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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024170511
(43)【公開日】2024-12-10
(54)【発明の名称】ブレード、加工システム及び加工方法
(51)【国際特許分類】
F01D 5/14 20060101AFI20241203BHJP
B23K 26/364 20140101ALI20241203BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20241203BHJP
F02C 7/00 20060101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
F01D5/14
B23K26/364
F01D25/00 L
F02C7/00 D
F02C7/00 C
F01D25/00 X
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024151649
(22)【出願日】2024-09-03
(62)【分割の表示】P 2022516541の分割
【原出願日】2020-04-22
(71)【出願人】
【識別番号】000004112
【氏名又は名称】株式会社ニコン
(74)【代理人】
【識別番号】100104765
【弁理士】
【氏名又は名称】江上 達夫
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 真路
(57)【要約】
【課題】流体に対するブレードの抵抗を適切に低減することが可能なブレードを提供する。
【手段】ブレード（ＢＬ）は、流体中で用いられるブレードであって、基材（ＢＭ）と、基材上に形成されている被膜層（ＴＢＣ）とを備え、被膜層の表面には、複数の第１の溝（９）と複数の第２の溝（７）とが形成され、複数の第１の溝のピッチ（Ｐ９）は、前記複数の第２の溝のピッチ（Ｐ７）と異なる。
【選択図】図１
【手段】ブレード（ＢＬ）は、流体中で用いられるブレードであって、基材（ＢＭ）と、基材上に形成されている被膜層（ＴＢＣ）とを備え、被膜層の表面には、複数の第１の溝（９）と複数の第２の溝（７）とが形成され、複数の第１の溝のピッチ（Ｐ９）は、前記複数の第２の溝のピッチ（Ｐ７）と異なる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体中で用いられるブレードであって、
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝のピッチは、前記複数の第２の溝のピッチと異なる
ブレード。
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝のピッチは、前記複数の第２の溝のピッチと異なる
ブレード。
【請求項2】
前記第１の溝の深さは、前記第２の溝の深さと異なる
請求項１に記載のブレード。
請求項１に記載のブレード。
【請求項3】
流体機械に用いられるブレードであって、
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝の深さは、前記複数の第２の溝の深さと異なる
ブレード。
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝の深さは、前記複数の第２の溝の深さと異なる
ブレード。
【請求項4】
前記第１の溝の深さは、前記被膜層の厚みの０．２％以上且つ２０％以下である。
請求項１から３のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から３のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項5】
前記第２の溝の深さは、前記被膜層の厚みの３０％以下である。
請求項１から４のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から４のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項6】
前記第２の溝の深さは、前記第１の溝の深さよりも深い
請求項１から５のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から５のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項7】
前記第２の溝の深さは、前記第１の溝の深さの１．５倍以上且つ１５倍以下である。
請求項１から６のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から６のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項8】
前記第１の溝の幅は、前記第２の溝の幅と異なる
請求項１から７のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から７のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項9】
前記第２の溝の幅は、前記第１の溝の幅以上である
請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から８のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項10】
前記第２の溝の幅は、前記第１の溝の幅の１倍以上且つ１０倍以下である
請求項１から９のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から９のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項11】
前記第２の溝のピッチは、前記第１の溝のピッチよりも大きい
請求項１から１０のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１０のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項12】
前記第２の溝のピッチは、前記第１の溝のピッチの２０倍以上且つ３０倍以下である
請求項１から１１のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１１のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項13】
前記第２の溝のピッチは、前記第１の溝のピッチの整数倍である
請求項１から１２のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１２のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項14】
前記複数の第２の溝のうちの隣り合う二つの第２の溝の間に、前記複数の第１の溝のうちの少なくとも二つが形成されている
請求項１から１３のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１３のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項15】
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも一つが前記被膜層の表面に沿って延びる方向は、前記複数の第１の溝のうちの少なくとも一つが前記被膜層の表面に沿って延びる方向と同じである
請求項１から１４のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１４のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項16】
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも一つが前記被膜層の表面に沿って延びる方向は、前記複数の第１の溝のうちの少なくとも一つが前記被膜層の表面に沿った延びる方向と異なる
請求項１から１５のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から１５のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項17】
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも一つは、前記被膜層の表面に沿った第１の方向に沿って延びており、
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも他の一つは、前記被膜層の表面に沿っており且つ前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延びており、
前記複数の第１の溝のうち少なくとも一つは、前記第１及び第２の方向のいずれか一方に沿って延びている
請求項１から１６のいずれか一項に記載のブレード。
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも他の一つは、前記被膜層の表面に沿っており且つ前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延びており、
前記複数の第１の溝のうち少なくとも一つは、前記第１及び第２の方向のいずれか一方に沿って延びている
請求項１から１６のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項18】
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも一つは、前記被膜層の表面に沿った第１の方向に沿って延びており、
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも他の一つは、前記被膜層の表面に沿っており且つ前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延びており、
前記複数の第１の溝のそれぞれは、前記第１及び第２方向のいずれか一方に沿って延びている
請求項１から１７のいずれか一項に記載のブレード。
前記複数の第２の溝のうちの少なくとも他の一つは、前記被膜層の表面に沿っており且つ前記第１の方向に交差する第２の方向に沿って延びており、
前記複数の第１の溝のそれぞれは、前記第１及び第２方向のいずれか一方に沿って延びている
請求項１から１７のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項19】
前記複数の第２の溝によって前記被膜層の表面が複数の領域に区画化されており、
前記複数の領域のうちの第１の領域に形成されている前記第１の溝の特性は、前記複数の領域のうちの前記第１の領域とは異なる第２の領域に形成されている前記第１の溝の特性と異なる
請求項１から１８のいずれか一項に記載のブレード。
前記複数の領域のうちの第１の領域に形成されている前記第１の溝の特性は、前記複数の領域のうちの前記第１の領域とは異なる第２の領域に形成されている前記第１の溝の特性と異なる
請求項１から１８のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項20】
前記特性は、深さ、幅、ピッチ及び延びる方向のうちの少なくとも一つを含む
請求項１９に記載のブレード。
請求項１９に記載のブレード。
【請求項21】
前記第１の溝は、前記被膜層の流体に対する抵抗を低減可能な溝を含み、
前記第２の溝は、前記被膜層の応力を緩和可能な溝を含み、
請求項１から２０のいずれか一項に記載のブレード。
前記第２の溝は、前記被膜層の応力を緩和可能な溝を含み、
請求項１から２０のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項22】
前記第１の溝は、リブレット構造を形成する溝を含む
請求項１から２１のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２１のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項23】
前記被膜層は、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層を含む
請求項１から２２のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２２のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項24】
前記耐熱層は、セラミックを含む
請求項２３に記載のブレード。
請求項２３に記載のブレード。
【請求項25】
前記耐熱層は、多孔質材料で形成されている
請求項２３又は２４に記載のブレード。
請求項２３又は２４に記載のブレード。
【請求項26】
前記ブレードは、タービンブレードである
請求項１から２５のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２５のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項27】
前記基材の前記被膜層側の面は、曲面を有する
請求項１から２６のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２６のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項28】
前記被膜層の表面は、前記ブレードの使用中に前記流体と接する
請求項１から２７のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２７のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項29】
前記複数の第１の溝の間隔は、前記複数の第２の溝の間隔とは異なる
請求項１から２８のいずれか一項に記載のブレード。
請求項１から２８のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項30】
流体中で用いられるブレードであって、
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝の間隔は、前記複数の第２の溝の間隔とは異なる
ブレード。
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、
前記複数の第１の溝の間隔は、前記複数の第２の溝の間隔とは異なる
ブレード。
【請求項31】
基材上に形成されており且つ複数の第２の溝が形成されている被膜層の表面にエネルギビームを照射するビーム照射装置と、
複数の第１の溝を、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで前記被膜層の表面に形成するように、前記ビーム照射装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
複数の第１の溝を、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで前記被膜層の表面に形成するように、前記ビーム照射装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
【請求項32】
前記複数の第２の溝を計測する計測装置を更に備え、
前記制御装置は、前記計測装置が計測した前記複数の第２の溝に関する情報に基づいて、前記複数の第１の溝を形成するように、前記ビーム照射装置を制御する
請求項３１に記載の加工システム。
前記制御装置は、前記計測装置が計測した前記複数の第２の溝に関する情報に基づいて、前記複数の第１の溝を形成するように、前記ビーム照射装置を制御する
請求項３１に記載の加工システム。
【請求項33】
基材上に形成されている被膜層の表面に、複数の第２の溝を形成することと、
前記表面に、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで、複数の第１の溝を形成することと
を含む加工方法。
前記表面に、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで、複数の第１の溝を形成することと
を含む加工方法。
【請求項34】
流体中で用いられるタービンブレードであって、
基材と、
前記基材上に形成され、前記基材に面する第１面とは反対側の第２面にリブレット構造が形成され、且つ、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層と
を備えるタービンブレード。
基材と、
前記基材上に形成され、前記基材に面する第１面とは反対側の第２面にリブレット構造が形成され、且つ、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層と
を備えるタービンブレード。
【請求項35】
前記耐熱層の前記第２面は、前記タービンブレードの使用中に前記流体と接する
請求項３４に記載のタービンブレード。
請求項３４に記載のタービンブレード。
【請求項36】
前記リブレット構造は、前記第２面に沿った第１方向に延び且つ前記第２面から突き出す凸状構造体が、前記第２面に沿っており且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って複数並んだ構造を含む
請求項３４又は３５に記載のタービンブレード。
請求項３４又は３５に記載のタービンブレード。
【請求項37】
前記複数の凸状構造体のうちの前記第２方向に沿って隣り合う二つの凸状構造体の間の凹状領域の表面は、平面及び曲面の少なくとも一方を含む
請求項３６に記載のタービンブレード。
請求項３６に記載のタービンブレード。
【請求項38】
前記凹状領域の表面は、前記隣り合う二つの凸状構造体の一方に接続される第１曲面と、前記隣り合う二つの凸状構造体の他方に接続される第２曲面と、前記第１及び第２曲面を接続する平面とを含む
請求項３７に記載のタービンブレード。
請求項３７に記載のタービンブレード。
【請求項39】
前記第１及び第２曲面の前記第２方向におけるサイズは、前記隣り合う二つの凸状構造体の前記第２方向における間隔よりも小さい
請求項３８に記載のタービンブレード。
請求項３８に記載のタービンブレード。
【請求項40】
前記第１及び第２曲面の少なくとも一方の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートルの範囲である
請求項３８又は３９に記載のタービンブレード。
請求項３８又は３９に記載のタービンブレード。
【請求項41】
前記複数の凸状構造体のうちの少なくとも一つは、互いに反対側を向いた一対の側面と、前記一対の側面に交差し且つ前記一対の側面を当該一対の側面の端部で接続する上面とを備える
請求項３６から４０のいずれか一項に記載のタービンブレード。
