(57)【要約】【課題】切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を抑制すること。【解決手段】強化ガラス板１０に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法。設計形状に基づく第１の切断予定線３５ａに沿って、レーザ光を走査することにより、第１のパネルを切り出すステップと、切り出された第１のパネルの寸法を測定し、第１の寸法誤差Δ１を求めるステップと、第１の寸法誤差Δ１に基づいて、第１の切断予定線３５ａを補正することにより、第２の切断予定線３５ｂを決定するステップと、第２の切断予定線３５ｂに沿って、レーザ光を走査することにより、第２のパネルを切り出すステップと、を備える。【選択図】図７
2015120604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法であって、
設計形状に基づく第１の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第１のパネルを切り出すステップと、
切り出された前記第１のパネルの寸法を測定し、第１の寸法誤差を求めるステップと、
前記第１の寸法誤差に基づいて、前記第１の切断予定線を補正することにより、第２の切断予定線を決定するステップと、
前記第２の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第２のパネルを切り出すステップと、を備えた、強化ガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記第１の寸法誤差に基づいて、前記第１の切断予定線を、前記第１の切断予定線の法線方向にシフトさせ、前記第２の切断予定線とすることを特徴とする請求項１に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記第１の切断予定線を、前記第１の切断予定線の法線方向に前記第１の寸法誤差だけシフトさせ、前記第２の切断予定線とすることを特徴とする請求項２に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項４】
切り出された前記第２のパネルの寸法を測定し、第２の寸法誤差を求めるステップと、
前記第２の寸法誤差に基づいて、前記第２の切断予定線を補正することにより、第３の切断予定線を決定するステップと、
前記第３の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第３のパネルを切り出すステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項５】
切り出された前記第２のパネルの寸法を測定し、第２の寸法誤差を求めるステップと、
前記第２の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第３のパネルを切り出すステップと、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記第１の切断予定線がコーナー部と直線部とを含み、
前記直線部における前記レーザ光の単位照射面積あたりの照射エネルギーＥ１よりも、前記コーナー部における前記レーザ光の単位照射面積あたりの照射エネルギーＥ２を、大きくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項７】
前記コーナー部における前記照射エネルギーＥ２から前記直線部における前記照射エネルギーＥ１への切換速度を、前記直線部における前記照射エネルギーＥ１から前記コーナー部における前記照射エネルギーＥ２への切換速度よりも、小さくすることを特徴とする請求項６に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項８】
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板切断システムであって、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って、前記レーザ光が走査するように制御する制御部と、
前記レーザ光の走査により切り出されたパネルの寸法を測定する測定部と、
測定された寸法から寸法誤差を算出する寸法誤差算出部と、
前記寸法誤差に基づいて、前記切断予定線の形状データを補正する補正部と、を備えた、強化ガラス板切断システム。
【請求項９】
前記形状データが格納される記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の強化ガラス板切断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断システムに関し、特にレーザ光による内部加熱を利用した強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Data Assistance）などの携帯機器では、ディスプレイのカバーや基板にガラス板が使用されている。携帯機器における薄型化・軽量化の要求から、ガラス板についても強度の高い強化ガラス板を用いることにより、薄型化・軽量化が図られるようになってきた。
【０００３】
ところで、ガラス板の切断は、通常、ダイヤモンド等の硬質のローラやチップにより、主面に機械的にスクライブ線を導入し、当該スクライブ線に沿って折曲力を加えることによりなされる。このような手法では、スクライブ線の導入により、ガラス板の切断端面に多数の微細クラックが生成されることになる。従って、強化ガラス板であるにもかかわらず、切断端部に充分な強度が得られないという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、近年、レーザ光により強化ガラス板の内部を加熱し、強化ガラス板の主面でなく端面に導入した初期クラックの伸展を制御することにより、強化ガラス板を切断する方法が開発された。このようなレーザ光を用いた切断では、従来のように、強化ガラス板の主面にスクライブ線を導入する必要がない。そのため、切断端面に上述の微細クラックが生成されることもなく、高強度の強化ガラス板を得ることができる。特許文献１には、レーザ光によりガラス板を切断する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１２６９７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、レーザ光を用いた強化ガラス板の切断に関し、以下の課題を見出した。
レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する場合、切断予定線に沿ってレーザ光を走査しても、曲線部、特にコーナー部において切断線が切断予定線から外側に外れ、切り出された強化ガラスパネルが寸法不良となるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みなされたものであって、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を抑制した強化ガラス板の切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断方法であって、
設計形状に基づく第１の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第１のパネルを切り出すステップと、
切り出された前記第１のパネルの寸法を測定し、第１の寸法誤差を求めるステップと、
前記第１の寸法誤差に基づいて、前記第１の切断予定線を補正することにより、第２の切断予定線を決定するステップと、
前記第２の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第２のパネルを切り出すステップと、を備えた、ものである。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１の態様において、
前記第１の寸法誤差に基づいて、前記第１の切断予定線を、前記第１の切断予定線の法線方向にシフトさせ、前記第２の切断予定線とすることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第２の態様において、
前記第１の切断予定線を、前記第１の切断予定線の法線方向に前記第１の寸法誤差だけシフトさせ、前記第２の切断予定線とすることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１〜３のいずれか一つの態様において、
切り出された前記第２のパネルの寸法を測定し、第２の寸法誤差を求めるステップと、
