JP2019189472A - 管ガラスの製造方法および管ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】切断工程における管ガラスの切断面の品位を向上させる。【解決手段】管ガラスの製造方法における切断工程は、レーザ照射工程と、応力付与工程と、を備える。レーザ照射工程では、複数のレーザ光Ｌ１〜Ｌ４における照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４が管ガラスＧ１の円周方向において異なる位置に設定される。【選択図】図３

Description

本発明は、切断工程を含む管ガラスの製造方法、および管ガラスに関する。

例えば医療用のアンプルや照明用の蛍光管などに用いられる管ガラスは、ダンナー法やダウンドロー法など種々の手法により成形されている。以下、ダンナー法を例にとってその概要を説明する。

ダンナー法で管ガラスを製造する場合、まずマッフル炉内に配置された回転可能なスリーブに溶融ガラスを供給する。供給された溶融ガラスは、回転するスリーブに巻き付きながら管状となる。そして、この管状となった溶融ガラスをスリーブの先端から管引き装置（牽引装置）で引張り出すことで、管ガラスが連続的に成形される。然る後、成形された管ガラス（連続管ガラス）を切断装置で所要の長さに切断することで、所定長さ寸法の管ガラス製品を得る（例えば、特許文献１を参照）。

また、連続管ガラスの切断方法として、連続的に搬送される連続管ガラスの外周面に切断刃を接触させることで、当該外周面に擦り傷を形成すると共に、この擦り傷に熱衝撃を加えることにより、連続管ガラスを切断する方法が一般的に採用されている（例えば、特許文献２を参照）。

特許文献２に開示される方法は、連続管ガラスを搬送しながら比較的高速に切断することができ、生産ラインに容易に組み込むことができる。しかしながら、連続管ガラスの外周面に形成した擦り傷を熱衝撃により進展させることから、クラックの起点となる擦り傷の形状を安定させることが難しい。このため、管ガラスの破断面（切断面）は粗くなる。したがって、同文献の方法では、破断面を平坦に仕上げるために追加の切断加工を必要とし、工数の増加を招いていた。また、この方法では、切断工程で生じたガラス粉が切断後の管ガラスの内周面に付着することから、洗浄工程も必要となる。

特許文献３には、ガラス粉の発生を防止でき、かつ連続管ガラスを高速に切断する方法が開示される。この方法では、連続管ガラスの内部にレーザ光を照射し、その照射領域に生じる多光子吸収によって当該連続管ガラスの内部にクラックを発生させる。連続管ガラスには応力が付与されており、クラックは、当該応力の作用により、連続管ガラスの内部において円周方向に進展する。

以下、この切断方法における、レーザ光の照射方法及びクラックの進展の態様について、図１１及び図１２を参照しながら詳細に説明する。

図１１に示すように、長手方向に沿って搬送される連続管ガラスＧ１の内部に、レーザ光Ｌの焦点Ｆを合わせ、この焦点Ｆが連続管ガラスＧ１の円周方向に沿って照射開始位置ＳＰから照射終了位置ＥＰまで移動するように、レーザ光Ｌを走査する。これにより、図１２に示すように、連続管ガラスＧ１の内部におけるレーザ光Ｌの照射領域には、一又は複数のクラックを含む内部クラック領域Ｃ１が形成される。

連続管ガラスＧ１は、曲げ力が付与された状態で搬送されている。このため、内部クラック領域Ｃ１に含まれるクラックは、連続管ガラスＧ１に付与される応力によって、連続管ガラスＧ１の円周方向に進展する。図１２において、クラックが進展する領域を「クラック進展領域」といい、符号Ｃ２ａ，Ｃ２ｂで示す。クラック進展領域Ｃ２ａ，Ｃ２ｂは、照射開始位置ＳＰ側から進展する第一クラック進展領域Ｃ２ａと、照射終了位置ＥＰ側から進展する第二クラック進展領域Ｃ２ｂとからなる。

図１２に示すように、第一クラック進展領域Ｃ２ａと、第二クラック進展領域Ｃ２ｂとが、半径方向において内部クラック領域Ｃ１とは反対の合流位置ＣＰに到達することで、連続管ガラスＧ１が切断される。

