(57)【特許請求の範囲】
【請求項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前記管ガラスの円周方向に延在す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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項７】
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、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、一又は複数のクラックが含まれる内部クラック領域を形成すると共に、
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、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、これにより管ガラスを切断する管ガラスの切断方法。
【請求項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。
【請求項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７又は８に記載の管ガラスの切断方法。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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４又は５に記載の管ガラスの切断方法。
【請求項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。
【請求項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前記管ガラスの円周方向に延在す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。
【請求項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前記管ガラスの円周方向に延在す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１５９５３２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１２９５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【発明の効果】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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２】図１に示す製造装置の要部平面図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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６】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。
【図７】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。
【図８】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９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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１３】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１４】図１３中のＡ部を拡大した図である。
【図１５】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。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は、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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
次に、切断装置１７の詳細を図２等に基づき説明する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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）。
【００６１】
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）。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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の中心軸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。
【００７０】
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。
【００７１】
表層部Ｃ１ｃ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。
【００７２】
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。
【００７３】
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）。
【００７４】
次に、一次クラック進展領域Ｃ２１の形成態様の一例を図１６に基づき説明する。
【００７５】
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１６（ａ）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Ｃ１ｃの直下に形成されていた内部クラック領域Ｃ１（図１６（ａ））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１６（ｂ）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。
【００７６】
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１６（ｂ））。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１６（ｃ）を参照）。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
このように、本発明の第三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１６）、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。
【００８０】
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の円周方向間隔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の円周方向間隔ｐを適切な大きさに調整することで、一次クラック領域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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、その大径側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。
【００８６】
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２２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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、上記第一〜第三実施形態では、焦点設定部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設定部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。
【００８９】
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。
【００９０】
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ものであってもよい。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【符号の説明】
【００９３】
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
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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