(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通孔（８８、９８）を有する部材（９３）の製造方法であって、
レーザ光を被加工部材（７、８）に照射し、光検出部（１７）によって前記被加工部材からの光を受光しつつ前記通孔に比べ内径が小さい一次孔（９８１）を前記被加工部材に成形する一次成形工程と、
前記光検出部が検出する光の強度が所定の閾値以下であるか否かを判定する強度判定工程と、
前記光検出部が検出する光の強度が所定の閾値以下であると判定されると、前記被加工部材に照射されるレーザ光の空間光位相を変調するレーザ変調工程と、
空間光位相が変調されたレーザ光を前記一次孔の縁部に照射し、前記通孔を成形する二次成形工程と、
を含む部材の製造方法。
【請求項２】
前記レーザ変調工程において、レーザ光は、当該レーザ光のビーム径内における外縁領域（Ｒｍ３）の強度が当該レーザ光のビーム径内における中央領域（Ｒｍ４）の強度に比べ大きくなるよう空間光位相が変調される請求項１に記載の部材の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ変調工程において、レーザ光は、当該レーザ光のビーム径内における中央領域の強度に比べ強度が大きい外縁領域が複数箇所形成されるよう空間光位相が変調される請求項２に記載の部材の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ変調工程において、レーザ光の広がり角が変化するよう当該レーザ光の空間光位相を変調し、
前記二次成形工程において、前記通孔の内壁面（９８６）において反射した後のレーザ光によって前記部材の所定の部位（９８７）を加工する請求項１〜３のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
【請求項５】
前記一次成形工程において、前記光検出部は、前記被加工部材を反射したレーザ光の反射光及びレーザ光と前記被加工部材との反応によって発生するプラズマ光の少なくとも一方を受光する請求項１〜４のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ変調工程において、前記被加工部材における照射位置が変更されるよう当該レーザ光の空間光位相を変調する請求項１〜５のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
【請求項７】
前記一次成形工程の前に前記被加工部材のレーザ光が照射される側とは反対側にレーザ遮蔽部材（１２）を設ける部材設置工程をさらに含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
【請求項８】
前記通孔としての噴孔を有する前記部材としてのノズルボディを製造する請求項１〜７のいずれか一項に記載の部材の製造方法。
【請求項９】
通孔（８８、９８）を有する部材（９３）の製造装置（１、２、３、４、５）であって、
被加工部材（７、８）に前記通孔を成形可能なレーザ光を発振するレーザ発振部（１３）と、
前記レーザ発振部が照射するレーザ光の空間光位相を変調可能な光学素子部（１５、２５、３５）と、
前記被加工部材からの光を受光可能に設けられ、受光した光の強度に応じた電気信号を出力可能な光検出部（１７）と、
前記レーザ発振部、前記光学素子部、及び、前記光検出部と電気的に接続し、前記光検出部が出力する電気信号に応じて前記レーザ発振部及び前記光学素子部を制御する制御部（１９）と、
を備える部材の製造装置。
【請求項１０】
前記光学素子部は、レーザ光の光回折パターンを変更可能である請求項９に記載の部材の製造装置。
【請求項１１】
前記光学素子部は、レーザ光の広がり角を変更可能である請求項９または１０に記載の部材の製造装置。
【請求項１２】
前記光学素子部は、反射型液晶パネルである請求項９〜１１のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
【請求項１３】
前記光学素子部は、複数の回折レンズ（２５２）を有する請求項９〜１１のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
【請求項１４】
前記光学素子部は、レーザ光のビーム径内における外縁領域（Ｒｍ３）の強度が当該レーザ光のビーム径内における中央領域（Ｒｍ４）の強度に比べ大きくなるようレーザ光の空間光位相を変調可能である請求項９〜１３のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
【請求項１５】
前記光検出部は、複数設けられている請求項９〜１４のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
【請求項１６】
前記被加工部材のレーザ光が照射される側とは反対側に設けられ、前記被加工部材のレーザ光が照射される側とは反対側のレーザ光を遮蔽するレーザ遮蔽部材（１２）をさらに備える請求項９〜１５のいずれか一項に記載の部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通孔を有する部材の製造方法、及び、通孔を有する部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いた通孔を有する部材の製造方法が知られている。当該部材の製造方法では、通孔が貫通したとき通孔を通って被加工部材のレーザ光を照射する側とは反対側に抜けるレーザ光が被加工部材のレーザ光を照射する側とは反対側にある物を損傷することを防止するために、被加工部材のレーザ光を照射する側とは反対側にレーザ光を遮蔽可能なレーザ遮蔽部材を設ける。例えば、特許文献１には、レーザ光を用いて燃料噴射弁の噴孔を加工するとき、ノズルボディとなる被加工部材内にコランダムや立方晶ジルコニアなどの高融点材料から形成されるレーザ遮蔽部材を挿入する部材の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８２４２４０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の部材の製造方法では、レーザ遮蔽部材は、レーザ光が照射されると徐々に損傷するため、ある程度の頻度で交換する必要がある。このため、レーザ光による被加工部材の加工工程においてはレーザ遮蔽部材を交換するための工数が必要となる。また、特許文献１の部材の製造方法では、レーザ遮蔽部材は、レーザ光による損傷の度合いを抑えるため、比較的高価な材料から形成されている。上述したように、レーザ遮蔽部材はある程度の頻度で交換されるため、部材の製造にかかるコストが増大する。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通孔を成形するレーザ光が被加工部材を損傷することを防止する部材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、通孔を有する部材の製造方法であって、一次成形工程、強度判定工程、レーザ変調工程、及び、二次成形工程を含む。
