(57)【要約】【課題】材料の変形や変質の影響を受けずに、短時間で材料の不要部分を切断することが可能な加工方法、当該加工方法を実施するための加工システムを提供する。【解決手段】光透過性の材料に対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料の不要部分を切断する加工方法であって、所定方向に設定された第１の線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成する加工方法。【選択図】図５Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の材料に対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料の不要部分を切断する加工方法であって、
所定方向に設定された第１の線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成する加工方法。
【請求項２】
前記第１の線分は、複数設定され、
複数の前記第１の線分に基づく照射部位それぞれ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記載の加工方法。
【請求項３】
前記所定方向と異なる方向に設定された複数の第２の線分に基づく照射部位それぞれ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または２記載の加工方法。
【請求項４】
前記第１の線分と第２の線分は直交することを特徴とする請求項３記載の加工方法。
【請求項５】
前記レーザー光の照射方向において重畳する照射部位がある場合、当該重畳する照射部位に対し、前記レーザー光が入射する材料表面から離れている順に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の加工方法。
【請求項６】
前記レーザー光は、前記材料の屈折率に基づいて補正された位置に対して照射することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の加工方法。
【請求項７】
光透過性の材料に対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料の不要部分を切断す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、
所定方向に設定された第１の線分に基づく照射部位に沿って前記レーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成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。
【請求項８】
光透過性の材料に対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料の不要部分を切断する加工システムで実行されるプログラムであって、
所定方向に設定された第１の線分に基づく照射部位に沿って前記レーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成させる加工プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
金属やプラスチック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）。
【０００３】
目的物を得るためには、材料の不要部分を切断する必要がある。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経路（加工パス）に沿って切削工具を移動しながら不要部分を切断することが行われている。
【０００４】
また、ＣＯ２レーザーのような高出力のレーザーを用いた熱加工により、材料を加工する技術も知られている（たとえば、特許文献２参照）。熱加工により、材料の不要部分を切断することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２４４４３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０３６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、加工装置により加工される目的物としては、歯科医療に用いる補綴物がある。このような補綴物の材料としては、ジルコニアやジルコニア配合セラミックのような、セラミック系脆性材料が用いられる。セラミック系脆性材料の完全焼結体は、金属やプラスチックと比較して、硬度、耐摩耗性、耐熱性、耐食性等に優れている。一方、セラミック系脆性材料の完全焼結体は非常に硬質である。
【０００７】
このような硬質な材料を切削加工する場合、切削工具にかかる負荷を考慮して加工経路を細かく設定し、且つ切削工具の移動速度を遅くする必要があった。従って、加工時間が増大するという問題があった。
【０００８】
また、熱加工を用いる場合、加工に伴って発生する熱により切断部分近傍で材料が変形・変質するため、切断面が粗くなる等の問題があった。このような材料の変形・変質による影響は、歯科用の補綴物のようなサイズの小さい目的物を加工する際にはより顕著となる。
【０００９】
本発明の目的は、材料を変形・変質させることなく、短時間で材料の不要部分を切断することが可能な加工方法、当該加工方法を実施するための加工システム、及び当該加工システムで実行される加工プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための一の発明は、光透過性の材料に対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料の不要部分を切断する加工方法であって、所定方向に設定された第１の線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成する加工方法である。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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、材料を変形・変質させることなく、短時間で材料の不要部分を切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図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。
