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JP5610138B2 - レーザー溶着装置 - Google Patents

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JP5610138B2
JP5610138B2 JP2010131402A JP2010131402A JP5610138B2 JP 5610138 B2 JP5610138 B2 JP 5610138B2 JP 2010131402 A JP2010131402 A JP 2010131402A JP 2010131402 A JP2010131402 A JP 2010131402A JP 5610138 B2 JP5610138 B2 JP 5610138B2
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吉裕 財津
吉裕 財津
和晃 鉾田
和晃 鉾田
辰也 梅山
辰也 梅山
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Stanley Electric Co Ltd
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Description

本発明は、レーザー溶着装置に係り、特にレーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含むガルバノスキャン光学系を備えたレーザー溶着装置に関する。
従来、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載のレーザー溶着装置においては、ロボットアームに固定されたレーザー射出部からのレーザー光が、熱可塑性樹脂製レンズを透過し、当該熱可塑性樹脂製レンズ裏面に当接した熱可塑性樹脂製部材を照射し、両者を溶融することで、レーザー溶着が行われる。
特開２００９−０７０６７９号公報
しかしながら、ロボットアームに固定されたレーザー射出部に代え、図７に示すように、フレーム等（図示せず）に固定されたガルバノスキャン光学系２１０（例えば、レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラー等を含むガルバノスキャンヘッド）を用いる場合には、熱可塑性樹脂製レンズ２２０の折れ角φが大きいと（例えば、１２０〜１８０°）、ガルバノスキャン光学系２１０からのレーザー光の熱可塑性樹脂製レンズ２２０（表面）に対する入射角θが部分的に臨界角を超えてしまい、ガルバノスキャン光学系２１０からのレーザー光は部分的に熱可塑性樹脂製レンズ２２０に入射しない。このため、ガルバノスキャン光学系を単純に用いるだけでは、折れ角φが大きい（例えば、１２０〜１８０°）熱可塑性樹脂製レンズと熱可塑性樹脂製部材とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することができない、という問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、折れ角が大きい（例えば、１２０〜１８０°）熱可塑性樹脂製レンズと熱可塑性樹脂製部材とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能なレーザー溶着装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着装置において、前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第１ガルバノスキャン光学系と、前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第２ガルバノスキャン光学系と、を備えており、前記熱可塑性樹脂製レンズは、第１レンズ部と、前記第１レンズ部に対し１２０〜１８０°の折れ角をなすように屈曲レンズ部を介して前記第１レンズ部に連続する第２レンズ部と、を含んでおり、前記熱可塑性樹脂製部材は、前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部に当接する環状接合面を含んでおり、前記第１ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光が少なくとも前記第１レンズ部及び前記屈曲レンズ部を透過するとともに前記第１レンズ部裏面及び前記屈曲レンズ部裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記第１レンズ部及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第１接合ラインを形成するように、前記第１レンズ部に対向した状態で当該第１レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、前記第２ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光が少なくとも前記第２レンズ部及び前記屈曲レンズ部を透過するとともに前記第２レンズ部裏面及び前記屈曲レンズ部裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記第２レンズ部及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第２接合ラインを形成するように、前記第２レンズ部に対向した状態で当該第２レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、前記第１接合ライン及び前記第２接合ラインは、前記屈曲レンズ部においてオーバーラップしてオーバーラップ部分を構成しており、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面のうち、前記オーバーラップ部分に対応する領域であって前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域には、それ以外の領域と比べ、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光に対する導光率が低くなるように、レンズカット又は塗装が施されており、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光が、同時に、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査することを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、第１ガルバノスキャン光学系及び第２ガルバノスキャン光学系がそれぞれ、特定の姿勢で第１レンズ部及び第２レンズ部に対向して配置されているため、第１レンズ部に対する折れ角が１２０〜１８０°の熱可塑性樹脂製レンズと熱可塑性樹脂製部材とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能となる。
