(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の各主面における前記レーザ光の照射領域は、（１）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有する場合、各照射領域の前記ピーク位置を通る基準線であって前記ピーク位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有し、（２）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有しない場合、各照射領域の面積重心位置を通る基準線であって前記面積重心位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称な形状を有し、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面のみに平面視で線状の亀裂を形成する第１工程を有し、
前記第１工程において形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有する、ガラス板の加工方法。
【請求項２】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、前記ガラス板の主面に対し冷媒を吹付けると共にその吹付け位置を前記照射位置と同期して移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の前記冷媒を吹付ける主面において、前記冷媒の中心が、前記レーザ光の中心より後方にあり、且つ、前記レーザ光の中心の移動軌跡の左右いずれかにずれており、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面のみに平面視で線状の亀裂を形成する第１工程を有し、
前記第１工程において形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有する、ガラス板の加工方法。
【請求項３】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記照射位置の移動開始点が前記ガラス板の端面にあり、前記照射位置の移動方向が前記移動開始点において前記端面の法線方向に対し傾斜しており、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面のみに平面視で線状の亀裂を形成する第１工程を有し、
前記第１工程において形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有する、ガラス板の加工方法。
【請求項４】
前記亀裂形成工程は、前記レーザ光の入射する主面と、前記レーザ光の出射する主面とを入れ替え、前記レーザ光の照射位置の移動を行うことにより、前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面のみに平面視で線状の亀裂を形成する第２工程をさらに有し、
前記第２工程において形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第３亀裂と、前記第３亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第３亀裂よりも急な傾きの第４亀裂とを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項５】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の各主面における前記レーザ光の照射領域は、（１）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有する場合、各照射領域の前記ピーク位置を通る基準線であって前記ピーク位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有し、（２）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有しない場合、各照射領域の面積重心位置を通る基準線であって前記面積重心位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称な形状を有し、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の出射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の出射する主面に斜めに交わる第３亀裂を有する、ガラス板の加工方法。
【請求項６】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、前記ガラス板の主面に対し冷媒を吹付けると共にその吹付け位置を前記照射位置と同期して移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の前記冷媒を吹付ける主面において、前記冷媒の中心が、前記レーザ光の中心より後方にあり、且つ、前記レーザ光の中心の移動軌跡の左右いずれかにずれており、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の出射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の出射する主面に斜めに交わる第３亀裂を有する、ガラス板の加工方法。
【請求項７】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記照射位置の移動開始点が前記ガラス板の端面にあり、前記照射位置の移動方向が前記移動開始点において前記端面の法線方向に対し傾斜しており、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の出射する主面に形成される亀裂は、前記レーザ光の出射する主面に斜めに交わる第３亀裂を有する、ガラス板の加工方法。
【請求項８】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の各主面における前記レーザ光の照射領域は、（１）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有する場合、各照射領域の前記ピーク位置を通る基準線であって前記ピーク位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有し、（２）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有しない場合、各照射領域の面積重心位置を通る基準線であって前記面積重心位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称な形状を有し、
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板に対し複数の前記レーザ光を入射させ、複数の前記レーザ光の照射位置を略同じ軌跡で移動させる工程を含み
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の第１の主面に形成される亀裂は、前記第１の主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記第１の主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記第２亀裂は、前記第１亀裂の先端を起点として形成され、
前記ガラス板の第２の主面に形成される亀裂は、前記第２の主面に斜めに交わる第３亀裂と、前記第３亀裂とは反対側の端部が前記第２の主面に対し前記第３亀裂よりも急な傾きの第４亀裂とを有し、
前記第４亀裂は、前記第３亀裂の先端を起点として形成される、ガラス板の加工方法。
【請求項９】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、前記ガラス板の主面に対し冷媒を吹付けると共にその吹付け位置を前記照射位置と同期して移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の前記冷媒を吹付ける主面において、前記冷媒の中心が、前記レーザ光の中心より後方にあり、且つ、前記レーザ光の中心の移動軌跡の左右いずれかにずれており、
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板に対し複数の前記レーザ光を入射させ、複数の前記レーザ光の照射位置を略同じ軌跡で移動させる工程を含み
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の第１の主面に形成される亀裂は、前記第１の主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記第１の主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記第２亀裂は、前記第１亀裂の先端を起点として形成され、
前記ガラス板の第２の主面に形成される亀裂は、前記第２の主面に斜めに交わる第３亀裂と、前記第３亀裂とは反対側の端部が前記第２の主面に対し前記第３亀裂よりも急な傾きの第４亀裂とを有し、
前記第４亀裂は、前記第３亀裂の先端を起点として形成される、ガラス板の加工方法。
【請求項１０】
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記照射位置の移動開始点が前記ガラス板の端面にあり、前記照射位置の移動方向が前記移動開始点において前記端面の法線方向に対し傾斜しており、
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板に対し複数の前記レーザ光を入射させ、複数の前記レーザ光の照射位置を略同じ軌跡で移動させる工程を含み
前記亀裂形成工程は、前記ガラス板の両方の主面にそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有し、
前記ガラス板の第１の主面に形成される亀裂は、前記第１の主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記第１の主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有し、
前記第２亀裂は、前記第１亀裂の先端を起点として形成され、
前記ガラス板の第２の主面に形成される亀裂は、前記第２の主面に斜めに交わる第３亀裂と、前記第３亀裂とは反対側の端部が前記第２の主面に対し前記第３亀裂よりも急な傾きの第４亀裂とを有し、
前記第４亀裂は、前記第３亀裂の先端を起点として形成される、ガラス板の加工方法。
【請求項１１】
前記亀裂形成工程は、前記第１亀裂、前記第２亀裂、前記第３亀裂、および前記第４亀裂を順番に形成する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１２】
前記亀裂形成工程は、一の前記レーザ光の照射位置の移動により、前記第１亀裂と前記第３亀裂とを略同時に形成する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１３】
前記亀裂形成工程は、一の前記レーザ光の照射位置の移動により、前記第２亀裂と前記第４亀裂とを略同時に形成する、請求項８〜１０、１２のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１４】
前記ガラス板の各主面において、前記照射位置の移動方向に対して垂直な方向における前記レーザ光の幅が、前記ガラス板の板厚よりも小さい、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１５】
前記照射位置の移動開始点に、前記亀裂の起点となる初期クラックを形成する工程をさらに有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１６】
前記ガラス板に対し応力を加えることで、前記ガラス板を前記亀裂に沿って割断する工程をさらに有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１７】
前記レーザ光に対する前記ガラス板の吸収係数（α）（単位［ｃｍ−１］）と、前記レーザ光が前記ガラス板の光源側の主面から反対側の主面まで移動する距離（Ｍ）（単位［ｃｍ］）との積（α×Ｍ）が０よりも大きく３．０以下である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【請求項１８】
前記レーザ光の波長が２５０ｎｍ〜５０００ｎｍである、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のガラス板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の加工方法、およびガラス板の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス板の加工方法として、ガラス板の主面に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板の主面に対し冷媒を吹付けると共にその吹付け位置を照射位置に追従して移動させることにより、ガラス板に熱応力を生じさせ、当該熱応力によりガラス板を切断する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１によれば、ガラス板を板厚方向に貫通する亀裂が形成され、亀裂の先端位置はレーザ光の照射位置よりも後方であって冷媒の吹付け位置付近にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８９１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、ガラス板の切断面はガラス板の主面に対し垂直であり、切断面と主面との角を面取加工する必要があり、切断と面取とが別々に行われており、生産性が低かった。
【０００５】
また、面取加工により、ガラス板の切断面は、主面に対して斜めの傾斜部と、主面に対して垂直な垂直部とが形成されるように加工されるが、傾斜部と垂直部との角が欠けることがあった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、生産性を向上でき、且つ、欠けを抑制できる、ガラス板の加工方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
