(57)【要約】【課題】  非破壊で合成樹脂部材のレーザ溶着における接合の良否を正確に行うことができる判定方法を提供すること。【解決手段】  第１フィルタ４とケース２とをレーザ溶着する際に用いるレーザ光にエネルギー密度が０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 のものを使用することにより、意図的に第１フィルタ４の表面を変色させる。そして、第１フィルタ４の表面の変色度合いに基づいて接合状態の良否判定を行う。このとき、第１フィルタ４の表面が茶色に変色していれば、大きな溶着（剥離）強度が得られているので、この変色領域では、良好な接合状態が得られていると判定することができる。したがって、レーザ溶着後の接合良否の判定を非破壊で行うことができる。【選択図】            図１０
2004168033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光透過性樹脂部材とレーザ光非透過性樹脂部材とをレーザ光により溶着するレーザ溶着における接合良否判定方法であって、
前記レーザ光透過性樹脂部材の溶着部位にレーザ光を照射し、前記レーザ光透過性樹脂部材を透過するレーザ光により前記レーザ光非透過性樹脂部材の一部を溶融させるとともに、前記レーザ光透過性樹脂部材の表面を変色させ、
前記レーザ光透過性樹脂部材の表面における変色度合いに基づいて、前記レーザ光透過性樹脂部材と前記レーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定することを特徴するレーザ溶着における接合良否判定方法。
【請求項２】
レーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタとレーザ光非透過性樹脂部材とをレーザ光により溶着するレーザ溶着における接合良否判定方法であって、
前記フィルタの溶着部位にレーザ光を照射し、前記フィルタを透過するレーザ光により前記レーザ光非透過性樹脂部材の一部を溶融させるとともに、前記フィルタの表面を変色させ、
前記フィルタの表面における変色度合いに基づいて、前記フィルタと前記レーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定することを特徴するレーザ溶着における接合良否判定方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載するレーザ溶着における接合良否判定方法において、
前記溶着部位に照射するレーザ光は、０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 のエネルギー密度を有することを特徴するレーザ溶着における接合良否判定方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１つのレーザ溶着における接合良否判定方法において、
表面が変色した、前記レーザ光透過性樹脂部材または前記フィルタのカラー画像を取り込んで、そのカラー画像データを３原色ごとに多値化し、
前記３原色ごとの多値データが判断基準値内にあるか否かにより接合状態の良否を判定することを特徴するレーザ溶着における接合良否判定方法。
【請求項５】
請求項４に記載するレーザ溶着における接合良否判定方法において、
前記多値データは、２５６階調の画像データであり、
前記判断基準値の範囲は、階調数９０〜２４０であることを特徴するレーザ溶着における接合良否判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶着にて接合した樹脂部材の接合状態の良否を判定する方法に関する。さらに詳しくは、レーザ溶着後における接合の良否判定を非破壊により行うことができる接合良否判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂部材同士の接合をレーザ光を利用して行うレーザ溶着法がある。そのうちの１つとして、例えば特開平１１−１７０３７１号公報に開示された方法がある。このレーザ溶着法は、所定のレーザ光を透過する物体からなるもの（透明部材）の、その端部のところに、熱可塑性合成樹脂製部材からなるものであって所定のレーザ光を吸収する物体からなるもの（不透明部材）を接触させる工程と、このような状態において、上記透明部材側から所定のレーザ光を、当該透明部材と上記不透明部材との接するところに、その焦点が合致するように照射する工程と、このようなレーザ光の照射の後、上記両熱可塑性合成樹脂製部材の接触部周りが溶融して、柔軟性を帯びるようになった状態において、これら両者の間を所定の手段にて圧着する工程と、を備えることにより、二つの異なった性状を有するプラスチック製部材の接合を強固かつ効率良く行うことができるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７０３７１号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特開平１１−１７０３７１号公報に開示された方法を用いた場合、レーザ溶着後の接合状態の良否判定を非破壊で行うことができないという問題があった。