JP2013049606A - 強化ガラスパネルの取出方法及び取出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部加熱切断により強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく取り出すこと。
【解決手段】本発明の態様１に係る強化ガラスパネルの取出方法は、強化ガラス板１０の端面から補助切断線３０２を導入するステップと、強化ガラスパネル１０ａの形状に沿って、補助切断線３０２から連続した切断線３０１を導入し、強化ガラスパネル１０ａと周縁部１０ｂとを分割するステップと、補助切断線３０２を挟んで周縁部１０ｂの両側を把持し、補助切断線３０２の幅を広げるように周縁部１０ｂを変形させることにより、強化ガラスパネル１０ａを取り出すステップと、を備える。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は強化ガラスパネルの取出方法及び取出装置に関し、特にレーザやプラズマを利用して強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した際に、当該強化ガラスパネルを取り出すための強化ガラスパネルの取出方法及び取出装置に関する。

携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Data Assistance）などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。

ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが生成されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。

このような問題に対し、近年、レーザやプラズマによりガラス板の内部を加熱し、ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、ガラス板を切断する方法が開発された（以下、内部加熱切断と称す）。このような内部加熱切断では、従来のように、ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが生成されることもなく、高強度のガラス板を得ることができる。特許文献１には、このように、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。

国際公開第２０１０／１２６９７７号

発明者は、強化ガラス板の内部加熱切断に関し、以下の課題を見出した。
図１０Ａに示すように、強化ガラス板１０から使用するパネル部１０ａを切り出す場合、まず、１本の補助切断線３０２ａから切断線３０１を連続して切断し（つまり、一筆書きで切断し）、パネル部１０ａと不要な周縁部１０ｂとを分割する。分割されたパネル部１０ａを周縁部１０ｂから取り出す際、パネル部１０ａの切断端面が、周縁部１０ｂの切断端面と接触すると、欠けるおそれがある。

そのため、従来は、図１０Ａに示すように、さらに３本の補助切断線３０２ｂに沿って内部加熱切断することにより、周縁部１０ｂを４つに分割し、各周縁部１０ｂを放射状に移動させていた。これにより、図１０Ｂに示すように、パネル部１０ａと周縁部１０ｂとの切断端面同士が接触しないように、パネル部１０ａを取り出すことができる。なお、特許文献１のＦＩＧ．３（ａ）においても、４本の補助切断線が設けられている。

しかしながら、３本の補助切断線３０２ｂを導入するため、効率に劣るという問題があった。

本発明は、上記を鑑みなされたものであって、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことを目的とする。

