(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と第２主面とを有するガラス板を所定の割断計画線に沿って割断するための割断装置であって、
前記ガラス板の前記割断計画線に沿った或る領域を応力重畳領域とし、前記応力重畳領域において前記第１主面側の曲率よりも前記第２主面側の曲率が小さくなるように前記ガラス板を湾曲させた状態で、前記ガラス板を部分的に保持する第１保持手段と、
前記応力重畳領域の前記第２主面側に引張熱応力を発生させるように、前記応力重畳領域の前記第１主面を局所的に加熱する加熱手段又は前記応力重畳領域の前記第２主面を局所的に冷却する冷却手段と、
を備え、
前記第１保持手段が、前記第１主面と接触しながら回転する１以上のローラと、前記第２主面と接触しながら回転する１以上のローラとを有し、
前記第１主面と接触しながら回転する１以上のローラが、前記割断計画線を挟んで両側に振り分けて配置された一対のローラから成り、前記一対のローラ間に前記加熱手段又は当該加熱手段からの熱の供給路が設けられている、ガラス板の割断装置。
【請求項２】
前記応力重畳領域からクラックの進展方向へ離れた領域を応力反転領域とし、前記ガラス板を前記応力反転領域において前記第１主面側の曲率よりも前記第２主面側の曲率が大きくなるように湾曲させた状態で、前記ガラス板を部分的に保持する第２保持手段を、更に備える請求項１に記載のガラス板の割断装置。
【請求項３】
前記応力重畳領域が前記割断計画線に沿って前記ガラス板上を移動するように、前記ガラス板を搬送する搬送手段を、更に備える請求項１又は請求項２に記載のガラス板の割断装置。
【請求項４】
前記加熱手段が、前記応力重畳領域の前記第１主面へ紫外線領域又は赤外線領域のレーザー光を照射するレーザー発振装置である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の割断装置。
【請求項５】
前記加熱手段が、スポットヒータである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス板の割断装置。
【請求項６】
前記第２保持手段が、前記第１主面と接触しながら回転する１以上のローラと、前記第２主面と接触しながら回転する１以上のローラとにより構成されている、請求項２に記載のガラス板の割断装置。
【請求項７】
前記加熱手段による前記ガラス板上の局所加熱範囲が、前記割断計画線に沿った長手方向と、当該長手方向と直交する短手方向とを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス板の割断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板（ガラスシート）を割断加工する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス板を切断加工する際には、割断計画線に沿ってスクライブ線（切れ込み・浅い溝）を形成し（スクライビング）、そのスクライブ線に沿ってガラス板に機械的応力又は熱的応力を加えることによりガラス板を割るという方法が一般的に用いられている。
【０００３】
特にＬＣＤガラスやカバーガラスなどのＦＰＤ（Flat Panel Display）の分野では、ガラス板の切断時に生じる削り屑や微細な欠け屑（カレット）等の塵によるガラス表面の汚染が無いことが望まれている。そこで、近年では、ガラス表面の汚染のより少ない、レーザー光を用いたガラス加工が普及しつつある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ガラス板を湾曲した状態で固定台に吸着させて拘束し、ガラス板の凸部をレーザービームで局所加熱することにより加熱部分に圧縮応力を発生させ、直後に加熱部分を冷却媒体で冷却することにより引張応力を発生させて、この引張応力の作用によってガラス板のトリガークラックからクラックを進展させることが記載されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、ＵＶレーザー光を用いてガラス板に割断計画線に沿ったスクライブ線を形成し、そのスクライブ線に沿って炭酸ガスレーザー光でガラス板に熱歪を与えることにより、ガラス板を割断計画線に沿って割断することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−６１６８１号公報
【特許文献２】特開平５−３２４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の加工方法では、ガラス板を固定台に吸着させることと、ガラス板をレーザービームで局所加熱することと、その加熱部分を直後に冷却媒体で冷却することとが行われる。そのために、この加工方法を実現する装置には、吸着機構を備えた固定台、レーザー光発生装置、及び、冷却媒体を噴射する装置が必要となる。
