JP5796463B2 - 脆性板状物の切断装置および切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス板や、ガラス板と樹脂板とを積層一体化した積層体などに代表される脆性板状物の切断技術の改良に関する。

周知のように、ガラス板（単体のガラス板）や、下記の特許文献１に記載されたガラス板と樹脂板とを積層一体化した積層体などの脆性板状物は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、携帯電話やタブレット型ＰＣ等の携帯用電子デバイス、太陽電池、電磁調理器などの電気・電子機器のパネル用材料として、あるいは建築構造物や各種車両の窓パネル用材料として広く用いられている。上記の各種脆性板状物は、通常、用途に応じた形状・寸法に切断したうえで使用される。

脆性板状物、特にガラス板（単体のガラス板）を切断するための方法としては、ガラス板の表面に形成したスクライブ線に曲げ応力を作用させて割断する方法（曲げ応力による割断）が広く用いられていた。しかしながら、曲げ応力による割断では、微小ガラス粉の発生を回避できず、その微小ガラス粉は切断後の洗浄においても容易に除去できないという問題がある。このような問題は、高度な清浄性が要求される電気・電子機器用途のガラス板において特に問題となる。また、曲げ応力による割断では、ガラス板の切断端部が角張った形状に形成されることから、欠けなどの欠陥が生じやすいという問題もある。そこで、近時においては、レーザを利用した切断方法が重用される傾向にある。

レーザを利用した脆性板状物の切断方法としては、いわゆるレーザ割断の他、例えば下記の特許文献２に記載されているレーザ溶断が広く採用されている。レーザ割断とは、脆性板状物の端部に形成した初期亀裂に向けてレーザビームを照射した後、レーザビームの被照射部位を冷却することによって上記初期亀裂を切断予定線に沿って進展させ、これによって脆性板状物を、切断予定線を境界として複数の部材に分割する方法である。一方、レーザ溶断とは、脆性板状物の切断予定線に沿って照射したレーザビームの照射熱で切断予定線を切断（溶断）することにより、脆性板状物を、切断予定線を境界として複数の部材に分割する手法である。

レーザ溶断では、切断予定線が溶融除去されるようにして脆性板状物が切断される関係上、二部材の互いに対向する端面（切断端面）間に所定幅のクリアランスが形成される。そのため、レーザ溶断で脆性板状物の切断予定線を切断して、脆性板状物を製品部と非製品部とに分割するようにすれば、両部の切断端面同士が接触するのを効果的に回避することができる。また、レーザ溶断によって形成される切断端面は、通常、滑らかな火造り面となる。これらのことから、レーザ溶断によって脆性板状物を切断すれば、切断完了後の端面仕上げを簡略化あるいは省略しつつも、高品質の製品部を得ることができるというメリットがある。また、レーザ溶断は、上記のとおり切断予定線を溶融除去することで切断予定線を切断する手法であることから、単体のガラス板を切断する場合のみならず、ガラス板と樹脂板とを積層一体化した積層体を切断する場合にも好適に使用できる。

ところで、レーザを利用した脆性板状物の切断を実行するための切断装置は、レーザビームの発生源であるレーザ発振器を含むレーザ照射装置や、横姿勢の脆性板状物を下方側から支持可能な支持部材などを主要な構成部材として備える。特に、レーザ溶断を実行するための切断装置に設けられる支持部材は、製品部（となる領域）および非製品部（となる領域）をそれぞれ支持可能な第１および第２支持部を備えており、これら両支持部は溝部により区分されている（特許文献２の図３を参照）。溝部は、脆性板状物を突き抜けたレーザが支持部材の上面付近（すなわち、脆性板状物の下面の至近距離）で反射して脆性板状物の下面に再入射することにより、脆性板状物のうち特に製品部の切断端面に不要な照射熱を与え、これによって切断端面の残留歪が増大したり切断端面に微小欠陥が発生したりするのを防止するために、支持部材のうちレーザビームの照射軌道に沿った部位、すなわち脆性板状物の切断予定線の直下位置に設けられている。

