパワーやパルス周期の情報や、レーザビームＬＢをリッド１０ａ上に照射すべき位置を示す情報などが含まれている。よって、コントローラ２がレーザビーム出射装置１に制御信号Ｓを供給することによって、レーザビームＬＢのレーザパワーやパルス周期などの設定が変更されると共に、レーザビームＬＢがリッド１０ａ上に照射される位置が変更される。
【００２５】
なお、図１においては、説明の便宜上、溶接の対象となるワーク１０は１つのみしか表示していないが、実際はテーブル３上に複数のワーク１０が配置されており、レーザ溶接装置１００は、これらの複数のワーク１０に対して溶接の作業を行う。
【００２６】
［レーザビーム出射装置の構成］
次に、図３を用いて、レーザビーム出射装置１の具体的な構成について説明する。図３は、レーザビーム出射装置１の斜視図を示している。
【００２７】
レーザビーム出射装置１は、主に、レーザ発振器Ｌと、ビームエキスパンダＢＥと、ガルバノミラーＧＭ１、ＧＭ２と、駆動装置４、５と、ｆθレンズ６と、を備える。レーザビーム出射装置１は、レーザビーム出射手段として機能する。
【００２８】
レーザ発振器Ｌは、所定のパルス周期でレーザビームＬＢを発振し、レーザビームＬＢをビームエキスパンダＢＥに対して出射する。ビームエキスパンダＢＥは、レーザビームＬＢの径などを調整し、調整後のレーザビームＬＢをガルバノミラーＧＭ１に対して出射する。
【００２９】
ガルバノミラーＧＭ１は駆動装置４によって矢印Ｒ１で示す方向に回転され、レーザビームＬＢを反射する方向を変化させる。ガルバノミラーＧＭ１で反射されたレーザビームＬＢは、ガルバノミラーＧＭ２に入射される。ガルバノミラーＧＭ２は、駆動装置５によって矢印Ｒ２で示す方向に回転されて、レーザビームＬＢを反射する方向を変化させる。ガルバノミラーＧＭ２で反射したレーザビームＬＢは、ｆθレンズ６に入射される。このように、ガルバノミラーＧＭ１、ＧＭ２は、入射される光ビームＬＢを偏向制御する。また、上記のように、ガルバノミラーＧＭ１及びガルバノミラーＧＭ２を回転させることによって、レーザビームＬＢがｆθレンズ６に入射される位置が変更される。なお、駆動装置４、５は、コントローラ２から供給される制御信号Ｓによって制御される。
【００３０】
ｆθレンズ６は、入射されたレーザビームＬＢを、リッド１０ａの面に対して垂直に照射する。即ち、ｆθレンズ６は、レーザビームＬＢの入射角に関わらず、入射された位置からリッド１０ａの面に対して垂直な方向にレーザビームＬＢを出射する。具体的には、図３に示すように、ｆθレンズ６は、リッド１０ａの面に対して垂直なレーザビームＬＢ１〜ＬＢ３を出射する。前述したように、ガルバノミラーＧＭ１及びガルバノミラーＧＭ２を回転させると、レーザビームＬＢがｆθレンズ６に入射する位置が変更される。したがって、ガルバノミラーＧＭ１及びガルバノミラーＧＭ２を制御することによって、レーザビームＬＢがリッド１０ａ上に照射される位置も変更される。例えば、ガルバノミラーＧＭ２を固定しガルバノミラーＧＭ１を回転させることによってリッド１０ａおけるレーザビームＬＢの照射位置が一方向に移動し、ガルバノミラーＧＭ１を固定しガルバノミラーＧＭ２を回転させることによってリッド１０ａおけるレーザビームＬＢの照射位置が上記の方向に対して垂直な方向に移動する。このように、コントローラ２は、ガルバノミラーＧＭ１、ＧＭ２を制御することによって、リッド１０ａ上のレーザビームＬＢの照射位置を変更する照射位置変更手段として機能する。
【００３１】
次に、図４を用いて、レーザビームＬＢをワーク１０上に照射して溶接を行う一般的なレーザ溶接方法について説明する。なお、図４（ａ）、（ｂ）は、ワーク１０のリッド１０ａの平面図（上部から観察した図）を示している。
【００３２】
図４（ａ）は、一般的なレーザ溶接方法における、レーザビームＬＢをワーク１０上に照射する順番を示している。ワーク１０のリッド１０ａ上には、レーザビーム出射装置１内から出射されたレーザビームＬＢが照射され、ビームスポットＳＰが形成される。この場合、レーザビーム出射装置１は、レーザビームＬＢを所定のパルス周期で発振し、レーザビームＬＢを照射する位置をパルス周期ごとに所定量ずつ移動させる。具体的には、レーザビーム出射装置１内のガルバノミラーＧＭ１、ＧＭ２が回転することによって、リッド１０ａ上のレーザビームＬＢの照射位置が変更される。詳しくは、レーザビーム出射装置１は、隣り合うビームスポットＳＰの一部が重なり合うようにレーザビームＬＢをリッド１０ａに照射する。この場合、レーザビーム出射装置１は、まず図４（ａ）の左下に示す位置にリッド１０ａに対してレーザビームＬＢを照射し、この位置から矢印Ｅ１〜Ｅ４で示すように反時計回りに、次々と照射位置を変更してリッド１０ａとパッケージ１０ｂとの溶接を行う。