【０００８】
特許文献２に記載の加工方法では、ガラス板にスクライブ線を形成する工程と、ガラス板に熱応力を与える工程との複数の工程が行われることから、加工に時間を要する。また、ガラス板にスクライブ線を形成するには、ガラス成分を蒸発し飛散させるために十分なエネルギーを有するレーザー光が必要である。そのため、ガラス板に熱応力を与えるためのレーザー光発生装置と比較して、ガラス板にスクライブ線を形成するためのレーザー光発生装置は高価であり、これら双方のレーザー光発生装置を含む加工装置が高価となりがちである。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、ガラス板の割断装置及び方法であって、装置のコスト増大を抑制しつつ、ガラス表面の汚染の低減と加工工数の低減とを実現するもの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】
【００１１】
また、本発明の一態様に係るガラス板の割断装置は、
第１主面と第２主面とを有するガラス板を所定の割断計画線に沿って割断するための割断装置であって、
前記ガラス板の前記割断計画線に沿った或る領域を応力重畳領域とし、前記応力重畳領域において前記第１主面側の曲率よりも前記第２主面側の曲率が小さくなるように前記ガラス板を湾曲させた状態で、前記ガラス板を部分的に保持する第１保持手段と、
前記応力重畳領域の前記第２主面側に引張熱応力を発生させるように、前記応力重畳領域の前記第１主面を局所的に加熱する加熱手段又は前記応力重畳領域の前記第２主面を局所的に冷却する冷却手段とを備え、
前記第１保持手段が、前記第１主面と接触しながら回転する１以上のローラと、前記第２主面と接触しながら回転する１以上のローラとを有し、
前記第１主面と接触しながら回転する１以上のローラが、前記割断計画線を挟んで両側に振り分けて配置された一対のローラから成り、前記一対のローラ間に前記加熱手段又は当該加熱手段からの熱の供給路が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記ガラス板の割断方法及びガラス板の割断装置では、ガラス板の応力重畳領域の第２主面側に生じた引張曲げ応力と引張熱応力とが重畳してガラス板の破壊応力に至り、ガラス板の起点疵からクラックが進展し、やがてガラス板が破断する。この方法及び装置によれば、割断計画線７に沿ったガラス板１０のスクライビングが不要であるので、スクライビングを行う場合と比較してガラス屑によるガラス表面の汚染の低減、及び、加工工数及び装置コストの低減を実現することができる。また、ガラス板の応力重畳領域の第２主面側に引張熱応力を発生させるために、応力重畳領域の第１主面の加熱及び応力重畳領域の第２主面の冷却のうち一方を行えば足りるので、加工工数及び装置コストの低減を図ることができる。また、この一対のローラ間に加熱手段からの熱の供給路が設けられているので、応力重畳領域において湾曲しているガラス板の頂点と局所的加熱点とを近づける構成を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、装置のコスト増大を抑制しつつ、ガラス表面の汚染の低減と加工工数の低減とを実現するガラス板の割断方法及びガラス板の割断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るガラス板の割断装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】ガラス板の割断装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】上流側ローラセットを示す図１におけるIII−III矢視図である。
【図４】上流側ローラセットの作用によりガラス板に生じる曲げ応力を説明するためのガラス板の断面図である。
【図５】下流側ローラセットを示す図１におけるＶ−Ｖ矢視図である。
【図６】下流側ローラセットの作用によりガラス板に生じる曲げ応力を説明するためのガラス板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るガラス板１０の割断装置１の概略構成を示す側面図、図２はガラス板１０の割断装置１の概略構成を示す平面図である。図１及び図２に示すガラス板１０の割断装置１は、仮想の割断計画線７に沿ってガラス板１０を割断する装置である。割断計画線７は、直線及び曲線の一方又はその組合せであり、図２に例示された割断計画線７は曲線である。
【００１６】
