JP2013144635A - 倣い制御を備えた硬質脆性板のスクライブライン形成装置及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質脆性板表面の形状に関わらず、切込量を一定に制御するとともに切断面の品質が良好な硬質脆性板のスクライブライン形成装置を提供すること。
【解決手段】レーザ変位センサ３５をカッターブロック２８より先行させてレーザ変位センサ３５によりガラス基板１表面の高低差を測定し、測定されたガラス基板１表面の高低差に基づいてカッターブロック２８に取り付けられたカッターホイール２９とガラス基板１との垂直方向の距離を演算し、演算されたカッターホイール２９とガラス基板１との垂直方向の距離に基づいてカッターホイール２９によるガラス基板１の切込量をリニアサーボモータ２１で制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶パネルや建築用などに使用されるガラス基板等の硬質脆性板を割断するためのスクライブラインを形成する装置及びそのスクライブラインを形成する方法に関し、詳しくは、テーブル上に載置した硬質脆性板上の所望の切断線に沿ってカッターホイールを押圧走行させることにより、当該硬質脆性板を割断するための垂直クラックを生成する装置及びその方法に関するものである。

従来、自動車、建築、産業用の各種ガラス、セラミックガラス等の硬質脆性板を切断するには、手動、自動の何れにおいても、切断ヘッド部材の先端にカッターホイールを取り付けた構造のガラス切断治具を用い、ガラス基板の表面にカッターホイールを押し当てて移動させることにより、カッターホイールの鋭い周縁でガラス基板の表面に所望の割断方向に沿ったスクライブラインを形成するスクライブ工程と、ガラス基板の表面に形成されたスクライブラインに沿った曲げモーメントを付加することによりガラス基板をスクライブラインに沿って割断するブレーク工程とを実行することにより行われる。

ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程では、垂直クラックのラインであるスクライブラインをガラス基板の表面に対して垂直方向に形成することができれば、後のブレーク工程において、スクライブラインに沿って割断する際の切断面の品質を向上させることができるので、垂直クラックを適正に形成することは重要である。特に、近年、パソコン用、テレビジョン用の液晶ディスプレイにおいては、その表示画面を大型化、高精細化及び軽量化する要求が高まっており、この要求に合わせてガラス基板の大寸法化及び薄型化が進められている。ガラス基板の大寸法化及び薄型化に伴って、ガラス基板を所望の寸法に高精細に割断する高度な基板割断技術が必要であり、ガラス基板の切断面の品質向上への要求はますます強くなっている。

スクライブとブレークによる硬質脆性板の機械的割断は、割断速度が速く、消費エネルギーが小さいという利点はあるが、スクライブ線に沿って好ましくない水平クラックが生成することにより、割断線に沿って欠けや割れが生じることがあるという欠点がある。
欠けや割れを防止して不良品の発生を避け、且つきれいな割断面を得るためには、スクライブ時に水平クラックを発生させないで、できるだけ深い垂直クラックを生成させることが必要である。このための１つの方法として、スクライブ溝を刻設する回転カッターに硬質脆性板の面直角方向の振動を付与することが提案されている（特許文献１）。また、特許文献２には、回転カッターを鋸刃状にすることにより、回転カッターがガラス基板表面を転動したときに、当該ガラス基板に振動的な力を印加させる方法が提案されている。

割断時に割れや欠けが発生しないためのもう１つの重要な要件は、所望の割断線に沿って均一なスクライブ溝（垂直クラック）を形成することである。そのためには、硬質脆性板の表面上を転動する回転カッターの切込量と付加圧力とを割断線の全長に沿って一定に保持することが必要である。スクライブ時に硬質脆性板を載置するテーブルの表面には、加工精度や熱変形に基づくうねりがあり、割断対象である硬質脆性板の厚さにもバラツキがある。従って、スクライブ時に回転カッターが走行する硬質脆性板の表面には、これらのうねりやバラツキの集積による高低差が存在することになる。そこで、回転カッターが被切断面の高低差に滑らかに追従して一定の押圧力及び切込深さが維持されるように、回転カッターを空気付圧装置を介して支持及び付勢する構造が特許文献３に提案されている。

