KR20000017103A

KR20000017103A - 글래스 융착 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20000017103A
Application number: KR1019990032102A
Authority: KR
Inventors: 타케우치키요시; 타키가와시로우; 콘도우타카히코; 호소야타카시; 이와사키야수쿠니
Original assignee: 신메이와 인더스트리즈,리미티드
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2000-03-25
Also published as: EP0978489A3; CA2279794C; CA2279794A1; EP0978489A2

Abstract

본 발명은 글래스 융착 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 글래스 융착 방법은 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 단계; 상기 예열 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 단계; 및 상기 융착 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기한 융착 방법은 예를 들면, 다음과 같은 과정에 의하여 수행된다. 즉, 레이져빔이 레이져 오실레이터(10)으로부터 토치 헤드(8)로 공급되고, 토치 헤드(8)로부터 공급된 레이져빔은 글래스 판(A, B)의 융착되는 부분 위로 조사광선(80)으로서 조사된다. 토치 헤드(8)는 조사 광선(80)의 가열 레벨을 변화시키면서 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 일주한다. 1회, 2회, 3회의 일주에 의하여 각각 예열, 융착, 서냉이 실행된다.

Description

글래스 융착 방법 및 장치{Glass Fusing Method and Device}

본 발명은 글래스 융착 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 레이져빔과 같이 광선을 조사하여 글래스 조각을 융착시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

레이져빔과 같은 광선을 조사하여 두 개의 글래스 조각을 융착시키는 기술이 있다. 예를 들면, 두 개의 글래스 판을 서로 접합하여 밀봉된 절연 글래스를 제조하기 위해서는 글래스 판을 서로 융착시켜야 한다.

도 13에는 두 개의 글래스 판(200a, 200b)의 주변 엣지부를 레이져빔 장치의 레이져빔을 이용하여 서로 융착시키는 과정이 도시되어 있다. 두 개의 글래스 판(200a, 200b)은 레이져빔 장치의 테이블(작업테이블)위에 고정되어 있으며, 레이져빔을 조사하는 토치 헤드(torch head)(208)가 상기 작업 테이블에 대하여 상대적으로 움직인다. 토치 헤드(208)는, 도 13에서 점선으로 도시된 것처럼 두 개의 글래스 판(200a, 200b)의 주변 엣지부에 레이져빔(280)을 조사하면서, 글래스 판(200a, 200b)의 주변 엣지부를 따라 이동할 수 있도록 테이블에 대하여 상대적으로 이동한다. 도면에는 잘 도시되어 있지 않지만, 두 개의 글래스 판(200a, 200b) 사이에는 작은 높이의 스페이서가 끼워져 있다. 따라서, 두 개의 글래스 판(200a, 200b) 사이에는 스페이서의 높이에 상당하는 작은 간격이 형성되어 있다. 그러므로, 글래스 판(200a, 200b)의 주변 엣지부를 따라 융착이 완성되면, 외부와는 차단된 밀봉 공간이 두 개의 글래스 판(200a, 200b) 사이에 형성된다, 예를 들어, 상기 공간이 건조 공기와 같은 가스로 채워지거나 또는 상기 공간이 진공상태로 되면, 우수한 단열성을 가진 밀봉 절연 글래스가 만들어진다.

그러나, 위와 같은 융착 방법에 있어서는, 글래스 판(200a, 200b)의 융착부에 미세한 균열이 발생하며, 종종 글래스 판(200a, 200b)이 심하게 깨어지는 경우도 있다. 그 이유는 글래스 판(200a, 200b)에 열응력이 발생하기 때문이다. 구체적으로는, 레이져빔(280)이 조사되는 글래스 판(200a, 200b)의 부분은 글래스의 융착 온도 이상으로 가열된다. 반면에, 글래스의 낮은 열 전도율 때문에, 융착된 부분 주변의 온도는 글래스의 융착 온도 보다 낮게 된다. 따라서, 글래스 내의 온도 구배가 소정의 사전 설정된 값 또는 그 이상을 갖는 경우, 글래스 판(200a, 200b)은 열응력에 대하여 저항할 수 없으며, 결국 균열과 깨어짐이 발생하게 된다.

균열과 깨어짐이 발생하게 되면, 두 개의 글래스 판(200a, 200b) 사이에 형성된 밀봉 절연 공간은 더이상 밀봉상태를 유지할 수 없게 된다.

상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 융착하기 위한 글래스 융착 방법으로서, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 단계; 상기 예열 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 단계; 및 상기 융착 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 방법이 제공된다. 이와 같은 글래스 융착 방법에 있어서, 상기 융착 단계에서, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분은 광선의 조사에 의하여 국부적으로 가열될 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분은 우선 예열 단계에서 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 가열 온도가 융착 온도 보다 낮기 때문에, 융착되는 부분과 그 주변부의 온도 구배는 완만하다. 융착되는 부분의 주변주가 충분히 예열된 후에는, 융착되는 부분이 융착 온도 이상으로 가열된다. 이 때, 융착되는 부분의 주변부는 예열 단계에서 예열되어 있다, 따라서, 융착되는 부분의 온도가 융착 온도 이상이 되더라도 글래스 조각내에는 급격한 온도 구배가 발생하지 않는다. 후속하는 서냉 단계에 의하여 융착된 부분이 급속하게 냉각되는 것이 방지된다. 결과적으로, 융착되는 부분과 그 주변부에서 급격한 온도 구배가 발생하지 않게 되며, 결국 글래스 조각 내에는 급격한 온도 구배가 생기지 않는 것이다. 따라서, 균열과 깨어짐이 발생하기 어렵게 된다.

광선을 조사하여 융착을 실행하는 글래스 융착 방법에 있어서, 조사되는 광선으로서 레이져빔을 사용할 수 있다.