特開２０１３−１５９５３２号公報 特開２０１３−１２９５４６号公報 特開２０１７−７９２６号公報

特許文献３に開示される切断方法では、連続管ガラスＧ１の内部において単一のレーザ光Ｌを照射開始位置ＳＰから照射終了位置ＥＰまで一方向に走査する。この場合、内部クラック領域Ｃ１の範囲が短いため、第一クラック進展領域Ｃ２ａと、第二クラック進展領域Ｃ２ｂとの進展方向にずれが生じ、図１３に示すように、照射開始位置ＳＰ側から進行する第一クラック進展領域Ｃ２ａと、照射終了位置ＥＰ側から進行する第二クラック進展領域Ｃ２ｂとが合流位置ＣＰにおいて一致しない場合があった。したがって、この方法では、連続管ガラスＧ１の切断面に、各クラック進展領域Ｃ２ａ，Ｃ２ｂの不一致による凹凸（段差）が生じることとなり、製造される管ガラスの端面品位の低下を招くおそれがあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、切断工程における管ガラスの切断面の品位を向上させることを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、切断工程を備える、管ガラスの製造方法において、前記切断工程は、前記管ガラスの内部に焦点を合わせて複数のレーザ光を照射開始位置から走査し、多光子吸収によるクラックを形成するレーザ照射工程と、前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するように前記管ガラスに応力を付与する応力付与工程と、を備え、前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光における前記照射開始位置が前記管ガラスの前記円周方向において異なる位置に設定されることを特徴とする。

上記のように、本発明では管ガラスの内部に対して複数のレーザ光を照射する。この場合において、各レーザ光の照射開始位置を異ならせ、当該照射開始位置から各レーザ光を走査することで、管ガラスの内部において多光子吸収によるクラックを広範囲に形成できる。広範囲に形成されたクラックを応力付与工程により進展させることで、各クラックの進展方向のずれを可及的に小さくできる。これにより、切断工程後における管ガラスの端面（切断面）に過大な段差が発生することを防止でき、当該端面を高品位なものにできる。

前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光の各々の走査範囲は、前記管ガラスの前記円周方向において離間して設定されることが望ましい。各レーザ光の走査範囲が重複している場合、当該重複部分に多光子吸収によるクラックが集中的に形成されることになり、当該重複部分からの円周方向及び半径方向へのクラックの進展度合いが他の部分（非重複部分）のクラックの進展度合いと比較して速くなることが考えられる。このため、クラックの進展の不均衡を可及的に低減するために、各照射開始位置は勿論のこと、各レーザ光の各走査範囲は、離間されることが望ましい。

また、前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光の各々の走査範囲は、前記管ガラスの中心に対して点対称に設定されることが望ましい。複数のレーザ光を管ガラスの中心に対して対称的に走査することで、各走査範囲に発生したクラックを管ガラスの円周方向に均等に進展させることが可能になる。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、前記端面の円周方向における前記複数のレーザ照射痕の長さの和が、前記端面の円周長さの３０％以上９５％以下であることを特徴とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、前記複数のレーザ照射痕は、前記端面の円周方向に離間して形成されることを特徴とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、前記端面の最大段差が５００μｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、切断工程における管ガラスの切断面の品位を向上させることが可能になる。

製造装置の側面図である。 切断装置の側面図である。 内部クラック領域形成装置の正面図である。 レーザ光の照射態様を示す連続管ガラスの斜視図である。 レーザ光の照射態様を示す連続管ガラスの平面図である。 照射開始位置からのレーザ光の走査態様を示す連続管ガラスの断面図である。 照射終了位置までレーザ光を照射した場合における連続管ガラスの断面図である。 クラックが進展する過程を示す連続管ガラスの断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 切断工程終了時における管ガラスの断面図である。 管ガラスの従来の製造方法を示す連続管ガラスの斜視図である。 管ガラスの従来の製造方法を示す連続管ガラスの断面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図１０は、本発明に係る管ガラスの製造方法及び製造装置の一実施形態を示す。