割断装置１により割断されるガラス板１０は、２ｍｍ以下の薄板であって、後述するレーザー光が照射される第１主面１０ａと、第１主面１０ａと平行で且つ反対を向いた第２主面１０ｂとを有する。本実施形態では、ガラス板１０の２つの主面１０ａ，１０ｂが鉛直方向を向いた状態で搬送方向９１へ搬送されるため、第１主面１０ａが上面、第２主面１０ｂが下面である。但し、ガラス板１０は、第１主面１０ａ及び第２主面１０ｂの双方が水平方向を向くように搬送されてもよい。
【００１７】
割断装置１は、ガラス板１０の搬送方向９１の上流側に配置された上流側ローラセット３（第１保持手段の一例）と、上流側ローラセット３の搬送方向９１の下流側に配置された下流側ローラセット４（第２保持手段の一例）と、ガラス板１０へレーザー光２１を照射するレーザー光源２（加熱手段の一例）とを備えている。以下、割断装置１の各構成要素について詳細に説明する。
【００１８】
まず、レーザー光源２について説明する。レーザー光源２は、ガラス板１０の表面を局所的に加熱し、ガラス板１０内に熱応力を発生させることのできる局所熱源である。レーザー光源２から発振されるレーザー光２１は、ガラス材に対する吸収率が著しく高く、ガラス板１０に照射されるとガラス板１０の極表面で吸収される。このようなレーザー光２１は、紫外線領域及び赤外線領域のレーザー光である。本実施形態に係るレーザー光２１は、赤外線領域のレーザー光の一つである炭酸ガスレーザー光である。
【００１９】
次に、上流側ローラセット３について説明する。図３は上流側ローラセット３を示す図１におけるIII−III矢視図であり、図４は上流側ローラセット３の作用によりガラス板１０に生じる曲げ応力を説明するためのガラス板１０の断面図である。図１〜４に示すように、上流側ローラセット３は、平面視において搬送方向９１と直交する水平方向であるローラ軸方向９２に並んだ複数のローラ３１，３２，３３，３４により構成されている。上流側ローラセット３の複数のローラには、一対の上ローラ３１，３２と、一対の下ローラ３３，３４とが含まれている。但し、上流側ローラセット３には他のローラが含まれていてもよい。
【００２０】
一対の上ローラ３１，３２は、同軸上に配置されており、同じローラ径を有している。本実施形態において、上ローラ３１，３２は、ガラス板１０を搬送方向９１へ搬送する搬送手段として機能する。そのために、上ローラ３１，３２は、図示されないモータ、減速機構、動力伝達機構などを含む駆動装置３５により回転駆動される。そして、上ローラ３１，３２がガラス板１０の第１主面１０ａと接触しながら回転することにより、ガラス板１０が搬送方向９１へ送り出される。
【００２１】
一対の上ローラ３１，３２はローラ軸方向９２に離間して配置されており、これらの上ローラ３１，３２の間（接触点Ｐ31，Ｐ32の間）にローラ軸方向９２の間隙３６が存在している。平面視においてこの間隙３６にレーザー光照射点２２が位置しており、レーザー光源２から発振されたレーザー光２１はこの間隙３６を通過する。
【００２２】
一対の下ローラ３３，３４は、上ローラ３１，３２をローラ軸方向９２の両側から挟み込むように配置されている。これらの下ローラ３３，３４は、同軸上に配置されており、同じローラ径を有している。下ローラ３３，３４はガラス板１０の第２主面１０ｂと接触しており、ガラス板１０の移動に伴って回転する。
【００２３】
上記構成の上流側ローラセット３は、図４に示すように、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１において第１主面１０ａの曲率半径が第２主面１０ｂの曲率半径よりも小さくなるように、ガラス板１０を応力重畳領域Ａ１を頂点として湾曲させた状態で、ガラス板１０を部分的に保持している。ここで、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１は、ガラス板１０の割断計画線７に沿った一領域であり、応力重畳領域Ａ１に割断計画線７の一部分が含まれている。
【００２４】
より具体的には、上ローラ３１は接触点Ｐ31でガラス板１０の第１主面１０ａと接触して、ガラス板１０に板厚方向下向きの押圧力Ｆ31を付与している。同様に、上ローラ３２は接触点Ｐ32でガラス板１０の第１主面１０ａと接触して、ガラス板１０に下向きの押圧力Ｆ32を付与している。また、下ローラ３３は接触点Ｐ33でガラス板１０の第２主面１０ｂと接触して、ガラス板１０に上向きの押圧力Ｆ33を付与している。同様に、下ローラ３３は接触点Ｐ34でガラス板１０の第２主面１０ｂと接触して、ガラス板１０に上向きの押圧力Ｆ34を付与している。そして、これらの接触点Ｐ31，Ｐ32，Ｐ33，Ｐ34は平面視においてローラ軸方向９２の同一直線上に並んでおり、これらの接触点Ｐ31，Ｐ32，Ｐ33，Ｐ34を含むガラス板１０の断面は接触点Ｐ31，Ｐ32の間を最下点として下向きに撓んだ曲線状となっている。なお、下ローラ３３，３３の上下方向位置は調節可能であり、接触点Ｐ31，Ｐ32，Ｐ33，Ｐ34を含むガラス板１０の断面が下向きに撓むように接触点Ｐ33，Ｐ34の位置が調節されている。
