JP2015077779A

JP2015077779A - 樹脂溶着体の製造方法および製造装置

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Publication number: JP2015077779A
Application number: JP2014088648A
Authority: JP
Inventors: 航川岸; Ko Kawagishi; 熊澤　真治; Shinji Kumazawa; 真治熊澤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: US9738063B2; DE102014218269A1; US20150075700A1; JP6242739B2

Abstract

【課題】溶着状態が良好な樹脂溶着体を製造することのできる技術を提供する。【解決手段】樹脂溶着体を製造する方法は、（ａ）第１と第２の樹脂部材を接触させる工程と、（ｂ）レーザー光を第１及び第２の樹脂部材に対して相対的に移動させながら照射する工程と、（ｃ１）赤外光の強度に対応する値を、表面の複数の箇所から取得する工程と、（ｄ）表面の複数の箇所から取得された赤外光の強度に対応する値のうち連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として順次算出する工程と、（ｅ）赤外光の強度に対応する値の区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値を順次算出する工程と、（ｆ）逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを順次判定するとともに、逸脱判定値が判定閾値の範囲に含まれている場合には、溶着状態は良好であると判定する工程とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂溶着体の製造に関する。

従来、樹脂部材をレーザー溶着によって接合する場合において、その溶着状態の良否を判定する技術が知られている。溶着状態の良否の判定に関する技術としては、例えば、下記の特許文献に開示されたものが知られている。

特開２００４−１７１２０号公報特開２００６−３４１５６３号公報

しかし、上記の特許文献に記載された技術では、樹脂部材の表面または樹脂部材の間に異物が存在した場合においては、溶着状態をどのように判定するのかについて、十分な検討及び工夫がなされていなかった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、樹脂溶着体を製造する方法が提供される。この樹脂溶着体を製造する方法は、レーザー光を透過させる第１の樹脂部材とレーザー光を吸収する第２の樹脂部材をレーザーで溶着することによって樹脂溶着体を製造する方法であって、（ａ）前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材とを接触または近接させる工程と；（ｂ）前記第１の樹脂部材側から、前記第２の樹脂部材の表面にレーザー光を照射する工程であって、前記レーザー光を前記第１及び第２の樹脂部材に対して相対的に移動させながら照射する工程と；（ｃ１）前記レーザー光が照射されたことで熱を持った前記表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する工程と；（ｄ）前記表面の複数の箇所から取得された前記赤外光の強度に対応する値のうち連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として順次算出する工程と；（ｅ）前記赤外光の強度に対応する値の前記区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値を順次算出する工程と；（ｆ）前記逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを順次判定するとともに、前記逸脱判定値が前記判定閾値の範囲に含まれている場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程とを備える。
第１の樹脂部材の表面に異物が存在する場合、または、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との間に異物が存在する場合には、第２の樹脂部材の表面から発せられる赤外光の強度に対応する値が、区間平均値から逸脱する。したがって、この形態によれば、異物の有無を検出することができるので、異物が存在していない場合に溶着状態が良好であると判定し、溶着状態が良好な樹脂溶着体を製造することができる。

（２）本発明の他の形態によれば、樹脂溶着体を製造する方法が提供される。この樹脂溶着体を製造する方法は、レーザー光を透過させる第１の樹脂部材とレーザー光を吸収する第２の樹脂部材をレーザーで溶着することによって樹脂溶着体を製造する方法であって、（ａ）前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材とを接触または近接させる工程と；（ｂ）前記第１の樹脂部材側から、前記第２の樹脂部材の表面にレーザー光を照射する工程であって、前記レーザー光を前記第１及び第２の樹脂部材に対して相対的に移動させながら照射する工程と；（ｃ１）前記レーザー光が照射されたことで熱を持った前記表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する工程と；（ｃ２）前記赤外光の強度に対応する値に基づいて、前記レーザー光が照射された前記表面における温度に関する値を算出する工程と；（ｃ３）前記温度に関する値が所定の温度閾値の範囲を逸脱しているか否かを判定するとともに、前記温度に関する値が前記所定の温度閾値の範囲を逸脱していない場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程と；（ｄ）前記工程（ｃ３）において良好と判断されなかった場合、前記表面の複数の箇所から取得された前記赤外光の強度に対応する値のうち連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として算出する工程と；（ｅ）前記赤外光の強度に対応する値の前記区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値を算出する工程と；（ｆ）前記逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを判定するとともに、前記逸脱判定値が前記所定の判定閾値の範囲に含まれている場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程と、を備える。
第１の樹脂部材の表面に異物が存在する場合、または、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との間に異物が存在する場合には、レーザー光が照射された表面における温度に関する値が、所定の温度閾値の範囲を逸脱する。したがって、この形態によれば、異物の有無を検出することができるので、異物が存在していない場合に溶着状態が良好であると判定し、溶着状態が良好な樹脂溶着体を製造することができる。

（３）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｃ１）は、波長の異なる２つの前記赤外光の強度に対応する値を取得する工程を含み、前記２つの前記赤外光の強度に対応する値の比を算出して、前記赤外光の強度に対応する値として用いる工程を含んでもよい。
この形態によれば、温度に関する値を算出する際には、２色法を用いることが可能となる。

（４）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｃ１）は、波長の異なる２つ以上の前記赤外光の強度に対応する値を取得する工程を含み、前記波長の異なる２つ以上の前記赤外光の強度に対応する値のそれぞれに対して前記工程（ｃ１）以降の工程が実施されてもよい。
この形態によれば、２つ以上の赤外光の強度に対応する値に基づいて溶着状態を判定するので、溶着状態の判定の精度を向上させることができる。

（５）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｄ）における前記区間平均値は、前記赤外光の強度に対応する値と当該赤外光の強度に対応する値の前後１以上の値とに基づいた、当該赤外光の強度に対応する値が含まれる区間における移動区間平均値であってもよい。
この形態によれば、逸脱判定値を算出するための適切な区間平均値を算出することができる。

（６）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｅ）は、前記赤外光の強度に対応する値から、前記区間平均値を減じて、前記逸脱判定値を算出する工程であってもよい。
この形態によれば、赤外光の強度に対応する値の区間平均値からの逸脱の度合いを適切に算出することができる。

