WO2016194384A1 - 面取り加工装置および面取り加工方法 - Google Patents

面取り加工装置および面取り加工方法 Download PDF

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WO2016194384A1
WO2016194384A1 PCT/JP2016/002687 JP2016002687W WO2016194384A1 WO 2016194384 A1 WO2016194384 A1 WO 2016194384A1 JP 2016002687 W JP2016002687 W JP 2016002687W WO 2016194384 A1 WO2016194384 A1 WO 2016194384A1
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laser
transmitting material
chamfering
edge portion
processing head
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修己 大串
田中　秀幸
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川崎重工業株式会社
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    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
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    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/54—Glass

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for chamfering an edge portion of an object.
  • chamfering is performed on the edge portion of the object obtained by cutting the material to fit the product size.
  • the chamfer angle is preferably around 45 °.
  • a mechanical type using a grindstone is mainly used for the chamfering method.
  • cullet is generated during processing and adheres to the object, so that it is necessary to clean the object after processing.
  • Patent Document 1 proposes that a laser filament is generated inside glass to chamfer the edge portion (see particularly FIGS. 4 and 5). This processing technique has the potential to overcome the difficulties of conventional chamfering methods.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for chamfering an edge portion of an object at a desired chamfering angle by forming a laser filament inside the object.
  • a chamfering apparatus forms a tapered surface extending in a chamfering direction inclined with respect to one of the two surfaces at an edge portion formed by two surfaces of an object having laser transparency.
  • a chamfering apparatus having a laser transmission, an inclined surface that is in contact with the one surface and is inclined in a direction opposite to the chamfering direction with respect to the one surface in a state of being in contact with the one surface.
  • a laser transmitting material, and an ultrashort pulse laser for forming a laser filament in the edge portion is transmitted through the laser transmitting material, is incident on the one surface of the object from the laser transmitting material, and the edge portion.
  • the ultrashort pulse laser to the tilt of the laser transmitting material so as to form a laser filament that transmits in the chamfering direction and extends in the chamfering direction within the edge portion.
  • a laser processing head that irradiates a.
  • the inclined surface of the laser transmitting material is interposed on the optical path of the ultrashort pulse laser, and the medium (incident side) through which the ultrashort pulse laser irradiated from the laser processing head propagates and the laser transmitting material (transmitting) Interface).
  • One surface of the object is interposed on the optical path of the ultrashort pulse laser and forms an interface between the laser transmitting material (incident side) and the object (transmitting side).
  • the ultrashort pulse laser is incident on the surface of the object through the laser transmitting material having the inclined surface inclined in the direction opposite to the chamfering direction, the incident angle i 1 on the inclined surface is reduced and reflected. While suppressing the loss, the incident angle i 2 on the surface can be increased and the ultrashort pulse laser can be transmitted through the object. Therefore, the beam intensity necessary for forming the laser filament can be obtained in the edge portion, and the edge portion of the object can be chamfered at a desired chamfer angle.
  • the laser processing head includes a processing head scanning device that moves the laser processing head in the extending direction of the edge portion, and the laser transmitting material extends in the extending direction in contact with the one surface, and the laser processing head May irradiate the ultrashort pulse laser toward the inclined surface of the laser transmitting material while moving in the extending direction with respect to the laser transmitting material and the object by the processing head scanning device. .
  • a processing head holding unit for holding the laser processing head; a transmission material holding unit for holding the laser transmission material; and the laser transmission material held by the transmission material holding unit in contact with the one surface.
  • a processing head scanning device for moving the laser processing head and the laser transmitting material in the extending direction of the edge portion with respect to the object; and the laser processing head together with the laser transmitting material by the processing head scanning device You may irradiate the said ultra-short pulse laser toward the said inclined surface of the said laser transmissive material, moving to the said extension direction with respect to the said target object.
  • An object conveying device that moves the object parallel to the extending direction of the edge portion, the laser processing head and the laser transmitting material are not conveyed by the object conveying device, and the laser transmitting material is the object
  • the object is brought into contact with the one surface of the object moving in the extending direction by an object conveying device, and the laser processing head irradiates the ultrashort pulse laser toward the inclined surface of the laser transmitting material. Also good.
  • the apparatus includes an object conveyance device that moves the object parallel to the extending direction of the edge portion, and the laser processing head is not conveyed by the object conveyance device, while the laser transmitting material is in contact with the one surface
  • the laser processing head irradiates the ultra-short pulse laser toward the inclined surface of the laser transmitting material that is moved by the object transport device. May be.
  • the laser transmitting material may be a prism having a contacted surface that is in surface contact with the one surface and the inclined surface.
  • the laser transmitting material is a liquid
  • the object is placed in a state in which the edge portion is immersed in the transmitting material storing portion storing the laser transmitting material, and the laser transmitting material stored in the transmitting material storing portion.
  • An object holding unit for holding, the liquid surface of the laser transmitting material in the transmission material storing unit forms the inclined surface, and the object holding unit is configured such that the one surface of the object is the liquid. You may hold
  • a tapered surface extending in a chamfering direction inclined with respect to one of the two surfaces is formed on an edge portion formed by two surfaces of an object having laser transparency.
  • the laser transmitting material is brought into contact with the one surface such that an inclined surface of the laser transmitting material having laser transmittance is inclined with respect to the one surface in a direction opposite to the chamfering direction.
  • the present invention it is possible to chamfer the edge portion of the object at a desired chamfering angle by forming a laser filament inside the object.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an object to be chamfered by the chamfering method and the chamfering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view of the chamfering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a BB arrow view of FIG. 2A.
  • FIG. 3A is an enlarged view of FIG. 2B.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a comparative example. 4A to 4C show an example of a chamfering method.
  • FIG. 5A is a plan view of a chamfering apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the chamfering apparatus of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a side view of the chamfering apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 7 shows a modification of the third embodiment.
  • FIG. 8A is a plan view of a chamfering apparatus according to a fourth embodiment.
  • FIG. 8B is a BB arrow view of FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a plan view of a chamfering apparatus according to a fifth embodiment.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the chamfering apparatus of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view of a laser transmitting material according to the fifth embodiment
  • FIG. 10B is a perspective view of the laser transmitting material.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a laser transmitting material according to the sixth embodiment.
  • the chamfering method of the present embodiment is a manufacturing process of a plate-like product 90 such as a glass for liquid crystal, a cover glass for a liquid crystal display or an organic light emitting diode display, or a plate glass for construction. It can implement suitably.
  • a plate-like product 90 such as a glass for liquid crystal, a cover glass for a liquid crystal display or an organic light emitting diode display, or a plate glass for construction. It can implement suitably.
  • the plate-shaped material 80 is cut to fit the product size to obtain a plate-shaped object 81.
  • This cutting method is not particularly limited, and for example, a mechanical cutting method or a laser cutting method is used.
  • the object 81 has, as its surface, a pair of flat surfaces 82a and 82b separated in the thickness direction, and a side surface 83 connecting the flat surfaces 82a and 82b.
  • the object 81 has, as its edge portion 84, a first edge portion 85 formed by the first flat surface 82a and the side surface 83, and a second edge portion 86 formed by the second flat surface 82b and the side surface 83.
  • the first edge portion 85 has a closed loop shape along the side of the first plane 82a in plan view. The same applies to the second edge portion 86.
  • the planes 82a and 82b are substantially congruent, the side surface 83 is substantially perpendicular to the planes 82a and 82b, and the edge portion 84 is squared and sharpened at about 90 °.
  • this edge portion 84 is chamfered.
  • a chamfered portion 91 is formed at the edge portion 84.
  • the chamfered portion 91 includes a first chamfered portion 92 formed on the first edge portion 85 and a second chamfered portion 93 formed on the second edge portion 86.
  • the chamfered portion 91 has a tapered surface 94 that connects between the two surfaces forming the edge portion 84.
  • the tapered surface 94 is inclined with respect to the two surfaces and extends in the extending direction of the edge portion 84.
  • the tapered surface 94 includes a first tapered surface 95 of the first chamfered portion 92 and a second tapered surface 96 of the second chamfered portion 93.
  • the chamfered portion 91 is formed so that the angle formed by one of the two surfaces forming the edge portion 84 and the tapered surface 94, that is, the chamfered angle is about 45 °.
  • the object 81 has a rectangular shape when viewed in the thickness direction (that is, in plan view).
  • the side surface 83 includes a first long side surface 83a that connects the first long sides of the two planes 82a and 82b, a second long side surface 83b that connects the second long sides of the two planes 82a and 82b, and two planes 82a and 82b.
  • a first short side 83c that connects the first short sides and a second short side 83d that connects the second short sides of the two planes 82a and 82b are included.
  • the first edge portion 85 includes the first long edge portion 85a, the first long side portion 85a, and the first long side surface 83a, which extend in the extending direction of the first long side (perpendicular to the plate thickness direction).
  • the second long edge portion 85b which is formed by the plane 82a and the second long side surface 83b and extends in the extending direction of the second long side (parallel to the extending direction of the first long side), the first flat surface 82a and the first short side surface A first short edge portion 85c extending in the extending direction of the first short side (perpendicular to the extending direction of the first long side and perpendicular to the plate thickness direction), and the first flat surface 82a and the second short side surface And a second short edge portion 85d extending in the extending direction of the second short side (parallel to the extending direction of the first short side).
  • Reference numerals 92a-d in FIG. 1 denote a first long chamfered portion, a second long chamfered portion, a first short chamfered portion, and a second short chamfered portion corresponding to each of the edge portions 85a-d. 92 is configured.
  • Reference numerals 95a-d denote a first long taper surface, a second long taper surface, a first short taper surface, and a second short taper surface corresponding to the chamfered portions 92a-d, respectively, and constitute the first taper surface 95. .
  • Reference numerals 86a-d in FIG. 1 denote the third long edge portion, the fourth long edge portion, the third short edge portion, and the fourth short edge portion, which are the same as the edge portions 85a-d, respectively. 86 is configured.
  • Reference numerals 93a-d denote a third long chamfered portion, a fourth long chamfered portion, a third short chamfered portion, and a fourth short chamfered portion corresponding to each of the edge portions 86a-d, and constitute a second chamfered portion 93. .
  • Reference numerals 96a-d indicate a first long taper surface, a second long taper surface, a first short taper surface, and a second short taper surface corresponding to the chamfered portions 93a-d, respectively, and constitute the second taper surface 96. .
  • a laser filament F (see FIGS. 2B and 3A) is formed in the edge portion 84 of the object 81.
