JP2021122855A - 加工方法、加工システム、加工プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことが可能な技術を提供することにある。【解決手段】光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工方法であって、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射することにより、各照射部位に沿ってクラックを誘導させる加工方法。【選択図】図３

Description

本発明は加工方法、加工システム、及び加工プログラムに関する。

金属や樹脂等の材料を切削加工して目的物を得るための加工装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

目的物を得るためには、材料の不要部分を取り除く必要がある。そこで、従来の切削加工においては、ＣＡＭシステムで設定された加工部位に沿って切削工具を移動しながら不要部分を取り除くことが行われている。

特開平１０−２４４４３９号公報

ところで、レーザー光を用いて切削加工と同様の加工を行う試みがある。レーザー光を用いる加工方法としては、短パルスレーザーを用いた非熱加工がある。材料に対して非熱加工を行うことにより、材料の不要部分を取り除くことができる。

一方、材料の厚みや形状、或いは不要部分とそれ以外の部分の境界の形状によっては、十分な加工を行うことができない場合がある。その結果、材料の不要部分を取り除くことができなかったり、意図しないクラックが発生することがある。

本発明の目的は、レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことが可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するための一の発明は、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工方法であって、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射する加工方法である。
また、上記目的を達成するための一の発明は、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工システムであって、前記レーザー光を照射する照射部と、前記材料を保持する保持部と、前記照射部及び前記保持部を相対的に移動させる駆動機構と、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射するよう前記照射部及び前記駆動機構を制御する制御部と、を有する加工システムである。
また、上記目的を達成するための一の発明は、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工システムで実行されるプログラムであって、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射させる加工プログラムである。
本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。

本発明によれば、レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことができる。

第１実施形態に係る照射部位を示した図である。 第１実施形態に係る照射部位を示した図である。 第１実施形態に係る加工システムの構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る加工システムの動作を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第１実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第２実施形態に係る照射部位を示した図である。 第２実施形態に係る照射部位を示した図である。 第２実施形態に係る加工システムの動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第３実施形態に係る照射部位を示した図である。 第３実施形態に係る照射部位を示した図である。 第３実施形態に係る照射部位を示した図である。 第３実施形態に係る加工システムの動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第３実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第３実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第３実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第４実施形態に係る照射部位を示した図である。 第４実施形態に係る照射部位を示した図である。 第４実施形態に係る照射部位を示した図である。 第４実施形態に係る加工システムの動作を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る加工方法を説明するための図である。 第４実施形態に係る加工方法を説明するための図である。

＝＝概要＝＝
以下の実施形態に係る加工方法は、光透過性の材料に対してレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除く。

実施形態で使用する材料は、レーザー光を透過する材料（以下、「光透過性の材料」）である。光透過性の材料は、たとえば、アクリル樹脂等の樹脂材、ガラス、或いはガラスセラミック等の歯科材料である。材料の光透過率は１００％である必要はなく、照射部位までレーザー光が届き、加工可能な程度の値であればよい。材料の形状は、直方体や立方体、或いは三角柱状、円柱状、球体であってもよい。

不要部分は、材料において目的物となる部分以外の部分である。材料にレーザー光を照射することによりクラックを発生させ（後述）、材料から不要部分を取り除くことで、目的物を得ることができる。目的物は、たとえば、ガラス細工や、歯科医療に用いる補綴物である。

レーザー光は、短パルスレーザーによる光を用いることができる。特に、材料内部の照射部位に対して直接、レーザー光を照射するためには、超短パルスレーザーによる光を用いることが好ましい。超短パルスレーザーは、一のパルス幅が数ピコ秒〜数フェムト秒のレーザー光を照射するレーザーである。超短パルスレーザーによるレーザー光を材料内部の照射部位に短時間照射することにより、アブレーション加工（非熱加工）を行うことができる。アブレーション加工は、レーザー光により溶融した箇所が瞬時に蒸発、飛散し除去されるため、一般的なレーザー加工（熱加工）と比べ、熱による照射部位の損傷が少ない。アブレーション加工は、たとえば、歯科医療に用いる補綴物等、サイズが小さい物の加工に対して特に有効である。なお、アブレーション加工が可能なレーザー光であれば、超短パルスレーザーに限られない。

［第１実施形態］
図１Ａ〜図４Ｄを参照して、第１実施形態に係る加工方法を説明する。本実施形態に係る加工方法は、材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、材料の上方からレーザー光を照射することにより、不要部分を取り除くためのクラックを発生させる方法である。具体的には、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射する方法である。

＝＝照射部位＝＝
照射部位は、材料表面または材料内部において、レーザー光が照射される部分である。それぞれの照射部位は、線状に設定される。また、照射部位は、材料の所定範囲において、材料の高さ方向（後述のＺ軸方向）に沿って複数設定される。

図１Ａ及び図１Ｂを参照して、複数の照射部位の例について説明する。図１Ａは材料Ｍ１の斜視図であり、図１Ｂは材料Ｍ１をＸ軸方向から見た図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すＸＹＺ軸は直交する三軸である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、材料Ｍ１の幅方向であり、Ｚ軸方向は、材料Ｍ１の高さ方向である。

図１Ａ及び図１Ｂに示した材料Ｍ１は、中実の直方体であり、上面Ｍｔ、下面Ｍｂ、４つの側面Ｍｓ１〜Ｍｓ４を有する。上面Ｍｔ及び下面Ｍｂは対向している。側面Ｍｓ１と側面Ｍｓ３、側面Ｍｓ２と側面Ｍｓ４も、それぞれ対向している。上面Ｍｔは材料Ｍ１の上端に相当し、下面Ｍｂは材料Ｍ１の下端に相当する。

図１Ａ及び図１Ｂにおいては、Ｙ軸方向に延びる線状の５つの照射部位（照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５）が材料Ｍ１の下側に設定されている。

材料の下側とは、材料の下端を基準とした所定範囲である。所定範囲は、材料の下端を０とし、材料の高さ（上端から下端までの距離）をαとした場合、最大で０〜α／２の範囲とすることができる。たとえば、材料Ｍ１の高さが１．０ｍｍである場合、所定の範囲は、最大で０ｍｍ〜０．５ｍｍとなる。また、所定範囲において、照射部位の数は５つに限られない。従って、たとえば所定範囲を０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍとし、その範囲で１０の照射部位を設定してもよい。

複数の照射部位は、材料の幅方向における位置が同じであり、且つ材料の高さ方向における位置が異なるように設定されていることが好ましい。図１Ａ及び図１Ｂの例において、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５は、Ｘ軸方向の位置が同じである一方、Ｚ軸方向の位置は異なっている。なお、照射部位の位置は座標値で示すことができる。

複数の照射部位のうち、一の照射部位が材料の下端に設定されていることが好ましい。図１Ａ及び図１Ｂの例において、照射部位Ｌ_１は、材料Ｍ１の下面Ｍｂ上に設定されている。

