JPH1121141A - 脆い材料、特にガラス製の平坦な加工品を切断する方法及び装置 - Google Patents
脆い材料、特にガラス製の平坦な加工品を切断する方法及び装置Info
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- JPH1121141A JPH1121141A JP10272698A JP10272698A JPH1121141A JP H1121141 A JPH1121141 A JP H1121141A JP 10272698 A JP10272698 A JP 10272698A JP 10272698 A JP10272698 A JP 10272698A JP H1121141 A JPH1121141 A JP H1121141A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平坦な加工品、例えば０．２ｍｍよりも厚い
ガラス板を微小な割れ、ガラスの破片または***を生ず
ることなく切断する方法および装置を提供する。 【解決手段】 この方法は、ａ）切断線２を該切断線に
対称的な熱放射スポット３で加熱し、前記熱放射スポッ
トはその内部の放射の強さと比較して比較的に大きい放
射の強さを有する端縁部分１８，１９を有し、かつ熱放
射スポットの後端部において温度の最高点を有し、ｂ）
熱放射スポット３を切断線２および／または加工品に沿
って移動し、かつｃ）工程ａ）の前記加熱により加熱さ
れる切断線の部分を冷却する工程を含み、熱放射スポッ
トの端縁部分が熱放射スポット３および／または加工品
の移動方向に熱放射スポットの前端部において開口した
Ｖ字形またはＵ字形の曲線４と合致しかつ前記の温度の
最高点が切断線上のＶ字形又はＵ字形の曲線４のピーク
部分１６上に局部的に配置されかつ加工品の溶融温度以
下である。
ガラス板を微小な割れ、ガラスの破片または***を生ず
ることなく切断する方法および装置を提供する。 【解決手段】 この方法は、ａ）切断線２を該切断線に
対称的な熱放射スポット３で加熱し、前記熱放射スポッ
トはその内部の放射の強さと比較して比較的に大きい放
射の強さを有する端縁部分１８，１９を有し、かつ熱放
射スポットの後端部において温度の最高点を有し、ｂ）
熱放射スポット３を切断線２および／または加工品に沿
って移動し、かつｃ）工程ａ）の前記加熱により加熱さ
れる切断線の部分を冷却する工程を含み、熱放射スポッ
トの端縁部分が熱放射スポット３および／または加工品
の移動方向に熱放射スポットの前端部において開口した
Ｖ字形またはＵ字形の曲線４と合致しかつ前記の温度の
最高点が切断線上のＶ字形又はＵ字形の曲線４のピーク
部分１６上に局部的に配置されかつ加工品の溶融温度以
下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は脆い材料、特にガラ
スを所定の分離線に沿って切断する方法において、該分
離線がそれと対称な熱放射スポットにより加熱され、前
記熱放射スポットが高められた熱放射の強さを有する端
縁部分を有しかつ熱放射スポットの後端部において温度
の最高点を有し、加熱された領域が切断線および／また
は加工品に沿って移動されかつその後、加熱された切断
線の部分が冷却される方法に関する。また、本発明はこ
の方法を実施するための装置に関する。
スを所定の分離線に沿って切断する方法において、該分
離線がそれと対称な熱放射スポットにより加熱され、前
記熱放射スポットが高められた熱放射の強さを有する端
縁部分を有しかつ熱放射スポットの後端部において温度
の最高点を有し、加熱された領域が切断線および／また
は加工品に沿って移動されかつその後、加熱された切断
線の部分が冷却される方法に関する。また、本発明はこ
の方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】平坦なガ
ラスを切断する慣用の方法は、後で外部からの機械的に
作用する力により掻ききずで弱められた領域に沿って切
断するために、ダイヤモンドまたは切断ホイールにより
先づガラスに延長した掻ききずをいれることに基づいて
いる。この方法においては、ガラス上に沈着し更に掻き
きずを生ずることがある不都合な粒子（***部分）が表
面に生ずる。同様に湾曲したガラスの破片が切断端縁に
発生し、これらの破片のためにでこぼこしたガラス端縁
が発生し、従って、作業後にかなりの費用が必要にな
る。そのうえ、引掻ききずが発生する間に生ずる微小な
破壊のために、切断端縁において機械的な応力に耐える
能力が減少し、すなわち、破損するおそれが増大する。
ラスを切断する慣用の方法は、後で外部からの機械的に
作用する力により掻ききずで弱められた領域に沿って切
断するために、ダイヤモンドまたは切断ホイールにより
先づガラスに延長した掻ききずをいれることに基づいて
いる。この方法においては、ガラス上に沈着し更に掻き
きずを生ずることがある不都合な粒子（***部分）が表
面に生ずる。同様に湾曲したガラスの破片が切断端縁に
発生し、これらの破片のためにでこぼこしたガラス端縁
が発生し、従って、作業後にかなりの費用が必要にな
る。そのうえ、引掻ききずが発生する間に生ずる微小な
破壊のために、切断端縁において機械的な応力に耐える
能力が減少し、すなわち、破損するおそれが増大する。
【０００３】熱的に発生した応力および歪を使用してガ
ラスを切断することにより、割れとガラス破片の発生お
よび微小な割れを回避するためのかなりの進歩が得られ
た。この方法においては、ガラスに導かれる熱源がガラ
スの上方で一定速度で移動され、従って、比較的に大き
い熱応力および歪が発生し、その結果、亀裂がガラスに
形成される。赤外線熱源、特殊のガスバーナ、特にレー
ザが、代表的な所要の切断精度に相当するミリメートル
よりも良好な精度でもって熱エネルギーを局部的に位置
決め可能である所要の熱源特性を有している。レーザビ
ームをガラス上に集束する能力のために、ガラス内およ
びガラスを通じて適用される電力およびレーザ放射の分
布を十分満足に制御することができる。
ラスを切断することにより、割れとガラス破片の発生お
よび微小な割れを回避するためのかなりの進歩が得られ
た。この方法においては、ガラスに導かれる熱源がガラ
スの上方で一定速度で移動され、従って、比較的に大き
い熱応力および歪が発生し、その結果、亀裂がガラスに
形成される。赤外線熱源、特殊のガスバーナ、特にレー
ザが、代表的な所要の切断精度に相当するミリメートル
よりも良好な精度でもって熱エネルギーを局部的に位置
決め可能である所要の熱源特性を有している。レーザビ
ームをガラス上に集束する能力のために、ガラス内およ
びガラスを通じて適用される電力およびレーザ放射の分
布を十分満足に制御することができる。
【０００４】ガラスに掻ききずをいれる方法は、ガラス
がレーザ放射により切断路に沿って加熱され、その間温
度がガラスの溶融温度が保持されるもので、ドイツ特許
第１，２４４，３４６号明細書に開示されている。その
加熱後、ガラスが冷却され、かつ、曲げまたは衝撃によ
り切断される。更に、ガラスは微細な亀裂または破壊が
完全に溶融するように溶融温度よりも高く加熱すること
ができる。
がレーザ放射により切断路に沿って加熱され、その間温
度がガラスの溶融温度が保持されるもので、ドイツ特許
第１，２４４，３４６号明細書に開示されている。その
加熱後、ガラスが冷却され、かつ、曲げまたは衝撃によ
り切断される。更に、ガラスは微細な亀裂または破壊が
完全に溶融するように溶融温度よりも高く加熱すること
ができる。
【０００５】英国特許第１，４３３，５６３号明細書に
は、ガラスが二つのレーザビームによる作用をうける方
法が記載されている。これらのレーザビームの一方は、
比較的に低いエネルギを有し予熱のために使用される。
は、ガラスが二つのレーザビームによる作用をうける方
法が記載されている。これらのレーザビームの一方は、
比較的に低いエネルギを有し予熱のために使用される。
【０００６】２５０℃の温度を有する移動する応力領域
がレーザビームにより中空のガラス内に発生させるプロ
セスがドイツ特許第４，４１１，０３７号明細書に記載
されている。最大のレーザビームの強さに曝され、従っ
て、最高の温度を有する走行路また通路上に実質的に配
置される応力領域の導入後に引っ掻きポイントまたは先
端を、中空のガラスの表面と短期間接触させることによ
り、短い最初の引っ掻ききずを機械的に発生させる。こ
の応力領域は、液体を吸収する布またはウエブにより冷
却され、それにより熱衝撃、従って、応力が増大して、
その結果、出発時の引っ掻ききずが切断しまたは亀裂を
生ずる。
がレーザビームにより中空のガラス内に発生させるプロ
セスがドイツ特許第４，４１１，０３７号明細書に記載
されている。最大のレーザビームの強さに曝され、従っ
て、最高の温度を有する走行路また通路上に実質的に配
置される応力領域の導入後に引っ掻きポイントまたは先
端を、中空のガラスの表面と短期間接触させることによ
り、短い最初の引っ掻ききずを機械的に発生させる。こ
の応力領域は、液体を吸収する布またはウエブにより冷
却され、それにより熱衝撃、従って、応力が増大して、
その結果、出発時の引っ掻ききずが切断しまたは亀裂を
生ずる。
【０００７】米国特許第５，２３７，１５０号明細書に
は、集束レンズを保護するためにリングモードのレーザ
ビームを使用する厚い鋼板用の切断方法が記載されてい
る。このレーザビームはレンズと衝突するときに、レー
ザビームはリング状であり、それによりレーザビームの
エネルギは点状（ｐｏｉｎｔ−ｌｉｋｅ）のレーザビー
ムがレンズと衝突するときよりもレンズの比較的に大き
い表面上に分布される。そのために、レンズ材料の局部
加熱が回避される。しかしながら、ビームそれ自体は、
集束レンズにより加工品上に点またはスポットとして集
束される。リング状のビームは、鋼材を切断線に沿って
「切断点」（“ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ”）として
切断する「点」（“ｐｏｉｎｔ”）にされているので、
得られたスポットには、リング状のスポットの場合のよ
うに、端縁領域の放射の強さは増大しない。
は、集束レンズを保護するためにリングモードのレーザ
ビームを使用する厚い鋼板用の切断方法が記載されてい
る。このレーザビームはレンズと衝突するときに、レー
ザビームはリング状であり、それによりレーザビームの
エネルギは点状（ｐｏｉｎｔ−ｌｉｋｅ）のレーザビー
ムがレンズと衝突するときよりもレンズの比較的に大き
い表面上に分布される。そのために、レンズ材料の局部
加熱が回避される。しかしながら、ビームそれ自体は、
集束レンズにより加工品上に点またはスポットとして集