  • the laser filament F is a hollow portion formed inside the object 81 when the ultrashort pulse laser L (see FIGS. 2A, 2B, and 3A) is transmitted through the object 81, and is an ultrashort pulse laser. It extends linearly along the L optical path. In this document, a detailed description of the principle of forming the laser filament F is omitted.
  • the ultrashort pulse laser L is a pulse laser whose pulse duration is set to a short time, for example, on the order of several femtoseconds to several hundred picoseconds.
  • Various other parameters (energy, beam intensity, wavelength, focal length, etc.) of the ultrashort pulse laser L are set so that the laser filament F is formed in the edge portion 84.
  • the wavelength is set, for example, within a range from the green light region to the near infrared region, but may be set outside the range.
  • the focal length is set so that the focal point is positioned in the edge portion 84.
  • the material of the object 81 is permeable to the ultrashort pulse laser L and is brittle enough to realize laser processing.
  • Glass for example, soda glass, quartz glass, LCD glass, hybrid glass, tempered glass, etc.
  • single crystal corundum for example, sapphire glass
  • ceramics are suitable examples of the material of the object 81.
  • the chamfering apparatus 1 includes a holding table 2, a laser transmitting material 3, a laser processing head 4, a laser oscillator 5, and a processing head scanning device 6.
  • the machining head scanning device 6 includes a machining head holding unit 7 that holds the laser machining head 4 and a moving actuator 8 that moves the machining head holding unit 7. The operations of the laser oscillator 5 and the moving actuator 8 are controlled by a controller 10.
  • the holding table 2 holds the object 81.
  • the holding table 2 has a horizontal upper surface 2a in which a large number of ventilation holes (not shown) are formed.
  • the holding table 2 may be an adsorption type or a float type.
  • the object 81 may be adsorbed to the upper surface 2a by sucking air from the vent hole, and the object 81 may be slightly lifted from the upper surface 2a by blowing air from the vent hole. In any case, the object 81 is held by the holding stand 2 in such a posture that the first plane 82a or the second plane 82b extends horizontally on or slightly above the upper surface 2a.
  • the laser transmitting material 3 is transmissive to the ultrashort pulse laser L.
  • the laser transmitting material 3 is in contact with one surface of the two surfaces forming the edge portion 84.
  • the laser transmitting material 3 has an inclined surface 13 that is inclined with respect to the one surface in contact with the one surface.
  • the first edge portion 85 (including the first long edge portion 85a, the second long edge portion 85b, the first short edge portion 85c, and the second short edge portion 85d) is being chamfered.
  • the state of is shown.
  • the first flat surface 82 a and the side surface 83 faces the upper surface 2 a of the holding table 2.
  • the laser transmitting material 3 is composed of a prism made of optical glass, and has a contacted surface 11 that is in surface contact with the side surface 83 of the two surfaces forming the first edge portion 85.
  • the upper surface 2a of the holding base 2 is larger than the object 81 in plan view, and the ridge line of the object 81 is within the ridge line of the upper surface 2a.
  • the laser transmitting material 3 has a supported surface 12 supported on the upper surface 2a outside the ridgeline of the object 81, and the contacted surface 11 is the surface (side surface 83) of the object 81. ) And is held on the holding table 2.
  • the side surface 83 stands vertically from the first plane 82a.
  • the laser transmitting material 3 has a right-angled triangular cross section, the contacted surface 11 and the supported surface 12 form a right angle, and the inclined surface 13 forms a hypotenuse of a right-angled triangle.
  • the contacted surface 11 stands vertically from the supported surface 12 and the upper surface 2 a that supports the supported surface 12 and contacts the side surface 83.
  • the inclined surface 13 inclines so that it may leave
  • the laser transmitting material 3 extends in the extending direction of the edge portion 84 while being in contact with the surface of the object 81. Specifically, the laser transmitting material 3 extends in the extending direction of the first long edge portion 85a (the extending direction of the first long side) and is in surface contact over the entire area of the first long side surface 83a in this direction.
  • the first long transmission material 3a, the second long transmission material 3b extending in the extending direction of the second long edge portion 85b (the extending direction of the first long side) and in surface contact with the entire area of the second long side surface 83b in the direction.
  • the first short transmitting material 3c that extends in the extending direction of the first short edge portion 85c (the extending direction of the first short side) and is in surface contact over the entire area of the first short side surface 83c in this direction
  • the second short edge portion It includes a second short transmission material 3d that extends in the extending direction of 85d (the extending direction of the second short side) and is in surface contact over the entire area of the second short side surface 83d in that direction.
  • These four transmissive materials 3a-d may be separated separately, or a part or all of the four transmissive materials 3a-d may be integrated.
  • the first long transmission material 3a and the first short transmission material 3c constitute an L-shaped transmission material in plan view
  • the second long transmission material 3b and the second short transmission material 3d are L-shaped in plan view.
  • You may comprise a permeable material.
  • the four transmission materials 3a-d may constitute a transmission material having a rectangular window frame shape in plan view.
  • the laser processing head 4 forms the laser filament F in the edge portion 84 while moving in the extending direction of the edge portion 84 with respect to the holding table 2, the laser transmitting material 3 and the object 81 by the processing head scanning device 6.
  • an ultrashort pulse laser L is irradiated toward the inclined surface 13 of the laser transmitting material 3.
  • the ultrashort pulse laser L is oscillated by a laser oscillator 5.
  • the laser processing head 4 may incorporate an objective lens (not shown) that adjusts the focal length so that the ultrashort pulse laser L is focused in the edge portion 84.
  • the laser processing head 4 may be provided with a fine adjustment mechanism for finely moving the laser processing head 4 so that the laser beam is accurately irradiated to the processing position based on the information on the glass end surface measured by the glass end surface measuring device.
  • the operation of the fine adjustment mechanism may be controlled by the controller 10.
  • the laser processing head 4 moves along the extending direction of the first edge portion 85 having a closed loop shape in plan view. While the laser processing head 4 moves in the extending direction of the first long edge portion 85a (the extending direction of the first long side) from one end to the other end of the first long edge portion 85a, a large number of laser filaments F are formed. It is formed inside the first long edge portion 85a and is arranged in the extending direction of the first long edge portion 85a. A large number of laser filaments F are similarly formed on the other edge portions 85b-d of the first edge portion 85.
  • the processing head scanning device 6 may be configured in any manner.
  • the machining head holding unit 7 may be realized by a linear motion mechanism programmed to move along a predetermined movement path, or may be an electric motor in which the movement actuator 8 drives the linear motion mechanism.
  • FIG. 3A is an enlarged view of FIG. 2B, and FIG. 3B shows a comparative example.
  • the ultrashort pulse laser L must be directly incident on the side surface 83 of the object 81 after propagating in the air.
  • the relative refractive index n of the object 81 with respect to air is 1.45.
  • the incident angle i is 90 ° (sin90 ° ⁇ 1.45sin43.6 °).
  • the reflection on the side surface 83 becomes obvious from the point where the incident angle i exceeds 18 °.
  • the chamfer angle ⁇ C is 78.0 °, which is far from the desired value (for example, 45 °). As shown in the ray (2), even if the incident angle i is increased so as to make the chamfering angle ⁇ C close to 45 °, the ultrashort pulse laser L is almost reflected by the side surface 83 and hardly transmitted to the object 81. The beam intensity required for forming the laser filament F in the edge portion 84 cannot be obtained.
  • the optical axis of the ultrashort pulse laser L is indicated by a one-dot chain line.
  • the ultrashort pulse laser L irradiated from the laser processing head 4 propagates in the air, enters the inclined surface 13 of the laser transmitting material 3, and enters the laser transmitting material 3.
  • the ultrashort pulse laser L passes through the laser transmitting material 3 from the inclined surface 13 and reaches the contacted surface 11 without being emitted from the laser transmitting material 3 to the air.
  • the ultrashort pulse laser L is incident on the surface (side surface 83) of the object 81 from the contacted surface 11 and is transmitted from the side surface 83 to the first edge portion 85.
  • the ultrashort pulse laser L passes through the first edge portion 85 in the chamfering direction.
  • the tapered surface 94 first tapered surface 95 to be formed as a result of the irradiation of the ultrashort pulse laser L is the edge portion 84 (first edge) where the ultrashort pulse laser L is irradiated. It is a direction which inclines with respect to the surface (side surface 83) which is contacting the laser-transmitting material 3 among two surfaces which comprise a part 85).
  • the inclined surface 13 is inclined in the direction opposite to the chamfering direction by an inclination angle ⁇ with respect to the contacted surface 11 and the surface (side surface 83) of the object 81 in contact therewith.
  • “Inclined in the opposite direction” means that the film is inclined in the opposite direction around an axis extending in the same direction.
  • the chamfering direction is one direction (clockwise in FIG. 3A) around the axis in the extending direction of the first edge portion 85 (perpendicular to the plane of FIG. 3) with respect to the surface (side surface 83) in contact with the laser transmitting material 3. ) Is inclined by a chamfering angle ⁇ C.
  • the inclined surface 13 is inclined with respect to the surface (side surface 83) by an inclination angle ⁇ in the direction opposite to the chamfering direction (counterclockwise in FIG. 3A) around the same axis.
  • the chamfering angle ⁇ C and the inclination angle ⁇ are acute angles.
  • the inclined surface 13 forms an interface between the laser transmitting material 3 and the medium (air) through which the ultrashort pulse laser L irradiated from the laser processing head 4 propagates.
  • the contacted surface 11 and the surface in contact with the surface (side surface 83) form an interface between the laser transmitting material 3 and the object 81.
  • the incident angle of the ultrashort pulse laser L on the inclined surface 13 of the laser transmitting material 3 is i 1
  • the same refraction angle is r 1
  • the incident angle of the ultrashort pulse laser L on the surface (side surface 83) of the object 81 Is i 2 and the refraction angle is r 2 .
  • the absolute refractive index of air for the ultrashort pulse laser L is n A
  • the absolute refractive index of the laser transmitting material 3 for the ultrashort pulse laser L is n B
  • the absolute refractive index of the object 81 for the ultrashort pulse laser L is Let n C.
  • the incident position of the ultrashort pulse laser L on the inclined surface 13 is P 1
  • the incident position of the ultrashort pulse laser L on the surface (side surface 83) is P 2
  • the intersection of the inclined surface 13 and the contacted surface 11 is V
  • the ultrashort pulse laser L can be incident on the tilted surface 13 perpendicularly and reflection is almost eliminated.
  • the tilt angle ⁇ is larger than the incident angle i 2 (when the refraction angle r 1 becomes a negative value)
  • the ultrashort pulse laser L is incident on the normal of the tilted surface 13 as shown in FIG. 3A. The light enters the inclined surface 13 from the side opposite to the direction.