複数の照射部位は、それぞれ材料の側面から対向する側面までを結ぶ線分として設定されていることが好ましい。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５は、それぞれ材料Ｍ１の側面Ｍｓ２から対向する側面Ｍｓ４までを結ぶ線分として設定されている。

更に、複数の照射部位は、それぞれレーザー光が照射される方向と直交するよう設定されていてもよい。図１Ａ及び図１Ｂの例において、Ｚ軸方向から上面Ｍｔに対して垂直にレーザー光が照射される場合、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５は、それぞれＺ軸方向と直交する。

また、図１Ａ及び図１Ｂの例において、材料Ｍ１の上面Ｍｔ（または下面Ｍｂ）から一の照射部位（一の照射部位を細分化したそれぞれの部位）までの距離は均一となっている。また、各照射部位のＺ軸方向の間隔は均等となっている。

なお、照射部位の形状は、直線に限らず、曲線や折れ線であってもよい。また、照射部位同士の間隔（図１Ａ及び図１Ｂの例であれば、Ｚ軸方向の間隔）は異なっていてもよい。また、複数の照射部位は、それぞれレーザー光が照射される方向に対して傾斜するよう設定されていてもよい。傾斜とは、線状の照射部位が、レーザー光が照射される方向に対して一定の角度（但し９０度を除く）を有するように設定されている状態をいう。

また、図１Ａ及び図１Ｂでは、材料の下側の所定範囲にのみ照射部位が設定される例を示している。一方、材料の厚みや形状、取り除きたい不要部分の形状等に応じて、材料の上側まで照射部位を設定してもよい。

レーザー光が照射された照射部位には、レーザー光のスポット径及び集光時のエネルギーに応じた空洞または改質部分が形成される。その結果、材料内部にクラックが発生する。

ここで、本実施形態における照射部位は、所定の長さに細分化されている。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態において、各照射部位はそれぞれ長さＡで細分化されている。たとえば、照射部位Ｌ_１は、部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_１−５の５つ（各部位の長さＡ）に分割されている（図１Ｂ参照）。

所定の長さは、材料の種類等に応じて予め設定されている。所定の長さは、レーザー光を照射した際に材料内部に生じるクラックの長さとほぼ等しいか、またはクラックの長さよりも短く設定することが好ましい。クラックの長さは、材料の種類や、レーザー光の出力値、レーザー光の移動速度等に基づいて予測することができる。

細分化された部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部にはクラックが発生する。そして、細分化された部位毎に所定の順番でレーザー光を照射することにより、クラックを少しずつ進展させることができる。クラックが伸展することにより、材料を割断することができる。

＝＝加工データ＝＝
加工データは、材料を加工する際に加工システム１００（後述）で使用するデータである。加工データは、材料の三次元データに基づいて、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００（後述）で作成される。

本実施形態に係る加工データは、少なくとも照射部位データ、加工経路データ、及び順番データを含む。

（照射部位データ）
照射部位データは、材料に対してレーザー光を照射する位置やレーザー光を照射する方向に関するデータである。照射部位データは、照射部位の数だけ作成される。ここで、本実施形態において、照射部位データは、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に設定されている。たとえば図１Ａ及び図１Ｂの例において、照射部位データとしては、照射部位Ｌ_１を細分化した部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_１−５、照射部位Ｌ_２を細分化した部位Ｌ_２−１〜部位Ｌ_２−５、照射部位Ｌ_３を細分化した部位Ｌ_３−１〜部位Ｌ_３−５、照射部位Ｌ_４を細分化した部位Ｌ_４−１〜部位Ｌ_４−５、及び照射部位Ｌ_５を細分化した部位Ｌ_５−１〜部位Ｌ_５−５それぞれに対応するデータ（すなわち２５の照射部位データ）が設定されている。

照射部位データは、一次元に配列された複数の点データからなる。点データは、材料のサイズ等を加味して所定の間隔で設定される。各点データは、三次元（ＸＹＺ）の座標値、及びベクトル情報を有する。

座標値は、レーザー光の焦点位置を決定する際に用いられる。すなわち、座標値は、材料表面または材料内部においてレーザー光が照射される位置に対応する。なお、レーザー光の焦点位置は、材料の屈折率に応じて変動する。そのため、材料の屈折率を考慮して予め補正した値を座標値とする。ベクトル情報は、レーザー光の照射方向を決定する際に用いられる。

たとえば、図１Ａ及び図１Ｂの場合、部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_５−５に対応する照射部位データは、それぞれの位置を示す三次元の座標値、及びベクトル情報が設定されている。

なお、本実施形態において、材料を加工する際に使用されるベクトル情報は、全ての照射部位データにおいて共通である。すなわち、照射部位データに基づいて照射されるレーザー光は、複数の点データが示す座標値それぞれに対して同じ方向から照射される。また、材料内部にレーザー光を入射させる場合、材料表面における反射や屈折の影響が生じる。そこで、ベクトル情報を設定する場合、材料表面に対して垂直にレーザー光が入射するように設定することが好ましい。

また、照射部位データに含まれる複数の点データのうち、隣り合う点データの間隔がレーザー光のスポット径よりも小さくなるよう設定することができる。この場合、隣り合う点データに対応する空洞または改質部分が連結するため、クラックが進展し易くなることがある。

（加工経路データ）
加工経路データは、各照射部位において、レーザー光の照射を行う経路を設定するデータである。本実施形態における加工経路データは、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に経路が設定されている。

たとえば、図１Ａ及び図１Ｂの例において、照射部位Ｌ_１の加工経路データには、Ｙ軸方向に沿って所定の長さＡで細分化した部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_１−５毎に、レーザー光を照射するという経路が設定されている。同様に、照射部位Ｌ_２〜照射部位Ｌ_５の加工経路データには、Ｙ軸方向に沿って所定の長さＡで細分化した部位毎に、レーザー光を照射するという経路が設定されている。

（順番データ）
順番データは、複数の照射部位のうち、どの照射部位からレーザー光を照射するかを示すデータである。また、本実施形態における順番データは、細分化した部位のうち、どの部位からレーザー光を照射するかを示すデータを含む。

レーザー光の照射方向において重なる照射部位がある場合、先にレーザー光を照射した部位によるレーザー光の遮蔽の問題が生じる。具体的には、レーザー光が入射する材料表面から近い順にレーザー光を照射した場合、先にレーザー光を照射した部位が存在することにより、それよりも下側にある照射部位にレーザー光が到達できない恐れがある。そこで、順番データは、レーザー光が入射する材料表面から離れている順（材料表面から遠い順）にレーザー光が照射されるように設定する。材料表面と照射部位との距離は、レーザー光を入射させる方向に沿って決定される。なお、一の照射部位データが複数の点データからなる場合、順番データは、どの点データが示す座標値からレーザー光を照射するかを示すデータを含んでいてもよい。