束される。リング状のビームは、鋼材を切断線に沿って
「切断点」（“ｃｕｔｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ”）として
切断する「点」（“ｐｏｉｎｔ”）にされているので、
得られたスポットには、リング状のスポットの場合のよ
うに、端縁領域の放射の強さは増大しない。
【０００８】リングモードＴＥＭｏのレーザビームが同
様に使用される。このレーザビームは、ヨーロッパ特許
第００６２４８４号明細書に記載の方法においては、加
工品上で点状に集束される。しかしながら、レーザビー
ムが点のように集束されると強さの最大値がこの点にお
いて合体する。レーザビームが加工品の表面上に集束さ
れるために、ガラスがある深さまで蒸発する。ガラスの
残部は、融点よりも高く加熱される。気化したガラス材
料は、ガスにより除去される。
様に使用される。このレーザビームは、ヨーロッパ特許
第００６２４８４号明細書に記載の方法においては、加
工品上で点状に集束される。しかしながら、レーザビー
ムが点のように集束されると強さの最大値がこの点にお
いて合体する。レーザビームが加工品の表面上に集束さ
れるために、ガラスがある深さまで蒸発する。ガラスの
残部は、融点よりも高く加熱される。気化したガラス材
料は、ガスにより除去される。
【０００９】ドイツ国公開公報第４３０５１０７号は、
ガラスをレーザビームで切断する方法および装置に関
し、それによりレーザビームが二つの平行なビームに分
割され、これらのビームは切断線に対称的にガラスに作
用する。この型式の装置では正確な段（＋０．１ｍｍ）
はもたらされず、切断物は両方のビームの走行路の間を
縫うように進む。
ガラスをレーザビームで切断する方法および装置に関
し、それによりレーザビームが二つの平行なビームに分
割され、これらのビームは切断線に対称的にガラスに作
用する。この型式の装置では正確な段（＋０．１ｍｍ）
はもたらされず、切断物は両方のビームの走行路の間を
縫うように進む。
【００１０】国際公開ＷＯ９３／２００１５号公報に記
載の方法は、楕円形のレーザビームを使用している。こ
の方法は、非金属板材料において真直ぐな掻ききずまた
は亀裂により良好な結果を得ることができるが、しかし
湾曲した通路に沿って正確な切断を確実に行うことがで
きない。そのうえ、この方法における切断通路の安定性
は、高い放射密度および高い切断速度において不十分で
ある。これは、レーザによる加熱は、楕円形の横断面を
有し、それにより放射密度のガウス分布が非常に狭い範
囲内で起き、それにより周囲部分から中央部への温度が
劇的に増大するためである。加工品の加熱により加工品
の放射部分の中央領域が過熱され、すなわち、材料の軟
化温度を超える（これは精密切断においては許されてい
ないが）ときに、深い掻ききずおよび安定した電力密度
により安定した熱亀裂を得ることはきわめて難しい。
載の方法は、楕円形のレーザビームを使用している。こ
の方法は、非金属板材料において真直ぐな掻ききずまた
は亀裂により良好な結果を得ることができるが、しかし
湾曲した通路に沿って正確な切断を確実に行うことがで
きない。そのうえ、この方法における切断通路の安定性
は、高い放射密度および高い切断速度において不十分で
ある。これは、レーザによる加熱は、楕円形の横断面を
有し、それにより放射密度のガウス分布が非常に狭い範
囲内で起き、それにより周囲部分から中央部への温度が
劇的に増大するためである。加工品の加熱により加工品
の放射部分の中央領域が過熱され、すなわち、材料の軟
化温度を超える（これは精密切断においては許されてい
ないが）ときに、深い掻ききずおよび安定した電力密度
により安定した熱亀裂を得ることはきわめて難しい。
【００１１】国際公開ＷＯ９６／２００６２号公報に
は、本発明の技術水準に最も近い方法の技術水準が記載
されている。この文献には、脆い材料、特にガラスの平
坦な加工品を切断線上に対称的に配置された熱放射スポ
ットによって、所定の切断線に沿って切断する方法が記
載され、熱放射スポットは、その後端部において温度の
最高点を有するその端縁領域において増大した放射の強
さを有し、それにより加熱される領域が分離線および／
または加工品に沿って移動され、その後加熱された分離
線部分が冷却される。これらの特徴は、主な方法の請求
項の前提部に記載されている。
は、本発明の技術水準に最も近い方法の技術水準が記載
されている。この文献には、脆い材料、特にガラスの平
坦な加工品を切断線上に対称的に配置された熱放射スポ
ットによって、所定の切断線に沿って切断する方法が記
載され、熱放射スポットは、その後端部において温度の
最高点を有するその端縁領域において増大した放射の強
さを有し、それにより加熱される領域が分離線および／
または加工品に沿って移動され、その後加熱された分離
線部分が冷却される。これらの特徴は、主な方法の請求
項の前提部に記載されている。
【００１２】この公知の場合には、卵形または楕円形の
加熱領域が、楕円形の内側に放射の強さの最低値を有す
る。この「切断スポット」は、分離線と二回交差し、す
なわち、楕円形の前端部および後端部において交差して
いる。しかしながら、そのためにこの国際公開公報の図
１に示されているように、不十分な温度分布が結果とし
て生じる。不必要な加熱が楕円形の切断領域の前部に既
に起きており、それは、前方切断のため、切断線の近傍
を切断方向に進む。
加熱領域が、楕円形の内側に放射の強さの最低値を有す
る。この「切断スポット」は、分離線と二回交差し、す
なわち、楕円形の前端部および後端部において交差して
いる。しかしながら、そのためにこの国際公開公報の図
１に示されているように、不十分な温度分布が結果とし
て生じる。不必要な加熱が楕円形の切断領域の前部に既
に起きており、それは、前方切断のため、切断線の近傍
を切断方向に進む。
【００１３】不必要に高い加熱が切断領域の中央部、す
なわち、切断線上で行われ、そのために、レーザビーム
の強さが切断線の付近で非常に高く、かつ、温度が最高
値に達している燃焼領域の端部においては、ガラスは、
その状況の下で既に溶融されてしまう。そのうえ、この
方法においては、０．２ｍｍまでの厚さを有するガラス
の切断しかできない。何故ならばより高い必要なビーム
の電力では、溶融が起こり、従って、切断が中断されて
しまう。より厚い厚さのガラスの場合には、ガラスに亀
裂のみが発生する。
なわち、切断線上で行われ、そのために、レーザビーム
の強さが切断線の付近で非常に高く、かつ、温度が最高
値に達している燃焼領域の端部においては、ガラスは、
その状況の下で既に溶融されてしまう。そのうえ、この
方法においては、０．２ｍｍまでの厚さを有するガラス
の切断しかできない。何故ならばより高い必要なビーム
の電力では、溶融が起こり、従って、切断が中断されて
しまう。より厚い厚さのガラスの場合には、ガラスに亀
裂のみが発生する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的は、
特に比較的に大きい厚さを有する平坦な加工品、例え
ば、０．２ｍｍよりも大きい厚さを有するガラスを微小
な割れ目、ガラスの破片または***を生ずることなく切
断することができる方法および装置を提供することにあ
る。そのうえ、厚いガラスの場合には、他の方法で得ら
れる切断深さよりも大きい切断深さが得られる。
特に比較的に大きい厚さを有する平坦な加工品、例え
ば、０．２ｍｍよりも大きい厚さを有するガラスを微小
な割れ目、ガラスの破片または***を生ずることなく切
断することができる方法および装置を提供することにあ
る。そのうえ、厚いガラスの場合には、他の方法で得ら
れる切断深さよりも大きい切断深さが得られる。
【００１５】本発明によれば、脆い材料、特にガラスで
製造された平坦な加工品を所定の切断線に沿って切断す
る方法は、次のステップからなる： ａ）熱放射スポットの端縁部分がその内部の放射の強さ
と比較して比較的に大きい放射の強さを有し、かつ、熱
放射スポットの後端部において温度の最高点を有するよ
うに、切断線を切断線に対称の熱放射スポットにより一
緒に加熱すること、 ｂ）加熱された放射スポットを切断線および／または加
工品に沿って移動すること、 ｃ）工程ａ）の加熱により加熱された切断線の部分を冷
却すること、ここで、熱放射スポットの端縁部分は、熱
放射スポット（３）および／または加工品の移動方向に
熱放射スポットの前部または前端部において開口したＶ
字形またはＵ字形の曲線（４）と合致し、かつ温度の最
高点が、切断線上のＶ字形またはＵ字形の曲線（４）の
ピーク部分上に局部的に配置され、かつ加工品の溶融温
度以下である。
製造された平坦な加工品を所定の切断線に沿って切断す
る方法は、次のステップからなる： ａ）熱放射スポットの端縁部分がその内部の放射の強さ
と比較して比較的に大きい放射の強さを有し、かつ、熱
放射スポットの後端部において温度の最高点を有するよ
うに、切断線を切断線に対称の熱放射スポットにより一
緒に加熱すること、 ｂ）加熱された放射スポットを切断線および／または加
工品に沿って移動すること、 ｃ）工程ａ）の加熱により加熱された切断線の部分を冷
却すること、ここで、熱放射スポットの端縁部分は、熱
放射スポット（３）および／または加工品の移動方向に
熱放射スポットの前部または前端部において開口したＶ
字形またはＵ字形の曲線（４）と合致し、かつ温度の最
高点が、切断線上のＶ字形またはＵ字形の曲線（４）の
ピーク部分上に局部的に配置され、かつ加工品の溶融温
度以下である。
【００１６】上記の本発明の方法の特徴によって、エネ
ルギが熱処理の終りに切断線に供給されかつ加工品が高
温に達する。そのために、局部的な温度の最高点を有す
る高い機械的な応力が切断線に発生する。切断線のその
後の冷却および切断線の当初のガラスの弱化によって、
ガラスが切断線に沿って破壊する。この切断は、切断線
上の強い局部的な最高温度のために、切断線に沿って極
めて正確になされる。この正確さは、例えば、ディスプ
レー業界の高精度切断に必要である。
ルギが熱処理の終りに切断線に供給されかつ加工品が高
温に達する。そのために、局部的な温度の最高点を有す
る高い機械的な応力が切断線に発生する。切断線のその
後の冷却および切断線の当初のガラスの弱化によって、
ガラスが切断線に沿って破壊する。この切断は、切断線
上の強い局部的な最高温度のために、切断線に沿って極
めて正確になされる。この正確さは、例えば、ディスプ
レー業界の高精度切断に必要である。
【００１７】本発明の方法の付加的な利点は、きれいに
切断された端縁が得られるので、加熱および冷却処理後
の機械的な破断は不必要である点にある。
切断された端縁が得られるので、加熱および冷却処理後
の機械的な破断は不必要である点にある。
