JP2012066269A

JP2012066269A - Laser beam machining apparatus

Info

Publication number: JP2012066269A
Application number: JP2010211668A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Koseki; 良治小関
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2010-09-22
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: JP5740886B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus with which alignment adjustment is easily performed and stable liquid column can be jetted.SOLUTION: The laser beam machining apparatus 1 includes: a first jetting nozzle 14 having a first jetting hole 14a; a second jetting nozzle 15 having a second jetting hole 31a provided more on the side of a workpiece 2 than the first jetting nozzle; a first liquid passage 17A for supplying a liquid to the first jetting nozzle; and a second liquid passage 17B which is formed between the first jetting nozzle and the second jetting nozzle and through which the liquid is supplied to the second jetting nozzle. The first jet hole has a tapered shape the diameter of which is reduced toward the workpiece and the second jet hole is formed into a larger diameter than that of the opening of the first jetting hole on the side of the workpiece. The liquid in the second liquid passage is bent in the direction parallel to an optical axis in the second jetting hole after flowing in the direction orthogonal to the optical axis of the laser beam L toward the second jetting hole, encloses the liquid jetted from the first jetting hole, and is jetted.

Description

本発明はレーザ加工装置に関し、詳しくは液体供給手段から供給された液体を液体通路を介して噴射孔から液柱にして外部に噴射させるとともに、集光レンズによって上記液柱にレーザ光を導光して、被加工物の加工を行うレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus, and more specifically, a liquid supplied from a liquid supply unit is ejected to a liquid column from a spray hole through a liquid passage, and laser light is guided to the liquid column by a condenser lens. The present invention relates to a laser processing apparatus that processes a workpiece.

従来、噴射孔を有する噴射ノズルと、高圧の液体を供給する液体供給手段と、上記液体供給手段と上記噴射ノズルの噴射孔とを連通させる液体通路と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集光レンズとを備え、上記液体供給手段から供給された液体を液体通路を介して噴射孔から液柱にして外部に噴射させるとともに、集光レンズによって上記液柱にレーザ光を導光して、被加工物の加工を行うレーザ加工装置が知られている。
このようなレーザ加工装置として、上記噴射ノズルの噴射孔を被加工物に向けて縮径させたテーパ形状としたものが知られ、このテーパ形状の内面にレーザ光を反射させて上記液柱に導光することで、レーザ光を液柱に導光する際のアライメント調整を容易にしている（特許文献１）。
この他のレーザ加工装置として、上記液体通路を流通する液体が噴射孔に向けてレーザ光の光軸に直交する方向に流動した後、該噴射孔においてレーザ光の光軸と平行な方向に折れ曲がるようにしたものが知られ、上記噴射孔より噴射される液柱の周囲にエアクッションを形成することにより、安定した液柱を噴射するようになっている（特許文献２）。 Conventionally, an injection nozzle having an injection hole, a liquid supply means for supplying high-pressure liquid, a liquid passage for communicating the liquid supply means and the injection hole of the injection nozzle, a laser oscillator for oscillating laser light, A condensing lens that condenses the laser light oscillated from the laser oscillator, and causes the liquid supplied from the liquid supply means to be ejected to the outside through the liquid passage as a liquid column from the injection hole. Therefore, there is known a laser processing apparatus that guides a laser beam to the liquid column and processes a workpiece.
As such a laser processing apparatus, a taper shape in which the injection hole of the injection nozzle is reduced in diameter toward the workpiece is known, and the laser beam is reflected on the inner surface of the taper shape so as to be reflected on the liquid column. The light guide facilitates alignment adjustment when the laser light is guided to the liquid column (Patent Document 1).
As another laser processing apparatus, the liquid flowing through the liquid passage flows in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam toward the injection hole, and then bends in the direction parallel to the optical axis of the laser beam in the injection hole. Such a configuration is known, and a stable liquid column is ejected by forming an air cushion around the liquid column ejected from the ejection hole (Patent Document 2).

特開２００６−２５５７６８号公報JP 2006-255768 A 特許第３６８０８６４号公報Japanese Patent No. 3680864

しかしながら、上記特許文献１のレーザ加工装置の場合、噴射孔より噴射された液柱が、該液柱の周囲に形成される気流等によって乱れ、安定した液柱が得にくいという問題があった。
また特許文献２のレーザ加工装置の場合、レーザ光を上記液柱の内部に導光する際、レーザ光が上記噴射孔における集光レンズ側の平坦面に照射されて噴射ノズルを損傷させ、またこの平坦面で反射したレーザ光がレーザ加工装置内部を損傷させるという問題があることから、アライメントの調整を精密に行う必要があり、アライメント調整が煩雑になるという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はアライメント調整が容易で、かつ安定した液柱を噴射することが可能なレーザ加工装置を提供するものである。 However, in the case of the laser processing apparatus of Patent Document 1, the liquid column ejected from the ejection hole is disturbed by an air flow formed around the liquid column, and there is a problem that it is difficult to obtain a stable liquid column.
Further, in the case of the laser processing apparatus of Patent Document 2, when the laser beam is guided into the liquid column, the laser beam is applied to the flat surface on the condenser lens side in the injection hole to damage the injection nozzle. Since there is a problem that the laser beam reflected by the flat surface damages the inside of the laser processing apparatus, it is necessary to precisely adjust the alignment, and there is a problem that the alignment adjustment becomes complicated.
In view of such a problem, the present invention provides a laser processing apparatus that can easily adjust alignment and can eject a stable liquid column.