（７）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が存在する場合において、当該逸脱判定値を特異逸脱判定値と定義するとともに、前記特異逸脱判定値と、前記特異逸脱判定値の前後１以上の逸脱判定値とを足し合わせて加算逸脱判定値を算出する工程と；前記加算逸脱判定値と、所定の逸脱判定閾値とを比較することによって、前記表面における溶着状態の良否を判定する工程とを含んでもよい。
第１の樹脂部材の表面に異物が存在する場合、または、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との間に異物が存在する場合において、当該異物が、レーザー光が照射されると燃焼して消滅する可燃性の異物である場合には、異物燃焼の際に瞬間的な発火を伴って強い光を発するため、加算逸脱判定値は、所定の逸脱判定閾値よりも大きな値となる。一方、当該異物が、レーザー光が照射されても消滅せずレーザー光を遮断する不燃性の異物である場合には、加算逸脱判定値は、所定の逸脱判定閾値よりも小さな値となる。可燃性の異物は、レーザー光が照射されると消滅するので、表面における溶着状態は良好となる。不燃性の異物は、レーザー光を遮断するので、表面において未溶着部が発生する可能性がある。この形態によれば、加算逸脱判定値によって、当該異物が燃焼性の異物であるか、または、不燃性の異物であるかを判定するので、溶着状態の良否を適切に判定することができる。

（８）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が連続して複数存在する場合において、当該連続する複数の逸脱判定値のうち、前記所定の判定閾値の範囲から最も離れた逸脱判定値を、前記特異逸脱判定値と定義する工程を含んでもよい。
第１の樹脂部材の表面に異物が存在する場合、または、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との間に異物が存在する場合において、当該異物の燃焼あるいはレーザー光の遮断が最も顕著な位置における逸脱判定値が、所定の判定閾値の範囲から最も離れた値となる。この形態によれば、異物の燃焼あるいはレーザー光の遮断が最も顕著な位置における逸脱判定値を特異逸脱判定値として定義して、当該異物の燃焼性を判定するので、溶着状態の良否を適切に判定することができる。

（９）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が連続して所定の数以上存在する場合に、前記表面における溶着状態が不良であると判定する工程を含んでもよい。
第１の樹脂部材の表面に異物が存在する場合、または、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との間に異物が存在する場合において、当該異物の大きさが所定以上であるときには、所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が連続して所定の数以上存在することになる。そして、当該異物の大きさが所定以上であるときには、たとえ燃焼性の異物であったとしても、溶着状態が良好でない可能性が高い。この形態によれば、異物の大きさが所定以上であることを検出するので、溶着状態の良否を適切に判定することができる。

（１０）上記形態の樹脂溶着体の製造方法において、前記樹脂溶着体は、樹脂筐体であってもよい。
この形態によれば、溶着状態が良好な樹脂筐体を製造することができる。

本発明は、樹脂溶着体の製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、樹脂溶着体の製造装置や、溶着状態の判定装置、溶着状態の判定方法、溶着状態の判定方法を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態の製造方法に用いられるレーザー溶着システムの構成を示す説明図である。レーザー溶着の概要を示す説明図である。樹脂溶着体の製造工程の流れを示すフローチャートである。樹脂溶着体の製造工程の流れを示すフローチャートである。赤外光の強度に対応する値と移動区間平均値との関係の一例をグラフ形式で示す説明図である。逸脱判定値の一例をグラフ形式で示す説明図である。逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを判定する一例をグラフ形式で示す説明図である。レーザー光を照射する様子を示す説明図である。レーザー光のスポット径と異物の直径との関係を示す説明図である。所定の判定閾値の範囲から最も離れた逸脱判定値を特異逸脱判定値と定義する一例をグラフ形式で示す説明図である。特異逸脱判定値と当該特異逸脱判定値の前後１つの逸脱判定値とを示す一例をグラフ形式で示す説明図である。第２実施形態における樹脂溶着体の製造工程の流れを示すフローチャートである。第３実施形態において取得される波長の異なる２つの赤外光の強度に対応する値をグラフ形式で示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。図１９の判定結果をグラフ形式で示す説明図である。判定結果の一例を示す説明図である。図２１の判定結果をグラフ形式で示す説明図である。

次に、本発明の実施形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．レーザー溶着システムの構成：
Ａ−２．樹脂溶着体の製造方法：
Ｂ〜Ｅ．第２〜５実施形態：
Ｆ．溶着状態の判定の例：
Ｆ−１〜７．判定結果の例１〜７：
Ｇ．変形例：

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１．レーザー溶着システムの構成：
図１は、本発明の一実施形態の製造方法に用いられるレーザー溶着システム１０の構成を示す説明図である。レーザー溶着システム１０は、樹脂部材同士をレーザー溶着によって接合すると共に、溶着状態を判定するシステムである。

レーザー溶着システム１０は、レーザー溶着を行うためのレーザー照射装置１２を備えている。図２は、レーザー溶着の概要を示す説明図である。レーザー溶着の際には、レーザー光ＬＡに対して透過性のある透過性樹脂部材２２と、レーザー光ＬＡに対して吸収性のある吸収性樹脂部材２４とが重ね合わされ、図示しない押さえ治具によって重ね方向に沿って加圧される。この状態で、レーザー照射装置１２（図１）を溶着軌跡ＷＬと略同一の軌跡を辿る溶着予定軌跡（図示せず）に沿って各樹脂部材２２、２４に対して相対移動させつつ、透過性樹脂部材２２側からレーザー光ＬＡの照射を行う。これにより、透過性樹脂部材２２を透過したレーザー光ＬＡによって吸収性樹脂部材２４が照射され、吸収性樹脂部材２４におけるレーザー光ＬＡが照射された部分が発熱・溶融する。また、吸収性樹脂部材２４からの伝熱によって透過性樹脂部材２２における吸収性樹脂部材２４と接触あるいは近接する表面も発熱・溶融する。透過性樹脂部材２２および吸収性樹脂部材２４の溶融部分によって吸収性樹脂部材２４と透過性樹脂部材２２との境界部分を中心に溶着部２６（図１）が形成され、これにより両者が接合される。なお、図２に示す例では、溶着軌跡ＷＬは略矩形であり、溶着軌跡ＷＬの最初と最後の一部はオーバーラップしている。また、図２に示す例では、溶着軌跡ＷＬの一部において、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との間に異物Ｚが存在している。

