(57)【要約】  所定のラインに沿ってガラスシートを分離するためのシステム及び方法を開示する。レーザビームを発生させて細長レーザビームに整形する。一体に枢動自在に連結されて一連のアーム部材を形成するアーム部材が提供される。各細長レーザビームがそこからガラスシートに送り込まれ、ガラスシートの表面上に細長レーザビームの連鎖体を形成する。アーム部材を動かすことにより細長レーザビームの連鎖体を所定のラインに沿って動かすことで、ガラスシートを所定のラインに沿ってスコーリングすることができる。
2011521788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に平面状のガラスシートを所定のラインに沿ってスコーリングするためのシステムであって、
複数のレーザビームを発生する手段と、
複数のアーム部材であって、各々が、近位端と、その反対側の遠位端とを有するアーム部材において、前記複数のアーム部材の各アーム部材のそれぞれの遠位端が、前記複数のアーム部材のうちの隣接するアーム部材のそれぞれの近位端に枢動自在に連結される、複数のアーム部材と、
前記複数のレーザビームの各々を整形する手段であって、それにより複数の細長レーザビームを形成し、該細長レーザビームの各々を前記ガラスシートに送り込む手段において、前記複数のレーザビームの各々を整形して送り込む手段が、前記複数のアーム部材のうちの少なくとも２個のアーム部材上に位置決めされ、且つ前記ガラスシートから所定の距離を隔てて離間され、それにより前記ガラスシート上に送り込まれる細長レーザビームの連鎖体を形成する、手段と、
前記複数のアーム部材を互いに対して枢動自在に動かして位置決めする手段であって、それにより前記ガラスシート上の前記細長レーザビームの連鎖体の移動及び形状変更の少なくとも一方を行う、手段と、
を含むことを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記複数のレーザビームを発生する手段が、少なくとも１つのレーザビームを発生するように構成されたレーザと、前記レーザに動作可能に連結されたビームスプリッタであって、前記少なくとも１つのレーザビームを受け取り、前記少なくとも１つのレーザビームを前記複数のレーザビームに分割するように構成されたビームスプリッタと、
複数の導波管であって、各々が前記ビームスプリッタ及び前記複数のレーザビームの各々を整形する手段と連通している導波管において、前記複数の導波管の各導波管が、前記複数のレーザビームのうちのそれぞれの１つを前記ビームスプリッタから前記複数のレーザビームの各々を整形する手段に誘導する、複数の導波管と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ガラスシート上に送り込まれる前記細長レーザビームの連鎖体が実質的に前記所定のラインに追従するように、前記複数のアーム部材を前記ガラスシートに対して、及び互いに対して動かす手段と、
前記ガラスシートを、前記細長レーザビームの連鎖体の下流で前記所定のラインに沿って冷却する手段と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数のレーザビームの各々を整形する手段であって、それにより複数の細長レーザビームを形成する手段が、コリメートレンズと円柱レンズとを含む複数のビーム整形光学部材を含み、前記コリメートレンズと前記円柱レンズとが実質的に同軸状に整列し、前記複数のビーム整形光学部材の各ビーム整形光学部材が前記複数のアーム部材のそれぞれのアーム部材に位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
実質的に平面状のガラスシートを所定のラインに沿ってスコーリングする方法であって、
複数のレーザビームを発生させるステップと、
前記複数のレーザビームの各レーザビームを細長レーザビームに整形するステップであって、それにより複数の細長レーザビームを形成するステップと、
複数のアーム部材であって、各々が、近位端と、その反対側の遠位端とを有するアーム部材を提供するステップであって、前記複数のアーム部材の各アーム部材のそれぞれの遠位端が、前記複数のアーム部材のうちの第２の隣接するアーム部材のそれぞれの近位端に動作可能に連結される、ステップと、
