JP2011083888A - ガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨品質を安定させ、生産効率を向上させるガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法を提供すること。
【解決手段】検出手段４によりガラス板Ｇ表面の欠陥を検出した後にガラス板Ｇをテーブル２へ吸着固定し、ガラス板Ｇの外形サイズよりも小さい外形サイズの研磨パッド３４により検出手段４により検出された欠陥Ｄの位置とその周囲を研磨することにより、全面研磨せずとも欠陥Ｄを除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、テーブルに吸着固定したガラス板の表面を研磨パッドにより研磨するガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法に関する。

フラットパネルディスプレイなどに用いられる板状のガラス製品の製造では、溶融ガラス製造装置で溶融された溶融ガラスを成形手段によりガラスリボンに成形し、成形後のガラスリボンを徐冷手段により徐冷することで板ガラスとする。徐冷後の板ガラスは切断手段により所定の形状のガラス板に切断され、研磨装置により表面の微小な傷やうねりが除去されて板状のガラス製品となる。ガラス板の研磨を行う研磨装置では、ガラス板が吸着固定されるテーブルと、テーブルに固定されたガラス板表面を研磨する研磨パッドを備え、ガラス板と研磨パッドとの間にスラリーを供給するとともに研磨パッドを回転させることにより研磨を行う。

図８に従来の連続式研磨装置の例を示す。図８は、ガラス板Ｇを研磨する研磨装置１００の一部が示されている。この研磨装置１００は、ガラス板Ｇを保持するテーブルパッドを上面に設けたテーブル１０１、及びテーブル１０１の上方に配置された複数台（図８では１台のみ図示）の研磨機１０２、１０２等から構成されている。

図９に示すように、テーブル１０１の下部には一対のガイドブロックとガイドレール、ラックとピニオンによる駆動機構が設けられている。これにより、テーブル１０１が図８上矢印で示す搬送方向に所定の速度で搬送される。

テーブル１０１の搬送によって、テーブル１０１上のテーブルパッドに保持されたガラス板Ｇが、研磨機１０２、１０２…の下方を順次通過する。そして、この通過中に研磨機１０２、１０２…の研磨パッド１０３、１０３…と供給されるスラリーによって前記ガラス板Ｇが研磨される。

図９に示す研磨機１０２は、テーブル１０１の上方に設けられ、テーブル１０１と直交する主軸１０４を有している。この主軸１０４は、ベアリング１０５、１０５を介して本体ケーシング１０６に回転自在に支持されており、本体ケーシング１０６は、その両側に配置された一対のポスト１０７、１０７に固定されている。

一方、主軸１０４には、主軸１０４の軸心Ｏ_１に対して偏心した軸心Ｏ_２を中心軸とする挿通孔１０４Ａが形成されている。挿通孔１０４Ａには出力軸１０８が挿通され、出力軸１０８は、その中心軸が前記軸心Ｏ_２と合致するように、ベアリング１０９、１０９を介して主軸１０４に回転自在に支持されている。

主軸１０４の上周部には、ギア１１０が設けられている。このギア１１０にはギア１１１が噛合されており、ギア１１１には減速用の複数のギアを介して公転用モータ１１２に固定されている。これにより、主軸１０４が所定の回転数で回転される。

このように主軸１０４が回転されると、出力軸１０８は、主軸１０４の軸心Ｏ_１を中心とした円周に沿って公転する。すなわち、研磨ヘッド１１３に固定された研磨パッド１０３が軸心Ｏ_１を中心に公転運動する。

出力軸１０８の上端部は、ユニバーサルジョイント１１４を介して自転用モータ１１５に連結されている。したがって、モータ１１５の駆動力によって出力軸１０８が軸心Ｏ_２を中心に回転する。すなわち、研磨ヘッド１１３に固定された研磨パッド１０３が軸心Ｏ_２を中心に自転運動する。（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２９３６５６号公報

しかし、特許文献１に記載されるような研磨装置１００では、ガラス板Ｇの外形サイズよりも大きい研磨パッド１０３によりガラス板Ｇ表面全面を研磨している。このときガラス全面を予め定めた一定量のみ研磨する。しかし、前記一定量より深い傷やうねりが局所的に生じていた場合には研磨により前記の傷やうねりが除去されず残るという問題（以下「研磨残り」という。）があった。また、研磨中およびハンドリング中に局所的に傷がつくことがある。研磨残りや傷が発生していた際には再びガラス板Ｇを研磨装置１００により全面研磨するため、非効率的である。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、傷やうねりなどの欠陥を予め検出して、欠陥とその周囲のみを局所的に研磨することにより研磨品質を安定させ、生産効率を向上させるガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために本発明は、ガラス板が吸着固定されるテーブルと、前記テーブルに固定された前記ガラス板表面を研磨する前記ガラス板の外形サイズよりも小さい外形サイズの研磨パッドと、前記研磨パッドを自転運動させるとともに公転運動させ、且つ前記ガラス板の面方向に揺動運動させる駆動手段と、前記ガラス板と前記研磨パッドとの間に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記ガラス板表面の欠陥を検出する検出手段と、検出された前記欠陥の位置へ前記駆動手段により前記研磨パッドを移動させて該欠陥とその周囲を研磨させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、検出手段により表面の欠陥が検出されたガラス板はテーブル上に吸着固定される。吸着固定されたガラス板は、ガラス板の外形サイズよりも小さい外形サイズの研磨パッドにより研磨される。このとき、検出手段により検出された欠陥の位置へ駆動手段により研磨パッドが移動されるとともに、スラリー供給手段より研磨スラリーが供給されて研磨が行われる。研磨パッドは研磨を行う際に駆動手段により自転運動するとともに公転運動し、且つガラス板の面方向に揺動運動する。