ガラス板を一方の主面から他方の主面に透過するレーザ光を前記ガラス板に対し照射すると共にその照射位置を移動させることで、前記ガラス板に熱応力を生じさせ、前記熱応力により前記ガラス板の少なくとも一方の主面に平面視で線状の亀裂を形成する亀裂形成工程を有し、
前記ガラス板の各主面における前記レーザ光の照射領域は、（１）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有する場合、各照射領域の前記ピーク位置を通る基準線であって前記ピーク位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有し、（２）各照射領域にレーザ光のパワー密度のピーク位置を有しない場合、各照射領域の面積重心位置を通る基準線であって前記面積重心位置の移動方向と平行な基準線を中心に左右非対称な形状を有し、
前記亀裂形成工程は、平面視において、前記ガラス板の一方の主面に対し、前記照射位置の移動方向斜め前方または前記照射位置の移動方向前方から前記照射位置に前記レーザ光を入射させると共に前記照射位置を移動させることにより、前記ガラス板の両方の主面のうち前記レーザ光の入射する主面のみに平面視で線状の亀裂を形成する第１工程を有し、
前記第１工程において形成される亀裂は、前記レーザ光の入射する主面に斜めに交わる第１亀裂と、前記第１亀裂とは反対側の端部が前記レーザ光の入射する主面に対し前記第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを有する、ガラス板の加工方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、生産性を向上でき、且つ、欠けを抑制できる、ガラス板の加工方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１参考形態によるガラス板加工装置を示す側面図である。
【図２】図１のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図３】図１のガラス板に形成される亀裂を示す図である。
【図４】図３のガラス板に形成される中間亀裂を示す図である。
【図５】レーザ光の照射によりガラス板に生じる熱応力を示す断面図であり、図６のV−V線に沿った断面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】図１の光学系を示す側面図である。
【図８】図７の遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。
【図９】図２のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。
【図１０】図７のレーザ光の集光位置をガラス板を挟んで反対側に移動させたときの光学系の側面図である。
【図１１】図１０のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図１２】第１参考形態の第１変形例による遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。
【図１３】第１参考形態の第１変形例によるガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図１４】第１参考形態の第２変形例による光学系を示す側面図である。
【図１５】図１４のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域および加熱光の照射領域を示す平面図である。
【図１６】第１参考形態の第３変形例による光学系を示す側面図である。
【図１７】図１６の遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。
【図１８】図１６のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図１９】図１８のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。
【図２０】第１参考形態の第４変形例による光学系を示す側面図である。
【図２１】図２０の集光レンズの上端と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。
【図２２】図２０のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図２３】図２２のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。
【図２４】第１参考形態の第５変形例による光学系を示す側面図である。
【図２５】図２４のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。
【図２６】図２５のｙ軸線と平行な平行線（ｘ＝ｘ３）上におけるパワー密度分布を示す図である。
【図２７】本発明の第２参考形態によるガラス板の加工方法を示す図である。
【図２８】図２７のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域と冷媒の吹付け領域との位置関係を示す平面図である。
【図２９】本発明の第３参考形態によるガラス板の加工方法を示す図であって、ガラス板の光源側の主面におけるレーザ照射位置の移動軌跡とガラス板の端面との位置関係を示す平面図である。
【図３０】本発明の第１実施形態によるガラス板の加工方法を示す平面図である。
【図３１】図３０のｙ軸線に対して垂直な断面図である。
【図３２】図３０のｘ軸線に対して垂直な断面図である。
【図３３】図３０〜図３２の加工方法により形成される亀裂を示す図である。
【図３４】図３０〜図３２においてガラス板を反転させることによりレーザの入射する主面とレーザの出射する主面とを入れ替えた場合に形成される亀裂を示す図である。
【図３５】図３４に示す亀裂が形成されたガラス板を割断して得られる割断片を示す図である。
【図３６】本発明の第２実施形態によるガラス板の加工方法を示す平面図である。
【図３７】図３６の加工方法により形成される第１亀裂を示す図である。
【図３８】第１亀裂を起点として形成される第２亀裂を示す図である。
【図３９】図３６の加工方法においてガラス板を反転することによりレーザ光の入射する主面とレーザ光の出射する主面とを入れ替えた場合に形成される第３亀裂を示す図である。
【図４０】第３亀裂を起点として形成される第４亀裂を示す図である。
【図４１】試験例１−１（前傾角度Ａβ：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４２】試験例１−２（前傾角度Ａβ：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４３】試験例１−３（前傾角度Ａβ：３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４４】試験例２−１（前傾角度Ａβ：０°、光源の出力：１２０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４５】試験例２−２（前傾角度Ａβ：１５°、光源の出力１３０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４６】試験例２−３（前傾角度Ａβ：３０°、光源の出力：１５０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４７】試験例３−１（前傾角度Ａβ：−３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４８】試験例３−２（前傾角度Ａβ：３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図４９】試験例４−１（ローリング角度Ａα：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５０】試験例４−２（ローリング角度Ａα：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５１】試験例５−１（ローリング角度Ａα：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５２】試験例５−２（ローリング角度Ａα：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５３】試験例６の１回目のレーザ照射位置の移動により形成される亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５４】試験例６の２回目のレーザ照射位置の移動により形成される亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５５】試験例７−１（１回目の照射）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５６】試験例７−２（２回目の照射）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５７】試験例８による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【図５８】図５７に示す２つの亀裂のうち上側の亀裂を拡大して示す顕微鏡写真である。
【図５９】図５７に示す２つの亀裂のうち下側の亀裂を拡大して示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。以下の説明において、平面視とは、ガラス板の主面に対して垂直な方向から見ることを意味する。また、ガラス板の光源側の主面とは、ガラス板の両方の主面のうちレーザ光の入射する主面のことである。ガラス板の光源とは反対側の主面とは、ガラス板の両方の主面のうちレーザ光の出射する主面のことである。
【００１１】
［第１参考形態］
本参考形態では、ガラス板の一方の主面に対し垂直にレーザ光を入射させる場合であって、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称である場合について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１参考形態によるガラス板加工装置を示す側面図である。図２は、図１のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図２において、ガラス板２の光源側の主面２ａに、レーザ光のパワー密度のピーク位置の移動方向と平行なｘ軸線、およびｘ軸線と垂直なｙ軸線が設定される。ｘ軸線とｙ軸線との交点（ｘｙ座標系における原点）がピーク位置を示す。ｘ軸線が基準線である。図３は、図１のガラス板に形成される亀裂を示す図である。図４は、図３のガラス板に形成される中間亀裂を示す図である。
【００１３】
ガラス板加工装置１０は、ガラス板２を一方の主面２ａから他方の主面２ｂに透過するレーザ光３２をガラス板２に対し照射すると共にその照射位置（以下、レーザ照射位置ともいう）を移動させることで、ガラス板２に熱応力を生じさせる。この熱応力によって、ガラス板２の両方の主面２ａ、２ｂに平面視で線状の亀裂が形成される。ガラス板２の一方の主面２ａには当該主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成され、ガラス板２の他方の主面２ｂには当該主面２ｂに斜めに交わる亀裂４ｂが形成される。これらの亀裂４ａ、４ｂは、断面視において、それぞれ略直線状に形成され、ハの字状に形成される。亀裂４ａ、４ｂが形成されたガラス板２に応力を加えると、図４に示すように亀裂４ａ、４ｂ同士を接続する中間亀裂４ｃが形成され、亀裂４ａ、４ｂに沿ってガラス板２が割断される。２つの割断片の一方において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鈍角に交わり、２つの割断片の他方において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鋭角に交わる。中間亀裂４ｃは、ガラス板２の主面２ａ、２ｂに対し垂直に形成される。尚、詳しくは後述するが、レーザ光３２の照射条件によっては、レーザ光３２の照射によって生じる熱応力で中間亀裂４ｃが形成可能である。
【００１４】
ガラス板２の下側の主面２ｂに亀裂４ｂが形成されるため、ガラス板２を裏返さずに弾性体に載せ、ガラス板２を上方から押すことで、ガラス板２を割断することができる。また、ガラス板２の上側の主面２ａにも亀裂４ａが形成されるため、両方の主面２ａ、２ｂにおいて切断精度が良い。さらに、１本のレーザ光３２で２つの亀裂４ａ、４ｂを同時に形成するため、２つの亀裂４ａ、４ｂを別々に形成する場合と異なり、２つの亀裂４ａ、４ｂの位置関係が所望の位置関係になりやすい。
【００１５】
ガラス板２のガラスとしては、例えばソーダライムガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。ガラス板２の厚さは、ガラス板２の用途に応じて適宜設定され、例えば０．００５ｃｍ〜２．５ｃｍである。ガラス板２は非強化ガラス、強化ガラスのいずれでもよいが、非強化ガラスの方が好ましい。
【００１６】
ガラス板２は、亀裂４ａ、４ｂの起点となる初期クラック（不図示）を有する。初期クラックは、ガラス板２の両方の主面２ａ、２ｂに形成されてもよいし、ガラス板２の両方の主面２ａ、２ｂに交わるようにガラス板２の端面２ｃに形成されてもよい。尚、初期クラックは、ガラス板２のいずれか一方の主面に形成されてもよいし、ガラス板２のいずれか一方の主面に交わるように端面２ｃに形成されてもよい。ガラス板２のいずれか一方の主面のみに亀裂を形成することが可能である。
【００１７】
初期クラックの形成方法は、一般的な方法であってよく、例えばカッター、ヤスリ、レーザ等を用いる方法であってよい。ガラス板２の端面２ｃが回転砥石で研削されたものである場合、研削によって形成されるマイクロクラックが初期クラックとして利用可能である。
【００１８】
ガラス板加工装置１０は、例えば図１に示すようにフレーム１２、支持台２０、光源３０、光学系４０、照射位置移動部５０、遮光位置調整部６２、光軸位置調整部６４、集光位置調整部６６、および制御部７０を備える。
【００１９】
支持台２０は、ガラス板２を支持するものであって、例えばガラス板２を真空吸着する。支持台２０におけるガラス板２を支持する支持面は、フレーム１２の床部１３に対して平行であってよく、水平に配設されてよい。
