JP2005313475A - 樹脂加工方法および樹脂加工装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる樹脂加工方法および樹脂加工装置を提供する。
【解決手段】 波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。波長λ１のレーザ光Ｌ１を樹脂５０に照射して樹脂５０の温度を上昇させ、波長λ２のレーザ光Ｌ２を樹脂５０に照射して樹脂５０を硬化させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法よび装置に関するものである。
レーザ光を照射して該樹脂を加工する技術として特許文献１〜４に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された樹脂加工技術は、レーザ光波長において透過率が高い樹脂を加工するために、樹脂に金属材料を押し付けて、この金属材料にレーザ光を照射して金属材料の温度を上昇させることで、樹脂を加工する。
特開平１０−２３５４８９号公報
特許文献１に開示された樹脂加工技術は、加工を行うに際して適切な金属材料を選択し該金属材料を樹脂に押し付けてレーザ光を照射する必要があることから、加工作業の際の手間が増え、フレキシブルな加工をすることができない。
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる樹脂加工方法および樹脂加工装置を提供することを目的とする。
本発明に係る樹脂加工方法は、各々の中心波長が互いに波長幅以上異なる複数の波長のレーザ光を照射して樹脂を加工することを特徴とする。或いは、本発明に係る樹脂加工方法は、各々の中心波長が互いに１００ｎｍ以上異なる複数の波長のレーザ光を照射して樹脂を加工することを特徴とする。複数の波長として、例えば、波長範囲８００ｎｍ〜１１００ｎｍ内の何れかの波長と、波長５００ｎｍ以下の何れかの波長とが含まれる。このように、本発明に係る樹脂加工方法では、複数の波長のレーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工することにより、フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる。ここで、樹脂の加工とは、硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかである。また、加工対象の樹脂として１または２以上のものが含まれる。以下では、この樹脂の加工として硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかを行う場合を、幾つかに分けて記す。
本発明に係る樹脂加工方法は、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長のレーザ光によって樹脂の温度を上昇させ、第２波長のレーザ光を樹脂に照射して樹脂を硬化させるのが好適である。ここで、第２波長が５００ｎｍ以下であるのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長のレーザ光によって樹脂の温度を上昇させ、第２波長のレーザ光を樹脂に照射して樹脂の分子結合を切断するのが好適である。ここで、第２波長が５００ｎｍ以下であるのが好適である。樹脂の分子結合切断は、温度が高いほど促進されるため、この方法であれば、第２波長における樹脂の透過率が１５％以上でも加工を行うことができる。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第２波長において第１樹脂の透過率より第２樹脂の透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射するとともに、第２波長のレーザ光を第２樹脂を透過させて第１樹脂に照射して、第１樹脂と第２樹脂とを溶着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂がこの順に配置され、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第２波長において第３樹脂の透過率より第１樹脂および第２樹脂それぞれの透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第１樹脂および第２樹脂を透過させて第３樹脂に照射して第２樹脂と第３樹脂とを溶着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、第３樹脂，第１樹脂および第２樹脂がこの順に配置され、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第３樹脂に照射して第３樹脂を硬化させるのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、第４樹脂，第３樹脂，第１樹脂および第２樹脂がこの順に配置され、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂，第３樹脂および第４樹脂それぞれの透過率が大きく、第２波長において第４樹脂の透過率が１５％以上であり、第１波長のレーザ光を第１樹脂，第３樹脂および第４樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第４樹脂を透過させて第３樹脂に照射して第３樹脂により第１樹脂と第４樹脂とを接着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第１樹脂に照射して第１樹脂を掘削、切断または穿孔するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長および第２波長それぞれにおいて第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第２樹脂を予加熱し、第２波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第２樹脂を本加熱して、第１樹脂と第２樹脂とを溶着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長のレーザ光によって樹脂を予加熱し、第２波長のレーザ光によって樹脂を本加熱するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂がこの順に配置され、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第２樹脂の透過率より第１樹脂の透過率が大きく、第２波長において第２樹脂の透過率より第３樹脂の透過率が大きく、第１波長のレーザ光を第１樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第３樹脂を透過させて第２樹脂に照射して第２樹脂と第３樹脂とを溶着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、第４樹脂，第３樹脂，第１樹脂および第２樹脂がこの順に配置され、複数の波長として第１波長および第２波長を含み、第１波長において第１樹脂の透過率より第２樹脂の透過率が大きく、第２波長において第４樹脂の透過率が１５％以上であり、第１波長のレーザ光を第２樹脂を透過させて第１樹脂に照射して第１樹脂と第２樹脂とを溶着するとともに、第２波長のレーザ光を第４樹脂を透過させて第３樹脂に照射して第３樹脂により第１樹脂と第４樹脂とを接着するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、複数の波長のレーザ光をバンドルファイバにより導光して樹脂に照射するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工方法は、複数の波長のレーザ光のうちの少なくとも２波長のレーザ光を一定時間に亘り同時に樹脂に照射するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工装置は、各々の中心波長が互いに波長幅以上異なる複数の波長のレーザ光を出力し、これら複数の波長のレーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工することを特徴とする。