ここで、図１Ａ及び図１Ｂの例では、Ｚ軸方向に沿って上方から下方に向けてレーザー光の照射方向が設定されているとする（すなわち、上面Ｍｔからレーザー光が入射するよう設定されているとする）。この場合、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５はレーザー光の照射方向において重なる。従って、順番データは、Ｚ軸方向に沿って、レーザー光が入射する材料Ｍ１の上面Ｍｔから最も離れている照射部位Ｌ_１を最初とし、材料Ｍ１の上面Ｍｔに最も近い照射部位Ｌ_５を最後として設定される。つまり、図１Ａ及び図１Ｂの例であれば、Ｚ軸方向に沿って下側の照射部位から順番にレーザー光が照射されることとなる。

各照射部位においては、材料の端面からレーザー光を照射しクラックを発生させた方が、クラックを伸長させやすい。そこで、たとえば、照射部位Ｌ_１については、Ｙ軸に沿って、材料Ｍ１の端面Ｍｓ４に最も近い部位Ｌ_１−１を最初とし、材料Ｍ１の端面Ｍｓ４と対向する端面Ｍｓ２に最も近い部位Ｌ_１−５が最後となるよう、順番データが設定される。他の照射部位についても同様である。

図１Ａ及び図１Ｂにおける照射部位の順番データとしては、たとえば、部位Ｌ_１−１を１番目とし、部位Ｌ_１−２（２番目）、部位Ｌ_１−３（３番目）、部位Ｌ_１−４（４番目）、部位_１−５（５番目）、部位Ｌ_２−１（６番目）、部位Ｌ_２−２（７番目）、・・・・・・、部位Ｌ_３−１（１１番目）、・・・・、部位Ｌ_４−１（１６番目）、・・・・部位Ｌ_５−１（２１番目）、・・・・・、部位Ｌ_５−５（２５番目）の順番を設定することができる。この順番は「所定の順番」の一例である。

なお、順番データは、レーザー光の照射方向において重なる照射部位がないように設定できればよく、上記例に限られない。たとえば、Ｚ軸方向に沿って、部位Ｌ_１−１、部位Ｌ_２−１、部位Ｌ_３−１、部位Ｌ_４−１、部位Ｌ_５−１の順番でレーザー光を照射した後、部位Ｌ_１−２、部位Ｌ_２−２、・・・のように、細分化した部位毎に高さ方向に順番にレーザー光を照射するよう、順番が設定されていてもよい。

また、加工データは、レーザー光の出力に関する情報（各点に照射するレーザー光のスポット径、照射時間、強度等）を含んでいてもよい。

ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００は、作成した加工データを加工システム１００に出力する。なお、出力されるデータの形式は、加工システム１００で使用できるものであれば特に限定されない。

＝＝加工システム＝＝
本実施形態に係る加工方法は、図２に示すような加工システム１００により実施される。加工システム１００は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００で作成された加工プログラムを実行することにより材料Ｍ１の加工を行う。図２は、加工システム１００を模式的に示した図である。加工システム１００は、加工装置１及びコンピューター２を有する。但し、コンピューター２の果たす機能を加工装置１で実現することによって、加工システム１００が加工装置１単体で構成されてもよい。

本実施形態に係る加工装置１は、５軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ回転軸（Ｘ軸回りの回転軸）、Ｂ回転軸（Ｙ軸回りの回転軸））の駆動軸を有する。加工装置１は、加工データに基づき、照射部位に対してレーザー光を照射することにより材料Ｍ１を加工する。加工装置
１は、照射部１０、保持部２０、及び駆動機構３０を含む。

照射部１０は、材料Ｍ１に対してレーザー光を照射する。照射部１０は、レーザー光の発振器、及び発振器からのレーザー光を材料まで導くためのレンズ群やガルバノミラー等の光学系を含む。保持部２０は材料Ｍ１を保持する。材料を保持する方法は、特に限定されるものではない。たとえば、従来の切削加工を行う場合と同様、ディスク状の材料をクランプで挟み込んで保持する方法や、ブロック状の材料に金属製のピンを接着し、そのピンを保持部２０に差し込んで保持する方法が可能である。駆動機構３０は駆動用のモータ等を含む。駆動機構３０は、照射部１０及び保持部２０を相対的に移動させる。但し、本実施形態における加工方法によれば、材料を固定した状態で一の方向からレーザー光を照射することにより不要部分を取り除くことができる。すなわち、照射部１０や保持部２０をＡ回転軸やＢ回転軸周りに回転させる必要はない。

なお、レーザーの照射パターンを調整する調整部を設けてもよい。調整部は、たとえば、ガルバノミラー、フレネルレンズ、回折光学素子（ＤＯＥ）、空間光位相変調器（ＬＣＯＳ−ＳＬＭ）等の部材である。調整部は、照射部１０内において、たとえば発振器とレンズ群との間に配置される。

調整部として空間光位相変調器を用いることにより、一の照射部位や一の細分化された部位に対して一括でレーザー光を照射することができる。空間光位相変調器は、液晶の配向を調整することにより、発信器からのレーザー光を任意の形状に成形することができる。たとえば、空間光位相変調器は、点状のレーザー光の焦点を線状に成形することで、線分状のレーザー光（一次元形状のレーザー光）を照射することを可能とする。すなわち、空間光位相変調器を用いることにより、一の照射部位や一の細分化された部位に対して一回の照射でアブレーション加工を実施できる。空間光位相変調器を利用することにより一次元領域の照射部位を一括して加工できるため、加工時間を短縮することができる。

コンピューター２は、照射部１０及び駆動機構３０の動作を制御する。具体的に、コンピューター２は、材料表面または材料内部において、加工データに対応する照射部位にレーザー光を照射できるよう、駆動機構３０を制御して照射部１０と保持部２０との相対的な位置関係を調整する。なお、レーザー光が材料に入射すると、レーザー光の焦点位置は、材料の屈折率に応じて変動する。コンピューター２が、材料の屈折率の寄与を考慮し、照射部１０と保持部２０の相対的な位置関係を補正してもよい。この場合、加工データの作成時において、材料の屈折率を考慮しなくともよい。また、コンピューター２は、照射部１０を制御し、レーザー光の焦点位置、照射されるレーザー光のスポット径、強度等の調整を行ったり、材料Ｍ１に対して所定時間だけレーザー光の照射を行う。スポット径、強度、照射時間等は、照射されるレーザー光の出力（エネルギー）に影響を与えるものである。これらの値は、上述の通り加工データに予め組み込まれていてもよいし、加工装置１側で設定することでもよい。また、これらの値を決定する際には、加工対象となる材料の種類や特性を加味してもよい。コンピューター２は、「制御部」の一例である。

＝＝加工システムによる加工＝＝
次に図３〜図４Ｄを参照して、本実施形態に係る加工方法について説明する。加工方法は、加工システム１００によって実行される。また、加工方法は、専用の加工プログラムとして、加工システム１００に予めインストールされている。図３は、加工システム１００の動作を示すフローチャートである。図４Ａ〜図４Ｄは、本実施形態に係る加工方法により加工される材料Ｍ１または部分Ｗ１を模式的に示した図である。また、材料Ｍ１の加工データとして、図１Ａ及び図１Ｂに示した線状の照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５を細分化した部位に対応するデータがＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００により予め作成されているとする。