図１に示すように、製造装置１は、ダンナー法によって連続管ガラスＧ１を成形し、この連続管ガラスＧ１を切断して所定長さの管ガラスＧ２を製造する。

製造装置１は、ガラス溶融炉２と、スリーブ３と、スリーブ３を回転駆動する駆動装置４と、スリーブ３を収容するマッフル炉５と、アニーラ６と、連続管ガラスＧ１を管引き成形する管引き装置７と、連続管ガラスＧ１を切断する切断装置８と、連続管ガラスＧ１を切断して得た管ガラスＧ２を搬送する搬送装置９とを主に備える。

なお、本実施形態において、ＸＹＺ座標系は固定側の座標系であり、本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面を水平面、Ｚ軸に沿った方向を鉛直方向（Ｚ軸の正の側を天、負の側を地）としている。また、ｘｙｚ座標系は移動側の座標系（連続管ガラスＧ１上の座標系）であり、固定側のＸＹＺ座標系と同じく、ｘ軸及びｙ軸を含む平面を水平面、ｚ軸に沿った方向を鉛直方向としている。

ガラス溶融炉２は、ガラス原料を溶融して溶融ガラスＭを生成する。ガラス溶融炉２は、溶融ガラスＭを、マッフル炉５内のスリーブ３の上部に供給する。

スリーブ３は耐火物により円筒状に形成される。スリーブ３は部分的にテーパ状をなし、テーパ状部分の小径側端部３ａが斜め下方に向くように配置されている。スリーブ３は、シャフト１０を介して駆動装置４と連結されている。駆動装置４は、スリーブ３を回転駆動させることで、当該スリーブ３上に供給された溶融ガラスＭを円筒状に巻回して、小径側端部３ａの側から管状に引出し成形する。

マッフル炉５は、ガラス溶融炉２の下方に配置される。マッフル炉５は耐火物により構成される。そして、スリーブ３は、マッフル炉５内に収容される。アニーラ６は、マッフル炉５の下流側に配置される。アニーラ６は、管状に引出し成形された溶融ガラスＭを徐冷する。管状に成形された溶融ガラスＭは、アニーラ６を通過することにより、連続管ガラスＧ１となる。

管引き装置７は、アニーラ６の下流側に配置される。管引き装置７は、アニーラ６を通過した連続管ガラスＧ１を一定の速度で牽引し、切断装置８に向けて搬送する。管引き装置７は、図示しない一対の搬送ベルトで連続管ガラスＧ１の上部と下部とを挟持しつつ下流方向へ牽引して管引きすることで、所定の外径寸法に整えられた連続管ガラスＧ１を切断装置８に供給する。

切断装置８は、連続管ガラスＧ１を切断して、所定の長さ寸法を有する管ガラスＧ２を形成する。なお、本実施形態における管ガラスＧ２の厚みは、例えば０．５〜２．０ｍｍとされるが、この範囲に限定されるものではない。

図１乃至図３に示すように、切断装置８は、連続管ガラスＧ１の内部にクラックを発生させる複数の内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄと、内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄによって形成されたクラックを進展させるクラック進展装置１２と、連続管ガラスＧ１を支持する支持部１３とを備える。

各内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄは、連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に、後述する図６に示すような一又は複数のクラックを含む内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄを形成する。

本実施形態では、四台の内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄを備える切断装置８を例示するが、内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄの数は、これに限定されるものではない。内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄは、連続管ガラスＧ１の周囲に配置される、第一内部クラック領域形成装置１１ａ、第二内部クラック領域形成装置１１ｂ、第三内部クラック領域形成装置１１ｃ、及び第四内部クラック領域形成装置１１ｄを含む。

各内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄは、レーザ発振器（第一レーザ発振器乃至第四レーザ発振器）１４ａ〜１４ｄと、出力調整部（第一出力調整部乃至第四出力調整部）１５ａ〜１５ｄと、スキャナ（第一スキャナ乃至第四スキャナ）１６ａ〜１６ｄとを個別に備える。

各レーザ発振器１４ａ〜１４ｄは、所定のパルス幅を有するレーザ光Ｌ１〜Ｌ４（例えばピコ秒パルスレーザ光又はサブピコ秒パルスレーザ光）を出力調整部１５ａ〜１５ｄに向かって放射する。本実施形態において、各レーザ発振器１４ａ〜１４ｄは、例えばグリーンレーザ光を放出するが、レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の種別はこれに限定されない。

