(57)【要約】【課題】切断ゾーンを開始する方法を、経済的に実施可能にすること。【解決手段】切断過程の開始時に、引きつれ割れの開始領域内にレーザビームを用いて、前記構成部品に切断開始個所を形成し、後続の切断過程の経過中、切断開始個所から切断ゾーンを開始する方法において、構成部品に材料を大して切除せずに切断開始個所が形成されるように、レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断過程の開始時に、引きつれ割れの開始領域内にレーザビームを用いて、前記構成部品に切断開始個所を形成し、後続の切断過程の経過中、前記切断開始個所から切断ゾーンを開始する方法において、
構成部品に材料を大して切除せずに切断開始個所が形成されるように、レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点を制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
切断開始個所を形成する際に、構成部品の表面の下側の領域にレーザビームをフォーカシングする請求項１記載の方法。
【請求項３】
構成部品の周縁部から間隔を置いた位置に切断開始個所を形成する請求項１記載の方法。
【請求項４】
レーザビームのビーム方向で構成部品全体を通るように、切断開始個所を形成する請求項１記載の方法。
【請求項５】
開始領域から出発する熱応力による引きつれ割れを続けるためにレーザビームを前記開始領域に配向し、切断過程の後続の経過中、切断領域に沿って前記レーザビームを動かす請求項１記載の方法。
【請求項６】
開始領域から出発する熱応力による引きつれ割れを続けるためにレーザビームを、前記開始領域から間隔を置いた領域に配向し、切断過程の後続の経過中、切断領域に沿って、熱応力による引きつれ割れが形成されるように制御する請求項1記載の方法。
【請求項７】
レーザビームのビーム方向に前後して設けられた少なくとも２つの構成部品を同時に加工する請求項1記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断ゾーンを開始する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構成部品をガラスから切断する方法は、従来技術から公知である（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３特許文献４、特許文献５参照）。
【０００３】
別の従来技術によって、レーザがレーザビームを構成部品の直線状の切断領域に配向する方法が公知である（例えば、特許文献６参照）。公知の方法では、構成部品がレーザビームを用いて切断領域に沿って加熱されて、ガラスの表面によってレーザビームが吸収される。こうすることによって、切断領域に沿って、熱応力による引きつれ割れが生じ、これにより、構成部品が所望のやり方で切断領域に沿って切断される。
【０００４】
公知の方法の欠点は、ビームがガラスによって主に吸収されるようなビーム源しか使えないという点にある。
【０００５】
別の従来技術によると、構成部品の切断領域に熱応力による引きつれ割れを形成することによって、構成部品を切断するための当該形式の方法が公知であり、この方法では、レーザビームが切断領域の方に配向され、レーザビームの波長は、レーザビームが構成部品によって部分的に吸収されつつ部分的に伝送されるように選定される（例えば、特許文献７参照）。公知の方法では、レーザビームの、構成部品への配向は、レーザビームが構成部品から同時に、又は、時間的に順次連続して切断領域に沿ってほぼ同じ位置に伝送されるか、又は、相互に僅かに間隔を置いた各位置に少なくとも２回部分的に伝送されるように行われる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１９７１５５３７号公報
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許公開第１９６１６３２７号公報
【特許文献３】世界知的所有権機関特許公開第９８／００２６６号公報
【特許文献４】ドイツ連邦共和国特許公開第４４０５２０３号公報
【特許文献５】世界知的所有権機関特許公開第９３／２００１５号公報
【特許文献６】ドイツ連邦共和国特許公開第４３０５１０６号公報
【特許文献７】日本国公開特許第１０２４４３８６号の特許アブストラクト
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明が基づく課題は、切断ゾーンを開始する方法を、経済的に実施可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、この課題は、切断過程の開始時に、引きつれ割れの開始領域内にレーザビームを用いて、前記構成部品に切断開始個所を形成し、後続の切断過程の経過中、切断開始個所から切断ゾーンを開始する方法において、構成部品に材料を大して切除せずに切断開始個所が形成されるように、レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点を制御することにより解決される。
