JP2006150549A - 平面研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板の大型化に容易に対応することができると共に、高精度の研磨が可能であり、しかも平面材の取付手間や時間がほとんどかからずにタクトタイムの短縮を図り得る平面研磨装置を提供する。
【解決手段】ガラス板（平面材）Ｗを水平搬送する搬送経路１０の下側に研磨ローラ２０、上側に押圧ローラ３０を配置し、研磨ローラの外周に配した研磨パッド２１をガラス板の下面に対し搬送速度より速い速度で回転接触させる。研磨ローラの下部に研磨液溜め槽４０を設け、研磨液４１を濡れ接触により研磨パッドに付着させる。研磨後の研磨ローラの周囲に、洗浄手段５０とドレッシング手段６０とを配置する。押圧ローラに、外周圧接層３１の外径を内周側からのエアの導入圧力によって微調整する機構を組み込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル用のカラーフィルタ等の薄いガラス板を研磨するのに適した平面研磨装置に関するものである。

ガラス板等の平面材の研磨装置として、従来では、回転する円盤の上面または下面に設けた平板型の研磨パッドに、研磨すべき平面材を押し付け、研磨パッドに研磨液を供給しながら研磨する装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２７６１３３号公報

しかし、上記従来の研磨装置は、平板型の研磨パッドの回転運動による摩擦力を利用して研磨を行うため、大型の平面材を研磨するのは困難であった。また、研磨パッドに対しての研磨液の供給むらが生じやすい上、研磨面や研磨パッド上からの研磨カスの除去も難しいため、高精度の研磨や研磨精度の面内均一化が困難であった。また、１枚ごとに平面材を研磨パッドに対して適切にセットする必要があるため、セットに手間と時間がかかり、タクトタイムが増大するという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、平面材の大型化に容易に対応することができると共に、高精度の研磨が可能であり、しかも平面材の取付手間や時間がほとんどかからずにタクトタイムの短縮を図り得る平面研磨装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、研磨すべき平面材を水平搬送する搬送経路の下側に、前記平面材の搬送方向と直交する軸線周りに回転する研磨ローラを配置し、研磨ローラの外周に配した研磨パッドを前記平面材に対し速度差をもって回転接触させることにより平面材の下面を研磨することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記研磨パッドに対する研磨液の供給手段として、前記研磨ローラの下部を研磨液中に浸すための研磨液溜め槽を設け、該研磨液溜め槽内の研磨液を濡れ接触によって研磨パッドに付着させるようにしたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記研磨パッドが前記平面材と回転接触してから前記研磨液溜め槽内の研磨液に接触するまでの回転範囲に、研磨パッドに対する洗浄を行う洗浄手段と、研磨パッドに対するドレッシングを行うドレッシング手段とを設けたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記搬送経路の上側の前記研磨ローラと平行に対向する位置に、前記平面材と同速回転しながら前記研磨ローラに対し前記平面材を押し付ける押圧ローラを配置したことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４において、前記押圧ローラに、前記平面材に接触する外周圧接層の外径を内周側からのエアの導入圧力によって微調整する機構を組み込んだことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、平板型ではなく、研磨ローラの外周に配した円筒型の研磨パッドの回転により平板材を研磨するので、平面材を水平搬送しながらオンラインで、搬送方向と同方向に直線的に研磨することができる。従って、研磨のためにいちいち平面材を研磨パッド上に取付固定する必要がなく、取付手間がかからず、タクトタイムを短縮することができる。

また、研磨ローラの回転により平面材を直線的に研磨するので、研磨ローラの幅を増大するだけで、平面材のサイズの増大に容易に対応することができる。また、搬送経路に沿って研磨ローラを多段に配置すれば、各段ごとに研磨特性を変えながら連続研磨することもできるし、前段の研磨ローラによる研磨むらを後段の研磨ローラによって修正することもでき、１回の搬送で高精度の研磨を行うことが可能となる。

また、円筒型の研磨パッドの回転により研磨するので、研磨パッドに対する研磨液の供給むらを解消することができ、面内精度のアップが図れる。また、平面材を上からではなく下から研磨するので、研磨パッドに対する新しい研磨液の供給と、研磨面及び研磨パッド上からの使用済みの研磨液や研磨カスの除去とを、研磨ローラの１回転ごとに行うことができる。つまり、常に新しい研磨液を用いて研磨することができるようになるため、その点からも研磨精度のアップが図れる。

請求項２の発明によれば、研磨液溜め槽内に所定量の研磨液を溜めておくだけで、自動的に必要十分な量の研磨液を研磨パッドにむらなく均等に付着させることができる。

請求項３の発明によれば、研磨パッドが１回転する間に、新たな研磨液が研磨パッドに供給される前段階において、研磨パッドの洗浄とドレッシングを行うことができる。従って、オンラインでの洗浄工程の合理化が図れると共に、研磨カスが研磨面に悪影響を及ぼすのを有効に防止することができ、研磨効率と研磨精度を高めることができる。