【００２５】
上流側ローラセット３の作用により、ガラス板１０は応力重畳領域Ａ１を頂点として下側へ凸となるように湾曲しており、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａ側に圧縮曲げ応力が生じ、応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張曲げ応力が生じている。
【００２６】
続いて、下流側ローラセット４について説明する。図５は下流側ローラセット４を示す図１におけるIV−IV矢視図であり、図６は下流側ローラセット４の作用によりガラス板１０に生じる曲げ応力を説明するためのガラス板１０の断面図である。図１，２，５，６に示すように、下流側ローラセット４は、平面視において搬送方向９１と直交する水平方向であるローラ軸方向９２に並んだ複数のローラ４１，４２，４３，４４により構成されている。下流側ローラセット４の複数のローラには、一対の下ローラ４１，４２と、一対の上ローラ４３，４４とが含まれている。但し、下流側ローラセット４には他のローラが含まれていてもよい。
【００２７】
一対の下ローラ４１，４２は、同軸上に配置されており、同じローラ径を有している。本実施形態において、上流側ローラセット３の上ローラ３１と下流側ローラセット４の下ローラ４１とが搬送方向９１に並び、上流側ローラセット３の上ローラ３２と下流側ローラセット４の下ローラ４２とが搬送方向９１に並ぶように、これらのローラが配置されている。更に、上流側ローラセット３の上ローラ３１，３２の回転軸（軸心）と下流側ローラセット４の下ローラ４１，４２の回転軸（軸心）との間は、搬送方向９１へ距離Ｄ２だけ離れている。
【００２８】
本実施形態において、下ローラ４１，４２は、ガラス板１０を搬送方向９１へ搬送する搬送手段として機能する。そのために、下ローラ４１，４２は、図示されないモータ、減速機構、動力伝達機構などを含む駆動装置４５により回転駆動される。そして、下ローラ４１，４２がガラス板１０の第２主面１０ｂと接触しながら回転することにより、ガラス板１０が搬送方向９１へ送り出される。なお、本実施形態において、上流側ローラセット３の上ローラ３１，３２及び下流側ローラセット４の下ローラ４１，４２の両方が搬送ローラとして機能し、ガラス板１０が搬送方向９１へ200〜300mm／秒の速さで移動するように、これらの搬送ローラが同期して回転する。但し、上流側ローラセット３及び下流側ローラセット４のいずれか一方の内側ローラが搬送ローラとして機能するように構成されていてもよい。
【００２９】
一対の上ローラ４３，４４は、一対の下ローラ４１，４２をローラ軸方向９２の両側から挟み込むように配置されている。上ローラ４３，４４は、同軸上に配置されており、同じローラ径を有している。上ローラ４３，４４はガラス板１０の第１主面１０ａと接触しており、ガラス板１０の移動に伴って回転する。本実施形態において、上流側ローラセット３の下ローラ３３と下流側ローラセット４の上ローラ４３とが搬送方向９１に並び、上流側ローラセット３の下ローラ３４と下流側ローラセット４の上ローラ４４とが搬送方向９１に並ぶように、これらのローラが配置されている。
【００３０】
下流側ローラセット４は、図６に示すように、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２において第１主面１０ａの曲率半径が第２主面１０ｂの曲率半径よりも大きくなるように、ガラス板１０を応力反転領域Ａ２を頂点として湾曲させた状態で、ガラス板１０を部分的に保持している。ここで、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２は、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１からクラックの進展方向へ離れた一領域である。なお、割断計画線７に曲率半径の小さな曲線が含まれるような場合には、応力反転領域Ａ２は割断計画線７に沿っていないこともある。
【００３１】
