(57)【要約】【課題】より簡単な構成で、かつ高い精度で加工を行うことが可能であること。【解決手段】第１レーザ及び第２レーザを出力するレーザ出力装置と、第１コア層とクラッド層と第２コア層とが同心円上に配置された光ファイバと、第１レーザを第１コア層に入射させ、第２レーザを第２コア層に入射させる案内光学系と、光ファイバから出力された第１レーザと第２レーザとを分岐させ、第１レーザを被加工部材に照射させ、かつ、第１レーザが照射された領域に第２レーザを照射させる照射機構と、照射機構と被加工部材とを相対的に移動させる相対移動機構と、を有し、照射機構は、光ファイバからリング形状で出力された第２レーザをリング形状で被加工部材に照射させる。【選択図】図１
2013180295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工部材にレーザを照射し、被加工部材を加工する加工装置であって、
第１レーザ及び前記第１レーザよりも出力が低い第２レーザを出力するレーザ出力装置と、
第１コア層と前記第１コア層の外周側に配置されたクラッド層と、前記クラッド層の外周側に配置された第２コア層とが同心円上に配置された光ファイバと、
前記第１レーザを前記第１コア層に入射させ、前記第２レーザを前記第２コア層に入射させる案内光学系と、
前記光ファイバから出力された前記第１レーザと前記第２レーザとを分岐させ、前記第１レーザを前記被加工部材に照射させ、かつ、前記第１レーザが照射された領域に前記第２レーザを照射させる照射機構と、
前記照射機構と前記被加工部材とを相対的に移動させる相対移動機構と、を有し、
前記照射機構は、前記光ファイバからリング形状で出力された前記第２レーザをリング形状で前記被加工部材に照射させることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記案内光学系は、前記第１コア層よりも内側に配置されたクラッド層をさらに有し、
前記照射機構は、前記光ファイバからリング形状で出力された前記第１レーザをリング形状で前記被加工部材に照射させることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記照射機構は、前記第２レーザを前記第１レーザの照射位置と重なる位置に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記レーザ出力装置は、前記第１レーザを出力する第１レーザ出力装置と、前記第２レーザを出力する第２レーザ出力装置と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項５】
前記第１レーザ出力装置は、ファイバレーザ出力装置であることを特徴とする請求項４に記載の加工装置。
【請求項６】
前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザを短パルスで出力する短パルスレーザ出力装置であることを特徴とする請求項４または５に記載の加工装置。
【請求項７】
前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザの周波数を１ｋＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下のパルスで出力することを特徴とする請求項６に記載の加工装置。
【請求項８】
前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザのパルス幅を１０００ピコ秒よりも短い時間で出力することを特徴とする請求項６または７に記載の加工装置。
【請求項９】
前記相対移動機構は、前記照射機構を移動させることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項１０】
前記相対移動機構は、前記被加工部材を移動させることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項１１】
被加工部材にレーザを照射し、被加工部材を加工する加工方法であって、
第１レーザ及び前記第１レーザよりも出力が低い第２レーザを出力するステップと、
第１コア層と前記第１コア層の外周側に配置されたクラッド層と、前記クラッド層の外周側に配置された第２コア層とが同心円上に配置された光ファイバに対して、前記第１レーザを前記第１コア層に入射させ、前記第２レーザを前記第２コア層に入射させるステップと、
入射された前記第１レーザ及び前記第２レーザを前記光ファイバから出力させるステップと、
前記光ファイバから出力された前記第１レーザと前記第２レーザとを分岐させ、前記第１レーザを前記被加工部材に照射させ、かつ、前記第１レーザが照射された領域に前記第２レーザをリング形状で照射させるステップと、
前記第１レーザ及び前記第２レーザの照射位置と前記被加工部材とを相対的に移動させるステップと、を有することを特徴とする加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象の部材にレーザを照射して加工を行う加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工部材に対して切断や穴あけ等の加工を行う加工装置として、レーザを用いる加工装置がある（特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１及び特許文献２に記載の加工装置は、被加工部材にレーザを照射することで、被加工部材に対して切断や穴あけを行う。また、特許文献１には、第１の波長を有するレーザと、第２の波長を有するレーザの２つのレーザを用いて加工を行う加工装置が記載されている。特許文献１には、第１のパルス幅のレーザと、第２のパルス幅のレーザの２つのレーザを用いて加工を行う加工装置が記載されている。特許文献２には、高出力連続発振固体レーザを用いて第１の除去加工を行い、超短パルス固体レーザを１秒間に複数回照射して第２の除去加工を行う加工装置が記載されている。
【０００３】
また、本出願人が出願人の特許文献３には、ＣＯ２レーザ発振器及びエキシマレーザ発振器を備え、ＣＯ２レーザビームとエキシマレーザビームを２つのレーザとして用い、ＣＯ２レーザのレーザビームを照射することによりプラスチック部材あるいはＦＲＰ部材の切断又は穴あけを行った後、引き続いてエキシマレーザのレーザビームをその切断面及びその近傍に照射して切断面に生起した炭化層或いは熱影響層を除去するレーザによる切断を行う加工装置が記載されている。特許文献３に記載の加工装置は、エキシマレーザビームをその横断面がリング状のレーザビームとし、該レーザビームの中空部にＣＯ２レーザビームを挿通して、両レーザビームの光軸を同一にした後、両レーザビームを同一の伝送経路で伝送し、プラスチック部材あるいはＦＲＰ部材の切断又は穴あけ加工部の近傍まで導き、該近傍にて再び両レーザビームを分離することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１０−５２８８６５号公報
