WO2025229727A1

WO2025229727A1 - レーザ加工装置およびレーザ加工方法

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Publication number: WO2025229727A1
Application number: PCT/JP2024/016717
Authority: WO
Inventors: 裕士友田; 岳原田
Original assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Current assignee: Sumitomo Electric Hardmetal Corp
Priority date: 2024-04-30
Filing date: 2024-04-30
Publication date: 2025-11-06
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: TW202543772A; JPWO2025229727A1

Abstract

レーザ加工装置は、レーザ照射部と、把持部と、制御部と、を備えている。レーザ照射部は、加工対象物に第１の方向にレーザ光を照射する。把持部は、加工対象物の姿勢を保持した状態で加工対象物を着脱可能に把持するとともに、加工対象物を第１の方向に沿った方向に移動させることが可能である。制御部は、レーザ照射部および把持部の動作を制御する。レーザ照射部は、レーザ発生器と、Ｆθレンズと、ガルバノミラーと、を有している。Ｆθレンズは、レーザ光を第１の方向に照射可能な姿勢で固定されている。制御部は、レーザ光照射工程と、加工対象物へのレーザ光の照射を停止した状態で、加工対象物を把持した把持部を第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程と、を交互に行う。

Description

レーザ加工装置およびレーザ加工方法

　本開示は、レーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。

　特開２０１１－９８３９０号公報（特許文献１）には、レーザと、リダイレクト装置と、位置決め装置とを有するレーザ加工装置が開示されている。

特開２０１１－９８３９０号公報

　本開示に係るレーザ加工装置は、焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含む加工対象物にレーザ光を照射することにより加工対象物を加工するレーザ加工装置であって、レーザ照射部と、把持部と、制御部と、を備えている。レーザ照射部は、加工対象物に第１の方向にレーザ光を照射する。把持部は、加工対象物の姿勢を保持した状態で加工対象物を着脱可能に把持するとともに、加工対象物を第１の方向に沿った方向に移動させることが可能である。制御部は、レーザ照射部および把持部の動作を制御する。レーザ照射部は、レーザ発生器と、Ｆθレンズと、ガルバノミラーと、を有している。レーザ発生器は、レーザ光を発生している状態と、レーザ光の発生を停止した状態と、を切り替え可能である。Ｆθレンズは、レーザ光を第１の方向に照射可能な姿勢で固定されている。ガルバノミラーは、レーザ発生器が発生させたレーザ光を反射させてＦθレンズに入射する位置を変えることにより、Ｆθレンズを通過して第１の方向に照射されるレーザ光の光軸を第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向ならびに第１の方向および第２の方向の両方に対して垂直な方向である第３の方向に移動させることが可能である。制御部は、レーザ光照射工程と、加工対象物へのレーザ光の照射を停止した状態で、加工対象物を把持した把持部を第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程と、を交互に行う。レーザ光照射工程は、加工対象物が静止した状態で加工対象物に第１の方向にレーザ光を照射する工程、または、加工対象物が静止した状態で加工対象物に第１の方向にレーザ光を照射しつつレーザ光の光軸を第２の方向および第３の方向のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有する。

図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す斜視模式図である。図２は、本実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す機能ブロック図である。図３は、Ｆθレンズの構成を示す平面模式図である。図４は、第１実施形態に係るレーザ加工方法を概略的に示すフロー図である。図５は、加工対象物を把持部材に取り付ける状態を示す平面模式図である。図６は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す側面模式図である。図７は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す斜視模式図である。図８は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す上面模式図である。図９は、Ｆθレンズと加工対象物との位置関係を示す平面模式図である。図１０は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す側面模式図である。図１１は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す斜視模式図である。図１２は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す上面模式図である。図１３は、アシストガスの供給方法を示す一部断面模式図である。図１４は、粗加工工程を示す側面模式図である。図１５は、仕上げ加工工程を示す側面模式図である。図１６は、仕上げ加工工程後における刃部材の構成を示す側面模式図である。

［本開示が解決しようとする課題］
　焼結体ダイヤモンドを刃先材種とする工具製造では、ダイヤモンド砥石を用いた研削加工および放電加工による工具加工が一般的である。近年、被削材の高強度化への対応のため材種開発進展が著しく、バインダレス焼結体のような通電性が低く、高硬度な素材の開発が進んでいる。当該素材の工具加工においては、放電加工が適用できない。また研削加工においては、素材が高硬度なため研削が困難となる。そのため、研削負荷により加工熱が発生し、熱的損傷およびマイクロクラックを引き起こすため工具品質が低下するおそれがある。

　当該難削材種に対し、レーザ加工を適用することで無負荷での加工を実現し、加工応力による加工損傷を無くした工法開発が進んでいる。近年、レーザ加工技術は加速度的に進歩しており、工作機械メーカ製のレーザ加工設備にはピコ秒、フェムト秒といったピークパワーが高く、アブレーション加工を目指した発振器が搭載されている。また当該レーザ加工設備においては、三次元形状創成のため、５軸以上の複数軸を同期制御する技術が適用され、高度な加工が可能となってきている。しかし高度な技術が用いられているがため、当該レーザ加工設備の単価は非常に高額となる。

　工具加工においても当該レーザ加工設備を用いることで研削に近い加工品質が得られるものの、設備投資が高額となるため製造コストへの影響が大きく、生産適用の足枷となっている。また従来の工具研削盤では、加工中にクーラント液を加工点に供給しながら加工を実施することで、その駆動熱および外乱による設備変形を軽減している。しかしレーザ加工は、クーラントを用いないドライ加工となるため、設備駆動軸はこれらの影響を直接的に受ける。そのため、設備駆動軸の高速駆動が難しく、市販のレーザ加工設備では高速加工ができなかった。