材料Ｍ１を選択し、加工装置１の保持部２０にセットする。

コンピューター２は、材料Ｍ１の加工データに基づいて、加工装置１に材料Ｍ１の加工を実行させる。コンピューター２は、加工データに含まれる照射部位データ及び加工経路データに基づき、照射部位に沿ってレーザー光を照射させて加工を行う。この際、コンピューター２は、順番データに基づいて、照射部位を所定の長さで細分化した部位毎にレーザー光を照射する（照射部位を細分化した部位毎にレーザー光を照射。ステップ１０）。

コンピューター２は、照射部位データに含まれる点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う。具体的には、コンピューター２は、照射部１０及び保持部２０の相対的な位置を調整したり、照射部１０に含まれるレンズ群による出射光の向きやガルバノミラー自体の角度を調整する。なお、材料Ｍ１の屈折率を考慮して焦点位置の調整を行ってもよい。点データの座標値とレーザー光の焦点位置とを一致させた後、コンピューター２は、照射部１０を制御し、加工経路データ、及び当該点データに含まれるベクトル情報に基づいて、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ１の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。なお、この例において、レーザー光は材料Ｍ１の上面Ｍｔに対して垂直に入射するものとする。

レーザー光を照射していない細分化した部位がある場合（ステップ１１でＮの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、次の細分化した部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次の細分化した部位へ。ステップ１２）。そして、コンピューター２は、照射部１０を制御し、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ１の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。

図４Ａは、照射部位Ｌ_１を細分化した部位Ｌ_１−１にレーザー光を照射した状態を示す。図４Ａにおいて、レーザー光を照射する前の部位を破線で示し、レーザー光を照射済みの部位を実線で示している。レーザー光を照射済みの部位は、レーザー光のスポット径及び集光時のエネルギーに応じた空洞または改質部分が形成される。その結果、材料内部にクラックが発生する。部位Ｌ_１−１へレーザー光を照射した場合、その位置にクラックＣ_１−１が発生する。なお、部位Ｌ_１−１が含まれる照射部位Ｌ_１は、複数の照射部位の中で、レーザー光が入射する材料Ｍ１の上面Ｍｔから最も離れている。

部位Ｌ_１−１へのレーザー光の照射が完了すると、照射部１０は、照射部位Ｌ_１−２、照射部位Ｌ_１−３、照射部位Ｌ_１−４、照射部位Ｌ_１−５の順でレーザー光を照射する。その結果、クラックＣ_１−２〜クラックＣ_１−５が発生する。図４Ｂは、照射部位Ｌ_１−１〜照射部位Ｌ_１−５にレーザー光を照射した状態を示す。細分化した部位毎にレーザー光を照射し、少しずつクラックを発生させることにより、材料Ｍ１のＹ軸方向にクラックを確実に進展させることができる。

その後、照射部１０は、照射部位Ｌ_２〜照射部位Ｌ_５についても細分化された部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射する。図４Ｃは、全ての照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５に対し、細分化された部位毎にレーザー光を照射した状態を示す。この例においてはクラックＣ_１−１〜クラックＣ_５−５が発生する。

全ての細分化した部位に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ１１でＹの場合）、各照射部位に沿ってクラックが伸展しているため、不要部分を取り除くことができる。その結果、部分Ｗ１が得られる（図４Ｄ参照）。図４Ｄは、ＹＺ平面に沿って材料が割断された例を示している。

＝＝まとめ＝＝
以上から明らかなように、本実施形態に係る加工方法は、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工方法であって、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射する。

このように、照射部位を所定の長さで細分化した部位毎にレーザー光を照射することで、材料の内部に小さなクラックを発生させることができる。また、これらの部位に対して所定の順番でレーザー光の照射を行うことにより、照射部位に沿ってクラックを誘導し、確実に伸展させることができる。従って、自然に、或いは材料に対して少しの外力を加えるだけで材料が割断され、不要部分を取り除くことができる。また、照射部位を細分化することにより、レーザー光を照射した際に意図しないクラックが発生し難くなる。すなわち、本実施形態に係る加工方法によれば、レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことができる。

また、所定の長さは、レーザー光を照射した際に材料内部に生じるクラックの長さとほぼ等しく、または当該クラックの長さよりも短くなるよう設定されていることが好ましい。このように所定の長さを設定することにより、クラックを確実に発生させることができる。

また、複数の照射部位は、少なくとも材料の下側に設定されており、材料の幅方向における位置が同じであり、且つ材料の高さ方向における位置が異なるように設定されていることが好ましい。このような照射部位によれば、材料の高さ方向において複数のクラックを発生させることができる。

更に、本実施形態に係る加工システム１００は、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる。加工システム１００は、レーザー光を照射する照射部１０と、材料を保持する保持部２０と、照射部１０及び保持部２０を相対的に移動させる駆動機構３０と、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射するよう照射部１０及び駆動機構３０を制御するコンピューター２と、を有する。このような加工システムによれば、レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことができる。

また、本実施形態に係る加工プログラムは、光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工システムで実行される。加工プログラムは、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番でレーザー光を照射させるために用いることができる。このような加工プログラムによれば、レーザー光を用いて、意図しないクラックの発生を抑制しつつ、材料の不要部分を取り除くことができる。

［第２実施形態］
次に、図５Ａ〜図７を参照して、第２実施形態に係る加工方法を説明する。第１実施形態と同様の構成や処理については説明を省略する。

第１実施形態では、材料のある方向（図１Ａ及び図１ＢではＹ軸方向）に沿って設定された照射部位を所定の長さで細分化した部位にレーザー光を照射する例について述べた。一方、本実施形態に係る加工方法は、当該部位全てに沿ってレーザー光を照射した後、異なる方向に延びる照射部位に沿ってレーザー光を照射することで不要部分をより除去し易くすることができる。

すなわち、本実施形態に係る加工方法は、第１の方向に延びる第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位全てに沿ってレーザー光を照射した後、第１の方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当する第２の方向に延びる第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射する。

＝＝照射部位＝＝
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、複数の照射部位の例について説明する。図５Ａは材料Ｍ１の斜視図であり、図５Ｂは材料Ｍ１をＸ軸方向から見た図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すＸＹＺ軸は直交する三軸である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、材料Ｍ１の幅方向であり、Ｚ軸方向は、材料Ｍ１の高さ方向である。

図５Ａ及び図５Ｂにおいては、図１Ａ及び図１Ｂと同様、Ｙ軸方向に延びる線状の照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５（細分化された部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_５−５）が材料Ｍ１の下側に設定されている。

更に、本実施形態においては、Ｙ軸方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当するＺ軸方向に延びる照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９が設定されている。

照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９は、それぞれ材料Ｍ１の上面Ｍｔから下面Ｍｂまでを結ぶ線分として設定されている。Ｙ軸方向における照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９それぞれの間隔は、等しくなっている（この例では、それぞれの間隔は所定の長さＡとなっている）。なお、照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９は、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５と異なり細分化されていない。