より具体的には、下ローラ４１は接触点Ｐ41でガラス板１０の第２主面１０ｂと接触して、ガラス板１０に上向きの押圧力Ｆ41を付与している。同様に、下ローラ４２は接触点Ｐ42でガラス板１０の第２主面１０ｂと接触して、ガラス板１０に上向きの押圧力Ｆ42を付与している。また、上ローラ４３は接触点Ｐ43でガラス板１０の第１主面１０ａと接触して、ガラス板１０に下向きの押圧力Ｆ43を付与している。同様に、上ローラ４３は接触点Ｐ44でガラス板１０の第１主面１０ａと接触して、ガラス板１０に下向きの押圧力Ｆ44を付与している。そして、これらの接触点Ｐ41，Ｐ42，Ｐ43，Ｐ44は平面視においてローラ軸方向９２の同一直線上に並んでおり、これらの接触点Ｐ31，Ｐ32，Ｐ33，Ｐ34を含むガラス板１０の断面は接触点Ｐ41，Ｐ42の間を最上点として上向きに撓んだ曲線状となっている。なお、上ローラ４３，４３の上下方向位置は調節可能であり、接触点Ｐ41，Ｐ42，Ｐ43，Ｐ44を含むガラス板１０の断面が上向きに撓むように接触点Ｐ43，Ｐ44の位置が調節されている。
【００３２】
下流側ローラセット４の作用により、ガラス板１０は応力反転領域Ａ２を頂点として上側へ凸となるように湾曲し、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２の第１主面１０ａ側に引張曲げ応力が生じ、応力反転領域Ａ２の第２主面１０ｂ側に圧縮曲げ応力が生じている。つまり、応力重畳領域Ａ１と応力反転領域Ａ２とでは、引張曲げ応力が生じている側と圧縮曲げ応力が生じている側とが、第１主面１０ａ側と第２主面１０ｂ側とで逆になっている。
【００３３】
ここで、上記構成の割断装置１によるガラス板１０の割断加工について説明する。
【００３４】
まず、ガラス板１０の割断加工を開始するに際し、図２に示すように、ガラス板１０の割れが初生される端面１０ｃの第２主面１０ｂ側（即ち、応力重畳領域Ａ１において引張曲げ応力が生じる側の主面）に、点状又は短線分状の起点疵（スクライブ）７１が形成される。起点疵７１は、例えば、ガラス板１０の端面１０ｃの第２主面１０ｂ側に形成された１〜２ｍｍ程度の刻み線、切欠きなどであってよい。起点疵７１は、レーザー光、切削工具などを用いてガラス板１０に加工することができる。
【００３５】
次に、ガラス板１０を下流側ローラセット４の上ローラ４３，４４と下ローラ４１，４２との上下間に導入して搬送ローラである上流側ローラセット３の上ローラ３１，３２と下流側ローラセット４の下ローラ４１，４２とを回転駆動させる。これらの搬送ローラは同期してガラス板１０を搬送方向９１へ搬送させる方向へ回転する。すると、ガラス板１０の端面１０ｃは搬送方向９１へ移動して上流側ローラセット３の上ローラ３１，３２と下ローラ３３，３４との上下間に案内される。ここで、割断計画線７が接触点Ｐ31と接触点Ｐ32との間（即ち、上ローラ３１，３２の間）のレーザー光照射点２２を通るように、ガラス板１０が案内される。
【００３６】
上記のように、ガラス板１０に上流側ローラセット３と下流側ローラセット４との双方を作用させることによって、図１及び図４に示すように、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１では第１主面１０ａ側に圧縮曲げ応力が生じ第２主面１０ｂ側に引張曲げ応力が生じている。また、図１及び図６に示すように、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２では第１主面１０ａ側に引張曲げ応力が生じ第２主面１０ｂ側に圧縮曲げ応力が生じている。
【００３７】
続いて、上記のような応力状態のガラス板１０に、レーザー光２１が照射される。レーザー光照射点２２は、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａ側、つまり、圧縮曲げ応力が生じている側の表面である。本実施形態においては、上流側ローラセット３の一対の上ローラ３１，３２間よりも、ガラス板１０の搬送方向９１上流側へ距離Ｄ１だけ離れた位置に、レーザー光照射点２２が位置している。つまり、レーザー光照射点２２は、応力重畳領域Ａ１であって、上流側ローラセット３の作用によりガラス板１０の第１主面１０ａ側に圧縮曲げ応力が生じ且つ第２主面１０ｂ側に引張曲げ応力が生じている範囲内にあればよい。なお、レーザー光２１は、レーザー光照射点２２で集束する集束レーザー光であることが望ましく、レーザー光照射点２２で集束しているレーザー光２１の断面形状が割断計画線７（即ち、ガラス板１０の搬送方向９１）に沿って長い楕円形状であることが更に望ましい。つまり、レーザー光源２（加熱手段）によるガラス板１０上の局所加熱範囲が、割断計画線７に沿った長手方向と、当該長手方向と直交する短手方向とを有することが望ましい。
【００３８】