或いは、本発明に係る樹脂加工装置は、各々の中心波長が互いに１００ｎｍ以上異なる複数の波長のレーザ光を出力し、これら複数の波長のレーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工することを特徴とする。複数の波長として、例えば、波長範囲８００ｎｍ〜１１００ｎｍ内の何れかの波長と、波長５００ｎｍ以下の何れかの波長とが含まれる。このように、本発明に係る樹脂加工装置では、複数の波長のレーザ光が出力されて樹脂に照射されることで該樹脂が加工されるので、フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる。ここで、樹脂の加工とは、硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかである。
本発明に係る樹脂加工装置は、複数の波長のレーザ光をバンドルファイバにより導光して樹脂に照射するのが好適である。
本発明に係る樹脂加工装置は、複数の波長のレーザ光のうちの少なくとも２波長のレーザ光を一定時間に亘り同時に樹脂に照射するのが好適である。
本発明によれば、フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１は、本実施形態に係る樹脂加工装置１の構成図である。この図に示される樹脂加工装置１は、光源１１，１２、レンズ２１，２２、バンドルファイバ３０およびレンズ４０を備え、樹脂５０を加工するものである。
光源１１は中心波長λ１のレーザ光Ｌ１を出力し、光源１２は中心波長λ２のレーザ光Ｌ２を出力する。中心波長λ１と中心波長λ２とは互いに異なる。光源１１から出力されるレーザ光Ｌ１の波長幅（半値全幅）をＷ１とし、光源１２から出力されるレーザ光Ｌ２の波長幅（半値全幅）をＷ２とすると、中心波長λ１と中心波長λ２とは互いに「Ｗ１＋Ｗ２」以上異なる。或いは、中心波長λ１と中心波長λ２とは互いに１００ｎｍ以上異なる。光源１１，１２それぞれは好適には半導体レーザ光源である。
バンドルファイバ３０は、複数本の光ファイバが束ねられたものであり、光源１１，１２から出力されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２を第１端面に入力して導光し第２端面から出力する。バンドルファイバ３０の第１端面と光源１１，１２との間にはレンズ２１，２２が挿入されている。レンズ２１は、光源１１から出力された波長λ１のレーザ光を集光してバンドルファイバ３０の第１端面に入射させる。レンズ２２は、光源１２から出力された波長λ２のレーザ光を集光してバンドルファイバ３０の第１端面に入射させる。バンドルファイバ３０の第２端面の側にはレンズ４０が設けられている。このレンズ４０は、バンドルファイバ３０の第２端面から出射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２を集光して樹脂５０に照射させる。
次に、本実施形態に係る樹脂加工装置１の動作を説明するとともに、本実施形態に係る樹脂加工方法について説明する。光源１１から出力された波長λ１のレーザ光Ｌ１は、レンズ２１により集光されてバンドルファイバ３０の第１端面に入射する。光源１２から出力された波長λ２のレーザ光Ｌ２は、レンズ２２により集光されてバンドルファイバ３０の第１端面に入射する。バンドルファイバ３０の第１端面に入射したレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、バンドルファイバ３０により導光されて第２端面から出力され、レンズ４０により集光されて樹脂５０に照射される。このとき、２波長のレーザ光は、互いに異なる時間に樹脂５０に照射されてもいいが、一定時間に亘り同時に樹脂５０に照射されるのが好適である。
このようにして、樹脂５０は、複数の波長のレーザ光が照射されることで加工される。複数の波長のレーザ光を樹脂５０に照射して樹脂５０を加工することにより、フレキシブルな樹脂加工を容易に行うことができる。ここで、樹脂５０の加工とは、硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかである。また、加工対象の樹脂５０として、１または２以上のものが含まれる。樹脂へのレーザ光の照射に際しては、本実施形態のようにバンドルファイバ３０を用いることでレーザ光照射が容易となるが、必ずしもバンドルファイバを用いる必要はなく、適当な光学系を経てレーザ光を樹脂に照射させてもよい。
以下では、樹脂加工として硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかを行う実施形態について説明する。
（樹脂加工方法の第１実施形態）
図２は、第１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第１実施形態に係る樹脂加工方法は、基材６０の上の樹脂５０を硬化させるものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。波長λ１のレーザ光Ｌ１を樹脂５０に照射して樹脂５０の温度を上昇させ、波長λ２のレーザ光Ｌ２を樹脂５０に照射して樹脂５０を硬化させる。レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、樹脂５０の全体に照射される。なお、レーザ光Ｌ１によって基材６０の温度を上昇させ、間接的に樹脂５０を加熱してもよい。
レーザ光Ｌ１は、樹脂５０または基材６０の温度を上昇させるためのものであり、例えば波長λ１が波長範囲８００ｎｍ〜１１００ｎｍ内の何れかの波長である。レーザ光Ｌ２は、樹脂５０を硬化させるためのものであり、例えば波長λ２が波長５００ｎｍ以下の何れかの波長である。このように、レーザ光Ｌ１の照射により樹脂５０の温度を上昇させることにより、レーザ光Ｌ２の照射による樹脂５０の硬化反応が促進されるので、短時間に硬化を終了させることができて、樹脂劣化を低減することができる。
（樹脂加工方法の第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第２実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５０を穿孔、掘削または切断するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。波長λ１のレーザ光Ｌ１を樹脂５０に照射して樹脂５０の温度を上昇させ、波長λ２のレーザ光Ｌ２を樹脂５０に照射して樹脂５０の分子結合を切断する。
