JP6032182B2 - レーザー加工方法及びレーザー加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー加工方法及びレーザー加工装置に関する。

この種の技術として、特許文献１は、レーザービームを用いて、高強度の金属材料又はセラミック材料から成る面板状の工作物に所定の大きさの貫通孔を形成するに際し、この貫通孔の大きさを測定しながら貫通孔を形成する技術を開示している。具体的には、貫通孔を通過する流体の単位時間あたりの流量に基づいて貫通孔の大きさを計測している。貫通孔には、レーザービームの照射により生成されるプラズマの遮蔽作用を軽減すべく、例えばヘリウムなどの保護ガスが供給されている。即ち、貫通孔を通過する流体は、保護ガスである。

特開平３−１９９９０７号公報

上記特許文献１は、レーザービームを利用している点で、貫通孔を比較的精度良く形成できるが、精度面で改善の余地が残されていた。

本発明の目的は、レーザー光を照射して加工対象物に貫通孔を精度良く形成する技術を提供することにある。

本願発明の第１の観点によれば、レーザー光を照射して加工対象物に貫通孔を形成する第１ステップと、前記貫通孔を形成した前記加工対象物をカメラで撮像して撮像データを生成する第２ステップと、前記第２ステップで生成した前記撮像データに基づいて前記貫通孔の孔径を拡大することで、前記貫通孔の前記孔径を調整する第３ステップと、を含む、レーザー加工方法が提供される。以上の方法によれば、前記貫通孔を精度良く形成することができる。
前記加工対象物は、前記レーザー光が照射される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面と、を有する。前記第３ステップにおいて、前記第２ステップで生成した前記撮像データに基づいて前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を拡大することで、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を調整する。以上の方法によれば、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径の精度を出すことができる。
前記第２ステップにおいて、前記加工対象物の前記第２の面を前記カメラで撮像して前記撮像データを生成する。以上の方法によれば、前記加工対象物の板厚の如何に拘わらず、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を問題なく撮像することができる。
前記第２ステップにおいて、前記加工対象物の前記第２の面を前記カメラで撮像するに際し、前記カメラの光軸は、前記レーザー光の照射方向に対して斜めとする。以上の方法によれば、前記第２ステップにおいて、前記レーザー光の照射中であっても、前記加工対象物の前記第２の面を前記カメラで問題なく撮像することができる。
前記レーザー光の照射中は、前記加工対象物の前記第２の面と前記カメラの間に前記レーザー光を遮る板を挿入する。以上の方法によれば、前記レーザー光によって前記カメラが破損するのを防止できる。
前記加工対象物に前記貫通孔を複数形成する。即ち、特許文献１では、貫通孔を通過する流体の流量を測定することで貫通孔の孔径を推定しているので、前記加工対象物に前記貫通孔が複数形成される場合は、前記複数の貫通孔の孔径を個別に把握することはできない。これに対し、上記の方法によれば、前記加工対象物を前記カメラで撮像することとしているので、前記複数の貫通孔の孔径を個別に把握することが可能となる。
本願発明の第２の観点によれば、レーザー光を照射して加工対象物に貫通孔を形成する貫通孔形成手段と、前記貫通孔を形成した前記加工対象物を撮像して撮像データを生成するカメラと、を備え、前記貫通孔形成手段は、前記カメラが生成した前記撮像データに基づいて前記貫通孔の孔径を拡大することで、前記貫通孔の前記孔径を調整する、レーザー加工装置が提供される。以上の構成によれば、前記貫通孔を精度良く形成することができる。
前記加工対象物は、前記レーザー光が照射される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面と、を有する。前記貫通孔形成手段は、前記カメラが生成した前記撮像データに基づいて前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を拡大することで、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を調整する。以上の構成によれば、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径の精度を出すことができる。
前記カメラは、前記加工対象物の前記第２の面を撮像して前記撮像データを生成する。以上の構成によれば、前記加工対象物の板厚の如何に拘わらず、前記貫通孔の前記第２の面における前記孔径を問題なく撮像することができる。
前記加工対象物の前記第２の面を前記カメラで撮像する際の前記カメラの光軸は、前記レーザー光の照射方向に対して斜めである。以上の構成によれば、前記カメラは、前記レーザー光の照射中であっても、前記加工対象物の前記第２の面を問題なく撮像することができる。
前記レーザー光の照射中に、前記加工対象物の前記第２の面と前記カメラの間に挿入されて、前記レーザー光を遮る板を更に備える。以上の構成によれば、前記レーザー光によって前記カメラが破損するのを防止できる。