【発明の効果】
【０００８】
このようにして、本発明の方法は、合理的且つ経済的に構成することができる。例えば、同じ様な各構成部品を加工する場合、本発明の方法を実施する場合、各クロック時間を、同時に加工する構成部品の個数に相応するファクタだけ短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法は、同形状の複数構成部品を同時に加工するのに適しているのみならず、更に、例えば、相互に接着された２つの個別ガラス板からなっていて、各２つの個別ガラス板の間にプラスチック薄板がある、結合ガラス板を切断するために、複数の個別モジュールからなるモジュールの加工用にも適している。
【００１０】
切断領域は、任意の適切な幾何形状を有するようにしてもよく、例えば、直線として、多角形として、又は、任意のやり方で円弧状に湾曲した切断線として形成してもよい。
【００１１】
レーザビームを用いて、構成部品に熱応力による引きつれ割れを形成して、構成部品を切断する際、先ず、開始領域内に引きつれ割れ開始個所を形成して、切断過程の後続の経過中、この開始個所から出発して切断領域が形成されるようにする必要がある。引きつれ割れ開始個所は、例えば、個別構成部品の加工の際、構成部品の表面が開始プロセス中機械的に、例えば、切断工具を用いて切り込みが入れられるようにして損傷される。本発明の方法では、同時に少なくとも２つの、ビーム方向に順次連続して配設された構成部品が加工されるので、本発明の方法では、一般的に、ビーム方向で最初の構成部品の表面しかアクセスされない。
【００１２】
世界知的所有権機関特許公開第０１／３２５７１号公報からは、構成部品の切断領域に、熱応力による引きつれ割れを形成することによってガラス製の各構成部品を切断するための方法が公知であり、この方法では、引きつれ割れの開始領域内でレーザビームを用いて切断過程を開始するために、構成部品に引きつれ割れ開始個所が形成され、この引きつれ割れ開始個所から、切断過程の後続の経過中、切断領域が始まる。
【００１３】
公知の方法では、レーザビームを用いて、構成部品の表面の材料が除去されて、溝が形成されるようにして、引きつれ割れ開始個所が形成され、その結果、所望のように引きつれ割れ開始個所が形成される。
【００１４】
この公知の方法も、引きつれ割れ開始個所を形成する必要がある各構成部品の表面にアクセスすることを前提としている。
【００１５】
本発明によると、レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点が、切断開始個所が構成部品に材料を大して切除せずに形成されるように制御される。従って、表面に自由にアクセスすることができないような構成部品にも引きつれ割れ開始個所を形成することができるという効果が達成される。レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点の相応の制御によってのみ、引きつれ割れ開始個所が制御されるので、引きつれ割れ開始個所の形成中、構成部品を冷却する必要はない。
【００１６】
引きつれ割れ開始個所の形成時にレーザビームを構成部品の表面の下側の領域にフォーカシングするのである。こうすることによって、高い信頼度で、構成部品の表面で材料切除せずに引きつれ割れ開始個所を形成することができる。
【００１７】
基本的には、構成部品の縁部に引きつれ割れ開始個所を形成することができる。殊に、輪郭が閉じた１部品を構成部品から切断する必要がある場合には、引きつれ割れ開始個所を、構成部品の縁部に対して間隔を置いた位置に形成すると目的に適っている。
【００１８】
引きつれ割れ開始個所の領域内にできる限り均等な切断エッジにするために、レーザビームのビーム方向にほぼ構成部品全体に亘って引きつれ割れ開始個所が形成されるようにすると目的に適っている。
【００１９】
開始領域から出発した熱応力による引きつれ割れを更に続けるためにレーザビームを開始領域の方に配向し、切断過程の後続の経過中、切断領域に沿って動かすようにされる。この実施例では、レーザは、引きつれ割れ開始個所から出発して熱応力による引きつれ割れを直ぐに継続する。その際、レーザビームのビームスポットは、その都度形成された引きつれ割れの先端部に配向される。
【００２０】
これに対して択一的に、開始領域から出発して熱応力による引きつれ割れを継続するために、開始領域に対して間隔を置いた領域の方にレーザビームを配向して、切断過程の後続の経過中、熱応力による引きつれ割れが切断領域に沿って形成されるように制御される。この実施例では、レーザビームは、構成部品が引きつれ割れ開始個所から距離を置いたところで加熱して、構成部品内に所定の温度領域が形成され、それにより、所望の切断領域、例えば、切断線に沿って引きつれ割れが形成されるように使われる。