請求項２に記載の発明は、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着装置において、前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第１ガルバノスキャン光学系と、前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第２ガルバノスキャン光学系と、前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第３ガルバノスキャン光学系と、を備えており、前記熱可塑性樹脂製レンズは、第１レンズ部と、前記第１レンズ部に対し９０〜１２０°の折れ角をなすように屈曲レンズ部を介して前記第１レンズ部に連続する第２レンズ部と、を含んでおり、前記熱可塑性樹脂製部材は、前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部に当接する環状接合面を含んでおり、前記第１ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記第１レンズ部を透過するとともに前記第１レンズ部裏面に当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合し、第１接合ラインを形成するように、前記第１レンズ部に対向した状態で当該第１レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、前記第２ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記第２レンズ部を透過するとともに前記第２レンズ部裏面に当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合し、第２接合ラインを形成するように、前記第２レンズ部に対向した状態で当該第２レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、前記第３ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記屈曲レンズ部及びこれに隣接する第１レンズ部の一部及び第２レンズ部の一部を透過するとともに前記屈曲レンズ部裏面、前記第１レンズ部の一部の裏面及び前記第２レンズ部の一部の裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズ及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第３接合ラインを形成するように、前記屈曲レンズ部に対向した状態で当該屈曲レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、前記第１接合ライン及び前記第３接合ライン、並びに、前記第２接合ライン及び前記第３接合ラインは、前記屈曲レンズ部においてオーバーラップしてオーバーラップ部分を構成しており、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面のうち、前記オーバーラップ部分に対応する領域であって前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域、並びに、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域には、それ以外の領域と比べ、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光に対する導光率が低くなるように、レンズカット又は塗装が施されており、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光が、同時に、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査することを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、第１ガルバノスキャン光学系、第２ガルバノスキャン光学系及び第３ガルバノスキャン光学系がそれぞれ、特定の姿勢で第１レンズ部、第２レンズ部及び屈曲レンズ部に対向して配置されているため、第１レンズ部に対する折れ角が９０〜１２０°の熱可塑性樹脂製レンズと熱可塑性樹脂製部材とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、折れ角が大きい（例えば、１２０〜１８０°）熱可塑性樹脂製レンズと熱可塑性樹脂製部材とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能なレーザー溶着装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態であるレーザー溶着装置１０の概略構成図である。 （ａ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（突き当て前）、（ｂ）レンズ２０とハウジング３０の断面図（突き当て後）である。 溶着ラインＬＡ、ＬＢ及びオーバーラップ部分ＯＬを説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）オーバーラップ部分ＯＬにおける発泡等を防止するための構成例である。 本発明の一実施形態であるレーザー溶着装置１０（変形例）の概略構成図である。 溶着ラインＬＡ、ＬＢ、ＬＣ及びオーバーラップ部分ＯＬを説明するための図である。 熱可塑性樹脂製レンズ２２０の折れ角φが大きいと（例えば、１２０〜１８０°）、ガルバノスキャン光学系２１０からのレーザー光の熱可塑性樹脂製レンズ２２０に対する入射角との関係で、ガルバノスキャン光学系２１０からのレーザー光が熱可塑性樹脂製レンズ２２０に入射しないことを説明するための図である。
以下、本発明の一実施形態であるレーザー溶着装置について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のレーザー溶着装置１０は、レンズ２０とこのレンズ２０に組み合わされて車両用灯具（例えば、車両後部の左右両側にそれぞれ配置されるリアコンビネーションランプ）を構成するハウジング３０とをレーザー溶着するための装置であり、図１に示すように、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａ、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂ等を備えている。
レンズ２０は、レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズである。レンズ２０は、第１レンズ部２１と、第１レンズ部２１に対し１２０〜１８０°の折れ角φをなすように屈曲レンズ部２２を介して第１レンズ部２１に連続する第２レンズ部２３と、を含んでいる。なお、折れ角φとは、灯具の意匠面（レンズ２０表面）の曲げ角（車両のボディラインの曲げ角）を意味する。