　本開示の目的は、制御が簡便でかつ高速加工が可能なレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することである。
［本開示の効果］
　本開示によれば、制御が簡便でかつ高速加工が可能なレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様（本実施形態とも称する）を列記して説明する。

　（１）本開示に係るレーザ加工装置１００は、焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含む加工対象物７にレーザ光Ｂを照射することにより加工対象物７を加工するレーザ加工装置１００であって、レーザ照射部５０と、把持部７０と、制御部６０と、を備えている。レーザ照射部５０は、加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する。把持部７０は、加工対象物７の姿勢を保持した状態で加工対象物７を着脱可能に把持するとともに、加工対象物７を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させることが可能である。制御部６０は、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。レーザ照射部５０は、レーザ発生器１３と、Ｆθレンズ３０と、ガルバノミラー１０と、を有している。レーザ発生器１３は、レーザ光Ｂを発生している状態と、レーザ光Ｂの発生を停止した状態と、を切り替え可能である。Ｆθレンズ３０は、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能な姿勢で固定されている。ガルバノミラー１０は、レーザ発生器１３が発生させたレーザ光Ｂを反射させてＦθレンズ３０に入射する位置を変えることにより、Ｆθレンズ３０を通過して第１の方向Ａ１に照射されるレーザ光Ｂの光軸を第１の方向Ａ１に対して垂直な方向である第２の方向Ａ２ならびに第１の方向Ａ１および第２の方向Ａ２の両方に対して垂直な方向である第３の方向Ａ３に移動させることが可能である。制御部６０は、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、を交互に行う。レーザ光照射工程は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、または、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有する。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、レーザ照射部５０は、レーザ発生器１３と、Ｆθレンズ３０と、ガルバノミラー１０と、を有している。レーザ光Ｂは、ガルバノミラー１０によって走査される。そのため、本開示に係るレーザ加工装置１００は、レーザ光を固定しつつ加工対象物を移動させるレーザ加工装置と比較して、高速加工が可能である。

　また本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、制御部６０は、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。制御部６０は、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、を交互に行う。そのため、本開示に係るレーザ加工装置１００は、５軸以上の複数軸を同期制御するレーザ加工装置と比較して、制御が簡便となる。

　（２）上記（１）に係るレーザ加工装置１００によれば、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、３０ｍｍ以上であってもよい。これにより、広範囲において均一な加工が可能である。

　（３）上記（１）または（２）に係るレーザ加工装置１００によれば、レーザ光Ｂの波長は、５３２ｎｍ以上であってもよい。一般的に利用可能なレーザを用いることにより装置の高額化を抑制し、加工コストを低減することができる。

　（４）上記（１）から（３）のいずれかに係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、把持部７０が加工対象物７の着脱を行う位置である着脱位置と、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射して加工を行う位置である加工位置と、の間において加工対象物７を移動させる移動機構４５を有していてもよい。これにより、トータルの加工時間を低減することができる。

　（５）上記（１）から（４）に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を第１の方向Ａ１に平行な軸である加工回転軸周りに回転可能であってもよい。制御部６０は、レーザ光照射工程において、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工程が実施されるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御してもよい。これにより、加工対象物７に対して円筒Ｒ加工を実施することができる。

　（６）上記（１）から（４）に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を第１の方向Ａ１に対して傾斜した軸である加工回転軸周りに回転可能であってもよい。制御部６０は、レーザ光照射工程において、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工程が実施されるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御してもよい。これにより、加工対象物７に対して円錐Ｒ加工を実施することができる。

　（７）上記（５）または（６）に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、第１の方向Ａ１から見たＦθレンズ３０から加工回転軸までの距離を変更可能であってもよい。

　（８）上記（５）から（７）のいずれかに係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で第１の方向Ａ１に対して垂直な軸である傾斜軸周りに回転させることにより、加工対象物７を第１の方向Ａ１に垂直な仮想平面に対して傾斜させることが可能であってもよい。

　（９）本開示に係るレーザ加工方法は、焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含む加工対象物７にレーザ光Ｂを照射することにより加工対象物７を加工するレーザ加工方法であって、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、を備えている。レーザ光照射工程は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、または、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第１の方向Ａ１に対して垂直な方向である第２の方向Ａ２ならびに第１の方向Ａ１および第２の方向Ａ２の両方に対して垂直な方向である第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有し、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、は交互に実施される。これにより、制御が簡便でかつ高速加工が可能である。

　（１０）上記（９）に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、レーザ発生器１３が発生し、ガルバノミラー１０が反射し、Ｆθレンズ３０を通過したレーザ光Ｂを加工対象物７に照射してもよい。加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程において、加工対象物７の第１の方向Ａ１に沿った方向の移動は加工対象物７を把持する把持部７０が第１の方向Ａ１に沿った方向に移動することにより行われ、第１の方向Ａ１に照射されるレーザ光Ｂの光軸の第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３への移動はガルバノミラー１０がレーザ光Ｂを反射させてＦθレンズ３０に入射する位置を変えることにより行われてもよい。これにより、ガルバノミラー１０により高速でレーザ光Ｂを走査することができるため、さらに高速加工が可能である。

　（１１）上記（１０）に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物７は、切れ刃６を有してもよい。レーザ光照射工程において、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、切れ刃６を取り囲んでいてもよい。これにより、加工対象物７をＦθレンズ３０の光軸に垂直な方向に移動させることなく、切れ刃６の全体を加工することができる。

　（１２）上記（１１）に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、加工対象物７を取り囲んでいてもよい。これにより、加工対象物７をＦθレンズ３０の光軸に垂直な方向に移動させることなく、加工対象物７の全体を加工することができる。

　（１３）上記（９）から（１２）のいずれかに係るレーザ加工方法によれば、レーザ光Ｂの波長は、５３２ｎｍ以上であってもよい。一般的に利用可能なレーザを用いることにより装置の高額化を抑制し、加工コストを低減することができる。

