WO2016208248A1 - 管ガラスの切断方法及び切断装置、並びに管ガラス製品の製造方法 - Google Patents

管ガラスの切断方法及び切断装置、並びに管ガラス製品の製造方法 Download PDF

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WO2016208248A1
WO2016208248A1 PCT/JP2016/060308 JP2016060308W WO2016208248A1 WO 2016208248 A1 WO2016208248 A1 WO 2016208248A1 JP 2016060308 W JP2016060308 W JP 2016060308W WO 2016208248 A1 WO2016208248 A1 WO 2016208248A1
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WO
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tube glass
crack
cutting
region
glass
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Application number
PCT/JP2016/060308
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English (en)
French (fr)
Inventor
和田　正紀
井上　雅登
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/06—Cutting or splitting glass tubes, rods, or hollow products
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for cutting tube glass, and a method for manufacturing tube glass products.
  • tube glass products used for medical ampoules and lighting fluorescent tubes are molded by various methods such as the Danner method and the downdraw method.
  • the outline will be described by taking the Danner method as an example.
  • molten glass is first supplied to a rotatable sleeve placed in a muffle furnace.
  • the supplied molten glass becomes tubular while being wound around the sleeve.
  • the tube glass is continuously shape
  • the formed tube glass is cut to a required length by a cutting device to obtain a tube glass product having a predetermined length (see, for example, Patent Document 1).
  • a cutting blade is brought into contact with the outer peripheral surface of the continuous tube glass that is continuously conveyed to form a scratch on the outer peripheral surface, and a thermal shock is applied to the scratch.
  • a method of cutting continuous tube glass is generally employed (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 2 The method described in Patent Document 2 is excellent in that the continuous tube glass can be cut while being conveyed, so that it can be cut at a relatively high speed and can be easily incorporated into a production line.
  • the method of forming a scratch on the outer peripheral surface of the continuous tube glass and developing it by thermal shock makes it difficult to stabilize the shape of the scratch that is the starting point of the crack. The surface was rough, and it was difficult to say that the fracture surface quality was good.
  • an additional cutting process is required to finish the fractured surface flat, resulting in an increase in the number of processes.
  • glass powder is inevitably generated, and therefore a step of washing the glass powder adhering to the inner peripheral surface of the tube glass after cutting has been separately required.
  • the present specification provides a cutting method and a cutting device for tube glass that can cut the glass at high speed while preventing the generation of glass powder with good cut surface quality. This is the first technical problem to be solved by the present invention.
  • the present specification provides a method of manufacturing a tube glass product that can cut the continuous tube glass at a high speed and that has a good cut surface quality and can prevent generation of glass powder. This is the second technical problem to be solved by the present invention.
  • this cutting method is a method for cutting a tube glass, which is focused on the inside of the tube glass and irradiated with laser light, and multi-photon absorption that occurs in an irradiation region of the laser light.
  • An internal crack region including a crack is formed in a part of the tube glass in the circumferential direction, and stress is generated on the tube glass to promote the crack in the inner crack region in the tube glass circumferential direction.
  • it is characterized by the fact that the crack is propagated over the entire circumference of the tube glass, thereby cutting the tube glass.
  • the multi-photon absorption that occurs when the laser beam is irradiated the internal crack region is formed in the tube glass, and the tube glass is cut by advancing the cracks in the internal crack region.
  • initial cracks cracks in the internal crack region
  • the crack is propagated over the entire circumference of the tube glass by generating stress that promotes the crack in the inner crack region in the tube glass in the circumferential direction of the tube glass.
  • the entire area of the cut surface can be formed by the fracture surface of the crack in the internal crack region formed by the multiphoton absorption of the laser light and the fracture surface of the crack that has progressed from the internal crack region. If the cut surface is formed in this way, the generation of cracks and cracks is prevented as much as possible, and the properties of the cut surface are compared, compared to the case where cracks are forcibly generated and propagated by cleaving. Therefore, it is possible to stably obtain a cut surface having good properties.
  • the tube glass can be cut at high speed, and for example, the cutting method according to the present invention can be easily introduced into a production line or the like.
  • the tube glass cutting method according to the present invention may be such that the internal crack region is formed on the outer peripheral side in the thickness direction of the tube glass.
  • the internal crack region may be formed in an arc shape following the tube glass.
  • the cutting method according to the present invention forms an internal crack region by multiphoton absorption in the laser light irradiation region, the formation position and shape of the internal crack region can be set relatively freely. Can do.
  • the present inventors have verified a suitable formation position or shape of the internal crack region, and at least under certain conditions, the internal crack region is formed on the outer peripheral side in the thickness direction of the tube glass. Thus, it was found that the cracks proceed smoothly and accurately. Alternatively, it has been found that the subsequent crack progress can be made smoothly and accurately by forming the inner crack region in an arc shape following the tube glass.
  • the internal crack region so as to satisfy at least one of the above position and shape, it is common when a pair of cracks that have progressed away from the internal crack region in the circumferential direction have advanced by the same distance. To reach the position. Therefore, it is possible to obtain a cut surface with very good properties.
  • the tube glass cutting method according to the present invention may be one in which laser light is scanned so that the focal point is included in a virtual cross section orthogonal to the center line of the tube glass.
  • the laser beam can be scanned in synchronization with the movement of the tube glass even when the tube glass is being conveyed. Therefore, it is possible to irradiate the laser beam while accurately moving the focal point along the circumferential direction of the tube glass, and it is possible to accurately form the internal crack region in a part of the circumferential direction of the tube glass. .
  • the method for cutting the tube glass according to the present invention irradiates a plurality of points inside the tube glass by dividing the laser beam so that each focal point is included in a virtual cross section orthogonal to the center line of the tube glass. It may be.
  • the laser beam can be simultaneously irradiated to a plurality of points inside the tube glass. Therefore, especially when the tube glass is transported, multiple points can be obtained with one laser light irradiation time without scanning the laser light in consideration of the transport speed of the tube glass (in synchronization with the tube glass). Can be irradiated with a laser beam, and an internal crack region can be formed in a short time.
  • the method for cutting the tube glass according to the present invention includes forming an internal crack region in the vicinity of the outer peripheral surface by irradiating laser light, leaving a surface layer portion including the outer peripheral surface of the tube glass. May be advanced to the outer peripheral surface, and thereafter the crack may be developed over the entire circumference of the tube glass by a stress that promotes the crack to develop in the circumferential direction of the tube glass.
  • the present inventors formed an internal crack region in the vicinity of the outer peripheral surface, leaving the surface layer portion including the outer peripheral surface of the tube glass by laser light irradiation, depending on the formation conditions of the internal crack region. During the formation, it was found that cracks in the internal crack region propagate to the outer peripheral surface of the tube glass. Moreover, when a crack progressed to an outer peripheral surface in this way, it discovered that the stress required for the perimeter cutting of the tube glass after that may be small. Therefore, as described above, the formation position of the internal crack region is adjusted so that the crack in the internal crack propagates to the outer peripheral surface, and the crack is caused by the stress that promotes the progress of the crack in the circumferential direction of the tube glass.
  • the cracks generated on the outer peripheral surface of the tube glass are those in which the cracks in the internal crack region formed inside the tube glass by irradiation with laser light have progressed toward the outer peripheral surface. There is no risk of generating glass powder.
  • the tube glass cutting method according to the present invention forms a plurality of holes extending in the irradiation direction of the laser light by generating ablation on the surface layer portion by irradiation with the laser light, and a circle of the plurality of holes.
  • the crack in the internal crack region may be extended to the outer peripheral surface so as to connect the plurality of holes by adjusting the circumferential interval.
  • the internal crack region is formed.
  • the phenomenon of crack propagation in the internal crack region toward the outer peripheral surface is more stable Has been found to occur (with a very high probability). Therefore, an internal crack region is formed in the tube glass, a plurality of holes are formed by ablation in the surface layer portion of the tube glass where the internal crack region is not formed, and the circumferential interval between the plurality of holes is appropriately increased. By adjusting the thickness, it is possible to obtain a cut surface having good and stable properties.
  • the tube glass cutting method according to the present invention may be such that the circumferential pitch of the plurality of holes is 1.5 times or more and 5.0 times or less the inner diameter dimension of the holes. Good.
  • the circumferential pitch of the plurality of holes is related to the inner diameter dimension of the hole. It is conceivable to set an appropriate range. In this case, by setting the circumferential pitch of the plurality of holes in the above-described range by the magnification with respect to the inner diameter dimension of the hole, the cracks are smoothly connected so as to connect the plurality of holes adjacent in the circumferential direction. Progress accurately. Therefore, the crack in an internal crack area
  • the tube glass cutting method according to the present invention may be such that the thickness dimension of the surface layer portion is 20 ⁇ m or less.
  • the thickness dimension of the surface layer portion where the internal crack region is not formed equal to or less than a predetermined size, in other words, the formation range of the internal crack region (the position in the depth direction from the outer peripheral surface) is reduced. Even if determined appropriately, cracks in the internal crack region smoothly and accurately progress toward the outer peripheral surface. Therefore, the crack in an internal crack area
  • the method for cutting the tube glass according to the present invention is a method for generating a laser beam on a tube glass in a state where stress is generated to promote the crack in the inner crack region to develop in the circumferential direction of the tube glass. It is also possible to irradiate the inside of the tube with a focus and form the internal crack region in a part of the tube glass in the circumferential direction.
  • the stress distribution state generated inside the tube glass can be accurately reproduced. Moreover, it is easier to maintain the state in which the stress is generated when the stress is generated in the tube glass by applying external force or the like first. Therefore, it becomes possible to develop a crack more accurately along a desired direction (circumferential direction of the tube glass) and stably obtain a better cut surface.
  • the cutting method of the tube glass which concerns on this invention generates the stress which encourages that a crack progresses in the circumferential direction of a tube glass by providing tensile force in the direction along the longitudinal direction of a tube glass. It may be a thing.
  • the cutting method of the tube glass which concerns on this invention gives a bending force to a tube glass so that the centerline of a tube glass may curve with a predetermined curvature, and a crack progresses in the circumferential direction of a tube glass. It is also possible to generate a stress that promotes this.
  • the method for cutting the tube glass according to the present invention provides a stress that promotes the crack to develop in the circumferential direction of the tube glass by locally heating and cooling the portion where the internal crack region of the tube glass is formed. May be generated.
  • a desired stress distribution can be obtained with higher accuracy than when external force (for example, tensile force or bending force) is applied. Can be generated. Therefore, a higher quality cut surface can be obtained.
  • this cutting device is a device for cutting the tube glass, irradiates the laser light with focusing on the inside of the tube glass, and multi-photon absorption that occurs in the irradiation region of the laser light.
  • An internal crack forming device that can form an internal crack region including cracks in a part of the tube glass in the circumferential direction, and the tube glass, the cracks in the internal crack region are propagated in the circumferential direction of the tube glass. It is characterized by the fact that it has a crack propagating device that propagates cracks over the entire circumference of the tube glass by generating encouraging stress.
  • cracks internal crack regions
  • the tube glass cutting device can be formed not inside the surface of the tube glass but inside the tube glass, similarly to the method for cutting the tube glass. It is possible to prevent the occurrence of glass powder such as scratches at the time of formation. Therefore, it is possible to reduce the number of necessary steps by eliminating the trouble of removing the glass powder by washing.
  • the crack is propagated over the entire circumference of the tube glass, so that the entire area of the cut surface is expanded.
  • it can be formed by a fracture surface of a crack in an internal crack region formed by multiphoton absorption of laser light and a fracture surface of a crack developed from the internal crack region. If the cut surface is formed in this way, the generation of cracks and cracks is prevented as much as possible, and the properties of the cut surface are compared, compared to the case where cracks are forcibly generated and propagated by cleaving. Therefore, it is possible to stably obtain a cut surface having good properties.