図２（ａ）に示すように、レンズ２０裏面の外周部には、先端に環状接合面２４ａを含む環状リブ２４が形成されている。
ハウジング３０は、レーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材である。図２（ａ）に示すように、ハウジング３０は、レンズ２０裏面の外周部（環状接合面２４ａ）が当接する環状接合面３１を含んでいる。
レンズ２０とハウジング３０とは加圧され、レンズ２０（環状接合面２４ａ）とハウジング３０（環状接合面３１）とがその全周にわたり互いに当接（密着）した状態で保持されている。例えば、レンズ２０とハウジング３０とは、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ハウジング３０（環状接合面３１）を図示しない機構を用いてレンズ２０に対し突き上げ、表面の外周部に透明押さえ部６０が当接したレンズ２０の裏面（環状接合面２４）にハウジング３０（環状接合面３１）を突き当てることで、互いに当接（密着）した状態で保持される。
第１ガルバノスキャン光学系４０Ａ及び第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂはいずれも同一の構成であり、公知のフレーム等（図示せず）に固定されている。第１ガルバノスキャン光学系４０Ａ及び第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂとしては、例えば、レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラー等（図示せず）を含むガルバノスキャンヘッドを用いることが可能である。
第１ガルバノスキャン光学系４０Ａは、そのレーザー光ＲａｙＡがレンズ２０表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＡの第１レンズ部２１及び屈曲レンズ部２２に対する入射角θが臨界角（例えば６０°）よりも小さくなるように、第１レンズ部２１に対向して配置されている（図１参照）。
すなわち、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａは、そのレーザー光ＲａｙＡがレンズ２０表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＡが少なくとも第１レンズ部２１及び屈曲レンズ部２２を透過するとともに第１レンズ部２１裏面及び屈曲レンズ部２２裏面それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、当該ハウジング３０（環状接合面３１）とこれに当接した第１レンズ部２１及び屈曲レンズ部２２とを溶融して接合するように、第１レンズ部２１に対向して配置されている。
第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂは、そのレーザー光ＲａｙＢがレンズ２０表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＢの第２レンズ部２３及び屈曲レンズ部２２に対する入射角θが臨界角（例えば６０°）よりも小さくなるように、第２レンズ部２１に対向して配置されている（図１参照）。
すなわち、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂは、そのレーザー光ＲａｙＢがレンズ２０表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＢが少なくとも第２レンズ部２３及び屈曲レンズ部２２を透過するとともに第２レンズ部２３裏面及び屈曲レンズ部２２裏面それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、当該ハウジング３０（環状接合面）とこれに当接した第２レンズ部２３及び屈曲レンズ部２２とを溶融して接合するように、第２レンズ部２３に対向して配置されている。
上記構成のレーザー溶着装置１０によれば、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａからのレーザー光ＲａｙＡは、レンズ２０表面の外周部全周を走査し、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＡが少なくとも第１レンズ部２１及び屈曲レンズ部２２を透過するとともに第１レンズ部２１裏面及び屈曲レンズ部２２裏面それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、当該ハウジング３０（環状接合面３１）とこれに当接した第１レンズ部２１及び屈曲レンズ部２２とを溶融して接合する。図３中、ＬＡは、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａからのレーザー光ＲａｙＡにより形成された接合ラインを示している。
一方、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂからのレーザー光ＲａｙＢは、レンズ２０表面の外周部全周を走査し、かつ、その全周走査されるレーザー光ＲａｙＢが少なくとも第２レンズ部２３及び屈曲レンズ部２２を透過するとともに第２レンズ部２３裏面及び屈曲レンズ部２２裏面それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、当該ハウジング３０（環状接合面３１）とこれに当接した第２レンズ部２３及び屈曲レンズ部２２とを溶融して接合する。図３中、ＬＢは、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂからのレーザー光ＲａｙＢにより形成された接合ラインを示している。
以上のように、二つのガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂを上記の特定の姿勢（図１参照）で配置することにより、ガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂからのレーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢのレンズ２０に対する入射角θ＜臨界角（例えば６０°）に収めることが可能となるため、第１レンズ部２１に対する折れ角φが１２０〜１８０°のレンズ２０とハウジング３０とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能となる。
上記構成のレーザー溶着装置１０においては、図３に示すように、接合ラインＬＡと接合ラインＬＢとが、屈曲レンズ部２２近傍においてオーバーラップする。このオーバーラップ部分ＯＬにおいては、単純に２倍のエネルギーが照射されるため、発泡等を生じ、外観見栄えに影響を及ぼす恐れがある。