【特許文献２】特許第４７３４４３７号公報
【特許文献３】特許第２８３１２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１から３に記載の加工装置のように、２つのレーザを用いることで被加工部材を適切に加工することができる。しかしながら、特許文献１から３に記載の加工装置を用いて加工を行っても、加工精度が不十分な場合がある。また、特許文献１から３に記載の加工装置は、装置が複雑になる場合もある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より簡単な構成で、かつ高い精度で加工を行うことが可能である加工装置および加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工部材にレーザを照射し、被加工部材を加工する加工装置であって、第１レーザ及び前記第１レーザよりも出力が低い第２レーザを出力するレーザ出力装置と、第１コア層と前記第１コア層の外周側に配置されたクラッド層と、前記クラッド層の外周側に配置された第２コア層とが同心円上に配置された光ファイバと、前記第１レーザを前記第１コア層に入射させ、前記第２レーザを前記第２コア層に入射させる案内光学系と、前記光ファイバから出力された前記第１レーザと前記第２レーザとを分岐させ、前記第１レーザを前記被加工部材に照射させ、かつ、前記第１レーザが照射された領域に前記第２レーザを照射させる照射機構と、前記照射機構と前記被加工部材とを相対的に移動させる相対移動機構と、を有し、前記照射機構は、前記光ファイバからリング形状で出力された前記第２レーザをリング形状で前記被加工部材に照射させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記案内光学系は、前記第１コア層よりも内側に配置されたクラッド層をさらに有し、前記照射機構は、前記光ファイバからリング形状で出力された前記第１レーザをリング形状で前記被加工部材に照射させることが好ましい。
【０００９】
また、前記照射機構は、前記第２レーザを前記第１レーザの照射位置と重なる位置に照射することが好ましい。
【００１０】
また、前記レーザ出力装置は、前記第１レーザを出力する第１レーザ出力装置と、前記第２レーザを出力する第２レーザ出力装置と、を有することが好ましい。
【００１１】
また、前記第１レーザ出力装置は、ファイバレーザ出力装置であることが好ましい。
【００１２】
また、前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザを短パルスで出力する短パルスレーザ出力装置であることが好ましい。
【００１３】
また、前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザの周波数を１ｋＨｚ以上１０００ＭＨｚのパルスで出力することが好ましい。
【００１４】
また、前記第２レーザ出力装置は、前記第２レーザのパルス幅を１０００ピコ秒よりも短い時間で出力することが好ましい。
【００１５】
また、前記相対移動機構は、前記照射機構を移動させることが好ましい。
【００１６】
また、前記相対移動機構は、前記被加工部材を移動させることが好ましい。
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工部材にレーザを照射し、被加工部材を加工する加工方法であって、第１レーザ及び前記第１レーザよりも出力が低い第２レーザを出力するステップと、第１コア層と前記第１コア層の外周側に配置されたクラッド層と、前記クラッド層の外周側に配置された第２コア層とが同心円上に配置された光ファイバに対して、前記第１レーザを前記第１コア層に入射させ、前記第２レーザを前記第２コア層に入射させるステップと、入射された前記第１レーザ及び前記第２レーザを前記光ファイバから出力させるステップと、前記光ファイバから出力された前記第１レーザと前記第２レーザとを分岐させ、前記第１レーザを前記被加工部材に照射させ、かつ、前記第１レーザが照射された領域に前記第２レーザをリング形状で照射させるステップと、前記第１レーザ及び前記第２レーザの照射位置と前記被加工部材とを相対的に移動させるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、より簡単な構成で、かつ高い精度で加工を行うことが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、加工装置の第１実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、光ファイバの概略構成を示す断面図である。
【図３】図３は、光ファイバが案内するレーザの出力分布を説明するための説明図である。
【図４】図４は、加工装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】図５は、加工装置の動作を説明するための説明図である。
【図６】図６は、加工装置の第２実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図７】図７は、第２実施形態の光ファイバの概略構成を示す断面図である。
【図８】図８は、第２実施形態の光ファイバが案内するレーザの出力分布を説明するための説明図である。
【図９】図９は、第２実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、他の実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかる加工装置および加工方法の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。例えば、本実施形態では、板状の被加工部材を加工する場合として説明するが、被加工部材の形状は特に限定されない。被加工部材の形状は、種々の形状とすることができる。また、本実施形態では、被加工部材を直線状に切断する場合として説明するが、被加工部材上における加工位置、つまりレーザの照射位置を調整することで、直線以外の形状、例えば、屈曲点を有する形状、湾曲した形状とすることもできる。また、本実施形態では、被加工部材を移動させることで、レーザと被加工部材とを相対的に移動させたが、レーザを移動させるようにしてもよく、レーザと被加工部材の両方を移動させてもよい。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、加工装置の第１実施形態の概略構成を示す模式図である。図２は、光ファイバの概略構成を示す断面図である。図３は、光ファイバが案内するレーザの出力分布を説明するための説明図である。図４は、加工装置の動作を説明するための説明図である。図５は、加工装置の動作を説明するための説明図である。加工装置１０は、図１に示すように、ファイバレーザ出力装置（第１レーザ出力装置）１２と、短パルスレーザ出力装置（第２レーザ出力装置）１４と、レーザ案内光学系１６と、光ファイバ１８と、照射機構２０と、移動機構２２と、を有する。加工装置１０は、移動機構２２に設置された被加工部材８にレーザを照射することで、被加工部材８を加工する。ここで、本件において、加工装置１０は、被加工部材８の表面をＸＹ平面とし、被加工部材８の表面に直交する方向をＺ方向とする。なお、加工装置１０は、加工位置の走査方向（被加工部材８とレーザとの相対的な移動方向）をＸ方向とする。
