(57)【要約】【課題】品質を劣化させることなく、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する強化ガラス板の切断方法を提供することである。【解決手段】本発明の一態様におけ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および裏面層と、引張応力が残留する中間層とを有する強化ガラス板１０を、レーザ光の照射領域を移動させることで切断する際、クラック発生位置４３の手前から切断終了点４２までの区間において、強化ガラス板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。【選択図】図７Ｂ
2015034095.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および裏面層と、当該表面層およ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を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する強化ガラス板の切断方法であって、
前記強化ガラス板と前記レーザ光とは、前記レーザ光に対する前記強化ガラス板の吸収係数をα（ｃｍ−１）、前記強化ガラス板の厚さをｔ（ｃｍ）として、０＜α×ｔ≦３．０の式を満たし、
前記強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって前記側面に対して鋭角となるように前記強化ガラス板を切断する際、前記強化ガラス板の前記切断終了点から所定の距離手前の所定の位置から前記切断終了点までの区間において、前記強化ガラス板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前記強化ガラス板を直線状に切断する際に必要な単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーよりも大きくする、
強化ガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記切断終了点から所定の距離手前の前記所定の位置は、前記強化ガラス板の側面に向かって意図しないクラックが発生するクラック発生位置の手前である、請求項１に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記レーザ光の走査位置と前記切断終了点とを結ぶ線分と前記強化ガラス板の側面とがなす角度が小さいほど、前記強化ガラス板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、請求項１または２に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項４】
前記レーザ光の照射領域の移動速度を遅くすることで、前記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、請求項１〜３のうち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】
前記レーザ光の出力を大きくすることで、前記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、請求項１〜３のうち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】
前記レーザ光の照射領域の面積を小さくすることで、前記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、請求項１〜３のうち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】
前記強化ガラス板の吸収係数αが大きくなるにつれて、前記単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを小さくする、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項８】
前記強化ガラス板の熱膨張係数が大きくなるにつれて、前記単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを小さくする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項９】
前記強化ガラス板の厚さが厚くなるにつれて、前記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、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項１０】
前記区間において、更に前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項１１】
前記強化ガラス板の表面および裏面のうちの少なくとも一方において前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する、請求項１０に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項１２】
ノズルから気体を吹き付けることで前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する、請求項１０または１１に記載の強化ガラス板の切断方法。
【請求項１３】
圧縮応力が残留する表面層および裏面層と、当該表面層およ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を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する強化ガラス板切断装置であって、
前記強化ガラス板を保持すると共に、当該強化ガラス板を所定の方向に移動するガラス保持駆動部と、
前記強化ガラス板を切断するためのレーザ光を出力するレーザ出力部と、
前記ガラス保持駆動部および前記レーザ出力部を制御プログラムに基づき制御する制御部と、
前記制御プログラムを生成する制御プログラム生成部と、を備え、
前記制御プログラム生成部は、前記強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって前記側面に対して鋭角となるように前記強化ガラス板を切断する際、前記強化ガラス板の前記切断終了点から所定の距離手前の所定の位置から前記切断終了点までの区間において、前記強化ガラス板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が前記強化ガラス板を直線状に切断する際に必要な単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーよりも大きくなるような制御プログラムを生成する、