또한, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 광선을 조사하여 융착하는 글래스 융착 장치에 있어서, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 예열 수단; 상기 예열 수단에 의하여 예열을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 융착 수단; 및 상기 융착 수단에 의하여 융착을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 서냉 수단을 포함하며; 상기 융착 수단은, 광선 조사 장치와, 상기 광선 조사 장치로부터 조사되는 광선에 의하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분의 가열 레벨을 조절하는 조절 수단을 포함하며; 상기 융착 수단은, 가열 레벨을 상기 조절 수단을 통하여 조절하여 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착시키는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 장치에 의하면, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분은 우선 예열 단계에서 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 가열 온도가 융착 온도 보다 낮기 때문에, 융착되는 부분과 그 주변부의 온도 구배는 완만하다. 융착되는 부분의 주변부가 충분히 예열된 후에는, 융착된느 부분이 융착 온도 이상으로 가열된다. 이 때, 융착되는 부분의 주변부는 예열 단계에서 예열되어 있다, 따라서, 융착되는 부분의 온도가 융착 온도 이상이 되더라도 글래스 조각내에는 급격한 온도 구배가 발생하지 않는다. 후속하는 서냉 단계에 의하여 융착된 부분이 급속하게 냉각되는 것이 방지된다. 결과적으로, 융착되는 부분과 그 주변부에서 급격한 온도 구배가 발생하지 않게 되며, 결국 글래스 조각 내에는 급격한 온도 구배가 생기지 않는 것이다. 따라서, 균열과 깨어짐이 발생하기 어렵게 된다.

본 발명에 따른 장치에서, 상기 조절 수단은 광선 조사 장치의 광원 출력을 조정하거나 또는 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 광선이 모이는 상태를 조정하여 가열 레벨을 조절한다. 광선이 모이는 점의 지름은 조절 수단을 통하여 광선이 모이는 상태를 조정하므로써 변화시킬 수 있다. 따라서, 글래스 조각의 융착되는 부분에 조사되는 광선의 집적도를 감소시키므로써 즉, 조사되는 광선이 모이는 점의 지름을 증가시키므로써 더 넓은 범위를 가열할 수 있게 된다. 또한, 광선이 모이는 상태를 조절하기 위하여 테이블과 광선 조사 장치의 광선 조사부 간의 거리를 변화시킬 수 있는 이동 장치를 더 구비할 수도 있으며, 조절 수단으로 하여금 상기 이동 장치를 제어하여 테이블과 광선 조사부 사이의 거리를 조절하게 할 수 있다, 또한, 상기 광선 조사 장치 내의 대물 렌즈를 이동시키는 렌즈 이동 수단을 구비하고, 조절 수단으로 하여금 상기 렌즈 이동 수단을 제어하여 상기 대물 렌즈를 움직이도록 하므로써 광선이 모이는 상태를 조절하도록 할 수도 있다.

또한, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 융착하기 위한 글래스 융착 장치에 있어서, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 예열 수단; 상기 예열 수단에 의하여 예열을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 융착 수단; 및 상기 융착 수단에 의하여 융착을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 서냉 수단을 포함하며; 상기 융착 수단은, 광선 조사 장치와, 상기 광선 조사 장치로부터 조사되는 광선에 의하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분의 가열 레벨을 조정하는 조절 수단을 포함하며; 상기 융착 수단은, 가열 레벨을 상기 조절 수단을 통하여 조절하여 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착시키는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 장치에 의하면, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분은 우선 예열 단계에서 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 가열 온도가 융착 온도 보다 낮기 때문에, 융착되는 부분과 그 주변부의 온도 구배는 완만하다. 융착되는 부분의 주변부가 충분히 예열된 후에는, 융착되는 부분이 융착 온도 이상으로 가열된다. 이 때, 융착되는 부분의 주변부는 예열 단계에서 예열되어 있다, 따라서, 융착되는 부분의 온도가 융착 온도 이상이 되더라도 글래스 조각내에는 급격한 온도 구배가 발생하지 않는다. 후속하는 서냉 단계에 의하여 융착된 부분이 급속하게 냉각되는 것이 방지된다. 결과적으로, 융착되는 부분과 그 주변부에서 급격한 온도 구배가 발생하지 않게 되며, 결국 글래스 조각 내에는 급격한 온도 구배가 생기지 않는 것이다. 따라서, 균열과 깨어짐이 발생하기 어렵게 된다.

상기한 글래스 융착 장치에 있어서, 융착 수단은 광선을 조사하여 두 개의 글래스 조작이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 국부적으로 가열할 수 있으며, 상기 융착 수단으로부터 조사되는 광선을 레이져빔으로 할 수도 있다.

상기한 글래스 융착 장치에 있어서, 상기 예열 수단은 광선을 조사하여 두 개의 글래스 조작이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 예열할 수 있다. 이 경우 가열 수단으로부터 조사되는 광선으로서 레이져빔을 이용할 수 있다. 또한, 예열 수단은 화염을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 예열할 수 있으며, 상기 예열 수단은 두 개의 글래스 조각을 수용할 수 있는 가열 챔버로 구성될 수도 있다. 서냉 수단 역시 화염을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 가열할 수 있으며, 상기 서냉 수단은 두 개의 글래스 조각을 수용할 수 있는 가열 챔버로 구성될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스 융착 장치의 개략도이고,

도 2는 두 개의 글래스 판을 도시한 개략도이고,

도 3은 토치 헤드가 도시된 글래스 판의 측면도이고,

도 4는 토치 헤드가 도시된 글래스 판의 평면도이고,

도 5는 시간 경과에 따른 레이져 오실레이터의 출력상태를 도시한 그래프도이고,

도 6은 글래스 판의 단면을 테이블, 토치 헤드와 함께 도시한 도면이고,

도 7a 내지 도 7c는 글래스 판의 단면을 테이블, 토치 헤드와 함께 도시한 도면이고,

도 8a 내지 도 8c는 예열 단계와 서냉(徐冷:annealing) 단계에서는 화염 조사 장치를 사용하며, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 글래스 융착 장치를 설명하기 위한 개략도이고,