本発明によれば、レーザー光を照射して加工対象物に貫通孔を精度良く形成することができる。

燃料噴射弁の部分断面図である。（第１実施形態） 燃料噴射プレートの平面図である。（第１実施形態） 燃料噴射孔から噴射される燃料の流量と、燃料噴射口の開口の孔径と、の関係を示すグラフである。（第１実施形態） 加工方法の違いによる、燃料噴射孔の開口の孔径のバラツキを示すグラフである。（第１実施形態） レーザー加工機の全体図である。（第１実施形態） 集光レンズの光軸と、エリアセンサカメラの光軸と、の関係を示す図である。（第１実施形態） 制御装置のブロック図である。（第１実施形態） 燃料噴射孔の加工工程を示す図である。（第１実施形態） レーザー加工機の動作フローである。（第１実施形態） レーザー加工の加工条件を示すグラフである。（第１実施形態） 第１実施形態の燃料噴射孔の開口の孔径のバラツキを示すグラフである。（第１実施形態） レーザー加工機の全体図である。（第２実施形態） 集光レンズの光軸と、エリアセンサカメラの光軸と、の関係を示す図である。（第２実施形態） 制御装置のブロック図である。（第２実施形態） レーザー加工機の動作フローである。（第２実施形態）

（燃料噴射弁１）
先ず、図１及び図２を参照して、燃料噴射弁１を説明する。図１に示すように、燃料噴射弁１は、円筒状のハウジング２と、環状の弁座３、ハウジング２内で進退自在の弁体４、複数の燃料噴射孔５（貫通孔）を有する円形で板状の燃料噴射プレート６（加工対象物）、を備える。ハウジング２内に加圧状態に供給されている燃料は、弁体４が弁座３から離れると燃料噴射プレート６に供給される。燃料噴射プレート６は、弁体４と対向するプレート内面７（第２の面）と、プレート内面７と反対側のプレート外面８（第１の面）と、を有する。燃料噴射プレート６は、例えば２００〜３００マイクロメートルである。

図２に示すように、複数の燃料噴射孔５は、直径の異なる２つの円９及び円１０上に並べて形成されている。各燃料噴射孔５は、図１及び図２に示すように、プレート内面７からプレート外面８に向かうにつれて広がるように形成されている。図２に示すように、各燃料噴射孔５のプレート内面７における開口１１は、プレート内面７の平面視で楕円形状とされており、その長軸は、燃料噴射プレート６の径方向に一致している。また、各燃料噴射孔５のプレート外面８における開口１２は、プレート内面７の平面視で楕円形状とされており、その長軸は、燃料噴射プレート６の径方向に対して直交している。そして、開口１１に対して開口１２が燃料噴射プレート６の外周側にズレて形成されることで、燃料噴射孔５は、プレート内面７からプレート外面８に向かうにつれて燃料噴射プレート６の外周側へ傾いている。各燃料噴射孔５の開口１１の孔径は、２００マイクロメートルとされている。ここで、「孔径」とは、開口１１が楕円形の場合は開口１１の面積と同一面積である真円の直径を意味する場合と、開口１１の長軸又は短軸を意味する場合と、が考えられるが、一貫していれば何れを選ぶかは任意である。燃料噴射プレート６に供給された燃料は、各燃料噴射孔５を介してシリンダーへ噴射される。

ところで、本願発明者らは、数値計算による流体解析の結果、(1)各燃料噴射孔５から噴射される燃料の流量のバラツキには、各燃料噴射孔５の開口１１の孔径が支配的であること、(2)昨今流量に対して要求される精度を満たすには、図３に示すように、各燃料噴射孔５の開口１１の孔径のバラツキを目標値を基準としてプラスマイナス１マイクロメートル以内に抑える必要があること、の(1)及び(2)の知見を得た。