【００１８】本発明の好ましい一実施例によるＶ字形ま
たはＵ字形の放射で加熱される領域においては、増大し
た放射の強さを有する放射で加熱される領域の端縁部分
が切断方向に開口したＶ字形またはＵ字形曲線上に位置
する。Ｖ字形および／またはＵ字形曲線の側部または脚
部の両方は、切断線から等距離に隔置されかつ切断線と
隣接し、その結果、加熱される領域のための一つの形状
においては、加工品の表面が数ミリメートルに達する相
互に比較的に大きく隔置された強さの最高点により加熱
され、それにより局部的な温度の最低点が強さの最高点
の両方の間に存在する。この局部的な温度の最低点は放
射で加熱される領域の後端部においてＶ字形またはＵ字
形曲線の相互の接近によりますます減少し、すなわち、
切断線の付近の温度が放射で加熱される領域の端部にお
いて上昇し、それにより加工品の表面上の局部的な温度
の最高点に達する。しかしながら、この温度の最高点
は、加工品材料の溶融温度よりも依然として低い。この
種の放射加熱領域は、強さの最高点が隔置されている領
域においてより大きい幅および深さにわたって融解温度
以下の温度において加工品の均一な加熱をひき起こす。
これは、中央部において、特に、放射加熱領域の初めの
部分においてその最大の強さを有する放射ではあてはま
らない、液体、ガス、または切断線上に最大の強さを有
する十分に冷却された機械的な接触ヘッドによる直接の
冷却は、このようにして得られた加熱された走行路に適
用される。この冷却は材料の収縮を発生する。切断線に
対して大きく影響を同様におよぼす冷却と組み合わされ
た、切断線上に温度の最高点を有するより大きい幅の加
熱により、強力で局部的な最高点を有する比較的に高い
機械的な応力が切断線において発生する。そのために、
大きい厚さを有する加工品をきれいに切断することがで
きる。実験によれば、１．１ｍｍまでの厚さを有するガ
ラス板を安定した態様で切断することができることが判
明した。
たはＵ字形の放射で加熱される領域においては、増大し
た放射の強さを有する放射で加熱される領域の端縁部分
が切断方向に開口したＶ字形またはＵ字形曲線上に位置
する。Ｖ字形および／またはＵ字形曲線の側部または脚
部の両方は、切断線から等距離に隔置されかつ切断線と
隣接し、その結果、加熱される領域のための一つの形状
においては、加工品の表面が数ミリメートルに達する相
互に比較的に大きく隔置された強さの最高点により加熱
され、それにより局部的な温度の最低点が強さの最高点
の両方の間に存在する。この局部的な温度の最低点は放
射で加熱される領域の後端部においてＶ字形またはＵ字
形曲線の相互の接近によりますます減少し、すなわち、
切断線の付近の温度が放射で加熱される領域の端部にお
いて上昇し、それにより加工品の表面上の局部的な温度
の最高点に達する。しかしながら、この温度の最高点
は、加工品材料の溶融温度よりも依然として低い。この
種の放射加熱領域は、強さの最高点が隔置されている領
域においてより大きい幅および深さにわたって融解温度
以下の温度において加工品の均一な加熱をひき起こす。
これは、中央部において、特に、放射加熱領域の初めの
部分においてその最大の強さを有する放射ではあてはま
らない、液体、ガス、または切断線上に最大の強さを有
する十分に冷却された機械的な接触ヘッドによる直接の
冷却は、このようにして得られた加熱された走行路に適
用される。この冷却は材料の収縮を発生する。切断線に
対して大きく影響を同様におよぼす冷却と組み合わされ
た、切断線上に温度の最高点を有するより大きい幅の加
熱により、強力で局部的な最高点を有する比較的に高い
機械的な応力が切断線において発生する。そのために、
大きい厚さを有する加工品をきれいに切断することがで
きる。実験によれば、１．１ｍｍまでの厚さを有するガ
ラス板を安定した態様で切断することができることが判
明した。
【００１９】Ｖ字形またはＵ字形の放射加熱領域の幅
は、０．５ｍｍから２ｍｍまでの範囲内にあると有利で
ある。放射加熱領域の長さは、１０ｍｍから３０ｍｍま
での範囲内とすることができる。これらの寸法は、とり
わけ、送り速度、加工品の厚さ、放射の強さおよび材料
の特性を考慮して、必要な深さまでの加工品の均一な加
熱が提供されるように設定される。
は、０．５ｍｍから２ｍｍまでの範囲内にあると有利で
ある。放射加熱領域の長さは、１０ｍｍから３０ｍｍま
での範囲内とすることができる。これらの寸法は、とり
わけ、送り速度、加工品の厚さ、放射の強さおよび材料
の特性を考慮して、必要な深さまでの加工品の均一な加
熱が提供されるように設定される。
【００２０】本発明の特殊の一実施例によれば、レーザ
ビームを加工品の上方で走査することにより、熱放射ス
ポットが発生する。
ビームを加工品の上方で走査することにより、熱放射ス
ポットが発生する。
【００２１】走査が楕円形通路で行われると有利であ
る。その他の実施例においては、Ｖ字形またはＵ字形の
放射加熱領域が、レーザをオンしかつオフしまたはビー
ムを遮蔽するかまたは遮蔽を除去し、ビームの前方に適
切なダイアフラムまたはマスクを設けることにより、レ
ーザにより発生することができる。
る。その他の実施例においては、Ｖ字形またはＵ字形の
放射加熱領域が、レーザをオンしかつオフしまたはビー
ムを遮蔽するかまたは遮蔽を除去し、ビームの前方に適
切なダイアフラムまたはマスクを設けることにより、レ
ーザにより発生することができる。
【００２２】脆い材料、特にガラスで製造された平坦な
加工品を所定の切断線に沿って切断する装置は、次のも
のよりなる：平坦な加工品上に熱放射スポットを発生す
るための光学手段。この熱放射スポットは所定の切断線
に対称であり、それにより熱放射スポットの端縁部分は
その内部の放射の強さと比較して比較的に大きい放射の
強さを有し、かつ、熱放射スポットはその後端部におい
て温度の最高点を有し、前記光学手段は熱放射源と少な
くとも一つの光学部材とを有する；熱放射スポットを切
断線および／または加工品に沿って移動する手段；熱放
射スポットにより加熱された切断線の部分を冷却する手
段；光学手段および／または熱放射源が熱放射スポット
を発生するために形成され、それにより熱放射点スポッ
トの端縁部分が熱放射点および／または加工品の移動方
向に熱放射スポットの前端または熱放射スポットの先端
において開口したＶ字形またはＵ字形曲線と合致し、か
つ温度の最高点が、切断線上のＶ字形またはＵ字形の曲
線のピーク部分上に局部的に配置されかつ加工品の溶融
温度以下である。
加工品を所定の切断線に沿って切断する装置は、次のも
のよりなる：平坦な加工品上に熱放射スポットを発生す
るための光学手段。この熱放射スポットは所定の切断線
に対称であり、それにより熱放射スポットの端縁部分は
その内部の放射の強さと比較して比較的に大きい放射の
強さを有し、かつ、熱放射スポットはその後端部におい
て温度の最高点を有し、前記光学手段は熱放射源と少な
くとも一つの光学部材とを有する；熱放射スポットを切
断線および／または加工品に沿って移動する手段；熱放
射スポットにより加熱された切断線の部分を冷却する手
段；光学手段および／または熱放射源が熱放射スポット
を発生するために形成され、それにより熱放射点スポッ
トの端縁部分が熱放射点および／または加工品の移動方
向に熱放射スポットの前端または熱放射スポットの先端
において開口したＶ字形またはＵ字形曲線と合致し、か
つ温度の最高点が、切断線上のＶ字形またはＵ字形の曲
線のピーク部分上に局部的に配置されかつ加工品の溶融
温度以下である。
【００２３】第一実施例によれば、走査装置を使用する
ことができる。その結果、光学手段は、相互に垂直に回
動する二つの同期化された回動可能な鏡を有し、二つの
鏡はレーザビームを加工品の表面に導き、レーザビーム
はＶ字形またはＵ字形の湾曲した通路を描く。両方の鏡
を同期して駆動するために、両方の回動する鏡の駆動装
置が共通の制御および調整装置に接続されている。両方
の鏡の回動周波数は５０ｍｍ／秒から１０００ｍｍ／秒
までの範囲内の切断速度が得られるように５００Ｈｚか
ら２０００Ｈｚまでの範囲内であることが好ましい。切
断速度は使用される放射の強さにより左右される。
ことができる。その結果、光学手段は、相互に垂直に回
動する二つの同期化された回動可能な鏡を有し、二つの
鏡はレーザビームを加工品の表面に導き、レーザビーム
はＶ字形またはＵ字形の湾曲した通路を描く。両方の鏡
を同期して駆動するために、両方の回動する鏡の駆動装
置が共通の制御および調整装置に接続されている。両方
の鏡の回動周波数は５０ｍｍ／秒から１０００ｍｍ／秒
までの範囲内の切断速度が得られるように５００Ｈｚか
ら２０００Ｈｚまでの範囲内であることが好ましい。切
断速度は使用される放射の強さにより左右される。
【００２４】走査装置の別の実施例によれば、光学手段
は反射面が湾曲した鏡ホイールを有し、それにより反射
されたレーザビームが鏡ホイールの一回転の間に切断さ
れる加工品の表面上の少なくとも一つのＵ字形またはＶ
字形の湾曲した通路を描きまたは追従する。鏡ホイール
の回転周波数は、いわゆる送り速度が得られるように、
好ましい実施例においては５００Ｈｚから３０００Ｈｚ
までの範囲内である。材料に大きく吸収される波長を有
するレーザが使用されることが好ましい。例えば、ＣＯ
２レーザがガラスを切断するために使用される。ＣＯ２
レーザは１０．６ｍの波長を有するレーザビームを発生
しかつ市販により入手可能である。レーザの最大出力パ
ワーは、代表的には、１５０ワットである。
は反射面が湾曲した鏡ホイールを有し、それにより反射
されたレーザビームが鏡ホイールの一回転の間に切断さ
れる加工品の表面上の少なくとも一つのＵ字形またはＶ
字形の湾曲した通路を描きまたは追従する。鏡ホイール
の回転周波数は、いわゆる送り速度が得られるように、
好ましい実施例においては５００Ｈｚから３０００Ｈｚ
までの範囲内である。材料に大きく吸収される波長を有
するレーザが使用されることが好ましい。例えば、ＣＯ
２レーザがガラスを切断するために使用される。ＣＯ２
レーザは１０．６ｍの波長を有するレーザビームを発生
しかつ市販により入手可能である。レーザの最大出力パ
ワーは、代表的には、１５０ワットである。
【００２５】レーザの強さは、放射の強さをＶ字形また
はＵ字形の通路のピーク部分の付近で変えることができ
るように、Ｖ字形またはＵ字形の湾曲したパスの周りの
各々の通過の間に変更可能である。放射の強さは、加工
品の溶解温度を超えないように調節される。
はＵ字形の通路のピーク部分の付近で変えることができ
るように、Ｖ字形またはＵ字形の湾曲したパスの周りの
各々の通過の間に変更可能である。放射の強さは、加工
品の溶解温度を超えないように調節される。
【００２６】Ｖ字形またはＵ字形の強さの分布が湾曲し