本発明の態様１に係る強化ガラスパネルの取出方法は、内部加熱切断により強化ガラス板から周縁部を切除し、強化ガラスパネルを取り出すための強化ガラスパネルの取出方法であって、前記強化ガラス板の端面から補助切断線を導入するステップと、前記強化ガラスパネルの形状に沿って、前記補助切断線から連続した切断線を導入し、前記ガラスパネルと前記周縁部とを分割するステップと、前記補助切断線を挟んで前記周縁部の両側を把持し、前記補助切断線の幅を広げるように前記周縁部を変形させることにより、前記強化ガラスパネルを取り出すステップと、を備えるものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の態様２に係る強化ガラスパネルの取出方法は、上記発明の態様１において、前記補助切断線を導入するステップにおいて、前記補助切断線を、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の中央部に導入し、前記強化ガラスパネルを取り出すステップにおいて、前記周縁部の両側を互いに反対方向に移動させることにより前記補助切断線の幅を広げることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、確実に効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の態様３に係る強化ガラスパネルの取出方法は、上記発明の態様１において、前記補助切断線を導入するステップにおいて、前記補助切断線を、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の延長上に導入し、前記強化ガラスパネルを取り出すステップにおいて、前記周縁部の両側を互いに略垂直方向に移動させることにより前記補助切断線の幅を広げることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、確実に効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の態様４に係る強化ガラスパネルの取出装置は、内部加熱切断により強化ガラス板から周縁部を切除し、強化ガラスパネルを取り出すための強化ガラスパネルの取出装置であって、前記強化ガラス板の端面から導入された補助切断線を挟んで、前記周縁部の両側を把持する第１及び第２の把持部と、前記強化ガラスパネルを介して、前記第１及び第２の把持部が把持する位置と対向する位置において、前記周縁部を把持する第３の把持部と、前記補助切断線から連続した切断線により、前記周縁部と分割される前記強化ガラスパネルを支持する支持部と、前記補助切断線の幅を広げるように、第１及び第２の把持部の位置を移動させる駆動部と、を備えるものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の態様５に係る強化ガラスパネルの取出装置は、上記発明の態様４において、前記補助切断線が、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の中央部に導入され、前記駆動部は、前記第１及び第２の把持部を互いに反対方向に移動させ、前記補助切断線の幅を広げることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、確実に効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の態様６に係る強化ガラスパネルの取出装置は、上記発明の態様５において、前記補助切断線が、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の延長上に導入され、前記駆動部は、前記第１及び第２の把持部を互いに略垂直方向に移動させ、前記補助切断線の幅を広げることを特徴とするものである。これにより、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、確実に効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明によれば、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置１００を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置１００を示す側面図である。 強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。 レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。 レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置２００を示す平面図である。 発明が解決しようとする課題を説明するための図である。 発明が解決しようとする課題を説明するための図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１Ａ、１Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法について説明する。図１Ａ、１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。以下では、レーザ光を用いた内部加熱切断によって、強化ガラス板を切断し、矩形状の強化ガラスパネルを取り出す場合について説明する。ここで、矩形状とは、完全な矩形（長方形）のみならず、実質的な矩形を含む。実質的な矩形には、例えば、図１Ａの例のように４角がＲ加工されたものも含まれる。また、４角が面取りされたものも含まれる。さらには、各辺がなだらかに内側に凹んだものや、外側に膨らんだものも含まれる。

図１Ａに示すように、まず、図１Ａの下側の端面に形成された初期クラックを起点として、強化ガラス板１０の端面に略垂直な補助切断線３０２を導入する。次に、補助切断線３０２と連続する切断線３０１を導入し、パネル部１０ａの形状に沿って強化ガラス板１０を切断する。つまり、補助切断線３０２と切断線３０１とは一筆書きされる。これにより、強化ガラス板１０を、パネル部１０ａと、周縁部１０ｂとに分割する。実施の形態１では、補助切断線３０２が、矩形状のパネル部１０ａの短辺の中央部で、切断線３０１と直交している。なお、レーザ光を用いた強化ガラス板の切断方法の詳細については後述する。

上述の通り、分割されたパネル部１０ａを周縁部１０ｂから取り出す際、パネル部１０ａの切断端面が、周縁部１０ｂの切断端面と接触すると、欠けるおそれがある。そのため、両者の接触を防止する必要がある。そこで、図１Ａに示すように、補助切断線を追加することなく、１本の補助切断線３０２を挟んだ周縁部１０ｂの両側を把持し、補助切断線３０２の幅を広げるように周縁部１０ｂを変形する。

本実施の形態では、補助切断線３０２を介して対向する周縁部１０ｂの両側を矢印の方向つまり互いに反対方向に移動させる。また、必要であれば、図１Ａの上側の周縁部１０ｂの中央部を把持し、矢印の方向に移動させる。これにより、図１Ｂに示すように、パネル部１０ａと周縁部１０ｂとの切断端面同士が接触しないように、パネル部１０ａを取り出すことができる。このように、補助切断線を追加する必要がないため、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

次に、図２Ａ、２Ｂを参照して、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置について説明する。図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置１００を示す平面図である。図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置１００を示す側面図である。

図２Ａ、２Ｂに示すように、強化ガラスパネルの取出装置１００は、真空吸着テーブル（支持部）ＶＴ、台座Ｂ、２つの摺動テーブルＳＴ１、ＳＴ２、３つのモータ（駆動部）Ｍ１〜Ｍ３、３本のモータシャフトＳ１〜Ｓ３、３本のリニアガイドＧ１〜Ｇ３、３つのクランプ（把持部）Ｃ１〜Ｃ３を備えている。ここで、図２Ａ、２Ｂのそれぞれの左下に示すように、右手系のｘｙｚ座標を用いて説明する。