すなわち、本発明にかかるレーザ加工装置は、噴射孔を有する噴射ノズルと、液体を供給する液体供給手段と、上記液体供給手段の液体を上記噴射ノズルの噴射孔へと流通させる液体通路と、レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器から発振されたレーザ光を集光する集光レンズとを備え、
上記液体供給手段が供給した液体を上記噴射ノズルの噴射孔から液柱にして噴射するとともに、上記集光レンズが上記液柱にレーザ光を導光することで被加工物の加工を行うレーザ加工装置において、
上記噴射ノズルを、第１噴射孔を有する第１噴射ノズルと、第１噴射ノズルよりも被加工物側に設けられるとともに上記第１噴射孔と同軸上に設けられた第２噴射孔を有する第２噴射ノズルとから構成し、
上記第１噴射孔は被加工物に向けて縮径するとともにその内面でレーザ光を反射させて上記液柱の内部に導光するテーパ形状を有し、上記第２噴射孔を上記第１噴射孔の被加工物側の開口部よりも大径に形成し、
上記液体通路は、上記第１噴射ノズルに液体を供給する第１液体通路と、第１噴射ノズルと第２噴射ノズルとの間に形成されて上記第２噴射ノズルに液体を供給する第２液体通路とを備え、
上記第２液体通路を流通する液体は、上記第２噴射ノズルの第２噴射孔に向けてレーザ光の光軸に直交する方向に流動するとともに、上記第２噴射孔においてレーザ光の光軸と交差する方向に折れ曲がり、上記第１噴射ノズルの第１噴射孔より噴射された液体を囲繞して被加工物に向けて噴射されることを特徴としている。 That is, a laser processing apparatus according to the present invention includes an injection nozzle having an injection hole, a liquid supply unit that supplies a liquid, a liquid passage that distributes the liquid of the liquid supply unit to the injection hole of the injection nozzle, and a laser. A laser oscillator that oscillates light, and a condenser lens that condenses the laser light oscillated from the laser oscillator,
Laser processing in which the liquid supplied by the liquid supply means is ejected as a liquid column from the ejection hole of the ejection nozzle, and the workpiece is processed by the condensing lens guiding laser light to the liquid column. In the device
The injection nozzle is provided with a first injection nozzle having a first injection hole, and a second injection hole provided on the workpiece side with respect to the first injection nozzle and provided coaxially with the first injection hole. Composed of two injection nozzles,
The first injection hole has a tapered shape that is reduced in diameter toward the workpiece, reflects the laser beam on the inner surface thereof, and guides the laser beam into the liquid column, and the second injection hole is formed in the first injection hole. Form a larger diameter than the opening on the workpiece side of the hole,
The liquid passage is formed between a first liquid passage for supplying a liquid to the first injection nozzle and a first injection nozzle and a second injection nozzle to supply a liquid to the second injection nozzle. With a passage,
The liquid flowing through the second liquid passage flows in a direction orthogonal to the optical axis of the laser light toward the second injection hole of the second injection nozzle, and the optical axis of the laser light in the second injection hole. It bends in the crossing direction, surrounds the liquid ejected from the first ejection hole of the first ejection nozzle, and is ejected toward the workpiece.

上記発明によれば、第１噴射ノズルの第１噴射孔はテーパ形状を有しているため、第１噴射孔の内面にレーザ光を反射させて液柱の内部に導光することができ、しかも第１噴射孔の被加工物側の開口部が第２噴射孔よりも小径となっているため、レーザ光が第２噴射孔の開口部近傍に照射されることがなく、アライメント調整を容易に行うことができる。
また、第１噴射ノズルよりも被加工物側に第２噴射ノズルを設け、該第２噴射ノズルに液体を供給する第２液体通路は、液体を第２噴射孔に向けてレーザ光の光軸に直交する方向に流動させるとともに、上記第２噴射孔においてレーザ光の光軸と平行な方向に折れ曲がるようにしている。
これにより第２噴射孔より噴射された液体は上記第１噴射孔より噴射された液体を囲繞して液柱を構成し、その際、当該液柱の周囲にエアポケットを形成することができるため、安定した液柱を形成することができる。 According to the above invention, since the first injection hole of the first injection nozzle has a tapered shape, the laser beam can be reflected on the inner surface of the first injection hole and guided to the inside of the liquid column. Moreover, since the opening on the workpiece side of the first injection hole has a smaller diameter than the second injection hole, laser light is not irradiated near the opening of the second injection hole, and alignment adjustment is easy. Can be done.
The second liquid passage that supplies the liquid to the second injection nozzle is provided on the workpiece side of the first injection nozzle. The second liquid passage that supplies the liquid to the second injection nozzle directs the liquid toward the second injection hole. The second injection hole is bent in a direction parallel to the optical axis of the laser beam.
Thereby, the liquid ejected from the second ejection hole surrounds the liquid ejected from the first ejection hole to form a liquid column, and at that time, an air pocket can be formed around the liquid column. A stable liquid column can be formed.

第１実施例にかかるレーザ加工装置の断面図Sectional drawing of the laser processing apparatus concerning 1st Example 加工ヘッドの拡大図Enlarged view of processing head 液体通路プレートについての平面図Top view of liquid passage plate 第１噴射孔および第２噴射孔についての拡大図Enlarged view of the first injection hole and the second injection hole 第２実施例にかかるレーザ加工装置のハウジングの平面図The top view of the housing of the laser processing apparatus concerning 2nd Example 図４におけるＶ−Ｖ部の断面図Sectional drawing of the VV part in FIG. 図４におけるＶＩ−ＶＩ部の断面図Sectional drawing of the VI-VI part in FIG. 第２実施例における第１噴射孔および第２噴射孔についての拡大図Enlarged view of the first injection hole and the second injection hole in the second embodiment 第３実施例における第１噴射孔および第２噴射孔についての拡大図Enlarged view of the first injection hole and the second injection hole in the third embodiment

以下図示実施例について説明すると、図１は第１実施例にかかるレーザ加工装置１を示し、液体の噴射により形成した液柱Ｗにレーザ光Ｌを導光することで、被加工物２を所要形状に切断加工する装置となっている。
このレーザ加工装置１は、上記被加工物２を支持する加工テーブル３と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器４と、液体を供給する液体供給手段５と、被加工物２に向けて液体を液柱Ｗとして噴射するとともに、レーザ光Ｌを上記液柱Ｗに導光する加工ヘッド６とを備えている。
本実施例において、上記被加工物２は板厚の薄い半導体ウエハであって、この他にもエポキシ樹脂板や樹脂と金属からなる複合材料なども切断加工することができる。また、切断加工のほかにも、被加工物２表面に対して溝加工を行うことも可能である。
上記加工テーブル３は従来公知であるので詳細な説明をしないが、上記被加工物２を加工ヘッド６に対して水平方向に移動させるようになっており、また上記加工ヘッド６は図示しない昇降手段によって垂直方向に移動するようにされている。
また上記レーザ発振器４はＹＡＧレーザであり、加工に応じてＣＷ発振又はパルス発振が可能であり、またその出力やパルスの発振周期を適宜調整できるようになっている。
さらに、レーザ発振器４としてこの他にも半導体レーザやＣＯ_２レーザ等を用いることも可能であるが、ＣＯ_２レーザのように照射されるレーザ光Ｌが水に吸収されやすい波長である場合には、加工ヘッド６より噴射される液体をレーザ光Ｌが吸収されないような液体にすればよい。
上記液体供給手段５は、所定の圧力で純水を供給するようになっており、その他液状のシリコン等の液体も供給することが可能となっている。 The illustrated embodiment will be described below. FIG. 1 shows a laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. A laser beam L is guided to a liquid column W formed by jetting a liquid, and a workpiece 2 is required. It is a device that cuts into a shape.
The laser processing apparatus 1 includes a processing table 3 that supports the workpiece 2, a laser oscillator 4 that oscillates laser light L, a liquid supply unit 5 that supplies a liquid, and a liquid that is directed toward the workpiece 2. A processing head 6 that ejects the liquid column W and guides the laser beam L to the liquid column W is provided.
In the present embodiment, the workpiece 2 is a thin semiconductor wafer, and other than this, an epoxy resin plate, a composite material made of resin and metal, or the like can be cut. In addition to the cutting process, it is also possible to perform a groove process on the surface of the workpiece 2.
The processing table 3 is conventionally known and will not be described in detail. However, the workpiece 2 is moved in the horizontal direction with respect to the processing head 6, and the processing head 6 is not shown. It is intended to move vertically.
The laser oscillator 4 is a YAG laser, which can perform CW oscillation or pulse oscillation according to processing, and can appropriately adjust its output and pulse oscillation period.
In addition to this, a semiconductor laser, a CO ₂ laser, or the like can be used as the laser oscillator 4. However, when the laser light L irradiated has a wavelength that is easily absorbed by water, such as a CO ₂ laser. The liquid ejected from the processing head 6 may be a liquid that does not absorb the laser light L.
The liquid supply means 5 supplies pure water at a predetermined pressure, and can supply other liquids such as liquid silicon.