た通路と適合するべく調節されるように、円形の切断お
よび自由な型式の切断の間にスキャナを制御するスキャ
ナ運動用の制御装置は、あとで詳細に例示するように同
様に実施可能である。このスキャナ装置のかわりに、所
望形状の放射加熱領域がビーム造形またはビーム形成光
学装置を使用して提供することができる。
た通路と適合するべく調節されるように、円形の切断お
よび自由な型式の切断の間にスキャナを制御するスキャ
ナ運動用の制御装置は、あとで詳細に例示するように同
様に実施可能である。このスキャナ装置のかわりに、所
望形状の放射加熱領域がビーム造形またはビーム形成光
学装置を使用して提供することができる。
【００２７】別の実施例においては、ＴＥＭ０１モード
のレーザが熱放射源として使用され、該熱放射源におい
ては、光学装置がビームの一部分を遮断する好適なダイ
アフラムを備え、それにより増大した放射の強さを有す
る端縁部分が加工品の表面上のＶ字形またはＵ字形の湾
曲した通路と一致する。ＴＥＭ０１モードは、ＣＯ２レ
ーザの固有の共振装置により提供される。冷却された金
属製の接触ヘッドを冷却手段として使用することができ
る。そのうえ、冷却手段として、ガスジェット装置、液
体注入装置または液体スプレー装置を使用することがで
きる。
のレーザが熱放射源として使用され、該熱放射源におい
ては、光学装置がビームの一部分を遮断する好適なダイ
アフラムを備え、それにより増大した放射の強さを有す
る端縁部分が加工品の表面上のＶ字形またはＵ字形の湾
曲した通路と一致する。ＴＥＭ０１モードは、ＣＯ２レ
ーザの固有の共振装置により提供される。冷却された金
属製の接触ヘッドを冷却手段として使用することができ
る。そのうえ、冷却手段として、ガスジェット装置、液
体注入装置または液体スプレー装置を使用することがで
きる。
【００２８】
【発明の実施の形態】さて、本発明の目的、特徴および
利点は、添付図面を参照しての好ましい実施例について
の以下の説明からさらに詳細に例示されよう。図１は切
断線２に沿って切断されるガラス板１を示す。Ｕ字形の
熱放射スポット３が、図１の矢印の方向（送り方向）に
移動されるガラス板１の表面上に配置される。
利点は、添付図面を参照しての好ましい実施例について
の以下の説明からさらに詳細に例示されよう。図１は切
断線２に沿って切断されるガラス板１を示す。Ｕ字形の
熱放射スポット３が、図１の矢印の方向（送り方向）に
移動されるガラス板１の表面上に配置される。
【００２９】大きな放射強さを有するこの熱放射スポッ
トの端縁部分は、図２のＵ字形曲線４をたどる。Ｕ字形
曲線４は、熱放射スポットの前部、または送り方向にお
ける熱放射スポットの前端部において開いている。熱放
射スポットの形態は、最も幅広の部分が熱放射スポット
３の前端部を形成する楕円形のほぼ半分に相当する。
トの端縁部分は、図２のＵ字形曲線４をたどる。Ｕ字形
曲線４は、熱放射スポットの前部、または送り方向にお
ける熱放射スポットの前端部において開いている。熱放
射スポットの形態は、最も幅広の部分が熱放射スポット
３の前端部を形成する楕円形のほぼ半分に相当する。
【００３０】Ｕ字形曲線４上の両方の端縁部分１８，１
９は、切断線に対して対称に相互に隔置されている。端
縁部分１８，１９の間隔は、熱放射スポット３の前側領
域において約１ｍｍに達する。両方の端縁部分１８，１
９の間隔は、分離線、すなわち、切断線２上にあるピー
ク部分１６に向って減少する。
９は、切断線に対して対称に相互に隔置されている。端
縁部分１８，１９の間隔は、熱放射スポット３の前側領
域において約１ｍｍに達する。両方の端縁部分１８，１
９の間隔は、分離線、すなわち、切断線２上にあるピー
ク部分１６に向って減少する。
【００３１】図２において、熱放射スポット３の三次元
の放射の強さの分布を示してある。図２は放射の強さの
最高点の波頂がピーク部分１６において低下することを
示し、ピーク部分１６においては、切断線２に対する局
部的な最高点１７が配置されている。放射の強さは端縁
部分１８，１９の間の熱放射スポットの内部で明らかに
減少している。局部的な最高点１７の高さは、加工品の
厚さおよび切断速度に対応して調節されなければならな
い。局部的な最高点１７は、低い送り速度よりも高い切
断速度または送り速度においてより高くなければならな
い。また、局部的な最高点１７は、曲線４の前側領域に
おける放射の強さの高さに合わせて調節されなければな
らない。切断線に対する局部的な最高点は、同時に、曲
線４の最低点を形成してはならない。放射の強さは、電
力制御器を備えていないレーザが使用されるときには、
ピーク領域１６においてゆるやかな最高点または円丘を
有することができる。
の放射の強さの分布を示してある。図２は放射の強さの
最高点の波頂がピーク部分１６において低下することを
示し、ピーク部分１６においては、切断線２に対する局
部的な最高点１７が配置されている。放射の強さは端縁
部分１８，１９の間の熱放射スポットの内部で明らかに
減少している。局部的な最高点１７の高さは、加工品の
厚さおよび切断速度に対応して調節されなければならな
い。局部的な最高点１７は、低い送り速度よりも高い切
断速度または送り速度においてより高くなければならな
い。また、局部的な最高点１７は、曲線４の前側領域に
おける放射の強さの高さに合わせて調節されなければな
らない。切断線に対する局部的な最高点は、同時に、曲
線４の最低点を形成してはならない。放射の強さは、電
力制御器を備えていないレーザが使用されるときには、
ピーク領域１６においてゆるやかな最高点または円丘を
有することができる。
【００３２】放射で加熱される領域（図１参照）を通る
三つの異なる横断面Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′およびＣ−Ｃ′
に沿った三つの放射の強さの輪郭を図３に示してある。
横断面Ｃ−Ｃ′に対する放射の強さの曲線は、相互に隔
置された二つの最高点を有し、これらの最高点は横断面
Ｂ−Ｂ′に対する両方の最高点よりも明らかに高い。放
射の強さの最高点は、横断面Ａ−Ａ′に対して示したピ
ーク部分１６においてはさらに明らかに減少している。
横断面Ｂ−Ｂ′における温度輪郭のみは、切断線の付近
において小さい局部的な最低点を有している。その理由
は、両方の最高点により切断線のまわりの広い部分、ま
たは領域に予熱が起きるからである。この最低点は相対
的に小さな放射の強さにより平衡され、それにより温度
輪郭はピーク部分１６における切断線２の領域において
最高値を有する。はめ込まれた冷却スポット５を有する
切断線に沿った温度の挙動を図４に示してある。
三つの異なる横断面Ａ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′およびＣ−Ｃ′
に沿った三つの放射の強さの輪郭を図３に示してある。
横断面Ｃ−Ｃ′に対する放射の強さの曲線は、相互に隔
置された二つの最高点を有し、これらの最高点は横断面
Ｂ−Ｂ′に対する両方の最高点よりも明らかに高い。放
射の強さの最高点は、横断面Ａ−Ａ′に対して示したピ
ーク部分１６においてはさらに明らかに減少している。
横断面Ｂ−Ｂ′における温度輪郭のみは、切断線の付近
において小さい局部的な最低点を有している。その理由
は、両方の最高点により切断線のまわりの広い部分、ま
たは領域に予熱が起きるからである。この最低点は相対
的に小さな放射の強さにより平衡され、それにより温度
輪郭はピーク部分１６における切断線２の領域において
最高値を有する。はめ込まれた冷却スポット５を有する
切断線に沿った温度の挙動を図４に示してある。
【００３３】ガラス板１に熱放射スポット３を発生する
装置を図５に示してある。切断線２および増大する放射
の強さのＵ字型曲線４をガラス板１の表面上に示してあ
る。レーザビーム７、特にＣＯ２レーザを発生するレー
ザ６が熱放射源として設けられている。このレーザビー
ム７は、まず、垂直軸線のまわりに回動する回動可能な
鏡８と衝突する。鏡８は、ビーム７をガラス板１の表面
に平行な平面内で前後に移動する。その後、この回転す
るレーザビーム７は、水平軸線のまわりに回動する第２
の回動可能な鏡９と衝突する。鏡９は、反射されたレー
ザビームをＸ方向に前後に移動する。これらの鏡８およ
び９の装置は、交換可能である。レーザビームは、両方
の回動運動の重複のために加工品の表面上にＵ字形の曲
線を描く。共通の制御および調整装置１１が、Ｕ字形曲
線４が得られるように両方の鏡８，９の回動を調節する
ために設けられている。制御および調整装置１１は、制
御線１０ａ，１０ｂにより、両方の鏡８および９のため
の図示していない駆動機構に接続されている。
装置を図５に示してある。切断線２および増大する放射
の強さのＵ字型曲線４をガラス板１の表面上に示してあ
る。レーザビーム７、特にＣＯ２レーザを発生するレー
ザ６が熱放射源として設けられている。このレーザビー
ム７は、まず、垂直軸線のまわりに回動する回動可能な
鏡８と衝突する。鏡８は、ビーム７をガラス板１の表面
に平行な平面内で前後に移動する。その後、この回転す
るレーザビーム７は、水平軸線のまわりに回動する第２
の回動可能な鏡９と衝突する。鏡９は、反射されたレー
ザビームをＸ方向に前後に移動する。これらの鏡８およ
び９の装置は、交換可能である。レーザビームは、両方
の回動運動の重複のために加工品の表面上にＵ字形の曲
線を描く。共通の制御および調整装置１１が、Ｕ字形曲
線４が得られるように両方の鏡８，９の回動を調節する
ために設けられている。制御および調整装置１１は、制
御線１０ａ，１０ｂにより、両方の鏡８および９のため
の図示していない駆動機構に接続されている。
【００３４】鏡８および９は、レーザビーム７が加工品
の表面上に閉曲線を描くように制御することができる。
レーザ６は、Ｕ字形曲線またはＶ字形曲線のいずれか一
方を得るようにオン・オフされる。冷却点５は、スプレ
ーノズル１２から放出される冷却ガスにより発生する
が、放射で加熱される領域３の後方に示されている。こ
のスプレーノズル１２は、供給ユニットと接続されてい
る。
の表面上に閉曲線を描くように制御することができる。
レーザ６は、Ｕ字形曲線またはＶ字形曲線のいずれか一
方を得るようにオン・オフされる。冷却点５は、スプレ
ーノズル１２から放出される冷却ガスにより発生する
が、放射で加熱される領域３の後方に示されている。こ
のスプレーノズル１２は、供給ユニットと接続されてい
る。
【００３５】加工品を図６に示してある。加工品１の表
面上には、三角形の熱放射スポットが配置されている。
より高い放射の強さを有するその領域の部分は、Ｖ字形
曲線４で示してある。また、このＶ字形曲線４は、ピー
ク部分１６が切断線１６上に配置され、切断線２に対称
