特許 6248097 機械罫書きによる強化ガラス板の分割方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248097

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】機械罫書きによる強化ガラス板の分割方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 33/037 20060101AFI20171204BHJP

   B28D 5/00 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   C03B33/037

   B28D5/00 Z

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-514069(P2015-514069)

(86)(22)【出願日】2013年5月17日

(65)【公表番号】特表2015-525187(P2015-525187A)

(43)【公表日】2015年9月3日

(86)【国際出願番号】US2013041591

(87)【国際公開番号】WO2013176987

(87)【国際公開日】20131128

【審査請求日】2016年4月12日

(31)【優先権主張番号】13/477,391

(32)【優先日】2012年5月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100090468

【弁理士】

【氏名又は名称】佐久間 剛

(72)【発明者】

【氏名】ブラウン，ジェームズ ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】シエ，チョー−チォン

(72)【発明者】

【氏名】ジョセフ，マイケル アルバート セカンド

(72)【発明者】

【氏名】パイ，チーア−イエン

【審査官】 山田 頼通

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１１６１６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０３１０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２００７／０９４３４８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０００７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７２００２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３３／００−３３／１４

Ｂ２８Ｄ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

強化ガラス板を罫書きする方法において、
圧縮応力下にある第１の強化表面層及び第２の強化表面層並びに、前記第１の強化表面層と前記第２の強化表面層の間の、引張応力下にある中央領域を有する、イオン交換ガラス板であって、前記第１の強化表面層及び前記第２の強化表面層は前記イオン交換ガラス板の表面から層深さＤＯＬまで延びている、イオン交換ガラス板である前記ガラス板の第１の縁端から隔てられ、前記ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、
前記鋸歯付罫書きホイールが前記第１の強化表面層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を形成するように、前記鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、
前記鋸歯付罫書きホイールを前記初期速度から、前記ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまで前記ガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで前記第１の方向に加速させる工程、
前記罫書き線が前記ガラス板の第２の縁端に達する前に、少なくとも前記鋸歯付罫書きホイールの直径より大きい終端オフセット距離において、前記鋸歯付罫書きホイールを前記第１の方向で停止させる工程、
前記ガラス板の第３の縁端から隔てられ、前記ガラス板の前記上面より下方にオフセットされた位置に前記鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、
前記鋸歯付罫書きホイールが前記第１の強化表面層に延び込む表面弯入を含むクロスカットクラック開始部を形成するように、前記鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度で、前記第１の方向を横切る、第２の方向に平行移動させる工程、及び
前記鋸歯付罫書きホイールを前記クロスカット初期速度から、メジアンクロスカットクラック深さまで前記ガラス板に延び込むクロスカット罫書き線を罫書くための、クロスカット罫書き速度まで前記第２の方向に加速させる工程、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項2】

強化ガラス板を罫書きする方法において、
圧縮応力下にある第１の強化表面層及び第２の強化表面層並びに、前記第１の強化表面層と前記第２の強化表面層の間の、引張応力下にある中央領域を有する、イオン交換ガラス板であって、前記第１の強化表面層及び前記第２の強化表面層は、前記イオン交換ガラス板の表面から層深さＤＯＬまで延びている、イオン交換ガラス板である前記ガラス板の第１の縁端から隔てられ、前記ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、
前記鋸歯付罫書きホイールが前記第１の強化表面層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を形成するように、前記鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、
前記鋸歯付罫書きホイールを前記初期速度から、前記ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまで前記ガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで前記第１の方向に加速させる工程、
前記罫書き線が前記ガラス板の第２の縁端に達する前に、少なくとも前記鋸歯付罫書きホイールの直径より大きい終端オフセット距離において、前記鋸歯付罫書きホイールを前記第１の方向で停止させる工程であって、前記罫書き線は前記鋸歯付罫書きホイールが前記ガラス板に接触した時点から前記鋸歯付罫書きホイールが停止させられた時点までで測られる罫書き時間内に完成され、前記罫書き線は前記罫書き時間後も前記中央領域にかけて延び広がるものである工程、
前記ガラス板の第３の縁端から隔てられ、前記ガラス板の前記上面より下方にオフセットされた位置に前記鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、
前記鋸歯付罫書きホイールが前記第１の強化表面層に延び込む表面弯入を含むクロスカットクラック開始部を形成するように、前記鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度で、前記第１の方向を横切る、第２の方向に平行移動させる工程、及び
前記鋸歯付罫書きホイールを前記クロスカット初期速度から、メジアンクロスカットクラック深さまで前記ガラス板に延び込むクロスカット罫書き線を罫書くための、クロスカット罫書き速度まで前記第２の方向に加速させる工程、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項3】

強化ガラス板を罫書きする方法において、
深さＤＯＬの表面圧縮層及び中央領域を有する前記ガラス板の第１の縁端から隔てられ、前記ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、
前記鋸歯付罫書きホイールが前記表面圧縮層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を形成するように、前記鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、
前記鋸歯付罫書きホイールを前記初期速度から、前記ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまで前記ガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで前記第１の方向に加速させる工程、及び
前記罫書き線が前記ガラス板の第２の縁端に達する前に、少なくとも前記鋸歯付罫書きホイールの直径より大きい終端オフセット距離において、前記鋸歯付罫書きホイールを前記第１の方向で停止させる工程であって、前記罫書き線は前記鋸歯付罫書きホイールが前記ガラス板に接触した時点から前記鋸歯付罫書きホイールが停止させられた時点までで測られる罫書き時間内に完成され、前記罫書き線は前記罫書き時間後も前記中央領域にかけて延び広がるものである工程、
を含むことを特徴とする方法。

【請求項4】

前記ガラス板上の定められた位置において、前記鋸歯付罫書きホイールが前記定められた位置から平行移動されて離れた後の一時に前記罫書き線が前記中央領域にかけて延び広がることを特徴とする請求項１または３に記載の方法。