　（１４）上記（１０）から（１２）のいずれかに係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、Ｆθレンズ３０および加工対象物７の各々を容器８０で取り囲んだ状態で、容器８０にアシストガスＧが供給されてもよい。

　（１５）上記（９）から（１４）のいずれかに係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程は、レーザを用いて加工対象物７に対して粗加工を行う工程と、粗加工を行う工程後、レーザを用いて加工対象物７に対して仕上げ加工を行う工程と、を含んでいてもよい。粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、仕上げ加工を行う工程で使用するレーザの波長よりも長い。

　（１６）上記（１５）に係るレーザ加工方法によれば、粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、１０３０ｎｍ以上であってもよい。

　以下、図面に基づいて、本開示の実施形態の詳細について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

　＜レーザ加工装置＞
　図１は、本実施形態に係るレーザ加工装置１００の構成を示す斜視模式図である。図２は、本実施形態に係るレーザ加工装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１および図２に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工装置１００は、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射することにより加工対象物７を加工するレーザ加工装置１００であって、レーザ照射部５０と、把持部７０と、制御部６０と、を主に有している。加工対象物７は、焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含んでいる。

　レーザ照射部５０は、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射する部分である。レーザ照射部５０は、レーザ発生器１３と、Ｆθレンズ３０と、ガルバノミラー１０と、ガルバノスキャナ２０と、を主に有している。レーザ発生器１３は、レーザ光Ｂを発生している状態と、レーザ光Ｂの発生を停止した状態と、を切り替え可能である。レーザ光Ｂを発生している状態と、レーザ光Ｂの発生を停止した状態との切り替えは、制御部６０により行われる。

　レーザ発生器１３は、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザまたはＹＶＯ_４（イットリウム・バナデート）レーザを発生する。レーザ発生器１３から発生されるレーザ光Ｂの波長は、例えば１０６４ｎｍである。加工対象物７に照射されるレーザ光Ｂの波長は、高調波変換器（図示せず）を用いて高調波（例えば２倍高調波）に変換されてもよい。加工対象物７に照射されるレーザ光Ｂの波長は、例えば５３２ｎｍ以上である。

　ガルバノミラー１０は、第１ガルバノミラー部１１と、第２ガルバノミラー部１２と、を有している。第１ガルバノミラー部１１は、レーザ照射部５０から照射されたレーザ光Ｂを反射する。第２ガルバノミラー部１２は、第１ガルバノミラー部１１によって反射されたレーザ光Ｂを反射する。第２ガルバノミラー部１２は、第１ガルバノミラー部１１に対向した位置に配置される。

　ガルバノスキャナ２０は、第１ガルバノスキャナ部２１と、第２ガルバノスキャナ部２２と、を有している。第１ガルバノスキャナ部２１は、第１ガルバノミラー部１１を駆動する。第１ガルバノミラー部１１の向きは、第１ガルバノスキャナ部２１の駆動軸の回転に伴って変化する。第２ガルバノスキャナ部２２は、第２ガルバノミラー部１２を駆動する。第２ガルバノミラー部１２の向きは、第２ガルバノスキャナ部２２の駆動軸の回転に伴って変化する。

　Ｆθレンズ３０は、第２ガルバノミラー部１２の下方に配置されている。第２ガルバノミラー部１２により反射されたレーザ光Ｂは、Ｆθレンズ３０に入射する。Ｆθレンズ３０は、ガルバノミラー１０によって反射されたレーザ光Ｂを集光する。Ｆθレンズ３０は、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能な姿勢で固定されている。Ｆθレンズ３０を通過したレーザ光Ｂは、加工対象物７に対して第１の方向Ａ１に照射される。

　ガルバノミラー１０は、レーザ発生器１３が発生させたレーザ光Ｂを反射させてＦθレンズ３０に入射する位置を変えることにより、Ｆθレンズ３０を通過して第１の方向Ａ１に照射されるレーザ光Ｂの光軸を、第２の方向Ａ２ならびに第３の方向Ａ３に移動されることが可能である。第２の方向Ａ２は、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向である。第３の方向Ａ３は、第１の方向Ａ１および第２の方向Ａ２の両方に対して垂直な方向である。

　把持部７０は、加工対象物７を把持する。具体的には、把持部７０は、加工対象物７の姿勢を保持した状態で加工対象物７を着脱可能に把持する。把持部７０は、加工対象物７を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させることが可能である。

　制御部６０は、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。具体的には、制御部６０は、レーザ光照射工程と、把持部７０の移動工程とが、交互に行われるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。把持部７０の移動工程において、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる。

　レーザ光照射工程は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、または、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有する。レーザ光照射工程の詳細については後述する。

　図２に示されるように、把持部７０は、把持部材４０と、移動機構４５を有していてもよい。把持部材４０は、加工対象物７を把持する。移動機構４５は、把持部７０が加工対象物７の着脱を行う位置である着脱位置と、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射して加工を行う位置である加工位置と、の間において、把持部材４０により把持されている加工対象物７を移動させる（図５参照）。

　図３は、Ｆθレンズ３０の構成を示す平面模式図である。Ｆθレンズ３０は、レンズ３１と、ホルダ３２とを有している。ホルダ３２は、レンズ３１を保持している。ホルダ３２は、レンズ３１を取り囲んでいる。レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、例えば３０ｍｍ以上である。図３に示されるように、Ｆθレンズ３０の中心軸に沿って見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、レンズ３１の幅よりも小さい。

　レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗが大きいと、加工対象物７に対してレーザ加工可能な領域が大きくなる。レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、例えば４０ｍｍ以上であってもよいし、５０ｍｍ以上であってもよいし、６０ｍｍ以上であってもよい。レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗの上限は、特に限定されないが、例えば１５０ｍｍ以下であってもよいし、１３０ｍｍ以下であってもよい。