上記加工ヘッド６はレーザ発振器４から発振されたレーザ光Ｌを集光する集光レンズ７の下方に設けられ、昇降手段を構成する支持部材１１に固定されたハウジング１２と、該ハウジング１２に固定されてレーザ光Ｌを透過させる石英ガラス１３と、該石英ガラス１３よりも被加工物２側に設けられた第１噴射ノズル１４と、第１噴射ノズル１４よりも被加工物２側に設けられた第２噴射ノズル１５と、これら第１、第２噴射ノズル１４、１５をハウジング１２に固定するノズルホルダ１６とを備えている。
また上記加工ヘッド６の内部には、上記液体供給手段５より供給される液体を流通させる液体通路１７が形成されており、この液体通路１７は後に詳述するように上記第１噴射ノズル１４に液体を供給する第１液体通路１７Ａと、第２噴射ノズル１５に液体を供給する第２液体通路１７Ｂとに分岐している。
図２は加工ヘッド６の拡大図を示しており、上記第１噴射ノズル１４と第２噴射ノズル１５との間には、下記第２液体通路１７Ｂの形成された円盤状の液体通路プレート１８が介装されている。 The processing head 6 is provided below a condenser lens 7 that condenses the laser light L oscillated from the laser oscillator 4, a housing 12 fixed to a support member 11 constituting an elevating means, and fixed to the housing 12. The quartz glass 13 through which the laser light L is transmitted, the first injection nozzle 14 provided on the workpiece 2 side with respect to the quartz glass 13, and the workpiece 2 side with respect to the first injection nozzle 14 are provided. The second injection nozzle 15 and a nozzle holder 16 for fixing the first and second injection nozzles 14 and 15 to the housing 12 are provided.
Further, a liquid passage 17 through which the liquid supplied from the liquid supply means 5 flows is formed inside the processing head 6, and the liquid passage 17 is connected to the first injection nozzle 14 as will be described in detail later. The first liquid passage 17 A that supplies the liquid and the second liquid passage 17 B that supplies the liquid to the second injection nozzle 15 are branched.
FIG. 2 shows an enlarged view of the machining head 6. A disk-shaped liquid passage plate 18 having a second liquid passage 17 B described below is formed between the first injection nozzle 14 and the second injection nozzle 15. It is intervened.

上記ハウジング１２の中央には径の異なる階段状に形成されたレーザ通路２１が穿設され、上記石英ガラス１３は上記レーザ通路２１の最小径部２１ａの上部に液密に嵌合し、レーザ通路２１の内面に螺合する円柱状のナット２２によってハウジング１２に固定されている。
また上記レーザ通路２１における最小径部２１ａの下方には、該最小径部２１ａよりも大径で第１噴射ノズル１４が嵌合する小径部２１ｂ、該小径部２１ｂよりも大径の中径部２１ｃ、該中径部２１ｃよりも大径で上記第２噴射ノズル１５が嵌合する大径部２１ｄとが形成されている。
上記ノズルホルダ１６はリング状の部材であって、上記ハウジング１２に図示しない連結手段によって連結されることにより、上記第１、第２噴射ノズル１４、１５および液体通路プレート１８を上記ハウジング１２との間で挟持するようになっている。
また上記ノズルホルダ１６の下方には、中央に上記液柱Ｗが通過可能な径で貫通孔２３ａの形成された整流板２３が設けられており、この貫通孔２３ａは被加工物２に向けて広がるテーパ状に形成されている。
この整流板２３により、液柱Ｗが被加工物２に到達した後に跳ね返った液体が加工ヘッド６に付着することを防止し、また跳ね返った液体による液柱Ｗの乱れを防止して安定した液柱を形成するものとなっている。 A laser passage 21 formed in a stepped shape with different diameters is formed in the center of the housing 12, and the quartz glass 13 is liquid-tightly fitted on an upper portion of the minimum diameter portion 21 a of the laser passage 21. It is fixed to the housing 12 by a cylindrical nut 22 that is screwed onto the inner surface of the housing 21.
Further, below the minimum diameter portion 21a in the laser passage 21, a small diameter portion 21b larger in diameter than the minimum diameter portion 21a and fitted with the first injection nozzle 14, and a medium diameter portion larger in diameter than the small diameter portion 21b. 21c and a large-diameter portion 21d having a larger diameter than the middle-diameter portion 21c and into which the second injection nozzle 15 is fitted.
The nozzle holder 16 is a ring-shaped member, and is connected to the housing 12 by connecting means (not shown) so that the first and second injection nozzles 14 and 15 and the liquid passage plate 18 are connected to the housing 12. It is designed to be sandwiched between them.
Further, below the nozzle holder 16, a rectifying plate 23 having a diameter through which the liquid column W can pass and having a through hole 23a is provided at the center. The through hole 23a faces the workpiece 2. It is formed in an expanding taper shape.
The current plate 23 prevents the liquid bounced after the liquid column W has reached the workpiece 2 from adhering to the machining head 6, and prevents the liquid column W from being disturbed by the bounced liquid, thereby stabilizing the liquid. It forms a pillar.

上記第１噴射ノズル１４は、中央に第１噴射孔１４ａを有する単結晶ダイヤモンドによって製造されたノズル部材１４Ａと、該ノズル部材１４Ａの外周を囲繞するように形成されたステンレス製の保持部材１４Ｂとから構成された略円盤状の部材となっている。
この上記第１噴射ノズル１４の略上半分は上記ハウジング１２に形成されたレーザ通路２１の小径部２１ｂの一部に嵌合し、略下半分が上記小径部２１ｂより上記中径部２１ｃに突出するように設けられており、この第１噴射ノズル１４により小径部２１ｂと中径部２１ｃとが液密に区画されるようになっている。
上記第１噴射孔１４ａは被加工物２に向けて縮径するテーパ形状を有しており、該第１噴射孔１４ａの内面にはレーザ光Ｌを反射させるためのメッキ加工や鏡面加工が施されている。 The first injection nozzle 14 includes a nozzle member 14A made of single crystal diamond having a first injection hole 14a in the center, and a stainless steel holding member 14B formed so as to surround the outer periphery of the nozzle member 14A. It is a substantially disk-shaped member comprised from these.
The substantially upper half of the first injection nozzle 14 is fitted to a part of the small diameter portion 21b of the laser passage 21 formed in the housing 12, and the substantially lower half protrudes from the small diameter portion 21b to the medium diameter portion 21c. The first injection nozzle 14 separates the small-diameter portion 21b and the medium-diameter portion 21c in a liquid-tight manner.
The first injection hole 14a has a tapered shape that is reduced in diameter toward the workpiece 2. The inner surface of the first injection hole 14a is plated or mirror-finished to reflect the laser beam L. Has been.

