(57)【要約】【課題】レーザビームの照射によってレーザ透過性部材間を接合する技術の実現。【解決手段】第１のレーザ透過性部材１０と、レーザ吸収体１４と、第２のレーザ透過性部材１２とを積層配置させる工程と、第２のレーザ透過性部材１２の表面側からレーザビームＬを照射してレーザ吸収体１４を加熱し、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２の対抗面を溶融させる工程と、溶融部１６を介して第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材に融着させる工程とを備えたレーザ透過性部材間の接合方法。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザ透過性部材と、レーザ吸収体と、第２のレーザ透過性部材とを積層配置させる工程と、
少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面側からレーザビームを照射して上記レーザ吸収体を加熱し、第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方の対向面を溶融させる工程と、
溶融したレーザ透過性部材を他方のレーザ透過性部材に融着させる工程とを備えたレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項２】
上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方の対向面に、トナーを所定のパターンで被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴とする請求項１に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項３】
上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方を、レーザ吸収性物質の表面に載置した後、当該レーザ透過性部材の表面にレーザビームを所定のパターンで照射し、裏面にレーザ吸収性物質を被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項４】
上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方の対向面に、塗料を所定のパターンで被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴とする請求項１に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項５】
樹脂よりなる第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間に、レーザ吸収体と樹脂との混合物よりなる中間材を充填させる工程と、
少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面側からレーザビームを照射して上記レーザ吸収体を加熱し、上記中間材の樹脂を溶融させる工程と、
溶融した樹脂を介して第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間を接着させる工程とを備えたレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項６】
一方のレーザ透過性部材の表面に超音波を放射し、他方のレーザ透過性部材の対向面で反射された超音波の周波数を検出することによって、第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間に充填された中間材の厚さを測定する工程と、
測定結果に応じてレーザビームの出力を制御する工程とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項７】
上記中間材が、ナイロン樹脂とレーザ吸収体との混合物を凍結粉砕処理によって微粉末化した後、ナイロンモノマーと混合することによって形成されたものであることを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項８】
上記中間材が、ナイロン用接着剤にレーザ吸収体を混合することによって形成されたものであることを特徴とする請求項５または６に記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項９】
少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面に、レーザ透過性を備えた押さえ治具を所定の圧力で当接させた後、該押さえ治具の表面にレーザビームを照射し、押さえ治具及びレーザ透過性部材を透過したレーザビームによって上記レーザ吸収体を加熱することを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【請求項１０】
上記レーザ吸収体として、レーザビームの照射によって変色する物質を用いることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載のレーザ透過性部材間の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はレーザ透過性を備えた部材同士の接合方法に係り、特に、積層配置された部材間に介装されたレーザ吸収体にレーザビームを照射することよって、一方のレーザ透過性部材と他方のレーザ透過性部材間を接合させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、樹脂材を他の樹脂材や紙材等に接合させる場合、熱圧着による接合方法が一般に用いられてきた。