強化ガラス板切断装置。
【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、および強化ガラス板切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡなどの携帯機器において、ディスプレイ（タッチパネルを含む）の保護や美観などを高めるため、カバーガラス（保護ガラス）を用いることが多くなっている。また、ディスプレイの基板として、ガラス基板が広く用いられている。
【０００３】
一方、携帯機器の薄型化・軽量化が進行しており、携帯機器に用いられるガラスの薄板化が進行している。ガラスが薄くなると強度が低くなるので、ガラスの強度不足を補うため、圧縮応力が残留する表面層および裏面層を有する強化ガラスが開発されている。強化ガラスは、自動車用窓ガラスや建築用窓ガラスとしても用いられている。
【０００４】
強化ガラスは、例えば風冷強化法や化学強化法などで作製される。風冷強化法は、軟化点付近の温度のガラスを表面および裏面から急冷し、ガラスの表面およ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および裏面層を形成する。一方、化学強化法は、ガラスの表面およ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および裏面層を形成する。いずれの方法でも、反作用として、表面層と裏面層との間に、引張応力が残留する中間層を形成することになる。
【０００５】
強化ガラスを製造する場合、製品サイズのガラスを１枚ずつ強化処理するよりも、製品サイズよりも大型のガラスを強化処理した後、切断して多面取りするほうが効率的である。そこで、強化ガラス板を切断する方法として、強化ガラス板の表面にレーザ光を照射し、強化ガラス板の表面上でレーザ光の照射領域を移動させることで、強化ガラス板を切断する方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２４７７３２号公報
【特許文献２】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】
【０００７】
レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する場合、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件を最適化する必要がある。すなわち、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合、クラックが意図しない方向に伸展し、切断線が切断予定線から外れ、切断後の強化ガラス板の品質が劣化してしまうという問題があった。
【０００８】
上記課題に鑑み本発明の目的は、品質を劣化させることなく、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかか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および裏面層と、当該表面層およ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を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する強化ガラス板の切断方法であって、前記強化ガラス板と前記レーザ光とは、前記レーザ光に対する前記強化ガラス板の吸収係数をα（ｃｍ−１）、前記強化ガラス板の厚さをｔ（ｃｍ）として、０＜α×ｔ≦３．０の式を満たし、前記強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって前記側面に対して鋭角となるように前記強化ガラス板を切断する際、前記強化ガラス板の前記切断終了点から所定の距離手前の所定の位置から前記切断終了点までの区間において、前記強化ガラス板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前記強化ガラス板を直線状に切断する際に必要な単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーよりも大きくする、強化ガラス板の切断方法である。
【００１０】
本発明の第２の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記切断終了点から所定の距離手前の前記所定の位置は、前記強化ガラス板の側面に向かって意図しないクラックが発生するクラック発生位置の手前である。
【００１１】
本発明の第３の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記レーザ光の走査位置と前記切断終了点とを結ぶ線分と前記強化ガラス板の側面とがなす角度が小さいほど、前記強化ガラス板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。
【００１２】
本発明の第４の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記レーザ光の照射領域の移動速度を遅くすることで、前記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。
【００１３】
本発明の第５の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記レーザ光の出力を大きくすることで、前記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。
【００１４】
本発明の第６の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記レーザ光の照射領域の面積を小さくすることで、前記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。
【００１５】
本発明の第７の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記強化ガラス板の吸収係数αが大きくなるにつれて、前記単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを小さくする。
【００１６】
本発明の第８の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記強化ガラス板の熱膨張係数が大きくなるにつれて、前記単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーを小さくする。
【００１７】