特開２００３―３９５９７号公報 特開２００７−３１９８８８号公報

本願発明者が、脆性板状物の一例として、樹脂板の表裏両面にガラス板を積層一体化した積層体をレーザ溶断してみたところ、製品部を構成するガラス板の切断端面にマイクロクラック等の微小欠陥が形成される場合があった。このような不具合は、樹脂板の片面のみにガラス板を積層一体化させた積層体や、単体のガラス板をレーザ溶断する際にも同様に生じ、特に、厚みが数百μｍ以下程度にまで薄板化されたガラス板（あるいは、このガラス板を含む積層体）をレーザ溶断した際には、微小欠陥の形成頻度が一層増大した。そこで、本願発明者は鋭意研究を重ね、その結果、レーザ溶断の実行中における脆性板状物の支持態様が適当でない場合、特に、脆性板状物のうち、製品部（となる領域）よりも非製品部（となる領域）の方が僅かなりとも高位置にある場合に、製品部の切断端面に微小欠陥が形成され易いことが判明した。その概要を図６に基づいて説明する。

図６（ａ）は、樹脂板１０１の表裏両面にガラス板１０２を積層一体化させてなる積層体１００を、レーザ溶断によって製品部１００ａと非製品部１００ｂとに分割する直前の状態を模式的に示している。積層体１００は、その下方側に配置された支持部材１１０により横姿勢で支持されている。支持部材１１０は、製品部１００ａ（となる領域）および非製品部１００ｂ（となる領域）をそれぞれ支持（接触支持）可能な第１支持部１１１および第２支持部１１２を備えているが、第２支持部１１２の支持面の一部又は全部が、第１支持部１１１の支持面よりも僅かに上方に位置しており、製品部１００ａの下面と第１支持部１１１の支持面との間に微小隙間が形成される領域が存在する。そして、この微小隙間が、特にレーザ溶断の完了点を含む領域に存在すると、レーザ溶断が完了する直前（図６（ｂ）参照）に、積層体１００の製品部１００ａがその自重等によって上記の微小隙間の隙間幅分だけ落下し、下側のガラス板１０２が強制的に折り割られてしまう。これにより、製品部１００ａを構成する下側のガラス板１０２にマイクロクラック等の微小欠陥１２０が形成され、最悪の場合には、微小欠陥１２０に起因して、製品部１００ａを構成する下側のガラス板１０２が割れてしまう。

上記したような問題は、いわゆるレーザ割断によって脆性板状物としての単体のガラス板を製品部と非製品部とに分割する場合にも同様に生じ得る。

このような実情に鑑み、本発明は、切断予定線に沿ってレーザビームを照射することで脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する際における脆性板状物の支持態様を最適化し、これにより、脆性板状物を製品部と非製品部とに分割するのに伴って、製品部の端面等に微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することを目的とする。

上記目的を達成するための第１の技術手段として、支持部材により下方側から横姿勢で支持された脆性板状物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射して切断予定線を切断することにより、脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する切断装置であって、支持部材が、製品部および非製品部をそれぞれ支持可能な第１および第２支持部を有するものにおいて、第１支持部の支持面が、第２支持部の支持面よりも上方に位置していることを特徴とする脆性板状物の切断装置を提供する。

このように、支持部材に設けた第１および第２支持部のうち、第１支持部の支持面を、第２支持部の支持面よりも上方に位置させたことにより、製品部（となる領域）を非製品部（となる領域）よりも常時上方に位置させた状態でレーザビームの照射、すなわち切断予定線の切断作業を進行・完了させることができる。そのため、切断予定線の切断完了直前段階で製品部が非製品部よりも下方に位置していることに起因して、製品部の切断端面（切断予定線が切断され、脆性板状物が切断予定線を境界として製品部と非製品部とに分割されるのに伴って形成される端面。以下同様。）にマイクロクラック等の微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することができる。

なお、両支持部の支持面を同一高さに設ければ、第１支持部の支持面が、第２支持部の支持面よりも下方に位置している場合に比べると、製品部の切断端面に微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減し得る。しかしながら、支持部材製作時の加工誤差を完全に排除することは容易ではなく、加工誤差を完全に排除して両支持部の支持面高さが同一の支持部材を得ようとすると、支持部材の製作に多大な手間とコストを要する。また、レーザビームの照射熱等により支持部材の各部が熱変形し、切断処理の実行中に両支持部の支持面間で微小な高低差が生じることもあり得る。さらに、両支持部の支持面高さを同一に設定した場合には、上記の微小欠陥が製品部の切断端面に発生するか、非製品部の切断端面に発生するかが定かではない。これに対し、上記本発明の構成であれば、上記の微小欠陥が確実に非製品部の切断端面に発生し、これらの問題を可及的に解消することができるので、支持部材の製作コスト上、および製品品質上有利となる。