  • the incident angle i 1 is 17.5 °
  • the relative refractive index n B / n A of the laser transmitting material 3 with respect to air is 1.45
  • the relative refractive index n C / n B of the object 81 with respect to the laser transmitting material 3 is In the case of 1.00
  • the refraction angle r 2 is required to be 45 °.
  • the tilt angle ⁇ is 33 °
  • the incident angle i 2 is 45 °
  • the chamfer angle ⁇ C can be achieved of.
  • the object 81 is a brittle material (transparent ceramics, polymer, transparent conductor, various glasses, quartz, quartz, diamond, sapphire, etc.) through which the ultrashort pulse laser L is transmitted.
  • the laser transmitting material 3 is a prism, and a laser transmitting material such as optical glass is selected. If the material of the object 81 and the required chamfering angle ⁇ C are determined, the inclination angle ⁇ of the laser transmitting material 3 can be determined.
  • the ultrashort pulse laser L propagates in the chamfering direction within the first edge portion 85. As described above, since the ultrashort pulse laser L reaches the first edge portion 85 while suppressing the reflection loss, the beam intensity can be kept high in the first edge portion 85. Thereby, the laser filament F is formed to extend in the chamfering direction. The laser filament F is formed inside the first edge portion 85, that is, between the two surfaces (the side surface 83 and the first flat surface 82a) forming the first edge portion 85. Since the focal length of the ultrashort pulse laser L is adjusted as described above, the laser filament F is not formed in the laser transmitting material 3. The ultrashort pulse laser L transmitted through the first edge portion 85 is emitted out of the object 81 from the other surface (the first plane 82 a) of the two surfaces forming the first edge portion 85.
  • a large number of laser filaments F have a minute interval in the extending direction of the first edge portion 85. Open up and arranged. If the laser filament F is formed over the entire region in the extending direction of the first edge portion 85, when the corner portion of the first edge portion 85 is tapped, the position of the first edge portion 85 is determined based on the formation position of the laser filament F. The tip side can be dropped from the object 81. In the case of non-tempered glass, it is conceivable that the corner portions cannot be separated only by forming the laser filament F, but can be divided by heating the cut portion with a heat source such as a laser. Thereby, the 1st chamfering part 92 which has the 1st taper surface 95 inclined by chamfering angle (theta) C with respect to the surface (side surface 83) is formed.
  • the object 81 is irradiated with the ultrashort pulse laser L through the laser transmitting material 3 having the inclined surface 13 inclined in the direction opposite to the chamfering direction of the chamfered portion (first chamfered portion 92) to be formed.
  • the desired chamfering angle ⁇ C can be obtained even if the incident angle i 1 at the inclined surface 13 is sufficiently small.
  • no cullet is generated from the object 81 when forming the chamfered portion (first chamfered portion 92). Therefore, a large cleaning device for cleaning the object 81 after chamfering is not required. Since the concern about adhesion of the cullet to the object 81 is reduced, the final quality inspection can be easily performed.
  • the laser transmitting material 3 extends in the extending direction of the edge portion 84 in contact with the surface (side surface 83) of the object 81, and the laser processing head 4 is laser-processed by the processing head scanning device 6.
  • the ultrashort pulse laser L is irradiated toward the inclined surface 13 of the laser transmitting material 3 while moving in the extending direction of the edge portion 84 with respect to the transmitting material 3 and the object 81. For this reason, it is easy to maintain the laser transmitting material 3 in surface contact with the object 81, and it is easy to prevent the ultrashort pulse laser L from being reflected from the surface of the object 81.
  • FIGS. 4A to 4C show an example of a chamfering method for the second edge portion 86.
  • the object 81 is turned over and supported on the upper surface 2a of the holding table 2, and the second edge portion 86 is the same as the first edge portion 85. You may chamfer to.
  • the laser transmitting material 3 may contact the second plane 82 b of the two surfaces forming the second edge portion 86.
  • the chamfering direction is a direction in which the second tapered surface 96 to be formed is inclined with respect to the second plane 82b, and the inclined surface 13 is inclined in the direction opposite to the chamfering direction with respect to the second plane 82b.
  • the first edge portion 85 may be chamfered by bringing the laser transmitting material 3 into contact with the first flat surface 82a.
  • the first plane 82a and the second plane 82b become design surfaces that are visible to the human eye when the product 90 is used. As shown in FIGS.
  • the laser transmitting material 3 when the contacted surface 11 is brought into contact with the side surface 83 that is difficult to touch the human surface among the two surfaces, the laser transmitting material 3 can be used without worrying about scratching the design surface.
  • Filament F can be formed.
  • the contact surface 11 of the laser transmitting material 3 may be brought into contact with the side surface 83, and the ultrashort pulse laser L may be irradiated onto the inclined surface 13 from below.
  • the first edge portion 85 may be chamfered as shown in FIG. 4C.
  • the processing head scanning device 206 includes a processing head holding unit 207 that holds the laser processing head 4 and a transmission material that holds the laser transmission material 203. Holding part 221.
  • this laser transmitting material 203 is also constituted by a prism made of optical glass, and one of the two surfaces forming the edge portion 84 of the object 81 (in the illustrated example, the first edge portion 85 is provided).
  • the inclined surface 213 is inclined with respect to the one surface in a direction opposite to the chamfering direction of the chamfered portion 91 to be formed.
  • the processing head scanning device 206 is configured so that the laser transmissive material 203 held by the transmissive material holding unit 221 is in contact with one surface of the two surfaces forming the edge portion 84 of the object 81 and the laser processing head 4 and the laser transmission device.
  • the material 203 is moved with respect to the object 81 in the extending direction of the edge portion 84.
  • the laser processing head 4 directs the ultrashort pulse laser L toward the inclined surface 213 of the laser transmitting material 203 while moving in the extending direction of the edge portion 84 with respect to the object 81 together with the laser transmitting material 203 by the processing head scanning device 206. Irradiate.
  • the laser transmitting material 203 moves together with the laser processing head 4. For this reason, it is not necessary to make the laser transmitting material 3 long along the extending direction of the edge portion 84, and the laser transmitting material 3 can be reduced in size.
  • the processing head holding part 207 is fixed to or integrally formed with the transmission material holding part 221. Accordingly, the laser processing head 4 is held by the processing head holding unit 207 so that the relative positional relationship with respect to the laser transmitting material 203 held by the transmission material holding unit 221 does not change. Therefore, the incident angle i 1 and the focal position on the inclined surface 213 of the ultrashort pulse laser L can be kept constant.
  • the ridge line of the upper surface 202 a of the holding table 202 is inside the ridge line of the object 81. Since the holding table 202 is recessed inward, the transmitting material holding unit 221 interferes with the holding table 202 even when the transmitting material holding unit 221 is brought close to the holding table 202 in order to bring the laser transmitting material 203 into contact with the object 81. You can avoid doing it.
  • the laser transmitting material 303 is a liquid
  • the chamfering apparatus 301 includes a transmitting material storage unit 322 that stores the laser transmitting material 303.
  • the object 81 is held by the object holding unit 323 in a state where the edge portion 84 is immersed in the laser transmitting material 303 stored in the transmitting material storage unit 322.
  • the liquid level 313 of the laser transmitting material 303 in the transmitting material storage unit 322 becomes horizontal.
  • This liquid surface 313 forms an inclined surface of the laser transmitting material 303.
  • the object holding unit 323 holds the object 81 in a state where one surface (in the illustrated example, the first flat surface 82a) of the two surfaces forming the edge portion 84 of the object 81 is inclined with respect to the liquid surface 313. . Since the edge portion 84 is immersed in the laser transmitting material 303, the laser transmitting material 303 is in contact with the first plane 82 a, and the first plane 82 a forms an interface between the laser transmitting material 303 and the object 81.
  • the liquid level 313 of the laser transmitting material 303 is inclined by an inclination angle ⁇ with respect to the first plane 82a.
  • the chamfering direction of the chamfered portion 91 to be formed is inclined in the direction opposite to the liquid level 313 with respect to the first plane 82a.
  • the ultrashort pulse laser L irradiated from the laser processing head 4 propagates in the air and enters the liquid surface 313 of the laser transmitting material 303.
  • the ultrashort pulse laser L is refracted at the liquid level 313 and is transmitted through the laser transmitting material 303 and is incident on the first plane 82a.
  • the ultrashort pulse laser L is refracted on the first plane 82 a and passes through the edge portion 84 in the chamfering direction.
  • the laser transmitting material 303 is, for example, water.
  • the ultrashort pulse laser L one having a small attenuation rate with respect to water is used.
  • the attenuation rate of the ultrashort pulse laser L with respect to water may be set to 10% or less.
  • the wavelength may be set within a range including the wavelength value at which the attenuation rate becomes the minimum value.
  • FIG. 7 shows a modification of the third embodiment.
  • a transmission plate 303b having laser transparency may be held by a transmission plate holder 324, and a part of the transmission plate holder 324 may be submerged from the liquid surface of the liquid laser transmission material 303a.
  • the transmission plate holder 324 has a cylindrical shape as an example, the transmission plate 303b is held at one end thereof, the lower surface of the transmission plate 303b is in contact with the laser transmission material 303a, and the upper surface of the transmission plate 303b is the inner side of the transmission plate holder 324. It is in contact with space, that is, air.
  • the upper surface of the transmission plate 303b and the surface of the object (first plane 82a) form an inclination angle ⁇ .
  • the ultrashort pulse laser L propagates air and enters the upper surface of the transmission plate 303b, passes through the transmission plate 303b, exits from the lower surface of the transmission plate 303b, and enters the liquid laser transmission material 303a.
  • the light passes through 303 a, enters the surface (first plane 82 a) of the object 81, and passes through the edge portion of the object 81.
  • the laser filament F can be formed on the edge portion 85 (first edge portion 85) as in the third embodiment.
  • the planar view shape of the target object 481 differs from the previous embodiment.
  • the object 481 has a rounded rectangular shape in plan view, and quarter corners 481a having a 1 ⁇ 4 arc shape in plan view are formed at the four corners.
  • the side surface 483 includes a curved side surface 483e that connects one of the two long side surfaces 483a and 483b and one of the two short side surfaces 483c and 483d.
  • the laser transmitting material 403 of the chamfering processing device 401 is supported on the upper surface 2a of the holding table 2 together with the object 481 as in the first embodiment.
  • the laser transmissive material 403 includes a transmissive material 403a-d similar to the four transmissive materials 3a-d (see FIG. 2A) of the first embodiment, and a curved transmissive material 403e in contact with each curved side surface 483e.
