CN101255004A

CN101255004A - 分割脆性材料的方法和装置

Info

Publication number: CN101255004A
Application number: CNA2007101691454A
Authority: CN
Inventors: 小关良治
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: TWI414496B; JP2008114446A; CN101255004B; TW200831422A; US20080104997A1; KR101396915B1; KR20080040590A; JP5029804B2

Abstract

通过移动第一工作头(7A)、利用切割器(14A)从预定分割线(101)的一端(101a)到它的另一端(101b)来形成微小槽(M1)，同时一边用激光束(L)照射槽(M)，一边利用检测装置(15)确认裂缝是否从槽(M1)扩展并被分割来进行检测。存储装置(13A)根据这个检测装置(15)的检测信号存储未分割部分的位置。然后，在第一工作头(7A)向后移动之后，在上述的切割器(14A)支撑在上方的状态下，未分割部分再次被激光束(L)照射，于是未分割部分被完全分割。按照预定分割线(101)可以精确地分割原料玻璃(2)，而不会在预定分割线(101)上形成双重槽(M)。

Description

分割脆性材料的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种分割脆性材料的方法和装置，并且更特别的，涉及一种适合于通过在例如玻璃表面上形成微小的凹槽、然后用激光束照射凹槽来分割玻璃时的分割方法和一种分割装置。

背景技术

分割作为脆性材料的玻璃板的方法，至今已是熟知的。在这样的传统分割方法中，首先，通过机械切割器在玻璃表面上沿玻璃上的预定分割线形成微小的连续的凹槽，通过用CO₂激光束照射凹槽以加热凹槽，使得裂缝从上述的凹槽被扩展，由此玻璃按照预定分割线被精确地分割。

在上述的玻璃分割中，需要尽可能的快速分割。但是，如果激光束的移动速度太快，则可能会存在玻璃没有被完全分割的未分割部分。

所以，目前检测已经被实施来检查玻璃是否被按照预定分割线完全精确地分割，例如，专利文件1(日本专利公开No.10-323778)中所描述的检测装置被提供作为这样一种检测装置。在专利文件1中，不移动工作头，而是使脆性材料在水平面上相对于工作头相对移动。脆性材料中的裂缝的导引端的图像被照相机拍下来，并且经过图像处理，由此判断玻璃是否被分割。

在上述的传统操作方法中，在玻璃的分割操作中，在玻璃没有被分割的未分割部分已经通过专利文件1中所述的检测装置被检测出来的情况下，必须完全分割该未分割部分。

这时，在发射激光束的工作头和机械切割器被向后移动到上述的未分割部分后，利用机械切割器沿着预定分割线再次形成微小的凹槽，然后用工作头的激光束照射微小的凹槽以进行分割。

然而，如果象这样利用机械切割器在未分割部分再次形成微小的凹槽，那么有可能在上次形成的微小凹槽和这次形成的微小凹槽之间产生位移。因此，在这些微小凹槽里形成了不平坦的区域，并且形成了产生双重槽的部分。当用激光束照射这些部分实施分割时，就形成了有缺陷的成品，因此引起问题。

在上述的专利文件1的检测装置中，检测光照射装置被设置在脆性材料的上表面的一侧，拍摄已处理部分的照相机被设置在脆性材料的下方。所以，专利文件1的检测装置存在结构复杂和尺寸大的问题。

发明内容

考虑到上述情况，本发明的第一方面是提供一种分割脆性材料的方法，该方法利用一种装置，该装置包括：工作头，该工作头相对于脆性材料移动；槽形成机构，其设置在工作头上并且沿脆性材料的预定分割线在脆性材料上形成微小连续的槽；分割机构，其设置在工作头上，并且随着槽形成机构的移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展；检测装置，其设置在工作头上并且检测预定分割线的部位是否被分割；以及存储装置，它存储由检测装置检测到的未分割部分的位置，工作头相对于脆性材料从预定分割线的一端移动到另一端，于是通过槽形成机构沿预定分割线形成连续的微小槽，然后，利用分割机构使裂缝从微小槽扩展来进行分割，分割部分被检测装置检测，而被检测装置检测到的未分割部分的位置通过存储装置被存储，当检测到未分割部分时，工作头沿未分割部分移动，不通过槽形成机构形成槽，而利用分割机构按照预定分割线、用激光束照射脆性材料使脆性材料被精确分割。