  • the tube glass can be cut at high speed, and for example, the cutting device according to the present invention can be easily introduced into a production line or the like.
  • this manufacturing method is a continuous manufacturing method for a tube glass product for obtaining a tube glass product by cutting the continuous tube glass by providing a cutting step while conveying the continuous tube glass formed by tube drawing. Focusing on the inside of the tube glass and irradiating it with laser light, the multi-photon absorption that occurs in the laser light irradiation region makes the internal crack region containing one or more cracks part of the circumferential direction of the continuous tube glass And forming cracks in the continuous tube glass along the entire circumference of the continuous tube glass by generating stress that encourages the cracks in the internal crack region to propagate in the circumferential direction of the continuous tube glass. Is characterized by cutting the continuous tube glass to obtain a tube glass product.
  • cracks can be formed not in the surface of continuous tube glass but in the same manner as in the method for cutting tube glass.
  • the continuous tube glass by causing the continuous tube glass to generate a stress that promotes the cracks in the internal crack region to propagate in the circumferential direction of the continuous tube glass, the crack is allowed to propagate over the entire circumference of the continuous tube glass.
  • FIG. 1 It is a side view of the manufacturing apparatus of the tube glass product which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a principal part top view of the manufacturing apparatus shown in FIG. It is a principal part expansion perspective view of the continuous tube glass for demonstrating the irradiation aspect of a laser beam. It is a principal part enlarged plan view of the continuous tube glass for demonstrating the irradiation aspect of a laser beam. It is principal part sectional drawing of the continuous tube glass immediately after forming an internal crack area
  • the tube glass to be cut is a continuous tube glass
  • the tube glass product having a predetermined length is obtained as an example by cutting while the continuous tube glass is being conveyed. explain.
  • FIG. 1 shows an overall configuration of a tube glass product manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • a tube glass product manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 is an apparatus for forming a continuous tube glass G1 by the Danner method, and includes a glass melting furnace 11, a sleeve 12, and a drive device 13 that rotationally drives the sleeve 12.
  • the muffle furnace 14 for housing the sleeve 12, the annealer 15, the tube drawing device 16 for drawing the continuous tube glass G1, the cutting device 17 for cutting the continuous tube glass G1, and the continuous tube glass G1 are cut. It is mainly provided with the conveyor 18 which conveys the obtained tube glass product G2.
  • the configuration until the continuous tube glass G1 reaches the cutting device 17 will be described first.
  • the XYZ coordinate system shown in FIG. 1 is a fixed coordinate system.
  • a plane including the X axis and the Y axis is a horizontal plane, and a direction along the Z axis is a vertical direction (a positive side of the Z axis). Is the heaven and the negative side is the earth.
  • 3 is a coordinate system on the moving side (coordinate system on the continuous tube glass G1).
  • a plane including the x axis and the y axis is a horizontal plane.
  • the direction along the z-axis is the vertical direction.
  • the glass melting furnace 11 is a furnace for melting a glass raw material to produce a molten glass M.
  • the molten glass M generated in the glass melting furnace 11 is supplied to the sleeve 12 in the muffle furnace 14.
  • the sleeve 12 is formed of a refractory material in a cylindrical shape.
  • the sleeve 12 is partially tapered, and the small-diameter side end portion 12a of the tapered portion is disposed obliquely downward.
  • the sleeve 12 is connected to a driving device 13 via a shaft 19, and the sleeve 12 is rotationally driven by the driving device 13, whereby the molten glass M supplied to the sleeve 12 is wound into a cylindrical shape, and the small diameter side is wound. It can be drawn into a tube shape from the end 12a side.
  • the molten glass M drawn into a tube shape is continuously drawn out of the muffle furnace 14 as a continuous tube glass G1 and introduced into the annealer 15.
  • the tube drawing device 16 is disposed on the downstream side of the annealer 15, and pulls the continuous tube glass G ⁇ b> 1 that has passed through the annealer 15 at a constant speed so that it can be conveyed toward the cutting device 17.
  • the continuous tube glass G1 is adjusted to have a predetermined outer diameter by pulling in the downstream direction while holding the upper and lower portions of the continuous tube glass G1 with a pair of conveying belts (not shown). Can be supplied to the cutting device 17.
  • the cutting device 17 cuts the continuous tube glass G1 to obtain a tube glass product G2 having a predetermined length, and a part of the continuous tube glass G1 in the circumferential direction.
  • the internal crack region forming apparatus 20 for forming the internal crack region C1 and the stress that promotes the development of the crack in the internal crack region C1 are generated in the continuous tube glass G1, and the crack is propagated over the entire circumference.
  • a crack propagation device 21 is also be generated in the continuous tube glass G1, and the crack is propagated over the entire circumference.
  • the internal crack region forming apparatus 20 condenses and enters a laser oscillator 22 capable of oscillating a predetermined laser beam (for example, a pulse laser) L and the laser beam L oscillated from the laser oscillator 22 into the continuous tube glass G1.
  • a laser oscillator 22 capable of oscillating a predetermined laser beam (for example, a pulse laser) L and the laser beam L oscillated from the laser oscillator 22 into the continuous tube glass G1.
  • the optical system 23 the internal crack region forming device 20 is disposed on the path of the optical system 23, and as shown in FIG. 3, a scanning unit 24 for scanning the laser light L in a predetermined mode, Similarly, as shown in FIG. 3, it further includes a focus adjusting unit 25 that can adjust the position of the focus F within the continuous tube glass G1 of the laser light L.
  • the optical system 23 includes a plurality of mirrors 26 and an objective lens 27 that condenses the laser light L transmitted through the plurality of mirrors 26 inside the continuous tube glass G1.
  • the scanning unit 24 is configured by a galvanometer mirror, for example, as shown in FIG.
  • the scanning unit 24 is configured to scan the laser light L reflected by the mirror 26 along a predetermined locus.
  • the center line X1 of the continuous tube glass G1 is used. It is comprised so that it can scan linearly along the circumferential direction of the continuous tube glass G1 so that the focus F may be contained in the virtual cross section X2 orthogonal to.
  • the scanning trajectory described above is a form when viewed in a coordinate system (xyz coordinate system shown in FIG. 3) based on the moving continuous tube glass G1, and when viewed in a coordinate system based on the fixed side, As shown in FIG.
  • the focus F is in the direction along the circumferential direction (Y direction in FIG. 3).
  • the scanning mode of the focal point F is set so that the distance from the focal point F ′ to the focal point F ′ is moved, and the moving direction (predetermined distance s) of the continuous tube glass G1 is moved in the direction along the center line X1. .
  • the focus adjusting unit 25 is constituted by a spatial phase modulator, for example.
  • the position of the focal point F (precisely the position in the thickness direction of the continuous tube glass G1) according to the irradiation direction of the laser light L controlled by the scanning unit 24 using a phase hologram prepared in advance. ) Is adjusted, the spatial phase distribution of the laser beam L can be modulated.
  • the laser beam is used so that the focal point F is positioned along the circumferential direction of the continuous tube glass G1 on the outer peripheral side in the thickness direction of the continuous tube glass G1 (side closer to the outer peripheral surface G1a). The position of the focal point F of the light L is adjusted.
  • the crack propagation device 21 includes a tensile force applying unit 28 that applies a tensile force f1 in a direction along the center line X1 of the continuous tube glass G1, and the center of the continuous tube glass G1.
  • a bending force applying portion 29 that applies a bending force f2 to the continuous tube glass G1 is provided so that the line X1 is bent with a predetermined curvature.
  • the tensile force applying unit 28 includes a gripping unit 30 that grips the downstream end of the continuous tube glass G1, and a slide drive unit 31 that moves the gripping unit 30 in a direction along the center line X1.
  • the You may comprise the slide drive part 31 so that the holding
  • the bending force applying part 29 is composed of a plurality of rollers 32 that sandwich both sides of the continuous tube glass G1 in the horizontal direction.
  • the position at which the continuous tube glass G1 is supported (clamped) by the plurality of rollers 32 is set to be curved with a predetermined curvature as the center line X1 of the continuous tube glass G1 goes downstream.
  • the continuous tube glass G1 sent out from the tube drawing device 16 is conveyed further downstream while being supported from below by a support portion 33 (see FIG. 1).
  • a cutting device 17 for cutting the continuous tube glass G1 into a predetermined length is disposed on the downstream side of the tube drawing device 16.
  • the downstream end portion of the continuous tube glass G1 reaches a predetermined position (or immediately before)
  • the downstream end portion of the continuous tube glass G1 is gripped by the grip portion 30 and directed toward the downstream side in the longitudinal direction.
  • the grip part 30 is moved by the slide drive part 31, and the tensile force f1 in the direction along the center line X1 is applied to the continuous tube glass G1.
  • a plurality of rollers 32 constituting the bending force imparting portion 29 are disposed upstream of the grip portion 30, and the continuous tube glass G1 that has passed between the plurality of rollers 32 has a center line X1 thereof.
  • a predetermined bending force f2 is applied so as to be bent with a predetermined curvature.
  • the continuous tube glass G1 is curved with a predetermined curvature so that a laser beam L irradiation side (upper right side in FIG. 2) described later is convex.
  • the laser beam L is applied to the inside of the continuous tube glass G1 while maintaining the above-described stress distribution.
  • the region irradiated with the laser beam L includes one or more cracks due to multiphoton absorption of the laser beam L.
  • a crack region C1 is formed.
  • the laser light L is scanned by the scanning unit 24 along a predetermined locus (for example, between the focal point F and the position of the focal point F ′ in FIG. The position of is adjusted so as to change over time.
  • the focal point F is moved along the circumferential direction at a predetermined position in the thickness direction of the continuous tube glass G1, and an internal crack region C1 having a predetermined circumferential dimension is formed (see FIG. 5).
  • a strip-shaped internal crack region C1 is formed in the range of 45 ° or more and less than 90 ° around the center line X1.
  • region C1 is extended in the circumferential direction, and the continuous tube glass G1 is cut
  • the internal crack region C1 is formed as described above, so that the internal crack is naturally generated. Cracks progress in the direction away from each other along the circumferential direction from both ends in the circumferential direction of the region C1, and the crack propagation region C2 expands along the circumferential direction (see FIG. 6).
  • the crack propagation region C2 is the circumference of the internal crack region C1. Enlargement starts in a direction away from each other in both directions (FIG. 6), and thereafter continues to enlarge at the same speed along the circumferential direction (see FIG. 7). In this way, the cracks continue to develop symmetrically (the crack propagation region C2 expands), so that a predetermined circumferential position (for example, in FIG. 8, the center position and the center in the circumferential direction of the internal crack region C1). The left and right crack progress regions C2 simultaneously reach the position facing directly across the line X1.
  • the entire cut surface generated in the continuous tube glass G1 or the tube glass product G2 develops from the fracture surface of the crack in the internal crack region C1 formed by multiphoton absorption of the laser light L and the internal crack region C1. It can be formed by the fracture surface of the crack. Thereby, generation
  • the laser beam L forms an internal crack region C1 in a part of the circumferential direction of the continuous tube glass G1, and the cracks in the internal crack region C1 propagate in the circumferential direction of the continuous tube glass G1. If so, the time required for cutting is shorter than when the internal crack region C1 is formed by irradiation with the laser beam L over the entire circumference. Therefore, the continuous tube glass G1 can be cut at a high speed, and the production speed can be improved.
  • the continuous tube glass G1 is irradiated with the laser beam L in a state in which stress is generated to promote the cracks in the internal crack region C1 to develop in the circumferential direction of the continuous tube glass G1.