【００２１】
各々の要求に応じて、切断過程中、各構成部品を相互に間隔を置いて配置するか、又は、相互に当接、又は、相互に結合、例えば、相互に固定して結合してもよい。最初に挙げた場合には、例えば、切断過程中相互に間隔を保持する保持部を設けるとよい。殊に、各構成部品が平坦に構成されている場合、切断過程中も各構成部品を相互に当接するとよい。
【００２２】
本発明の方法を用いて切断すべき構成部品は、別の境界内で選択可能である。構成部品は、結合構成部品、例えば、結合ガラス板を構成することができる。相互に接着された２つのガラス板からなり、両者の間にプラスチック薄板がある結合ガラス板を切り離すのに特に良好に適している。従って、同時に加工される複数構成部品とは、例えば、結合ガラス板の場合のような、相互に固定して結合された、ビーム方向で前後に配設された複数の各個別構成部品からなる単一の構成部品のことである。例えば、一般的に上下に重ねて配置された２つのガラス板からなり、各板の間に液晶が設けられたＬＣＤディスプレイのガラスを切断することもできる。
【００２３】
切断すべき構成部品の１つは、切断すべき構成部品の他方のコーティングである。例えば、特別にコーティングされた平面ガラス、殊に、鏡面ガラスの形式に切断される。その種の鏡面ガラスは、一般的に、コーティングの保護のために、銀又はアルミニウムコーティング並びに坦体層が蒸着された平面ガラス板からなる。この場合、ガラス板も坦体層も切断される。例えば、自動車のバックミラーとなるように切断してもよい。
【００２４】
構成部品はガラス板、例えば、平面ガラス板、又は、回転対称な構成部品であり、又は、ホウケイ酸ガラス又はソーダ石灰ガラス製であることができる。
【００２５】
構成部品の、レーザとは反対側の面上に設けられた少なくとも１つの第１の反射器を有している反射手段が使われ、この反射器は、構成部品によって伝送されたレーザビームを切断領域の方に反射することができる。ビームは先ず構成部品から伝送され、構成部品を透過した後、第１の反射器によって少なくとも１回反射され、その結果、ビームは、構成部品をほぼ同じ個所で切断領域に沿って少なくとも２回部分透過して部分的に吸収されることができる。
【００２６】
反射手段は少なくとも１つの第２の反射器を有しており、この第２の反射器は、構成部品の、レーザ側の面上に設けられており、その際、第１の反射器は、レーザビームを切断領域を通って第２の反射器の方に反射し、その際、第２の反射器は、第１の反射器によって反射されたビームを切断領域の方に反射することができる。ここでは、レーザによって形成されたレーザビームが複数回反射され、その結果、それに応じて、複数回、構成部品によって切断領域に沿って部分的に吸収される。このようにして、構成部品を、切断領域の各々の照射個所で迅速且つ強く加熱することができる。
【００２７】
第２の反射器がレーザビームを第１の反射器の方に反射して戻すようにされていることができる。ビームは、第１の反射器と第２の反射器との間で複数回往復するように反射され、その結果、簡単且つコスト上有利な装置を用いて、レーザビームが構成部品によって複数回反射され、従って、構成部品が複数回横断され、それに応じて構成部品を強く加熱することができる。
【００２８】
基本的には、入射レーザビーム及び第１の反射器によって反射されたレーザビームが、相互に間隔を置いて配置された位置で、切断領域に沿って構成部品に照射され、乃至、第１の反射器から第２の反射器の方に反射されたレーザビーム、及び、第２の反射器から第１の反射器の方に反射して戻されたレーザビームが、相互に間隔を置いて配置された、切断領域の位置で構成部品に照射される（但し、この際、切断領域に沿って一貫して、熱応力による引きつれ割れを形成するのに充分に構成部品が加熱される限り）。しかし、特に有利には、入射レーザビーム及び第１の反射器によって反射されたレーザビーム、又は、第１の反射器から第２の反射器に反射されたレーザビーム、及び、第２の反射器から第１の反射器に反射されて戻されたレーザビームは、切断領域に沿って、構成部品のほぼ同じ位置に照射される。このようにして、入射ビーム及び反射ビームが共通に構成部品に照射される位置で、特に迅速且つ強く構成部品を加熱することができる。
【００２９】
第１の反射器、及び、場合によっては、第２の反射器をビーム方向で、構成部品に対して間隔を置くと目的に適っている。このようにして、不所望なやり方で単数乃至複数の反射器を介して、構成部品からの熱が排出されるのを阻止することができる。
【００３０】
少なくとも２つのレーザが設けられており、このレーザは、各々一方のレーザビームを切断領域に沿って、構成部品のほぼ同じ位置又は相互に僅かに間隔を置いた位置に配向されることができる。このようにして、レーザビームを反射する必要なしに、レーザビームが、構成部品を少なくとも２回、ほぼ同じ位置、又は、相互に僅かに間隔を置いた位置で切断領域に沿って横断するようにすることができる。