前記第２の寸法誤差に基づいて、前記第２の切断予定線を補正することにより、第３の切断予定線を決定するステップと、
前記第３の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第３のパネルを切り出すステップと、をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１〜３のいずれか一つの態様において、
切り出された前記第２のパネルの寸法を測定し、第２の寸法誤差を求めるステップと、
前記第２の切断予定線に沿って、前記レーザ光を走査することにより、第３のパネルを切り出すステップと、をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第１〜５のいずれか一つの態様において、
前記第１の切断予定線がコーナー部と直線部とを含み、
前記直線部における前記レーザ光の単位照射面積あたりの照射エネルギーＥ１よりも、前記コーナー部における前記レーザ光の単位照射面積あたりの照射エネルギーＥ２を、大きくすることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第７の態様に係る強化ガラス板の切断方法は、前記第６の態様において、
前記コーナー部における前記照射エネルギーＥ２から前記直線部における前記照射エネルギーＥ１への切換速度を、前記直線部における前記照射エネルギーＥ１から前記コーナー部における前記照射エネルギーＥ２への切換速度よりも、小さくすることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第８の態様に係る強化ガラス板切断システムは、
圧縮応力が残留する表面層及び裏面層と、当該表面層及び裏面層との間に形成され、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板に、レーザ光を照射して切断する強化ガラス板の切断システムであって、
前記強化ガラス板の切断予定線に沿って、前記レーザ光が走査するように制御する制御部と、
前記レーザ光の走査により切り出されたパネルの寸法を測定する測定部と、
測定された寸法から寸法誤差を算出する寸法誤差算出部と、
前記寸法誤差に基づいて、前記切断予定線の形状データを補正する補正部と、を備えた、ものである。
【００１６】
本発明の第９の態様に係る強化ガラス板切断システムは、前記第８の態様において、
前記形状データが格納される記憶部をさらに備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を抑制した強化ガラス板の切断方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の断面図である。
【図２】レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
【図３】強化ガラス板の切断方法を説明するための斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】実施の形態１に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図７】図６におけるコーナー部Ｃ１近傍の拡大図である。
【図８】本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムのブロック図である。
【図９】図８のブロック図において、１回目の切断でのデータの流れを示す図である。
【図１０】図８のブロック図において、２回目の切断でのデータの流れを示す図である。
【図１１】図８のブロック図において、３回目の切断でのデータの流れを示す図である（２回目の切断での寸法誤差Δ２が許容範囲以内でない場合）。
【図１２】本実施の形態の比較例に係る強化ガラス板切断システムのブロック図である。
【図１３】実施例１に係る強化ガラス板の切断方法に用いた冷却ノズルの断面図である。
【図１４】１回目の切断での強化ガラスパネル４０の寸法測定結果を示す図である。
【図１５】２回目の切断での強化ガラスパネル４０の寸法測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、図１〜５を参照して、強化ガラス板の構造、及び強化ガラス板の切断方法について説明する。
まず、図１、２を参照して、強化ガラス板の構造について説明する。図１は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板１０の断面図である。図１において、矢印の方向は、残留応力の作用方向を示し、矢印の大きさは、応力の大きさを示す。図１に示すように、強化ガラス板１０は、表面層１３及び裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられた中間層１７とを有する。表面層１３及び裏面層１５には、下記の風冷強化法や化学強化法により圧縮応力が残留している。また、その反作用として、中間層１７には引張応力が残留している。
【００２１】
強化ガラス板１０は、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。強化用のガラスの種類は、用途に応じて選択される。例えば、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラス、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用のガラス基板、カバーガラスの場合、強化用のガラスとしては、アルカリアルミノシリケートガラスやソーダライムガラスが用いられる。
【００２２】
風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面及び裏面から急冷し、ガラスの表面及び裏面と内部との間に温度差をつけることで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。風冷強化法は、厚いガラスを強化するのに好適である。
【００２３】
化学強化法は、ガラスの表面及び裏面をイオン交換し、ガラスに含まれる小さなイオン半径のイオン（例えば、Ｌｉイオン、Ｎａイオン）を、大きなイオン半径のイオン（例えば、Ｋイオン）に置換することで、圧縮応力が残留する表面層及び裏面層を形成する。化学強化法は、アルカリアルミノシリケートガラスやソーダライムガラスを強化するのに好適である。
【００２４】
図２は、レーザ光を照射する前の強化ガラス板の残留応力の分布を示す模式図である。
図２に示すように、表面層１３及び裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２及び裏面１４から内部に向けて徐々に小さくなる傾向がある。また、中間層１７に残留する引張応力（＞０）は、ガラスの内部から表面１２及び裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
【００２５】
図２において、ＣＳは表面層１３や裏面層１５における最大残留圧縮応力（表面圧縮応力）（＞０）、ＣＴは中間層１７における内部残留引張応力（中間層１７の残留引張応力の平均値）（＞０）、ＤＯＬは表面層１３及び裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。最大残留圧縮応力ＣＳや内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、最大残留圧縮応力ＣＳや内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、風冷強下法の場合、ガラスの冷却速度などで調節可能である。また、最大残留圧縮応力ＣＳ、内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３及び裏面層１５の厚さＤＯＬは、化学強化法の場合、ガラスを処理液（例えば、ＫＮＯ３溶融塩）に浸漬してイオン交換するので、処理液の濃度や温度、浸漬時間などで調節可能である。なお、本実施の形態の表面層１３及び裏面層１５は、同じ厚さＤＯＬ及び最大残留圧縮応力ＣＳを有するが、異なる厚さや最大残留圧縮応力を有してもよい。
【００２６】
図３は、強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図３に示すように、強化ガラス板１０の表面１２にレーザ光２０を照射し、強化ガラス板１０の表面１２上で、レーザ光２０の照射領域２２を移動（走査）させることで、強化ガラス板１０に応力を印加して、強化ガラス板１０を切断する。
【００２７】
強化ガラス板１０の端部には、切断開始位置に、初期クラックが予め形成されている。初期クラックの形成方法は、一般的な方法であって良く、例えばカッタやヤスリ、レーザで形成される。なお、上述の通り、レーザ光を用いた内部加熱切断では、強化ガラス板１０の表面１２に、切断予定線に沿ったスクライブ線（溝線）を形成する必要がない。