  • the inside of the glass G1 is irradiated with the focal point F, and the internal crack region C1 is formed in a part of the circumferential direction of the continuous tube glass G1. According to this method, for example, compared with the case where the stress is generated immediately after the formation of the internal crack region C1, the stress distribution state generated in the continuous tube glass G1 can be accurately reproduced.
  • FIG. 10 shows an irradiation mode of the laser light L according to an example (second embodiment of the present invention).
  • a plurality of laser beams L1, L2, instead of scanning the laser beam L with a predetermined locus by the scanning unit 24, a plurality of laser beams L1, L2,.
  • the internal crack region C1 having a predetermined size is formed by irradiating at the same time.
  • the scanning unit 24 is unnecessary and can be omitted.
  • the focus adjusting unit 25 is constituted by a spatial phase modulator, not only can the positions of the focal points F1, F2,... Fn of the laser beams L1, L2,. It is also possible to split one laser beam L into a desired number. Therefore, as shown in FIG. 11, even when one laser oscillator 22 is used, a desired number of laser beams L1, L2,... Ln are simultaneously focused at predetermined positions inside the continuous tube glass G1 at the focal points F1, F2,. ... Fn can be irradiated together.
  • the internal crack region C1 can be formed in the continuous tube glass G1 by one time or an extremely small number of times (up to several times). Therefore, the continuous tube glass G1 can be cut in a very short time. Therefore, the cutting device 17 according to the present invention can be introduced into the production line relatively easily.
  • scanning can be performed at high speed, and therefore, for example, a plurality of times (several to several hundreds) between the focal points F and F ′ shown in FIG.
  • the number of times of irradiation with the laser light L can be increased by taking a reciprocating scanning mode (including the width of). Since the irradiation energy per one can be reduced as the number of irradiations is increased, it is possible to form the internal crack region C1 with less variation in shape accuracy.
  • the laser beams L1, L2,... Ln are irradiated to a plurality of points (focal points F1, F2,...
  • the internal crack region C1 is formed by performing a plurality of irradiations. It doesn't matter.
  • a sub-nanosecond pulse laser having a relatively large irradiation energy, or scanning with a plurality of reciprocating movements.
  • a picosecond pulse laser with relatively small irradiation energy can be exemplified.
  • FIG. 12 shows a perspective view of a main part of the continuous tube glass G1 for explaining the method for cutting the tube glass according to the third embodiment of the present invention.
  • the laser beam Li used here is a pulse laser.
  • the position of the focal point Fi (i 1, 2,...
  • N of the laser beam Li is illustrated using the scanning unit 24 and the focus adjusting unit 25 shown in FIG.
  • the laser beam Li is scanned so as to draw a locus shown in FIG. 12 (here, an arc shape centered on the center point X10).
  • the laser beam Li is intermittently irradiated between the focal point F1 and the focal point Fn, and a plurality of holes H and primary crack progress regions generated by ablation described later. C21 can be formed.
  • the internal crack region C1 is formed in the vicinity of the outer peripheral surface G1a leaving the surface layer portion G1c including the outer peripheral surface G1a of the continuous tube glass G1. Further, in the surface layer portion G1c, a crack in the internal crack region C1 extends to the outer peripheral surface G1a of the continuous tube glass G1 in a part of the circumferential direction that is a region between the internal crack region C1 and the outer peripheral surface G1a. Thus, a primary crack propagation region C21 is formed.
  • Each of the plurality of holes H is formed by causing ablation in the surface layer portion G1c by irradiation of a pulse laser (laser light Li) toward the center point X10 of the continuous tube glass G1, and laser light It extends in the irradiation direction of L, that is, in the thickness direction of the tube glass G1.
  • the primary crack progress region C21 is formed between a plurality of holes H adjacent in the circumferential direction.
  • a plurality of holes H are formed over the entire thickness direction of the surface layer portion G1c, and a primary crack progress region C21 is formed.
  • the primary crack progress region C21 is formed on the outer peripheral surface G1a of the continuous tube glass G1 while connecting the plurality of holes H with the shortest distance (that is, linearly) as shown in FIG.
  • the thickness dimension t of the surface layer portion G1c is, for example, preferably 20 ⁇ m or less, and preferably 10 ⁇ m or less. By setting the thickness dimension t to 20 ⁇ m or less, it is possible to expect an effect that the cracks in the internal crack region C1 smoothly and accurately progress toward the outer peripheral surface G1a.
  • the circumferential pitch p of the plurality of holes H is set to be 1.5 times or more and 5.0 times or less of the inner diameter dimension d in relation to the inner diameter dimension d of the holes H, for example. Preferably, it is set to be 2.0 times or more and 4.0 times or less.
  • the circumferential pitch p of the plurality of holes H in the above-described range by the magnification with respect to the inner diameter dimension d of each hole H, the plurality of holes H adjacent in the circumferential direction are connected to each other. In addition, it can be expected that the cracks smoothly and accurately progress (see FIG. 15).
  • a hole Hi ⁇ is formed in the surface layer portion G1c.
  • the laser beam Li irradiated toward the continuous tube glass G1 next to the position adjacent to the internal crack region C1 (FIG. 16A) that has been formed immediately below the surface layer portion G1c until then, A new internal crack region C1i is formed by multiphoton absorption (see FIG. 16B).
  • ablation of the laser beam Li is caused between the new internal crack region C1i and the outer peripheral surface G1a, thereby forming a new hole Hi at the corresponding portion of the surface layer portion G1c.
  • the newly formed hole Hi and the adjacent hole Hi-1 are connected.
  • the newly formed crack in the internal crack region C1i propagates toward the holes Hi and Hi-1 in the surface layer portion G1c (FIG. 16B).
  • a primary crack progress region C21i is formed between the holes Hi and Hi-1 adjacent in the circumferential direction, and an end thereof reaches the outer peripheral surface G1a (see FIG. 16C).
  • region C21 are advanced in the circumferential direction.
  • the internal crack region C1 and the primary are as described above.
  • the cracks progress naturally from the both ends in the circumferential direction of the internal crack region C1 in the direction away from each other along the circumferential direction.
  • C22) expands along the circumferential direction.
  • the continuous tube glass G1 is cut over the entire circumference. Further, by this cutting, a tube glass product G2 having a predetermined length is obtained, for example, as in FIG.
  • the initial crack (internal crack area
  • the inner crack region C1 is formed in the vicinity of the outer peripheral surface G1a leaving the surface layer portion G1c including the outer peripheral surface G1a of the continuous tube glass G1, and the cracks in the inner crack region C1 are removed from the outer peripheral surface. If the crack is advanced to G1a (FIGS. 16A to 16C) and the crack is propagated over the entire circumference of the continuous tube glass G1 by the stress that promotes the crack to propagate in the circumferential direction of the continuous tube glass G1, The stress required for cutting the entire circumference of the continuous tube glass G1 can be reduced. Therefore, it becomes possible to obtain a cut surface with better properties.
  • a plurality of holes H extending in the irradiation direction of the laser light Li are formed by generating ablation in the surface layer portion G1c of the continuous tube glass G1, and By adjusting the circumferential pitch p, the cracks in the internal crack region C1 are extended to the outer peripheral surface G1a so as to connect the plurality of holes H (FIG. 15).
  • the primary crack progress region C21 can be formed more stably. Therefore, it is possible to reliably propagate the crack to the outer peripheral surface G1a and obtain a cut surface having a good and stable property.
  • a plurality of holes H extending in the irradiation direction of the laser light Li are formed by generating ablation in the surface layer portion G1c of the continuous tube glass G1 by irradiation with the laser light Li.
  • the crack in the internal crack region C1 is extended to the outer peripheral surface G1a so as to connect the plurality of holes H is illustrated, but it is not limited to this mode. That is, as long as the cracks in the internal crack region C1 can be advanced to the outer peripheral surface G1a without forming a plurality of holes H in the surface layer portion G1c by ablation, the specific means is arbitrary.
  • the focus adjustment unit 25 In the first to third embodiments, the case where a spatial phase modulator is used as the focus adjustment unit 25 has been described.
  • other devices can be used as the focus adjustment unit 25.
  • an optical device having a known focus adjustment function such as an aspherical lens typically represented by an F ⁇ lens and various diffraction gratings.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the internal crack region C3 according to the example (first modification). As shown in FIG. 18, the internal crack region C3 is formed closer to the inner peripheral surface G1b than the central position in the thickness direction of the continuous tube glass G1. Even when the internal crack region C3 is formed in such a position, by generating appropriate stress in the continuous tube glass G1, the cracks in the internal crack region C3 are propagated over the entire circumference of the continuous tube glass G1, The continuous tube glass G1 can be cut.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the internal crack region C4 according to the example (second modification). As shown in FIG. 19, the internal crack region C4 has a large arc side C41 (side closer to the outer peripheral surface G1a of the continuous tube glass G1) and a substantially arc shape following the outer peripheral surface G1a.
  • the tube glass G1 has a substantially linear shape on the side close to the inner peripheral surface G1b.
  • the thickness direction dimension of the internal crack region C4 is reduced from the center in the circumferential direction toward both ends in the circumferential direction. Even when the internal crack region C4 is formed in such a shape, by generating appropriate stress in the continuous tube glass G1, the cracks in the internal crack region C4 are propagated over the entire circumference of the continuous tube glass G1.
  • the continuous tube glass G1 can be cut.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the internal crack region C5 according to the example (third modification).
  • the inner crack region C5 has a shape in which both the outer diameter side C51 and the inner diameter side C52 are substantially linear.
  • the outer diameter side C51 and the inner diameter side C52 extend in a direction orthogonal to the radial direction of the continuous tube glass G1.
  • region C5 is made into continuous tube glass G1 by generating an appropriate stress to continuous tube glass G1.
  • the continuous tube glass G1 can be cut through the entire circumference.
  • the case where one internal crack region C1, C3 to C5 is formed in the continuous tube glass G1 is exemplified, but it is of course not limited to this embodiment. As long as it is formed inside the continuous tube glass G1 to be cut, the number thereof is arbitrary.
  • the laser beam L is irradiated to two locations facing each other across the center line X1 to form the internal crack regions C1 at the two locations, and from the circumferential ends of each internal crack region C1 You may make it make the said crack progress over the perimeter of the continuous tube glass G1 by advancing a crack in the direction away from each other (the crack progress area
  • a plurality of dot-like internal crack regions are formed at regular intervals in the circumferential direction or the radial direction, and the cracks in the internal crack regions are developed so as to connect the internal crack regions to each other. It does not matter if you let them. In any case, the shape and number of the internal crack regions are arbitrary as long as the crack can finally propagate over the entire circumference of the continuous tube glass G1.
  • the focus adjusting unit 25 sets the position of the focus F (F1, F2... Fn) of the laser light L (L1, L2... Ln) to a predetermined position.
  • an outer diameter measuring unit for measuring the outer diameter of the continuous tube glass G1 is disposed upstream of the irradiation region of the laser light L in the continuous tube glass G1, and the outer diameter measuring unit The outer diameter data obtained by measurement may be fed back to the focus adjustment unit 25 to finely adjust the position of the focus F of the laser light L.
  • the downstream end portion of the continuous tube glass G1 to be cut is gripped by the grip portion 30, and the grip portion 30 is directed toward the downstream side in the longitudinal direction.
  • the continuous tube glass G1 is given a tensile force f1 in the direction along the center line X1 to the continuous tube glass G1, and the continuous tube glass G1 is passed between the plurality of rollers 32 so that the continuous tube glass G1 has its center line X1.
  • the case where the predetermined bending force f2 is applied so as to be bent at a predetermined curvature is illustrated, but of course, one or both of the tensile force f1 and the bending force f2 may be applied in other configurations. Absent.