この熱圧着法は、例えば図１７に示すように、樹脂材５０の背面５０ａ及び接合対象物５２の表面５２ａに対応した形状を備えた金型５４を用意し、この金型５４を所定の温度に加熱した上で、図１８に示すように接合対象物の表面５２ａに密着させてこれを溶融させ、つぎに金型５４を接合対象物５２から取り外した後、図１９に示すように樹脂材５０と接合対象物５２間を圧着・接合させる技術である。
【０００３】
熱圧着の場合、上記のように加熱用の金型５４を用意する必要があり、そのためのコストを要することはもちろんのこと、仕様が変更される度に金型５４を作り替える変えなければならず、設計変更に対する柔軟性に欠けていた。特に、樹脂材５０及び接合対象物５２の接合面が複雑な立体構造を備えている場合には、それに対応した複雑な形状の金型５４を用意する必要があり、その分金型の製造コストが嵩むこととなる。
また、接合対象物５２の表面を加熱して溶融させた後に金型５４を取り外し、接合対象物５２の溶融部５６に樹脂材５０側のしかるべき位置を正確に接触させる必要があるため、その分工程が複雑化するのみならず、過溶融による位置決め精度の低下という問題があった。もちろん、全体の所要時間も比較的長くならざるを得なかった。
【０００４】
そこで、本件発明者は特願２００１−３４３７４５において、レーザビームの照射による新たな接合方法を提案している。
すなわち、図２０に示すように、レーザ吸収性素材よりなる接合対象物６０の表面に、特定のレーザビームに対する透過性を備えた樹脂材６２を積層配置させる。このレーザ透過性樹脂材６２の表面にレーザビームＬを照射すると、レーザビームＬは樹脂材６２を透過して接合対象物６０の表面に到達する。
この結果、接合対象物６０の表面はレーザビームＬの照射を受けて発熱・溶融し、図２１に示すように、溶融部６４を介してレーザ透過性樹脂材６２の背面に融着する。
【０００５】
このように、透過レーザビームによって接合対象物６０の表面を溶融させる代わりに、レーザ透過性樹脂材６２の背面を溶融させることもできる。
例えば、接合対象物６０が紙材よりなる場合には、レーザビームＬの照射によって溶融することは難しいが、加熱されて表面温度は上昇することとなる。
そして、この接合対象物６０に接触配置されたレーザ透過性樹脂材６２の背面に熱が伝導してこれを溶融させる結果、接合対象物６０の表面に融着する。
もちろん、レーザビームＬの照射によって接合対象物６０の表面を溶融させると共に、その伝導熱によってレーザ透過性樹脂材６２の背面をも溶融させ、以て両者間を強固に接合させることも可能である。
【０００６】
このレーザビームを用いた接合方法にあっては、予めレーザ透過性樹脂材６２と接合対象物６０とを位置決め配置しておいた上で、透過レーザビームによって接合対象物６０の表面を溶融させてレーザ透過性樹脂材６２の背面に融着させるものであり、金型を用いることなくレーザ透過性樹脂材６２と接合対象物６０間を高い位置精度で直接接合することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このレーザビームを用いた接合方法の場合、接合対象物６０がレーザ吸収特性に優れた部材でなければならず、したがってレーザ透過性部材同士の接合には適用できないという問題があった。
【０００８】
この発明は、従来の接合方法が抱えていた上記問題点を解決するために案出されたものであり、レーザビームの照射によってレーザ透過性部材間を接合可能な技術の実現を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、第１のレーザ透過性部材と、レーザ吸収体と、第２のレーザ透過性部材とを積層配置させる工程と、少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面側からレーザビームを照射して上記レーザ吸収体を加熱し、第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方を溶融させる工程と、溶融したレーザ透過性部材を他方のレーザ透過性部材に融着させる工程とを備えている。
このように、レーザ透過性部材間にレーザ吸収体を介装させ、これにレーザビームを照射して加熱することにより、その伝導熱によってレーザ透過性部材間を確実に融着させることが可能となる。
なお、第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方は樹脂材であることが必要であるが、他方はガラスなど樹脂材以外のレーザ透過性物質であってもよい。
【００１０】