請求項３６から４０のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項42】
前記上面は、平面及び曲面の少なくとも一方を含む
請求項４１に記載のタービンブレード。
請求項４１に記載のタービンブレード。
【請求項43】
前記上面は、前記一対の側面にそれぞれ接続される一対の曲面と、前記一対の曲面を接続する平面とを含む
請求項４１又は４２に記載のタービンブレード。
請求項４１又は４２に記載のタービンブレード。
【請求項44】
前記一対の曲面の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートルの範囲内である
請求項４３に記載のタービンブレード。
請求項４３に記載のタービンブレード。
【請求項45】
前記上面の前記第２方向におけるサイズは、少なくとも、前記隣り合う二つの凸状構造体の前記第２方向における間隔の１％から９％の範囲内である
請求項４１から４４のいずれか一項に記載のタービンブレード。
請求項４１から４４のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項46】
前記第２面には、前記リブレット構造を構成する複数の第１の溝が形成されており、
前記第２面には、前記複数の第１の溝のピッチとは異なるピッチで、複数の第２の溝が形成されている
請求項３４から４５のいずれか一項に記載のタービンブレード。
前記第２面には、前記複数の第１の溝のピッチとは異なるピッチで、複数の第２の溝が形成されている
請求項３４から４５のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項47】
前記第２面には、前記リブレット構造を構成する複数の第１の溝が形成されており、
前記第２面には、前記複数の第１の溝の深さとは異なる深さを有する複数の第２の溝が形成されている
請求項３４から４６のいずれか一項に記載のタービンブレード。
前記第２面には、前記複数の第１の溝の深さとは異なる深さを有する複数の第２の溝が形成されている
請求項３４から４６のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項48】
前記耐熱層は、セラミックを含む
請求項３４から４７のいずれか一項に記載のタービンブレード。
請求項３４から４７のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項49】
前記耐熱層は、多孔質材料で形成されている
請求項３４から４８のいずれか一項に記載のタービンブレード。
請求項３４から４８のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項50】
前記基材の前記耐熱層側の面は、曲面を有する
請求項３４から４９のいずれか一項に記載のタービンブレード。
請求項３４から４９のいずれか一項に記載のタービンブレード。
【請求項51】
基材上に形成された、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層の表面に、エネルギビームを照射するビーム照射装置と、
前記表面にリブレット構造を形成するように前記ビーム照射装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
前記表面にリブレット構造を形成するように前記ビーム照射装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
【請求項52】
流体中で用いられるブレードであって、
基材の表面にリブレット構造を形成し、
前記リブレット構造が形成されている前記表面に被覆層を形成してなる
ブレード。
基材の表面にリブレット構造を形成し、
前記リブレット構造が形成されている前記表面に被覆層を形成してなる
ブレード。
【請求項53】
流体中で用いられるブレードであって、
表面にリブレット構造が形成されている基材と、
前記リブレット構造が形成されている前記表面に形成されている被膜層と
を備えるブレード。
表面にリブレット構造が形成されている基材と、
前記リブレット構造が形成されている前記表面に形成されている被膜層と
を備えるブレード。
【請求項54】
前記リブレット構造は、前記表面に沿った第１方向に延び且つ前記表面から突き出す凸状構造体が、前記表面に沿っており且つ前記第１方向に交差する第２方向に沿って複数並んだ構造を含む
請求項５２又は５３に記載のブレード。
請求項５２又は５３に記載のブレード。
【請求項55】
前記複数の凸状構造体のうちの前記第２方向に沿って隣り合う二つの凸状構造体の間の凹状領域の表面は、平面及び曲面の少なくとも一方を含む
請求項５４に記載のブレード。
請求項５４に記載のブレード。
【請求項56】
前記凹状領域の表面は、前記隣り合う二つの凸状構造体の一方に接続される第１曲面と、前記隣り合う二つの凸状構造体の他方に接続される第２曲面と、前記第１及び第２曲面を接続する平面とを含む
請求項５５に記載のブレード。
請求項５５に記載のブレード。
【請求項57】
前記第１及び第２曲面の前記第２方向におけるサイズは、前記隣り合う二つの凸状構造体の前記第２方向における間隔よりも小さい
請求項５６に記載のブレード。
請求項５６に記載のブレード。
【請求項58】
前記第１及び第２曲面の少なくとも一方の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートルの範囲内である
請求項５６又は５７に記載のブレード。
請求項５６又は５７に記載のブレード。
【請求項59】
前記複数の凸状構造体のうちの少なくとも一つは、互いに反対側を向いた一対の側面と、前記一対の側面に交差し且つ前記一対の側面を当該一対の側面の端部で接続する上面とを備える
請求項５４から５８のいずれか一項に記載のブレード。
請求項５４から５８のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項60】
前記上面は、平面及び曲面の少なくとも一方を含む
請求項５９に記載のブレード。
請求項５９に記載のブレード。
【請求項61】
前記上面は、前記一対の側面にそれぞれ接続される一対の曲面と、前記一対の曲面を接続する平面とを含む
請求項５９又は６０に記載のブレード。
請求項５９又は６０に記載のブレード。
【請求項62】
前記一対の曲面の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートルの範囲内である
請求項６１に記載のブレード。
請求項６１に記載のブレード。
【請求項63】
前記上面の前記第２方向におけるサイズは、前記隣り合う二つの凸状構造体の前記第２方向における間隔の１％から９％の範囲内である
請求項５９から６２のいずれか一項に記載のブレード。
請求項５９から６２のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項64】
前記被膜層は、前記基材への焼入れにより形成される
請求項５２から６３のいずれか一項に記載のブレード。
請求項５２から６３のいずれか一項に記載のブレード。
【請求項65】
流体中で用いられるブレードであって、
基材を備え、
前記基材には、前記基材の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記基材の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されている
ブレード。
基材を備え、
前記基材には、前記基材の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記基材の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されている
ブレード。
【請求項66】
流体中で用いられるブレードであって、
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層には、前記被膜層の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記被膜層の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されている
ブレード。
基材と、
前記基材上に形成されている被膜層と
を備え、
前記被膜層には、前記被膜層の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記被膜層の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されている
ブレード。
【請求項67】
前記第１の溝と前記第２の溝とは、前記流体に接触する
請求項６５又は６６に記載のブレード。
請求項６５又は６６に記載のブレード。
【請求項68】
基材の表面にリブレット構造を形成することと、
前記リブレット構造が形成されている前記表面に、被膜層を形成することと
を含む加工方法。
前記リブレット構造が形成されている前記表面に、被膜層を形成することと
を含む加工方法。
【請求項69】
流体中で用いられるタービンブレードであって、
請求項１から３０及び５２から６７のいずれか一項に記載のブレードを備える
タービンブレード。
請求項１から３０及び５２から６７のいずれか一項に記載のブレードを備える
タービンブレード。
【請求項70】
請求項３４から５０及び６９のいずれか一項に記載のタービンブレードを備える
タービン機械。
タービン機械。
【請求項71】
前記タービン機械は、発電機を駆動する
請求項７０に記載のタービン機械。
請求項７０に記載のタービン機械。
【請求項72】
前記タービン機械は、ジェットエンジンである
請求項７０に記載のタービン機械。
請求項７０に記載のタービン機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、タービンブレード等のブレード、並びに、ブレードを加工する加工システム及び加工方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
ブレードの一例として、タービンに用いられるタービンブレードがあげられる。例えば、特許文献１には、耐熱層が表面に形成されたタービンブレードが記載されている。このようなタービンブレード等のブレードは、流体に対するブレードの抵抗を適切に低減することが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】欧州特許第２２８３１６９号
【発明の概要】
【0004】
第１の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、基材と、前記基材上に形成されている被膜層とを備え、前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、前記複数の第１の溝のピッチは、前記複数の第２の溝のピッチと異なるブレードが提供される。
【0005】
第２の態様によれば、流体機械に用いられるブレードであって、基材と、前記基材上に形成されている被膜層とを備え、前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、前記複数の第１の溝の深さは、前記複数の第２の溝の深さと異なるブレードが提供される。
【0006】
第３の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、基材と、前記基材上に形成されている被膜層とを備え、前記被膜層の表面には、複数の第１の溝と複数の第２の溝とが形成され、前記複数の第１の溝の間隔は、前記複数の第２の溝の間隔とは異なるブレードが提供される。
【0007】
第４の態様によれば、基材上に形成されており且つ複数の第２の溝が形成されている被膜層の表面にエネルギビームを照射するビーム照射装置と、複数の第１の溝を、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで前記被膜層の表面に形成するように、前記ビーム照射装置を制御する制御装置とを備える加工システムが提供される。
【0008】
第５の態様によれば、基材上に形成されている被膜層の表面に、複数の第２の溝を形成することと、前記表面に、前記複数の第２の溝のピッチとは異なるピッチで、複数の第１の溝を形成することとを含む加工方法が提供される。
【0009】
第６の態様によれば、流体中で用いられるタービンブレードであって、基材と、前記基材上に形成され、前記基材に面する第１面とは反対側の第２面にリブレット構造が形成され、且つ、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層とを備えるタービンブレードが提供される。
【0010】
第７の態様によれば、基材上に形成された、流体からの熱の前記基材への伝達を低減する耐熱層の表面に、エネルギビームを照射するビーム照射装置と、前記表面にリブレット構造を形成するように前記ビーム照射装置を制御する制御装置とを備える加工システムが提供される。
【0011】
第８の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、基材の表面にリブレット構造を形成し、前記リブレット構造が形成されている前記表面に被覆層を形成してなるブレードが提供される。
【0012】
第９の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、表面にリブレット構造が形成されている基材と、前記リブレット構造が形成されている前記表面に形成されている被膜層とを備えるブレードが提供される。
【0013】
第１０の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、基材を備え、前記基材には、前記基材の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記基材の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されているブレードが提供される。
【0014】
第１１の態様によれば、流体中で用いられるブレードであって、基材と、前記基材上に形成されている被膜層とを備え、前記被膜層には、前記被膜層の表面上の第１区画に第１ピッチ方向に並んだ複数の第１の溝と、前記被膜層の前記表面上の前記第１区画に隣接する第２区画に前記第１ピッチ方向と異なる第２ピッチ方向に並んだ複数の第２の溝とが形成されているブレードが提供される。
【0015】
第１２の態様によれば、基材の表面にリブレット構造を形成することと、前記リブレット構造が形成されている前記表面に、被膜層を形成することとを含む加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照しながら、ブレード、加工システム及び加工方法の実施形態について説明する。以下では、加工光ＥＬを用いた加工処理を行う加工システムＳＹＳを用いて、ブレード、加工システム及び加工方法の実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。
【0018】
また、以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸から定義されるＸＹＺ直交座標系を用いて、加工システムＳＹＳを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれが水平方向（つまり、水平面内の所定方向）であり、Ｚ軸方向が鉛直方向（つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向）であるものとする。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転方向（言い換えれば、傾斜方向）を、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と称する。ここで、Ｚ軸方向を重力方向としてもよい。また、ＸＹ平面を水平方向としてもよい。
【0019】
（１）加工システムＳＹＳの構造
初めに、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造について説明する。図１は、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態の加工システムＳＹＳのシステム構成を示すシステム構成図である。
初めに、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造について説明する。図１は、本実施形態の加工システムＳＹＳの構造を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態の加工システムＳＹＳのシステム構成を示すシステム構成図である。
【0020】
図１及び図２に示すように、加工システムＳＹＳは、加工装置１と、加工光源２１と、計測光源２２と、ステージ装置３と、制御装置４とを備えている。加工装置１及びステージ装置３の少なくとも一部は、筐体５の内部空間に収容されている。筐体５の内部空間は、窒素ガス等のパージガスでパージされていてもよいし、パージガスでパージされていなくてもよい。筐体５の内部空間は、真空引きされてもよいし、真空引きされていなくてもよい。但し、加工装置１及びステージ装置３は、筐体５の内部空間に収容されていなくてもよい。つまり加工システムＳＹＳは、加工装置１及びステージ装置３を収容する筐体５を備えていなくてもよい。
【0021】
加工装置１は、制御装置４の制御下で、加工対象物であるワークＷを加工可能である。ワークＷは、例えば、金属であってもよいし、合金（例えば、ジュラルミン等）であってもよいし、半導体（例えば、シリコン）であってもよいし、樹脂であってもよいし、複合材料（例えば、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）及び塗料（一例として基材に塗布された塗料層）等の少なくとも一つ）であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。
【0022】
本実施形態では、加工装置１は、ワークＷの一例であるタービンブレードＢＬを加工してもよい。タービンブレードＢＬは、流体機械の一例であるタービンＴに用いられる部材である。具体的には、タービンブレードＢＬは、タービンＴの羽根を構成するブレード状の部材である。タービンＴの一例が図３及び図４に示されている。図３は、タービンＴの外観を示す斜視図である。図４は、タービンブレードＢＬの外観を示す斜視図である。図３及び図４に示すように、タービンＴは、複数のタービンブレードＢＬを備えている。タービンブレードＢＬは、シャンク９１と、シャンク９１に結合され且つシャンク９１からタービンＴの半径方向外側に延びるブレード本体９２とを含む。シャンク９１及びブレード本体９２の少なくとも一方は、単一の金属から構成されていてもよい。シャンク９１及びブレード本体９２の少なくとも一方は、複数の金属から構成されていてもよい。シャンク９１及びブレード本体９２の少なくとも一方は、既存の製造方法（例えば、鋳造、鍛造、付加加工、除去加工及び機械加工のうちの少なくとも一つを用いた製造方法）によって製造されてもよい。シャンク９１及びブレード本体９２が一体的に製造されていてもよい。或いは、別々に製造されたシャンク９１及びブレード本体９２が、既存の結合方法（例えば、溶接、ロウ付け及び接着等の少なくとも一つを用いた結合方法）によって結合されてもよい。複数のタービンブレードＢＬがそれぞれ備える複数のシャンク９１は、互いに結合されていてもよい。結合された複数のシャンク９１は、回転可能なロータＲＴの少なくとも一部を構成していてもよい。