【００２２】
ここで、本実施形態の被加工部材８は、板状の部材である。被加工部材８としては、鋼板を用いる場合として説明する。なお、被加工部材８としては、鋼板に限定されず、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック、Carbon Fiber Reinforced Plastics）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ）等の繊維強化プラスチック、鋼板以外の鉄合金、アルミ合金等の各種金属、その他複合材料等を対象とすることができる。
【００２３】
ファイバレーザ出力装置（第１レーザ出力装置）１２は、光ファイバを媒質に用いてレーザを出力する装置である。ファイバレーザ出力装置１２は、第１レーザＬ１を出力する。ファイバレーザ出力装置１２は、ファブリペロー型ファイバレーザ出力装置やリング型ファイバレーザ出力装置を用いることができる。また、ファイバレーザ出力装置１２は、連続波発振（Continuous Wave Operation）とパルス発振（Plused Operation）のいずれの方式を用いるレーザ出力装置でもよい。ファイバレーザ出力装置１２のファイバには、例えば希土類元素（Ｅｒ、Ｎｄ、Ｙｂ）を添加したシリカガラスを使用することができる。
【００２４】
短パルスレーザ出力装置（第２レーザ出力装置）１４は、短パルスのレーザを出力する装置である。短パルスレーザ出力装置１４は、第２レーザＬ２を短パルスで出力する。ここで、短パルスとは、パルス幅が１０００ピコ秒以下のパルスである。短パルスレーザ出力装置１４は、レーザの発生源として、例えばチタンサファイアレーザーを用いることができる。
【００２５】
レーザ案内光学系１６は、ファイバレーザ出力装置１２から出力された第１レーザＬ１と、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２と、を光ファイバ１８に案内する光学系である。レーザ案内光学系１６は、光ファイバ３０と、光ファイバ３２と、アキシコンレンズユニット３４と、反射部材３６と、ハーフミラー３８と、を有する。レーザ案内光学系１６は、光ファイバ３０で第１レーザＬ１を案内し、光ファイバ３２とアキシコンレンズユニット３４と反射部材３６とハーフミラー３８とで第２レーザＬ２を案内する。また、レーザ案内光学系１６は、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２の形状を案内する光学系で変形し、中空のリング形状とする。
【００２６】
光ファイバ３０は、一方の端部がファイバレーザ出力装置１２に接続され、他方の端部が光ファイバ１８の入射端と対面している。光ファイバ３０は、ファイバレーザ出力装置１２から出力された第１レーザＬ１を光ファイバ１８の入射端に向かって出力する。なお、光ファイバ３０と光ファイバ１８との間にはハーフミラー３８が配置されている。なお、光ファイバ３０は、ファイバレーザ出力装置１２の光ファイバの一部としてもよい。
【００２７】
光ファイバ３２は、一方の端部が短パルスレーザ出力装置１４に接続され、他方の端部がアキシコンレンズユニット３４の入射端と対面している。光ファイバ３２は、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２をアキシコンレンズユニット３４の入射端に向かって出力する。なお、光ファイバ３２は、必ずしも設けなくてもよい。
【００２８】
アキシコンレンズユニット３４は、光ファイバ３２と反射部材３６との間に配置されている。アキシコンレンズユニット３４は、２枚のアキシコンレンズの円錐部分を対向する向きで配置したレンズであり、入射された光（光束）の円形状をリング形状（円環形状、円筒形状）、つまり光束の中心に穴が空いた形状とする光学部材である。アキシコンレンズユニット３４は、入射した円形状の第２レーザＬ２を、リング形状の第２レーザＬ２ａとして出力する。
【００２９】
反射部材３６は、アキシコンレンズユニット３４から出力された第２レーザＬ２ａを、ハーフミラー３８に向けて反射させる。ハーフミラー３８は、第１レーザＬ１を透過し、第２レーザＬ２ａを反射させる光学部材である。ハーフミラー３８は、上述したように第１レーザＬ１の光路上に配置されている。ハーフミラー３８は、反射部材３６で反射された第２レーザＬ２ａを光ファイバ１８に向けて反射させる。ここで、反射された第２レーザＬ２ａは、第１レーザＬ１と平行な方向に進む光となる。また、第１レーザＬ１は、第２レーザＬ２ａのリング形状の中空部分（穴の部分）を進む光となる。
【００３０】
レーザ案内光学系１６は、以上のような構成であり、第２レーザＬ２をリング形状の第２レーザＬ２ａとし、さらに、第１レーザＬ１が第２レーザＬ２ａの中空部分を通るように、２つのレーザの位置及び向きを調整して、光ファイバ１８に入射させる。
【００３１】
光ファイバ１８は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとを照射機構２０に案内する導光部材（導波部材）である。光ファイバ１８は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとを別々に案内するいわゆるスイッチコアファイバである。光ファイバ１８は、図２に示すように、断面形状が、第１コア層６０と、クラッド層６２と、第２コア層６４と、クラッド層６６と、で構成されている。第１コア層６０と、クラッド層６２と、第２コア層６４と、クラッド層６６と、は、同心円上に、径方向内側から外側に向かって、この順に配置されている。つまり光ファイバ１８は、第１コア層６０と第２コア層６４との間にクラッド層６２が配置され、第２コア層６４の外側がクラッド層６６に覆われている。このように、第１コア層６０は、外周にクラッド層６２が配置され、断面が中実の円形状となる。第２コア層６４は、内周にクラッド層６２が配置され、外周にクラッド層６６が配置され、断面がリング形状となる。第１コア層６０と第２コア層６４とは、光を透過する工学部材で形成されている。クラッド層６２は、表面の両面（内周面及び外周面）が光を反射する部材で形成されている。クラッド層６６は、内周面が光を反射する部材で形成されている。
【００３２】