本発明の第９の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記強化ガラス板の厚さが厚くなるにつれて、前記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。
【００１８】
本発明の第１０の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、更に前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する。
【００１９】
本発明の第１１の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、前記強化ガラス板の表面および裏面のうちの少なくとも一方において前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する。
【００２０】
本発明の第１２の態様にかかる強化ガラス板の切断方法は上述の強化ガラス板の切断方法において、ノズルから気体を吹き付けることで前記レーザ光の照射領域の周囲を冷却する。
【００２１】
本発明の第１３の態様にかかる強化ガラス板切断装置は、圧縮応力が残留する表面層および裏面層と、当該表面層およ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を、当該強化ガラス板に照射されるレーザ光の照射領域を移動させることで切断する強化ガラス板切断装置であって、前記強化ガラス板を保持すると共に、当該強化ガラス板を所定の方向に移動するガラス保持駆動部と、前記強化ガラス板を切断するためのレーザ光を出力するレーザ出力部と、前記ガラス保持駆動部および前記レーザ出力部を制御プログラムに基づき制御する制御部と、前記制御プログラムを生成する制御プログラム生成部と、を備え、前記制御プログラム生成部は、前記強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって前記側面に対して鋭角となるように前記強化ガラス板を切断する際、前記強化ガラス板の前記切断終了点から所定の距離手前の所定の位置から前記切断終了点までの区間において、前記強化ガラス板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が前記強化ガラス板を直線状に切断する際に必要な単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーよりも大きくなるような制御プログラムを生成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、品質を劣化させることなく、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】強化ガラス板の断面図である。
【図２】図１に示す強化ガラス板の残留応力の分布を示す図である。
【図３】強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】実施の形態にかか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７Ａ】強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の一例を示す図である。
【図７Ｂ】本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の一例を示す図である。
【図８Ａ】強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。
【図８Ｂ】本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。
【図９Ａ】強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。
【図９Ｂ】本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。
【図１０】実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法に用いられる冷却ノズルを説明するための断面図である。
【図１１】実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法における冷却の効果を説明するための図である。
【図１２】実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法における冷却の効果を説明するための図である。
【図１３】実施の形態にかかる強化ガラス板の切断装置を説明するための図である。
【図１４】強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図１５】強化ガラス板の切断方法を説明するための図である。
【図１６】単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーと凸量との関係を示す表である。
【図１７】単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーと凸量との関係を示すグラフである。
【図１８】強化ガラス板の冷却の有無と凸量との関係を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、強化ガラス板の構造と、強化ガラス板の切断方法の原理について説明する。
【００２５】
図１は強化ガラス板の断面図であり、図２は図１に示す強化ガラス板の残留応力の分布を示す図である。図１において、矢印の方向は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。
【００２６】
図１に示すように、強化ガラス板１０は、圧縮応力が残留する表面層１３および裏面層１５と、表面層１３と裏面層１５との間に設けられ、引張応力が残留する中間層１７とを有する。図２に示すように、表面層１３および裏面層１５に残留する圧縮応力（＞０）は、強化ガラス板１０の表面１２および裏面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および裏面１４に向けて徐々に小さくなる傾向がある。
【００２７】
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や裏面層１５の厚さをそれぞれ示す。ＣＳ、ＣＴ、およびＤＯＬは、強化処理条件で調節可能である。例えば、風冷強化法を用いた場合、ＣＳ、ＣＴ、およびＤＯＬはガラスの冷却速度などで調節可能である。また、化学強化法を用いた場合、ＣＳ、ＣＴ、およびＤＯＬは、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、表面層１３および裏面層１５は、同じ厚さ、同じ最大残留圧縮応力を有するが、異なる厚さを有してもよいし、異なる最大残留圧縮応力を有してもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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。工程数を削減するため、初期クラックを予め形成しなくてもよい。