特開平１１−１５７８６０号公報 特開平９−１８８５３４号公報 特開２００２−８０２３４号公報

特許文献１や特許文献２に開示されているように、回転カッターを割断しようとする硬質脆性板の略面直角方向に振動させてスクライブ溝の刻設を行う振動スクライブ方法は、数十cm毎秒またはそれ以上の速度で回転カッターを移動させる場合には、割断に有利に作用する深い垂直クラックを生成させることが可能である。しかし、回転カッターの移動速度が数十cm毎秒を下回るとスクライブ溝の深さは大幅に低下し易く、硬質脆性板の切断は難しくなる傾向にある。複雑な曲線切断を実施する際には、装置の機構上、回転カッターの移動速度を数十cm毎秒以下に落とさざるを得ないので、回転カッターを硬質脆性板の表面に押し当てる圧力を高くすれば、スクライブ溝を深くすることができる。しかし、押圧力の増大に伴って硬質脆性板表面のスクライブ溝周辺に発生する微少な割れや欠けが大幅に増大して、切断面の品質が低下してしまう。

また、特許文献３のように、回転カッターを空気付圧装置を介して支持及び付勢しているスクライブ装置においては、回転カッターを割断しようとする硬質脆性板表面のうねりに円滑に追従させるために回転カッターを振動させるための加振装置を設けても、その振動が回転カッターに伝達されないという問題がある。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、硬質脆性板表面の形状に関わらず、切込量を一定に制御するとともに切断面の品質が良好な硬質脆性板のスクライブライン形成装置及びその形成方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は倣い制御を備えた硬質脆性板のスクライブライン形成装置及びその形成方法であって、カッターホイールの走行に先だって割断線上の硬質脆性板表面の高低差を高い精度で測定し、測定された硬質脆性板表面の高低差に追随するようにカッターホイールの高さをリニアサーボモータで制御することにより、カッターホイールを硬質脆性板表面の高低差に追従させて硬質脆性板にスクライブラインを形成し、高品質の切断面を得ることを特徴としている。また、リニアサーボモータに代えて、ボールねじと回転型サーボモータやラック・ピニオン機構と回転型サーボモータ等を組み合わせた昇降駆動装置を使用することもできる。

すなわち、本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成方法は、テーブル上に載置した硬質脆性板の表面にカッターホイールを押圧しつつ走行させることにより、上記カッターホイールの走行軌跡に沿って硬質脆性板に微少垂直クラックを生成する硬質脆性板のスクライブライン形成方法において、レーザ変位計をカッターホイールより先行させて当該レーザ変位計により硬質脆性板表面の高低差を測定し、測定された硬質脆性板表面の高低差に基づいてカッターホイールと硬質脆性板との距離を演算し、演算されたカッターホイールと硬質脆性板との距離に基づいてカッターホイールによる硬質脆性板の切込量をリニアサーボモータで制御することを特徴としている。
また、レーザ変位計に代えて、高精度および高応答速度を備えていれば、超音波センサや光電センサ、または差動トランス、リニアスケール、マグネスケール等を利用した接触式変位計などの検出器を使用することもできる。

本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成装置は、硬質脆性板を載置するテーブルと、先端部にカッターホイールを有するカッターブロックと、昇降自在のリニアサーボモータと、上記カッターブロックを保持するカッターブロック保持部材を上記リニアサーボモータによって下方に押圧することが可能な押圧機構と、上記カッターブロックとカッターブロック保持部材とリニアサーボモータと押圧機構とを有するスクライブライン形成装置本体を支持するサポートと、当該サポートを互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向に走行自在にガイドするＸ軸方向駆動機構およびＹ軸方向駆動機構と、上記カッターホイールに先行する位置にレーザ変位計とを備えることを特徴としている。
また、カッターブロックおよびカッターブロック保持部材を旋回させることが可能な旋回用モータを備えることが好ましい。
さらに、カッターホイールを上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることが好ましい。本発明において、スプリングは、コイルバネ（圧縮コイルバネ、引張コイルバネおよび板バネ等、当業者がコイルバネとして認識するものをすべて含む）やエアシリンダや磁気バネ（永久磁石または電磁石によるもの）を含む意である。
そして、カッターブロック保持部材を上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることが好ましい。