【0023】
ブレード本体９２は、シャンク９１のプラットフォーム９１１から、タービンＴの半径方向外側に延びる。プラットフォーム９１１は、正圧側プラットフォーム９１１１と、負圧側プラットフォーム９１１２とを含む。ブレード本体９２は、正圧面９２１と、正圧面９２１とは反対側を向いた負圧面９２２と、シャンク９１に結合される根本部９２３と、根本部９２３とは反対側の端部を構成する先端部９２４とを含む。ブレード本体９２は更に、正圧面９２１と負圧面９２２との間に位置する前縁面９２５と、前縁面９２５とは反対側において正圧面９２１と負圧面９２２との間に位置する後縁面９２６とを含む。正圧面９２１、負圧面９２２、前縁面９２５及び後縁面９２６のうちの少なくとも一つの表面は、曲面を含んでいてもよい。例えば、図４に示す例では、少なくとも正圧面９２１及び負圧面９２２のそれぞれの表面は、曲面を含んでいる。
【0024】
尚、タービンＴは、ロータＲＴとタービンブレードＢＬとを一体的に形成されたものであってもよい。
【0025】
タービンＴは、タービンＴに供給される流体の流れを用いて回転可能である。具体的には、タービンＴには、流体（例えば、水、蒸気、空気及びガスの少なくとも一つ）が供給される。タービンＴに供給された流体は、複数のタービンブレードＢＬのそれぞれの表面に沿って流れる。このため、タービンブレードＢＬは、流体中で用いられる。その結果、流体の運動エネルギは、複数のタービンブレードＢＬによって、タービンＴの回転エネルギに変換される。このようなタービンＴの一例として、流体として蒸気を用いる蒸気タービン及び流体としてガスを用いるガスタービンの少なくとも一方があげられる。このようなタービンＴの他の一例として、流体として水を用いる水力タービン及び流体として空気を用いる浮力タービンの少なくとも一方があげられる。また、タービンＴは、その回転によって流体の流れを生成するものであってもよい。
【0026】
タービンブレードＢＬに供給される流体の温度は、高い可能性がある。例えば、タービンブレードＢＬがジェットエンジンに用いられる場合（つまり、タービンブレードＢＬがガスタービンに用いられる場合）には、タービンブレードＢＬには、流体として、高温の燃焼ガスが供給される。この場合、タービンブレードＢＬを構成する基材ＢＭの熱に対する影響を低減するために、タービンブレードＢＬには、耐熱処理が施されていてもよい。具体的には、タービンブレードＢＬの構造を示す断面図（図４のＩＶ－ＩＶ’断面図）である図５に示すように、タービンブレードＢＬは、ブレード状の形状を有する基材ＢＭと、基材ＢＭの表面に形成された耐熱層ＴＢＣとを備えていてもよい。耐熱層ＴＢＣは、基材ＢＭの表面のうち流体からの熱の影響を受ける部分に形成される。耐熱層ＴＢＣは、流体からの熱の基材ＢＭへの伝達を低減するための被膜層である。このため、タービンブレードＢＬは、タービンブレードＢＬの使用中には（つまり、タービンブレードＢＬに流体が供給されている期間中には）、耐熱層ＴＢＣを介して流体に接する。つまり、タービンブレードＢＬの使用中には、耐熱層ＴＢＣ（より具体的には、耐熱層ＴＢＣのうち基材ＢＭに面する面とは反対側の面であり、外部に露出している耐熱層ＴＢＣの表面）が流体に接する。その結果、流体と基材ＢＭとの間に存在する耐熱層ＴＢＣにより、流体からの熱の基材ＢＭへの伝達が低減される。このため、基材ＢＭの熱に対する影響が低減される。このような耐熱層ＴＢＣの一例として、セラミックを含む層があげられる。セラミックを含む層は、例えば、多孔質材料で形成される層であってもよい。
【0027】
尚、図５に示す例では、上述したように正圧面９２１及び負圧面９２２のそれぞれが曲面を含んでいるがゆえに、基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣの表面もまた曲面を含んでいる。つまり、耐熱層ＴＢＣに面する基材ＢＭの表面は、曲面を含む。耐熱層ＴＢＣの外部に露出した表面もまた、曲面を含む。但し、正圧面９２１及び負圧面９２２が曲面を含んでいるか否かに関わらず、基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣの表面は、曲面を含んでいてもよいし、曲面を含んでいなくてもよい。尚、曲面は、円柱の一部のように表面上の各点の曲率が一方向に沿ってのみ変化する曲面であってもよいし、球の一部のように表面上の各点の曲率が二方向に沿って変化する曲面であってもよい。基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣの表面は、平面であってもよい。
【0028】
再び図１及び図２において、加工装置１は、ワークＷを加工するために、ワークＷに対して加工光ＥＬを照射する。このため、加工装置１は、ビーム照射装置と称されてもよい。加工光ＥＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、加工光ＥＬがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、加工光ＥＬは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、加工光ＥＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを加工可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、加工光ＥＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ）であってもよい。加工光ＥＬは、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を含んでいてもよい。或いは、加工光ＥＬは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、加工光ＥＬは、連続光であってもよい。
【0029】
加工装置１は、ワークＷに加工光ＥＬを照射することでワークＷの一部を除去する除去加工を行ってもよい。除去加工を行う場合には、加工装置１は、後に図８（ａ）から図８（ｃ）を参照しながら詳述するリブレット構造ＲＢをワークＷに形成してもよい。リブレット構造ＲＢは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗（特に、摩擦抵抗及び乱流摩擦抵抗の少なくとも一方）を低減可能な構造である。尚、ここでいう流体とは、ワークＷの表面に対して流れている媒質（例えば、気体及び液体の少なくとも一方）を意味する。例えば、媒質自体が静止している状況下でワークＷの表面が媒質に対して移動する場合には、この媒質を流体と称してもよい。
【0030】
加工装置１は、除去加工に加えて又は代えて、ワークＷに加工光ＥＬを照射することでワークＷに新たな構造物を付加する付加加工を行ってもよい。この場合、加工装置１は、付加加工を行うことで、上述したリブレット構造ＲＢをワークＷの表面に形成してもよい。或いは、加工装置１は、除去加工及び付加加工の少なくとも一方に加えて又は代えて、ワークＷに工具を接触させることでワークＷを加工する機械加工を行ってもよい。この場合、加工装置１は、機械加工を行うことで、上述したリブレット構造ＲＢをワークＷの表面に形成してもよい。
【0031】
加工光ＥＬは、加工光ＥＬを生成する加工光源２１から、不図示の光伝搬部材（例えば、光ファイバ及びミラーの少なくとも一方）を介して加工装置１に供給される。加工装置１は、加工光源２１から供給される加工光ＥＬを、ワークＷに照射する。
【0032】
加工装置１は更に、制御装置４の制御下で、ワークＷを計測可能である。加工装置１は、ワークＷを計測するために、ワークＷに対して計測光ＭＬを照射する。計測光ＭＬは、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。本実施形態では、計測光ＭＬがレーザ光である例を用いて説明を進めるが、計測光ＭＬは、レーザ光とは異なる種類の光であってもよい。更に、計測光ＭＬの波長は、ワークＷに照射されることでワークＷを計測可能である限りは、どのような波長であってもよい。例えば、計測光ＭＬは、可視光であってもよいし、不可視光（例えば、赤外光、紫外光及び極端紫外光等の少なくとも一つ）であってもよい。計測光ＭＬは、パルス光（例えば、発光時間がピコ秒以下のパルス光）を含んでいてもよい。或いは、計測光ＭＬは、パルス光を含んでいなくてもよい。言い換えると、計測光ＭＬは、連続光であってもよい。
【0033】
計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長と異なっていてもよい。例えば、計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長よりも短くてもよい。一例として、計測光ＭＬとして２６６ｎｍ又は３５５ｎｍの波長帯の光が用いられ、加工光ＥＬとして５３２ｎｍ、１μｍ又は１０μｍの波長帯の光が用いられてもよい。この場合、ワークＷ上での計測光ＭＬのスポット径が、ワークＷ上での加工光ＥＬのスポット径よりも小さくなる。その結果、加工光ＥＬによる加工分解能よりも、計測光ＭＬによる計測分解能が高くなる。但し、計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長よりも短くなくてもよい。計測光ＭＬの波長は、加工光ＥＬの波長と同じであってもよい。
【0034】
計測光ＭＬは、計測光ＭＬの発生源である計測光源２２から、不図示の光伝搬部材（例えば、光ファイバ及びミラーの少なくとも一方）を介して加工装置１に供給される。加工装置１は、計測光源２２から供給される計測光ＭＬを、ワークＷに照射する。
【0035】
本実施形態では、計測光源２２は、光コム光源を含んでいてもよい。光コム光源は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含む光（以降、“光周波数コム”と称する）をパルス光として生成可能な光源である。この場合、計測光源２２は、周波数軸上で等間隔に並んだ周波数成分を含むパルス光を、計測光ＭＬとして射出する。但し、計測光源２２は、光コム光源とは異なる光源を含んでいてもよい。
【0036】
図２に示す例では、加工システムＳＹＳは、複数の計測光源２２を備えている。例えば、加工システムＳＹＳは、計測光源２２＃１と、計測光源２２＃２とを備えていてもよい。複数の計測光源２２は、互いに位相同期され且つ干渉性のある複数の計測光ＭＬをそれぞれ射出する。例えば、複数の計測光源２２は、発振周波数が異なっていてもよい。このため、複数の計測光源２２がそれぞれ射出する複数の計測光ＭＬは、パルス周波数（例えば、単位時間当たりのパルス光の数であり、パルス光の発光周期の逆数）が異なる複数の計測光ＭＬとなる。一例として、計測光源２２＃１は、パルス周波数が２５ＧＨｚとなる計測光ＭＬ＃１を射出し、計測光源２２＃２は、パルス周波数が２５ＧＨｚ＋α（例えば、＋１００ｋＨｚ）となる計測光ＭＬ＃２を射出してもよい。但し、加工システムＳＹＳは、単一の計測光源２２を備えていてもよい。
【0037】
加工装置１は、計測光ＭＬを用いて、ワークＷの状態を計測可能であってもよい。ワークＷの状態は、ワークＷの位置を含んでいてもよい。ワークＷの位置は、ワークＷの表面の位置を含んでいてもよい。ワークＷの表面の位置は、ワークＷの表面を細分化した各面部分のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおける位置を含んでいてもよい。ワークＷの表面の位置は、ワークＷの表面を細分化した各面部分のθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つにおける位置を含んでいてもよい。尚、各面部分のθＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つにおける位置は、各面部分の姿勢（つまり、各面部分の向き（例えば、各面部分の法線の向き）であり、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の少なくとも一つに対する各面部分の傾斜量と実質的に等価）と等価であるとみなしてもよい。この場合、ワークの状態は、実質的には、ワークＷの形状（例えば、３次元形状）を含んでいるとも言える。また、ワークＷの状態は、ワークＷの大きさ（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つにおける大きさ）を含んでいてもよい。
【0038】
ワークＷを加工及び計測するために、加工装置１は、ワークＷに対して加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれを射出する加工ヘッド１１と、加工ヘッド１１を移動させるヘッド駆動系１２と、位置計測装置１３とを備える。更に、加工ヘッド１１は、加工光学系１１１と、計測光学系１１２と、射出光学系１１３とを備える。尚、加工ヘッド１１の構造については、後に詳述する。
【0039】
ヘッド駆動系１２は、制御装置４の制御下で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド１１を移動させる。尚、ヘッド駆動系１２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一つに加えて又は代えて、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド１１を移動させてもよい。
【0040】
加工ヘッド１１が移動すると、後述するステージ３２（更には、ステージ３２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。つまり、ステージ３２が移動すると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との相対位置が変わる。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系（つまり、加工光学系１１１、計測光学系１１２及び射出光学系１１３の少なくとも一つ）との位置関係が変わる。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置が変わる。
【0041】
位置計測装置１３は、加工ヘッド１１の位置を計測可能なセンサである。位置計測装置１３は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置４は、位置計測装置１３による計測結果に基づいて、加工ヘッド１１を移動させてもよい。つまり、制御装置４は、位置計測装置１３による計測結果に基づいて、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係を変更してもよい。
【0042】
ステージ装置３は、定盤３１と、ステージ３２と、ステージ駆動系３３と、位置計測装置３４とを備える。定盤３１は、不図示の支持面上に配置される。定盤３１上には、ステージ３２が配置される。支持面と定盤３１との間には、定盤３１の振動のステージ３２への伝達を低減するための不図示の防振装置が設置されていてもよい。
【0043】
ステージ３２上には、ワークＷが載置される。ステージ３２は、載置されたワークＷを保持してもよい。例えば、ステージ３２は、ワークＷを真空吸着及び／又は静電吸着することで、ワークＷを保持してもよい。或いは、ステージ３２は、載置されたワークＷを保持しなくてもよい。
【0044】
ステージ駆動系３３は、制御装置４の制御下で、ステージ３２を移動させる。具体的には、ステージ駆動系３３は、定盤３１及び加工装置１の少なくとも一方に対してステージ３２を移動させる。例えば、ステージ駆動系３３は、制御装置４の制御下で、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向の少なくとも一つに沿ってステージ３２を移動させてもよい。
【0045】
ステージ３２が移動すると、ステージ３２（更には、ステージ３２に載置されたワークＷ）と加工ヘッド１１との位置関係が変わる。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１が備える各光学系との位置関係が変わる。更には、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係が変わると、ワークＷ上での加工光ＥＬ及び計測光ＭＬのそれぞれの照射位置が変わる。
【0046】
位置計測装置３４は、ステージ３２の位置を計測可能なセンサである。位置計測装置３４は、例えば、エンコーダ及びレーザ干渉計の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置４は、位置計測装置３４による計測結果に基づいて、ステージ３２を移動させてもよい。つまり、制御装置４は、位置計測装置３４による計測結果に基づいて、ステージ３２及びワークＷと加工ヘッド１１との位置関係を変更してもよい。
【0047】
制御装置４は、加工システムＳＹＳの動作を制御する。例えば、制御装置４は、ワークＷの加工条件を設定すると共に、設定した加工条件に従ってワークＷが加工されるように加工装置１及びステージ装置３を制御する。例えば、制御装置４は、ワークＷの計測条件を設定すると共に、設定した計測条件に従ってワークＷが計測されるように加工装置１及びステージ装置３を制御する。
【0048】
制御装置４は、例えば、演算装置と記憶装置とを含んでいてもよい。演算装置は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ））の少なくとも一方を含んでいてもよい。制御装置４は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムＳＹＳの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置４が行うべき後述する動作を制御装置４（例えば、演算装置）に行わせる（つまり、実行させる）ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムＳＹＳに後述する動作を行わせるように制御装置４を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置４が備える記憶装置（つまり、記録媒体）に記録されていてもよいし、制御装置４に内蔵された又は制御装置４に外付け可能な任意の記憶媒体（例えば、ハードディスクや半導体メモリ）に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置４の外部の装置からダウンロードしてもよい。