本发明的第二方面是在上述第一方面的前提下，检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料的分割表面反射时，该光接收装置接收反射光，并且检测光照射装置和光接收装置被设置在脆性材料的前表面侧以检测未分割部分。

本发明的第三方面是，一种分割脆性材料的装置包括：槽形成机构，它在脆性材料上沿脆性材料的预定分割线形成微小连续的槽；以及分割机构，随着槽形成机构的移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展，所述装置还包括检测装置，它检测预定分割线的部位是否被分割。该检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料的分割表面反射时，该光接收装置接收反射光。检测光照射装置和光接收装置被设置成在脆性材料的前表面侧相对于分割表面平行地移动。

本发明的第四方面是，一种分割脆性材料的装置包括：槽形成机构，它在脆性材料上沿脆性材料的预定分割线形成微小连续的槽；以及分割机构，随着槽形成机构的移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展，所述装置还包括检测装置，它检测预定分割线的部位是否被分割，该检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料内部的背表面反射时，该光接收装置接收反射光。检测光照射装置和光接收装置被设置成能在脆性材料的前表面侧相对于分割表面平行地移动。当即使检测光从检测光照射装置被照射到脆性材料上而光接收装置没有接收到反射光时，检测装置判断已形成分割表面。

本发明的第五方面是在上述第三或第四方面的前提下，能够相对于脆性材料移动的工作头具有槽形成机构和分割机构。所述装置包括移动工作头的移动机构和控制装置，该控制装置控制移动机构并且具有存储由检测装置检测到的未分割部分的位置的存储装置。工作头相对于脆性材料从预定分割线的一端移到它的另一端，由此沿预定分割线形成连续的微小槽，然后，利用分割机构使裂缝从微小槽扩展而进行分割，分割部分被检测装置检测，而被检测装置检测到的未分割部分的位置通过存储装置被存储。当未分割部分被检测装置检测到时，工作头沿未分割部分移动，利用分割机构、通过用激光束照射脆性材料，没有通过槽形成机构形成槽地按照预定分割线精确地分割脆性材料。

根据上述的结构，在微小槽沿预定分割线从一端到另一端形成之后，并未沿预定分割线形成新的微小槽，但这时激光束从分割机构照射到未分割部分，于是未分割部分被分割。即，在分割未分割部分时，沿预定分割线没有形成两个微小槽，因此，最终未分割部分被按照预定分割线被精确地分割。

因此，即使当在脆性材料的操作中产生了未分割部分，也可以按照预定分割线精确分割脆性材料。

通过在工作头上提供检测装置，可以检测脆性材料实际上是否被分割同时脆性材料被高效分割。

因为作为未分割部分检测装置的检测光照射装置和光接收装置彼此被设置的很近，所以检测装置的结构被简化了，并且与传统结构相比可以使检测装置小型化。

附图说明

图1是本发明实施例的平面图；

图2是沿图1的II-II线的主要部分的部分剖面图；

图3是原料玻璃2如何被图1中的第一工作头7A切割的示意立体图；

图4是图3所示的检测装置15和原料玻璃2之间关系的剖面图；

图5是本发明的第二实施例的检测装置15的主要部分的剖面图。

具体实施方式

下面将根据附图来描述本发明的实施例。在图1中，参考符号1表示激光分割装置。该激光分割装置1将作为脆性材料的原料玻璃2分割成具有规定尺寸的方形。

所述的激光分割装置1具有：工作台3，该工作台包括水平且平坦的载置面3A并在表面3A上支撑预先成为方形的原料玻璃2；原料台4，其被布置在靠近工作台3的一侧的位置并且支撑着原料玻璃2；以及产品台5被布置在靠近工作台3的另一侧的位置并且支撑着从工作台3传送来的作为产品的玻璃基板2′。