【００２０】
光源３０は、ガラス板２を一方の主面２ａから他方の主面２ｂに透過するレーザ光３２を出射する。光源３０の光軸は、フレーム１２の床部１３に対して垂直であってよく、鉛直に配設されてよい。光源３０から出射されるレーザ光３２の断面形状は例えば円形であってよい。
【００２１】
光源３０は、例えば波長が８００ｎｍ〜１１００ｎｍの近赤外線（以下、単に「近赤外線」という）を出射する近赤外線レーザで構成される。近赤外線レーザとしては、例えば、Ｙｂファイバーレーザ（波長：１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ）、Ｙｂディスクレーザ（波長：１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）、高出力半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ〜９８０ｎｍ）が挙げられる。これらの近赤外線レーザは、高出力で安価であり、また、透過率を所望の範囲に調整するのが容易である。
【００２２】
近赤外線レーザの場合、ガラス板２中の鉄（Ｆｅ）の含有量、コバルト（Ｃｏ）の含有量、銅（Ｃｕ）の含有量が多くなるほど、吸収係数（α）が大きくなる。また、この場合、ガラス板２中の希土類元素（例えばＹｂ）の含有量が多くなるほど、希土類元素の吸収波長付近で吸収係数（α）が大きくなる。吸収係数（α）の調節にはガラスの透明性、およびコストの観点から鉄が用いられ、コバルト、銅、および希土類元素はガラス板２中に実質的に含まれていなくてもよい。
【００２３】
尚、本参考形態では、光源３０として高出力で安価な近赤外線レーザが用いられるが、波長が２５０ｎｍ〜５０００ｎｍの光源が使用可能である。例えば、ＵＶレーザ（波長：３５５ｎｍ）、グリーンレーザ（波長：５３２ｎｍ）、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ（波長：２０８０ｎｍ）、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ（２９４０ｎｍ）、中赤外光パラメトリック発振器を使用したレーザ（波長：２６００ｎｍ〜３４５０ｎｍ）等が挙げられる。
【００２４】
レーザ光３２がガラス板２中を距離（Ｄ）（単位［ｃｍ］）だけ移動する間にレーザ光３２の強度がＩ０からＩに変化したとすると、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−α×Ｄ）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。αはレーザ光３２に対するガラス板２の吸収係数（単位［ｃｍ−１］）を表し、レーザ光３２の波長やガラス板２の化学組成等で決まる。αは紫外可視近赤外分光光度計等により測定される。
【００２５】
レーザ光３２に対するガラス板２の吸収係数（α）（単位［ｃｍ−１］）と、レーザ光３２がガラス板２の一方の主面２ａから他方の主面２ｂまで移動する距離（Ｍ）（単位［ｃｍ］）との積（α×Ｍ）は、好ましくは０よりも大きく３．０以下である。ガラス板２に対するレーザ光３２の内部透過率が高く、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂが十分に加熱できる。α×Ｍは、より好ましくは２．３以下（内部透過率１０％以上）、さらに好ましくは１．６以下（内部透過率２０％以上）である。α×Ｍが小さすぎると、内部透過率が高すぎ、吸収効率が低すぎるので、好ましくは０．００２以上（内部透過率９９．８％以下）、より好ましくは０．０１以上（内部透過率９９％以下）、さらに好ましくは０．０２以上（内部透過率９８％以下）である。内部透過率は、ガラス板２の光源側の主面２ａで反射がないとしたときの透過率である。
【００２６】
尚、ガラス板２の加熱温度は、ガラスの徐冷点以下の温度であってよい。ガラスの温度がガラスの徐冷点の温度を超えると、ガラスが粘性流動し、熱応力が緩和され、亀裂の形成が困難である。
【００２７】
レーザ光３２がガラス板２の主面２ａに垂直に入射する場合、上記距離（Ｍ）は、ガラス板２の板厚（ｔ）と同じ値となる。尚、レーザ光３２がガラス板２の主面２ａに斜めに入射する場合、レーザ光３２はスネルの法則に従って屈折するので、屈折角をγとすると、上記距離（Ｍ）は、Ｍ＝ｔ／ｃｏｓγの式で近似的に求められる。
【００２８】
光学系４０は、支持台２０で支持されるガラス板２に対して光源３０から出射したレーザ光３２を照射する。光学系４０は、例えばレーザ光３２の光束の一部を遮光する遮光部４２と、レーザ光３２の光束の残部を集光する集光レンズ４４とを含む。尚、遮光部４２と集光レンズ４４との配置は逆でもよく、遮光部４２は集光レンズ４４を通過したレーザ光の一部を遮光してもよい。
【００２９】
遮光部４２は、例えば床部１３に対して平行に配設される金属板（例えばステンレス板）で構成される。遮光部４２は、レーザ光３２の光束の一部を遮光する。遮光は、光の吸収、光の反射のいずれによるものでもよい。
【００３０】
集光レンズ４４は、レーザ光３２の光束の残部を、支持台２０で支持されるガラス板２に向けて集光してよい。集光レンズ４４の光軸（対称軸）は、光源３０の光軸に対して平行であってよく、鉛直に配設されてよい。
【００３１】
照射位置移動部５０は、支持台２０で支持されるガラス板２におけるレーザ照射位置を移動させる。照射位置移動部５０は、例えば床部１３に対して支持台２０を平行に移動させることによって、ガラス板２におけるレーザ照射位置を移動させる。
【００３２】
照射位置移動部５０は、例えば、第１ガイドレール５１、第１スライダ５２、第１モータ５３、第１ボールねじ機構５４、第２ガイドレール５５、第２スライダ５６、第２モータ５７、および第２ボールねじ機構５８などで構成される。
【００３３】
第１ガイドレール５１は、フレーム１２の床部１３に敷設され、第１スライダ５２を第１方向（図１において紙面垂直方向）に案内する。第１スライダ５２と第１モータ５３との間には第１モータ５３の回転運動を第１スライダ５２の直線運動に変換する第１ボールねじ機構５４が設けられる。
【００３４】
第２ガイドレール５５は、第１スライダ５２上に敷設され、第２スライダ５６を第２方向（図１において左右方向）に案内する。第２スライダ５６と第２モータ５７との間には第２モータ５７の回転運動を第２スライダ５６の直線運動に変換する第２ボールねじ機構５８が設けられる。
【００３５】
支持台２０は、第２スライダ５６に固定され、第２スライダ５６と共に床部１３に対して第１方向および第２方向に移動する。床部１３に対して平行に支持台２０が移動すると、ガラス板２におけるレーザ照射位置が移動する。尚、第２スライダ５６は、支持台２０と別に設けられるが、支持台２０の一部として設けられてもよい。また、支持台２０と第２スライダ５６との間に図示しない回動軸が設けられていてもよい。回動軸を回転させることによって支持台２０が回転し、ガラス板２を回転させながらレーザ光３２を照射することができる。
【００３６】
尚、本参考形態の照射位置移動部５０は、床部１３に対して平行に支持台２０を移動させるが、支持台２０の代わりに光源３０および光学系４０を保持するホルダ１５を移動させてもよいし、支持台２０とホルダ１５の両方を移動させてもよい。ガラス板２におけるレーザ照射位置が調整できる。
【００３７】
遮光位置調整部６２は、光源３０に対する遮光部４２の位置を調整し、支持台２０で支持されるガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおけるレーザ光３２の照射領域の形状を調整する。例えば遮光位置調整部６２は、床部１３に対して平行に遮光部４２を移動させることによって、光源３０に対する遮光部４２の位置を調整する。
【００３８】
遮光位置調整部６２は、例えば一端部がホルダ１５に固定され、他端部が遮光部４２に固定される伸縮シリンダで構成される。伸縮シリンダは、流体圧シリンダ（例えば油圧シリンダ）、電動シリンダのいずれでもよい。伸縮シリンダが第２方向（図１において左右方向）に伸縮することで、床部１３に対して平行に遮光部４２が移動する。
【００３９】
尚、本参考形態の遮光位置調整部６２は、床部１３に対して遮光部４２を第２方向に移動させるが、第２方向の代わりに第１の方向に移動させてもよいし、第１方向および第２方向に移動させてもよい。また、本参考形態の遮光位置調整部６２は、床部１３に対して平行に遮光部４２を移動させるが、遮光部４２の代わりに光源３０を移動させてもよいし、遮光部４２と光源３０の両方を移動させてもよい。光源３０に対する遮光部４２の位置が調整できる。
【００４０】
光軸位置調整部６４は、レーザ光３２の光軸に対する集光レンズ４４の光軸の位置を調整し、支持台２０で支持されるガラス板２の各主面におけるレーザ光３２の照射領域の形状を調整する。例えば光軸位置調整部６４は、床部１３に対して集光レンズ４４を水平に移動させることによって、レーザ光３２の光軸に対する集光レンズ４４の光軸の位置を調整する。
【００４１】
光軸位置調整部６４は、例えば一端部がホルダ１５に固定され、他端部が集光レンズ４４を保持するレンズホルダに固定される伸縮シリンダで構成される。伸縮シリンダが第２方向（図１において左右方向）に伸縮することで、床部１３に対して集光レンズ４４が水平に移動する。
【００４２】
尚、本参考形態の光軸位置調整部６４は、床部１３に対して集光レンズ４４を第２方向に移動させるが、第２方向の代わりに第１の方向に移動させてもよいし、第１方向および第２方向に移動させてもよい。また、本参考形態の光軸位置調整部６４は、床部１３に対して集光レンズ４４を移動させるが、集光レンズ４４の代わりに光源３０を移動させてもよいし、集光レンズ４４と光源３０の両方を移動させてもよい。集光レンズ４４に入射するレーザ光３２の光軸に対する集光レンズ４４の光軸の位置が調整できる。
【００４３】
集光位置調整部６６は、支持台２０で支持されるガラス板２に対するレーザ光３２の集光位置を調整し、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおけるレーザ光３２の照射領域の形状を調整する。例えば集光位置調整部６６は、ホルダ１５を床部１３に対して垂直に移動させることによって、支持台２０で支持されるガラス板２に対するレーザ光３２の集光位置を調整する。
【００４４】
集光位置調整部６６は、例えば一端部がフレーム１２の天井部１４に固定され、他端部がホルダ１５に固定される伸縮シリンダで構成される。伸縮シリンダが上下に伸縮することで、床部１３に対して垂直にホルダ１５が移動する。
【００４５】
尚、本参考形態の集光位置調整部６６は、床部１３に対して垂直にホルダ１５を移動させるが、ホルダ１５の代わりに支持台２０を移動させてもよいし、ホルダ１５および支持台２０の両方を移動させてもよい。ガラス板２に対するレーザ光３２の集光位置が調整できる。
【００４６】
制御部７０は、ガラス板加工装置１０の各種動作を制御する。制御部７０は、例えばマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵやメモリなどを含む。制御部７０は、メモリなどに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行させることにより、光源３０、照射位置移動部５０、遮光位置調整部６２、光軸位置調整部６４、および集光位置調整部６６を制御する。
【００４７】
次に、図１〜図３を参照して、上記構成のガラス板加工装置１０の動作（ガラス板の加工方法）について説明する。
【００４８】
先ず、制御部７０は、照射位置移動部５０、および集光位置調整部６６を制御し、支持台２０で支持されるガラス板２と、光源３０との位置合わせを行う。また、制御部７０は、遮光位置調整部６２を制御し、遮光部４２と光源３０との位置合わせを行う。さらに、制御部７０は、光軸位置調整部６４を制御し、集光レンズ４４と光源３０との位置合わせを行う。位置合わせの順序は特に限定されず、同時に行われてもよい。
【００４９】
次いで、制御部７０は、光源３０を作動させる。光源３０から出射したレーザ光３２は、光学系４０を介して、支持台２０で支持されるガラス板２に対して照射され、ガラス板２に予め形成された初期クラックの近傍に照射される。
【００５０】
続いて、制御部７０は、照射位置移動部５０を作動させ、ガラス板２におけるレーザ照射位置を移動させる。レーザ照射位置の移動に伴って、初期クラックを起点として亀裂４ａ、４ｂが伸展する。亀裂４ａ、４ｂは、ガラス板２の主面２ａ、２ｂ付近に生じる引張応力によって形成される。
【００５１】
図５は、レーザ光の照射によりガラス板に生じる熱応力を示す断面図であり、図６のV−V線に沿った断面図である。図５において、圧縮応力が生じる領域にハッチングを施す。図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図である。図５および図６において、ガラス板の熱変形を誇張して示す。ガラス板の熱変形の様子は有限要素法解析によって確認できる。
【００５２】
ガラス板２の上側（光源側）の主面２ａは、レーザ光３２で局所的に加熱され、図６に示すように、レーザ照射位置の移動軌跡を中心として左右対称に上に凸に膨らむ。上に凸に膨らむ部分では、レーザ照射位置の移動方向と直交する方向の引張応力が生じる。この引張応力によって、初期クラックを起点とする亀裂４ａが形成される。亀裂４ａは、レーザ照射位置の移動軌跡に沿って伸びる。本参考形態では、亀裂４ａが伸展するのに必要な大きさの引張応力はレーザ照射位置またはその前方近傍で形成されるため、亀裂４ａの先端はレーザ照射位置またはその前方近傍にある。このように亀裂４ａの先端がレーザ照射位置またはその前方近傍にあることで、レーザ照射位置の移動軌跡と亀裂４ａの線とがほぼ一致するので、切断精度が向上する。
【００５３】
同様に、ガラス板２の下側の主面２ｂは、レーザ光３２で局所的に加熱され、図６に示すように、レーザ照射位置の移動軌跡を中心として左右対称に下に凸に膨らむ。下に凸に膨らむ部分では、レーザ照射位置の移動方向と直交する方向の引張応力が生じる。この引張応力によって、初期クラックを起点とする亀裂４ｂが形成される。亀裂４ｂは、レーザ照射位置の移動軌跡に沿って伸びる。本参考形態では、亀裂４ｂが伸展するのに必要な大きさの引張応力はレーザ照射位置またはその前方近傍で形成されるため、亀裂４ｂの先端はレーザ照射位置またはその前方近傍にある。このように亀裂４ｂの先端がレーザ照射位置またはその前方近傍にあることで、レーザ照射位置の移動軌跡と亀裂４ｂの線とがほぼ一致するので、切断精度が向上する。
【００５４】