도 9a 내지 도 9c는 예열 단계와 서냉 단계에서는 챔버를 사용하며, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 글래스 융착 장치를 설명하기 위한 개략도이고,

도 10은 예열 단계와 서냉 단계에서는 화염 조사 장치를 사용하며, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 글래스 융착 장치의 구조를 설명하기 위한 개략도이고,

도 11은 예열 단계와 서냉 단계에서는 화염 조사 장치를 사용하며, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 글래스 융착 장치의 구조를 설명하기 위한 개략도이고,

도 12는 예열 단계와 서냉 단계에서는 화염 조사 장치를 사용하며, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 글래스 융착 장치의 구조를 설명하기 위한 개략도이고,

도 13은 두 개의 글래스 판의 주변 엣지부를 레이져빔 장치의 레이져빔을 이용하여 서로 융착시키는 가공상태를 도시한 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 글래스 융착 장치 2 베이스

3 테이블 4 프레임 부재

5 슬라이딩 부재 6 리프트 부재

7 선회 부재 8 토치 헤드

10 레이져 오실레이터 11a, 11b 안내 실린더

80 광선

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 글래스 융착 방법을 실행할 수 있는 글래스 융착 장치의 일실시예가 도시되어 있다, 도 1에 도시된 글래스 융착 장치는 레이져빔 장치와 거의 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, 글래스 융착 장치(1)에는 레이져빔 조사 장치가 구비되어 있는 것이다. 레이져빔 조사 장치는, 광원으로 작용하는 레이져 오실레이터(10), 조사부(irradiating portion)로 작용하는 토치 헤드(8), 레이져빔을 레이져 오실레이터(10)로부터 토치 헤드(8)로 안내하는 안내 실린더(11a, 11b) 등으로 구성되어 있다. 글래스 융착 장치(1)에는 베이스(2) 위에서 X방향으로 이동할 수 있는 테이블(작업 테이블)(3)이 구비되어 있다. 테이블(3)이 사이에 끼워진 문 형상의 프레임 부재(4)가 직립되어 구비되어 있다. 슬라이딩 부재(5)가 상기 프레임 부재(4)의 상부면에 구비되어 Y방향으로 이동된다. 슬라이딩 부재(5)에는 Z방향으로 들어올려질 수 있는 리프트 부재(6)가 구비되어 있다. 상기 리프트 부재(6)의 하부 단부에는 선회 부재(7)가 구비되어 있어 수직축을 중심으로 선회하게 된다. 레이져빔 조사 장치의 레이져빔 조사부로서 작용하는 토치 헤드(8)는 상기 선회 부재(7)에 장착되어 있는데, 토치 헤드(8)는 상기 선회 부재(7)에 대하여 그 각도가 변화될 수 있도록 장착된다.

레이져 오실레이터(10)에 의하여 발생되는 레이져빔은 각각의 안내 실린더(11a, 11b)의 내측을 통하여 토치 헤드(8)로 안내되며, 토치 헤드(8)의 단부로부터 테이블(3)위에 고정되어 있는 글래스 조각으로 구성된 글래스 판(A, B) 위로 조사된다. 베이스(2)에 대한 테이블(3)의 X방향으로의 이동, 프레임 부재(4)에 대한 슬라이딩 부재(5)의 Y방향으로의 이동, 슬라이딩 부재(5)에 대한 리프트 부재(6)의 Z방향으로의 이동, 리프트 부재(6)에 대한 선회 부재(7)의 중심축 주위로의 선회 및 선회부재(7)에 대한 토치 헤드(8)의 각도 변화는 글래스 융착 장치(1)에 구비된 모터의 구동력에 의하여 수행된다. 상기한 부재들의 이동, 선회 및 각도의 변화는 글래스 융착 장치(1)에 구비되어 제어 수단으로 작용하는 제어기에 의하여 제어된다. 상기 제어기의 제어에 의하여, 테이블(3)에 대한 토치 헤드(8)의 상대 운동이 자유롭게 이루어질 수 있다, 이와 같이 구성된 이동 장치에 의하여, 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리가 변화될 수 있으며, 토치 헤드(8)는 테이블(3)에 대하여 XY평면으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 부재(5)에 대하여 리프트 부재(2)를 들어올리므로써 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리를 조정할 수 있는 것이다. 또한, 베이스(2)에 대한 테이블(3)의 X방향으로의 이동과 프레임 부재(4)에 대한 슬라이딩 부재(5)의 Y방향으로의 이동을 조합하므로써 토치 헤드(8)를 테이블(3)에 대한 XY평면으로 자유롭게 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

도 2에는 테이블(3) 위에 고정된 두 개의 글래스 판(A, B)의 사시도가 도시되어 있다. 도면에서 점선으로 도시된 두 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부에 레이져빔이 조사되어 융착이 행해지므로써 밀봉된 절연 글래스가 제조된다. 매우 작은 높이를 가진 스페이서(도시되지 않음)가 두 글래스 판(A, B) 사이에 구비되어 있다. 따라서, 스페이서의 높이에 대응하는 작은 간격이 두 글래스 판(A, B) 사이에 형성된다. 즉, 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이, 두 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 서로 가까이 위치하나 서로 접촉하지 않은 상태에 있게 되는 것이다. 스페이서에 의하여 두 글래스 판(A, B) 사이에 형성된 간격은, 주변 엣지부를 서로 융착시키므로써 밀봉 공간이 된다.

도 3에는 토치 헤드(8)와 두 글래스 판(A, B)이 도시되어 있다. 도 3에서 토치 헤드(8)는 두 글래스 판(A, B)이 서로 융착되도록 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 위를 향하여 아래로 비스듬이 광선(80)을 조사하면서 테이블에 대하여 오른쪽으로 즉, 상태(a)에서 상태(b) 방향으로 이동한다. 조사된 광선(80)이 주변 엣지부의 모서리에 도달하게 되면, 테이블(3)에 대한 토치 헤드(8)의 각도가 변하게 되어 상태(c)와 같이 된다.