これを防止するために、例えば、図４（ａ）に示すように、レンズ２０表面のうちオーバーラップ部分ＯＬに対応する領域（レーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢがオーバーラップして入射する領域）に、ハウジング３０（環状接合面３１）を照射するレーザー光を半減させる目的で、レーザー光に対する導光率が５０％のレンズカット２５（例えばローレット）を施してもよい。
あるいは、図４（ｂ）に示すように、レンズ２０裏面のうちハウジング３０（環状接合面３１）が当接する領域（レーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢがオーバーラップして入射する領域）に、ハウジング３０（環状接合面３１）を照射するレーザー光を半減させる目的で、レーザー光に対する導光率が５０％のシボ加工２６を施してもよい。
あるいは、図３（ｃ）に示すように、レンズ２０表面のうちオーバーラップ部分ＯＬに対応する領域（レーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢがオーバーラップして入射する領域）に、ハウジング３０（環状接合面３１）を照射するレーザー光を半減させる目的で、レーザー光に対する導光率が５０％の塗装２７を施してもよい。
あるいは、オーバーラップ部分ＯＬにおいてレーザー光ＲａｙＡ、レーザー光ＲａｙＢの出力が半減するように、各光学系４０Ａ、４０Ｂを制御してもよい。
このようにすれば、オーバーラップ部分ＯＬにおける接合ラインＬＡと接合ラインＬＢに対するエネルギーがそれぞれ０．５倍で、合計１倍のエネルギーとなるため、オーバーラップ部分ＯＬにおける発泡等を防止することが可能となる。
次に、変形例について説明する。
図５に示すように、第１レンズ部２１に対する第２レンズ部２３の折れ角φが９０〜１２０°である場合には、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａ、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂだけでは、レンズ２０とハウジング３０とを外周部全周にわたりレーザー溶着することができない（図６参照）。すなわち、第１レンズ部２１に対する第２レンズ部２３の折れ角φが１２０〜１８０°である場合には、第１ガルバノスキャン光学系４０Ａ、第２ガルバノスキャン光学系４０Ｂからのレーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢは、レンズ２０表面の外周部全周を走査できないため、図６に示すように、溶着ラインＬＡ、ＬＢが形成されない部分ができる。
本変形例では、この溶着ラインＬＡ、ＬＢが形成されない部分を補うために、さらに、第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃが追加されている（図５参照）。
第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃは、第１及び第２ガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂと同一の構成であり、これら光学系４０Ａ、４０Ｂとともに公知のフレーム等（図示せず）に固定されている。
第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃは、そのレーザー光ＲａｙＣの屈曲レンズ部２２及びこれに隣接する第１レンズ部２１の一部及び第２レンズ部の一部に対する入射角θが臨界角（例えば６０°）よりも小さくなるように、屈曲レンズ部２２に対向して配置されている（図５参照）。
すなわち、第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃは、そのレーザー光ＲａｙＣが少なくとも屈曲レンズ部２２及びこれに隣接する第１レンズ部２１の一部及び第２レンズ部の一部を透過するとともに屈曲レンズ部２２裏面、第１レンズ部２１の一部の裏面及び第２レンズ部２３の一部の裏面それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、両者を溶融して接合するように、屈曲レンズ部２２に対向して配置されている（図５参照）。
上記変形例のレーザー溶着装置１０によれば、第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃからのレーザー光ＲａｙＣは、少なくとも屈曲レンズ部２２及びこれに隣接する第１レンズ部２１の一部及び第２レンズ部の一部を透過するとともに屈曲レンズ部２２裏面とこれに隣接する第１レンズ部２１の一部及び第２レンズ部の一部それぞれに当接したハウジング３０（環状接合面３１）を照射し、両者を溶融して接合する。図６中、ＬＣは、第３ガルバノスキャン光学系４０Ｃからのレーザー光ＲａｙＣにより形成された接合ラインを示している。
以上のように、三つのガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを上記の特定の姿勢で配置することにより、ガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃからのレーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢ、ＲａｙＣのレンズ２０に対する入射角θ＜臨界角（例えば６０°）に収めることが可能となるため、第１レンズ部２１に対する第２レンズ部２３の折れ角φが９０〜１２０°のレンズ２０とハウジング３０とをその外周部全周にわたり、同時にレーザー溶着することが可能となる。
なお、レンズ２０表面のうちオーバーラップ部分ＯＬに対応する領域（レーザー光ＲａｙＡ、ＲａｙＢとＲａｙＣとがオーバーラップして入射する領域。図６参照）に、ハウジング３０（環状接合面３１）を照射するレーザー光を半減させる目的で、レーザー光に対する導光率が５０％のレンズカット（例えばローレット）等を施してもよいのは、上記実施形態と同様である。
上記変形例では、三つのガルバノスキャン光学系４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、四つ又はそれ以上のガルバノスキャン光学系を用いることも可能である。
また、上記実施形態では、熱可塑性樹脂製部材がハウジング３０の例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱可塑性樹脂製部材はリフレクタ等の車両用灯具構成部材、その他電子部品の小物部品等であってもよい。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
１０…レーザー溶着装置、２０…レンズ、２１…第１レンズ部、２２…屈曲レンズ部、２３…第２レンズ部、３０…ハウジング、３１…環状接合面、４０Ａ〜４０Ｃ…ガルバノスキャン光学系

Claims (2)

  1. レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着装置において、
    前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第１ガルバノスキャン光学系と、