しかしながら、従来から広く一般に採用されているプレス加工では、図４に示すように、各燃料噴射孔５の開口１１の孔径のバラツキが目標値を基準としてプラスマイナス３マイクロメートル程度に及んでしまい、要求される精度を到底満たせず、プレス加工後の品質検査及び修正工程が不可欠とされている。また、プレス加工に代わってレーザー加工を採用したとしても、各燃料噴射孔５の開口１１の孔径のバラツキを目標値を基準としてプラスマイナス１マイクロメートル以内に抑えることは実現できておらず、同様に、レーザー加工後の品質検査及び修正工程が不可欠とされている。なぜなら、レーザー加工機にも、経時劣化等に起因して、レーザー出力やレーザービーム径のバラツキ、光軸のズレなどが不可避的に発生するからである。

上記の問題を解決すべく、本願発明者らは本願の発明を完成させ、その実施形態を以下に説明する。

（第１実施形態）
以下、図５〜図１１を参照して、第１実施形態を説明する。

レーザー加工機２０（レーザー加工装置）は、貫通孔形成ユニット２１（貫通孔形成手段）と、エリアセンサカメラ２２（カメラ、撮像手段）と、を備える。

貫通孔形成ユニット２１は、レーザー発振器２３と、第１ガルバノミラーユニット２４、第２ガルバノミラーユニット２５、集光レンズ２６、プレート保持ユニット２７、制御装置２８を備える。

レーザー発振器２３は、レーザー光２９を例えばピコ秒レーザー光などのパルス光として出力する超短パルスレーザー発振器である。

第１ガルバノミラーユニット２４は、レーザー光２９を偏光させるガルバノミラー３０と、ガルバノミラー３０を回転させるミラーモーター３１と、を備える。

第２ガルバノミラーユニット２５は、レーザー光２９を偏光させるガルバノミラー３２と、ガルバノミラー３２を回転させるミラーモーター３３と、を備える。

集光レンズ２６は、レーザー光２９を集光するレンズである。集光レンズ２６は、光軸Pを有する。本実施形態において、レーザー光２９の照射方向は、燃料噴射孔５の加工時に刻々と変化するが、集光レンズ２６の光軸Pを中心として変化する。従って、レーザー光２９の照射方向は、平均的には、集光レンズ２６の光軸Pに等しいと言える。

プレート保持ユニット２７は、加工対象物としての燃料噴射プレート６を周方向に回転可能に保持する。プレート保持ユニット２７は、燃料噴射プレート６を周方向に回転させるアクチュエータと、燃料噴射プレート６を固定保持するクランプと、を有する。燃料噴射プレート６は、プレート外面８にレーザー光２９が斜めに照射されるように、プレート保持ユニット２７に保持される。

エリアセンサカメラ２２は、二次元イメージセンサと複数のレンズを有するカメラである。エリアセンサカメラ２２は、光軸Qを有する。図６に示すように、エリアセンサカメラ２２は、燃料噴射プレート６のプレート内面７を撮像できるように、燃料噴射プレート６を挟んで集光レンズ２６と反対側に設置される。エリアセンサカメラ２２は、光軸Qが燃料噴射プレート６のプレート内面７に対して直交するように設置される。従って、エリアセンサカメラ２２の光軸Qは、集光レンズ２６の光軸Pに対して斜めである。

図７に示すように、制御装置２８は、レーザー発振器２３及び第１ガルバノミラーユニット２４、第２ガルバノミラーユニット２５、プレート保持ユニット２７の動作を制御する装置である。図７に示すように、制御装置２８は、中央演算処理器としてのCPU３４（Central Processing Unit）と、読み書き自由のRAM３５（Random Access Memory）、読み出し専用のROM３６（Read Only Memory）を備えている。そして、CPU３４がROM３６に記憶されている制御プログラムを読み出して実行することで、制御プログラムは、CPU３４などのハードウェアを、発振器制御部３７、ミラー制御部３８、カメラ制御部３９、画像データ取得部４０、画像データ解析部４１、孔径差分演算部４２、フィードバック制御部４３として機能させる。

発振器制御部３７は、レーザー発振器２３の動作（例えば出力）を制御する。レーザー発振器２３の出力は、レーザー光２９のパルスエネルギーやパルス周波数を増減させることにより調整される。

ミラー制御部３８は、第１ガルバノミラーユニット２４及び第２ガルバノミラーユニット２５の動作を制御することで、燃料噴射プレート６に対するレーザー光２９の照射箇所を走査させる。