上記構成において、第１支持部の支持面は、第２支持部の支持面よりも０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で上方に位置させることができる。

製品部を非製品部よりも上方に位置させた状態で切断予定線の切断を完了させるようにすれば、上記のとおり、製品部の切断端面に微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することができる。しかしながら、両支持面間の高低差があまりに小さいと、支持部材製作時の加工誤差の影響により、および／またはレーザビーム照射に伴う支持部の熱変形により、第１支持部の支持面の一部又は全部が第２支持部の支持面よりも下方に位置してしまう可能性があることも否定できない。そのため、第１支持部の支持面を、第２支持部の支持面よりも０．０１ｍｍ以上上方に位置させるようにしておけば、この高低差で支持部材製作時の加工誤差やレーザビーム照射に伴う支持部の熱変形量を吸収することができる。一方、第１支持部の支持面の方が、第２支持部の支持面よりも０．２ｍｍを超えて上方に位置するような場合には、非製品部の自重による垂れ下がり量が大きくなり、その曲げ応力によって製品部に微小欠陥が形成される（さらには製品部が割れる）可能性がある。以上のことから、第１支持部の支持面は、第２支持部の支持面よりも０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で上方に位置させるのが望ましい。

上記構成の切断装置は、第１支持部と第２支持部の少なくとも一方を、昇降移動させる昇降移動機構をさらに備えるものとすることができる。

このような構成とすれば、切断予定線の切断処理実行中における両支持部の支持面高さを調整することが可能となるので、脆性板状物の各部を最適な姿勢に保持した状態で切断予定線の切断を進行・完了させることが容易となる。

上記の切断装置は、脆性板状物が、樹脂板の表裏両面の少なくとも一方にガラス板を積層一体化させた積層体である場合に好ましく使用することができる。特に、ガラス板として、一枚あたりの板厚が０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のものが使用され、樹脂板として、その板厚が０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものが使用された積層体を製品部と非製品部とに分割する際に好ましく使用することができる。

また、上記の切断装置は、脆性板状物がガラス板である場合にも好ましく使用することができる。特に、ガラス板として、その板厚が０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のものを製品部と非製品部とに分割する際に好ましく使用することができる。

また、上記目的を達成するための第２の技術手段として、支持部材により下方側から横姿勢で支持された脆性板状物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射して切断予定線を切断することにより、切断予定線を境界として脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する切断方法において、少なくとも切断予定線の切断が完了する直前に、製品部を非製品部よりも上方に位置させ、その状態で切断予定線の切断を完了させることを特徴とする脆性板状物の切断方法を提供する。

このような切断方法によれば、上記した第１の技術手段（脆性板状物の切断装置）を採用する場合と同様の作用効果が得られる。

上記構成において、切断予定線の切断開始後、切断予定線の切断が完了する直前までの間、製品部および非製品部を同一高さに位置させることができる。

このようにすれば、製品部および非製品部を同一平面内に位置させた状態で切断予定線の切断を進行させることができるので、製品部又は非製品部の自重による垂れ下がりに起因した微小欠陥の形成確率を可及的に低減することができる。

上記構成は、レーザビームの照射熱で切断予定線を溶融除去することにより切断予定線を切断する場合、すなわち、いわゆるレーザ溶断により脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する場合に特に好適に採用し得る。

以上に示すように、本発明によれば、切断予定線に沿ってレーザビームを照射することで脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する際における脆性板状物の支持態様を最適化し、これにより、脆性板状物を製品部と非製品部とに分割するのに伴って、製品部の切断端面に微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することができる。

