JP2004010452A - 硬質脆性板の切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板表面に切断用のスクライブ溝を刻設する装置や切断用のレーザビームを走行させる装置に関し、テーブルの旋回機構を不要にして、小型で安価な傾き補正手段を設ける。
【解決手段】テーブルと、このテーブルの上方でＸ方向に走行する走行台２９と、この走行台に装着されたスクライブカッタなどの切断体１と、前記テーブルをＹ方向に移動する送り装置と、前記テーブル上に載置固定された硬質脆性板２の傾きを検出する検出器とを備えた硬質脆性板の切断装置において、切断体１が走行台２９に対してＹ方向に移動可能に装着され、前記検出器で検出された硬質脆性板の傾き量に対応して、切断体１のＹ方向の移動量を走行台２９の走行量に関連させて制御することにより、切断体１をＸ方向に対して傾斜した直線に沿って走行させる。大きくて重いテーブル旋回機構が不要になるので、装置の重量及びコストを低減することができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスプレイパネル用のガラス基板その他の硬質脆性板を直線的に切断するために用いる切断装置に関するもので、板表面に切断用のスクライブ溝を刻設する装置や切断用のレーザビームなどを直線的に走行させる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイパネルなどのガラス板の切断方法として、スクライブカッタやレーザビームでガラス板の表面に溝を刻設し、この溝に沿って割断するという方法や、強力なレーザビームを切断線に沿って走行させることにより、一工程で切断する方法などが提案されている。いずれの方法を採用するにしろ、スクライブカッタやレーザビームを切断しようとする直線に沿って走行させる機構が必要である。
【０００３】
図７は、スクライブカッタを走行させるガラス板のスクライブ装置について、カッタの走行機構とガラス板を載置したテーブルの位置決め方法とを示した図である。従来構造におけるこの種の切断装置は、ガラス板２を載置したテーブル４５を図のＣ方向に微少旋回してガラス板２の傾きを正し、そのテーブルを図のＹ方向に送って切断線の位置決めをする。そして、図のＺ方向の昇降モータ６でスクライブカッタ１に切り込み送りを与え、その後スクライブカッタ１を搭載した走行台４６を図のＸ方向に走行させて、スクライブカッタ１を所望の切断線に沿って走行させるというものである。テーブル４５上のガラス板２の位置は、ガラス板に予め設けられている２個のアライメントマーク４０をカメラ３９、３９の視野内で読取り、読取った２個のアライメントマークのＹ方向及びＸ方向の座標から、ガラス板２の正確な位置と傾きとを検出しており、テーブル４５のＣ方向の旋回量及びＹ方向の送り量は、この検出値に基づいて演算される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来方法でスクライブカッタ１を所望の切断線に沿って直線的に走行させるには、テーブル４５のＣ方向（鉛直軸回り）の旋回位置決め機構と、Ｙ方向の移動位置決め機構とが必要である。テーブル４５上のガラス板２は、傾いた状態でテーブル４５に固定されることもあるため、その傾きを正すために、テーブル４５のＣ方向の旋回機構が必要なのであるが、テーブル４５上へのガラス板２の載置は、ハンドリング装置やＹ方向の送り装置を用いて行われるため、傾きが生じたとしても、その傾き量は通常は１度以下であり、精度の高い装置では０．１度以下である。
【０００５】
一方、テーブル４５の旋回位置決めをするためには、テーブル４５を旋回軸受で支持して当該テーブルに固定したウォームホイールをサーボモータで駆動されるウォームで駆動するというような構造が必要であり、ガラス板の僅かな角度の補正をするために、大掛かりなテーブルの旋回位置決め装置が必要で、その位置決め精度も高くしなければならないことから、装置構造が複雑で、剛性を得るために大型で重くなり、装置が高価であるという問題があった。
【０００６】