　＜レーザ加工方法＞
（第１実施形態）
　次に、第１実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。図４は、第１実施形態に係るレーザ加工方法を概略的に示すフロー図である。第１実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射することにより加工対象物７を加工するレーザ加工方法である。図４に示されるように、第１実施形態に係るレーザ加工方法は、加工対象物７を把持部材４０に取り付ける工程（Ｓ１０）と、レーザ光照射工程（Ｓ２０）と、移動工程（Ｓ３０）とを有している。

　図５は、加工対象物７を把持部材４０に取り付ける状態を示す平面模式図である。まず、加工対象物７を把持部材４０に取り付ける工程（Ｓ１０）が実施される。具体的には、加工対象物７の着脱を行う位置である着脱位置において、把持部材４０が配置される。把持部材４０は、例えば、第１把持部分４１と、第２把持部分４２とを有している。第２把持部分４２は、第１把持部分４１に連なっている。第１把持部分４１は、例えば略円柱状である。第２把持部分４２には、例えば平面視でＶ字状の溝４３が形成されている。加工対象物７である切削インサートは、Ｖ字状の溝４３に配置される。

　加工対象物７である切削インサートは、刃部材４と、台座５とを有している。刃部材４は、台座５に取り付けられている。刃部材４は、切削に関与する部分である。台座５の平面視形状は、特に限定されないが、例えば菱形である。台座５のコーナ部に、刃部材４が接合されている。台座５は、例えば、超硬合金またはサーメット等から構成されている。本実施形態に係る切削インサートは、台座５のコーナ部に刃部材４が接合されて形成されているが、切削インサート全体を刃部材４で形成してもよい。

　加工対象物７としての刃部材４は、焼結ダイヤモンドまたはｃＢＮ（立方晶窒化硼素）を含む。刃部材４は、焼結ダイヤモンドを例えば５０体積％以上含んでいてもよい。刃部材４は、ｃＢＮを例えば５０体積％含んでいてもよい。

　次に、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射して加工を行う位置である加工位置に、加工対象物７が移動する。加工対象物７を把持している把持部材４０は、移動機構４５によって加工位置に移動させられる。具体的には、加工対象物７は、移動機構４５によって、レーザ照射部５０のＦθレンズ３０の下方に配置される。

　次に、レーザ光照射工程（Ｓ２０）が実施される。図６は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す側面模式図である。図６に示されるように、レーザ光照射工程においては、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７にレーザ光Ｂが照射される。レーザ光Ｂの照射方向は、第１の方向Ａ１である。制御部６０は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射するように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。

　具体的には、レーザ光Ｂは、レーザ発生器１３が発生し、ガルバノミラー１０が反射する。具体的には、第２ガルバノミラー部１２により反射されたレーザ光Ｂは、Ｆθレンズ３０に入射する（図１参照）。Ｆθレンズ３０は、ガルバノミラー１０によって反射されたレーザ光Ｂを集光する。レーザ光Ｂは、Ｆθレンズ３０を通過し、加工対象物７に照射される。レーザ光Ｂの波長は、例えば５３２ｎｍ以上である。レーザ光Ｂの出力は、例えば２Ｗ以上である。

　図７は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す斜視模式図である。レーザ光照射工程においては、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３の少なくとも一つの方向に移動させてもよい。第２の方向Ａ２は、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向である。第３の方向Ａ３は、第１の方向Ａ１および第２の方向Ａ２の両方に対して垂直な方向である。レーザ光Ｂの走査速度は、例えば３００ｍｍ／秒以上１０００ｍｍ／秒以下である。レーザ光Ｂの走査速度を高くすることにより、レーザ光Ｂが同じ位置に留まる時間を低減することができる。そのため、加工面の品質を向上することができる。

　制御部６０は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。レーザ光Ｂの光軸の第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３への移動は、例えばガルバノミラー１０がレーザ光Ｂを反射させてＦθレンズ３０に入射する位置を変えることにより行われる。

　図８は、円筒Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す上面模式図である。図８に示されるように、加工対象物７は、第１円弧部１と、第２円弧部２とを有している。第１円弧部１は、刃部材４により構成されている。第１円弧部１は、第１仮想円Ｃ１に沿って形成されている。第２円弧部２は、台座５により構成されている。第２円弧部２は、第２仮想円Ｃ２に沿って形成されている。第１仮想円Ｃ１の半径（第１半径Ｒ１）は、第２仮想円Ｃ２の半径（第２半径Ｒ２）と実質的に同じである。

　次に、移動工程（Ｓ３０）が実施される。移動工程（Ｓ３０）においては、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる。第１の方向Ａ１に沿った方向とは、第１の方向Ａ１と同じ方向であってもよいし、第１の方向Ａ１の反対方向（第４の方向Ａ４）であってもよい。加工対象物７の第１の方向Ａ１に沿った方向の移動は、加工対象物７を把持する把持部７０が第１の方向Ａ１に沿った方向に移動することにより行われる。具体的には、レーザ光Ｂの焦点位置が加工対象物７の加工位置となるように、加工対象物７を把持した把持部７０は、Ｆθレンズ３０に近づく方向（第４の方向Ａ４）に移動する。これにより、加工対象物７の加工位置が第１の方向Ａ１に沿った第４の方向Ａ４に移動する。

　レーザ光照射工程（Ｓ２０）と、移動工程（Ｓ３０）と、は交互に実施される。具体的には、加工対象物７の一部に対してレーザ加工が実施された後、レーザ光Ｂの照射が停止する。加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７は、第１の方向Ａ１に沿った方向に移動する。次に、レーザ加工の照射が再開され、加工対象物７の一部に対してレーザ加工が実施される。以上のように、加工対象物７が上端から下端に向かって断続的に加工される。