【００３１】
その際、レーザを構成部品の対向側に配設すると目的に適っており、その結果、レーザは、レーザビームを構成部品の対向側面から、この構成部品の方に配向することができる。
【００３２】
レーザのレーザビームを少なくとも２つの部分ビームに分割するビーム分割手段、各部分ビームを切断領域に沿って構成部品のほぼ同じ位置又は相互に僅かに間隔を置いた位置に配向するビーム配向手段が設けられていることができる。このようにして、第２のレーザは必要ない。ビーム配向手段が、部分ビームを構成部品に対向する側から配向する。
【００３３】
このレーザを、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ又はダイオードレーザにすると目的に適っている。その種のレーザは、特にコスト上有利である。このレーザのレーザ光は、ガラスによってほぼ伝送され、ほんの僅かな程度しか吸収されないにも拘わらず、本発明によると、ガラス又は他の脆い材料製の各構成部品を切断することができる。
【００３４】
レーザビームの波長を、約５００〜５０００ｎｍにすると目的に適っている。この波長のレーザビームは、ガラスによって大体伝送されるが、しかし、それにも拘わらず、充分な程度に構成部品の材料を加熱することができる。
【００３５】
例えば、構成部品に直線状の切断領域を形成するためには、加工過程中、構成部品及びレーザが相対的に相互に動かされる。
【００３６】
構成部品及びレーザを相対的に相互に２次元に動かすと目的に適っており、その際、構成部品は、第１の方向（ｘ方向）に動かされ、レーザは、第１の方向（ｘ方向）に対してほぼ垂直な第２の方向（ｙ方向）に動かされる。このようにして、簡単且つコスト上有利な装置を用いて、レーザと構成部品とを相対的に相互に２次元に動かすことができる。
【００３７】
第１の反射器と第２の反射器との間でレーザビームを、往復するように反射させる別の例では、第２の反射器は、レーザビームを偏光に依存して伝送したり反射させたりして、レーザがレーザビームを第１の反射器とは反対側から入射するように構成されており、その際、レーザビームの偏光の選定は、第２の反射器が入射ビームを伝送し、且つ、第１の反射器がレーザビームの偏光を、第２の反射器がレーザビームを、それに続くレーザビームの照射の際に反射するようにされる。この例では、簡単な構造で、レーザビームを構成部品の同じ位置で複数回反射させることができる。
【００３８】
レーザビームのビームプロフィールがビーム整形手段によって成形されることができる。このようにして、レーザビームのプロフィール、従って、ビームスポットを構成部品に、各々の要求に相応して広い限界内で適合させることができる。
【００３９】
切断領域は、閉じた輪郭を限定しており、又は、一部分は構成部品から切り離される。この例では、例えば、各構成部品から各部分を切断することができる。
【００４０】
レーザビームを構成部品に斜めに配向して、切断領域に構成部品の面が形成されるように構成される。構成部品の切断縁が検出され、その結果、ガラスの、熱によって生じる熱膨張時に、切断縁を相互に滑らかにすることができ、その結果、構成部品の切断された部分を取り出すことによって、構成部品に圧力が加わらない。そうすることによって、切断縁が損傷するのを高い信頼度で回避することができる。
【００４１】
切断過程中、構成部品に機械的な応力をかけて、応力による引きつれ割れが形成されるのを促進することができる。このようにして、切断領域に沿って応力による引きつれ割れを所期のようにガイドすることができ、その際、切断領域が、閉じた輪郭を限定する場合、引きつれ割れ開始個所と、応力による引きつれ割れの終端部とを一致するようにすることができる。機械的な応力は、例えば、曲げ応力にするとよく、そうすることによって、例えば、構成部品内に、構成部品から一部分を切断して取り出す場合に、切断して取り出す部分を支持台の上に載置し、構成部品の、切断領域に隣接している領域は支持されない。このようにして、曲げ応力が生じ、この曲げ応力により、構成部品は切断領域から間隔を置いてゆっくりと下の方に曲げられ、切断して取り出す部分は支持台の上に固定されている。機械的な応力は、例えば、上述のように、構成部品の、切断して取り出す部分を指示台上に載置するようにして、受動的に導入してもよい。しかし、例えば、機械的なローラ又は曲げ装置又は吸い込みクランプ並びに引っ張り及び加圧ユニット付のニューマチックユニットを使って、応力を、アクティブに導入してもよい。任意の他の方法でも、ガラス、セラミック、ガラスセラミック等製の構成部品を、構成部品の切断領域に熱応力による引きつれ割れを形成することによって切断するのに適しており、例えば、切断過程で、その都度構成部品を１つしか加工しない従来技術による方法の場合である。
【００４２】