  • the continuous tube glass G1 can generate the stress which promotes that the crack in the internal crack area
  • illustration is omitted, by applying local heating and cooling to the portion where the internal crack region C1 of the continuous tube glass G1 is formed, the cracks in the internal crack region C1 propagate in the circumferential direction of the continuous tube glass G1. It is also possible to generate a stress that promotes.
  • the continuous tube glass G1 is preliminarily subjected to stress that promotes the cracks in the internal crack region C1 to develop in the circumferential direction of the continuous tube glass G1.
  • the laser beam L is irradiated with the focus F inside and the internal crack region C1 is formed in a part of the circumferential direction of the continuous tube glass G1 has been illustrated, of course, it is not necessary to be limited to this order. The order may be reversed as long as the crack in the internal crack region C1 can generate a stress that promotes the progress of the crack in the circumferential direction of the continuous tube glass G1.
  • the continuous tube glass G1 after the internal crack region C1 is formed in a part of the circumferential direction of the continuous tube glass G1 by the irradiation of the laser light L, the continuous tube glass G1 has the internal crack region C1 in the internal crack region C1. You may make it generate
  • the continuous tube glass G1 shown in FIG. 1 or the like is targeted for cutting, and the tube glass product G2 is obtained by cutting.
  • other tube glass is targeted for cutting.
  • the present invention can be applied to a case where a relatively short tube glass is obtained by cutting a relatively long tube glass that has already been cut (having ends on both sides in the longitudinal direction). It is possible to apply.
  • the present invention can be applied.

Abstract

本発明に係る管ガラスＧ１の切断方法では、管ガラスＧ１の内部に焦点Ｆを合わせてレーザー光Ｌを照射し、レーザー光Ｌの照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域Ｃ１を管ガラスＧ１の円周方向の一部に形成すると共に、管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、クラックを管ガラスＧ１の全周にわたって進展させ、これにより管ガラスＧ１を切断する。

Description

管ガラスの切断方法及び切断装置、並びに管ガラス製品の製造方法
　本発明は、管ガラスの切断方法及び切断装置、並びに管ガラス製品の製造方法に関する。
　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製品は、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製品を製造する場合、まずマッフル炉内に配置された回転可能なスリーブに熔融ガラスを供給する。供給された熔融ガラスは、スリーブに巻き付きながら管状になる。そして、この管状となった熔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、この際、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）。
特開２０１３－１５９５３２号公報 特開２０１３－１２９５４６号公報
　特許文献２に記載の方法は、連続管ガラスを搬送しながら切断することができるので、比較的高速に切断でき、生産ラインに容易に組み込むことができる点で優れている。しかしながら、上述のように、連続管ガラスの外周面に擦り傷を形成し、これを熱衝撃により進展させる方法では、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とから、破断面（切断面）が粗く、破断面の品質が良好であるとは言い難い仕上がりとなっていた。また、破断面を平坦に仕上げるための切断加工を追加で必要とし、工程数の増加を招いていた。また、管ガラスの外周面に擦り傷を形成する方法では、ガラス粉が不可避的に発生するため、切断後の管ガラス内周面に付着したガラス粉を洗浄する工程も別途必要になっていた。
　以上の事情に鑑み、本明細書では、高速で切断しつつも、切断面の品質が良好でかつガラス粉の発生を防止することのできる管ガラスの切断方法及び切断装置を提供することを、本発明により解決すべき第一の技術的課題とする。
　また、以上の事情に鑑み、本明細書では、連続管ガラスを高速で切断しつつも、切断面の品質が良好でかつガラス粉の発生を防止することのできる管ガラス製品の製造方法を提供することを、本発明により解決すべき第二の技術的課題とする。
　前記第一の技術的課題の解決は、本発明に係る管ガラスの切断方法により達成される。すなわち、この切断方法は、管ガラスを切断するための方法であって、管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を管ガラスの円周方向の一部に形成すると共に、管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、クラックを管ガラスの全周にわたって進展させ、これにより管ガラスを切断する点をもって特徴付けられる。
　本発明では、レーザー光を照射した際に生じる多光子吸収で、管ガラスに内部クラック領域を形成し、この内部クラック領域中のクラックを進展させることで管ガラスを切断するようにしているので、イニシャルクラック（内部クラック領域中のクラック）の形成時に、擦り傷の如くガラス粉が発生する事態を防止することができる。従って、ガラス粉を洗浄により除去する手間を省いて必要な工程数を少なくできる。また、本発明では、管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、クラックを管ガラスの全周にわたって進展させるようにしているので、切断面の全域を、レーザー光の多光子吸収により形成された内部クラック領域中のクラックの破面、及び内部クラック領域から進展したクラックの破面によって形成することができる。このように切断面を形成するのであれば、割断等により強制的にクラックを発生、進展させる場合と比べて、割れや欠け等の発生を可及的に防止して、切断面の性状を比較的高精度に制御でき、良好な性状の切断面を安定的に得ることが可能となる。また、上述のように、レーザー光で管ガラスの円周方向の一部に内部クラック領域を形成し、この内部クラック領域中のクラックを管ガラスの円周方向に進展させるのであれば、全周にわたってレーザー光の照射で内部クラック領域を形成する場合と比べて切断に要する時間が短くて済む。よって、管ガラスを高速に切断することができ、例えば生産ライン等に本発明に係る切断方法を容易に導入することが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、内部クラック領域を、管ガラスの厚み方向外周側に形成するものであってもよい。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、内部クラック領域を、管ガラスに倣って円弧状に形成するものであってもよい。
　上述のように、本発明に係る切断方法は、レーザー光の照射領域に多光子吸収による内部クラック領域を形成するものであるから、内部クラック領域の形成位置や形状を比較的自由に設定することができる。この点に鑑み、本発明者らが内部クラック領域の好適な形成位置あるいは形状につき検証を行ったところ、少なくとも所定の条件下においては、内部クラック領域を管ガラスの厚み方向外周側に形成することで、クラックが円滑にかつ正確に進展することが判明した。あるいは、内部クラック領域を管ガラスに倣って円弧状に形成することによっても、その後のクラックの進展を円滑にかつ正確に行えることが判明した。従って、上記の位置及び形状の少なくとも一方を満たすように内部クラック領域を形成することで、内部クラック領域から円周方向に互いに遠ざかる向きに進展した一対のクラック同士が同じ距離だけ進展した時点で共通の位置に到達する。従って、非常に良好な性状の切断面を得ることが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、焦点が管ガラスの中心線に直交する仮想断面に含まれるように、レーザー光を走査するものであってもよい。
　このようにレーザー光を走査することにより、たとえ管ガラスが搬送されている状態においても、レーザー光を管ガラスの移動と同期して走査することができる。よって、焦点を管ガラスの円周方向に沿って正確に移動させながらレーザー光を照射することができ、管ガラスの円周方向の一部に精度よく内部クラック領域を形成することが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、各々の焦点が管ガラスの中心線に直交する仮想断面に含まれるように、レーザー光を分光して管ガラスの内部の複数点に照射するものであってもよい。
　このようにレーザー光を分光して管ガラスの内部の複数点に照射することにより、管ガラスの内部の複数点に同時にレーザー光を照射することができる。そのため、特に管ガラスが搬送される場合には、管ガラスの搬送速度を考慮して（管ガラスと同期して）レーザー光を走査せずとも、一回のレーザー光の照射時間でもって複数点にレーザー光を照射することができ、短時間で内部クラック領域を形成することが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、レーザー光の照射により、管ガラスの外周面を含む表層部を残して外周面の近傍に内部クラック領域を形成して、内部クラック領域中のクラックを外周面まで進展させ、然る後、クラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力によりクラックを管ガラスの全周にわたって進展させるものであってもよい。
　本発明者らは、レーザー光の照射により、管ガラスの外周面を含む表層部を残して外周面の近傍に内部クラック領域を形成した場合、内部クラック領域の形成条件によっては、内部クラック領域の形成時に、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの外周面まで進展することを見出した。また、このようにクラックが外周面まで進展した場合、その後の管ガラスの全周切断に要する応力が小さくて済むことを見出した。従って、上述のように内部クラック領域の形成位置を調整して内部クラック中のクラックを外周面まで進展させ、上記クラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力によりクラックを管ガラスの全周にわたって進展させることで、さらに良好な性状の切断面を得ることが可能となる。もちろん、管ガラスの外周面に生じたクラックは、レーザー光の照射により管ガラスの内部に形成した内部クラック領域中のクラックが外周面に向けて進展したものであるから、少なくとも問題となる程のガラス粉が発生するおそれはない。
　また、この場合、本発明に係る管ガラスの切断方法は、レーザー光の照射により、表層部にアブレーションを発生させてレーザー光の照射方向に伸びる複数の穴を形成し、かつ複数の穴の円周方向間隔を調整することで、複数の穴同士をつなぐように内部クラック領域中のクラックを外周面まで進展させるものであってもよい。