在工作台3的载置面3A上有许多小孔，图中没有示出，在需要时通过使空气从这些小孔里喷出，可以使原料玻璃2漂浮在载置面3A上。另一方面，在原料玻璃2放在载置面3A上之后，通过使负压作用在这些小孔上，可以使载置面3A吸附并保持着原料玻璃2。与工作台3一样，在原料台4和产品台5的载置面上，也具有许多供应和排放气体的小孔，并且在需要时原料玻璃2或者玻璃基板2′被吸附在载置面上或者漂浮在载置面上。而且，在给原料玻璃2和成品玻璃2′提供传送表面的台之间，也具有在需要时喷气的小孔。

所述的激光分割装置1具有：激光振荡器6，它发出激光束L；第一工作头7A和第二工作头7B，在水平面的X和Y方向通过后述的移动机构彼此独立地移动，并且向工作台3上的原料玻璃2传播激光束L；以及光导向装置11，其将由激光振荡器6发出的激光束L分开，并且将激光束L引导到两个工作头7A、7B上，光导向装置11包括许多光学元件。

激光分割装置1具有：框状的传送装置12，该传送装置具有多个能吸附和保持原料玻璃2和分割后的玻璃基板2′的吸附垫12A、12B，并且该传送装置在X方向上、在原料台4、工作台3和成品台5上移动；以及控制器13，其控制传送装置12、激光振荡器6和两个工作头7A、7B的操作。另外，还设定了XYZ坐标系统，它基于图1激光分割装置1的第一工作头7A的向下移动端、图1中的向右移动端、以及工作台3的载置面3A，从而按照记录在控制器13中的工作程序控制每部分。

如图2所示，分割装置的第一工作头7A和第二工作头7B被设置为可旋转的，在这些工作头7A、7B上设置具有机械切割器14A的槽形成机构14和检测原料玻璃2是否被分割的检测装置15。

工作台3上具有一对平行于Y方向的可移动导轨16、16′，每个工作头7A、7B以可沿Y方向在各可移动导轨16、16′上移动的方式安装。每个工作头7A、7B通过第一移动机构17在Y方向上沿着可移动导轨16、16′移动。

每个可移动导轨16、16′的两端部分与夹着工作台3布置的一对X方向导轨18、18′相咬合，安装有两个工作头7A、7B的各可移动导轨16、16′通过没有示出的第二移动机构在X方向上沿着X方向导轨18、18′移动。设定第一移动机构17和第二移动机构通过控制器13被操作。设定控制器13控制第一移动机构17和第二移动机构的操作，从而每个工作头7A、7B可以沿X和Y方向在水平面上移动。

如图2所示，第一工作头7A具有：托架21，它与可移动导轨16相咬合以可在Y方向上移动；环形部件22，可旋转地由托架21支撑；管部件23，其顶端部分连接在环形部件22上，并且它的轴线中心保持在竖直方向；柱面透镜24，连接在管部件23内周部分的下方；以及反射镜25，其在环形部件22的上方以倾斜的状态与托架21相连。

如图2所示，在第一工作头7A的托架21上，光束均化器26被固定在激光束L的位于反射镜25前面的光路上。由激光振荡器6发出的激光束L经由光导向装置11穿过光束均化器26，从而激光束L的强度分布呈帽顶形，并且激光束L的扩展角给定为大约5度。

穿过光束均化器26的激光束L在竖直的方向上被反射镜25向下反射，并且穿过柱面透镜24，然后被照射到原料玻璃2上。激光束L穿过柱面透镜24，从而如图3所示，在行进的方向(操作方向)上激光束L呈现细长的树叶截面的形状。因为给定这种细长的树叶形状的激光束L被照射到原料玻璃2上，所以与通过将圆形截面的激光束L照射到原料玻璃2上来进行操作的另一个例子相比，可以提高操作速度。

以下将详细描述，在设定于原料玻璃2的前表面2A上的直的预定分割线101的整个范围内，首先通过机械切割器14A形成一连续的微小V型凹槽M1，并且激光束L在随着机械切割器14A移动的同时被照射到微小凹槽M1上。由于激光束L的照射而使得微小凹槽M1被加热，所以以凹槽底部为基点的裂缝达到背表面2B，于是原料玻璃2被分割。