前記複数の細長レーザビームの各細長レーザビームを前記複数のアーム部材のそれぞれのアーム部材から前記ガラスシートに送り込むステップであって、それにより前記ガラスシートの表面上に細長レーザビームの連鎖体を形成するステップと、
前記複数のアーム部材を前記ガラスシートに対して、及び互いに対して選択的に動かすステップであって、それにより前記細長レーザビームの連鎖体を実質的に前記所定のラインに沿って動かすことにより、前記ガラスシートを実質的に前記所定のラインに沿ってスコーリングするステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本願は、「Ｌａｓｅｒ−Ｃｕｔｔｉｎｇ  Ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  Ａｌｏｎｇ  Ａ  Ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  Ｌｉｎｅ」と題される２００８年５月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／０５７，５４９号明細書及び２００８年１２月１２日に出願された米国特許出願第１２／３３４，１２１号明細書に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、所定のラインに沿ってガラスシートを分離するためのシステム及び方法に関する。より具体的には、細長レーザビームの連鎖体を発生させ、そのレーザビームの連鎖体を所定のラインに沿って動かすことにより、ラインに沿ってガラスシートを分離するシステム及び方法が提供される。
【背景技術】
【０００３】
従来、ガラスシートの切断にはいくつかの異なる方法及び技法が用いられてきた。最も広く利用されている方法は、硬質材料製のホイールを用いた機械的なスコーリング及びスコアラインに沿ったガラスのブレーキングである。機械的なスクライビング及びブレーキングプロセスではデブリが発生し、それらがガラス表面に溜まるため、徹底した除塵が必要とされる。従って、ＬＣＤ製造業などの高いガラス品質が要求されるガラス技術分野では、ガラスシートの形成に機械的なスクライビング技法を高い信頼性で用いることはできない。
【０００４】
広く利用されている他の方法としては、レーザを用いたガラスシートのスコーリング及び／又は分離が挙げられる。一技法では、レーザビームがガラスのスコーリングに用いられる；次にガラスは、機械的な分離技法によって分離される。レーザビームがガラスシートを横切って動くと、それによりガラスシートの表面に温度勾配が生じ、それが、レーザビームにある距離を置いて追従するクーラント（ガス又は液体など）によって増進される。特に、レーザによるガラスシートの加熱及びクーラントによるガラスシートの急冷により、ガラスシートに引張応力が生じる。この引張応力はガラス表面に割れ目（すなわちスコアベント（ｓｃｏｒｅ  ｖｅｎｔ））を生じさせる。このようにして、ガラスシートに沿ってスコアラインが設けられる。次に、ガラスシートをスコアラインに沿って分離することにより、ガラスシートをより小さい２枚のシートに分離することができる。さらに別の技法は、第１のレーザビームを使用してガラスがスコーリングされる。構成が異なる第２のレーザビームを使用してレーザ分離が達成される。
【０００５】
レーザスコーリング及び分離の従来技術は、比較的短いレーザビームを使用するため、ガラスシートに提供される露光（又は滞留）時間が限られることになる。ガラスシートに対するレーザビームの所要露光時間を達成するためには、低速でのスコーリング又は分離が必要となるが、しかし、その結果ガラスシートの分離が非効率となる。高速で切断すると、高出力密度ビームを用いない限り、ガラスを所要温度に加熱するのに露光時間が不十分となり得る。しかしながら、高出力密度レーザビームはガラスの過熱を招く可能性があり、結果としてガラスシートにおける深刻な残留応力の問題が生じ得る。これらの問題を解決するため、長い単一のレーザビームが用いられており、これはより長い滞留時間を提供し、従ってガラスシートをより高いスコーリング又は分離速度で適切に分離させることが可能である。しかしながら、高速を実現するためレーザビームを細長くすることが必要なため、これらの技法は直線的なスコーリング軌道に限られる。
