JP2007277032A

JP2007277032A - ガラスパネル切断装置

Info

Publication number: JP2007277032A
Application number: JP2006103821A
Authority: JP
Inventors: Seigo Takahashi; 省悟高橋; Hirotaka Touhara; 寛孝刀原; Kiyoshi Tohara; 精刀原
Original assignee: Alps Engineering Co Ltd
Current assignee: Alps Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】レーザ光照射によって形成される比較的浅いスクライブ溝を有するガラスパネルを、クラックの生じない状態で効率良く切断する。
【解決手段】ガラスパネル９を載置するブレークテーブル６と、ガラスパネルの位置測定を行なう位置測定カメラ２と、ガラスパネル９に設けられたスクライブ溝９１を目がけてブレード３を降下させるものであって、サーボモータ１１、アクチュエータ１２等からなるブレークプレス機構１と、位置測定カメラ２からのデータ等を基にブレークテーブル６の作動制御、ブレークプレス機構１の作動制御を行なうものであって内部にメモリー機構５１を有する制御手段５と、からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気光学パネル、例えば液晶用ガラス基板等の基礎となるガラスパネルを所定の形態に切り出すためのガラスパネル切断装置に関するものである。

一般に、電気光学パネルの一例としての液晶パネル等は、主にガラスパネル基板を２枚貼り合せた状態のものの、その間に液晶を注入することによって形成されるようになっているものである。そして、このように貼り合わされて形成された大形基板を所定の切断手段にて切断して、複数個の単体液晶パネルを形成させる（製造する）ようにしているものである。この切断工程において、従来は、主にダイヤモンド工具（ダイヤモンドカッタ）によって大形基板の表面に所定の溝（スクライブ溝）を形成させておき、このスクライブ溝に沿って上記大形基板に所定の曲げモーメント等を加えることによって単体液晶パネルを切出すようにしているものである。しかしながら、このようなダイヤモンドカッタによるスクライブ溝の形成並びに当該スクライブ溝を基礎としたパネル基板の切断方式を採るものにおいては、上記パネル基板切断時に、上記スクライブ溝の周辺部にクラックが発生し、このクラックを基に、液晶パネルが破損をするおそれがあると言う問題点がある。このような問題点を解決するために、ダイヤモンドカッタ等による機械的なスクライブ溝形成をやめて、クラックの生じにくいレーザ光照射によるスクライブ溝の形成方法等が、最近においては採られるようになっている。
特開２００４−２３８２６９号公報特開平５−１８５２７０号公報

ところで、上記レーザ光照射によるスクライブ溝の形成においては、レーザ光の照射によるエネルギーには限度があるところから、レーザ光照射のみでは十分な深さのスクライブ溝を得ることができず、例えば特許文献１に記載の如く、レーザ光照射と基板表面への加熱及び冷却によって形成される熱歪応力の発生との組合わせによる方法、あるいは特許文献２に記載の如く、予め形成された条痕のところに微量の液体を付着させるとともに、この液体のところにレーザ光を照射し、液体を蒸発させることによって条痕を更に進行させて、基板の切断を小さな力にて行なわせるようにしているもの（方法）等が挙げられる。このように、レーザ光を照射することによってスクライブ溝を形成させる方法は、スクライブ溝の深さを十分に得ることが難しいところから、レーザ光照射の外に、別のスクライブ溝深さ進行用の補助手段が必要とされ、パネル基板切断手段としては生産性が良くないと言う問題点がある。このようなレーザ光照射に基づいて形成される比較的浅いスクライブ溝を有する状態のガラスパネルについて、これを効率良く、かつ、クラック等の生じない状態で切断するようにしたガラスパネル切断装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。

上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明である第一の発明においては、少なくともいずれか一方の面側に、既にスクライブ溝の設けられているガラスパネルを上記スクライブ溝に沿って切断するガラスパネル切断装置に関して、上記ガラスパネルを載置するものであって所定の駆動装置にて所定の方向へスライド駆動されるとともに、ある一定点にて旋回運動可能なように形成されたブレークテーブルと、当該ブレークテーブル上に搭載されたガラスパネルのブレーク位置決めを行なうためのものであってガラスパネルの位置測定を行なう位置測定カメラと、当該位置測定カメラにて測定されたデータを基に上記スクライブ溝を目がけて所定のブレードを降下させるように作動するものであって、サーボモータ、当該サーボモータにて駆動されるものであって往復直線運動するアクチュエータからなるブレークプレス機構と、当該ブレークプレス機構を形成する上記アクチュエータのところに設けられるブレードと、上記位置測定カメラからのデータを基に上記ブレークテーブルの作動制御、並びに上記ブレークプレス機構の作動制御を行なうものであって内部にメモリー機構を有する制御手段と、からなるようにした構成を採ることとした。