この例において、Ｙ軸方向は「第１の方向」に相当し、Ｚ軸方向は「第２の方向」に相当し、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５は「第１の照射部位」に相当し、照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９は「第２の照射部位」に相当する。

＝＝加工データ＝＝
（照射部位データ）
本実施形態における照射部位データは、第１実施形態と同様、照射部位Ｌ_１を細分化した部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_１−５、照射部位Ｌ_２を細分化した部位Ｌ_２−１〜部位Ｌ_２−５、照射部位Ｌ_３を細分化した部位Ｌ_３−１〜部位Ｌ_３−５、照射部位Ｌ_４を細分化した部位Ｌ_４−１〜部位Ｌ_４−５、及び照射部位Ｌ_５を細分化した部位Ｌ_５−１〜部位Ｌ_５−５それぞれに対応するデータ（すなわち２５の照射部位データ）が設定されている。更に、本実施形態に係る照射部位データは、照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９に対応するデータが設定されている。

（加工経路データ）
本実施形態における加工経路データは、照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５を所定の長さで細分化した部位毎の経路、及び照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９の経路が設定されている。

たとえば、第１実施形態と同様、照射部位Ｌ_１の加工経路データには、Ｙ軸方向に沿って所定の長さＡで細分化した部位Ｌ_１−１〜部位Ｌ_１−５毎に、レーザー光を照射するという経路が設定されている。一方、照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９の加工経路データには、それぞれＺ軸方向に沿って材料Ｍ１の下面Ｍｂ側から上面Ｍｔ側に向けてレーザー光を照射するという経路が設定されている。

（順番データ）
本実施形態においては、第１の方向に延びる第１の照射部位を細分化した部位全てに沿ってレーザー光を照射した後、第２の方に延びる第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射する。よって、順番データは、各照射部位に対するレーザー光の照射順がこのようになるよう設定されている。

たとえば、図５Ａ及び図５Ｂにおける照射部位の順番データとしては、まず細分化された部位に対して照射の順番を設定し（第１実施形態参照）、その後、照射部位Ｌ_６（２６番目）、照射部位Ｌ_７（２７番目）、照射部位Ｌ_８（２８番目）、照射部位Ｌ_９（２９番目）の順番を設定することができる。

＝＝加工システムによる加工＝＝
次に図６及び図７を参照して、本実施形態に係る加工方法について説明する。加工方法は、加工システム１００によって実行される。また、加工方法は、専用の加工プログラムとして、加工システム１００に予めインストールされている。図６は、加工システム１００の動作を示すフローチャートである。図７は、本実施形態に係る加工方法により加工される材料Ｍ１を模式的に示した図である。また、材料Ｍ１の加工データとして、図５Ａ及び図５Ｂに示した線状の照射部位Ｌ_１〜照射部位Ｌ_５を細分化した部位に対応するデータ、及び照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９に対応するデータがＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００により予め作成されているとする。

材料Ｍ１を選択し、加工装置１の保持部２０にセットする。

第１実施形態と同様、コンピューター２は、順番データに基づいて、第１の方向に延びる第１の照射部位を所定の長さで細分化した部位毎にレーザー光を照射する（第１の照射部位を細分化した部位毎にレーザー光を照射。ステップ２０）。

レーザー光を照射していない細分化した部位がある場合（ステップ２１でＮの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、次の細分化した部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次の細分化した部位へ。ステップ２２）。そして、コンピューター２は、照射部１０を制御し、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ１の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。

全ての細分化した部位に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ２１でＹの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、第１の方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当する第２の方向に延びる第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射する（第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射。ステップ２３）。たとえば、照射部位Ｌ_６にレーザー光を照射した場合、その位置にクラックＣ_６が発生する。

レーザー光を照射していない第２の照射部位がある場合（ステップ２４でＮの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、次の照射部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次の照射部位へ。ステップ２５）。そして、コンピューター２は、照射部１０を制御し、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ１の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。

この例では、コンピューター２は、順番データに基づいて、照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９それぞれにレーザー光を照射する。図７は、全ての細分化した部位、及び照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９に対しレーザー光を照射した状態を示す。照射部位Ｌ_６〜照射部位Ｌ_９に対応する位置には、クラックＣ_６〜クラックＣ_９が発生している。

全ての第２の照射部位に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ２４でＹの場合）、Ｙ軸方向の各照射部位に沿ってクラックが伸展し、且つＺ軸方向の照射部位に沿ってもクラックが形成されている。よって、不要部分を取り除くことができる。その結果、図４Ｄと同様の部分Ｗ１が得られる。

＝＝まとめ＝＝
以上から明らかなように、本実施形態に係る加工方法は、第１の方向に延びる第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位全てに沿ってレーザー光を照射した後、第１の方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当する第２の方向に延びる第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射する。このような加工方法によれば、異なる方向にクラックを発生させることができる。たとえば、図５Ａ及び図５Ｂに示すような照射部位を設定した場合、材料の幅方向だけでなく、高さ方向にもクラックの発生を誘導させることができる。よって、不要部分をより取り除き易くなる。

［第３実施形態］
次に、図８Ａ〜図１０Ｃを参照して、第３実施形態に係る加工方法を説明する。第１実施形態または第２実施形態と同様の構成や処理については説明を省略する。

第１実施形態及び第２実施形態ではＹ軸方向（第２実施形態の場合、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に沿ってクラックを発生させる例について述べた。一方、図１０Ｃに示すような凹曲面を有する部分Ｗ２を作成することが考えられる。このような場合、第１実施形態や第２実施形態の加工方法を用いたとしても、凹曲面の近傍で意図しないクラックが発生する可能性がある。本実施形態に係る加工方法は、このような加工を行う際に意図しないクラックの発生を抑制することができる。

すなわち、本実施形態に係る加工方法は、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位に沿ってレーザー光を照射する。

＝＝照射部位＝＝
図８Ａ〜図８Ｃを参照して、複数の照射部位の例について説明する。図８Ａは材料Ｍ２の斜視図であり、図８Ｂは材料Ｍ２を上面Ｍｔ側から見た図であり、図８Ｃは材料Ｍ２を側面Ｍｓ２側から見た図である。図８Ａ〜図８Ｃに示すＸＹＺ軸は直交する三軸である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、材料Ｍ２の幅方向であり、Ｚ軸方向は、材料Ｍ２の高さ方向である。

図８Ａ〜図８Ｃに示した材料Ｍ２は、中実の直方体であり、上面Ｍｔ、下面Ｍｂ、４つの側面Ｍｓ１〜Ｍｓ４を有する。上面Ｍｔ及び下面Ｍｂは対向している。側面Ｍｓ１と側面Ｍｓ３、側面Ｍｓ２と側面Ｍｓ４も、それぞれ対向している。上面Ｍｔは材料Ｍ２の上端に相当し、下面Ｍｂは材料Ｍ２の下端に相当する。