各出力調整部１５ａ〜１５ｄは、例えばアッテネータ（光減衰器）により構成されており、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の出力条件が同一となるように調整する機能を有する。

各スキャナ１６ａ〜１６ｄは、各出力調整部１５ａ〜１５ｄを経由して入射した各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を連続管ガラスＧ１に対して走査する。各スキャナ１６ａ〜１６ｄは、例えばガルバノスキャナにより構成されるが、この構成に限定されるものではない。

クラック進展装置１２は、内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ中のクラックが進展するのを助長する応力を連続管ガラスＧ１に発生させて、当該クラックを連続管ガラスＧ１の全周にわたって進展させる。

図２に示すように、クラック進展装置１２は、曲げ力付与部１７を備える。曲げ力付与部１７は、連続管ガラスＧ１の上下方向における上部及び下部を挟持する複数のローラ１８を含む。複数のローラ１８による連続管ガラスＧ１の支持（挟持）位置は、連続管ガラスＧ１の中心軸線Ｘ１が下流側に向かうにつれて所定の曲率で湾曲するように設定されている。

支持部１３は、連続管ガラスＧ１の長手方向に沿って所定の間隔で配置される複数のローラ又はローラ対により構成される（図１参照）。支持部１３は、アニーラ６から引出された連続管ガラスＧ１を、搬送方向（Ｘ軸方向）の下流側へと案内する。なお、図２では、支持部１３の記載を省略している。

搬送装置９は、ベルトコンベア又はローラコンベアにより構成されるが、この構成に限定されるものではない。搬送装置９は、連続管ガラスＧ１の搬送方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（例えばＹ軸方向）に沿って管ガラスＧ２を搬送する。

以下、上記構成の製造装置１を使用して管ガラスＧ２を製造する方法について説明する。

まず、図１に示すように、ガラス溶融炉２で生成された溶融ガラスＭが、マッフル炉５内の、回転駆動されているスリーブ３上に供給される。溶融ガラスＭは、スリーブ３により管状に構成された後、アニーラ６で徐冷され、連続管ガラスＧ１となってアニーラ６から引出される。連続管ガラスＧ１は、管引き装置７を経由して切断装置８に送られる。その後、切断装置８により、連続管ガラスＧ１を切断して管ガラスＧ２を形成する切断工程が実行される。

切断工程では、連続管ガラスＧ１は、曲げ力付与部１７に係る複数のローラ１８間を通過する。このとき、連続管ガラスＧ１には、曲げ力が付与される。連続管ガラスＧ１は、図２における上側が凸となるように、所定の曲率で湾曲する。以上により、連続管ガラスＧ１には、曲げ応力が付与される。

上記のように連続管ガラスＧ１に曲げ応力が付与された状態で、内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄによるレーザ照射工程が実行される。レーザ照射工程では、各レーザ発振器１４ａ〜１４ｄから放出された各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４は、各出力調整部１５ａ〜１５ｄによって、同一の出力条件（パルス幅、出力）に調整された後、各スキャナ１６ａ〜１６ｄに入射する。

各スキャナ１６ａ〜１６ｄは、連続管ガラスＧ１の内部に設定される照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４に各焦点Ｆ１〜Ｆ４が合うにように、連続管ガラスＧ１に向かって各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を照射する。

各スキャナ１６ａ〜１６ｄは、連続管ガラスＧ１の内部において、照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４から円周方向に離れた位置に設定される照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４に向かって各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を走査する。

図３は、各スキャナ１６ａ〜１６ｄによる各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の走査範囲を示す。
各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の走査範囲は、照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４から照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４までの範囲である。各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の各照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４は、連続管ガラスＧ１の円周方向において異なる位置に設定される。本実施形態では、各照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４は、連続管ガラスＧ１の円周方向に沿って等間隔となるように設定されている。同様に、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の各照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４は連続管ガラスＧ１の円周方向において異なる位置に設定される。各照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４は、連続管ガラスＧ１の円周方向に沿って等間隔となるように設定されることが望ましい。