光ファイバ１８は、第１コア層６０に入射された光と、第２コア層６４に入射された光と、をクラッド層６２、６６で反射させつつ案内することで、２つの光を別々に案内することができる。光ファイバ１８は、断面の中心側に配置された第１コア層６０に第１レーザＬ１が入射され、断面の外径側に配置された第２コア層６４に第１レーザＬ１の外周を囲う位置で案内されるリング形状の第２レーザＬ２ａが入射される。これにより、光ファイバ１８が案内する光の強度分布は、図３に示す分布となる。光ファイバ１８は、第１コア層６０で、中心に向かうほど出力が大きくなる第１レーザＬ１を案内する。また、光ファイバ１８は、第２コア層６４で、リング状の出力分布となる第２レーザＬ２ａを案内する。以上より、光ファイバ１８は、第１コア層６０の一方の端部（ハーフミラー３８と向かい合う面）から入射された第１レーザＬ１を他方の端部（照射機構２０と向かい合う面）から出力させる。光ファイバ１８は、第２コア層６４の一方の端部（ハーフミラー３８と向かい合う面）から入射されたリング形状の第２レーザＬ２ａを他方の端部（照射機構２０と向かい合う面）からリング形状で出力させる。
【００３３】
照射機構２０は、光ファイバ１８から出力される第１レーザＬ１及び第２レーザＬ２ａを分離し、第１レーザＬ１を照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させる機構である。照射機構２０は、ハーフミラー４０と、反射部材４２と、集光レンズ４４、４６と、を有する。
【００３４】
ハーフミラー４０は、第１レーザＬ１を透過し、第２レーザＬ２ａを反射させる光学部材である。ハーフミラー４０は、光ファイバ１８の出射面と対面する位置に配置されている。ハーフミラー４０は、光ファイバ１８から出力された第１レーザＬ１を透過させ、光ファイバ１８から出力された第２レーザＬ２ａを反射部材４２に向けて反射させる。反射部材４２は、ハーフミラー３８で反射された第２レーザＬ２ａを、照射位置５２に向けて反射させる。
【００３５】
集光レンズ４４は、ハーフミラー４０と照射位置５０との間に配置され、ハーフミラー４０を通過した第１レーザＬ１を集光させる。これにより、照射位置５０には、集光レンズ４４で集光された第１レーザＬ１が到達する。集光レンズ４６は、反射部材４２と照射位置５２との間に配置され、反射部材４２で反射された第２レーザＬ２ａを集光させる。これにより、照射位置５２には、集光レンズ４６で集光された第２レーザＬ２ａが到達する。
【００３６】
移動機構２２は、被加工部材８を支持しており、照射機構２０に対して被加工部材８を所定方向、本実施形態では矢印α方向に移動させる。なお、移動機構２２は、被加工部材８を、矢印α方向以外の方向、つまり、ＸＹＺの３軸のそれぞれの方向に移動させることができる。
【００３７】
加工装置１０は、ファイバレーザ出力装置１２から第１レーザＬ１を出力させ、短パルスレーザ出力装置１４から第２レーザＬ２を出力させる。加工装置１０は、出力された第１レーザＬ１と第２レーザＬ２をレーザ案内光学系１６で光ファイバ１８に案内する。レーザ案内光学系１６は、第２レーザＬ２を案内しつつ、リング形状の第２レーザＬ２ａとする。加工装置１０は、レーザ案内光学系１６で案内した第１レーザＬ１を光ファイバ１８の第１コア層６０に入射させ、第２レーザＬ２ａを第２コア層６４に入射させる。加工装置１０は、光ファイバ１８で案内され、出射された第１レーザＬ１及び第２レーザＬ２ａを照射機構２０でそれぞれに分離し、第１レーザＬ１を照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させる。また、加工装置１０は、照射位置５０、５２にレーザが照射されている間、移動機構２２で被加工部材８を矢印α方向に移動させる。
【００３８】
これにより、加工装置１０は、図４及び図５に示すように、第１レーザＬ１を照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させることで、照射位置５０、５２にある被加工部材８を加工することができる。また、加工装置１０は、移動機構２２により被加工部材８を移動させることで、被加工部材８上における照射位置５０と照射位置５２が矢印α方向に移動される。これにより、加工装置１０は、被加工部材８の任意の部分が照射位置５０を通過し、第１レーザＬ１で加工された加工領域５４となる。また、加工装置１０は、被加工部材８の加工領域５４となった部分が照射位置５２を通過し、第２レーザＬ２ａで加工された加工領域５６となる。つまり、加工装置１０は、被加工部材８の加工対象の部分に第１レーザＬ１を照射して加工（粗加工）した後、第２レーザＬ２ａを照射して加工（仕上げ加工）する。これにより、加工装置１０は、被加工部材８の加工対象の領域を切断したり、穴あけしたりする。
【００３９】
加工装置１０は、以上のように、ファイバレーザで出力される第１レーザＬ１で被加工部材８を粗加工し、第１レーザＬ１よりも出力が低いリング形状の第２レーザＬ２ａで仕上げ加工を行うことで、被加工部材８の加工精度を高くすることができる。加工装置１０は、第１レーザＬ１で加工することで、被加工部材８を短時間で加工（切断、穴あけ）することができ、その後、第２レーザＬ２ａで加工することで、加工端面の熱影響を除去、低減することができる。
【００４０】
加工装置１０は、仕上げ加工を行う第２レーザＬ２ａをリング形状とすることで、第２レーザＬ２ａを出力強度が強い周囲の部分で形成されたレーザとすることができ、効率よく加工を行うことができる。これにより、短パルスレーザ出力装置１４から出力する第２レーザＬ２を効率よく使用することができ、エネルギー効率を向上させ、かつ加工時間をより短時間にすることができる。
【００４１】
また、加工装置１０は、第２レーザＬ２ａとして、短パルスで出力されるレーザを用いることで、仕上げ加工をより高い精度で行うことができる。
【００４２】
また、加工装置１０は、ファイバレーザ出力装置１２と短パルスレーザ出力装置１４とを用いて、上記加工を行うことでアシストガスを使用しなくても、また少ないアシストガスで好適に被加工部材８を加工することができる。なお、加工装置１０は、アシストガスを使用しなくても好適に被加工部材８を加工することができるが、窒素、酸素等のアシストガスを用いても同様に加工を行うことができる。加工装置１０は、被加工部材の材料等によっては、窒素、酸素等のアシストガスを用いることで、加工速度をより速くすることが出来る場合もある。このように加工装置１０は、レーザの照射位置にアシストガスを供給するアシストガス供給手段をさらに設けていてもよい。
【００４３】