図２Ａ、２Ｂに示すように、平面形状が矩形状の台座Ｂの長辺方向をｘ軸方向、短辺方向をy軸方向、厚み方向をｚ軸方向とする。台座Ｂは、中央部に真空吸着テーブルＶＴを通すための貫通孔Ｈを有している。
真空吸着テーブルＶＴは、真空吸着力によりパネル部１０ａを支持する支持部である。

図２Ａに示すように、２つの摺動テーブルＳＴ１、ＳＴ２はそれぞれ、台座Ｂ上において、貫通孔Ｈを介して対向配置されている。また、摺動テーブルＳＴ１、ＳＴ２はそれぞれ、長辺がｙ軸方向、短辺がｘ軸方向に延びた矩形状の平面形状を有し、ｚ軸方向の厚みを有する。さらに、摺動テーブルＳＴ１、ＳＴ２はいずれも、ｘ軸方向に延設された２本のリニアガイドＧ１、Ｇ２上をｘ軸方向に摺動することができる。

具体的には、摺動テーブルＳＴ１は、ｘ軸方向に延設されたモータシャフトＳ１に連結されており、モータＭ１の動力によりｘ軸方向に摺動することができる。一方、摺動テーブルＳＴ２は、ｘ軸方向に延設されたモータシャフトＳ２に連結されており、モータＭ２の動力によりｘ軸方向に摺動することができる。また、モータシャフトＳ１、Ｓ２の回転方向を反転させることにより、摺動テーブルＳＴ１、Ｓ１２の移動方向（ｘ軸のプラスもしくはマイナス方向）を切り換えることができる。

摺動テーブルＳＴ１上には、強化ガラス板１０の補助切断線３０２を挟んだ周縁部１０ｂの両側を把持するクランプＣ１、Ｃ２が搭載されている。クランプＣ１、Ｃ２はいずれも、ｙ軸方向に延設された１本のリニアガイドＧ３上をｙ軸方向に摺動することができる。具体的には、クランプＣ１、Ｃ２はいずれも、ｙ軸方向に延設されたモータシャフトＳ３に連結されており、モータＭ３の動力によりｙ軸方向において互いに反対方向へ同時に摺動する。つまり、モータシャフトＳ３の回転方向を反転させることにより、クランプＣ１、Ｃ２は互いに接近したり、遠ざかったりするように摺動する。さらに、クランプＣ１、Ｃ２は、摺動テーブルＳＴ１上に搭載されているため、ｘ軸の同一方向へも同時に移動することができる。

摺動テーブルＳＴ２上には、周縁部１０ｂを把持するクランプＣ３が搭載されている。図２Ａに示すように、クランプＣ３が把持する周縁部１０ｂの位置は、クランプＣ１、Ｃ２が把持する周縁部１０ｂの位置と、パネル部１０ａを介して対向している。クランプＣ３は、摺動テーブルＳＴ２上に搭載されているため、ｘ軸方向に移動することができる。

図２Ａにおいて、摺動テーブルＳＴ１を幾分マイナスｘ軸方向（強化ガラス板１０から離れる方向）へ移動させながら、クランプＣ１、Ｃ２の間隔（つまり、補助切断線３０２の間隔）を広げることにより、図１Ｂに示すように、パネル部１０ａと周縁部１０ｂとの切断端面同士が接触しないように、パネル部１０ａを取り出すことができる。ここで、クランプＣ１、Ｃ２の間隔がある程度開いたら、摺動テーブルＳＴ２を幾分プラスｘ軸方向へ移動させ、クランプＣ３側におけるパネル部１０ａと周縁部１０ｂとの間隔を確実に確保するようにしてもよい。また、周縁部１０ｂの幅と厚みとを適切に設定することにより、周縁部１０ｂの変形が容易になり、取出し動作も容易になる。

次に、図３〜７を参照して、強化ガラス板の切断方法について説明する。図３は、強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。図３に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。

強化ガラス板１０は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、ソーダライムガラスが用いられる。

風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。

化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリ金属元素を含むソーダライムガラスを強化するのに好適である。