第一工作头7A和与第一工作头7A具有相同结构的第二工作头7B构成了分割装置，通过使裂缝从由槽形成机构14形成的微小凹槽M1扩展而完成分割。

彼此构成一体的环形部件22和管部件23通过设置在托架21上部的促动器27相互锁定，并且由控制器13控制促动器27的操作。根据需要当促动器27通过控制器13被启动时，环形部件22和管部件23以竖直方向上的中心轴线作为旋转中心旋转规定的角度。

槽形成机构14通过托架28连接在管部件23下部的侧面上，并且检测装置15附接在圆周上相对槽形成机构14移位180度的位置。因此，机械切割器14A和检测装置15被定位在纵向的位置上，其中激光束L的光路穿过位于二者之间的管部件23的轴心。

促动器27使第一工作头7A的管部件23旋转规定的角度，所以，机械切割器14A、激光束L和检测装置15能保持着如上所述的位置关系地在水平面上旋转。

升降机构31通过托架28附接在管部件23上，机械切割器14A通过升降机构31上升和下降，升降机构31的操作由控制器13控制。

当升降机构31按照控制器13的指令将机械切割器14A移动到下降端时，机械切割器14A的底端被定位在紧靠在原料玻璃2的前表面2A上的高度。在这种状态下，若第一工作头7A已经被第一移动机构17或第二移动机构移动，则通过使机械切割器14A旋转，在原料玻璃2的前表面2A上形成连续的微小凹槽M1(如图3)。

当升降机构31按照控制器13的指令将机械切割器14A移动到上升端时，机械切割器14A的底端离开原料玻璃2。在这种状态下，在原料玻璃2上没有由机械切割器14A形成凹槽。

接下来，如图2和3所示，检测装置15具有：检测光照射装置32，它向要被分割的原料玻璃2的区域照射检测光L1；光接收装置33，当从检测光照射装置32照射到原料玻璃2的检测光L1被原料玻璃2反射时，该光接收装置33接收反射光L2；以及存储装置13A，其根据光接收装置33接收到的反射光L2，存储已被完全分割的分割部分和未分割部分，并且，该存储装置13A设置在控制器13中(如图1)。

检测光照射装置32和光接收装置33以竖直相邻的形式连接在托架34上，托架34连接在管部件23的外周部分的底端。检测光照射装置32向原料玻璃2的上前表面2A上的预定分割线101的区域发出检测光L1，并且是从这一区域的斜上方的位置、与这一区域正交的方向发出的。激光束被采用作为检测光L1，因为它具有对作为脆性材料的原料玻璃2可透射的波长，并且强度和直线行进必须达到一定程度。当检测光照射装置32被控制器13启动时，作为检测光L1的激光束从检测光照射装置32照射到原料玻璃2上。

光接收装置33与检测光照射装置32相邻地被设置在其紧上方的位置。因此，在这个实施例中，检测光照射装置32和光接收装置33被设置在原料玻璃2的前表面2A的上方并且竖直相邻的位置。

光接收装置33包括光传感器，光传感器根据接收到的反射光L2的接收光量发送开/关信号，从光接收装置33发出的信号被传送到控制器13。

遵循下述原则构成检测装置15，使得原料玻璃2的反射光L1由光接收装置33接收。

即，当分割装置的激光束L照射的预定分割线101的区域被从槽到背面部分完全分割时，如图4所示，在分割区域沿着预定分割线101产生了一对竖直的分割表面2C、2D，分割表面2C、2D彼此稍稍分开。

跟随激光束L的移动、当检测光L1从检测光照射装置32被射向原料玻璃2时，检测光L1从原料玻璃2的前表面2A进入到它的内部，并且被内部的背表面2B反射(如图4)。此后，检测光L1被原料玻璃2内部的前表面2A和内部的背表面2B交替反射，并且被分割表面2C反射，然后作为反射光L2穿过原料玻璃2的前表面2A，离开原料玻璃2到外面，并且被光接收装置33接收。