また、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の各走査範囲は、連続管ガラスＧ１の中心（断面視における中心軸線Ｘ１）に対して点対称となるように設定されることが望ましい。すなわち、各照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４から各照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４までの距離は、相等しく設定されることが望ましい。また、各走査範囲は、相互に重複しないように連続管ガラスＧ１の円周方向において等間隔で離間されている。各レーザ光Ｌ１〜４Ｌの走査範囲が重複している場合、当該重複部分に多光子吸収によるクラックが集中的に形成されることになり、当該重複部分からのクラックの進展度合いが他の部分（非重複部分）のクラックの進展度合いと比較して速くなることが考えられる。このため、クラックの進展の不均衡を可及的に低減するために、各照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４は勿論のこと、各レーザ光Ｌ１〜４Ｌの各走査範囲は、離間されることが望ましい。

図３に示すように、第一スキャナ１６ａによって走査される第一レーザ光Ｌ１は、照射開始位置ＳＰ１から照射終了位置ＥＰ１に向かって時計回りにその焦点Ｆ１を移動させる。第一レーザ光Ｌ１の焦点Ｆ１は、連続管ガラスＧ１の内部において、その円周方向に沿う円弧軌道を描くように走査される。

第二スキャナ１６ｂによって走査される第二レーザ光Ｌ２は、第一レーザ光Ｌ１の照射終了位置ＥＰ１から離れた位置に設定される照射開始位置ＳＰ２にその焦点Ｆ２を合わせるように照射される。第二レーザ光Ｌ２の焦点Ｆ２は、照射開始位置ＳＰ２から照射終了位置ＥＰ２に向かって時計回りに円弧軌道を描くように走査される。

第三スキャナ１６ｃによって走査される第三レーザ光Ｌ３は、第二レーザ光Ｌ２の照射終了位置ＥＰ２から離れた位置に設定される照射開始位置ＳＰ３にその焦点Ｆ３を合わせるように照射される。第三レーザ光Ｌ３の焦点Ｆ３は、照射開始位置ＳＰ３から照射終了位置ＥＰ３に向かって時計回りに円弧軌道を描くように走査される。

第四スキャナ１６ｄによって走査される第四レーザ光Ｌ４は、第三レーザ光Ｌ３の照射終了位置ＥＰ３から離れた位置に設定される照射開始位置ＳＰ４に焦点Ｆ４を合わせるように照射される。第四レーザ光Ｌ４の焦点Ｆ４は、照射開始位置ＳＰ４から照射終了位置ＥＰ４に向かって時計回りに円弧軌道を描くように走査される。第四レーザ光Ｌ４の照射終了位置ＥＰ４は、第一レーザ光Ｌ１の照射開始位置ＳＰ１から離れた位置に設定されている。

図４は、移動する連続管ガラスＧ１を基準とする座標系（同図に示すｘｙｚ座標系）で見た場合における各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の走査軌跡を示す。各スキャナ１６ａ〜１６ｄは、連続管ガラスＧ１の中心軸線Ｘ１に直交する仮想断面Ｘ２に焦点Ｆ１〜Ｆ４が含まれるように、連続管ガラスＧ１の円周方向に沿って各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を走査できる。

図５は、固定側を基準とするＸＹＺ座標系で見た場合における第一レーザ光Ｌ１及び第二レーザ光Ｌ２の走査軌跡を示す平面図である。同図に示すように、中心軸線Ｘ１に沿った搬送方向に沿って、連続管ガラスＧ１が所定距離ｄだけ移動する間に、第一レーザ光Ｌ１は、中心軸線Ｘ１に対して角度θ１を為す方向に沿って照射開始位置ＳＰ１から照射終了位置ＥＰ１へと走査される。同様に、第二レーザ光Ｌ２は、中心軸線Ｘ１に対して角度θ２を為す方向に沿って照射開始位置ＳＰ２から照射終了位置ＥＰ２へと走査される。第一レーザ光Ｌ１の角度θ１と第二レーザ光Ｌ２の角度θ２とは等しく設定されることが望ましい。図示していないが、第三レーザ光Ｌ３及び第四レーザ光Ｌ４についても、第一レーザ光Ｌ１の角度θ１及び第二レーザ光Ｌ２の角度θ２と等しい角度で、照射開始位置ＳＰ３，ＳＰ４から照射終了位置ＥＰ３，ＥＰ４へと走査される。