（ａ）図は本発明の一実施形態に係る脆性板状物の切断装置の概略平面図、（ｂ）図は（ａ）図中のＸ−Ｘ線矢視概略断面図、（ｃ）図は、脆性板状物を（ａ）（ｂ）図に示す切断装置を使用して製品部と非製品部とに分割した様子を模式的に示す平面図である。 （ａ）（ｂ）図共に、切断装置を構成する支持部材の変形例を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る切断装置の要部拡大断面図であり、（ａ）図はレーザ溶断開始段階の断面図、（ｂ）図はレーザ溶断完了直前の断面図である。 脆性板状物の切断態様の変形例を示す概略平面図である。 脆性板状物の切断態様の変形例を示す概略平面図である。 従来の切断装置の要部拡大断面図であり、（ａ）図はレーザ溶断開始段階の断面図、（ｂ）図はレーザ溶断完了直前の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）に本発明の一実施形態に係る切断装置１の概略平面図を示し、図１（ｂ）に同切断装置１の部分概略断面図（図１（ａ）中のＸ−Ｘ線矢視概略断面図）を示す。この切断装置１は、樹脂板の表裏両面の少なくとも一方にガラス板を積層一体化させた積層体、あるいは単体のガラス板などの脆性板状物Ａを切断する際に使用されるものであり、より詳しくは、図１（ａ）（ｂ）に示すように、横姿勢の脆性板状物Ａの切断予定線ＣＬに沿って上方からレーザビームＬＢを照射し、レーザビームＬＢの照射熱で切断予定線ＣＬを順次溶融除去するいわゆるレーザ溶断により、切断予定線ＣＬを境界として脆性板状物Ａを製品部と非製品部とに分離・分割する際に使用される。ここでは、図１（ｃ）にも示すように、全体として平面視矩形状をなし、脆性板状物Ａとしての積層体１０から製品部Ｍを長方形状に切り抜くことにより、積層体１０を、長方形状の製品部Ｍと中抜き矩形状の非製品部Ｎとに分割する際に使用する切断装置１について例示する。なお、この長方形状の製品部Ｍは、例えば携帯用電子デバイスに組み込まれるタッチパネルのカバー材（保護カバー）に用いられるものである。

まず、切断対象である脆性板状物Ａとしての積層体１０の構成について詳述する。図１（ｂ）に示すように、積層体１０は、樹脂板１１の表裏両面に接着剤層１３を介してガラス板１２，１２をそれぞれ積層一体化したものである。接着剤層１３は省略しても良く、接着剤層１３を省略する場合には、例えば溶着により樹脂板１１とガラス板１２とを積層一体化することができる。

樹脂板１１としては、厚み０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものが使用されるが、積層体１０の製品部Ｍをタッチパネルの保護カバーに用いる場合には、厚み０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の樹脂板１１が好適に使用される。ここでは厚み０．７ｍｍの樹脂板１１を使用している。樹脂板１１としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の各種樹脂材料で形成したものが使用される。

ガラス板１２としては、厚み０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下のものが使用可能で、積層体１０の製品部Ｍをタッチパネルのカバー材に用いる場合には、厚み０．０１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のものが一層好適に使用され、厚み０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下のものがより一層好適に使用される。ここでは、厚み０．１ｍｍのガラス板１２を使用している。樹脂板１１の表裏両面に積層一体化されるガラス板１２，１２は、その厚みが相互に同じものであっても、相互に異なるものであっても良い。使用可能なガラス板１２の組成に特段の限定はないが、アルカリ成分を含まない無アルカリガラスで形成したガラス板１２を使用するのが好ましい。これは、組成にアルカリ成分を含むガラスの場合、経時に伴ってガラス中のアルカリ成分が抜け、積層体１０に曲げ応力が作用したときに、アルカリ成分の抜けた部分が起点となってガラス板１２が割れ易くなるためである。

接着剤層３は、厚み０．０１〜２．０ｍｍ程度であり、積層体１０の製品部Ｍをタッチパネルのカバー材に用いる場合には、厚み０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とするのが好ましく、厚み０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とするのが一層好ましい。接着剤層３の材質としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、紫外線硬化性アクリル系接着剤、紫外線硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性エポキシ系接着剤、熱硬化性メラミン系接着剤、熱硬化性フェノール系接着剤、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）中間膜、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）中間膜などが利用できる。

次に、切断装置１の構成について詳述する。図１（ｂ）に示すように、切断装置１は、積層体１０の上方に配置されたレーザ照射装置２およびガス噴射ノズル３と、積層体１０の下方に配置された支持部材４とを主要な構成として備え、レーザ照射装置２およびガス噴射ノズル３と、支持部材４とは水平面に沿う方向に相対移動可能とされている。