一次成形工程では、レーザ光を被加工部材に照射し、光検出部によって被加工部材からの光を受光しつつ通孔に比べ内径が小さい一次孔を被加工部材に成形する。
強度判定工程は、光検出部が検出する光の強度が所定の閾値以下であるか否かを判定する。
レーザ変調工程は、光検出部が検出する光の強度が所定の閾値以下であると判定されると、被加工部材に照射されるレーザ光の空間光位相を変調する。
二次成形工程は、空間光位相が変調されたレーザ光を一次孔の縁部に照射し、通孔を形成する。
【０００７】
本発明の部材の製造方法では、一次成形工程において、レーザ光を用いて通孔に比べ内径が小さい一次孔を被加工部材に成形する。一次孔が貫通すると、光検出部が受光する光の強度は、一次孔が貫通する前に比べ小さくなる。そこで、強度判定工程において、光検出部が検出する光の強度が所定の閾値以下であると判定されると、レーザ変調工程において被加工部材に照射されるレーザ光の空間光位相を変調する。このとき、レーザ変調工程では、レーザ光の空間光位相を変調することによって、一次孔の縁部を加工するときに既に貫通している一次孔を通るレーザ光の強度を比較的小さくしたり、部材の単位時間当たりの加工量が少なくなるようレーザ光の広がり角を変更したりする。これにより、一次孔を通って被加工部材の内部に侵入するレーザは、エネルギが小さくなっているため、貫通した一次孔を通るレーザ光によって被加工部材や被加工部材のレーザ光が照射される側とは反対側にある物が損傷することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態による部材の製造装置の模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態による部材の製造方法によって製造されるノズルボディを備える燃料噴射弁の断面図である。
【図３】図２のノズルボディの拡大断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態による部材の製造方法のフローチャートである。
【図５】本発明の第一実施形態による部材の製造方法におけるレーザ光の強度分布を示す特性図である。
【図６】本発明の第一実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図である。
【図７】本発明の第一実施形態による部材の製造方法におけるレーザ光の強度分布を示す特性図であって、図５とは異なるレーザ光の強度分布を示す特性図である。
【図８】本発明の第一実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図であって、図６とは異なる工程を説明する模式図である。
【図９】本発明の第二実施形態による部材の製造方法におけるレーザ光の強度分布を示す特性図、及び、工程を説明する模式図である。
【図１０】本発明の第三実施形態による部材の製造方法のフローチャートである。
【図１１】本発明の第三実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図である。
【図１２】本発明の第三実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図であて、図１１とは異なる状態を説明する模式図である。
【図１３】本発明の第四実施形態による部材の製造装置の模式図である。
【図１４】本発明の第五実施形態による部材の製造装置の模式図である。
【図１５】本発明の第六実施形態による部材の製造装置の模式図である。
【図１６】本発明の第六実施形態による部材の製造方法のフローチャートである。
【図１７】本発明の第六実施形態による部材の製造方法における被加工部材の拡大断面図である。
【図１８】本発明の第七実施形態による部材の製造装置の模式図である。
【図１９】本発明の第七実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図である。
【図２０】本発明の第七実施形態による部材の製造方法の工程を説明する模式図であって、図１９とは異なる工程を説明する模式図である。
【図２１】比較例の部材の製造方法におけるレーザ光の強度分布を示す特性図である。
【図２２】比較例の部材の製造方法における工程を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
第一実施形態による「部材の製造装置」としてのレーザ加工装置１は、図２に示すディーゼル燃料用の燃料噴射弁９０の「部材」としてのノズルボディ９３の製造に用いる。
【００１０】
最初に、燃料噴射弁９０の構成を説明する。燃料噴射弁９０は、図２、３に示すように、ノズルボディ９３、ノズルボディ９３が有する弁座９４に当接可能に設けられているニードル９５、及び、ニードル９５を軸方向へ駆動可能な電磁駆動部９６を備えている。
【００１１】
弁座９４に当接しているニードル９５とノズルボディ９３との間には、サック室９７が区画形成される。ノズルボディ９３は、ノズルボディ９３の外部とサック室９７とを連通する「通孔」としての噴孔９８を有する。ノズルボディ９３内に導入される燃料は、ニードル９５が弁座９４から離間するときサック室９７及び噴孔９８を通って外部に噴射される。レーザ加工装置１は、被加工部材７に噴孔９８を成形することが可能である。
【００１２】
次に、レーザ加工装置１の構成について図１を参照して説明する。レーザ加工装置１は、部材保持部１１、レーザ発振部１３、光学素子部１５、光検出部１７、及び、制御部１９などを備える。なお、図１では、レーザ加工装置１におけるレーザ光の軌跡を当該レーザ光の外縁部を示す点線Ｌ０で示す。また、被加工部材７からの光の軌跡を点線Ｌ７で示す。
【００１３】
部材保持部１１は、有底筒状の被加工部材７を保持可能に形成されている。部材保持部１１は、被加工部材７の外側からレーザ光が照射されるよう被加工部材７を保持する。
【００１４】
レーザ発振部１３は、被加工部材７に噴孔９８を成形可能なレーザ光を発振する。レーザ発振部１３は、制御部１９と電気的に接続している。レーザ発振部１３は、制御部１９が出力する指令信号に基づいてレーザ光を発振する。レーザ発振部１３が発振するレーザ光は、レーザ発振部１３と光学素子部１５との間に設けられているコリメートレンズ１４１を通ることで平行状態に調整されたコリメート光となる。当該コリメート光は、光学素子部１５に到達する。
【００１５】