【０００６】
ガラスシートを曲線的な軌道に沿って分離するため、単一のレーザビームを短くすることもできるが、それにより限られた滞留時間及び低速の切断が再び問題となる。非直線的な軌道に沿った分離を実現する他の技法では、レーザビームが非直線的な軌道に沿って案内されるに従いレーザビームを継続的に整形し直すことが必要とされており、それには高度な精度が要求され、結果として極めて複雑性が高く、潜在的に非効率なシステムとなり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、当該技術分野においては、直線状の部分及び／又は非直線状の部分を含む変化に富んだ軌道に沿ってガラスシートを切断するシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
所定のラインに沿ってガラスシートを分離するためのシステム及び方法が提供される。より具体的には、複数のレーザビームを発生する手段と、互いに動作可能に連結された複数のアーム部材と、複数のレーザビームを整形する手段であって、それにより複数の細長レーザビームを形成し、その細長レーザビームをガラスシートに送り込む手段とを含むシステムが提供される。一態様において、複数のレーザビームの各々を整形する手段は、複数のアーム部材のうちの少なくとも２個のアーム部材上に位置決めされ、且つガラスシートから所定の距離を隔てて離間される。さらなる態様に従えば、本システムは、複数のアーム部材を互いに対して枢動自在に動かして位置決めする手段であって、それによりガラスシート上に細長レーザビームの連鎖体を形成する手段を含む。
【０００９】
さらに別の態様に従えば、実質的に平面状のガラスシートを所定のラインに沿って分離する方法が提供される。本方法は、一態様において、複数のレーザビームを発生させるステップと、複数のレーザビームの各レーザビームを細長レーザビームに整形するステップであって、それにより複数の細長レーザビームを形成するステップとを含む。本方法は、さらに、一体に動作可能に連結された複数のアーム部材を提供するステップを含むことができる。さらに別の態様において、本方法は、複数の細長レーザビームの各細長レーザビームを複数のアーム部材のそれぞれのアーム部材からガラスシートに送り込むステップであって、それによりガラスシートの表面上に細長レーザビームの連鎖体を形成するステップと、複数のアーム部材を選択的に動かすステップであって、それにより細長レーザビームの連鎖体を実質的に所定のラインに沿って動かすことにより、ガラスシートを実質的に所定のラインに沿って分離するステップとを含む。
【００１０】
本発明のさらなる態様は、ある部分は詳細な説明及び以下の任意の請求項に記載され、ある部分は詳細な説明から導かれるか、又は本発明を実施することにより理解され得る。前述の概要及び以下の詳細な説明は、双方とも例示的且つ説明的なものに過ぎず、開示及び／又は特許請求されるとおりの本発明を制限しないことが理解されるべきである。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、且つその一部をなす添付の図面は、本発明の様々な態様を例示し、及びその説明と共に、本発明の原理を説明するために提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】所定のラインに沿ってガラスシートを分離する例示的システムを示す。
【図２】図１のシステムにより発生する細長レーザビームの連鎖体を示す。
【図３】図１のシステムの例示的ビーム整形光学部材を示す。
【図４】細長レーザビームの連鎖体が所定のラインに沿って動くときの、その連鎖内における細長レーザビームの相対的な位置を示す。
【図５Ａ】図１のシステムの複数のアーム部材の例示的な位置を示す。
【図５Ｂ】図１のシステムの複数のアーム部材の例示的な位置を示す。
【図５Ｃ】図１のシステムの複数のアーム部材の例示的な位置を示す。