【0049】
制御装置４は、加工システムＳＹＳの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置４は、加工システムＳＹＳ外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置４と加工システムＳＹＳとは、有線及び／又は無線のネットワーク（或いは、データバス及び／又は通信回線）で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ－２３２ｘ、ＲＳ－４２２、ＲＳ－４２３、ＲＳ－４８５及びＵＳＢの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、１０ＢＡＳＥ－Ｔ、１００ＢＡＳＥ－ＴＸ及び１０００ＢＡＳＥ－Ｔの少なくとも一つに代表されるイーサネット（登録商標）に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、ＩＥＥＥ８０２．１ｘに準拠したネットワーク（例えば、無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の少なくとも一方）があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御装置４と加工システムＳＹＳとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置４は、ネットワークを介して加工システムＳＹＳにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムＳＹＳは、制御装置４からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置４が行う処理のうちの一部を行う第１制御装置が加工システムＳＹＳの内部に設けられている一方で、制御装置４が行う処理のうちの他の一部を行う第２制御装置が加工システムＳＹＳの外部に設けられていてもよい。
【0050】
尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷやフレキシブルディスク、ＭＯ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ及びＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器（例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器）が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置４（つまり、コンピュータ）がコンピュータプログラムを実行することで制御装置４内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置４が備える所定のゲートアレイ（ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ）等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
【0051】
【0052】
図６に示すように、加工ヘッド１１は、加工光学系１１１と、計測光学系１１２と、射出光学系１１３とを備える。加工光学系１１１、計測光学系１１２及び射出光学系１１３は、筐体１１４内に収容されている。但し、加工光学系１１１、計測光学系１１２及び射出光学系１１３の少なくとも一つが、筐体１１４内に収容されていなくてもよい。
【0053】
加工光学系１１１は、加工光源２１から射出された加工光ＥＬが入射する光学系である。加工光学系１１１は、加工光学系１１１に入射した加工光ＥＬを、射出光学系１１３に向けて射出する光学系である。つまり、加工光学系１１１は、加工光源２１から射出された加工光ＥＬを、射出光学系１１３に導く光学系である。加工光学系１１１が射出した加工光ＥＬは、射出光学系１１３を介してワークＷに照射される。
【0054】
加工光学系１１１は、例えば、位置調整光学系１１１１と、角度調整光学系１１１２とを含んでいてもよい。位置調整光学系１１１１は、加工光学系１１１からの加工光ＥＬの射出位置を調整可能である。位置調整光学系１１１１は、例えば、加工光ＥＬの進行方向に対して傾斜可能な平行平面板を備え、平行平面板の傾斜角を変えることで加工光ＥＬの射出位置を変更してもよい。角度調整光学系１１１２は、加工光学系１１１からの加工光ＥＬの射出角度を調整可能である。角度調整光学系１１１２は、例えば、加工光ＥＬの進行方向に対して傾斜可能なミラーを備え、このミラーの傾斜角を変えることで加工光ＥＬの射出角度を変更してもよい。但し、加工光学系１１１は、位置調整光学系１１１１及び角度調整光学系１１１２の少なくとも一つを含んでいなくてもよい。加工光学系１１１は、位置調整光学系１１１１及び角度調整光学系１１１２の少なくとも一つに加えて又は代えて、その他の光学素子や光学部材を含んでいてもよい。
【0055】
加工光学系１１１から射出された加工光ＥＬは、射出光学系１１３に入射する。射出光学系１１３は、ビームスプリッタ（例えば、偏光ビームスプリッタ）１１３１と、ガルバノミラー１１３２と、ｆθレンズ１１３３とを含む。
【0056】
ビームスプリッタ１１３１は、ビームスプリッタ１１３１に入射した加工光ＥＬを、ガルバノミラー１１３２に向けて射出する。図６に示す例では、ビームスプリッタ１１３１に入射した加工光ＥＬは、偏光分離面を通過することでガルバノミラー１１３２に向けて射出される。このため、図６に示す例では、加工光ＥＬは、偏光分離面を通過可能な偏光方向（例えば、偏光分離面に対してｐ偏光となる偏光方向）を有する状態でビームスプリッタ１１３１の偏光分離面に入射する。
【0057】
ガルバノミラー１１３２には、ビームスプリッタ１１３１から射出された加工光ＥＬが入射する。ガルバノミラー１１３２は、加工光ＥＬを偏向する（つまり、加工光ＥＬの射出角度を変更する）ことで、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置を変更する。例えば、ガルバノミラー１１３２は、Ｘ走査ミラー１１３２Ｘと、Ｙ走査ミラー１１３２Ｙとを含む。Ｘ走査ミラー１１３２Ｘ及びＹ走査ミラー１１３２Ｙのそれぞれは、ガルバノミラー１１３２に入射する加工光ＥＬの光路に対する角度が変更される傾斜角可変ミラーである。Ｘ走査ミラー１１３２Ｘは、ワークＷ上での加工光ＥＬのＸ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、加工光ＥＬの光路に対するＸ走査ミラー１１３２Ｘの角度を変更する）ことで加工光ＥＬを偏向する。Ｙ走査ミラー１１３２Ｙは、ワークＷ上での加工光ＥＬのＹ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、加工光ＥＬの光路に対するＹ走査ミラー１１３２Ｙの角度を変更する）ことで加工光ＥＬを偏向する。
【0058】
ｆθレンズ１１３３には、ガルバノミラー１１３２からの加工光ＥＬが入射する。ｆθレンズ１１３３は、ガルバノミラー１１３２からの加工光ＥＬをワークＷに照射するための光学系である。特に、ｆθレンズ１１３３は、ガルバノミラー１１３２からの加工光ＥＬをワークＷ上に集光するための光学系である。このため、ｆθレンズ１１３３は、収斂状態の加工光ＥＬをワークＷに照射する。その結果、加工光ＥＬによってワークＷが加工される。
【0059】
計測光学系１１２は、計測光源２２から射出された計測光ＭＬが入射する光学系である。計測光学系１１２は、計測光学系１１２に入射した計測光ＭＬを、射出光学系１１３に向けて射出する光学系である。つまり、計測光学系１１２は、計測光源２２から射出された計測光ＭＬを、射出光学系１１３に導く光学系である。計測光学系１１２が射出した計測光ＭＬは、射出光学系１１３を介してワークＷに照射される。
【0060】
計測光学系１１２は、例えば、ミラー１１２０と、ビームスプリッタ１１２１と、ビームスプリッタ１１２２と、検出器１１２３と、ビームスプリッタ１１２４と、ミラー１１２５と、検出器１１２６と、ミラー１１２７とを備える。
【0061】
計測光源２２から射出された計測光ＭＬは、ビームスプリッタ１１２１に入射する。具体的には、計測光源２２＃１から射出された計測光ＭＬ（以降、“計測光ＭＬ＃１”と称する）は、ビームスプリッタ１１２１に入射する。計測光源２２＃２から射出された計測光ＭＬ（以降、“計測光ＭＬ＃２”と称する）は、ミラー１１２０を介して、ビームスプリッタ１１２１に入射する。ビームスプリッタ１１２１は、ビームスプリッタ１１２１に入射した計測光ＭＬ＃１及びＭＬ＃２を、ビームスプリッタ１１２２に向けて射出する。
【0062】
ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃１の一部である計測光ＭＬ＃１－１を検出器１１２３に向けて反射する。ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃１の他の一部である計測光ＭＬ＃１－２をビームスプリッタ１１２４に向けて射出する。ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃２の一部である計測光ＭＬ＃２－１を検出器１１２３に向けて反射する。ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃２の他の一部である計測光ＭＬ＃２－２をビームスプリッタ１１２４に向けて射出する。
【0063】
ビームスプリッタ１１２２から射出された計測光ＭＬ＃１－１及びＭＬ＃２－１は、検出器１１２３に入射する。検出器１１２３は、計測光ＭＬ＃１－１と計測光ＭＬ＃２－１とが干渉することで生成される干渉光を検出する。具体的には、検出器１１２３は、干渉光を受光することで、干渉光を検出する。このため、検出器１１２３は、光を受光可能な受光素子（受光部であり、典型的には、光電変換素子）を備えていてもよい。検出器１１２３の検出結果は、制御装置４に出力される。
【0064】
ビームスプリッタ１１２２から射出された計測光ＭＬ＃１－２及びＭＬ＃２－２は、ビームスプリッタ１１２４に入射する。ビームスプリッタ１１２４は、ビームスプリッタ１１２４に入射した計測光ＭＬ＃１－２の少なくとも一部をミラー１１２５に向けて射出する。ビームスプリッタ１１２４は、ビームスプリッタ１１２４に入射した計測光ＭＬ＃２－２の少なくとも一部をミラー１１２７に向けて射出する。
【0065】
ビームスプリッタ１１２４から射出された計測光ＭＬ＃１－２は、ミラー１１２５に入射する。ミラー１１２５に入射した計測光ＭＬ＃１－２は、ミラー１１２５の反射面（反射面は、参照面と称されてもよい）によって反射される。具体的には、ミラー１１２５は、ミラー１１２５に入射した計測光ＭＬ＃１－２をビームスプリッタ１１２４に向けて反射する。つまり、ミラー１１２５は、ミラー１１２５に入射した計測光ＭＬ＃１－２を、その反射光である計測光ＭＬ＃１－３としてビームスプリッタ１１２４に向けて射出する。ミラー１１２５から射出された計測光ＭＬ＃１－３は、ビームスプリッタ１１２４に入射する。ビームスプリッタ１１２４は、ビームスプリッタ１１２４に入射した計測光ＭＬ＃１－３をビームスプリッタ１１２２に向けて射出する。ビームスプリッタ１１２４から射出された計測光ＭＬ＃１－３は、ビームスプリッタ１１２２に入射する。ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃１－３を検出器１１２６に向けて射出する。
【0066】
一方で、ビームスプリッタ１１２４から射出された計測光ＭＬ＃２－２は、ミラー１１２７に入射する。ミラー１１２７は、ミラー１１２７に入射した計測光ＭＬ＃２－２を射出光学系１１３に向けて反射する。つまり、ミラー１１２７は、ミラー１１２７に入射した計測光ＭＬ＃２－２を射出光学系１１３に向けて射出する。
【0067】
ミラー１１２７から射出された計測光ＭＬ＃２－２は、射出光学系１１３に入射する。射出光学系１１３のビームスプリッタ１１３１は、ビームスプリッタ１１３１に入射した計測光ＭＬ＃２－２を、ガルバノミラー１１３２に向けて射出する。図４に示す例では、ビームスプリッタ１１３１に入射した計測光ＭＬ＃２－２は、偏光分離面において反射されることでガルバノミラー１１３２に向けて射出される。このため、図４に示す例では、計測光ＭＬ＃２－２は、偏光分離面で反射可能な偏光方向（例えば、偏光分離面に対してｓ偏光となる偏光方向）を有する状態でビームスプリッタ１１３１の偏光分離面に入射する。
【0068】
ここで、上述したように、ビームスプリッタ１１３１には、計測光ＭＬ＃２－２に加えて加工光ＥＬが入射する。つまり、計測光ＭＬ＃２－２及び加工光ＥＬの双方がビームスプリッタ１１３１を通過する。ビームスプリッタ１１３１は、ビームスプリッタ１１３１に異なる方向からそれぞれ入射してきた加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２を、同じ方向に向けて（つまり、同じガルバノミラー１１３２に向けて）射出する。従って、ビームスプリッタ１１３１は、実質的には、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２を合成する合成光学系として機能する。
【0069】
ガルバノミラー１１３２には、ビームスプリッタ１１３１から射出された計測光ＭＬ＃２－２が入射する。ガルバノミラー１１３２は、計測光ＭＬ＃２－２を偏向することで、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置を変更する。例えば、Ｘ走査ミラー１１３２Ｘは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＸ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＸ走査ミラー１１３２Ｘの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。Ｙ走査ミラー１１３２Ｙは、ワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２のＹ軸方向に沿った照射位置を変更するように揺動又は回転する（つまり、計測光ＭＬ＃２－２の光路に対するＹ走査ミラー１１３２Ｙの角度を変更する）ことで計測光ＭＬ＃２－２を偏向する。
【0070】
ｆθレンズ１１３３には、ガルバノミラー１１３２からの計測光ＭＬ＃２－２が入射する。ｆθレンズ１１３３は、ガルバノミラー１１３２からの計測光ＭＬ＃２－２をワークＷ上に集光するための光学系である。ｆθレンズ１１３３は、ガルバノミラー１１３２からの計測光ＭＬ＃２－２をワークＷに照射するための光学系である。計測光ＭＬ（具体的には、計測光ＭＬ＃２－２）によってワークＷが計測される。
【0071】
ここで、上述したように、ガルバノミラー１１３２には、計測光ＭＬ＃２－２に加えて加工光ＥＬが入射する。つまり、ガルバノミラー１１３２には、ビームスプリッタ１１３１が合成した加工光ＥＬ及び計測光ＭＬ＃２－２が入射する。従って、計測光ＭＬ＃２－２及び加工光ＥＬの双方が同じガルバノミラー１１３２を通過する。このため、ガルバノミラー１１３２は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置とワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置とを同期して変更可能である。つまり、ガルバノミラー１１３２は、ワークＷ上での加工光ＥＬの照射位置とワークＷ上での計測光ＭＬ＃２－２の照射位置とを連動して変更可能である。
【0072】
ワークＷに計測光ＭＬ＃２－２が照射されると、計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因した光がワークＷから発生する。つまり、ワークＷに計測光ＭＬ＃２－２が照射されると、計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因した光がワークＷから射出される。計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因した光（言い換えれば、計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因してワークＷから射出される光）は、ワークＷで反射された計測光ＭＬ＃２－２（つまり、反射光）、計測光ＭＬ＃２－２のワークＷへの照射によって生じる散乱光、ワークＷで回折された計測光ＭＬ＃２－２（つまり、回折光）、及びワークＷを透過した計測光ＭＬ＃２－２（つまり、透過光）のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0073】
計測光ＭＬ＃２－２の照射に起因してワークＷから射出される光の少なくとも一部（以下、この光を“計測光ＭＬ＃２－３”と称する）は、射出光学系１１３に入射する。射出光学系１１３に入射した計測光ＭＬ＃２－３は、ｆθレンズ１１３３及びガルバノミラー１１３２を介して、ビームスプリッタ１１３１に入射する。ビームスプリッタ１１３１は、ビームスプリッタ１１３１に入射した計測光ＭＬ＃２－３を、計測光学系１１２に向けて射出する。図６に示す例では、ビームスプリッタ１１３１に入射した計測光ＭＬ＃２－３は、偏光分離面において反射されることで計測光学系１１２に向けて射出される。このため、図６に示す例では、計測光ＭＬ＃２－３は、偏光分離面で反射可能な偏光方向を有する状態でビームスプリッタ１１３１の偏光分離面に入射する。
【0074】
ビームスプリッタ１１３１から射出された計測光ＭＬ＃２－３は、計測光学系１１２のミラー１１２７に入射する。ミラー１１２７は、ミラー１１２７に入射した計測光ＭＬ＃２－３をビームスプリッタ１１２４に向けて反射する。ビームスプリッタ１１２４は、ビームスプリッタ１１２４に入射した計測光ＭＬ＃２－３の少なくとも一部をビームスプリッタ１１２２に向けて射出する。ビームスプリッタ１１２２は、ビームスプリッタ１１２２に入射した計測光ＭＬ＃２－３の少なくとも一部を検出器１１２６に向けて射出する。
【0075】
上述したように、検出器１１２６には、計測光ＭＬ＃２－３に加えて、計測光ＭＬ＃１－３が入射する。つまり、検出器１１２６には、ワークＷを介して検出器１１２６に向かう計測光ＭＬ＃２－３と、ワークＷを介することなく検出器１１２６に向かう計測光ＭＬ＃１－３とが入射する。尚、計測光ＭＬ＃１－３は、参照光と称されてもよい。検出器１１２６は、計測光ＭＬ＃１－３と計測光ＭＬ＃２－３とが干渉することで生成される干渉光を検出する。具体的には、検出器１１２６は、干渉光を受光することで、干渉光を検出する。このため、検出器１１２６は、光を受光可能な受光素子（受光部）を備えていてもよい。検出器１１２６の検出結果は、制御装置４に出力される。
【0076】