ガラス板１０に照射されたレーザー光２１がガラス板１０の第１主面１０ａで吸収されることにより、第１主面１０ａが局所的に加熱される。これにより、ガラス板１０の第１主面１０ａと第２主面１０ｂとの間に大きな温度勾配（温度差）が形成される。ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１は、一対の上ローラ３１，３２によって殆ど拘束された状態にあることから、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａには、熱膨張による圧縮熱応力が発生し、応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂには、熱膨張の反力による引張熱応力が発生する。
【００３９】
やがて、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１において第２主面１０ｂ側で生じた引張曲げ応力と引張熱応力とが重畳されて破壊応力に達すると、第２主面１０ｂに形成された起点疵７１からクラックが割断計画線７に沿って進行する。つまり、ガラス板１０は、レーザー光２１での加熱による表裏の温度差から生じる熱応力と、上流側ローラセット３によりガラス板１０に加えられた曲げ力による応力とが重畳されて脆性破壊応力に達し、クラックが生じる。なお、ガラス板１０に起点疵７１を予め刻んでおくことにより、クラックの起点を制御することができ、また、起点疵７１に応力集中が発生するのでより小さな応力でクラックを進行させることができる。
【００４０】
ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１に生じたクラックの進展方向には応力反転領域Ａ２が存在している。この応力反転領域Ａ２では応力重畳領域Ａ１と逆の応力、即ち、ガラス板１０の第１主面１０ａ側に引張曲げ応力が生じ第２主面１０ｂ側に圧縮曲げ応力が生じていることから、ガラス板１０に生じたクラックの進展は、応力重畳領域Ａ１から応力反転領域Ａ２までの間で止まる。
【００４１】
そして、応力重畳領域Ａ１が割断計画線７に沿ってガラス板１０上を移動するように、ガラス板１０が搬送されると、割断計画線７に沿ってクラックを進展させることができ、その結果、ガラス板１０を割断計画線７に沿って割断することができる。
【００４２】
以上説明した通り、本実施形態に係るガラス板１０の割断方法では、ガラス板１０の第２主面１０ｂに割断計画線７の起点疵７１を形成することと、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１において第１主面１０ａ側の曲率よりも第２主面１０ｂ側の曲率が小さくなるようにガラス板１０を湾曲させることにより、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａ側に圧縮曲げ応力を発生させるとともに第２主面１０ｂ側に引張曲げ応力を発生させることと、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａ側を局所的に加熱することにより、応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させることと、を含んでいる。ここで、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１は、ガラス板１０の割断計画線７に沿った或る一領域である。
【００４３】
また、本実施形態に係るガラス板１０の割断装置１は、応力重畳領域Ａ１において第１主面１０ａ側の曲率よりも第２主面１０ｂ側の曲率が小さくなるようにガラス板１０を湾曲させた状態で、ガラス板１０を部分的に保持する上流側ローラセット３（第１保持手段の一例）と、応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させるように、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａを局所的に加熱するレーザー光源２（加熱手段の一例）とを備えている。
【００４４】
上記ガラス板１０の割断方法及び割断装置１によれば、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に生じた引張曲げ応力と引張熱応力とが重畳してガラス板１０の破壊応力に至り、ガラス板１０の起点疵７１からクラックが進展し、やがてガラス板１０が破断する。この方法及び装置では、従来のガラス板１０を割断する際に行われるスクライビング工程（即ち、割断計画線７に沿ったスクライブ線の形成工程）を省略することができる。そのため、スクライビング装置が不要となり、割断装置１のコストの増大を抑制することができる。また、スクライブ線形成時に生じるガラス屑によるガラス表面の汚染を抑えることができ、ガラス屑を洗浄により取り除くための洗浄装置が不要となる。さらに、ガラス板１０の破面は非常に平滑であって欠けなどがないため、高強度であって面取りが不要なガラス加工品が得られる。
【００４５】