도 4에도 토치 헤드(8)와 두 글래스 판(A, B)이 도시되어 있다, 토치 헤드(8)는 (a) 부터 (h) 까지 그 위치와 각도가 변화하면서 점선으로 도시된 두 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 따라 일주한다.

레이져 오실레이터(10)의 출력을 조절하므로써 토치 헤드(8)로부터 조사되는 광선의 강도를 조정할 수 있다. 구체적으로, 두 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부에서의 가열 레벨은 레이져 오실레이터(10)의 출력을 조절하므로써 조정될 수 있는 것이다. 레이져 오실레이터(10)의 출력은 조절 장치에 의하여 조절될 수 있다. 토치 헤드(8)가 가열 레벨을 변화시키면서 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 3번 정도 일주하게 되면, 균열이나 깨어짐 없이, 글래스 판(A, B)을 서로 융착시킬 수 있다.

도 5에는 시간 경과에 따른 레이져 오실레이터(10)의 출력상태에 대한 그래프도가 도시되어 있다. 도 5에서 구간 a는 토치 헤드(8)가 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 처음 1회 일주하는 시간으로서 예열 단계에 대응하는 시간이다. 이 시간에서, 레이져 오실레이터(10)의 출력은 P1으로 표시되어 있는데, 이와 같은 가열 레벨에서는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 보다 더 낮은 온도로 가열하게 되므로, 융착이 일어나지 않는다. 이와 같이, 서로 융착되는 부분과 그 주변 부분은 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열된다.

구간 b는 토치 헤드(8)가 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 두번째로 일주하는 시간으로서 융착 단계에 대응하는 시간이다. 구체적으로는, 예열을 위하여 토치 헤드(8)가 주변 엣지부 주위를 일주한 후에도 토치 헤드(8)는 주변 엣지부 주위를 더 일주한다. 도 5에서 이 시간에서의 레이져 오실레이터(10)의 출력이 P2로 표시되어 있는데, 이와 같은 가열 레벨에서는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하게 되므로, 글래스의 융착이 일어난다. 즉, 이 시간에서 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부가 서로 융착되는 것이다. 서로 융착되어질 부분과 그 주변부가 융착 단계 이전에 예열 단계에서 이미 예열되기 때문에, 서로 융착되어질 부분의 온도가 융착 단계에서 급속하게 상승하지는 않는다. 이와 같이, 융착되어질 부분 주위의 주변부의 온도가 충분히 상승되기 때문에, 글래스에서의 온도 구배가 완만하게 되며, 열응력이 감소하게 된다. 결과적으로, 글래스 판(A, B)에 균열 및 심한 깨어짐이 발생하기 어렵게 된다.

구간 c는 토치 헤드(8)가 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 세번째로 일주하는 시간으로서 서냉 단계에 대응하는 시간이다. 구체적으로는, 융착을 위하여 토치 헤드(8)가 주변 엣지부 주위를 일주한 후에도 토치 헤드(8)는 주변 엣지부 주위를 더 일주한다. 도 5에서는, 이 시간에서의 레이져 오실레이터(10)의 출력이 P3로 표시되어 있는데, 이와 같은 가열 레벨에서는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열하게 된다. 즉, 이 가열 레벨에서는 서로 융착된 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부가 냉각되는 것이다. 이러한 서냉 덕분에 융착된 부분과 그 주변부에서의 온도가 급작스럽게 하강하지 않는다. 융착된 부분과 그 주변부가 작은 온도 구배를 따라 천천히 냉각되는 것이며, 그에 따라 글래스 판(A, B)에 균열과 심한 깨어짐이 발생하는 것이 방지된다.

이와 같이, 토치 헤드(8)가 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 3회 일주하게 되면서, 예열, 융착, 서냉이라는 일련의 단계가 완성되는 것이다.

도 6 내지 도 7c를 참조하여 가열 레벨을 변화시키는 또다른 방법에 대하여 설명한다. 도 6에는 글래스 판과 테이블(3) 그리고 토치 헤드(8)의 내부 구조가 도시되어 있다. 레이져빔은 레이져 오실레이터(10)으로부터 토치 헤드(8)로 공급되는데, 거울(13, 14)에서 반사되어 대물 렌즈(12)를 통과하여 수렴한다. 그리고, 상기 레이져빔은 광선(80)으로서, 글래스 판(A, B)의 서로 융착될 부분 위로 조사된다. 토치 헤드(8)는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 3번 일주한다. 이 방법은, 도 5에서 설명한 방법 즉, 첫번째, 두번째, 세번째 일주에 의하여 각각 예열, 융착, 서냉이 행해지는 것과 동일하나, 가열 레벨의 변화에 있어서는 차이가 있다.

토치 헤드(8)가 테이블(3)에 대하여 도 6에 도시된 바와 같은 거리에 위치하는 경우, 광선(80)은 거의 정확하게 서로 융착되어질 부분에 모이게 된다. 이 시간에서, 조사되는 광선은 융착될 부분에서 약 0.2mm의 지름을 가지는 점으로 모이게 되며, 글래스를 융착 온도 이상으로 가열하기에 충분한 가열 레벨이 될 수 있다. 토치 헤드(8)를 테이블(3)에 대하여 상대적으로 도 6의 화살표 방향으로 상승시키면, 융착되어질 부분으로 모여지는 상태를 조절할 수 있게 된다. 즉, 융착될 부분에서 광선(80)이 모이는 점의 지름은 변화될 수 있는 것이다. 따라서, 융착 단계에서, 융착되는 부위로 조사되는 광선(80)의 집적도를 줄이므로써 모이는 점의 지름을 증가시키고 더 넓은 범위를 가열할 수 있게 된다.