なぜなら、レーザ溶着の前後において、樹脂部材に外観上の変化が生じないため、接合状態を外部より確認することができないからである。そのため、抜き取りによる破壊検査（例えば、強度検査やリーク評価など）を行うことにより、接合状態の良否を確認して品質管理を行っていた。このように現状においては、レーザ溶着の接合良否を判定するために破壊検査を行うので、全数について品質管理を行うことができないという問題もあった。
【０００５】
ここで、目視により、製品全数についてレーザ溶着の接合良否を判定することも考えられる。ところが、製造ラインのうちレーザ溶着を行う箇所は、設備周辺が遮光板によって覆われている（図３参照）。レーザ光は人体（特に、目）に有害であるから、外部にレーザ光が漏れないようにするためである。このため、接合の良否を目視にて行うには、レーザ溶着されたワークを設備内から取り出す必要がある。したがって、非常に生産効率が悪くなるので、目視による接合良否の確認は生産ラインにおいて非現実的である。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、非破壊で樹脂部材のレーザ溶着における接合状態の良否判定を正確に行うことができる判定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】
【０００７】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係るレーザ溶着における接合良否判定方法は、レーザ光透過性樹脂部材とレーザ光非透過性樹脂部材とをレーザ光により溶着するレーザ溶着における接合良否判定方法であって、レーザ光透過性樹脂部材の溶着部位にレーザ光を照射し、レーザ光透過性樹脂部材を透過するレーザ光によりレーザ光非透過性樹脂部材の一部を溶融させるとともに、レーザ光透過性樹脂部材の表面を変色させ、レーザ光透過性樹脂部材の表面における変色度合いに基づいて、レーザ光透過性樹脂部材とレーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定することを特徴する。
【０００８】
また、本発明に係るレーザ溶着における接合良否判定方法は、レーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタとレーザ光非透過性樹脂部材とをレーザ光により溶着するレーザ溶着における接合良否判定方法であって、前記フィルタの溶着部位にレーザ光を照射し、前記フィルタを透過するレーザ光により前記レーザ光非透過性樹脂部材の一部を溶融させるとともに、前記フィルタの表面を変色させ、前記フィルタの表面における変色度合いに基づいて、前記フィルタと前記レーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定することを特徴する。
【０００９】
このようなレーザ溶着における接合良否判定方法では、意図的にレーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面を変色させて、レーザ溶着を行う。このため、レーザ溶着後に外観上の変化が生じている。つまり、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面が焦げて変色している。そして、本出願人の実験により、図１０に示すように、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面が変色した領域では、大きな溶着（剥離）強度が得られることが分かった。つまり、この変色領域では、良好な接合状態が得られているのである。
【００１０】
したがって、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面が変色した場合には、良好な接合状態が得られていると言える。よって、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面における変色度合いに基づいて、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタと、レーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定することができる。これにより、レーザ溶着後の接合良否の判定を非破壊で行うことができるので、製品全数について品質管理を行うことができる。
【００１１】
そして、本発明に係るレーザ溶着における接合良否判定方法においては、溶着部位に照射するレーザ光は、０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 のエネルギー密度を有することが望ましい。