【００２８】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の端部から内側に向けて、切断予定線に沿って、直線状や曲線状に移動される。これによって、強化ガラス板１０の端部から内側に向けてクラック３０を伸展させ、強化ガラス板１０を切断する。
【００２９】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２を移動させるため、強化ガラス板１０を支持する保持具を、移動又は回転してもよいし、レーザ光２０の光源を移動してもよい。また、レーザ光２０の経路の途中に設けられるミラーを回転してもよい。
【００３０】
強化ガラス板１０の表面１２上において、レーザ光２０の照射領域２２は、強化ガラス板１０の厚さや、最大残留圧縮応力ＣＳ、内部残留引張応力ＣＴ、表面層１３や裏面層１５の厚さＤＯＬ、レーザ光２０の光源の出力などに応じた速度で移動される。
【００３１】
レーザ光２０の光源としては、特に限定されないが、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などが挙げられる。レーザ光２０の発振方式に制限はなく、レーザ光を連続発振するＣＷレーザ、レーザ光を断続発振するパルスレーザのいずれも使用可能である。また、レーザ光２０の強度分布に制限はなく、ガウシアン型であっても、トップハット型であってもよい。
【００３２】
光源から出射されたレーザ光２０は、集光レンズなどで集光され、強化ガラス板１０の表面１２に結像される。レーザ光２０の集光位置は、強化ガラス板１０の表面１２を基準として、レーザ光源側であってもよいし、裏面１４側であってもよい。また、加熱温度が高くなりすぎない、すなわち徐冷点以下を保てる集光面積であれば、レーザ光２０の集光位置は強化ガラス板１０中であってもよい。
【００３３】
レーザ光２０の光軸は、強化ガラス板１０の表面１２において、例えば図３に示すように表面１２と直交していてもよいし、表面１２と斜めに交わっていてもよい。
【００３４】
レーザ光２０に対する強化ガラス板１０の吸収係数をα（ｃｍ−１）、強化ガラス板１０の厚さをｔ（ｃｍ）として、強化ガラス板１０とレーザ光２０とが、０＜α×ｔ≦３．０の式を満たす場合、レーザ光２０のみの作用ではなく、中間層１７の残留引張応力によるクラックの伸展を利用して強化ガラス板１０を切断することができる。すなわち、上記条件で、レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱することによって、中間層１７の残留引張応力によって強化ガラス板１０に生じるクラック３０の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３０によって強化ガラス板１０を切断することが可能となる。なお、中間層１７を徐冷点以下の温度で加熱するのは、徐冷点を超えて加熱すると、レーザ光が通過する短時間でもガラスが高温となり粘性流動が発生しやすい状態となるため、この粘性流動によりレーザ光によって発生させた圧縮応力が緩和されるからである。
【００３５】
強化ガラス板１０に入射する前のレーザ光２０の強度をＩ０とし、強化ガラス板１０中を距離Ｌ（ｃｍ）だけ移動したときのレーザ光２０の強度をＩとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−α×Ｌ）の式が成立する。この式は、ランベルト・ベールの法則と呼ばれるものである。
【００３６】
α×ｔを０より大きく３．０以下とすることで、レーザ光２０が、強化ガラス板１０の表面で吸収されずに内部にまで到達するようになるため、強化ガラス板１０の内部を十分に加熱できる。その結果、強化ガラス板１０に生じる応力は、図１に示す状態から、図４や図５に示す状態に変化する。
【００３７】
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図であって、レーザ光の照射領域を含む断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図であって、図４に示す断面よりも後方の断面である。ここで、「後方」とは、レーザ光２０の走査方向後方を意味する。図４及び図５において、矢印の方向は、応力の作用方向を示し、矢印の長さは、応力の大きさを示す。
【００３８】
レーザ光２０の照射領域２２における中間層１７では、レーザ光２０の強度が十分に高いので、温度が周辺に比べて高くなり、図１及び図２に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、又は、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、又は、圧縮応力が生じている部分では、クラック３０の伸展が抑制される。クラック３０の伸展を確実に防止するため、図４に示すように、圧縮応力が生じていることが好ましい。
【００３９】
なお、図４に示すように、レーザ光２０の照射領域２２における表面層１３や裏面層１５では、図１及び図２に示す残留圧縮応力よりも大きい圧縮応力が生じているので、クラック３０の伸展が抑制されている。
【００４０】
図４に示す圧縮応力との釣り合いのため、図４に示す断面よりも後方の断面では、図５に示すように、中間層１７に引張応力が生じる。この引張応力は、残留引張応力よりも大きく、引張応力が所定値に達している部分に、クラック３０が形成される。クラック３０は強化ガラス板１０の表面１２から裏面１４まで貫通しており、図３に示す切断は所謂フルカット切断である。
【００４１】
この状態で、レーザ光２０の照射領域２２を移動させると、照射領域２２の位置に追従するようにクラック３０の先端位置が移動する。すなわち、図３に示す切断方法では、強化ガラス板１０を切断する際に、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力（図５参照）によりクラック３０の伸展方向を制御し、レーザ光が照射されている領域に発生する圧縮応力（図４参照）を用いて、クラック３０の伸展をおさえながら切断している。よって、クラック３０が切断予定線から外れて自走することを抑制することができる。
【００４２】
ガラスは、用途によっては、高い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは０に近い程よい。しかし、α×ｔは、小さすぎると吸収効率が悪くなるので、好ましくは０．０００５以上（レーザ光吸収率０．０５％以上）、より好ましくは０．００２以上（レーザ光吸収率０．２％以上）、さらに好ましくは０．００４以上（レーザ光吸収率０．４％以上）である。
【００４３】
ガラスは、用途によっては、逆に低い透明度が要求されるので、使用レーザ波長が可視光の波長領域に近い場合はα×ｔは大きい程よい。しかし、α×ｔが大きすぎるとレーザ光の表面吸収が大きくなるのでクラック伸展を制御できなくなる。このため、α×ｔは、好ましくは３．０以下（レーザ光吸収率９５％以下）、より好ましくは０．１以下（レーザ光吸収率１０％以下）、さらに好ましくは０．０２以下（レーザ光吸収率２％以下）である。
【００４４】
ところで、中間層１７の内部残留引張応力ＣＴが３０ＭＰａ以上になると、中間層１７の残留引張応力のみで、強化ガラス板１０に形成されたクラックが自然に伸展する（自走する）ことが分かっている。そこで、切断に使用される引張応力のうち、中間層１７の残留引張応力が、レーザ光２０によって発生する引張応力よりも支配的となるように、内部残留引張応力ＣＴは、１５ＭＰａ以上であることが好ましい。これによって、強化ガラス板１０の内部において、引張応力が所定値に達する位置、即ち、クラック３０の先端位置と、レーザ光２０の位置との間の距離が十分に短くなるので、切断精度を向上できる。
【００４５】
中間層１７の内部残留引張応力ＣＴは、より好ましくは３０ＭＰａ以上、さらに好ましくは４０ＭＰａ以上である。内部残留引張応力ＣＴが３０ＭＰａ以上であると、切断に使用される引張応力は中間層１７の残留引張応力のみとなり、切断線の軌跡精度をさらに向上できる。
【００４６】
吸収係数αは、レーザ光２０の波長、強化ガラス板１０のガラス組成などで定まる。例えば、強化ガラス板１０中の酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４を含む）の含有量、酸化銅（ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏを含む）の含有量が多くなる程、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数αが大きくなる。さらに、強化ガラス板１０中の希土類元素（例えばＹｂ）の酸化物の含有量が多くなる程、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数αが大きくなる。