　本発明者らの更なる検証によれば、上述の如く、レーザー光の照射により、内部クラック領域中のクラックを管ガラスの外周面まで進展させようとした場合に、内部クラック領域が形成されていない表層部にアブレーションを発生させて複数の穴を形成すると共に、これら複数の穴の円周方向間隔を調整することで、外周面に向けた内部クラック領域中のクラックの進展現象がより安定的に（非常に高確率で）生じることが判明した。従って、管ガラスに内部クラック領域を形成すると共に、内部クラック領域が形成されていない管ガラスの表層部にアブレーションによる複数の穴を形成し、かつこれら複数の穴の円周方向間隔を適正な大きさに調整することで、良好かつ安定した性状の切断面を得ることが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、複数の穴の円周方向ピッチが、穴の内径寸法の１．５倍以上でかつ５．０倍以下となるようにしたものであってもよい。
　上述のように、アブレーションによって表層部に形成される複数の穴の円周方向間隔を適切な大きさに調整するに当たって、例えば複数の穴の円周方向ピッチを、上記穴の内径寸法との関係で適切な範囲に設定することが考えられる。この場合、複数の穴の円周方向ピッチを、上記穴の内径寸法に対する倍率で上述の如き範囲に設定することで、円周方向で隣り合う複数の穴同士をつなぐようにクラックが円滑にかつ正確に進展する。従って、管ガラスの外周面まで内部クラック領域中のクラックを確実に進展させることができ、良好かつ安定した性状の切断面を得ることができる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、表層部の厚み寸法が２０μｍ以下となるようにしたものであってもよい。
　このように、内部クラック領域が形成されない表層部の厚み寸法を所定の大きさ以下となるようにすることによっても、言い換えると、内部クラック領域の形成範囲（外周面からの深さ方向位置）を適切に定めることによっても、内部クラック領域中のクラックが外周面に向けて円滑にかつ正確に進展する。従って、管ガラスの外周面まで内部クラック領域中のクラックを確実に進展させることができ、良好かつ安定した性状の切断面を得ることができる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させた状態で、レーザー光を管ガラスの内部に焦点を合わせて照射し、内部クラック領域を管ガラスの円周方向の一部に形成するものであってもよい。
　上述のように予めクラックの進展を助長可能とする応力を管ガラスに発生させることによって、例えば内部クラック領域の形成直後に上記応力を発生させる場合と比べて、管ガラスの内部に生じる応力分布状態を正確に再現することができる。また、先に外力等の付与により管ガラスに上記応力を発生させたほうが、当該応力が発生した状態を維持しやすい。従って、クラックを所望の向き（管ガラスの円周方向）に沿って正確に進展させて、より良好な切断面を安定的に得ることが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、管ガラスの長手方向に沿った向きに引張り力を付与することで、クラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させるものであってもよい。
　このように、管ガラスの長手方向に沿って引張り力を付与することで、内部クラック領域に対して直交する向きに大きな引張り応力を発生させることができる。従って、内部クラック領域中のクラックを、上記引張り応力に直交する向き、すなわち管ガラスの円周方向に沿って進展させ易くなる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、管ガラスの中心線が所定の曲率で湾曲するように、管ガラスに曲げ力を付与することで、クラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させるものであってもよい。
　このように管ガラスに曲げ力を付与することで、特に管ガラスの曲げ状態における大径側（厚み方向外周側）に内部クラック領域を形成している場合、内部クラック領域には曲げ応力のうち引張り応力が優位となる。従って、より効果的にクラックを円周方向に進展させることが可能となる。また、この場合、上述の曲げ力と併せて、管ガラスの長手方向に沿って引張り力を管ガラスに付与することで、クラックが管ガラスの内径側に到達した際、上記引張り力が、クラックを介して対向する一方の管ガラスと他方の管ガラスとが互いに遠ざかる向きに作用する。従って、湾曲状態における内径側での管ガラス同士の干渉を可及的に回避して、良好な性状の切断面を安定的に得ることが可能となる。
　また、本発明に係る管ガラスの切断方法は、管ガラスの内部クラック領域が形成される部分に局所加熱及び冷却を施すことで、クラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させるものであってもよい。
　この方法によれば、加熱領域と冷却領域、及び加熱温度と冷却温度とをそれぞれ正確に制御することで、外力（例えば引張り力や曲げ力）を付与する場合よりも精度よく所望の応力分布を発生させることができる。よって、より高品質な切断面を得ることが可能となる。
　また、前記第一の技術的課題の解決は、本発明に係る管ガラスの切断装置によっても達成される。すなわち、この切断装置は、管ガラスを切断するための装置であって、管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を管ガラスの円周方向の一部に形成可能とする内部クラック形成装置と、管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、クラックを管ガラスの全周にわたって進展させるクラック進展装置とを具備した点をもって特徴付けられる。
　このように、本発明に係る管ガラスの切断装置によれば、管ガラスの切断方法と同様、管ガラスの表面ではなく内部にクラック（内部クラック領域）を形成することができるので、当該クラックの形成時に、擦り傷の如くガラス粉が発生する事態を防止することができる。従って、ガラス粉を洗浄により除去する手間を省いて必要な工程数を少なくすることが可能となる。また、管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させて、クラックを管ガラスの全周にわたって進展させることで、切断面の全域を、レーザー光の多光子吸収により形成された内部クラック領域中のクラックの破面、及び内部クラック領域から進展したクラックの破面によって形成することができる。このように切断面を形成するのであれば、割断等により強制的にクラックを発生、進展させる場合と比べて、割れや欠け等の発生を可及的に防止して、切断面の性状を比較的高精度に制御でき、良好な性状の切断面を安定的に得ることが可能となる。また、上述のように、レーザー光で管ガラスの円周方向の一部に内部クラック領域を形成し、この内部クラック領域中のクラックを管ガラスの円周方向に進展させるのであれば、全周にわたってレーザー光の照射で内部クラック領域を形成する場合と比べて切断に要する時間が短くて済む。よって、管ガラスを高速に切断することができ、例えば生産ライン等に本発明に係る切断装置を容易に導入することが可能となる。
　また、前記第二の技術的課題の解決は、本発明に係る管ガラス製品の製造方法によって達成される。すなわち、この製造方法は、管引き成形された連続管ガラスを搬送する間に切断工程を設けて、連続管ガラスを切断することで管ガラス製品を得るための管ガラス製品の製造方法において、連続管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を連続管ガラスの円周方向の一部に形成すると共に、連続管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、クラックを連続管ガラスの全周にわたって進展させ、これにより連続管ガラスを切断して管ガラス製品を得る点をもって特徴付けられる。
　このように、本発明に係る管ガラス製品の製造方法によれば、管ガラスの切断方法と同様、連続管ガラスの表面ではなく内部にクラック（内部クラック領域）を形成することができるので、当該クラックの形成時に、擦り傷の如くガラス粉が発生する事態を防止することができる。従って、ガラス粉を洗浄により除去する手間を省いて必要な工程数を少なくすることが可能となる。また、連続管ガラスに、内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させて、クラックを連続管ガラスの全周にわたって進展させることで、切断面の全域を、レーザー光の多光子吸収により形成された内部クラック領域中のクラックの破面、及び内部クラック領域から進展したクラックの破面によって形成することができる。このように切断面を形成するのであれば、割断等により強制的にクラックを発生、進展させる場合と比べて、割れや欠け等の発生を可及的に防止して、切断面の性状を比較的高精度に制御できるので、良好な性状の切断面を安定的に得ることが可能となる。また、上述のように、レーザー光で連続管ガラスの円周方向の一部に内部クラック領域を形成し、この内部クラック領域中のクラックを連続管ガラスの円周方向に進展させるのであれば、全周にわたってレーザー光の照射で内部クラック領域を形成する場合と比べて切断に要する時間が短くて済む。よって、連続管ガラスを高速に切断することができ、生産速度の向上を図ることが可能となる。
　以上に述べたように、本発明に係る管ガラスの切断方法及び切断装置によれば、管ガラスを高速で切断しつつも、良好な品質の切断面を得ることができかつガラス粉の発生を防止することができる。従って、切断後の管ガラスに対する後工程を減らして生産性を高めることが可能となる。
　また、以上に述べたように、本発明に係る管ガラス製品の製造方法によれば、連続管ガラスを高速で切断しつつも、良好な品質の切断面を得ることができかつガラス粉の発生を防止することができる。従って、切断後の管ガラス製品に対する後工程を減らして生産性を高めることが可能となる。
本発明の第一実施形態に係る管ガラス製品の製造装置の側面図である。 図１に示す製造装置の要部平面図である。 レーザー光の照射態様を説明するための連続管ガラスの要部拡大斜視図である。 レーザー光の照射態様を説明するための連続管ガラスの要部拡大平面図である。 内部クラック領域を形成した直後の連続管ガラスの要部断面図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの円周方向に進展を開始した直後の連続管ガラスの要部断面図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの円周方向に進展している途中の状態を示す連続管ガラスの要部断面図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの全周にわたって進展した後の状態を示す連続管ガラスの端面を正面から見た図である。 図１に示す製造装置の要部平面図であって、連続管ガラスを切断した直後の状態を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る管ガラスの切断方法を説明するための管ガラスの要部斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る管ガラス製品の製造装置の要部平面図である。 本発明の第三実施形態に係る管ガラスの切断方法を説明するための管ガラスの要部斜視図である。 図１２に示す照射態様で内部クラック領域を形成した直後の連続管ガラスの要部断面図である。 図１３中のＡ部を拡大した図である。 図１４に示す連続管ガラスを矢印Ｂの方向から見た要部拡大図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの外周面まで進展する過程を説明するためのＡ部拡大図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの外周面まで進展する場合を説明するためのＡ部拡大図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの外周面まで進展する場合を説明するためのＡ部拡大図である。 内部クラック領域中のクラックが連続管ガラスの円周方向に進展を開始した直後の連続管ガラスの要部断面図である。 本発明に係る内部クラック領域の第一の変形例を示す管ガラスの要部断面図である。 本発明に係る内部クラック領域の第二の変形例を示す管ガラスの要部断面図である。 本発明に係る内部クラック領域の第三の変形例を示す管ガラスの要部断面図である。
　以下、本発明の第一実施形態を、図１～図９を参照して説明する。なお、本実施形態では、切断対象となる管ガラスを連続管ガラスとし、この連続管ガラスを搬送している間に切断することで、所定長さ寸法の管ガラス製品を得る場合を例にとって以下説明する。
　図１は、本発明の第一実施形態に係る管ガラス製品の製造装置１０の全体構成を示している。図１に示す管ガラス製品の製造装置１０は、ダンナー法によって連続管ガラスＧ１を成形するための装置であって、ガラス熔融炉１１と、スリーブ１２と、スリーブ１２を回転駆動する駆動装置１３と、スリーブ１２を収容するマッフル炉１４と、アニーラー１５と、連続管ガラスＧ１を管引き成形する管引き装置１６と、連続管ガラスＧ１を切断する切断装置１７、及び連続管ガラスＧ１を切断して得た管ガラス製品Ｇ２を搬送するコンベア１８とを主に備える。以下、まず連続管ガラスＧ１が切断装置１７に至るまでの構成を説明する。
　なお、図１に示す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、図３に示す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、図１等に示す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。