因此，原料玻璃2按照预定分割线101被精确地分割，当产生了一对分割表面2C、2D时，由分割表面2C反射的反射光L2被光接收装置33接收。

换言之，光接收装置33被设置在分割表面2C的反射光L2能被接收到的位置，这一位置是在检测光照射装置32的上方很接近它的地方。

另一方面，当预定分割线101的区域没有被分割时，原料玻璃2的预定分割线101的区域就不会产生上述成对的分割表面2C、2D。即，在这种情况下，即使当检测光L1从检测光照射装置32照射到原料玻璃2上时，由原料玻璃2的分割表面反射的反射光L2不会被光接收装置33接收。

如图3的示意图所示，当工作头7A沿着原料玻璃2的预定分割线101移动时，激光束L被照射在机械切割器14A形成的凹槽M1区域，并且通过跟随着激光束L，检测光L1从检测光照射装置32被照射到原料玻璃2上。在那时，无论原料玻璃2的反射光L2是否存在，都作为信号不断的通过光接收装置33被传送到控制器13，并且控制器13被构成为，当表示反射光L2存在的信号变成表示反射光L2不存在的信号时，将预定分割线和检测光在该变化时刻彼此相交的位置、即作为未分割的部分的导引端位置的XY坐标值存储在存储装置13A中。因此，可以识别预定分割线101的分割部分和未分割部分。

以下将描述，根据存储在存储装置13A中的数据，控制器13再次向没有接收到反射光L2的部分即未分割部分发出激光束L，从而原料玻璃2的预定分割线101的整个区域可以被完全分割。

另外，检测装置15中的检测光照射装置32和光接收装置33的设置可以被对换。因此，在检测装置15中，光接收装置33由廉价的光传感器构成，而不是昂贵的照相机或图像处理装置。

在第一工作头7A的管部件23底端部分的外周上，以夹着激光束L的光路的方式设置了用于喷出和吸入空气的喷嘴35。当原料玻璃2被分割时，空气通过喷嘴35被吸入，并且分割部分产生的碎玻璃通过喷嘴35被吸入和收回。这样设定防止碎玻璃飞溅到操作部分的周围环境。

第二工作头7B被设定为与上述的第一工作头7A相同的形式，并且控制器13分别独立地控制两个工作头7A、7B的操作。

在上述结构中，原料玻璃2的分割通过激光分割装置1如下完成。

即，当一片矩形原料玻璃2被放在原料台4上的预定位置时，传送装置12被移动到原料台4上，并且在工作台3一侧的原料玻璃2的上表面的一部分由传送装置12框架的X方向的一端侧的吸附垫12A吸附并保持。

然后，空气从许多小孔向原料台4、工作台3的载置面3A、和两台之间喷射，原料台4上的原料玻璃2由空气而漂浮。在这种情况下，保持原料玻璃2的传送装置12在X方向上移动，从而由传送装置12保持的原料玻璃2被传送到工作台3上的预定位置。接着，停止向原料台4、工作台3的载置面、和两台之间喷出空气，释放原料玻璃2被传送装置12保持的状态，并将负压导入工作台3的载置面3A的孔中。从而，原料玻璃2通过该负压而被吸附和保持在载置面3A上。

通过启动第一移动机构17、第二移动机构和促动器27，控制器13使第一工作头7A面向行进方向，以机械切割器14A向前移动的方式使机械切割器14A位于原料玻璃2的预定分割线101延长线的一端101a向外的位置，并且使升降机构31将槽形成机构14的机械切割器14A降低到下降端。类似的，控制器13以机械切割器14A向前移动的方式将第二工作头7B定位在原料玻璃2的预定分割线102延长线的一端102a向外的位置，并且使升降机构31将第二工作头7B的机械切割器14A降低到下降端。

这时，控制器13通过第一移动机构17和第二移动机构向预定分割线101、102移动两个工作头7A、7B，然后以预定的速度沿着预定分割线101、102移动两个工作头7A、7B。就在两个工作头7A、7B刚开始移动之后，控制器13启动激光振荡器6，发出激光束L，并且使检测光L1从两个工作头7A、7B的检测光照射装置32照射到原料玻璃2上(如图1～3)。