また、加工装置１０は、２つのコア層が同心円上に配置された１本の光ファイバ１８を用いて、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａを案内することで、２つのレーザを案内する機構を簡単にすることができる。これにより、装置構成を簡単にすることができる。具体的には、光ファイバ１８を用いることで、レーザの光路を直線以外とすることが可能となる。これにより、ファイバレーザ出力装置１２及び短パルスレーザ出力装置１４のレーザの出力位置から照射機構２０へのレーザの入射位置までの光路の自由度を向上させることができる。また、１本の光ファイバ１８で出力位置のレーザの向きに対する入射位置のレーザの向きを変えることができる。つまり、ミラー等を用いなくても、レーザの向きや位置を変更することができる。これにより、簡単な装置構成で、所望の位置にレーザを案内することができる。つまり、装置構成を簡単にすることができ、かつ取り扱いを簡単にすることができる。また、装置内に設けるレーザが通過する直線の部分を低減することができる。また、加工装置１０は、光ファイバ１８を用いることで、一方のレーザが他方のレーザに干渉することを抑制しつつ、２つのレーザを同軸で案内することができる。これにより、光路の断面において、第２レーザＬ２ａが第１レーザＬ１の外周を囲う配置で、２つのレーザを案内した場合でも、２つのレーザを好適に案内することができる。
【００４４】
さらに、加工装置１０は、光ファイバ１８を用いることで、第１レーザ及び第２レーザを案内する光学系のずれを生じにくくすることができる。具体的には、光ファイバの内部を案内することで、レンズ等の光学系よりの相対位置のずれを生じにくくすることができ、振動やオペレータの干渉によって光軸がずれることを抑制することができる。また、加工装置１０は、光ファイバ１８を用いることで、安全性を高くすることができる。具体的には、被加工部材８を加工するレーザを光ファイバ１８の中に通すことで、レーザが露出している領域を減らすことができる。これにより、レーザが予期せぬ部分に照射されることを抑制でき、安全性を高くすることができる。また、加工装置１０は、光ファイバ１８を用いることで、メンテナンスを行いやすくすることができる。また、加工装置１０は、光ファイバ１８を用いることで、レーザを案内する光学系の交換を安価に行うことができ、メンテナンスコストを低減することができる。
【００４５】
また、加工装置１０は、第２レーザＬ２ａをより外周側の第２コア層６４で案内することで、リング状の第２レーザＬ２ａをリング状のまま、案内することができる。これにより、リング状の第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射することができ、被加工部材８の仕上げ加工を好適に行うことができ、加工精度を向上させることができる。
【００４６】
なお、加工装置１０は、ハーフミラー３８、４０に代えて第１レーザＬ１が到達する部分が透明または空洞で、第２レーザＬ２ａが到達する部分に反射部材が配置されたリング型の反射部材を設けてもよい。このように、反射部材を選択的に設けた構成とすることでも、２つのレーザの光路を同心円上にしたり、同心円上の２つのレーザを分離したりすることができる。
【００４７】
短パルスレーザ出力装置１４は、周波数が１ｋＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下のパルスでレーザを出力することが好ましい。加工装置１０は、短パルスレーザ出力装置１４から出力させるレーザのパルスの周波数を１ｋＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下とすることで、第２レーザＬ２ａによる仕上げ加工の精度をより向上させることができ、かつ、加工速度を早くすることができる。
【００４８】
短パルスレーザ出力装置１４は、パルス幅を１０００ピコ秒よりも短い時間で出力することが好ましい。加工装置１０は、短パルスレーザ出力装置１４から出力させるレーザのパルスのパルス幅を１０００ピコ秒より短い時間とすることで、第２レーザＬ２ａによる仕上げ加工の精度をより向上させることができる。また、短パルスレーザ出力装置１４は、パルス幅を５００ピコ秒よりも短い時間で出力することがさらに好ましい。加工装置１０は、短パルスレーザ出力装置１４から出力させるレーザのパルスのパルス幅を５００ピコ秒より短い時間とすることで、第２レーザＬ２ａによる仕上げ加工の精度をより向上させることができる。また、短パルスレーザ出力装置１４は、パルス幅を１ピコ秒よりも短い時間で出力することがさらに好ましい。加工装置１０は、短パルスレーザ出力装置１４から出力させるレーザのパルスのパルス幅を１ピコ秒より短い時間とすることで、第２レーザＬ２ａによる仕上げ加工の精度をより向上させることができる。
【００４９】
ここで、加工装置１０は、パルス幅と周波数の両方が上記範囲を満たす条件で端パルスレーザ出力装置１４からレーザを出力させることが好ましい。これにより、加工装置１０は、加工速度と品質とを高いレベルで両立させることができる。なお、加工装置１０は、上記範囲でパルス幅を調整することで、品質を調整することができ、周波数を調整することで、品質及び加工性（加工速度）を調整することができる。
【００５０】
ここで、第１レーザの出力は、１０Ｗ以上１００００Ｗ以下とすることが好ましい。第１レーザの出力を上記範囲とすることで、短時間でかつ適切に被加工部材を粗加工することができる。第２レーザの出力は、１Ｗ以上５０Ｗ以下とすることが好ましい。第２レーザの出力を上記範囲とすることで、短時間でかつ適切に被加工部材を仕上げ加工することができ、熱影響を好適に低減または除去することができる。
【００５１】
ここで、加工装置１０は、第１レーザの出力を上記範囲で、加工品質を高く維持できる出力とすることが好ましい。これにより、加工装置１０は、第２レーザを照射して実行する仕上げ加工に対する負荷を軽減することができ、被加工部材の加工をより短時間で好適に実行することができる。また、加工装置１０は、上述したように、第２レーサを、パルス幅を１０００ピコ秒以下としつつ、１Ｗ以上５０Ｗ以下の出力とすることで、１パルスあたりのレーザのエネルギーを大きくすることができる。これにより、効率よく高い品質の加工を行うことができる。
【００５２】
また、加工装置１０は、ファイバレーザ出力装置１２から出力させる第１レーザＬ１の出力、レーザの種類や、短パルスレーザ出力装置１４から出力させる第２レーザＬ２の出力、周波数、パルス幅等を調整可能とすることが好ましい。これにより、加工装置１０は、加工する被加工部材８の厚みや材質、加工時間、許容される加工精度等に対応した適切な第１レーザＬ１及び第２レーザＬ２を出力させることができる。これにより、加工装置１０は、より短時間かつより適切な精度で被加工部材を加工することができる。
【００５３】
加工装置は、上記実施形態に限定されず、種々の実施形態とすることができる。以下、図６から図１１を用いて、他の実施形態について説明する。
【００５４】
［第２実施形態］
図６は、加工装置の第２実施形態の概略構成を示す模式図である。図７は、第２実施形態の光ファイバの概略構成を示す断面図である。図８は、第２実施形態の光ファイバが案内するレーザの出力分布を説明するための説明図である。図９は、第２実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。図１０は、第２実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。なお、第２実施形態の加工装置１００は、レーザ案内光学系１０２、光ファイバ１０４の構造を除いて他の構成は、第１実施形態の加工装置１０と同様である。加工装置１０と同様の構成については説明を省略する。