本発明によれば、レーザ変位計をカッターホイールより先行させて当該レーザ変位計により硬質脆性板表面の高低差を測定し、測定された硬質脆性板表面の高低差に基づいてカッターホイールと硬質脆性板との距離を演算し、演算されたカッターホイールと硬質脆性板との距離に基づいてカッターホイールによる硬質脆性板の切込量をリニアサーボモータで制御することにより、硬質脆性板表面の形状に関わらず、切込量を一定に制御することができる。また、本発明によれば、硬質脆性板や硬質脆性板を載置するテーブル表面のうねりや脆性板の厚さのバラつきの集積による高低差が存在しても、切り始めや切り通し後にカッターホイールの下に硬質脆性板が存在するか否かに関わらず、テーブル表面を傷つけないという効果が期待できる。

Ｘ軸方向駆動機構とＹ軸方向駆動機構と旋回用モータを備えることにより、硬質脆性板に対して３次元方向に自在に切り込むことができる。

カッターホイールおよびカッターブロック保持部材を上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることにより、切断面を平滑にすることができる。

図１は、本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成装置の平面図である。 図２は、図１を右方から見た側面図である。 図３は、カッターヘッド部分を拡大して示す正面図である。 図４は、図３を右方から見た側面図である。 図５は、カッターブロックを含む部分の拡大図である。 図６は、本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成方法の概念を説明する図である。 図７は、本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成装置によるスクライブライン形成方法を説明する図である。 図８（ａ）と図８（ｂ）は、それぞれ、本発明の方法と比較例の方法でガラス板を切り込んだ場合のガラス板表面のスクライブラインを示す、８０倍の拡大写真である。図８（ａ）と図８（ｂ）において、左側から右側に向かう白い線（スクライブライン）と直角に交わっている線と線の間の距離は５０ｍｍである。

以下に、本発明の実施が可能な形態について説明する。当然のことながら、本発明の範囲を逸脱することなく、他の実施形態を利用することもできる。
図１において、１は切断対象であるガラス基板であり、破線２はスクライブラインを示す。３は後記するカッターブロックとカッターブロック保持部材とリニアサーボモータとカムフォロアと円板を有するスクライブライン形成装置本体であり、このスクライブライン形成装置本体３を支持するサポート４は、図２に示すガイドレール５ａと５ｂに沿って両矢視６で示すＹ軸方向に移動可能である。これらガイドレール５ａと５ｂは一対のスライドブロック７と８に支持されて、ガイドレール９および１０に沿って両矢視１１で示すＸ軸方向に移動可能である。

図２において、１２はサーボモータで、スクライブライン形成装置本体３を支持するサポート４は、サーボモータ１２の回転がラック・ピニオン機構（図１と図４に参照番号５２で示すもの）を介してガイドレール５ａと５ｂの支持枠（図４に参照番号５ｃで示すもの）に伝達されることによってガイドレール５ａと５ｂにガイドされて両矢視６で示すＹ軸方向に移動可能である。１３と１４は、ガイドレール５ａと５ｂをＸ軸方向（図１の両矢視１１参照）に移動させるためのサーボモータである。サーボモータ１２、１３および１４としては、リニアサーボモータを採用することもできる。サーボモータ１３と１４の回転は、それぞれベルト１５と１６によってラック・ピニオン機構１７と１８に伝達されて、ラック・ピニオン機構１７と１８によりガイレール５ａと５ｂは、図１に示すガイドレール９および１０にガイドされて両矢視１１で示すＸ軸方向に移動することができる。ラック・ピニオン機構１７と１８としては、タイミングベルトとボールネジ機構を採用することもできる。図２において、１９はガラス基板を載置するテーブル（このテーブル１９は、予め研磨等の手段により表面が滑らかにされていないが、テーブル１９の表面が滑らかにされていることは、さらに好ましい）、２０は支持台である。