請求項２に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項１の接合方法であって、さらに、上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方の対向面に、トナーを所定のパターンで被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項１または２の接合方法であって、さらに、上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方をレーザ吸収性物質の表面に載置した後、レーザ透過性部材の表面にレーザビームを所定のパターンで照射し、裏面にレーザ吸収性物質を被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項１の接合方法であって、さらに、上記第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材の少なくとも一方の対向面に、塗料を所定のパターンで被着させることによって上記レーザ吸収体となすことを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、樹脂よりなる第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間に、レーザ吸収体と樹脂との混合物よりなる中間材を充填させる工程と、少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面側からレーザビームを照射して上記レーザ吸収体を加熱し、上記中間材の樹脂を溶融させる工程と、溶融した樹脂を介して第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間を接着させる工程とを備えている。
このように、レーザの照射によって中間材に含まれるレーザ吸収体を加熱し、その伝導熱によって中間材の樹脂を溶融させることにより、レーザ透過性部材間を溶融樹脂を介して確実に接着することが可能となる。
なお、中間材に含まれる樹脂としては、レーザ透過性部材を構成する樹脂と馴染みの良好なものであればよく、必ずしも同種の樹脂に限定されるものではない。
【００１４】
請求項６に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項５の接合方法であって、さらに、一方のレーザ透過性部材の表面に超音波を放射し、他方のレーザ透過性部材の対向面で反射された超音波の周波数を検出することによって、第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間に充填された中間材の厚さを測定する工程と、測定結果に応じてレーザビームの出力を制御する工程とを備えたことを特徴としている。
この結果、レーザ透過性部材間のギャップ量にバラツキが存在しても、各中間材の厚さに対応したレーザビームの出力が確保されるため、出力不足に基づく接合不良箇所の発生を回避できる。
【００１５】
請求項７に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項５または６の接合方法であって、さらに上記中間材が、ナイロン樹脂とレーザ吸収体との混合物を凍結粉砕処理によって微粉末化した後、ナイロンモノマーと混合することによって形成されたものであることを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項５または６の接合方法であって、さらに、上記中間材が、ナイロン用接着剤にレーザ吸収体を混合することによって形成されたものであることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項１〜８の接合方法であって、さらに、少なくとも一方のレーザ透過性部材の表面に、レーザ透過性を備えた押さえ治具を所定の圧力で当接させた後、該押さえ治具の表面にレーザビームを照射し、押さえ治具及び第２のレーザ透過性部材を透過したレーザビームによって上記レーザ吸収体を加熱することを特徴としている。
この押さえ治具はレーザ透過性を備えており、レーザビームの光路を妨げることがない。
【００１８】
請求項１０に記載したレーザ透過性部材間の接合方法は、請求項１〜９の接合方法であって、さらに、上記レーザ吸収体としてレーザビームの照射によって変色する物質を用いることを特徴としている。
この結果、レーザ透過性部材の表面に現れたレーザ吸収体の色彩によって接合箇所と未接合箇所を視認することが可能となり、接合不良箇所の発生を未然に防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、この発明に係る第１の接合方法の基本原理を示すものである。
まず、図１に示すように、第１のレーザ透過性部材１０の表面側には、第２のレーザ透過性部材１２が積層配置されている。この第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材１２間には、複数のレーザ吸収体１４が介装されている。
つぎに、第２のレーザ透過性部材１２の表面側からレーザ吸収体１４に対してレーザビームＬを照射すると、各レーザ吸収体１４が発熱し、その伝導熱を受けて第１のレーザ透過性部材１０の表面及び第２のレーザ透過性部材１２の背面が溶融する。この結果、図２に示すように、両部材１０，１２間はレーザ吸収体１４の配置箇所毎に生じた溶融部１６を介して融着・接合されることとなる。
【００２０】
上記レーザビームＬとしては、半導体レーザ（波長：７８０ｎｍ〜９４０ｎｍ）が該当する。
また、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２としては、上記半導体レーザに対する透過性を備えた樹脂材（アクリル系の樹脂材等）が該当する。
上記レーザ吸収体１４としては、同レーザに対する吸収特性に優れた物質（例えば、トナーや塗料）が該当する。
もちろん、半導体レーザ以外のレーザを用いることもでき、その場合には当該レーザに対応した第１のレーザ透過性部材１０や第２のレーザ透過性部材１２、レーザ吸収体１４が選定される。
【００２１】