詳しくは後述するが、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおけるレーザ光３２のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称であるため、主面２ａ、２ｂに斜めに交わる亀裂４ａ、４ｂが形成される。
【００５５】
ところで、ガラス板２の上側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の幅Ｗａ（図６参照）が狭いほど、上に凸に膨らむ部分が急峻であり、引張応力が大きい。同様に、ガラス板２の下側の主面２ｂにおいて、レーザ光３２の幅Ｗｂ（図６参照）が狭いほど、下に凸に膨らむ部分が急峻であり、引張応力が大きい。ここで、幅とは、レーザ照射位置の移動方向に対して垂直な方向の寸法をいう。
【００５６】
そこで、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおけるレーザ光３２の幅が、ガラス板２の板厚よりも小さいことが好ましい。上側の主面２ａにおいて上に凸に膨らむ部分、下側の主面２ｂにおいて下に凸に膨らむ部分が十分に急峻であり、レーザ照射位置またはその前方近傍に亀裂４ａ、４ｂの先端が形成される。
【００５７】
亀裂４ａ、４ｂの先端近傍において、ガラス板２の内部もレーザ光３２により加熱されガラス板２の主面２ａ、２ｂと同様に膨張しようとするが、その熱膨張は周囲によって押さえられるため、図５に示すようにガラス板２の内部には圧縮応力が生じる。この圧縮応力が亀裂４ａ、４ｂの板厚方向への伸展を抑制する。
【００５８】
一方、亀裂４ａ、４ｂの先端からある程度後方に離れた位置では、ガラス板２の板厚全体に引張応力が生じ、その引張応力が大きい場合、亀裂４ａ、４ｂ同士をつなぐ中間亀裂４ｃが形成される。中間亀裂４ｃを形成する引張応力は、上記圧縮応力の反力として形成される。中間亀裂４ｃの形状は、中間亀裂４ｃの形成時における熱応力場や基準線の左右における剛性の違いによって決定される。中間亀裂４ｃが形成されるか否かは、主に、ガラス板２に対するレーザ光３２の透過率、光源３０の出力などで決まる。
【００５９】
ところで、亀裂４ａ、４ｂの形状は、主に、ガラス板２に対するレーザ光３２の透過率、ガラス板２の各主面におけるレーザ光３２のパワー密度分布やレーザ光３２の照射形状などで決まる。ガラス板２の各主面におけるレーザ光３２のパワー密度分布やレーザ光３２の照射形状は、光学系４０の構成などで決まる。
【００６０】
図７は、図１の光学系を示す側面図である。以下の説明において、「前方向」はガラス板２におけるレーザ照射位置の移動方向を表し、「後方向」は前方向とは反対方向を表し、「左方向」および「右方向」はガラス板２の光源側の主面２ａにおけるレーザ照射位置に立って前方向を向く観察者から見た方向を表す。
【００６１】
図７に示すように、光学系４０は、光源３０から出射されたレーザ光３２の光束の一部を遮光部４２で遮光し、レーザ光３２の光束の残部を集光レンズ４４で集光し、支持台２０で支持されるガラス板２に照射する。レーザ光３２の集光位置は、ガラス板２よりも下方にあり、ガラス板２を基準として光源３０と反対側にある。光源３０と集光レンズ４４とは同軸的に配設される。
【００６２】
図８は、図７の遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。図８に示すＸ軸線およびＹ軸線は遮光部４２の上面と同一平面上に設定され、当該平面上におけるレーザ光３２のパワー密度のピーク位置をＸ軸線とＹ軸線の交点（つまり、原点）とする。図８のＸ軸線は後述する図２のｘ軸線と平行とされ、図８のＹ軸線は図２のｙ軸線と平行とされる。
【００６３】
遮光部４２は、図８に示すように、平面視で、長手方向がＹ軸方向と平行な長方形状であってよい。遮光部４２の幅Ｗ１は、遮光部４２の上面における円形のレーザ光３２の直径Φ１よりも小さい。遮光部４２はレーザ光３２の光路に左方から挿入される。遮光部４２の右端中央（図８において黒丸で示す）の位置を直交座標（Ｘ０，Ｙ０）で表す。
【００６４】
図２に示すように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は、遮光部４２により遮光される遮光領域を有する。当該遮光領域の右端中央（図２において黒丸で示す）の位置を直交座標（ｘ０ａ，ｙ０ａ）で表す。
【００６５】
図９は、図２のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。図９において、遮光部４２でレーザ光３２の光束の一部を遮光しないときのｙ軸線上におけるパワー密度分布（ガウス分布）を一点鎖線で示す。
【００６６】
遮光部４２がレーザ光３２の光束の一部を遮光することで、図９に実線で示すように、レーザ光３２のパワー密度の分布が基準線（ｘ軸線）を中心に左右非対称となる。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成できる。
【００６７】
ガラス板２の主面２ａにおける所望の熱応力場とは、ガラス板２の主面２ａにおけるレーザ光３２の照射領域のうちの原点よりも後方向において、引張応力が基準線に対して左右のどちらかに偏ることである。この偏りによって、亀裂４ａの傾斜の向きが決定される。引張応力が基準線に対して左右のどちらかに偏るとは、基準線の左側と右側とで引張応力の積分値が異なることを意味する。すなわち、基準線の左側の方が引張応力の積分値が大きいか、または、基準線の右側の方が引張応力の積分値が大きい。原点はガラス板２に対して移動するため、原点よりも後方向の引張応力分布は原点よりも前方向で生じた引張応力の影響も含む。
【００６８】
本明細書において、「パワー密度分布」は上記基準線に対して垂直な線上におけるパワー密度の分布のことである。ガラス板２の主面２ａにおけるレーザ光３２の照射領域はｘ座標毎に異なるパワー密度分布を有してよく、複数のパワー密度分布のうち少なくとも１つが「基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布」であればよい。
【００６９】
同様に、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおいて、レーザ光３２の照射領域は基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ｂに斜めに交わる亀裂４ｂが形成できる。
【００７０】
また、ガラス板の一方の主面２ａと他方の主面２ｂとで、レーザ光の照射領域のうちの原点よりも後方において引張応力が基準線に対して同じ側（左側または右側）に偏る。よって、亀裂４ａ、４ｂは断面視においてハの字状に形成される。
【００７１】
尚、ガラス板２の各主面におけるレーザ光３２の照射領域は、亀裂形成開始時に基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有していればよく、常に基準線を中心に左右非対称なパワー分布を有していなくてもよい。亀裂形成開始時に斜めの亀裂４ａ、４ｂが形成されれば、その後、レーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右対称になっても、亀裂形成開始時に形成された亀裂４ａ、４ｂの傾きが維持できる。また、亀裂４ａ、４ｂは、レーザ照射位置の移動軌跡の少なくとも一部において傾いていればよい。亀裂４ａ、４ｂは、製品部分では傾いていることが好ましい。
【００７２】
図１０は、図７のレーザ光の集光位置をガラス板を挟んで反対側に移動させたときの光学系の側面図である。図１０の遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図は、図８と同様であるので図示を省略する。
【００７３】
図１０に示すように、光学系４０は、光源３０から出射されたレーザ光３２の光束の一部を遮光部４２で遮光し、レーザ光３２の光束の残部を集光レンズ４４で集光し、支持台２０で支持されるガラス板２に照射する。レーザ光３２の集光位置は、ガラス板２よりも上方にあり、ガラス板２を基準として光源３０側にある。光源３０と集光レンズ４４とは同軸的に配設される。
【００７４】
図１１は、図１０のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図１１に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。
【００７５】
レーザ光３２の集光位置がガラス板２を挟んで反対側に移動することにより（図７、図１０参照）、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいてレーザ光３２の遮光領域が原点を中心に１８０°回転する（図２、図１１参照）。よって、レーザ光３２のパワー密度分布が調整できる。
【００７６】
[第１参考形態の第１変形例]
本変形例の光学系は、図８に示す遮光部４２の代わりに、図１２に示す遮光部１４２を有する。
【００７７】
図１２は、第１参考形態の第１変形例による遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。図１２に示すＸ軸線およびＹ軸線は遮光部１４２の上面と同一平面上に設定され、該平面上におけるレーザ光３２のパワー密度のピーク位置がＸ軸線とＹ軸線の交点（つまり、ＸＹ座標系における原点）である。図１２のＸ軸線は後述する図１３のｘ軸線と平行とされ、図１２のＹ軸線は図１３のｙ軸線と平行とされる。
【００７８】
遮光部１４２は、図１２に示すように、平面視で長方形状であってよい。遮光部１４２の幅Ｗ２は、遮光部１４２の上面における円形のレーザ光３２の直径Φ１よりも大きい。遮光部１４２はレーザ光３２の光路に挿入され、遮光部１４２の先端中央（図１２において黒丸で示す）と原点とを通る直線ＡＸは遮光部１４２の長手方向に平行とされる。遮光部１４２は原点を中心に回転自在とされる。遮光部１４２の先端中央の位置を極座標（Ｒ０，Θ０）で表す。Ｒ０は、遮光部１４２の先端中央の、原点からの距離を示す。Θ０は、遮光部１４２の先端中央と原点とを通る直線ＡＸと、ｙ軸線とのなす角を示す。
【００７９】
図１３は、第１参考形態の第１変形例によるガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図１３に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。
【００８０】
ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は、遮光部１４２で遮光される遮光領域を有する。当該遮光領域の先端中央（図１３において黒丸で示す）の位置を極座標（ｒ０ａ，θ０ａ）で表す。ｒ０ａは、遮光領域の先端中央の、原点からの距離を示す。θ０ａは、遮光領域の先端中央と原点とを通る直線ａｘａと、ｙ軸線とのなす角を示す。
【００８１】
遮光部１４２が回転すると、ｒ０ａが一定のまま、θ０ａが変化する。よって、遮光部１４２の回転により、ガラス板２の光源側の主面２ａにおけるレーザ光３２のパワー密度分布が調整できる。同様に、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおけるレーザ光３２のパワー密度分布が調整できる。
【００８２】
[第１参考形態の第２変形例]
本変形例では、中間亀裂４ｃを形成させるために、光源３０に加えて図１４に示す加熱光源３６を用いる。
【００８３】
図１４は、第１参考形態の第２変形例による光学系を示す側面図である。図１４において、レーザ光３２の代表的な光線、および加熱光３８の代表的な光線をそれぞれ別の矢印で示す。
【００８４】
加熱光源３６は、ガラス板２を基準として光源３０と同じ側に配設され、ガラス板２を加熱する加熱光３８を出射する。加熱光３８は、ガラス板２を加熱できればよく、ガラス板２の光源側の主面２ａ近傍で吸収され、ガラス板２を透過しないものでもよい。そのため、加熱光源３６はＣＯ２レーザ（波長１０６００ｎｍ）で構成されてもよく、近赤外線レーザでなくてもよい。加熱光源３６から出射された加熱光は、集光レンズ４５で集光され、ガラス板２に照射されてよい。
【００８５】
図１５は、図１４のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域および加熱光の照射領域を示す平面図である。図１５に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。
【００８６】
ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、加熱光３８の照射領域は、レーザ光３２の照射領域よりも広く、レーザ光３２の照射領域を内部に含んでよい。加熱光３８のパワー密度のピーク位置を直交座標（δｘ，δｙ）で表す。加熱光３８のパワー密度のピーク位置は、レーザ光３２のパワー密度のピーク位置からずれていてよい。尚、加熱光３８の照射領域の面積重心位置が、レーザ光３２の照射領域の面積重心位置からずれていてもよい。
【００８７】
ガラス板２に対する加熱光３８の照射位置は、ガラス板２に対するレーザ光３２の照射位置と共に移動される。この移動には、図１に示す照射位置移動部５０が用いられる。
【００８８】
尚、本変形例では、ガラス板２に対し加熱光を照射するが、ガラス板２に対し空気や水などの冷媒を吹付けてもよい。温度勾配が急になるため、引張応力が発生しやすく、亀裂が生じやすいため、安定した加工が可能である。
【００８９】
冷媒を噴射する冷却ノズルは、レーザ光３２の光軸と同軸になるように設けられてよい。レーザ光３２は、冷却ノズルの内部を通り、ガラス板２に照射される。尚、冷却ノズルは、ガラス板２を基準に光源とは反対側にも配設されてよく、ガラス板２を挟んで両側に配設されてよい。
【００９０】
［第１参考形態の第３変形例］
本変形例では、遮光部（詳細には遮光膜）がアパーチャ（開口孔）を有しており、レーザ光３２はアパーチャを通りガラス板２に照射される。
【００９１】
図１６は、第１参考形態の第３変形例による光学系を示す側面図である。図１６に示すように、光学系２４０は、レーザ光３２の光束の一部を遮光する遮光部２４２と、レーザ光３２の光束の残部を集光する集光レンズ４４とを含む。
【００９２】
図１７は、図１６の遮光部の上面と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。図１７に示すＸ軸線およびＹ軸線は遮光部２４２の上面と同一平面上に設定され、当該平面上におけるレーザ光３２のパワー密度のピーク位置がＸ軸線とＹ軸線の交点（つまり、原点）である。図１７のＸ軸線は後述する図１８のｘ軸線と平行とされ、図１７のＹ軸線は図１８のｙ軸線と平行とされる。
【００９３】