レーザ照射装置２は、例えば、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザなどに代表されるレーザ（レーザビーム）ＬＢの発生源であるレーザ発振器の他、集光レンズなどの光学部品を主要な構成として備え、積層体１０の切断予定線ＣＬに向けて略垂直にレーザビームＬＢを照射する。レーザビームＬＢは、連続光であっても良いしパルス光であっても良い。

ガス噴射ノズル３は、積層体１０の切断予定線ＣＬにレーザビームＬＢを照射するのに伴って積層体１０の切断（溶断）部位で発生する溶融異物を吹き飛ばすために、積層体１０のうち、レーザビームＬＢの被照射部に向けてアシストガスＡＧを噴射するものである。ここでいう「溶融異物」とは、積層体１０を構成するガラス板１２が溶断されるのに伴って発生するドロス等の異物を意味し、溶融状態にあるもの、固化状態にあるものの双方を含む。本実施形態では、積層体１０の製品部Ｍとなる側の上方位置にガス噴射ノズル３が配置されており、アシストガスＡＧが製品部Ｍとなる側の上方位置からレーザビームＬＢの被照射部に向けて斜めに噴射される。これにより、積層体１０の溶断部位で発生した溶融異物は、アシストガスＡＧによって非製品部Ｎ側へ吹き飛ばされる。そのため、製品部Ｍの切断端面等に溶融異物が付着し、製品部Ｍに形状不良が生じるような事態が可及的に防止される。使用可能なアシストガスＡＧの種類は特に限定されず、例えば、酸素ガス、水蒸気、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アルゴンガス等、公知のガスが単独でもしくは複数種混合して使用される。アシストガスＡＧは熱風として噴射しても良い。

なお、ガス噴射ノズル３の配置態様、すなわちアシストガスＡＧの噴射態様は上記形態に限定されるものではない。例えば、切断予定線ＣＬの真上にガス噴射ノズル３を配置し、レーザビームＬＢの被照射部に対して略垂直にアシストガスＡＧを噴射するようにしても良い。また、ガス噴射ノズル３は必要に応じて設ければ足り、必ずしも設ける必要はない。

支持部材４は、切断すべき積層体１０を下方側から横姿勢で支持するための部材であって、長方形状の製品部Ｍ（となる領域）を支持可能な第１支持部６と、中抜き矩形状の非製品部Ｎ（となる領域）を支持可能な第２支持部７とを有し、両支持部６，７は、積層体１０の切断予定線ＣＬ、換言するとレーザビームＬＢの照射軌道に沿って設けられた溝部５により区分されている。溝部５は、積層体１０を突き抜けたレーザビームＬＢが積層体１０の下面の至近距離で反射して積層体１０の下面に再入射することにより、積層体１０（特に製品部Ｍ）の切断端面に不要な照射熱を与え、これによって切断端面の残留歪が増大したり切断端面に微小欠陥が発生したりするのを可及的に防止するために設けられた部位である。

図１（ｂ）に示すように、第１支持部６は、その支持面６ａが、第２支持部７の支持面７ａよりも僅かに上方に位置するように形成されており、従って、両支持面６ａ，７ａ間には僅かな高低差δが存在する。ここでは、第２支持部７と略同一厚みに形成された基部６’の上面に、設けるべき高低差δの値に対応した厚みのスペーサ８を積層一体化させることにより、両支持部６，７の支持面６ａ，７ａ間に高低差δを設けている。すなわち、本実施形態では、基部６’とその上面に積層一体化されたスペーサ８とで第１支持部６を構成している。両支持面６ａ，７ａ間の高低差δは０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下（０．０１ｍｍ≦δ≦０．２ｍｍ）に設定されるが、高低差δの数値範囲をこのように設定した理由については後に詳述する。使用可能なスペーサ８に特段の限定はなく、例えば、樹脂、ゴムまたは金属製のシム板や、テープ材などを使用することができる。スペーサ８は、一枚のシム板等で構成しても良いし、シム板等を複数枚積層させて構成しても良い。