第１のレーザ透過性部材１０の融点と第２のレーザ透過性部材１２の融点が比較的近い場合には、レーザ照射を受けたレーザ吸収体１４からの伝導熱によって上記のように両部材がほぼ同時に溶融して両者間の強固な接合が実現されることとなる。
これに対し、一方の部材の融点と他方の部材の融点間に比較的大きな開きがある場合には、より融点の低い部材側が先に溶融し、他方の部材に融着することによって両者間の接合が実現される。この際、レーザ吸収体１４として各部材の中間付近の融点を有する物質を選択することにより、両部材間の融点の開きを緩和することができる。
【００２２】
図３及び図４は、レーザ吸収体１４の配置方法の一例を示すものである。
まず、図３に示すように、トナー層１８の表面に第２のレーザ透過性部材１２を載置し、その表面に対しレーザビームＬを必要パターンに沿って照射する。
この結果、第２のレーザ透過性部材１２の背面にトナー成分が部分的に蒸着するため、図４に示すように、第２のレーザ透過性部材１２をトナー層１８から引き上げると、背面にトナーを主成分とするレーザ吸収体１４が形成されている。
この第２のレーザ透過性部材１２を第１のレーザ透過性部材１０の表面に載置することにより、両部材間にレーザ吸収体１４が介装されることとなる。
【００２３】
レーザ吸収体１４の配置方法としては、上記以外にも様々なものが考えられる。例えば、第１のレーザ吸収体１０あるいは第２のレーザ吸収体１２がフィルム状の樹脂材よりなる場合には、複写機に掛けてトナーよりなるレーザ吸収体１４を必要なパターンに転写することが挙げられる。
あるいは、レーザ吸収体１４が塗料よりなる場合には、通常の印刷技術を用いて第１のレーザ透過性部材１０の表面あるいは第２のレーザ透過性部材１２の背面に配置させることができる。
【００２４】
ところで、第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材１２間の接合強度を高めるためには、接合個所の真上から所定の圧力を加えることが望ましい。具体的には、図５に示すように、レーザ透過性素材よりなる押さえ治具２０によって第２のレーザ透過性部材１２の表面を設置面２２側に押圧した状態で、レーザビームＬを照射することが該当する。
押さえ治具２０は複数の突出部２４を備えており、各突出部２４が第２のレーザ透過性部材１２の表面におけるレーザ吸収体１４の対応位置に当接されている。このため、レーザビームＬは突出部２４及び第２のレーザ透過性部材１２を透過してレーザ吸収体１４に到達することとなる。
なお、突出部２４を省略した平板状の押さえ治具を用い、これで第２のレーザ透過性部材１２の表面を設置面２２側に押圧することによって同様の効果を実現することもできる。
【００２５】
上記にあっては、第２のレーザ透過性部材１２の表面側にレーザビームＬを点状に照射することで、複数の点状溶融部１６を介して第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材１２とを接合させる例を説明したが、レーザビームＬを第２のレーザ透過性部材１２の表面に線状に照射することもできる。
図６はその一例を示すものであり、第１のレーザ透過性部材１０と、線状に配置されたレーザ吸収体１４と、第２のレーザ透過性部材１２とが積層配置されている。また、第２のレーザ透過性部材１２の表面には、レーザ透過性物質よりなる押さえ治具２０の突出部２４が所定の圧力で当接されている。
ここで、レーザビームＬを上記レーザ吸収体１４のパターンに沿って線状に照射することにより、第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材１２間が線状の溶融部１６を介して隙間なく接合され、高い気密性を確保することができる。
【００２６】
図７は、レーザビームＬを線状に照射する際の状態を、第２のレーザ透過性部材１２の表面側から観察したものである。
積層された第１のレーザ透過性部材１０と第２のレーザ透過性部材１２との間には、レーザ吸収体１４が長方形状に複数パターン介装されている。
また、第２のレーザ透過性部材１２の表面には、レーザ透過性物質よりなる板状の押さえ治具２０が被せられており、押さえ治具２０の裏面に形成された長方形状の突出部２４がレーザ吸収体と重ねられている。この押さえ治具２０の左端部及び右端部には複数の押圧ロッド２６が連結されており、各押圧ロッド２６によって押さえ治具２０は第２のレーザ透過性部材１２の表面側に加圧されている。
この状態において、レーザビームＬを各レーザ吸収体１４の辺に沿って線状に照射することにより、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２間が長方形状に接合される。
【００２７】
なお、上記のように複雑な形状に配置されたレーザ吸収体１４をレーザビームＬによって正確にトレースするためには、画像センサや光センサを用いてレーザ吸収体１４のパターンを認識すると共に、Ｘ−Ｙステージやガルバノミラーに対するフィードバック制御を通じてレーザビームＬの照射位置を変位させることが望ましい。
【００２８】
図８も、図７と同様、レーザビームＬを線状に照射する際の状態を第２のレーザ透過性部材の表面側から観察したものであるが、こちらの場合には突出部２４を省略した平板状の押さえ治具２０が第２のレーザ透過性部材１２の表面に被せられ、複数の押圧ロッド２６によって加圧されている。
また、レーザ吸収体１４として、レーザビームの照射によって加熱溶融した後に変色する物質が用いられている。