【００３３】
なお、図４においては、レーザビーム出射装置１は以下のように設定されている。レーザビーム出射装置１はリッド１０ａ上において縦２ｍｍ×横２ｍｍの正方形領域の外形線上（即ち、リッド１０ａにおいてパッケージ１０ｂの開口部縁辺と接する部分の裏側）にレーザビームＬＢを照射する。また、レーザビームＬＢのパルス周期は０．００２秒（ｓ）であり、ビームスポットＳＰの間隔は０．１ｍｍであり、リッド１０ａに照射する総スポット数は８０個である。なお、上記のパルス周期は比較的短い、言い換えると単位時間当たりに発振されるパルス数は大きいものとする。
【００３４】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すような照射順序、及び上記したようなレーザビーム出射装置１の設定によってワーク１０に対する溶接が終了したときの、リッド１０ａの溶け具合の一例を示す図である。ハッチングで示す部分は、リッド１０ａが溶けている領域を示している。破線領域Ａ１は、溶接作業の初期にレーザビームＬＢを照射した部分であり、破線領域Ａ２は、溶接作業の中盤にレーザビームＬＢを照射した部分であり、破線領域Ａ３は、溶接作業の終盤にレーザビームＬＢを照射した部分である。具体的には、破線領域Ａ１は破線領域Ａ２よりも溶けている領域が小さく、破線領域Ａ３は破線領域Ａ２よりも溶けている領域が大きいことがわかる。この場合、破線領域Ａ２ではリッド１０ａは適度に溶けているが、破線領域Ａ１ではリッド１０ａが溶けきっておらず、破線領域Ａ３ではリッド１０ａが溶け過ぎている。したがって、破線領域Ａ１では、リッド１０ａとパッケージ１０ｂとの溶接の強度が不十分である場合があり、破線領域Ａ３では、リッド１０ａに貫通穴が空いてしまう場合がある。
【００３５】
ここで、リッド１０ａにおいて、破線領域Ａ１や破線領域Ａ３で示すような溶接不良が生じてしまう理由について説明する。破線領域Ａ１では、リッド１０ａ自体の温度がレーザビームＬＢの照射によって十分に上昇しなかったために、リッド１０ａがレーザビームＬＢの照射によって溶けきっていない現象が生じている可能性がある。詳しくは、リッド１０ａ上において短時間に集中してレーザビームＬＢが照射されたため、前回までに照射されたレーザビームＬＢによる熱が照射位置の周辺に伝導する前に、次のレーザビームＬＢが照射されているためにこのような現象が生じていると考えられる。
【００３６】
一方、破線領域Ａ３では、レーザビームＬＢが照射された際にリッド１０ａは既に高温となっており、この状態のリッド１０ａに対してレーザビームＬＢが照射されたために溶け過ぎの現象が生じている可能性がある。詳しくは、リッド１０ａ上において短時間に集中してレーザビームＬＢが照射されたため、今までに照射されたレーザビームＬＢによって発生した熱が、外部に適度に放出されることなく蓄積したためにこのような現象が生じていると考えられる。
【００３７】
以上のように、一般的なレーザ溶接方法では、レーザビーム出射装置１のパルス周期が短く、レーザビームＬＢの照射位置の移動距離も短いため、リッド１０ａ上の概ね同一箇所に対して短時間に集中してレーザビームＬＢが照射される。そのため、リッド１０ａにおいて、不十分な溶融や過度の溶融などの溶接不良が生じてしまう場合がある。このような溶接不良を生じさせないためには、簡単には、適切な溶接を行うためにはレーザビームＬＢのパルス周期を長くすればよい（言い換えると、リッド１０ａに対する照射回数を少なくすればよい）のだが、こうすると、溶接作業に要する時間が長くなってしまう。そこで、本実施例に係るレーザ溶接装置１００は、溶接作業に要する時間を遅延させることなく、適切な溶接が行われるようなレーザ溶接方法を実行する。
【００３８】
［レーザ溶接方法］
次に、本実施例に係るレーザ溶接装置１００が実行するレーザ溶接方法について説明する。
【００３９】