吸収性樹脂部材２４としては、熱可塑性を有し、レーザー光ＬＡを透過させずに吸収し得る樹脂を用いることができる。例えば、吸収性樹脂部材２４として、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、アクリル（ＰＭＭＥ）等の樹脂材に、カーボンブラック、染料、顔料等の所定の着色材を混入したものを使用することができる。

透過性樹脂部材２２としては、熱可塑性を有し、レーザー光ＬＡに対して所定の透過率を有する樹脂を用いることができる。例えば、透過性樹脂部材２２として、上に例示した樹脂材を使用することができる。この場合に、レーザー光ＬＡに対する所定の透過率を確保できれば、樹脂材に着色材が混入されていてもよい。

透過性樹脂部材２２および吸収性樹脂部材２４には、ガラス繊維やカーボン繊維などの補強繊維が添加されていてもよい。また、透過性樹脂部材２２および吸収性樹脂部材２４の組み合わせとしては、互いに相溶性のあるもの同士の組み合わせであることが好ましい。

レーザー光ＬＡとしては、透過性樹脂部材２２の吸収スペクトルや板厚（透過長）等の関係で、透過性樹脂部材２２での透過率が所定値以上となるような波長を有する種類のレーザー光ＬＡが適宜選択される。例えば、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ガラス−ネオジムレーザー、ルビーレーザー、ヘリウム−ネオンレーザー、クリプトンレーザー、アルゴンレーザー、水素レーザー、窒素レーザーを用いることができる。

レーザー溶着システム１０（図１）は、赤外線センサー１４と、センサーアンプ１６と、判定装置１８とを備える。赤外線センサー１４は、レーザー照射装置１２と共に各樹脂部材２２，２４に対して相対移動し、レーザー溶着中における溶着位置から発せられる赤外光の強度を取得することによって、溶着位置の温度を検出する。なお、レーザー溶着中における溶着位置の温度とは、吸収性樹脂部材２４にレーザー光ＬＡが入力された瞬間から所定時間経過後における、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との溶着位置（お互いが対向する位置）における温度を意味する。なお、上記所定時間は、レーザー照射装置１２と赤外線センサー１４との位置関係と、レーザー照射装置１２および赤外線センサー１４の移動速度により定まる。この所定時間は、わずかな時間であることが好ましい。赤外線センサー１４で検出された赤外光の強度を表す信号は、センサーアンプ１６における増幅を経て、判定装置１８に入力される。判定装置１８は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピューターを用いて構成されており、入力された赤外光の強度に関するデータを用いて、以下に説明する溶着状態判定処理を行う。

Ａ−２．樹脂溶着体の製造方法：
図３及び図４は、樹脂溶着体の製造工程の流れを示すフローチャートである。本実施形態の製造工程では、レーザー溶着された透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との間の溶着状態の良否を判定する溶着状態判定処理が実行される。溶着状態判定処理は、より具体的には、図２に示す例のように、溶着軌跡ＷＬの一部において透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との間、または透過性樹脂部材２２の表面に異物Ｚが存在していることに起因する溶着状態の不良を検出する処理である。

レーザー溶着の際に透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との間、または透過性樹脂部材２２の表面に異物Ｚがあると、照射されたレーザー光ＬＡは、異物Ｚによって遮られ、吸収性樹脂部材２４に達しない。このため、吸収性樹脂部材２４及び透過性樹脂部材２２が十分に発熱・溶融せず、溶着強度の低下や溶着位置における隙間の発生といった溶着状態の不良が発生する場合がある。このような溶着状態の不良は、溶着後の製品において、不良部分を介して水やガス等が侵入し、内部の設置物（例えば電子回路）の動作に悪影響を及ぼしたり金属部分の腐食につながったりすると共に、被溶着部材が脱落するおそれもあるため、好ましくない。溶着状態判定処理は、このような溶着状態の不良の有無を判定するために実行される。

工程Ｓ１００では、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４とを接触させる。この場合、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４とを、重ね方向に沿って加圧して固定することが好ましい。なお、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４とを接触させずに、近接させた状態としてもよい。

工程Ｓ１０２では、レーザー照射装置１２は、透過性樹脂部材２２側から、吸収性樹脂部材２４の表面にレーザー光ＬＡを照射する。具体的には、レーザー照射装置１２は、レーザー光ＬＡを、透過性樹脂部材２２及び吸収性樹脂部材２４に対して相対的に移動させながら照射する。

工程Ｓ１０４では、赤外線センサー１４は、レーザー光ＬＡが照射されたことで熱を持った表面から発せられる所定の波長の赤外光の強度に対応する値Ｖを、レーザー光ＬＡの相対的な移動に伴って、吸収性樹脂部材２４の表面の複数の箇所から取得する。本実施形態で取得される赤外光の波長は、１．５μｍである。

工程Ｓ１１２では、判定装置１８は、吸収性樹脂部材２４の表面の複数の箇所から取得された赤外光の強度Ｖに対応する値のうち、連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として算出する。

図５は、赤外光の強度に対応する値Ｖと、移動区間平均値Ｖｍとの関係の一例をグラフ形式で示す説明図である。本実施形態では、判定装置１８は、区間平均値として、赤外光の強度に対応する値Ｖと、当該赤外光の強度に対応する値Ｖの前後１以上の値とに基づいて、当該赤外光の強度に対応する値Ｖが含まれる区間における移動区間平均値Ｖｍを算出する。図５に示す例では、判定装置１８は、移動区間平均値Ｖｍを、Ｖ_n-2、Ｖ_n-1、Ｖ_n、Ｖ_n+1、Ｖ_n+2の５つの値の平均値として算出する。

工程Ｓ１１４（図３）では、判定装置１８は、赤外光の強度に対応する値Ｖの区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値Ｄを算出する。区間平均値からの逸脱の度合いが所定以上に大きい箇所があれば、当該箇所には異物Ｚが存在していることが推定される。この理由は、異物Ｚが存在していると、レーザー光ＬＡが異物Ｚに遮られて、吸収性樹脂部材２４まで達しなかったり、レーザー光ＬＡに照射された異物Ｚが発熱・燃焼したりして、赤外光の強度に対応する値Ｖが、他の箇所とは大きく異なる値となるからである。