図４は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。図４において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図４に示すように、強化ガラス板１０は、表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられた中間層１７とを有する。表面層１３及び裏面層１５には、上記風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層１７には引張応力が残留している。

図５は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図５に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層１７に残留する引張応力（＞０）は、ガラスの内部から表面１２及び裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。

図５において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３や裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、ＣＳやＣＴ、ＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ_３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有してもよいし、異なる最大残留圧縮応力を有してもよい。

強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザやプラズマを用いた内部加熱切断では、強化ガラス板１０の表面１２に、切断予定線に沿ったスクライブ線（溝線）を形成する必要がない。

強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０（図３参照）を伸展させ、強化ガラス板１０を切断する。

強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を支持する保持具を、移動または回転してもよいし、レーザ光２０の光源を移動してもよい。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。

強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、例えば図３に示すように、円状に形成されているが、矩形状や楕円状などであってもよく、その形状に制限はない。

強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力（ＣＳ）、内部残留引張応力（ＣＴ）、表面層１３や裏面層１５の厚さ（ＤＯＬ）、レーザ光２０の光源の出力などに応じた速度で移動される。

レーザ光２０の光源としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などが挙げられる。レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。

光源から出射されたレーザ光２０は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面１４側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中であってもよい。

レーザ光２０の光軸は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図３に示すように表面１２と直交していてもよいし、表面１２と斜めに交わっていてもよい。

本実施形態に係る切断方法では、レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ^−１）とし、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）とした場合、０＜α×ｔ≦３．０を満たすようにする。この条件で、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。

強化ガラス板１０に入射する前のレーザ光２０の強度をＩ_０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ_０×ｅｘｐ（−α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
０＜α×ｔ≦３．０とすることで、レーザ光２０が、強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板１０の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板１０に生じる応力は、図４に示す状態から、図６や図７に示す状態に変化する。

図６は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図７は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、図６に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図６及び図７において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。

レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図４に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に抑制するため、図６に示すように、中間層１７に圧縮応力が生じていることが好ましい。
なお、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図４に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。

図６に示す圧縮応力との釣り合いのため、図６に示す断面よりも後方の断面では、図７に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、図４に示す残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、いわゆるフルカット切断である。

この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、強化ガラス板１０の内部において、照射領域２２の位置が前述したように図６のような応力分布になっているため、クラック３０が切断予定線から外れて自走するようなことはなく、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。従って、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。

このように、０＜α×ｔ≦３．０とすることで、強化ガラス板１０において、レーザ光２０によってクラック３０の伸展を制御できる。そして、照射領域２２の直後をクラック３０が伸展するため、切断線が照射領域２２の移動軌跡どおりに形成されるため、切断精度を向上できる。なお、クラック３０の先端は、照射領域２２の直後を追従するのでなく、照射領域２２と重なって追従してもよい。クラック３０の先端が照射領域２２に近いほど、または重なっていることが切断精度をより向上させる。

ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近いほど良い。しかし、α×ｔは、小さ過ぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。

ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きいほど良い。しかし、α×ｔが大き過ぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．１以下（レーザ光吸収率１０％以下）、さらに好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。

ところで、中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力（ＣＴ）は、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック３０の先端位置と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。

中間層１７の内部残留引張応力（ＣＴ）は、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上である。内部残留引張応力（ＣＴ）が３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。

吸収係数（α）は、レーザ光２０の波長、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板１０中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４を含む）の含有量、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｃｏ_３Ｏ_４を含む）の含有量、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏを含む）の含有量が多くなるほど、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）が大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の酸化物の含有量が多くなるほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。

１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数（α）は、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は３ｃｍ^−１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数（α）は０．６ｃｍ^−１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数（α）は０．２ｃｍ^−１以下であることが好ましい。

レーザ光２０の波長は、２５０〜５０００ｎｍであることが好ましい。レーザ光２０の波長を２５０〜５０００ｎｍとすることで、レーザ光２０の透過率と、レーザ光２０による加熱効率とを両立できる。レーザ光２０の波長は、より好ましくは３００〜４０００ｎｍ、さらに好ましくは８００〜３０００ｎｍである。