　図６に示されるように、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を加工回転軸（第１回転軸Ｄ１）周りに回転可能であってもよい。第１回転軸Ｄ１は、第１の方向Ａ１に平行な軸である。第１の方向Ａ１に対して垂直な方向において、レーザ光Ｂと第１回転軸Ｄ１との距離は、第１半径Ｒ１に対応する。制御部６０は、レーザ光照射工程（Ｓ２０）において、加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７が加工回転軸周りに回転するように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。これにより、第１仮想円Ｃ１に沿った第１円弧部１と第２仮想円Ｃ２に沿った第２円弧部２とが形成される（図７参照）。第１円弧部１は、コーナＲ切れ刃を構成する。

　なお、把持部７０が加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる動作は、第１円弧部１の加工を行うときだけでなく、直線状の切れ刃６の加工から隣接する別の切れ刃６の加工に移行するときに実施されてもよい。把持部７０が加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる動作は、レーザ光照射工程（Ｓ２０）と移動工程（Ｓ３０）との間における移行時期、あるいは、レーザ光照射工程（Ｓ２０）および移動工程（Ｓ３０）を交互に行う加工工程の前段階である準備工程において実施されてもよい。

　把持部７０は、第１の方向Ａ１から見たＦθレンズ３０から加工回転軸までの距離を変更可能であってもよい。移動機構４５は、把持部７０を、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向に沿って移動可能であってもよい。

　把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で第１の方向Ａ１に対して垂直な軸である傾斜軸周りに回転させることにより、加工対象物７を第１の方向Ａ１に垂直な仮想平面に対して傾斜させることが可能であってもよい。移動機構４５は、把持部７０を、第１の方向Ａ１に対して垂直な軸である傾斜軸周りに回転可能であってもよい。

　図９は、Ｆθレンズ３０と加工対象物７との位置関係を示す平面模式図である。図９に示されるように、レーザ光照射工程（Ｓ２０）において、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、加工対象物７の切れ刃６を取り囲んでいてもよい。レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、例えば３０ｍｍ以上である。レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、加工対象物７を取り囲んでいてもよい。なお、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、加工対象物７の切れ刃６の全体を取り囲んでいるが、加工対象物７の全体を取り囲んでいなくてもよい。

　なお上記においては、把持部７０は、移動機構４５を有している場合について説明したが、本開示は上記に限定されない。把持部７０は、移動機構４５を有していなくてもよい。加工対象物７は、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射して加工を行う位置である加工位置に、移動機構４５を用いることなく手動で配置されてもよい。具体的には、作業員が、着脱位置において加工対象物７を把持部材４０に取り付け、その後、加工対象物７をＦθレンズ３０の下方に手動で配置してもよい。加工対象物７の姿勢は、作業員によって手動で調整されてもよい。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。第２実施形態に係るレーザ加工方法は、主に、加工回転軸が第１の方向Ａ１に対して傾斜している点において、第１実施形態に係るレーザ加工方法と異なっており、その他の点については、第１実施形態に係るレーザ加工方法と実質的に同じである。以下、第１実施形態に係るレーザ加工方法と異なる点を中心に説明する。

　図１０は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す側面模式図である。図１０に示されるように、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を加工回転軸（第２回転軸Ｄ２）周りに回転可能である。第２回転軸Ｄ２は、第１の方向Ａ１に対して傾斜している。制御部６０は、レーザ光照射工程（Ｓ２０）において、加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７が第２回転軸Ｄ２周りに回転するように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。

　図１１は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す斜視模式図である。レーザ光照射工程においては、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３の少なくとも一つの方向に移動させる。制御部６０は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。

　図１２は、円錐Ｒ加工におけるレーザ光照射工程を示す上面模式図である。図１２に示されるように、加工対象物７は、第１円弧部１と、第２円弧部２とを有している。第１円弧部１は、刃部材４により構成されている。第１円弧部１は、第１仮想円Ｃ１に沿って形成されている。第２円弧部２は、台座５により構成されている。第２円弧部２は、第２仮想円Ｃ２に沿って形成されている。第１仮想円Ｃ１の半径（第１半径Ｒ１）は、第２仮想円Ｃ２の半径（第２半径Ｒ２）よりも大きい。

　図１０から図１２に示されるように、制御部６０は、レーザ光照射工程（Ｓ２０）において、加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７を第２回転軸Ｄ２周りに回転させるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御する。これにより、第１仮想円Ｃ１に沿った第１円弧部１と第２仮想円Ｃ２に沿った第２円弧部２とが形成される（図１１参照）。

　図１０に示されるように、Ｆθレンズ３０から遠ざかるにつれて、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向におけるレーザ光Ｂからの距離が大きくなるように、第２回転軸Ｄ２は、第１の方向Ａ１に対して傾斜している。加工対象物７の最上端の加工位置において、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向におけるレーザ光Ｂと第２回転軸Ｄ２までの距離は、第２半径Ｒ２に対応する。加工対象物７の最下端の加工位置において、第１の方向Ａ１に対して垂直な方向におけるレーザ光Ｂと第２回転軸Ｄ２までの距離は、第１半径Ｒ１に対応する。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。第３実施形態に係るレーザ加工方法は、主に、アシストガスが供給されている点において、第１実施形態および第２実施形態の各々に係るレーザ加工方法と異なっており、その他の点については、第１実施形態および第２実施形態の各々に係るレーザ加工方法と実質的に同じである。以下、第１実施形態および第２実施形態の各々に係るレーザ加工方法と異なる点を中心に説明する。

　図１３は、アシストガスの供給方法を示す一部断面模式図である。図１３に示されるように、レーザ加工装置１００は、Ｆθレンズ３０と、把持部７０と、容器８０とを有している。加工対象物７は、把持部７０により把持されている。把持部７０は、上方向および下方向に沿って移動可能である。上方向および下方向は、第１の方向Ａ１に沿った方向に平行である。