なお、両支持部６，７の支持面６ａ，７ａ間に所定の高低差δが設けられた支持部材４を得るための手段は上記のものに限定されるわけではない。すなわち、支持部材４は、図２（ａ）に示すように、支持部材４を保持するためのベース部材９の上面に、設けるべき高低差δに対応した肉厚差を有する板材１６，１７を貼り付けたものとしても良いし、図２（ｂ）に示すように、レーザビームＬＢの照射軌道（切断予定線ＣＬ）に沿った溝部５を有する板材１８を準備し、この板材１８の所定領域（第２支持部７となる領域。同図中クロスハッチングで示す領域）を旋削加工等で削り取ることによって形成されたものとしても良い。但し、図２（ｂ）に示す構成では、図１（ｂ）や図２（ａ）に示した構成に比べて支持部材４の製作に手間を要することから、支持部材４としては、図１（ｂ）や図２（ａ）に示すものが好ましい。

図示は省略するが、当該切断装置１には、積層体１０を支持部材４に吸着するための吸着手段をさらに設けても良い。このような吸着手段を設け、積層体１０を支持部材４に吸着した状態で切断予定線ＣＬの切断処理（溶融除去）を順次実行するようにすれば、積層体１０が支持部材４に対して相対移動するのを可及的に防止することができる。これにより、切断精度を向上し、高品質の製品部Ｍを得ることができる。

本発明の一実施形態に係る切断装置１は以上の構成を有し、次のようにして、支持部材４により下方側から横姿勢で支持された積層体１０を、切断予定線ＣＬを境界として製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割する。まず、レーザ照射装置２およびガス噴射ノズル３と支持部材４とを相対移動させながらレーザ照射装置２から積層体１０（の切断予定線ＣＬ）に向けてレーザビームＬＢを照射することにより、レーザビームＬＢの照射熱で積層体１０の切断予定線ＣＬを順次溶融除去する。このとき、積層体１０のうち、レーザビームＬＢの被照射部に向けてガス噴射ノズル３からアシストガスＡＧを噴射し、レーザビームＬＢが照射されるのに伴って形成された溶融異物を非製品部Ｎ側に吹き飛ばす。

レーザ照射装置２およびガス噴射ノズル３と支持部材４とは、切断予定線ＣＬ（の一部領域）に向けて照射したレーザビームＬＢが積層体１０の下面を突き抜ける毎に相対移動させるようにしても良いし、積層体１０の切断予定線ＣＬの一部領域が所定厚み溶融除去される毎に相対移動させても良い。すなわち、切断予定線ＣＬの切断は、レーザビームＬＢを積層体１０の切断予定線ＣＬに沿って一周走査させることで完了させるようにしても良いし、レーザビームＬＢを積層体１０の切断予定線ＣＬに沿って複数周走査させることで完了させるようにしても良い。そして、切断予定線ＣＬが全て溶融除去されることで切断予定線ＣＬの切断が完了すると、積層体１０は、図１（ｃ）に示すように、切断予定線ＣＬを境界として長方形状の製品部Ｍと中抜き矩形状の非製品部Ｎとに分割される。

そして、本実施形態では、以上のようにして積層体１０を製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割する際に使用する切断装置１として、製品部Ｍを支持する第１支持部６の支持面６ａが、第２支持部７の支持面７ａよりも上方に位置した支持部材４を備えたものを使用した。これにより、製品部Ｍ（となる領域）を非製品部Ｎ（となる領域）よりも常時上方に位置させた状態で切断予定線ＣＬの切断（ここでは溶融除去）を進行・完了させることができる。そのため、切断予定線ＣＬの切断完了直前段階で、製品部Ｍが非製品部Ｎよりも下方に位置していることに起因して、製品部Ｍを構成するガラス板１２（特に下側のガラス板１２）の切断端面にマイクロクラック等の微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することができる。すなわち、このようにすれば、積層体１０の切断（レーザ溶断）完了直前段階で非製品部Ｎが脱落等し、積層体１０を構成する下側のガラス板１２が強制的に折り割られた場合でも、マイクロクラック等の微小欠陥は、製品部Ｍではなく非製品部Ｎの切断端面に形成されるからである。

特に、厚みが０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下程度にまで薄板化されたガラス板１２（本実施形態では厚み０．１ｍｍのガラス板１２）を含む積層体１０を、切断予定線ＣＬを境界として製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割するような場合には、切断予定線ＣＬの切断完了直前段階で積層体１０を構成するガラス板１２（特に下側のガラス板１２）が強制的に折り割られ易いため、本発明に係る切断装置１は極めて有益である。