　ガラス熔融炉１１は、ガラス原料を熔融して熔融ガラスＭを生成するための炉である。ガラス熔融炉１１で生成された熔融ガラスＭは、マッフル炉１４内のスリーブ１２に供給される。
　スリーブ１２は耐火物で円筒状に形成される。本実施形態では、スリーブ１２は部分的にテーパ状をなし、テーパ状部分の小径側端部１２ａを斜め下方に向けて配置されている。このスリーブ１２はシャフト１９を介して駆動装置１３と連結されており、スリーブ１２を駆動装置１３により回転駆動することで、スリーブ１２に供給された熔融ガラスＭを円筒状に巻回して、小径側端部１２ａの側から管形状に引出し成形可能としている。
　このように、管形状に引出し成形された熔融ガラスＭは、連続管ガラスＧ１としてマッフル炉１４外へと連続的に引出されると共に、アニーラー１５へと導入される。
　管引き装置１６は、アニーラー１５の下流側に配置されるもので、アニーラー１５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１７に向けて搬送可能とする。具体的には、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１７に供給可能としている。
　次に、切断装置１７の詳細を図２等に基づき説明する。
　切断装置１７は、図２に示すように、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製品Ｇ２を得るためのもので、連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に内部クラック領域Ｃ１を形成するための内部クラック領域形成装置２０と、内部クラック領域Ｃ１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、クラックを全周にわたって進展させるクラック進展装置２１とを具備する。
　内部クラック領域形成装置２０は、所定のレーザー光（例えばパルスレーザー）Ｌを発振可能なレーザー発振器２２と、レーザー発振器２２から発振されたレーザー光Ｌを連続管ガラスＧ１の内部に集光入射させるための光学系２３とを有する。また、本実施形態では、内部クラック領域形成装置２０は、光学系２３の経路上に配設され、図３に示すように、レーザー光Ｌを所定の態様で走査するための走査部２４と、同じく図３に示すように、レーザー光Ｌの連続管ガラスＧ１の内部における焦点Ｆの位置を調整可能とする焦点調整部２５とをさらに有する。
　光学系２３は、本実施形態では、複数のミラー２６と、これら複数のミラー２６を介して伝達されたレーザー光Ｌを連続管ガラスＧ１の内部に集光する対物レンズ２７とを有する。
　走査部２４は、例えば図２に示すようにガルバノミラーで構成される。この走査部２４は、ミラー２６で反射されたレーザー光Ｌを所定の軌跡で走査できるように構成されており、例えば本実施形態では、図３に示すように、連続管ガラスＧ１の中心線Ｘ１に直交する仮想断面Ｘ２に焦点Ｆが含まれるよう、連続管ガラスＧ１の円周方向に沿って直線的に走査できるように構成されている。上述した走査軌跡は、移動する連続管ガラスＧ１を基準とする座標系（図３に示すｘｙｚ座標系）で見た場合の形態であり、これを固定側を基準とする座標系で見ると、図４に示すように、中心線Ｘ１に沿った向きに連続管ガラスＧ１が所定距離ｓだけ移動する間に、焦点Ｆが円周方向に沿った向き（図３中のＹ方向）に焦点Ｆから焦点Ｆ’までの距離を移動すると共に、連続管ガラスＧ１の移動距離（所定距離ｓ）と同じ距離だけ中心線Ｘ１に沿った向きに移動するよう、焦点Ｆの走査態様が設定されている。
　焦点調整部２５は、例えば空間位相変調器で構成される。この場合、具体的には、予め作製しておいた位相ホログラムにより、走査部２４により制御されるレーザー光Ｌの照射方向に応じて焦点Ｆの位置（正確には連続管ガラスＧ１の厚み方向位置）が調整されるよう、レーザー光Ｌの空間位相分布を変調可能としている。本実施形態では、図３に示すように、焦点Ｆが連続管ガラスＧ１の厚み方向外周側（外周面Ｇ１ａに近い側）で連続管ガラスＧ１の円周方向に沿った位置となるよう、レーザー光Ｌの焦点Ｆの位置が調整される。
　クラック進展装置２１は、本実施形態では、図２に示すように、連続管ガラスＧ１の中心線Ｘ１に沿った向きに引張り力ｆ１を付与する引張り力付与部２８と、連続管ガラスＧ１の中心線Ｘ１が所定の曲率で湾曲するように、連続管ガラスＧ１に曲げ力ｆ２を付与する曲げ力付与部２９とを有する。
　ここで、例えば引張り力付与部２８は、連続管ガラスＧ１の下流側端部を把持する把持部３０と、把持部３０を中心線Ｘ１に沿った向きに移動するスライド駆動部３１とで構成される。連続管ガラスＧ１と同期して把持部３０を移動可能なようにスライド駆動部３１を構成してもよい。この場合、一定期間（一定距離）の間、中心線Ｘ１に沿って移動している最中の連続管ガラスＧ１に対して引張り力ｆ１を付与した状態を維持することが可能となる。
　また、曲げ力付与部２９は、連続管ガラスＧ１の水平方向両側を挟持する複数のローラ３２で構成される。これら複数のローラ３２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。
　次に、上記構成の切断装置１７を用いた連続管ガラスＧ１の切断方法の一例を主に図２～図９に基づき説明する。
　まず、図２に示すように、管引き装置１６から送り出された連続管ガラスＧ１を、支持部３３（図１を参照）で下方から支持しつつ、更に下流側に搬送する。ここで、管引き装置１６の下流側には、連続管ガラスＧ１を所定の長さ寸法に切断するための切断装置１７が配設されている。そして、連続管ガラスＧ１の下流側端部が所定位置に到達したとき（もしくはその直前に）、把持部３０で連続管ガラスＧ１の下流側端部を把持して、長手方向の下流側に向けて把持部３０をスライド駆動部３１で移動させ、連続管ガラスＧ１にその中心線Ｘ１に沿った向きの引張り力ｆ１を付与する。また、把持部３０よりも上流側には、曲げ力付与部２９を構成する複数のローラ３２が配設されており、これら複数のローラ３２間を通過した連続管ガラスＧ１はその中心線Ｘ１が所定の曲率で湾曲するように、所定の曲げ力ｆ２を付与される。本実施形態では、後述するレーザー光Ｌの照射側（図２でいえば右上側）が凸となるよう、連続管ガラスＧ１を所定の曲率で湾曲させる。これにより、上述した状態において、連続管ガラスＧ１には、中心線Ｘ１に沿ってかつ互いに遠ざかる向きの引張り応力が全周にわたって発生した状態となる。特に、連続管ガラスＧ１の湾曲部分の大径側には、中心線Ｘ１に沿ってかつ互いに遠ざかる向きの引張り応力が優位に分布した状態となる。
　続いて、上述の応力分布を維持した状態で、連続管ガラスＧ１の内部にレーザー光Ｌを照射する。この際、レーザー光Ｌの照射条件（例えばパルス幅、出力など）を調整することで、レーザー光Ｌを照射した領域に、レーザー光Ｌの多光子吸収により、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域Ｃ１を形成する。また、この際、レーザー光Ｌを走査部２４により所定の軌跡（例えば図３中の焦点Ｆから焦点Ｆ’の位置までの間）で走査すると共に、焦点調整部２５でレーザー光Ｌの焦点Ｆの位置を時間の経過と共に変化させるよう調整する。これにより、焦点Ｆを連続管ガラスＧ１の厚み方向所定位置において円周方向に沿って移動させ、所定の円周方向寸法を有する内部クラック領域Ｃ１を形成する（図５を参照）。図５に示した例では、中心線Ｘ１まわりに４５°以上でかつ９０°未満の範囲に帯状の内部クラック領域Ｃ１が形成されている。
　そして、内部クラック領域Ｃ１中のクラックを円周方向に進展させて、連続管ガラスＧ１を切断する。本実施形態では、レーザー光Ｌの照射時点で既に所定の応力が連続管ガラスＧ１の内部に発生した状態にあるため、上述のように内部クラック領域Ｃ１を形成することで、自然に、内部クラック領域Ｃ１の円周方向両端部から円周方向に沿って互いに遠ざかる向きにクラックが進展し、クラック進展領域Ｃ２が円周方向に沿って拡大する（図６を参照）。
　この際、クラック進展装置２１（引張り力付与部２８と曲げ力付与部２９）により、上述した応力が連続管ガラスＧ１に付与されている場合、クラック進展領域Ｃ２は、内部クラック領域Ｃ１の円周方向両側から互いに遠ざかる向きに拡大を開始し（図６）、かつその後も円周方向に沿って同じ速度で拡大し続ける（図７を参照）。このように、いわば対称的にクラックが進展（クラック進展領域Ｃ２が拡大）を続けることで、所定の円周方向位置（例えば図８でいえば、内部クラック領域Ｃ１の円周方向中央位置と中心線Ｘ１を挟んで正対する位置）に、左右のクラック進展領域Ｃ２が同時に到達する。結果、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが全周にわたって進展し、連続管ガラスＧ１が切断される。また、この切断により、所定の長さ寸法を有する管ガラス製品Ｇ２が得られる（図９を参照）。
　以上に述べたように、本発明に係る管ガラス製品Ｇ２の製造方法及び製造装置１０（連続管ガラスＧ１の切断方法及び切断装置１７）によれば、連続管ガラスＧ１の表面ではなく内部にクラック（内部クラック領域Ｃ１）を形成することができるので、当該クラック（内部クラック領域Ｃ１中のクラック）の形成時に、擦り傷の如くガラス粉が発生する事態を防止することができる。従って、ガラス粉を洗浄により除去する手間を省いて必要な工程数を少なくできる。また、連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させて、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ことで、連続管ガラスＧ１又は管ガラス製品Ｇ２に生成された切断面の全域を、レーザー光Ｌの多光子吸収により形成された内部クラック領域Ｃ１中のクラックの破面、及び内部クラック領域Ｃ１から進展したクラックの破面によって形成することができる。これにより、切断面における割れや欠けの発生を可及的に防止して、切断面の性状を安定的に制御でき、良好な性状の切断面を得ることが可能となる。また、上述のように、レーザー光Ｌで連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に内部クラック領域Ｃ１を形成し、この内部クラック領域Ｃ１中のクラックを連続管ガラスＧ１の円周方向に進展させるのであれば、全周にわたってレーザー光Ｌの照射で内部クラック領域Ｃ１を形成する場合と比べて切断に要する時間が短くて済む。よって、連続管ガラスＧ１を高速に切断することができ、生産速度の向上を図ることが可能となる。
　また、本実施形態では、連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させた状態で、レーザー光Ｌを連続管ガラスＧ１の内部に焦点Ｆを合わせて照射し、内部クラック領域Ｃ１を連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に形成するようにしている。この方法によれば、例えば内部クラック領域Ｃ１の形成直後に上記応力を発生させる場合と比べて、連続管ガラスＧ１の内部に生じる応力分布状態を正確に再現することができる。また、先に外力（引張り力ｆ１、曲げ力ｆ２）等の付与により連続管ガラスＧ１に上記応力を発生させたほうが、当該応力が発生した状態を維持しやすい。従って、クラックを所望の向きに沿って正確に進展させて、内部クラック領域Ｃ１及びクラック進展領域Ｃ２で形成される、良好な品質（表面性状）の切断面を安定的に得ることが可能となる。
　以上、本発明に係る連続管ガラスの製造方法及び製造装置１０の一実施形態（第一実施形態）を説明したが、この製造方法及び製造装置１０は、当然に本発明の範囲内において任意の形態を採ることができる。
　例えば上記実施形態では、内部クラック領域形成装置２０に、走査部２４を設けて、レーザー光Ｌを所定の軌跡で走査しながら連続管ガラスＧ１に照射した場合を例示したが、もちろんこれ以外の照射態様を採用することも可能である。図１０はその一例（本発明の第二実施形態）に係るレーザー光Ｌの照射態様を示している。図１０に示すように、本実施形態に係る切断方法では、レーザー光Ｌを走査部２４により所定の軌跡で走査することに代えて、複数のレーザー光Ｌ１，Ｌ２……Ｌｎを連続管ガラスＧ１に向けて同時に照射することで、所定の大きさの内部クラック領域Ｃ１を形成するようにしている。
　この場合、図１１に示すように、走査部２４は不要であるため、省略することが可能である。また、焦点調整部２５を空間位相変調器で構成すれば、位相ホログラムの設定変更により、各レーザー光Ｌ１，Ｌ２……Ｌｎの焦点Ｆ１，Ｆ２……Ｆｎの位置を別個独立に調整できるだけでなく、一本のレーザー光Ｌを所望の本数に分光させることも可能となる。従って、図１１に例示の如く、一つのレーザー発振器２２を用いた場合であっても、所望本数のレーザー光Ｌ１，Ｌ２……Ｌｎを同時に連続管ガラスＧ１の内部所定位置に焦点Ｆ１，Ｆ２……Ｆｎを合わせて照射することができる。このようにレーザー光Ｌを分光して複数点に同時照射するのであれば、一回又は極めて少ない回数（数回まで）の照射でもって、連続管ガラスＧ１に内部クラック領域Ｃ１を形成することができるため、非常に短時間で連続管ガラスＧ１の切断を行うことができる。よって、本発明に係る切断装置１７を比較的容易に生産ラインに導入することが可能になる。
　もちろん、走査部２４と焦点調整部２５とを併用する場合には、高速に走査を行うことができるので、例えば図３に示す焦点Ｆ，Ｆ’の間を複数回（数回から数百回の幅を含む）往復する走査態様をとって、レーザー光Ｌの照射回数を多くすることができる。照射回数が多いほど一回当たりの照射エネルギーを小さくできるので、その分だけ形状精度のばらつきが少ない内部クラック領域Ｃ１を形成することが可能となる。もちろん、上述のようにレーザー光Ｌ１，Ｌ２……Ｌｎを複数の点（焦点Ｆ１，Ｆ２……Ｆｎ）に照射する場合であっても、複数回の照射を行って内部クラック領域Ｃ１を形成してもかまわない。なお、上述の如く一回の多数点照射で内部クラック領域Ｃ１を形成する場合に使用できるレーザー光Ｌとして、相対的に照射エネルギーが大きいサブナノ秒パルスレーザーを、あるいは複数回の往復移動を伴う走査により内部クラック領域Ｃ１を形成する場合に使用できるレーザー光Ｌとして、相対的に照射エネルギーが小さいピコ秒パルスレーザーをそれぞれ例示することができる。