また、請求項２記載の発明である第二の発明においては、請求項１記載のガラスパネル切断装置に関して、上記ブレークプレス機構を形成するアクチュエータのところに設けられるブレードの上下方向作動速度を、多段階状に、または無段階状に変化させるようにした構成を採ることとした。

また、請求項３記載の発明である第三の発明においては、請求項１または請求項２のいずれかに記載のガラスパネル切断装置に関して、ブレークプレス機構を形成するアクチュエータのところに設けられるブレードを、所定の幅方向長さを有するメインブレードと、当該メインブレードよりは小さな値の幅方向長さを有するサブブレードとの少なくとも２枚のブレードからなるようにした構成を採ることとした。

第一の発明によれば、ガラスパネル表面に形成されたスクライブ溝が、例えばレーザ光照射によって形成されたものであり、その溝深さが浅いものであったとしても、ガラスパネルを上記スライブ溝に沿ってクラック等を生じさせない状態で効率良く切断することができるようになる。また、本発明のものにおいては、制御手段内にメモリー機能を有する部分（メモリー機構）が設けられるようになっており、このメモリー機構内へガラス板厚の異なるもの、あるいは切断すべきスクライブ溝の間隔等の異なるもの等、複数種類のガラスパネルについての切断仕様を予め入力しておくことができるようになっている。このように、複数種類の切断メニューを予め入力しておくことによって、この入力メニューに従って、複数種類の異なったガラスパネルを効率良く切断することができるようになる。

また、第二の発明のものにおいては、ブレードの上下動、特に下方向へのストローク移動を、例えば、初期の段階においては速い速度でブレードの刃先をガラスパネル表面に到達させるようにして切断速度を速めさせるとともに、ブレード刃先がガラス表面に接触するようになる、その寸前からは比較的緩やかにブレードを降下させて、スクライブ溝周りへの応力の発生を緩和させるようにする。これによって、スクライブ溝周りでのクラックの発生を防止することができるようになる。そして、このようにして、ブレードの降下が完了した後には、ブレードの上昇を迅速に、すなわち、高速度で元の位置へ復帰させるようにする。このように、ブレードの降下速度を、多段階状に、または無段階状に滑らかに変化させることによって、全体的な切断速度を高めさせたうえで、スクライブ溝周りにおけるクラックの発生等を未然に防止することができるようになる。

また、第三の発明のものにおいては、アクチュエータのところに取り付けられるブレードを、幅の広い大形のガラスパネルを一工程にて幅方向全体を一度に切断することのできるような幅方向長さの長い大形のブレード（メインブレード）と、このようなメインブレードの幅方向長さの１／２〜１／３程度の長さを有する小形のサブブレードとの、少なくとも２枚以上の構成からなるようにしたので、幅の広いガラスパネルがブレークテーブル上に搬送されて来た場合、あるいは比較的幅の狭いガラスパネルが搬送されて来た場合のいずれの場合においても、手際良く切断作業を進めることができるようになる。また、メインブレードでは一度に切断することができないような超大幅のガラスパネルがブレークテーブル上に搭載されたような場合には、小幅のサブブレードを用いて幅方向に２〜３回程度に小分けした状態で、順次切断作業を行なうことができるようになり、全体的には、効率的な切断作業を進めることができるようになる。

本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図５を基に説明する。本実施の形態にかかるものは、少なくともいずれか一方の面側に、既にスクライブ溝の設けられているガラスパネルを上記スクライブ溝に沿って切断するガラスパネル切断装置に関するものである。具体的には、図１に示す如く、ガラスパネル９を載置するものであってベース８８に設けられた駆動装置８にて所定の方向へスライド駆動されるとともにある一定点にて旋回運動可能なように形成されたブレークテーブル６と、当該ブレークテーブル６上に搭載されたガラスパネル９のブレーク位置決めを行なうためのものであってガラスパネルの位置測定を行なう位置測定カメラ２と、当該位置測定カメラ２にて測定されたデータを基に上記ガラスパネル９に既に設けられているスクライブ溝９１を目がけて所定のブレード３、３３を降下させるように作動するものであって、サーボモータ１１、アクチュエータ１２等からなるブレークプレス機構１と、当該ブレークプレス機構１を形成するアクチュエータ１２のところに取付けられるブレード３、３３と、上記位置測定カメラ２からのデータを基に上記ブレークテーブル６の作動制御、並びに上記ブレークプレス機構１の作動制御を行なうものであって内部にメモリー機構５１を有する制御手段５と、からなることを基本とするものである。