【請求項5】

前記鋸歯付罫書きホイールが前記定められた位置から平行移動されて離れた後に、前記定められた位置を囲む前記中央領域内の応力場が緩和して、前記罫書き線に前記中央領域にかけて延び広がらせることを特徴とする請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記鋸歯付罫書きホイールが前記罫書き速度まで加速された後、前記ガラス板の前記上面に向かう方向に、垂直力が前記鋸歯付罫書きホイールに印加されることを特徴とする請求項１，２または３に記載の方法。

【請求項7】

前記ガラス板が１.５ｍｍ未満の厚さを有することを特徴とする請求項１，２または３に記載の方法。

【請求項8】

前記鋸歯付罫書きホイールが前記ガラス板に６ニュートン未満の力を印加することを特徴とする請求項１，２または３に記載の方法。

【請求項9】

前記罫書き時間中の前記ガラス板に残留応力を誘起する工程をさらに含み、前記残留応力が前記罫書き時間後に緩和することを特徴とする請求項２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の説明】

【0001】

本出願は２０１２年５月２２日に出願された米国特許出願第１３/４７７３９１号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記特許出願の明細書の内容に依存し、上記特許出願の明細書の内容はその全体が本明細書に参照として含められる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、全般には機械罫書きによる強化ガラス板の分割方法に関し、さらに詳しくは機械式スクライバーを用いる強化ガラス板の一段分割法に関する。

【背景技術】

【0003】

ガラス板は、ディスプレイのカバーにガラスが用いられるエレクトロニクス工業を含む、様々な工業において用いられる。そのような用途の例には、例えば、コンピュータモニタ、テレビジョン及び携帯デバイスのような、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイがある。従来、ガラスは大寸シートにつくられていて、機械式罫書きホイールまたはレーザを用いて罫書かれる。罫書かれた後、ガラスを罫書き線に沿って割るために、ガラス板に外力が印加される。ガラス板が小寸に分割されると、小寸ガラス板はさらに、例えば、縁端面研磨及び／または化学的強化プロセスを含む、処理を受ける。

【0004】

従来方法によるガラスの処理は手間がかかることが分かっている。力の印加により罫書き線に沿ってガラスが割られるときに、力の印加は小寸ガラス板に損傷を与えがちであり、これはスクラップ率を高め得る。さらに、化学強化ガラスに対し、罫書き後の小寸ガラス板の化学的強化プロセスへの投入は、大寸ガラス板の処理に比較して、小寸ガラス板には作業者の介入を多くする必要があるからスループットを低める。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、機械罫書きによる強化ガラス板の分割方法が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

様々な実施形態にしたがえば、強化ガラスを分割する方法は、ガラス板の第１の縁端から隔てられ、ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程を含む。ガラス板は圧縮応力下にある第１の強化表面層及び第２の強化表面層を有するイオン交換ガラス板である。第１及び第２の強化表面層はイオン交換ガラス板の表面から層深さＤＯＬまで延び、第１の表面強化層と第２の表面強化層の間の中央領域は引張応力下にある。方法は、第１の表面強化層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を鋸歯付罫書きホイールが形成するように、鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、鋸歯付罫書きホイールを初期速度から、ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまでガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで鋸歯付罫書きホイールを第１の方向に加速させる工程及び、罫書き線がガラス板の第２の縁端に達する前に、鋸歯付罫書きホイールを第１の方向で停止させる工程も含む。方法は、ガラス板の第３の縁端から隔てられ、ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、第１の表面強化層に延び込む表面弯入を含むクロスカットクラック開始部を鋸歯付罫書きホイールが形成するように、鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度で、第１の方向を横切る、第２の方向に平行移動させる工程及び、鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度から、クロスカットメジアンクラック深さまでガラス板に延び込むクロスカット罫書き線を罫書くための、クロスカット罫書き速度まで第２の方向に加速させる工程をさらに含む。

【0007】

別の実施形態にしたがえば、強化ガラス板を分割する方法は、ガラス板の第１の縁端から隔てられ、ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程を含む。ガラス板は圧縮応力下にある第１の強化表面層及び第２の強化表面層を有するイオン交換ガラス板である。第１及び第２の強化表面層はイオン交換ガラス板の表面から層深さＤＯＬまで延び、第１の表面強化層と第２の表面強化層の間の中央領域は引張応力下にある。方法は、第１の表面強化層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を鋸歯付罫書きホイールが形成するように、鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、鋸歯付罫書きホイールを初期速度から、ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまでガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで鋸歯付罫書きホイールを第１の方向に加速させる工程及び、罫書き線がガラス板の第２の縁端に達する前に、鋸歯付罫書きホイールを第１の方向で停止させる工程も含む。罫書き線は鋸歯付罫書きホイールがガラスシートに接触した時点から罫書きホイールが停止させられた時点までで測られる罫書き時間内に完成され、罫書き線は罫書き時間後も中央領域にかけて延び広がる。方法は、ガラス板の第３の縁端から隔てられ、ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程、第１の表面強化層に延び込む表面弯入を有するクロスカットクラック開始部を鋸歯付罫書きホイールが形成するように、鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度で、第１の方向を横切る、第２の方向に平行移動させる工程及び、鋸歯付罫書きホイールをクロスカット初期速度から、クロスカットメジアンクラック深さまでガラス板に延び込むクロスカット罫書き線を罫書くための、クロスカット罫書き速度まで第２の方向に加速させる工程をさらに含む。

【0008】

また別の実施形態にしたがえば、強化ガラス板を罫書く方法は、ガラス板の第１の縁端から隔てられ、ガラス板の上面より下方にオフセットされた位置に鋸歯付罫書きホイールを配置する工程を含む。ガラス板は深さがＤＯＬの表面圧縮層及び中央領域を有する。方法は、表面圧縮層に延び込む表面弯入を含むクラック開始部を鋸歯付罫書きホイールが形成するように、鋸歯付罫書きホイールを初期速度で第１の方向に平行移動させる工程、鋸歯付罫書きホイールを初期速度から、ＤＯＬより大きいメジアンクラック深さまでガラス板に延び込む罫書き線を罫書くための、罫書き速度まで第１の方向に加速させる工程及び、罫書き線がガラス板の第２の縁端に達する前に、鋸歯付罫書きホイールを第１の方向で停止させる工程も含む。罫書き線は鋸歯付罫書きホイールがガラスシートに接触した時点から罫書きホイールが停止させられた時点までで測定される罫書き時間内に完成され、罫書き線は罫書き時間後も中央領域にかけて延び広がる。