請求項４の発明によれば、研磨ローラと対向配置した押圧ローラにより平面材を研磨パッドに押し付けるので、研磨のための適切な接触圧を平面材と研磨パッドとの間にかけることができる。また、押圧ローラによる押付力の微調整により、研磨ローラの軸線方向の位置に応じて接触圧を変えることもでき、接触圧の均一化を図ることができる。

請求項５の発明によれば、押圧ローラの外周圧接層の外径を、内周側からのエアの導入圧力によって微調整することができるので、軸位置を調節するのと違って、きわめて僅かな接触圧の微調整も、エアの導入圧の加減によって簡単にできるようになる。そのため、一層容易に接触圧の均一化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態の平面研磨装置を図面に基づいて説明する。
図１はこの実施形態の平面研磨装置Ｍの要部構成を示す側断面図である。

この平面研磨装置Ｍでは、研磨すべき薄いガラス板（平面材）Ｗを水平搬送する搬送経路１０の下側に、ガラス板Ｗの搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する軸線周りに回転する研磨ローラ２０を配置すると共に、搬送経路１０の上側の研磨ローラ２０と平行に対向する位置に、ガラス板Ｗと同速回転しながら研磨ローラ２０に対しガラス板Ｗを押し付ける押圧ローラ３０を配置している。

研磨ローラ２０の外周には円筒型に形成した研磨パッド２１が配してあり、研磨パッド２１をガラス板Ｗの下面に対しガラス板Ｗの搬送速度よりも速い速度で回転接触させるように構成してある。なお、ガラス板Ｗを水平搬送する搬送機構としては、ローラコンベヤや空気浮上式コンベヤ等を利用することができる。

前記押圧ローラ３０には、ガラス板Ｗに接触するゴム質の外周圧接層３１の外径を、内周側からのエアの導入圧力によって微調整する機構を組み込まれている。即ち、中心部の金属ローラ３２の周囲に加圧エアを導入するプレナム室３３が形成されており、そのプレナム室３３の周囲に通気性を有する多孔質円筒材（例えばセラミックス製）３４が配され、その外周にゴム質の外周圧接層３１が配されている。そして、プレナム室３３に加圧エアを導入すると、そのエア圧が多孔質円筒材３４を通して外周圧接層３１の内周に作用し、それにより、ゴム質の外周圧接層３１の外径が微少量だけ拡大するようになっている。なお、押圧ローラ３０の軸方向に複数のプレナム室３３を画成することによって、外周圧接層３１の径を軸方向に微調整することもできる。

また、研磨ローラ２０の下側には、研磨パッド２１に対するスラリー状の研磨液４１の供給手段として、研磨ローラ２０のほぼ下半部を研磨液４１中に浸すための研磨液溜め槽４０が設けられており、研磨液溜め槽４０内の研磨液４１を濡れ接触によって研磨パッド２１に付着させるようにしてある。

また、研磨パッド２１がガラス板Ｗと回転接触してから研磨液溜め槽４０内の研磨液４１に接触するまでの回転範囲には、研磨パッド２１に対する洗浄水による洗浄を行う洗浄手段５０と、研磨パッド２１に対するドレッシングを行うドレッシング手段６０とが設けられている。洗浄やドレッシングを行った後の廃液は、廃液槽６２に排出され、研磨液溜め槽４０の方に回らないようになっている。

次に作用を説明する。
上記構成の平面研磨装置Ｍでガラス板Ｗを研磨する場合には、押圧ローラ３０を矢印Ｂ方向に回転させて、ガラス板Ｗを矢印Ａ方向に水平搬送しながら、研磨ローラ２０を、ガラス板Ｗの搬送方向と同じ方向（矢印Ｃ方向）に押圧ローラ３０よりも速い回転速度で回転させ、ガラス板Ｗの下面に研磨ローラ２０の外周の研磨パッド２１を接触させる。

研磨パッド２１には、研磨ローラ２０の回転により研磨液溜め槽４０内を通過する際に研磨液４１が付着していくので、研磨パッド２１の接触回転によりガラス板Ｗの下面が研磨される。研磨後の研磨パッド２１は、新たな研磨液４１に接触する前にすぐに洗浄手段５０により洗浄されと共に、ドレッシング手段６０によりドレッシングされる。従って、研磨パッド２１には、常にきれいな状態で新しい研磨液４１を付着させることができ、高効率で精度のよい研磨ができるようになる。

また、研磨パッド２１とガラス板Ｗの接触圧の加減は、押圧ローラ３０のプレナム室３３に導入するエア圧を変えることにより、微妙に調節することができる。

この平面研磨装置Ｍは、上述のように、平板型ではなく、研磨ローラ２０の外周に配した円筒型の研磨パッド２１の回転によりガラス板Ｗを研磨するので、ガラス板Ｗを水平搬送しながらオンラインで、搬送方向と同方向に直線的に研磨することができる。従って、従来のように研磨のためにいちいちガラス板Ｗを研磨パッド上に取付固定する必要がなく、取付手間がかからず、タクトタイムを短縮することができる。