図６は、逸脱判定値Ｄの一例をグラフ形式で示す説明図である。本実施形態では、判定装置１８は、赤外光の強度に対応する値Ｖから、移動区間平均値Ｖｍを減ずることによって、逸脱判定値Ｄを算出する。このようにすれば、赤外光の強度に対応する値Ｖの区間平均値からの逸脱の度合いを適切に算出することができる。この図６に示す例では、点線の円で囲んだように、プラス側またはマイナス側に大きく逸脱した逸脱判定値Ｄが散見される。

工程Ｓ１１６（図３）では、判定装置１８は、逸脱判定値Ｄが所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを判定する。

図７は、逸脱判定値Ｄが所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを判定する一例をグラフ形式で示す説明図である。この図７に示す例では、所定の判定閾値の範囲は、上限値と下限値の間の範囲に設定されており、点線の円で囲まれた４つの逸脱判定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が、所定の判定閾値の範囲に含まれていない。全ての逸脱判定値Ｄが所定の判定閾値の範囲に含まれている場合（工程Ｓ１１６：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１１８において、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態は良好であると判定し、次の製造工程に移行する。この理由は、逸脱判定値Ｄが所定の判定閾値の範囲に含まれていれば、異物Ｚが存在しておらず、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態は良好であると推定されるからである。

一方、工程Ｓ１１６において、逸脱判定値Ｄが所定の判定閾値の範囲に含まれていない場合（工程Ｓ１１６：Ｎｏ）には、異物Ｚが存在していると推定されるため、判定装置１８は、工程Ｓ１２０（図４）において、所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄの数が複数であるか否かを判定する。

所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄの数が複数である場合（工程Ｓ１２０：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１２２において、所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄが連続して存在しているか否かを判定する。

図７に示す例では、点線の円で囲まれた２つの逸脱判定値Ｄ３、Ｄ４が連続して所定の判定閾値の範囲に含まれていない。所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄが連続して存在している場合（工程Ｓ１２２：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１２４において、所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して所定の数以上存在するか否かを判定する。

所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して所定の数以上存在する場合（工程Ｓ１２４：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１２８において、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態が不良であると判定する。この理由は、以下のとおりである。

所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して所定の数以上存在する場合には、異物Ｚの大きさが所定以上であると推定される。そして、異物Ｚの大きさが所定以上である場合には、レーザー光ＬＡは、当該異物Ｚに遮られて、吸収性樹脂部材２４まで達することができず、溶着状態が良好でない可能性が高い。したがって、本実施形態では、異物Ｚの大きさが所定以上であるか否かを判定し、異物Ｚの大きさが所定以上である場合には、溶着状態が不良であると判定する。

本実施形態では、判定装置１８は、所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して４つ以上存在する場合に、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態が不良であると判定する。以下では、本実施形態において、溶着状態が不良であると判定する基準として、所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して４つ以上であるとした理由について説明する。

図８は、レーザー光ＬＡを照射する様子を示す説明図である。図８（Ａ）は、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との接合面を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、透過性樹脂部材２２を上方から示した説明図である。この図８に示す例では、異物Ｚが透過性樹脂部材２２の表面に付着している。異物Ｚの直径が、レーザー光ＬＡのスポット径Ｌよりも小さければ、未溶着部は発生しない。一方、異物Ｚの直径が、レーザー光ＬＡのスポット径Ｌよりも大きければ、未溶着部が発生し、溶着状態が不良になる。したがって、本実施形態では、判定装置１８は、異物Ｚの直径が、レーザー光ＬＡのスポット径より大きい場合に、溶着状態が不良であると判定する。

図９は、レーザー光ＬＡのスポット径Ｌと、異物Ｚの直径との関係を示す説明図である。本実施形態では、レーザー溶着システム１０に対して、以下の条件を設定した。
レーザー光ＬＡのスポット径Ｌ：１．６［ｍｍ］
レーザー光ＬＡの走査速度Ｖｚ：１５［ｍｍ／ｓ］
データサンプリング周期Ｒ：０．０５０［ｓ］＝５０［ｍｓ］

以上の条件において、異物Ｚの直径がレーザー光ＬＡのスポット径Ｌと同じである場合には、レーザー光ＬＡは、２Ｌの距離を移動する間、異物Ｚとオーバーラップする。レーザー光ＬＡが２Ｌの距離を移動するのに要する時間は、２Ｌ／Ｖｚ［ｓ］である。そして、この時間に取得されるデータの数は、以下のとおりとなる。
２Ｌ／（Ｖｚ×Ｒ）＝（２×１．６）／（１５×０．０５０）≒４

すなわち、上記の例の場合、異物Ｚの直径がレーザー光ＬＡのスポット径Ｌと同じである場合には、レーザー光ＬＡが異物Ｚとオーバーラップしている期間に、４個のデータが取得される。そこで、本実施形態では、判定装置１８は、連続して４個以上のデータ（逸脱判定値Ｄ）が所定の判定閾値の範囲に含まれない場合には、異物Ｚの直径がレーザー光ＬＡの直径Ｌと同等以上とみなして、溶着状態が不良であると判定する。

工程Ｓ１２４（図４）において、所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値Ｄが連続して所定の数以上存在しない場合（工程Ｓ１２４：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１２６において、当該連続する複数の逸脱判定値Ｄのうち、所定の判定閾値の範囲から最も離れた逸脱判定値Ｄを、特異逸脱判定値Ｄｐと定義する。特異逸脱判定値Ｄｐをこのように定義すれば、複数の逸脱判定値Ｄのうち、異物の燃焼あるいは異物によるレーザー光の遮断が最も顕著な位置における逸脱判定値Ｄが、特異逸脱判定値Ｄｐとなる。以下では、この特異逸脱判定値Ｄｐを基準として用いて、異物Ｚが、レーザー光ＬＡが照射された場合に燃焼して消滅する燃焼性の異物であるか、または、燃焼せずに消滅しない不燃性の異物であるかを判定する。

図１０は、所定の判定閾値の範囲から最も離れた逸脱判定値Ｄを、特異逸脱判定値Ｄｐと定義する一例をグラフ形式で示す説明図である。この図１０に示す例では、所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄは、点線の円で囲まれており、特異逸脱判定値Ｄｐとして定義された逸脱判定値Ｄは、実線の円で囲まれている。