制御装置４は、検出器１１２３の検出結果及び検出器１１２６の検出結果に基づいて、ワークＷの状態を算出する。ここで、図７を参照しながら、検出器１１２３の検出結果及び検出器１１２６の検出結果に基づいてワークＷの状態を算出する原理について説明する。
【0077】
図７は、検出器１１２３に入射する計測光ＭＬ＃１－１、検出器１１２３に入射する計測光ＭＬ＃２－１、検出器１１２３が検出した干渉光、検出器１１２６に入射する計測光ＭＬ＃１－３、検出器１１２６に入射する計測光ＭＬ＃２－３及び検出器１１２６が検出した干渉光を示すタイミングチャートである。計測光ＭＬ＃１のパルス周波数と計測光ＭＬ＃２のパルス周波数とが異なるため、計測光ＭＬ＃１－１のパルス周波数と計測光ＭＬ＃２－１のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ＭＬ＃１－１と計測光ＭＬ＃２－１との干渉光は、計測光ＭＬ＃１－１を構成するパルス光と計測光ＭＬ＃２－１を構成するパルス光とが同時に検出器１１２３に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。同様に、計測光ＭＬ＃１－３のパルス周波数と計測光ＭＬ＃２－３のパルス周波数とが異なる。従って、計測光ＭＬ＃１－３と計測光ＭＬ＃２－３との干渉光は、計測光ＭＬ＃１－３を構成するパルス光と計測光ＭＬ＃２－３を構成するパルス光とが同時に検出器１１２６に入射したタイミングに同期してパルス光が現れる干渉光となる。
【0078】
ここで、検出器１１２６が検出する干渉光を作るパルス光の位置（時間軸上の位置）は、加工ヘッド１１とワークＷとの位置関係に基づいて変動する。なぜならば、検出器１１２６が検出する干渉光は、ワークＷを介して検出器１１２６に向かう計測光ＭＬ＃２－３と、ワークＷを介することなく検出器１１２６に向かう計測光ＭＬ＃１－３との干渉光であるからである。一方で、検出器１１２３が検出する干渉光を作るパルス光の位置（時間軸上の位置）は、加工ヘッド１１とワークＷとの位置関係に基づいて変動することはない。このため、検出器１１２６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１２３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差は、加工ヘッド１１とワークＷとの位置関係（典型的には、加工ヘッド１１とワークＷとの間の距離）を間接的に示していると言える。このため、制御装置４は、検出器１１２６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１２３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差に基づいて、ワークＷの状態を算出することができる。具体的には、制御装置４は、検出器１１２６が検出する干渉光を作るパルス光と検出器１１２３が検出する干渉光を作るパルス光との時間差に基づいて、ワークＷのうち計測光ＭＬ＃２－２が照射された部分の位置を算出することができる。つまり、制御装置４は、ワークＷのうち計測光ＭＬ＃２－２が照射された部分の位置に関する情報を求めることができる。更には、ワークＷの複数個所に計測光ＭＬ＃２－２が照射されれば及び／又はワークＷの表面を走査するように計測光ＭＬ＃２－２が照射されれば、制御装置４は、ワークＷの形状も算出することができる。
【0079】
算出されたワークＷの状態は、加工システムＳＹＳを制御するために用いられてもよい。具体的には、算出されたワークＷの状態は、加工装置１を制御するために用いられてもよい。算出されたワークＷの状態は、加工ヘッド１１を制御するために用いられてもよい。算出されたワークＷの状態は、ヘッド駆動系１２を制御するために用いられてもよい。算出されたワークＷの状態は、ステージ装置３を制御するために用いられてもよい。算出されたワークＷの状態は、ステージ駆動系３３を制御するために用いられてもよい。
【0080】
例えば、制御装置４は、算出されたワークＷの状態に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が所望の位置関係となるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を変更してもよい。つまり、制御装置４は、算出されたワークＷの状態に基づいて、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係が所望の位置関係となるように、ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を変更可能な装置を制御してもよい。ワークＷと加工ヘッド１１との相対的な位置関係を変更可能な装置の一例として、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３の少なくとも一方があげられる。尚、「所望の位置関係」の一例として、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬ及び／又は計測光ＭＬが照射される位置関係があげられる。
【0081】
例えば、制御装置４は、算出されたワークＷの状態に基づいて、ワークＷ上の所望位置に加工光ＥＬが照射されるように、加工光ＥＬの照射位置を変更してもよい。加工光ＥＬの照射位置を変更可能な装置の一例として、加工光学系１１１の角度調整光学系１１１２、射出光学系１１３のガルバノミラー１１３２、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３があげられる。
【0082】
例えば、制御装置４は、算出されたワークＷの状態に基づいて、ワークＷ上の所望位置に計測光ＭＬが照射されるように、計測光ＭＬの照射位置を変更してもよい。計測光ＭＬの照射位置を変更可能な装置の一例として、加工光学系１１１の角度調整光学系１１１２、射出光学系１１３のガルバノミラー１１３２、ヘッド駆動系１２及びステージ駆動系３３があげられる。
【0083】
（３）リブレット構造ＲＢ
続いて、図８（ａ）から図８（ｂ）を参照しながら、加工システムＳＹＳによってワークＷに形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。図８（ａ）は、リブレット構造ＲＢを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、リブレット構造ＲＢを示す断面図（図８（ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ’断面図）であり、図８（ｃ）は、リブレット構造ＲＢを示す上面図である。尚、以下では、特に、以下では、ワークＷの一具体例であるタービンブレードＢＬに形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。但し、タービンブレードＢＬとは異なるワークＷに形成されるリブレット構造ＲＢも同様の構造を有していてもよい。
続いて、図８（ａ）から図８（ｂ）を参照しながら、加工システムＳＹＳによってワークＷに形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。図８（ａ）は、リブレット構造ＲＢを示す斜視図であり、図８（ｂ）は、リブレット構造ＲＢを示す断面図（図８（ａ）のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ’断面図）であり、図８（ｃ）は、リブレット構造ＲＢを示す上面図である。尚、以下では、特に、以下では、ワークＷの一具体例であるタービンブレードＢＬに形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。但し、タービンブレードＢＬとは異なるワークＷに形成されるリブレット構造ＲＢも同様の構造を有していてもよい。
【0084】
図８（ａ）から図８（ｃ）に示すように、リブレット構造ＲＢは、タービンブレードＢＬの表面（つまり、基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣの少なくとも一方の表面）に沿った第１の方向に沿って延びる凸状構造体８が、タービンブレードＢＬの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２方向に沿って複数配列された構造を含んでいてもよい。図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、リブレット構造ＲＢは、Ｘ軸方向に沿って延びる凸状構造体８が、Ｙ軸方向に沿って複数配列された構造を含んでいる。
【0085】
凸状構造体８は、凸状構造体８が延びる方向及び凸状構造体８が配列される方向の双方に交差する方向に沿って突き出た構造体である。凸状構造体８は、タービンブレードＢＬの表面から突き出た構造体である。図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、凸状構造体８は、Ｚ軸方向に沿って突き出た構造体である。
【0086】
隣り合う凸状構造体８の間には、周囲と比較して窪んだ溝９が形成される。このため、リブレット構造ＲＢは、タービンブレードＢＬの表面に沿った第１の方向に沿って延び且つタービンブレードＢＬの表面に沿っており且つ第１の方向に交差する第２方向に沿って配列された複数の溝９によって形成される構造を含んでいてもよい。
【0087】
上述したように、本実施形態の加工システムＳＹＳは、除去加工を行うことでリブレット構造ＲＢを形成する。このため、加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬのうち溝９が形成される部分を除去する除去加工を行うことで、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。つまり、加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬのうち凸状構造体８が形成される部分を残すようにタービンブレードＢＬの一部を除去する除去加工を行うことで、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、リブレット構造ＲＢを形成するためにタービンブレードＢＬに照射される加工光ＥＬを示す断面図である図９（ａ）及びタービンブレードＢＬの表面上での加工光ＥＬの照射位置の移動軌跡を示す平面図である図９（ｂ）に示すように、加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬの表面のうちの溝９が形成される部分に加工光ＥＬが照射されるように、タービンブレードＢＬに加工光ＥＬを照射してもよい。具体的には、加工システムＳＹＳは、溝９が延びるＸ軸方向に沿って加工光ＥＬの照射位置を移動させながらタービンブレードＢＬの表面に加工光ＥＬを照射するスキャン動作と、タービンブレードＢＬの表面に加工光ＥＬを照射することなく溝９が延びるＸ軸方向に交差するＹ軸に沿って加工光ＥＬの照射位置を移動させるステップ動作とを繰り返すことで、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、溝９を形成することでリブレット構造ＲＢを形成している（つまり、凸状構造体８を形成している）とも言える。
【0088】
再び図８（ａ）から図８（ｃ）において、凸状構造体８は、例えば、互いに反対側を向いた一対の側面８１及び８２を備える。図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、凸状構造体８は、－Ｙ側を向いた側面８１と、＋Ｙ側を向いた側面８２とを備える。一対の側面８１及び８２のそれぞれは、平面である。但し、一対の側面８１及び８２の少なくとも一方は、曲面を含んでいてもよい。
【0089】
一対の側面８１及び８２は、互いに非平行であってもよい。この場合、凸状構造体８が備える一対の側面８１及び８２は、それらの一端部（図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、＋Ｚ側の上端部）を介して接続されてもよい。凸状構造体８が備える一対の側面８１及び８２が接続される部分は、凸状構造体８の頂部８３を構成する。この場合、一対の側面８１及び８２は、凸状構造体８の頂部８３を介して接続されているとみなしてもよい。図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、一対の側面８１及び８２は、側面８１の上端部と側面８２の上端部とが接するように接続される。この場合、凸状構造体８のＺ軸を含む断面の形状は、三角形の形状となる。但し、凸状構造体８のＺ軸を含む断面の形状は、三角形の形状とは異なる任意の形状を有していてもよい。また、一対の側面８１及び８２は、互いに平行であってもよい。
【0090】
一の凸状構造体８の側面８１と、凸状構造体８が配列される方向に沿って一の凸状構造体８に隣接する他の凸状構造体８の側面８２とは、それらの他端部（図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、－Ｚ側の下端部）で接続されてもよい。一の凸状構造体８の側面８１と他の凸状構造体８の側面８２とが接続される部分は、一の凸状構造体８と他の凸状構造体８との境界部８４を構成する。言い換えれば、隣り合う二つの凸状構造体８の間には、周囲と比較して窪んだ凹状領域に相当する境界部８４が存在する。この場合、隣り合う二つの凸状構造体８は、境界部８４を介して接続されているとみなしてもよい。図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、隣り合う二つの凸状構造体８は、一の凸状構造体８の側面８１の下端部と他の凸状構造体８の側面８２の下端部とが接するように接続される。この場合、溝９のＺ軸を含む断面の形状は、逆三角形の形状となる。但し、溝９のＺ軸を含む断面の形状は、逆三角形の形状とは異なる任意の形状を有していてもよい。
【0091】
タービンブレードＢＬが基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣを備えている場合には、図８（ａ）から図８（ｃ）に示すように、加工システムＳＹＳは、耐熱層ＴＢＣにリブレット構造ＲＢを形成してもよい。具体的には、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭとは反対側を向いている耐熱層ＴＢＣの表面（図８（ａ）から図８（ｃ）に示す例では、＋Ｚ側を向いている上面）にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。加工システムＳＹＳは、耐熱層ＴＢＣのうち基材ＢＭに面する表面とは反対側の表面にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬの使用中に流体と接する耐熱層ＴＢＣの表面にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭを直接的に加工しないがゆえに、リブレット構造ＲＢを比較的容易に再形成することができる。具体的には、リブレット構造ＲＢの再形成の際には、まずは、リブレット構造ＲＢが形成された耐熱層ＴＢＣが一旦剥離され、その後、新たな耐熱層ＴＢＣが形成される。その後、加工システムＳＹＳは、新たに形成された耐熱層ＴＢＣに新たなリブレット構造ＲＢを形成してもよい。従って、リブレット構造ＲＢの劣化（例えば、破損等）に対して、リブレット構造ＲＢの再形成によって相対的に容易に対処可能となる。更に、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭを直接的に加工しないがゆえに、直接の加工が困難な又はリブレット構造ＲＢがもともと形成されていない基材ＢＭの表面にもリブレット構造ＲＢを形成することができる。つまり、基材ＢＭの表面に耐熱層ＴＢＣが形成された後に加工システムＳＹＳが耐熱層ＴＢＣを加工すれば、リブレット構造ＲＢを比較的容易に形成可能である。
【0092】
或いは、タービンブレードＢＬが基材ＢＭ及び耐熱層ＴＢＣを備えている場合には、リブレット構造ＲＢを示す斜視図である図１０に示すように、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭにリブレット構造ＲＢを形成してもよい。具体的には、加工システムＳＹＳは、耐熱層ＴＢＣに面する基材ＢＭの表面（図に示す例では、＋Ｚ側を向いている上面）にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。この場合、図１０に示すように、基材ＢＭにリブレット構造ＲＢが形成された後に、基材ＢＭの表面（特に、リブレット構造ＲＢが形成された表面）に耐熱層ＴＢＣが形成されてもよい。耐熱層ＴＢＣが基材ＢＭの表面を覆うがゆえに、耐熱層ＴＢＣの表面の形状は、耐熱層ＴＢＣが形成されている基材ＢＭの表面の形状と概ね同一になってもよい。このため、リブレット構造ＲＢが形成された基材ＢＭに耐熱層ＴＢＣが形成されているタービンブレードＢＬは、実質的には、耐熱層ＴＢＣにリブレット構造ＲＢが形成されているタービンブレードＢＬと等価であるとみなしてもよい。
【0093】
或いは、タービンブレードＢＬが基材ＢＭを備えている一方で耐熱層ＴＢＣを備えていない場合においても、リブレット構造ＲＢを示す斜視図である図１１に示すように、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭにリブレット構造ＲＢを形成してもよい。つまり、リブレット構造ＲＢが形成された基材ＢＭには、必ずしも耐熱層ＴＢＣが形成されなくてもよい。
【0094】
（４）リブレット構造ＲＢを形成する動作の変形例
続いて、リブレット構造ＲＢを形成する動作の変形例について説明する。
続いて、リブレット構造ＲＢを形成する動作の変形例について説明する。
【0095】
（４－１）リブレット構造ＲＢを形成する動作の第１変形例
第１変形例では、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３及び凸状構造体８の境界部８４のうちの少なくとも一方の形状が、上述した図８（ａ）から図８（ｃ）及び図１０から図１１に示す形状とは異なるリブレット構造ＲＢを形成してもよい。以下、図１２から図１８を参照しながら、第１変形例で形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。図１２から図１８のそれぞれは、第１変形例で形成されるリブレット構造ＲＢの一例を示す断面図である。
第１変形例では、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３及び凸状構造体８の境界部８４のうちの少なくとも一方の形状が、上述した図８（ａ）から図８（ｃ）及び図１０から図１１に示す形状とは異なるリブレット構造ＲＢを形成してもよい。以下、図１２から図１８を参照しながら、第１変形例で形成されるリブレット構造ＲＢについて説明する。図１２から図１８のそれぞれは、第１変形例で形成されるリブレット構造ＲＢの一例を示す断面図である。