【００４７】
１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域での吸収係数αは、用途に応じて設定される。例えば、自動車用窓ガラスの場合、吸収係数αは３ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、建築用窓ガラスの場合、吸収係数αは０．６ｃｍ−１以下であることが好ましい。また、ディスプレイ用ガラスの場合、吸収係数αは０．２ｃｍ−１以下であることが好ましい。
【００４８】
レーザ光２０の波長は、２５０〜５０００ｎｍであることが好ましい。レーザ光２０の波長を２５０〜５０００ｎｍとすることで、レーザ光２０の透過率と、レーザ光２０による加熱効率とを両立できる。レーザ光２０の波長は、より好ましくは３００〜４０００ｎｍ、さらに好ましくは８００〜３０００ｎｍである。
【００４９】
強化ガラス板１０中の酸化鉄の含有量は、強化ガラス板１０を構成するガラスの種類によるが、ソーダライムガラスの場合、例えば０．０２〜１．０質量％である。この範囲で酸化鉄の含有量を調節することで、１０００ｎｍ付近の近赤外線波長領域でのα×ｔを所望の範囲に調節可能である。酸化鉄の含有量を調節する代わりに、酸化コバルトや酸化銅、希土類元素の酸化物の含有量を調節してもよい。
【００５０】
強化ガラス板１０の厚さｔは、用途に応じて設定されるが、０．０１〜０．２ｃｍであることが好ましい。化学強化ガラスの場合、厚さｔを０．２ｃｍ以下とすることで、内部残留引張応力ＣＴを十分に高めることができる。一方、厚さｔが０．０１ｃｍ未満になると、ガラスに化学強化処理を施すことが難しい。厚さｔは、より好ましくは０．０３〜０．１５ｃｍ、さらに好ましくは０．０５〜０．１５ｃｍである。
【００５１】
さらに、本実施の形態に係る強化ガラス板の切断方法について詳細に説明する。図６は、本実施の形態に係る強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。図６は、強化ガラス板１０を上面から見た図である。また、強化ガラス板１０に示す破線は、上記で説明した切断方法を用いて、強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出すための第１の切断予定線３５ａを示している。強化ガラスパネル４０は、所定の曲率半径Ｒを有する４つのコーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、及び直線部４１、４２、４３、４４を有する四角形状である。なお、図６に示す強化ガラスパネル４０の形状は一例であり、他の任意の形状の強化ガラスパネル４０を強化ガラス板１０から切り出す場合にも、本実施の形態に係る強化ガラスの切断方法を用いることができる。
【００５２】
１回目に強化ガラス板１０から強化ガラスパネル４０を切り出す際は、第１の切断予定線３５ａを通過するようにレーザ光を走査する。具体的には、直線部４１の延長上の端面に位置する切断開始位置４５からレーザ光の走査を開始する。そして、直線部４１、コーナー部Ｃ１、直線部４２、コーナー部Ｃ２、直線部４３、コーナー部Ｃ３、直線部４４、コーナー部Ｃ４、を経由して、コーナー部Ｃ４と直線部４１との接続点である切断終了位置４６までレーザ光を走査する。このとき、切断開始位置４５、つまり強化ガラス板１０の端部には初期クラックが予め形成されている。初期クラックは、例えばカッタ、ヤスリ、レーザで形成することができる。
【００５３】
上述のように、強化ガラス板１０を切断する際、レーザ光が照射されている領域に発生する圧縮応力（図４参照）を用いて、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力（図５参照）によるクラックの伸展を抑えながら切断している。このとき、走査方向後方に発生する引張応力によるクラックの伸展は、レーザ光の走査軌跡の接線方向に向かう性質がある。このため、図６に示す強化ガラスパネル４０では、４つのコーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４では切断線が第１の切断予定線３５ａからその外側にずれ易い。なお、コーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の曲率半径Ｒが小さい程（つまり、カーブが急になる程）、クラックの伸展方向を制御するのが難くなる。
【００５４】
本実施の形態に係る切断方法の１つの特徴は、強化ガラスパネル４０の設計形状（第１の切断予定線３５ａ）に沿ってレーザ光を走査することにより切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差に基づいて、レーザ光の走査経路を補正することである。これにより、特にコーナー部における設計形状からのずれ（寸法誤差）を低減することができる。図７を参照してこの点について、説明する。図７は、図６におけるコーナー部Ｃ１近傍の拡大図である。
【００５５】
図７には、第１の切断予定線３５ａと、第１の切断予定線３５ａに沿ってレーザ光を走査した場合の実際の切断線３５１と、第１の切断予定線３５ａを寸法誤差Δ１だけシフトした第２の切断予定線３５ｂと、の関係が、模式的に図示されている。第１の切断予定線３５ａ、第２の切断予定線３５ｂは破線、切断線３５１は実線で示されている。
【００５６】
まず、設計形状つまり第１の切断予定線３５ａに沿ってレーザ光を走査し、１枚目の強化ガラスパネル４０を切り出す。この場合、実際の切断線３５１は、図７に示すように、コーナー部Ｃ１の外側にはみ出した形状となる。
次に、実際の切断線３５１により切り出された１枚目の強化ガラスパネル４０の形状を測定する。そして、測定された１枚目の強化ガラスパネル４０の切断形状と設計形状とを比較することにより、切断形状の寸法誤差Δ１を求める。例えば、第１の切断予定線３５ａの法線方向における切断線３５１との距離を寸法誤差Δ１とする。ここで、図７に示すように、設計形状は第１の切断予定線３５ａにより規定され、切断形状は切断線３５１により規定される。
【００５７】
次に、第１の切断予定線３５ａを、第１の切断予定線３５ａ（設計形状）の法線方向において、切断線３５１（切断形状）と反対側に寸法誤差Δ１だけシフトし、第２の切断予定線３５ｂとする。
そして、２枚目の強化ガラス板１０について、第２の切断予定線３５ｂに沿って、レーザ光を走査し、２枚目の強化ガラスパネル４０を切り出す。
【００５８】
以下については図示されていないが、２枚目の強化ガラスパネル４０の切断形状の寸法誤差Δ２が所望の許容範囲以内であれば、３枚目以降の強化ガラス板１０についても、第２の切断予定線３５ｂに沿って、レーザ光を走査し、強化ガラスパネル４０を切り出す。
一方、２枚目の強化ガラスパネル４０の切断形状の寸法誤差Δ２が所望の許容範囲以内でなければ、上記と同様の操作を繰り返す。つまり、第２の切断予定線３５ｂを、第１の切断予定線３５ａ（設計形状）の法線方向において、寸法誤差Δ２だけさらにシフトし、第３の切断予定線とする。そして、この第３の切断予定線に沿って、レーザ光を走査し、３枚目の強化ガラスパネル４０を切り出す。
【００５９】
このように、本実施の形態に係る強化ガラス板の切断方法では、１回目の切断での寸法誤差Δ１を２回目の切断にフィードバックすることにより、２回目の切断での寸法誤差を低減するように、レーザ光２０の照射領域の走査経路を補正することができる。図７の例では、１回目の走査経路である第１の切断予定線３５ａから２回目の走査経路である第２の切断予定線３５ｂへ補正している。これにより、特にコーナー部における設計形状からのずれ（寸法誤差）を低減することができ、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を効果的に抑制することができる。
【００６０】
ここで、寸法誤差Δ１は、第１の切断予定線３５ａ上の位置により変化する変数である。図７の例では、第２の切断予定線３５ｂを決定するためのシフト量として寸法誤差Δ１そのものを用いている。しかしながら、寸法誤差Δ１に応じた値（つまり寸法誤差Δ１を変数とする何らかの関数の値）をシフト量として第２の切断予定線３５ｂを決定すればよい。単純な例としては、寸法誤差Δ１に所定の係数を掛けた値をシフト量として第２の切断予定線３５ｂを決定してもよい。
【００６１】