光学素子部１５は、いわゆる、反射型液晶パネルであって、前面ガラス１５１、液晶層１５２、背面反射板１５３、制御部１９と電気的に接続している電極１５４などを備える。光学素子部１５では、前面ガラス１５１を通って光学素子部１５内に入射したコリメート光を背面反射板１５３によって所定の方向に向けて反射する。このとき、液晶層１５２が有する液晶分子の配列方向を電極１５４に印加される電圧によって変更する。これにより、光学素子部１５は、光学素子部１５から被加工部材７に向かうレーザ光の空間光位相を変調することが可能である。光学素子部１５から被加工部材７に向かうレーザ光は、光学素子部１５と被加工部材７との間に設けられている集光レンズ１４２を通ることで集光され、被加工部材７の所望の位置に照射される。
【００１６】
光検出部１７は、制御部１９と電気的に接続している。光検出部１７は、被加工部材７の外部であって被加工部材７の噴孔９８が加工される部位の近傍に設けられる。光検出部１７は、被加工部材７の外壁面で反射するレーザ光の反射光やレーザ光による加工によって被加工部材７から発生する微粒子のプラズマ光を受光可能である。例えば、本実施形態では、光検出部１７は、被加工部材７の微粒子がレーザ光と反応することで発生するプラズマ光を検出可能なよう検出可能な光の波長の範囲が２００〜１２００ｎｍに設定されている。光検出部１７は、受光した強度に応じた電気信号を制御部１９に出力する。
【００１７】
制御部１９は、レーザ発振部１３、光学素子部１５、及び、光検出部１７と電気的に接続している。制御部１９は、光検出部１７が出力する電気信号に応じてレーザ発振部１３及び光学素子部１５を制御する。
【００１８】
次に、本実施形態による「部材の製造方法」としての被加工部材７の加工方法について図４〜８に基づいて説明する。図４に被加工部材７の加工方法のフローチャートを示す。
【００１９】
最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」とする）１０１において、被加工部材７を部材保持部１１にセットする。
【００２０】
次に、「一次成形工程」としてのＳ１０２において、被加工部材７の所望の位置にレーザ光を照射する。所望の位置とは、被加工部材７をノズルボディ９３に加工したときノズルボディ９３が有する噴孔９８の略中央の位置である。
ここで、Ｓ１０２において被加工部材７に照射されるレーザ光の強度分布を図５に基づいて説明する。図５は、集光レンズ１４２を通って被加工部材７に照射されるレーザ光について、当該レーザ光が進む方向に対して垂直な方向の強度分布を示している。図５では、横軸は、レーザ光の中心ｃＬ０からの距離Ｌを示している。また、縦軸は、レーザ光の強度ＳｏＬを示している。
【００２１】
Ｓ１０２では、図５に示すように、距離Ｌ１の２倍の長さのビーム径を有するレーザ光が被加工部材７に照射される。ここで、レーザ光が０より大きい強度を有する領域をレーザ照射領域Ｒｍ１とする。すなわち、レーザ照射領域Ｒｍ１の形状は、距離Ｌ１を半径とする略円形状となっている。
Ｓ１０２で被加工部材７に照射されるレーザ光は、レーザ光の中心ｃＬ０において最も強い強度を有し、中心ｃＬ０から離れるに従って強度が低下する。本実施形態の被加工部材７の加工方法において、被加工部材７を加工可能なレーザの最も低い強度を強度ＳｏＬ９とすると、中心ｃＬ０からの距離Ｌ２１までの領域が被加工部材７を加工可能な強度を有するレーザ光の領域である加工可能領域Ｒｍ２１となる。Ｓ１０２で被加工部材７に照射されるレーザ光では、加工可能領域Ｒｍ２１は、レーザ照射領域Ｒｍ１の略中央に位置している。
【００２２】
Ｓ１０２では、制御部１９は、図５に示すような強度分布のレーザ光を被加工部材７に照射するよう光学素子部１５を制御する。光学素子部１５では、電極１５４に電圧を印加し、レーザ発振部１３が発振したレーザ光が図５に示すような強度分布のレーザ光となるよう液晶層１５２が操作される。
【００２３】
次に、Ｓ１０２における被加工部材７の加工の状態を図６に基づいて説明する。図６（ａ）には、レーザ光が照射される被加工部材７の部位の拡大断面図を示す。図６（ａ）には、レーザ光が進む方向を実線矢印Ｌｄ１で示す。また、図６（ｂ）には、図６（ａ）のＶＩｂ矢視図を示す。図６には、図５で定義したレーザ照射領域Ｒｍ１の外縁を一点鎖線Ｌｗ１で示す。また、図５で定義した加工可能領域Ｒｍ２１の外縁を二点鎖線Ｌｗ２で示す。
【００２４】
Ｓ１０２では、強度分布が図５となったレーザ光は、図６（ｂ）に示すように、被加工部材７に加工される予定の噴孔９８の略中央に照射される。このとき、強度分布が図５となったレーザ光によって加工される噴孔９８の下孔としての一次孔９８１の内径は、図６に点線で示す噴孔９８の内径に比べ小さい。一方、レーザ照射領域Ｒｍ１内の加工可能領域Ｒｍ２１を除く領域のレーザ光は、被加工部材７を加工可能な強度を有していないため、外壁が損傷することはない。これにより、Ｓ１０２では、図６に示すように、被加工部材７に照射されるレーザ光のうち加工可能領域Ｒｍ２１のレーザ光が照射される部位に一次孔９８１が成形される。
【００２５】
Ｓ１０２では、被加工部材７にレーザ光を照射しているとき、光検出部１７によって被加工部材７からの反射光やプラズマ光を受光する。光検出部１７は、受光した光の強度に応じた電気信号を制御部１９に出力する。
【００２６】
次に、「強度判定工程」としてのＳ１０３において、被加工部材７からの反射光やプラズマ光の強度が「所定の閾値」としての第一の閾値以下であるか否かを判定する。
一次孔９８１が貫通すると被加工部材７に照射されているレーザ光の一部は、貫通した一次孔９８１を通って被加工部材７の内側に入る。このため、一次孔９８１が貫通すると、被加工部材７からの反射光は強度が低下する。すなわち、反射光の強度の変化によって一次孔９８１が貫通したか否かが分かる。
また、レーザ光によって被加工部材７を加工すると、加工によって発生した被加工部材７の微粒子を構成する原子がレーザ光によって励起されるためプラズマ光が発生する。このため、一次孔９８１が貫通すると、当該微粒子の発生量が少なくなるため、被加工部材７からのプラズマ光は強度が低下する。すなわち、プラズマ光の強度の変化によって一次孔９８１が貫通したか否かが分かる。
【００２７】
Ｓ１０３では、光検出部１７が受光した被加工部材７からの反射光やプラズマ光の強度が予め設定されている第一の閾値以下であるか否かを制御部１９が判定する。光検出部１７が受光する光の強度が第一の閾値以下であると判定されると、Ｓ１０４に進む。光検出部１７が受光する光の強度が第一の閾値以上であると判定されると、Ｓ１０２に戻り、図５に示す強度分布を有するレーザ光を被加工部材７に照射し続ける。
【００２８】
Ｓ１０３において光検出部１７が受光する被加工部材７からの反射光やプラズマ光の強度が第一の閾値以下であると判定されると、次に、「レーザ変調工程」としてのＳ１０４において、レーザ光の強度分布を変更する。