【００１２】
この範囲内のエネルギー密度を有するレーザ光を照射することにより、接合部分において、大きな溶着（剥離）強度を確保することができるとともに、レーザ光透過性樹脂部材の表面を確実に変色させることができるからである（図１０参照）。
【００１３】
さらに、本発明に係るレーザ溶着における接合良否判定方法においては、表面が変色したレーザ光透過性樹脂部材のカラー画像を取り込んで、そのカラー画像データを３原色ごとに多値化し、３原色ごとの多値データが判断基準値内にあるか否かにより接合状態の良否を判定すればよい。具体的には、多値データを、２５６階調の画像データとし、判断基準値の範囲を、階調数９０〜２４０とすればよい。なお、本明細書では階調数０を黒とする。
【００１４】
こうすることにより、レーザ光透過性樹脂部材の変色領域（黒あるいは白以外の領域）に属しているか、言い換えると、良好な接合状態が確保させているか否かを、より正確に判定することができるからである（図１０参照）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るレーザ溶着における接合良否判定方法によれば、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタの表面における変色度合いに基づいて、レーザ光透過性樹脂部材あるいはレーザ光透過性の繊維材料からなるフィルタと、レーザ光非透過性樹脂部材との接合の良否を判定するので、レーザ溶着後における接合状態の良否判定を非破壊で行うことができる。その結果として、製品全数について品質管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のレーザ溶着における接合良否判定方法を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態は、レーザ溶着により製造したキャニスタの接合部分の良否判定に本発明の方法を用いたものである。
【００１７】
そこで、レーザ溶着により製造したキャニスタについて、図１を用いて説明する。図１は、キャニスタ１の断面図である。このキャニスタ１は、略筒状をなすケース２と、ケース２を覆うカバー３とを備えている。ケース２には、第１フィルタ４、チャコール５、第２フィルタ６、プレート７及びスプリング８が内蔵されている。
【００１８】
ケース２は、レーザ光非透過性の樹脂材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光非透過性の樹脂材料として、例えば「ＰＡ６６（６６ナイロン：商標名）」にカーボンを配合して黒色にしたものが使用される。「ＰＡ６６」の融点は「２６５℃」である。なお、ケース２には、ＰＡ６６以外にも、例えばポリプロピレンやＡＢＳ樹脂などを使用することもできる。このケース２は、上開口部２ａと、内段部２ｂと、下開口部２ｃと、下開口部２ｃの周囲に配置された複数の雌ねじ穴２ｄとを含む。上開口部２ａの全周には、フランジ２ｅが形成されている。
【００１９】
カバー３は、ケース２の上開口部２ａを覆い、その全周がフランジ２ｅに対してレーザ溶着される溶着部位Ｂ１となっている。カバー３は、その中央に上方へ突設される管継手３ａを含む。カバー３は、レーザ光透過性の樹脂材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光透過性樹脂材料として、例えば「ＰＡ６６」（カーボンが配合されていないもの）が使用される。なお、なお、カバー３には、ＰＡ６６以外にも、例えばポリエチレンやポリ塩化ビニールなどを使用することもできる。
【００２０】
第１フィルタ４は、レーザ光透過性の繊維材料により構成される。この実施の形態では、レーザ光透過性繊維材料として、例えば「ポリエステル」と「レーヨン」の繊維が混合されて使用され、それらが絡み合って不織布をなしている。「ポリエステル」の線径は「１０〜１５μｍ」であり、融点は「２７０℃」であり、含有率は「５４％」である。「レーヨン」の線径は「１０〜４０μｍ」であり、融点は「１８０℃」であり、含有率は「４６％」である。第１フィルタ４の周辺部は、ケース２の内段部２ｂに対してレーザ溶着される溶着部位Ｂ２となっている。図２に、上記したケース２と第１フィルタ４の材料特性を比較して表に示す。
【００２１】
チャコール５は、キャニスタ１として、ガソリンの蒸発燃料を吸着するためのものであり、この実施の形態では、その材料として、例えば「ＢＡＸ１１００」が使用される。チャコール５は、第１フィルタ４の上に所定の厚みの層をなして載せられる。
【００２２】
第２フィルタ６は、第１フィルタ４よりも肉厚な不織布により構成され、この実施の形態では、繊維材料として、例えば「ウレタンフォーム」が使用される。第２フィルタ６は、チャコール５の上に載置される。
【００２３】