【0009】

本明細書に説明される実施形態のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を、また添付図面も、含む本明細書に説明される実施形態を実施することによって認められるであろう。

【0010】

上述の全般的説明及び以下の詳細な説明がいずれも様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて、本明細書の一部をなす。図面は本開示に説明される様々な実施形態を示し、記述とともに、特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、ガラス板を第１の方向に機械的に罫書いている罫書き機構の斜視図を簡略に示す。

【図2】図２は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、ガラス板を第２の方向に機械的に罫書いている罫書き機構の斜視図を簡略に示す。

【図3】図３は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、ガラス板を機械的に罫書くための罫書き機構の前面図を簡略に示す。

【図4】図４は本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう鋸歯付罫書きホイールの図３の線Ｂ−Ｂに沿う直断面図を簡略に示す。

【図5】図５は本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう機械罫書きプロセスの図１の線Ａ−Ａに沿う直断面図を簡略に示す。

【図6】図６は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、図５に示される時点に続く期間における縁端衝突モード中の機械的罫書きプロセスの図１の線Ａ−Ａに沿う直断面図を簡略に示す。

【図7】図７は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、図６に示される時点に続く期間における機械罫書きプロセスの図１の線Ａ−Ａに沿う直断面図を簡略に示す。

【図8】図８は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、図７に示される時点に続く期間における機械罫書きプロセスの図１の線Ａ−Ａに沿う直断面図を簡略に示す。

【図9】図９は、本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがう、図８に示される時点に続く期間における機械罫書きプロセスの図１の線Ａ−Ａに沿う直断面図を簡略に示す。

【図10】図１０は本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがうガラス板の機械罫書きプロセスの上面図を簡略に示す。

【図11】図１１は本明細書に示されるかまたは説明される１つ以上の実施形態にしたがうガラス板を複数のガラス品に分割する機械罫書きプロセスの上面図を簡略に示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

機械罫書きによって強化ガラス板を分割する方法の、それらの例が添付図面に示される、実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、全図面にわたり同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。機械罫書きによって強化ガラスを分割する方法の一実施形態が図１及び２に示される。機械式スクライバー、ここでは鋸歯付罫書きホイールが初めに強化ガラスの縁端から離れた位置に配置され、クラック開始部を形成する縁端衝突モードでガラス板に向けて平行移動される。機械式スクライバーは強化ガラス板に沿って加速されて平行移動され、ガラス板の第２の縁端に達する前に停止させられる。機械式スクライバーが強化ガラス板に沿って平行移動すると、機械式スクライバーはガラスの厚さにかけてメジアンクラック距離に延びる罫書き線を形成する。罫書き線はガラス板の厚さにかけて延び広がり続けて貫通クラックを形成し、ガラス板のいくらかの構造一体性を維持する未分離領域も残す。機械式スクライバーは次いで、第１の方向を横切る第２の方向に強化ガラス板を罫書くための位置に配置され、クロスカット罫書き線を形成して、クロスカット罫書き線がガラス板の厚さにかけて延び広がって強化ガラス板を複数のガラス品に分ける。強化ガラスを分割する方法は添付図面を特に参照して本開示でさらに詳細に説明される。

【0013】

本開示に用いられるように、語句「破断深さ」は、力をさらに加えずともガラスを非常の多くの小片に効果的に分裂させ得る欠陥がガラス板に延び込む深さを指す。

【0014】

化学的強化ガラスは基本的にその厚さにかけて応力プロファイルがつくり込まれたガラス基板であり、化学的強化プロセスにおいて、ガラス板の表面領域には高レベルの圧縮応力が生じ、内部領域には引張応力が生じている。ＬＣＤディスプレイ基板に対して用いられる手法のような大寸ガラス板分割のために開発された手法を用いる、そのようなガラスの罫書きは一般にガラスにひびを入れる。理論によれば、イオン交換化学的強化ガラス品に、表面圧縮応力に打ち勝つ罫書き力を印加して、ガラス品の引張応力がかかっている内部に延び込むメジアンクラックを形成し始めると、クラックは制御不能な態様で広がり、ガラス品の自発的破壊をおこさせる。しかし、本明細書に開示される実施形態にしたがえば、望ましくないガラス板の分裂または破断をおこさずに残留表面圧縮応力に打ち勝つ、制御された機械的損傷を形成し始めるに適する形状寸法を有する鋸歯付罫書きホイールが用いられる。

【0015】

図１をここで参照すれば、強化ガラス板９０が支持台８０の上に配置される。強化ガラス板９０は支持台８０と実質的に接触していることができる。しかし、ガラス板９０の偏差により、ガラス板９０には支持台８０から隔てられた領域があり得る。罫書き機構１００が第１の方向９１に延びる複数本の罫書き線９２を形成するようにガラス板９０に近接して配置されているとして、罫書き機構１００が示される。ガラス板９０に第１の方向で複数本の罫書き線９２が形成された後、図２に示されるように、罫書き機構１００は第１の方向９１を横切る第２の方向９３に複数本のクロスカット罫書き線を形成するために配置される。

【0016】

図３及び４を次に参照すれば、罫書き機構１００の一部が示されている。罫書き機構１００は罫書きヘッド１２０の支持構造体１２２から遠位に延びるように配置された鋸歯付罫書きホイール１１０を有する。鋸歯付罫書きホイール１１０は接触面１１２から内向きに伸びる複数の鋸歯１１４を有する。接触面１１２はホイール先端角１１８をなして収斂する２つの周縁面１１６，１１７で形成される。鋸歯付罫書きホイール１１１はガラス板９０に欠陥を形成するに適する様々な材料でつくることができる。そのような材料の例には、限定ではなく、炭化タングステン及び焼結合成ダイヤモンドがある。