ここで、図７に基づいて、Ｓ１０４において変更されたレーザ光の強度分布を説明する。図７は、集光レンズ１４２を通って被加工部材７に照射されるレーザ光について、当該レーザ光が進む方向に対して垂直な方向の強度分布を示している。図７では、横軸は、レーザ光の中心ｃＬ０からの距離Ｌを示している。また、縦軸は、レーザ光の強度ＳｏＬを示している。なお、図７には、Ｓ１０４において変更されたレーザ光の強度分布を実線ＡＬ１で示し、Ｓ１０２において一次孔９８１を成形したレーザ光の強度分布を二点鎖線ＶＬ１で示す。
【００２９】
図７に示すように、Ｓ１０４において変調されるレーザ光は、距離Ｌ１の２倍の長さのビーム径を有するものの、レーザ光の中心ｃＬ０とは異なる位置に最も強い強度を有している。具体的には、レーザ光は、当該レーザ光のビーム径内における中心ｃＬ０から距離（Ｌ１／２）より離れた外縁領域Ｒｍ３に最も強い強度を有している。すなわち、レーザ光は、中心ｃＬ０から距離（Ｌ１／２）より近い中央領域Ｒｍ４のエネルギが外縁領域Ｒｍ３のエネルギに比べ小さくなるよう空間分布が変調される。これにより、図７に示すように、距離Ｌ３と距離Ｌ４との間の加工可能領域Ｒｍ２１は、レーザ照射領域Ｒｍ１の中心からずれた位置にあることとなる。
Ｓ１０４では、制御部１９は、図７に示すような空間分布のレーザ光を被加工部材７に照射するよう光学素子部１５を制御する。光学素子部１５では、電極１５４に電圧を印加し、レーザ発振部１３が発振したレーザ光が図７に示すような強度分布のレーザ光となるよう液晶層１５２が操作される。
【００３０】
次に、「二次成形工程」としてのＳ１０５において、一次孔９８１を形成する縁部９８２にレーザ光を照射する。Ｓ１０５では、Ｓ１０４において変調されたレーザ光の空間光位相を変調することで焦点位置を移動させ、レーザ光を縁部９８２に照射する。このときの被加工部材７の加工の状態を図８に基づいて説明する。図８（ａ）には、レーザ光が照射される被加工部材７の部位の拡大断面図を示す。また、図８（ｂ）には、図８（ａ）のＶＩＩＩｂ矢視図を示す。
【００３１】
Ｓ１０４において強度分布が図７となったレーザ光は、図８（ｂ）に示すように、加工可能領域Ｒｍ２１のレーザ光が縁部９８２に照射されるよう被加工部材７の外壁に照射される。これにより、Ｓ１０５では、図８に示すように、縁部９８２がレーザ光によって加工され、一次孔９８１の径外方向に一次孔９８１に連通する拡大孔９８３が成形される。このとき、レーザ照射領域Ｒｍ１内の加工可能領域Ｒｍ２１を除く領域のレーザ光の一部は、図８（ａ）に示すように、既に貫通している一次孔９８１を通って被加工部材７の内側に入る。しかしながら、レーザ照射領域Ｒｍ１内の加工可能領域Ｒｍ２１を除く領域のレーザ光は、被加工部材７を加工可能な強度を有していないため、被加工部材７の内壁面が損傷することはない。
【００３２】
Ｓ１０５では、縁部９８２を順番に加工するために、図８（ｂ）の実線矢印Ｌｄ２に示すように、一次孔９８１の周方向に沿ってレーザ光の焦点位置を移動させることによって加工可能領域Ｒｍ２１を移動させる。これにより、一次孔９８１の径外方向を囲むよう拡大孔９８３が成形される。
【００３３】
次に、Ｓ１０６において、光の強度は第二の閾値以下であるか否かを判定する。Ｓ１０６では、Ｓ１０３と同様に光検出部１７が受光した被加工部材７からの反射光やプラズマ光の強度が予め設定されている第二の閾値以下であるか否かを制御部１９が判定する。すなわち、反射光やプラズマ光の強度の変化によって拡大孔９８３が貫通したか否かが分かる。
Ｓ１０６では、光検出部１７が受光する光の強度が第二の閾値以下であると判定されると、Ｓ１０７に進む。光検出部１７が受光する光の強度が第二の閾値以上であると判定されると、Ｓ１０５に戻り、図７に示す強度分布を有するレーザ光を被加工部材７に照射し続ける。
【００３４】
Ｓ１０６において光検出部１７が受光する被加工部材７からの反射光やプラズマ光の強度が第二の閾値以下であると判定されると、Ｓ１０７において、図７に示す強度分布を有するレーザ光が縁部９８２の全てに照射されたか否かを制御部１９が判定する。制御部１９では、事前に入力されているプログラムに基づいて図７に示す強度分布を有するレーザ光を縁部９８２に全て照射したか否かを判定する。制御部１９がレーザ光は縁部９８２の全てに照射されたと判定すると、今回のルーチンを終了する。また、制御部１９がレーザ光は縁部９８２の全てに照射されていないと判定すると、Ｓ１０５に戻り、図７に示す強度分布を有するレーザ光を拡大孔９８３が加工されていない縁部９８２に照射する。
本実施形態による被加工部材７の加工方法では、このようにして、被加工部材７に噴孔９８を加工し、ノズルボディ９３を製造する。
【００３５】
従来、レーザ光によって被加工部材に噴孔を加工するとき、貫通した噴孔を通って当該噴孔を加工したレーザ光が被加工部材内に入る。被加工部材内に入るレーザ光は、レーザ光の照射方向に位置する被加工部材の内壁面に照射されるため、被加工部材の当該内壁面は損傷するおそれがある。
【００３６】
ここで、比較例の被加工部材の加工方法の詳細を図２１、２２に基づいて説明する。
比較例の被加工部材の加工方法では、最初に、本実施形態と同じように距離Ｌ１の２倍の長さのビーム径を有するレーザ光を用いて一次孔９８１を成形する。一次孔９８１を成形した後、一次孔９８１の縁部９８２にレーザ光を照射して拡大孔９８３を成形する。比較例の被加工部材の加工方法では、拡大孔９８３を成形するときのレーザ光の強度分布を一次孔９８１を成形するときのレーザ光の強度分布から変更しない。すなわち、比較例の被加工部材の加工方法で用いられるレーザ光は、図２１に示すように、レーザ光の中心ｃＬ１において最も強い強度を有しており、中心ｃＬ１から離れるに従って強度が低下する。これにより、中心ｃＬ１からの距離Ｌ２０までの領域が被加工部材７を加工可能なエネルギを有する領域である加工可能領域Ｒｍ２０となる。加工可能領域Ｒｍ２０は、レーザ照射領域Ｒｍ１の略中央に位置している。加工可能領域Ｒｍ２０の直径は、一次孔９８１の直径と同じ大きさである。
【００３７】
比較例の被加工部材の加工方法において拡大孔９８３を成形するときの被加工部材７の加工の状態を図２２に示す。図２２（ａ）には、レーザ光が照射される被加工部材７の部位の拡大断面図を示す。また、図２２（ｂ）には、図２２（ａ）のＸＸＩＩｂ矢視図を示す。図２２には、図２１で定義した加工可能領域Ｒｍ２０の外縁を二点鎖線Ｌｗ３で示す。
【００３８】
図２２（ａ）に示すように、拡大孔９８３を成形するとき、加工可能領域Ｒｍ２０のレーザ光を一次孔９８１の縁部９８２に照射されるようレーザ光を被加工部材７に照射する。このとき、縁部９８２の加工に利用されない加工可能領域Ｒｍ２０の一部の領域Ｒｍ０のレーザ光が一次孔９８１を通って被加工部材７の内側に入る。被加工部材７の内側に入った領域Ｒｍ０のレーザ光が被加工部材７の内壁面に照射されると、被加工部材７の内壁面が損傷する。