プレート７は、第２フィルタ６の上に載せられ、この実施の形態では、その材料として、例えば「パンチングメタル」が使用される。スプリング８は、カバー３とプレート７との間に介在され、その付勢力により、プレート７をチャコール５に押し付けている。スプリング８の材料として、例えば「ＳＷＰＡ］が使用される。
【００２４】
上記構成を有するキャニスタ１を製造するには、先ず、第１フィルタ４をケース２の内段部２ｂにレーザ溶着することによりケース２に固定する。次に、第１フィルタ４の上にチャコール５を層状に載せ、更に、チャコール５の上に第２フィルタ６を載せる。次に、第２フィルタ６の上にプレート７を載せ、その上にスプリング８を載せてケース２をカバー３で覆う。その後、ケース２のフランジ２ｅとカバー３の全周をレーザ溶着することにより、カバー３をケース２に固定する。このようにして、図１に示すキャニスタ１が製造される。
【００２５】
次に、ケース２の内段部２ｂへの第１フィルタ４のレーザ溶着方法について、図３〜図８を用いて説明する。なお、図３は、レーザ溶着装置１１の概略構成を示す図である。図４〜図７は、レーザ溶着方法の行程を説明するための図である。図８は、第１フィルタの溶着部位を示す拡大断面図である。
【００２６】
レーザ溶着装置１１は、図３に示すように、作業台１２と、その両脇に設置されたロボット１３及び圧縮装置１４とを備えている。そして、レーザ溶着装置１１の設備周辺は、遮光板３０によって覆われている。レーザ光が外部に漏れないようにするためである。なお、覆いの一部には、設備内への出入りを行うための扉３１が設けられている。作業台１２には、ケース２がワークとして載せられる。ロボット１３は、多節リンク式のアーム１５を含み、アーム１５の先端には、レーザ光ＬＢを発射するための光学系のレーザ光発射装置１６が取り付けられる。この発射装置１６には、光ファイバ１７を通じてエネルギー発生装置からエネルギーが供給される。この発射装置１６には、例えば、ダイオードレーザ（半導体レーザ）が使用され、そのエネルギー密度は０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 である。望ましくは、０．７〜１．２Ｊ／ｍｍ2 である。この範囲に設定することにより、後述するように、第１フィルタ４をより確実に茶色に変色させることができるからである。レーザ光ＬＢのスポット径は、例えば「３〜４ｍｍ」程度に設定される。
【００２７】
圧縮装置１４は、第１フィルタ４をケース２の内段部２ｂに押さえ付けるためのものであり、油圧式又はエア式のシリンダ１８と、そのシリンダロッド１８ａの先端に取り付けられた治具１９とを含む。シリンダロッド１８ａが伸縮することにより、治具１９が作業台１２に近付いたり、離れたりするようになっている。図５に示すように、治具１９は、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２の周辺を加圧すると共に、その溶着部位Ｂ２にレーザ光を照射するためのスリット１９ａを有する。このスリット１９ａは、上記スポット径より小さい寸法、例えば「２ｍｍ」程度に設定される。
【００２８】
ケース２の内段部２ｂに対する第１フィルタ４のレーザ溶着は、上記のレーザ溶着装置１１を使って次のように行われる。先ず、第１の工程では、図４に示すように、作業台１２の上にワークであるケース２を載せて固定する。次に、第２の工程では、図５に示すように、ケース２の内段部２ｂの上に第１フィルタ４を載せる。このとき、圧縮装置１４の治具１９をケース２の上方位置に配置する。
【００２９】
次に、第３の工程では、図６に示すように、圧縮装置１４の治具１９を第１フィルタ４の上に降ろし、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２の周辺を加圧して内段部２ｂに押し付けることにより、溶着部位Ｂ２及びその周辺を圧縮して第１フィルタ４の繊維密度を高める。即ち、溶着部位Ｂ２より広めに第１フィルタ４の繊維密度を高めている。この実施の形態では、第１フィルタ４の素材の厚さが「３ｍｍ」であるとして、治具１９で加圧することにより、「０．５ｍｍ」の厚さまで圧縮している。
【００３０】
次に、第４の工程では、図６に示すように、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２に発射装置１６からレーザ光ＬＢを照射する。このとき、第３の工程による第１フィルタ４の加圧をそのまま継続する。この実施の形態では、ロボット１３のアーム１５を自在に操ることで、第１フィルタ４の全周に沿ってレーザ光ＬＢを照射することができる。尚、図６では、発射装置１６が治具１９に近付けて表されるが、これは便宜的なものであって、実際には、比較的離れた位置に配置されることになる。集光レンズの選択により任意の位置に配置可能になる。
【００３１】