このような基本構成からなるものにおいて、ブレークプレス機構１は、具体的には、制御手段５からの指令に基づいて作動するサーボモータ１１と、当該サーボモータ１１による回転運動を往復直線運動に変換するアクチュエータ１２と、からなるものである。そして、このアクチュエータ１２は上記サーボモータ１１による回転運動を往復直線運動に変換するナットスクリュー機構等を基に形成されるようになっているものである。なお、上記ナットスクリュー機構において、ナットとスクリューとの間にはナットの回転運動を円滑にスクリューに伝達するためのボールが設けられるようになっている。すなわち、本ナットスクリュー機構はボールネジ機構にて形成されるようになっているものである。

そして、このようなナットスクリュー機構を主に形成されるアクチュエータ１２の先端部のところ、具体的にはスクリュー部先端部のところには、図１に示す如く、アタッチメント３５等を介してブレードが取付けられるようになっているものである。なお、このブレードについては、本実施の形態においては、例えば図１に示す如く、比較的長めの刃幅を有するメインブレード３の他に、予備用のものとして、上記メインブレード３よりは刃幅の長さの短いサブブレード３３が、上記メインブレード３とは離れたところに、メインブレード３と平行なように、かつ、上記アクチュエータ１２のところに、アタッチメント３５を介して取付けられるようになっているものである。そして、このような構成からなるブレークプレス機構１が、図１に示す如く、ベース８８上にフレーム８１を介して設けられるようになっているものである。

このような構成からなるブレークプレス機構１の設けられるフレーム８１のところであって上記ブレークプレス機構１の近傍部のところには、ＣＣＤカメラ機構等からなるものであって、後に述べるワーク（ガラスパネル）９の位置等を監視する位置測定カメラ２が設けられるようになっている。

また、上記フレーム８１等を支える基盤となるベース８８上には、ワークであるガラスパネル９を搭載して、当該ガラスパネル９を所望の位置へと送り出すブレークテーブル６が設けられるようになっている。このブレークテーブル６は、具体的には、図１に示す如く、ワーク９を所定の方向へスライド移動させるスライドテーブル６１と、当該スライドテーブル６１上に設けられるものであってワーク９を所定の位置にて旋回移動させるように形成された旋回テーブル６６と、からなるものである。なお、この旋回テーブル６６を旋回移動させる機構は、例えば図１に示す如く、当該旋回テーブル６６の円周部に設けられたギヤ部６６２及び当該ギヤ部６６２と噛合い係合するものであってサーボモータ６６５にて回転駆動されるピニオンギヤ６６１からなるものである。そして、このような旋回テーブル６６の搭載されたスライドテーブル６１を、後に述べる制御手段５からの指令に基づいて適宜移動させる駆動装置８が上記ベース８８の適宜位置に設けられるようになっているものである。なお、この駆動装置８は、ボールネジ方式のナットスクリュー機構、またはリニアモータ機構等にて往復直線運動が可能なように形成されるようになっているものである。

次に、上記ブレークテーブル６の移動、具体的には駆動装置８の駆動制御、更には、ブレークプレス機構１を形成するアクチュエータ１２に取付けられたブレード３、３３の上下方向への移動制御、具体的にはサーボモータ１１の作動制御等を行なう制御手段５について説明する。このものは、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）を主に形成されるコンピュータ機構からなるものであり、その内部には、種々の制御データを予め入力しておくように形成されたメモリー機構５１が設けられるようになっているものである。このメモリー機構５１には、ガラスパネル９の板厚の異なるもの、あるいはスクライブ溝９１の間隔等の異なるもの等において最適の切断条件を引出すことができるように、複数種類のワーク９に関するデータが予め入力されるようになっているものである。すなわち、複数種類のワークに関するデータがメニューとして予め入力されるようになっており、実際の切断作業に当っては、このメニューを適宜選ぶことによって最適の切断条件が設定されるようになっているものである。なお、この切断条件については、上記ブレード３、３３の降下速度を、例えば座標軸の横軸に時間（ｔ）を、そして縦軸にはブレード３、３３のストローク量（Ｓ）を採った場合において、その変化状態を、多段階状に、あるいは無段階状に変化させることができるようになっているものである。そして、その変化の割合（状態）、具体的には、図５に示すような変化割合等が上記メモリー機構５１に予め入力されるようになっているものである。