【００３９】
（１）本実施形態の被加工部材７の加工方法では、一次孔９８１が貫通すると、光検出部１７が受光する被加工部材７からの光の強度は、一次孔９８１が貫通する前に比べ小さくなる。そこで、光検出部１７が検出する光の強度が第一の閾値以下であると判定されると、外縁領域Ｒｍ３の強度が中央領域Ｒｍ４の強度に比べ大きくなるようレーザ発振部１３が発振するレーザ光の空間光位相を変調する。次に、空間光位相が変調されたレーザ光を縁部９８２に照射し、一次孔９８１に連通する拡大孔９８３を成形する。このとき、一次孔９８１を通って被加工部材７の内部に到達するレーザ光は、レーザ照射領域Ｒｍ１内の加工可能領域Ｒｍ２１を除く領域のレーザ光であるため、被加工部材７の内壁面に照射されても被加工部材７は損傷しない。これにより、一次孔９８１や拡大孔９８３を通るレーザ光によって被加工部材７の内壁面の損傷を防止することができる。
【００４０】
（２）また、被加工部材７の加工方法では、一次孔９８１を通るレーザ光による被加工部材７の内壁面の損傷を防止できるため、被加工部材７の内側に到達したレーザによって被加工部材７の内壁面の損傷を防止するためのレーザ遮蔽部材がなくてもよい。これにより、ノズルボディ９３の製造コストを低減することができる。また、噴孔９８を加工するとき、レーザ遮蔽部材を挿入したり抜き出したりするための工数を低減することができる。
【００４１】
（３）本実施形態のレーザ加工装置１では、光学素子部１５は、レーザ光の空間光位相を変調することによって焦点位置を変更可能に設けられている。これにより、レーザ光の焦点位置を変更するためにローテータやガルバノスキャナなど駆動を要する構成を用いる場合に比べ、拡大孔９８３を成形するときの位置ずれを防止することができる。したがって、噴孔９８を高精度に成形することができる。
【００４２】
（４）本実施形態のレーザ加工装置１は、一次孔９８１及び拡大孔９８３が貫通したときに光検出部１７での検出結果に基づいてレーザ光の強度分布を制御する。これにより、一次孔９８１及び拡大孔９８３が貫通した直後にレーザ光の強度分布を変更することができるため、噴孔９８を加工するために必要なエネルギの消費量を低減することができる。したがって、ノズルボディ９３の製造コストを低減することができる。
【００４３】
（５）光検出部１７は、レーザ光による加工によって被加工部材７から発生する微粒子のプラズマ光を受光可能に設けられている。これにより、被加工部材７の形状によって変化するおそれがある被加工部材７の外壁面で反射するレーザ光の反射光に比べ、一次孔９８１及び拡大孔９８３が貫通したことを判定しやすい。したがって、一次孔９８１及び拡大孔９８３を確実に貫通させることができる。
【００４４】
（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態による被加工部材の加工方法を図９に基づいて説明する。第二実施形態は、拡大孔を成形するときのレーザ光の強度分布が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
第二実施形態による被加工部材７の加工方法において、拡大孔９８３を成形するときに被加工部材７に照射されるレーザ光の強度分布を図９（ａ）に基づいて説明する。図９（ａ）は、集光レンズ１４２を通って被加工部材７に照射されるレーザ光について、当該レーザ光が進む方向に対して垂直な方向の強度分布を示している。図９（ａ）では、横軸は、レーザ光の中心ｃＬ０からの距離Ｌを示している。また、縦軸は、レーザ光の強度ＳｏＬを示している。
【００４６】
図９（ａ）に示すように、本実施形態において拡大孔９８３を成形するときのレーザ光は、中央領域Ｒｍ４の強度が外縁領域Ｒｍ３の強度に比べ小さくなるよう空間分布が変調される。さらに、本実施形態では、レーザ光は、距離Ｌ５と距離Ｌ６との間の加工可能領域Ｒｍ２１を外縁領域Ｒｍ３の二箇所に有するよう変調される。これにより、二箇所の加工可能領域Ｒｍ２１は、レーザ照射領域Ｒｍ１の中心からずれた位置にあることとなる。
光学素子部１５では、電極１５４に電圧を印加し、レーザ発振部１３が発振したレーザ光が図９（ａ）に示すような強度分布のレーザ光となるよう液晶層１５２が操作される。
【００４７】
図９（ａ）に示す強度分布を有するレーザ光によって拡大孔９８３を成形するときの被加工部材７の加工の状態を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）は、レーザ光が照射される方向からの一次孔９８１及び拡大孔９８３を見た模式図である。図９（ｂ）には、図９（ａ）に示す強度分布を有するレーザ光の断面線をＩＸａ−ＩＸａ線として示す。
【００４８】
図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）の強度分布を有するレーザ光を一次孔９８１の縁部９８２に照射すると、縁部９８２に二つの拡大孔９８３が同時に成形することができる。これにより、本実施形態による被加工部材７の加工方法では、拡大孔９８３を成形する時間を短くすることができる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに、ノズルボディ９３の製造に必要な工数をさらに低減することができる。
【００４９】
（第三実施形態）
次に、本発明の第三実施形態による部材の製造装置および部材の製造方法を図１０〜１２に基づいて説明する。第三実施形態は、光学素子部の作用が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
第三実施形態によるレーザ加工装置が備える光学素子部１５は、液晶層１５２の液晶分子の配列方向を変更することによって光学素子部１５から被加工部材７に向かうレーザ光の空間光位相を変調し、レーザ光の広がり角を変更することが可能である。
【００５１】
次に、本実施形態による被加工部材７の加工方法を図１０〜１２に基づいて説明する。図１０に被加工部材７の加工方法のフローチャートを示す。図１１（ａ）および図１２（ａ）にレーザ光が照射される被加工部材７の部位の拡大断面図を示す。また、図１１（ｂ）および図１２（ｂ）のそれぞれには、図１１（ａ）のＸＩｂ矢視図および図１２（ａ）のＸＩＩｂ矢視図を示す。
本実施形態による被加工部材７の加工方法では、一次孔９８１の中心軸Ｃ９８１を含む平面上において噴孔９８の内壁面の断面形状が直線状となっていない噴孔９８を成形可能である。例えば、本実施形態による被加工部材７の加工方法によって成形された噴孔９８は、図１１，１２に示すように、噴孔の９８の略中心における断面積が噴孔９８の内側開口９８４の断面積および外側開口９８５の断面積に比べ小さくなるよう形成されている。このとき、内側開口９８４の断面積と外側開口９８５の断面積とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