これにより、ガラス板は欠陥とその周囲のみが局所的に研磨され、全面研磨せずとも欠陥が除去され、効率的に所望の研磨品質が得られる。よって生産効率を向上させることが可能となる。

また、本発明によれば、研磨パッドが自転運動するとともに公転運動し、且つガラス板の面方向に揺動運動することにより、研磨面をなだらかにすることができる。以下、その理由を説明する。

本発明においては、研磨パッドが自転運動するとともに公転運動する。図１０（ａ）に示すような局所的な欠陥を有するガラス板を研磨パッドの自転運動のみにより研磨した結果を図１０（ｂ）に示し、自転運動に公転運動（図１０（ｃ）：公転半径ｒ１）を加えて研磨した場合の結果を図１０（ｄ）に示す。これにより、研磨パッドの自転運動のみで研磨されたガラス板の表面に比べ、公転半径ｒ１による研磨範囲の増加分が加わり、図１０（ｄ）に示すように研磨面がなだらかになる。

更に、本発明においては、研磨パッドがガラス板の面方向に揺動運動する。自転運動と公転運動（公転半径ｒ１）に揺動運動（図１０（ｅ）：揺動ストロークＬ）を加えて研磨した場合の結果を図１０（ｆ）に示す。これにより、図１０（ｅ）に示す揺動ストロークＬによる研磨範囲の増加分が加わり、図１０（ｆ）に示すように研磨面を更になだらかにすることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、ガラス板表面の欠陥とその周囲のみを局所的に研磨した場合であっても、研磨面がなだらかであり、所望の研磨品質が得ることができる。

また本発明は、前記テーブルの表面に設けられた前記ガラス板を吸着する複数の凹部と、前記欠陥が前記凹部上に配置されて吸着固定されないように前記制御手段により制御されて前記ガラス板を搬送する搬送手段と、を備えることが好ましい。

本発明によれば、ガラス板を吸着固定するテーブルには吸着用の複数の凹部が形成されている。ガラス板は搬送手段によりテーブル上に搬送され、凹部により吸着固定されて研磨パッドにより研磨が行われる。このとき、搬送手段は制御手段により制御され、検出手段により検出された欠陥が凹部上に配置されないようにガラス板がテーブル上に搬送される。これにより、欠陥を研磨する際に凹部においてガラス板の欠陥の位置する部分が凹状に変形することがなくなるので、研磨むらが発生せず高い研磨品質を維持することが可能となる。

また本発明は、前記テーブルを水平に配置し、該テーブルの上方に前記研磨パッドを配置できる。

本発明によれば、テーブル上に研磨面（表面）を上方へ向けて吸着固定されたガラス板は、テーブルの上方に配置された研磨パッドにより上方から研磨される。これにより、安定した研磨品質が維持される。

また本発明は、前記テーブルを水平に配置し、該テーブルの下方に前記研磨パッドを配置できる。また、本発明は、前記研磨パッドの周囲には前記研磨スラリーを受けるスラリー受けが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、上下が逆転したテーブルに研磨面（表面）を下方へ向けて吸着固定されたガラス板は、テーブルの下方に配置された研磨パッドにより下方から研磨される。研磨の際に使用した研磨スラリーはガラス板表面全面に拡散堆積することなく流れ落ち、研磨パッド周囲のスラリー受けで回収される。これにより、ガラス板の研磨不要な部分を汚すことなくガラス板を局所的に研磨することが可能となり、高い研磨品質を維持することが可能となる。

また本発明は、前記ガラス板の全面を研磨するガラス板全面研磨装置を備えていることが好ましい。

本発明によれば、局所的に研磨を行う研磨装置の前工程、または後工程にガラス板全面を研磨する研磨装置が備えられている。局所的に研磨を行う研磨装置が全面を研磨する研磨装置の前工程にあることにより、検出手段で検出された欠陥とその周囲が予め局所的に研磨されてからガラス板全面が研磨される。また、局所的に研磨を行う研磨装置が全面を研磨する研磨装置の後工程にあることにより、全面を研磨された後に研磨残りがあっても検出手段で欠点が検出されて欠陥とその周囲が局所的に研磨される。これにより、研磨残りを発生せず、または全面を再研磨する必要がなくなり、研磨品質を安定させ、生産効率を向上させることが可能となる。