【図５Ｄ】図１のシステムの複数のアーム部材の例示的な位置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の以下の説明は、本発明の実施形態の実現を可能にする教示として提供される。従って、当業者は、本明細書に記載される様々な実施形態に対して、本発明の有益な結果はなお達成しながらも、多くの変更を加え得ることを認識及び理解するであろう。また、本発明の望ましい利益の一部は、本発明の特徴の一部を選択することにより、他の特徴を利用しなくとも達成され得ることも明らかであろう。従って、当業者は、本発明に対して多くの修正及び適応が可能であり、さらに特定の状況下ではそれが望ましいこともあり得るとともに、それが本発明の一部であることを認識するであろう。このように、以下の説明は本発明の原理の例示として提供され、それを限定するものではない。
【００１４】
本明細書で使用されるとき、単数形は、文脈上特に明確に指示されない限り、複数形を指示対象に含む。従って、例えば、「レーザビーム」と言うとき、文脈上特に明確に指摘されない限り、それは２つ以上のかかるレーザビームを有する実施形態を含む。
【００１５】
範囲は、本明細書では、「約」ある特定の値から、及び／又は「約」別の特定の値までとして表され得る。このように範囲が表されるとき、別の実施形態は、一方の特定の値から、及び／又は他方の特定の値までを含む。同様に、前に「約」を使用することにより値が概略値として表されるとき、その特定の値が別の実施形態をなすことは理解されるであろう。さらに、範囲の各々の端点は、他方の端点との関係においても、及び他方の端点とは独立しても有意であることは理解されるであろう。
【００１６】
上記に簡潔に概要を述べたとおり、ガラスシートを所定のラインに沿ってスコーリング又は分離するためのシステム及び方法が提供される。所定のラインは、実質的に直線状の軌道、実質的に非直線状の軌道（例えば、曲線状、円弧状等）、又は部分的に直線状で、且つ部分的に非直線状の軌道など、任意の軌道を有し得ることが企図される。
【００１７】
例示的システム１００は、一態様において、複数のレーザビームを発生する手段を含む。図１に示されるとおり、複数のレーザビームを発生する手段は、少なくとも１つのレーザビームを発生するように構成されたレーザ１１０と、レーザに動作可能に連結されたビームスプリッタ１１２とを含むことができる。ビームスプリッタ１１２は、レーザ１１０から少なくとも１つのレーザビームを受け取り、その１つ又は複数のレーザビームを複数のレーザビームに分割するように構成される。場合により、２つ以上のレーザを提供して複数のレーザビームを発生させてもよい。この態様では、２つ以上のレーザの各々をそれぞれのビームスプリッタに動作可能に連結することにより、複数のレーザビームを発生させることができる。
【００１８】
システム１００は、さらなる態様に従えば、複数のアーム部材１３０（例えば、図２に１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄとして示されるとおり）を含む。各アーム部材１３０は、近位端部と、その反対側の遠位端部とを有する。第１のアーム部材（図２のアーム部材１３０ａなど）の遠位端部は、第２のアーム部材（アーム部材１３０ｂなど）の近位端部に動作可能に連結（限定はされないが、枢動自在に連結するなど）され得る。第１のアーム部材の遠位端部及び第２のアーム部材の近位端部に近接して（すなわち、第１のアーム部材と第２のアーム部材との間の動作可能な連結の範囲に近接して）、連結領域が画定される。第２のアーム部材１３０ｂの遠位端部は、第３のアーム部材（アーム部材１３０ｃなど）の近位端部に動作可能に連結（限定はされないが、枢動自在に連結するなど）され、以下同様である。従って、複数のアーム部材の各アーム部材は、少なくとも１個の他のアーム部材と動作可能に連結（枢動自在に連結するなど）され、それに対して動き、それにより一連のアーム部材を形成し得ることが企図される。図２に示されるとおり、アーム部材１３０ａと１３０ｂとは軸Ｌで枢動自在に結合することができ、アーム部材１３０ｂと１３０ｃとは軸Ｍで枢動自在に結合することができ、及びアーム部材１３０ｃと１３０ｄとは軸Ｎで枢動自在に結合することができる。
【００１９】