である。レーザ６がこの種のＶ字形曲線を発生するため
に用意されている。レーザ６は、鏡ホイール（ｗｈｅｅ
ｌ）１４と衝突するレーザビームを発生する。鏡ホイー
ル１の反射面は、円筒形ではなく、湾曲しており、鏡ホ
イール１が加工品の表面上で回転する間にＶ字形曲線４
が少なくとも一回発生するようになっている。
面上には、三角形の熱放射スポットが配置されている。
より高い放射の強さを有するその領域の部分は、Ｖ字形
曲線４で示してある。また、このＶ字形曲線４は、ピー
ク部分１６が切断線１６上に配置され、切断線２に対称
である。レーザ６がこの種のＶ字形曲線を発生するため
に用意されている。レーザ６は、鏡ホイール（ｗｈｅｅ
ｌ）１４と衝突するレーザビームを発生する。鏡ホイー
ル１の反射面は、円筒形ではなく、湾曲しており、鏡ホ
イール１が加工品の表面上で回転する間にＶ字形曲線４
が少なくとも一回発生するようになっている。
【００３６】レーザビーム７をＴＥＭ０１モードで発生
するレーザ６を使用する装置のスケッチが図７の（ａ）
部に示してある。ダイアフラム２０がレーザビーム６と
加工品１との間に配置されている。ダイアフラム２０
は、レーザビーム７の半分を遮蔽しまたはさえぎる作用
をする。ダイアフラムの前方または後方の対応した放射
の強さのプロファイルを図７の（ｂ）部および（ｃ）部
に示してある。
するレーザ６を使用する装置のスケッチが図７の（ａ）
部に示してある。ダイアフラム２０がレーザビーム６と
加工品１との間に配置されている。ダイアフラム２０
は、レーザビーム７の半分を遮蔽しまたはさえぎる作用
をする。ダイアフラムの前方または後方の対応した放射
の強さのプロファイルを図７の（ｂ）部および（ｃ）部
に示してある。
【００３７】所望の大きい機械的な応力のために、この
プロセスは１．１ｍｍの厚さまでのガラスを完全に切断
するために好適であることが判明した。これは、現在ま
での技術水準では可能でなかった。使用されるＣＯ２レ
ーザの電力は、代表的な送り速度に対して、代表的に
は、１２ワットから８０ワットまでの範囲内である。放
射で加熱される領域は、１ｍｍの幅を有する送り方向に
おいて代表的には１２ｍｍの長さを有する。切断端縁に
は、微小破壊、ガラスの破片および***部分がない。数
百マイクロメートルの深さまでのほぼ垂直の深さの亀裂
または破壊が０．７ｍｍよりも厚いガラスに得られる
が、この技術もまた同様に前述したその他の方法により
得られなかった。
プロセスは１．１ｍｍの厚さまでのガラスを完全に切断
するために好適であることが判明した。これは、現在ま
での技術水準では可能でなかった。使用されるＣＯ２レ
ーザの電力は、代表的な送り速度に対して、代表的に
は、１２ワットから８０ワットまでの範囲内である。放
射で加熱される領域は、１ｍｍの幅を有する送り方向に
おいて代表的には１２ｍｍの長さを有する。切断端縁に
は、微小破壊、ガラスの破片および***部分がない。数
百マイクロメートルの深さまでのほぼ垂直の深さの亀裂
または破壊が０．７ｍｍよりも厚いガラスに得られる
が、この技術もまた同様に前述したその他の方法により
得られなかった。
【００３８】前述したＶ字形および／またはＵ字形にと
らわれることはない。この形状は類似しているが、しか
し正確なＶ字形またはＵ字形ではなく、例えば、放物線
状であることができる。また、図６によるＶ字形領域３
においては、延長部分または脚部が必ずしもピーク部分
に終端する必要はない。延長部分は、図８に示すよう
に、ピーク部分を越えて延在する延長部分４を有するこ
とができる。Ｖ字形脚部４およびその延長部分４ａは、
図８（ａ）においては等しい長さを有し、従って、ほぼ
交差形（ｑｕａｓｉ ｃｒｏｓｓ−ｓｈａｐｅｄ）部分
を形成しているが、図８（ｂ）における延長部分４ａは
そのＶ字形脚部またはＶ字形部分４よりも短い。変型例
（ａ）または（ｂ）のどちらが使用されるかは、切断さ
れるガラスの固有の材料特性により左右される。
らわれることはない。この形状は類似しているが、しか
し正確なＶ字形またはＵ字形ではなく、例えば、放物線
状であることができる。また、図６によるＶ字形領域３
においては、延長部分または脚部が必ずしもピーク部分
に終端する必要はない。延長部分は、図８に示すよう
に、ピーク部分を越えて延在する延長部分４を有するこ
とができる。Ｖ字形脚部４およびその延長部分４ａは、
図８（ａ）においては等しい長さを有し、従って、ほぼ
交差形（ｑｕａｓｉ ｃｒｏｓｓ−ｓｈａｐｅｄ）部分
を形成しているが、図８（ｂ）における延長部分４ａは
そのＶ字形脚部またはＶ字形部分４よりも短い。変型例
（ａ）または（ｂ）のどちらが使用されるかは、切断さ
れるガラスの固有の材料特性により左右される。
【００３９】これらの特性は、代表的には、熱力学変数
（熱容量）、ガラスの厚さおよび光学特性（レーザ放射
の吸収）である。以下の質的な要項はこの状況を簡単に
要約している。 大きい熱容量：短い延長部または部分の長さ、熱がガラ
ス中に迅速に透過する。 大きい厚さ：長い延長部または部分の長さ、加熱は、ガ
ラス内で拡散するために時間を必要とする。 吸収：長い延長部または部分の長さ、加熱は、ガラス内
で拡散するために時間を必要とする。
（熱容量）、ガラスの厚さおよび光学特性（レーザ放射
の吸収）である。以下の質的な要項はこの状況を簡単に
要約している。 大きい熱容量：短い延長部または部分の長さ、熱がガラ
ス中に迅速に透過する。 大きい厚さ：長い延長部または部分の長さ、加熱は、ガ
ラス内で拡散するために時間を必要とする。 吸収：長い延長部または部分の長さ、加熱は、ガラス内
で拡散するために時間を必要とする。
【００４０】原則には、図８（ｂ）による領域は、事実
上、交換またはひっくり返すことができる（より短い延
長部または脚部）。この放射の外形（ｇｅｏｍｅｔｒ
ｙ）により、ガラスが過度に迅速に加熱され、すなわ
ち、局部的な温度勾配が非常に高くなり、ガラスの損傷
をひき起こすことがある。熱がガラスを透過するために
は時間を要しないので、ガラス転移温度Ｔｇを短時間で
超える。その結果、制御されない破断となるかガラス片
の破砕が生じる。図８（ａ）によるレーザ放射スポット
または放射領域は、図８（ｂ）による領域についても同
様に、点Ｍにおいて温度の最高点を有する図８（ｃ）に
よる強さおよび温度プロファイルを有すると有利であ
る。
上、交換またはひっくり返すことができる（より短い延
長部または脚部）。この放射の外形（ｇｅｏｍｅｔｒ
ｙ）により、ガラスが過度に迅速に加熱され、すなわ
ち、局部的な温度勾配が非常に高くなり、ガラスの損傷
をひき起こすことがある。熱がガラスを透過するために
は時間を要しないので、ガラス転移温度Ｔｇを短時間で
超える。その結果、制御されない破断となるかガラス片
の破砕が生じる。図８（ａ）によるレーザ放射スポット
または放射領域は、図８（ｂ）による領域についても同
様に、点Ｍにおいて温度の最高点を有する図８（ｃ）に
よる強さおよび温度プロファイルを有すると有利であ
る。
【００４１】レーザビームの強さは、原則として、スペ
ースおよび時間に関して一定のガウスの形態（Ｇａｕｓ
ｓｉａｎ ｆｏｒｍ）を有している。人が点Ａから点Ｈ
まで両方のレーザビームの交差点の方向にガラスに沿っ
て移動したとすると、下記の温度挙動が得られる。 点Ａ：ガラスは周囲温度に保たれている。 点Ｍ：ガラスは点Ａと点Ｂとの間で連続的に加熱されか
つ温度がＭにおいて最高点に達する。この温度は転移温
度Ｔｇ以下に保たれる。 点Ｈ：温度は点Ｍと点Ｈとの間に維持されるか若干低下
する。この段階において、加熱が表面から若干ガラスの
内部に進む。切断の質は、切断方向または切断方向に直
角をなす方向に、温度勾配の所望の扁平化により明らか
に改良されている。 図８（ａ）および図８（ｂ）における部分４または延長
部分４ａは、図示したように、線形である。しかしなが
ら、部分４または延長部分４ａもまた原則としてゆるや
かに湾曲することができる。
ースおよび時間に関して一定のガウスの形態（Ｇａｕｓ
ｓｉａｎ ｆｏｒｍ）を有している。人が点Ａから点Ｈ
まで両方のレーザビームの交差点の方向にガラスに沿っ
て移動したとすると、下記の温度挙動が得られる。 点Ａ：ガラスは周囲温度に保たれている。 点Ｍ：ガラスは点Ａと点Ｂとの間で連続的に加熱されか
つ温度がＭにおいて最高点に達する。この温度は転移温
度Ｔｇ以下に保たれる。 点Ｈ：温度は点Ｍと点Ｈとの間に維持されるか若干低下
する。この段階において、加熱が表面から若干ガラスの
内部に進む。切断の質は、切断方向または切断方向に直
角をなす方向に、温度勾配の所望の扁平化により明らか
に改良されている。 図８（ａ）および図８（ｂ）における部分４または延長
部分４ａは、図示したように、線形である。しかしなが
ら、部分４または延長部分４ａもまた原則としてゆるや
かに湾曲することができる。
【００４２】加工物の熱放射スポットまたは加熱される
領域の幅は、平坦なガラスをレーザビームにより切断す
る間、熱放射スポットまたは加熱される領域の長さより
も明らかに短い。容認可能な切断を行うためには、切断
領域内に配置されたガラスの表面の箇所がプロセスの間
に所定の加熱お冷却作用をうけなければならないことが
不可欠である。その結果、放射ビームの幅は、切断速度
が増大しても変化しなくても良いが、放射ビームの長さ
は増大しなければならない。従って、高速切断処理量の
ために必要である高い切断速度は、切断線に沿った長く
かつ狭い放射加熱領域が必要である。放射加熱領域の代
表的な長さは、０．５ｍｍないし２ｍｍの幅に対して１
０ｍｍないし５０ｍｍであって、高度の精密作業程小幅
となる。
領域の幅は、平坦なガラスをレーザビームにより切断す
る間、熱放射スポットまたは加熱される領域の長さより
も明らかに短い。容認可能な切断を行うためには、切断
領域内に配置されたガラスの表面の箇所がプロセスの間
に所定の加熱お冷却作用をうけなければならないことが
不可欠である。その結果、放射ビームの幅は、切断速度
が増大しても変化しなくても良いが、放射ビームの長さ
は増大しなければならない。従って、高速切断処理量の
ために必要である高い切断速度は、切断線に沿った長く
かつ狭い放射加熱領域が必要である。放射加熱領域の代
表的な長さは、０．５ｍｍないし２ｍｍの幅に対して１
０ｍｍないし５０ｍｍであって、高度の精密作業程小幅
となる。
【００４３】真直ぐな切断が行なわれる限り、切断は長
手方向に延在する放射加熱領域では問題が発生しない。
また、ある用途では、切断は所定の湾曲した通路に沿っ
て行われなければならない。この型式の切断もまた、自
由な型式の切断または湾曲切断と呼ばれている。この型
式の湾曲切断は、自動車の前側の窓および後側の窓を切
断したり、平坦なガラス板により大きい穴を開けるため
に必要である。この型式の湾曲切断の性能は、特別の考