各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を照射した領域には、多光子吸収により、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域（第一内部クラック領域乃至第四内部クラック領域）Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄが形成される。図６に示すように、各内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄは、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４に走査方向に沿って、連続管ガラスＧ１の円周方向において同じ方向（時計回り）に進行する。

図７に示すように、各焦点Ｆ１〜Ｆ４が照射終了位置ＥＰ１〜ＥＰ４まで移動すると、内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄは、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射を終了する。連続管ガラスＧ１の内部には、所定長さを有する複数の内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄが円周方向に離間して帯状又は線状に形成される。この場合において、連続管ガラスＧ１の円周方向における各内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄの長さは相等しくなることが望ましい。

さらに、切断工程では、連続管ガラスＧ１の内部に作用する応力の作用により、内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ中のクラックが円周方向及び半径方向に進展する。以下、各内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄから進展するクラックの領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄを「クラック進展領域」（第一クラック進展領域乃至第四クラック進展領域）という。

図８に示すように、各クラック進展領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄは、円周方向に沿って同じ速度で拡大し続ける。最終的に、各クラック進展領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄは、各内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄの間に設定される各合流位置ＣＰに同時に到達する。このとき、図９に示すように、各合流位置ＣＰにおいて、第一クラック進展領域Ｃ２ａと、第二クラック進展領域Ｃ２ｂとは、連続管ガラスＧ１の長手方向における位置ずれを生じることなく一致し、或いは位置ずれを可及的に小さくした状態で合流できる。同様に、第二クラック進展領域Ｃ２ｂと第三クラック進展領域Ｃ２ｃ、第三クラック進展領域Ｃ２ｃと第四クラック進展領域Ｃ２ｄ、及び第四クラック進展領域Ｃ２ｄと第一クラック進展領域Ｃ２ａに関しても、各合流位置ＣＰにおいて位置ずれを生じることなく一致し、或いは位置ずれを可及的に小さくした状態で合流できる。

図１０に示すように、各クラック進展領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄが相互に繋がり、連結クラックＣ２となると、連続管ガラスＧ１が切断される。この切断により、所定長さを有する管ガラスＧ２が形成される。製造された管ガラスＧ２は、搬送装置９によって所定の方向に順次搬送される（搬送工程）。

製造された管ガラスＧ２の端面には、内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄが、複数のレーザ照射痕ＩＭ１〜ＩＭ４（図１０参照）として残存することとなる。複数のレーザ照射痕ＩＭ１〜ＩＭ４は、管ガラスＧ２の端面の円周方向において重ならないように相互に等間隔で離れた位置に形成されている。この場合において、管ガラスＧ２に係る端面の円周方向における複数のレーザ照射痕の長さ（円弧の長さ）の和は、管ガラスＧ２の端面（外周面）の円周長さの３０〜９５％であることが好ましく、より好ましくは、５０〜９０％である。

以上説明した本実施形態に係る管ガラスＧ２の製造方法によれば、レーザ照射工程において、複数のレーザ光Ｌ１〜Ｌ４の照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４を、連続管ガラスＧ１の円周方向において異なる位置（相互に離間した位置）に設定し、各照射開始位置ＳＰ１〜ＳＰ４から各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４を走査することで、連続管ガラスＧ１の内部に複数の内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄを形成できる。内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄは、同一平面上（仮想断面Ｘ２上）に形成され、これら内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄ間の距離は、単一レーザ光で走査して形成された内部クラック領域の両端間の距離よりも短いことから、各クラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展する場合に、進展の方向を規制するガイド部として機能する。したがって、各内部クラック領域Ｃ１ａ〜Ｃ１ｄを連続管ガラスＧ１の内部において広範囲に形成することで、各クラック進展領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄにおけるクラックの進展の方向を安定させ、かつクラックの進展度合いを均等化できる。しかも、単一のレーザ光を走査する場合と比較して、連続管ガラスＧ１に付与する応力を可及的に低下させて切断工程を実行できる。