【図２】実施形態に係る照射部位を模式的に示した図である。
【図３】実施形態に係る照射部位を模式的に示した図である。
【図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。
【図５Ａ】実施形態に係る加工方法を説明するための図である。
【図５Ｂ】実施形態に係る加工方法を説明するための図である。
【図５Ｃ】実施形態に係る加工方法を説明するための図である。
【図５Ｄ】実施形態に係る加工方法を説明するための図である。
【図５Ｅ】実施形態に係る加工方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＝＝実施形態の概要＝＝
本実施形態に係る加工方法は、材料の照射部位に対してレーザー光を照射し、不要部分を切断する。レーザー光を用いることにより、非接触での加工が可能となる。
【００１４】
本実施形態に係る材料はレーザー光を透過するもの（光透過性の材料）を用いる。光透過性の材料としては、たとえばガラスセラミックやジルコニア系の材料を用いることができる。ガラスセラミックの場合は任意の元素または粒子がドープされた状態でもよい。ジルコニア系の材料は、ジルコニア配合型ガラスセラミックのような複合材料であってもよいし、一定の透過率を有するジルコニア単体であってもよい。また、材料の光透過率は１００％である必要はなく、所定の位置（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。
【００１５】
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。不要部分は、材料に対するレーザー光の照射により切断される。材料から不要部分を切断することにより、目的物を得ることができる。目的物は、例えば歯科医療に用いる補綴物等である。
【００１６】
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。
【００１７】
材料に対するレーザー光の照射は、予め作成された加工データ（後述）に基づいて行われる。また、本実施形態に係る加工方法は、図１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の加工を行う。以下、「加工データ」、「加工システム」、「加工システムによる加工（加工方法）」について詳述する。
【００１８】
＝＝加工データ＝＝
加工データは、材料を加工して目的物を取得する際に加工システム１００で使用するデータである。加工データは、目的物の三次元データや材料の三次元データに基づいて、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００で作成される。たとえば、歯科医療用の補綴物を加工する場合、ＣＣＤカメラやＸ線ＣＴにより口腔内をスキャンして得られた三次元データを使用して加工データを作成する。目的物の三次元データは、ＳＴＬデータや三次元ＣＡＤで使用されるソリッドデータ、或いは３Ｄプリンタで使用される３ＭＦやＡＭＦなどのデータである。
【００１９】
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、順番データ、及び加工経
路データを含む。各データは、照射部位の数に応じて複数作成される。
【００２０】
照射部位は、材料内部に切断部位を形成するために設定される材料内部の領域である。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に応じた空洞または切断可能な改質部分が形成される。切断部位は、照射部位に沿ってレーザー光を照射し、照射部位全体に空洞または切断可能な改質部分を形成することによって形成する。切断部位を形成することにより、材料内部における切断部位を通る面（切断面）を境に、不要部分を切断することができる。
【００２１】
一の照射部位データは、たとえば、一次元に配列された複数の点データからなる。すなわち、一の照射部位データに含まれる点データは、所定方向の線分を構成する。所定方向は、材料Ｍの内部における任意の方向である。点データは材料のサイズや目的物の形状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。
【００２２】
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相当する）。ここで、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、座標値を補正してもよい。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。なお、本実施形態において、ある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、本実施形態における照射部位データに基づいて照射されるレーザー光は、複数の照射部位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より好ましい。また、照射部位データは、材料の不要部分を除去することができるデータであれば、複数の点データでなくともよい。たとえば、材料に対してレーザー光を照射する範囲を設定する一次元の領域データであってもよい。
【００２３】
なお、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系よりも小さいことが好ましい。この場合、隣り合う点データに対応する空洞または切断可能な改質部分が連結するため、切断部位が形成されたときに不要部分を切断しやすく、切断面の形状の精度が向上する。
【００２４】
照射部位の形状の例について、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３はそれぞれ、材料Ｍと、材料Ｍの不要部分Ｄを切断することにより得られる部分Ｘとを示した図である。図２及び図３に示すＸＹＺ軸は直交する三軸である（以下同様）。
【００２５】
この例においては、Ｙ軸方向に第１の線分Ｌ１が設定されている。照射部位は、第１の線分Ｌ１に基づいて決定される。この場合の照射部位データは、第１の線分Ｌ１に沿って所定の間隔で設定された点データを含む。第１の線分Ｌ１の形状に特に制限は無く、例えば、直線、曲線、折れ線等のいずれでもよい。図２では、第１の線分Ｌ１が直線である場合の照射部位の例を示し、図３では、第１の線分Ｌ１が曲線である場合の照射部位の例を示している。第１の線分Ｌ１の形状は、目的物の形状を考慮して設定すればよい。図２及び図３の例における所定方向は、レーザー光が入射する材料Ｍの表面Ｍｓに対して平行な方向（Ｙ軸方向）となっている。つまり、一の第１の線分Ｌ１は、表面Ｍｓから均一の深さの位置に設けられている。このように設定された第１の線分Ｌ１は、材料ＭをＺ軸の軸方向から見た場合に、不要部分Ｄの境界に沿った線分となっている。