【００５５】
加工装置１００は、図６に示すように、ファイバレーザ出力装置（第１レーザ出力装置）１２と、短パルスレーザ出力装置（第２レーザ出力装置）１４と、レーザ案内光学系１０２と、光ファイバ１０４と、照射機構２０と、移動機構２２と、を有する。加工装置１００は、移動機構２２に設置された被加工部材８にレーザを照射することで、被加工部材８を加工する。ファイバレーザ出力装置１２と、短パルスレーザ出力装置１４と、照射機構２０と、移動機構２２と、は、図１に示す加工装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。また、被加工部材８も、図１に示す加工装置１０に設置されている被加工部材８と同様の構成である。
【００５６】
レーザ案内光学系１０２は、ファイバレーザ出力装置１２から出力された第１レーザＬ１と、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２と、を光ファイバ１０４に案内する光学系である。レーザ案内光学系１０２は、光ファイバ３０と、光ファイバ３２と、アキシコンレンズユニット３４と、反射部材３６と、ハーフミラー３８と、アキシコンレンズユニット１１０と、を有する。レーザ案内光学系１０２は、光ファイバ３０とアキシコンレンズユニット１１０とで第１レーザＬ１を案内し、光ファイバ３２とアキシコンレンズユニット３４と反射部材３６とハーフミラー３８とで第２レーザＬ２を案内する。レーザ案内光学系１０２は、ファイバレーザ出力装置１２から出力された第１レーザＬ１の形状を案内する光学系で変形し、中空のリング形状とする。レーザ案内光学系１０２は、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２の形状を案内する光学系で変形し、中空のリング形状とする。光ファイバ３０と、光ファイバ３２と、アキシコンレンズユニット３４と、反射部材３６と、ハーフミラー３８と、は、上述したレーザ案内光学系１６と同様の構成である。
【００５７】
光ファイバ３０は、一方の端部がファイバレーザ出力装置１２に接続され、他方の端部がアキシコンレンズユニット１１０の入射面と対面している。光ファイバ３０は、ファイバレーザ出力装置１２の光ファイバの一部としてもよい。光ファイバ３０は、ファイバレーザ出力装置１２から出力された第１レーザＬ１をアキシコンレンズユニット１１０の入射面に向かって出力する。
【００５８】
アキシコンレンズユニット１１０は、光ファイバ３０とハーフミラー３８との間に配置されている。アキシコンレンズユニット１１０は、２枚のアキシコンレンズの円錐部分を対向する向きで配置したレンズであり、入射された光（光束）の円形状をリング形状（円環形状、円筒形状）、つまり光束の中心に穴が空いた形状とする光学部材である。アキシコンレンズユニット１１０は、入射した円形状の第１レーザＬ１を、リング形状の第１レーザＬ１ａとして出力する。アキシコンレンズユニット１１０は、光ファイバ１０４の入射端と対面している。アキシコンレンズユニット１１０を通過した第１レーザＬ１ａは、ハーフミラー３８を通過して、光ファイバ１０４に入射する。
【００５９】
レーザ案内光学系１０２は、以上のような構成であり、第１レーザＬ１をリング形状の第１レーザＬ１ａとし、第２レーザＬ２をリング形状の第２レーザＬ２ａとし、さらに、第１レーザＬ１ａが第２レーザＬ２ａの中空部分を通るように、２つのレーザの位置及び向きを調整して、光ファイバ１０４に入射させる。
【００６０】
光ファイバ１０４は、第１レーザＬ１ａと第２レーザＬ２ａとを照射機構２０に案内する導光部材（導波部材）である。光ファイバ１０４は、第１レーザＬ１ａと第２レーザＬ２ａとを別々に案内するいわゆるスイッチコアファイバである。光ファイバ１０４は、図７に示すように、断面形状が、クラッド層１２０と、第１コア層１２２と、クラッド層１２４と、第２コア層１２６と、クラッド層１２８と、で構成されている。クラッド層１２０と、第１コア層１２２と、クラッド層１２４と、第２コア層１２６と、クラッド層１２８と、は、同心円上に、径方向内側から外側に向かって、この順に配置されている。つまり光ファイバ１０４は、第１コア層１２２の内側にクラッド層１２０が挿入され、第１コア層１２２と第２コア層１２６との間にクラッド層１２４が配置され、第２コア層１２６の外側がクラッド層１２８に覆われている。このように、第１コア層１２２は、内周にクラッド層１２０が配置され、外周にクラッド層１２４が配置され、断面がリング形状となる。第２コア層１２６は、内周にクラッド層１２４が配置され、外周にクラッド層１２８が配置され、断面がリング形状となる。第１コア層１２２と第２コア層１２６とは、光を透過する工学部材で形成されている。クラッド層１２０は、外周面が光を反射する部材で形成されている。クラッド層１２４は、表面の両面（内周面及び外周面）が光を反射する部材で形成されている。クラッド層１２８は、内周面が光を反射する部材で形成されている。
【００６１】
光ファイバ１０４は、第１コア層１２２に入射された光と、第２コア層１２６に入射された光と、をクラッド層１２０、１２４、１２８で反射させつつ案内することで、２つの光を別々に案内することができる。光ファイバ１０４は、断面の中心側に配置されたリング形状の第１コア層１２２にリング状の第１レーザＬ１ａが入射され、断面の外径側に配置されたリング形状の第２コア層１２６に第１レーザＬ１ａの外周を囲う位置で案内されるリング形状の第２レーザＬ２ａが入射される。これにより、光ファイバ１０４が案内する光の強度分布は、図８に示す分布となる。光ファイバ１０４は、第１コア層１２２で、リング状の出力分布となる第１レーザＬ１ａを案内する。また、光ファイバ１０４は、第２コア層１２６で、リング状の出力分布となる第２レーザＬ２ａを案内する。以上より、光ファイバ１０４は、第１コア層１２２の一方の端部（ハーフミラー３８と向かい合う面）から入射されたリング形状の第１レーザＬ１ａを他方の端部（照射機構２０と向かい合う面）からリング形状で出力させる。光ファイバ１０４は、第２コア層１２６の一方の端部（ハーフミラー３８と向かい合う面）から入射されたリング形状の第２レーザＬ２ａを他方の端部（照射機構２０と向かい合う面）からリング形状で出力させる。
【００６２】
照射機構２０は、光ファイバ１０４から出力される第１レーザＬ１ａ及び第２レーザＬ２ａを分離し、第１レーザＬ１ａを照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させる機構である。照射機構２０は、ハーフミラー４０と、反射部材４２と、集光レンズ４４、４６と、を有する。なお、照射機構２０は、上述した加工装置１０の照射機構２０と同様の構成である。
【００６３】