【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３１を形成し、強化ガラス板１０を切断する。レーザ光２０の照射領域２２は、Ｐ字状に移動されても良く、この場合、移動経路の終端は、移動経路の途中と交わる。
【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】
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３１の伸展を制御して、残留引張応力によるクラック３１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。  
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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の走査方向上流側を意味する。図４および図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。
【００３６】
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および図２に示す残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じる。残留引張応力よりも小さい引張応力、または、圧縮応力が生じている部分では、クラック３１の伸展が抑制される。クラック３１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。
【００３７】
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および図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３１の伸展が抑制されている。
【００３８】
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３１が形成される。クラック３１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。
【００３９】
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３１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３１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３１の伸展をおさえながら切断している。よって、クラック３１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。
【００４０】
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に近いほどよい。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。
【００４１】
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は大きいほどよい。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。
【００４２】
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ほど、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ほど、希土類原子の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
以上で説明した方法を用いることで、強化ガラス板を切断することができる。
【００４８】
次に、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法について説明する。図６は、本実施の形態にかか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４８は、上記で説明した切断方法を用いて、強化ガラス板１０からサンプル４０を切り出す際の切断予定線を示している。サンプル４０は、所定の曲率半径を有する４つのコーナー部および直線部分を有する四角形である。なお、図６に示すサンプル４０は一例であり、他の任意の形状を有するサンプルを強化ガラス板１０から切り出す場合にも、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いることができる。
【００４９】
強化ガラス板１０からサンプル４０を切り出す際は、切断予定線４８を通過するようにレーザ光を走査する。つまり、切断開始点４１からレーザ光の走査を開始し、図６に示す矢印の方向に切断予定線４８に沿ってレーザ光を走査し、切断終了点４２でレーザ光の走査を終了する。このとき、切断開始点４１、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。
【００５０】
このように、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する場合、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件を最適化する必要がある。すなわち、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合、クラックが意図しない方向に伸展し、切断線が切断予定線から外れ、切断後の強化ガラス板の品質が劣化してしまうという問題がある。
【００５１】
図７Ａは、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の一例を示す図であり、図６に示す切断終了点４２の近傍の拡大図である。図７Ａに示すように、レーザ光の条件が不適切な場合は、レーザ光を切断予定線４８に沿って走査している際に、クラック発生位置４３から切断線４４に向かって意図しないクラック４６が伸展する。ここで、図中の実線（切断線４４、４５）は強化ガラス板が切断されている状態（強化ガラス板１０の表面から裏面まで貫通している）を示しており、破線（切断予定線４８）は強化ガラス板が切断されていない状態を示している。