また、工程Ｓ１２０（図４）において、所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄの数が複数でない場合（工程Ｓ１２０：Ｎｏ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１３０において、所定の判定閾値の範囲に含まれていない単独の逸脱判定値Ｄを、特異逸脱判定値Ｄｐと定義する。

また、工程Ｓ１２２において、所定の判定閾値の範囲に含まれていない逸脱判定値Ｄが連続して存在していない場合（工程Ｓ１２２：Ｎｏ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１３２において、それぞれの逸脱判定値Ｄを、特異逸脱判定値Ｄｐと定義する。

工程Ｓ１４０では、判定装置１８は、特異逸脱判定値Ｄｐと、当該特異逸脱判定値Ｄｐの前後１以上の逸脱判定値Ｄとを足し合わせて、加算逸脱判定値Ｄａを算出する。本実施形態では、判定装置１８は、特異逸脱判定値Ｄｐと、当該特異逸脱判定値Ｄｐの前１つ、後１つの逸脱判定値Ｄとを足し合わせて、加算逸脱判定値Ｄａを算出する。

図１１は、特異逸脱判定値Ｄｐと、当該特異逸脱判定値Ｄｐの前後１つの逸脱判定値Ｄとを示す一例をグラフ形式で示す説明図である。この図１１に示す例では、特異逸脱判定値Ｄｐは、実線の円で囲まれており、特異逸脱判定値Ｄｐの前１つ、後１つの逸脱判定値Ｄは、点線の円で囲まれている。また、この図１１には、加算逸脱判定値Ｄａも示されている。

工程Ｓ１４２（図４）では、判定装置１８は、加算逸脱判定値Ｄａと、所定の逸脱判定閾値とを比較することによって、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を判定する。具体的には、判定装置１８は、加算逸脱判定値Ｄａが所定の逸脱判定閾値以上であれば、溶着状態は良好であると判定し、加算逸脱判定値Ｄａが所定の逸脱判定閾値未満であれば、溶着状態は不良であると判定する。本実施形態では、逸脱判定閾値は、０に設定されている。このように判定する理由は、以下のとおりである。

異物Ｚが、レーザー光ＬＡが照射されると消滅する可燃性の異物である場合には、異物Ｚは、レーザー光ＬＡの照射とともに瞬間的に発熱し、発火するので、特異逸脱判定値Ｄｐ及びその周囲の逸脱判定値Ｄは、０以上の大きな値となる。この結果、異物Ｚが可燃性の異物である場合には、加算逸脱判定値Ｄａは、所定の逸脱判定閾値以上の値となる。可燃性の異物Ｚは、レーザー光が照射されると消滅するので、表面における溶着状態は良好となる。

一方、異物Ｚが、レーザー光が照射されても消滅しない不燃性の異物である場合には、レーザー光ＬＡは、異物Ｚに遮られて、吸収性樹脂部材２４の表面まで到達しないので、特異逸脱判定値Ｄｐ及びその周囲の逸脱判定値Ｄは、０よりも小さな値となる。この結果、異物Ｚが不燃性の異物である場合には、加算逸脱判定値Ｄａは、所定の逸脱判定閾値未満の値となる。したがって、本実施形態によれば、加算逸脱判定値Ｄａを所定の逸脱判定閾値と比較することによって、当該異物が燃焼性の異物であるか、または、不燃性の異物であるかを判定することができ、溶着状態の良否を適切に判定することができる。

このように、本実施形態では、異物の有無を検出することができるので、溶着状態が良好な樹脂溶着体を製造することができる。さらに、本実施形態では、異物が存在している場合であっても、異物が可燃性である場合には溶着状態は良好であると判定するので、実際には溶着状態が良好であるにもかかわらず、溶着状態が不良であると誤判定してしまう可能性を低減することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図１２は、第２実施形態における樹脂溶着体の製造工程の流れを示すフローチャートである。この図１２に示したフローチャートは、第１実施形態の図３に示したフローチャートに相当する。図３に示した第１実施形態との違いは、工程Ｓ１０６から工程Ｓ１１０までの工程（点線の枠で囲まれた工程）が追加されているという点であり、他の工程は第１実施形態と同じである。

工程Ｓ１０６では、判定装置１８は、赤外光の強度に対応する値Ｖに基づいて、レーザー光ＬＡが照射された吸収性樹脂部材２４の表面における温度に関する値Ｔを算出する。

工程Ｓ１０８では、判定装置１８は、温度に関する値Ｔが所定の温度閾値の範囲を逸脱しているか否かを判定する。この理由は、透過性樹脂部材２２の表面に異物が存在する場合、または、透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４との間に異物が存在する場合には、レーザー光が照射された吸収性樹脂部材２４の表面における温度に関する値Ｔが、所定の温度閾値の範囲を逸脱するからである。

温度に関する値Ｔが所定の温度閾値の範囲内である場合（工程Ｓ１０８：Ｙｅｓ）には、判定装置１８は、工程Ｓ１１０において、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態は良好であると判定し、次の製造工程に移行する。

一方、温度に関する値Ｔが所定の温度閾値の範囲内でない場合（工程Ｓ１０８：Ｎｏ）、すなわち、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態が良好であると判断されなかった場合には、判定装置１８は、工程Ｓ１１２において、吸収性樹脂部材２４の表面の複数の箇所から取得された赤外光の強度Ｖに対応する値のうち、連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として算出する。以下の工程は、第１実施形態と同じである。

このように、第２実施形態によれば、温度に関する値Ｔに基づいて異物の有無を検出することができるので、異物が存在していない場合に溶着状態が良好であると判定し、溶着状態が良好な樹脂溶着体を製造することができる。

Ｃ．第３実施形態：
図１３は、第３実施形態において取得される波長の異なる２つの赤外光の強度に対応する値Ｖ１、Ｖ２をグラフ形式で示す説明図である。第３実施形態では、判定装置１８は、上記第１及び第２実施形態における工程Ｓ１０４（図３、図１２）において、波長の異なる２つの赤外光の強度に対応する値Ｖ１、Ｖ２を取得し、取得した２つの赤外光の強度に対応する値Ｖ１、Ｖ２の比であるＶ１／Ｖ２を算出する。そして、判定装置１８は、算出したＶ１／Ｖ２の値を、工程Ｓ１０６以降の工程において、赤外光の強度に対応する値Ｖとして用いる。このようにしても、上記第１及び第２実施形態と同様に、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を適切に判定することができる。また、吸収性樹脂部材２４の表面における温度に関する値Ｔを算出する際には、２色法を用いることができるので、精度良く、温度に関する値Ｔを算出することができる。例えば、温度に関する値Ｔは、以下の式によって算出することができる。
Ｔ＝Ｔ１／Ｔ２／Ａ（Ａは換算係数であり、例えば、Ａ＝０．００４）