【0096】
図１２に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３が平面８３１を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。平面８３１は、凸状構造体８が備える一対の側面８１及び８２の一端部（図１２に示す例では、＋Ｚ側の上端部）を接続する。つまり、一対の側面８１及び８２は、頂部８３を構成する平面８３１を介して接続されている。このため、図１２に示す例では、側面８１の上端部と側面８２の上端部とが直接的に接することはない。平面８３１は、一対の側面８１及び８２のそれぞれに交差する。平面８３１は、基材ＢＭとは反対側（図１２に示す例では、＋Ｚ側であり、上方）を向いた面である。このため、平面８３１は、上面と称されてもよい。
【0097】
図１３に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３が曲面８３２を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。曲面８３２は、凸状構造体８が備える一対の側面８１及び８２の一端部（図１３に示す例では、＋Ｚ側の上端部）を接続する。つまり、一対の側面８１及び８２は、頂部８３を構成する曲面８３２を介して接続されている。このため、図１３に示す例では、側面８１の上端部と側面８２の上端部とが直接的に接することはない。曲面８３２は、一対の側面８１及び８２のそれぞれに交差する。曲面８３２は、基材ＢＭとは反対側（図１３に示す例では、＋Ｚ側であり、上方）を向いた面である。このため、曲面８３２は、上面と称されてもよい。曲面８３２は、基材ＢＭとは反対側に凸となる曲面であってもよい。
【0098】
図１４に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３が平面８３１及び曲面８３２の双方を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、頂部８３は、平面８３１と、平面８３１を挟み込む一対の曲面８３２とを含んでいてもよい。一対の曲面８３２の一端部は、凸状構造体８が備える一対の側面８１及び８２の一端部（例えば、上端部）にそれぞれ接続されている。更に、平面８３１は、一対の曲面８３２の他端部を接続する。つまり、一対の曲面８３２のうちの一方は、平面８３１と側面８１とを接続し、一対の曲面８３２のうちの他方は、平面８３１と側面８２とを接続する。この場合、一対の側面８１及び８２は、頂部８３を構成する平面８３１及び一対の曲面８３２を介して接続されている。このため、図１４に示す例では、側面８１の上端部と側面８２の上端部とが直接的に接することはない。
【0099】
図１２から図１４に示す例において、頂部８３のサイズＤ８３は、凸状構造体８のピッチＰ８に基づいて設定されていてもよい。例えば、頂部８３のサイズＤ８３は、凸状構造体８のピッチＰ８の少なくとも１％から９％（つまり、数％）の範囲内にあるように設定されていてもよい。例えば、頂部８３のサイズＤ８３は、凸状構造体８のピッチＰ８の少なくとも１％から６％の範囲内にあるように設定されていてもよい。例えば、頂部８３のサイズＤ８３は、凸状構造体８のピッチＰ８の少なくとも１％から３％の範囲内にあるように設定されていてもよい。尚、本実施形態における「頂部８３のサイズＤ８３」は、凸状構造体８が配列される方向における、頂部８３を構成する面のサイズ（典型的は、幅）を意味していてもよい。図１２に示す例では、頂部８３のサイズＤ８３は、頂部８３に含まれる平面８３１のＹ軸方向におけるサイズを意味していてもよい。図１３に示す例では、頂部８３のサイズＤ８３は、頂部８３に含まれる曲面８３２のＹ軸方向におけるサイズを意味していてもよい。図１４に示す例では、頂部８３のサイズＤ８３は、頂部８３に含まれる平面８３１及び一対の曲面８３２のＹ軸方向におけるサイズの総和を意味していてもよい。また、本実施形態における「凸状構造体８のピッチＰ８」は、凸状構造体８が延びる方向に交差する方向（ピッチ方向）において隣り合う二つの凸状構造体８の間隔を意味していてもよい。図１２に示す例では、「凸状構造体８のピッチＰ８」は、Ｙ軸方向において隣り合う二つの凸状構造体８の間隔を意味していてもよい。凸状構造体８が延びる方向に交差する方向において凸状構造体８と溝９とが交互に形成されているがゆえに、「凸状構造体８のピッチＰ８」は、「溝９のピッチＰ９」と実質的に同一であるとみなしてもよい。尚、本実施形態における「溝９のピッチＰ９」は、溝９が延びる方向に交差する方向（ピッチ方向）において隣り合う二つの溝９の間隔を意味していてもよい。図１２に示す例では、「溝９のピッチＰ９」は、Ｙ軸方向において隣り合う二つの溝９の間隔を意味していてもよい。
【0100】
図１３から図１４に示す例において、曲面８３２の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートル（つまり、数マイクロメートル）の範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８３２の曲率半径は、１マイクロメートルから６マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８３２の曲率半径は、１マイクロメートルから４マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８３２の曲率半径は、１マイクロメートルから２マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。
【0101】
このように頂部８３が平面８３１及び曲面８３２のうちの少なくとも一つを含む場合には、頂部８３が平面８３１及び曲面８３２を含まない（その結果、側面８１の上端部と側面８２の上端部とが直接接する）場合と比較して、頂部８３に形成される角の角度が緩やかになる（つまり、大きくなる）。その結果、頂部８３にクラックが発生する可能性が小さくなる。従って、加工システムＳＹＳは、耐久性が相対的に高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。特に、曲面８３２を含む頂部８３は、実質的には、面取り加工が施された頂部８３と等価であるとみなしてもよい。その結果、頂部８３が曲面８３２を含む場合には、頂部８３が平面８３１を含む場合と比較して、頂部８３にクラックが発生する可能性がより一層小さくなる。つまり、従って、加工システムＳＹＳは、耐久性がより一層高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。
【0102】
図１５に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の境界部８４が平面８４１を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。平面８４１は、隣り合う二つの凸状構造体８を接続する。つまり、隣り合う二つの凸状構造体８は、境界部８４を構成する平面８４１を介して接続されている。具体的には、平面８４１は、一の凸状構造体８の側面８１の下端部と、一の凸状構造体８に隣接する他の凸状構造体８の側面８２の下端部とを接続する。このため、図１５に示す例では、一の凸状構造体８の側面８１の下端部と他の凸状構造体８の側面８２の下端部とが直接的に接することはない。平面８４１は、一対の側面８１及び８２のそれぞれに交差する。平面８４１は、基材ＢＭとは反対側（図１２に示す例では、＋Ｚ側であり、上方）を向いた面である。このため、平面８４１は、上面と称されてもよい。
【0103】
図１６に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の境界部８４が曲面８４２を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。曲面８４２は、隣り合う二つの凸状構造体８を接続する。つまり、隣り合う二つの凸状構造体８は、境界部８４を構成する曲面８４２を介して接続されている。具体的には、曲面８４２は、一の凸状構造体８の側面８１の下端部と、一の凸状構造体８に隣接する他の凸状構造体８の側面８２の下端部とを接続する。このため、図１６に示す例では、一の凸状構造体８の側面８１の下端部と他の凸状構造体８の側面８２の下端部とが直接的に接することはない。曲面８４２は、一対の側面８１及び８２のそれぞれに交差する。曲面８４２は、基材ＢＭとは反対側（図１２に示す例では、＋Ｚ側であり、上方）を向いた面である。このため、曲面８４２は、上面と称されてもよい。曲面８４２は、基材ＢＭ側に凸となる曲面であってもよい。
【0104】
図１７に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の境界部８４が平面８４１及び曲面８４２の双方を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、境界部８４は、平面８４１と、一対の曲面８４２とを含んでいてもよい。一対の曲面８４２の一方の一端部は、一の凸状構造体８が備える側面８１の他端部（例えば、下端部）に接続されている。一対の曲面８４２の他方の一端部は、一の凸状構造体８に隣接する他の凸状構造体８が備える側面８２の他端部（例えば、下端部）に接続されている。更に、平面８４１は、一対の曲面８４２の他端部を接続する。つまり、一対の曲面８４２のうちの一方は、平面８４１と一の凸状構造体８の側面８１とを接続し、一対の曲面８４２のうちの他方は、平面８４１と他の凸状構造体８の側面８２とを接続してもよい。この場合、隣り合う二つの凸状構造体８は、境界部８４を構成する平面８４１及び一対の曲面８４２を介して接続されている。このため、図１７に示す例では、側面８１の下端部と側面８２の下端部とが直接的に接することはない。
【0105】
図１７に示す例において、一対の曲面８４２のサイズＤ８４２の総和（つまり、２×Ｄ８４２）は、凸状構造体８のピッチＰ８に基づいて設定されていてもよい。例えば、一対の曲面８４２のサイズＤ８４２の総和は、凸状構造体８のピッチＰ８よりも小さくてもよい。尚、本実施形態における「曲面８４２のサイズＤ８４２」は、凸状構造体８が配列される方向における曲面８４２のサイズ（典型的には、幅）を意味していてもよい。図１７に示す例では、曲面８４２のサイズＤ８４２は、曲面８４２のＹ軸方向におけるサイズを意味していてもよい。また、図１６及び図１７に示す例において、曲面８４２の曲率半径は、１マイクロメートルから９マイクロメートル（つまり、数マイクロメートル）の範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８４２の曲率半径は、１マイクロメートルから６マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８４２の曲率半径は、１マイクロメートルから４マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。曲面８４２の曲率半径は、１マイクロメートルから２マイクロメートルの範囲内にあるように設定されてもよい。
【0106】
このように境界部８４が平面８４１及び曲面８４２のうちの少なくとも一つを含む場合には、境界部８４が平面８４１及び曲面８４２を含まない（その結果、側面８１の下端部と側面８２の下端部とが直接接する）場合と比較して、境界部８４に形成される角の角度が緩やかになる。その結果、境界部８４にクラックが発生する可能性が小さくなる。従って、加工システムＳＹＳは、耐久性が相対的に高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。特に、曲面８４２を含む境界部８４は、実質的には、面取り加工が施された境界部８４と等価であるとみなしてもよい。その結果、境界部８４が曲面８４２を含む場合には、境界部８４が平面８４１を含む場合と比較して、境界部８４にクラックが発生する可能性がより一層小さくなる。従って、加工システムＳＹＳは、耐久性がより一層高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。
【0107】
図１８に示すように、加工システムＳＹＳは、凸状構造体８の頂部８３が平面８３１及び曲面８３２の少なくとも一方を含み、且つ、凸状構造体８の境界部８４が平面８４１及び曲面８４２の少なくとも一方を含むように、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。図１８は、頂部８３が平面８３１及び一対の曲面８３２を含み、且つ、境界部８４が平面８４１及び一対の曲面８４２を含むリブレット構造ＲＢを示している。この場合においても、加工システムＳＹＳは、耐久性がより一層高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。
【0108】
尚、上述した図１２から図１８は、加工システムＳＹＳが耐熱層ＴＢＣにリブレット構造ＲＢを形成する例を示している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、図１２から図１８に示す形状を有するリブレット構造ＲＢを、基材ＢＭに形成してもよい。この場合においても、加工システムＳＹＳは、耐久性が相対的に高いリブレット構造ＲＢを形成することができる。
【0109】
また、図１２から図１８に示す形状を有するリブレット構造ＲＢが基材ＢＭに形成される場合には、上述したように、リブレット構造ＲＢを形成する凸状構造体８の頂部８３及び境界部８４の少なくとも一方に形成される角の角度が緩やかになる。その結果、頂部８３及び境界部８４の少なくとも一方に形成される角の角度が相対的に急である（つまり、相対的に小さい）場合と比較して、当該角に対する耐熱層ＴＢＣの付着性が向上する。
【0110】
また、頂部８３及び境界部８４の少なくとも一方に形成される角の角度が緩やかになる場合には、頂部８３及び境界部８４の少なくとも一方に形成される角の角度が相対的に急である場合と比較して、リブレット構造ＲＢが形成された基材ＢＭの表面に対する表面処理が適切に行われる可能性が高くなるという効果も享受可能である。例えば、リブレット構造ＲＢが形成された基材ＢＭの表面に対して、表面処理の一例である焼入れが適切に行われる可能性が高くなるという効果も享受可能となる。その結果、後述するように基材ＢＭの表面に焼入れ等の表面処理を行うことで基材ＢＭに任意の被膜層が形成される場合には、リブレット構造ＲＢが形成された基材ＢＭに任意の被膜層が適切に形成される可能性が高くなるという効果が享受可能となる。
【0111】
（４－２）リブレット構造ＲＢを形成する動作の第２変形例
第２変形例では、加工システムＳＹＳは、リブレット構造ＲＢを形成するための溝９とは異なる溝７が形成されたタービンブレードＢＬに、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。ここで、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を参照しながら、溝７が形成されたタービンブレードＢＬについて説明する。図１９（ａ）は、溝７が形成されたタービンブレードＢＬを示す断面図であり、図１９（ｂ）は、溝７が形成されたタービンブレードＢＬを示す上面図である。
第２変形例では、加工システムＳＹＳは、リブレット構造ＲＢを形成するための溝９とは異なる溝７が形成されたタービンブレードＢＬに、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。ここで、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）を参照しながら、溝７が形成されたタービンブレードＢＬについて説明する。図１９（ａ）は、溝７が形成されたタービンブレードＢＬを示す断面図であり、図１９（ｂ）は、溝７が形成されたタービンブレードＢＬを示す上面図である。
【0112】
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、タービンブレードＢＬには、タービンブレードＢＬの表面に沿った方向に沿って延びる溝７が形成されていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬには、タービンブレードＢＬの表面に沿った第３の方向に沿って延びる単一の溝７が形成されていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬには、タービンブレードＢＬの表面に沿った第３の方向に沿って延びる複数の溝７が形成されていてもよい。第３の方向に沿って延びる複数の溝７は、第３の方向に交差する第４の方向に沿って配列されていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬには、タービンブレードＢＬの表面に沿った複数の異なる方向に沿ってそれぞれ延びる複数の溝７が形成されていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬには、タービンブレードＢＬの表面に沿った第３の方向に沿って延びる少なくとも一つの溝７と、タービンブレードＢＬの表面に沿った方向であり且つ第３の方向に交差する第４の方向に沿って延びる少なくとも一つの溝７とが形成されていてもよい。図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示す例では、タービンブレードＢＬには、Ｘ軸方向に沿って延び且つＹ軸方向に沿って配列された複数の溝７（以降、Ｘ軸方向に沿って延びる溝７を、“溝７Ｘ”と称する）と、Ｙ軸方向に沿って延び且つＸ軸方向に沿って配列された複数の溝７（以降、Ｙ軸方向に沿って延びる溝７を、“溝７Ｙ”と称する）とが形成されている。
【0113】
溝７の深さＤ７（図１９（ａ）に示す例では、Ｚ軸方向に沿ったサイズ）は、溝７が形成される耐熱層ＴＢＣの厚みＤ（図１９（ａ）に示す例では、Ｚ軸方向に沿ったサイズ）に基づいて設定されてもよい。例えば、溝７の深さＤ７は、耐熱層ＴＢＣの厚みＤ９よりも小さくなるように設定されていてもよい。溝７の深さＤ７は、耐熱層ＴＢＣの厚みＤ９の３０％以下になるように設定されてもよい。例えば、耐熱層ＴＢＣの厚みＤ９が３００マイクロメートルから１ミリメートルである場合には、溝７の深さＤ７は、９０マイクロメートル（＝３００マイクロメートル×３０％）から３００マイクロメートル（＝１ミリメートル×３０％）以下になるように設定されてもよい。
【0114】
複数の溝７が形成される場合には、複数の溝７の深さＤ７は、互いに同一であってもよい。或いは、複数の溝７のうちの少なくとも二つの深さＤ７は、互いに異なっていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬの表面の第１部分に形成される溝７の深さは、タービンブレードＢＬの表面の第２部分に形成される溝７の深さと異なっていてもよい。例えば、第３の方向に沿って延びる溝７の深さＤ７は、第３の方向に交差する第４の方向に沿って延びる溝７の深さＤ７と異なっていてもよい。
【0115】