【００５２】
最初に、Ｓ２０１において、第一実施形態のＳ１０１と同じように、被加工部材７を部材保持部１１にセットする。
次に「一次成形工程」としてのＳ２０２において、第一実施形態のＳ１０２と同じように、被加工部材７の所望の位置に一次孔９８１を成形するためのレーザ光を照射する。
Ｓ２０２の次にＳ２０３において、第一実施形態のＳ１０３と同じように、被加工部材７からの光の強度が第一の閾値以下であるか否かを判定する。
【００５３】
Ｓ２０３において光検出部１７が受光する被加工部材７からの光の強度が第一の閾値以下であると判定されると、「レーザ変調工程」としてのＳ２０４において、光学素子部１５は、レーザ光の広がり角を変更する。
次に、「二次成形工程」としてのＳ２０５において、一次孔９８１または一次孔９８１が一部加工された加工途中の噴孔９８の内壁面９８６にレーザ光を照射する。具体的には、Ｓ２０５では、レーザ光の中心ｃＬ０が一次孔９８１の中心軸Ｃ９８１に対して傾斜した状態でレーザ光を一次孔９８１に入射する。
【００５４】
ここで、Ｓ２０４におけるレーザ光の広がり角の変更による作用について、Ｓ２０５におけるレーザ光の内壁面９８６への照射の作用とともに、図１１，１２に基づいて説明する。図１１は、レーザ光の広がり角が比較的小さいときのレーザ光の軌跡を示し、図１２は、レーザ光の広がり角が比較的小さいときのレーザ光の軌跡を示す。なお、本実施形態による被加工部材７の加工方法では、レーザ光は、照射される内壁面９８６との関係において吸収に比べて反射が優勢な比較的高エネルギのレーザ光となっている。また、図１１，１２に示すように、内壁面９８６は、中心軸Ｃ９８１に対して非平行な状態となっている。
【００５５】
図１１（ａ）に示すように、一次孔９８１または加工途中の噴孔９８に入射するレーザ光は、内壁面９８６で反射した後、被加工部材７の内部に向かう。本実施形態では、この反射した後のレーザ光を内側開口９８４にの「部材の所定の部位」としての縁部９８７に集光し、内側開口９８４の形状が所望の形状となるよう被加工部材７を加工する。このとき、図１１（ａ）に示すように、レーザ光の広がり角ＳＡ３１が比較的小さいと、内壁面９８６で反射したレーザ光は、内側開口９８４の縁部９８７付近におけるビーム径Ｌ３１が比較的大きくなるため、縁部９８７の単位時間当たりの加工量は多くなる。これにより、例えば、図１１（ｂ）の領域Ａ３１に示すように、比較的大きい内径Ｒ３１の部位が成形される。
【００５６】
一方、図１２（ａ）に示すように、一次孔９８１または加工途中の噴孔９８に入射するレーザ光の広がり角ＳＡ３２が広がり角ＳＡ３１に比べ大きい場合、内壁面９８６で反射したレーザ光は、内側開口９８４の縁部９８７付近におけるビーム径Ｌ３２がビーム径Ｌ３１に比べ小さくなるため、縁部９８７の単位時間当たりの加工量は少なくなる。これにより、例えば、図１２（ｂ）の領域Ａ３２に示すように、内径Ｒ３１に比べ小さい内径Ｒ３２の部位が成形される。
なお、本実施形態では、広がり角ＳＡ３１のレーザ光の内壁面９８６上の反射面の面積と、広がり角ＳＡ３２のレーザ光の内壁面９８６上の反射面の面積とは同じ大きさとなっている。レーザ光のエネルギは、広がり角に関係なく一定であることから、内壁面９８６上の反射面に照射されるレーザ光の単位面積当たりのエネルギは同じになる。
【００５７】
Ｓ２０５の次にＳ２０６において、第一実施形態のＳ１０６と同じように、光の強度は第二の閾値以下であるか否かを判定する。
Ｓ２０６において光検出部１７が受光する被加工部材７からの光の強度が第二の閾値以下であると判定されると、Ｓ２０７において、内側開口９８４の縁部９８７の予定の位置にレーザ光を照射したか否かを制御部１９が判定する。
本実施形態による被加工部材７の加工方法では、このようにして、被加工部材７に噴孔９８を加工し、ノズルボディ９３を製造する。
【００５８】
本実施形態による被加工部材７の加工方法では、内壁面９８６で反射したレーザ光を内側開口９８４の縁部９８７に照射することによって内側開口９８４を加工する。このとき、一次孔９８１または加工途中の噴孔９８に入射するレーザ光の広がり角を変更することによって内側開口９８４の縁部９８７における単位時間当たりの加工量を変更する。これにより、内側開口９８４の加工に必要なレーザ光のみが一次孔９８１または加工途中の噴孔９８に入射するため、加工に利用されなかったレーザ光が被加工部材７の内壁面に照射されにくい。これにより、被加工部材７の内壁面の損傷を防止できる。したがって、第三実施形態は、第一実施形態の（１）、（２）、（４）、（５）を奏する。
【００５９】
また、本実施形態では、単位時間当たりの加工量を変更することができるため、外側開口９８５の形状に影響されることなく、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すような所望の形状の内側開口９８４を加工することができる。このように、本実施形態では、特に、外側開口９８５より内側において加工可能な箇所を増やすことができるため、噴孔９８の形状の自由度を向上することができる。
【００６０】
（第四実施形態）
次に、本発明の第四実施形態によるレーザ加工装置を図１３に基づいて説明する。第四実施形態は、光学素子部の構成が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
本実施形態によるレーザ加工装置２の模式図を図１３に示す。レーザ加工装置２は、部材保持部１１、レーザ発振部１３、光学素子部２５、光検出部１７、及び、制御部１９などを備える。なお、図１３では、レーザ加工装置２におけるレーザ光の軌跡を当該レーザ光の外縁部を示す点線Ｌ０で示す。また、被加工部材７からの光の軌跡を点線Ｌ７で示す。
【００６２】
光学素子部２５は、前面ガラス１５１、複数の回折レンズ２５２、背面反射板１５３、制御部１９と電気的に接続している駆動部２５４などを備える。光学素子部２５では、背面反射板１５３が反射するコリメート光が複数の回折レンズ２５２を通るとき、当該回折レンズ２５２を駆動部２５４によって回転する。これにより、光学素子部２５から被加工部材７に向かうレーザ光の光回折パターンを変更することが可能である。光学素子部２５から被加工部材７に向かうレーザ光は、集光レンズ１４２を通って被加工部材７の所望の位置に照射される。
【００６３】
レーザ加工装置２では、複数の回折レンズ２５２の組み合わせによってレーザ光の空間光位相を変調することができる。これにより、第四実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏する。