Ｄ．第４実施形態：
第４実施形態では、判定装置１８は、上記第１及び第２実施形態における工程Ｓ１０４（図３、図１２）において、波長の異なる２つ以上の赤外光の強度に対応する値を取得し、取得した波長の異なる２つ以上の赤外光の強度に対応する値のそれぞれに対して、工程Ｓ１０４より後の工程を実施する。そして、少なくとも１つの波長における赤外光の強度に対応する値に関して、溶着状態が不良であると判定された場合には、判定装置１８は、溶着状態は不良であると判定する。したがって、この第４実施形態によれば、上記第１及び第２実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、２つ以上の赤外光の強度に対応する値に基づいて溶着状態を判定するので、溶着状態の判定の精度を向上させることができる。

Ｅ．第５実施形態：
第５実施形態では、判定装置１８は、上記第１から第４実施形態の工程Ｓ１１２（図３、図１２）において、移動区間平均値Ｖｍを算出する代わりに、赤外光の強度に対応する値の所定の区間毎の平均値である指定区間平均値Ｖｓを算出する。例えば、判定装置１８は、１番目から５番目までのデータ（赤外光の強度に対応する値）を１つの区間に指定し、１番目から５番目までのデータの平均値を指定区間平均値Ｖｓとして算出する。そして、判定装置１８は、６番目から１０番目までのデータを１つの区間に指定し、６番目から１０番目までのデータの平均値を指定区間平均値Ｖｓとして算出する。このようにしても、上記第１から第４実施形態と同様に、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を適切に判定することができる。

Ｆ．溶着状態の判定の例：
Ｆ−１．判定結果の例１：
図１４は、判定結果の一例を示す説明図である。この図１４に示す例では、以下の条件によって判定が行われた。
・基本となる製造方法：第１実施形態
・区間平均値：移動区間平均値Ｖｍを用いた。移動区間平均値Ｖｍは、中心のＶと前後２つのＶから算出した。
・逸脱判定値Ｄの算出方法：Ｄ＝Ｖ−Ｖｍ
・逸脱判定値Ｄが−０．１５から＋０．１５の範囲内のとき、溶着状態は良好であると判定
・加算逸脱判定値Ｄａが０以上のとき、異物は可燃性であり、溶着状態は良好であると判定

なお、溶着位置ＮＯ．１、２、２９、３０では、移動区間平均値Ｖｍを算出するための前後２つのＶのデータが足りない。したがって、この図１４に示す例では、溶着位置Ｎｏ．１における移動区間平均値Ｖｍは、溶着位置Ｎｏ．１、２、３におけるＶのデータを用いて算出し、溶着位置Ｎｏ．２における移動区間平均値Ｖｍは、溶着位置Ｎｏ．１、２、３、４におけるＶのデータを用いて算出し、溶着位置Ｎｏ．２９における移動区間平均値Ｖｍは、溶着位置Ｎｏ．２７、２８、２９、３０におけるＶのデータを用いて算出し、溶着位置Ｎｏ．３０における移動区間平均値Ｖｍは、溶着位置Ｎｏ．２８、２９、３０におけるＶのデータを用いて算出した。

また、図１４では、溶着状態が良好であると判定された場合には「ＯＫ」と示し、溶着状態が不良であると判定された場合には「ＮＧ」と示した。以下の図１５〜１９、２１においても同様である。

この図１４に示す例では、逸脱判定値Ｄによって、Ｎｏ．１０、１１、１７、２１の位置に異物が存在すると判定された。特異逸脱判定値Ｄｐは、Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１７及びＮｏ．２１の位置における逸脱判定値Ｄが採用された。加算逸脱判定値Ｄａによって、Ｎｏ．２１の位置における異物は可燃性であり、溶着状態は良好であると判定され、Ｎｏ．１１及びＮｏ．１７の位置における異物は不燃性であり、溶着状態は不良であると判定された。結果として、Ｎｏ．１１及びＮｏ．１７の位置における溶着状態は不良であると判定された。

Ｆ−２．判定結果の例２：
図１５は、判定結果の一例を示す説明図である。この図１５に示す例では、下記の点が、図１４に示す例と異なっている。
・レーザー光の照射を開始する位置が、Ｎｏ．３であり、レーザー光の照射を終了する位置が、Ｎｏ．２８である点
・移動区間平均値Ｖｍを算出する際に、レーザー光の照射を行わない溶着位置Ｎｏ．１、２、２９、３０が含まれる場合には、逸脱判定値Ｄによる判定を行わない点
この図１５に示す例によれば、溶着の開始位置の周辺及び終了位置の周辺において、誤判定が生じることを抑制することができる。

Ｆ−３．判定結果の例３：
図１６は、判定結果の一例を示す説明図である。この図１６に示す例では、以下の条件によって判定が行われた。
・基本となる製造方法：第１実施形態＋第５実施形態
・区間平均値：指定区間平均値Ｖｓを用いた。指定区間平均値Ｖｓは、５つのデータを１区間として算出した。
・逸脱判定値Ｄの算出方法：Ｄ＝Ｖ−Ｖｓ
・逸脱判定値Ｄが−０．１５から＋０．１５の範囲内のとき、溶着状態は良好であると判定
・加算逸脱判定値Ｄａが０以上のとき、異物は可燃性であり、溶着状態は良好であると判定

この図１６に示す例における判定結果は、図１４に示す例と同じであるため、説明を省略する。このようにしても、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を適切に判定することができる。

Ｆ−４．判定結果の例４：
図１７は、判定結果の一例を示す説明図である。この図１７に示す例では、以下の条件によって判定が行われた。
・基本となる製造方法：第１実施形態＋第３実施形態
・区間平均値：移動区間平均値Ｖｍを用いた。移動区間平均値Ｖｍは、中心のＶと前後２つのＶから算出した。
・逸脱判定値Ｄの算出方法：Ｄ＝Ｖ１／Ｖ２−Ｖｍ
・逸脱判定値Ｄが−０．１５から＋０．１５の範囲内のとき、溶着状態は良好であると判定
・加算逸脱判定値Ｄａが０以上のとき、異物は可燃性であり、溶着状態は良好であると判定