この発明は、テーブルの旋回位置決め構造を不要にして、小型で安価な傾き補正手段を設けることにより、スクライブカッタやレーザビームによるガラス板の切断装置の構造の単純化及び軽量化を図ることにより、硬質脆性板の切断装置をより安価に提供できるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの出願の請求項１の硬質脆性板の切断装置は、テーブル２５と、このテーブルの上方の位置でそのテーブル面に平行な第１の方向（以下「Ｘ方向」という）に走行する走行台２９と、この走行台に装着されたスクライブカッタやレーザ発振器などの切断体１と、前記テーブル２５をテーブル面と平行で前記Ｘ方向と直交する第２の方向（以下「Ｙ方向」という）に移動位置決めする送り装置２６、２７と、テーブル２５上に載置固定された硬質脆性板２の傾きを検出する検出器３９とを備えた硬質脆性板の切断装置において、切断体１が走行台２９に対してＹ方向に移動可能に装着され、検出器３９で検出された硬質脆性板２の傾き量に対応して、切断体１のＹ方向の移動量を走行台２９の走行量に関連させて制御することにより、切断体１をＸ方向に対して傾斜した直線に沿って走行させるものである。
【０００８】
また請求項２の硬質脆性板の切断装置は、テーブル２５と、このテーブルの上方に位置する走行台２９と、この走行台をＸ方向に走行させる走行装置３１、３２と、この走行台に装着されたスクライブカッタやレーザ発振器などの切断体１と、テーブル２５をＹ方向に移動位置決めする送り装置２６、２７と、テーブル２５上に載置固定された硬質脆性板２の傾きを検出する検出器３９とを備えた硬質脆性板の切断装置において、走行台２９にＹ方向に移動自在に支持された取付板３と、この取付板をＹ方向に移動させる２次送り装置３７、３８と、検出器３９が検出した硬質脆性板２の傾き量に基づいて、前記送り装置と２次送り装置の駆動量を比例的に制御する制御器４２とを備え、切断体１は走行台に取付板３を介して装着されているというものである。
【０００９】
この発明の硬質脆性板の切断装置は、硬質脆性板２を載置するテーブル２５の旋回機構を備えていない。この旋回機構の代わりに切断体１が取付板３を介して走行台２９に装着されており、この取付板３を走行台２９に対してＹ方向に移動する２次送り装置３７、３８が設けられている。そして、テーブル２５上に載置された硬質脆性板２が傾いていたときは、検出器３９で検出されたその傾き角に応じて２次送り装置３７、３８の駆動量を走行台２９の走行量に比例させて制御することにより、切断体１を検出器３９で検出された硬質脆性板の傾き角と等しい角度だけＸ方向から偏倚させて走行させることにより、テーブル２５上に硬質脆性板２が傾いて固定されたときにも、硬質脆性板２が正しい方向に切断されるようにしたものである。
【００１０】
この発明の装置によれば、大きくて重いテーブル２５の旋回機構が不要になるので、装置の重量及びコストを低減することができる。新たに設けられる２次送り機構は、テーブルの旋回機構に比べてはるかに小型軽量であるから、これを追加したことによる装置の重量及びコストの増加は僅かである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、ガラス板のスクライブ装置を例にして、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、実施例のスクライブ装置の全体構成を模式的に示す斜視図である。切断しようとするガラス板２を載置するテーブル２５は、図示しない機台に設けたＹ方向のガイドレールに案内されており、送りモータ２６で正逆転駆動されるＹ方向送りねじ２７に螺合している。テーブル２５の上面には、負圧源に連結された小孔が多数設けられており、ガラス板２はこれらの小孔に作用する負圧によりテーブル２５上に吸着固定される。
【００１２】
テーブル２５の上方には、図のＸ方向の横桁２８が図示しない両端の支柱によって装架されており、この横桁に走行台２９を案内するＸ方向のガイドレール３０が固定されている。走行台２９は、走行モータ３１で正逆転駆動されるＸ方向送りねじ３２に螺合している。Ｘ方向及びＹ方向は、テーブル２５の面に平行な互いに直交する方向である。
【００１３】
