JP2011522769A - 非平坦材料の罫書き - Google Patents
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Abstract
Description
レーザ罫書きシステムの実施形態は、図15の断面図に概略的に示しているような、例えば、ダウンドローガラス製造プロセスやダウンドローフュージョンガラス製造プロセスなどのガラス製造プロセスに組み込むことができる。図15は、鉛直に配向されたガラスとともに利用し得るレーザ罫書きシステムの実施形態を示している。当然のことながら、本書で開示されるレーザ罫書きシステムは、水平に、またはそれ以外の方向に配向されたガラスに用いることもできる。図15に示すように、溶融ガラス702がアイソパイプ704から溢れ出し、通常の当業者に既知のようにアイソパイプ704の下方で融合する。このとき熱いガラスが形成されて2以上のローラ710の支援により下方に移動し、連続的に図15の頁の下方(すなわち、図15に示す座標系の「y方向」)へと動く。図15に示したレーザ罫書きシステムの実施形態は、ガラスが処理されているときにガラスに罫書きする罫書き装置712から成る。一態様において、罫書き装置712は、実質的に上述したように、レーザと、ビーム拡大器と、フライング光ヘッドとを含むものとすることができる。ビーム拡大器はレーザからレーザビームを受け取り、このレーザビームを拡大して、レーザおよびビーム拡大器に対して動くフライング光ヘッドが横移動する浮動距離の略中心にそのビームウエストが位置するようなレーザビームとする。図15に示すように、フライング光ヘッドは±x方向(すなわち、図15の面への方向およびこの面から離れる方向)に可動である。熱いガラスのガラス位置の変化Δ(ガラスの曲がりや、ガラス厚の変化や、または例えば成形プロセス中にガラスがランダムに動くことなどによってガラスの名目上のターゲット位置からフライング光ヘッドの光学部品に対して相対的にガラスが動くことなどによる)は±z方向であり、一方ガラスは概して製造プロセス中にy方向に動く。フライング光ヘッドは、拡大されたレーザビームをビーム拡大器から受け取り、この拡大されたレーザビームを細長いレーザビーム714に集束させるように構成される。一態様において、細長いレーザビーム714は、ビームウエストを有し、さらにこのビームウエストの中心から±5mmを超える拡張焦点深度を有する。細長いレーザビーム714は、その少なくとも一部が拡張焦点深度の範囲内にあるように配置されたガラスに罫書きするのに十分な出力密度を、拡張焦点深度全域において有している。罫書き後にガラスに熱的衝撃を与える装置は図15に図示されていない。ガラスが罫書きされると、ガラスを分割し、および/または製造プロセスから移動する。例えば、ガラス搬送システムまたはロボットを用いて、ガラスの分割および製造エリアからの移動を完了させることができる。
104 ビーム拡大器
106 フライング光ヘッド
108 浮動距離
110 ビーム形成光学部品
112 回転ミラー
114、208 ガラス
116 拡張焦点深度
118、200 レーザビーム
Claims (5)
- レーザから出力を受け取る入力部と、前記出力を、ビームウエストを有している細長いレーザビームに集束させるビーム形成光学部品とを備えている光ヘッドであって、前記ビームウエストが中心を有し、前記細長いレーザビームが、前記ビームウエストの前記中心に対して相対的に約±5mmを超える拡張焦点深度を有し、該細長いレーザビームが、前記拡張焦点深度全域に亘って、該拡張焦点深度の範囲内にその一部が配置されている材料に罫書きするのに十分な出力密度を有している、光ヘッド、および、
前記光ヘッドと連結され、該光ヘッドに前記出力を提供するレーザ、
を備えていることを特徴とするシステム。 - 平坦なガラスシートを製造するプロセスにおいて、
ガラス製造装置でガラスを製造する工程、および、
前記ガラスに罫書きしかつガラスシートに分割することにより、前記ガラスから平坦なガラスシートを分割する工程であって、前記ガラスが製造されるときに該ガラスに罫書きするよう位置付けられた罫書き装置でレーザビームを生成することにより、罫書きを実行する工程、
を含み、前記罫書き装置が、
レーザと、
該レーザからレーザビームを受け取るように位置付けられ、かつ該レーザビームを、中心を備えたウエストを有している拡大されたレーザビームに拡大する、ビーム拡大器と、
前記拡大されたレーザビームを受け取るように位置付けられ、中心を有する浮動距離に亘り前記ビーム拡大器に対して可動である、フライング光ヘッドと、
を備え、
前記ビーム拡大器が、前記拡大されたレーザビームの前記ウエストの前記中心が前記浮動距離の略前記中心となるように、前記拡大されたレーザビームを形成するものであり、
前記フライング光ヘッドが、前記拡大されたレーザビームを、中心を備えたビームウエストを有している細長いレーザビームに変化させるように構成され、該細長いレーザビームが、該細長いレーザビームの前記ウエストの前記中心に対して相対的に±5mmを超える拡張焦点深度を有し、該細長いレーザビームが、前記拡張焦点深度全域に亘って、前記ガラスに罫書きするのに十分な出力密度を有しているものであり、
さらに、前記ガラス製造装置および前記罫書き装置が、該ガラス製造装置によって製造されるガラスの一部が前記拡張焦点深度の範囲内に配置されるように互いに対して配置されていることを特徴とする、平坦ガラスシート製造プロセス。 - 前記レーザと前記光ヘッドとの間に配置されたビーム拡大器をさらに備え、該ビーム拡大器が、前記レーザから前記出力を受け取って、該レーザからの出力を、ウエストおよび中心を有している拡大されたレーザビームに拡大し、そして該拡大されたレーザビームを前記光ヘッドに伝送するものであり、さらに、前記ビーム拡大器が固定された位置にあり、かつ前記光ヘッドが前記ビーム拡大器に対して動くフライング光ヘッドであり、
前記フライング光ヘッドが約0.5mから約6mの浮動距離を有し、さらに、前記ビーム拡大器が、前記拡大されたレーザビームの前記ウエストの前記中心を前記浮動距離の略中心に投影するように構成されていることを特徴とする、請求項1記載のシステムまたは請求項2記載のプロセス。 - 前記拡張焦点深度が最大で約±20mmであり、さらに、前記細長いレーザビームがビーム長およびビーム幅を有し、前記拡張焦点深度の範囲に亘る、前記ビーム幅の変動が±5%未満でありかつ前記ビーム長の変動が±2%未満であることを特徴とする、請求項1記載のシステムまたは請求項2記載のプロセス。
- 前記拡張焦点深度全域に亘る前記出力密度の変動が約5%以下であることを特徴とする請求項4記載のシステムまたはプロセス。
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