なお、製品部Ｍを非製品部Ｎよりも上方に位置させた状態で切断予定線ＣＬの切断（溶融除去）を完了させるようにすれば、上記のとおり、製品部Ｍの切断端面に微小欠陥が形成される可能性を可及的に低減することができる。しかしながら、両支持面６ａ，７ａ間の高低差δがあまりに小さいと、支持部材４製作時の加工誤差の影響により、および／またはレーザビームＬＢ照射に伴う両支持部６，７の少なくとも一方の熱変形により、第１支持部６の支持面６ａの一部又は全部が、第２支持部７の支持面７ａよりも下方に位置してしまう可能性があることも否定できない。これに対し、第１支持部６の支持面６ａを、第２支持部７の支持面７ａよりも０．０１ｍｍ以上上方に位置させるようにしておけば、両支持面６ａ，７ａ間の高低差δで支持部材４製作時の加工誤差やレーザビームＬＢ照射に伴う支持部６，７の熱変形量を吸収することができる。一方、第１支持部６の支持面６ａの方が、第２支持部７の支持面７ａよりも０．２ｍｍを超えて上方に位置するような場合には、非製品部Ｎの自重による垂れ下がり量が大きくなり、その曲げ応力によって製品部Ｍを構成するガラス板１２の切断端面に微小欠陥が形成され易く、従って製品部Ｍを構成するガラス板１２が割れる可能性が高まる。

以上のことから、本実施形態のように、第１支持部６の支持面６ａを、第２支持部７の支持面７ａよりも０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で上方に位置させる（両支持面６ａ，７ａ間の高低差δを０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下に設定する）ようにすれば、高品質の製品部Ｍを安定的に得ることができる。

以上、本発明の一実施形態に係る脆性板状物Ａの切断装置１および切断方法について説明を行ったが、切断装置１（切断方法）には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記した切断装置１は、支持部材４を構成する第１支持部６および第２支持部７の双方が固定的に設けられたものであるが、切断装置１は、両支持部６，７の少なくとも一方を昇降移動させる昇降移動機構をさらに備えたものとすることもできる。このような構成とすれば、切断予定線ＣＬの切断処理実行中に、両支持部６，７の支持面６ａ，７ａ高さを任意に調整することが可能となるので、積層体１０を最適な姿勢に保持した状態で切断予定線ＣＬの切断を進行・完了させることが容易となる。

具体的には、例えば、図３（ａ）に示すように、切断予定線ＣＬの切断開始後、切断予定線ＣＬの切断が完了する直前までの間、製品部Ｍおよび非製品部Ｎを同一高さに位置させる。その後、図３（ｂ）に示すように、切断予定線ＣＬの切断が完了する直前の状態にまで切断処理が進展したときに、第１支持部６と第２支持部７とを相対的に昇降移動させる（図示例では、第２支持部７を下降移動させる）ことにより、製品部Ｍを非製品部Ｎよりも上方に位置させ、その状態で切断予定線ＣＬの切断を完了させる。

このようにすれば、製品部Ｍおよび非製品部Ｎを同一平面内に位置させた状態で切断予定線ＣＬの切断処理を進行させることができるので、製品部Ｍ又は非製品部Ｎの自重による垂れ下がりに起因した微小欠陥の形成確率をも可及的に低減することができるという利点がある。

もちろん、切断予定線ＣＬの切断が完了する直前ではなく、例えば切断予定線ＣＬの切断が全体の半分程度進行した時点で、第１支持部６と第２支持部７とを相対的に昇降移動させることによって第１支持部６の支持面６ａを第２支持部７の支持面７ａよりも上方に位置させ（製品部Ｍを非製品部Ｎよりも上方に位置させ）、その状態で切断予定線ＣＬの切断を完了させるようにしても構わない。要するに、切断予定線ＣＬの切断完了直前段階で第１支持部６の支持面６ａが第２支持部７の支持面７ａよりも上方に位置しており、その状態で切断予定線ＣＬの切断が完了するようになっていれば良い。