遮光部２４２は透明板と該透明板上に形成される遮光膜とで構成され、遮光膜はレーザ光３２の光束の一部を通過させるアパーチャ２４３を有する。アパーチャ２４３は例えば図１７に示すように平面視で円形状の開口であり、アパーチャ２４３の直径Φ２はアパーチャ２４３を通過中のレーザ光３２の直径Φ１よりも小さい。アパーチャ２４３の中心位置（面積重心位置）を直交座標（Ｘ１、Ｙ１）で表す。アパーチャ２４３の中心位置は、原点からずれており、レーザ光３２の中心位置からずれている。
【００９４】
図１８は、図１６のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図１８に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。
【００９５】
ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は、アパーチャ２４３により図１８に示すように円形に形成される。その円の中心位置を直交座標（ｘ１ａ，ｙ１ａ）で表す。円の中心位置は原点（つまり、レーザ光３２のパワー密度のピーク位置）からずれる。
【００９６】
図１９は、図１８のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。図１９において、遮光部２４２でレーザ光３２の光束の一部を遮光しないときのｙ軸線上におけるパワー密度分布（ガウス分布）を一点鎖線で示す。
【００９７】
遮光部２４２がレーザ光３２の光束の一部を遮光することで、図１９に実線で示すように、レーザ光３２のパワー密度の分布が基準線を中心に左右非対称となる。よって、基準線を中心に左右非対称な熱応力分布が形成される。
【００９８】
このように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は、基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成できる。
【００９９】
同様に、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおいて、レーザ光３２の照射領域は、基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ｂに斜めに交わる亀裂４ｂが形成できる。
【０１００】
［第１参考形態の第４変形例］
本変形例では、図１に示す遮光部４２がなく、集光レンズの光軸（対称軸）と集光レンズに入射するレーザ光の光軸とが平行にずれている。
【０１０１】
図２０は、第１参考形態の第４変形例による光学系を示す側面図である。図２０に示すように、光学系３４０は、レーザ光３２の光束を集光する集光レンズ３４４を含む。集光レンズ３４４の光軸３４４Ａと、集光レンズ４４に入射するレーザ光３２の光軸３２Ａとが平行にずれている。
【０１０２】
図２１は、図２０の集光レンズの上端と同一平面上におけるレーザ光の位置を示す平面図である。図２１に示すＸ軸線およびＹ軸線は集光レンズ３４４の上端と同一平面上に設定され、当該平面上におけるレーザ光３２のパワー密度のピーク位置がＸ軸線とＹ軸線の交点（つまり、原点）である。図２１のＸ軸線は後述する図２２のｘ軸線と平行とされ、図２１のＹ軸線は図２２のｙ軸線と平行とされる。
【０１０３】
集光レンズ３４４の直径Φ４は、図２１に示すように、集光レンズ３４４の上端と同一平面上におけるレーザ光３２の直径Φ３よりも大きい。集光レンズ３４４の光軸（図２１において黒丸で示す）の位置を直交座標（Ｘ２，Ｙ２）で表す。
【０１０４】
図２２は、図２０のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図２２に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。図２２において、集光レンズと光源とが同軸的に配設される場合のレーザ光の照射領域を一点鎖線で示す。
【０１０５】
集光レンズ３４４の光軸（対称軸）３４４Ａと集光レンズ３４４に入射するレーザ光３２の光軸３２Ａとが平行にずれることで、図２２に実線で示すように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいてレーザ光３２の照射領域が歪んだ円形状に形成される。
【０１０６】
図２３は、図２２のｙ軸線（ｘ＝０）上におけるパワー密度分布を示す図である。図２３において、集光レンズ３４４と光源３０とが同軸的に配設される場合のｙ軸線上におけるパワー密度分布（ガウス分布）を一点鎖線で示す。
【０１０７】
集光レンズ３４４の光軸（対称軸）３４４Ａと集光レンズ３４４に入射するレーザ光３２の光軸３２Ａとが平行にずれることで、図２３に実線で示すように、レーザ光３２のパワー密度の分布が基準線を中心に左右非対称となる。よって、基準線を中心に左右非対称な熱応力分布が形成される。
【０１０８】
このように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は、基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成できる。
【０１０９】
同様に、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおいて、レーザ光３２の照射領域は、基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ｂに斜めに交わる亀裂４ｂが形成できる。
【０１１０】
［第１参考形態の第５変形例］
本変形例の光学系は、図１に示す集光レンズ４４の代わりに、図２４に示すシリンドリカルレンズを含む。
【０１１１】
図２４は、第１参考形態の第５変形例による光学系を示す側面図である。図２４において、レーザ光３２の代表的な光線を矢印で示す。
【０１１２】
図２４に示すように、光学系４４０は、レーザ光３２の光束を互いに異なる方向に収束する第１シリンドリカルレンズ４４６および第２シリンドリカルレンズ４４７を含む。光学系４４０は、第１シリンドリカルレンズ４４６および第２シリンドリカルレンズ４４７を通過したレーザ光３２を、支持台２０で支持されるガラス板２に照射する。
【０１１３】
図２５は、図２４のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域を示す平面図である。図２５に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。図２６は、図２５のｙ軸線と平行な平行線（ｘ＝ｘ３）上におけるパワー密度分布を示す図である。
【０１１４】
レーザ光３２が第１シリンドリカルレンズ４４６および第２シリンドリカルレンズ４４７を介してガラス板２に照射されることで、図２５に示すようにガラス板２の光源側の主面においてレーザ光３２の照射領域が楕円状に形成される。楕円の短軸はｘ軸線に対し斜めとされる。これにより、図２６に示すようにガラス板２の光源側の主面においてレーザ光３２のパワー密度の分布が基準線（ｘ軸線）を中心に左右非対称となる。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成できる。
【０１１５】
同様に、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおいて、レーザ光３２の照射領域は基準線を中心に左右非対称なパワー密度分布を有する。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ｂに斜めに交わる亀裂４ｂが形成できる。
【０１１６】
別の観点によれば、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおいて、レーザ光３２の照射領域は基準線を中心に左右非対称な形状を有する。よって、基準線の左右で異なる熱応力場が形成でき、斜めの亀裂４ａ、４ｂが形成できる。
【０１１７】
尚、上記第１参考形態およびその第１変形例〜第５変形では、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおいてレーザ光のパワー密度のピーク位置があるが、ピーク位置はなくてもよい。「ピーク位置がない」とは、パワー密度が最大となる位置が１つでなく、複数ある場合を意味し、パワー密度が均一な場合を含む。この場合、基準線としては、各照射領域の面積重心位置を通り、当該面積重心位置の移動方向と平行なものが用いられる。そうして、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおいてレーザ光３２の照射領域は基準線の中心に左右非対称な形状を有していれば、所望の応力場が形成でき、斜めの亀裂４ａ、４ｂが形成できる。
【０１１８】
［第２参考形態］
本参考形態では、ガラス板の各主面に対し冷媒を吹付けると共にその吹付け位置をレーザ光の照射位置に追従して移動させる。ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布は、基準線を中心に左右対称であるが、左右非対称でもよい。以下、上記第１参考形態との相違点について主に説明する。
【０１１９】
図２７は、本発明の第２参考形態によるガラス板の加工方法を示す図である。図２８は、図２７のガラス板の光源側の主面におけるレーザ光の照射領域と冷媒の吹付け領域との位置関係を示す平面図である。図２７および図２８の加工方法により形成される亀裂は、図３に示す亀裂と同様であるので図示を省略する。
【０１２０】
図２７に示すガラス板の加工方法は、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂに対し冷却ノズル８０から冷媒８２を吹付けると共にその吹付け位置をレーザ光３２の照射位置と同期して移動させる。図２８に示すように、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおいて、冷媒８２の中心は、レーザ光３２の中心よりも後方にあり、且つ、レーザ光３２の中心の移動軌跡の左右いずれかにずれている。これにより、所望の熱応力場が形成され、その熱応力によって図３に示す亀裂４ａ、４ｂが形成される。亀裂４ａ、４ｂが形成されたガラス板２に応力を加えると、亀裂４ａ、４ｂ同士を接続する中間亀裂４ｃ（図４参照）が形成され、亀裂４ａ、４ｂに沿ってガラス板２が割断される。２つの割断片の一方（冷媒の中心の移動軌跡が存在する方、例えば図２８では左側の方）において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鈍角に交わり、２つの割断片の他方において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鋭角に交わる。中間亀裂４ｃは、ガラス板２の主面に対し垂直に形成される。
【０１２１】
［第３参考形態］
本参考形態では、ガラス板におけるレーザ照射位置の移動開始点がガラス板の端面にあり、レーザ照射位置の移動方向が移動開始点において端面の法線方向に対し傾斜している。ガラス板２の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布は、基準線を中心に左右対称であるが、左右非対称でもよい。以下、上記第１参考形態との相違点について主に説明する。
【０１２２】
図２９は、本発明の第３参考形態によるガラス板の加工方法を示す図であって、ガラス板の光源側の主面におけるレーザ照射位置の移動軌跡とガラス板の端面との位置関係を示す平面図である。図２９において、「ＡＡ」は移動開始点における端面の法線方向とレーザ照射位置の移動方向とのなす角（以下、進入角度ＡＡという）を示す。図２９の加工方法により形成される亀裂は、図３に示す亀裂と同様であるため、図示を省略する。
【０１２３】
図２９に示す加工方法では、ガラス板２におけるレーザ照射位置の移動開始点ＳＰがガラス板の端面２ｃにあり、レーザ照射位置の移動方向が移動開始点ＳＰにおいて端面２ｃの法線方向に対し傾斜している。これにより、ガラス板２に所望の熱応力場が形成され、その熱応力によって図３に示す亀裂４ａ、４ｂが形成される。亀裂４ａ、４ｂが形成されたガラス板２に応力を加えると、亀裂４ａ、４ｂ同士を接続する中間亀裂４ｃ（図４参照）が形成され、亀裂４ａ、４ｂに沿ってガラス板２が割断される。２つの割断片の一方（レーザ照射位置の移動軌跡と端面とのなす角が鋭角の方、例えば図２９では左側の方）において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鈍角に交わり、２つの割断片の他方において亀裂４ａ、４ｂは主面２ａ、２ｂに鋭角に交わる。中間亀裂４ｃは、ガラス板２の主面に対し垂直に形成される。
【０１２４】
尚、レーザ照射位置の移動方向は、移動開始点ＳＰにおいて端面２ｃの法線方向に対し傾斜していればよく、途中から平行または垂直になってもよい。亀裂形成開始時に主面に斜めに交わる亀裂４ａ、４ｂが形成されれば、その後、レーザ照射位置の移動方向が変化しても、亀裂形成開始時点に形成された亀裂４ａ、４ｂの傾きが維持できる。
【０１２５】
［第１実施形態］
上記参考形態およびその変形例において、レーザ光はガラス板の一方の主面に対し垂直に入射される。この場合、亀裂４ａ、４ｂは、断面視において、主面２ａ、２ｂに斜めに交わり、略直線状に形成される。これらの亀裂４ａ、４ｂは、断面視においてハの字状に形成される。亀裂４ａ、４ｂが形成されたガラス板２に応力を加えると、図４に示すように亀裂４ａ、４ｂ同士を接続する中間亀裂４ｃが形成され、亀裂４ａ、４ｂに沿ってガラス板２が割断される。２つの割断片の一方は、端面に、主面に鈍角に交わる傾斜部と、主面に対し垂直な垂直部とを有する。
【０１２６】
本発明者は、上記参考形態およびその変形例において、ガラス板の一方の主面に対し特定の方向から斜めにレーザ光を入射させることにより、傾斜部と垂直部との角が消失している割断片が得られることを見出した。
【０１２７】
本実施形態では、上記第１参考形態の第５変形例と同様に、ガラス板の光源側の主面において、レーザ光の照射領域が楕円状に形成され、且つ特定の方向から斜めにレーザ光が入射される場合について説明する。
【０１２８】
以下、図３０〜図３５を参照して、上記第１参考形態の第５変形例との相違点について主に説明する。尚、その他の参考形態の加工方法やその他の変形例の加工方法に本願発明を適用してもよい。
【０１２９】