【００５２】
つまり、図７Ａに示す切断終了点４２は、既に切断された切断線４４上にある。換言すると、切断終了点４２は強化ガラス板の側面にある。そして、レーザ光の条件が不適切な場合は、切断終了点４２に向けて切断予定線４８に沿ってレーザ光を走査している際に、クラック発生位置４３から切断線４４に向かって意図しないクラック４６が伸展する。このため、強化ガラス板１０から切り出されたサンプル４０に凸部４９が形成され、切断後の強化ガラス板（サンプル４０）の品質が劣化する。
【００５３】
上記で説明したように、強化ガラス板１０を切断する際は、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おさえながら切断している。よって、レーザ光の条件が不適切な場合は、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方向の制御ができなくなり、クラック発生位置４３から切断線４４に向かって意図しないクラック４６が伸展し、切断線が切断予定線４８から外れる場合があった。
【００５４】
図７Ｂは、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の一例を示す図である。本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法では、強化ガラス板の切断線（側面）４４に位置する切断終了点４２に向かって切断線４４に対して鋭角α１となるように強化ガラス板を切断する際、クラック発生位置４３の手前（つまり、強化ガラス板の切断終了点４２から所定の距離手前の所定の位置）から切断終了点４２までの区間において、強化ガラス板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通常の照射エネルギーよりも大きくしている。ここで、通常の照射エネルギーとは、例えば強化ガラス板を直線状に切断する際に必要な単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーである。また、クラック発生位置４３は、切断線４４に向かって伸展する意図しないクラック４６の開始点である。クラック発生位置４３は、強化ガラス板１０の切断条件（例えば、レーザ光の走査位置と切断線４４との距離やレーザ光の照射エネルギー等）によってその位置が変化する。
【００５５】
このように、強化ガラス板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ことで、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力を大きくすることができる。よって、走査方向後方におけるクラックの伸展方向を精度よく制御しながら強化ガラス板１０を切断することができるので、クラック発生位置４３から切断線４４に向かって意図しないクラック４６が伸展することを抑制することができる。これにより、サンプル４０を切断予定線４８に沿って切断することができる。
【００５６】
このとき、レーザ光の走査位置と切断終了点４２とを結ぶ線分と切断線４４（強化ガラス板１０の側面）とがなす角度α１が小さいほど、切断線４４に向かって意図しないクラック４６が発生しやすくなる。よって、例えば、角度α１が小さくなるほど、強化ガラス板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してもよい。
【００５７】
また、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、次の式で表すことができる。
【００５８】
Ｅ（Ｊ／ｍｍ２）＝Ｐ（Ｗ）／（ｖ（ｍｍ／ｓ）×φ（ｍｍ））  ・・・式１
【００５９】
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、単位エネルギーとも記載する。
【００６０】
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）を遅くすることで、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できる。また、レーザ光の出力を大きくすることで、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できる。
【００６１】
また、本実施の形態では、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。
【００６２】
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。
【００６３】
図８Ａは、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。図８Ａに示す例では、切断終了点５２が強化ガラス板１０の側面５４に配置されている。また、切断終了点５２に向かう切断予定線５８が直線となっている。図８Ａに示すように、レーザ光の条件が不適切な場合は、レーザ光を切断予定線５８に沿って走査している際に、クラック発生位置５３から強化ガラス板１０の側面５４に向かって意図しないクラック５６が伸展する。このため、強化ガラス板１０から切り出されたサンプル５０に凸部５９が形成され、切断後の強化ガラス板（サンプル５０）の品質が劣化する。
【００６４】
図８Ｂは、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法では、強化ガラス板の側面５４に位置する切断終了点５２に向かって側面５４に対して鋭角α２となるように強化ガラス板を切断する際、クラック発生位置５３の手前から切断終了点５２までの区間において、強化ガラス板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通常の照射エネルギーよりも大きくしている。
【００６５】
このように、強化ガラス板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ことで、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力を大きくすることができる。よって、走査方向後方におけるクラックの伸展方向を精度よく制御しながら強化ガラス板１０を切断することができるので、クラック発生位置５３から側面５４に向かって意図しないクラック５６が伸展することを抑制することができる。これにより、サンプル５０を切断予定線５８に沿って切断することができる。
【００６６】
このとき、レーザ光の走査位置と切断終了点５２とを結ぶ線分と側面５４（強化ガラス板１０の側面）とがなす角度α２が小さいほど、側面５４に向かって意図しないクラック５６が発生しやすくなる。よって、例えば、角度α２が小さくなるほど、強化ガラス板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してもよい。なお、図８Ａ、図８Ｂに示す例では切断予定線５８が直線であるので、角度α２は切断予定線５８と側面５４とがなす角とも表現することができる。