基本的に、構成部品を冷却する必要はない。殊に、引きつれ割れ開始個所を冷却せずに形成することができる。しかし、その都度の要求に相応する必要がある場合、切断過程中又は切断過程終了後構成部品を冷却してもよい。そのような冷却は、基本的には、応力による引きつれ割れ形成を生じたりせず、又は、引きつれ割れ形成を促進したりせず、寧ろ、構成部品を冷却して構成部品の熱膨張を低減する従来技術から公知である。このようにして、過度の熱膨張によって生じる構成部品の損傷を高い信頼度で回避することができる。更に、このようにして、構成部品の一部分を切断する場合、切断し易くなる。
【００４３】
各々の要求に相応して、対称又は非対称ビームプロフィールのレーザビームを使用してもよく、その際、ビームプロフィールを形成するのに特に回折、ホログラフィック又は屈折光学系又はレーザスキャナーを用いてもよい。このようにして、ほぼ任意の所望のビームプロフィールを簡単に形成することができる。
【００４４】
基本的に、レーザビームのビームプロフィールを、切断過程中変わらないようにしておいてもよい。その都度の要求に応じる必要がある場合には、切断過程中、レーザビームのビームプロフィールを時間的又は空間的に変えてもよい。
【００４５】
切断過程中、出力又はビームプロフィール、又は、レーザビームのフォーカス又は構成部品上のビームスポットの空間位置の制御用の制御手段が設けられている。このようにして、切断過程をオンライン制御することができ、その結果、切断過程を所期のように制御することができる。
【００４６】
センサ手段が設けられており、このセンサ手段は、単数又は複数の構成部品内の機械的な応力を検出し、特に、単数又は複数の構成部品内の機械的な応力の空間分布を検出する。機械的な応力の検出は、例えば、偏光測定によるガラス内の応力複屈折を検出するための装置を使用して行うとよい。その際、透過光作動で、２つの交差偏向器を用いて画像を検出し、評価装置を用いて評価するとよい。評価結果に依存して、例えば、レーザの出力並びに他の処理パラメータは、例えば、ビームプロフィール、強度分布及び構成部品上のビームスポットの空間位置を制御するとよい。
【００４７】
センサ手段が設けられており、センサ手段は、単数又は複数の構成部品内の温度を測定し、殊に、単数又は複数の構成部品内の空間温度分布を測定するとよい。このようにして、構成部品内の温度分布を検出することができ、各々の要求に応じて制御して、所望のように切断領域に沿って熱応力による引きつれ割れを形成することができる。
【００４８】
センサ手段にサーモカメラ又はパイロメータを設けると目的に適っている。その種の装置により、簡単且つ精確に温度を測定することができる。
【００４９】
ビーム方向に順次連続して各構成部品の切断領域を、各構成部品の表面の方向に相互に間隔を置いて配設するとよい。このようにして、例えば、ビーム方向に順次連続して配設された複数の構成部品を階段状に切断することができる。
【実施例】
【００５０】
図１には、構成部品４内に切断線に沿って熱応力による引きつれ割れを形成することによって、ガラス製の構成部品４を切断するための装置２の第１の実施例が示されており、その際、この実施例では、構成部品は、ホウケイ酸ガラス製の平面ガラス板によって形成されている。装置２は、図示されていないレーザ、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを有しており、このレーザは、レーザ光を光導波ファイバ６内に照射し、この光導波ファイバは、加工ヘッド８に保持されている。加工ヘッド８は、光導波ファイバ６から出たフォーカシングレーザビーム１０を、切断領域上にほぼ点状のビームスポットで、平面ガラス板４に切断線の形式で配向し、この切断線に沿って、平面ガラス板４が加熱され、熱応力による引きつれ割れが形成されることによって切断される。
【００５１】
この実施例では、加工ヘッド８は、レーザビーム１０が直角に平面ガラス板４の表面上に照射されるように配設されている。
【００５２】
装置２は反射手段を有しており、反射手段は、この実施例では、第１の反射器１２を有しており、この反射器は、鏡によって形成されており、この鏡の反射面は、平面ガラス板４の表面に対してほぼ平行である。
【００５３】
第１の反射器１２は、平面ガラス板４を透過したビームを切断線の方に反射する（図２に矢印１４によって示されている）。レーザビームを直角に平面ガラス板４の表面上、従って、第１の反射器１２の反射面上に照射するようにして、入射レーザビーム（図１参照）及び反射レーザビーム（図２参照）はほぼ同時に生じ、切断線のほぼ同じ位置に配向される。
【００５４】
装置２の作動時に、入射レーザビーム１０が平面ガラス板４に照射されると、この平面ガラス板４によって部分的に吸収され、部分的に透過され、それから第１の反射器１２の方に照射される。第１の反射器１２は、レーザビームを切断線の方に反射し（図２から分かるように）、その結果、レーザビームは、平面ガラス板を新たに横断し、同じ位置で切断線に沿って、入射ビームが横断する。平面ガラス板４は、レーザビームをほぼ透過し、部分的にしか吸収しないけれども、第１の反射器１２でのレーザビームの反射により、熱応力による引きつれ割れを形成するのに充分な程度に、レーザビームが構成部品４を２回横断し、この際、各々部分的にガラスによって吸収されるようにして、平面ガラス板４を加熱することができる。