レーザ光Ｌ１は樹脂５０の全体に照射される。一方、レーザ光Ｌ２は、樹脂５０のうちの加工位置（または加工領域）に選択的に照射され、微小ビーム径とされて樹脂５０への照射位置が走査されてもよいし、加工領域形状と同一のビーム形状とされて樹脂５０に照射されてもよい。
レーザ光Ｌ１は、樹脂５０の温度を上昇させためのものであり、例えば波長λ１が波長範囲８００ｎｍ〜１１００ｎｍ内の何れかの波長である。レーザ光Ｌ２は、樹脂５０を穿孔、掘削または切断するためのものであり、例えば波長λ２が波長５００ｎｍ以下の何れかの波長である。
このように、レーザ光Ｌ１の照射により樹脂５０の温度を上昇させることにより、レーザ光Ｌ２の照射による樹脂５０の分子結合切断が促進されるので、短時間に加工を終了させることができて、樹脂劣化を低減することができるとともに、加工エッジを鋭くすることができる。
また、波長λ２における樹脂５０の透過率が１５％以上である場合にも、温度上昇による分子結合切断促進効果により、最適な加工を行うことができる。
（樹脂加工方法の第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第３実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射される。また、波長λ２において樹脂５１の透過率より樹脂５２の透過率が大きく、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５２を透過して樹脂５１に照射される。波長λ１における樹脂５１の透過率は１５％以上であるのが好適であり、波長λ２における樹脂５２の透過率は１５％以上であるのが好適である。レーザ光Ｌ１，Ｌ２は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着すべき領域の全体に照射される。
このように、レーザ光Ｌ１が樹脂５２により吸収されるとともに、レーザ光Ｌ２が樹脂５１により吸収されることで、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成されて、樹脂５１と樹脂５２とが溶着されるので、均一な溶着が可能である。
（樹脂加工方法の第４実施形態）
図５は、第４実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第４実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５２と樹脂５３とを溶着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。樹脂５１，樹脂５２および樹脂５３は、この順に配置されている。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２において樹脂５３の透過率より樹脂５１および樹脂５２それぞれの透過率が大きく、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５１および樹脂５２を透過して樹脂５３に照射されて、樹脂５２と樹脂５３とが溶着される。
このように、レーザ光Ｌ１が樹脂５２により吸収されることで、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａ１が形成されて、樹脂５１と樹脂５２とが溶着され、これと同時に、レーザ光Ｌ２が樹脂５３により吸収されることで、樹脂５２と樹脂５３との間に溶着層Ａ２が形成されて、樹脂５２と樹脂５３とが溶着される。
（樹脂加工方法の第５実施形態）
図６は、第５実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第５実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５３を硬化させるものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。樹脂５３，樹脂５１および樹脂５２がこの順に配置されている。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成され、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５３に照射されて、樹脂５３は硬化する。このように溶着と硬化とが同時に行われる。
（樹脂加工方法の第６実施形態）
図７は、第６実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第６実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５１と樹脂５４とを接着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。樹脂５４，樹脂５３，樹脂５１および樹脂５２がこの順に配置されている。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１，樹脂５３および樹脂５４それぞれの透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５４，樹脂５３および樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成され、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２において樹脂５４の透過率が１５％以上であり、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５４を透過して樹脂５３に照射されて、樹脂５３により樹脂５１と樹脂５４とが接着される。このように溶着と接着とが同時に行われる。
（樹脂加工方法の第７実施形態）
図８は、第７実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第７実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５１を掘削、切断または穿孔するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過し樹脂５２に照射されて、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成され、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５１に照射されて、樹脂５１は掘削、切断または穿孔される。
レーザ光Ｌ２は、樹脂５１のうちの加工位置（または加工領域）に選択的に照射され、微小ビーム径とされて樹脂５１への照射位置が走査されてもよいし、加工領域形状と同一のビーム形状とされて樹脂５１に照射されてもよい。
このように溶着と掘削等とが同時に行われる。
（樹脂加工方法の第８実施形態）
図９は、第８実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第８実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。