【００６７】
図９Ａは、強化ガラス板に照射されるレーザ光の条件が不適切な場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。図９Ａは、強化ガラス板１０を上面から見た図である。強化ガラス板１０からサンプル６０を切り出す際は、切断開始点６１からレーザ光の走査を開始し、図９Ａに示す矢印の方向に切断予定線に沿ってレーザ光を走査し、切断終了点６２でレーザ光の走査を終了する。
【００６８】
図９Ａに示すように、レーザ光の条件が不適切な場合は、レーザ光を切断予定線６８に沿って走査している際に、クラック発生位置６３から切断線６４に向かって意図しないクラック６６が伸展する。このため、強化ガラス板１０から切り出されたサンプル６０に凸部６９が形成され、切断後の強化ガラス板（サンプル６０）の品質が劣化する。
【００６９】
図９Ｂは、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を用いた場合の強化ガラス板の切断状態の他の例を示す図である。本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法では、強化ガラス板の切断線（側面）６４に位置する切断終了点６２に向かって切断線６４に対して鋭角α３となるように強化ガラス板を切断する際、クラック発生位置６３の手前から切断終了点６２までの区間において、強化ガラス板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通常の照射エネルギーよりも大きくしている。
【００７０】
このように、強化ガラス板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ことで、レーザ光の走査方向後方に発生する引張応力を大きくすることができる。よって、走査方向後方におけるクラックの伸展方向を精度よく制御しながら強化ガラス板１０を切断することができるので、クラック発生位置６３から切断線６４に向かって意図しないクラック６６が伸展することを抑制することができる。これにより、サンプル６０を切断予定線６８に沿って切断することができる。このとき、図９Ｂに示す例では、レーザ光の走査位置が切断終了点６２に近づくにつれて、切断線６７と切断線６４（この場合は切断線６４の接線）とがなす角度α３が小さくなる。
【００７１】
なお、図６〜図９に示した例は一例であり、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法は、強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって強化ガラス板の側面に対して鋭角となるように強化ガラス板を切断する場合に広く適用することができる。
【００７２】
以上で説明した本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法により、品質を劣化させることなく、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断することができる。
【００７３】
また、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法では、レーザ光を走査して強化ガラス板を切断する際に、強化ガラス板を冷却しながらレーザ光を走査するようにしてもよい。図１０は、本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法に用いられる冷却ノズルを説明するための断面図である。図１０に示すように、冷却ノズル２８は、冷却ノズル２８の内部を気体が流れるように、テーパー状の空洞が形成されている。このとき、テーパー状の空洞は、レンズ２５で集光されたレーザ光２０が冷却ノズル２８の内部を通過できるような大きさとする。また、冷却ノズル２８は、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ように構成する。
【００７４】
冷却に用いる気体として、例えば空気や窒素等を用いることができる。また、冷却能力を高めるために、気体に微小水分を含んだミストを含めてもよい。また、冷却に用いる気体として、強化ガラス板が切断される周囲の温度よりも低温の気体を用いてもよい。更に、冷却に用いる気体として、空気の熱伝達率よりも熱伝達率が大きい気体を用いてもよい。
【００７５】
冷却ノズル２８の先端の開口部の直径φ１、および冷却ノズル２８の先端と強化ガラス板１０の表面１２との距離Ｇａｐは任意に決定することができる。ここで、冷却ノズル２８の先端の開口部の直径φ１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るため、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１２との距離Ｇａｐ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。なお、冷却ノズル２８には、例えば気体供給部（不図示）から冷却用の気体が供給される。
【００７６】
このように、レーザ光を走査して強化ガラス板を切断する際に、強化ガラス板を冷却しながらレーザ光を走査することで、走査方向後方におけるクラックの伸展方向をより精度よく制御することができる。よって、強化ガラス板の切断時にクラックが切断予定線から外れて意図しない方向に伸展することをより確実に抑制することができる。
【００７７】
図１１は、強化ガラス板１０上においてレーザ光を走査した際に、強化ガラス板１０の板厚中心部に発生する応力の分布を示す図である（冷却なし）。図１１に示すように、強化ガラス板１０のレーザ光の照射領域２２には圧縮応力３３が発生する。また、レーザ光の照射領域２２の中心Ｘ１から距離Ｄ１だけ離れた走査方向後方の位置Ｘ２には引張応力３５が発生する。本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法では、レーザ光の照射により発生する引張応力３５をクラック３１の端部に作用させつつ、レーザ光の照射領域２２に働く圧縮応力３３を用いてクラックの伸展を抑えることで、走査方向後方におけるクラック３１の伸展方向を制御しながら強化ガラス板１０を切断している。
【００７８】