【0017】

罫書き線９２及びクロスカット罫書き線９４を形成するには、ガラス板９０の組成及び強度に基づく、様々な形状の鋸歯付罫書きホイール１１０が適し得る。そのような鋸歯付罫書きホイール１１０は市場で入手することができ、限定ではなく例としては、日本国大阪の三星ダイヤモンド工業(株)の「Micro Penett」系列のホイールがある。一実施形態例において、鋸歯付罫書きホイール１１０は多結晶ダイヤモンドでつくられ、接触面に沿って見積もって、約２ｍｍの外径、約１１０°のホイール先端角、及び外径を巡って約３６０枚の鋸歯を有し、鋸歯１１４の底辺と接触面１１４の頂点の間の径方向距離は約３μｍである。

【0018】

図３をまた参照すれば、罫書き機構１００はガントリー装置１２４に沿って配置された罫書きヘッド１２０を有する。罫書きヘッド１２０は、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０に接触するように、鋸歯付罫書きホイール１１０をガラス板９０に近接させて位置決めする。鋸歯付罫書きホイール１１０は、鋸歯付罫書きホイール１１０の接触面がガラス板９０に接触している間、鋸歯付罫書きホイール１１０がその中心線の周りで自由に回転できるように、罫書きヘッド１２０内に取り付けられる。罫書きヘッド１２０は、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０に突き当てられる力を制御する力印加機構１２６を有する。力印加機構１２６は、１本の罫書き線９２を形成している間、鋸歯ホイール１１０に印加される力を変えることができる。力印加機構１２６は鋸歯付罫書きホイール１１０に印加される力を制御するための、技術上既知の、空気圧式アクチュエータ、バネ式張力印加機構及びサーボアクチュエータを含む様々な力印加方法を用いることができる。

【0019】

罫書き機構１００のガントリー装置１２４はガラス板９０に罫書き線９２及びクロスカット罫書き線９４を形成するような速度及びガラス板９０に沿う方向で罫書きヘッド１２０を平行移動させる。ガントリー装置１２４が罫書きヘッド１２０を平行移動させる速度は、１本の罫書き線９２を形成するために罫書きヘッド１２０を平行移動させ続けながら、速くするかまたは遅くすることができる。

【0020】

図５〜９を次に参照すれば、罫書き線９２を形成するために罫書き機構１００の鋸歯付罫書きホイール１００を用いるプロセスが示されている。本明細書に説明される機械罫書き方法は強化ガラスでつくられたガラス板９０を罫書くために用いられる。ガラス板９０は、いずれにも内部圧縮応力がかかる第１の強化表面１４２及び第２の強化表面１４４をつくるため、イオン交換プロセスによって化学的に強化することができる。第１及び第２の強化表面１４２，１４４は、内部引張応力がかかる中央領域１４６によって相互に隔てられる。第１及び第２の強化表面１４２，１４４は層深さＤＯＬまで延びる。説明の目的のため、本明細書に説明されるガラス板９０は、第２の強化表面１４４が作業台８０に接触し、第１の強化表面１４２が上面９６として配置されるように、配置される。

【0021】

図５を参照すれば、時刻ｔ_０において鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０から罫書き方向１２８にオフセットされるように、罫書きヘッド１２０が配置されている。鋸歯付罫書きホイール１１０はガラス板９０の上面９６から垂直方向にもオフセットされている。鋸歯付罫書きホイール１１０の最下面とガラス板９０の上面９６の間の垂直方向距離は切込み深さ１４０と定義される。いくつかの実施形態において、切込み深さ１４０はガラス板９０の厚さの約２０％〜約２５％に設定される。例えば、厚さが約０.５ｍｍのガラス板９０を罫書く場合、鋸歯付罫書きホイール１１０は、鋸歯ホイール１１０の最も下の位置にある接触面１１２がガラス板９０の上面９６より約０.１ｍｍ〜約０.１２５ｍｍ下になるように配置される。

【0022】

罫書き機構１００の（図５〜９には示されていない）ガントリー装置１２４は、罫書きヘッド１２０を、図６に示されるように、鋸歯付罫書きホイール１１０が、時刻ｔ_０に続く時刻ｔ_１においてガラス板９０の第１の縁端９８に接触するように、ガラス板９０に向けて平行移動させる。鋸歯付罫書きホイール１１０の接触面１１２がガラス板９０の第１の縁端９８に接触し、ガラス板９０の上面９６に沿って平行移動されるにつれて、鋸歯ホイール１１０が切込み深さ１４０からガラス板の上面９６に向けて垂直方向に平行移動するように、力が力印加機構１２６によって印加される。いくつかの実施形態において、鋸歯付罫書きホイール１１０に印加される垂直力は力印加機構１２６によって罫書きプロセス中一定に保たれる。例えば、垂直力は約３ニュートン（Ｎ）〜約６Ｎに保つことができる。

【0023】

罫書きヘッド１２０はガラス板９０の上面９６に横方向に沿う罫書き方向１２８に初期速度で係合距離１２９だけ平行移動する（図７）。初期速度は、以下でさらに詳細に説明されるように、罫書き速度より遅い。いくつかの実施形態において、罫書きヘッド１２０は毎秒鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約２倍から毎秒鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約１０倍までの速度で平行移動する。例えば、直径が約３ｍｍの鋸歯付罫書きホイール１１０に対し、罫書きヘッド１２０は毎秒約６ｍｍから毎秒約３０ｍｍの初期速度で平行移動する。いくつかの実施形態において、係合距離１２９は鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約２倍から鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約４倍までである。例えば、直径が約３ｍｍの鋸歯付罫書きホイール１１０を用いる場合、係合距離１２９は約６ｍｍ〜約１２ｍｍである。

【0024】

鋸歯付罫書きホイール１１０をガラス板の第１の縁端９８に平行移動させ、接触面１１２がガラス板９０の上面９６に接触するように鋸歯付罫書きホイール１１０を垂直上方に平行移動させることは、本明細書において、ガラス板９０２内へのクラックを始めさせる「縁端衝突」モードと称される。縁端衝突モードはガラス板９０の上面９６にクラック開始部１３０を形成する。