この例において、Ｙ軸方向に延びる線状の照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８が材料Ｍ２の下側に設定されている。照射部位Ｌ_３０、照射部位Ｌ_３３、及び照射部位Ｌ_３６は、Ｘ軸方向における位置が同じである一方、Ｚ軸方向の位置が異なっている。同様に、照射部位Ｌ_３１、照射部位Ｌ_３４、及び照射部位Ｌ_３７は、Ｘ軸方向における位置が同じである一方、Ｚ軸方向の位置が異なっており、照射部位Ｌ_３２、照射部位Ｌ_３５、及び照射部位Ｌ_３８は、Ｘ軸方向における位置が同じである一方、Ｚ軸方向の位置が異なっている。また、照射部位Ｌ_３０、照射部位Ｌ_３１、及び照射部位Ｌ_３２は、材料Ｍ２の下端に設定されている。

また、照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８は、それぞれ所定の長さに細分化されている。たとえば、照射部位Ｌ_３０は、部位Ｌ_３０−１〜部位Ｌ_３０−３の３つに分割されている。なお、各照射部位における所定の長さは、境界に相当する部位の形状により異なる場合がある。たとえば、図８Ｂに示すように、照射部位Ｌ_３１、照射部位Ｌ_３４、及び照射部位Ｌ_３７を細分化する長さは「Ａ１」となっている一方、他の照射部位を細分化する長さは、長さＡ１よりも短い「Ａ２」となっている。

また、本実施形態においては、Ｙ軸方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当するＺ軸方向に延びる照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４が設定されている。

照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４は、それぞれ材料Ｍ２の上面Ｍｔから下面Ｍｂまでを結ぶ線分として設定されている。また、Ｙ軸方向において、端面Ｍｓ２から照射部位Ｌ_３９までの間隔、照射部位Ｌ_３９から照射部位Ｌ_４２までの間隔、及び照射部位Ｌ_４２から境界に相当する部位までの間隔は等しくなっている（この例では、それぞれの間隔は所定の長さＡ２となっている）。同様に、Ｙ軸方向において、端面Ｍｓ２から照射部位Ｌ_４０までの間隔、照射部位Ｌ_４０から照射部位Ｌ_４３までの間隔、及び照射部位Ｌ_４３から境界に相当する部位までの間隔は等しくなっている（この例では、それぞれの間隔は所定の長さＡ１となっている）。また、Ｙ軸方向において、端面Ｍｓ２から照射部位Ｌ_４１までの間隔、照射部位Ｌ_４１から照射部位Ｌ_４４までの間隔、及び照射部位Ｌ_４４から境界に相当する部位までの間隔は等しくなっている（この例では、それぞれの間隔は所定の長さＡ２となっている）。なお、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４は、照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８と異なり細分化されていない。

この例において、Ｙ軸方向は「第１の方向」に相当し、Ｚ軸方向は「第２の方向」に相当し、照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８は「第１の照射部位」に相当し、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４は「第２の照射部位」に相当する。

更に、本実施形態においては、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に照射部位Ｌ_４５が設定されている。照射部位Ｌ_４５へのレーザー光の照射は、たとえば、境界に相当する部位に沿って複数の照射部位を設定し、第１実施形態等と同様、各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に所定の順番で行うことができる。或いは、照射部位Ｌ_４５へのレーザー光の照射は、境界に相当する部位を複数の平面に分割し、空間光位相変調器を用いて各平面に対して一回ずつ行うこともできる。

照射部位Ｌ_４５に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成することができる。割れ留め面は、レーザー光の照射に伴う意図しないクラックが不要部分以外の部分に伸展することを抑制するための面である。この例において、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位は、凹曲面となっているが、たとえば、屈曲部分が９０度より大きい面であれば凹曲面に限られない。

なお、図８Ａ等では、材料の下側の所定範囲にのみ照射部位を細分化した部位が設定される例を示している。一方、材料の厚みや形状、取り除きたい不要部分の形状等に応じて、材料の上側まで照射部位を細分化した部位を設定してもよい。また、図８Ａ等では、理解をし易くするために照射部位の数が少ない例（１６個）を示しているが、より自然に割断を行うためには、照射部位の数は多い方が好ましい。或いは、より確実にクラックを発生させるためには、Ｘ軸方向に沿った照射部位同士の間隔（たとえば射部位Ｌ_３０と照射部位Ｌ_３１との間隔）がクラックの長さとほぼ等しくなるように照射部位を設定することができる。

＝＝加工データ＝＝
（照射部位データ）
本実施形態における照射部位データは、照射部位Ｌ_３０を細分化した部位Ｌ_３０−１〜部位Ｌ_３０−３、照射部位Ｌ_３１を細分化した部位Ｌ_３１−１〜部位Ｌ_３１−３、照射部位Ｌ_３２を細分化した部位Ｌ_３２−１〜部位Ｌ_３２−３、照射部位Ｌ_３３を細分化した部位Ｌ_３３−１〜部位Ｌ_３３−３、照射部位Ｌ_３４を細分化した部位Ｌ_３４−１〜部位Ｌ_３４−３、照射部位Ｌ_３５を細分化した部位Ｌ_３５−１〜部位Ｌ_３５−３、照射部位Ｌ_３６を細分化した部位Ｌ_３６−１〜部位Ｌ_３６−３、照射部位Ｌ_３７を細分化した部位Ｌ_３７−１〜部位Ｌ_３７−３、及び照射部位Ｌ_３８を細分化した部位Ｌ_３８−１〜部位Ｌ_３８−３それぞれに対応するデータ（すなわち２５の照射部位データ）が設定されている。また、本実施形態に係る照射部位データは、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４５に対応するデータが設定されている。

（加工経路データ）
本実施形態における加工経路データは、照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８を所定の長さで細分化した部位毎の経路、及び照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４５の経路が設定されている。

たとえば、第１実施形態と同様、照射部位Ｌ_３０の加工経路データには、Ｙ軸方向に沿って所定の長さＡ１で細分化した部位Ｌ_３０−１〜部位Ｌ_３０−３毎に、レーザー光を照射するという経路が設定されている。一方、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４の加工経路データには、それぞれＺ軸方向に沿って材料Ｍ２の下面Ｍｂ側から上面Ｍｔ側に向けてレーザー光を照射するという経路が設定されている。

（順番データ）
本実施形態においては、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位に沿ってレーザー光を照射する。よって、順番データは、各照射部位に対するレーザー光の照射順がこのようになるよう設定されている。