また本発明は、前記テーブルを水平方向に対して傾斜して配置し、該テーブルに対向して前記研磨パッドを配置することもできる。テーブル及び研磨パッドを傾斜して配置することにより、ガラス板局所研磨装置の設置スペースを省スペース化することができる。テーブルの傾斜角度θは、水平線を０°とした場合、０°＜θ≦９０°である。

以上説明したように、本発明のガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法によれば、傷やうねりなどの欠陥を予め検出して欠陥とその周囲を局所的に研磨することにより研磨品質を安定させ、生産効率を向上させることが可能となる。

本発明に係る局所研磨装置の構造を示す斜視図 局所研磨装置の構成を示す側面図 局所研磨装置の研磨ヘッド部を示した側面図 別の実施の形態による局所研磨装置の構造を示す斜視図 別の実施の形態による局所研磨装置の研磨ヘッド部を示した側面図 ガラス板を吸着した状態を示した側面拡大図 ガラス製品の製造工程を示したフロー図 従来の連続式研磨装置の構造を示す斜視図 従来の連続式研磨装置の研磨ヘッド部を示した側面図 公転運動、揺動運動による研磨面の違いを示した断面図 テーブルと研磨パッドとが傾斜して配置された局所研磨装置の要部側面図 研磨ヘッドの他の実施の形態を示した側面図 下に凸の曲面状に変形した研磨パッを用いて得たガラス板の研磨状態を示した説明図

以下添付図面に従って本発明に係るガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。

局所研磨装置１はガラス板Ｇを保持するテーブル２、及びテーブル２の上方に配置された複数台（図１では１台のみ図示）の研磨機３、３を備えている。更に、局所研磨装置１には図２（ａ）または図２（ｂ）に示すようにレーザー光等による光学式の検出手段４と、Ｘ、Ｙ、Ｚの各移動軸と吸着アーム等により構成される搬送手段５を備え、各部は制御手段６により制御される。局所研磨装置１の前工程、または後工程に当たる位置には、全面研磨装置７が配置されている。

全面研磨装置７としては、ガラス板の外形サイズよりも大きな外形サイズの研磨パッドによりガラス板全面の研磨を行う全面研磨装置を配置することができる。また、ガラス板Ｇより小さい外形を有する複数の研磨パッドを、ガラス板Ｇの搬送方向に沿って千鳥状に配置（zigzag alignment）し、複数の研磨パッドによりガラス板Ｇの全面を研磨する研磨装置を配置することが出来る。

テーブル２の下部には図３に示すように、一対のガイドブロック８、８が設けられ、このガイドブロック８、８が、基台９に配設された一対のガイドレール１０、１０に摺動自在に係合されている。また、テーブル２の下部中央部には、ラック１１がテーブル２の長手方向に沿って固定されており、ラック１１はピニオン１２に噛合されている。ピニオン１２は、基台９に回転自在に支持されるとともに、不図示のモータの出力軸に連結され、モータの駆動力によって回転する。

テーブル２の上部には吸着パッド１３が設けられ、吸着パッド１３の裏面は不図示の吸引手段と接続されている。吸着パッド１３は樹脂等で形成され、表面にガラス板Ｇを吸着するための溝や孔等の凹部が設けられている。これにより、ガラス板Ｇはテーブル２へ吸着固定され、ラック１１がピニオン１２に送られて、図１に示す矢印Ａ方向へ所定の速度で搬送される。

研磨機３は、テーブル２の上方に設けられ、テーブル２と直交する主軸（外軸に相当）１４を有している。主軸１４は、ベアリング１５、１５を介してケーシング１６に回転自在に支持されている。ケーシング１６は自転公転部本体１７に固定される。

主軸１４には、主軸１４の軸心Ｏ_１に対して偏心した軸心Ｏ_２を中心軸とする挿通孔１４Ａが形成されている。挿通孔１４Ａには出力軸（内軸に相当）１８が挿通され、出力軸１８は、その中心軸が軸心Ｏ_２と合致するように、ベアリング１９、１９を介して主軸１４に回転自在に支持されている。

主軸１４の上周部には、ギア２０が設けられている。ギア２０にはギア２１が噛合されており、ギア２１には軸２２を介してギア２３が連結されている。また、ギア２３には、アイドルギア２４を介して出力ギア２５が噛合され、出力ギア２５は、公転用モータ２６の出力軸２７に固定されている。これにより、公転用モータ２６の駆動力がギア２５→２４→２３→２１→２０を介して減速されて主軸１４に伝達されるので、主軸１４が所定の回転数で回転する。このように主軸１４が回転すると、出力軸１８は、主軸１４の軸心Ｏ_１を中心とした円周に沿って公転する。

出力軸１８の下端部には、円形に形成された研磨ヘッド２８がロータリージョイント２９を介して連結されている。研磨ヘッド２８は、支持プレート３０、空気バネ３１、積層ゴム３２、研磨プレート固定部３３等から構成され、研磨プレート固定部３３には研磨パッド３４が取り付けられた研磨プレート３５が吸着固定される。