一態様において、複数のアーム部材は２〜ｎ個のアーム部材を含む。場合により、複数のアーム部材は、約２〜２０個のアーム部材、約２〜１０個のアーム部材、又は約２〜５個のアーム部材を含んでもよい。しかしながら、分離するガラスシートのサイズ、所定のラインの軌道、ガラスの分離に求められる精度、ガラスを分離する速度、又は他の望ましいシステムパラメータに応じて、任意の数のアーム部材を一体に動作可能に連結し得ることが企図される。従って、用いられ得るアーム部材の数を、ここに説明及び図示する例示的範囲に限定する意図はない。
【００２０】
システム１００は、複数のレーザビームの各々を整形する手段であって、それにより複数の細長レーザビームを形成し、その細長レーザビームの各々をガラスシートに送り込む手段をさらに含むことができる。一態様において、複数のレーザビームの各々を整形する手段は、複数のアーム部材のうちの少なくとも２個のアーム部材上に位置決めされる。さらなる態様に従えば、アーム部材はガラスシートに対して、図１に示されるように、複数のレーザビームの各々を整形する手段の各々がガラスシート１５０から所定の距離ｘを隔てて離間され得るように位置決めすることができる。距離ｘは、細長レーザビームのガラスシート上での長さｙが、アーム部材間の連結領域（例えば、枢動点）の間の距離（例えば、図２において、隣接する軸Ｌ、Ｍ、Ｎの間の距離として示される）と同じになるように選択され得る。このようにすることで、効率的に細長レーザビームの端と端とをガラスシート上で枢動自在につなぎ合わせ、ガラスシート１５０上に細長レーザビームの連鎖体を形成し得る。
【００２１】
図２に示されるとおり、複数のレーザビームの各々を整形する手段であって、それにより複数の細長レーザビームを形成する手段は、複数のビーム整形光学部材１２０を含むことができる。各ビーム整形光学部材１２０は、複数のアーム部材のうちのそれぞれのアーム部材１３０の上に位置決めされ得る。一態様において、各ビーム整形光学部材は、それぞれのアーム部材の近位端部と遠位端部との間の実質的に中間点に位置決めされ得る。さらなる態様に従えば、ビーム整形光学部材は、図２に示されるように、それぞれのアーム部材の範囲内に位置決めされ、それを貫通して延在し得る。
【００２２】
さらなる態様に従えば、図３に示されるように、各ビーム整形光学部材１２０は、コリメートレンズなどのビームコリメート光学系１２２と、当該技術分野において公知のとおりの、レーザビームを狭めたり、引き伸ばしたりする少なくとも１個の円柱レンズ１２４とを含むことができる。レーザビームコリメート光学系／レンズ及び円柱レンズは当該技術分野では周知であり、ここでは詳細に説明しない。細長レーザビームを作り出すための任意の好適な光学素子を用いることができる。
【００２３】
システム１００は、複数の導波管１１４をさらに含むことができる。各導波管は、複数のレーザビームを発生する手段、及びそれぞれの、複数のレーザビームの各々を整形する手段と連通していてもよい。各導波管は、複数のレーザビームを発生する手段からの複数のレーザビームのうちのそれぞれの１つを、それぞれの、複数のレーザビームの各々を整形する手段に誘導することができる。場合により、例えば光ファイバケーブルなど、他の手段を提供することにより、複数のレーザビームを発生する手段からの複数のレーザビームのうちのそれぞれの１つを、複数のレーザビームの各々を整形する手段に誘導してもよい。
【００２４】
一態様において、図１に示されるとおり、各導波管１１４（または他のレーザビーム誘導手段）は、ビームスプリッタ１１２及びビーム整形光学部材１２０の１つと連通していてもよく、それにより複数のレーザビームのうちの１つのレーザビームをビームスプリッタからそれぞれのビーム整形光学部材に誘導することができる。従って、各ビーム整形光学部材１２０は、図３に示されるように、それぞれの導波管からレーザビームを受け取り、そのレーザビームをコリメートレンズ１２２及び円柱レンズ１２４を通じて送り込むことにより、細長レーザビーム１１８を発生させる。
【００２５】