たとえば、図８Ａ〜図８Ｃにおける照射部位の順番データとしては、まず不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対応する照射部位Ｌ_４５を１番目とし、次に細分化された部位に対して照射の順番を設定する。なお、細分化された部位に対する照射の順番は、第１実施形態で述べたように、レーザー光が入射する材料表面から離れている順（材料表面から遠い順）にレーザー光が照射されるように設定する。たとえば、細分化された部位に対する照射の順番は、照射部位Ｌ_３０−１（２番目）、照射部位Ｌ_３０−２（３番目）、照射部位Ｌ_３０−３（４番目）、照射部位Ｌ_３１−１（５番目）、照射部位Ｌ_３１−２（６番目）、・・・・照射部位Ｌ_３２−３（１０番目）、照射部位Ｌ_３３−１（１１番目）、・・・・照射部位Ｌ_３５−３（１９番目）、照射部位Ｌ_３６−１（２０番目）、・・・・照射部位Ｌ_３８−３（２８番目）の順番を設定することができる。更に、順番データとしては、照射部位Ｌ_３９（２９番目）、照射部位Ｌ_４０（３０番目）・・・・・照射部位Ｌ_４４（３４番目）の順番を設定することができる。

＝＝加工システムによる加工＝＝
次に図９〜図１０Ｄを参照して、本実施形態に係る加工方法について説明する。図９は、加工システム１００の動作を示すフローチャートである。図１０Ａ〜図１０Ｄは、本実施形態に係る加工方法により加工される材料Ｍ２または部分Ｗ２を模式的に示した図である。また、材料Ｍ２の加工データとして、図８Ａ等に示した線状の照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８を細分化した部位に対応するデータ、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４に対応するデータ、及び境界に相当する部位に設定された照射部位Ｌ_４５に対応するデータがＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００により予め作成されているとする。

材料Ｍ２を選択し、加工装置１の保持部２０にセットする。

コンピューター２は、順番データに基づいて、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射する（境界に相当する部位に対してレーザー光を照射。ステップ３０）。レーザー光が照射された部分には、割れ留め面Ｐが形成される。図１０Ａは、照射部位Ｌ_４５に対しレーザー光を照射した状態を示す。

次に、第１実施形態と同様、コンピューター２は、順番データに基づいて、第１の方向に延びる第１の照射部位を所定の長さで細分化した部位毎にレーザー光を照射する（第１の照射部位を細分化した部位毎にレーザー光を照射。ステップ３１）。

レーザー光を照射していない細分化した部位がある場合（ステップ３２でＮの場合）、コンピューター２は、加工経路データ及び照射部位データに基づいて、次の細分化した部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次の細分化した部位へ。ステップ３３）。そして、コンピューター２は、照射部１０を制御し、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ２の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。

図１０Ｂは、照射部位Ｌ_３０〜照射部位Ｌ_３８をそれぞれ細分化した部位にレーザー光を照射した状態を示す。この例においては各照射部位に対応する位置に、クラックＣ_３０−１〜クラックＣ_３８−３が発生する。

全ての細分化した部位に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ３２でＹの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、第１の方向と直交する方向であって、レーザー光の照射方向に相当する第２の方向に延びる第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射する（第２の照射部位に沿ってレーザー光を照射。ステップ３４）。たとえば、照射部位Ｌ_３９にレーザー光を照射した場合、その位置にクラックＣ_３９が発生する。

レーザー光を照射していない第２の照射部位がある場合（ステップ３５でＮの場合）、コンピューター２は、加工データに基づいて、次の照射部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次の照射部位へ。ステップ３６）。そして、コンピューター２は、照射部１０を制御し、Ｚ軸方向に沿って材料Ｍ２の上方からレーザー光を所定時間だけ照射させる。

この例では、コンピューター２は、順番データに基づいて、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４それぞれにレーザー光を照射する。図１０Ｃは、全ての細分化した部位、照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４、及び照射部位Ｌ_４５にレーザー光を照射した状態を示す。照射部位Ｌ_３９〜照射部位Ｌ_４４に対応する位置には、クラックＣ_３９〜クラックＣ_４４が発生している。

全ての第２の照射部位に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ３５でＹの場合）、Ｙ軸方向の各照射部位に沿ってクラックが伸展し、且つＺ軸方向の照射部位に沿ってもクラックが形成されている。また、伸展したクラックは、割れ留め面Ｐよって、不要部分以外の部分まで進展することが抑制される。よって、不要部分を取り除くことができる。その結果、部分Ｗ２が得られる（図１０Ｄ参照）。

＝＝まとめ＝＝
以上から明らかなように、本実施形態に係る加工方法は、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位に沿ってレーザー光を照射する。このような加工方法によれば、不要部分に対してクラックを発生させる前に、不要部分とそれ以外の境界に相当する部位に割れ留め面を形成することができる。よって、不要部分に対してレーザー光を照射した場合に発生するクラックが、それ以外の部分にまで進展することを抑制できる。このような加工方法は、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位が凹曲面である場合にも実施することができる。

［第４実施形態］
次に、図１１Ａ〜図１３Ｂを参照して、第４実施形態に係る加工方法を説明する。第１実施形態、第２実施形態、または第３実施形態と同様の構成や処理については説明を省略する。

本実施形態では、図１０Ｄに示すような凹曲面を有する部分Ｗ２を作成するための別の方法について説明する。

すなわち、本実施形態に係る加工方法は、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、不要部分に設定される照射部位を所定の長さに基づいて細分化することにより規定した複数のブロックについて、ブロック同士の境界に相当する部位に対してレーザー光を照射する。

＝＝照射部位＝＝
図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、複数の照射部位の例について説明する。図１１Ａは材料Ｍ２の斜視図であり、図１１Ｂは材料Ｍ２を上面Ｍｔ側から見た図であり、図１１Ｃは材料Ｍ２を側面Ｍｓ２側から見た図である。図１１Ａ〜図１１Ｃに示すＸＹＺ軸は直交する三軸である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、材料Ｍ２の幅方向であり、Ｚ軸方向は、材料Ｍ２の高さ方向である。

この例においては、不要部分を所定の長さに基づいて区画し、複数のブロックを設定する。所定の長さは、レーザー光を照射した際に材料内部に生じるクラックの長さを適用することができる。図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、この例では所定の長さＡに基づいて区画した、１２のブロック（ブロックＢ_１〜ブロックＢ_１２）が設定されている。なお、この例において、材料Ｍ２の高さは「Ａ」である。また、ブロックは材料Ｍ２の端面Ｍｓ２側から設定したものである。よって、たとえば、ブロックＢ_５等の一辺は、所定の長さＡよりも短くなっている。

ブロック同士の境界に相当する部位には照射部位が設定されている。ブロック同士の境界に相当する一の部位においては、異なる方向に延びる複数の照射部位が設定される。たとえば、ブロックＢ_１とブロックＢ_２の境界に相当する部位には、Ｙ軸方向に延びる複数の照射部位と、Ｚ軸方向に延びる複数の照射部位が設定されている。

更に、本実施形態においては、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に照射部位Ｌ_４６が設定されている。

＝＝加工データ＝＝
（照射部位データ）
本実施形態における照射部位データは、ブロック同士の境界に相当する部位毎に複数の照射部位に対応するデータが設定されている。また、本実施形態に係る照射部位データは照射部位Ｌ_４６に対応するデータが設定されている。