図３０は、本発明の第１実施形態によるガラス板の加工方法を示す平面図である。図３０に示すｘ軸線およびｙ軸線は、図２に示すｘ軸線およびｙ軸線と同様のものである。ｘ軸線が基準線である。図３１は、図３０のｙ軸線に対して垂直な断面図である。図３２は、図３０のｘ軸線に対して垂直な断面図である。図３３は、図３０〜図３２の加工方法により形成される亀裂を示す図である。図３４は、図３０〜図３２においてガラス板を反転させることによりレーザの入射する主面とレーザの出射する主面とを入れ替えた場合に形成される亀裂を示す図である。図３５は、図３４に示す亀裂が形成されたガラス板を割断して得られる割断片を示す図である。図３５において、破線は上記参考形態の加工方法によって亀裂が形成されたガラス板を割断して得られる割断片を示す。
【０１３０】
亀裂形成工程は、図３０〜図３２に示すようにガラス板２の一方の主面２ａにレーザ光３２を入射させると共にレーザ照射位置を移動させることにより、図３３に示すようにガラス板２の光源側の主面２ａのみに平面視で線状の亀裂を形成する第１工程を有する。
【０１３１】
図３１に示すように、ｙ軸方向視において、ガラス板２の光源側の主面２ａの法線に対し、レーザ光３２の光軸３２Ａが前傾している。図３１において「Ａβ」はｙ軸方向視における法線と光軸３２Ａとのなす角（以下、前傾角度Ａβという）を表す。尚、以下の説明において、前傾角度Ａβが正であることは光軸３２Ａが前傾していることを表し、前傾角度Ａβが負であることは光軸３２Ａが後傾していることを表す。
【０１３２】
図３２に示すように、ｘ軸方向視において、ガラス板２の光源側の主面２ａの法線に対し、レーザ光３２の光軸３２Ａが傾いている。図３２において「Ａα」はｘ軸方向視における法線と光軸３２Ａとのなす角（以下、ローリング角度Ａαという）を表す。
【０１３３】
図３０に示すように、平面視において、ガラス板２の光源側の主面２ａに対し、レーザ光３２はレーザ照射位置の移動方向斜め前方からレーザ照射位置に入射する。尚、ローリング角度Ａαは０°でもよく、その場合、レーザ光３２はレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射する。
【０１３４】
また、図３０に示すように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は楕円状に形成される。楕円の長軸はｘ軸線に対し斜めとされる。図３０において、「Ａθ」は楕円の長軸の回転角（以下、楕円回転角度Ａθという）を表す。楕円回転角度Ａθが０°の場合、楕円の長軸とｘ軸線とが一致する。以下の説明において、楕円の長軸の回転方向は、楕円回転角度Ａθの正負で表す。楕円回転角度Ａθが正の場合には回転方向が図３０に示すように反時計回りであり、楕円回転角度Ａθが負の場合には回転方向は時計回りである。楕円の長軸がｘ軸線に対し斜めとされることにより、レーザ光３２のパワー密度の分布が基準線（ｘ軸線）を中心に左右非対称となる。よって、所望の熱応力場が形成でき、ガラス板２の主面２ａに斜めに交わる亀裂４ａが形成できる。
【０１３５】
尚、図３１および図３２に示すようにレーザ光３２を斜めに入射させる場合（ローリング角度Ａαが０°ではなく且つ前傾角度Ａβが０°ではない場合）、シリンドリカルレンズを用いなくてもよい。この場合、シリンドリカルレンズを用いなくても、楕円の長軸がｘ軸線に対し斜めとなる。
【０１３６】
第１工程では、図３１に示すようにガラス板２の光源側の主面２ａに対し冷却ノズル８０から冷媒８２を吹付けると共にその吹付け位置をレーザ照射位置と同期して移動させてもよい。この場合、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、冷媒８２の中心は、第２参考形態と同様に、図３０に示すようにレーザ光３２の中心（パワー密度のピーク位置）よりも後方にあり、且つ、レーザ光３２の中心の移動軌跡の左右いずれかにずれてもよい。所望の熱応力場が形成しやすく、斜めの亀裂４ａが形成しやすい。
【０１３７】
図３０において、「Δｘ」は、ガラス板の光源側の主面における、冷媒８２の中心位置のｘ座標を表す。また、図３０において、「Δｙ」は、ガラス板２の光源側の主面２ａにおける、冷媒８２の中心位置のｙ座標を表す。さらに、図３１において、「Ｌ」は、冷媒８２の中心線上における、冷却ノズル８０の吹出口と、ガラス板２の光源側の主面２ａとの距離を表す。
【０１３８】
尚、本実施形態では、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、冷媒８２の中心がレーザ光３２の中心からずれているが、一致してもよい。つまり、Δｘが０（ゼロ）であり、且つΔｙが０（ゼロ）でもよい。また、冷却ノズル８０がなくてもよい。
【０１３９】
第１工程では、ガラス板２の光源側の主面２ａにのみ亀裂４ａを形成するため、図３１や図３２に示すようにレーザ光３２の集光位置がガラス板２を基準として光源側に配されてよい。ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにおいて、温度勾配が緩やかであるため、亀裂の形成が抑制できる。
【０１４０】
ガラス板２の光源側の主面２ａに形成される亀裂４ａは、図３３に示すように、第１亀裂４ａ−１と、第２亀裂４ａ−２とを有する。第１亀裂４ａ−１と第２亀裂４ａ−２とは、同時に形成され、つながっている。第１亀裂４ａ−１は、断面視において、主面２ａに斜めに交わり、略直線状に形成される。一方、第２亀裂４ａ−２は、断面視において、例えば曲線状に形成される。第２亀裂４ａ−２における第１亀裂４ａ−１とは反対側の端部（第２亀裂４ａ−２の先端部）は、主面２ａに対し第１亀裂４ａ−１よりも急な傾きを有する。ここで、「傾き」とは接線の傾きを意味する。
【０１４１】
第２亀裂４ａ−２は、図３１に示すようにレーザ光３２の光軸３２Ａが前傾することで形成される。即ち、平面視において、ガラス板２の光源側の主面２ａに対し、レーザ光３２がレーザ照射位置の移動方向斜め前方からレーザ照射位置に入射することで、第２亀裂４ａ−２が形成される。レーザ光３２はレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射してもよいが、レーザ照射位置の移動方向斜め前方からレーザ照射位置に入射する方が第２亀裂４ａ−２における第１亀裂４ａ−１側の端部の曲率半径が大きい。
【０１４２】
亀裂形成工程は、図３０〜図３２においてガラス板２を反転することによりレーザ光３２の入射する主面とレーザ光３２の出射する主面とを入れ替え、図３４に示すようにガラス板２の光源側の主面２ｂのみに亀裂４ｂを形成する第２工程をさらに有する。第２工程では、第１工程と同様に、ガラス板２の光源側の主面２ｂに冷却ノズル８０から冷媒８２を吹付けてもよい。
【０１４３】
ガラス板２の光源側の主面２ｂに形成される亀裂４ｂは、図３４に示すように、第３亀裂４ｂ−１と、第４亀裂４ｂ−２とを有する。第３亀裂４ｂ−１と第４亀裂４ｂ−２とは、同時に形成され、つながっている。第３亀裂４ｂ−１は、断面視において、主面２ｂに斜めに交わり、略直線状に形成される。一方、第４亀裂４ｂ−２は、断面視において、例えば曲線状に形成される。第４亀裂４ｂ−２における第３亀裂４ｂ−１とは反対側の端部（第４亀裂４ｂ−２の先端部）は、主面２ｂに対し第３亀裂４ｂ−１よりも急な傾きを有する。
【０１４４】
図３４に示す亀裂４ａ、４ｂが形成されたガラス板２を割断することにより、図３５に示す２つの割断片１０２、２０２が得られる。一方の割断片１０２は、主面１０２ａ、１０２ｂに鈍角に交わる傾斜部１０４ａ−１、１０４ｂ−１、主面１０２ａ、１０２ｂに対し傾斜部１０４ａ−１、１０４ｂ−１よりも急な傾きの湾曲部１０４ａ−２、１０４ｂ−２、および主面１０２ａ、１０２ｂに対して垂直な垂直部１０４ｃを有する。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、ガラス板２の各主面２ａ、２ｂにおけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称であり、且つ、ガラス板２の光源側の主面２ａに対し特定の方向から斜めにレーザ光３２が入射される。これにより、光源側の主面２ａに斜めに交わる第１亀裂４ａ−１が形成されるため、切断後の面取が不要であり、生産性が向上できる。また、光源側の主面２ａに対し第１亀裂４ａ−１よりも急な傾きの先端部を有する第２亀裂４ａ−２が形成されるため、第２亀裂４ａ−２に対応する湾曲部１０４ａ−２が図３５に実線で示すように形成され、図３５に破線で示す傾斜部１０４ａ−１と垂直部１０４ｃとの角が消失し、欠けが抑制できる。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、レーザ光３２の入射する主面とレーザ光３２の出射する主面とを入れ替え、レーザ照射位置を移動させることにより、ガラス板２の光源側の主面２ｂのみに亀裂４ｂを形成する。これにより、光源側の主面２ｂに斜めに交わる第３亀裂４ｂ−１が形成されるため、切断後の面取が不要であり、生産性が向上できる。また、光源側の主面２ｂに対し第３亀裂４ｂ−１よりも急な傾きの先端部を有する第４亀裂４ｂ−２が形成されるため、第４亀裂４ｂ−２に対応する湾曲部１０４ｂ−２が図３５に実線で示すように形成され、図３５に破線で示す傾斜部１０４ｂ−１と垂直部１０４ｃとの角が消失し、欠けが抑制できる。
【０１４７】
尚、本実施形態の第２工程において、図１に示す光源３０の出力を高めること、または図１４に示す加熱光源３６を用いることにより、中間亀裂４ｃを形成することも可能である。
【０１４８】
また、本実施形態の第１工程では、レーザ照射位置の移動により、ガラス板２の光源側の主面２ａのみに平面視で線状の亀裂４ａを形成するが、ガラス板２の光源とは反対側の主面２ｂにも平面視で線状の亀裂４ｂを同時に形成してもよい。この場合、亀裂４ａは略直線状の第１亀裂４ａ−１と、先端部が第１亀裂４ａ−１よりも急な傾きの第２亀裂４ａ−２とからなるが、亀裂４ｂは断面視において略直線状の第３亀裂４ｂ−１のみからなる。
【０１４９】
［第２実施形態］
上記参考形態およびその変形例において、亀裂４ａ、４ｂは、断面視において、略直線状に形成され、主面２ａ、２ｂに斜めに交わる。亀裂４ａ、４ｂに沿ってガラス板２を割断すると、主面に鈍角に交わる傾斜部と、主面に対し垂直な垂直部とを端面に有する割断片が得られる。
【０１５０】
本発明者は、上記参考形態およびその変形例において、ガラス板に対し複数のレーザ光を入射させ、且つ複数のレーザ光の照射位置を略同じ軌跡で移動させることにより、傾斜部と垂直部との角が消失している割断片が得られることを見出した。
【０１５１】
ここで、複数のレーザ光の照射位置の移動方向は、同じ方向でも異なる方向でもよい。
【０１５２】
本実施形態では、上記第１参考形態の第５変形例と同様に、ガラス板の光源側の主面において、レーザ光の照射領域が楕円状に形成され、且つ複数のレーザ照射位置の移動が行われる場合について説明する。
【０１５３】
尚、本実施形態では、ガラス板の光源側の主面に対し、垂直にレーザ光を入射させるが、第１実施形態と同様に、特定の方向から斜めにレーザ光を入射させてもよい。
【０１５４】
以下、図３６〜図４０を参照して、上記第１参考形態の第５変形例との相違点について主に説明する。尚、その他の参考形態の加工方法やその他の変形例の加工方法に本願発明を適用してもよい。
【０１５５】
図３６は、本発明の第２実施形態によるガラス板の加工方法を示す平面図である。図３７は、図３６の加工方法により形成される第１亀裂を示す図である。図３８は、第１亀裂を起点として形成される第２亀裂を示す図である。図３９は、図３６の加工方法においてガラス板を反転することによりレーザ光の入射する主面とレーザ光の出射する主面とを入れ替えた場合に形成される第３亀裂を示す図である。図４０は、第３亀裂を起点として形成される第４亀裂を示す図である。図４０に示す亀裂が形成されたガラス板を割断して得られる割断片は、図３５に示す割断片と同様であるので、図示を省略する。
【０１５６】
亀裂形成工程は、図３６に示すようにガラス板２の一方の主面２ａにレーザ光３２を入射させると共にレーザ照射位置を移動させることにより、図３７に示すようにガラス板２の光源側の主面２ａのみに平面視で線状の第１亀裂４ａ−１を形成する工程を有する。
【０１５７】
図３６に示すように、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいて、レーザ光３２の照射領域は楕円状に形成される。楕円の長軸はｘ軸線に対し斜めとされる。図３６において、「Ａθ」は楕円の長軸とｘ軸線とのなす角を表す。楕円の長軸がｘ軸線に対し斜めとされることにより、レーザ光３２のパワー密度の分布が基準線（ｘ軸線）を中心に左右非対称となる。よって、所望の熱応力場が形成でき、図３７に示すようにガラス板２の主面２ａに斜めに交わる第１亀裂４ａ−１が形成できる。第１亀裂４ａ−１は、断面視において、略直線状に形成される。
【０１５８】
亀裂形成工程は、図３６に示すようにガラス板２の一方の主面２ａにレーザ光３２を入射させると共にレーザ照射位置を移動させることにより、図３８に示すように第１亀裂４ａ−１を起点として第２亀裂４ａ−２を形成する工程を有する。当該工程では、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいてレーザ光３２のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称となり、所望の熱応力場が形成できる。第２亀裂４ａ−２は、主面２ａに対し斜めの第１亀裂４ａ−１を起点として形成されるため、第１亀裂４ａ−１よりも主面２ａに対し急な傾きとなる。第１亀裂４ａ−１と第２亀裂４ａ−２とで亀裂４ａが構成される。
【０１５９】
尚、第１亀裂４ａ−１を形成する工程と第２亀裂４ａ−２を形成する工程とで、レーザ光３２の照射条件を変えてもよく、第２参考形態や第３参考形態と同様にして所望の熱応力場を形成してもよい。
【０１６０】
また、亀裂形成工程は、図３６においてガラス板２を反転することによりレーザ光３２の入射する主面とレーザ光３２の出射する主面とを入れ替え、図３９に示すようにガラス板２の光源側の主面２ｂのみに平面視で線状の第３亀裂４ｂ−１を形成する工程を有する。当該工程では、ガラス板２の光源側の主面２ａにおいてレーザ光３２のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称となり、所望の熱応力場が形成できる。そのため、第３亀裂４ｂ−１は、主面２ｂに対し斜めに交わる。尚、第２参考形態や第３参考形態と同様にして所望の熱応力場を形成してもよい。
【０１６１】
さらに、亀裂形成工程は、第３亀裂４ｂ−１が形成された主面２ｂにレーザ光３２を入射させると共にレーザ照射位置を移動させることにより、図４０に示すように第３亀裂４ｂ−１を起点として第４亀裂４ｂ−２を形成する工程を有する。当該工程では、ガラス板２の光源側の主面２ｂにおいてレーザ光３２のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称となり、所望の熱応力場が形成できる。第４亀裂４ｂ−２は、主面２ｂに対し斜めの第３亀裂４ｂ−１を起点として形成されるため、第３亀裂４ｂ−１よりも主面２ｂに対し急な傾きとなる。第３亀裂４ｂ−１と第４亀裂４ｂ−２とで亀裂４ｂが構成される。