カメラ制御部３９は、エリアセンサカメラ２２の動作を制御するものである。

画像データ取得部４０は、エリアセンサカメラ２２が生成した画像データ（撮像データ）を取得して、RAM３５に記憶する。

画像データ解析部４１は、RAM３５から画像データを読み出して解析することで、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を測定し、孔径データをRAM３５に記憶する。

孔径差分演算部４２は、RAM３５から孔径データを読み出し、孔径データと目標値との差分を演算する。

フィードバック制御部４３は、孔径差分演算部４２が演算した差分に基づいて、発振器制御部３７及びミラー制御部３８をフィードバック制御する。具体的には、フィードバック制御部４３は、孔径差分演算部４２が演算した差分が所定値未満となるように、発振器制御部３７及びミラー制御部３８をフィードバック制御する。

以上の構成で、レーザー発振器２３から出力されたレーザー光２９を第１ガルバノミラーユニット２４及び第２ガルバノミラーユニット２５で適宜に偏光することで、図８に示すように、燃料噴射プレート６のプレート外面８上にレーザー光２９の照射箇所が楕円軌道で走査されて燃料噴射プレート６がレーザー加工される。

次に、図８〜図１０を参照して、レーザー加工機２０の動作を説明する。

先ず、レーザー加工機２０の作業者が燃料噴射プレート６をプレート保持ユニット２７にクランプさせて所定のボタンを押下すると(S100)、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御することで、レーザー光２９の出力を開始させる(S110、時刻t0)。

次に、レーザー加工機２０は、燃料噴射プレート６に燃料噴射孔５を粗加工する(S120、時刻t0〜t1)。即ち、レーザー加工機２０は、燃料噴射孔５の開口１１の孔径が目標値の９０〜９９％となるように、燃料噴射プレート６に燃料噴射孔５を粗加工する。具体的には、図１０に示すように、時刻t0からt1にかけて、レーザー光２９の照射箇所の走査半径は、最初急峻に増加させ、その後緩やかに増加させる。時刻t0からt1にかけて、レーザー光２９の出力は、燃料噴射プレート６に貫通孔を形成するのに必要とされる所定値に維持される。時刻t0からt1にかけて、開口１１の楕円率は、概ね７０％に維持される。ここで、「楕円率」とは、長軸と短軸の比である。楕円率が１００％のとき、開口１１は真円である。楕円率が１００％より小さいときと、楕円率が１００％より大きいときと、で長軸と短軸が入れ替わる。

次に、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御することで、レーザー光２９の出力を停止させる(S130、時刻t1)。具体的には、図１０に示すように、時刻t1において、レーザー光２９の照射箇所の走査半径は半分にし、レーザー光２９の出力はゼロにし、楕円率は１００％にする。

次に、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を測定する(S140、時刻t1〜t2)。具体的には、カメラ制御部３９がエリアセンサカメラ２２に、燃料噴射プレート６のプレート内面７を撮像するよう撮像指令を出力する。すると、エリアセンサカメラ２２は、燃料噴射プレート６のプレート内面７を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを制御装置２８に出力する。画像データ取得部４０は、エリアセンサカメラ２２から出力された画像データを取得してRAM３５に記憶する。画像データ解析部４１は、RAM３５から画像データを読み込んで解析することで、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を測定し、孔径データをRAM３５に記憶する。

次に、孔径差分演算部４２は、RAM３５から孔径データを読み出し、孔径データと目標値との差分を演算する(S150)。

次に、フィードバック制御部４３は、孔径差分演算部４２が演算した差分に基づいて、発振器制御部３７及びミラー制御部３８をフィードバック制御する(S160-S210、時刻t2〜t3)。具体的には、フィードバック制御部４３は、孔径差分演算部４２が演算した差分が所定値未満となるように（S210:YES）、発振器制御部３７及びミラー制御部３８をフィードバック制御する。

即ち、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御して、レーザー光２９の出力を再開させ(S160、時刻t2)、図８において「孔径調整」の文字で示すように、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を拡大することで、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を調整する(S170、時刻t2〜t3)。図１０に示すように、フィードバック制御部４３は、レーザー光２９の照射箇所の走査半径を、時刻t2において、時刻t1におけるレーザー光２９の照射箇所の走査半径と同値となるまで引き上げ、時刻t2〜t3にかけて、フィードバック制御部４３が求めた差分を消失させる程度に、緩やかに増加させる。フィードバック制御部４３は、レーザー光２９の出力を、時刻t2において、時刻t1におけるレーザー光２９の出力と同値となるまで引き上げ、時刻t2〜t3にかけて、その値を維持する。フィードバック制御部４３は、開口１１の楕円率を、時刻t2において、概ね７０％に戻し、時刻t2〜t3にかけて、その値を維持する。