因此，由于两个工作头7A、7B的移动，两个工作头7A、7B的机械切割器14A靠在预定分割线101、102的一端101a、102a，在原料玻璃2的表面上从这一端到另一端101b、102b形成了微小凹槽M1，激光束L一边移动一边照射到如此形成的凹槽M1上。为了跟随激光束L的移动，检测光L1被连续地从检测光照射装置32射向激光束L已经照射到的原料玻璃2的要被分割的区域，并且无论原料玻璃2的反射光L2是否存在，都作为信号通过光接收装置33被传送到控制器13。

如上所述，当裂缝从形成在原料玻璃2上的细小连续的凹槽M1扩展、且原料玻璃2被完全分割时，如图4所示，在原料玻璃2的预定分割线101、102区域产生了分割表面2C、2D，并且由检测装置15附近的分割表面2C反射的反射光L2被光接收装置33检测。另一方面，当产生了原料玻璃2没有被完全分割的未分割部分时，不形成分割表面2C、2D，因此，不可能通过光接收装置33接收到反射光L2。

利用控制器13使两个工作头7A、7B从预定分割线101、102的一端101a、102a移动到超出另一端101b，102b的位置，在两个预定分割线101、102的整个区域形成了微小连续的凹槽M1，在这一过程中激光束L被照射到微小凹槽M1上以加热原料玻璃2，从而进行分割。当通过检测装置15的光接收装置33对反射光L2的检测被中断时，即，当未分割部分出现时，控制器13停止通过激光振荡器6发射激光束L，并且在存储装置13A中存储反射光L2没有被接收到的位置的XYZ坐标值。

接着，当未分割部分已经出现时，根据存储装置13A中存储内容，控制器13使升降机构31提起槽形成机构14，在机械切割器14A保持与原料玻璃2分离的状态下，使第一移动机构17和第二移动机构将两个工作头7A、7B沿着预定分割线101、102向后移动到反射光L2没有被接收到的未分割部分。

接下来，控制器13再从未分割部分沿着预定分割线101、102移动两个工作头7A、7B，并且使激光振荡器6再发出激光束L，从而对从未分割部分到另一端的区域照射激光束L。在此时，控制器13也使检测装置15向原料玻璃2照射检测光L1，并且通过检测反射光L2的存在或不存在来检测未分割部分的产生。

即，在机械切割器14A离开原料玻璃2并保持在上方的状态下，沿着预定分割线101、102移动两个工作头7A、7B，同时将激光束L再次照射到已经形成的凹槽M1的未分割部分，从而通过使裂缝从形成于未分割部分的凹槽M1扩展而完全分割原料玻璃2。

以这种方式，激光分割装置1利用两个工作头7A、7B按照预定分割线101、102精确地分割原料玻璃2。

当原料玻璃2在X方向上沿未示出的预定分割线被进一步分割时，控制器13通过促动器27将两个工作头7A、7B旋转90度，并且使第一移动机构17和第二移动机构将各工作头7A、7B移动到预定位置。

接着，以与沿两条预定分割线101、102被分割的区域时相同的方式，控制器13控制各个组件的操作，并且利用每个工作头7A、7B在X方向上分割未示出的预定分割线区域。

当通过激光分割装置1像这样完成原料玻璃2的分割时，停止向工作台3的载置面3A的孔中导入负压，并且从原料玻璃2上切下的剩余原料通过未示出的清除装置被从工作台3移走。

接着，空气从上述多个孔向所有的台和台之间喷射，并且玻璃基板2′作为产品浮起在工作台3的载置面3A上。

与此同时，已经被供给到原料台4上的原料玻璃2利用供给到原料台4的载置面上的空气而浮起。原料玻璃2被传送装置12的X方向一端侧的吸附垫12A吸附并保持，同时工作台3上的玻璃基板2′被传送装置12的X方向另一端侧的吸附垫12B吸附并保持。

接下来，因为传送装置12在X方向上向产品台5平行移动，所以新的原料玻璃2被供给到工作台3上，并且玻璃基板2′作为产品被传送到产品台5上(如图1)。

接着，停止从各部分喷出空气，并且解除通过传送装置12利用吸附垫12A、12B对原料玻璃2和玻璃基板2′的保持状态。负压被导入工作台3和产品台5的载置面的孔中，从而新的原料玻璃2和玻璃基板2′被各个台所吸附和保持。