  • the curved transparent material 403e has a contacted surface 411 that is curved so as to come into surface contact with the curved side surface 483e, and an inclined surface 413 that is inclined with respect to the contacted surface 411.
  • the laser processing head 4 irradiates the ultrashort pulse laser L toward the inclined surface 413 of the curved transmission material 403e while moving the ultrashort pulse laser L along the circular arc of the round corner portion 481a.
  • the laser filament F can be formed inside the round corner portion 481a.
  • the chamfering apparatus 501 includes an object conveying apparatus that moves the object 81 in the extending direction of the edge portion, instead of the conventional head scanning apparatus. .
  • the laser processing head 4 and the laser transmitting material 503 do not move.
  • the chamfering apparatus 501 includes a traveling carriage 509 that travels on a floor surface, and a holding unit 502 is provided on the traveling carriage 509.
  • the holding part 502 has a clamp part 502a that is provided at both ends of the traveling carriage 509 and supports the object 81 from below, and a support part 502b that supports the object 81 from below between the clamp parts 502a.
  • the traveling carriage 509 moves in parallel with the extending direction of the edge portion 85, whereby the object 81 is conveyed in the extending direction of the edge portion 85. At that time, the object 81 maintains a state in which one of the two surfaces (side surface 83) forming the edge portion 85 is in surface contact with the contacted surface 511 of the laser transmitting material 503, and the laser processing head 4 and the laser transmitting head are transmitted. It moves relative to the material 3. Also in this embodiment, similarly to the above embodiment, the edge portion 85 can be chamfered by forming the laser filament F in the edge portion 85 of the object 81.
  • the contacted surface 511 and the inclined surface 513 do not intersect.
  • the laser transmitting material 503 has a substantially conical shape that tapers from the inclined surface 513 toward the contacted surface 511. In this way, the laser transmitting material 503 becomes compact. Further, since the contact area of the object 81 with the laser transmitting material 503 is small, even if the object 81 and the laser transmitting material 503 are brought into sliding contact with each other, the surface of the object 81 and / or the surface of the laser transmitting material 503 is covered. It is possible to suppress the contact surface 511 from being damaged.
  • the laser transmitting material 603 of the sixth embodiment has a substantially right triangular shape as in the first embodiment, but the contacted surface 611 is shortened in the thickness direction and a part of the side surface 83 is formed. Only touching.
  • the contacted surface 611 is continuous with the receding surface 614 through a step, and the receding surface 614 is separated from the surface when the contacted surface 611 is in contact with the surface (side surface 83) of the object 81.
  • a spacer 625 is provided between the surface and the receding surface 614.
  • the contacted surface 611 is small, so that the surface of the object 81 and / or the contacted surface 611 of the laser transmitting material 603 is damaged. Can be suppressed.
  • the receding surface is supported on the surface of the object 81 via the spacer 625, so that the posture of the laser transmitting material 603 with respect to the object 81 can be stabilized.
  • the spacer 625 is made of a material that is more brittle than the object 81, such as a synthetic resin. Therefore, even if the object 81 is in sliding contact with the spacer, the object 81 is not damaged and the quality is improved.
  • the laser transmitting material may be moved in the extending direction of the edge portion together with the object in a state where the laser transmitting material is in contact with one surface of the object by the object conveying device.
  • the head scanning device can be omitted, and the laser processing head does not have to be conveyed by the object conveying device.
  • the laser processing head may irradiate the ultrashort pulse laser toward the inclined surface of the laser transmitting material moving by the object conveying device. Thereby, a plurality of laser filaments can be formed on the edge portion of the object along the extending direction of the edge portion. It can also be applied to chamfering of an edge portion formed by two surfaces intersecting at an angle other than a right angle.
  • the embodiment has been described by taking the chamfering process for the plate-like object in the manufacturing process of the plate-like product as an example, it can be applied to the production of other shape products and the chamfering process to the other shape object.
  • the edge of the material 80 may be chamfered.

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Abstract