慮を払うことが必要である。
手方向に延在する放射加熱領域では問題が発生しない。
また、ある用途では、切断は所定の湾曲した通路に沿っ
て行われなければならない。この型式の切断もまた、自
由な型式の切断または湾曲切断と呼ばれている。この型
式の湾曲切断は、自動車の前側の窓および後側の窓を切
断したり、平坦なガラス板により大きい穴を開けるため
に必要である。この型式の湾曲切断の性能は、特別の考
慮を払うことが必要である。
【００４４】熱放射ビームは、湾曲切断において、湾曲
切断通路に合わせて調節されそれにより最大の機械的応
力が切断されるべきガラスに発生しかつ加熱される領域
の幅が小さく保たれなければならない。その場合には、
線形熱放射領域でもって、その切断のための小さい曲率
半径のみが、長手方向に延在する熱放射ビームによる湾
曲切断において実施可能である。より大きい曲率半径に
対しては、曲率は長さが減少した線形熱放射ビームのみ
により得られる。最終的には、低い切断速度のみが実施
可能である。
切断通路に合わせて調節されそれにより最大の機械的応
力が切断されるべきガラスに発生しかつ加熱される領域
の幅が小さく保たれなければならない。その場合には、
線形熱放射領域でもって、その切断のための小さい曲率
半径のみが、長手方向に延在する熱放射ビームによる湾
曲切断において実施可能である。より大きい曲率半径に
対しては、曲率は長さが減少した線形熱放射ビームのみ
により得られる。最終的には、低い切断速度のみが実施
可能である。
【００４５】ガラスを切断するための長手方向に延在す
る放射で加熱される領域を形成する装置が前述した国際
公開ＤＷＯ９３／２００１５号および／または国際公開
ＷＯ９６／２００６２号公報に記載されている。この装
置においては、熱放射ビームが切断曲線の局部的な形状
に沿って湾曲し、それにより切断曲線からの最小の変化
が発生する。しかしながら、この装置は熱放射ビームの
限定された変化のみを許容する静的な光学要素により作
動するので、公知の装置は、実際問題として、円形を切
断するためにのみ使用することができる。その理由は、
円形は一定の曲率半径で切断されることができるからで
ある。
る放射で加熱される領域を形成する装置が前述した国際
公開ＤＷＯ９３／２００１５号および／または国際公開
ＷＯ９６／２００６２号公報に記載されている。この装
置においては、熱放射ビームが切断曲線の局部的な形状
に沿って湾曲し、それにより切断曲線からの最小の変化
が発生する。しかしながら、この装置は熱放射ビームの
限定された変化のみを許容する静的な光学要素により作
動するので、公知の装置は、実際問題として、円形を切
断するためにのみ使用することができる。その理由は、
円形は一定の曲率半径で切断されることができるからで
ある。
【００４６】もしも鏡用のＰＫＷガラスの素材またはガ
ラス板が高速度で案内されるとすれば、切断中の高速度
での放射プロファイルの変動は、この装置では不可能で
ある。
ラス板が高速度で案内されるとすれば、切断中の高速度
での放射プロファイルの変動は、この装置では不可能で
ある。
【００４７】脆い材料、特にガラスからなる平坦な加工
品を切断するための図５に示した装置により行われる前
記の方法においては、切断用の熱放射スポットは、移動
する光学要素により加工品の表面の上方の熱放射ビーム
を走査することにより発生するので、実施される湾曲切
断の形状に合わせて調節される熱放射ビームが湾曲切断
において実施可能であるように方法が行われかつ装置が
構成されなければならない。
品を切断するための図５に示した装置により行われる前
記の方法においては、切断用の熱放射スポットは、移動
する光学要素により加工品の表面の上方の熱放射ビーム
を走査することにより発生するので、実施される湾曲切
断の形状に合わせて調節される熱放射ビームが湾曲切断
において実施可能であるように方法が行われかつ装置が
構成されなければならない。
【００４８】図５に示す制御装置１１は、湾曲切断の
間、切断線２の湾曲した形状に合わせて走査熱放射ビー
ム７のプロファイルを適合しまたは調節する。熱放射ビ
ーム７は、自由な形態の切断を行うための制御装置１１
の接続により、相互に直角をなして回動する回動可能な
鏡８および９の回動状態を変更することにより、３６０
°の範囲内で回転することができる。また、熱放射ビー
ムの曲率は、図１０に例示するように、切断の局部的な
曲率に合わせて調節される。局部的な切断位置および湾
曲切断の曲率により熱放射ビームを発生させるための付
加的な機械的な装置は不必要である。
間、切断線２の湾曲した形状に合わせて走査熱放射ビー
ム７のプロファイルを適合しまたは調節する。熱放射ビ
ーム７は、自由な形態の切断を行うための制御装置１１
の接続により、相互に直角をなして回動する回動可能な
鏡８および９の回動状態を変更することにより、３６０
°の範囲内で回転することができる。また、熱放射ビー
ムの曲率は、図１０に例示するように、切断の局部的な
曲率に合わせて調節される。局部的な切断位置および湾
曲切断の曲率により熱放射ビームを発生させるための付
加的な機械的な装置は不必要である。
【００４９】両方のスキャナの作動は、熱放射ビームの
主な揺動運動が切断線２に沿って発生するよう、湾曲し
た放射加熱領域を発生するために、相互に同期しなけれ
ばならない。その動作においては、切断スポットを追う
冷却スポット５の位置は、局部的な切断位置に合わせて
調節されなければならない。機械的な回転装置がこの目
的のため、走査光学装置に設けられている。
主な揺動運動が切断線２に沿って発生するよう、湾曲し
た放射加熱領域を発生するために、相互に同期しなけれ
ばならない。その動作においては、切断スポットを追う
冷却スポット５の位置は、局部的な切断位置に合わせて
調節されなければならない。機械的な回転装置がこの目
的のため、走査光学装置に設けられている。
【００５０】図９は関連する制御手段を含む本発明によ
る装置全体の配置を略図で示したブロック線図である。
ブロック２１は、後続する冷却スポット５を有する、加
工品１上の円形切断線２３上に湾曲した熱放射スポット
２２を発生するために図５の制御装置１１を含むスキャ
ナブロックを示す。段階２４は公知の、切断プロセス用
の通路制御器である。制御器ブロック２１および２４
は、最適化された熱放射ビームによる切断が、局部的に
変化する切断半径を有する自由な形態の切断における曲
率により局部的に実施されることができるように、主制
御ユニット２５により相互に結合されている。
る装置全体の配置を略図で示したブロック線図である。
ブロック２１は、後続する冷却スポット５を有する、加
工品１上の円形切断線２３上に湾曲した熱放射スポット
２２を発生するために図５の制御装置１１を含むスキャ
ナブロックを示す。段階２４は公知の、切断プロセス用
の通路制御器である。制御器ブロック２１および２４
は、最適化された熱放射ビームによる切断が、局部的に
変化する切断半径を有する自由な形態の切断における曲
率により局部的に実施されることができるように、主制
御ユニット２５により相互に結合されている。
【００５１】図５は本発明による装置の好ましい一実施
例である。概略的にはスキャナ装置が設けられており、
このスキャナ装置は、熱放射ビームの運動における好適
な二次元の変化、すなわち、熱放射ビームが加工品上の
二次元において導かれることを可能にし、かつ、発生し
た熱放射ビームの変化が制御工学手段により可能にす
る。
例である。概略的にはスキャナ装置が設けられており、
このスキャナ装置は、熱放射ビームの運動における好適
な二次元の変化、すなわち、熱放射ビームが加工品上の
二次元において導かれることを可能にし、かつ、発生し
た熱放射ビームの変化が制御工学手段により可能にす
る。
【００５２】別の二次元操作装置もまた、二つの回動す
る枢着された鏡８，９を含む図６による二次元走査装置
のかわりに使用することができる。この走査装置におい
ては、スキャナ軸線８ａ，９ａの一方が、切断方向２，
２３と関係なく切断方向２，２３に沿って回動するため
に使用され、かつ垂直方向に回動する鏡が切断通路の局
部的な曲率に沿ってＶ字形またはＵ字形または楕円形の
放射輪郭を調節する。この場合には、スキャナユニット
全体がほぼ３６０°の角度に機械的に自由に回転可能で
ある。特に、図１１による一実施例においては、このス
キャナ軸線は、必要な力学的な配慮がなされている。そ
の理由は、スキャナ周波数が、切断方向に作用するスキ
ャナ軸線の周波数の半分にすぎないからである。スキャ
ナを有する切断ヘッドを湾曲した切断路に沿って導くた
めに、スキャナを回転可能な軸受に取り付けることが必
要である。その場合にはスキャナは、この保持装置内
で、冷却スポット５と一定関係のもとに、それと回転さ
れることができる。
る枢着された鏡８，９を含む図６による二次元走査装置
のかわりに使用することができる。この走査装置におい
ては、スキャナ軸線８ａ，９ａの一方が、切断方向２，
２３と関係なく切断方向２，２３に沿って回動するため
に使用され、かつ垂直方向に回動する鏡が切断通路の局
部的な曲率に沿ってＶ字形またはＵ字形または楕円形の
放射輪郭を調節する。この場合には、スキャナユニット
全体がほぼ３６０°の角度に機械的に自由に回転可能で
ある。特に、図１１による一実施例においては、このス
キャナ軸線は、必要な力学的な配慮がなされている。そ
の理由は、スキャナ周波数が、切断方向に作用するスキ
ャナ軸線の周波数の半分にすぎないからである。スキャ
ナを有する切断ヘッドを湾曲した切断路に沿って導くた
めに、スキャナを回転可能な軸受に取り付けることが必
要である。その場合にはスキャナは、この保持装置内
で、冷却スポット５と一定関係のもとに、それと回転さ
れることができる。
【００５３】比較的に高い切断速度で、所定の任意の形
状、すなわち、自由な型式の形状を切断するための特に
大きい融通性が、脆い材料、特にガラスで製造された平
坦な加工品を本発明を含む上記の処置により切断する間
に、得られる。本発明のその他の特徴は、放射の形態の
ための特に大きい変化性を可能にし、切断線上に長手方
向に延在する熱放射スポットを有する熱放射ビームの順
応性のある調節を可能にし、従って、高速度で任意の形
状の切断を可能にする移動する光学要素を有するスキャ
ナ装置を提供する点である。
状、すなわち、自由な型式の形状を切断するための特に
大きい融通性が、脆い材料、特にガラスで製造された平
坦な加工品を本発明を含む上記の処置により切断する間
に、得られる。本発明のその他の特徴は、放射の形態の
ための特に大きい変化性を可能にし、切断線上に長手方
向に延在する熱放射スポットを有する熱放射ビームの順
応性のある調節を可能にし、従って、高速度で任意の形
状の切断を可能にする移動する光学要素を有するスキャ