도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한다. 첫번째로 일주하는 동안 토치 헤드(8)는 테이블(3)에 대하여 도 7a에 도시된 바와 같은 거리에 위치하며, 융착되는 부위로 조사되는 광선은 약 5mm의 지름을 가지는 점으로 된다. 이 시간의 가열 레벨에서는, 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부가 글래스의 연화점(softening point) 온도로 가열된다. 즉, 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열되는 것이다. 광선이 모이는 점의 지름이 약 5mm로 크기 때문에, 융착되어질 부분의 주변 까지 넓은 범위가 가열된다.

다음으로 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리가 도 7b에 도시된 바와 같은 상태로 변화한다. 광선(80)은 융착되어질 부분에서 약 0.2mm의 지름을 가지는 점으로 모이게 되는데, 결과적으로 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열된다. 이러한 상태에서 토치 헤드(8)는 두번째로 일주하게 되고, 그에 따라 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 서로 융착된다. 모이는 점의 지름이 약 5mm를 가지는 넓은 범위에서 예열되었기 때문에 융착시 글래스내의 온도 구배는 계속하여 완만하게 될 수 있다.

그 다음으로, 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리가 도 7c에 도시된 바와 같은 상태로 변화한다. 광선(80)은 융착되는 부분에서 약 5mm의 지름을 가지는 점으로 모이게 되는데, 결과적으로 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 이러한 상태에서 토치 헤드(8)는 세번째로 일주하게 되고, 그에 따라 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부는 서냉된다. 모이는 점의 지름이 약 5mm를 가지는 넓은 범위에서 가열되었기 때문에 융착시 글래스내의 온도 구배는 계속하여 완만하게 될 수 있다.

제어기가 리프트 부재(6)를 슬라이딩 부재(5)에 대하여 상승시키면 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리를 변화시키게 된다.

융착될 부분으로 조사되는 광선이 모이는 상태는, 앞서 설명한 바와 같이 토치 헤드(8)와 테이블(3) 사이의 거리를 변화시켜 조정할 수도 있지만, 토치 헤드(8) 내의 대물 렌즈(12)를 광축 방향으로 움직여서 조정할 수도 있다. 구체적으로는, 토치 헤드(8) 내의 대물 렌즈(12)를 이동시킬 수 있는 렌즈 이동 장치를 구비하여 제어 수단으로 이를 제어하므로써 대물 렌즈의 이동을 제어할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 조사되는 광선(80)이 모이는 점의 지름은 융착되는 부분으로 조사되는 광선(80)의 모이는 상태를 조절하므로써 조정될 수 있다. 따라서, 융착 단계에서, 융착되는 부분으로 조사되는 광선(80)의 집적도를 줄이고 모이는 점의 지름을 증가시켜서 넓은 범위를 가열할 수 있게 된다.

이상에서는 도 1 내지 도 7c를 참조하여 본 발명에 따른 글래스 융착 방법 및 장치에 대하여 설명하였다. 이상에서는 두 글래스 조각의 이웃하는 부분을 서로 융착하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 두 개의 글래스 조각이 접촉하는 부분을 서로 융착하는 경우에도 적용할 수 있다. 이상의 설명에서는 대물 렌즈로서 볼록 렌즈가 주로 예시되었으나, 조사되는 광선이 모이는 점의 원하는 크기에 따라서 오목 렌즈를 적절히 사용할 수도 있다. 또한, 이상에서는 레이져빔을 사용하는 광선 조사 장치를 예로 들어 설명하였으나, 광선 조사 장치는 반드시 레이져빔 조사 장치로 한정되는 것은 아니며, 글래스를 서로 융착 시킬 수 있는 광선을 조사할 수 있는 다른 광선 조사 장치를 사용할 수도 있다. 또한, 광선 조사 장치로서 레이져빔 조사 장치를 사용하는 경우, 그 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, CO₂레이져 조사 장치 및 야그(YAG) 레이져 조사 장치도 사용할 수 있다.

도 1 내지 도 7c를 참조하여 설명한 글래스 융착 장치(1)는 광선(레이져빔)을 조사하는 기능을 하는데, 그에 따라 융착될 부분을 국부적으로 글래스 판(A, B)의 융착 온도 이상으로 가열하여 융착을 실행한다. 그 뿐만 아니라, 광선(레이져빔)을 조사함으로써, 융착 전에 예열을 수행하고, 융착 후에 서냉을 수행한다. 그러나, 광선을 조사하는 방법 이외에도, 글래스 조각의 융착될 부분을 융착 온도 또는 그 이상으로 국부적으로 가열하는 또다른 가열 방법을 채택하는 것도 가능하다. 또한, 광선 조사 방법 이외의 가열 방법에 의해서도 예열 및 서냉을 실행할 수 있다.

도 8a 내지 도 8c에는, 예열 단계와 서냉 단계에서는 화염 조사 장치를 이용하고 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 이용하는 글래스 융착 장치를 설명하는 개략도가 도시되어 있다. 도 8a, 도 8b 및 도 8c는 각각 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계를 보여준다. 상기 글래스 융착 장치는 화염 조사 장치와 레이져빔 조사 장치를 구비하고 있다. 도 8a 및 도 8c에는 화염 조사 장치로서 작용하는 가스 토치의 토치 헤드(128)가 도시되어 있으며, 도 8b에는 레이져빔 조사 장치의 토치 헤드(118)가 도시되어 있다.