次に、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御することで、レーザー光２９の出力を停止させる(S180、時刻t3)。具体的には、図１０に示すように、発振器制御部３７は、時刻t3において、レーザー光２９の照射箇所の走査半径は半分にし、レーザー光２９の出力はゼロにし、楕円率は１００％にする。

次に、燃料噴射孔５の開口１１の孔径を測定する(S190)。

次に、孔径差分演算部４２は、RAM３５から孔径データを読み出し、孔径データと目標値との差分を演算する(S200)。

次に、フィードバック制御部４３は、差分値と所定値（例えば１マイクロメートル）とを比較し、差分値が所定値未満であると判定した場合（S210:YES）は処理をS220に進め、差分値が所定値以上であると判定した場合（S210:NO）は処理をS160に戻す。

S220において、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御して、レーザー光２９の出力を再開させ(S220、時刻t4)、図８において「テーパー加工」の文字で示すように、燃料噴射プレート６の燃料噴射孔５をテーパー加工する(S230)。図１０に示すように、レーザー光２９の照射箇所の走査半径は、時刻t4において、時刻t3におけるレーザー光２９の照射箇所の走査半径と同値となるまで引き上げ、時刻t4〜t5にかけて、緩やかに増加させる。レーザー光２９の出力は、時刻t4において、時刻t3におけるレーザー光２９の出力の半分程度に引き上げ、時刻t3〜t4にかけて、緩やかに減少させる。開口１１の楕円率は、時刻t4において、概ね７０％に戻し、時刻t4〜t5にかけて、その値を概ね１３０％になるまで緩やかに増加させる。これにより、燃料噴射プレート６には、プレート外面８からプレート内面７へ向かうにつれて先細る燃料噴射孔５が形成される。

次に、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御して、レーザー光２９の出力を停止させ(S240、時刻t5)、処理を終了する(S250)。

そして、上記のレーザー加工機２０によれば、図１１に示すように、各燃料噴射孔５の開口１１の孔径のバラツキを目標値を基準としてプラスマイナス１マイクロメートル以内に抑えることができる。