研磨パッド３４は発泡ポリウレタンパッド等の素材により形成され、研磨対象のガラス板Ｇの外形サイズよりも小さい外形サイズに形成される。研磨パッド３４は円形形状に形成され、その直径は、φ３５〜φ６００ｍｍであることが好ましく、φ２５０〜φ３５０ｍｍであることがより好ましい。研磨パッド３４の直径がφ６００ｍｍを超えると、装置が大型化して設備費、部材費が高くなる。

研磨プレート固定部３３は積層ゴム３２により支持プレート３０水平方向に駆動可能に取り付けられている。研磨プレート固定部３３には、スラリー供給手段としてのスラリー通路３６と、研磨プレート３５を真空吸着固定するためのエア通路３７が内部に設けられている。スラリー通路３６にはロータリージョイント２９を介して不図示のスラリータンクと接続され、研磨時に研磨パッド３４とガラス板Ｇとの間へ酸化セリウム又は酸化ジルコニウム等の遊離砥粒が含有されている研磨スラリーが供給される。エア通路３７はロータリージョイント２９を介して不図示の真空発生源に接続され、研磨プレート３５が真空吸着される。

空気バネ３１は円形に形成された研磨ヘッド２８の中心部に設けられ、ロータリージョイント２９を介して不図示のエアポンプに接続されている。空気バネ３１はエアポンプからの圧縮エアが供給されることにより膨張され、研磨プレート固定部３３が押圧される。研磨プレート固定部３３が押圧されることにより、研磨パッド３４に研磨圧力が与えられる。研磨パッド３４に与えられる研磨圧力は空気バネ３１に供給されるエア圧力を制御することにより調節される。

前記研磨圧力は、０．１〜３０ＫＰａであることが好ましく、５〜２０ＫＰａであることがより好ましく、１０〜１５ＫＰａであることが特に好ましい。

前記研磨圧力が０．１ＫＰａより小さいと研磨レートが低くなる。３０ＫＰａを超えると、パッドや研磨条件によってはパッドが劣化しやすくなる。

研磨ヘッド２８が下端部に連結された出力軸１８の上端部は、ユニバーサルジョイント３８を介して自転公転部本体１７に固定された自転用モータ３９の出力軸４０に連結されている。自転用モータ３９の駆動力によって出力軸１８が軸心Ｏ_２を中心に回転し、研磨ヘッド２８が軸心Ｏ_２を中心に自転運動する。出力軸１８は、主軸１４の軸心Ｏ_１を中心とした円周に沿って公転するので、研磨ヘッド２８は公転運動するとともに、自転運動する。

研磨ヘッド２８を自転運動、公転運動させる主軸１４と出力軸１８が設けられた自転公転部本体１７は、Ｘ移動軸４１に設けられたＸテーブル４２に取り付けられている。Ｘ移動軸４１はボールネジや駆動用モータ等により構成される直動移動軸であって、自転公転部本体１７が図３に示す矢印Ｘ方向に揺動運動する。

公転半径は５〜３００ｍｍであることが好ましく、３０〜６０ｍｍであることがより好ましい。３００ｍｍを超えると、必要な研磨パッドの大きさは少なくとも半径６００ｍｍとなり装置が大型化する．５ｍｍ未満であると、研磨パッドとガラスの相対速度が低下して研磨効率が低くなるからである。

ＸＹ方向の揺動ストロークは５〜５０ｍｍであることが好ましく、２０〜４０ｍｍであることがより好ましく、３０ｍｍであることが特に好ましい。５０ｍｍを超えると、より大型の研磨パッドが必要になるからである。５ｍｍ未満であると、研磨後のガラス板表面がなだらかにならないからである。

本発明において欠陥とその周辺を局所的に研磨する場合、研磨する領域は欠陥を中心として半径５０〜３１５ｍｍの領域であることが好ましく、１５０〜２５０ｍｍの領域であることがより好ましく、２００〜２５０ｍｍの領域であることが特に好ましい。５０ｍｍ未満の領域を研磨する場合は研磨領域の深さ方向の変化が大きくなり、ガラス板の平滑度が問題となるからである。

以上のように構成される研磨機３は、図１に示すように、両側に設けられた一対のポスト４３、４３に固定され、ジャッキ４４、４４の不図示のピストンにより昇降移動する。これにより、研磨ヘッド２８を備えた研磨機３がテーブル２に対して上下方向に進退移動する。ジャッキ４４、４４の下部にはＹ移動軸５４が取り付けられ、ジャッキ４４、４４が図１に示すＹ方向に揺動運動することにより、研磨機３がＹ方向に揺動運動する。

これらにより、ガラス板Ｇよりも小さいサイズで形成された研磨ヘッド２８は自転運動、公転運動するとともにＸ方向及びＹ方向へ揺動運動するので、ガラス板Ｇが局所的に研磨されるとともに、局所研磨部分周辺がなだらかに形成される。