【０１６２】
尚、第３亀裂４ｂ−１を形成する工程と第４亀裂４ｂ−２を形成する工程とで、レーザ光３２の照射条件を変えてもよく、第２参考形態や第３参考形態と同様にして所望の熱応力場を形成してもよい。
【０１６３】
このように、亀裂形成工程は、ガラス板２に対し複数のレーザ光３２を入射させ、複数のレーザ光３２の照射位置を略同じ軌跡で移動させる工程を含む。そうして、亀裂形成工程は、ガラス板２の両方の主面２ａ、２ｂにそれぞれ平面視で線状の亀裂を形成する工程を有する。亀裂形成工程は、第１亀裂４ａ−１、第２亀裂４ａ−２、第３亀裂４ｂ−１、および第４亀裂４ｂ−２を順番に形成する。
【０１６４】
尚、亀裂形成工程は、一のレーザ光３２の照射位置の移動により、第１亀裂４ａ−１と第３亀裂４ｂ−１とを略同時に形成してもよい。また、亀裂形成工程は、一のレーザ光３２の照射位置の移動により、第２亀裂４ａ−２と第４亀裂４ｂ−２とを略同時に形成してもよい。初期クラックの形成位置、レーザ光３２の集光位置などを調整することで、これらの亀裂を順番に形成するか、同時に形成するかを選択できる。
【０１６５】
以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に亀裂４ａ、４ｂが形成できる。よって、切断後の面取が不要であり、生産性が向上できる。また、図３５に破線で示す傾斜部１０４ｂ−１と垂直部１０４ｃとの角が消失し、欠けが抑制できる。
【実施例】
【０１６６】
［試験例１−１〜試験例１−３］
試験例１−１〜試験例１−３では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板に対し冷却ノズルから空気を吹付けると共にその吹付け位置を上記照射位置と同期して移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。試験例１−１〜試験例１−３では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０１６７】
試験例１−１〜試験例１−３では、図３１に示す前傾角度Ａβ以外、同じ条件で亀裂を形成した。先ず、主な共通条件について説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、光源の出力が２２０Ｗ、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、レーザ光自体のパワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ、図３０に示す楕円回転角度Ａθが−６０°であった。図３２に示すローリング角度Ａαは０°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。レーザ光の光軸に対して垂直な断面であってｘｙｚ座標系原点を通る断面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２ｍｍ、短軸長さ：１ｍｍ）に形成した。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて４．２ｍｍ離れた位置に設定した。冷却ノズルは、ガラス板を基準として光源と同じ側に配した。冷却ノズルは、吹出口の直径が１ｍｍ、流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、図３１に示す距離Ｌが１０ｍｍ、図３０に示すｘ座標Δｘが０ｍｍ、図３０に示すｙ座標Δｙが０ｍｍとした。
【０１６８】
試験の結果を図４１〜図４３に示す。図４１は、試験例１−１（前傾角度Ａβ：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４２は、試験例１−２（前傾角度Ａβ：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４３は、試験例１−３（前傾角度Ａβ：３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４１〜図５２、図５６、および図５９の顕微鏡写真において、白い線が亀裂である。尚、図５３〜図５５、図５７および図５８の顕微鏡写真では、黒い線が亀裂である。
【０１６９】
試験例１−１では、ガラス板の光源側の主面に対し垂直にレーザ光を入射させたため、図４１に示すように主面に対し斜めに交わる略直線状の第１亀裂のみが形成された。これに対し、試験例１−２〜試験例１−３では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射するため、図４２〜図４３に示すように第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成された。
【０１７０】
以上より、前傾角度Ａβを調整することで、第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成できることが示された。
【０１７１】
［試験例２−１〜試験例２−３］
試験例２−１〜試験例２−３では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。冷却ノズルは使用せず、冷却は行わなかった。試験例２−１〜試験例２−３では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０１７２】
試験例２−１〜試験例２−３では、図３１に示す前傾角度Ａβ、および光源の出力以外、同じ条件で亀裂を形成した。先ず、主な共通条件について説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、レーザ光自体のパワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ、図３０に示す楕円回転角度Ａθが−６０°であった。図３２に示すローリング角度Ａαは０°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。レーザ光の光軸に対して垂直な断面であってｘｙｚ座標系原点を通る断面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２．４ｍｍ、短軸長さ：１．２ｍｍ）に形成した。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて５ｍｍ離れた位置に設定した。
【０１７３】
試験の結果を図４４〜図４６に示す。図４４は、試験例２−１（前傾角度Ａβ：０°、光源の出力：１２０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４５は、試験例２−２（前傾角度Ａβ：１５°、光源の出力１３０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４６は、試験例２−３（前傾角度Ａβ：３０°、光源の出力：１５０Ｗ）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０１７４】
試験例２−１では、ガラス板の光源側の主面に対し垂直にレーザ光を入射させたため、図４４に示すように主面に対し斜めに交わる略直線状の第１亀裂のみが形成された。これに対し、試験例２−２〜試験例２−３では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射するため、図４５〜図４６に示すように第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成された。
【０１７５】
以上より、冷却を行わなくとも、第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成できことが示された。
【０１７６】
［試験例３−１〜試験例３−２］
試験例３−１〜試験例３−２では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板に対し冷却ノズルから空気を吹付けると共にその吹付け位置を上記照射位置と同期して移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。試験例３−１〜試験例３−２では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板におけるレーザ照射位置の移動開始点がガラス板の端面にあり、レーザ照射位置の移動方向が移動開始点において端面の法線方向に対し傾斜していた。図２９に示す進入角度ＡＡは１０°とした。ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー分布密度は基準線を中心に左右対称とした。
【０１７７】
試験例３−１〜試験例３−２では、図３１に示す前傾角度Ａβ以外、同じ条件で亀裂を形成した。先ず、主な共通条件について説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、光源の出力が２７０Ｗ、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、レーザー光の光軸と垂直な断面形状はリング状（外径：０．２ｍｍ）、ガラス板の光源側の主面におけるレーザ光自体のパワー密度分布は、アキシコンレンズを使用して、ビーム形状の中心部のパワー密度が低く、周辺部が高くなる分布とした。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃであった。図３２に示すローリング角度Ａαは０°とした。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて１．３ｍｍ離れた位置に設定した。冷却ノズルは、ガラス板を基準として光源と同じ側に配した。冷却ノズルは、吹出口の直径が１ｍｍ、流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、図３１に示す距離Ｌが１０ｍｍ、図３０に示すｘ座標Δｘが０ｍｍ、図３０に示すｙ座標Δｙが０ｍｍとした。
【０１７８】
試験の結果を図４７〜図４８に示す。図４７は、試験例３−１（前傾角度Ａβ：−３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図４８は、試験例３−２（前傾角度Ａβ：３０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０１７９】
試験例３−１では、レーザ光の光軸が後傾しており、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向後方からレーザ照射位置に入射するため、図４７に示すように主面に対し斜めに交わる略直線状の第１亀裂のみが形成された。これに対し、試験例３−２では、レーザ光の光軸が前傾しており、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射するため、図４８に示すように第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成された。
【０１８０】
以上より、前傾角度Ａβを正とすることで、第１亀裂が形成されると同時に、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成できることが示された。
【０１８１】
［試験例４−１〜試験例４−２］
試験例４−１〜試験例４−２では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板に対し冷却ノズルから空気を吹付けると共にその吹付け位置を上記照射位置と同期して移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。試験例４−１〜試験例４−２では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０１８２】
試験例４−１〜試験例４−２では、図３２に示すローリング角度Ａα以外、同じ条件で亀裂を形成した。先ず、主な共通条件について説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、光源の出力が１７０Ｗ、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、パワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ、図３０に示す楕円回転角度Ａθが−６０°であった。図３１に示す前傾角度Ａβは４５°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。レーザ光の光軸に対して垂直な断面であってｘｙｚ座標系原点を通る断面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：３．２ｍｍ、短軸長さ：１．６ｍｍ）に形成した。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて６．７ｍｍ離れた位置に設定した。冷却ノズルは、ガラス板を基準として光源と同じ側に配した。冷却ノズルは、吹出口の直径が１ｍｍ、流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、図３１に示す距離Ｌが１０ｍｍ、図３０に示すｘ座標Δｘが０ｍｍ、図３０に示すｙ座標Δｙが０ｍｍとした。
【０１８３】
試験の結果を図４９〜図５０に示す。図４９は、試験例４−１（ローリング角度Ａα：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図５０は、試験例４−２（ローリング角度Ａα：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０１８４】
試験例５−１では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射するため、図４９に示すように、主面に対し斜めに交わる第１亀裂と、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とが同時に形成できた。これに対し、試験例５−２では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向斜め前方からレーザ照射位置に入射するため、図５０に示すように、第２亀裂における第１亀裂側の端部の曲率半径が大きかった。