さらに別の態様に従えば、システム１００は、図１に示されるように、複数のアーム部材を互いに対して位置決めする手段であって、それによりガラスシート１５０上に所望の形状又は構成を有する細長レーザビームの連鎖体を形成する手段を含むことができる。複数のアーム部材を位置決めする手段は、連結領域に近接して位置決めされ得る。例えば、上記のとおり連結領域は、概して、一連のアーム部材のなかの隣接するアーム部材間にある動作可能な連結の範囲に近接して、例えば、図２に示されるとおりの軸Ｌ、Ｍ、Ｎなどに画定され得る。複数のアーム部材を位置決めする手段は、一態様において、複数のモータ１３２を含むことができ、各々はそれぞれの連結領域に近接して位置決めされる。各モータは、枢動自在に接合されたアーム部材の対に動作可能に結合され、それによりあるアーム部材を別のアーム部材に対して枢動自在に駆動／位置決めし得る。モータのアーム部材との動作可能な結合には、例えば、ギア式、ベルト駆動式、又はクランクアーム及び枢動リンク駆動結合など、任意の好適な枢動駆動結合（図示せず）を用いることができる。モータは、一態様において、複数のステッパモータであってもよい。場合により、他の電気式又は電気機械式手段を提供することにより、複数のアーム部材を互いに対して位置決めしてもよい。
【００２６】
図２に示されるとおり、モータ１３２は、第１のアーム部材１３０ａと第２のアーム部材１３０ｂとの間に画定される連結領域に近接して位置決めすることができる。第２のモータは、第２のアーム部材１３０ｂと第３のアーム部材１３０ｃとの間に画定される連結領域に近接して位置決めすることができ、以下同様である。各モータは、アーム部材の一方又は双方をそれぞれの軸Ｌ、Ｍ、Ｎの周りで枢動自在に駆動することにより、アーム部材間の角度位置を調節するように構成され得る。一態様では、ステッパモータなどの複数のアーム部材を位置決めする手段にプロセッサを動作可能に連結することにより、複数のアーム部材を互いに対して位置決めすることができる。
【００２７】
システム１００はまた、ガラスシート上に送られる細長レーザビームの連鎖体が実質的に所定のラインに追従するように複数のアーム部材をガラスシート１５０に対して動かす手段も含むことができる。さらなる態様に従えば、複数のアーム部材を動かす手段は、複数のアーム部材をガラスシートの平面と実質的に平行に水平方向及び垂直方向に動かすように構成される。例えば、図１に示されるとおり、複数のアーム部材を動かす手段は、長手方向軸（図１に破線で示される）を有するトラック１４２と、トラックに沿ってトラックの長手方向軸と平行な方向に（図１に破線矢印で指示されるとおり）動くように構成されたプラットフォーム１４４とを含むことができる。モータ（図示せず）がプラットフォーム又はトラックの一方に取り付けられ、且つプラットフォーム又はトラックの他方と動作可能に結合されることにより、プラットフォームをトラックに沿って制御された方法で駆動することができる。トラックに沿ったプラットフォームの駆動及び位置決めには、例えば、ギア式ラックアンドピニオン、摩擦又はベルト駆動式の駆動結合など、任意の好適な駆動結合を用いることができる。
【００２８】
プラットフォーム１４４には、１つ又は複数の垂直支持体１４６を位置決めすることができる。図１に示されるとおり、１つ又は複数の垂直支持体はプラットフォームの端部に近接して位置決めすることができ、しかしながら１つ又は複数の垂直支持体は、プラットフォームに沿ったいずれの場所に位置決めされてもよいことが企図される。１つ又は複数の垂直支持体１４６は、プラットフォームの上表面から上方に、ガラス１５０の平面と実質的に平行な平面内で、トラックの長手方向軸と実質的に垂直な方向に延在し得る。１つ又は複数の垂直支持体に摺動部材１４８を取り付けることができ、これは支持体を摺動するか、又は他の形で上下に動くように構成される。複数のアームは、図２に示される結合アーム１３４などの結合手段を介して摺動部材１４８に結合することができる。見て分かるとおり、アーム部材の隣接する各対の接合と同様に、第１のアーム部材１３０ａを結合アーム１３４に動作可能に連結（枢動自在に連結するなど）することができ、且つ動作可能な連結の範囲に近接してモータ又は他の手段を提供することにより、第１のアーム部材の結合アームに対する枢動位置を軸Ｋの周りで調節することができる。ステッパモータなどの複数のアーム部材を動かす手段にプロセッサを動作可能に連結することで、アーム部材の互いに対する相対的な枢動動作及び位置を制御し、及び／又はガラスシート１５０に対する一連のアーム部材の、ひいては細長レーザビームの連鎖体の相対的なＸ−Ｙ並進動作及び位置を、ガラスシート上で所定のラインに実質的に追従するように調節することができる。
【００２９】