무엇보다도, 상기의 글래스 융착 장치에서는, 도 8a에 도시된 바와 같이, 화염(190)이 토치 헤드(128)로부터 테이블(3) 위에 고정되어 있는 두 글래스 판(A, B)의 융착될 부분 위로 조사되어, 예열이 실행된다. 상기 토치 헤드(128)는 테이블(3)에 대하여 상대적으로 이동 가능하고 각도를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다. 상기 토치 헤드(128)는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 일주하여 전체 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열한다. 예열이 완료되면, 도 8b에 도시된 바와 같이, 광선(180)이 토치 헤드(118)로부터 예열 부위로 조사되며 그에 의하여 글래스 판(A, B)의 그 부위가 융착된다. 또한, 토치 헤드(118)는 테이블(3)에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 구성되어 있으며 각도도 변화된다. 토치 헤드(118)는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 일주하여 전체 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착을 실행한다. 이와 같이 융착이 완료되면, 도 8c에 도시된 바와 같이, 토치 헤드(128)가 다시 사용되어 화염(190)을 융착된 부위로 조사하여 서냉을 실행한다. 또한 이 경우, 토치 헤드(128)는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 일주하여 전체 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열하여 서냉을 실행한다.

도 9a 내지 도 9c에는 예열 단계와 서냉 단계에서는 챔버를 사용하고, 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 글래스 융착 장치를 설명하는 개략도가 도시되어 있다. 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 각각 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계를 보여준다. 상기 글래스 융착 장치는 챔버(131, 132)를 구비하고 있다, 도 9a에는 챔버(131)가 도시되어 있으며, 도 9b에는 레이져빔 조사 장치의 토치 헤드(118)가 도시되어있고, 도 9c에는 또다른 챔버(132)가 도시되어 있다. 도 9a 내지 도 9c에서, 부재번호 H는 각각의 챔버(131, 132)의 내부를 가열하기 위한 전기 가열 장치(가열기)를 나타낸다. 상기의 글래스 융착 장치에서는, 무엇보다도, 각각의 챔버(131, 132)들이 전기 가열 장치(H)에 의하여 글래스 판(A, B)의 융착 온도 보다도 낮은 소정의 온도로 설졍된다는 것이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 글래스 판(A, B)은 그 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열되도록 소정 시간 동안 챔버(131) 내에 놓여져 있게 된다. 따라서, 글래스 판(A, B) 전체가 예열된다. 그 후에, 글래스 판(A, B)은 상기 챔버(131)로 부터 꺼내어져 도 9b에 도시된 바와 같이 테이블(3) 위에 고정된다, 토치 헤드(118)로부터 광선(180)이 조사되어 글래스 판(A, B)의 융착되어질 부분 위로 조사된다. 상기 토치 헤드(118)는 테이블(3)에 대하여 상대적으로 이동 가능하며, 그 각도를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다, 토치 헤드(118)는 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부 주위를 일주하고, 그에 따라 전체 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착을 실행한다. 융착이 완료되면, 융착된 글래스 판(A, B)은 도 9c에 도시된 바와 같이 소정 시간동안 또다른 챔버(132) 내에 놓여지게 된다, 그에 따라 글래스 판(A, B)의 융착된 부분의 온도는 융착 온도 보다 낮은 온도로 서서히 떨어지게 된다. 그 후에 글래스 판(A, B)은 상기 챔버(132)로부터 꺼내어 진다. 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계는 이와 같은 방식으로 완료된다.

도 9c에 도시된 챔버(132)에는 전기 가열 장치(H)가 구비되어 있는데, 전기 가열 장치와 같은 가열원은 가지고 있지 않으나 절연된 벽체를 가지고 있는 챔버(항온조(恒溫槽))를 서냉을 위한 챔버로 사용할 수도 있다. 챔버가 가열원을 가지고 있지 않더라도, 벽체가 절연되어 있다면, 융착된 글래스 판(A, B)은 서냉될 수 있다.

도 10에는 예열 단계와 서냉 단계에서 가열 챔버를 사용하고 융착 단계에서는 레이져빔 조사 장치를 사용하는 또다른 글래스 융착 장치의 구조가 도시되어 있다, 상기 글래스 융착 장치는 가열 챔버(133)와 레이져빔 조사 장치를 구비하고 있다. 도 10에 있어서, 레이져빔 조사 장치의 헤드 부분으로서 작용하는 토치 헤드(118)만이 도시되어 있다, 가열 챔버(133)는 온도를 자동적으로 조정할 수 있는 챔버, 항온조 등으로 구성된다. 도 10에 있어서, 부재번호 H는 가열 챔버(133)의 내부를 가열하는 전기 가열 장치(가열기)를 나타낸다. 상기 가열 챔버(133)의 벽체부의 일부는 레이져빔을 투과할 수 있는 투과창(140)으로 구성된다. 투과창(140)은 레이져빔을 투과할 수 있는 투명한 부재로 구성될 수 있으며, 다른 부재로 만들어지지 아니하고 단순히 개구부로 구성될 수도 있다. 상기의 글래스 융착 장치에 있어서, 무엇 보다도, 가열 챔버(133)는, 전기 가열 장치(H)에 의하여 글래스 판(A, B)의 융착 온도 보다도 낮은 소정의 온도로 설정된다는 것이다. 글래스 판(A, B)은 가열 챔버(133) 내에 소정 시간 동안 놓여져 글래스 판(A, B)의 융착 온도 보다 낮은 온도까지 가열된다. 그에 따라, 글래스 판(A, B)은 예열된다. 그 후에, 글래스 판(A, B)이 가열 챔버(133) 내에 있는 상태에서, 토치 헤드(118)로부터의 광선(180)이 투과창(140)을 통하여 글래스 판(A, B)의 융착되어질 부분 위로 조사된다. 상기 토치 헤드(118)는 가열 챔버(133)에 대하여 상대적으로 이동 가능하며, 그 각도를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다, 토치 헤드(118)는 가열 챔버(133)에 대하여 이동하면서 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착을 실행한다. 이와 같이 융착이 완료되면, 융착된 글래스 판(A, B)은 소정 시간동안 가열 챔버(133)에 남겨지게 된다. 따라서, 글래스 판(A, B)의 융착된 부분의 온도는 융착 온도 보다 낮은 온도로 서서히 떨어지게 된다. 즉, 글래스 판(A, B)이 서냉되는 것이다. 그 후에 글래스 판(A, B)은 가열 챔버(133)로 부터 꺼내어진다. 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계는 이와 같은 방식으로 완료된다.