この図１７に示す例における判定結果は、図１４に示す例と同じであるため、説明を省略する。このようにしても、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を適切に判定することができる。

Ｆ−５．判定結果の例５：
図１８は、判定結果の一例を示す説明図である。この図１８に示す例では、下記の点が、図１７に示す例とは異なっている。
・レーザー光の照射を開始する位置が、Ｎｏ．３であり、レーザー光の照射を終了する位置が、Ｎｏ．２８である点
・移動区間平均値Ｖｍを算出する際に、レーザー光の照射を行わない溶着位置Ｎｏ．１、２、２９、３０が含まれる場合には、逸脱判定値Ｄによる判定を行わない点
この図１８に示す例によれば、溶着の開始位置の周辺及び終了位置の周辺において、誤判定が生じることを抑制することができる。

Ｆ−６．判定結果の例６：
図１９は、判定結果の一例を示す説明図である。図２０は、図１９の判定結果をグラフ形式で示す説明図である。この図１９及び図２０に示す例では、以下の条件によって判定が行われた。
・基本となる製造方法：第１実施形態＋第２実施形態＋第３実施形態
・温度Ｔ換算：Ｔ＝Ｖ１／Ｖ２／０．００４
・温度Ｔが２８０から５００の範囲内のとき、溶着状態は良好であると判定
・区間平均値：移動区間平均値Ｖｍを用いた。移動区間平均値Ｖｍは、中心のＶと前後２つのＶから算出した。
・逸脱判定値Ｄの算出方法：Ｄ＝Ｖ１／Ｖ２−Ｖｍ
・逸脱判定値Ｄが−０．１５から＋０．１５の範囲内のとき、溶着状態は良好であると判定
・加算逸脱判定値Ｄａが０以上のとき、異物は可燃性であり、溶着状態は良好であると判定

この図１９に示す例では、温度Ｔによる判定によって、Ｎｏ．１０、１１、１７、２１以外の溶着位置が良好と判定された。その他の判定結果は、図１４に示す例と同じであるため、説明を省略する。このようにしても、吸収性樹脂部材２４の表面における溶着状態の良否を適切に判定することができる。なお、温度Ｔによる判定によって、溶着状態が良好と判定された溶着位置においては、逸脱判定値Ｄや、加算逸脱判定値Ｄａによる判定は省略してもよい。

Ｆ−７．判定結果の例７：
図２１は、判定結果の一例を示す説明図である。図２２は、図２１の判定結果をグラフ形式で示す説明図である。この図２１及び図２２に示す例では、下記の点が、図１９及び図２０に示す例とは異なっている。
・レーザー光の照射を開始する位置が、Ｎｏ．３であり、レーザー光の照射を終了する位置が、Ｎｏ．２８である点
・移動区間平均値Ｖｍを算出する際に、レーザー光の照射を行わない溶着位置Ｎｏ．１、２、２９、３０が含まれる場合には、逸脱判定値Ｄによる判定を行わない点
この図２１及び図２２に示す例によれば、溶着の開始位置の周辺及び終了位置の周辺において、誤判定が生じることを抑制することができる。

Ｇ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上記各実施形態では、判定装置１８は、赤外光の強度に対応する値Ｖから、区間平均値を減じて、逸脱判定値Ｄを算出する。これに対して、変形例では、判定装置１８は、赤外光の強度に対応する値Ｖを、区間平均値で除することによって、逸脱判定値Ｄを算出してもよい。また、判定装置１８は、逸脱判定値Ｄを、平均値以外のその他の統計的手法を用いることによって、算出してもよい。例えば、判定装置１８は、統計的手法として、加重平均値、中央値、最頻値、標準偏差等を用いて、逸脱の度合いである逸脱判定値Ｄを算出してもよい。

・変形例２：
上記各実施形態において、樹脂部材を接合して種々の樹脂製品を製造してもよく、例えば、樹脂筐体を製造してもよい。また、上記各実施形態において、吸収性樹脂部材２４の代わりに、表面に吸収性の樹脂が塗布された部材を用いてもよい。また、レーザー照射装置１２から照射されるレーザー光は、パルス発振であってもよい。

・変形例３：
上記各実施形態において、工程Ｓ１０４より後の工程は、工程Ｓ１０４において全ての位置における赤外光の強度を取得した後に実施してもよく、また、一定区間の位置における赤外光の強度を取得した後に実施してもよい。また、レーザー光を照射しながら、得られた分だけの赤外光の強度に関して、順次、工程Ｓ１０４より後の工程を実施してもよい。また、溶着状態が不良であると判定された位置が存在した時点で、製造工程を中止してもよい。

・変形例４：
上記各実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

・変形例５：
上記各実施形態は、レーザー光を透過させる第１の樹脂部材とレーザー光を吸収する第２の樹脂部材とをレーザー光によって溶着することによって樹脂溶着体を製造する方法であって、前記第１の樹脂部材側から、前記第２の樹脂部材の表面にレーザー光を照射する工程と；前記レーザー光が照射された前記表面から発せられる光の強度に基づいて、異物の有無を判定する工程と；異物がないと判定された場合には、溶着状態は良好であると判定し、異物があると判定された場合には、当該異物が燃焼性であるか、不燃性であるかを前記光の強度に基づいて判定する工程と；当該異物が燃焼性であると判定された場合には、溶着状態は良好であると判定する工程とを備えることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法として把握してもよい。

・変形例６：
工程Ｓ１００を実現するために透過性樹脂部材２２と吸収性樹脂部材２４とを接触または近接させるため装置は、レーザー溶着システム１０に含まれていても含まれていなくてもよい。この装置は、例えば、ロボットアームで実現してもよい。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…レーザー溶着システム
１２…レーザー照射装置
１４…赤外線センサー
１６…センサーアンプ
１８…判定装置
２２…透過性樹脂部材
２４…吸収性樹脂部材
２６…溶着部
ＬＡ…レーザー光
ＷＬ…溶着軌跡