本実施形態のようにクラック進展領域Ｃ２ａ〜Ｃ２ｄを均等に進展させて形成された連続管ガラスＧ１の切断面は、大きな段差が形成されることのない高品位なものとなる。具体的には、管ガラスＧ２の端面の最大凹凸（最大段差）を、５００μｍ以下にすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、連続管ガラスＧ１を切断して管ガラスＧ２を製造する方法を例示したが、これに限らず、本発明は、所定の長さの管ガラスを切断して、複数の管ガラスを製造する場合にも適用できる。

上記の実施形態では、複数のレーザ光Ｌ１〜Ｌ４の走査範囲が重ならないように離間させていたが、本発明はこれに限定されず、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の走査範囲が相互に重なるように設定されてもよい。すなわち、例えば第一レーザ光Ｌ１の照射終了位置ＥＰ１を、第二レーザ光Ｌ２の照射開始位置ＳＰ２に一致させてもよい。

上記の実施形態では、複数の内部クラック領域形成装置１１ａ〜１１ｄがレーザ発振器１４ａ〜１４ｄを個別に備えた切断装置８を例示したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば一台のレーザ発振器から放出されたレーザ光をスプリッタにより分光し、分光した複数のレーザ光を複数のスキャナによって連続管ガラスＧ１の内部に照射してもよい。

上記の実施形態では、各レーザ光Ｌ１〜Ｌ４の各焦点Ｆ１〜Ｆ４が円弧軌道を描くように走査される例を示したが、これに限らず、各焦点Ｆ１〜Ｆ４は、直線軌道を描くように走査されてもよい。

上記の実施形態では、切断工程において、複数のレーザ光Ｌ１〜Ｌ４を同一の方向（時計回り）に走査させる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数のレーザ光Ｌ１〜Ｌ４のうち、一部のレーザ光を連続管ガラスＧ１の円周方向において時計回りに走査し、他のレーザ光を反時計回りに走査してもよい。

Ｆ１ 焦点
Ｆ２ 焦点
Ｆ３ 焦点
Ｆ４ 焦点
Ｇ１ 連続管ガラス
Ｇ２ 管ガラス
ＩＭ１ レーザ照射痕
ＩＭ２ レーザ照射痕
ＩＭ３ レーザ照射痕
ＩＭ４ レーザ照射痕
Ｌ１ 第一レーザ光
Ｌ２ 第二レーザ光
Ｌ３ 第三レーザ光
Ｌ４ 第四レーザ光
ＳＰ１ 照射開始位置
ＳＰ２ 照射開始位置
ＳＰ３ 照射開始位置
ＳＰ４ 照射開始位置
Ｘ１ 連続管ガラスの中心軸線（中心）

Claims (6)

1. 切断工程を備える、管ガラスの製造方法において、
   前記切断工程は、前記管ガラスの内部に焦点を合わせて複数のレーザ光を照射開始位置から走査し、多光子吸収によるクラックを形成するレーザ照射工程と、前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するように前記管ガラスに応力を付与する応力付与工程と、を備え、
   前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光における前記照射開始位置が前記管ガラスの前記円周方向において異なる位置に設定されることを特徴とする管ガラスの製造方法。
2. 前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光の各々の走査範囲は、前記管ガラスの前記円周方向において離間して設定される請求項１に記載の管ガラスの製造方法。
3. 前記レーザ照射工程では、前記複数のレーザ光の各々の走査範囲は、前記管ガラスの中心に対して点対称に設定される請求項１又は２に記載の管ガラスの製造方法。
4. 端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、
   前記端面の円周方向における前記複数のレーザ照射痕の長さの和が、前記端面の円周長さの３０％以上９５％以下であることを特徴とする管ガラス。
5. 端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、
   前記複数のレーザ照射痕は、前記端面の円周方向において離間して形成されることを特徴とする管ガラス。
6. 端面に複数のレーザ照射痕を有する管ガラスであって、
   前記端面の最大段差が５００μｍ以下であることを特徴とする管ガラス。
   

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