移動機構２２は、被加工部材８を支持しており、照射機構２０に対して被加工部材８を所定方向、本実施形態では矢印α方向に移動させる。なお、移動機構２２は、被加工部材８を、矢印α方向以外の方向、つまり、ＸＹＺの３軸のそれぞれの方向に移動させることができる。
【００６４】
加工装置１００は、ファイバレーザ出力装置１２から第１レーザＬ１を出力させ、短パルスレーザ出力装置１４から第２レーザＬ２を出力させる。加工装置１００は、出力された第１レーザＬ１と第２レーザＬ２をレーザ案内光学系１０２で光ファイバ１０４に案内する。レーザ案内光学系１０２は、第１レーザＬ１を案内しつつ、リング形状の第１レーザＬ１ａとし、さらに、第２レーザＬ２を案内しつつ、リング形状の第２レーザＬ２ａとする。加工装置１００は、レーザ案内光学系１０２で案内した第１レーザＬ１ａを光ファイバ１０４のリング形状の第１コア層１２２に入射させ、第２レーザＬ２ａをリング形状の第２コア層１２６に入射させる。加工装置１００は、光ファイバ１０４で案内され、出射された第１レーザＬ１ａ及び第２レーザＬ２ａを照射機構２０でそれぞれに分離し、第１レーザＬ１ａを照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させる。また、加工装置１００は、照射位置５０、５２にレーザが照射されている間、移動機構２２で被加工部材８を矢印α方向に移動させる。
【００６５】
これにより、加工装置１００は、図９及び図１０に示すように、第１レーザＬ１ａを照射位置５０に照射させ、第２レーザＬ２ａを照射位置５２に照射させることで、照射位置５０、５２にある被加工部材８を加工することができる。また、加工装置１００は、移動機構２２により被加工部材８を移動させることで、被加工部材８上における照射位置５０と照射位置５２が矢印α方向に移動される。これにより、加工装置１００は、被加工部材８の任意の部分が照射位置５０を通過し、第１レーザＬ１ａで加工された加工領域５４となる。また、加工装置１００は、被加工部材８の加工領域５４となった部分が照射位置５２を通過し、第２レーザＬ２ａで加工された加工領域５６となる。つまり、加工装置１００は、被加工部材８の加工対象の部分に第１レーザＬ１ａを照射して加工（粗加工）した後、第２レーザＬ２ａを照射して加工（仕上げ加工）する。これにより、加工装置１００は、被加工部材８の加工対象の領域を切断したり、穴あけしたりする。
【００６６】
加工装置１００は、粗加工を行う第１レーザＬ１もリング形状の第１レーザＬ１ａとし、照射位置５０に照射する。これにより、第１レーザＬ１ａを出力強度が強い周囲の部分で形成されたレーザとすることができ、効率よく加工を行うことができる。これにより、ファイバレーザ出力装置１２から出力する第１レーザＬ１を効率よく使用することができ、エネルギー効率を向上させ、かつ加工時間をより短時間にすることができる。
【００６７】
また、加工装置１００は、光ファイバ１０４の第１コア層１２２で第１レーザＬ１ａを案内し、第１コア層１２２よりも外径側の第２コア層１２６で第２レーザＬ２ａを案内することで、粗加工を行うより出力の高い第１レーザＬ１ａの集光径を小さくすることができ、よりパワーの強いリング形状のレーザとすることができる。これにより、より高速な加工が可能となり、加工時間をより短時間にすることができる。
【００６８】
図１１は、他の実施形態の加工装置の動作を説明するための説明図である。ここで、加工装置１０、１００は、矢印α方向において、第２レーザＬ２ａを、第１レーザＬ１の下流側を照射する光としたが、つまり、照射位置５０と照射位置５２とを別々の位置としたがこれに限定されない。加工装置は、図１１に示すように、矢印α方向において、第２レーザＬ２ａの照射位置５２ａを第１レーザＬ１の照射位置５０と重なる位置としてもよい。つまり、加工装置は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとが同じ位置を照射するようにしてもよい。なお、図１１では、第１レーザを中実のレーザとしたが、上述したリング形状のレーザとした場合も同様である。
【００６９】
このように、加工装置は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとが重なる位置を照射する場合、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとを交互に照射する。この場合、加工装置は、第１レーザＬ１を照射位置５０に照射させている状態で、移動機構２２で被加工部材８を矢印α方向に移動させる。その後、加工装置は、移動機構２２で被加工部材８を第１レーザＬ１での加工前の位置に戻し、第２レーザＬ２ａを照射位置５２ａに照射させている状態で、移動機構２２で被加工部材８を矢印α方向に移動させる。このように、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとを交互に照射し、粗加工と仕上げ加工を繰り返すことで被加工部材８を加工することができる。なお、加工装置は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａの交互の照射を高速で切り替え、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとが両方照射されたら移動機構２２で被加工部材８を移動させる構成とすることもできる。
【００７０】
加工装置は、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとが同じ位置を照射する構成とした場合、上述した照射機構２０で、レーザを分岐する構成を省略することができる。つまり、レーザを交互に照射させることで、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａとを同じ光学部材で照射位置まで案内することができる。なお、第１レーザＬ１と第２レーザＬ２ａのＯＮ／ＯＦＦは、出力装置によるＯＮ／ＯＦＦまたはレーザ案内光学系の各レーザの光路に新たにシャッタを配置し、配置したシャッタによるＯＮ／ＯＦＦで切り換えるようにしてもよい。
【００７１】
加工装置は、矢印αに直交する面において、第２レーザＬ２ａの進行方向と第１レーザＬ１の進行方向とのなす角を０度よりも大きくしてもよい。つまり、矢印αに直交する面において、第２レーザＬ２ａの進行方向が、第１レーザＬ１の進行方向に対して傾斜していてもよい。なお、第２レーザＬ２ａは、矢印αに直交する面において、加工を行う対象の切断面に向けてレーザを照射できる方向に傾斜している。
【００７２】
このように、加工装置は、第２レーザＬ２ａの進行方向を第１レーザＬ１の進行方向に対して傾斜させることで、切断面（第１レーザＬ１の進行方向に平行な面）の全面に第２レーザＬ２ａを照射しやすくすることができる。これにより、第１レーザＬ１を照射して加工した面の熱影響をより好適に低減または除去することができる。また、第２レーザＬ２ａの進行方向と第１レーザＬ１の進行方向とのなす角を９０度未満とすることで、第１レーザＬ１で加工され、切断（分断）された面のうち切断面を加工しない側の面が残っている場合でも、第２レーザＬ２ａを対象の切断面に照射しやすくすることができる。これにより、例えば、案内部材を設けなくても、対象の切断面に第２レーザＬ２ａを照射することができ、かつ、切断面の全面に第２レーザを照射しやすくすることができる。