次に、このような構成からなる本ガラスパネル切断装置によるガラスパネルの切断工程について説明する。まず、図１に示すブレークテーブル６、具体的には旋回テーブル６６上に所定の弾性を有するクッションシート７を敷いて、このクッションシート７上にガラスパネルからなるものであって所定のスクライブ溝９１の設けられたワーク９を設置する。なお、このとき、上記ワーク９は、その表面に設けられたスクライブ溝９１が上記クッションシート７の表面側に来るように設置される（図２参照）。また、このようにワーク９の設置される（搭載される）クッションシート７としては、弾性体からなるシート状部材等が用いられるようになっている。このように所定のワーク９がブレークテーブル６上に搭載された状態において、図１におけるサーボモータ１１、アクチュエータ１２等を作動させて、ブレード３、３３を下方向へと移動させる。このブレード３、３３の降下運動によって、例えば図２に示す如く、ブレード３、３３がガラスパネルからなるワーク９の表面をクッションシート７側へ向って押付けるように作用する。その結果、クッションシート７上に搭載されたワーク９は、図２の二点鎖線図示の如く、下へ向って凸状に撓み変形をする。この撓み変形によって、下側にスクライブ溝９１の設けられた状態のワーク９は、当該スクライブ溝９１を基点にして破断（ブレーク）し、２つのワークピース９’、９’へと分割されることとなる。

なお、このような切断工程が進められるに当って、まず、段取り工程として、ブレークテーブル６上にクッションシート７を介してワーク９が搭載された状態において、制御手段５からの指令に基づき、往復直線運動機構を形成する駆動装置８を作動させて、ブレークテーブル６を形成するスライドテーブル６１を所定の位置へと移動させる。本実施の形態においては、制御手段５からの指令に基づいてサーボモータ８５を作動させるとともに、当該サーボモータ８５に連結されたナットスクリュー機構を作動させて、スライドテーブル６１をベース８８上の所定の位置へと移動させる。これに続いて、あるいは、これと同時に上記制御手段５からの指令に基づいて、ピニオンギヤ６６１あるいはサーボモータ６６５等からなる駆動機構を作動させて、更には、旋回テーブル６６の外周部に設けられたギヤ部６６２の作動を介して、上記旋回テーブル６６を適宜位置へと旋回移動させる。そして、このとき、上記位置測定カメラ２による位置測定情報を基に、上記各テーブル６１、６６を適宜位置にて停止させ、この位置に固定する。これによって、ワーク９に設けられたスクライブ溝９１がブレード３、３３の真下に来るように設定される（図２参照）。このようにしてワーク９の位置設定がなされた状態において、次に、制御手段５からの指令に基づき、例えば図３の（イ）に示す如く、ブレード３、３３が下方へと駆動される。その結果、ワーク９は、スクライブ溝９１に沿って切断され、図３の（ロ）に示すような短冊状のワークピース９’が切出されることとなる。そして更に、このようにして切出された短冊状のワークピース９’を、当該ワークピース９’に設けられたスクライブ溝９１に沿って更に細かく切断することによって単体のワークピースが切出されることとなる。

このようなワーク９の切断工程において、ブレード３、３３の下方向への移動速度を、例えば図５に示す如く、多段階状（Ａ）または無段階状（Ｂ）に変化させるようにする。具体的には、ブレード３、３３の移動速度を、初期の段階においては速い速度でブレードの刃先がガラスパネル（ワーク）９の表面に早く到達するようにするとともに、ブレード３、３３の刃先がワーク９の表面に接触するようになる、その寸前においては比較的緩やかにブレード３、３３を降下させるようにして、スクライブ溝９１周りにおける応力の発生を緩和させるようにする。すなわち、図５に示す如く、ブレード３、３３の単位時間当たりの降下量（降下速度）を初期の段階においては大きく採る。そして、ブレード３、３３がガラスパネル（ワーク）９の切断位置に近づくに従って、徐々に小さくし、接触時には非常に小さな値、すなわち、遅い速度でブレード３、３３をワーク９の表面へ押付けさせるようにする。これによって、スクライブ溝９１周りでのクラックの発生を未然に防止することができるようになる。そして、このようにして、ブレードの降下が完了した後には、ブレード３、３３の上昇を迅速に、すなわち、ブレード３、３３を高速度で元の位置へと復帰させるようにする。このように、ブレード３、３３の降下速度を、図５の（Ａ）に示すように多段階状に、または図５の（Ｂ）に示すように無段階状に滑らかに変化させることによって、全体的な切断速度を高めさせたうえで、スクライブ溝９１周りにおけるクラックの発生等を未然に防止することができるようになる。