以上に説明した第１実施形態は、以下の特長を有する。

（１）レーザー加工方法は、レーザー光２９を照射して燃料噴射プレート６（加工対象物）に燃料噴射孔５（貫通孔）を形成する第１ステップ(S120)と、燃料噴射孔５を形成した燃料噴射プレート６をエリアセンサカメラ２２で撮像して画像データ（撮像データ）を生成する第２ステップ(S140)と、第２ステップ(S140)で生成した画像データに基づいて燃料噴射孔５の孔径を拡大することで、燃料噴射孔５の孔径を調整する第３ステップ(S170)と、を含む。以上の方法によれば、燃料噴射孔５を精度良く形成することができる。
（２）燃料噴射プレート６は、レーザー光２９が照射されるプレート外面８（第１の面）と、プレート外面８と反対側のプレート内面７（第２の面）と、を有する。第３ステップ(S170)において、第２ステップ(S140)で生成した画像データに基づいて燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を拡大することで、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を調整する。以上の方法によれば、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径の精度を出すことができる。
（３）第２ステップ(S140)において、燃料噴射プレート６のプレート内面７をエリアセンサカメラ２２で撮像して画像データを生成する。以上の方法によれば、燃料噴射プレート６の板厚の如何に拘わらず、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を問題なく撮像することができる。
（４）第２ステップ(S140)において、燃料噴射プレート６のプレート内面７をエリアセンサカメラ２２で撮像するに際し、エリアセンサカメラ２２の光軸Qは、レーザー光２９の照射方向（集光レンズ２６の光軸P）に対して斜めとする。以上の方法によれば、第２ステップ(S140)において、レーザー光２９の照射中であっても、燃料噴射プレート６のプレート内面７をエリアセンサカメラ２２で問題なく撮像することができる。
（６）燃料噴射プレート６に燃料噴射孔５を複数形成する。即ち、特許文献１では、貫通孔を通過する流体の流量を測定することで貫通孔の孔径を推定しているので、加工対象物に貫通孔が複数形成される場合は、複数の貫通孔の孔径を個別に把握することはできない。これに対し、上記の方法によれば、燃料噴射プレート６をエリアセンサカメラ２２で撮像することとしているので、複数の燃料噴射孔５の孔径を個別に把握することが可能となる。
（７）レーザー加工機２０は、レーザー光２９を照射して燃料噴射プレート６に燃料噴射孔５を形成する貫通孔形成ユニット２１（貫通孔形成手段）と、燃料噴射孔５を形成した燃料噴射プレート６を撮像して画像データを生成するエリアセンサカメラ２２と、を備える。貫通孔形成ユニット２１は、エリアセンサカメラ２２が生成した画像データに基づいて燃料噴射孔５の孔径を拡大することで、燃料噴射孔５の孔径を調整する。以上の構成によれば、燃料噴射孔５を精度良く形成することができる。
（８）燃料噴射プレート６は、レーザー光２９が照射されるプレート外面８と、プレート外面８と反対側のプレート内面７と、を有する。貫通孔形成ユニット２１は、エリアセンサカメラ２２が生成した画像データに基づいて燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を拡大することで、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を調整する。以上の構成によれば、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径の精度を出すことができる。
（９）エリアセンサカメラ２２は、燃料噴射プレート６のプレート内面７を撮像して画像データを生成する。以上の構成によれば、燃料噴射プレート６の板厚の如何に拘わらず、燃料噴射孔５のプレート内面７における孔径を問題なく撮像することができる。
（１０）燃料噴射プレート６のプレート内面７をエリアセンサカメラ２２で撮像する際のエリアセンサカメラ２２の光軸Qは、レーザー光２９の照射方向（集光レンズ２６の光軸P）に対して斜めである。以上の構成によれば、エリアセンサカメラ２２は、レーザー光２９の照射中であっても、燃料噴射プレート６のプレート内面７を問題なく撮像することができる。

なお、エリアセンサカメラ２２に代えて、ラインセンサカメラを採用してもよい。

また、第１ガルバノミラーユニット２４及び第２ガルバノミラーユニット２５に代えて、ウェッジ板を用いたビームローテーターを採用してもよい。

（第２実施形態）
次に、図１２〜図１５を参照して、第２実施形態を説明する。以下、第２実施形態が第１実施形態と相違する点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図１２及び図１３に示すように、エリアセンサカメラ２２の光軸Qは、レーザー光２９の照射方向（集光レンズ２６の光軸P）と一致している。

本実施形態の貫通孔形成ユニット２１は、シャッターユニット５０を更に備えている。シャッターユニット５０は、シャッター５１（遮蔽板、板）と、シャッターアクチュエータ５２（遮蔽板駆動手段）と、を有する。シャッター５１は、レーザー光２９を遮断する遮蔽板である。シャッターアクチュエータ５２は、シャッター５１を集光レンズ２６とエリアセンサカメラ２２との間に挿入すると共に、シャッター５１を集光レンズ２６とエリアセンサカメラ２２との間から退避させるためのアクチュエータである。

図１４に示すように、本実施形態の制御プログラムは、CPU３４などのハードウェアを、更に、シャッター制御部５３（シャッター制御手段）として機能させる。

シャッター制御部５３は、シャッターアクチュエータ５２の動作を制御するものである。

次に、図１５を参照して、レーザー加工機２０の動作を説明する。

第１実施形態では、図９に示すように、S130及びS180で、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御して、レーザー光２９の出力を停止させている。しかし、これに代えて、本実施形態では、図１５に示すように、S130及びS180で、シャッター制御部５３は、シャッターアクチュエータ５２を制御して、シャッター５１がレーザー光２９を遮断可能となる位置に移動させる。

第１実施形態では、図９に示すように、S160及びS220で、発振器制御部３７は、レーザー発振器２３を制御して、レーザー光２９の出力を再開させている。しかし、これに代えて、本実施形態では、図１５に示すように、S160及びS220で、シャッター制御部５３は、シャッターアクチュエータ５２を制御して、シャッター５１がレーザー光２９を遮断しない位置に移動させる。