　以下、本発明の第三実施形態を図１２～図１７に基づき説明する。
　図１２は、本発明の第三実施形態に係る管ガラスの切断方法を説明するための連続管ガラスＧ１の要部斜視図を示している。本実施形態では、連続管ガラスＧ１の中心線Ｘ１と仮想断面Ｘ２とが交わる点、すなわち仮想断面Ｘ２上における連続管ガラスＧ１の中心点Ｘ１０に向けてレーザー光Ｌｉ（ｉ＝１，２……ｎ）を照射し、これにより連続管ガラスＧ１の円周方向の一部であって、外周面Ｇ１ａに非常に近い位置に内部クラック領域Ｃ１を形成する。ここで使用するレーザー光Ｌｉはパルスレーザーであり、例えば図２に示す走査部２４及び焦点調整部２５を用いて、レーザー光Ｌｉの焦点Ｆｉ（ｉ＝１，２……ｎ）の位置が図１２に示す軌跡（ここでは中心点Ｘ１０を中心とした円弧状）を描くようにレーザー光Ｌｉを走査する。このようにパルスレーザーとしてのレーザー光Ｌｉを走査することで、レーザー光Ｌｉが焦点Ｆ１から焦点Ｆｎまでの間で断続的に照射され、後述するアブレーションにより生じた複数の穴Ｈ及び一次クラック進展領域Ｃ２１を形成することが可能となる。
　ここで、内部クラック領域Ｃ１は、図１３に拡大して示すように、連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａを含む表層部Ｇ１ｃを残して外周面Ｇ１ａの近傍に形成される。また、表層部Ｇ１ｃのうち、内部クラック領域Ｃ１と外周面Ｇ１ａとの間の領域となる円周方向の一部には、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａまで進展してなる一次クラック進展領域Ｃ２１が形成される。
　表層部Ｇ１ｃには、図１３中のＡ部をさらに拡大して図１４に示すように、連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａに開口する複数の穴Ｈ（Ｈｉ：ｉ＝１，２……ｎ）が円周方向に隣接して形成されている。これら複数の穴Ｈはいずれも、連続管ガラスＧ１の中心点Ｘ１０に向けたパルスレーザー（レーザー光Ｌｉ）の照射により、表層部Ｇ１ｃにアブレーションを生じさせることで形成されたものであり、レーザー光Ｌの照射方向、すなわち管ガラスＧ１の厚み方向に伸びている。一次クラック進展領域Ｃ２１は、これら円周方向で隣接する複数の穴Ｈの間に形成されている。本実施形態では、表層部Ｇ１ｃの厚み方向全域にわたって複数の穴Ｈが形成されると共に、一次クラック進展領域Ｃ２１が形成されている。この場合、一次クラック進展領域Ｃ２１は、図１５に示すように、複数の穴Ｈ同士を最短距離で（すなわち直線的に）つなぐと共に連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａ上に形成される。
　ここで、表層部Ｇ１ｃの厚み寸法ｔは、例えば２０μｍ以下とするのがよく、好ましくは１０μｍ以下とするのがよい。厚み寸法ｔを２０μｍ以下とすることで、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが外周面Ｇ１ａに向けて円滑にかつ正確に進展する作用が期待できる。
　また、複数の穴Ｈの円周方向ピッチｐは、例えば穴Ｈの内径寸法ｄとの関係でいえば内径寸法ｄの１．５倍以上でかつ５．０倍以下となるように設定するのがよく、好ましくは２．０倍以上でかつ４．０倍以下となるように設定するのがよい。このように、複数の穴Ｈの円周方向ピッチｐを、各穴Ｈの内径寸法ｄに対する倍率で上述の如き範囲に設定することで、円周方向で隣り合う複数の穴Ｈ同士をつなぐようにクラックが円滑にかつ正確に進展する作用が期待できる（図１５を参照）。
　次に、一次クラック進展領域Ｃ２１の形成態様の一例を図１６Ａ～図１６Ｃに基づき説明する。
　まず上述のようにパルスレーザーとしてのレーザー光Ｌｉを所定の方向に走査しながら連続管ガラスＧ１の内部に断続的に照射する場合において、例えば図１６Ａに示すように、表層部Ｇ１ｃに穴Ｈｉ－１が形成されると共に、その直下にまで内部クラック領域Ｃ１が形成されている場合を考える。この場合、次に連続管ガラスＧ１に向けて照射されるレーザー光Ｌｉにより、それまで表層部Ｇ１ｃの直下に形成されていた内部クラック領域Ｃ１（図１６Ａ）に隣接する箇所に、レーザー光Ｌｉの多光子吸収による新たな内部クラック領域Ｃ１ｉを形成する（図１６Ｂを参照）。また、この際、新たな内部クラック領域Ｃ１ｉと外周面Ｇ１ａとの間に、レーザー光Ｌｉのアブレーションを生じさせ、これにより表層部Ｇ１ｃの対応箇所に新たな穴Ｈｉを形成する。
　また、穴Ｈｉの形成とほぼ同時に（あるいはレーザー光Ｌｉの照射時間の間隔よりも短い僅かな時間の後に）、新たに形成された穴Ｈｉとこれに隣り合う穴Ｈｉ－１とをつなぐように、新たに形成された内部クラック領域Ｃ１ｉ中のクラックが、表層部Ｇ１ｃのうち穴Ｈｉ，Ｈｉ－１の間に向けて進展する（図１６Ｂ）。この結果、円周方向で隣り合う穴Ｈｉ，Ｈｉ－１の間に一次クラック進展領域Ｃ２１ｉが形成され、その端部が外周面Ｇ１ａに到達する（図１６Ｃを参照）。
　このようにして、レーザー光Ｌｉ＋１…Ｌｎを所定のピッチ及び時間間隔で断続的に照射することにより、連続的に新たな内部クラック領域Ｃ１ｉ＋１…Ｃ１ｎと、穴Ｈｉ＋１…Ｈｎ、及び一次クラック進展領域Ｃ２１ｉ＋１…Ｃ２１ｎが順に形成されていき、最終的に図１３に示す内部クラック領域Ｃ１と一次クラック進展領域Ｃ２１とが形成される。
　そして、図１７に示すように、内部クラック領域Ｃ１中のクラック、あるいは内部クラック領域Ｃ１中のクラックと一次クラック進展領域Ｃ２１中のクラックを円周方向に進展させる。本実施形態においても、第一実施形態と同様に、レーザー光Ｌ１の照射時点で既に所定の応力が連続管ガラスＧ１の内部に発生した状態にすれば、上述のように内部クラック領域Ｃ１及び一次クラック進展領域Ｃ２１を形成することで、自然に、内部クラック領域Ｃ１の円周方向両端部から円周方向に沿って互いに遠ざかる向きにクラックが進展し、クラック進展領域（ここでは二次クラック進展領域Ｃ２２）が円周方向に沿って拡大する。その結果、連続管ガラスＧ１が全周にわたって切断される。また、この切断により、例えば図９と同様に、所定の長さ寸法を有する管ガラス製品Ｇ２が得られる。
　このように、本発明の第二実施形態に係る管ガラスの切断方法によっても、連続管ガラスＧ１の内部に初期クラック（内部クラック領域Ｃ１）を形成することができるので、ガラス粉が発生する事態を防止することができる。また、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させて、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ことで、良好な性状の切断面を得ることが可能となる。特に、本実施形態のように、連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａを含む表層部Ｇ１ｃを残して外周面Ｇ１ａの近傍に内部クラック領域Ｃ１を形成して、内部クラック領域Ｃ１中のクラックを外周面Ｇ１ａまで進展させ（図１６Ａ～図１６Ｃ）、このクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力により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ようにすれば、連続管ガラスＧ１の全周切断に要する応力を小さくすることができる。従って、さらに良好な性状の切断面を得ることが可能となる。
　さらに、本実施形態では、レーザー光Ｌｉの照射により、連続管ガラスＧ１の表層部Ｇ１ｃにアブレーションを発生させてレーザー光Ｌｉの照射方向に伸びる複数の穴Ｈを形成し、かつ複数の穴Ｈの円周方向ピッチｐを調整することで、複数の穴Ｈ同士をつなぐように内部クラック領域Ｃ１中のクラックを外周面Ｇ１ａまで進展させるようにした（図１５）。このように、連続管ガラスＧ１の表層部Ｇ１ｃにレーザー光Ｌｉのアブレーションによる複数の穴Ｈを形成し、かつこれら複数の穴Ｈの円周方向ピッチｐを適切な大きさに調整することで、一次クラック進展領域Ｃ２１をより安定的に形成することができる。従って、確実に外周面Ｇ１ａまでクラックを進展させて、良好かつ安定した性状の切断面を得ることが可能となる。
　なお、本実施形態（第三実施形態）では、レーザー光Ｌｉの照射により、連続管ガラスＧ１の表層部Ｇ１ｃにアブレーションを発生させてレーザー光Ｌｉの照射方向に伸びる複数の穴Ｈを形成することで、複数の穴Ｈ同士をつなぐように内部クラック領域Ｃ１中のクラックを外周面Ｇ１ａまで進展させる場合を例示したが、もちろん、この態様には限られない。すなわち、アブレーションにより表層部Ｇ１ｃに複数の穴Ｈを形成せずとも、内部クラック領域Ｃ１中のクラックを外周面Ｇ１ａまで進展させ得る限りにおいて、その具体的な手段は任意である。
　また、上記第一～第三実施形態では、焦点調整部２５として空間位相変調器を用いた場合を説明したが、もちろんこれ以外のデバイスを焦点調整部２５として用いることも可能である。例えばＦθレンズを代表例とする非球面レンズや各種回折格子など、公知の焦点調整機能を有する光学デバイスを使用することが可能である。
　また、上記第一～第三実施形態では、内部クラック領域Ｃ１を連続管ガラスＧ１の厚み方向外周側（外周面Ｇ１ａに近い側）に形成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。図１８はその一例（第一変形例）に係る内部クラック領域Ｃ３の断面図である。図１８に示すように、この内部クラック領域Ｃ３は、連続管ガラスＧ１の厚み方向中央位置よりも内周面Ｇ１ｂに近い側に形成されている。このような位置に内部クラック領域Ｃ３形成した場合であっても、連続管ガラスＧ１に適正な応力を発生させることにより、内部クラック領域Ｃ３中のクラックを連続管ガラスＧ１の全周にわたって進展させ、連続管ガラスＧ１を切断することができる。
　また、上記第一～第三実施形態では、内部クラック領域Ｃ１，Ｃ３として、厚み方向寸法（連続管ガラスＧ１の半径方向に沿った向きの寸法）が一定であるものを形成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。図１９はその一例（第二変形例）に係る内部クラック領域Ｃ４の断面図である。図１９に示すように、この内部クラック領域Ｃ４は、その大径側Ｃ４１（連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａに近い側）を外周面Ｇ１ａに倣った略円弧状とし、その内径側Ｃ４２（連続管ガラスＧ１の内周面Ｇ１ｂに近い側）を略直線状とした形状をなす。よって、内部クラック領域Ｃ４の厚み方向寸法はその円周方向中央から円周方向両端に向かうにつれて縮小している。このような形状に内部クラック領域Ｃ４を形成した場合であっても、連続管ガラスＧ１に適正な応力を発生させることにより、内部クラック領域Ｃ４中のクラックを連続管ガラスＧ１の全周にわたって進展させ、連続管ガラスＧ１を切断することができる。
　また、上記第一～第三実施形態では、内部クラック領域Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４を全体として連続管ガラスＧ１の外周面Ｇ１ａに倣った形状に形成した場合を例示したが、もちろんこれ以外の形状にすることも可能である。図２０はその一例（第三変形例）に係る内部クラック領域Ｃ５の断面図である。図２０に示すように、この内部クラック領域Ｃ５は、その外径側Ｃ５１及び内径側Ｃ５２を何れも略直線状とした形状をなす。また、本図示例では、連続管ガラスＧ１の半径方向に直交する向きに外径側Ｃ５１及び内径側Ｃ５２は伸びている。このように、連続管ガラスＧ１の形状に関係なく一定の形状とした場合であっても、連続管ガラスＧ１に適正な応力を発生させることにより、内部クラック領域Ｃ５中のクラックを連続管ガラスＧ１の全周にわたって進展させ、連続管ガラスＧ１を切断することができる。
　また、上記第一～第三実施形態では、一個の内部クラック領域Ｃ１，Ｃ３～Ｃ５を連続管ガラスＧ１に形成した場合を例示したが、もちろんこの形態には限られない。切断対象となる連続管ガラスＧ１の内部に形成される限りにおいてその個数は任意である。例えば図示は省略するが、中心線Ｘ１を挟んで対向する二箇所にそれぞれレーザー光Ｌを照射して内部クラック領域Ｃ１を上記二箇所に形成し、各々の内部クラック領域Ｃ１の円周方向両端から互いに遠ざかる向きにクラックを進展（クラック進展領域Ｃ２又は二次クラック進展領域Ｃ２２を拡大）させることで、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ようにしてもかまわない。
　あるいは、図示は省略するが、複数の点状の内部クラック領域を円周方向あるいは半径方向に一定の間隔おきに形成し、各内部クラック領域同士をつなぐように各内部クラック領域中のクラックを進展させるようにしてもかまわない。何れにしても、最終的にクラックを連続管ガラスＧ１の全周にわたって進展させ得る限りにおいて、内部クラック領域の形状、個数は任意である。
　また、上記第一～第三実施形態では、焦点調整部２５により、レーザー光Ｌ（Ｌ１，Ｌ２……Ｌｎ）の焦点Ｆ（Ｆ１，Ｆ２……Ｆｎ）の位置を予め定められた位置に設定する場合を例示したが、もちろんこれ以外の形態を採ることも可能である。例えば図示は省略するが、連続管ガラスＧ１におけるレーザー光Ｌの照射領域よりも上流側に、連続管ガラスＧ１の外径寸法を測定する外径測定部を配設し、この外径測定部で測定して得た外径寸法データを焦点調整部２５にフィードバックして、レーザー光Ｌの焦点Ｆの位置を微調整してもよい。これによれば、管引き成形の開始後経過時間に応じて連続管ガラスＧ１の外径寸法が変化する場合にあっても、当該変化に応じて照射すべきレーザー光Ｌの焦点Ｆの位置を調整して、適切な位置に内部クラック領域Ｃ１を形成することが可能となる。