ナ装置を提供する点である。
【００５４】最も広範囲に変化する熱放射ビームおよび
／または切断領域は、上記の装置により発生することが
できる。湾曲したＵ字形またはＶ字形の放射ビームは、
例えば図１１および図１２に示してある。このように熱
放射ビームは、様々な形状および態様で提供される。
／または切断領域は、上記の装置により発生することが
できる。湾曲したＵ字形またはＶ字形の放射ビームは、
例えば図１１および図１２に示してある。このように熱
放射ビームは、様々な形状および態様で提供される。
【００５５】放射ビームおよび／または関連する熱放射
スポットは、図１０では、熱放射ビームがガラスの表面
上に閉ざされた湾曲した通路Ｂを描くようにされる。ま
た、熱放射ビームは、基本的には切断線２に沿うか、そ
れに近接して回動運動をして移動する。切断線２に対し
て穏やかな垂直なそらせ運動（ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇｍ
ｏｔｉｏｎ）がこの回動運動に課せられる。熱放射スポ
ット４を発生する熱放射ビームが図示したように閉ざさ
れた湾曲した通路Ｂを発生する。この湾曲した通路Ｂ
は、切断線２のまわりに係合する。熱放射源の電力は、
熱放射源が湾曲した通路Ｂのまわりを通過する間に位置
により制御されるが、しかし切断方向Ａにおいて前側ス
キャナの位置に達するときにほぼゼロである。従って、
Ｕ字形またはＶ字形の放射輪郭が熱放射源を制御するこ
とにより発生する。一定の出力パワーでは、この熱放射
源は、楕円形の放射ビームを発生することになろう。別
の態様として、Ｕ字形またはＶ字形の放射ビーム輪郭も
また、楕円形の放射輪郭を有する放射ビームに対してダ
イアフラムまたはマスクが使用されるときに発生するこ
とができる。この目的のために、放射吸収ダイアフラム
または同様な部材を放射の通路内に配置することができ
る。
スポットは、図１０では、熱放射ビームがガラスの表面
上に閉ざされた湾曲した通路Ｂを描くようにされる。ま
た、熱放射ビームは、基本的には切断線２に沿うか、そ
れに近接して回動運動をして移動する。切断線２に対し
て穏やかな垂直なそらせ運動（ｄｅｆｌｅｃｔｉｎｇｍ
ｏｔｉｏｎ）がこの回動運動に課せられる。熱放射スポ
ット４を発生する熱放射ビームが図示したように閉ざさ
れた湾曲した通路Ｂを発生する。この湾曲した通路Ｂ
は、切断線２のまわりに係合する。熱放射源の電力は、
熱放射源が湾曲した通路Ｂのまわりを通過する間に位置
により制御されるが、しかし切断方向Ａにおいて前側ス
キャナの位置に達するときにほぼゼロである。従って、
Ｕ字形またはＶ字形の放射輪郭が熱放射源を制御するこ
とにより発生する。一定の出力パワーでは、この熱放射
源は、楕円形の放射ビームを発生することになろう。別
の態様として、Ｕ字形またはＶ字形の放射ビーム輪郭も
また、楕円形の放射輪郭を有する放射ビームに対してダ
イアフラムまたはマスクが使用されるときに発生するこ
とができる。この目的のために、放射吸収ダイアフラム
または同様な部材を放射の通路内に配置することができ
る。
【００５６】図１０以外では、図４によって、湾曲した
Ｕ字形またはＶ字形の熱放射ビームが、熱放射ビームが
閉ざされた通路の周りに循環する態様で回動するのでは
なく曲線４の次の出発点において逆のループを有するよ
う、所定の長さにわたって切断線２の両側に交互に回動
することで発生する。熱放射源の電力は、所定の強さの
分布を有するこの種の熱放射スポットを発生するために
制御されなければならない。一般に、スキャナの周波数
は、ガラス面の上のＵ字形またはＶ字形のビーム輪郭の
移動により得られるこの形式のスキャナの操作におい
て、スキャナに垂直な切断線方向ではそれに直角な方向
の２倍の大きさである。
Ｕ字形またはＶ字形の熱放射ビームが、熱放射ビームが
閉ざされた通路の周りに循環する態様で回動するのでは
なく曲線４の次の出発点において逆のループを有するよ
う、所定の長さにわたって切断線２の両側に交互に回動
することで発生する。熱放射源の電力は、所定の強さの
分布を有するこの種の熱放射スポットを発生するために
制御されなければならない。一般に、スキャナの周波数
は、ガラス面の上のＵ字形またはＶ字形のビーム輪郭の
移動により得られるこの形式のスキャナの操作におい
て、スキャナに垂直な切断線方向ではそれに直角な方向
の２倍の大きさである。
【００５７】１９９７年４月１４日に出願されたドイツ
特許出願第１９７ １５ ５３７．５−４５号および１
９９７年８月１２日に出願された第１９７ ３４ ８２
３．８−４５号の開示内容は、明らかに参考のためにこ
の明細書に包含されている。これらのドイツ特許出願
は、本願明細書に記載しかつ添付した特許請求の範囲に
対して特許を請求した発明を開示しかつ特許法第４３条
による本発明の優先権を主張するための根拠をなしてい
る。
特許出願第１９７ １５ ５３７．５−４５号および１
９９７年８月１２日に出願された第１９７ ３４ ８２
３．８−４５号の開示内容は、明らかに参考のためにこ
の明細書に包含されている。これらのドイツ特許出願
は、本願明細書に記載しかつ添付した特許請求の範囲に
対して特許を請求した発明を開示しかつ特許法第４３条
による本発明の優先権を主張するための根拠をなしてい
る。
【００５８】以上、本発明は脆い材料、特にガラスで製
造された加工品を切断する方法および装置を具体化した
状態で例示しかつ記載したが、種々の変型および変更を
本発明の精神から逸脱することなく実施することができ
るので、本発明は図示した細部に限定されるように意図
されていない。
造された加工品を切断する方法および装置を具体化した
状態で例示しかつ記載したが、種々の変型および変更を
本発明の精神から逸脱することなく実施することができ
るので、本発明は図示した細部に限定されるように意図
されていない。
【００５９】前記の説明は、さらに分析することなく、
その他の人々が現在の知識により、従来技術の観点から
本発明の包括的な局面または特定の局面の本質的な特徴
とを明確に構成する特徴を省略することなく本発明を種
々の用途のために容易に適応することができる本発明の
要旨を十分に示している。
その他の人々が現在の知識により、従来技術の観点から
本発明の包括的な局面または特定の局面の本質的な特徴
とを明確に構成する特徴を省略することなく本発明を種
々の用途のために容易に適応することができる本発明の
要旨を十分に示している。
【図１】切断されるべき加工品の一部分の上面図。
【図２】加工品の放射で加熱される領域の放射の強さの
分布を三次元で表示した斜視図。
分布を三次元で表示した斜視図。
【図３】図１に示しかつ図１にＡ−Ａ′、Ｂ−Ｂ′およ
びＣ−Ｃ′で示した横断面に沿って裁った放射で加熱さ
れる領域を通じてのそれぞれの放射の強さおよび／また
は温度輪郭を例示したグラフ。
びＣ−Ｃ′で示した横断面に沿って裁った放射で加熱さ
れる領域を通じてのそれぞれの放射の強さおよび／また
は温度輪郭を例示したグラフ。
【図４】切断線に沿った温度の挙動を例示したグラフ。
【図５】光学および冷却装置の斜視図。
【図６】本発明による装置の付加的な一実施例の斜視
図。
図。
【図７】（ａ）部は本発明による装置の別の一実施例の
図解図、（ｂ）部および（ｃ）部は（ａ）部に例示した
装置により発生した放射の強さの輪郭をグラフで例示し
た斜視図。
図解図、（ｂ）部および（ｃ）部は（ａ）部に例示した
装置により発生した放射の強さの輪郭をグラフで例示し
た斜視図。
【図８】（ａ）部および（ｂ）部はピーク部分から延在
する延長部分を含むＶ字形の放射で加熱される領域の図
解用平面図、（ｃ）部は（ａ）部および（ｂ）部の放射
で加熱される領域の温度分布を示す図解用斜視図。
する延長部分を含むＶ字形の放射で加熱される領域の図
解用平面図、（ｃ）部は（ａ）部および（ｂ）部の放射
で加熱される領域の温度分布を示す図解用斜視図。
【図９】湾曲した熱放射スポットにより自由な型式の切
断を可能にする付随した制御装置を含む本発明による装
置のための全体の装置を略図で示したブロック線図。
断を可能にする付随した制御装置を含む本発明による装
置のための全体の装置を略図で示したブロック線図。
【図１０】切断線の曲率によりＵ字形またはＶ字形の通
路に沿って放射加熱ビームと隣接した湾曲した切断線に
沿って導かれる放射加熱ビームを走査する間に回転する
スキャナの運動により発生する、湾曲した放射で加熱さ
れる領域を例示した二次元図解図。
路に沿って放射加熱ビームと隣接した湾曲した切断線に
沿って導かれる放射加熱ビームを走査する間に回転する
スキャナの運動により発生する、湾曲した放射で加熱さ
れる領域を例示した二次元図解図。
【図１１】図１０と類似しているが、逆のスキャナの運
動により発生する放射で加熱される領域を有する二次元
図解図。
動により発生する放射で加熱される領域を有する二次元
図解図。
１…加工品、２…切断線、３…熱放射スポット、４…Ｖ
字形またはＵ字形曲線、５…冷却点、６…レーザ、７…
レーザビーム、８…鏡、９…鏡、１０ａ…制御線、１０
ｂ…制御線、１１…制御および調整装置、１２…スプレ
ーノズル、１３…供給ユニット、１４…鏡ホイール、１
５…反射面、１６…ピーク部分、１８…端縁部分、１９
…端縁部分、２０…ダイアフラム、２１…スキャナブロ
ック、２２…湾曲熱放射点、２３…円形切断線、２４…
通路制御装置。
字形またはＵ字形曲線、５…冷却点、６…レーザ、７…
レーザビーム、８…鏡、９…鏡、１０ａ…制御線、１０
ｂ…制御線、１１…制御および調整装置、１２…スプレ
ーノズル、１３…供給ユニット、１４…鏡ホイール、１
５…反射面、１６…ピーク部分、１８…端縁部分、１９
…端縁部分、２０…ダイアフラム、２１…スキャナブロ
ック、２２…湾曲熱放射点、２３…円形切断線、２４…
通路制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０３Ｂ 33/04 Ｃ０３Ｂ 33/04 (72)発明者 デルク ホイヤー ドイツ連邦共和国、デェー 55128 イン ゲルハイム、ヘルマンシュトラーセ 74 (72)発明者 ユルゲン シュタイン ドイツ連邦共和国、デェー 55131 マイ ンツ、トラヤンシュトラーセ 14 (72)発明者 ジョージ ガイスラー ドイツ連邦共和国、デェー 65510 ヒュ ンシュテッテン ２、シュタインカント ６ (72)発明者 ラルフ シュタインファルツ ドイツ連邦共和国、デェー 55122 マイ ンツ、エルベシュトラーセ 13 (72)発明者 ベルント ホイッツェル ドイツ連邦共和国、デェー 55286 ヴェ ルシュタット アホーンヴェーク ５ (72)発明者 アンドリュー ブルンク ドイツ連邦共和国、デェー 31073 グリ ュネンプラン ドラヒェンホール 28
Claims (30)