なお、Ｙ方向への揺動運動はテーブル２をラック１１とピニオン１２により揺動させることでガラス板Ｇを揺動させてもよい。

次に、本願発明の別の実施の形態による局所研磨装置の構造を説明する。

図４に示す局所研磨装置４５は、ガラス板Ｇを保持するテーブル４６、及びテーブル４６の下方に配置された複数台（図４では１台のみ図示）の研磨機４７、４７を備えている。

局所研磨装置４５は局所研磨装置１と同様に検出手段４と搬送手段５を備え、各部が制御手段６により制御され、局所研磨装置４５の前工程、または後工程に当たる位置には、ガラス板の外形サイズよりも大きな外形サイズの研磨パッドによりガラス板全面の研磨を行う全面研磨装置７が配置されている。

テーブル４６の上部には図５に示すように、下方に向けて一対のガイドブロック４８、４８が設けられ、このガイドブロック４８、４８が、基台４９に配設された一対のガイドレール５０、５０に摺動自在に係合されている。また、テーブル４６の上部中央部には、ラック５１がテーブル４６の長手方向に沿って固定されており、ラック５１はピニオン５２に噛合されている。ピニオン５２は、基台４９に回転自在に支持されるとともに、不図示のモータの出力軸に連結され、モータの駆動力によって回転する。

テーブル４６の下部には吸着パッド５３が設けられ、吸着パッド５３の裏面は不図示の吸引手段と接続されている。吸着パッド５３は樹脂等で形成され、表面にガラス板Ｇを吸着するための溝や孔等の凹部が設けられている。これにより、ガラス板Ｇはテーブル４６へ研磨面を下方に向けて吸着固定され、ラック５１がピニオン５２に送られて、図４に示す矢印Ｂ方向へ所定の速度で搬送される。

研磨機４７は、テーブル４６の下方に設けられ、図３に示す研磨機３と同等の内部構成を有し、研磨ヘッド２８が上方に向けて取り付けられ、研磨ヘッド２８が自転公転運動するとともにＸ方向へ揺動する。

また、研磨機４７は両側に設けられた一対のポスト４３、４３に固定され、ポスト４３、４３はジャッキ５５、５５の不図示のピストンにより昇降移動する。ジャッキ５５、５５はそれぞれＹ移動軸５４、５４に固定され、Ｙ移動軸５４、５４によりＹ方向に揺動運動する。

これにより、研磨ヘッド２８を備えた研磨機４７がＹ方向に揺動運動するとともに、テーブル４６に対して上下方向に進退移動する。なお、Ｙ方向への揺動運動はテーブル４６をラック５１とピニオン５２により揺動させることでガラス板Ｇを揺動させてもよい。

更に、局所研磨装置４５の研磨パッド３４の周囲には研磨後の研磨スラリーを受けるスラリー受け５６が設けられている。研磨で使用された研磨スラリーはガラス板Ｇ表面全体に拡散堆積することなく流れ落ち、スラリー受け５６で回収されて再利用される。

すなわち、局所研磨装置４５では、ガラス板Ｇに付着した研磨スラリーも、研磨スラリーの自重によってスラリー受け５６に滴下する。このため、ガラス板Ｇからスラリーが滴下しない図１に示した局所研磨装置１と比較して、局所研磨装置４５による研磨スラリーの回収量は多くなる。したがって、回収した研磨スラリーは再使用されるので、局所研磨装置１よりも局所研磨装置４５の方が研磨スラリーの使用量を低減できる。

これらにより、局所研磨装置４５は図１に示す局所研磨装置１と同様にガラス板Ｇよりも小さいサイズで形成された研磨ヘッド２８が自転運動、公転運動するとともにＸ方向へ揺動運動し、尚且つＹ方向に揺動運動するので、ガラス板Ｇが局所的に研磨されるとともに局所研磨部分周辺がなだらかに形成される。更に、研磨ヘッド２８が上方を向き、ガラス板Ｇが下方に向いている。このためガラス板Ｇ上の研磨スラリーはガラス板Ｇ表面全体に拡散堆積することなく研磨パッド３４の周囲から流れ落ち、ガラス板Ｇの研磨不要な部分を汚すことなくガラス板Ｇを局所的に研磨することが可能となる。

なお、研磨機３、研磨機４７の近傍には不図示のツルーイングプレートや高圧ドレス装置が備えられ、所定の研磨回数毎または所定時間毎に研磨パッド３４のツルーイング、ドレス作業が行われる。

次に、ガラス板局所研磨方法について説明する。

まず、各装置を経て製造されたガラス板Ｇは図２（ａ）に示す搬送手段５により全面研磨装置７へ搬送され、ガラス板Ｇの外形サイズよりも大きい外形サイズを有する研磨パッドにより全面が研磨される。

なお、連続式研磨装置による全面研磨の場合はガラス板Ｇより小さい外形を有する複数の研磨パッドを、ガラス板Ｇの搬送方向に沿って千鳥状に配置し、複数の研磨パッドによりガラス板Ｇの全面を研磨する。

続いて、全面研磨されたガラス板Ｇは不図示の洗浄装置により洗浄され、搬送手段により搬送されて検出手段４の下方を通過する。このとき、光学式の検出装置である検出手段４ではレーザー光等によりガラス板Ｇの表面の傷やうねり等の欠陥の位置、大きさなどを検出し、検出された傷やうねりに関するデータが制御手段６に記憶される。