【００２６】
また、図２及び図３に示したように、第１の線分Ｌ１は、複数設定されてもよい。複数の第１の線分Ｌ１の各々は、Ｚ軸に沿った方向に間隔を置いて設定することができる。ここで、隣り合う第１の線分Ｌ１間の間隔が小さいほど、切断部位が形成された際に不要部分Ｘを切断しやすく、切断面の形状の精度が向上する。図２及び図３の例では、４本の第１の線分Ｌ１をＺ軸に沿った方向に間隔を置いて設定されている。この４本の第１の線分Ｌ１に基づいて照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４が決定される。
【００２７】
一方、この例においては、Ｚ軸方向に第２の線分Ｌ２が設定されている。照射部位は、第２の線分Ｌ２に基づいて決定される。この場合の照射部位データは、第２の線分Ｌ２に沿って所定の間隔で設定された点データを含む。第２の線分Ｌ２は、第１の線分Ｌ１の方向（所定方向）と異なる方向に設定される。図２及び図３において、第２の線分Ｌ２は、Ｚ軸方向に設定される。所定方向と異なる方向は、所定方向と角度を有する方向（つまり所定方向と平行でない方向）であり、たとえば、所定方向に直交する方向である。第２の線分Ｌ２の形状に特に制限は無く、例えば、直線、曲線、折れ線等のいずれでもよい。第２の線分Ｌ２の形状は、目的物の形状を考慮して設定すればよい。
【００２８】
また、図２及び図３に示したように、第２の線分Ｌ２は、複数設定されてもよい。複数の第２の線分Ｌ２の各々は、Ｙ軸に沿った方向に互いに間隔を置いて設定することができる。ここで、隣り合う第２の線分Ｌ２間の間隔が小さいほど、照射部位にレーザー光が照射されて切断部位が形成されたときに不要部分Ｘを切断しやすく、切断面の形状の精度が向上する。
【００２９】
第１の線分Ｌ１及び第２の線分Ｌ２が共に複数設定されている場合、これらに基づく照射部位は、格子状に設定される。ここで、格子の面積が小さいほど、不要部分Ｘを切断しやすく、切断面の形状の精度が向上する。格子の面積を小さくするには、複数の第１の線分Ｌ１の間隔及び複数の第２の線分Ｌ２の間隔の少なくとも一方を小さくすればよい。図２及び図３の例では、９本の第２の線分Ｌ２を、間隔を置いて４本の第１の線分Ｌ１に交差するように設定されている。この９本の第２の線分Ｌ２に基づいて照射部位Ｐ２１〜Ｐ２９が決定される。
【００３０】
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（レーザー光を照射する順番）を示すデータである。ここで、レーザー光の照射方向において重畳する照射部位がある場合、順番情報は、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、上述の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。
【００３１】
たとえば、図２の場合、各照射部位データは、照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４及びＰ２１〜Ｐ２９の位置を示す三次元の座標値、及びレーザー光の照射方向（全ての照射部位データで共通）が設定される。ここで、図２の例では、Ｚ軸に沿って上側から下側に向けてレーザー光の照射方向を設定したとする。
【００３２】
この場合、照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４はレーザー光の照射方向において重畳する。従って、順番データは、Ｚ軸に沿って、レーザー光が入射する材料Ｍの表面Ｍｓから最も離れている照射部位Ｐ１１を最初（１番目）とし、材料Ｍの表面Ｍｓに最も近い照射部位Ｐ１４を最後（４番目）として設定される。つまり、図２の例であれば、Ｚ軸に沿って下側から上側へ照射部位の加工順が設定されることとなる。
【００３３】
更に図２の場合、照射部位Ｐ２１〜Ｐ２９の各々における複数の点データが示す座標値はレーザー光の照射方向において重畳する。従って、順番データは、照射部位Ｐ２１〜Ｐ２９の各々において、Ｚ軸に沿って、レーザー光が入射する材料Ｍの表面Ｍｓから最も離れている点データが示す座標値を最初とし、表面Ｍｓに最も近い点データが示す座標値を最後として設定される。つまり、照射部位Ｐ２１〜Ｐ２９の各々において、Ｚ軸に沿って下側から上側へ点データが示す座標値の加工順が設定されることとなる。
【００３４】
なお、レーザー光の照射方向において重畳しない照射部位がある場合、当該照射部位に対しても順番データが付与される。但し、当該照射部位に対するレーザー光の照射順（加工順）には制約は無い。たとえば、重畳しない照射部位に対するレーザー光の照射は、重畳する照射部位よりも先に行ってもよいし、重畳する照射部位全てに対してレーザー光の照射を行った後に行ってもよい。或いは、重畳する照射部位を加工している途中で、重畳しない照射部位に対するレーザー光の照射を行ってもよい。
【００３５】
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。たとえば、図２の例において、照射部位Ｐ１１〜照射部位Ｐ１４それぞれの加工経路データには、Ｙ軸に沿ってレーザー光を照射するという経路が設定され、照射部位Ｐ２１〜照射部位Ｐ２９それぞれの加工経路データには、Ｚ軸に沿ってレーザー光を照射するという経路が設定されている。
【００３６】
更に、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。
【００３７】
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。加工システム１００は、加工データに対応する位置にレーザー光を照射することにより材料の加工を行う。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。
【００３８】
＝＝加工システム＝＝
図１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。
【００３９】