도 11에는 예열 단계와 서냉 단계에서 가열 챔버를 사용하고 융착 단계에서 레이져빔 조사 장치를 사용하는 또다른 글래스 융착 장치의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 글래스 융착 장치에는 가열 챔버(134)와 레이져빔 조사 장치를 구비되어 있다. 가열 챔버(134)는 온도를 자동적으로 조정할 수 있는 챔버, 항온조 등으로 구성된다. 도 11에 있어서, 부재번호 H는 가열 챔버(134)의 내부를 가열하는 전기 가열 장치(가열기)를 나타낸다. 레이져빔 조사 장치는 가열 챔버(134) 내에 구비되어 있다. 도 11에는, 레이져빔 조사 장치의 헤드 부분으로 작용하는 토치 헤드(118)만이 도시되어 있다. 글래스 판(A, B)을 고정하기 위한 테이블(3)이 가열 챔버(134) 내에 구비되어 있다. 글래스 판(A, B)은 상기 테이블(3) 위에 고정된다.

상기의 글래스 융착 장치에 있어서, 무엇보다도, 가열 챔버(134)는 전기 가열 장치(H)에 의하여 글래스 판(A, B)의 융착 온도 보다도 낮은 소정의 온도로 설졍된다는 것이다. 그리고, 글래스 판(A, B)은 가열 챔버(133) 내의 테이블(3) 위에 고정되어, 소정 시간 놓여있게 되어 글판의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 따라서, 전체 글래스 판(A, B)이 예열된다. 그 후에, 글래스 판(A, B)이 가열 챔버(134) 내의 테이블(3) 위에 고정되어 있는 상태에서, 토치 헤드(118)로부터 글래스 판(A, B)의 융착 되어질 부분으로 광선(180)이 조사된다. 상기 토치 헤드(118)는 테이블(3)에 대하여 상대적으로 이동가능하며, 그 각도를 변화시킬 수 있도록 구성되어 있다, 토치 헤드(118)는 테이블(3)에 대하여 이동하면서 글래스 판(A, B)의 주변 엣지부를 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착을 실행한다. 이와 같이 융착이 완료되면, 융착된 글래스 판(A, B)은 테이블(3) 위에 고정된채로 소정 시간동안 가열 챔버(134)에 남겨지게 된다. 따라서, 글래스 판(A, B)의 융착된 부분의 온도는 융착 온도 보다 낮은 온도로 서서히 떨어지게 된다. 즉, 글래스 판(A, B)이 서냉되는 것이다. 그 후에 글래스 판(A, B)은 가열 챔버(134)로 부터 꺼내어진다. 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계는 이와 같은 방식으로 완료된다.

도 12에는 예열 단계와 서냉 단계에서 가열 챔버를 사용하고 융착 단계에서 레이져빔 조사 장치를 사용하는 또다른 글래스 융착 장치의 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 상기의 글래스 융착 장치는 글래스 판(A, B)을 자동으로 예열, 융착 및 서냉시키는 구조를 가지고 있다. 다음에서는 상기의 글래스 융착 장치의 개략적인 구조에 대하여 설명한다. 상기 글래스 융착 장치는 레이져빔 조사 장치, 글래스 판(A, B)을 운반하기 위한 밸트 콘베이어(150), 글래스 판(A, B)을 예열하기 위한 가열 챔버(135) 및 글래스 판(A, B)을 서냉시키기 위한 가열 챔버(136)를 구비하고 있다. 밸트 콘베이어(150)는 레이져빔 조사 장치의 토치 헤드(118) 아래에서 수평방향으로 설치된다. 토치 헤드(118)는, 도시되지 않은 이동 메카니즘에 의하여, 직교하는 3개의 방향으로 밸트 콘베이어(150)에 대하여 상대적으로 이동할 수 있으며 그 각도 역시 수평 평면과 수직 평면에서 변화될 수 있는 구조를 가진다. 가열 챔버(135, 136)들은 토치 헤드(118)가 위치하게 되는 부분의 상류와 하류의 밸트 콘베이어(150)를 덮으면서 각각 구비된다. 각각의 가열 챔버(135, 136)는 그 내부면상에 가열기(도시되지 않음)를 구비하고 있으며, 상기 가열기의 가열 레벨은 소정의 레벨로 설정된다. 밸트 콘베이어(150)에는 글래스 판(A, B)을 고정하기 위한 작업 고정부(도시되지 않음)가 밸트의 길이 방향으로 소정의 간격으로 구비되어 있으며, 상기 밸트는 사전 설정된 시간 간격마다 소정의 간격으로 움직인다. 따라서, 각각의 작업 고정부는 가열 챔버(135) 내의 위치, 토치 헤드(118) 아래의 위치 및 또다른 가열 챔버(136)내의 위치에서 소정 시간동안 정지하면서 이들 위치를 순차적으로 통과한다.

다음으로는 상기한 구조를 가진 글래스 융착 장치의 작동에 대하여 설명한다. 우선, 가열 챔버(135, 136)들을 통과하는 글래스 판(A, B)들이 소정의 예열 온도 및 서냉 온도로 설정될 수 있도록 상기 가열 챔버(135, 136)들의 가열 레벨을 사전 설정한다.