複数の溝７が形成される場合には、複数の溝７は、同一のピッチＰ７で配列するように形成されていてもよい。尚、本実施形態における「溝７のピッチＰ７」は、溝７が延びる方向に交差する方向（ピッチ方向）において隣り合う二つの溝７の間隔を意味していてもよい。図１９に示す例では、「溝７ＸのピッチＰ７」は、Ｙ軸方向において隣り合う二つの溝７Ｘの間隔を意味していてもよい。「溝７ＹのピッチＰ７」は、Ｘ軸方向において隣り合う二つの溝７Ｘの間隔を意味していてもよい。或いは、複数の溝７は、異なるピッチＰ７で配列するように形成されていてもよい。例えば、第３の方向に沿って延びる溝７のピッチＰ７は、第４の方向に沿って延びる溝７のピッチＰ７と異なっていてもよい。例えば、タービンブレードＢＬの表面の第３部分に形成されている溝７のピッチＰ７は、タービンブレードＢＬの第４部分に形成されている溝７のピッチＰ７と異なっていてもよい。
【0116】
溝７は、タービンブレードＢＬの応力を緩和可能な溝であってもよい。つまり、溝７は、タービンブレードＢＬの応力を緩和可能であるという機能を有していてもよい。特に、溝７が耐熱層ＴＢＣに形成されているため、溝７は、耐熱層ＴＢＣの応力を緩和可能な溝であってもよい。例えば、耐熱層ＴＢＣの温度が変わると、耐熱層ＴＢＣが伸縮する可能性がある。つまり、耐熱層ＴＢＣが膨張又は収縮する可能性がある。溝７は、耐熱層ＴＢＣの伸縮に起因して耐熱層ＴＢＣに発生する応力を緩和する溝であってもよい。例えば、この場合、耐熱層ＴＢＣの伸縮に合わせて溝７の幅が変わるように耐熱層ＴＢＣが変形すれば、耐熱層ＴＢＣの伸縮に起因して耐熱層ＴＢＣに発生する応力が関われる。その結果、応力によって耐熱層ＴＢＣが破損する可能性が相対的に小さくなる。このため、応力に対する耐性が相対的に強く且つ流体に対する抵抗が適切に低減されたタービンブレードＢＬが製造可能となる。
【0117】
溝７は、加工システムＳＹＳとは異なる加工システムによって形成されてもよい。例えば、溝７は、レーザカッティング又はレーザエッチングによって溝７を形成可能な他の加工システムによって形成されてもよい。加工システムＳＹＳは、制御装置４の制御下で、他の加工システムによって溝７が形成されたタービンブレードＢＬに、上述したリブレット構造ＲＢを形成してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、形成済みの溝７に関する情報に基づいて、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、計測光ＭＬを用いて形成済みの溝７を計測し、計測光ＭＬによる溝７の計測結果に関する情報に基づいて、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。一具体例として、加工システムＳＹＳは、計測光ＭＬによる溝７の計測結果に関する情報に基づいて、タービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）における溝７の位置を特定し、特定した溝７の位置と所定の位置関係にある位置に加工光ＥＬを照射することでリブレット構造ＲＢを形成してもよい。つまり、溝７の計測結果に関する情報は、加工光ＥＬの照射位置を制御するための情報（いわゆる、サーボ情報）として用いられてもよい。
【0118】
或いは、溝７は、加工システムＳＹＳによって形成されてもよい。つまり、加工システムＳＹＳは、制御装置４の制御下で、リブレット構造ＲＢを形成するための溝９を形成する場合と同様に、加工光ＥＬを用いた除去加工によって溝７を形成してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、制御装置４の制御下で、溝９を形成した後に、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。或いは、加工システムＳＹＳは、制御装置４の制御下で、リブレット構造ＲＢを形成した後に、溝７を形成してもよい。
【0119】
加工システムＳＹＳは、溝７が形成されたタービンブレードＢＬにリブレット構造ＲＢを形成する（或いは、溝７を形成する前にタービンブレードＢＬにリブレット構造ＲＢを形成する）場合には、以下に示す構造条件を満たすリブレット構造ＲＢを形成してもよい。以下、図２０から図２２を参照しながら、リブレット構造ＲＢが満たすべき構造条件について説明する。図２０は、溝７とリブレット構造ＲＢとの双方が形成されたタービンブレードＢＬを示す断面図である。図２１は、溝７とリブレット構造ＲＢとの双方が形成されたタービンブレードＢＬを示す斜視図である。図２２は、溝７とリブレット構造ＲＢとの双方が形成されたタービンブレードＢＬを示す上面図である。尚、図２０から図２２に示す例では、加工システムＳＹＳは、頂部８３が平面８３１を含み、境界部８４が平面８４１を含み、且つ、構造条件を満たすリブレット構造ＲＢ（つまり、図１２に示す頂部８３及び図１５に示す境界部８４を含み、且つ、構造条件を満たすリブレット構造ＲＢ）を形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、図１２に示す形状とは異なる形状を有する頂部８３及び／又は図１５に示す形状とは異なる形状を有する境界部８４を含むと共に後述する構造条件を満たすリブレット構造ＲＢを形成してもよい。
【0120】
構造条件は、リブレット構造ＲＢを形成する溝９の深さＤ９に関する深さ条件を含んでいてもよい。例えば、深さ条件は、溝９の深さＤ９そのものに関する第１の深さ条件を含んでいてもよい。第１の深さ条件は、溝９の深さＤ９が１マイクロメートルから９９マイクロメートル（つまり、数マイクロメートルから数十マイクロメートル）になるという条件を含んでいてもよい。例えば、深さ条件は、第１の深さ条件に加えて又は代えて、溝９の深さＤ９と耐熱層ＴＢＣの厚みＤとの関係に関する第２の深さ条件を含んでいてもよい。第２の深さ条件は、図２０及び図２１に示すように、溝９の深さＤ９が耐熱層ＴＢＣの厚みＤよりも小さいという条件を含んでいてもよい。第２の深さ条件は、溝９の深さＤ９が耐熱層ＴＢＣの厚みＤの０．２％以上且つ２０％以下になるという条件を含んでいてもよい。例えば、深さ条件は、第１及び第２の深さ条件の少なくとも一方に加えて又は代えて、溝９の深さＤ９と溝７の深さＤ７との関係に関する第３の深さ条件を含んでいてもよい。第３の深さ条件は、図２０及び図２１に示すように、溝９の深さＤ９が溝７の深さＤ７と異なるという条件を含んでいてもよい。第３の深さ条件は、図２０及び図２１に示すように、溝９の深さＤ９が溝７の深さＤ７よりも小さい（つまり、溝９が溝７よりも浅い）という条件を含んでいてもよい。言い換えれば、第３の深さ条件は、図２０及び図２１に示すように、溝７の深さＤ７が溝９の深さＤ９よりも大きい（つまり、溝７が溝９よりも深い）という条件を含んでいてもよい。第３の深さ条件は、溝７の深さＤ７が溝９の深さＤ９の１．５倍以上且つ１５倍以下になるという条件を含んでいてもよい。
【0121】
ここで、深さ条件のうちの第３の深さ条件（特に、溝９の深さＤ９が溝７の深さＤ７よりも小さいという条件）が満たされる場合には、リブレット構造ＲＢによる効果（つまり、タービンブレードＢＬの表面の流体に対する抵抗の低減効果）が、溝９によって妨げられる可能性が小さくなる。具体的には、図２３に示すように、仮に溝９の深さＤ９が溝７の深さＤ７よりも大きい場合には、溝９の底部（つまり、境界部８４）よりも溝７の底部７１の方が上方に来る。その結果、複数の凸状構造体８の間に、溝７の底部７１が上面となる隔壁７２が現れる。この隔壁７２は、図２３に示すように、複数の凸状構造体８の間（つまり、溝９の内部）を複数の凸状構造体８に沿って流れる流体を遮る可能性がある。つまり、隔壁７２は、図２３に示すように、凸状構造体８に沿った流体の流れを乱す可能性がある。特に、凸状構造体８が延びる方向と溝７が延びる方向とが交差する場合には、凸状構造体８に沿った流体の流れを隔壁７２が乱す可能性が高くなる。しかるに、溝９の深さＤ９が溝７の深さＤ７よりも小さい場合には、図２１に示すように、複数の凸状構造体８の間に、溝７の底部７１が上面となる隔壁７２が現れることはない。その結果、図２１に示すように、複数の凸状構造体８の間（つまり、溝９の内部）を複数の凸状構造体８に沿って流れる流体の流れが、隔壁７２によって乱される可能性は小さい。このため、リブレット構造ＲＢによるタービンブレードＢＬの表面の流体に対する抵抗の低減効果が適切に享受可能となる。尚、凸状構造体８が延びる方向と溝７が延びる方向が平行である場合には、複数の凸状構造体８で構成されるリブレット構造ＲＢ中に、溝７によって高さの異なる部分（例えば、凸状構造体８とは高さが異なる構造体）が形成されてしまうため、リブレット構造ＲＢの効果が低減してしまう恐れがある。
【0122】
構造条件は、リブレット構造ＲＢを形成する溝９のピッチＰ９に関するピッチ条件を含んでいてもよい。ピッチ条件は、溝９のピッチＰ９と溝７のピッチＰ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。特に、ピッチ条件は、一の方向における溝９のピッチＰ９と、同じ一の方向における溝７のピッチＰ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。図２０及び図２２に示す例では、ピッチ条件は、Ｙ軸方向における溝９のピッチＰ９と、Ｙ軸方向における溝７のピッチＰ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。但し、ピッチ条件は、一の方向における溝９のピッチＰ９と、一の方向とは異なる他の方向における溝７のピッチＰ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。図２０及び図２２に示す例では、ピッチ条件は、Ｙ軸方向における溝９のピッチＰ９と、Ｘ軸方向における溝７のピッチＰ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ条件は、溝９のピッチＰ９と溝７のピッチＰ７とが異なるという条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ条件は、溝９のピッチＰ９よりも溝７のピッチＰ７の方が大きいという条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ条件は、溝７のピッチＰ７が、溝９のピッチＰ９の２倍以上になるという条件を含んでいてもよい。溝７のピッチＰ７が溝９のピッチＰ９の２倍以上になるという条件が満たされる場合には、図２０及び図２２に示すように、溝７が延びる方向に交差する方向（つまり、溝７の短手方向）に沿って隣り合う二つの溝７の間に二つ以上の溝９が形成される。この場合、ピッチ条件は、溝７が延びる方向に交差する方向に沿って隣り合う二つの溝７の間に二つ以上の溝９が形成されるように溝７のピッチＰ７及び溝９のピッチＰ９が設定されるという条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ条件は、溝７のピッチＰ７が、溝９のピッチＰ９の２０倍以上且つ３０倍以下の範囲にあるという条件を含んでいてもよい。言い換えれば、ピッチ条件は、溝７が延びる方向に交差する方向に沿って隣り合う二つの溝７の間に２０本以上且つ３０本以下の溝９が形成されるように溝７のピッチＰ７及び溝９のピッチＰ９が設定されるという条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ条件は、溝７のピッチＰ７が、溝９のピッチＰ９の整数倍になるという条件を含んでいてもよい。溝７のピッチＰ７が溝９のピッチＰ９の整数倍になるという条件が満たされる場合には、溝７が延びる方向に交差する方向に沿って隣り合う二つの溝７の間に整数本の溝９が形成される。この場合、加工システムＳＹＳは、規則的な構造を有するリブレット構造ＲＢを、溝７が形成されたタービンブレードＢＬに相対的に容易に形成することができる。
【0123】
構造条件は、リブレット構造ＲＢを形成する溝９の幅Ｗ９に関する幅条件を含んでいてもよい。幅条件は、溝９の幅Ｗ９と溝７の幅Ｗ７との関係に関する条件を含んでいてもよい。尚、本実施形態における「溝９の幅Ｗ９」は、溝９が延びる方向に交差する方向（つまり、溝９の短手方向）における溝９のサイズを意味していてもよい。同様に、本実施形態における「溝７の幅Ｗ７」は、溝７が延びる方向に交差する方向（つまり、溝７の短手方向）における溝７のサイズを意味していてもよい。例えば、幅条件は、溝９の幅Ｗ９と溝７の幅Ｗ７とが異なるという条件を含んでいてもよい。例えば、幅条件は、溝９の幅Ｗ９よりも溝７の幅Ｗ７の方が広いという条件を含んでいてもよい。例えば、幅条件は、溝７の幅Ｗ７が、溝９の幅Ｗ９の１倍以上且つ１０倍以下の範囲にあるという条件を含んでいてもよい。
【0124】
構造条件は、リブレット構造ＲＢを形成する溝９が延びる方向に関する延伸方向条件を含んでいてもよい。延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向との関係に関する条件を含んでいてもよい。尚、本実施形態における「溝９が延びる方向」は、溝９が形成されているタービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）に沿って溝９が延びる方向を意味していてもよい。同様に、本実施形態における「溝７が延びる方向」は、溝７が形成されているタービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）に沿って溝７が延びる方向を意味していてもよい。例えば、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向とが同じになるという条件を含んでいてもよい。つまり、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向とが平行になるという条件を含んでいてもよい。例えば、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向とが異なるという条件を含んでいてもよい。つまり、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向とが交差するという条件を含んでいてもよい。特に、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝９が延びる方向と少なくとも一つの溝７が延びる方向とが直交するという条件を含んでいてもよい。図２１及び図２２に示す例では、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝７ＸがＸ軸方向に沿って延び、且つ、少なくとも一つの溝７ＹがＹ軸方向に沿って延びる状況下において、複数の溝９のそれぞれが延びる方向が、溝７Ｘが延びる方向（つまり、Ｘ軸方向）と同一になるという条件を含む。但し、延伸方向条件は、少なくとも一つの溝７がＸ軸方向に沿って延び、且つ、少なくとも一つの溝７がＹ軸方向に沿って延びる状況下において、複数の溝９のうちの少なくとも一つがＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方に沿って延びるという条件を含んでいてもよい。
【0125】
また、構造条件は、リブレット構造ＲＢを形成する溝９のピッチ方向に関するピッチ方向条件を含んでいてもよい。ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向との関係に関する条件を含んでいてもよい。尚、本実施形態における「複数の溝９のピッチ方向」は、複数の溝９が形成されているタービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）に沿ったピッチ方向を意味していてもよい。同様に、本実施形態における「複数の溝７のピッチ方向」は、溝７が形成されているタービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）に沿ったピッチ方向を意味していてもよい。例えば、ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向とが同じになるという条件を含んでいてもよい。つまり、ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向とが平行になるという条件を含んでいてもよい。例えば、ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向とが異なるという条件を含んでいてもよい。つまり、ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向とが交差するという条件を含んでいてもよい。特に、ピッチ方向条件は、複数の溝９のピッチ方向と複数の溝７のピッチ方向とが直交するという条件を含んでいてもよい。図２１及び図２２に示す例では、ピッチ方向条件は、複数の溝７Ｘのピッチ方向がＹ軸方向であり、且つ、複数の溝７Ｙのピッチ方向がＸ軸方向である状況下において、複数の溝９のそれぞれのピッチ方向が、溝７Ｘのピッチ方向（つまり、Ｙ軸方向）と同一になるという条件を含む。但し、ピッチ方向条件は、複数の溝７のピッチ方向がＸ軸方向であり、且つ、複数の溝７のピッチ方向がＹ軸方向である状況下において、複数の溝９のピッチ方向がＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方と同じ方向であるという条件を含んでいてもよい。
【0126】
以上説明した構造条件は、例えば、応力に対する耐性が相対的に強く且つ流体に対する抵抗が適切に低減されたタービンブレードＢＬが製造するという観点から設定された条件の一例である。このため、構造条件が満たされる場合には、構造条件が満たさない場合と比較して、タービンブレードＢＬの応力に対する耐性が相対的に強くなる、及び／又は、流体に対するタービンブレードＢＬの抵抗が小さくなる。
【0127】
複数の溝７が形成される場合には、図２２に示すように、タービンブレードＢＬの表面（例えば、耐熱層ＴＢＣの表面）は、複数の溝７によって複数の表面領域ＳＡに区分可能である。この場合、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡに形成される溝９に関する構造条件は、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡとは異なる第２の表面領域ＳＡに形成される溝９に関する構造条件と同一であってもよい。構造条件は、上述したように、溝９の深さＷ９、ピッチＰ９、幅Ｗ９、ピッチ方向及び延びる方向の少なくとも一つに関する条件である。溝９の深さＷ９、ピッチＰ９、幅Ｗ９、ピッチ方向及び延びる方向の少なくとも一つは、溝９の特性の一例である。このため、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性は、複数の表面領域ＳＡのうちの第２の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性と同一であってもよい。尚、図２２は、複数の表面領域ＳＡの全てにおいて構造条件が同一となる例を示している。