例えば、樹脂粉末にメチルエチルケトン及びフタロシアン系色素を混入させた物質によってレーザ吸収体１４を構成すると、レーザビーム未照射箇所αにおいてはフタロシアン系色素の影響で薄緑色の線が第２のレーザ透過性部材１２の表面に浮き出ている。これに対し、レーザビームＬの照射による溶融・接合が完了した箇所βにおいては、レーザ吸収体１４は、ほとんど無色透明に変色している。
この結果、レーザビームＬの照射によって接合が完了した箇所と未接合の箇所とが一目瞭然となり、接合不良個所の発見が容易となる利点が生じる。
【００２９】
第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２がそれぞれ複雑な立体形状を備えている場合であっても、基本的には上記と同様の手順によって接合することができる。
図９はその一例を示すものであり、大きな凹部を備えた第１のレーザ透過性部材１０と、これに対応する凸部を備えた第２のレーザ透過性部材１２とを、間にレーザ吸収体１４を介装させた状態で嵌合すると共に、第２レーザ透過性部材１２の表面にレーザ透過性物質よりなる押さえ治具２０の突出部２４を所定の圧力で当接させ、レーザビームＬを押さえ治具２０の表面に線状に照射している。
この結果、第１のレーザ透過性部材１０の表面と第２のレーザ透過性部材１２の背面間が、線状の溶融部１６を介して気密に接合される。
この場合、第２のレーザ透過性部材１２の厚さがレーザビームＬの照射部位によって異なっているが、レーザビームＬは押さえ治具２０及び第２のレーザ透過性部材１２を文字通り透過してレーザ吸収体１４に到達するため、厚さに多少の変動が存在しても問題なく接合できる。
【００３０】
図１０は、上記した接合方法の応用例を示しており、第１のレーザ透過性部材１０の表面側及び背面側にそれぞれ線状のレーザ吸収体１４及び第２のレーザ透過性部材１２を積層配置し、さらに第２のレーザ透過性部材１２の表面にそれぞれレーザ透過性物質よりなる押さえ治具２０の突出部２４を所定の圧力で当接させた状態で、押さえ治具２０の表面にレーザビームＬを線状に照射している。
この結果、「第２のレーザ透過性部材１２−第１のレーザ透過性部材１０−第２のレーザ透過性部材１２」の三層接合体が形成されることとなる。
なお、図においては両方の第２のレーザ透過性部材１２に対して同時にレーザビームＬを照射する例を示しているが、交互に照射することも当然に可能である。
【００３１】
図１１〜図１３は、この発明に係る第２の接合方法の基本原理を示す断面図である。
まず、第１のレーザ透過性部材１０の表面に、レーザ吸収体と樹脂との混合物よりなる中間材３０を必要パターンに従って被着させる（図１１）。
つぎに、第２のレーザ透過性部材１２を上から被せ、両レーザ透過性部材１０，１２間に中間材３０を充填させるた後、第２のレーザ透過性部材１２の表面から各中間材３０に対してレーザビームＬを照射する（図１２）。
この結果、中間材３０の樹脂が溶融し、第１のレーザ透過性部材１０の内面及び第２のレーザ透過性部材１２の内面間が接着される（図１３）。
【００３２】
この中間材３０は、例えば、レーザ吸収体としてのカーボンブラックと６ナイロンとを混ぜ合わせた後、凍結粉砕処理によって粒径６０μｍ以下の微粉末に加工し、これをナイロンのモノマーに混合させることによって形成される。
このように、中間材３０に含まれる６ナイロンの粒径が６０μｍ以下に調整されているため、レーザビームＬの照射によって容易に溶融可能となる。
また、中間材３０は所定の粘性を備えているため、第１のレーザ透過性部材１０の表面に安定的に被着されると共に（図１１）、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２間に隙間なく充填される（図１２）。
この結果、レーザビームＬの照射によって第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２間を確実に接合可能となる。
【００３３】
他の中間材３０として、ナイロン用の接着剤にレーザ吸収体を混合させたものを用いることもできる。
このナイロン用接着剤として、例えばナイロン：１１．１４％、レゾルシン（溶剤）：３１．６２％、塩化ジャルシウム（２水塩）：５．４２％、チヌビン３２６（ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤）：０．０３％、メタノール：５１．７９％の組成を備えたものを用いることができる。
【００３４】
図１４及び図１５は、上記接合方法の応用例を示すものであり、第１のレーザ透過性部材１０の表面には予め多数の凹部３４が形成されており、各凹部３４内に中間材３０が充填される。また、第２のレーザ透過性部材１２の内面には、上記凹部３４に対応した凸部３６が形成されている（図１４）。
つぎに、各凸部３６を凹部３４に嵌合させた状態で、凹部３４内の中間材３０に対してレーザビームＬが照射される（図１５）。
この結果、溶融した中間材３０によって第１のレーザ透過性部材１０の凹部３４と第２のレーザ透過性部材１２の凸部３６間が強固に接着される。
このように、第１のレーザ透過性部材１０の凹部３４と第２のレーザ透過性部材１２の凸部３６とを嵌合させることにより、両者間の位置決めが容易となる利点がある。
【００３５】
ところで、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２間に充填された各中間材３０の厚さにバラツキがあると、レーザビームＬの出力を一定としたままでは中間材３０の樹脂を十分に溶融しきれない可能性が生じる。
このため、個々の中間材３０の厚さに応じてレーザビームＬの出力を可変制御することが望ましい。