上記第２噴射ノズル１５は、第２噴射孔３１ａを有する円盤状のノズル部材３１と、該ノズル部材３１を保持する保持部材３２と、該保持部材３２の側面を囲繞するリングホルダ３３とから構成されている。
上記ノズル部材３１は単結晶ダイヤモンドによって製造され、ノズル部材３１の上面と上記保持部材３２の上面とが面一となるように加工され、この上面はレーザ光Ｌの光軸に対して直交する開口平坦面３１ｂとなっている（図４参照）。
上記第２噴射孔３１ａは、その内面がレーザ光Ｌと平行に形成された円柱部分と、該円柱部分の下方に連続して設けられた被加工物２に向けて拡径するテーパ部分とから構成され、上記円柱部分の径は上記第１噴射孔１４ａにおける被加工物２側の開口部よりも大径に形成されている。
本実施例では、第１噴射孔１４ａの被加工物２側の開口部を４０μｍとし、第２噴射孔３１ａにおける第１噴射ノズル１４側の開口部を７５μｍとしている。 The second injection nozzle 15 includes a disk-shaped nozzle member 31 having a second injection hole 31 a, a holding member 32 that holds the nozzle member 31, and a ring holder 33 that surrounds the side surface of the holding member 32. Has been.
The nozzle member 31 is made of single crystal diamond and is processed so that the upper surface of the nozzle member 31 and the upper surface of the holding member 32 are flush with each other. The upper surface is an opening orthogonal to the optical axis of the laser beam L. It is a flat surface 31b (see FIG. 4).
The second injection hole 31a includes a cylindrical portion whose inner surface is formed in parallel with the laser beam L, and a tapered portion that expands toward the workpiece 2 provided continuously below the cylindrical portion. The diameter of the cylindrical portion is configured to be larger than the opening of the first injection hole 14a on the workpiece 2 side.
In the present embodiment, the opening on the workpiece 2 side of the first injection hole 14a is 40 μm, and the opening on the first injection nozzle 14 side in the second injection hole 31a is 75 μm.

上記第２噴射ノズル１５の保持部材３２は、上記第１噴射ノズル１４の外径と同径に形成されており、上記ノズル部材３１の保持位置よりも下方には、上記第２噴射孔３１ａのテーパ部分よりも大径な円柱状の通路と、該円柱状の通路の下方に連続して形成された被加工物２に向けて拡径するテーパ状の通路とからなる整流通路３２ａが設けられている。
このような整流通路３２ａを形成することにより、上記第２噴射孔３１ａより噴射される液柱Ｗの周囲に下方に向けた気流を形成することができ、この気流で液柱Ｗの周囲を覆うことにより安定した液柱Ｗを形成することが可能となっている。
上記リングホルダ３３は上記ハウジング１２に形成された大径部２１ｄに液密に嵌合するように設けられ、上記保持部材３２の上部が上記レーザ通路２１の中径部２１ｃの内部に突出するようになっている。
これにより、上記レーザ通路２１の中径部２１ｃは該リングホルダ３３の上面との間で液密に区画された空間が形成されるようになっている。 The holding member 32 of the second injection nozzle 15 is formed to have the same diameter as the outer diameter of the first injection nozzle 14, and below the holding position of the nozzle member 31, the second injection hole 31a is formed. A rectifying passage 32a is provided which includes a cylindrical passage having a diameter larger than that of the tapered portion and a tapered passage having a diameter increasing toward the workpiece 2 formed continuously below the cylindrical passage. ing.
By forming such a rectifying passage 32a, an air flow directed downward can be formed around the liquid column W ejected from the second injection hole 31a, and the air stream covers the periphery of the liquid column W. This makes it possible to form a stable liquid column W.
The ring holder 33 is provided so as to be liquid-tightly fitted to a large diameter portion 21 d formed in the housing 12, and an upper portion of the holding member 32 protrudes into the inside diameter portion 21 c of the laser passage 21. It has become.
As a result, a space partitioned in a liquid-tight manner is formed between the middle diameter portion 21 c of the laser passage 21 and the upper surface of the ring holder 33.

上記液体通路プレート１８は、上記第１噴射ノズル１４および第２噴射ノズル１５の保持部材３２と同径に製造された略円盤状の部材となっており、図示しない位置ズレ防止手段によって第１噴射ノズル１４と第２噴射ノズル１５との間に密着した状態で挟持されるようになっている。
図３に示すように、液体通路プレート１８は、中央に形成された貫通孔１８ａと、第２噴射ノズル１５側の下面に上記貫通孔１８ａを中心に放射状に形成された複数の溝１８ｂとを備えている。
上記貫通孔１８ａは、上記第１噴射ノズル１４より第２噴射ノズル１５に向けて拡径するテーパ状を有しており、第１噴射ノズル１４側の径は上記第１噴射孔１４ａにおける被加工物２側の開口部よりも大径で、第２噴射ノズル１５側の径も上記第２噴射孔３１ａにおける第１噴射ノズル１４側の開口部よりも大径に形成されている。
この貫通孔１８ａにより、上記第１噴射ノズル１４の下面と第２噴射ノズル１５の上面との間に空間が形成され、特に上記第２噴射ノズル１５における第２噴射孔３１ａの周囲には上記開口平坦面３１ｂが露出するようになっている。
上記溝１８ｂは、上記貫通孔１８ａを中心に計１２本放射状に形成され、該溝１８ｂの内側の端部は上記貫通孔１８ａに連通し、外側の端部は液体通路プレート１８の外周に連通するようになっている。
このような構成とすることで、液体通路プレート１８を第１噴射ノズル１４と第２噴射ノズル１５との間で挟持すると、連結された第１噴射ノズル１４、第２噴射ノズル１５、液体通路プレート１８の側面に上記溝１８ｂの外側の端部が開口し、上記レーザ通路２１の中径部２１ｃと上記貫通孔１８ａとが連通するようになっている。 The liquid passage plate 18 is a substantially disk-shaped member manufactured to have the same diameter as the holding member 32 of the first injection nozzle 14 and the second injection nozzle 15, and the first injection is performed by a misalignment prevention unit (not shown). It is sandwiched between the nozzle 14 and the second injection nozzle 15 in close contact.
As shown in FIG. 3, the liquid passage plate 18 includes a through hole 18 a formed in the center and a plurality of grooves 18 b formed radially on the lower surface on the second injection nozzle 15 side around the through hole 18 a. I have.
The through hole 18a has a taper shape whose diameter increases from the first injection nozzle 14 toward the second injection nozzle 15, and the diameter on the first injection nozzle 14 side is a work piece in the first injection hole 14a. The diameter is larger than the opening on the object 2 side, and the diameter on the second injection nozzle 15 side is also larger than the opening on the first injection nozzle 14 side in the second injection hole 31a.
By this through hole 18a, a space is formed between the lower surface of the first injection nozzle 14 and the upper surface of the second injection nozzle 15. In particular, the opening is formed around the second injection hole 31a in the second injection nozzle 15. The flat surface 31b is exposed.
The groove 18b is formed in a total of twelve radial shapes around the through hole 18a. The inner end of the groove 18b communicates with the through hole 18a, and the outer end communicates with the outer periphery of the liquid passage plate 18. It is supposed to be.
With this configuration, when the liquid passage plate 18 is sandwiched between the first injection nozzle 14 and the second injection nozzle 15, the connected first injection nozzle 14, second injection nozzle 15, and liquid passage plate An outer end of the groove 18b is opened on the side surface of the groove 18, so that the medium diameter portion 21c of the laser passage 21 and the through hole 18a communicate with each other.