面取り加工装置が、レーザ透過性を有し、対象物の一方の表面に接触し、一方の表面に接触した状態で一方の表面に対して面取り方向と逆向きに傾斜した傾斜面を有するレーザ透過材と、エッジ部内でレーザフィラメントを形成するための超短パルスレーザがレーザ透過材を透過し、レーザ透過材から対象物の一方の表面に入射し、エッジ部を面取り方向に透過し、かつエッジ部内で面取り方向に延びるレーザフィラメントを形成するように、当該超短パルスレーザをレーザ透過材の傾斜面に照射するレーザ加工ヘッドとを備える。

Description

面取り加工装置および面取り加工方法
　本発明は、対象物のエッジ部を面取り加工する装置および方法に関する。
　ガラス板製品を製造するとき、素材を製品サイズに適合するように切断して得た対象物のエッジ部に面取り加工を施す。面取り角は一般に45°前後が望ましいとされる。
　従来、面取り法には、砥石を用いる機械式が主に用いられている。しかし、機械式では、加工時にカレットが発生して対象物に付着するので、加工後に対象物を洗浄する必要がある。
　特許文献１には、ガラスの内部でレーザフィラメントを生じさせてエッジ部を面取りすることが提案されている（特に、図４および図５を参照）。この加工技術は、従来の面取り法の難点を克服できる可能性がある。
特表２０１３－５３６０８１号公報
　しかし、実際にこの加工技術を応用して望ましい面取り角を得るためには、対象物の表面に対してパルスレーザを斜めに照射する必要があると考えられる。その場合、対象物の表面での入射角が過大となり、対象物の表面での反射ロスが大きくなるおそれがある。すると、対象物内でレーザフィラメントを形成しにくくなり、面取り加工を実現できなくなると考えられる。
　本発明は、対象物の内部にレーザフィラメントを形成することにより、望ましい面取り角で、対象物のエッジ部に面取り加工を施す装置および方法を提供することを目的とする。
　本発明の一形態に係る面取り加工装置は、レーザ透過性を有する対象物の２表面が成すエッジ部に、前記２表面のうち一方の表面に対して傾斜した面取り方向に延びるテーパ面を形成する面取り加工装置であって、レーザ透過性を有し、前記一方の表面に接触し、前記一方の表面に接触した状態で前記一方の表面に対して前記面取り方向と逆向きに傾斜した傾斜面を有するレーザ透過材と、前記エッジ部内でレーザフィラメントを形成するための超短パルスレーザが前記レーザ透過材を透過し、前記レーザ透過材から前記対象物の前記一方の表面に入射し、前記エッジ部を前記面取り方向に透過し、かつ前記エッジ部内で前記面取り方向に延びるレーザフィラメントを形成するように、当該超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に照射するレーザ加工ヘッドと、を備える。
　前記構成によれば、レーザ透過材の傾斜面は、超短パルスレーザの光路上に介在し、レーザ加工ヘッドから照射された超短パルスレーザが伝播する媒質（入射側）とレーザ透過材（透過側）との界面を成す。対象物の一方の表面は、超短パルスレーザの光路上に介在し、レーザ透過材（入射側）と対象物（透過側）との界面を成す。一方の表面での入射角をｉ2、傾斜面の一方の表面に対する傾斜角をφとすると、傾斜面での屈折角ｒ1は、式：ｒ1＝ｉ2－φを満たす。面取り方向を望ましい面取り角と適応させるため、一方の表面での入射角ｉ2を大きくしたい場合には、式：ｒ1＝ｉ2－φに照らし、傾斜角φを入射角ｉ2と近い値に設定すれば傾斜面での屈折角ｒ1を小さくできる。すると、傾斜面での入射角ｉ1も小さくできるので、傾斜面での超短パルスレーザの反射ロスを抑制できる。
　このように、超短パルスレーザが、面取り方向と逆向きに傾斜した傾斜面を有するレーザ透過材を介して対象物の表面に入射するので、傾斜面での入射角ｉ1を小さくして反射ロスを抑制しつつ、表面での入射角ｉ2を大きくして超短パルスレーザを対象物に透過させることができる。したがって、エッジ部内でレーザフィラメントの形成に必要なビーム強度を得ることができ、望ましい面取り角で対象物のエッジ部に面取り加工を施せる。
　前記レーザ加工ヘッドを前記エッジ部の延在方向に移動させる加工ヘッド走査装置を備え、前記レーザ透過材が、前記一方の表面に接触した状態で前記延在方向に延在し、前記レーザ加工ヘッドは、前記加工ヘッド走査装置によって前記レーザ透過材および前記対象物に対して前記延在方向に移動しながら、前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射してもよい。
　前記構成によれば、レーザ透過材が対象物の表面に接触する状態を維持しやすく、表面での反射ロスが生じにくい。
　前記レーザ加工ヘッドを保持する加工ヘッド保持部、前記レーザ透過材を保持する透過材保持部を有し、前記透過材保持部に保持された前記レーザ透過材が前記一方の表面に接触する状態で前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザ透過材を前記対象物に対して前記エッジ部の延在方向に移動させる加工ヘッド走査装置を備え、前記レーザ加工ヘッドが、前記加工ヘッド走査装置によって前記レーザ透過材とともに前記対象物に対して前記延在方向に移動しながら、前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射してもよい。
　前記対象物を前記エッジ部の延在方向と平行に移動させる対象物搬送装置を備え、前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザ透過材は前記対象物搬送装置によって搬送されず、前記レーザ透過材が前記対象物搬送装置によって前記延在方向に移動している前記対象物の前記一方の表面に接触し、前記レーザ加工ヘッドは前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射してもよい。
　前記対象物を前記エッジ部の延在方向と平行に移動させる対象物搬送装置を備え、前記レーザ加工ヘッドは前記対象物搬送装置によって搬送されない一方、前記レーザ透過材は前記一方の表面に接触した状態で前記対象物搬送装置によって前記対象物とともに移動し、前記レーザ加工ヘッドは、前記対象物搬送装置によって移動している前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて前記超短パルスレーザを照射してもよい。
　前記レーザ透過材が、前記一方の表面と面接触する被接触面と、前記傾斜面とを有するプリズムで構成されてもよい。
　前記レーザ透過材が液体であり、前記レーザ透過材を貯留する透過材貯留部と、前記透過材貯留部に貯留されている前記レーザ透過材に前記エッジ部が浸漬される状態で前記対象物を保持する対象物保持部と、を備え、前記透過材貯留部内の前記レーザ透過材の液面が前記傾斜面を成し、前記対象物保持部は、前記対象物の前記一方の表面が前記液面に対して傾斜する状態で前記対象物を保持してもよい。
　本発明の一形態に係る面取り加工方法は、レーザ透過性を有する対象物の２表面が成すエッジ部に、前記２表面のうち一方の表面に対して傾斜した面取り方向に延びるテーパ面を形成する面取り加工方法であって、レーザ透過性を有するレーザ透過材の傾斜面が前記一方の表面に対して前記面取り方向と逆向きに傾斜するように、前記レーザ透過材を前記一方の表面に接触させることと、前記エッジ部内でレーザフィラメントを形成するための超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射し、前記レーザ透過材を透過させ、前記レーザ透過材から前記対象物の前記一方の表面に入射させ、前記エッジ部を前記面取り方向に透過させることと、前記超短パルスレーザによって前記エッジ部内に前記面取り方向に延びるレーザフィラメントを形成することと、を備える。
　本発明によれば、対象物の内部にレーザフィラメントを形成することにより、望ましい面取り角で、対象物のエッジ部の面取り加工を施すことができる。
図１は、第１実施形態に係る面取り加工方法および面取り加工装置で面取り加工を施される対象物の一例を示す図である。 図２Ａは、第１実施形態に係る面取り加工装置の平面図である。図２Ｂは、図２ＡのB-B矢視図である。 図３Ａは、図２Ｂの拡大図である。図３Ｂは、比較例を示す図である。 図４Ａ－Ｃは、面取り加工方法の一例である。 図５Ａは、第２実施形態に係る面取り加工装置の平面図である。図５Ｂは、図５Ａの面取り加工装置の断面図である。 図６は、第３実施形態に係る面取り加工装置の側面図である。 図７は、第３実施形態の変形例を示す。 図８Ａは、第４実施形態に係る面取り加工装置の平面図である。図８Ｂは、図８ＡのB-B矢視図である。 図９Ａは、第５実施形態に係る面取り加工装置の平面図である。図９Ｂは、図９Ａの面取り加工装置の断面図である。 図１０Ａは、第５実施形態に係るレーザ透過材の断面図、図１０Ｂは、レーザ透過材の斜視図である。 図１１は、第６実施形態に係るレーザ透過材の断面図である。
　以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、同一のまたは対応する要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明を省略する。
　（第１実施形態）
　［適用例、対象物］
　図１に示すように、本実施形態の面取り加工方法は、例えば、液晶用ガラス、液晶ディスプレイ用あるいは有機発光ダイオードディスプレイ用カバーガラス、または建築用板ガラスのような、板状の製品９０の製造工程で好適に実施できる。このような製品９０の製造では、まず、板状の素材８０を製品サイズに適合するように切断し、板状の対象物８１を得る。なお、この切断法に特に限定はなく、例えばメカニカル切断法やレーザ切断法が利用される。
　この対象物８１は、その表面として、板厚方向に離れた１組の平面８２ａ，８２ｂと、平面８２ａ，８２ｂ同士を繋ぐ側面８３とを有する。対象物８１は、そのエッジ部８４として、第１平面８２ａと側面８３とが成す第１エッジ部８５と、第２平面８２ｂと側面８３とが成す第２エッジ部８６とを有する。第１エッジ部８５は、平面視で第１平面８２ａの辺に沿った閉ループ状である。第２エッジ部８６も同様である。平面８２ａ，８２ｂはほぼ合同であり、側面８３は平面８２ａ，８２ｂに対してほぼ垂直であり、エッジ部８４は略90°で角張って先鋭となる。
　次に、このエッジ部８４に面取り加工を施す。面取り加工の結果、エッジ部８４に面取り部９１が形成される。面取り部９１は、第１エッジ部８５に形成された第１面取り部９２と、第２エッジ部８６に形成された第２面取り部９３とを含む。面取り部９１は、エッジ部８４を成す２表面の間を繋ぐテーパ面９４を有する。テーパ面９４は、当該２表面に対して傾斜しかつエッジ部８４の延在方向に延びる。テーパ面９４は、第１面取り部９２の第１テーパ面９５と、第２面取り部９３の第２テーパ面９６とを含む。
　面取り加工は、外部衝撃の緩和（外部物体が製品９０に当たったときの製品９０の破損および当該外部物体の損傷の防止）を目的の一つとしている。本実施形態の面取り加工方法では、エッジ部８４を成す２表面のうちの一方の表面とテーパ面９４とが成す角、すなわち、面取り角が45°前後となるように面取り部９１を形成する。
　一例として、対象物８１は、板厚方向に見て（すなわち、平面視で）長方形状である。側面８３は、２平面８２ａ，８２ｂの第１長辺同士を繋ぐ第１長側面８３ａと、２平面８２ａ，８２ｂの第２長辺同士を繋ぐ第２長側面８３ｂと、２平面８２ａ，８２ｂの第１短辺同士を繋ぐ第１短側面８３ｃと、２平面８２ａ，８２ｂの第２短辺同士を繋ぐ第２短側面８３ｄとを含む。