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Ｍ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。
【００４０】
照射部１０は、材料Ｍ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Ｍ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切断できる。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。
【００４１】
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。
【００４２】
たとえば、照射部位が複数の線分に基づく場合、調整部として空間光位相変調器を用いることにより、照射部位全体のうち、一の線分に基づく照射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。このような空間光位相変調器を用いることにより、たとえば、照射部位全体のうち、一の線分に基づく照射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。すなわち、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。
【００４３】
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（材料Ｍ）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Ｍ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。
【００４４】
＝＝加工システムによる加工＝＝
次に図４〜図５Ｅを参照して、本実施形態に係る加工方法の具体例について説明する。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。この例では、材料Ｍを加工して部分Ｘを得る。図４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５Ａ〜図５Ｅは、本実施形態に係る加工方法により加工される材料Ｍまたは部分Ｘを模式的に示した図である。材料Ｍに対しては、図２に例示した照射部位が設定されている。材料Ｍの加工データはＣＡＤ／ＣＡＭシステム２００により予め作成されているものとする。
【００４５】
材料Ｍを選択し、加工装置１の保持部２０にセットする（材料のセット。ステップ１０）。本実施形態に係る材料Ｍはブロック状の部材である。
【００４６】
コンピューター２は、材料Ｍの加工データに基づいて、加工装置１に材料Ｍ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が示す位置（照射部位）にレーザー光を照射させて加工する。この際、コンピューター２は、順番データに基づいて、照射部位にレーザー光を照射する（所定の照射部位にレーザー光を照射。ステップ１１）。
【００４７】
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自体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Ｍ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が一致した後、コンピューター２は、照射部１０を制御し、当該点データに含まれるベクトル情報に基づいて、Ｚ軸に沿って上側からレーザー光を所定時間だけ照射させる。
【００４８】
具体的に、先ず、第１の線分Ｌ１に基づく照射部位にレーザー光を照射し、その後、第２の線分Ｌ２に基づく照射部位にレーザー光を照射する。第１の線分Ｌ１に基づく照射部位については、照射部位Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の順にレーザー光を照射する。第２の線分Ｌ２に基づく照射部位については、照射部位Ｐ２１、Ｐ２２、・・・、Ｐ２９の順にレーザー光を照射する。図５Ａ〜図５Ｄにおいて、未加工の照射部位を破線又は点線で示し、加工済みの照射部位を太線で示している。加工済みの照射部位は、レーザー光のスポット径に応じた空洞または切断可能な改質部分となっている。
【００４９】
図５Ａは、照射部位Ｐ１１に沿ってレーザー光を照射している状態を示す。照射部位Ｐ１１は、照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４のうちで、レーザー光が入射する材料Ｍの表面Ｍｓから最も離れている照射部位である。照射部位Ｐ１１へのレーザー照射が完了すると、次いで、照射部位Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４の順でレーザー光を照射する。つまり、照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４において表面Ｍｓから離れている順にレーザー光を照射する。このようにレーザー光の照射を行うことで、レーザー光の照射方向において照射部位が重畳している場合であっても、レーザー光の照射による改質の影響を受けることなく不要部分を除去できる。図５Ｂは、第１の線分Ｌ１に基づく照射部位Ｐ１１〜Ｐ１４全てに対してレーザー光を照射した状態を示す。
【００５０】
図５Ｃは、照射部位Ｐ２１に沿ってレーザー光を照射している状態を示す。ここで、照射部位Ｐ２１に対し、Ｚ軸に沿って下側から上側に向かって焦点位置を移動させながらレーザー光を照射する。このようにレーザー光の照射を行うことで、レーザー光の照射方向において照射部位が重畳している場合であっても、レーザー光の照射による改質の影響を受けることなく不要部分を除去できる。図５Ｄは、第２の線分Ｌ２に基づく照射部位Ｐ２１〜Ｐ２９全てに対してレーザー光を照射した状態を示す。
【００５１】
以上のようにして全て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１２でＹの場合）、材料Ｍの不要部分Ｄは切断される（不要部分Ｄの切断。ステップ１３）。その結果、部分Ｘが得られる（図５Ｅ参照）。これの不要部分に対して同様の加工を繰り返すことで目的物が得られる。なお、ステップ１２が完了した後に不要部分が切断されなかった場合は、たとえば、切断面に外力を与えることによって容易に切断することができる。
【００５２】