以上に説明した第２実施形態は、以下の特長を有する。

（５）レーザー光２９の照射中は、燃料噴射プレート６のプレート内面７とエリアセンサカメラ２２の間にレーザー光２９を遮るシャッター５１（板）を挿入する。以上の方法によれば、レーザー光２９によってエリアセンサカメラ２２が破損するのを防止できる。
（１１）レーザー加工機２０は、レーザー光２９の照射中に、燃料噴射プレート６のプレート内面７とエリアセンサカメラ２２の間に挿入されて、レーザー光２９を遮るシャッター５１を更に備える。以上の構成によれば、レーザー光２９によってエリアセンサカメラ２２が破損するのを防止できる。

１ 燃料噴射弁
２ ハウジング
３ 弁座
４ 弁体
５ 燃料噴射孔
６ 燃料噴射プレート
７ プレート内面
８ プレート外面
１１ 開口
１２ 開口
２０ レーザー加工機
２１ 貫通孔形成ユニット
２２ エリアセンサカメラ
３７ 発振器制御部
３８ ミラー制御部
３９ カメラ制御部
４０ 画像データ取得部
４１ 画像データ解析部
４２ 孔径差分演算部
４３ フィードバック制御部
５０ シャッターユニット
５１ シャッター
５２ シャッターアクチュエータ
５３ シャッター制御部
P 光軸
Q 光軸

Claims (9)

1. 第１の面、及び、前記第１の面と反対側の面である第２の面と、を有する燃料噴射プレートの前記第１の面に、レーザー光を、前記第１の面に対して斜めに照射して、前記燃料噴射プレートに燃料噴射孔を、前記第２の面から前記第１の面に向かって広がるように形成する第１のステップと、
   前記燃料噴射孔を形成した前記燃料噴射プレートの前記第２の面をカメラで撮像して撮像データを生成する第２ステップと、
   前記第２ステップで生成した前記撮像データに基づいて前記燃料噴射孔の前記第２の面における孔径を拡大することで、前記燃料噴射孔の前記第２の面における前記孔径を調整する第３ステップと、
   を含む、レーザー加工方法。
2. 請求項１に記載のレーザー加工方法であって、
   前記第２ステップにおいて、前記燃料噴射プレートの前記第２の面を前記カメラで撮像するに際し、前記カメラの光軸は、前記レーザー光の照射方向に対して斜めとする、
   レーザー加工方法。
3. 請求項２に記載のレーザー加工方法であって、
   前記カメラの前記光軸は、前記第２の面に対して直交する、
   レーザー加工方法。
4. 請求項１に記載のレーザー加工方法であって、
   前記レーザー光の照射中は、前記燃料噴射プレートの前記第２の面と前記カメラの間に前記レーザー光を遮る板を挿入する、
   レーザー加工方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のレーザー加工方法であって、
   前記燃料噴射プレートに前記燃料噴射孔を複数形成する、
   レーザー加工方法。
6. 第１の面、及び、前記第１の面と反対側の面である第２の面と、を有する燃料噴射プレートの前記第１の面に、レーザー光を、前記第１の面に対して斜めに照射して、前記燃料噴射プレートに燃料噴射孔を、前記第２の面から前記第１の面に向かって広がるように形成する貫通孔形成手段と、
   前記燃料噴射孔を形成した前記燃料噴射プレートの前記第２の面を撮像して撮像データを生成するカメラと、
   を備え、
   前記貫通孔形成手段は、前記カメラが生成した前記撮像データに基づいて前記燃料噴射孔の前記第２の面における孔径を拡大することで、前記燃料噴射孔の前記第２の面における前記孔径を調整する、
   レーザー加工装置。
7. 請求項６に記載のレーザー加工装置であって、
   前記燃料噴射プレートの前記第２の面を前記カメラで撮像する際の前記カメラの光軸は、前記レーザー光の照射方向に対して斜めである、
   レーザー加工装置。
8. 請求項７に記載のレーザー加工装置であって、
   前記カメラの前記光軸は、前記第２の面に対して直交する、
   レーザー加工装置。
9. 請求項６に記載のレーザー加工装置であって、
   前記レーザー光の照射中に、前記燃料噴射プレートの前記第２の面と前記カメラの間に挿入されて、前記レーザー光を遮る板を更に備える、
   レーザー加工装置。

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