ここで、図７に示すように、第３の工程では、第１フィルタ４は、溶着部位Ｂ２より広い範囲で加圧され、その繊維密度が高められている。詳しくは、溶着部位Ｂ２の周辺を内段部２ｂへ向けて治具１９により圧縮することにより、溶着部位Ｂ２を間接的に圧縮している。これにより、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２とその周辺が圧縮され、図８に示すように、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２の繊維密度が高められる。
【００３２】
そして、図６、図７に示すように、治具１９のスリット１９ａを通り、第１フィルタ４を透過するレーザ光ＬＢにより、ケース２の内段部２ｂの表面部分を加熱溶融させ、その溶融湯を第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２の繊維間隙に浸入させてその溶着部位Ｂ２を内段部２ｂに溶着する。
【００３３】
このように、レーザ光透過性繊維材料である第１フィルタ４よりも、レーザ光非透過性樹脂であるケース２の内段部２ｂの表面部分が先に溶融するのは、レーザ光透過性繊維材料をなす「ポリエステル（融点２７０℃）」と「レーヨン（融点１８０℃）」との混合割合が「５４％：４６％」となっているからである。そして、この混合割合を変更することにより、レーザ光非透過性材料を先に溶融させるか、あるいはレーザ光非透過性材料とレーザ光透過性繊維材料とをほぼ同時に溶融させるかを制御することができる。これにより、図１０に示す変色領域をシフトさせることができる。具体的には、レーザ光透過性繊維材料をなすもののうち融点が高い方の材料（この実施の形態ではポリエステル）の混合割合を高めるとレーザ光のエネルギー密度が高い方（図１０では右側）へ変色領域がシフトする。一方、レーザ光透過性繊維材料をなすもののうち融点が低い方の材料（この実施の形態ではレーヨン）の混合割合を高めるとレーザ光のエネルギー密度が低い方（図１０では左側）へ変色領域がシフトする。
【００３４】
ここで、別のレーザ溶着方法について説明する。このレーザー溶着方法では、図９に示すように、ケース２と第１フィルタ４とのレーザ溶着において、第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２に対応するケース２の内段部２ｂの表面に凸部２ｆを設けた点で、第１の実施の形態と構成が異なる。
【００３５】
すなわち、このレーザ溶着方法では、第１フィルタ４の繊維密度を高める工程で、溶着部位Ｂ２の周辺をケース２の内段部２ｂへ向けて治具１９により加圧して圧縮することにより、その溶着部位Ｂ２を間接的に圧縮すると共に、その溶着部位Ｂ２を内段部２ｂの凸部２ｆによりケース２の側から直接的に加圧して圧縮するようにしている。
【００３６】
したがって、このレーザ溶着方法によれば、溶着部位Ｂ２及びその周辺を内段部２ｂへ向けて加圧して圧縮しているので、溶着部位Ｂ２及びその周辺と内段部２ｂとの密着面積が増す。加えて、溶着部位Ｂ２がケース２の側から直接的に圧縮されるので、溶着部位Ｂ２と内段部２ｂとの密着度が増す。このため、第１の実施の形態のレーザ溶着方法に比べ、第１フィルタ４と内段部２ｂとの密着強度をより増大させることができる。
【００３７】
そして、本実施の形態では、第１フィルタ４とケース２とのレーザ溶着後における接合状態の良否を非破壊にて判定するため、レーザ溶着に用いるレーザ光の出力を従来よりも高めている。具体的には、従来のレーザ溶着では、エネルギー密度が０．２〜０．３Ｊ／ｍｍ2 のレーザ光を使用していたが、本実施の形態では、レーザ光の出力を高めるためにエネルギー密度が０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 のレーザ光を使用している。このようにレーザ光のエネルギー密度を高めると、第１フィルタ４の表面が焦げるとともに、レーザ溶着後の溶着（剥離）強度が大きくなることが知られている。
【００３８】
そこで、この点に着目して、本出願人は実験を重ねた結果、上記した一定範囲内のエネルギー密度を有するレーザ光を照射することにより、第１フィルタ４の表面が茶色に変色するとともに、大きな溶着（剥離）強度が得られることが分かった。その実験結果を図１０〜図１３に示す。なお、図１０は、照射するレーザ光のエネルギー密度と溶着後における溶着（剥離）強度、および第１フィルタ４の変色度合いを示したものである。図１１は、図１０に示す白色領域における第１フィルタ４の状態を示し、図１２は、図１０に示す変色（茶色）領域における第１フィルタ４の状態を示し、図１３は、図１０に示す黒色領域における第１フィルタ４の状態を示すものである。
【００３９】