　容器８０は、例えば、第１接続部材８１と、第２接続部材８２と、本体部材８３とを有している。本体部材８３は、例えば円筒状である。本体部材８３は、Ｆθレンズ３０および加工対象物７の各々を取り囲んでいる。本体部材８３は、第１接続部材８１によって把持部７０に取り付けられている。本体部材８３は、第２接続部材８２によってＦθレンズ３０に取り付けられている。容器８０とＦθレンズ３０と把持部７０とによって密封空間が形成されていてもよい。

　容器８０には、アシストガス供給孔９１が設けられている。アシストガスＧは、アシストガス供給孔９１を通って容器８０の内部に供給される。アシストガスＧは、例えば窒素ガスである。アシストガスＧは、例えば加工面の酸化を抑制する。容器８０には、アシストガス排出孔９２が設けられていてもよい。アシストガスＧは、アシストガス排出孔９２を通って容器８０の外部に排出される。容器８０とＦθレンズ３０との間には隙間８４が設けられていてもよい。アシストガスＧは、隙間８４を通って容器８０の外部に排出されてもよい。容器８０には、アシストガス排出孔９２および隙間８４のいずれかのみが設けられていてもよいし、アシストガス排出孔９２および隙間８４の両方が設けられていてもよい。

　図１３に示されるように、レーザ光照射工程において、Ｆθレンズ３０および加工対象物７の各々を容器８０で取り囲んだ状態で、容器８０にアシストガスＧが供給される。容器８０の内部は、アシストガスＧによって満たされる。アシストガスＧは、レーザ光Ｂの照射方向と実質的に垂直な方向に供給されてもよい。

　容器８０と加工対象物７とは、一体的に移動してもよい。例えば、把持部７０が上方向および下方向に移動することにより、容器８０と加工対象物７とが一体的に移動してもよい。この場合、容器８０は、Ｆθレンズ３０から離間していてもよい。別の態様として、加工対象物７はＦθレンズ３０に対して相対位置が変わらない状態を維持しながら、容器８０の内部において、加工対象物７が上方向および下方向に沿って移動してもよい。
（第４実施形態）
　次に、第４実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。第４実施形態に係るレーザ加工方法は、主に、粗加工と仕上げ加工とに分けてレーザ加工を行う点において、第１実施形態から第３実施形態の各々に係るレーザ加工方法と異なっており、その他の点については、第１実施形態から第３実施形態の各々に係るレーザ加工方法と実質的に同じである。以下、第１実施形態から第３実施形態の各々に係るレーザ加工方法と異なる点を中心に説明する。

　第４実施形態に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程は、粗加工工程と、仕上げ加工工程とを有している。図１４は、粗加工工程を示す側面模式図である。図１４に示されるように、刃部材４は、例えば、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）である。刃部材４は、第１領域７１と、第２領域７２と、第３領域７３とを有している。第１領域７１は、第２領域７２に連なっている。第２領域７２は、第３領域７３に連なっている。第２領域７２は、第１領域７１と第３領域７３との間に位置している。

　粗加工工程においては、レーザを用いて加工対象物に対して粗加工が行われる。粗加工には、例えばファイバーレーザが使用可能である。具体的には、レーザ光Ｂが刃部材４の第１領域７１に照射される。レーザ光Ｂは、ファイバーレーザである。ファイバーレーザを用いて、刃部材４の第１領域７１が除去される。粗加工工程において、第２領域７２に熱変質層が形成される。熱変質層は、熱伝導率の低いグラファイトである。なお、粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、仕上げ加工を行う工程で使用するレーザの波長よりも長い。粗加工工程で使用するレーザの波長は、例えば１０３０ｎｍ以上である。

　次に、仕上げ加工工程が行われる。図１５は、仕上げ加工工程を示す側面模式図である。図１５に示されるように、仕上げ加工工程においては、レーザを用いて加工対象物に対して仕上げ加工が行われる。仕上げ加工には、例えばグリーンレーザが使用可能である。具体的には、レーザ光Ｂが刃部材４の第２領域７２に照射される。レーザ光Ｂは、グリーンレーザである。グリーンレーザを用いて、刃部材４の第２領域７２が除去される。

　図１６は、仕上げ加工工程後における刃部材の構成を示す側面模式図である。図１６に示されるように、仕上げ加工工程において、第３領域７３の一部に熱変質層７４が形成される。上述の通り、第２領域７２は、熱伝導率の低いグラファイトである。そのため、仕上げ加工工程において、第２領域７２から第３領域７３への熱伝導が抑制される。結果として、仕上げ加工工程において形成された熱変質層７４の厚みが小さくなる。

　次に、本開示に係るレーザ加工装置１００およびレーザ加工方法の作用効果について説明する。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域の最大幅Ｗは、３０ｍｍ以上であってもよい。これにより、広範囲において均一な加工が可能である。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、レーザ光Ｂの波長は、５３２ｎｍ以上であってもよい。一般的に利用可能なレーザを用いることにより装置の高額化を抑制し、加工コストを低減することができる。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、把持部７０が加工対象物７の着脱を行う位置である着脱位置と、加工対象物７にレーザ光Ｂを照射して加工を行う位置である加工位置と、の間において加工対象物７を移動させる移動機構４５を有していてもよい。これにより、トータルの加工時間を低減することができる。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を第１の方向Ａ１に平行な軸である加工回転軸周りに回転可能であってもよい。制御部６０は、レーザ光照射工程において、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工程が実施されるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御してもよい。これにより、加工対象物７に対して円筒Ｒ加工を実施することができる。

　本開示に係るレーザ加工装置１００によれば、把持部７０は、加工対象物７を把持した状態で加工対象物７を第１の方向Ａ１に対して傾斜した軸である加工回転軸周りに回転可能であってもよい。制御部６０は、レーザ光照射工程において、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつ加工対象物７を加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工程が実施されるように、レーザ照射部５０および把持部７０の動作を制御してもよい。これにより、加工対象物７に対して円錐Ｒ加工を実施することができる。