また、このような切断工程の外に、超大幅のガラスパネル（ワーク）９を複数回のストローク工程にて切断する場合について、図４を基に説明する。この場合には、図１に示すサブブレード３３を用いて、ワーク９を切断することとする。このサブブレード３３は、メインブレード３に対して、その幅方向の長さが１／２〜１／３程度の長さを有する小形のものからなるものである。このような小形のサブブレード３３を用いて、当該サブブレード３３を、図４に示す如く、幅の広いガラスパネル（ワーク）９に設けられたスクライブ溝９１に沿って横方向へと順次繰り返し作動させることによって、幅の広い大形のガラスパネル（ワーク）９を手際良く切断することができるようになる。すなわち、メインブレード３では一度に切断することができないような超大幅のガラスパネル（ワーク）９がブレークテーブル６上に搭載されて来たような場合には、小幅のサブブレード３３を用いて幅方向に２〜３回程度に小分けした状態で、順次切断作業を行ない、これによって、効率的な切断作業を進めることができるようになる。なお、上記サブブレード３３については、この外に、図３の（ロ）及び図４の（ロ）に示す如く、短冊状に切断されたワークピース９’を更に細かく個別のワークピース（パネル単体）へと切出す際にも用いられることとなる。

このように、本実施の形態のものにおいては、サーボモータ１１にて駆動されるアクチュエータ１２のところに大形のメインブレード３と小形のサブブレード３３とを設けておくようにするとともに、これらの各ブレード３、３３の作動（上下動）速度を予め入力されたデータに基づき、適宜値に制御するようにしたので、レーザ光照射等による比較的浅いスクライブ溝９１を有するものにおいても、クラック等を生じさせない状態で、かつ、手際良く切断することができるようになった。その結果、ガラスパネル等からなるワーク９の切断（切出し）作業についての生産性の向上を図ることができるようになった。

本発明の全体構成を示す立面図である。本発明におけるブレードによるワークの破断（切断）状態を示す説明図である。本発明における一実施形態を示すものであって大形のブレードを用いての切断工程を示す概念図である。本発明における他の実施形態を示すものであって小形のブレードを用いての切断工程を示す概念図である。本発明におけるブレードの上下方向移動態様、すなわちブレードの移動速度を示すグラフである。

符号の説明

１ブレークプレス機構
１１サーボモータ
１２アクチュエータ
２位置測定カメラ
３メインブレード
３３サブブレード
３５アタッチメント
５制御手段
５１メモリー機構
６ブレークテーブル
６１スライドテーブル
６６旋回テーブル
６６１ピニオンギヤ
６６２ギヤ部
６６５サーボモータ
７クッションシート
８駆動装置
８１フレーム
８２ナットスクリュー機構
８５サーボモータ
８８ベース
９ワーク
９’ ワークピース
９１スクライブ溝

Claims

少なくともいずれか一方の面側に、既にスクライブ溝の設けられているガラスパネルを上記スクライブ溝に沿って切断するガラスパネル切断装置において、上記ガラスパネルを載置するものであって所定の駆動装置にて所定の方向へスライド駆動されるとともに、ある一定点にて旋回運動可能なように形成されたブレークテーブルと、当該ブレークテーブル上に搭載されたガラスパネルのブレーク位置決めを行なうためのものであってガラスパネルの位置測定を行なう位置測定カメラと、当該位置測定カメラにて測定されたデータを基に上記スクライブ溝を目がけて所定のブレードを降下させるように作動するものであって、サーボモータ、当該サーボモータにて駆動されるものであって往復直線運動するアクチュエータからなるブレークプレス機構と、当該ブレークプレス機構を形成する上記アクチュエータのところに設けられるブレードと、上記位置測定カメラからのデータを基に上記ブレークテーブルの作動制御、並びに上記ブレークプレス機構の作動制御を行なうものであって内部にメモリー機構を有する制御手段と、からなることを特徴とするガラスパネル切断装置。
請求項１記載のガラスパネル切断装置において、上記ブレークプレス機構を形成するアクチュエータのところに設けられるブレードの上下方向作動速度を、多段階状または無段階状に変化させるようにしたことを特徴とするガラスパネル切断装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載のガラスパネル切断装置において、ブレークプレス機構を形成するアクチュエータのところに設けられるブレードを、所定の幅方向長さを有するメインブレードと、当該メインブレードよりは小さな値の幅方向長さを有するサブブレードとの少なくとも２枚のブレードからなるようにしたことを特徴とするガラスパネル切断装置。