図２は、走行台２９とこれに装着された取付板３の関係を示す平面図であり、図３は図２の一部断面側面図である。走行台２９には、一方の垂直辺を垂直方向の支軸３３回りに揺動可能に取付板３が装着されている。取付板３の他側の垂直辺３４には、垂直方向の揺動ピン３５で揺動リンク３６が枢着され、この揺動リンクの先端は、垂直方向の偏心軸３７で走行台２９に連結されている。偏心軸３７は、同心部３７ａと偏心部３７ｂとを備え、同心部３７ａで走行台２９に軸支され、偏心部３７ｂで揺動リンク３６の先端に連結されている。偏心軸３７には、２次送りモータ３８が連結されている。
【００１４】
図５は取付板３への回転カッタ（切断体）の装着構造を示す一部断面側面図であり、図６は図５の正面図である。取付板３には、垂直方向（Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向）の２本のガイドレール４及びボールねじ５と、このボールねじを回転駆動する昇降モータ６とが設けられている。ガイドレール４には昇降ブラケット７が案内されており、この昇降ブラケットに設けたボールナット８がボールねじ５に螺合して、昇降モータ６の正逆転により昇降ブラケット７が昇降する。
【００１５】
昇降ブラケット７には、シリンダブロック９が固定されている。このシリンダブロックは、垂直方向の２本のシリンダ孔１０（図にはその一本のみが破線で示されいてる。）を備えており、このシリンダ孔の下端は開口している。シリンダ孔１０の上端は、図示しない空気圧源に切換弁を介して連通されている。また、シリンダ孔１０の内周には、複数個の円周溝が設けられ、この円周溝に前記空気圧源に連通された静圧空気孔が開口している。
【００１６】
シリンダ孔１０には、その下端開口からラム１４が挿入されている。このラム１４の外周は、シリンダ孔１０の内周面との間にミクロン代の隙間を形成するはめあい公差で嵌挿されている。２本のラム１４は、付圧ブラケット１５に一体的に立設されており、この付圧ブラケットと昇降ブラケット７との間に付圧ブラケット１５を懸吊する引張りコイルばね１６が装架されている。このようなばねを設ける代りに、付圧ブラケット１５の下方への脱落を防止するストッパを昇降ブラケット７に設けてもよい。
【００１７】
付圧ブラケット１５には、面直角方向の旋回軸１７がボールベアリング１８で軸支され、この旋回軸の下端に固定したホルダ１９の一端に立設した回り止めピン２０が軸受ホルダの下端に設けた回り止め孔２１に遊嵌しており、その遊隙に相当する角度だけ旋回軸１７が回動可能である。この回動角は数度程度である。スクライブ溝を刻設する回転カッタ１は、旋回軸１７の軸心から取付板３の走行方向後方（トレーリング方向）に数ミリメートル偏心Ｈさせて、ホルダ１９に自由回転可能に軸着されている。
【００１８】
上記構造において、ガラス２にスクライブ溝を刻設するときは、ガラス板２の厚さに応じて昇降モータ６で昇降ブラケット７の高さを設定し、シリンダ孔１０の前記付圧空気孔及び静圧空気孔に圧力空気を供給した状態で走行台２９を走行させる。回転カッタ１は走行台２９の走行に従ってガラス２の表面を転動して、その外周の切刃によりガラス板表面にスクライブ溝を刻設する。
【００１９】
テーブル２５の送り方向上流側の両側上方には、ガラス板２に設けたアライメントマーク４０を検出するためのカメラ３９が設けられている。このカメラは、ガラス板２に予め設けられたアライメントマーク４０（図１参照）を画像情報として読取り、画像処理装置４１で両側のアライメントマーク４０のＸ座標及びＹ座標を演算して制御器４２に送る。制御器４２は、入力された２個のＸ座標及びＹ座標からテーブル２５上に固定されたガラス板２の傾きを検出する。この傾きは、アライメントマークの間隔ｗに対するＹ方向の偏倚量Δｙとして検出される（図４参照）。
【００２０】
検出されたガラス板２のＹ座標に基づいて送りモータ２６を駆動して、所望の切断線が回転カッタ１の直下の位置に来るようにテーブル２５を送る。次に昇降モータ６を所定量駆動して、回転カッタ１を下降して切込送りを与える。そして、シリンダ孔１０に加圧空気を供給して、回転カッタ１に下向きの付勢力を与える。この状態で走行モータ３１を駆動して走行台２９を走行させることにより、スクライブ動作を開始する。