上述のように、１枚目の強化ガラスパネル４０の切断形状の寸法誤差Δ１に応じて切断予定線を補正するとは言え、寸法誤差Δ１は、そもそも小さい方が好ましい。単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーが大きいほど、レーザ光に対するクラック伸展の追従性が向上し、寸法誤差Δ１も小さくすることができる。そのため、コーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４において直線部４１、４２、４３、４４よりも強化ガラス板１０に照射される単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを大きくするのが好ましい。ここで、曲率半径Ｒが小さい程、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを大きくするのが好ましい。このような手法により、直線部でのエネルギー効率を維持しつつ、コーナー部での切断精度を向上させることができる。
【００６２】
単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）は、レーザ光の出力（レーザ出力）をＰ（Ｗ）、レーザ光の走査速度をｖ（ｍｍ／ｓ）、強化ガラス板１０に照射されるレーザ光のビーム径をφ（ｍｍ）とすると、次の式１で表すことができる。
Ｅ（Ｊ／ｍｍ２）＝Ｐ（Ｗ）／（ｖ（ｍｍ／ｓ）×φ（ｍｍ））  ・・・式１
【００６３】
すなわち、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）は、レーザ光が単位時間（１秒間）に強化ガラス板１０を走査する面積あたりのエネルギーである。以下では、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを、単位照射エネルギーとも記載する。
【００６４】
例えば、上記の式１より、レーザ光の照射領域の移動速度（走査速度）ｖ（ｍｍ／ｓ）を遅くすることで、単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を大きくすることができる。また、レーザ出力Ｐ（Ｗ）を大きくすることで、単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を大きくすることができる。また、レーザ光の照射領域の面積（つまり、ビーム径φ）を小さくすることで、単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を大きくすることができる。
【００６５】
また、強化ガラス板１０の吸収係数αが大きくなるにつれて、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を小さくしてもよい。吸収係数αが大きい場合は、強化ガラス板１０に吸収されるエネルギーが多くなるため、その分だけ単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を小さくすることができる。
【００６６】
また、強化ガラス板の厚さｔが厚くなるにつれて、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を大きくしてもよい。強化ガラス板の厚さｔが厚い場合は、強化ガラス板１０に供給するエネルギーを多くする必要があるため、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を大きくすることが好ましい。また、強化ガラス板１０の熱膨張係数が大きくなるにつれて、単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を小さくしてもよい。強化ガラス板１０の熱膨張係数が大きいとレーザ光の走査方向後方に発生する引張応力が大きくなるため、その分だけ単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）を小さくすることができる。
【００６７】
ここで、直線部４１、４２、４３、４４において照射するレーザ光の単位照射エネルギーをＥ１と、コーナー部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４において照射するレーザ光の単位照射エネルギーをＥ２（＞Ｅ１）と、を切り換えるものとする。例えば、直線部４１からコーナー部Ｃ１へ移行する際に、単位照射エネルギーをＥ１からＥ２に切り換え、コーナー部Ｃ１から直線部４２へ移行する際に、単位照射エネルギーをＥ２からＥ１に切り換える。他のコーナー部Ｃ２〜Ｃ４においても同様に、単位照射エネルギーを切り換える。
【００６８】
ここで、単位照射エネルギーＥ１、Ｅ２の切り換えは、生産性を考えた場合、できる限り短時間で行うことが好ましい。
しかしながら、発明者は、コーナー部から直線部への移行点（つまり、コーナー部の出口）において、高い単位照射エネルギーＥ２から低い単位照射エネルギーＥ１へ急激に切り換えると、切断線が第１の切断予定線３５ａから外側へはみ出し、切り出された強化ガラスパネル４０が寸法不良となるおそれがあることを見出した。
【００６９】
また、発明者は、コーナー部出口における単位照射エネルギーの切換速度を制限する（低く抑える）ことにより、第１の切断予定線３５ａからのずれ量（つまり寸法誤差）を抑制できることを見出した。ここで、単位照射エネルギーの切換速度とは、単位時間当たりの単位照射エネルギーの変化量である。つまり、単位照射エネルギーの変化量をΔＥ（＝Ｅ２−Ｅ１）、その切り換えに要する時間をＴとすると、単位照射エネルギーの切換速度はΔＥ／Ｔと表すことができる。さらに、コーナー部出口での走査速度の切換位置を、コーナー部から直線部への移行点よりも所定の距離だけ直線部に沿って移動した点とすることにより、寸法誤差をさらに抑制できることを見出した。つまり、コーナー部から直線部へ移行した後、前記所定の距離の間は、コーナー部での速度を維持することが好ましい。
【００７０】
ここで、直線部からコーナー部へ移行する際には上記はみ出しの問題は生じないから、このポイントにおける単位照射エネルギーの切換速度は、速い程好ましい。従って、コーナー部から直線部への移行点における単位照射エネルギーの切換速度は、直線部からコーナー部への移行点における単位照射エネルギーの切換速度よりも小さくすればよい。
【００７１】
次に、図８を参照して、本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムについて説明する。このシステムは上述の強化ガラスの切断方法を実施するためのものである。図８は、本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムのブロック図である。本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムは、強化ガラス板切断装置６０及び寸法測定装置７０を備えている。ここで、強化ガラス板切断装置６０は、レーザ出力部６１、ガラス保持部６２、制御部６３、制御プログラム生成部６４、形状データ補正部６５、記憶部６６を有する。また、寸法測定装置７０は、測定部７１、形状誤差算出部７２を有する。
【００７２】
レーザ出力部６１は、強化ガラス板１０を切断するためのレーザ光２０を出力する。レーザ光２０の光源としては、例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７５ｎｍ）、ファイバーレーザ（波長：１０６０〜１１００ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ、２０８０ｎｍ、２９４０ｎｍ）などを用いることができる。レーザ出力部６１は、レーザ光の焦点を調整するための光学系を備えている。また、レーザ光の照射部にノズルを配置してもよい。レーザ光のパワー（レーザ出力）、レーザ光のビーム径（焦点）、レーザ照射のタイミングなどは、制御部６３を用いて制御される。
【００７３】
ここで、近赤外のレーザ光を用いる場合、近赤外における吸収を増加させるために強化ガラス板にＦｅ等の不純物を添加する必要がある。近赤外において吸収特性を持つ不純物を添加した場合、可視光領域の吸収特性にも影響を与えるため、強化ガラス板の色味や透過率に影響を及ぼす場合がある。このようなことを防止するために、レーザ光２０の光源として、波長が２５００〜５０００ｎｍの中赤外のレーザを用いてもよい。波長が２５００〜５０００ｎｍの帯域ではガラス自体の分子振動に起因する吸収が発生するため、Ｆｅ等の不純物の添加が不要となる。
【００７４】
ガラス保持部６２は、加工対象である強化ガラス板１０を保持する。例えば、ガラス保持部６２は、加工対象である強化ガラス板１０を、多孔質板等を用いて吸着することで保持してもよい。ガラス保持部６２は、制御部６３を用いて制御される。
また、強化ガラス板１０を所定の方向に移動することができてもよい。例えば、ガラス保持部６２は、レーザ光が強化ガラス板１０の切断予定線を走査するように、強化ガラス板１０を移動することができてもよい。