波長λ１および波長λ２それぞれにおいて樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きい。波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５２は予加熱される。また、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５２は本加熱される。これにより、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成され、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。
（樹脂加工方法の第９実施形態）
図１０は、第９実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第９実施形態に係る樹脂加工方法は、基材６０の上の樹脂５０を加熱するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。または、基材６０を加熱し、樹脂５０を間接的に加熱する。波長λ１のレーザ光Ｌ１によって樹脂５０は予加熱され、また、波長λ２のレーザ光Ｌ２によって樹脂５０は本加熱される。このように予加熱と本加熱とを同時に行うことができるので、加熱時間の短縮が可能となり、樹脂劣化を低減することができる。
（樹脂加工方法の第１０実施形態）
図１１は、第１０実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第１０実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５２と樹脂５３とを溶着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。樹脂５１，樹脂５２および樹脂５３は、この順に配置されている。
波長λ１において樹脂５２の透過率より樹脂５１の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５１を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２において樹脂５２の透過率より樹脂５３の透過率が大きく、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５３を透過して樹脂５２に照射されて、樹脂５２と樹脂５３とが溶着される。
このように、レーザ光Ｌ１が樹脂５２により吸収されることで、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａ１が形成されて、樹脂５１と樹脂５２とが溶着され、これと同時に、レーザ光Ｌ２が樹脂５２により吸収されることで、樹脂５２と樹脂５３との間に溶着層Ａ２が形成されて、樹脂５２と樹脂５３とが溶着される。
（樹脂加工方法の第１１実施形態）
図１２は、第１１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第１１実施形態に係る樹脂加工方法は、樹脂５１と樹脂５２とを溶着するとともに、樹脂５１と樹脂５４とを接着するものであって、波長λ１のレーザ光Ｌ１および波長λ２のレーザ光Ｌ２を用いる。樹脂５４，樹脂５３，樹脂５１および樹脂５２がこの順に配置されている。
波長λ１において樹脂５１の透過率より樹脂５２の透過率が大きく、波長λ１のレーザ光Ｌ１は樹脂５２を透過して樹脂５１に照射されて、樹脂５１と樹脂５２との間に溶着層Ａが形成され、樹脂５１と樹脂５２とが溶着される。また、波長λ２において樹脂５４の透過率が１５％以上であり、波長λ２のレーザ光Ｌ２は樹脂５４を透過して樹脂５３に照射されて、樹脂５３により樹脂５１と樹脂５４とが接着される。このように溶着と接着とが同時に行われる。
本実施形態に係る樹脂加工装置１の構成図である。 第１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第２実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第３実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第４実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第５実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第６実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第７実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第８実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第９実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第１０実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第１１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。
符号の説明
１…樹脂加工装置、１１，１２…光源、２１，２２…レンズ、３０…バンドルファイバ、４０…レンズ、５０〜５４…樹脂。

Claims (22)

  1. 各々の中心波長が互いに波長幅以上異なる複数の波長のレーザ光を照射して樹脂を加工することを特徴とする樹脂加工方法。
  2. 各々の中心波長が互いに１００ｎｍ以上異なる複数の波長のレーザ光を照射して樹脂を加工することを特徴とする樹脂加工方法。
  3. 前記樹脂の加工が、硬化、加熱、溶着、穿孔、掘削および切断の何れかであることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂加工方法。
  4. 前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長のレーザ光によって前記樹脂の温度を上昇させ、前記第２波長のレーザ光を前記樹脂に照射して前記樹脂を硬化させる、ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  5. 前記第２波長が５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の樹脂加工方法。
  6. 前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長のレーザ光によって前記樹脂の温度を上昇させ、前記第２波長のレーザ光を前記樹脂に照射して前記樹脂の分子結合を切断する、ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  7. 前記第２波長が５００ｎｍ以下であり、前記第２波長における前記樹脂の透過率が１５％以上である、ことを特徴とする請求項６記載の樹脂加工方法。