（加工経路データ）
本実施形態における加工経路データは、照射部位毎の経路が設定されている。

たとえば、ブロックＢ_１とブロックＢ_２の境界に相当する部位に設定されている照射部位の加工経路データには、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に沿って延びる所定の長さＡの照射部位毎に、レーザー光を照射するという経路が設定されている。

（順番データ）
本実施形態においては、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、不要部分を所定の長さで区画した複数のブロックについて、ブロック同士の境界に相当する部位に対して設定された照射部位に沿ってレーザー光を照射する。よって、順番データは、各照射部位に対するレーザー光の照射順がこのようになるよう設定されている。

たとえば、図１１Ａ〜図１１Ｃにおける照射部位の順番データとしては、まず不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対応する照射部位Ｌ_４６を１番目とし、次にブロック同士の境界に相当する部位に対して照射の順番を設定する。たとえば、ブロックＢ_１とブロックＢ_２の境界に相当する部位における照射部位を２番目とし、ブロックＢ_２とブロックＢ_３の境界に相当する部位における照射部位を３番目とすることができる。なお、各境界に相当する部位における複数の照射部位に対してレーザー光を照射する順番は、第１実施形態等と同様、レーザー光が入射する材料表面から離れている順（材料表面から遠い順）にレーザー光が照射されるように設定されていればよい。

＝＝加工システムによる加工＝＝
次に図１２〜図１３Ｂを参照して、本実施形態に係る加工方法について説明する。図１２は、加工システム１００の動作を示すフローチャートである。図１３Ａ及び図１３Ｂは、本実施形態に係る加工方法により加工される材料Ｍ２を模式的に示した図である。また、材料Ｍ２の加工データとして、ブロック同士の境界に相当する部位における照射部位、及び照射部位Ｌ_４６に対応するデータがＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００により予め作成されているとする。

材料Ｍ２を選択し、加工装置１の保持部２０にセットする。

コンピューター２は、順番データに基づいて、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射する（境界に相当する部位に対してレーザー光を照射。ステップ４０）。レーザー光が照射された部分には、割れ留め面Ｐが形成される（第３実施形態の図１０Ａ参照）。

次に、コンピューター２は、順番データに基づいて、ブロック同士の境界に相当する部位に対して設定された照射部位に沿ってレーザー光を照射する（ブロック同士の境界に相当する部位に対してレーザー光を照射。ステップ４１）。

たとえば、ブロックＢ_１とブロックＢ_２の境界に相当する部位に対して設定された照射部位、及びブロックＢ_１とブロックＢ_５の境界に相当する位置に対して設定された照射部位にレーザー光を照射した場合、それぞれの境界に相当する位置でクラックが発生し、不要部分の一部（ブロックＢ_１）を取り除くことができる（図１３Ａ参照）。

レーザー光を照射していない部位がある場合（ステップ４２でＮの場合）、コンピューター２は、加工経路データ及び照射部位データに基づいて、次のブロック同士の境界に相当する位置に対して設定された照射部位に対応する点データの座標値とレーザー光の焦点位置が合うよう調整を行う（次のブロック同士の境界に相当する位置へ。ステップ４３）。

たとえば、コンピューター２は、ブロックＢ_２とブロックＢ_３の境界に相当する部位に対して設定された照射部位、及びブロックＢ_２とブロックＢ_６の境界に相当する位置に対して設定された照射部位にレーザー光を照射したとする。この場合、それぞれの境界に相当する位置でクラックが発生し、不要部分の一部（ブロックＢ_２）を取り除くことができる。図１３Ｂは、ブロックＢ_１〜ブロックＢ_４を取り除いた状態を示している。

全ての境界に相当する位置に対してレーザー光の照射が完了した場合（ステップ４２でＹの場合）、各境界に相当する位置において、Ｙ軸方向の各照射部位に沿ってクラックが伸展し、且つＺ軸方向の照射部位に沿ってもクラックが形成されている。また、伸展したクラックは、割れ留め面Ｐよって、不要部分以外の部分まで進展することが抑制される。よって、不要部分を取り除くことができる。その結果、部分Ｗ２が得られる（図１０Ｄ参照）。

＝＝まとめ＝＝
以上から明らかなように、本実施形態に係る加工方法は、不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対してレーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、不要部分を所定の長さに基づいて区画した複数のブロックについて、ブロック同士の境界に相当する部位に対して設定された照射部位に沿ってレーザー光を照射する。

このような加工方法によれば、区画したブロック毎に不要部分を取り除くことができる。よって、不要部分をより取り除き易くなる。更に、このような加工方法によれば、クラックを発生させる前に、不要部分とそれ以外の境界に相当する部位に割れ留め面を形成することができる。よって、不要部分に対してレーザー光を照射した場合に発生するクラックがそれ以外の部分にまで進展することを抑制できる。

［その他］
上記実施形態の加工プログラムが記憶された非一時的なコンピューター可読媒体（non-transitory computer readable medium with an executable program thereon）を用いて、コンピューターにプログラムを供給することも可能である。なお、非一時的なコンピューターの可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）等がある。

１ 加工装置
２ コンピューター
１０ 照射部
２０ 保持部
３０ 駆動機構
１００ 加工システム

Claims (9)

1. 光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工方法であって、
   各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射する加工方法。
2. 前記所定の長さは、前記レーザー光を照射した際に材料内部に生じるクラックの長さとほぼ等しく、または当該クラックの長さよりも短くなるよう設定されていることを特徴とする請求項１記載の加工方法。
3. 前記複数の照射部位は、少なくとも前記材料の下側に設定されており、材料の幅方向における位置が同じであり、且つ材料の高さ方向における位置が異なるように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の加工方法。
4. 第１の方向に延びる第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位全てに沿って前記レーザー光を照射した後、前記第１の方向と直交する方向であって、前記レーザー光の照射方向に相当する第２の方向に延びる第２の照射部位に沿って前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の加工方法。
5. 前記不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対して前記レーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、前記第１の照射部位を所定の長さに細分化した部位に沿って前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項４の記載の加工方法。
6. 前記不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位に対して前記レーザー光を照射することにより、割れ留め面を形成した後、前記不要部分を所定の長さに基づいて区画した複数のブロックについて、ブロック同士の境界に相当する部位に対して設定された照射部位に沿って前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の加工方法。
7. 前記不要部分とそれ以外の部分との境界に相当する部位は凹曲面であることを特徴とする請求項５または６記載の加工方法。
8. 光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工システムであって、
   前記レーザー光を照射する照射部と、
   前記材料を保持する保持部と、
   前記照射部及び前記保持部を相対的に移動させる駆動機構と、
   各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射するよう前記照射部及び前記駆動機構を制御する制御部と、
   を有する加工システム。
9. 光透過性の材料に設定された線状の複数の照射部位に沿って、当該材料の上方からレーザー光を照射することにより、当該材料の不要部分を取り除くためのクラックを発生させる加工システムで実行されるプログラムであって、
   各照射部位を所定の長さで細分化した部位毎に、所定の順番で前記レーザー光を照射させる加工プログラム。

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