また、ガラス保持部６２は、強化ガラス板１０の位置を決定するための画像検出器を備えていてもよい。位置決め用の画像検出器を備えることで、強化ガラス板１０の加工精度を向上させることができる。
【００７５】
なお、図８に示した強化ガラス板切断装置６０では、強化ガラス板１０上でレーザ光２０の照射領域を移動させることにより、強化ガラス板１０を切断する。このとき、ガラス保持部６２に保持されている強化ガラス板１０を固定し、レーザ出力部６１を移動させることで、レーザ光２０の照射領域を強化ガラス板１０上で移動させる。反対に、レーザ出力部６１を固定し、ガラス保持部６２に保持されている強化ガラス板１０を移動させてもよい。また、ガラス保持部６２に保持されている強化ガラス板１０とレーザ出力部６１の両方が移動するように構成してもよい。
【００７６】
制御部６３は、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を、制御プログラム生成部６４で生成された制御プログラムＣＰ１、ＣＰ２に基づき制御する。具体的には、制御部６３は、１回目の切断の際、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰ１に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、図７に示した第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御する。また、制御部６３は、２回目の切断の際、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰ２に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、図７に示した第２の切断予定線３５ｂに沿って移動するように制御する。
【００７７】
ここで、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、３回目以降の切断でも、２回目の切断に用いた制御プログラムＣＰ２が用いられる。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、３回目の切断の際、制御部６３は、新たな制御プログラムＣＰ３（図８には図示せず）が用いられる。
【００７８】
制御プログラム生成部６４は、設計形状データＤ１又は補正形状データＤ２に基づいて、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を制御するための制御プログラムＣＰ１、ＣＰ２を生成する。具体的には、制御プログラム生成部６４は、１回目の切断の際、設計形状データＤ１に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、図７における第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御するための制御プログラムＣＰ１を生成し、制御部６３に出力する。また、制御プログラム生成部６４は、２回目の切断の際、形状データ補正部６５から出力された補正形状データＤ２に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、図７における第２の切断予定線３５ｂに沿って移動するように制御するための制御プログラムＣＰ２を生成し、制御部６３に出力する。
【００７９】
ここで、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、制御プログラム生成部６４は、新たな制御プログラムを生成しない。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、３回目の切断の際、制御プログラム生成部６４は、新たな制御プログラムＣＰ３（図８には図示せず）を生成する。
【００８０】
形状データ補正部６５は、記憶部６６に格納された設計形状データＤ１と、寸法測定装置７０の形状誤差算出部７２から出力された寸法誤差Δ１とに基づいて、２回目の切断に使用する補正形状データＤ２を生成する。そのため、形状データ補正部６５は、１回目の切断が終了するまでは動作しない。
【００８１】
ここで、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、形状データ補正部６５は、新たな補正形状データを生成しない。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、３回目の切断の際、形状データ補正部６５は、記憶部６６に格納された補正形状データＤ２と、２回目の切断での寸法誤差Δ２とに基づいて、３回目の切断に使用する新たな補正形状データＤ３（図８には図示せず）を生成する。
【００８２】
記憶部６６には、１回目の切断の際、設計形状データＤ１が格納される。また、２回目の切断の際、記憶部６６に格納されている設計形状データＤ１は、形状データ補正部６５が出力する補正形状データＤ２に更新される。
【００８３】
また、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、記憶部６６に格納されている補正形状データＤ２は更新されない。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、形状データ補正部６５が新たな補正形状データＤ３（図８には図示せず）を生成するため、記憶部６６に格納されている補正形状データＤ２も補正形状データＤ３へ更新される。
【００８４】
寸法測定装置７０としては、例えばコンピュータ数値制御（ＣＮＣ：Computer Numerical Control）を利用した画像測定装置が好適である。
測定部７１は、強化ガラス板１０から切り出された強化ガラスパネル４０の寸法を測定し、１回目の測定データＭ１、２回目の測定データＭ２を形状誤差算出部７２へ出力する。例えば、測定部７１は、撮影された強化ガラスパネル４０の画像から強化ガラスパネル４０の外周エッジを検出し、その位置情報（例えば座標データ）を測定データＭ１、Ｍ２として出力する。３回目以降の測定データについても同様である。
【００８５】
形状誤差算出部７２は、１回目の切断の際、設計形状データＤ１と１回目の測定データＭ１とをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δ１を算出し、出力する。この寸法誤差Δ１は形状データ補正部６５へ入力される。また、２回目の切断の際、設計形状データＤ１と２回目の測定データＭ２とをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δ２を算出し、出力する。３回目以降の切断でも、同様に、設計形状データＤ１と測定データとをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差を算出し、出力する。
【００８６】
ここで、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、新たな補正形状データを生成する必要がないため、寸法誤差Δ２は形状データ補正部６５へ入力されない。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、新たな補正形状データを生成する必要があるため、寸法誤差Δ２が、形状データ補正部６５へ入力される。
【００８７】
以上に説明したように、本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムは、記憶部６６に格納された設計形状データＤ１と、形状誤差算出部７２から出力された寸法誤差Δ１とに基づいて、２回目の切断に使用する補正形状データＤ２を生成する形状データ補正部６５を備えている。
このような構成により、１回目の寸法誤差Δ１を２回目以降の切断にフィードバックし、２回目以降の切断の寸法誤差を低減するように、レーザ光２０の照射領域の走査経路を補正することができる。そのため、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を効果的に抑制することができる。
【００８８】
なお、図８の構成では、形状データ補正部６５及び記憶部６６は強化ガラス板切断装置６０に含まれ、形状誤差算出部７２が寸法測定装置７０に含まれている。しかしながら、これら機能ブロックが設けられる場所は、特に限定されるものではない。例えば、形状誤差算出部７２が強化ガラス板切断装置６０に含まれるような構成でもよい。また、形状データ補正部６５及び記憶部６６が寸法測定装置７０に含まれるような構成でもよい。
【００８９】
次に、図９を参照して、１回目の切断の動作について説明する。図９は、図８のブロック図において、１回目の切断でのデータの流れを示す図である。
まず、設計形状データＤ１が、制御プログラム生成部６４に入力されると共に、記憶部６６へ格納される。ここで、設計形状データＤ１は、図７における第１の切断予定線３５ａを構成する。