【００５５】
平面ガラス板４を直線状に切断線に沿って加熱するために、加工過程中、平面ガラス板４に対して相対的に移動する、図示していない手段が設けられている。この際、第１の反射器１２が加工ヘッド８と共に動くことができる。第１の反射器１２が、加工ヘッド８の全運動中、平面ガラス板４に対して相対的にレーザビームが切断線に沿って反射されるのに充分な大きさの反射面を有する場合、反射器１２を位置固定して設けてもよい。
【００５６】
平面ガラス板４の冷却時に、切断線に沿って、熱応力による引きつれ割れが形成され、その結果、平面ガラス板４が所望のように切断線に沿って切断される。
【００５７】
平面ガラス板４の後ろ側のビーム方向に、別の平面ガラス板１３が設けられ、この平面ガラス板１３は、平面ガラス板１４と同時に加工され、その結果、平面ガラス板１３にも、平面ガラス板４の場合に上述したやり方で熱応力による引きつれ割れが形成される。つまり、平面ガラス板４，１３は同時に切断され、その結果、平面ガラス板４，１３の切断部を特に合理的に形成することができる。平面ガラス板４，１３を同時に切断する場合、平面ガラス板４，１３を相前後して加工する方法に較べて、クロック時間を半分にすることができる。
【００５８】
切断線に沿って平面ガラス板４，１３を照射するために、平面ガラス板４，１３を位置固定して設けて、他方、加工ヘッド８を動かしてもよい。しかし、加工ヘッド８を位置固定して設けて、他方、平面ガラス板４，１３を動かすようにしてもよい。切断過程中、加工ヘッド８も平面ガラス板４，１３も動かすようにしてもよい。
【００５９】
図３には、装置２の第２の実施例が示されており、この装置が、図１の実施例と特に異なるのは、反射手段が第２の反射器１６を有しており、この反射器１６が平面ガラス板４の、加工ヘッド８と同じ側に配設されている点にあり、その際、第１の反射器１２は、レーザによって放射されたレーザビームを平面ガラス板４の透過後第２の反射器１６の方に反射し、その際、第２の反射器１６は、第１の反射器１２によって反射されたビームを切断線の方に反射して戻し（図３から分かるように）、その結果、レーザビームは、反射器１２，１６間で複数回反射されて往復する。このために、第２の反射器１６内に開口部１８が形成されており、この開口部１８を通して、加工ヘッド８は、レーザビームを９０°以下のピーク入射角度αで、平面ガラス板４に配向する。
【００６０】
平面ガラス板４の他に、図３の実施例では、同時に更に別の平面ガラス板が加工され、そのうち、図３には、単に２つの別の平面ガラス板が図示されており、参照番号２０，２２が付けられている。
【００６１】
レーザビームが直角に第１の反射器１２に入射するようにして、第１の反射器１２によって反射されたビームが、平面ガラス板４，２０，２２に所定位置で照射され、レーザによって放射されたビーム１０が切断線上に、この切断線に沿って僅かな間隔を置いて照射される。相応のように、第１の反射器１２と第２の反射器１６との間で、反射ビームが順次連続して切断線に沿って平面ガラス板４，２０，２２上の、相互に僅かに間隔を置いた位置で往復するように反射される。この際、間隔は、平面ガラス板４，２０，２２が切断線に沿って充分な程度加熱されるように選定され、その結果、それに続く冷却時に、所望のように切断線に沿って応力による引きつれ割れが形成される。
【００６２】
図４には、装置２の第３の実施例が示されており、この実施例が、図１の実施例と異なる点は、第２の反射器１６が鏡によって形成されていて、この鏡がレーザビームの偏光に依存して、レーザビームを透過するか、又は、反射するという点にある。第１の反射器１２は、レーザビームの偏光方向が反射時に変化するように構成されている。レーザによって放射される入射レーザビームの偏光は、このレーザビームが第２の反射器１６によって先ず透過されるように選定されている。それに続く、第１の反射器１２での反射時に、レーザ光の偏光は、レーザ光が続いて第２の反射器１６に照射される際に反射されるように制御される。それに続いて、レーザ光は複数回第１の反射器１２と第２の反射器１６との間で往復するように反射される。このようにして、平面ガラス板はレーザビームをほぼ透過するにも拘わらず、平面ガラス板４，２０，２２を照射個所で迅速且つ強く加熱することができる。
【００６３】