如上所述，在这个实施例中，使第一工作头7A移动，以从预定分割线101的一端101a到另一端101b、利用机械切割器14A在预定分割线101形成微小凹槽M1，通过向微小凹槽M1照射激光束L而进行分割，并且在这一过程中，通过检测装置15来检测分割部分和未分割部分，从而未分割部分的位置被存储在存储装置13A中。接下来，在机械切割器14A保持在上方的状态下，向后移动第一工作头7A，然后，在机械切割器14A保持在上方的状态下、在移动的方向上移动第一工作头7A，从而激光束L照射在之前已经形成的凹槽M1上。

所以，在未分割部分不会形成两个微小凹槽M1，只有一个之前形成的微小凹槽M1。裂缝以这一凹槽M1作为基点在激光束L的作用下扩展，从而原料玻璃2被完全分割。

因此，根据这一实施例的激光分割装置1的工作方法，按照预定分割线101(102)可以精确地分割原料玻璃2，并且不会产生有缺陷的产品。

每个工作头7A、7B具有槽形成机构14、分割装置和检测装置15，并且检测装置15的检测光照射装置32和光接收装置33彼此邻近地设置。而且槽形成机构14、分割装置和检测装置15一体地设置以便可通过促动器27旋转。

该结构使得检测装置15的尺寸被减小并且最终使整个的激光分割装置1被小型化。

根据上述的检测装置15(它从正交的方向向分割表面照射检测光并且从正交的方向接收反射光)，即使在原料玻璃2的两个预定分割线在X和Y方向上是正交的情况下，也可以精确地检测分割部分和未分割部分。在这种情况下，X和Y方向上的任一条预定分割线先被分割，然后另一条预定分割线被分割。即使在这样的情况下，根据上述的检测装置15，也可以精确地检测原料玻璃2的分割部分和未分割部分。

下面，图5示出了另一个实施例，涉及到设置于每个工作头7A、7B上的检测装置15。即，在上述的第一实施例中，注意到当原料玻璃2被完全分割时形成分割表面2C、2D的情况，设定分割表面2C的反射光L2被光接收装置33接收。但在该第二实施例中，光接收装置33的设置位置被改变如下。即，光接收装置33夹着将要形成于原料玻璃2的预定分割线101的分割表面2C、2D、设置在原料玻璃2的与检测光照射装置32相反侧的前表面2A侧。在这种情况下，当检测光L1从检测光照射装置32照向原料玻璃2时，检测光L1从原料玻璃2的前表面2A进入到它的内部，然后被内部的背表面2B反射。接着，检测光L1穿过内部的前表面2A、射出到原料玻璃2的外部，并且作为反射光L2被光接收装置33接收。

即，由此可见被分割的区域位于位置2A′和位置2A″之间，其中位置2A′是检测光L1从原料玻璃2的前表面2A侧进入的位置，位置2A″是反射光L2在穿过前表面2A之后离开原料玻璃2到外部的位置。因此，当原料玻璃2被完全分割时，在此，分割表面2C、2D在两位置2A′、2A″之间产生。因此，部分反射光L2被分割表面2C反射。所以，被光接收装置33接收到的反射光L2的强度变弱了。另一方面，当没有产生分割表面2C、2D时，被光接收装置33接收到的反射光L2的强度变强了。从而通过反射光L2强度的这一变化，不论原料玻璃2是否被分割都可以被检测。

除了检测装置15以外的其他组件都和第一实施例中的相同。在这种结构的第二实施例中也可以获得与第一实施例相同的操作和结果。

另外，可以采用下面的操作步骤作为利用激光分割装置1分割原料玻璃2的操作步骤。即，如上所述，可以采用这样的方法，两个工作头7A、7B沿着预定分割线101、102移动，一边从预定分割线的一端到另一端形成凹槽M1，一边利用检测装置15来检测将要被分割的预定分割线101区域的未分割部分的存在；也可以采用这样的方法，每个工作头7A、7B的激光束L的照射是连续的，并且利用每个机械切割器14A形成凹槽M1直到预定分割线101、102的终端。