また、上記方法及び装置によれば、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させるために、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａを加熱するだけで足りるので、加工工数及び装置コストの低減を図ることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係るガラス板１０の割断方法では、更に、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２の第１主面１０ａ側に引張曲げ応力を発生させるとともに第２主面１０ｂ側に圧縮曲げ応力を発生させる。ここで、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２は、応力重畳領域Ａ１からクラックの進展方向へ離れた領域である。
【００４７】
同様に、本実施形態に係るガラス板１０の割断装置１では、ガラス板１０を応力反転領域Ａ２において第１主面１０ａ側の曲率よりも第２主面１０ｂ側の曲率が大きくなるように湾曲させた状態で、ガラス板１０を部分的に保持する下流側ローラセット４（第２保持手段）を、更に備えている。
【００４８】
上記方法及び装置によれば、ガラス板１０に生じたクラックの進展方向に応力反転領域Ａ２が存在している。この応力反転領域Ａ２では応力重畳領域Ａ１と逆の応力、即ち、ガラス板１０の第１主面１０ａ側に引張曲げ応力が生じ且つ第２主面１０ｂ側に圧縮曲げ応力が生じている。このような応力状態により、ガラス板１０に生じたクラックの進展は、応力重畳領域Ａ１から応力反転領域Ａ２までの間で止まる。したがって、応力重畳領域Ａ１から生成したクラック（亀裂）の進展の方向や程度（速度）を制御することが可能である。割断計画線７の形状が曲線のような場合にも、この割断計画線７から離れた方向への割れ（クラック）が入りにくいため、曲線を含む複雑な形状の切断が可能であり、歩留まりもよい。このように、クラックの進展を制御できるので、曲線を含む複雑な形状の割断計画線７に沿ってガラス板１０を割断することができる。なお、特許文献１に記載の技術では、曲げひずみ発生領域が広く且つ熱応力を点で与えるために、クラックを割断計画線に沿って進展させたり、その進展の程度（速度）を制御したりすることは困難である。
【００４９】
また、本実施形態に係るガラス板１０の割断方法では、応力重畳領域Ａ１が割断計画線７に沿って移動するようにガラス板１０を搬送することを、更に含んでいる。同様に、本実施形態に係るガラス板１０の割断装置１では、応力重畳領域Ａ１が割断計画線７に沿ってガラス板１０上を移動するように、ガラス板１０を搬送する上流側ローラセット３及び下流側ローラセット４（搬送手段の一例）を、更に備えている。
【００５０】
上記方法及び装置によれば、所望の割断計画線７に沿ってクラックを進展させて、ガラス板１０を割断計画線７に沿って割断することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係るガラス板１０の割断装置１においては、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａを加熱する手段として、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａへ紫外線領域又は赤外線領域のレーザー光を照射するレーザー発振装置（レーザー光源２）を備えている。このようなレーザー発振装置としては、従来の割断装置にレーザー光源として使用されている炭酸ガスレーザー発振装置を用いることができる。炭酸ガスレーザー発振装置は、スクライビング加工に用いられるレーザー光源と比較して低出力であるので、割断装置１のコストの増大を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るガラス板１０の割断装置１においては、ガラス板１０の第１主面１０ａと接触しながら回転する１以上のローラ（上ローラ３１，３２）と、第２主面１０ｂと接触しながら回転する１以上のローラ（下ローラ３３，３４）とによって、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１を湾曲させた状態でガラス板１０を部分的に保持する第１保持手段が構成されている。同様に、実施形態に係るガラス板１０の割断装置１においては、第１主面１０ａと接触しながら回転する１以上のローラ（上ローラ４３、４４）と、第２主面１０ｂと接触しながら回転する１以上のローラ（下ローラ４１，４２）とにより、ガラス板１０の応力反転領域Ａ２を湾曲させた状態でガラス板１０を部分的に保持する第２保持手段が構成されている。