図１０から明らかなように、エネルギー密度が０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 の範囲内のレーザ光を照射することにより、第１フィルタ４の表面が茶色に変色するとともに（図１２に示す状態になる）、大きな溶着（剥離）強度が得られることが分かる。この状態では、適切な入熱量が与えられることにより、ケース２の内段部２ｂの表面部分が先に溶融して、その溶融湯が第１フィルタ４の溶着部位Ｂ２の繊維間隙に浸入し、その溶着部位Ｂ２が内段部２ｂに溶着されるとともに、第１フィルタ４の表面が変色するのである。
【００４０】
また、エネルギー密度が０．５Ｊ／ｍｍ2 未満でも、必要な溶着強度（規格値：４．８Ｎ）を得ることはできるが、第１フィルタ４の表面が変色しないことが分かる（図１１に示す状態）。つまり、第１フィルタ４の外観上の変化は何ら生じていない。これでは、後述する画像データによる接合の良否判定を行うことができない。なお、エネルギー密度が０．５〜０．７Ｊ／ｍｍ2 でも第１フィルタ４の表面は変色するが、その変色をより正確に確認するためには、エネルギー密度は０．７Ｊ／ｍｍ2 以上に設定することが好ましい。
【００４１】
さらに、エネルギー密度が１．２Ｊ／ｍｍ2 を超えると、第１フィルタ４の表面は変色するが（図１３に示す状態になる）、溶着（剥離）強度が低下することが分かる。これは、入熱量が過剰となり溶着部位に穴明きが生じてしまうからである。そして、溶着部位に穴が開いてしまうと、第１フィルタ４の内蔵物が漏れ出てしまい、製品として不良となる。
【００４２】
これらのことから、第１フィルタ４の表面の変色度合と溶着部位の接合度合いとに相関関係があることがわかる。すなわち、第１フィルタ４の表面が茶色に変色している場合には（図１２に示す状態）、非常に良好な接合状態が確保されていると考えられる。したがって、第１フィルタ４の表面における変色度合いに基づいて、レーザ溶着後の接合状態の良否を判定することができる。
【００４３】
このように、レーザ溶着後の接合状態の良否を第１フィルタ４の外観から判定することができるので、接合良否の判定をするために破壊検査を行う必要がない。このため、製品全数について品質管理を行うことができる。
【００４４】
ここで、図１１〜図１３に示す各状態における３原色（ＲＧＢ）ごとの２５６階調データを図１４に示す。図１４から明らかなように、各状態が所定の階調数を示すことが分かる。具体的には、図１１に示す白色領域では、３原色（ＲＧＢ）の各データが階調数２５０以上となる。図１２に示す茶色領域では、３原色（ＲＧＢ）の各データが、階調数１５５〜２３５程度となる。図１４に示す黒色領域では、３原色（ＲＧＢ）の各データが、階調数８０以下となる。したがって、３原色（ＲＧＢ）の各データが、階調数９０〜２４０程度の範囲内に属する場合を判定することにより、第１フィルタ４の表面が変色したことを検出することができる。ここで、本実施の形態における第１フィルタ４は茶色に変色することが分かっているので、判定範囲を階調数１４０〜２４０程度に限定することが好ましい。これにより、第１フィルタ４の表面が変色（茶色になる）する状態（図１２に示す状態）をより正確に判定することができる、つまり良好な接合状態が確保されていることをより正確に判定することができるからである。
【００４５】
そして、本実施の形態では、このような判定を図１５に示す装置を用いて行っている。なお、図１５は、接合良否判定装置の概略構成を示す図である。この判定装置は、図１５に示すように、ＣＣＤカメラ５０と、ＣＣＤカメラ５０のレンズに取り付けられた偏向フィルタ５１と、リング照明５２と、リング照明５２に取り付けられた偏光板５３と、ワークを固定する治具５４と、パーソナルコンピュータ５５とを備えている。
【００４６】
そして、良否判定を行う場合には、治具５４にワークである第１フィルタ４が溶着されたケース２を固定する。次に、リング照明５２をＯＮする。これにより、接合部位に対して、偏光板５３を介したリング照明５２からの光が照射される。その状態で、ＣＣＤカメラ５０により、偏向フィルタ５１を介して接合部位のカラー画像が撮像される。そうすると、ＣＣＤカメラ５０からパーソナルコンピュータ５５にデータが転送され、そこで画像データが３原色（ＲＧＢ）ごとに２５６階調の多値データ化される。その後、それらの多値データがパーソナルコンピュータ５５に予め記憶されている各基準値と比較されて、第１フィルタ４の変色が茶色領域に属しているか否かが判定される。そして、その判定結果が接合良否判断としてディスプレイ上に表示される。
【００４７】
具体的には、３原色（ＲＧＢ）ごとの多値データが、基準値範囲である階調数９０〜２４０（階調数０を黒とする）に属していれば、良好な接合状態が確保されていると判定されるのである。このように、本実施の形態では、非常に簡単な設備により、非破壊でレーザ溶着後の接合状態の良否を正確に判断することができる。
【００４８】
次に、ケース２とカバー３とのレーザ溶着について、図１６を用いて説明する。なお、図１６は、ケース２とカバー３とのレーザ溶着方法を説明するための図である。この実施の形態では、ケース２がレーザ光非透過性の樹脂材料により構成され、カバー３がレーザ光透過性の樹脂材料により構成されることから、ケース２と第１フィルタ４との溶着と同様に、両者２，３の溶着にレーザ溶着を採用することができる。