  8. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、前記第２波長において前記第１樹脂の透過率より前記第２樹脂の透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射するとともに、前記第２波長のレーザ光を前記第２樹脂を透過させて前記第１樹脂に照射して、前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  9. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、前記第１樹脂，前記第２樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置され、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、前記第２波長において前記第３樹脂の透過率より前記第１樹脂および前記第２樹脂それぞれの透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第１樹脂および前記第２樹脂を透過させて前記第３樹脂に照射して前記第２樹脂と前記第３樹脂とを溶着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  10. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、前記第３樹脂，前記第１樹脂および前記第２樹脂がこの順に配置され、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第３樹脂に照射して前記第３樹脂を硬化させる、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  11. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、前記第４樹脂，前記第３樹脂，前記第１樹脂および前記第２樹脂がこの順に配置され、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂，前記第３樹脂および前記第４樹脂それぞれの透過率が大きく、前記第２波長において前記第４樹脂の透過率が１５％以上であり、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂，前記第３樹脂および前記第４樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第４樹脂を透過させて前記第３樹脂に照射して前記第３樹脂により前記第１樹脂と前記第４樹脂とを接着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  12. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第１樹脂に照射して前記第１樹脂を掘削、切断または穿孔する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  13. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂および第２樹脂を含み、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長および前記第２波長それぞれにおいて前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第２樹脂を予加熱し、前記第２波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第２樹脂を本加熱して、前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  14. 前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長のレーザ光によって前記樹脂を予加熱し、前記第２波長のレーザ光によって前記樹脂を本加熱する、ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  15. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、前記第１樹脂，前記第２樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置され、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第２樹脂の透過率より前記第１樹脂の透過率が大きく、前記第２波長において前記第２樹脂の透過率より前記第３樹脂の透過率が大きく、
    前記第１波長のレーザ光を前記第１樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第３樹脂を透過させて前記第２樹脂に照射して前記第２樹脂と前記第３樹脂とを溶着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  16. 加工対象の前記樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、前記第４樹脂，前記第３樹脂，前記第１樹脂および前記第２樹脂がこの順に配置され、前記複数の波長として第１波長および第２波長を含み、前記第１波長において前記第１樹脂の透過率より前記第２樹脂の透過率が大きく、前記第２波長において前記第４樹脂の透過率が１５％以上であり、
    前記第１波長のレーザ光を前記第２樹脂を透過させて前記第１樹脂に照射して前記第１樹脂と前記第２樹脂とを溶着するとともに、
    前記第２波長のレーザ光を前記第４樹脂を透過させて前記第３樹脂に照射して前記第３樹脂により前記第１樹脂と前記第４樹脂とを接着する、
    ことを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  17. 前記複数の波長のレーザ光をバンドルファイバにより導光して前記樹脂に照射することを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  18. 前記複数の波長のレーザ光のうちの少なくとも２波長のレーザ光を一定時間に亘り同時に前記樹脂に照射することを特徴とする請求項３記載の樹脂加工方法。
  19. 各々の中心波長が互いに波長幅以上異なる複数の波長のレーザ光を出力し、これら複数の波長のレーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工することを特徴とする樹脂加工装置。
  20. 各々の中心波長が互いに１００ｎｍ以上異なる複数の波長のレーザ光を出力し、これら複数の波長のレーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工することを特徴とする樹脂加工装置。
  21. 前記複数の波長のレーザ光をバンドルファイバにより導光して前記樹脂に照射することを特徴とする請求項１９または２０に記載の樹脂加工装置。
  22. 前記複数の波長のレーザ光のうちの少なくとも２波長のレーザ光を一定時間に亘り同時に前記樹脂に照射することを特徴とする請求項１９または２０に記載の樹脂加工装置。
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