    前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第２ガルバノスキャン光学系と、
    を備えており、
    前記熱可塑性樹脂製レンズは、第１レンズ部と、前記第１レンズ部に対し１２０〜１８０°の折れ角をなすように屈曲レンズ部を介して前記第１レンズ部に連続する第２レンズ部と、を含んでおり、
    前記熱可塑性樹脂製部材は、前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部に当接する環状接合面を含んでおり、
    前記第１ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光が少なくとも前記第１レンズ部及び前記屈曲レンズ部を透過するとともに前記第１レンズ部裏面及び前記屈曲レンズ部裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記第１レンズ部及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第１接合ラインを形成するように、前記第１レンズ部に対向した状態で当該第１レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、
    前記第２ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査するように、かつ、その全周走査されるレーザー光が少なくとも前記第２レンズ部及び前記屈曲レンズ部を透過するとともに前記第２レンズ部裏面及び前記屈曲レンズ部裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記第２レンズ部及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第２接合ラインを形成するように、前記第２レンズ部に対向した状態で当該第２レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、
    前記第１接合ライン及び前記第２接合ラインは、前記屈曲レンズ部においてオーバーラップしてオーバーラップ部分を構成しており、
    前記熱可塑性樹脂製レンズ表面のうち、前記オーバーラップ部分に対応する領域であって前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域には、それ以外の領域と比べ、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光に対する導光率が低くなるように、レンズカット又は塗装が施されており、
    前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光が、同時に、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査することを特徴とするレーザー溶着装置。
  2. レーザー光に対し透過性を有する熱可塑性樹脂製レンズとレーザー光に対し吸収性を有する熱可塑性樹脂製部材とをレーザー溶着するレーザー溶着装置において、
    前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第１ガルバノスキャン光学系と、
    前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第２ガルバノスキャン光学系と、
    前記レーザー溶着に用いられるレーザー光を走査するガルバノミラーを含む第３ガルバノスキャン光学系と、
    を備えており、
    前記熱可塑性樹脂製レンズは、第１レンズ部と、前記第１レンズ部に対し９０〜１２０°の折れ角をなすように屈曲レンズ部を介して前記第１レンズ部に連続する第２レンズ部と、を含んでおり、
    前記熱可塑性樹脂製部材は、前記熱可塑性樹脂製レンズ裏面の外周部に当接する環状接合面を含んでおり、
    前記第１ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記第１レンズ部を透過するとともに前記第１レンズ部裏面に当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合し、第１接合ラインを形成するように、前記第１レンズ部に対向した状態で当該第１レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、
    前記第２ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記第２レンズ部を透過するとともに前記第２レンズ部裏面に当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズとを溶融して接合し、第２接合ラインを形成するように、前記第２レンズ部に対向した状態で当該第２レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、
    前記第３ガルバノスキャン光学系は、そのレーザー光が少なくとも前記屈曲レンズ部及びこれに隣接する第１レンズ部の一部及び第２レンズ部の一部を透過するとともに前記屈曲レンズ部裏面、前記第１レンズ部の一部の裏面及び前記第２レンズ部の一部の裏面それぞれに当接した前記環状接合面を照射し、当該環状接合面とこれに当接した前記熱可塑性樹脂製レンズ及び前記屈曲レンズ部とを溶融して接合し、第３接合ラインを形成するように、前記屈曲レンズ部に対向した状態で当該屈曲レンズ部から離間した位置に固定して配置されており、
    前記第１接合ライン及び前記第３接合ライン、並びに、前記第２接合ライン及び前記第３接合ラインは、前記屈曲レンズ部においてオーバーラップしてオーバーラップ部分を構成しており、
    前記熱可塑性樹脂製レンズ表面のうち、前記オーバーラップ部分に対応する領域であって前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域、並びに、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光がオーバーラップして入射する領域には、それ以外の領域と比べ、前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光に対する導光率が低くなるように、レンズカット又は塗装が施されており、
    前記第１ガルバノスキャン光学系からのレーザー光、前記第２ガルバノスキャン光学系からのレーザー光及び前記第３ガルバノスキャン光学系からのレーザー光が、同時に、前記熱可塑性樹脂製レンズ表面の外周部全周を走査することを特徴とするレーザー溶着装置。
JP2010131402A 2010-06-08 2010-06-08 レーザー溶着装置 Active JP5610138B2 (ja)

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