図１６はその一例を示すものであり、レーザヘッド３８の近傍に超音波を発振させる送波器４０と、反射された超音波を検知する受波器４２とが取り付けられている。また、レーザヘッド３８には、光ファイバ４３を介してレーザ発振機４４が接続されている。
【００３６】
送波器４０から放出された超音波は、第２のレーザ透過性部材１２及び中間材３０を透過して第１のレーザ透過性部材１０の内面で反射し、中間材３０及び第２のレーザ透過性部材１２を透過して受波器４２に到達する。
この反射波を受けた受波器４２からは、当該超音波の周波数に対応した電気信号が制御部４６に対して出力される。
制御部４６は、送波器４０から発振された超音波の周波数と、受波器４２で検出された周波数とを比較し、その変動率に応じて中間材３０の厚さを算出する。
また、この算出結果に対応した制御信号が制御部４６からレーザ発振機４４に対して出力され、レーザヘッド３８から出射されるレーザビームＬの出力が加減される。
一の中間材３０に対するレーザ照射が完了すると、レーザヘッド３８は次の中間材３０の位置まで移動し、再び中間材３０の厚さの計測及びレーザ出力の調整が実行される。
【００３７】
このように、各中間材３０の厚さに応じてレーザビームＬの出力を微調整することにより、第１のレーザ透過性部材１０及び第２のレーザ透過性部材１２間のギャップ量に多少の変動があっても、間に充填された中間材３０を確実に溶融し、両部材１０，１２間を安定して接合することが可能となる。
なお、レーザビームＬを照射する度に各中間材３０の厚さを計測する代わりに、予め加工対象となる全中間材３０の厚さを計測して数値データを制御部４６のメモリ内に格納しておき、レーザ加工時にはこの数値データに従ってレーザ発振機４４の出力を制御するように運用することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明に係る第１の接合方法は、上記のようにレーザ透過性部材間にレーザ吸収体を介装させ、これにレーザビームを照射して加熱するものであるため、その伝導熱によってレーザ透過性部材間を確実に融着させることが可能となる。
また、この発明に係る第２の接合方法によれば、レーザ透過性部材間に中間材を隙間なく充填した状態でレーザビームを照射し、レーザ吸収体の発熱作用によって溶融した中間材の樹脂を介してレーザ透過性部材間を確実に接着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第１の接合方法の基本原理を示す拡大断面図である。
【図２】この発明に係る第１の接合方法の基本原理を示す拡大断面図である。
【図３】レーザ吸収体の配置方法の一例を示す拡大断面図である。
【図４】レーザ吸収体の配置方法の一例を示す拡大断面図である。
【図５】第２のレーザ透過性部材の表面に押さえ治具を当接させた状態を示す拡大断面図である。
【図６】レーザビームを第２のレーザ透過性部材の表面に線状に照射する例を示す拡大断面図である。
【図７】レーザビームを第２のレーザ透過性部材の表面に線状に照射する様子を示す平面図である。
【図８】レーザビームを第２のレーザ透過性部材の表面に線状に照射する様子を示す平面図である。
【図９】第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材が複雑な立体形状を備えている場合の接合過程示す拡大断面図である。
【図１０】一枚の第１のレーザ透過性部材の表面及び背面にそれぞれ線状レーザ吸収体と第２のレーザ透過性部材を積層させた状態で、第２のレーザ透過性部材の表面にそれぞれレーザビームを線状に照射する様子を示す拡大断面図である。
【図１１】この発明に係る第２の接合方法の基本原理を示す拡大断面図である。
【図１２】この発明に係る第２の接合方法の基本原理を示す拡大断面図である。
【図１３】この発明に係る第２の接合方法の基本原理を示す拡大断面図である。
【図１４】この発明に係る第２の接合方法の他の実施形態を示す拡大断面図である。
【図１５】この発明に係る第２の接合方法の他の実施形態を示す拡大断面図である。
【図１６】第１のレーザ透過性部材及び第２のレーザ透過性部材間に充填された各中間材の厚さに応じてレーザビームの出力を可変制御する実施形態を示す概念図である。
【図１７】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断面図である。
【図１８】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断面図である。
【図１９】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断面図である。
【図２０】レーザビームを用いた従来の接合方法を示す拡大断面図である。
【図２１】レーザビームを用いた従来の接合方法を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０　第１のレーザ透過性部材
１２　第２のレーザ透過性部材
１４　レーザ吸収体
１６　溶融部
１８　トナー層
２０　押さえ治具
２２　設置面
２４　突出部
２６　押圧ロッド
３０　中間材
３４　凹部
３６　凸部
３８　レーザヘッド
４０　送波器
４２　受波器
４４　レーザ発振機
４６　制御部
Ｌ　レーザビーム
α　レーザビーム未照射箇所
β　溶融・接合完了箇所
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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