【００２１】
このスクライブ動作の際に、走行台２９の走行量と取付板３のＹ方向移動量とが検出されたアライメントマークのｗ：Δｙの関係になるように、２次送りモータ３８を駆動する。図の例では、揺動リンクを介して偏心軸３７で取付板３をＹ方向に移動させるので、取付板３のＹ方向移動量と２次送りモータ３８の回転角とは、直線的な比例関係にはならない。制御器４２は、走行台２９の移動量と取付板３のＹ方向送り量とが直線的な比例関係となるように２次送りモータ３８を制御する必要があり、その制御のための三角関数を含む演算式は、予め制御器４２に登録しておく。
【００２２】
上記の操作により、ガラス板２の傾きは取付板３のＹ方向移動により補正されて、所望の方向のスクライブ溝がガラス板２上に刻設される。回転カッタ１がガラス板２の反対側の端部まで到達したら、昇降モータ６で回転カッタ１を引上げ、走行台２９を復帰し、テーブル２５を次のスクライブ線の刻設位置まで送って上記の動作を繰り返し、ガラス板２に必要な数のスクライブ線を刻設する。なお、上記実施例は、回転カッタを用いたスクライブ装置についてのものであるが、回転カッタに代えてレーザビームの照射装置を設けることにより、所望の切断線に沿うレーザビームの照射が可能になる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構造によれば、硬質脆性板を載置するテーブルの旋回機構が不要になり、装置重量及び装置コストを大幅に低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例のスクライブ装置の全体構成を模式的に示す斜視図
【図２】図１の走行台と取付板との関係を示す平面図
【図３】図２の一部断面側面図
【図４】硬質脆性板のアライメントマークの間隔ｗとＹ方向の偏倚量Δｙを示す図
【図５】取付板への切断体の装着構造を示す一部断面側面図
【図６】図５の正面図
【図７】従来のガラス板のスクライブ装置を模式的に示す斜視図
【符号の説明】
１　回転カッタ
２　ガラス板
３　取付板
２５　テーブル
２６　送りモータ
２７　送りねじ
２９　走行台
３１　走行モータ
３２　送りねじ
３７　偏心軸
３８　２次送りモータ
３９　カメラ

Claims (2)

1. テーブル（２５）と、このテーブルの上方の位置でそのテーブル面に平行な第１の方向に走行する走行台（２９）と、この走行台に装着された切断体（１）と、前記テーブルをテーブル面と平行な前記第１の方向と直交する第２の方向に移動位置決めする送り装置（２６，２７）と、前記テーブル上に載置固定された硬質脆性板（２）の傾きを検出する検出器（３９）とを備えた硬質脆性板の切断装置において、
   前記切断体が前記走行台に対して前記第２の方向に移動可能に装着され、前記検出器で検出された硬質脆性板（２）の傾き量に対応して、前記切断体の第２の方向の移動量を走行台（２９）の走行量に関連させて制御することにより、前記切断体を前記第１の方向に対して傾斜した直線に沿って走行させることを特徴とする、硬質脆性板の切断装置。
2. テーブル（２５）と、このテーブルの上方に位置する走行台（２９）と、この走行台をテーブル面と平行な第１の方向に走行させる走行装置（３１，３２）と、この走行台に装着された切断体（１）と、前記テーブルを前記第１の方向と直交するテーブル面と平行な第２の方向に移動位置決めする送り装置（２６，２７）と、前記テーブル上に載置固定された硬質脆性板（２）の傾きを検出する検出器（３９）とを備えた硬質脆性板の切断装置において、
   前記走行台に前記第２の方向に移動自在に支持された取付板（３）と、この取付板を当該第２の方向に移動させる２次送り装置（３７，３８）と、前記検出器が検出した硬質脆性板（２）の傾き量に基づいて、前記送り装置と２次送り装置の駆動量を比例的に制御する制御器（４２）とを備え、前記切断体は前記走行台に前記取付板を介して装着されていることを特徴とする、硬質脆性板の切断装置。

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