　その場合、第１エッジ部８５は、第１平面８２ａと第１長側面８３ａとが成し第１長辺の延在方向（板厚方向に垂直）に延びる第１長エッジ部８５ａ、第１平面８２ａと第２長側面８３ｂとが成し第２長辺の延在方向（第１長辺の延在方向と平行）に延びる第２長エッジ部８５ｂ、第１平面８２ａと第１短側面８３ｃとが成し第１短辺の延在方向（第１長辺の延在方向に垂直かつ板厚方向に垂直）に延びる第１短エッジ部８５ｃ、および第１平面８２ａと第２短側面８３ｄとが成し第２短辺の延在方向（第１短辺の延在方向と平行）に延びる第２短エッジ部８５ｄを含む。図１中の参照符号９２ａ－ｄは、エッジ部８５ａ－ｄそれぞれと対応する第１長面取り部、第２長面取り部、第１短面取り部および第２短面取り部を示し、第１面取り部９２を構成する。参照符号９５ａ－ｄは、面取り部９２ａ－ｄそれぞれと対応する第１長テーパ面、第２長テーパ面、第１短テーパ面および第２短テーパ面を示し、第１テーパ面９５を構成する。
　第２エッジ部８６、第２面取り部９３および第２テーパ面９６もこれと同様である。図１中の参照符号８６ａ－ｄは、エッジ部８５ａ－ｄそれぞれと同様の第３長エッジ部、第４長エッジ部、第３短エッジ部および第４短エッジ部を示し、第２エッジ部８６を構成する。参照符号９３ａ－ｄは、エッジ部８６ａ－ｄそれぞれと対応する第３長面取り部、第４長面取り部、第３短面取り部および第４短面取り部を示し、第２面取り部９３を構成する。参照符号９６ａ－ｄは、面取り部９３ａ－ｄそれぞれと対応する第１長テーパ面、第２長テーパ面、第１短テーパ面および第２短テーパ面を示し、第２テーパ面９６を構成する。
　本実施形態の面取り加工方法では、レーザフィラメントＦ（図２Ｂおよび３Ａを参照）が対象物８１のエッジ部８４内に形成される。レーザフィラメントＦは、超短パルスレーザＬ（図２Ａ、２Ｂおよび３Ａを参照）を対象物８１の内部に透過させたときに対象物８１の内部に形成される空洞部分であり、超短パルスレーザＬの光路に沿って直線的に延びる。本書では、レーザフィラメントＦの形成原理の詳細説明は割愛する。
　超短パルスレーザＬは、パルス持続時間が、例えば数フェムト秒～数百ピコ秒オーダーの短時間に設定されたパルスレーザである。そして、超短パルスレーザＬのその他各種パラメータ（エネルギー、ビーム強度、波長、および焦点距離など）は、エッジ部８４内でレーザフィラメントＦが形成されるように設定される。波長は、例えば緑色光領域から近赤外領域の範囲内に設定されるが、当該範囲外に設定されてもよい。焦点距離は、焦点がエッジ部８４内に位置付けられるように設定される。
　対象物８１の材料は、超短パルスレーザＬに対して透過性を有し、また、レーザ加工を実現させるだけの脆性を有する。ガラス（例えば、ソーダガラス、石英ガラス、ＬＣＤガラス、ハイブリッドガラス、強化ガラスなど）、単結晶コランダム（例えば、サファイアガラス）、およびセラミックスは、対象物８１の材料の好適例である。
　［面取り加工装置］
　図２Ａおよび２Ｂは第１実施形態の面取り加工装置１を示す。面取り加工装置１は、保持台２、レーザ透過材３、レーザ加工ヘッド４、レーザ発振器５、および加工ヘッド走査装置６を備えている。加工ヘッド走査装置６は、レーザ加工ヘッド４を保持する加工ヘッド保持部７と、加工ヘッド保持部７を移動させる移動アクチュエータ８とを備える。レーザ発振器５および移動アクチュエータ８の動作は制御器１０により制御される。
　保持台２は対象物８１を保持する。保持台２は、多数の通気孔（図示せず）が空いた水平な上面２ａを有する。保持台２は吸着式でもフロート式でもよい。通気孔からエアを吸い込むことで対象物８１を上面２ａに吸着してもよく、通気孔からエアを吹き出すことで対象物８１を上面２ａから僅かに浮き上がらせてもよい。いずれにせよ、対象物８１は、第１平面８２ａまたは第２平面８２ｂが上面２ａ上またはその僅かに上方で水平に延びる姿勢で保持台２に保持される。
　レーザ透過材３は、超短パルスレーザＬに対して透過性を有する。レーザ透過材３は、エッジ部８４を成す２表面のうち一方の表面と接触する。また、レーザ透過材３は、当該一方の表面に接触した状態で当該表面に対して傾斜する傾斜面１３を有する。
　ここで、図２Ａおよび２Ｂでは、第１エッジ部８５（第１長エッジ部８５ａ、第２長エッジ部８５ｂ、第１短エッジ部８５ｃおよび第２短エッジ部８５ｄを含む）への面取り加工中の様子を示している。第１エッジ部８５を成す２表面（第１平面８２ａおよび側面８３）のうち第１平面８２ａが保持台２の上面２ａと対向している。レーザ透過材３は、光学ガラス製のプリズムで構成され、第１エッジ部８５を成す２表面のうち側面８３に面接触する被接触面１１を有する。
　図２Ａに示すように、保持台２の上面２ａは平面視で対象物８１よりも大きく、対象物８１の稜線は上面２ａの稜線の内側に収まっている。図２Ｂに示すように、レーザ透過材３は、対象物８１の稜線よりも外側で上面２ａ上に支持される被支持面１２を有し、被接触面１１が対象物８１の表面（側面８３）と接触した状態で保持台２に保持される。側面８３は第１平面８２ａから垂直に起立する。レーザ透過材３は直角三角形状の断面を有しており、被接触面１１と被支持面１２とが直角を成し、傾斜面１３が直角三角形の斜辺を成す。被接触面１１は、被支持面１２およびこれを支持する上面２ａから垂直に起立して側面８３に接触する。傾斜面１３は、上面２ａに近づくにつれて被接触面１１およびこれと接触している表面（側面８３）から離れていくように傾斜している。
　図２Ａに示すように、レーザ透過材３は、対象物８１の表面に接触した状態でエッジ部８４の延在方向に延在している。具体的にいえば、レーザ透過材３は、第１長エッジ部８５ａの延在方向（第１長辺の延在方向）に延びて当該方向において第１長側面８３ａの全域にわたって面接触する第１長透過材３ａ、第２長エッジ部８５ｂの延在方向（第１長辺の延在方向）に延びて当該方向において第２長側面８３ｂの全域にわたって面接触する第２長透過材３ｂ、第１短エッジ部８５ｃの延在方向（第１短辺の延在方向）に延びて当該方向において第１短側面８３ｃの全域にわたって面接触する第１短透過材３ｃ、および第２短エッジ部８５ｄの延在方向（第２短辺の延在方向）に延びて当該方向において第２短側面８３ｄの全域にわたって面接触する第２短透過材３ｄを含む。これら４透過材３ａ－ｄは別個に分かれていてもよいし、４透過材３ａ－ｄの一部または全部が一体化されてもよい。例えば、第１長透過材３ａと第１短透過材３ｃとが平面視でＬ状の透過材を構成し、第２長透過材３ｂと第２短透過材３ｄとが平面視でＬ状の透過材を構成してもよい。また、４透過材３ａ－ｄが平面視で矩形窓枠状の透過材を構成してもよい。
　レーザ加工ヘッド４は、加工ヘッド走査装置６によって保持台２、レーザ透過材３および対象物８１に対してエッジ部８４の延在方向に移動しながら、エッジ部８４内でレーザフィラメントＦを形成するための超短パルスレーザＬをレーザ透過材３の傾斜面１３に向けて照射する。超短パルスレーザＬはレーザ発振器５で発振される。レーザ加工ヘッド４は、エッジ部８４内で超短パルスレーザＬを合焦させるように焦点距離を調整する対物レンズ（図示せず）を内蔵していてもよい。ガラス端面測定装置により測定されたガラス端面の情報に基づいてレーザ光が加工位置に正確に照射されるようにレーザ加工ヘッド４を微動させる微調整機構がレーザ加工ヘッド４に設けられてもよく、その場合、微調整機構の動作は制御器１０によって制御されてもよい。
　レーザ加工ヘッド４は、平面視で閉ループ状の第１エッジ部８５の延在方向に沿って移動する。レーザ加工ヘッド４が第１長エッジ部８５ａの一端から他端まで第１長エッジ部８５ａの延在方向（第１長辺の延在方向）に移動する間に、多数本のレーザフィラメントＦが第１長エッジ部８５ａの内部に形成され、第１長エッジ部８５ａの延在方向に配列される。第１エッジ部８５のその他のエッジ部８５ｂ－ｄにも、同様にして多数本のレーザフィラメントＦが形成される。加工ヘッド走査装置６はどのように構成されてもよい。例えば、加工ヘッド保持部７は、所定移動経路に沿って移動するようにプログラミングされた直動機構によって実現されてもよく、移動アクチュエータ８が直動機構を駆動する電気モータでもよい。
　図３Ａは図２Ｂの拡大図であり、図３Ｂは比較例を示す。比較例にはレーザ透過材３がない。その場合、超短パルスレーザＬが、空気中を伝播した後、対象物８１の側面８３に直接的に入射しなくてはならない。側面８３での入射角ｉは、空気に対する対象物８１の相対屈折率ｎに屈折角ｒの正弦を乗算した値の逆正弦であり（ｉ＝arcsin(ｎsinｒ)）、側面８３での屈折角ｒは、面取り角θCの余角である（ｒ＝90－θC）。
　単なる一例であるが、空気に対する対象物８１の相対屈折率ｎを1.45とする。その場合、屈折角ｒが43.6°のとき入射角ｉが90°となる（sin90°≒1.45sin43.6°）。そもそも、入射角ｉが18°を超えるあたりから側面８３での反射は顕在化する。光線（１）に示すように、超短パルスレーザＬを対象物８１に十分透過させるため、入射角ｉを17.5°に設定すると、屈折角ｒが12.0°となる（ｒ＝arcsin(sin17.5°/1.45)）。面取り角θCは78.0°となり、望ましい値（例えば、45°）から程遠くなる。光線（２）に示すように、面取り角θCを45°に近付けようとして入射角ｉを大きくしても、超短パルスレーザＬは側面８３で殆ど反射して対象物８１に殆ど透過できず、エッジ部８４内でレーザフィラメントＦの形成に必要なビーム強度が得られない。
　図３Ａでは、超短パルスレーザＬの光軸を一点鎖線で示す。図３Ａに示すように、本実施形態では、レーザ加工ヘッド４から照射された超短パルスレーザＬが、空気中を伝播し、レーザ透過材３の傾斜面１３に入射し、レーザ透過材３に透過する。超短パルスレーザＬは、レーザ透過材３から空気へ出射することなく、傾斜面１３からレーザ透過材３内を透過して被接触面１１に達する。超短パルスレーザＬは、被接触面１１から対象物８１の表面（側面８３）に入射し、側面８３から第１エッジ部８５に透過する。超短パルスレーザＬは、第１エッジ部８５内で面取り方向に透過する。この「面取り方向」は、超短パルスレーザＬの照射の結果として形成されるべきテーパ面９４（第１テーパ面９５）が、当該超短パルスレーザＬが照射されるエッジ部８４（第１エッジ部８５）を成す２表面のうちレーザ透過材３と接触している表面（側面８３）に対して傾斜する方向である。
　傾斜面１３は、被接触面１１およびこれと接触している対象物８１の表面（側面８３）に対し、傾斜角φだけ面取り方向とは逆向きに傾斜する。「逆向きに傾斜」とは、同方向に延びる軸周りで反対方向に傾斜していることをいう。面取り方向は、レーザ透過材３と接触している表面（側面８３）に対し、第１エッジ部８５の延在方向（図３の紙面直交方向）の軸周りに一方向（図３Ａの時計回り）に面取り角θCだけ傾斜している。一方、傾斜面１３は、この表面（側面８３）に対し、同方向の軸周りに面取り方向とは反対方向（図３Ａの反時計回り）に傾斜角φだけ傾斜している。ここで、面取り角θCおよび傾斜角φは鋭角である。
　傾斜面１３は、レーザ加工ヘッド４より照射された超短パルスレーザＬが伝播する媒質（空気）とレーザ透過材３との界面を成す。被接触面１１およびこれと接触している表面（側面８３）は、レーザ透過材３と対象物８１との界面を成す。以下、レーザ透過材３の傾斜面１３での超短パルスレーザＬの入射角をｉ1、同屈折角をｒ1、対象物８１の表面（側面８３）での超短パルスレーザＬの入射角をｉ2、同屈折角をｒ2とする。超短パルスレーザＬについての空気の絶対屈折率をｎA、超短パルスレーザＬについてのレーザ透過材３の絶対屈折率をｎB、超短パルスレーザＬについての対象物８１の絶対屈折率をｎCとする。また、傾斜面１３上の超短パルスレーザＬの入射位置をＰ1、表面（側面８３）上の超短パルスレーザＬの入射位置をＰ2、傾斜面１３と被接触面１１の交点をＶとする。