【００５３】
上記装置によれば、ガラス板１０の移動が阻害されることなく、ガラス板１０に所定の応力状態を発生させた状態で当該ガラス板１０を保持することができる。
【００５４】
また、応力重畳領域Ａ１において、第１主面１０ａと接触しながら回転する１以上のローラは、割断計画線７を挟んで両側に振り分けて配置された一対のローラ（上ローラ３１，３２）から成り、この一対のローラ（上ローラ３１，３２）間に加熱手段の一例であるレーザー光源２からのレーザー光（熱）の供給路が設けられている。これにより、応力重畳領域Ａ１において湾曲しているガラス板１０の頂点とレーザー光照射点２２とを近づける構成を容易に実現することができる。
【００５５】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００５６】
上記実施形態では、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させるために、レーザー光２１により応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａの表面を局所的に加熱している。但し、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させる手法は、上記実施形態に係る手法に限定されない。
【００５７】
例えば、応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａの表面を局所的に加熱する加熱手段として、スポットヒータが用いられてもよい。この場合、スポットヒータとガラス板１０とは接触しても接触しなくても構わない。また、加熱手段として、発熱ローラが用いられてもよい。これらの加熱手段を用いる場合には、上流側ローラセット３の上ローラ３１，３２の間隙に、加熱手段が設けられていてもよい。なお、これらの加熱手段によるガラス板１０上の局所加熱範囲は、割断計画線７に沿った長手方向と、当該長手方向と直交する短手方向とを有していることが望ましい。
【００５８】
例えば、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂの表面を局所的に冷却して、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第１主面１０ａと第２主面１０ｂとの間に温度差（温度勾配）を生じさせることにより、応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂ側に引張熱応力を発生させてもよい。この場合、ガラス板１０の応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂの表面を局所的に冷却するために、液体窒素などの極低温ガスを貯えた冷熱源と、極低温ガスを応力重畳領域Ａ１の第２主面１０ｂへ吹き付けるノズルとを、冷却手段としてレーザー光源２に代えて割断装置１に備えればよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、ガラス板１０の保持手段である上流側ローラセット３及び下流側ローラセット４の一部のローラを搬送手段として利用しているが、上流側ローラセット３及び下流側ローラセット４の他に搬送用ローラを別途備えてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、ガラス板１０の保持手段が全てローラで構成されている。これにより、ガラス板１０の移動を阻害することなく、ガラス板１０を第１主面１０ａ側又は第２主面１０ｂ側へ湾曲した状態にガラス板１０を部分的に保持することができるという利点がある。但し、ガラス板１０の保持手段が全てローラで構成されることには限定されず、一部のローラに代えてガラス板１０との摩擦係数の小さい表面を有するブロックなどが用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ１  応力重畳領域
Ａ２  応力反転領域
１  割断装置
２  レーザー光源（加熱手段の一例）
３  上流側ローラセット（第１保持手段の一例）
３１，３２  上ローラ
３３，３４  下ローラ
４  下流側ローラセット（第２保持手段の一例）
４１，４２  下ローラ
４３，４４  上ローラ
７  割断計画線
７１  起点疵
１０  ガラス板
１０ａ  第１主面
１０ｂ  第２主面
９１  搬送方向
９２  ローラ軸方向
【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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