【0025】

図７を次に参照すれば、時刻ｔ_１に続く時刻ｔ_２において、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の上面９６に接触していて、ガラス板の第１の縁端９８から隔てられているような位置にある罫書きヘッド１２０が示されている。図示されるように、第１の縁端９８に近接するガラス板９８の領域は第１の縁端９８及び上面９６のいずれにも延び広がるクラック開始部１３０を示す。このクラック開始部１３０は上面９６に近接するガラス板９０の第１の強化層にかけて延び広がる。接触面１１２がガラス板９０の上面９６に接触するように鋸歯付罫書きホイール１１０が垂直位置に平行移動されてしまえば（図３を見よ）罫書きヘッド１２０は、縁端衝突モードにおいて示された初期速度から罫書き速度まで加速される。いくつかの実施形態において、罫書き速度は毎秒鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約５０倍から毎秒鋸歯付罫書きホイール１１０の直径の約１００倍である。例えば、直径が約３ｍｍの鋸歯付罫書きホイール１１０に対し、罫書き速度は毎秒約１５０ｍｍ〜約３００ｍｍである。罫書きヘッド１２０は鋸歯付罫書きホイール１１０を加速させて、鋸歯付罫書きホイールが罫書き線９５を形成するようにガラス板９０に沿って鋸歯付罫書きホイール１１０を平行移動させる。罫書き線９２はメジアンクラック深さ１４８までガラス板９０に延び込み、メジアンクラック深さ１４８はガラス板９０の層深さより大きい。鋸歯付罫書きホイール１１０が与えられた固定位置、すなわち「目的の局所領域」に近接して配置される期間内には、罫書き線９２のメジアンクラック深さ１４８はガラス板９０の、ガラス板９０が自発的に破断することができ、罫書き線９２から様々な方位で細かく割れ易くなる深さである、破断深さより小さい。

【0026】

鋸歯付罫書きホイール１１０の接触面１１２はガラス板９０の上面９６に表面窪み１５０を生じさせる。接触面１１２に対応する表面窪み１５０の大きさ及び間隔は鋸歯付罫書きホイール１１０の接触面１１２及び鋸歯１１４に対応する。鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の上面９６に沿って平行移動すると、鋸歯付罫書きホイール１１０はガラス板９０内に応力場を誘起する。応力場はガラス板９０の、鋸歯付罫書きホイール１１０の接触面１１２に接触する、領域で最も強く（図３及び４を見よ）、ガラス板９０に表面窪み１５０を生じさせる。応力場は、表面窪み１５０の間で、ガラス板９０の上面９６に沿う表面窪み１５０から隔てられた位置において、及びガラス板９０の深さに向けて、消散する。応力場はガラス板９０の上面９６からメジアンクラック深さまでの罫書き線９２の形成をおこさせる。鋸歯付罫書きホイール１１０をガラス板９０の上面９６に突き当てる力を制御することによって、罫線９２が所望のメジアンクラック深さ１４８で形成されるように、鋸歯付罫書きホイール１１０によってつくられる表面窪み１５０の深さを制御することができる。

【0027】

図８を次に参照すれば、時刻ｔ_２に続く時刻ｔ_３において、罫書きヘッド１２０は、第１の縁端９８の反対側のガラス板９０の第２の縁端９９に鋸歯付罫書きホイール１１０が近づくまで、ガラス板９０の上面９６に沿って鋸歯付罫書きホイール１１０を平行移動させ続ける。鋸歯付罫書きホイール１１０が第２の縁端９９に近づくと罫書きヘッド１２０は停止し、力印加機構１２６は鋸歯付罫書きホイール１１０にかけていた力を抜く。いくつかの実施形態において、ガラス板９０の第２の縁端９９と鋸歯付罫書きホイール１１０の停止点の間の終端距離１２７（図９を見よ）は少なくとも鋸歯付罫書きホイール１１０の１直径である。例えば、直径が約３ｍｍの鋸歯付罫書きホイール１１０を用いた場合、終端距離１２７は少なくとも３ｍｍである。ガラス板９０への鋸歯付罫書きホイール１１０の衝突に始まり、終端距離１２７における鋸歯付罫書きホイール１１０による力がガラス板９０から取り去られたときに終わる、１本の罫書き線９２が形成される時間は、罫書き時間と定義される。

【0028】

図９に示されるように、時刻ｔ_３に続く時刻ｔ_４において、罫書きヘッド１２０は、接触面１１２がもはやガラス板９０とは接触していないように、鋸歯付罫書きホイール１１０を垂直方向に平行移動させてガラス板９０の上面９６から離す。ガラス板９０の第２の縁端９９から隔てられた終端距離１２７において鋸歯付罫書きホイール１１０を停止させることにより第２の縁端９９近傍のガラス板９０の領域は罫書かれないままであり、したがって、第２の縁端９９近傍のガラス板９０の領域は、ハンドリングまたは以降の罫書き作業のため、構造一体性を維持する。しかし、罫書き線９２は罫書き時間後もガラス板９０の厚さにかけて延び広がり広がり続ける。

【0029】

鋸歯付罫書きホイール１１０が平行移動してガラス板９０の目的の局所領域から離れると、応力場内の残留応力は、罫書き線９２近傍のガラス板９０の領域内の応力場が緩和するにつれて時間とともに消散する。応力場の消散は表面窪み１５０の形成後のガラス板９０内の応力の再分布に帰因させることができる。鋸歯付罫書きホイール１１０が平行移動して目的の局所領域から離れると、罫書き線９２がガラス板９０の厚さにかけて延び広がり続け、罫書き線９２の形成路に沿う貫通クラック９５を形成するように、再分布し得る。貫通クラック９５はガラス板９０の第２の縁端９９近傍にあるガラス板９０の未分離領域９７において終端する。未分離領域９７は、上述した罫書き作業において罫書かれていなかった、第２の縁端９９近傍にあるガラス板の部分に相当する。