まず、本実施例に係るレーザ溶接方法の基本概念について説明する。前述したように、リッド１０ａ上の概ね同一箇所に対して短時間に集中してレーザビームＬＢを照射して溶接を行うと、溶接不良が生じてしまう場合がある。したがって、本実施例に係るレーザ溶接方法では、複数のワークに対して順番にレーザビームＬＢを照射し、１つのワークに対して続けてレーザビームＬＢが照射されないように、つまり連続するレーザビームＬＢの照射は異なるワークに対して行われるようにする。具体的には、レーザビーム出射装置１は、１つのワークにレーザビームＬＢを照射したら、次は別のワークに対してレーザビームＬＢを出射し、所定数のワークにレーザビームＬＢを照射し終わったら、戻ってきて、前回レーザビームＬＢを照射したワークに対して再度レーザビームＬＢを照射するといった作業を繰り返し行う。こうして、レーザビーム出射装置１は、複数のワークに対して同時に溶接作業を行う。なお、レーザビーム出射装置１は、同一のワークに対してレーザビームＬＢを再度照射するときは、前回レーザビームＬＢを照射した位置の直近傍に、詳しくはリッド１０ａ上に形成されるビームスポットＳＰの一部分が重なり合うようにレーザビームＬＢを照射する。
【００４０】
以上により、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、１つのワークにおいて単位時間当たりにレーザビームＬＢが照射される回数が減少するため、レーザビームＬＢによってリッド１０ａの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、リッド１０ａの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。言い換えると、リッド１０ａは、熱バランス良く溶接される。したがって、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、溶接不良を生じさせることなく、適切な溶接を行うことができる。
【００４１】
また、本実施例に係るレーザ溶接方法では、レーザビームＬＢのパルス周期を長くする（言い換えると、パルス数を小さくする）設定を行うことなく、１つのワークに対して単位時間当たりにレーザビームＬＢを照射する回数を減少させており、この照射回数が減少した分は他のワークに対してレーザビームＬＢを照射している。したがって、１つのワークの溶接作業が終了したら次のワークに対して溶接作業を行う上記の一般的なレーザ溶接方法と比較すると、本実施例に係るレーザ溶接方法では、１つのワークに対する溶接作業の終了時に複数のワークに対する作業も終了するので、１つのワークごとに溶接作業を行い、溶接作業に要する時間は変わらない。
【００４２】
次に、本実施例に係るレーザ溶接方法の具体例を、図５〜図７を用いて説明する。なお、図５〜図７は、リッドの平面図（上部から観察した図）を示しており、リッド上に形成されるビームスポットＳＰを示している。
【００４３】
図５は、レーザ溶接装置１００が２つのリッド１０ａ１、１０ａ２に対して並行して溶接作業を行う、レーザ溶接方法の一例を示した図である。この場合、レーザビーム出射装置１は、テーブル３上に配置されたリッド１０ａ１とリッド１０ａ２に対して、レーザビームＬＢが発振されるパルス周期ごとに、矢印Ｃで示すように交互にレーザビームＬＢを照射する位置を変更して溶接を行う。即ち、レーザビーム出射装置１は、リッド１０ａ１に対する溶接が完了してからリッド１０ａ２に対する溶接を行うのでなく、リッド１０ａ１、１０ａ２に対して同時に溶接作業を行う。なお、ガルバノミラーＧＭ１、ＧＭ２を駆動させる駆動装置４、５は、レーザビームＬＢの照射位置を最大３０００ｍｍ／秒（ｓ）で移動させることが可能であるため、レーザビームＬＢが発振されるパルス周期の間に、リッド１０ａ１からリッド１０ａ２へレーザビームＬＢを照射する位置を移動させる制御は十分に実現可能である。
【００４４】
具体的には、レーザビーム出射装置１は、まず１番目にリッド１０ａ１の左下にレーザビームＬＢを照射し、２番目にリッド１０ａ２の左下にレーザビームＬＢを照射する。次に、レーザビーム出射装置１は、１番目にリッド１０ａ１に対して照射した位置の直近傍に、３番目にレーザビームＬＢを照射する。そして、レーザビーム出射装置１は、これらの位置から矢印Ｆ１〜Ｆ４及びＧ１〜Ｇ４で示すように反時計回りに次々と照射位置を変更して、リッド１０ａ１、１０ａ２に対して溶接作業を行う。
【００４５】
上記のレーザ溶接方法と、図４に示した１つのリッド１０ａに対して続けてレーザビームＬＢを照射する一般的なレーザ溶接方法とを比較すると（レーザビーム出射装置１の設定（パルス周期やビームスポットＳＰの間隔など）は同一であるものとする）、図５に示したレーザ溶接方法ではリッド１０ａ１、１０ａ２に対して交互にレーザビームＬＢを照射しているため、１つのリッドにおいて、単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／２になる。この場合、１つのワークにおける単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／２になるが、１つのワークに対する溶接作業の終了時に２つ全ての溶接作業も終了するので、一般的なレーザ溶接方法と比較して、溶接作業に要する時間は変わらない。