후속하여, 글래스 판(A, B)을 밸트 콘베이어(150)의 작업 고정위치에 고정시키고, 밸트 콘베이어(15)를 작동시킨다. 따라서, 작업 고정부에 고정된 글래스 판(A, B)은 우선 가열 챔버(135)로 이송되고 소정의 예열 온도로 예열된다. 예열된 글래스 판(A, B)은 계속하여 토치 헤드(118) 아래의 위치로 이송되고, 토치 헤드(118)로부터의 광선이 융착될 부분에 조사되어 융착된다. 그 후에, 융착된 글래스 판(A, B)은 후속하는 가열 챔버(136)로 이송되고 가열된 채로 소정의 서냉 온도로 서냉된다. 이와 같은 방식으로 예열 단계, 융착 단계 및 서냉 단계가 완료된다. 상기의 글래스 융착 장치에 있어서, 글래스 판(A, B)은 자동적으로 예열되고 융착되고 서냉된다. 따라서 제조비용이 절감된다.

상기한 구조에 있어서, 밸트 콘베이어(150)는 간헐적으로 움직인다. 그러나, 밸트 콘베이어(150)은 연속적으로 움직일 수 있으며, 토치 헤드(118)는, 글래스 판(A, B)이 밸트 콘베이어(150)과 함께 이동하는 것을 따라 가면서 글래스 판(A, B)을 융착할 수도 있다.

본 발명에서는 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분은 우선 예열 단계에서 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 가열된다. 가열 온도가 융착 온도 보다 낮기 때문에, 융착되는 부분과 그 주변부의 온도 구배는 완만하다. 융착되는 부분의 주변주가 충분히 예열된 후에는, 융착되는 부분이 융착 온도 이상으로 가열된다. 이 때, 융착되는 부분의 주변부는 예열 단계에서 예열되어 있다, 따라서, 융착되는 부분의 온도가 융착 온도 이상이 되더라도 글래스 조각내에는 급격한 온도 구배가 발생하지 않는다. 후속하는 서냉 단계에 의하여 융착된 부분이 급속하게 냉각되는 것이 방지된다. 결과적으로, 융착되는 부분과 그 주변부에서 급격한 온도 구배가 발생하지 않게 되며, 결국 글래스 조각 내에는 급격한 온도 구배가 생기지 않는 것이다. 따라서, 균열과 깨어짐이 발생하기 어렵게 된다.

상기한 설명에 기초하여 본 발명의 다양한 변형과 변화가 가능하다는 것은 당업자가 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기한 설명은 본 발명을 실시하기 위한 실시예를 서명하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 구체적인 구조는 변화가 가능하다.

Claims

두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 융착하기 위한 글래스 융착 방법으로서,

상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 단계;

상기 예열 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 단계; 및

상기 융착 단계 이후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 방법.
제1항에 있어서, 상기 융착 단계에서, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 광선을 조사하여 국부적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 방법.
제2항에 있어서, 상기 광선이 레이져빔인 것을 특징으로 하는 글래스 융착 방법.
두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 광선을 조사하여 융착하는 글래스 융착 장치에 있어서,

상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 예열 수단;

상기 예열 수단에 의하여 예열을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 융착 수단; 및

상기 융착 수단에 의하여 융착을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 서냉 수단을 포함하며;

상기 융착 수단은, 광선 조사 장치와, 상기 광선 조사 장치로부터 조사되는 광선에 의하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분의 가열 레벨을 조절하는 조절 수단을 포함하며;

상기 융착 수단은, 가열 레벨을 상기 조절 수단을 통하여 조절하여 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착시키는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제4항에 있어서, 상기 조절 수단은, 광선 조사 장치의 광원 출력을 조정하므로써 가열 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제4항에 있어서, 상기 조절 수단은, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 광선이 모이는 상태를 조정하여 가열 레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제6항에 있어서, 상기 조절 수단을 통하여 광선이 모이는 상태를 조절하므로써, 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분에 모이는 상기 광선 점의 지름을 변화시키는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제7항에 있어서, 상기 글래스 조각들을 고정하기 위한 테이블과, 상기 테이블과 광선 조사 장치의 광선 조사부 간의 거리를 변화시킬 수 있는 이동 장치를 더 구비하며,

상기 조절 장치는, 상기 테이블과 광선 조사부 간의 거리를 조정하도록 이동 장치를 제어하므로써 광선이 모이는 상태를 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제7항에 있어서, 상기 광선 조사 장치내의 대물 렌즈를 이동시키는 렌즈 이동 수단을 더 구비하며,

상기 조절 수단은, 상기 대물 렌즈를 움직이도록 상기 렌즈 이동 수단을 제어하여 광선이 모이는 상태를 조절하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 융착하기 위한 글래스 융착 장치에 있어서,

상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 예열하는 예열 수단;

상기 예열 수단에 의하여 예열을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상으로 국부 가열하여 상기 부분을 융착하는 융착 수단; 및

상기 융착 수단에 의하여 융착을 수행한 후에, 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 보다 낮은 온도로 서냉시키는 서냉 수단을 포함하며;

상기 융착 수단은, 광선 조사 장치와, 상기 광선 조사 장치로부터 조사되는 광선에 의하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분의 가열 레벨을 조정하는 조절 수단을 포함하며;

상기 융착 수단은, 가열 레벨을 상기 조절 수단을 통하여 조절하여 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하는 부분을 글래스의 융착 온도 이상의 온도로 가열하여 융착시키는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 융착 수단은 광선을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 국부적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제11항에 있어서, 상기 융착 수단으로부터 조사되는 광선은 레이져빔인 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 예열 수단은, 광선을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 예열하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제13항에 있어서, 상기 예열 수단으로부터 조사되는 광선은 레이져빔인 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 예열 수단은, 화염을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 예열하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 예열 수단은, 두 개의 글래스 조각을 수용할 수 있는 가열 챔버인 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 서냉 수단은, 화염을 조사하여 상기 두 개의 글래스 조각이 접촉 또는 근접하고 있는 부분을 가열하는 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.
제10항에 있어서, 상기 서냉 수단은, 두 개의 글래스 조각을 수용할 수 있는 가열 챔버인 것을 특징으로 하는 글래스 융착 장치.