図１２は、強化ガラス板１０上においてレーザ光を走査した際に、強化ガラス板１０の板厚中心部に発生する応力の分布を示す図である（冷却あり）。図１２に示す場合も同様に、強化ガラス板１０のレーザ光の照射領域２２には圧縮応力３３が発生する。また、レーザ光の照射領域２２の中心Ｘ１から距離Ｄ２だけ離れた走査方向後方の位置Ｘ２'には引張応力３５が発生する。そして、図１２に示す場合は、強化ガラス板１０の表面を冷却しているので、圧縮応力３３が発生する位置Ｘ１と引張応力が発生する位置Ｘ２'との距離Ｄ２が、冷却をしていない場合の距離Ｄ１（図１１参照）と比べて短くなっている。このため、強化ガラス板１０の表面を冷却した場合は、圧縮応力３３が発生する位置Ｘ１と引張応力が発生する位置Ｘ２'とを近づけることができるので、走査方向後方におけるクラックの伸展方向をより精度よく制御することができる。よって、強化ガラス板の切断時にクラックが切断予定線から外れて意図しない方向に伸展することをより確実に抑制することができる。
【００７９】
なお、上記例では強化ガラス板１０の表面を冷却した場合について説明したが、強化ガラス板１０の裏面を冷却してもよく、また強化ガラス板１０の表面および裏面の両方を冷却するように構成してもよい。強化ガラス板１０の裏面を冷却する場合も、冷却ノズルを用いることができる。
【００８０】
次に、上記で説明した本実施の形態にかかる強化ガラス板の切断方法を実施するための強化ガラス板切断装置について説明する。図１３は、本実施の形態にかかる強化ガラス板切断装置を説明するための図である。本実施の形態にかかる強化ガラス板切断装置７０は、レーザ出力部７１、ガラス保持駆動部７２、制御部７３、および制御プログラム生成部７４を有する。
【００８１】
レーザ出力部７１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。
【００８２】
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。
【００８３】
レーザ出力部７１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。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７３を用いて制御される。また、レーザ光の照射部には、図１０に示した冷却ノズル２８を配置してもよい。この場合、冷却ノズルから吹き付けられる気体の流量は、制御部７３を用いて制御することができる。
【００８４】
ガラス保持駆動部７２は、加工対象である強化ガラス板１０を保持すると共に、強化ガラス板１０を所定の方向に移動する。すなわち、ガラス保持駆動部７２は、レーザ光が強化ガラス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。ガラス保持駆動部７２は、制御部７３を用いて制御される。ガラス保持駆動部７２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固定してもよい。また、ガラス保持駆動部７２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。
【００８５】
なお、図１３に示した強化ガラス板切断装置７０では、レーザ光２０の照射領域が強化ガラス板１０上を移動するように、ガラス保持駆動部７２を用いて強化ガラス１０を移動している。このとき、レーザ出力部７１は固定されている。しかし、ガラス保持駆動部７２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７１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上において移動させてもよい。また、ガラス保持駆動部７２に保持されている強化ガラス板１０とレーザ出力部７１の両方が移動するように構成してもよい。
【００８６】
制御部７３は、レーザ出力部７１およびガラス保持駆動部７２を、制御プログラム生成部７４で生成された制御プログラムに基づき制御する。
【００８７】
制御プログラム生成部７４は、強化ガラス板１０の熱膨張係数、厚さ、レーザ光に対する強化ガラス板の吸収係数、および強化ガラス板の中間層１７の残留引張応力の少なくとも一つに応じて、強化ガラス板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制御する制御プログラムを生成する。
【００８８】
また、制御プログラム生成部７４は、強化ガラス板の側面に位置する切断終了点に向かって強化ガラス板の側面に対して鋭角となるように強化ガラス板を切断する際、クラック発生位置の手前から切断終了点までの区間において、強化ガラス板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が通常の照射エネルギーよりも大きくなるような制御プログラムを生成する。例えば、制御プログラム生成部７４は、切断予定線の情報とレーザ光の位置情報（現在位置）とに基づいて、レーザ光の照射領域の面積（つまり、ビーム径φ）、レーザ光の出力、およびレーザ光の走査速度を制御する制御プログラムを生成する。
【００８９】
具体的には、例えば、制御プログラム生成部７４は、予め設定された強化ガラス板１０の物性（熱膨張係数、厚さ、レーザ光に対する強化ガラス板の吸収係数、強化ガラス板の中間層１７の残留引張応力など）に応じて、直線部分を切断する際に強化ガラス板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決定する。そして、この決定された単位エネルギー、切断予定線の情報、およびレーザ光の位置情報（現在位置）に基づいて、レーザ光の照射領域の面積（つまり、ビーム径φ）、レーザ光の出力、およびレーザ光の走査速度を制御する制御プログラムを生成する。
【００９０】
以上で説明したように、本実施の形態にかかる発明により、品質を劣化させることなく、レーザ光を用いて強化ガラス板を切断する強化ガラス板の切断方法、および強化ガラス板切断装置を提供することができる。
【実施例】
【００９１】
＜実施例１＞
以下、本発明の実施例１について説明する。以下に示す実施例１では、板厚が０．８ｍｍ、表面圧縮応力ＣＳが８１８ＭＰａ、表面層および裏面層それぞれの厚さＤＯＬが２７．４μｍ、残留引張応力ＣＴが３０ＭＰａの強化ガラス板を用いた。
【００９２】
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および圧縮応力層（表面層および裏面層）の深さ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を用いて計算にて求めた。
【００９３】
ＣＴ＝（ＣＳ×ＤＯＬ）／（ｔ−２×ＤＯＬ）  ・・・式２
【００９４】
本実施例では、図１４に示す形状のサンプル８０（本実施例の場合は、５０ｍｍ×９０ｍｍ）を強化ガラス板１０から切断した。つまり、強化ガラス板１０からサンプル８０を切り出す際は、切断開始点８１からレーザ光の走査を開始し、図１４に示す矢印の方向に切断予定線８８に沿ってレーザ光を走査し、切断終了点８２でレーザ光の走査を終了した。サンプル８０のコーナー部の曲率半径はＲ＝５ｍｍとした。また、強化ガラス板の端部の切断開始点８１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。