【００６４】
（第五実施形態）
次に、本発明の第五実施形態によるレーザ加工装置を図１４に基づいて説明する。第五実施形態は、光検出部の数が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
本実施形態によるレーザ加工装置３の模式図を図１４に示す。レーザ加工装置３は、部材保持部１１、レーザ発振部１３、光学素子部１５、複数の光検出部１７、及び、制御部１９などを備える。なお、図１４では、レーザ加工装置３におけるレーザ光の軌跡を当該レーザ光の外縁部を示す点線Ｌ０で示す。また、被加工部材７からの光の軌跡を点線Ｌ７で示す。
【００６６】
レーザ加工装置３では、図１４に示すように、複数の光検出部１７が被加工部材７に対して種々の角度に位置している。これにより、本実施形態による被加工部材７の加工方法では、複数の光検出部１７が検出するレーザの反射光などの変化から総合的に判断して一次孔９８１及び拡大孔９８３が貫通したか否かを判定することができる。したがって、第五実施形態は、第一実施形態と同じ効果を奏するとともに噴孔９８を高精度に成形することができる。
【００６７】
（第六実施形態）
次に、本発明の第六実施形態によるレーザ加工装置を図１５〜１７に基づいて説明する。第六実施形態は、レーザ遮蔽部材を備える点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
本実施形態によるレーザ加工装置４の模式図を図１５に示す。レーザ加工装置４は、部材保持部１１、レーザ遮蔽部材１２、レーザ発振部１３、光学素子部１５、光検出部１７、及び、制御部１９などを備える。なお、図１５では、レーザ加工装置４におけるレーザ光の軌跡を当該レーザ光の外縁部を示す点線Ｌ０で示す。また、被加工部材７からの光の軌跡を点線Ｌ７で示す。
【００６９】
レーザ遮蔽部材１２は、支持部１２１に支持され、被加工部材７の内側に挿入可能に設けられている。支持部１２１は、被加工部材７の内側においてレーザ遮蔽部材１２を回転可能である。
【００７０】
次に、本実施形態における被加工部材７の加工方法について図１６に基づいて説明する。図１６に被加工部材７の加工方法のフローチャートを示す。
【００７１】
最初に、Ｓ３０１において、第一実施形態のＳ１０１と同じように、被加工部材７を部材保持部１１にセットする。
Ｓ３０１の次に「部材設置工程」としてのＳ３０２において、レーザ遮蔽部材１２を被加工部材７の内側に挿入する。このとき、レーザ遮蔽部材１２は、図１７に示す被加工部材７の拡大断面図に示すように、外壁面１２２が貫通した一次孔９８１や拡大孔９８３を通るレーザ光が照射される位置に設けられる。
【００７２】
次に「一次成形工程」としてのＳ３０３において、第一実施形態のＳ１０２と同じように、被加工部材７の所望の位置に一次孔９８１を成形するためのレーザ光を照射する。
Ｓ３０３の次にＳ３０４において、第一実施形態のＳ１０３と同じように、被加工部材７からの光の強度が第一の閾値以下であるか否かを判定する。
【００７３】
Ｓ３０４において光検出部１７が受光する被加工部材７からの光の強度が第一の閾値以下であると判定されると、「レーザ変調工程」としてのＳ３０５において、第一実施形態のＳ１０４と同じように、レーザ光の強度分布を変更する。
被加工部材７からの光の強度が第一の閾値以下であると判定されレーザ光の強度分布を変更するまでの間に貫通した一次孔９８１を通ったレーザ光は、図１７に示すように、レーザ遮蔽部材１２の外壁面１２２に照射される。これにより、レーザ遮蔽部材１２の外壁面１２２とは反対側の外壁面１２３に対向する被加工部材７の内壁面７１にはレーザ光は照射されない。
【００７４】
次に、「二次成形工程」としてのＳ３０６において、第一実施形態のＳ１０５と同じように、一次孔９８１を形成する縁部９８２に拡大孔９８３を成形するためのレーザ光を照射する。
Ｓ３０６の次にＳ３０７において、第一実施形態のＳ１０６と同じように、光の強度は第二の閾値以下であるか否かを判定する。
Ｓ３０７において光検出部１７が受光する被加工部材７からの光の強度が第二の閾値以下であると判定されると、Ｓ３０８において、第一実施形態のＳ１０７と同じように、レーザ光が縁部９８２に全て照射されたか否かを制御部１９が判定する。
本実施形態による被加工部材７の加工方法では、このようにして、被加工部材７に噴孔９８を加工し、ノズルボディ９３を製造する。
【００７５】
レーザ加工装置４は、貫通した一次孔９８１や拡大孔９８３を通るレーザ光が照射されるレーザ遮蔽部材１２を備えている。これにより、一次孔９８１が貫通した直後や拡大孔９８３が貫通した直後に被加工部材７の内側に入るレーザ光が被加工部材７の内壁面７１に照射されることを確実に防止することができる。したがって、第六実施形態は、第一実施形態の効果（１）、（３）〜（５）を奏するとともに、レーザ光による被加工部材７の内壁面の損傷を確実に防止することができる。
【００７６】
（第七実施形態）
次に、本発明の第七実施形態による被加工部材の加工方法を図１８〜２０に基づいて説明する。第七実施形態は、被加工部材の加工方法が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７７】
本実施形態によるレーザ加工装置５の模式図を図１８に示す。レーザ加工装置５は、部材保持部３１、レーザ発振部１３、光学素子部３５、光検出部１７、及び、制御部１９などを備える。レーザ加工装置５は、略円板状の被加工部材８に複数の通孔８８を成形可能である。なお、図１８では、レーザ加工装置５におけるレーザ光の軌跡を当該レーザ光の外縁部を示す点線Ｌ０で示す。また、被加工部材８からの光の軌跡を点線Ｌ８で示す。
【００７８】
部材保持部３１は、被加工部材８を光学素子部３５に対して相対移動不能に保持可能である。
光学素子部３５は、いわゆる、反射型液晶パネルであって、前面ガラス１５１、液晶層３６、背面反射板１５３、複数の電極３７１、３７２、３７３、３７４などを備える。液晶層３６は、複数の液晶分子３６１、３６２、３６３、３６４を有する（図１９、２０参照）。光学素子部３５では、液晶分子３６１、３６２、３６３、３６４の配列方向を液晶分子３６１、３６２、３６３、３６４のそれぞれに対応する電極３７１、３７２、３７３、３７４に印加される電圧によって個別に変更する。
【００７９】
本実施形態における被加工部材８の加工方法について、図１９、２０に基づいて説明する。被加工部材８の加工方法では、液晶分子３６１、３６２、３６３、３６４の配列方向を制御することによって被加工部材８に照射されるレーザ光の空間光位相を変調し、レーザ光の焦点位置を変更する。
【００８０】