上記液体通路１７は、ハウジング１２の側面に開口して上記液体供給手段５に接続され、ハウジング１２の内部で上記第１噴射ノズル１４に液体を供給する第１液体通路１７Ａと、第２噴射ノズル１５に液体を供給する第２液体通路１７Ｂとに分岐している。
上記第１液体通路１７Ａは、液体通路１７より分岐した一方の通路と、上記石英ガラス１３および第１噴射ノズル１４によって区画された上記レーザ通路２１の最小径部２１ａとによって構成されている。
上記第２液体通路１７Ｂは、液体通路１７より分岐した一方の通路と、上記第２噴射ノズル１５を構成するリングホルダ３３の上面によって区画されたレーザ通路２１の中径部２１ｃと、上記液体通路プレート１８に形成された溝１８ｂおよび貫通孔１８ａとによって構成されている。
そして、液体通路プレート１８は上記中径部２１ｃの中央に位置し、その外周には上記溝１８ｂが開口することから、上記中径部２１ｃに流入した液体はこれらの溝１８ｂの外側の端部から略均等に流入し、上記貫通孔１８ａに向けて集中するように流動するようになっている。
また溝１８ｂは第２噴射ノズル１５側に形成されていることから、溝１８ｂを流通する液体は上記第２噴射孔３１ａの周囲に形成された開口平坦面に対してレーザ光の光軸に対して直交する方向より流入するようになっている。 The liquid passage 17 opens to the side surface of the housing 12 and is connected to the liquid supply means 5. The first liquid passage 17 A supplies the liquid to the first injection nozzle 14 inside the housing 12, and the second injection nozzle. 15 is branched to a second liquid passage 17 B that supplies liquid to 15.
The first liquid passage 17 A includes one passage branched from the liquid passage 17 and a minimum diameter portion 21 a of the laser passage 21 defined by the quartz glass 13 and the first injection nozzle 14.
The second liquid passage 17B includes one passage branched from the liquid passage 17, an intermediate diameter portion 21c of the laser passage 21 defined by the upper surface of the ring holder 33 constituting the second injection nozzle 15, and the liquid passage. The plate 18 includes a groove 18b and a through hole 18a.
The liquid passage plate 18 is located at the center of the medium diameter portion 21c, and the groove 18b is opened on the outer periphery thereof. Therefore, the liquid flowing into the medium diameter portion 21c is an end portion outside the grooves 18b. The liquid flows in such a manner as to flow substantially evenly and concentrate toward the through hole 18a.
Since the groove 18b is formed on the second injection nozzle 15 side, the liquid flowing through the groove 18b is relative to the optical axis of the laser beam with respect to the flat opening surface formed around the second injection hole 31a. Inflow from the orthogonal direction.

以下、上記構成を有するレーザ加工装置１の動作について説明する。
はじめに、上記液体供給手段５が液体を所定の圧力で上記加工ヘッド６の液体通路１７へと供給すると、液体通路１７に流入した液体はそれぞれ上記第１液体通路１７Ａおよび第２液体通路１７Ｂに分岐する。
図４に示すように、液体が上記第１液体通路１７Ａを構成する上記レーザ通路２１の最小径部２１ｂに流入すると、この液体は第１噴射ノズル１４に設けられた第１噴射孔１４ａより被加工物２に向けて噴射される（図示２点鎖線）。
ここで、第１噴射孔１４ａにおける被加工物２側の開口部は、上記第２噴射孔３１ａの開口部の径よりも小径であるため、第１噴射孔１４ａより噴射された液体は第２噴射孔３１ａの中央部を通過することとなる。
また、第２液体通路１７Ｂを構成する上記レーザ通路２１の中径部２１ｃに液体が流入すると、この液体は上記液体通路プレート１８に形成した溝１８ｂを介して上記第１、第２噴射ノズル１４、１５の間に形成された貫通孔１８ａへと流入し、第２噴射孔３１ａより噴射される。
ここで、第２噴射孔３１ａは第１噴射孔１４ａよりも大径に形成され、第２噴射孔３１ａの中央を上記第１噴射孔１４ａより噴射された液体が通過していることから、この第２噴射孔３１ａより噴射される液体はこの第１噴射孔１４ａより噴射された液体を囲繞し、液柱Ｗとなって被加工物２へと噴射されることとなる。 Hereinafter, the operation of the laser processing apparatus 1 having the above configuration will be described.
First, when the liquid supply means 5 supplies the liquid to the liquid passage 17 of the processing head 6 at a predetermined pressure, the liquid flowing into the liquid passage 17 branches into the first liquid passage 17A and the second liquid passage 17B, respectively. To do.
As shown in FIG. 4, when the liquid flows into the minimum diameter portion 21b of the laser passage 21 constituting the first liquid passage 17A, the liquid is covered by the first injection hole 14a provided in the first injection nozzle 14. Injected toward the workpiece 2 (two-dot chain line in the figure).
Here, since the opening on the workpiece 2 side in the first injection hole 14a is smaller in diameter than the opening of the second injection hole 31a, the liquid injected from the first injection hole 14a is second. It will pass through the center of the injection hole 31a.
Further, when a liquid flows into the middle diameter portion 21c of the laser passage 21 constituting the second liquid passage 17B, the liquid passes through the grooves 18b formed in the liquid passage plate 18, and the first and second injection nozzles 14 are used. , 15 flows into the through-hole 18a formed between the first and second injection holes 31a.
Here, the second injection hole 31a is formed with a larger diameter than the first injection hole 14a, and the liquid injected from the first injection hole 14a passes through the center of the second injection hole 31a. The liquid ejected from the second ejection hole 31a surrounds the liquid ejected from the first ejection hole 14a, becomes a liquid column W, and is ejected to the workpiece 2.