別の態様に従えば、本システムは、ガラスシートを、細長レーザビームの連鎖体の下流で所定のラインに沿って冷却する手段を含む。例えば、図１及び図５Ａ〜図５Ｄに示されるとおり、一連のアーム部材の最後部のアーム部材の遠位端に近接して冷却ノズル１３６が位置決めされ得る。図１に示されるとおり、冷却ノズル１３６は、冷気又は冷水などの冷却流体１３８を、細長レーザビームの連鎖体の最後部の細長レーザビームに近接してガラスシートに送り込むように構成される。
【００３０】
本発明に従えば、実質的に平面状のガラスシートを所定のラインに沿って分離する方法が提供される。本方法は、一態様において、複数のレーザビームを発生させるステップと、各レーザビームを細長レーザビームに整形するステップであって、それにより複数の細長レーザビームを形成するステップとを含む。例えば、図１に示されるとおり、初期レーザビームを発生するためレーザ１１０が提供されてもよく、初期レーザビームはビームスプリッタ１１２に送られ、次にビームスプリッタ１１２が初期ビームを複数のレーザビームに分割する。複数のレーザビームの各々は、例えば導波管１１４又は光ファイバケーブルを介してそれぞれのビーム整形光学部材１２０に送ることができ、ビーム整形光学部材１２０は、各レーザビームを細長レーザビームに形成するように構成される。
【００３１】
本方法は、複数のアーム部材であって、各々が、近位端部と、その反対側の遠位端部とを有するアーム部材を提供するステップをさらに含むことができる。第１のアーム部材のそれぞれの遠位端部は、上記に記載したように、第２のアーム部材のそれぞれの近位端部に枢動自在に連結され得る。一態様において、本方法は、複数の細長レーザビームの各細長レーザビームを複数のアーム部材のそれぞれのアーム部材からガラスシートに送り込むステップであって、それによりガラスシート上に細長レーザビームの連鎖体を形成するステップをさらに含む。例えば、図１に示されるとおり、それぞれの細長レーザビームは、複数のアーム部材のうちのあるアーム部材上に位置決めされたビーム整形光学部材から送り込まれ得る。ガラスシートは、ガラスシート上に細長レーザビームの連鎖体が形成されるようにアーム部材から選択的に離間され得る。さらなる態様において、各細長レーザビームは、ガラスシートの平面と実質的に垂直なそれぞれの軸に沿ってガラスに送り込まれ得る。
【００３２】
本方法は、複数のアーム部材を選択的に位置決めして動かすステップであって、それにより細長レーザビームの連鎖体を実質的に所定のラインに沿って動かすことにより、ガラスシートを実質的に所定のラインに沿って分離するステップをさらに含むことができる。複数のアーム部材を選択的に位置決めして動かすステップは、アーム部材をガラスシートの平面と実質的に平行に水平方向及び／又は垂直方向に動かすステップを含むことができる。場合により、複数のアーム部材は、上記に記載されるようにガラスシートに対して水平方向及び／又は垂直方向に選択的に位置決めして動かすと同時に、互いに対して選択的に位置決めして枢動させてもよく、それにより細長レーザビームの連鎖体が実質的に所定の曲線状のラインに沿ってガラス上を動き、ガラスがスコーリングされる。曲線状のラインは連続的な曲率を有してもよく、又はラインに沿って変化する曲率を有してもよい。
【００３３】
例えば、図４に示されるとおり、複数のアーム部材を選択的に動かすことにより、細長レーザビームの連鎖体を所定のライン１５２に沿って動かすことができる。一態様において、ガラスシートは、スコアラインの始端とするため、任意の周知の方法でガラスシートの縁端に切欠きを付けるか、又はそこをスクライブすることができる（図４で１５４により図式的に示されるように）。この態様において、複数のアーム部材は、初めに、細長レーザビームの連鎖体の最初の細長レーザビームが切欠きを付けた縁端部分に近接してガラスシートに接触するように位置決めされ得る。次に、細長レーザビームの連鎖体が実質的に所定のラインに追従するようにアーム部材が選択的に動かされ得る。このように、アーム部材は初期位置「Ａ」まで移動し得る。複数のアーム部材を水平方向及び垂直方向に動かして細長レーザビームの連鎖体を点Ａから点Ｂまで移動させるとき、同時にアーム部材の互いに対する位置が調節され得る。同様に、複数のアーム部材を水平方向及び垂直方向に動かすとともに、各アーム部材間の相対的な位置を調節することで、細長レーザビームの連鎖体を点Ｂから点Ｃまで移動させ得る。このようにして、広範な軌道及び／又は曲率を有する所定のラインに沿ってガラスシートを分離し得ることが企図される。アーム部材の相対的な位置の変化は、図５Ａ〜図５Ｄにも例示される。