　また、上記第一～第三実施形態では、切断対象となる連続管ガラスＧ１の下流側端部を把持部３０で把持して、長手方向の下流側に向けて把持部３０をスライド駆動部３１で移動させ、連続管ガラスＧ１にその中心線Ｘ１に沿った向きの引張り力ｆ１を付与すると共に、連続管ガラスＧ１を複数のローラ３２間に通過させることで連続管ガラスＧ１がその中心線Ｘ１が所定の曲率で湾曲するように、所定の曲げ力ｆ２を付与する場合を例示したが、もちろん、これ以外の構成で引張り力ｆ１と曲げ力ｆ２の一方又は両方を付与するようにしてもかまわない。さらにいえば、連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させ得る限りにおいて、外力（引張り力ｆ１、曲げ力ｆ２）の付与構造は任意であり、また外力の形態も特に問わない。
　また、連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させ得るのであれば、必ずしも外力を連続管ガラスＧ１に付与する必要もない。例えば図示は省略するが、連続管ガラスＧ１の内部クラック領域Ｃ１が形成される部分に局所加熱及び冷却を施すことで、内部クラック領域Ｃ１中クラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させるものであってもよい。
　また、以上の説明では、予め連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させた状態で、連続管ガラスＧ１の内部に焦点Ｆを合わせてレーザー光Ｌを照射し、内部クラック領域Ｃ１を連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に形成する場合を例示したが、もちろんこの順序に限る必要はない。内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させ得る限りにおいて、その順序を逆にしてもかまわない。すなわち、第一～第三実施形態において、レーザー光Ｌの照射により連続管ガラスＧ１の円周方向の一部に内部クラック領域Ｃ１を形成した後、連続管ガラスＧ１に、内部クラック領域Ｃ１中のクラックが連続管ガラスＧ１の円周方向に進展するのを助長する応力を発生させるようにしてもよい。
　また、以上の説明では、図１等に示す連続管ガラスＧ１を切断対象とし、切断により管ガラス製品Ｇ２を得る場合を例示したが、もちろんこれ以外の管ガラスを切断対象とする場合にあっても、本発明を適用することは可能である。例えば図示は省略するが、既に切断された（長手方向両側に端部を有する）相対的に長尺の管ガラスを切断して、相対的に短尺の管ガラスを得る場合においても、本発明を適用することは可能である。もちろん、切断により得られる管ガラスが最終製品でない場合であっても、本発明を適用することは可能である。
１０　　製造装置
１１　　ガラス熔融炉
１２　　スリーブ
１３　　駆動装置
１４　　マッフル炉
１５　　アニーラー
１６　　管引き装置
１７　　切断装置
１８　　コンベア
２０　　内部クラック領域形成装置
２１　　クラック進展装置
２２　　レーザー発振器
２３　　光学系
２４　　走査部
２５　　焦点調整部
２７　　対物レンズ
２８　　引張り力付与部
２９　　曲げ力付与部
３０　　把持部
３１　　スライド駆動部
３２　　ローラ
３３　　支持部
Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５　内部クラック領域
Ｃ２  クラック進展領域
Ｃ２１　一次クラック進展領域
Ｃ２２　二次クラック進展領域
ｄ　　　穴の内径寸法
Ｆ，Ｆ’，Ｆ１，Ｆ２，……，Ｆｎ　焦点
ｆ１　　引張り力
ｆ２　　曲げ力
Ｇ１　　連続管ガラス
Ｇ１ａ　外周面
Ｇ１ｃ　表層部
Ｇ２　　管ガラス製品
Ｈ　　　穴
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，……，Ｌｎ　レーザー光
Ｍ　　　熔融ガラス
ｐ　　　穴の円周方向ピッチ
ｔ　　　表層部の厚み寸法
Ｘ１　　中心線
Ｘ１０　中心点
Ｘ２　　仮想断面

Claims (15)

  1. 　管ガラスを切断するための方法であって、
    　前記管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を前記管ガラスの円周方向の一部に形成すると共に、
    　前記管ガラスに、前記内部クラック領域中の前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、前記クラックを前記管ガラスの全周にわたって進展させ、これにより前記管ガラスを切断する管ガラスの切断方法。
  2. 　前記内部クラック領域を、前記管ガラスの厚み方向外周側に形成する請求項１に記載の管ガラスの切断方法。
  3. 　前記内部クラック領域を、前記管ガラスに倣って円弧状に形成する請求項１又は２に記載の管ガラスの切断方法。
  4. 　前記焦点が前記管ガラスの中心線に直交する仮想断面に含まれるように、前記レーザー光を走査する請求項１～３の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  5. 　各々の前記焦点が前記管ガラスの中心線に直交する仮想断面に含まれるように、前記レーザー光を分光して前記管ガラスの内部の複数点に照射する請求項１～３の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  6. 　前記レーザー光の照射により、前記管ガラスの外周面を含む表層部を残して前記外周面の近傍に前記内部クラック領域を形成して、前記内部クラック領域中のクラックを前記外周面まで進展させ、然る後、
    　前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力により前記クラックを前記管ガラスの全周にわたって進展させる請求項１～５の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  7. 　前記レーザー光の照射により、前記表層部にアブレーションを発生させて前記レーザー光の照射方向に伸びる複数の穴を形成し、かつ前記複数の穴の円周方向間隔を調整することで、前記複数の穴同士をつなぐように前記内部クラック領域中のクラックを前記外周面まで進展させる請求項６に記載の管ガラスの切断方法。
  8. 　前記複数の穴の円周方向ピッチが、前記穴の内径寸法の１．５倍以上でかつ５．０倍以下となるようにした請求項７に記載の管ガラスの切断方法。
  9. 　前記表層部の厚み寸法が２０μｍ以下となるようにした請求項６～８の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  10. 　前記管ガラスに、前記内部クラック領域中の前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させた状態で、前記管ガラスの内部に焦点を合わせて前記レーザー光を照射し、前記内部クラック領域を前記管ガラスの円周方向の一部に形成する請求項１～９の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  11. 　前記管ガラスの長手方向に沿った向きに引張り力を付与することで、前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させる前記請求項１～１０の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  12. 　前記管ガラスの前記中心線が所定の曲率で湾曲するように、前記管ガラスに曲げ力を付与することで、前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させる請求項１～１１の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  13. 　前記管ガラスの前記内部クラック領域が形成される部分に局所加熱及び冷却を施すことで、前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させる請求項１～１２の何れかに記載の管ガラスの切断方法。
  14. 　管ガラスを切断するための装置であって、
    　前記管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を前記管ガラスの円周方向の一部に形成可能とする内部クラック領域形成装置と、
    　前記管ガラスに、前記内部クラック領域中の前記クラックが前記管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、前記クラックを前記管ガラスの全周にわたって進展させるクラック進展装置とを具備した管ガラスの切断装置。
  15. 　管引き成形された連続管ガラスを搬送する間に切断工程を設けて、前記連続管ガラスを切断することで管ガラス製品を得るための管ガラス製品の製造方法において、
    　前記連続管ガラスの内部に焦点を合わせてレーザー光を照射し、前記レーザー光の照射領域に生じる多光子吸収で、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を前記連続管ガラスの円周方向の一部に形成すると共に、
    　前記連続管ガラスに、前記内部クラック領域中の前記クラックが前記連続管ガラスの円周方向に進展するのを助長する応力を発生させることで、前記クラックを前記連続管ガラスの全周にわたって進展させ、これにより前記連続管ガラスを切断して管ガラス製品を得る管ガラス製品の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018123041A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 日本電気硝子株式会社 ガラス管製造方法及びガラス管製造装置
WO2019176255A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 日本電気硝子株式会社 管ガラスの製造方法および管ガラス

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939734A (ja) * 1982-08-27 1984-03-05 Toshiba Corp ガラス管の切断方法
JPS6126530A (ja) * 1984-07-17 1986-02-05 Ishizuka Glass Ltd 筒状ガラス材料の切断方法
JPH05193969A (ja) * 1992-01-18 1993-08-03 Ishizuka Glass Co Ltd 円筒ガラスの切断方法
JPH1171124A (ja) * 1997-07-07 1999-03-16 Schott Ruhrglas Gmbh ガラス物体に破断点を形成する方法
JP2002205181A (ja) * 2000-09-13 2002-07-23 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2007099587A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Kyoto Seisakusho Co Ltd 脆性材料の割断加工方法
JP2007167875A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Seiko Epson Corp レーザ内部スクライブ方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939734A (ja) * 1982-08-27 1984-03-05 Toshiba Corp ガラス管の切断方法
JPS6126530A (ja) * 1984-07-17 1986-02-05 Ishizuka Glass Ltd 筒状ガラス材料の切断方法
JPH05193969A (ja) * 1992-01-18 1993-08-03 Ishizuka Glass Co Ltd 円筒ガラスの切断方法
JPH1171124A (ja) * 1997-07-07 1999-03-16 Schott Ruhrglas Gmbh ガラス物体に破断点を形成する方法
JP2002205181A (ja) * 2000-09-13 2002-07-23 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2007099587A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Kyoto Seisakusho Co Ltd 脆性材料の割断加工方法
JP2007167875A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Seiko Epson Corp レーザ内部スクライブ方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3315468A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018123041A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 日本電気硝子株式会社 ガラス管製造方法及びガラス管製造装置
WO2019176255A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 日本電気硝子株式会社 管ガラスの製造方法および管ガラス

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