強化ガラス板１０中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板１０を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば０．０２〜１．０質量％である。この範囲で、酸化鉄の含有量を調節することで、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域でのα×ｔを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。

強化ガラス板１０の厚さ（ｔ）は、用途に応じて設定されるが、０．０１〜０．２ｃｍであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さ（ｔ）を０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力（ＣＴ）を十分に高めることができる。一方、厚さ（ｔ）が０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さ（ｔ）は、より好ましくは０．０３〜０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．１５ｃｍである。

（実施の形態２）
図８Ａ、８Ｂを参照して、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法について説明する。図８Ａ、８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出方法を示す平面図である。

図８Ａに示すように、まず、図８Ａの下側の端面に形成された初期クラックを起点として、強化ガラス板１０の端面に略垂直な補助切断線３０２を導入する。次に、補助切断線３０２と連続する切断線３０１を導入し、パネル部１０ａの形状に沿って強化ガラス板１０を切断する。つまり、補助切断線３０２と切断線３０１とは一筆書きされる。これにより、強化ガラス板１０を、パネル部１０ａと、周縁部１０ｂとに分割する。実施の形態２では、補助切断線３０２が、矩形状のパネル部１０ａの長辺を構成する切断線３０１の延長上に形成されている。そのため、実施の形態１よりも強化ガラス板１０を効率よく切断することができる。

本実施の形態では、図８Ａに示すように、補助切断線３０２を介して対向する周縁部１０ｂの両側を把持し、矢印の方向つまり互いに略垂直方向に移動させる。また、必要であれば、図１Ａの周縁部１０ｂの左上側を把持し、矢印の方向に移動させる。これにより、図８Ｂに示すように、パネル部１０ａと周縁部１０ｂとの切断端面同士が接触しないように、パネル部１０ａを取り出すことができる。このように、補助切断線を追加する必要がないため、内部加熱切断により強化ガラス板から強化ガラスパネルを切り出した場合に、効率よく強化ガラスパネルを取り出すことができる。

次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る強化ガラスパネルの取出装置２００を示す平面図である。

図９に示すように、強化ガラスパネルの取出装置２００は、真空吸着テーブルＶＴ、台座Ｂ、２つの摺動テーブルＳＴ１、ＳＴ２、４つのモータＭ１〜Ｍ４、４本のモータシャフトＳ１〜Ｓ４、４本のリニアガイドＧ１〜Ｇ４、３つのクランプＣ１〜Ｃ３を備えている。ここで、図２Ａの場合と同様に、図９の左下に示すように、右手系のｘｙｚ座標を用いて説明する。

図９に示す強化ガラスパネルの取出装置２００では、補助切断線３０２を挟んだ周縁部１０ｂの両側を把持するクランプＣ１、Ｃ２が摺動テーブルＳＴ１に搭載されている。実施の形態１では、クランプＣ１、Ｃ２のいずれもが、ｙ軸方向に延設された１本のリニアガイドＧ３上をｙ軸方向に摺動する。これに対し、本実施の形態では、クランプＣ１は、ｘ軸方向に延設されたリニアガイドＧ３上をｘ軸方向に摺動し、クランプＣ２は、ｙ軸方向に延設されたリニアガイドＧ４上をｙ軸方向に摺動する。クランプＣ１は、ｘ軸方向に延設されたモータシャフトＳ３に連結されており、モータＭ３の動力によりｘ軸方向へ摺動する。また、クランプＣ２は、ｙ軸方向に延設されたモータシャフトＳ４に連結されており、モータＭ４の動力によりｙ軸方向へ摺動する。

摺動テーブルＳＴ２上には、周縁部１０ｂを把持するクランプＣ３が搭載されている。図９に示すように、クランプＣ３が把持する周縁部１０ｂの位置は、クランプＣ１、Ｃ２が把持する周縁部１０ｂの位置と、パネル部１０ａを介して対向している。クランプＣ３は、摺動テーブルＳＴ２上に搭載されているため、ｘ軸方向に移動することができる。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