【００４６】
また、異なるリッドを照射してから、戻ってきて再度リッドに照射する場合、前回照射した位置の直近傍にレーザビームＬＢを照射するため、レーザビームＬＢの照射による熱を照射位置の周辺にまで効果的に伝導させることができる。
【００４７】
他の例では、レーザ溶接装置１００は４つのリッド１０ａ１〜１０ａ４に対して並行して溶接作業を行うことができる。図６は、テーブル３上に配置された４つのリッド１０ａ１〜１０ａ４に対して溶接を行う、レーザ溶接方法の一例を示した図である。この場合、レーザビーム出射装置１は、リッド１０ａ１〜１０ａ４に対して、矢印Ｃ１〜Ｃ４で示す順番にレーザビームＬＢを照射する。具体的には、レーザビーム出射装置１は、まず１番目に左上に位置するリッド１０ａ１の左下にレーザビームＬＢを照射し、２番目に右上に位置するリッド１０ａ２の左下にレーザビームＬＢを照射し、３番目に右下に位置するリッド１０ａ３の左下にレーザビームＬＢを照射し、４番目に左下に位置するリッド１０ａ４の左下にレーザビームＬＢを照射する。次に、レーザビーム出射装置１は、戻ってきて、リッド１０ａ１に対して１番目に照射した位置の隣にレーザビームＬＢを照射し、リッド１０ａ２〜１０ａ４にも同様に前回の照射位置の隣にレーザビームＬＢを照射する。そして、レーザビーム出射装置１は、これらの位置から反時計回りに次々と照射位置を変更して、リッド１０ａ１〜１０ａ４に対して溶接作業を行う。なお、この場合も、レーザビーム出射装置１は、レーザビームＬＢが発振されるパルス周期ごとに、レーザビームＬＢの照射の対照となるリッドを変更する。
【００４８】
図６に示したレーザ溶接方法と、図４に示した一般的なレーザ溶接方法とを比較すると（レーザビーム出射装置１の設定は同一であるものとする）、図６に示したレーザ溶接方法では４つのリッド１０ａ１〜１０ａ４に対して順番にレーザビームＬＢを照射しているため、１つのリッドにおいて、単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／４になる。この場合、１つのワークにおける単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／４になるが、１つのワークに対する溶接作業の終了時に４つ全ての溶接作業が終了するので、一般的なレーザ溶接方法と比較して、溶接作業に要する時間は変わらない。
【００４９】
さらに他の例では、レーザ溶接装置１００は更に多数、例えば１００個のリッド１０ａ１〜１０ａ１００に対して溶接作業を行うことができる。図７は、テーブル３上に配置された１００個のリッド１０ａ１〜１０ａ１００に対して溶接を行う、レーザ溶接方法の一例を示した図である。図示のように、リッド１０ａ１〜１０ａ１００は、横１０個×縦１０個で配置されている。この場合、レーザビーム出射装置１は、横に並んだ１０個のリッドを１まとまりとして同時に溶接作業を行い、例えばリッド１０ａ１〜１０ａ１０に対して同時に溶接作業を行い、１まとまりになった１０個のリッドに対する溶接作業が終了したら、下に位置する１０個のリッドに対して溶接作業を行う。
【００５０】
具体的には、レーザビーム出射装置１は、まず１番目にリッド１０ａ１にレーザビームＬＢを照射し、２番目にリッド１０ａ２にレーザビームＬＢを照射し、…、９番目にリッド１０ａ９に対してレーザビームＬＢを照射し、１０番目にリッド１０ａ１０に対してレーザビームＬＢを照射する。次に、レーザビーム出射装置１は、戻ってきて、リッド１０ａ１に対して１番目に照射した位置の隣にレーザビームＬＢを照射し、リッド１０ａ２〜１０ａ１０にも同様に前回の照射位置の隣にレーザビームＬＢを照射する。そして、レーザビーム出射装置１は、これらの位置から反時計回りに次々と照射位置を変更して、リッド１０ａ１〜１０ａ１０に対して溶接作業を行う。
【００５１】
更に、レーザビーム出射装置１は、リッド１０ａ１〜１０ａ１０に対しての溶接作業が終了したら、下に位置するリッド１０ａ１１〜１０ａ２０に対して溶接作業を行い、更にリッド１０ａ１１〜１０ａ２０の溶接作業が終了したら同様に下に位置するリッドに対して溶接作業を行っていく。なお、この場合も、レーザビーム出射装置１は、レーザビームＬＢが発振されるパルス周期ごとに、レーザビームＬＢの照射の対照となるリッドを変更する。