　スネルの法則より、入射角ｉ1および屈折角ｒ1は式：sinｉ1/sinｒ1＝ｎB/ｎAを満たし、入射角ｉ2および屈折角ｒ2は式：sinｉ2/sinｒ2＝ｎC/ｎBを満たす。屈折角ｒ2は、面取り角θCの余角であり、式：ｒ2＝90－θCを満たす。△ＶＰ1Ｐ2の内角の和が180°、∠ＶＰ1Ｐ2＝90＋ｒ1、∠ＶＰ2Ｐ1＝90－ｉ2であるので、傾斜角φ（∠Ｐ1ＶＰ2）は、式：φ＝ｉ2－ｒ1を満たす。
　面取り角θCを望ましい値の一例である45°とするためには、屈折角ｒ2を45°まで大きくすることを求められ、入射角ｉ2も呼応して大きくする必要がある。本実施形態では、傾斜角φをこの入射角ｉ2に近づけることにより、屈折角ｒ1ひいては入射角ｉ1が小さくても済む（ｒ1＝ｉ2－φ）。このため、傾斜面１３での反射ロスを抑制して超短パルスレーザＬをレーザ透過材３に透過させることができる。特に、傾斜角φが入射角ｉ2と等しければ、超短パルスレーザＬを傾斜面１３に垂直に入射させることができ、反射がほぼ無くなる。なお、傾斜角φが入射角ｉ2よりも大きいとき（屈折角ｒ1が負値となるとき）、超短パルスレーザＬが、傾斜面１３の法線に対して図３Ａに図示される入射方向とは反対側から傾斜面１３に入射することになる。
　単なる一例であるが、入射角ｉ1を17.5°、空気に対するレーザ透過材３の相対屈折率ｎB/ｎAを1.45、レーザ透過材３に対する対象物８１の相対屈折率ｎC/ｎBを1.00とした場合、45°の面取り角θCを得ようとすると、屈折角ｒ1は比較例の屈折角ｒと同じく12.0°となる一方で（ｒ1＝arcsin(sin17.5°/1.45)）、屈折角ｒ2は45°であることを求められる。このとき、傾斜角φが33°であれば、入射角ｉ2が45°となって入射角ｉ2および屈折角ｒ2がスネルの法則に従うので（sinｉ2/sinｒ2＝1.00）、45°の面取り角θCを実現できる。
　対象物８１には前述のとおり種々の材料を適用でき、対象物８１は、超短パルスレーザＬが透過する脆性材料（透明セラミックス、ポリマー、透明導体、各種ガラス、水晶、石英、ダイヤモンド、サファイアなど）である。レーザ透過材３はプリズムであり、光学ガラス等レーザ透過材料が選定される。対象物８１の材料と要求される面取り角θCが決まれば、レーザ透過材３の傾斜角φを決定できる。
　超短パルスレーザＬは、第１エッジ部８５内で面取り方向に伝播する。上記のとおり、超短パルスレーザＬは反射ロスを抑制して第１エッジ部８５内に達しているので、第１エッジ部８５内でビーム強度を高く維持できる。それにより、レーザフィラメントＦが面取り方向に延びるように形成される。レーザフィラメントＦは、第１エッジ部８５の内部、すなわち、第１エッジ部８５を成す２表面（側面８３と第１平面８２ａ）の間に形成される。なお、超短パルスレーザＬの焦点距離を前述のとおり調整しているので、レーザ透過材３内ではレーザフィラメントＦが形成されない。第１エッジ部８５内を透過した超短パルスレーザＬは、第１エッジ部８５を成す２表面のうち他方の表面（第１平面８２ａ）から対象物８１の外へ出射する。
　図２Ａに戻り、レーザ加工ヘッド４を移動させながら、超短パルスレーザＬを傾斜面１３に照射することで、多数本のレーザフィラメントＦが、第１エッジ部８５の延在方向に微小間隔をあけて配列されていく。レーザフィラメントＦが第１エッジ部８５の延在方向の全域に亘って形成されれば、第１エッジ部８５の角部を軽く叩くとレーザフィラメントＦの形成位置を基準として第１エッジ部８５の先端側を対象物８１から落とすことができる。なお、非強化ガラスの場合は、レーザフィラメントＦを形成しただけでは角部を分離できないことも考えられるが、切断部をレーザ等の熱源で加熱すれば分断できる。それにより、表面（側面８３）に対して面取り角θCで傾斜した第１テーパ面９５を有する第１面取り部９２が形成される。
　このように、形成されるべき面取り部（第１面取り部９２）の面取り方向とは逆向きに傾斜した傾斜面１３を有するレーザ透過材３を介し、超短パルスレーザＬを対象物８１に照射することで、傾斜面１３での入射角ｉ1を十分に小さくしても、望ましい面取り角θCを得ることができる。また、面取り部（第１面取り部９２）の形成に際し、対象物８１からカレットが発生しない。そのため、面取り加工後に対象物８１を洗浄するための大掛かりな洗浄装置を要しない。カレットの対象物８１への付着の懸念が軽減されるので、最終の品質検査を簡便に行うことができる。
　本実施形態では、レーザ透過材３が、対象物８１の表面（側面８３）に接触した状態でエッジ部８４の延在方向に延在し、レーザ加工ヘッド４が、加工ヘッド走査装置６によってレーザ透過材３および対象物８１に対してエッジ部８４の延在方向に移動しながら、超短パルスレーザＬをレーザ透過材３の傾斜面１３に向けて照射する。このため、レーザ透過材３を対象物８１と面接触した状態に維持しやすく、対象物８１の表面で超短パルスレーザＬが反射するのを防止しやすい。
　図４Ａ－Ｃは、第２エッジ部８６への面取り加工法の一例を示している。図４Ａに示すように、第１エッジ部８５の面取り加工を終えると、対象物８１をひっくり返して保持台２の上面２ａに支持し、第１エッジ部８５と同要領で第２エッジ部８６に面取り加工を施してもよい。図４Ｂに示すように、レーザ透過材３は第２エッジ部８６を成す２表面のうち第２平面８２ｂに接触してもよい。この場合、面取り方向は、第２平面８２ｂに対し、形成されるべき第２テーパ面９６が傾斜する方向であり、傾斜面１３は、第２平面８２ｂに対し、面取り方向とは逆向きに傾斜する。なお、第１エッジ部８５についても、図４Ｂに示すように、第１平面８２ａにレーザ透過材３を接触させて面取り加工を施してもよい。ただし、第１平面８２ａおよび第２平面８２ｂは、製品９０の使用時に人目に触れる意匠面となる可能性が高い。図３Ｂおよび４Ａに示すように、被接触面１１を２表面のうち人目に触れにくい側面８３に接触させると、意匠面に傷が付くのを懸念することなくレーザ透過材３を利用してレーザフィラメントＦを形成できる。また、図４Ｃに示すように、レーザ透過材３の被接触面１１を側面８３に接触させ、超短パルスレーザＬを下から傾斜面１３に照射してもよい。なお、第１エッジ部８５についても、図４Ｃに示すようにして面取り加工を施してもよい。
　（第２実施形態）
　図５Ａおよび５Ｂに示すように、第２実施形態の面取り加工装置２０１では、加工ヘッド走査装置２０６が、レーザ加工ヘッド４を保持する加工ヘッド保持部２０７と、レーザ透過材２０３を保持する透過材保持部２２１とを有する。このレーザ透過材２０３も第１実施形態と同様、光学ガラス製のプリズムによって構成され、対象物８１のエッジ部８４を成す２表面のうちの一方の表面（図示例では、第１エッジ部８５を成す側面８３）と接触する被接触面２１１と、被接触面２１１が当該一方の表面と接触する状態で被接触面２１１およびこれと接触する対象物８１の一方の表面に対して傾斜する傾斜面２１３とを有する。傾斜面２１３は、当該一方の表面に対し、形成されるべき面取り部９１の面取り方向とは逆向きに傾斜している。
　加工ヘッド走査装置２０６は、透過材保持部２２１に保持されたレーザ透過材２０３が対象物８１のエッジ部８４を成す２表面のうち一方の表面に接触する状態で、レーザ加工ヘッド４およびレーザ透過材２０３を対象物８１に対してエッジ部８４の延在方向に移動させる。レーザ加工ヘッド４は、加工ヘッド走査装置２０６によってレーザ透過材２０３とともに対象物８１に対してエッジ部８４の延在方向に移動しながら超短パルスレーザＬをレーザ透過材２０３の傾斜面２１３に向けて照射する。
　本実施形態では、レーザ透過材２０３がレーザ加工ヘッド４とともに移動する。このため、レーザ透過材３をエッジ部８４の延在方向に沿って長寸なものにする必要がなく、レーザ透過材３を小型化できる。加工ヘッド保持部２０７は、透過材保持部２２１に固定されまたは一体に成形されている。それによりレーザ加工ヘッド４は、透過材保持部２２１に保持されたレーザ透過材２０３に対する相対位置関係が変わらないように、加工ヘッド保持部２０７に保持されている。よって、超短パルスレーザＬの傾斜面２１３での入射角ｉ1および合焦位置を一定に保つことができる。
　また、図５Ａおよび５Ｂに示すように、保持台２０２の上面２０２ａの稜線は、対象物８１の稜線よりも内側にある。保持台２０２が内側に奥まっているので、レーザ透過材２０３を対象物８１に接触させるために透過材保持部２２１が保持台２０２に近付けられても、透過材保持部２２１が保持台２０２と干渉するのを避けることができる。
　（第３実施形態）
　図６に示すように、第３実施形態の面取り加工装置３０１では、レーザ透過材３０３が液体であり、面取り加工装置３０１が、レーザ透過材３０３を貯留する透過材貯留部３２２を備えている。対象物８１は、透過材貯留部３２２に貯留されているレーザ透過材３０３にエッジ部８４が浸漬される状態で対象物保持部３２３により保持される。
　その場合、透過材貯留部３２２内のレーザ透過材３０３の液面３１３は水平になる。この液面３１３が、レーザ透過材３０３の傾斜面を成す。対象物保持部３２３は、対象物８１のエッジ部８４を成す２表面のうち一方の表面（図示例では、第１平面８２ａ）が液面３１３に対して傾斜する状態で対象物８１を保持する。エッジ部８４はレーザ透過材３０３に浸漬されているので、レーザ透過材３０３は第１平面８２ａに接触した状態となり、第１平面８２ａはレーザ透過材３０３と対象物８１との界面を成す。レーザ透過材３０３の液面３１３は、第１平面８２ａに対して傾斜角φだけ傾斜している。形成されるべき面取り部９１の面取り方向（テーパ面９４の第１平面８２ａに対する傾斜方向）は、第１平面８２ａに対して液面３１３と逆向きに傾斜している。
　レーザ加工ヘッド４から照射された超短パルスレーザＬは、空気中を伝播してレーザ透過材３０３の液面３１３に入射する。超短パルスレーザＬは液面３１３で屈折してレーザ透過材３０３に透過し、第１平面８２ａに入射する。超短パルスレーザＬは、第１平面８２ａで屈折し、エッジ部８４内で面取り方向に透過する。
　レーザ透過材３０３は例えば水である。超短パルスレーザＬには、水に対する減衰率が小さいものが用いられる。一例として、超短パルスレーザＬの水に対する減衰率が１０パーセント以下に設定されてもよい。また、減衰率は波長と相関し、ある波長で減衰率が極小値となるので、波長が、減衰率が極小値となる波長値を含む範囲内に設定されてもよい。このように超短パルスレーザＬの波長をレーザ透過材３０３に応じて設定することで、対象物８１のエッジ部８４内でレーザフィラメントＦの形成に必要なビーム強度を維持でき、レーザフィラメントＦをエッジ部８４内で形成できる。
　単なる一例であるが、空気に対するレーザ透過材３０３（水）の相対屈折率を1.33、レーザ透過材３に対する対象物８１の相対屈折率を1.09とする場合、45°の面取り角θCを得るには、屈折角ｒ2が45°であること、入射角ｉ2が50.4°であることを求められる（ｉ2＝arcsin(1.09sin45°)）。傾斜角φが入射角ｉ2と等しくなるように対象物８１が保持されれば、超短パルスレーザＬを液面３１３に垂直に入射することによって45°の面取り角θCが得られる。入射角ｉ1を17.5°とする場合においては、屈折角ｒ1が13.1°となる（ｒ1＝arcsin(sin17.5°/1.33)）。そのため、傾斜角φが37.3°となるように対象物８１が保持されれば（φ＝50.4－13.1）、45°の面取り角θCが得られる。