【0030】

図１０を次に参照すれば、罫書き機構１００は鋸歯付罫書きホイール１１０をガラス板９０に沿って複数回、鋸歯付罫書きホイール１１０が対応する複数本の罫書き線９２を第１の方向９１に形成するように、平行移動させる。複数本の罫書き線９２は、ガラス板９０の未分離領域によって第２の縁端９９から隔てられている、対応する複数本の貫通クラック９５をそれぞれが形成するように、ガラス板９０の厚さにかけて延び広がり続ける。第１の方向９１の所望の本数の罫書き線９２がガラス板９２に形成されると、罫書き機構１００は第３の縁端１９８に近接する位置に鋸歯付罫書きホイール１１０を移動させる。上述した方法と同様に、ガラス板９０の上面９６より下の垂直位置に鋸歯付罫書きホイール１１０が配置される。罫書き機構１００は鋸歯付罫書きホイール１１０を、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の第３の縁端１９８に縁端衝突モードで接触して、第３の縁端にクロスカットクラック開始部２３０を形成し始めるように、ガラス板９０に向けて平行移動させる。罫書き機構１００は鋸歯付罫書きホイール１１０を初期クロスカット速度で第３の縁端１９８に向けて平行移動させる。鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の第３の縁端１９８に接触すると、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の上面９６に接触するように、鋸歯付罫書きホイール１１０は垂直上方に平行移動させられ得る。クロスカットクラック開始部２３０は、図７及び８に示される表面弯入と同様の、ガラス板９０の第１の強化表面層１４２に延び込む、鋸歯付罫書きホイール１１０で形成された表面弯入を有する。

【0031】

図１０を再び参照すれば、鋸歯付罫書きホイール１１０がガラス板９０の上面９６に接触するように罫書きヘッド１２０が配置されると、鋸歯付罫書きホイール１１０は、ガラス板９０にかけて第４の縁端１９９に向けてクロスカット罫書き線９４を罫書くためのクロスカット罫書き速度まで加速される。クロスカット罫書き線９４は、図７及び８のメジアンクラック深さ１４８と同様の、ガラス板９０の第１の強化表面層１４２より深いメジアンクロスカットクラック深さまでガラス板９０に延び込む。いくつかの実施形態において、クロスカット罫書き線９４はガラス板９０の一部にかけて延びる。別の実施形態において、クロスカット罫書き線９４は、第３の縁端１９８から第４の縁端１９９まで、ガラス板９０の全体にわたって延びる。最終用途にしたがって、複数本のクロスカット罫線９４をガラス板９０にかけて形成することができる。

【0032】

図１０及び１１を次に参照すれば、鋸歯付罫書きホイール１１０が平行移動されて目的の局所領域から離された後、それぞれのクロスカット罫書き線９４は、クロスカット罫書き線９４がガラス板９０の厚さにわたる貫通クラックを形成するように、ガラス板９０の厚さにかけて延び広がり続ける。クロスカット罫書き線９４がガラス板の厚さにかけて延びると、ガラス板９０は罫書き線９２及びクロスカット罫書き線９４に対応する位置において貫通クラック９５に沿って分離する。上述した方法にしたがってガラス板９０を罫書くことにより、ガラス板９０は、隣り合う罫書き線９２及び隣り合うクロスカット罫書き線９４の間隔によって定められる寸法及び形状をそれぞれが有する、複数のガラス品１６０ａ〜ｕに分割される。

【0033】

ガラス品１６０は、罫書き線９２及びクロスカット罫書き線９４に沿って分離するためにガラス板９０に力をさらに印加することなく、ガラス板９０から分離することができる。さらに、ガラス品１６０はガラス品が罫書かれる順序でガラス板９０から順次に分離することができる。例えば、ガラス品１６０ａ〜ｅはガラス品１６０ｆ〜ｊの前にガラス板９０から分離し、ガラス品１６０ｆ〜ｊはガラス品１６０ｋ〜ｏの前にガラス板９０から分離し、ガラス品１６０ｋ〜ｏはガラス品１６０ｐ〜ｕの前にガラス板９０から分離する。

【0034】

上述した方法は、強化ガラス板９０を機械的に罫書くために用いられる。ガラス板９０はアルカリアルミノケイ酸ガラス組成物で形成することができる。一実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、約８４モル％〜約６８モル％のＳｉＯ_２，約１２モル％〜約１６モル％のＮａ_２Ｏ，約８モル％〜約１２モル％のＡｌ_２Ｏ_３，０モル％〜約３モル％のＢ_２Ｏ_３，約２モル％〜約５モル％のＫ_２Ｏ，約４モル％〜約６モル％のＭｇＯ及び０モル％〜約５モル％のＣａＯを含み、６６モル％≦ＳｉＯ_２＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＣａＯ≦６９モル％，Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％，５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％，(Ｎａ_２Ｏ＋Ｂ_２Ｏ_３)−Ａｌ_２Ｏ_３≧２モル％，２モル％≦Ｎａ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３≦６モル％及び４モル％≦(Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ)−Ａｌ_２Ｏ_３≦１０モル％である。

【0035】

別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、約６０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ_２，約６モル％〜約１４モル％のＡｌ_２Ｏ_３，０モル％〜約１５モル％のＢ_２Ｏ_３，約０モル％〜約１５モル％のＬｉ_２Ｏ，０モル％〜約２０モル％のＮａ_２Ｏ，０モル％〜約１０モル％のＫ_２Ｏ，約４モル％〜約６モル％のＭｇＯ，０モル％〜約１０モル％のＣａＯ，０モル％〜約５モル％のＺｒＯ_２，０モル％〜約１モル％のＳｎＯ_２，０モル％〜約１モル％のＣｅＯ_２，約５０ｐｐｍ未満のＡｓ_２Ｏ_３及び約５０ｐｐｍ未満のＳｂ_２Ｏ_３を含み、１２モル％≦Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ≦２０モル％及び０モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ≦１０モル％である。

【0036】

別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスはＳｉＯ_２及びＮａ_２Ｏを含み、ガラスは、ガラスの粘度が３５キロポアズ（ｋｐｏｉｓｅ）（３.５ｋＰａ・秒）になる温度Ｔ_３５ｋｐを有し、ジルコンが分解してＺｒＯ_２及びＳｉＯ_２を形成する温度Ｔ_分解はＴ_３５ｋｐより高い。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、約６１モル％〜約７５モル％のＳｉＯ_２，約７モル％〜約１５モル％のＡｌ_２Ｏ_３，０モル％〜約１２モル％のＢ_２Ｏ_３，約９モル％〜約２１モル％のＮａ_２Ｏ，０モル％〜約４モル％のＫ_２Ｏ，０モル％〜約７モル％のＭｇＯ及び０モル％〜約３モル％のＣａＯを含む。