なお、上記例では、材料Ｍに対し、Ｚ軸に沿って上側からレーザー光を照射（下方向にレーザー光を照射）する例について述べたがこれに限られない。材料Ｍに対し、Ｚ軸に沿って下側からレーザー光を照射（上方向にレーザー光を照射）してもよいし、Ｚ軸に直交するＸ軸またはＹ軸に沿って横側からレーザー光を照射（横方向にレーザーを照射）してもよい。或いは、材料Ｍの表面Ｍｓが傾斜している場合や部分Ｘの形状によっては、斜め方向にレーザー光を照射してもよい。いずれの場合であっても、レーザー光の照射方向において重畳する照射部位がある場合、当該重畳する照射部位に対し、レーザー光が入射する材料Ｍの表面Ｍｓから離れている順（材料表面からの距離が長い順）にレーザー光を照射することで、材料Ｍの改質の影響を受けることなく不要部分を切断できる。
【００５３】
以上の通り、本実施形態に係る加工方法は、光透過性の材料Ｍに対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料Ｍの不要部分を切断する加工方法であって、所定方向に設定された第１の線分Ｌ１に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成する加工方法である。
【００５４】
このように、線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成できるため、不要部分の除去を効率よく行うことができる。従って、材料から目的物を作成する際の加工時間を短縮することができる。さらに、アブレーション加工を利用するため、切断部位が熱によって変形等することがない。従って、切断面が滑らかになり、切断面の精度が向上する。
【００５５】
また、本実施形態に係る加工方法においては、第１の線分Ｌ１は、複数設定され、複数の第１の線分Ｌ１に基づく照射部位それぞれに沿ってレーザー光を照射することができる。このようにレーザー光を照射することで、材料内部に複数の切断部位を形成できる。従って、不要部分の切断が容易になる。
【００５６】
また、本実施形態に係る加工方法は、当該所定方向と異なる方向に設定された複数の第２の線分Ｌ２に基づく照射部位それぞれに沿ってレーザー光を照射することができる。このようにレーザー光を照射することで、材料内部に方向の異なる切断部位を形成できる。従って、不要部分の切断がさらに容易になる。
【００５７】
また、本実施形態に係る加工方法において、第１の線分Ｌ１と第２の線分Ｌ２は直交してもよい。このような線分に基づく照射部位にレーザー光を照射することで、切断部位が格子状に形成される。従って、不要部分の切断が容易になり、且つ切断面をより滑らかに形成できる。
【００５８】
また、本実施形態に係る加工方法は、レーザー光の照射方向において重畳する照射部位がある場合、当該重畳する照射部位に対し、レーザー光が入射する材料表面から離れている順にレーザー光を照射する。これによって、照射されたレーザー光が改質の影響を受けることが無い。すなわち、改質した照射部位をレーザー光が透過できないといった問題や、改質した照射部位でレーザー光の屈折や反射が起こり、別の照射部位に対して正確にレーザー光を照射できないといった問題が生じ難い。従って、設定された線分に基づく照射部位に沿って、正確に切断部位を形成できる。
【００５９】
また、本実施形態に係る加工方法において、レーザー光は、材料Ｍの屈折率に基づいて補正された位置に対して照射することができる。このように、材料Ｍの屈折率の影響を考慮してレーザー光の照射位置（焦点位置）を補正することにより、設定された線分に基づく照射部位に正確にレーザー光を照射できる。
【００６０】
本実施形態に係る加工システム１００は、光透過性の材料Ｍに対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料Ｍの不要部分を切断する。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Ｍ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、所定方向に設定された第１の線分Ｌ１に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成するよう照射部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１００によれば、線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することができるため、材料内部に切断部位を形成できる。従って、不要部分の除去を効率よく行うことができる。すなわち、材料から目的物を作成する際の加工時間を短縮することができる。さらに、アブレーション加工を利用するため、切断部位が熱によって変形等することがない。従って、切断面が滑らかになり、切断面の精度が向上する。
【００６１】
本実施形態に係る加工プログラムは、光透過性の材料Ｍに対してレーザー光を照射することでアブレーション加工を行い、当該材料Ｍの不要部分を切断する加工システム１００で実行されるプログラムであって、所定方向に設定された第１の線分Ｌ１に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することにより、材料内部に切断部位を形成させる。このような加工プログラムによれば、このようなプログラムを実行する加工システム１００は、線分に基づく照射部位に沿ってレーザー光を照射することで、材料内部に切断部位を形成できる。従って、不要部分の除去を効率よく行うことができる。すなわち、材料から目的物を作成する際の加工時間を短縮することができる。さらに、アブレーション加工を利用するため、切断部位が熱によって変形等することがない。従って、切断面が滑らかになり、切断面の精度が向上する。
【００６２】
＝＝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。
【００６３】
上記実施形態は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものでは
ない。上記の構成は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行
うことができる。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特
許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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