　図７は、第３実施形態の変形例を示す。図７に示すように、レーザ透過性を有する透過板３０３ｂを透過板保持器３２４で保持し、透過板保持器３２４の一部を液体のレーザ透過材３０３ａの液面から沈めてもよい。透過板保持器３２４は一例として筒状であり、その一端部に透過板３０３ｂが保持され、透過板３０３ｂの下面はレーザ透過材３０３ａと接し、透過板３０３ｂの上面は透過板保持器３２４の内空間、すなわち空気と接する。透過板３０３ｂの上面と対象物の表面（第１平面８２ａ）とは、傾斜角φをなす。超短パルスレーザＬは、空気を伝播して透過板３０３ｂの上面に入射し、透過板３０３ｂを透過して透過板３０３ｂの下面から出射すると共に液体のレーザ透過材３０３ａに入射し、レーザ透過材３０３ａを透過して対象物８１の表面（第１平面８２ａ）に入射し、対象物８１のエッジ部内を透過する。この変形例においても、第３実施形態と同様にエッジ部８５（第１エッジ部８５）にレーザフィラメントＦを形成することができる。特に、液面に直接レーザが入射する場合と比べ、液面の泡立ちによるレーザの反射の懸念がなく、そのため対象物８１内でレーザフィラメントＦの形成に必要なビーム強度を維持できる。
　（第４実施形態）
　図８Ａおよび８Ｂに示すように、第４実施形態では、対象物４８１の平面視形状がこれまでの実施形態と異なる。対象物４８１が平面視で角丸長方形状であり、四隅に平面視で１／４円弧状の丸角部４８１ａが形成されている。この場合、側面４８３が、２長側面４８３ａ，４８３ｂのうち１つと２短側面４８３ｃ，４８３ｄのうち１つとを繋ぐ湾曲側面４８３ｅを含む。面取り加工装置４０１のレーザ透過材４０３は、第１実施形態と同様、対象物４８１とともに保持台２の上面２ａに支持されている。レーザ透過材４０３は、第１実施形態の４透過材３ａ－ｄ（図２Ａ参照）と同様の透過材４０３ａ－ｄと、各湾曲側面４８３ｅと接触する湾曲透過材４０３ｅとを含む。湾曲透過材４０３ｅは、湾曲側面４８３ｅと面接触するように湾曲した被接触面４１１と、被接触面４１１に対して傾斜した傾斜面４１３とを有する。レーザ加工ヘッド４が超短パルスレーザＬを丸角部４８１ａの円弧に沿って移動しながら超短パルスレーザＬを湾曲透過材４０３ｅの傾斜面４１３に向けて照射することで、上記実施形態と同様にして丸角部４８１ａの内部にレーザフィラメントＦを形成することができる。
　（第５実施形態）
　図９Ａおよび９Ｂに示すように、第５実施形態では、面取り加工装置５０１が、これまでのヘッド走査装置の替わりに、対象物８１をエッジ部の延在方向に移動させる対象物搬送装置を備える。本実施形態では、レーザ加工ヘッド４およびレーザ透過材５０３が移動しない。面取り加工装置５０１は、床面上を走行する走行台車５０９を有し、保持部５０２が走行台車５０９上に設けられている。保持部５０２は、走行台車５０９の両端に設けられて対象物８１を下から支えるクランプ部５０２ａと、クランプ部５０２ａの間で対象物８１を下から支持するサポート部５０２ｂとを有する。走行台車５０９は、エッジ部８５の延在方向と平行に移動し、それにより対象物８１がエッジ部８５の延在方向に搬送される。そのとき、対象物８１は、エッジ部８５を成す２表面のうちの１つ（側面８３）がレーザ透過材５０３の被接触面５１１に面接触する状態を維持してレーザ加工ヘッド４およびレーザ透過材３に対して移動する。本実施形態においても、上記実施形態と同様にして、対象物８１のエッジ部８５内にレーザフィラメントＦを形成してエッジ部８５に面取り加工を施すことができる。
　図１０Ａおよび１０Ｂに示すように、このレーザ透過材５０３では、被接触面５１１と傾斜面５１３とが交差していない。レーザ透過材５０３は、傾斜面５１３から被接触面５１１に向かって先細りとなる概略円錐状である。このようにすると、レーザ透過材５０３がコンパクトになる。また、対象物８１のうちレーザ透過材５０３との接触面積が小さくなるので、対象物８１とレーザ透過材５０３とを摺接させても、対象物８１の表面および／またはレーザ透過材５０３の被接触面５１１が傷付くのを抑制できる。
　（第６実施形態）
　図１１に示すように、第６実施形態のレーザ透過材６０３は、第１実施形態と同様に概略直角三角形状であるが、被接触面６１１が板厚方向に短くなって側面８３の一部にのみ接触している。被接触面６１１は段差を介して後退面６１４と連続しており、後退面６１４は、被接触面６１１が対象物８１の表面（側面８３）と接触する状態において当該表面と離れている。当該表面と後退面６１４との間にはスペーサ６２５が設けられる。この場合、対象物８１とレーザ透過材６０３とを摺接させても、被接触面６１１が小さくなっているので、対象物８１の表面および／またはレーザ透過材６０３の被接触面６１１が傷付くのを抑制できる。また、被接触面６１１を小さくしている一方で、後退面がスペーサ６２５を介して対象物８１の表面に支持されるので、レーザ透過材６０３の対象物８１に対する姿勢を安定させることができる。スペーサ６２５は、例えば合成樹脂のように、対象物８１よりも脆い材料で製造される。したがって、対象物８１がスペーサと摺接しても、対象物８１が傷付けられることはなく、品質が向上する。
　（変形例）
　これまで実施形態について説明したが、上記構成は本発明の趣旨の範囲内で適宜変更、追加または削除可能である。
　詳細図示を省略するが、対象物搬送装置によってレーザ透過材を対象物の一方の表面と接触させた状態で対象物とともにエッジ部の延在方向に移動させてもよい。その場合も、ヘッド走査装置は省略可能であり、レーザ加工ヘッドは対象物搬送装置によって搬送されなくてもよい。レーザ加工ヘッドは、超短パルスレーザを、対象物搬送装置によって移動しているレーザ透過材の傾斜面に向けて照射すればよい。それにより、対象物のエッジ部にエッジ部の延在方向に沿って複数本のレーザフィラメントを形成することができる。直角以外の角度で交差する２表面が成すエッジ部の面取り加工にも適用できる。また、45°以外の面取り角を得たい場合にも適用できる。板状の対象物の平面視形状に限定はない。板状の製品の製造工程での板状の対象物への面取り加工を例にして実施形態を説明したが、その他形状の製品の製造、その他形状の対象物への面取り加工にも応用できる。例えば、素材８０のエッジに面取り加工を施してもよい。
１，２０１，３０１，４０１　面取り加工装置
３，２０３，３０３，４０３　レーザ透過材
４　レーザ加工ヘッド
６　加工ヘッド走査装置
７，２０７　加工ヘッド保持部
１１，２１１，４１１　被接触面
１３，２１３，４１３　傾斜面
８１，４８１　対象物
８２ａ　第１平面
８２ｂ　第２平面
８３，４８３　側面
８４　エッジ部
９４　テーパ面
２２１　透過材保持部
３１３　液面
３２２　透過材貯留部
３２３　対象物保持部
Ｌ　超短パルスレーザ
Ｆ　レーザフィラメント
ｉ1　レーザ透過材の傾斜面での入射角
ｒ1　レーザ透過材の傾斜面での屈折角
ｉ2　対象物の表面での入射角
ｒ2　対象物の表面での屈折角

Claims (8)

  1. 　レーザ透過性を有する対象物の２表面が成すエッジ部に、前記２表面のうち一方の表面に対して傾斜した面取り方向に延びるテーパ面を形成する面取り加工装置であって、
    　レーザ透過性を有し、前記対象物の前記一方の表面に接触し、前記一方の表面に接触した状態で前記一方の表面に対して前記面取り方向と逆向きに傾斜した傾斜面を有するレーザ透過材と、
    　前記エッジ部内でレーザフィラメントを形成するための超短パルスレーザが前記レーザ透過材を透過し、前記レーザ透過材から前記対象物の前記一方の表面に入射し、前記エッジ部を前記面取り方向に透過し、かつ前記エッジ部内で前記面取り方向に延びるレーザフィラメントを形成するように、当該超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に照射するレーザ加工ヘッドと、を備える、面取り加工装置。
  2. 　前記レーザ加工ヘッドを前記エッジ部の延在方向に移動させる加工ヘッド走査装置を備え、
    　前記レーザ透過材が、前記一方の表面に接触した状態で前記延在方向に延在し、
    　前記レーザ加工ヘッドは、前記加工ヘッド走査装置によって前記レーザ透過材および前記対象物に対して前記延在方向に移動しながら、前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射する、請求項１に記載の面取り加工装置。
  3. 　前記レーザ加工ヘッドを保持する加工ヘッド保持部、前記レーザ透過材を保持する透過材保持部を有し、前記透過材保持部に保持された前記レーザ透過材が前記一方の表面に接触する状態で前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザ透過材を前記対象物に対して前記エッジ部の延在方向に移動させる加工ヘッド走査装置を備え、
    　前記レーザ加工ヘッドが、前記加工ヘッド走査装置によって前記レーザ透過材とともに前記対象物に対して前記延在方向に移動しながら、前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射する、請求項１に記載の面取り加工装置。
  4. 　前記対象物を前記エッジ部の延在方向と平行に移動させる対象物搬送装置を備え、
    　前記レーザ加工ヘッドおよび前記レーザ透過材は前記対象物搬送装置によって搬送されず、前記レーザ透過材が前記対象物搬送装置によって前記延在方向に移動している前記対象物の前記一方の表面に接触し、前記レーザ加工ヘッドは前記超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射する、請求項１に記載の面取り加工装置。
  5. 　前記対象物を前記エッジ部の延在方向と平行に移動させる対象物搬送装置を備え、
    　前記レーザ加工ヘッドは前記対象物搬送装置によって搬送されない一方、前記レーザ透過材は前記一方の表面に接触した状態で前記対象物搬送装置によって前記対象物とともに移動し、前記レーザ加工ヘッドは、前記対象物搬送装置によって移動している前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて前記超短パルスレーザを照射する、請求項１に記載の面取り加工装置。
  6. 　前記レーザ透過材が、前記一方の表面と面接触する被接触面と、前記傾斜面とを有するプリズムで構成される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の面取り加工装置。
  7. 　前記レーザ透過材が液体であり、
    　前記レーザ透過材を貯留する透過材貯留部と、
    　前記透過材貯留部に貯留されている前記レーザ透過材に前記エッジ部が浸漬される状態で前記対象物を保持する対象物保持部と、を備え、
    　前記透過材貯留部内の前記レーザ透過材の液面が前記傾斜面を成し、前記対象物保持部は、前記対象物の前記一方の表面が前記液面に対して傾斜する状態で前記対象物を保持する、請求項１または２に記載の面取り加工装置。
  8. 　レーザ透過性を有する対象物の２表面が成すエッジ部に、前記２表面のうち一方の表面に対して傾斜した面取り方向に延びるテーパ面を形成する面取り加工方法であって、
    　レーザ透過性を有するレーザ透過材の傾斜面が前記一方の表面に対して前記面取り方向と逆向きに傾斜するように、前記レーザ透過材を前記一方の表面に接触させることと、
    　前記エッジ部内でレーザフィラメントを形成するための超短パルスレーザを前記レーザ透過材の前記傾斜面に向けて照射し、前記レーザ透過材を透過させ、前記レーザ透過材から前記対象物の前記一方の表面に入射させ、前記エッジ部を前記面取り方向に透過させることと、
    　前記超短パルスレーザによって前記エッジ部内に前記面取り方向に延びるレーザフィラメントを形成することと、
    　を備える、面取り加工方法。
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