以上では、脆性板状物Ａとしての積層体１０を１枚の製品部Ｍと１枚の非製品部Ｎとに分割するために本発明に係る切断装置１および切断方法を用いる場合について説明を行ったが、本発明に係る切断装置１および切断方法は、図４に示すように、複数（図示例では４つ）の切断予定線ＣＬを有する積層体１０から複数枚（４枚）の製品部Ｍを切り抜き、積層体１０を４枚の製品部Ｍと１枚の非製品部Ｎとに分割する際や、図５に示すように、直線状の切断予定線ＣＬを有する積層体１０にレーザビームＬＢを照射して切断予定線ＣＬを切断することにより、切断予定線ＣＬを境界として積層体１０を製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割するような場合にも好ましく適用することができる。

以上で説明した本発明に係る切断装置１および切断方法は、積層体１０から携帯用電子デバイスの組み込まれるタッチパネルの保護カバーに用いられる製品部Ｍを得るためのみならず、積層体１０から、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、電磁調理器、太陽電池等の各種電気機器に組み込まれる製品部Ｍを得る場合等に適用することももちろん可能である。

また、以上では、脆性板状物Ａとして、樹脂板１１の表裏両面にガラス板１２を積層一体化させた積層体１０を、切断予定線ＣＬを境界として製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割する際に、本発明を適用する場合について説明を行ったが、本発明は、脆性板状物Ａとして、樹脂板１１の表裏両面の何れか一方にのみガラス板１２を積層一体化させた積層体や、単体のガラス板を製品部Ｍと非製品部Ｎとに分割する際にも好ましく適用することができる。

また、本発明に係る切断装置１および切断方法は、以上で説明したレーザ溶断を実行する場合のみならず、いわゆるレーザ割断を実行する場合にも好ましく使用することができる（図示省略）。

１ 切断装置
２ レーザ照射装置
３ ガス噴射ノズル
４ 支持部材
５ 溝部
６ 第１支持部
６ａ （第１支持部の）支持面
７ 第２支持部
７ａ （第２支持部の）支持面
１０ 積層体
１１ 樹脂板
１２ ガラス板
１３ 接着層
Ａ 脆性板状物
ＡＧ アシストガス
ＣＬ 切断予定線
ＬＢ レーザビーム
Ｍ 製品部
Ｎ 非製品部

Claims (9)

1. 支持部材により下方側から横姿勢で支持された脆性板状物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射して前記切断予定線を切断することにより、前記切断予定線を境界として前記脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する切断装置であって、前記支持部材が、前記製品部および前記非製品部をそれぞれ支持可能な第１および第２支持部を有するものにおいて、
   前記切断予定線を、前記レーザビームの照射熱で前記切断予定線を溶融除去することにより切断するように構成されており、
   前記第１支持部の支持面が、前記第２支持部の支持面よりも上方に位置していることを特徴とする脆性板状物の切断装置。
2. 前記第１支持部の支持面を、前記第２支持部の支持面よりも０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の範囲で上方に位置させたことを特徴とする請求項１に記載の脆性板状物の切断装置。
3. 前記第１支持部と前記第２支持部の少なくとも一方を昇降移動させる昇降移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の脆性板状物の切断装置。
4. 前記脆性板状物が、樹脂板の表裏両面の少なくとも一方にガラス板を積層一体化させた積層体である請求項１〜３の何れか一項に記載の脆性板状物の切断装置。
5. 前記ガラス板の一枚あたりの板厚が、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記樹脂板の板厚が、０．０１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項４に記載の脆性板状物の切断装置。
6. 前記脆性板状物が、ガラス板である請求項１〜３の何れか一項に記載の脆性板状物の切断装置。
7. 前記ガラス板の板厚が、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項６に記載の脆性板状物の切断装置。
8. 支持部材により下方側から横姿勢で支持された脆性板状物の切断予定線に沿ってレーザビームを照射して前記切断予定線を切断することにより、前記切断予定線を境界として前記脆性板状物を製品部と非製品部とに分割する脆性板状物の切断方法において、
   前記切断予定線を、前記レーザビームの照射熱で前記切断予定線を溶融除去することにより切断し、
   少なくとも前記切断予定線の切断が完了する直前に、前記製品部を前記非製品部よりも上方に位置させ、その状態で前記切断予定線の切断を完了させることを特徴とする脆性板状物の切断方法。
9. 前記切断予定線の切断が完了する直前までの間、前記製品部および前記非製品部を同一高さに位置させることを特徴とする請求項８に記載の脆性板状物の切断方法。

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