【０１８５】
［試験例５−１〜試験例５−２］
試験例５−１〜試験例５−２では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板に対し冷却ノズルから空気を吹付けると共にその吹付け位置を上記照射位置と同期して移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。試験例５−１〜試験例５−２では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板におけるレーザ照射位置の移動開始点がガラス板の端面にあり、レーザ照射位置の移動方向が移動開始点において端面の法線方向に対し傾斜していた。図２９に示す進入角度ＡＡは１０°とした。ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー分布密度は基準線を中心に左右対称とした。
【０１８６】
試験例５−１〜試験例５−２では、図３２に示すローリング角度Ａα以外、同じ条件で亀裂を形成した。先ず、主な共通条件について説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、光源の出力が１８０Ｗ、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、パワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃであった。図３１に示す前傾角度Ａβは４５°とした。レーザ光の光軸に対して垂直な断面であってｘｙｚ座標系原点を通る断面において、レーザ光は円形（直径：１．６ｍｍ）に形成した。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて２ｍｍ離れた位置に設定した。冷却ノズルは、ガラス板を基準として光源と同じ側に配した。冷却ノズルは、吹出口の直径が１ｍｍ、流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、図３１に示す距離Ｌが１０ｍｍ、図３０に示すｘ座標Δｘが０ｍｍ、図３０に示すｙ座標Δｙが０ｍｍとした。
【０１８７】
試験の結果を図５１〜図５２に示す。図５１は、試験例５−１（ローリング角度Ａα：０°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図５２は、試験例５−２（ローリング角度Ａα：１５°）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０１８８】
試験例５−１では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向前方からレーザ照射位置に入射するため、図５１に示すように、主面に対し斜めに交わる第１亀裂と、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とが同時に形成できた。これに対し、試験例５−２では、平面視においてレーザ光がレーザ照射位置の移動方向斜め前方からレーザ照射位置に入射するため、図５２に示すように、第２亀裂における第１亀裂側の端部の曲率半径が大きかった。
【０１８９】
以上より、ローリング角度Ａαを調整することで、第２亀裂の形状が調整できることが示された。
【０１９０】
［試験例６］
試験例６では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させ、且つ、ガラス板に対し冷却ノズルから空気を吹付けると共にその吹付け位置を上記照射位置と同期して移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。その後、レーザ光の入射する主面と、レーザ光の出射する主面とを入れ替え、再びガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。試験例６では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０１９１】
試験例６の主な条件について説明する。ガラス板は、厚さ４．９ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、光源の出力が２００Ｗ、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、パワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃであった。図３１に示す前傾角度Ａβは４５°、図３２に示すローリング角度Ａαは１５°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。レーザ光の光軸に対して垂直な断面であってｘｙｚ座標系原点を通る断面において、レーザ光は円形（直径：１．８ｍｍ）に形成した。レーザ光の集光位置は、ｘｙｚ座標系原点から光源に向けて２．３ｍｍ離れた位置に設定した。冷却ノズルは、ガラス板を基準として光源と同じ側に配した。冷却ノズルは、吹出口の直径が１ｍｍ、流量が２０Ｌ／ｍｉｎ、図３１に示す距離Ｌが１０ｍｍ、図３０に示すｘ座標Δｘが０ｍｍ、図３０に示すｙ座標Δｙが０ｍｍとした。
【０１９２】
試験の結果を図５３〜図５４に示す。図５３は、試験例６の１回目のレーザ照射位置の移動により形成される亀裂を示す顕微鏡写真である。図５４は、試験例６の２回目のレーザ照射位置の移動により形成される亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０１９３】
図５３〜図５４から明らかなように、１回目のレーザ照射位置の移動により、ガラス板の一方の主面に斜めに交わる第１亀裂と、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂とを同時に形成できることがわかる。また、２回目のレーザ照射位置の移動により、ガラス板の他方の主面に斜めに交わる第３亀裂と、先端部が主面に対し第３亀裂よりも急な傾きの第４亀裂とを同時に形成できることがわかる。
【０１９４】
［試験例７−１〜試験例７−２］
試験例７−１では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させた。これにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。冷却ノズルは使用しなかった。試験例７−１では、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０１９５】
試験例７−２では、試験例７−１と同じ条件で亀裂の形成を行った後、再度、レーザ光の照射位置の移動を略同じ軌跡で行った。
【０１９６】
試験例７−２における１回目のレーザ照射位置の移動と、２回目のレーザ照射位置の移動とで共通の条件について先ず説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、パワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ。図３０に示す楕円回転角度Ａθは−３０°、図３１に示す前傾角度Ａβは０°、図３２に示すローリング角度Ａαは０°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。
【０１９７】
次に、１回目のレーザ照射位置の移動に固有の条件について説明する。ガラス板の光源側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２ｍｍ、短軸長さ１ｍｍ）に形成した。光源の出力は１００Ｗ、レーザ光の集光位置はｘｙｚ座標系原点から光源に向けて４．２ｍｍ離れた位置に設定した。
【０１９８】
次に、２回目のレーザ照射位置の移動に固有の条件について説明する。ガラス板の光源側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：５．２ｍｍ、短軸長さ２．６ｍｍ）に形成した。光源の出力は２５０Ｗ、レーザ光の集光位置はｘｙｚ座標系原点から光源に向けて１０．８ｍｍ離れた位置に設定した。
【０１９９】
試験の結果を図５５〜図５６に示す。図５５は、試験例７−１（１回目の照射）による亀裂を示す顕微鏡写真である。図５６は、試験例７−２（２回目の照射）による亀裂を示す顕微鏡写真である。
【０２００】
図５５〜図５６から明らかなように、１回目のレーザ照射位置の移動により、ガラス板の一方の主面に斜めに交わる第１亀裂が形成され、２回目のレーザ照射位置の移動により、先端部が主面に対し第１亀裂よりも急な傾きの第２亀裂が形成されることがわかる
［試験例８］
試験例８では、ガラス板に対しレーザ光を照射すると共にその照射位置を移動させることにより、ガラス板に熱応力を発生させ、ガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。その後、レーザ光の入射する主面と、レーザ光の出射する主面とを入れ替え、レーザ照射位置の移動を略同じ軌跡で行い、再びガラス板の光源側の主面にのみ亀裂を形成した。このようにして、ガラス板の両方の主面にそれぞれ亀裂を形成した。その後、２回目のレーザ照射位置の移動により亀裂が形成された主面に対しレーザ光を入射させ、レーザ照射位置の移動を略同じ軌跡で行い、既に形成されている両方の亀裂を起点として新しい亀裂を形成した。各工程において、主面に斜めに交わる亀裂を形成するため、ガラス板の各主面におけるレーザ光のパワー密度分布が基準線を中心に左右非対称とした。
【０２０１】
試験例８における１回目のレーザ照射位置の移動と、２回目のレーザ照射位置の移動と、３回目のレーザ照射位置の移動とで共通の条件について先ず説明する。ガラス板は、厚さ３．１ｍｍの旭硝子社製ソーダライムガラスを用いた。レーザ光は、光源がＹｂファイバーレーザ（波長１０７０ｎｍ）、ガラス板の吸収係数αが２．８６ｃｍ−１、パワー密度分布がガウス分布であった。ガラス板の光源側の主面において、レーザ照射位置の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ。図３０に示す楕円回転角度Ａθは−３０°、図３１に示す前傾角度Ａβは０°、図３２に示すローリング角度Ａαは０°、図２９に示す進入角度ＡＡは０°とした。
【０２０２】
次に、１回目のレーザ照射位置の移動に固有の条件について説明する。ガラス板の光源側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２．８ｍｍ、短軸長さ１．４ｍｍ）に形成した。光源の出力は１２０Ｗ、レーザ光の集光位置はｘｙｚ座標系原点から光源に向けて５．８ｍｍ離れた位置に設定した。
【０２０３】
次に、２回目のレーザ照射位置の移動に固有の条件について説明する。ガラス板の光源側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２．８ｍｍ、短軸長さ１．４ｍｍ）に形成した。光源の出力は１４０Ｗ、レーザ光の集光位置はｘｙｚ座標系原点から光源に向けて５．８ｍｍ離れた位置に設定した。
【０２０４】
次に、３回目のレーザ照射位置の移動に固有の条件について説明する。ガラス板の光源側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：３ｍｍ、短軸長さ１．５ｍｍ）に形成した。また、ガラス板の光源とは反対側の主面において、レーザ光は楕円形（長軸長さ：２ｍｍ、短軸長さ１ｍｍ）に形成した。光源の出力は２９０Ｗ、レーザ光の集光位置はｘｙｚ座標系原点から光源とは反対側に６．２ｍｍ離れた位置に設定した。
【０２０５】
試験の結果を図５７〜図５９に示す。図５７は、試験例８による亀裂を示す顕微鏡写真である。図５８は、図５７に示す２つの亀裂のうち上側の亀裂を拡大して示す顕微鏡写真である。図５９は、図５７に示す２つの亀裂のうち下側の亀裂を拡大して示す顕微鏡写真である。
【０２０６】
図５７〜図５９から明らかなように、３回のレーザ照射位置の移動により、図４０に示す第１亀裂４ａ−１、第２亀裂４ａ−２、第３亀裂４ｂ−１、および第４亀裂４ｂ−２が形成できることがわかる。
【０２０７】
以上、ガラス板加工方法の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内で、種々の変形および改良が可能である。
【０２０８】
上記実施形態のガラス板の加工方法は、光源側の主面に凹凸模様をつけた型板ガラス、金属製の網または線を内部に含む網入りガラス、合わせガラス、強化ガラスにも適用できる。合わせガラスは、ガラス板同士を中間膜を介して圧着したものである。合わせガラスに適用した場合、各ガラス板に亀裂が形成される。この場合、各ガラス板を切断した後、中間膜を切断してよい。
【０２０９】
また、ガラス板の加工方法は、レーザ照射位置の移動開始点に、亀裂４ａ、４ｂの起点となる初期クラックを形成する工程をさらに有してよい。
【０２１０】
さらに、ガラス板の加工方法は、ガラス板２に対し応力を加えることで、ガラス板２を亀裂４ａ、４ｂに沿って割断する工程（以下、割断工程という）をさらに有してよい。割断の方法は一般的なものであってよく、割断のための応力は機械的な応力、熱的な応力のいずれでもよい。
【０２１１】
割断工程では、垂直な中間亀裂４ｃを形成するため、亀裂４ａ、４ｂの深さ方向先端の位置を基準に応力を加えてよい。亀裂４ａ、４ｂの深さ方向先端の位置はレーザ光３２の中心の位置と略一致するため、レーザ光３２の中心の移動軌跡を基準に応力が加えられる。
【０２１２】
割断工程では、例えば、ガラス板２を弾性体に載せ、ガラス板２を上方から押すことで、ガラス板２を割断する。得られる２つの割断片の剛性が異なる場合、ガラス板２を押す位置はレーザ光３２の中心の移動軌跡を基準にして剛性の低い方とされる。これにより、垂直な中間亀裂４ｃが形成できる。
【符号の説明】
【０２１３】
２    ガラス板
２ａ  主面
２ｂ  主面
４ａ  亀裂
４ｂ  亀裂
４ｃ  中間亀裂
１０  ガラス板加工装置
１２  フレーム
２０  支持台
３０  光源
３２  レーザ光
３６  加熱光源
３８  加熱光
４０  光学系
４２  遮光部
４４  集光レンズ
５０  照射位置移動部
６２  遮光位置調整部
６４  光軸位置調整部
６６  集光位置調整部
７０  制御部
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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