【００３４】
図４及び図５Ａ〜図５Ｄで見て分かるとおり、細長レーザビームの連鎖体が所定のラインに沿って動かされるとき、各細長レーザビームの形状は維持される。鎖状の細長レーザビームの連続性もまた維持される。鎖状の細長レーザビームが連続していて、且つレーザビームが細長い結果、比較的低いレーザ出力密度を使用しながらも、レーザにより発生する熱が所定のラインの延在する長さにわたり分散し、ひいてはガラスの融蝕又は溶融のない、ラインに沿ったガラスの効率的且つ急速な加熱がもたらされる。
【００３５】
本方法は、ガラスシートにおいて、細長レーザビームの連鎖体の下流で実質的に所定のラインに沿ってクーラントを送り込むステップをさらに含むことができる。上述のとおり、複数のアーム部材のうちのあるアーム部材上に冷却ノズルが提供されてもよい。冷却ノズルは、クーラントをアーム部材からガラスシートに送り込むように構成され得る。
【００３６】
上記のとおり、本明細書に記載されるシステム及び方法を用いることにより、任意の形状又は軌道を有し、且つ直線状及び非直線状（すなわち曲線状）の双方の部分を含む所定のラインに沿ってガラスシートを分離し得ることが企図される。スコアラインの曲線部分の曲率半径は、例えば、アーム部材の相対的な枢動位置を調節することにより、調節することができる。しかしながら、結果としてもたらされる細長レーザビームの連鎖体の曲率半径は、個々のアーム部材の長さと、その結果もたらされる個々の細長レーザビームの長さとに基づく下限を有し得ることは理解されるであろう。より小さい曲率半径が望ましい場合、個々のアーム部材の長さを短くしてもよく、及び／又はアーム部材（ひいてはビーム整形光学部材）とガラスシートとの間の距離ｘを、対応してガラスシート上の細長レーザビームの長さが低減するように調節してもよい。さらに別の態様では、スコアラインの一部分が実質的に直線状であってもよく、アーム部材間の相対的な位置を、細長レーザビームが実質的に一直線上にあるように調節してもよい。
【００３７】
別の態様において、本発明のシステム及び方法は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールなど、コンピュータ命令の一般的な文脈で説明することができる。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行したり、又は特定の抽象データ型を実装したりするルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。本明細書に記載されるシステム及び方法はまた、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境において実施することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶装置を含むローカル及びリモートの双方のコンピュータ記憶媒体に位置し得る。
【００３８】
さらに、当業者は、本明細書に開示されるシステム及び方法が自動化された製造プロセスにより実行され得ることを理解するであろう。当該技術分野では、自動化されたコンピュータ／プロセッサ制御による製造機器の設定及び動作の方法は十分に理解されている。従って、かかる自動化された機器の詳細並びにその設定及び動作については、ここでは詳細に説明しない。
【００３９】
最後に、本発明は、その特定の例示的且つ具体的な実施形態に関連して詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲に定義されるとおりの本発明の広範な趣旨及び範囲から逸脱することなく数多くの修正が可能であることから、それに限定されるものと見なされてはならないことは理解されるべきである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【国際調査報告】
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