図５には、装置２の第４の実施例が図示されており、この装置は、ビーム分割手段を部分透過鏡２４の形式で、レーザビームを分割するために有しており、このレーザビームは、矢印２６の方向で鏡に入射する。鏡２４は、レーザビームを２つの部分ビームに分割し、その際、一方の部分ビームは、光導波ファイバ６を介して加工ヘッド８に誘導され、この部分ビームは、ほぼ直角に構成部品４，２０，２２に配向される。他方の部分ビームは、別の光導波ファイバ２８を介して別の加工ヘッド３０に誘導され、この部分ビームは、ほぼ直角に構成部品４，２０，２２に配向され、つまり、ほぼ同じ位置で、加工ヘッド８が他方の部分ビームを配向する切断線に沿って、両部分ビームがほぼ同時に生じるように配向される。このようにして、レーザビームが構成部品４，２０，２２を２回同じ個所で切断線に沿って横断するようにでき、その結果、この位置で、構成部品４，２０，２２を強く加熱することができる。
【００６４】
ビーム分割手段によって、レーザのレーザビームを分割する代わりに、２つの別個のレーザを用いてもよい。
【００６５】
図６には、装置の第５の実施例が示されており、この実施例が図４の実施例と異なるのは、第１の反射器として、入射レーザビーム１０を構成部品４，２０，２２に反射する反射器３２が使用され、その際、構成部品４，２０，２２に構成された直線状の切断領域３４，３６，３８が、構成部品４，２０，２２の表面の方向に相互に間隔を置いて配置され、その際、上下に配置された各構成部品４，２０，２２が階段状に切断される（図６から分かる）。このようにして、同一形状の構成部品４，２０，２２を唯一の切断過程で種々異なって切断することができる。
【００６６】
図７には、装置２の第６の実施例が図示されており、この装置が、図４の実施例と異なる点は、レーザビーム１０が斜めに構成部品２０，４，２２の表面に配向され、つまり、構成部品２０，４，２２の表面上で法線に関して角度αで配向される。更に、第１の反射器１２は、構成部品２０，４，２２の表面に対して平行な面に関して角度αで傾斜しており、その結果、レーザによって放射されるレーザビーム１０及び第１の反射器１２によって反射されるレーザビームは、構成部品４，２０，２２をほぼ同じ個所で横断する。このようにして、構成部品２０，４，２２の切断領域３４，３６，３８に、応力による引きつれ割れによって、各々１つの面（図７から分かるような）が形成される。この面によって、熱膨張に起因して構成部品４，２０，２２が不所望に損傷するのが阻止される。と言うのは、各々の切断領域３４，３６，３８の両側に位置して接触する切断縁部が加熱膨張時に相互に滑るからである。
【００６７】
図８には、装置２の第７の実施例が示されており、この実施例では、構成部品４，２０，２２は、エアクッション４０上に第１の反射器１２に対して間隔を置いて支持されている。この実施例では、切断領域３４，３６，３８は、直線状に構成されており、この実施例でほぼ矩形状の閉じた輪郭を限定しており、その結果、切断過程の終了後、各構成部品２０，４，２２から各々１つの部分４２，４４，４６が切断して取り出される（図８の下側領域に示されている）。構成部品２０，４，２２の切断領域３４乃至３６乃至３８に各々１つの熱応力による引きつれ割れを形成し、且つ、この熱応力による引きつれ割れを所期のように形成するために、この実施例では、構成部品２０，４，２２内に所期の機械的な応力が導入される。このために、各構成部品２０，４，２２は、図示していない支持台上に載置され、この支持台の輪郭は、切断領域３４，３６，３８の輪郭に相応している。従って、構成部品２０，４，２２は、切断して取り出される部分４２，４４，４６の領域内で下側から支持され、他方、構成部品の自由端は、その重力下で下側に曲げられる。切断過程中、構成部品２０，４，２２は、ゆっくりと下側に向かって低下し、他方、切断して取り出される部分４２，４４，４６は、支持台によって保持されている。
【００６８】
図９及び１０には、レーザビーム１０の可能なビームプロフィールが分かり易く示されている。
【００６９】
図１０の最初の列の左側には、第１の可能なビームプロフィールが図示されており、このビームプロフィールは、図示していないビーム整形手段を用いて構成部品２０上に形成される。図１０には、第１の列の真ん中に、構成部品４上に同時に形成されるビームプロフィールが示されており、他方、図１０の第１の列の右側には、構成部品２２上に同時に形成されるビームプロフィールが示されている。第１列に示されたビームプロフィールに較べて分かることは、適切なビーム整形手段によって構成部品２０，４，２２上に同時に種々異なる、レーザビーム１０のビームプロフィールを形成することができるということである。
【００７０】
図１０の第２の列には、ビームプロフィールの別の実施例が示されており、その際、この実施例では、構成部品４，２０，２２上に同様に種々異なったビームプロフィールが形成される。
【００７１】
図１０の第３の列には、ビームプロフィールの別の実施例が示されており、その際、構成部品２０，４，２２上には、同じビームプロフィールが形成されている。
【００７２】
最後に、図１０の第４の列には、ほぼ円形状のビームプロフィールが示されており、その際、構成部品２０，２２上で、円形ビームプロフィールは同じ直径を有しており、他方、構成部品４上では、少し小さな直径を有している。
【００７３】