次に、制御プログラム生成部６４は、設計形状データＤ１に基づいて、レーザ光２０の照射領域が第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御する制御プログラムＣＰ１を生成し、制御部６３に出力する。
次に、制御部６３は、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰ１に基づいて、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を制御する。つまり、レーザ光２０の照射領域が、図７に示した第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御する。
【００９０】
次に、強化ガラス板１０から切り出された強化ガラスパネル４０が寸法測定装置７０の測定部７１に搬送される。測定部７１は、強化ガラスパネル４０の寸法を測定し、１回目の測定データＭ１を形状誤差算出部７２へ出力する。ここで、測定データＭ１は、図７における切断線３５１を構成する。
最後に、形状誤差算出部７２は、設計形状データＤ１（図７における第１の切断予定線３５ａ）と１回目の測定データＭ１（図７における切断線３５１）とをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δ１を算出し、形状データ補正部６５へ出力する。
【００９１】
次に、図１０を参照して、２回目の切断の動作について説明する。図１０は、図８のブロック図において、２回目の切断でのデータの流れを示す図である。
まず、形状データ補正部６５は、記憶部６６に格納された設計形状データＤ１と、形状誤差算出部７２から出力された寸法誤差Δ１とに基づいて、２回目の切断に使用する補正形状データＤ２を生成する。ここで、補正形状データＤ２は、図７に示したように、第１の切断予定線３５ａを寸法誤差Δ１だけシフトした第２の切断予定線３５ｂを構成する。
次に、制御プログラム生成部６４は、形状データ補正部６５から出力された補正形状データＤ２に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、第２の切断予定線３５ｂに沿って移動するように制御する制御プログラムＣＰ２を生成し、制御部６３に出力する。
次に、制御部６３は、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰ２に基づいて、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を制御する。つまり、レーザ光２０の照射領域が、図７に示した第２の切断予定線３５ｂに沿って移動するように制御する。
【００９２】
次に、強化ガラス板１０から切り出された強化ガラスパネル４０が寸法測定装置７０の測定部７１に搬送される。測定部７１は、強化ガラスパネル４０の寸法を測定し、２回目の測定データＭ２を形状誤差算出部７２へ出力する。
最後に、形状誤差算出部７２は、設計形状データＤ１と２回目の測定データＭ２とをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δ２を算出し、出力する。
【００９３】
ここで、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内であれば、３回目以降の切断でも、２回目の切断に用いた制御プログラムＣＰ２が用いられる。他方、２回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ２が許容範囲以内でなければ、３回目の切断の際、制御部６３は、新たな制御プログラムＣＰ３が生成される。
【００９４】
次に、図１１を参照して、２回目の切断での寸法誤差Δ２が許容範囲以内でない場合の３回目の切断の動作について説明する。図１１は、図８のブロック図において、３回目の切断でのデータの流れを示す図である（２回目の切断での寸法誤差Δ２が許容範囲以内でない場合）。
【００９５】
まず、形状データ補正部６５は、記憶部６６に格納された補正形状データＤ２と、形状誤差算出部７２から出力された寸法誤差Δ２とに基づいて、３回目の切断に使用する補正形状データＤ３を生成する。ここで、補正形状データＤ３は、第２の切断予定線３５ｂをさらに寸法誤差Δ２だけシフトした第３の切断予定線（不図示）を構成する。
次に、制御プログラム生成部６４は、形状データ補正部６５から出力された補正形状データＤ３に基づいて、レーザ光２０の照射領域が、第３の切断予定線に沿って移動するように制御するための制御プログラムＣＰ３を生成し、制御部６３に出力する。
次に、制御部６３は、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰ３に基づいて、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を制御する。つまり、レーザ光２０の照射領域が、第３の切断予定線に沿って移動するように制御する。
【００９６】
次に、強化ガラス板１０から切り出された強化ガラスパネル４０が寸法測定装置７０の測定部７１に搬送される。測定部７１は、強化ガラスパネル４０の寸法を測定し、３回目の測定データＭ３を形状誤差算出部７２へ出力する。
最後に、形状誤差算出部７２は、設計形状データＤ１と３回目の測定データＭ３とをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δ３を算出し、出力する。
ここで、３回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ３が許容範囲以内であれば、４回目以降の切断でも、３回目の切断に用いた制御プログラムＣＰ３が用いられる。
仮に、３回目の切断により切り出された強化ガラスパネル４０の寸法誤差Δ３が許容範囲以内でなければ、４回目の切断でも、上記手法により新たな制御プログラムを生成すればよい。
【００９７】
次に、図１２を参照して、本実施の形態の比較例に係る強化ガラス板切断システムについて説明する。図１２は、本実施の形態の比較例に係る強化ガラス板切断システムのブロック図である。比較例に係る強化ガラス板切断システムも、強化ガラス板切断装置６０及び寸法測定装置７０を備えている。しかしながら、図８に示した本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムと比較すると、強化ガラス板切断装置６０が、形状データ補正部６５、記憶部６６を有していない。
【００９８】
次に、図１２を参照して、比較例に係る強化ガラス板切断システムの動作について説明する。
まず、図７における第１の切断予定線３５ａを構成する設計形状データＤ１が、制御プログラム生成部６４に入力される。
次に、制御プログラム生成部６４は、設計形状データＤ１に基づいて、レーザ光２０の照射領域が第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御する制御プログラムＣＰを生成し、制御部６３に出力する。
次に、制御部６３は、制御プログラム生成部６４が出力した制御プログラムＣＰに基づいて、レーザ出力部６１及びガラス保持部６２を制御する。つまり、レーザ光２０の照射領域が、図７に示した第１の切断予定線３５ａに沿って移動するように制御する。
【００９９】
次に、強化ガラス板１０から切り出された強化ガラスパネル４０が寸法測定装置７０の測定部７１に搬送される。測定部７１は、強化ガラスパネル４０の寸法を測定し、測定データＭを形状誤差算出部７２へ出力する。
最後に、形状誤差算出部７２は、設計形状データＤ１と測定データＭとをマッチングした上で、両者の差である寸法誤差Δを算出し、出力する。
比較例に係る強化ガラス板切断システムでは、寸法誤差Δを切断にフィードバックすることができないため、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を効果的に抑制することができない。
【０１００】
これに対し、本実施の形態に係る強化ガラス板切断システムでは、１回目の切断での寸法誤差Δ１を２回目の切断にフィードバックし、２回目の切断での寸法誤差を低減するように、レーザ光２０の照射領域の走査経路を補正する。そのため、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を効果的に抑制することができる。
【実施例１】
【０１０１】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。実施例１では、１回目の切断での寸法誤差Δ１と２回目の切断での寸法誤差Δ２との比較結果に基づいて、実施の形態に係る強化ガラス板切断方法及び強化ガラス板切断システムの効果について説明する。
【０１０２】