【0037】

別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは少なくとも５０モル％のＳｉＯ_２及び、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物からなる群から選ばれる、少なくとも１つの改質剤を含み、ここで、 [Ａｌ_２Ｏ_３(モル％)＋Ｂ_２Ｏ_３{モル％}]/(Σアルカリ金属改質剤(モル％))＞１である。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、５０モル％〜約７２モル％のＳｉＯ_２，約９モル％〜約１７モル％のＡｌ_２Ｏ_３，約２モル％〜約１２モル％のＢ_２Ｏ_３，約８モル％〜約１６モル％のＮａ_２Ｏ及び０モル％〜約４モル％のＫ_２Ｏを含む。

【0038】

別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，Ｐ_２Ｏ_５及び少なくとも１つのアルカリ金属酸化物（Ｒ_２Ｏ）を含み、０.７５≦[Ｐ_２Ｏ_５(モル％)＋Ｒ_２Ｏ(モル％)]/(Ｍ_２Ｏ_３(モル％))≦１.２である。ここで、Ｍ_２Ｏ_３＝Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３である。いくつかの実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、約４０モル％〜約７０モル％のＳｉＯ_２，０モル％〜約２８モル％のＢ_２Ｏ_３，０モル％〜約２８モル％のＡｌ_２Ｏ_３，約１モル％〜約１４モル％のＰ_２Ｏ_５及び約１２モル％〜約１６モル％のＲ_２Ｏを含み、いくつかの実施形態において、約４０モル％〜約６４モル％のＳｉＯ_２，０モル％〜約８モル％のＢ_２Ｏ_３，約１６モル％〜約２８モル％のＡｌ_２Ｏ_３，約２モル％〜約１２モル％のＰ_２Ｏ_５及び約１２モル％〜約１６モル％のＲ_２Ｏを含む。

【0039】

また別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは少なくとも約４モル％のＰ_２Ｏ_５を含み、(Ｍ_２Ｏ_３(モル％))/(Ｒ_ｘＯ(モル％))＜１である。ここで、Ｍ_２Ｏ_３＝Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３であり、Ｒ_ｘＯはアルカリアルミノケイ酸ガラス内に存在する一価及び二価の陽イオン酸化物の和である。いくつかの実施形態において、一価及び二価の陽イオン酸化物は、Ｌｉ_２Ｏ，Ｎａ_２Ｏ，Ｋ_２Ｏ，Ｒｂ_２Ｏ，Ｃｓ_２Ｏ，ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群から選ばれる。いくつかの実施形態において、ガラスは０モル％のＢ_２Ｏ_３を含む。

【0040】

また別の実施形態において、アルカリアルミノケイ酸ガラスは、少なくとも約５０モル％のＳｉＯ_２及び約１１モル％のＮａ_２Ｏを含み、圧縮応力は少なくとも９００ＭＰａである。いくつかの実施形態において、ガラスはＡｌ_２Ｏ_３及び、Ｂ_２Ｏ_３，Ｋ_２Ｏ，ＭｇＯ及びＺｎＯの内の少なくとも１つをさらに含み、−３４０＋２７.１・Ａｌ_２Ｏ_３−２８.７・Ｂ_２Ｏ_３＋１５.６・Ｎａ_２Ｏ−６１.４・Ｋ_２Ｏ＋８.１・(ＭｇＯ＋ＺｎＯ)≧０モル％である。特定の実施形態において、ガラスは、約７モル％〜約２６モル％のＡｌ_２Ｏ_３，０モル％〜約９モル％のＢ_２Ｏ_３，約１１モル％〜約２５モル％のＮａ_２Ｏ，０モル％〜約２.５モル％のＫ_２Ｏ，０モル％〜約８.５モル％のＭｇＯ，及び０モル％〜約１.５モル％のＣａＯを含む。

【0041】

いくつかの実施形態において、上述したアルミノケイ酸ガラスに、リチウム、ホウ素、バリウム、ストロンチウム、ビスマス、アンチモン、及びヒ素の内の少なくとも１つは実質的に含まれていない（すなわち、０モル％を含む）。

【0042】

いくつかの実施形態において、上述したアルカリアルミノケイ酸ガラスは、スロットドロー、フュージョンドロー、リドロー、等のような、技術上既知のプロセスによるダウンドローが可能であり、すくなくとも１３０ｋｐｏｉｓｅ（１３ｋＰａ・秒）の液相粘度を有する。

【0043】

本明細書で先に説明したように、ガラス板９０は、一実施形態において、ガラスの表面層内のイオンが、同じ原子価または酸化状態を有するより大径のイオンで置換される、イオン交換プロセスによって化学的に強化される。特定の実施形態の１つにおいて、表面層内のイオン及びより大径のイオンは、（ガラス内に存在すれば）Ｌｉ^＋，Ｎａ^＋，Ｋ^＋，Ｒｂ^＋およびＣｓ^＋のような、一価のアルカリ金属陽イオンである。あるいは、表面層内の一価の陽イオンは、Ａｇ^＋，Ｔｌ^＋，Ｃｕ^＋，等のような、アルカリ金属陽イオン以外の一価の陽イオンで置換され得る。

【0044】

イオン交換プロセスはガラス基板の表面に圧縮応力をつくりだす。そのような圧縮応力はガラス基板の表面下の、層深さと称される、ある深さまで広がる。圧縮応力は、ガラス基板内の正味の応力がゼロであるように（中央張力）と称される引張応力の層と釣り合わされる。ガラス基板の表面における圧縮応力の形成はガラスを強化し、耐機械的損傷性にし、したがって、きずによるガラス基板の破局的破壊を軽減する。きずが層深さにわたって広がることはない。

【0045】

一実施形態において、ガラス板９０は、ガラス板９０がイオン交換浴に入れられたときに、ガラスの表面近くにある小径のナトリウムイオンが大径のカリウムイオンと交換される、イオン交換によって化学的に強化される。小径ナトリウムインの大径カリウムイオンによる置換はガラス板９０の表面に圧縮応力層を発現させる。