図１０から分かるように、図１０の上側の列並びに下側の列の両方に示されたビームプロフィールは、軸線対称であり、他方、第３の列に示されたビームプロフィールは、非対称なビームプロフィールである。
【００７４】
ビームプロフィール、殊に、非対称なビームプロフィールを適切に選択することによって、加工すべき構成部品内に任意の適切な温度分布、例えば、非対称な温度分布を形成することができ、例えば、構成部品内に適切な任意の応力分布、例えば、対称的な応力分布となるような、温度分布を相応に選択する際に形成される。
【００７５】
図１０に示されたビームプロフィールは、時間的に均一なビーム横断面のレーザを使用して形成される。しかし、ビームプロフィールは、ビームスポットがその都度形成されるビームプロフィールよりも小さなレーザスキャナを使用しても形成することができる。このビームプロフィールは、そのような構成部品を用いる際に、レーザスキャナが構成部品を迅速に順次連続してビームプロフィールに相応する面上で走査されるようにして形成される。
【００７６】
図１１には、切断過程の開始時にレーザビームを用いて開始領域４２で引きつれ割れ開始個所４４が形成され、この個所から後続の切断過程の経過で切断領域が拡がるのが分かり易く示されている。
【００７７】
本発明によると、レーザビーム１０の強度又はビームプロフィール又はフォーカスが制御され、その際、引きつれ割れ開始個所４４が構成部品２０，４での材料除去がほぼなしで形成される。このために、レーザビーム１０は、引きつれ割れの形成時に、例えば、構成部品２０，４の表面の下側の領域にフォーカシングされる。引きつれ割れ開始個所が、構成部品２０，４に材料除去がほぼなくて形成されるようにすることによって、引きつれ割れ開始個所を、同時にビーム方向に順次連続して配設した構成部品２０，４に形成することができる。引きつれ開始個所を形成する際、構成部品２０，４は冷却されない。引きつれ割れ開始個所は、専らレーザビーム１０のフォーカスの強度又はビームプロフィール又はフォーカスを制御することによって形成される。
【００７８】
本発明によると、切断過程の開始時に、引きつれ割れの開始領域内にレーザビームを用いて、前記構成部品に切断開始個所を形成し、後続の切断過程の経過中、前記切断開始個所から切断ゾーンを開始する際に、構成部品に材料を大して切除せずに切断開始個所が形成されるように、レーザビームの強度又はビームプロフィール又は焦点を制御する。切断開始個所を形成する際に、構成部品の表面の下側の領域にレーザビームをフォーカシングすることができる。構成部品の周縁部から間隔を置いた位置に切断開始個所を形成することができる。レーザビームのビーム方向で構成部品全体を通るように、切断開始個所を形成することができる。開始領域から出発する熱応力による引きつれ割れを続けるためにレーザビームを前記開始領域に配向し、切断過程の後続の経過中、切断領域に沿って前記レーザビームを動かすことができる。開始領域から出発する熱応力による引きつれ割れを続けるためにレーザビームを、前記開始領域から間隔を置いた領域に配向し、切断過程の後続の経過中、切断領域に沿って、熱応力による引きつれ割れが形成されるように制御することができる。レーザビームのビーム方向に前後して設けられた少なくとも２つの構成部品を同時に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の方法の説明に供する第１の実施例の略図。
【図２】図１の実施例を、ビームの反射を分かり易くするために、図１と同様に示した図。
【図３】本発明の方法の説明に供する第２の実施例を図１と同様に示した図。
【図４】本発明の方法の説明に供する第３の実施例の斜視略図。
【図５】本発明の方法の説明に供する第４の実施例を、図４と同様に示した図。
【図６】本発明の方法の説明に供する第５の実施例を、図４と同様に示した図。
【図７】本発明の方法の説明に供する第６の実施例を、図４と同様に示した図。
【図８】本発明の方法の説明に供する第７の実施例を、図４と同様に示した図。
【図９】図４の実施例を図４の実施例よりも小さな尺度で、図４と同様に示した図。
【図１０】レーザビームの種々の可能なビームスポットを示す図。
【図１１】引きつれ割れ開始個所を形成するための本発明の方法を分かり易くするための、図４の実施例を、図４と同様に示した図。
【符号の説明】
【００８０】
２  装置
４，２０，２２  構成部品、平面ガラス板
６  光導波ファイバ
８  加工ヘッド
１０  フォーカシングレーザビーム
１２  第１の反射器
１３  別の平面ガラス板
１４  平面ガラス板
１６  第２の反射器
１８  開口部
２４  部分透過鏡
２８  別の光導波ファイバ
３２  反射器
３４，３６，３８  切断領域
４０  エアクッション
４２  開始領域
４４  引きつれ割れ開始個所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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