【００９５】
レーザ光のビーム径は０．１ｍｍとした。レーザ光の走査速度は直線区間では５ｍｍ／ｓとし、コーナー部では２．５ｍｍ／ｓとした。ここで、コーナー部には図１５のクラック発生位置８３の手前から切断終了点８２までの区間が含まれている。また、本実施例では、レーザ光を走査して強化ガラス板を切断する際に、図１０に示した冷却ノズル２８を用いて強化ガラス板を冷却しながらレーザ光を走査した。このとき用いた冷却ノズルの開口部の直径φ１は２ｍｍとし、冷却ノズルと強化ガラス板１０の表面との距離Ｇａｐは３ｍｍとした。また、冷却ノズルを流れる空気の流量は５０Ｌ／ｍｉｎとした。
【００９６】
本実施例では、図１５に示す、クラック発生位置８３から切断線８４に向かって意図しないクラック８６が伸展することで形成された凸部８９の凸量Ｐ１を測定し、当該凸量Ｐ１の量を用いて強化ガラス板から切断されたサンプル８０の品質を評価した。
【００９７】
図１６に、強化ガラス板を切断した際のコーナー部における単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギー（単位エネルギー）と、凸量との関係を示す。なお、本実施例では、レーザ出力をそれぞれ４０Ｗ、５０Ｗ、７５Ｗと変化させることで、レーザ光の単位エネルギーを変化させた。レーザ光の単位エネルギーは、上記の式１に各レーザ出力（Ｗ）、レーザ光の走査速度（コーナー部）２．５ｍｍ／ｓ、およびビーム径０．１ｍｍを代入することで求めた。
【００９８】
図１６に示すように、レーザ光の単位エネルギーが１６０Ｊ／ｍｍ２（レーザ出力＝４０Ｗ）であるサンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．３では、凸量がそれぞれ０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４５ｍｍとなった。レーザ光の単位エネルギーが２００Ｊ／ｍｍ２（レーザ出力＝５０Ｗ）であるサンプルＮｏ．４〜Ｎｏ．６では、凸量がそれぞれ０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．２５ｍｍとなった。レーザ光の単位エネルギーが３００Ｊ／ｍｍ２（レーザ出力＝７５Ｗ）であるサンプルＮｏ．７、Ｎｏ．８では、凸量がそれぞれ０．１５ｍｍ、０．１ｍｍとなった。
【００９９】
図１７に、レーザ光の単位エネルギーと凸部８９の凸量との関係を示す。図１７に示すグラフは、図１６の表における各サンプルの単位エネルギーと凸量をプロットしたグラフである。図１６および図１７に示す結果から、レーザ光の単位エネルギーが増加するにつれて凸部８９の凸量が減少する傾向があることがわかった。
【０１００】
つまり、クラック発生位置８３の手前から切断終了点８２までの区間において、強化ガラス板に照射されるレーザ光の単位エネルギーを大きくするほど、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。そして、走査方向後方に発生する引張応力が大きいほど、走査方向後方におけるクラックの伸展方向を精度よく制御することができるので、凸部８９の凸量が減少すると考えられる。
【０１０１】
＜実施例２＞
以下、本発明の実施例２について説明する。以下に示す実施例２では、板厚が１．１ｍｍ、表面圧縮応力ＣＳが７１６ＭＰａ、表面層および裏面層それぞれの厚さＤＯＬが６８．８μｍ、残留引張応力ＣＴが５１ＭＰａの強化ガラス板を用いた。
【０１０２】
本実施例においても、図１４に示す形状のサンプル８０（本実施例の場合は、３５ｍｍ×５０ｍｍ）を強化ガラス板１０から切断した。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。レーザ光のビーム径は０．１ｍｍとした。レーザ光の走査速度は直線区間では５ｍｍ／ｓとし、コーナー部では１ｍｍ／ｓとした。ここで、コーナー部には図１５のクラック発生位置８３の手前から切断終了点８２までの区間が含まれている。
【０１０３】
また、本実施例では、レーザ光を走査する際に強化ガラス板を冷却する場合と冷却しない場合とについて実験をおこなった。レーザ光を走査する際に強化ガラス板を冷却する場合は、図１０に示した冷却ノズル２８を用いた。このとき用いた冷却ノズルの開口部の直径φ１は１ｍｍとし、冷却ノズルと強化ガラス板１０の表面との距離Ｇａｐは２ｍｍとした。また、冷却ノズルを流れる空気の流量は１５Ｌ／ｍｉｎとした。
【０１０４】
本実施例においても、図１５に示す凸部８９の凸量Ｐ１を測定し、当該凸量Ｐ１の量を用いて強化ガラス板から切断されたサンプルの品質を評価した。
【０１０５】
図１８に、強化ガラス板の冷却の有無と凸量との関係を示す。なお、本実施例ではレーザ出力が８０Ｗ、レーザ光のコーナー部における走査速度が１ｍｍ／ｓ、ビーム径が０．１ｍｍであるので、上記の式１からコーナー部における単位照射面積あたりのレーザ光の照射エネルギーは８００Ｊ／ｍｍ２となる。
【０１０６】
図１８に示すように、サンプルＮｏ．９（冷却なし）では凸量が０．１５ｍｍであった。これに対してサンプルＮｏ．１０（冷却あり）では凸量が０．１ｍｍであった。よって、レーザ光を走査する際に強化ガラス板を冷却したほうが凸部の凸量が少なくなった。これは、強化ガラス板の表面を冷却した場合は、圧縮応力が発生する位置（レーザ照射領域）と引張応力が発生する位置（レーザ光の走査方向後方）との距離が短くなり（図１２参照）、走査方向後方におけるクラックの伸展方向をより精度よく制御することができたためと考えられる。
【０１０７】
以上、本発明を上記実施の形態および実施例に即して説明したが、上記実施の形態および実施例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】
【０１０８】
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
３１  クラック
３３  圧縮応力
３５  引張応力
４０、５０、６０  サンプル
４１、６１  切断開始点
４２、５２、６２、８２  切断終了点
４３、５３、６３、８３  クラック発生位置
４４、５４、６４、８４  切断線（側面）
４５、５５、６５  切断線
４６、５６、６６、８６  クラック
４８、５８、６８、８８  切断予定線
４９、５９、６９、８９  凸部
７１  レーザ出力部
７２  ガラス保持駆動部
７３  制御部
７４  制御プログラム生成部
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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