【0046】

本明細書に説明される実施形態において、強化によってガラス板９０に発現する圧縮応力及び層深さはガラス板９０の損傷許容度を改善し、同時にガラス品にきずを入れるリスク無しに（研磨または別の機械加工によるような）以降の処理を容易にするにも、十分である。一実施形態において、圧縮応力は約２００ＭＰａから約１０００ＭＰａとすることができる。別の実施形態において、圧縮応力は約５００ＭＰａから約８００ＭＰａとすることができる。また別の実施形態において、圧縮応力は約６５０ＭＰａから約９００ＭＰａとすることができる。一実施形態において、層深さは約１０μｍから約８０μｍとすることができる。別の実施形態において、層深さは約３０μｍから約６０μｍとすることができる。また別の実施形態において、層深さは約４０μｍから約６０μｍとすることができる。

【0047】

上述した方法にしたがって処理されたガラス板は機械罫書きプロセスを用いて罫書くことができる。機械罫書きプロセスは、ガラス板にメジアンクラック深さまで伸び込む罫書き線及びクロスカット罫書き線をガラス板に形成するため、鋸歯付罫書きホイールを用いる。鋸歯付罫書きホイールが平行移動されて前進するにつれて、罫書き線はガラスの厚さにかけて延び広がり、これにより、ガラス板の向こう側の縁端には到達しない貫通クラックが形成される。鋸歯付罫書きホイールは第１の方向を横切る第２の方向でガラス板にかけて同様に平行移動された、クロスカット罫書き線を形成する。ガラス板は、力をさらに印加せずとも、隣り合う罫書き線及び隣り合うクロスカット罫書き線の間隔にしたがう寸法につくられた複数のガラス品に分離する。

【実施例】

【0048】

化学的に強化されたガラス板を上述した方法にしたがって機械的に罫書きして分割した。ガラス板は、厚さが０.０５５ｍｍであり、３０μｍ厚の表面圧縮層及び７５０ＭＰａの表面圧縮応力レベルを有し、ガラス板中央張力計算値が３３ＭＰａの、コーニング(Corning)ＩＯＸ-ＦＳガラスとした。ガラス板を、それぞれが５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法を有する小寸ガラス品に分けた。それぞれの小寸ガラス板を、本明細書に説明される方法にしたがい、市販の研削ガラス切断機、すなわち、独国マインツ(Mainz)のMDI Schott Advanced Processing GmbHから入手した市販品のＭＰシリーズガラス切断機を用いて機械的に罫書いた。ガラス板の表面を罫書くために用いた鋸歯付罫書きホイールも、MDI Schottからの、Micro Penett 306-3/110°/D2.0 T 0.65 H0.8とした。

【0049】

ガラス板にクラック開始部を設けるため、ガラス板の上面の下０.１５ｍｍの切込み深さにおいてガラス板から約５ｍｍ離れるように鋸歯付罫書きホイールを配置することで、鋸歯付罫書きホイールを縁端衝突させた。縁端から約５ｍｍの距離からガラス板に縁端衝突させるため、鋸歯付罫書きホイールを毎秒５ｍｍの初期速度で平行移動させた。ガラス板の大半にかけて０.０３，０.０４，０.０５及び０.０６ＭＰａの機械圧力で罫書き線を形成するため、鋸歯付罫書きホイールを毎秒約２５０ｍｍの罫書き速度まで加速させた。機械圧力は、それぞれ３，４，５及び６Ｎの、ガラス板上に鋸歯付罫書きホイールによってかけられる垂直荷重に相当する。鋸歯付罫書きホイールを縁端から鋸歯付罫書きホイール直径のほぼ３倍、すなわち約６ｍｍにおいて、ガラス板に沿う鋸歯付罫書きホイールの平行移動を終端した。

【0050】

同じ機械及び鋸歯付罫書きホイールを用いてガラス板をクロスカットした。クロスカット罫書き線のためのクロスカット開始部を形成する縁端衝突モードのパラメータは罫書き線のための開始部の形成時のパラメータと一致させた。しかし、クロスカット罫書き速度は罫書き速度の約９３％、すなわち毎秒約２３２ｍｍとした。

【0051】

鋸歯付罫書きホイールに５Ｎの垂直荷重を印加したときに、機械手罫書きに続くガラス品の自発分離の最適な結果が見られた。

【0052】

語「実質的に」及び「約」は本明細書において、いかなる量的比較、値、測定値またはその他の表示にも帰因させ得る本質的な不確定性の度合いを表すために用いられ得ることに注意されたい。これらの語は本明細書において、対象としている主題の基本機能に変化を生じさせずに、量的表現が言明された基準値から変わり得る度合いを表すためにも用いられる。

【0053】

特定の実施形態を本明細書に示し、説明したが、特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく様々な他の変更及び改変がなされ得ることは当然である。さらに、特許請求される主題の様々な態様を本明細書に説明したが、そのような態様が組合せで用いられる必要はない。したがって、添付される特許請求の範囲は、特許請求される主題の範囲内にあるそのような変更及び改変の全てを包含するとされる。

【符号の説明】

【0054】

８０ 支持台
９０ 強化ガラス板
９１，９３ 罫書き方向
９２ 罫書き線
９４ クロスカット罫書き線
９５ 貫通クラック
９６ ガラス板の上面
９７ ガラス板の未分離領域
９８，９９，１９８，１９９ ガラス板の縁端
１００ 罫書き機構
１１０ 鋸歯付罫書きホイール
１１２ 接触面
１１４ 鋸歯
１１６，１１７ 周縁面
１１８ ホイール先端角
１２０ 罫書きヘッド
１２２ 支持構造体
１２４ ガントリー装置
１２６ 力印加機構
１２７ 終端距離
１２９ 係合距離
１３０ クラック開始部
１４０ 切込み深さ
１４２，１４４ 強化表面
１４６ 中央領域
１４８ メジアンクラック深さ
１５０ 表面窪み
１６０ ガラス品
２３０ クロスカットクラック開始部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】