Claims

レーザー光を透過させる第１の樹脂部材とレーザー光を吸収する第２の樹脂部材をレーザーで溶着することによって樹脂溶着体を製造する方法であって、
（ａ）前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材とを接触または近接させる工程と、
（ｂ）前記第１の樹脂部材側から、前記第２の樹脂部材の表面にレーザー光を照射する工程であって、前記レーザー光を前記第１及び第２の樹脂部材に対して相対的に移動させながら照射する工程と、
（ｃ１）前記レーザー光が照射されたことで熱を持った前記表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する工程と、
（ｄ）前記表面の複数の箇所から取得された前記赤外光の強度に対応する値のうち連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として順次算出する工程と、
（ｅ）前記赤外光の強度に対応する値の前記区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値を順次算出する工程と、
（ｆ）前記逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを順次判定するとともに、前記逸脱判定値が前記判定閾値の範囲に含まれている場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程と
を備えることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
レーザー光を透過させる第１の樹脂部材とレーザー光を吸収する第２の樹脂部材をレーザーで溶着することによって樹脂溶着体を製造する方法であって、
（ａ）前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材とを接触または近接させる工程と、
（ｂ）前記第１の樹脂部材側から、前記第２の樹脂部材の表面にレーザー光を照射する工程であって、前記レーザー光を前記第１及び第２の樹脂部材に対して相対的に移動させながら照射する工程と、
（ｃ１）前記レーザー光が照射されたことで熱を持った前記表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する工程と、
（ｃ２）前記赤外光の強度に対応する値に基づいて、前記レーザー光が照射された前記表面における温度に関する値を算出する工程と、
（ｃ３）前記温度に関する値が所定の温度閾値の範囲を逸脱しているか否かを判定するとともに、前記温度に関する値が前記所定の温度閾値の範囲を逸脱していない場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程と、
（ｄ）前記工程（ｃ３）において良好と判断されなかった場合、前記表面の複数の箇所から取得された前記赤外光の強度に対応する値のうち連続する２以上の特定個数の平均を区間平均値として算出する工程と、
（ｅ）前記赤外光の強度に対応する値の前記区間平均値からの逸脱の度合いを示す値である逸脱判定値を算出する工程と、
（ｆ）前記逸脱判定値が所定の判定閾値の範囲に含まれているか否かを判定するとともに、前記逸脱判定値が前記所定の判定閾値の範囲に含まれている場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する工程と、
を備えることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１または請求項２に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｃ１）は、波長の異なる２つの前記赤外光の強度に対応する値を取得する工程を含み、前記２つの前記赤外光の強度に対応する値の比を算出して、前記赤外光の強度に対応する値として用いる工程を含むことを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１または２に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｃ１）は、波長の異なる２つ以上の前記赤外光の強度に対応する値を取得する工程を含み、前記波長の異なる２つ以上の前記赤外光の強度に対応する値のそれぞれに対して前記工程（ｃ１）以降の工程を実施することを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｄ）における前記区間平均値は、前記赤外光の強度に対応する値と当該赤外光の強度に対応する値の前後１以上の値とに基づいた、当該赤外光の強度に対応する値が含まれる区間における移動区間平均値であることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｅ）は、前記赤外光の強度に対応する値から、前記区間平均値を減じて、前記逸脱判定値を算出する工程であることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が存在する場合において、当該逸脱判定値を特異逸脱判定値と定義するとともに、前記特異逸脱判定値と、前記特異逸脱判定値の前後１以上の逸脱判定値とを足し合わせて加算逸脱判定値を算出する工程と、
前記加算逸脱判定値と、所定の逸脱判定閾値とを比較することによって、前記表面における溶着状態の良否を判定する工程とを含むことを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項７に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が連続して複数存在する場合において、当該連続する複数の逸脱判定値のうち、前記所定の判定閾値の範囲から最も離れた逸脱判定値を、前記特異逸脱判定値と定義する工程を含むことを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記工程（ｆ）は、前記所定の判定閾値の範囲に含まれない逸脱判定値が連続して所定の数以上存在する場合に、前記表面における溶着状態が不良であると判定する工程を含むことを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の樹脂溶着体の製造方法であって、
前記樹脂溶着体は、樹脂筐体であることを特徴とする、樹脂溶着体の製造方法。
互いに接触または近接した第１及び第２の樹脂部材に対して、レーザー光を相対的に移動させながら、前記第１の樹脂部材側から前記第２の樹脂部材の表面に前記レーザー光を照射するレーザー照射装置と、
前記第２の樹脂部材の表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する取得装置と、
前記第１及び第２の樹脂部材の溶着状態を判定する判定装置と
を備える樹脂溶着体の製造装置であって、
前記判定装置は、前記取得装置による取得値のうち連続する２以上の特定個数の平均から前記取得値が逸脱する度合いを示す値が、所定の判定閾値の範囲に含まれている場合には、前記表面における溶着状態は良好であると判定する
ことを特徴とする、樹脂溶着体の製造装置。
請求項１１に記載の樹脂溶着体の製造装置であって、
前記判定装置は、前記特定個数の平均を順次算出し、前記逸脱する度合いを示す値を順次算出し、前記逸脱する度合いを示す値が前記判定閾値に含まれているか否かを順次判定する
ことを特徴とする、樹脂溶着体の製造装置。
互いに接触または近接した第１及び第２の樹脂部材に対して、レーザー光を相対的に移動させながら、前記第１の樹脂部材側から前記第２の樹脂部材の表面に前記レーザー光を照射するレーザー照射装置と、
前記第２の樹脂部材の表面から発せられる赤外光の強度に対応する値を、前記レーザー光の相対的な移動に伴って前記表面の複数の箇所から取得する取得装置と、
前記第１及び第２の樹脂部材の溶着状態を判定する判定装置と
を備える樹脂溶着体の製造装置であって、
前記判定装置は、前記取得装置による取得値に基づき前記表面における温度に関する値として算出した値が、所定の温度閾値の範囲を逸脱していないことと、前記取得装置による取得値のうち連続する２以上の特定個数の平均から前記取得値が逸脱する度合いを示す値が、所定の判定閾値の範囲に含まれていることとの少なくとも一方が満たされる場合、前記表面における溶着状態は良好であると判定する
ことを特徴とする、樹脂溶着体の製造装置。