一方、第２液体通路１７Ｂを構成する上記溝１８ｂは、貫通孔１８ａに対して放射状に形成されているため、液体はこの溝１８ｂによって上記貫通孔１８ａへと集中するように流動し、かつ上記溝１８ｂは液体通路プレート１８の第２噴射ノズル１５側に形成されていることから、該液体はレーザ光Ｌの光軸に直交する方向に流通している。
そして上記第２噴射孔３１ａの周囲にレーザ光Ｌの光軸に直交する開口平坦面３１ｂが形成され、かつ第２噴射孔３１ａの内面はレーザ光Ｌの光軸に平行に形成されていることから、上記溝１８ｂを介して貫通孔１８ａに達した液体は、第２噴射孔３１ａの位置でレーザ光Ｌの光軸に直交する方向から光軸に平行な方向へと急激に折れ曲がることとなる。
このように液体が上記開口平坦面３１ｂから第２噴射孔３１ａへと折れ曲がる際、液体は第２噴射孔３１ａの開口部ではく離するため、上記第２噴射孔３１ａの内面には液柱Ｗは触れずに、該液柱Ｗを囲繞するようにエアクッションを形成することができる。
このエアクッションにより、液柱Ｗの形状を被加工物２に到達するまで安定して維持することができる。
また上記第２噴射ノズル１５は上記ノズル部材３１に形成されたレーザ光Ｌの光軸に平行な円柱部分の下方に被加工物２側に向けて拡径するテーパ部分を備え、さらに上記保持部材３２にはこのテーパ部分のさらに下方に整流通路３２ａを備えている。
このような構成により、上記第２噴射孔３１ａより噴射された液柱Ｗは、整流通路３２ａに沿って吸い上げられてノズル部材３１の直下で下方へ折り返される気流に取り囲まれるため、拡散が抑制されて被加工物２まで安定して到達することが可能となっている。 On the other hand, since the groove 18b constituting the second liquid passage 17B is formed radially with respect to the through hole 18a, the liquid flows so as to concentrate on the through hole 18a through the groove 18b, and Since the groove 18b is formed on the second injection nozzle 15 side of the liquid passage plate 18, the liquid flows in a direction perpendicular to the optical axis of the laser light L.
An opening flat surface 31b perpendicular to the optical axis of the laser beam L is formed around the second injection hole 31a, and the inner surface of the second injection hole 31a is formed in parallel to the optical axis of the laser beam L. Then, the liquid that has reached the through hole 18a through the groove 18b is suddenly bent from the direction perpendicular to the optical axis of the laser beam L to the direction parallel to the optical axis at the position of the second injection hole 31a. .
Thus, when the liquid bends from the opening flat surface 31b to the second injection hole 31a, the liquid is separated at the opening of the second injection hole 31a, so that the liquid column W is formed on the inner surface of the second injection hole 31a. An air cushion can be formed so as to surround the liquid column W without being touched.
By this air cushion, the shape of the liquid column W can be stably maintained until it reaches the workpiece 2.
The second injection nozzle 15 includes a tapered portion that expands toward the workpiece 2 below a cylindrical portion parallel to the optical axis of the laser beam L formed on the nozzle member 31, and further includes the holding member. 32 has a rectifying passage 32a further below the tapered portion.
With such a configuration, the liquid column W ejected from the second ejection hole 31a is surrounded by the air flow sucked up along the rectifying passage 32a and folded downward directly under the nozzle member 31, so that diffusion is suppressed. Thus, it is possible to reach the workpiece 2 stably.

このようにして加工ヘッド６より液柱Ｗが噴射されると、上記レーザ発振器４がレーザ光Ｌを発振する。レーザ光Ｌは上記集光レンズ７によって集光された後、石英ガラス１３を透過して上記第１噴射ノズル１４の第１噴射孔１４ａに入射する。
本実施例では、上記集光レンズ７における焦点を上記第２噴射ノズル１５の上面近傍に設定しており、これによりレーザ光Ｌの外周部の光はテーパ状に形成された第１噴射孔１４ａの内面で反射し、被加工物２側の開口部より出射され、それ以外の光は第１噴射ノズル１４には触れずに、上記第２噴射孔３１ａより噴射された液柱Ｗの内部に導光される。
そして、上記液柱Ｗ内に導光されたレーザ光Ｌは、該液柱Ｗを構成する液体とその外部の空気との境界面で反射を繰り返しながら被加工物２まで導光され、さらに上記加工テーブル３が被加工物２を水平に移動させることで、被加工物２に対して所要の加工が行われる。 When the liquid column W is ejected from the machining head 6 in this way, the laser oscillator 4 oscillates the laser light L. The laser beam L is condensed by the condenser lens 7 and then passes through the quartz glass 13 and enters the first injection hole 14 a of the first injection nozzle 14.
In this embodiment, the focal point of the condenser lens 7 is set in the vicinity of the upper surface of the second injection nozzle 15, whereby the light on the outer peripheral portion of the laser light L is formed in a tapered shape. The other light is reflected from the inner surface of the workpiece 2 and is emitted from the opening on the workpiece 2 side, and the other light does not touch the first injection nozzle 14 and enters the liquid column W injected from the second injection hole 31a. Light is guided.
The laser light L guided into the liquid column W is guided to the workpiece 2 while being repeatedly reflected at the boundary surface between the liquid constituting the liquid column W and the air outside the liquid column W. When the processing table 3 moves the workpiece 2 horizontally, the required processing is performed on the workpiece 2.

このようにレーザ光Ｌを液柱Ｗに導光する際、第１噴射孔１４ａにおける被加工物２側の開口部の径は、第２噴射孔３１ａの径よりも小径となっていることから、第１噴射孔１４ａによって導光されたレーザ光Ｌは上記第２噴射孔３１ａの周囲に形成された開口平坦面３１ｂには照射されないようになっている。
このためレーザ光Ｌによって第２噴射ノズル１５における開口平坦面３１ｂ近傍の損傷が防止され、また開口平坦面３１ｂに反射したレーザ光Ｌによる加工ヘッド６内部の損傷も防止される。
つまり、レーザ加工装置１の使用準備の際、液柱Ｗとレーザ光Ｌとのアライメント調整を行うが、本実施例のレーザ加工装置１の場合、レーザ光Ｌを第１噴射孔１４ａの内部に集光するだけでレーザ光Ｌを液柱Ｗの内部に導光することができ、上記開口平坦面３１ｂにレーザ光Ｌが照射されることは無いので、アライメント調整を容易に行うことができる。 Thus, when the laser beam L is guided to the liquid column W, the diameter of the opening on the workpiece 2 side in the first injection hole 14a is smaller than the diameter of the second injection hole 31a. The laser beam L guided by the first injection hole 14a is not irradiated to the flat opening surface 31b formed around the second injection hole 31a.
For this reason, damage in the vicinity of the opening flat surface 31b in the second injection nozzle 15 is prevented by the laser light L, and damage inside the processing head 6 due to the laser light L reflected on the flat opening surface 31b is also prevented.
That is, when the laser processing apparatus 1 is prepared for use, alignment adjustment between the liquid column W and the laser light L is performed. In the case of the laser processing apparatus 1 of the present embodiment, the laser light L is placed inside the first injection hole 14a. The laser beam L can be guided into the liquid column W only by condensing, and the laser beam L is not irradiated to the flat opening surface 31b. Therefore, alignment adjustment can be easily performed.