【００４９】
即ち、図１６に示すように、ケース２のフランジ２ｅにカバー３を載せた状態で、そのカバー３の全周に沿ってレーザ光ＬＢを照射する。そして、カバー３を透過するレーザ光ＬＢによりフランジ２ｅの表面の一部を溶融させ、その溶融湯をカバー３に接触させてカバー３の溶着部位Ｂ１をケース２のフランジ２ｅに溶着するのである。このとき照射するレーザ光ＬＢは、エネルギー密度が０．５〜０．８Ｊ／ｍｍ2 程度である。
【００５０】
この実施の形態では、ロボット１３のアーム１５を自在に操ることで、カバー３の全周に沿ってレーザ光ＬＢを照射する。そして、ケース２と第１フィルタ４との溶着に引き続き、ケース２とカバー３との溶着についてもレーザ溶着を行う。かくして、レーザ溶着により、図１に示すキャニスタ１が製造される。
【００５１】
上記したケース２とカバー３とのレーザ溶着後においても、カバー３の表面のカラー画像をＣＣＤカメラ５０で取り込み、その画像データをパーソナルコンピュータ５５に転送して、そこで３原色（ＲＧＢ）ごとに２５６階調データに多値化し、それぞれの多値データが所定の階調数の範囲内（階調数９０〜２４０）に属しているか否かを判断することにより、接合状態の良否を判定する。これにより、非破壊にてレーザ溶着後における接合良否の判定を正確に行うことができる。その結果として、製品全数について品質管理を行うことができる。
【００５２】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る接合良否判定方法では、第１フィルタ４とケース２とをレーザ溶着する際に用いるレーザ光にエネルギー密度が０．５〜１．２Ｊ／ｍｍ2 のものを使用することにより、意図的に第１フィルタ４の表面を変色させる。そして、第１フィルタ４の表面の変色度合いに基づいて接合状態の良否判定を行う。このとき、第１フィルタ４の表面が茶色に変色していれば、大きな溶着（剥離）強度が得られているので、この変色領域では、良好な接合状態が得られていると判定することができる。したがって、レーザ溶着後の接合良否の判定を非破壊で行うことができる。その結果として、製品全数について品質管理を行うことができる。
【００５３】
そして、本実施の形態に係る接合良否判定方法では、表面が変色した第１フィルタ４のカラー画像をＣＣＤカメラ５０により取り込んで、パーソナルコンピュータ５５により、そのカラー画像データを３原色（ＲＧＢ）ごとに２５６階調データに多値化し、３原色（ＲＧＢ）ごとの多値データが判断基準値である階調数９０〜２４０に属する否かを判断することにより、接合状態の良否判定を行っている。したがって、第１フィルタ４の変色度合いが茶色の領域に属しているか、言い換えると、良好な接合状態が確保させているか否かを、より正確に判定することができる。
【００５４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】キャニスタを示す断面図である。
【図２】ケースと第１フィルタの材料特性を比較して示す図である。
【図３】レーザ溶着に使用されるレーザ溶着装置を示す概略構成図である。
【図４】レーザ溶着の行程を説明するための断面図である。
【図５】レーザ溶着の行程を説明するための断面図である。
【図６】レーザ溶着の行程を説明するための断面図である。
【図７】レーザ溶着の行程を説明するための拡大断面図である。
【図８】第１フィルタの溶着部位を示す拡大断面図である。
【図９】別のレーザ溶着の方法を説明するための説明図である。
【図１０】レーザ光のエネルギー密度と溶着（剥離）強度および第１フィルタの変色度合いを示した図である。
【図１１】図１０に示す白色領域における第１フィルタの状態を示す図である。
【図１２】図１０に示す茶色領域における第１フィルタの状態を示す図である。
【図１３】図１０に示す黒色領域における第１フィルタの状態を示す図である。
【図１４】図１１〜図１３に示す各状態における３原色（ＲＧＢ）ごとの階調数を示す図である。
【図１５】接合良否判定装置を示す概略構成図である。
【図１６】ケースとカバーのレーザ溶着方法を説明するための拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      キャニスタ
２      ケース（レーザ光非透過性樹脂部材）
３      カバー（レーザ光透過性樹脂部材）
４      第１フィルタ
１１    レーザ溶着装置
１６    レーザ発射装置
１９ａ  スリット
５０    ＣＣＤカメラ
５５    パーソナルコンピュータ
Ｂ２    溶着部位
ＬＢ    レーザ光
【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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