検出手段４により欠陥が確認されたガラス板Ｇは、局所研磨装置１の吸着パッド１３上または局所研磨装置４５の吸着パッド５３上へ搬送されて吸着固定される。

このとき、ガラス板Ｇは図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、欠陥Ｄが吸着パッド１３または吸着パッド５３に形成された吸着用の凹部５７上に配置されて吸着固定されないように、制御手段６が欠陥Ｄの位置データに基づき搬送手段５を制御してガラス板Ｇが搬送される。これにより、凹部５７での吸引によりわずかにガラス板Ｇが湾曲しても凹部５７上に欠陥Ｄが配置されていないので確実に研磨パッド３４と接触して研磨され、研磨残りの発生が回避されるので高精度の研磨が可能となる。

続いて、ガラス板Ｇが吸着固定された局所研磨装置１または局所研磨装置４５では、複数台の研磨機３または研磨機４７により連続的に研磨が行われる。まず、Ｘ移動軸４１と、テーブル２またはテーブル４６、またはＹ移動軸５４、５４により、自転運動、公転運動するとともに揺動運動する研磨ヘッド２８の揺動ストロークの中心かつ公転軌道の中心位置に欠陥Ｄが合うように、欠陥Ｄの位置データに基づいてＸＹ方向に位置合わせが行われる。ＸＹ方向に位置合わせされた後、ジャッキ４４またはジャッキ５５を伸縮させることにより研磨機３または研磨機４７を上下移動させ、ガラス板Ｇに対する研磨ヘッド２８の位置を調整する。

位置が調整された研磨ヘッド２８では、所定の研磨圧力となるように空気バネ３１へ送られるエア量が調整され、研磨パッド３４とガラス板Ｇとの間に研磨スラリーがスラリー通路３６より供給される。

所定の研磨圧力でガラス板Ｇへ研磨パッド３４を押圧した研磨ヘッド２８は、主軸１４と出力軸１８との駆動により自転公転運動を行い、Ｘ移動軸４１によりＸ方向へ揺動運動する。更に、ガラス板Ｇがテーブル２またはテーブル４６によりＹ方向へ揺動運動する、Ｙ移動軸５４、５４により研磨ヘッド２８がＹ方向へ揺動運動することにより、ガラス板Ｇは研磨パッド３４の自転軌跡、公転軌跡、ＸＹ軌跡の複合軌跡により研磨される。

研磨条件としては、研磨ヘッド２８の自転回転数を１〜１０ｒｐｍ、公転回転数を１００〜４００ｒｐｍ、公転半径を３０〜６０ｍｍ、ＸＹ方向の揺動ストロークを２０〜４０ｍｍ、研磨パッド３４へ与えられる研磨圧力を１０〜１５ＫＰａとするのが望ましい。

ガラス板Ｇは、複合軌跡により研磨されることにより単一の運動軌跡での軌跡の不均一による研磨むらが解消される。また、研磨パッド３４はガラス板Ｇの外形サイズよりも小さい外形サイズに形成されているので、ガラス板Ｇが局所的に研磨されるとともに、ＸＹ方向の揺動運動により局所研磨部分周辺がなだらかに形成される。

局所研磨後のガラス板Ｇは不図示の洗浄装置により洗浄されてガラス製品とされる。

このように、検出手段４により傷やうねりなどの欠陥を予め検出して検出された欠陥とその周囲を局所的に研磨することで全面を再研磨することなく欠陥を除去することが可能となり、研磨品質を安定させ、生産効率を向上させることが可能となる。

また、図２（ｂ）に示すように全面研磨装置７の前工程において局所研磨装置１または局所研磨装置４５を備え、特に深い傷など全面研磨で研磨残りが生じやすい位置を予め検出手段４により検出し、該当する欠陥とその周囲を予め局所研磨することにより全面研磨での研磨残りを無くし、研磨品質を安定させ、生産効率を向上させることが可能となる。

次にガラス製品の製造装置及びガラス製品の製造方法について説明する。ガラス製品製造装置では、溶融ガラス製造装置、成形手段、除冷手段、切断手段、及び前述した局所研磨装置１または局所研磨装置４５を備えている。

溶融ガラス製造装置、成形手段、除冷手段としては、溶融炉で溶融された溶融ガラスを溶融錫が満たされたフロートバスに流入し、溶融ガラスが溶融錫液上で流延されて平衡厚さにされるとともに平坦化されてガラスリボンとなり、徐冷炉内のレヤーローラー（lehr roller）によって搬送されながら室温まで徐冷されるフロートガラス製造方法を用いた装置が利用可能である。

このようなガラス製品製造装置によるガラス製品の製造方法としては、まず、溶融炉で各種の原料が溶融されて溶融ガラスが製造される（図７に示すステップＳ１）。

溶融された溶融ガラスはフロートバスに流入される。フロートバスには溶融錫が満たされており、フロートバスに流入した溶融ガラスは、溶融錫液上で引き延ばされて所定の厚さになるとともに平坦化されてガラスリボンに成形される（ステップＳ２）。