　本開示に係るレーザ加工方法は、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、を備えている。レーザ光照射工程は、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射する工程、または、加工対象物７が静止した状態で加工対象物７に第１の方向Ａ１にレーザ光Ｂを照射しつつレーザ光Ｂの光軸を第１の方向Ａ１に対して垂直な方向である第２の方向Ａ２ならびに第１の方向Ａ１および第２の方向Ａ２の両方に対して垂直な方向である第３の方向Ａ３のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有し、レーザ光照射工程と、加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程と、は交互に実施される。これにより、制御が簡便でかつ高速加工が可能である。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、レーザ発生器１３が発生し、ガルバノミラー１０が反射し、Ｆθレンズ３０を通過したレーザ光Ｂを加工対象物７に照射してもよい。加工対象物７へのレーザ光Ｂの照射を停止した状態で、加工対象物７を把持した把持部７０を第１の方向Ａ１に沿った方向に移動させる移動工程において、加工対象物７の第１の方向Ａ１に沿った方向の移動は加工対象物７を把持する把持部７０が第１の方向Ａ１に沿った方向に移動することにより行われ、第１の方向Ａ１に照射されるレーザ光Ｂの光軸の第２の方向Ａ２および第３の方向Ａ３への移動はガルバノミラー１０がレーザ光Ｂを反射させてＦθレンズ３０に入射する位置を変えることにより行われてもよい。これにより、ガルバノミラー１０により高速でレーザ光Ｂを走査することができるため、さらに高速加工が可能である。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、加工対象物７は、切れ刃６を有してもよい。レーザ光照射工程において、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、切れ刃６を取り囲んでいてもよい。これにより、加工対象物７をＦθレンズ３０の光軸に垂直な方向に移動させることなく、切れ刃６の全体を加工することができる。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、レーザ光Ｂの照射方向に見て、レーザ光Ｂを第１の方向Ａ１に照射可能なＦθレンズ３０の領域は、加工対象物７を取り囲んでいてもよい。これにより、加工対象物７をＦθレンズ３０の光軸に垂直な方向に移動させることなく、加工対象物７の全体を加工することができる。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光Ｂの波長は、５３２ｎｍ以上であってもよい。一般的に利用可能なレーザを用いることにより装置の高額化を抑制し、加工コストを低減することができる。

　レーザ光照射工程においては逃げ角に応じて加工対象物７を傾斜させるため、Ｆθレンズ３０と加工対象物７との間の距離を長くし、把持部７０との干渉を避ける必要がある。そのため、アシストガスＧを加工対象物７に供給する場合、アシストガスＧの供給ノズルは、加工対象物７から離れた位置に配置される。この場合、加工対象物７に対して高圧でアシストガスＧを供給する必要がある。しかしながら、アシストガスＧを高圧にすることでレーザ光Ｂがひずむため、加工対象物７の加工品位が悪化するおそれがある。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程において、Ｆθレンズ３０および加工対象物７の各々を容器８０で取り囲んだ状態で、容器８０にアシストガスＧが供給されてもよい。これにより、容器８０をアシストガスＧで満たすことができる。この場合、アシストガスＧを高圧で供給する必要がないため、レーザ光Ｂのひずみを抑制することができる。結果として、加工対象物７の加工品位が悪化することを抑制することができる。またアシストガスＧとして窒素ガスを使用することにより、加工面の酸化を抑制し、熱変質層の形成を抑制することができる。さらに容器８０を使用することで、アシストガスＧの使用量を低減し、且つ、アシストガスＧが暴露することを抑制することができる。

　本開示に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光照射工程は、レーザを用いて加工対象物７に対して粗加工を行う工程と、レーザを用いて加工対象物７に対して仕上げ加工を行う工程とを含んでいてもよい。粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、仕上げ加工を行う工程で使用するレーザの波長よりも長い。粗加工を行う工程後、加工対象物７の表面層が熱伝導率の低いグラファイトに変質する。これにより、仕上げ加工工程において、熱伝導が抑制される。結果として、仕上げ加工工程後の熱変質層の厚みが小さくなる。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　第１円弧部、２　第２円弧部、４　刃部材、５　台座、６　切れ刃、７　加工対象物、１０　ガルバノミラー、１１　第１ガルバノミラー部、１２　第２ガルバノミラー部、１３　レーザ発生器、２０　ガルバノスキャナ、２１　第１ガルバノスキャナ部、２２　第２ガルバノスキャナ部、３０　Ｆθレンズ、３１　レンズ、３２　ホルダ、４０　把持部材、４１　第１把持部分、４２　第２把持部分、４３　溝、４５　移動機構、５０　レーザ照射部、６０　制御部、７０　把持部、７１　第１領域、７２　第２領域、７３　第３領域、７４　熱変質層、８０　容器、８１　第１接続部材、８２　第２接続部材、８３　本体部材、８４　隙間、９１　アシストガス供給孔、９２　アシストガス排出孔、１００　レーザ加工装置、Ａ１　第１の方向、Ａ２　第２の方向、Ａ３　第３の方向、Ａ４　第４の方向、Ｂ　レーザ光、Ｃ１　第１仮想円、Ｃ２　第２仮想円、Ｄ１　第１回転軸、Ｄ２　第２回転軸、Ｇ　アシストガス、Ｒ１　第１半径、Ｒ２　第２半径、Ｗ　最大幅