実施例１では、板厚が０．７ｍｍ、表面圧縮応力ＣＳが６９８ＭＰａ、表面層及び裏面層それぞれの厚さＤＯＬが３９．０μｍ、残留引張応力ＣＴが４２．４ＭＰａの強化ガラス板を２枚用いた。
切り出す強化ガラスパネル４０の設計形状は、長さＬ＝９０ｍｍ、幅Ｗ＝５０ｍｍ、コーナー部の曲率半径Ｒ＝５ｍｍである。
【０１０３】
強化ガラス板の残留引張応力ＣＴは、表面応力計ＦＳＭ−６０００（折原製作所製）にて表面圧縮応力ＣＳ及び圧縮応力層（表面層及び裏面層）の厚さＤＯＬを測定し、その測定値と、強化ガラス板の厚さｔとから以下の式２を用いて計算した。
ＣＴ＝（ＣＳ×ＤＯＬ）／（ｔ−２×ＤＯＬ）  ・・・式２
【０１０４】
強化ガラス板は、図６、７を参照して説明した切断方法により切断した。強化ガラス板の端部の切断開始位置には、初期クラックを予め形成し、強化ガラス板の表面には、スクライブ線を形成しなかった。レーザ光の光源は、ファイバーレーザ（中心波長帯：１０７０ｎｍ）とした。
【０１０５】
１回目（１枚目の強化ガラス板）の切断では、図６に示すような第１の切断予定線３５ａに沿って、レーザ光２０の照射領域を走査させた。切り出した強化ガラスパネル４０についての寸法を測定し、寸法誤差Δ１を求めた。
２回目（２枚目の強化ガラス板）の切断では、第１の切断予定線３５ａを寸法誤差Δ１だけシフトさせた第２の切断予定線３５ｂに沿って、レーザ光２０の照射領域を走査させた。切り出した強化ガラスパネル４０についての寸法を測定し、寸法誤差Δ２を求めた。
【０１０６】
寸法測定及び寸法誤差Δ１、Δ２の導出には、ニコン社製ＣＮＣ画像測定システムＮＥＸＩＶシリーズＶＭＲ−３０２０を用いた。
寸法誤差Δ１、Δ２は、図７に示すように、切断線の第１の切断予定線３５ａからの第１の切断予定線３５ａの法線方向へのずれ量である。
【０１０７】
２枚の強化ガラス板の切断条件は、いずれも以下の通りである。
レーザ出力Ｐは、１５０Ｗ、ビーム径φは、０．０５ｍｍとした。
直線部及びコーナー部でのレーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）は、それぞれ３０ｍｍ／ｓ及び５ｍｍ／ｓとした。
従って、直線部とコーナー部とでの走査速度変化量Δｖ（ｍｍ／ｓ）は、２５ｍｍ／ｓとなる。
【０１０８】
コーナー部出口での走査速度の加速度ａ（ｍｍ／ｓ２）は、２０ｍｍ／ｓ２とした。
コーナー部出口での走査速度の切換時間Ｔ（ｓ）は、走査速度変化量Δｖ（ｍｍ／ｓ）を加速度ａ（ｍｍ／ｓ２）により割ることで求め、２５／２０＝１．２５（ｓ）だった。また、コーナー部出口での走査速度の切換位置は、コーナー部から直線部への移行点よりも、当該直線部へ沿って５ｍｍ移動した点である。
【０１０９】
単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）は、上記の式１にレーザ出力Ｐ（Ｗ）、レーザ光の走査速度ｖ（ｍｍ／ｓ）、及びビーム径φ（ｍｍ）を代入することで求めることができる。その結果、直線部における単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）は、１００Ｊ／ｍｍ２、コーナー部における単位照射エネルギーＥ（Ｊ／ｍｍ２）は６００Ｊ／ｍｍ２であった。従って、直線部とコーナー部とでの単位照射エネルギー変化量ΔＥ（Ｊ／ｍｍ２）は、５００Ｊ／ｍｍ２であった。
【０１１０】
コーナー部出口での単位時間当たりの単位照射エネルギー変化量ΔＥ／Ｔ（Ｊ／ｍｍ２／ｓ）は、単位照射エネルギー変化量ΔＥ（Ｊ／ｍｍ２）を切換時間Ｔ（ｓ）により割ることで求め、４００Ｊ／ｍｍ２／ｓとなった。
【０１１１】
なお、コーナー部入口での走査速度の加速度は−１００ｍｍ／ｓ２（つまり、減速度１００ｍｍ／ｓ２）とした。そのため、コーナー部入口での走査速度の切換時間Ｔ（ｓ）は、０．２５（ｓ）、コーナー部入口での単位時間当たりの単位照射エネルギー変化量ΔＥ／Ｔ（Ｊ／ｍｍ２／ｓ）は、２０００Ｊ／ｍｍ２／ｓとなった。なお、コーナー部入口での走査速度の切換位置は、コーナー部から直線部への移行点である。
また、全てのサンプルについて、レーザ光照射側から直径１ｍｍφのノズルを用いて、流量３０Ｌ／ｍｉｎの空気を吹き付けた。ここで、強化ガラス板とノズル先端との距離（ギャップ）は３ｍｍとした。
【０１１２】
図１３は、実施例１に係る強化ガラス板の切断方法に用いた冷却ノズルの断面図である。図１３に示す冷却ノズル２８により、強化ガラス板１０の表面１２に気体を吹き付ける。図１３に示すように、冷却ノズル２８は、内部を気体（空気や窒素など）が矢印方向へ流れるように、テーパー状の空洞が形成されている。ここで、冷却ノズル２８の軸はレーザ光の光軸と一致しており、レンズ２５で集光されたレーザ光２０は、冷却ノズル２８の内部を通過し、冷却ノズル２８の先端に設けられた直径φｎの開口部から出射する。また、レーザ光の照射領域の移動と同期して（つまり、レーザ光と同じ走査速度で）移動することができる。このような構成により、レーザ照射部が気体により冷却される。この冷却により、図３に示したクラック３０の先端位置と、レーザ光２０の照射領域２２との間の距離が短くなり、切断精度が向上する。
【０１１３】
冷却ノズル２８の開口部の直径φｎ、及び冷却ノズル２８の先端と強化ガラス板１０の表面１２とのギャップＧ１は任意に決定することができる。ここで、冷却ノズル２８の開口部の直径φｎが小さい程、強化ガラス板１０に吹き付けられる気体の流速が速くなり、強化ガラス板１０の表面１２における冷却能力が向上する。また、冷却ノズル２８の先端と強化ガラス板１０の表面との距離Ｇ１が小さい程、強化ガラス板１０の表面１２における冷却能力が向上する。
【０１１４】
図１４は、１回目の切断での強化ガラスパネル４０の寸法測定結果を示す図である。横軸は強化ガラスパネル４０の長さ（ｍｍ）を、縦軸は強化ガラスパネル４０の幅（ｍｍ）を示している。
塗りつぶされた領域が、第１の切断予定線３５ａにより規定される設計形状からのずれ量つまり寸法誤差Δ１を示している。ここで、寸法誤差Δ１は拡大されている。図１４に示されるように、コーナー部Ｃ１〜Ｃ４において、寸法誤差Δ１が大きくなった。寸法誤差Δ１の最大値は１５０μｍであった。
【０１１５】
図１５は、２回目の切断での強化ガラスパネル４０の寸法測定結果を示す図である。
塗りつぶされた領域が第１の切断予定線３５ａにより規定される設計形状からのずれ量つまり寸法誤差Δ２を示している。ここで、寸法誤差Δ２も寸法誤差Δ１と同じ倍率で拡大されている。図１５に示されるように、寸法誤差Δ１に比べ寸法誤差Δ２は著しく改善された。寸法誤差Δ２の最大値は、３０μｍであり、許容寸法誤差５０μｍを下回った。
以上のように、図１４に示された１回目の切断での寸法誤差Δ１を用いて切断予定線を補正することにより、図１５に示すように寸法誤差Δ２を著しく改善することができた。
【０１１６】
以上に説明したように、本発明の実施の形態により、切り出された強化ガラスパネルの寸法不良を抑制した強化ガラス板の切断方法、及び強化ガラス板切断装置を提供することができる。
【０１１７】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  強化ガラス板
１２  表面
１３  表面層
１４  裏面
１５  裏面層
１７  中間層
２０  レーザ光
２２  照射領域
２５  レンズ
２８  冷却ノズル
３０  クラック
３５ａ  第１の切断予定線
３５ｂ  第２の切断予定線
３５１  切断線
４０  強化ガラスパネル
４１、４２、４３、４４  直線部
４５  切断開始位置
４６  切断終了位置
６０  強化ガラス板切断装置
６１  レーザ出力部
６２  ガラス保持部
６３  制御部
６４  制御プログラム生成部
６５  形状データ補正部
６６  記憶部
７０  寸法測定装置
７１  測定部
７２  形状誤差算出部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  コーナー部
【図１】
2015120604.tif 000003
【図２】
2015120604.tif 000004
【図３】
2015120604.tif 000005
【図４】
2015120604.tif 000006
【図５】
2015120604.tif 000007
【図６】
2015120604.tif 000008
【図７】
2015120604.tif 000009
【図８】
2015120604.tif 000010
【図９】
2015120604.tif 000011
【図１０】
2015120604.tif 000012
【図１１】
2015120604.tif 000013
【図１２】
2015120604.tif 000014
【図１３】
2015120604.tif 000015
【図１４】
2015120604.tif 000016
【図１５】
2015120604.tif 000017