接下来，如上所述，两个工作头7A、7B被向后移动到未分割部分，然后激光束L被再次照射到未分割部分，于是原料玻璃2被完全分割。即使通过这样的操作步骤，也可以实现与上述实施例相同的操作和结果。

可以分别进行通过槽形成机构来形成凹槽和通过利用激光束的分割装置来扩展裂缝。

在上述的实施例中，机械切割器14A被作为形成微小凹槽M1的槽形成机构14加以使用。然而，使用激光束的槽形成机构14可以被采用来代替机械切割器14A，在被两个工作头7A、7B的激光束L加热之前，通过从槽形成机构14向原料玻璃2照射激光束，可以在前表面2A或背表面2B上形成连续的微小凹槽。

而且，发射/接收传感器也可以作为检测装置15被使用在上述的实施例中。

Claims

1、一种分割脆性材料方法，包括：工作头，该工作头相对于脆性材料移动；槽形成机构，其设置在工作头上并且沿脆性材料的预定分割线在脆性材料上形成微小连续的槽；分割机构，其设置在工作头上，并且随着槽形成机构移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展；检测装置，其设置在工作头上并且检测预定分割线的部位是否被分割；以及存储装置，它存储由检测装置检测到的未分割部分的位置，

工作头相对于脆性材料从预定分割线的一端移动到另一端，于是通过槽形成机构沿预定分割线形成连续的微小槽，然后，利用分割机构使裂缝从微小槽扩展来进行分割，分割部分被检测装置检测，而被检测装置检测到的未分割部分的位置通过存储装置被存储，当检测到未分割部分时，工作头沿未分割部分移动，不通过槽形成机构形成槽，而利用分割机构按照预定分割线、用激光束照射脆性材料使脆性材料被精确分割。

2、根据权利要求1所述的分割脆性材料方法，其特征在于，检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料的分割表面反射时，该光接收装置接收反射光，并且检测光照射装置和光接收装置被设置在脆性材料的前表面侧以检测未分割部分。

3、一种分割脆性材料的装置，包括：槽形成机构，它在脆性材料上沿脆性材料的预定分割线形成微小连续的槽；以及分割机构，随着槽形成机构移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展，其特征在于，所述装置还包括检测装置，它检测预定分割线的部位是否被分割，该检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料的分割表面反射时，该光接收装置接收反射光，并且检测光照射装置和光接收装置被设置成在脆性材料的前表面侧相对于分割表面平行地移动。

4、一种分割脆性材料的装置，包括：槽形成机构，它在脆性材料上沿脆性材料的预定分割线形成微小连续的槽；以及分割机构，随着槽形成机构移动、通过用激光束照射脆性材料而使裂缝从微小槽扩展，其特征在于，所述装置还包括检测装置，它检测预定分割线的部位是否被分割，该检测装置包括向脆性材料照射检测光的检测光照射装置和光接收装置，当从检测光照射装置向脆性材料发出的检测光被脆性材料内部的背表面反射时，该光接收装置接收反射光，检测光照射装置和光接收装置被设置成能在脆性材料的前表面侧相对于分割表面平行地移动，并且当即使检测光从检测光照射装置被照射到脆性材料上而光接收装置没有接收到反射光时，检测装置判断已形成分割表面。

5、根据权利要求3或4所述的分割脆性材料的装置，其特征在于，能够相对于脆性材料移动的工作头具有槽形成机构和分割机构，所述装置包括移动工作头的移动机构、还包括控制装置，该控制装置控制移动机构的操作并且具有存储由检测装置检测到的未分割部分的位置的存储装置，工作头相对于脆性材料从预定分割线的一端移到它的另一端，由此沿预定分割线形成连续的微小槽，然后，利用分割机构使裂缝从微小槽扩展而进行分割，分割部分被检测装置检测，而被检测装置检测到的未分割部分的位置通过存储装置被存储，并且当未分割部分被检测装置检测到时，工作头沿未分割部分移动，利用分割机构、通过用激光束照射脆性材料，没有通过槽形成机构形成槽地按照预定分割线精确地分割脆性材料。