例えば、図１９に示すように、背面反射板１５３で反射したレーザ光の一部を液晶分子３６１によって遮蔽する。これにより、集光レンズ１４２を通るレーザ光は、被加工部材８の外縁部のうち部材保持部３１のベース３１１から離れた位置の外縁部に焦点が合わされるため、レーザ光は、ベース３１１から離れた位置の外縁部に通孔８８の一つである通孔８８１を成形する。通孔８８１は、第一実施形態と同じように、一次孔を成形した後、当該一次孔を形成する縁部に拡大孔を成形することによって成形される。
【００８１】
また、通孔８８１を成形した後、図２０に示すように、背面反射板１５３で反射したレーザ光の一部を液晶分子３６４によって遮蔽する。これにより、集光レンズ１４２を通るレーザ光は、被加工部材８の外縁部のうちベース３１１に近い位置の外縁部に焦点が合わされるため、レーザ光は、ベース３１１に近い位置の外縁部に通孔８８の一つである通孔８８２を成形する。通孔８８２は、第一実施形態と同じように、一次孔を成形した後、当該一次孔を形成する縁部に拡大孔を成形することによって成形される。
【００８２】
レーザ加工装置５では、通孔８８を成形するとき、外縁領域に加工可能領域の強度を有するレーザ光を用いて拡大孔を成形する。これにより、一次孔や拡大孔を通るレーザ光によって被加工部材８を支持する部材保持部３１の損傷を防止することができる。
【００８３】
また、従来、一つの被加工部材に複数の通孔をレーザ光によって成形する場合、被加工部材をレーザ光の焦点位置に合わせて高精度に位置合わせする必要があった。このため、高精度に位置合わせするための部材保持部が必要となり、位置合わせのための工数も増加する。
レーザ加工装置５では、光学素子部３５の複数の液晶分子の配列を変更することによってレーザ光の焦点位置を変更することができる。これにより、固定されている一つの被加工部材８に対して複数の通孔８８を成形することができる。したがって、レーザ光の焦点位置に対して被加工部材を位置合わせするための部材保持部が不要となるため、被加工部材８を加工するための設備費を低減することができる。
【００８４】
また、レーザ加工装置５では、レーザ光の焦点位置を変更するために光学素子部１５における複数の液晶分子の配列方向を電気的に制御している。これにより、部材保持部によって高精度に位置合わせする場合に比べ、比較的短時間で通孔８８を成形することができる。したがって、通孔を有する部材の製造に必要な工数を低減することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、「部材」は、燃料噴射弁のノズルボディであるとした。しかしながら、「部材」はこれに限定されない。「通孔」を有していればよい。
【００８６】
上述の実施形態では、拡大孔を成形するとき、レーザ光は加工可能領域が外縁領域に位置するとした。しかしながら、加工可能領域が位置する領域はこれに限定されない。一次孔の縁部を成形するとき、貫通した一次孔を通って加工可能領域のレーザ光が被加工部材のレーザ光が照射される側とは反対側に到達しなければよい。
【００８７】
上述の実施形態では、光検出部は、反射光及びプラズマ孔を受光可能であるとした。しかしながら、反射光及びプラズマ光の少なくとも一方を受光可能であってもよい。一次孔または拡大孔が貫通したとき、強度が変化する光であればよい。
【００８８】
上述の実施形態では、光学素子部は、液晶層または回折レンズを有するとした。しかしながら、光学素子部が有する構成はこれに限定されない。光学素子部に入るレーザ光の空間光位相を変調可能な構成であればよい。
【００８９】
第一〜六実施形態において、第七実施形態のように、レーザ光の焦点位置を変更することで複数の噴孔を成形してもよい。
【００９０】
第二実施形態では、レーザ光は、外縁領域に二箇所の加工可能領域を有するとした。しかしながら、加工可能領域の数はこれに限定されない。三箇所以上あってもよい。
【００９１】
第三実施形態では、光学素子部におけるレーザ光の空間光位相の変調によってレーザ光の広がり角を変更するとした。しかしながら、レーザ光の広がり角を変更する方法はこれに限定されない。被加工部材に対する集光レンズの位置を変更することによってレーザ光の広がり角を変更してもよい。また、第三実施形態において、第一、二実施形態のようにレーザ光の強度分布を変更してもよい。
【００９２】
第三実施形態では、レーザ光は、比較的高エネルギのレーザ光が望ましいとした。しかしながら、レーザ光のエネルギは、これに限定されない。比較的低エネルギのレーザ光であってもよい。
【００９３】
第三実施形態では、レーザ光の広がり角が小さいと内側開口の縁部付近におけるビーム径は比較的大きくなり、レーザ光の広がり角が大きいと内側開口の縁部付近におけるビーム径は比較的小さくなるとした。この広がり角と内側開口の縁部付近におけるビーム径の大きさとの関係は、これに限定されない。噴孔の内壁面とレーザ光の中心との角度の関係などによって、レーザ光の広がり角が小さいと内側開口の縁部付近におけるビーム径は比較的小さくなり、レーザ光の広がり角が大きいと内側開口の縁部付近におけるビーム径は比較的大きくなってもよい。
また、第三実施形態では、内側開口の縁部の加工のみについて述べたが、噴孔の内壁面をレーザ光の広がり角の変更によって単位時間当たりの加工量を変更しつつ加工してもよい。
【００９４】
第三実施形態では、一次孔の中心軸と非平行な噴孔の内壁面におけるレーザ光の反射によって内側開口の縁部を加工するとした。しかしながら、レーザ光が反射する噴孔の内壁面は、一次孔の中心軸に平行であってもよい。
【００９５】
第三実施形態では、広がり角が異なるレーザ光の噴孔の内壁面上の反射面の面積は同じであるとした。しかしながら、反射面の面積は異なってもよい。
【００９６】
第三、四実施形態において、第五実施形態のように、光検出部を複数備えてもよい。また、第六実施形態のように、レーザ遮蔽部材を備えてもよい。
【００９７】
第五実施形態において、第六実施形態のように、レーザ遮蔽部材を備えてもよい。
【００９８】
第七実施形態において、第六実施形態のように、被加工部材と部材保持部との間にレーザ遮蔽部材を備えてもよい。
【００９９】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１、２、３、４、５・・・レーザ加工装置（部材の製造装置）
７、８・・・被加工部材
１３・・・レーザ発振部
１５、２５、３５・・・光学素子部
１７・・・光検出部
１９・・・制御部
８８・・・通孔
９３・・・ノズルボディ（部材）
９８・・・噴孔（通孔）
９８１・・・一次孔
【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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【図２２】
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