また、研磨ローラ２０の回転によりガラス板Ｗを直線的に研磨するので、研磨ローラ２０の幅を増大するだけで、ガラス板Ｗのサイズの増大に容易に対応することができる。

また、円筒型の研磨パッド２１の回転により研磨するので、研磨パッド２１に対する研磨液４１の供給むらを解消することができ、面内精度のアップが図れる。また、ガラス板Ｗを上からではなく下から研磨するので、研磨パッド２１に対する新しい研磨液４１の供給と、研磨面及び研磨パッド２１上からの使用済みの研磨液４１や研磨カスの除去とを、研磨ローラ２０の１回転ごとに行うことができる。つまり、常に新しい研磨液４１を用いて研磨することができるようになるため、その点からも研磨精度のアップが図れる。

特に、本実施形態の平面研磨装置Ｍでは、研磨液溜め槽４０内に所定量の研磨液４１を溜めておくだけで、自動的に必要十分な量の研磨液４１を研磨パッド２１にむらなく均等に付着させることができるため、面内均一性を高めつつ高精度の研磨を行うことができる。

また、研磨パッド２１が１回転する間に、新たな研磨液４１が研磨パッド２１に供給される前段階において、研磨パッド２１の洗浄とドレッシングを行うので、オンラインでの洗浄工程の合理化が図れると共に、研磨カスが研磨面に悪影響を及ぼすのを有効に防止することができ、研磨効率と研磨精度を高めることができる。

また、本実施形態の平面研磨装置Ｍでは、研磨ローラ２０と対向配置した押圧ローラ３０によりガラス板Ｗを研磨パッド２１に押し付けるので、研磨のための適切な接触圧をガラス板Ｗと研磨パッド２１との間にかけることができる。また、押圧ローラ３０による押付力の微調整により、研磨ローラ２０の軸線方向の位置に応じて接触圧を変えることもでき、接触圧の均一化を図ることができる。

特に、押圧ローラ３０の外周圧接層３１の外径を、内周側からのエアの導入圧力によって微調整することができるようにしてあるので、軸位置を調節するのと違って、きわめて僅かな接触圧の微調整も、エアの導入圧の加減によって簡単にできるようになる。そのため、一層容易に接触圧の均一化を図ることができる。

図２は、ローラコンベヤによるガラス板Ｗの搬送経路１０に沿って平面研磨装置Ｍを１台だけ配置した設備例を示す図、図３は、同じくローラコンベヤによるガラス板Ｗの搬送経路１０に沿って平面研磨装置Ｍを多段に配置した設備例を示す図である。

図３のように、搬送経路１に沿って平面研磨装置Ｍを多段に配置した場合は、各段ごとに研磨特性（例えば研磨液を異ならせる）を変えながら連続研磨することもできるし、前段の平面研磨装置Ｍによる研磨むらを後段の平面研磨装置Ｍによって修正することもでき、１回の搬送で高精度の研磨を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態として示した平面研磨装置の側断面図である。 前記平面研磨装置の設備例を示す図であって、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は平面図である。 前記平面研磨装置の設備例を示す図であって、（ａ）は側断面図であり、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

Ｍ 平面研磨装置
Ｗ ガラス板（平面材）
１０ 搬送経路
２０ 研磨ローラ
２１ 研磨パッド
３０ 押圧ローラ
３１ 外周圧接層
３３ プレナム室
３４ 多孔質円筒材
４０ 研磨液溜め槽
４１ 研磨液
５０ 洗浄手段
６０ ドレッシング手段

Claims (5)

1. 研磨すべき平面材を水平搬送する搬送経路の下側に、前記平面材の搬送方向と直交する軸線周りに回転する研磨ローラを配置し、研磨ローラの外周に配した研磨パッドを前記平面材に対し速度差をもって回転接触させることにより平面材の下面を研磨することを特徴とする平面研磨装置。
2. 前記研磨パッドに対する研磨液の供給手段として、前記研磨ローラの下部を研磨液中に浸すための研磨液溜め槽を設け、該研磨液溜め槽内の研磨液を濡れ接触によって研磨パッドに付着させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の平面研磨装置。
3. 前記研磨パッドが前記平面材と回転接触してから前記研磨液溜め槽内の研磨液に接触するまでの回転範囲に、研磨パッドに対する洗浄を行う洗浄手段と、研磨パッドに対するドレッシングを行うドレッシング手段とを設けたことを特徴とする請求項２に記載の平面研磨装置。
4. 前記搬送経路の上側の前記研磨ローラと平行に対向する位置に、前記平面材と同速回転しながら前記研磨ローラに対し前記平面材を押し付ける押圧ローラを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の平面研磨装置。
5. 前記押圧ローラに、前記平面材に接触する外周圧接層の外径を内周側からのエアの導入圧力によって微調整する機構を組み込んだことを特徴とする請求項４に記載の平面研磨装置。

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