図９において、クランプＣ２をマイナスｙ方向へ移動させ、クランプＣ１をマイナスｘ軸方向へ移動させることにより、図８Ｂに示すように、パネル部１０ａと周縁部１０ｂとの切断端面同士が接触しないように、パネル部１０ａを取り出すことができる。ここで、クランプＣ１、Ｃ２が初期位置からある程度移動したら、摺動テーブルＳＴ２を幾分プラスｘ軸方向へ移動させ、クランプＣ３側におけるパネル部１０ａと周縁部１０ｂとの間隔を確実に確保するようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レーザ光による切断に限らず、強化ガラス板を内部加熱切断するのであれば、本発明を適用可能である。さらに、フルカット切断であれば、内部加熱切断に限らず、適用可能である。例えば、レーザ集光による内部改質を利用してフルカット切断する場合や、メカニカルなスクライブとクラック伸展手段を併用してフルカット切断する場合にも、適用できる。また、クランプの駆動手段としてモータを用いたが、モータに限らず油圧や空圧などによる駆動手段であってもよい。

１０ 強化ガラス板
１０ａ パネル部
１０ｂ 周縁部
１２ 表面
１３ 表面層
１４ 裏面
１５ 裏面層
１７ 中間層
２０ レーザ光
２２ 照射領域
３０ クラック
１００、２００ 取出装置
３０１ 切断線
３０２ 補助切断線
Ｂ 台座
Ｃ１〜Ｃ３ クランプ
Ｇ１〜Ｇ４ リニアガイド
Ｈ 貫通孔
Ｍ１〜Ｍ４ モータ
Ｓ１〜Ｓ４ モータシャフト
ＳＴ１、ＳＴ２ 摺動テーブル
ＶＴ 真空吸着テーブル

Claims (6)

1. 内部加熱切断により強化ガラス板から周縁部を切除し、強化ガラスパネルを取り出すための強化ガラスパネルの取出方法であって、
   前記強化ガラス板の端面から補助切断線を導入するステップと、
   前記強化ガラスパネルの形状に沿って、前記補助切断線から連続した切断線を導入し、前記強化ガラスパネルと前記周縁部とを分割するステップと、
   前記補助切断線を挟んで前記周縁部の両側を把持し、前記補助切断線の幅を広げるように前記周縁部を変形させることにより、前記強化ガラスパネルを取り出すステップと、を備える強化ガラスパネルの取出方法。
2. 前記補助切断線を導入するステップにおいて、前記補助切断線を、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の中央部に導入し、
   前記強化ガラスパネルを取り出すステップにおいて、前記周縁部の両側を互いに反対方向に移動させることにより前記補助切断線の幅を広げることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラスパネルの取出方法。
3. 前記補助切断線を導入するステップにおいて、前記補助切断線を、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の延長上に導入し、
   前記強化ガラスパネルを取り出すステップにおいて、前記周縁部の両側を互いに略垂直方向に移動させることにより前記補助切断線の幅を広げることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラスパネルの取出方法。
4. 内部加熱切断により強化ガラス板から周縁部を切除し、強化ガラスパネルを取り出すための強化ガラスパネルの取出装置であって、
   前記強化ガラス板の端面から導入された補助切断線挟んで、前記周縁部の両側を把持する第１及び第２の把持部と、
   前記強化ガラスパネルを介して、前記第１及び第２の把持部が把持する位置と対向する位置において、前記周縁部を把持する第３の把持部と、
   前記補助切断線から連続した切断線により、前記周縁部と分割される前記強化ガラスパネルを支持する支持部と、
   前記補助切断線の幅を広げるように、第１及び第２の把持部の位置を移動させる駆動部と、を備える強化ガラスパネルの取出装置。
5. 前記補助切断線が、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の中央部に導入され、
   前記駆動部は、前記第１及び第２の把持部を互いに反対方向に移動させ、前記補助切断線の幅を広げることを特徴とする請求項４に記載の強化ガラスパネルの取出装置。
6. 前記補助切断線が、矩形状の前記強化ガラスパネルの１辺の延長上に導入され、
   前記駆動部は、前記第１及び第２の把持部を互いに略垂直方向に移動させ、前記補助切断線の幅を広げることを特徴とする請求項４に記載の強化ガラスパネルの取出装置。

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