【００７３】
また、上記実施形態の加工装置１０、１００は、第２レーザＬ２をリング形状にする光学部材として、アキシコンレンズユニット３４を用いたがこれに限定されない。加工装置１０、１００は、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２を光ファイバ１８、１０４のリング形状の第２コア層６４、１２６に選択的に入射させることができればよい。例えば、加工装置１０、１００は、短パルスレーザ出力装置１４から出力された第２レーザＬ２の光路に、第２レーザＬ２の中心部分の成分を吸収する吸収部材（黒い板）や、第２レーザＬ２の中心部分の成分を反射する反射部材を配置し、第２レーザＬ２の外径側の一部の領域のみ通過させて、第２レーザＬ２をリング形状としてもよい。また、加工装置１００の第１レーザＬ１をリング形状にする光学部材として、アキシコンレンズユニット１１０を用いたがこれに限定されない。第１レーザＬ１をリング形状とする工学部材も、第２レーザＬ２をリング形状とする光学部材と同様に種々の構成とすることができる。
【００７４】
上記実施形態の加工装置１０、１００は、ファイバレーザ出力装置１２を用い、粗加工を行うレーザとして、つまり先に被加工部材８に照射されるレーザとしてファイバレーザを用いたがこれに限定されない。加工装置１０、１００は、ファイバレーザ出力装置１２以外のレーザ出力装置を用いてもよい。例えば、粗加工を行うレーザを出力するレーザ出力装置として、ＣＯ２レーザ出力装置を用いてもよい。
【００７５】
上記実施形態の加工装置１０、１００は、短パルスレーザ出力装置１４を用い、仕上げ加工を行うレーザとして、つまり後に被加工部材８に照射されるレーザとして短パルスのレーザを用いたがこれに限定されない。加工装置１０、１００は、短パルスレーザ出力装置１２以外のレーザ出力装置を用いてもよい。例えば、仕上げ加工を行うレーザを出力するレーザ出力装置として、エキシマレーザ出力装置を用いてもよい。
【００７６】
上記実施形態の加工装置１０、１００は、２つのレーザをファイバレーザ出力装置１２と短パルスレーザ出力装置１４の２つの出力装置でそれぞれ出力させたがこれに限定されない。加工装置１０、１００は、１つのレーザ出力装置から出力されたレーザを２つのレーザに分岐し、それぞれを第１レーザ、第１レーザよりも出力が弱い第２レーザとしてもよい。この場合、レーザ出力装置は、出力したレーザを、波長や、出力割合で分岐させる光学部材を設けることで、レーザを２つに分岐することができる。
【００７７】
上記実施形態の加工装置１０、１００は、粗加工を行う第１レーザと仕上げ加工を行う第２レーザの２種類のレーザを順番に被加工部材に照射することで、被加工部材を加工したが、これに限定されない。加工装置１０、１００は、粗加工を行うレーザ、つまり仕上げ加工を行う前のレーザを複数種類、つまり粗加工を行うレーザの照射位置を複数位置としてもよい。加工装置１０、１００は、例えば、熱の耐久性が低い第１層と熱の耐久性が高い第２層の２つが積層された部材を加工する場合、粗加工用のレーザを被加工部材８の第１層切断用と、第２層切断用の２つに分けてもよい。この場合、第１層切断用のレーザは、焦点が合っていない状態で被加工部材８に照射させる。これにより、一定の範囲の耐久性の低い第１層を切断することができる。また、第２層切断用のレーザは、焦点が合っている状態で被加工部材８に照射させる。これにより、耐久性が高い第２層を好適に切断することができる。また、加工装置１０、１００は、仕上げ加工を複数のレーザで行うように、つまり仕上げ加工を行うレーザの照射位置を複数位置としてもよい。
【００７８】
加工装置１０、１００は、３つ以上の複数の照射位置にレーザを照射する場合、１つのレーザ出力装置から出力されたレーザを２つに分岐して、２つのレーザとしてもよい。この場合、レーザを波長で２つに分割してもよいし、単純にレーザの出力を２つに分けてもよい。なお、加工装置１０、１００は、同一の波長のレーザを複数のレーザとして用いる場合、光ファイバ１８、１０４で同軸上に案内した当該複数のレーザを、各レーザの領域に対応した位置に配置した反射部材で反射して分離することが好ましい。これにより、同一の波長のレーザの場合でも、光ファイバを通過したコア層毎に分離することができる。また、光ファイバ１８、１０４は、レーザの本数に合わせてコア層を増やすことで、３つ以上のレーザを同軸上で別々に案内することができる。これにより、レーザを案内する機構を簡単にすることができ、装置を簡略化することができる。
【００７９】
上記実施形態の加工装置１０、１００は、鋼板の加工に用いることで、鋼板を好適に切断することができ、かつ、切断面の形状をより好適な形状とすることができる。これにより、加工精度を高くすることができる。加工装置１０、１００は、上記効果を得ることができるため、被加工部材と、１００して、鋼板等の金属材料を用いることが好ましいが、これに限定されない。加工装置１０、１００は、被加工部材として上述した各種材料を用いることができる。なお、加工装置１０は、鋼板と同様の効果を得ることができるため、熱影響（熱ダメージの影響）を低減、除去して、加工を行う必要がある各種材料に用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
８  被加工部材
１０  加工装置
１２  ファイバレーザ出力装置
１４  短パルスレーザ出力装置
１６  レーザ案内光学系
１８  光ファイバ
２０  照射機構
２２  移動機構
３０  光ファイバ
３２  光ファイバ
３４  アキシコンレンズユニット
３６、４２  反射部材
３８、４０  ハーフミラー
４４、４６  集光レンズ
５０、５２  照射位置
５４、５６  加工領域
６０  第１コア層
６２、６６  クラッド層
６４  第２コア層
Ｌ１、Ｌ１ａ、Ｌ２、Ｌ２ａ  レーザ
【図１】
2013180295.tif 000003
【図２】
2013180295.tif 000004
【図３】
2013180295.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013180295.tif 000007
【図６】
2013180295.tif 000008
【図７】
2013180295.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013180295.tif 000011
【図１０】
2013180295.tif 000012
【図１１】
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