図５〜図８は第２実施例にかかるレーザ加工装置１を説明する図となっている。以下の説明において、第１実施例と共通する部分については説明を省略するものとする。
図５は本実施例における加工ヘッド６のハウジング１２の平面図を示し、該ハウジング１２には第１噴射ノズル１４に液体を供給する第１液体通路１７Ａと、第２噴射ノズル１５に液体を供給する第２液体通路１７Ｂとが個別に設けられている。
図６を用いて第１液体通路１７Ａについて説明すると、第１液体通路１７Ａは第１実施例における第１液体通路１７Ａと同様、上記レーザ通路２１に形成した最小径部２１ｂを介して第１噴射ノズル１４に液体を供給するように形成され、この第１液体通路１７Ａには塩水を供給する第１液体供給手段５Ａが接続されている。
次に図７を用いて第２液体通路１７Ｂについて説明すると、第２液体通路１７Ｂは第１実施例における第２液体通路１７Ｂと同様、上記レーザ通路２１に形成した中径部２１ｃを介して第２噴射ノズル１５に連通する液体通路プレート１８の溝１８ｂに液体を供給するように形成され、この第２液体通路１７Ｂには純水を供給する第２液体供給手段５Ｂが接続されている。
これ以外の構成については、第１実施例と同様の構成を有している。 5-8 is a figure explaining the laser processing apparatus 1 concerning 2nd Example. In the following description, description of parts common to the first embodiment will be omitted.
FIG. 5 is a plan view of the housing 12 of the machining head 6 in this embodiment. The first liquid passage 17A for supplying liquid to the first injection nozzle 14 and the liquid to the second injection nozzle 15 are supplied to the housing 12. The second liquid passage 17B is provided separately.
The first liquid passage 17A will be described with reference to FIG. 6. The first liquid passage 17A is, like the first liquid passage 17A in the first embodiment, the first injection through the minimum diameter portion 21b formed in the laser passage 21. A first liquid supply means 5A for supplying salt water is connected to the first liquid passage 17A.
Next, the second liquid passage 17B will be described with reference to FIG. 7. The second liquid passage 17B is similar to the second liquid passage 17B in the first embodiment through the medium diameter portion 21c formed in the laser passage 21. The liquid is supplied to the groove 18b of the liquid passage plate 18 communicating with the two jet nozzles 15, and the second liquid supply means 5B for supplying pure water is connected to the second liquid passage 17B.
About the structure of those other than this, it has the structure similar to 1st Example.

上述したように、第１液体供給手段５Ａは塩水を、第２液体供給手段５Ｂは純水を供給するようになっており、図８に示すように上記第１噴射ノズル１４の第１噴射孔１４ａより塩水を噴射し、第２噴射ノズル１５の第２噴射孔３１ａより純水を噴射すると、中央に塩水が流通し、その外部を純水が囲繞する液柱Ｗが形成されることとなる。
そして、中央に形成された塩水の液柱Ｗと、これを囲繞する純水の液柱Ｗとの境界面においては、塩水の方が純水よりも屈折率が高いことから、上記第１噴射孔１４ａより出射されたレーザ光Ｌは、該塩水と純水との境界面で反射し、被加工物２へと導光されるようになっている。
つまり本実施例のレーザ加工装置１によれば、第１噴射ノズル１４が噴射した塩水の径で被加工物２を加工することが可能となり、被加工物２を細い切断線で切断することができる。
なお、上記塩水に代えて、純水よりも屈折率が高いシリコンを用いることも可能である。また第１噴射孔１４ａより噴射される液体の屈折率を第２噴射孔３１ａより噴射される液体の屈折率よりも高くすれば、その他の組み合わせを用いることが可能である。 As described above, the first liquid supply means 5A supplies salt water, and the second liquid supply means 5B supplies pure water. As shown in FIG. 8, the first injection holes of the first injection nozzle 14 are provided. When salt water is jetted from 14a and pure water is jetted from the second jet hole 31a of the second jet nozzle 15, the salt water circulates in the center and a liquid column W surrounding the pure water is formed. .
Since the salt water has a higher refractive index than the pure water at the boundary surface between the salt water liquid column W formed in the center and the pure water liquid column W surrounding it, the first injection is performed. The laser beam L emitted from the hole 14 a is reflected at the boundary surface between the salt water and pure water and guided to the workpiece 2.
That is, according to the laser processing apparatus 1 of the present embodiment, the workpiece 2 can be processed with the diameter of the salt water sprayed by the first injection nozzle 14, and the workpiece 2 can be cut with a thin cutting line. it can.
Note that silicon having a refractive index higher than that of pure water can be used instead of the salt water. Other combinations can be used as long as the refractive index of the liquid ejected from the first ejection holes 14a is higher than the refractive index of the liquid ejected from the second ejection holes 31a.

次に第３実施例について説明する。構成については第２実施例と同様の構成を有しているため図５〜図７を用いて説明し、また形成される液柱Ｗについては第１実施例と同様となるため図４を用いて説明する。
本実施例の液体通路１７も、第１噴射ノズル１４に液体を供給する第１液体通路１７Ａと、第２噴射ノズル１５に液体を供給する第２液体通路１７Ｂとをそれぞれ個別に設けた構成となっており、これら第１、第２液体通路１７Ａ，１７Ｂにはそれぞれ第１、第２液体供給手段５Ａ，５Ｂが接続されている。
上記第１、第２液体供給手段５Ａ，５Ｂは、第１実施例の液体供給手段５と同様、液体として純水を供給するようになっているものの、それぞれ異なる圧力で液体を供給するようになっている。
なお、これ以外の構成については、上記第２実施例と同様であるので、これ以上の説明は省略する。 Next, a third embodiment will be described. Since the configuration is the same as that of the second embodiment, it will be described with reference to FIGS. 5 to 7 and the liquid column W to be formed is the same as that of the first embodiment, so that FIG. 4 is used. I will explain.
The liquid passage 17 of the present embodiment also has a configuration in which a first liquid passage 17A that supplies liquid to the first injection nozzle 14 and a second liquid passage 17B that supplies liquid to the second injection nozzle 15 are individually provided. The first and second liquid passages 17A and 17B are connected to first and second liquid supply means 5A and 5B, respectively.
The first and second liquid supply means 5A and 5B supply pure water as a liquid, like the liquid supply means 5 of the first embodiment, but supply liquid at different pressures. It has become.
Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, further description is omitted.