- 【請求項１】 脆い材料で製造された平坦な加工品を所
定の切断線に沿って切断する方法において、前記方法が
次のステップを含み、 ａ）切断線を該切断線に対称の熱放射スポットにより加
熱し、前記熱放射スポットはその内側の放射の強さと比
較して比較的に大きい放射の強さを有する端縁部分を有
し、かつ、熱放射スポットの後端部において温度の最高
点を有し、 ｂ）熱放射スポットを切断線および／または加工品に沿
って移動し、かつ ｃ）工程ａ）の前記加熱により加熱された切断線の部分
を冷却する工程を含み、 熱放射スポットの端縁部分が、熱放射スポット（３）お
よび／または加工品の移動方向で熱放射スポットの前端
部において開口した、Ｖ字形またはＵ字形の曲線（４）
と合致し、かつ、前記温度の最高点が切断線上のＶ字形
またはＵ字形の曲線（４）のピーク部分上に局部的に位
置され、かつ、加工品の溶融温度以下である方法。 - 【請求項２】 脆い材料がガラスである請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 熱放射スポットが０．５ｍｍから２ｍｍ
までの範囲内の幅を有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 熱放射スポットが１０ｍｍから３０ｍｍ
までの範囲内の長さを有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 比較的に大きい放射の強さを有する熱放
射スポットの端縁部分が放物線状の形状を有する請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】 熱放射スポットが、ピーク部分と該ピー
ク部分から延在する二つの脚部とを有する対称的なＶ字
形である請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 切断線が湾曲した形状を有し、熱放射ス
ポットが加工品と衝突する熱放射ビームにより提供さ
れ、かつ、熱放射ビームが切断線の湾曲した形状に合わ
せて調節される輪郭を有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 熱放射ビームが切断線に沿って二次元で
導かれ、熱放射スポットが前記切断線に沿って長手方向
に延在する請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 さらに、レーザビームを走査することに
より熱放射スポットを発生することを含む請求項８に記
載の方法。 - 【請求項１０】 さらに、レーザビームを楕円形の通路
に沿って走査することを含む請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】 さらに、加工品上にＶ字形またはＵ字
形の放射で加熱される領域を発生するためにレーザビー
ムの通路内のダイアフラムを遮蔽しまたは配置すること
を含む請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 さらに、加工品上にＶ字形またはＵ字
形の放射で加熱される領域を発生するためにレーザビー
ムをオンし、かつ、オフすることを含む請求項１０に記
載の方法。 - 【請求項１３】 脆い、材料で製造された平坦な加工品
を所定の切断線に沿って切断する装置であって、前記装
置が次のものよりなる装置：平坦な加工品上に熱放射ス
ポットを発生するための光学手段を備え、前記熱放射ス
ポットは所定の切断線に対称的であり、それにより熱放
射スポットの端縁部分がその内側と比較して比較的に大
きい放射の強さを有し、かつ、熱放射スポットがその後
端部において温度の最高点を有し、前記光学手段が熱放
射源と少なくとも一つの光学部材を有すること；さら
に、熱放射スポットを切断線および／または加工品にそ
って移動する手段；熱放射スポットにより加熱された切
断線の部分を冷却する手段；光学手段および／または熱
放射源が前記熱放射スポットを発生するために形成さ
れ、それにより熱放射スポットの端縁部分が熱放射スポ
ットおよび／または加工品の移動方向に熱放射スポット
の前端または熱放射スポットの先端において開口したＶ
字形またはＵ字形の曲線（４）と合致し、かつ、前記の
温度の最高点が切断線上のＶ字形またはＵ字形の曲線
（４）のピーク部分上に局部的に配置され、かつ、加工
品の溶融温度以下である装置。 - 【請求項１４】 加工品がガラスで製造されている請求
項１３に記載の装置。 - 【請求項１５】 熱放射源がレーザでありかつ前記レー
ザが前記熱放射スポット（３）を発生するレーザビーム
（７）を発生する請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記の少なくとも一つの光学部材が前
記レーザビーム（７）を前記加工品（１）の表面に導く
ために相互に垂直に回動する二つの同期化された回動可
能な鏡（８，９）を備え、それにより前記端縁部分がＶ
字形または前記Ｕ字形の曲線（４）に相当する前記熱放
射スポット（３）を形成する請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記光学手段が前記の回動可能な鏡
（８，９）の両方のための駆動装置と、前記レーザビー
ムを導くために前記鏡（８，９）を制御する手段を含む
回動可能な鏡の駆動装置と接続された共通の制御および
調整装置（１１）とを含む請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記駆動装置および前記調整装置が前
記の回動可能な鏡（８，９）を５００Ｈｚから２０００
Ｈｚまでの範囲内の回動周波数において駆動する請求項
１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記光学手段がレーザビーム（７）を
反射するための湾曲した反射面（１５）を有する鏡ホイ
ール（１４）と、レーザビームの反射された部分が鏡ホ
イールの一回転の間に加工品上にＵ字形またはＶ字形の
湾曲した通路を少なくとも１回描くように鏡ホイール
（１４）を回転する手段とを含む請求項１５に記載の装
置。 - 【請求項２０】 鏡ホイールを回転する手段が鏡ホイー
ルを５００Ｈｚから３０００Ｈｚまでの範囲内の回転周
波数で回転する請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】 任意の強さの分布がＵ字形またはＶ字
形の湾曲した通路に沿って発生するように、レーザビー
ムが加工品上の前記の湾曲した通路の走査する間にレー
ザビーム（７）の強さを変更する手段を光学手段が含む
請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２２】 光学手段がビームを形成する光学要素
を含む請求項１５に記載の装置。 - 【請求項２３】 レーザがＴＥＭ０１モードを有し、か
つ、光学手段が比較的に大きい強さの端縁部分がＶ字形
またはＵ字形の湾曲した通路を通るようにレーザビーム
の一部分を遮蔽するためのダイアフラムを含む請求項１
５に記載の装置。 - 【請求項２４】 冷却する手段が冷却された金属製の接
触ヘッドである請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２５】 冷却する手段がガスジェット装置、液
体注入装置または液体スプレー装置である請求項１３に
記載の装置。 - 【請求項２６】 さらに、加工品を切断する間に熱放射
ビームの輪郭を所定の切断線の湾曲した形状に合わせて
適合させる手段（２１，２４，２５）を備えている請求
項１５に記載の装置。 - 【請求項２７】 熱放射ビームの輪郭を湾曲線に合わせ
て適合させる手段が、回動可能な鏡（８，９）の回動運
動を制御する手段と、加工品上の熱放射スポットの通路
を制御する手段（１２）と、前記通路を制御する手段
を、熱放射ビームの輪郭を前記通路に適合させる前記手
段と結合する手段とを含む請求項２６に記載の装置。 - 【請求項２８】 冷却する手段が加工品上の熱放射スポ
ット（３）に引き続く加工品上の冷却スポット（５）を
位置決めする手段を有し、かつ位置決め手段が回動可能
な鏡（８，９）の回動運動を制御する前記手段と結合さ
れた機械的な回転装置を有する請求項２７に記載の装
置。 - 【請求項２９】 回動可能な鏡（８，９）の回動運動を
制御する手段は、前記鏡のうちの一方の鏡（８）が切断
方向と無関係に切断線（２）に沿って回動するように制
御され、かつ、前記鏡のうちの一方の鏡（８）に垂直な
回動可能な別の一つの鏡（９）の回動運動が所定の切断
線の局部的な曲率により制御され、かつさらに前記鏡
（８，９）用の回転可能な軸受を備えている請求項２７
に記載の装置。 - 【請求項３０】 更に、前記の回転可能な軸受上に設け
られた前記冷却スポット（５）を位置決めする手段を備
えている請求項２８に記載の装置。
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|---|---|---|---|
| DE1997115537 DE19715537C2 (de) | 1997-04-14 | 1997-04-14 | Verfahren und Vorrichtung zum Durchtrennen von flachen Werkstücken aus sprödem Material, insbesondere aus Glas |
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| DE19734823 | 1997-08-12 | ||
| DE19734823.8 | 1997-08-12 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP10272698A Expired - Fee Related JP3484603B2 (ja) | 1997-04-14 | 1998-04-14 | 脆い材料、特にガラス製の平坦な加工品を切断する方法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0872303B1 (ja) |
| JP (1) | JP3484603B2 (ja) |
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| DE (1) | DE59808669D1 (ja) |
| HK (1) | HK1017335A1 (ja) |
| MY (1) | MY120533A (ja) |
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