フロートバスの後段には、ガラスリボンをフロートバスから引き出して徐冷炉に搬入するリフトアウトローラーが設けられている。このリフトアウトローラーを駆動することによって、フロートバスの錫液上で引き延ばされた溶融ガラスは、徐冷炉の方向に引っ張られながらフロートバスの下流側に一定幅のリボン状となって進行する。リボン状に形成されたガラス（ガラスリボン）は、フロートバスから徐冷炉に搬入され、徐冷炉内のレヤーローラーによって搬送されながら室温まで徐冷される。これによって、フロートバスでリボン状に形成される際に生じた残留応力が均一化される（ステップＳ３）。

徐冷炉を通過したガラスリボンは、切断装置によって所定サイズのガラス板に切断される（ステップＳ４）。

切断後の板ガラスは搬送手段５により局所研磨装置１または局所研磨装置４５へ搬送されて研磨が行われることにより所定の条件を満たすガラス製品となる（ステップＳ５）。

以上説明したように、本発明に係るガラス板局所研磨装置、ガラス板局所研磨方法、ガラス製品の製造装置、及びガラス製品の製造方法によれば、傷やうねりなどの欠陥を予め検出して検出された欠陥とその周囲を局所的に研磨することにより、全面研磨せずとも欠陥が除去され、少ない時間で安定した高い研磨品質が得られる。よって生産効率を向上させることが可能となる。

図１１は、別の実施の形態の局所研磨装置６０の構成を示した要部側面図である。この局所研磨装置６０の構成を説明するにあたり、図３に示した局所研磨装置１と同一又は類似の部材については同一の符号を付して説明する。

図１１に示す局所研磨装置６０によれば、テーブル２が水平方向に対して傾斜して配置され、このテーブル２に保持された吸着パッド１３に研磨パッド３４が対向して配置されている。

この局所研磨装置６０のように、テーブル２及び研磨パッド３４を傾斜して配置すれば、平面視における局所研磨装置６０の設置スペースを省スペース化することができる。なお、テーブル２の傾斜角度θは、水平線を０°とした場合、０°＜θ≦９０°である。

図１２には、研磨ヘッドの別の実施の形態を示した研磨ヘッド７０の側面図が示されている。この研磨ヘッド７０は、支持プレート７２、中央空気バネ７４、外周空気バネ７６、及び研磨プレート固定部７８等から構成される。研磨プレート固定部７８には、研磨パッド８０が取り付けられた研磨プレート８２が吸着固定される。

また、図１２には図示していないが、中央空気バネ７４、及び外周空気バネ７６は個別にエアポンプに接続されている。エアポンプから中央空気バネ７４に圧縮エアが供給されると、中央空気バネ７４が膨張されるので、研磨プレート固定部７８から研磨プレート８２を介して研磨パッド８０の中央部に研磨圧力が与えられる。また、エアポンプから外周空気バネ７６に圧縮エアが供給されると、外周空気バネ７６が膨張されるので、研磨プレート固定部７８から研磨プレート８２を介して研磨パッド８０の外周部に研磨圧力が与えられる。

中央空気バネ７４の膨張量を外周空気バネ７６の膨張量よりも大きく設定すると、研磨パッド８０の表面は、下に凸の曲面状に変形する。この状態の研磨パッド８０を用いて得たガラス板Ｇの研磨状態を図１３により説明する。まず、図１３（ａ）に示すような局所的な欠陥を有するガラス板を曲面上の研磨面を有する研磨パッドの自転運動のみにより研磨した結果を図１３（ｂ）に示し、自転運動に公転運動（図１３（ｃ）：公転半径ｒ１）を加えて研磨した場合の結果を図１３（ｄ）に示す。この場合、研磨パッドの自転運動のみで研磨されたガラス板の表面に比べ、公転半径ｒ１による研磨範囲の増加分が加わり、研磨面が図１３（ｄ）に示したようになだらかになる。さらに、研磨パッド８０の表面を下に凸の曲面状に変形したまま、自転運動と公転運動（公転半径ｒ１）に揺動運動（図１３（ｅ）：揺動ストロークＬ）を加えて研磨した場合の結果を図１３（ｆ）に示す。これにより、図１３（ｅ）に示す揺動ストロークＬによる研磨範囲の増加分が加わり、図１３（ｆ）に示すように研磨面を更になだらかにすることが可能となる。

なお、研磨パッド８０の表面を、前述の如く下に凸の曲面状に変形させる方法は、上記方法に限定されるものではない。

例えば、研磨パッド８０のツルーイング時において、中央空気バネ７４よりも外周空気バネ７６を膨張させると、研磨パッド８０は、その表面形状として上に凸の曲面状となった形態でツルーイングされる。そして、ツルーイング後に、中央空気バネ７４、及び外周空気バネ７６の研磨圧力を概ね等しく設定すると、研磨パッド８０の表面形状は、研磨パッド８０の外周部が中央部よりも多めにツルーイングされているため、下に凸の曲面状となる。このような研磨パッド８０を用い自転運動のみによって研磨すると、図１３（ｂ）に示したようにガラス板Ｇの研磨面がなだらかになる。さらに研磨ヘッド７０の自転運動に加えて公転運動と揺動運動とを加えることにより、図１３（ｆ）に示した研磨面よりも更になだらかにすることができる。