【0128】
或いは、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡに形成される溝９に関する構造条件と、複数の表面領域ＳＡのうちの第２の表面領域ＳＡに形成される溝９に関する構造条件とが異なっていてもよい。つまり、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性と、複数の表面領域ＳＡのうちの第２の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性とが異なっていてもよい。例えば、溝７とリブレット構造ＲＢとの双方が形成されたタービンブレードＢＬを示す上面図である図２４に示すように、表面領域ＳＡ＃１からＳＡ＃３に形成される溝９のピッチＰ９と、表面領域ＳＡ＃４からＳＡ＃６に形成される溝９のピッチＰ９とが異なっていてもよい。図２４に示すように、表面領域ＳＡ＃１からＳＡ＃３に形成される溝９が延びる方向と、表面領域ＳＡ＃４からＳＡ＃６に形成される溝９が延びる方向とが異なっていてもよい。また、図２４に示すように、表面領域ＳＡ＃１からＳＡ＃３に形成される複数の溝９のピッチ方向と、表面領域ＳＡ＃４からＳＡ＃６に形成される複数の溝９のピッチ方向とが異なっていてもよい。
【0129】
また、溝７とリブレット構造ＲＢとの双方が形成されたタービンブレードＢＬを示す上面図である図２５に示すように、表面領域ＳＡ＃１に形成される溝９のピッチＰ９と、表面領域ＳＡ＃１の溝９の延伸方向において隣接する表面領域ＳＡ＃２に形成される溝９のピッチＰ９とが異なっていてもよい。表面領域ＳＡ＃２に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）と、表面領域ＳＡ＃２の溝９の延伸方向において隣接する表面領域ＳＡ＃３に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）とが異なっていてもよい。表面領域ＳＡ＃２に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）と、当該表面領域ＳＡ＃２に形成される溝９の延伸方向に交差する方向（ピッチ方向）に隣接する表面領域ＳＡ＃５に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）とが異なっていてもよい。また、表面領域ＳＡ＃５に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）及びピッチＰ９と、当該表面領域ＳＡ＃５の溝９の延伸方向において隣接する表面領域ＳＡ＃６に形成される溝９の延伸方向（又はピッチ方向）及びピッチＰ９とのそれぞれが異なっていてもよい。
【0130】
各表面領域ＳＡに適用される構造条件（言い換えれば、溝９の特性）は、各表面領域ＳＡに接する流体の特性に応じて設定されてもよい。例えば、各表面領域ＳＡに適用される構造条件（言い換えれば、溝９の特性）は、各表面領域ＳＡに接する流体に対する各表面領域ＳＡの抵抗を低減可能な条件（特性）に設定されてもよい。その結果、複数の表面領域ＳＡに適用される構造条件（言い換えれば、溝９の特性）が同一である場合と比較して、流体に対する抵抗が適切に低減されたタービンブレードＢＬが製造可能となる。
【0131】
尚、上述した図１９から２４は、耐熱層ＴＢＣに溝７が形成される例を示している。しかしながら、溝７は、基材ＢＭに形成されていてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、溝７が形成された基材ＢＭにリブレット構造ＲＢを形成してもよい。或いは、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭにリブレット構造ＲＢを形成した後に、基材ＢＭに溝７を形成してもよい。この場合においても、加工システムＳＹＳは、上述した構造条件を満たすように基材ＢＭにリブレット構造ＲＢを形成してもよい。
【0132】
【0133】
（５）変形例
加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬをワークＷに照射する一方で計測光ＭＬをワークＷに照射しない加工ヘッドと、計測光ＭＬをワークＷに照射する一方で加工光ＥＬをワークＷに照射しない計測ヘッドとを別個に備えていてもよい。
加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬをワークＷに照射する一方で計測光ＭＬをワークＷに照射しない加工ヘッドと、計測光ＭＬをワークＷに照射する一方で加工光ＥＬをワークＷに照射しない計測ヘッドとを別個に備えていてもよい。
【0134】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬ及び計測光ＭＬの双方をワークＷに向けて射出する射出光学系１１３を備えている。しかしながら、加工システムＳＹＳは、加工光ＥＬをワークＷに向けて射出する射出光学系１１３と、計測光ＭＬをワークＷに向けて射出する射出光学系１１３とを別々に備えていてもよい。この場合、各射出光学系１１３は、加工光ＥＬと計測光ＭＬとを合成するビームスプリッタ１１３１を備えていなくてもよい。
【0135】
上述した説明では、加工装置１は、ワークＷを計測可能である。しかしながら、加工装置１は、ワークＷを計測可能でなくてもよい。この場合、加工装置１は、計測光学系１１２を備えていなくてもよい。加工システムＳＹＳは、計測光源２２を備えていなくてもよい。
【0136】
上述した説明では、加工装置１は、ヘッド駆動系１２を備えている。しかしながら、加工装置１は、ヘッド駆動系１２を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド１１は、移動可能でなくてもよい。この場合、加工装置１は、位置計測装置１３を備えていなくてもよい。
【0137】
上述した説明では、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えている。しかしながら、ステージ装置３は、ステージ駆動系３３を備えていなくてもよい。つまり、ステージ３２は、移動可能でなくてもよい。この場合、ステージ装置３は、位置計測装置３４を備えていなくてもよい。
【0138】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭと、耐熱層ＴＢＣとを備えるタービンブレードＢＬを加工している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、基材ＢＭと、基材ＢＭ上に形成され且つ耐熱層ＴＢＣとは異なる任意の被膜層とを備えるタービンブレードＢＬを加工してもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、任意の被膜層にリブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、任意の被膜層に、図１２から図１８を参照しながら説明した頂部８３及び境界部８４の少なくとも一方を含むリブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、リブレット構造ＲＢを形成する溝７とは異なる溝９が形成された任意の被膜層に、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、任意の被膜層に、リブレット構造ＲＢと、リブレット構造ＲＢを形成する溝７とは異なる溝９とを形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳがリブレット構造ＲＢを形成した基材ＢＭに、任意の被膜層が形成されてもよい。尚、任意の被膜層の一例として、基材ＢＭを保護するための保護層があげられる。
【0139】
基材ＢＭに形成される任意の被膜層は、基材ＢＭに材料を付加することで新たに形成される層を含んでいてもよい。或いは、基材ＢＭに形成される任意の被膜層は、基材ＢＭのうち特性が変化した一部に相当する層を含んでいてもよい。つまり、任意の被膜層は、基材ＢＭの一部の特性を変化させることで、基材ＢＭのうちの特性が変化していない部分に接するように新たに形成される、基材ＢＭのうちの特性が変化した部分に相当する層を含んでいてもよい。言い換えれば、基材ＢＭのうちの特性が変化した部分が被膜層として用いられ、基材ＢＭのうちの特性が変化していない部分が基材ＢＭとして用いられてもよい。このような基材ＢＭのうちの特性が変化した部分に相当する層の一例として、焼入れによって特性が変化した部分があげられる。この場合、被膜層は、基材ＢＭの表面に対する表面処理によって形成されてもよい。表面処理の一例として、焼入れがあげられる。焼入れは、例えば、高周波焼入れ、炎焼入れ、レーザ焼入れ及び電子ビーム焼入れのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。このような焼入れによって形成される被膜層は、基材ＢＭのうちの焼入れによって特性が変化していない部分よりも固くなる。焼入れは、基材ＢＭの表面を硬化するための表面硬化処理の一具体例であるとも言える。この場合、被膜層は、基材ＢＭの表面を保護するための保護層として機能可能である。
【0140】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、軸流型のタービンブレードＢＬを加工している。しかしながら、図２７に示すように、加工システムＳＹＳは、半径流型（ラジアル型）タービンブレードＢＬを加工してもよい。図２７において、矢印Ｆ１及びＦ２で示すように、流体は、タービンブレードＢＬの回転軸１２０に対して平行にタービンブレードＢＬに侵入し、出口部分１６０から、回転軸線１２０と交差する方向に流出する。
【0141】
この場合においても、リブレット構造ＲＢは、複数の表面領域ＳＡに区分可能である。複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡ＃１に形成される溝９に関する構造条件は、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡ＃１とは異なる第２の表面領域ＳＡ＃２に形成される溝９に関する構造条件と同一であってもよい。構造条件は、上述したように、溝９の深さＷ９、ピッチＰ９、幅Ｗ９、ピッチ方向及び延びる方向の少なくとも一つに関する条件である。溝９の深さＷ９、ピッチＰ９、幅Ｗ９、ピッチ方向及び延びる方向の少なくとも一つは、溝９の特性の一例である。このため、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性は、複数の表面領域ＳＡのうちの第２の表面領域ＳＡに形成される溝９の特性と同一であってもよい。そして、複数の表面領域ＳＡのうちの第１の表面領域ＳＡ＃１に形成される溝９に関する構造条件と、複数の表面領域ＳＡのうちの第３の表面領域ＳＡ＃３に形成される溝９に関する構造条件とが異なっていてもよい。ここで、複数の表面領域ＳＡ＃１からＳＡ＃４の区画形状は、図２７に示すように矩形でなくてもよい。
【0142】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの一例であるタービンブレードＢＬを加工している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬとは異なり且つワークＷの他の一例である任意のブレードを加工してもよい。任意のブレードは、上述したタービンブレードＢＬと同様に、基材と、基材の表面に形成される任意の被膜層とを備えていてもよい。この場合、例えば、加工システムＳＹＳは、タービンブレードＢＬとは異なる任意のブレードに、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。つまり、加工システムＳＹＳは、任意のブレードが備える基材及び被膜層の少なくとも一方に、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。任意のブレードの一例として、プロペラの羽根を構成するブレードがあげられる。プロペラは、例えば、エンジン及びモータの少なくとも一方を含む原動機から出力される回転力を、飛行機及び船舶等の少なくとも一つを含む移動体の推進力に変換する部材である。
【0143】
或いは、加工システムＳＹＳは、ブレードとは異なり且つワークＷの他の一例である任意の物体を加工してもよい。任意の物体は、上述したタービンブレードＢＬと同様に、基材と、基材の表面に形成される任意の被膜層とを備えていてもよい。この場合、例えば、加工システムＳＹＳは、任意の物体に、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。つまり、加工システムＳＹＳは、任意の物体が備える基材及び被膜層の少なくとも一方に、リブレット構造ＲＢを形成してもよい。
【0144】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗を低減させる機能を有するリブレット構造ＲＢを形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面の流体に対する抵抗を低減させる機能とは異なる機能を有する構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、流体とワークＷの表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減するためのリブレット構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上の流体の流れに対して渦を発生するリブレット構造をワークＷに形成してもよい。例えば、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面に疎水性を与えるための構造をワークＷに形成してもよい。
【0145】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面にリブレット構造ＲＢを形成している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、ワークＷの表面上に、任意の形状を有する任意の構造を形成してもよい。任意の構造の一例として、規則的又は不規則的に形成されたマイクロ・ナノメートルオーダの微細テクスチャ構造（典型的には凹凸構造）があげられる。このような微細テクスチャ構造は、流体（気体及び／又は液体）による抵抗を低減させる機能を有するサメ肌構造及びディンプル構造の少なくとも一方を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、撥液機能及びセルフクリーニング機能の少なくとも一方を有する（例えば、ロータス効果を有する）ハスの葉表面構造を含んでいてもよい。微細なテクスチャ構造は、液体輸送機能を有する微細突起構造（米国特許公開第２０１７／００４４００２号公報参照）、親液性機能を有する凹凸構造、防汚機能を有する凹凸構造、反射率低減機能及び撥液機能の少なくとも一方を有するモスアイ構造、特定波長の光のみを干渉で強めて構造色を呈する凹凸構造、ファンデルワールス力を利用した接着機能を有するピラーアレイ構造、空力騒音低減機能を有する凹凸構造、液滴捕集機能を有するハニカム構造、及び、表面上に形成される層との密着性を向上させる凹凸構造等の少なくとも一つを含んでいてもよい。
【0146】
上述した説明では、加工システムＳＹＳは、ワークＷに加工光ＥＬを照射することで、ワークＷを加工している。しかしながら、加工システムＳＹＳは、光とは異なる任意のエネルギビームをワークＷに照射して、ワークＷを加工させてもよい。この場合、加工システムＳＹＳは、加工光源２１に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビームの少なくとも一方があげられる。
【0147】
上述した説明において、タービンＴはタービン機械と称されてもよい。このタービン機械は複数のタービンＴを備えていてもよい。また、図２８に示すように、タービン機械ＴＭは発電機ＤＹに接続されてその発電機ＤＹを駆動してもよい。図２８において、タービン機械ＴＭは、空気を圧縮する圧縮機ＣＯと、圧縮機ＣＯによって圧縮された空気に燃料ＦＵを混合して燃焼させる燃焼器ＢＵと、複数のタービンＴを備えたタービンユニットＴＵと、圧縮機ＣＯ及びタービンユニットＴＵを接続する回転可能な軸ＳＨとを備えている。そして、燃焼器ＢＵからの燃焼ガスによってタービンユニットＴＵを軸ＳＨ廻りに回転させる。この回転力は軸ＳＨによって発電機ＤＹに伝達されるとともに、圧縮機ＣＯにも伝達される。また、タービン機械は、ジェットエンジンを含んでいてもよい。
【0148】
上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。上述の各実施形態の要件は、適宜他の実施形態の要件と置き換えることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【0149】
また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うブレード、加工システム及び加工方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【符号の説明】
【0150】
１ 加工装置
１１ 加工ヘッド
１１１ 加工光学系
１１２ 計測光学系
１１３ 射出光学系
４ 制御装置
８ 凸状構造体
８１、８２ 側面
８３ 頂部
８４ 境界部
７、９ 溝
ＥＬ 加工光
ＭＬ 計測光
ＳＹＳ 加工システム
Ｗ ワーク
ＢＬ タービンブレード
ＢＭ 基材
ＴＢＣ 耐熱層
ＲＢ リブレット構造
１１ 加工ヘッド
１１１ 加工光学系
１１２ 計測光学系
１１３ 射出光学系
４ 制御装置
８ 凸状構造体
８１、８２ 側面
８３ 頂部
８４ 境界部
７、９ 溝
ＥＬ 加工光
ＭＬ 計測光
ＳＹＳ 加工システム
Ｗ ワーク
ＢＬ タービンブレード
ＢＭ 基材
ＴＢＣ 耐熱層
ＲＢ リブレット構造
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に、流体に対する抵抗を低減するリブレット構造を形成するための複数の溝を有し、
前記リブレット構造は、前記複数の溝が配列される配列方向に沿って形成される複数の凸状構造体を有し、
前記溝は、隣り合う前記複数の凸状構造体の間に形成され、
前記複数の凸状構造体のそれぞれは、一対の曲面及び、前記一対の曲面と接続し、前記一対の曲面より曲率の小さい面を含む頂部を有する、
ブレード。
前記リブレット構造は、前記複数の溝が配列される配列方向に沿って形成される複数の凸状構造体を有し、
前記溝は、隣り合う前記複数の凸状構造体の間に形成され、
前記複数の凸状構造体のそれぞれは、一対の曲面及び、前記一対の曲面と接続し、前記一対の曲面より曲率の小さい面を含む頂部を有する、
ブレード。