Claims

　焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含む加工対象物にレーザ光を照射することにより前記加工対象物を加工するレーザ加工装置であって、
　前記加工対象物に第１の方向に前記レーザ光を照射するレーザ照射部と、
　前記加工対象物の姿勢を保持した状態で前記加工対象物を着脱可能に把持するとともに、前記加工対象物を前記第１の方向に沿った方向に移動させることが可能な把持部と、
　前記レーザ照射部および前記把持部の動作を制御する制御部と、を備え、
　前記レーザ照射部は、
　前記レーザ光を発生している状態と、前記レーザ光の発生を停止した状態と、を切り替え可能なレーザ発生器と、
　前記レーザ光を前記第１の方向に照射可能な姿勢で固定されたＦθレンズと、
　前記レーザ発生器が発生させた前記レーザ光を反射させて前記Ｆθレンズに入射する位置を変えることにより、前記Ｆθレンズを通過して前記第１の方向に照射される前記レーザ光の光軸を前記第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向ならびに前記第１の方向および前記第２の方向の両方に対して垂直な方向である第３の方向に移動させることが可能なガルバノミラーと、を有し、
　前記制御部は、レーザ光照射工程と、前記加工対象物への前記レーザ光の照射を停止した状態で、前記加工対象物を把持した前記把持部を前記第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程と、を交互に行い、
　　前記レーザ光照射工程は、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射する工程、または、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記レーザ光の光軸を前記第２の方向および前記第３の方向のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有する、レーザ加工装置。
　前記レーザ光を前記第１の方向に照射可能な前記Ｆθレンズの領域の最大幅は、３０ｍｍ以上である、請求項１に記載のレーザ加工装置。
　前記レーザ光の波長は、５３２ｎｍ以上である、請求項１または請求項２に記載のレーザ加工装置。
　前記把持部は、前記把持部が前記加工対象物の着脱を行う位置である着脱位置と、前記加工対象物に前記レーザ光を照射して加工を行う位置である加工位置と、の間において前記加工対象物を移動させる移動機構を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
　前記把持部は、前記加工対象物を把持した状態で前記加工対象物を前記第１の方向に平行な軸である加工回転軸周りに回転可能であり、
　前記制御部は、
　前記レーザ光照射工程において、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射する工程、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記レーザ光の光軸を前記第２の方向および前記第３の方向のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記加工対象物を前記加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工程が実施されるように、前記レーザ照射部および前記把持部の動作を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
　前記把持部は、前記加工対象物を把持した状態で前記加工対象物を前記第１の方向に対して傾斜した軸である加工回転軸周りに回転可能であり、
　前記制御部は、
　前記レーザ光照射工程において、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射する工程、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記レーザ光の光軸を前記第２の方向および前記第３の方向のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程、または前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記加工対象物を前記加工回転軸周りに回転させる工程のいずれかの工
程が実施されるように、前記レーザ照射部および前記把持部の動作を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
　前記把持部は、前記第１の方向から見た前記Ｆθレンズから前記加工回転軸までの距離を変更可能である、請求項５または請求項６に記載のレーザ加工装置。
　前記把持部は、
　前記加工対象物を把持した状態で前記第１の方向に対して垂直な軸である傾斜軸周りに回転させることにより、前記加工対象物を前記第１の方向に垂直な仮想平面に対して傾斜させることが可能である、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
　焼結ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を含む加工対象物にレーザ光を照射することにより前記加工対象物を加工するレーザ加工方法であって、
　レーザ光照射工程と、
　前記加工対象物への前記レーザ光の照射を停止した状態で、前記加工対象物を把持した把持部を第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程と、を備え、
　　前記レーザ光照射工程は、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向にレーザ光を照射する工程、または、前記加工対象物が静止した状態で前記加工対象物に前記第１の方向に前記レーザ光を照射しつつ前記レーザ光の光軸を前記第１の方向に対して垂直な方向である第２の方向ならびに前記第１の方向および前記第２の方向の両方に対して垂直な方向である第３の方向のうち少なくとも一つの方向に移動させる工程を有し、
　前記レーザ光照射工程と、前記加工対象物への前記レーザ光の照射を停止した状態で、前記加工対象物を把持した前記把持部を前記第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程と、は交互に実施される、レーザ加工方法。
　前記レーザ光照射工程において、レーザ発生器が発生し、ガルバノミラーが反射し、Ｆθレンズを通過した前記レーザ光を前記加工対象物に照射し、
　前記加工対象物への前記レーザ光の照射を停止した状態で、前記加工対象物を把持した前記把持部を前記第１の方向に沿った方向に移動させる移動工程において、前記加工対象物の前記第１の方向に沿った方向の移動は前記加工対象物を把持する把持部が前記第１の方向に沿った方向に移動することにより行われ、前記第１の方向に照射される前記レーザ光の光軸の前記第２の方向および前記第３の方向への移動は前記ガルバノミラーが前記レーザ光を反射させて前記Ｆθレンズに入射する位置を変えることにより行われる、請求項９に記載のレーザ加工方法。
　前記加工対象物は、切れ刃を有し、
　前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光の照射方向に見て、前記レーザ光を前記第１の方向に照射可能な前記Ｆθレンズの領域は、前記切れ刃を取り囲んでいる、請求項１０に記載のレーザ加工方法。
　前記レーザ光照射工程において、前記レーザ光の照射方向に見て、前記レーザ光を前記第１の方向に照射可能な前記Ｆθレンズの領域は、前記加工対象物を取り囲んでいる、請求項１１に記載のレーザ加工方法。
　前記レーザ光の波長は、５３２ｎｍ以上である、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
　前記レーザ光照射工程において、前記Ｆθレンズおよび前記加工対象物の各々を容器で取り囲んだ状態で、前記容器にアシストガスが供給される、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
　前記レーザ光照射工程は、
　　レーザを用いて前記加工対象物に対して粗加工を行う工程と、
　　前記粗加工を行う工程後、レーザを用いて前記加工対象物に対して仕上げ加工を行う工程と、を含み、
　前記粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、前記仕上げ加工を行う工程で使用するレーザの波長よりも長い、請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載のレーザ加工方法。
　前記粗加工を行う工程で使用するレーザの波長は、１０３０ｎｍ以上である、請求項１５に記載のレーザ加工方法。