【００５２】
図７に示したレーザ溶接方法と、図４に示した一般的なレーザ溶接方法とを比較すると（レーザビーム出射装置１の設定は同一であるものとする）、図６に示したレーザ溶接方法では１０個のリッド１０ａ１〜１０ａ１０に対して順番にレーザビームＬＢを照射しているため、１つのリッドにおいて、単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／１０になる。この場合、１つのワークにおける単位時間当たりのレーザビームＬＢの照射回数は１／１０になるが、１つのワークに対する溶接作業の終了時に１０個全ての溶接作業も終了するので、比較例に係るレーザ溶接方法と比較して、溶接作業に要する時間は変わらない。
【００５３】
以上のように、本実施例に係るレーザ溶接方法では、複数のワークに対して順番にレーザビームＬＢを照射し、１つのワークに対して続けてレーザビームＬＢが照射されないようにする。これにより、１つのワークにおいて単位時間当たりにレーザビームＬＢの照射回数が減少するので、レーザビームＬＢによってリッド１０ａの温度を適切な溶融が生じるような温度にまで効果的に上昇させることができると共に、リッド１０ａの温度が過度の溶融が生じるような高温にまで上昇することを防止することができる。即ち、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、リッド１０ａに対して熱バランス良く溶接を行うことができる。したがって、本実施例に係るレーザ溶接方法によれば、溶接不良を生じさせることなく、適切な溶接を行うことができる。
【００５４】
なお、上記では、２個、４個、及び１００個のワークに対してレーザ溶接を行う実施例を示したが、本発明の適用はこれに限定はされない。即ち、本発明では、レーザビーム出射装置１の能力に応じて、所定のパルス周期内にレーザビームを移動可能な範囲内に配置できる個数のワークに対しては、並列にレーザ溶接を行うことができる。
【００５５】
また、上記の実施例では、図５乃至図７に示すように、各ワークにおいて左下から反時計回りにレーザビームを照射しているが、各ワーク内におけるレーザビームの照射順序は上記の例には限定されない。例えば、左下から時計回りにレーザビームを照射しても良いし、左下→右上→右下→左上というように、対角線状にレーザビームの照射位置を変更してもよい。さらには、各ワークにおけるレーザビームの照射順序が異なっていても構わない。例えば、並行してレーザ溶接される複数のワークのうち、１つのワークに対しては左下から反時計回りにレーザビームを照射し、他の１つのワークに対しては右下から時計回りにレーザビームを照射することとしても構わない。このような場合でも、時間的に連続して行われるレーザビームの照射が異なるワークに対して行われる限り、各ワークにおける熱（温度）分布の偏りは抑制され、作業効率を低下させることなく、安定したレーザ溶接を行うことができる。
【００５６】
また、レーザ溶接の対象物（本実施例ではリッド）においてレーザビームを照射する形状は、正方形や矩形には限定されず、例えば円形、楕円形、その他湾曲形状に沿ってレーザビームＬＢを照射してレーザ溶接を行う場合にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】レーザ溶接装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ワークの概略構成を示す斜視図である。
【図３】レーザビーム出射装置の概略構成を示す図である。
【図４】一般的なレーザ溶接方法に係るレーザ溶接方法を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係るレーザ溶接方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  レーザビーム出射装置
２  コントローラ
３  テーブル
１０  ワーク
１０ａ  リッド
１０ｂ  パッケージ
１００  レーザ溶接装置
ＧＭ１、ＧＭ２  ガルバノミラー
Ｌ  レーザ発振器
ＬＢ  レーザビーム
【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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