また、研磨パッド８０のツルーイング時に、研磨パッド８０の自転回転数を研磨時よりも高く（例えば３０倍）設定し、研磨パッド８０の中央部と外周部とに周速度の差を大きくした状態でツルーイングすることによっても、研磨パッド８０は下に凸の曲面状となる。

以上のように、研磨パッド８０の表面を下に凸の曲面状に変形させて、ガラス板を研磨することによって、図１０で示した研磨面よりもなだらかな研磨面にすることができる。

これらの研磨パッド８０の表面を下に凸の曲面状に変形させる方法は、単独で、または、組み合わせてもよい。組み合わせとしては、特に限定されない。

一方で、研磨ヘッド７０を出力軸に対し、球面軸受を介して首振り自在に連結し、前記出力軸に対して首振りながらガラス板Ｇを研磨することによっても、ガラス板Ｇの研磨面をなだらかにすることができる。

１、４５、６０…局所研磨装置、２、４６…テーブル、３、４７…研磨機、４…検出手段、５…搬送手段、６…制御装置、７…全面研磨装置、８、４８…ガイドブロック、９、４９…基台、１０、５０…ガイドレール、１１、５１…ラック、１２、５２…ピニオン、１３、５３…吸着パッド、１４…主軸、１４Ａ…挿通孔、１５、１９…ベアリング、１６…ケーシング、１７…自転公転部本体、１８、２７、４０…出力軸、２０、２１、２３…ギア、２２…軸、２４…アイドルギア、２５…出力ギア、２６…公転用モータ、２８、７０…研磨ヘッド、２９…ロータリージョイント、３０、７２…支持プレート、３１…空気バネ、３２…積層ゴム、３３、７８…研磨プレート固定部、３４、８０…研磨パッド、３５、８２…研磨プレート、３６…スラリー通路、３７…エア通路、３８…ユニバーサルジョイント、３９…自転用モータ、４１…Ｘ移動軸、４２…Ｘテーブル、４３…ポスト、４４、５５…ジャッキ、５４…Ｙ移動軸、５６…スラリー受け、５７…凹部、Ｇ…ガラス板、Ｏ_１、Ｏ_２…軸心、７４…中央空気バネ、７６…外周空気バネ

Claims (10)

1. ガラス板が吸着固定されるテーブルと、
   前記テーブルに固定された前記ガラス板表面を研磨する前記ガラス板の外形サイズよりも小さい外形サイズの研磨パッドと、
   前記研磨パッドを自転運動させるとともに公転運動させ、且つ前記ガラス板の面方向に揺動運動させる駆動手段と、
   前記ガラス板と前記研磨パッドとの間に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、
   前記ガラス板表面の欠陥を検出する検出手段と、
   検出された前記欠陥の位置へ前記駆動手段により前記研磨パッドを移動させて該欠陥とその周囲を研磨させる制御手段と、を備えたことを特徴とするガラス板局所研磨装置。
2. 前記テーブルの表面に設けられた前記ガラス板を吸着する複数の凹部と、
   前記欠陥が前記凹部上に配置されて吸着固定されないように前記制御手段により制御されて前記ガラス板を搬送する搬送手段と、を備えた請求項１に記載のガラス板局所研磨装置。
3. 前記テーブルは水平に配置され、該テーブルの上方に前記研磨パッドが配置されている請求項１または２に記載のガラス板局所研磨装置。
4. 前記テーブルは水平に配置され、該テーブルの下方に前記研磨パッドが配置されている請求項１または２に記載のガラス板局所研磨装置。
5. 前記研磨パッドの周囲には前記研磨スラリーを受けるスラリー受けが設けられている請求項４に記載のガラス板局所研磨装置。
6. 前記テーブルは水平方向に対して傾斜して配置され、該テーブルに対向して前記研磨パッドが配置されている請求項１または２に記載のガラス板局所研磨装置。
7. 前記ガラス板の全面を研磨するガラス板全面研磨装置を備えている請求項１から６のいずれかに記載のガラス板局所研磨装置。
8. 請求項１から７のうちいずれかに記載のガラス板局所研磨装置によりガラス板を研磨するガラス板局所研磨方法。
9. 溶融ガラス製造装置と、溶融したガラスをガラスリボンに成形する成形手段と、成形後のガラスリボンを徐冷する徐冷手段と、徐冷後の板ガラスを所定の形状の板ガラスに切断する切断手段と、請求項１から７のいずれかに記載のガラス板局所研磨装置と、を備えたガラス製品の製造装置。
10. 請求項９に記載のガラス製品の製造装置によりガラス板製品を製造するガラス製品の製造方法。

Images