上記構成を有するレーザ加工装置１の場合も、図４に示すように加工ヘッド６から噴射される液柱Ｗは、第１噴射ノズル１４の第１噴射孔１４ａより噴射される液体を、第２噴射ノズル１５の第２噴射孔３１ａより噴射される液体が囲繞する構成となっており、レーザ光Ｌは純水と空気との境界面で反射しながら第２噴射孔３１ａより噴射される液柱Ｗの径で、被加工物２を加工するようになっている。
そして本実施例において、第１液体供給手段５Ａが第２液体供給手段５Ｂよりも高圧の液体を供給する場合、第１噴射孔１４ａより噴射される液体の流速が速くなり、これを囲繞する第２噴射孔３１ａより噴射される液体との相対速度差が大きくなって外側に広げようとするため、形成される液柱Ｗを上記第１実施例において形成される液柱Ｗに対して太く形成することができる。なお、条件によっては相対速度差が大きくなりすぎるため、液柱Ｗを形成しないで噴射する場合がある。
一方、第１液体供給手段５Ａが第２液体供給手段５Ｂよりも低圧の液体を供給する場合、第２噴射孔３１ａより噴射された液体の流速が、第１噴射孔１４ａから噴射される液体の流速よりも速くなる。
その結果図９に示すように、第１噴射孔１４ａから噴射される液体は、第２噴射孔３１ａより噴射された液体との相対速度差によって下方に向けて縮径するテーパ状に引き伸ばされ、これを囲繞する第２噴射孔３１ａより噴射される液体も下方に向けて縮径することから、液柱Ｗは下方に向けて縮径するテーパ状に形成されることとなる。
すなわち、本実施例におけるレーザ加工装置１によれば、噴射される液柱Ｗの太さを調整することが可能となり、被加工物２に形成するレーザ光Ｌによる加工幅を任意に設定することが可能となる。 Also in the case of the laser processing apparatus 1 having the above-described configuration, as shown in FIG. 4, the liquid column W ejected from the machining head 6 is the second liquid ejected from the first ejection hole 14 a of the first ejection nozzle 14. The liquid ejected from the second ejection hole 31a of the ejection nozzle 15 is surrounded, and the laser beam L is ejected from the second ejection hole 31a while being reflected by the boundary surface between pure water and air. The workpiece 2 is processed with a diameter of W.
In the present embodiment, when the first liquid supply means 5A supplies higher pressure liquid than the second liquid supply means 5B, the flow velocity of the liquid ejected from the first ejection holes 14a becomes faster, and the first liquid supply means 5A surrounds the first liquid supply means 5A. In order to increase the relative speed difference with the liquid ejected from the two ejection holes 31a and to spread outward, the formed liquid column W is thicker than the liquid column W formed in the first embodiment. can do. In addition, since the relative speed difference becomes too large depending on conditions, the liquid column W may be ejected without being formed.
On the other hand, when the first liquid supply means 5A supplies a liquid having a lower pressure than the second liquid supply means 5B, the flow velocity of the liquid ejected from the second ejection holes 31a is equal to that of the liquid ejected from the first ejection holes 14a. It is faster than the flow rate.
As a result, as shown in FIG. 9, the liquid ejected from the first ejection hole 14a is stretched into a taper shape whose diameter is reduced downward due to the relative speed difference from the liquid ejected from the second ejection hole 31a. Since the liquid ejected from the second ejection hole 31a surrounding this also shrinks in the downward direction, the liquid column W is formed in a tapered shape whose diameter is reduced in the downward direction.
That is, according to the laser processing apparatus 1 in the present embodiment, the thickness of the liquid column W to be ejected can be adjusted, and the processing width by the laser light L formed on the workpiece 2 can be arbitrarily set. Is possible.

第２実施例および第３実施例の内容については、これを組み合わせることが可能である。つまり、第１液体供給手段５Ａと第２液体供給手段５Ｂとが、それぞれ屈折率および圧力の異なる液体を供給することで、被加工物２に形成するレーザ光Ｌによる加工幅を調整することができる。 The contents of the second embodiment and the third embodiment can be combined. That is, the first liquid supply means 5A and the second liquid supply means 5B can adjust the processing width by the laser light L formed on the workpiece 2 by supplying liquids having different refractive indexes and pressures, respectively. it can.

１レーザ加工装置２被加工物
４レーザ発振器５液体供給手段
５Ａ，５Ｂ第１、第２液体供給手段６加工ヘッド
１４第１噴射ノズル１４ａ第１噴射孔
１５第２噴射ノズル１７液体通路
１７Ａ、１７Ｂ第１、第２液体通路１８液体通路プレート
３１ａ第２噴射孔Ｌレーザ光
Ｗ液柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser processing apparatus 2 Workpiece 4 Laser oscillator 5 Liquid supply means 5A, 5B 1st, 2nd liquid supply means 6 Processing head 14 1st injection nozzle 14a 1st injection hole 15 2nd injection nozzle 17 Liquid passage 17A, 17B 1st, 2nd liquid passage 18 Liquid passage plate 31a 2nd injection hole L Laser beam W Liquid column

Claims

An injection nozzle having an injection hole, a liquid supply means for supplying a liquid, a liquid passage for allowing the liquid of the liquid supply means to flow to the injection hole of the injection nozzle, a laser oscillator for oscillating laser light, and the laser oscillator A condensing lens that condenses the laser light oscillated from
Laser processing in which the liquid supplied by the liquid supply means is ejected as a liquid column from the ejection hole of the ejection nozzle, and the workpiece is processed by the condensing lens guiding laser light to the liquid column. In the device
The injection nozzle is provided with a first injection nozzle having a first injection hole, and a second injection hole provided on the workpiece side with respect to the first injection nozzle and provided coaxially with the first injection hole. Composed of two injection nozzles,
The first injection hole has a tapered shape that is reduced in diameter toward the workpiece, reflects the laser beam on the inner surface thereof, and guides the laser beam into the liquid column, and the second injection hole is formed in the first injection hole. Form a larger diameter than the opening on the workpiece side of the hole,
The liquid passage is formed between a first liquid passage for supplying a liquid to the first injection nozzle and a first injection nozzle and a second injection nozzle to supply a liquid to the second injection nozzle. With a passage,
The liquid flowing through the second liquid passage flows in a direction orthogonal to the optical axis of the laser light toward the second injection hole of the second injection nozzle, and the optical axis of the laser light in the second injection hole. A laser processing apparatus, wherein the laser processing apparatus is bent in a crossing direction, surrounds the liquid injected from the first injection hole of the first injection nozzle, and is injected toward the workpiece.

The liquid supply means includes first liquid supply means for supplying liquid to the first liquid passage, and second liquid supply means for supplying liquid to the second liquid passage,
2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the refractive index of the liquid supplied from the first liquid supply means is higher than the refractive index of the liquid supplied from the second liquid supply means.

The liquid supply means includes first liquid supply means for supplying liquid to the first liquid passage, and second liquid supply means for supplying liquid to the second liquid passage,
3. The laser processing according to claim 1, wherein the pressure of the liquid supplied from the first liquid supply unit is different from the pressure of the liquid supplied from the second liquid supply unit. 4. apparatus.

A flat surface is formed around the second injection hole so as to be orthogonal to the optical axis of the laser beam,
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the flat surface and the inner surface of the second injection hole are formed at a right angle.