図３において、２１はリニアサーボモータであり、リニアサーボモータ２１が駆動すると、リニアサーボモータ２１と一体となってスライダ２２ａと２２ｂはガイドレール２３に沿って上下方向に移動することができる。図４において、コイルバネ２４に係合するガイド２５がコイルバネ２４の弾撥力を受けることによって後記するカッターブロックおよびカッターブロック保持部材は上昇することができる。しかし、図３において、これらカッターブロックおよびカッターブロック保持部材の上昇動作は円板２６を介してカムフォロア２７によって抑止されるので、カッターブロックおよびカッターブロック保持部材は一定以上、上昇することができない。図３において、リニアサーボモータ２１が駆動してスライダ２２ａと２２ｂがガイドレール２３に沿って下降すると、カムフォロア２７を介して円板２６が押し下げられるので、スクライブライン形成装置本体３を構成するカッターブロック２８の先端部のカッターホイール２９が下降して、ガラス基板１にスクライブラインを形成することができる。３０はサーボモータであり、サーボモータ３０の回転動作はベルト３１によってカッターブロック保持部材３２に伝達され、さらに、ロッド３３を経てカッターブロック２８に伝達される。また、ベルト３１に代えて、平歯車を使用することもできる。かくして、サーボモータ３０が回転することによって、カッターホイール２９は旋回することができる。３４はカッターホイール２９を上下方向に弾性的に押圧するコイルバネ、３５はレーザ変位センサである。３６、３７は、それぞれスライダ２２ａと２２ｂの上限ストッパ、下限ストッパである。５３はロッド３３の回転方向を示す。

図５において、５４はカッターブロック２８の旋回中心であり、５５は接点検出治具、５６は絶縁体である。例えば、カッターブロック２８と接点検出治具５５を通電可能なように図示しない配線で接続しておけば、カッターホイール２９がガラス基板の表面に接触するまでは絶縁体５６の存在にも関わらず、カッターブロック２８と接点検出治具５５が接触していることでカッターブロック２８と接点検出治具５５は通電状態にあるが、カッターホイール２９がガラス基板の表面に接触した際にカッターブロック２８が５４を中心として旋回（僅かな量だけ回転）可能なように構成することができる。このような構成を採用することにより、カッターホイール２９がガラス基板の表面に接触することで、図５の仮想線（二点鎖線）に示すように、カッターブロック２８が５４を中心として僅かな量だけ旋回すれば、カッターブロック２８と接点検出治具５５は接触しなくなる。その結果、カッターブロック２８と接点検出治具５５の通電状態は解除されて無通電状態となるので、この電気信号の変化を測定することにより、カッターホイール２９がガラス基板と接触したことを感知することができる。

図６において、レーザ変位センサ３５が両矢視３８で示す上下方向に変位することによって、レーザ変位センサ３５とガラス基板１との距離Ｄが変動すると、その距離Ｄの変位量はセンサコントローラ３９を経てパルス出力される。パルス出力をすることで、ノイズによる誤動作を防止し、ガラス基板１の裏面反射による誤計測を防止することができる。このパルスは電源ユニットとＣＰＵユニットと位置制御ユニットが一体に組み込まれたメインコントローラ４０に伝達される。メインコントローラ４０からリニアサーボモータ２１への指令により、ロッド３３を介してカッターホイール２９（図３参照）の昇降動作が制御され、図３に示すカッターホイール２９がガラス基板１の表面を確実にとらえて一定量切り込むことができる。

以上のように構成される本発明の硬質脆性板のスクライブライン形成装置を用いてスクライブラインを形成する方法を説明する。
まず、図１に示すように、テーブル１９上にガラス基板１を載置する。そして、図２に示すサーボモータ１２のスイッチをオンにして、図１に示すスクライブライン形成装置本体３を支持するサポート４を、図２に示すガイドレール５ａと５ｂにガイドさせて両矢視６で示すＹ軸方向に適宜量だけ移動させる。さらに、図２に示すサーボモータ１３と１４のスイッチをオンにして、ガイドレール５ａと５ｂをガイドレール９と１０にガイドさせて図１の両矢視１１で示すＸ軸方向に適宜量だけ移動させる。

次に、図６に示すように、レーザ変位センサ３５からガラス基板１に向って出射されるレーザ光の反射光を検出することによって、レーザ変位センサ３５とガラス基板１との距離Ｄ（変位量）を測定する。図３に示すように、カッターホイール２９はカッターブロック２８に支持されており、レーザ変位センサ３５とカッターホイール２９の先端との垂直方向の距離は当初据え付けられたとおりの一定値であるから、レーザ変位センサ３５とガラス基板１との距離Ｄ（変位量）を測定することによって、カッターホイール２９の先端とガラス基板１の表面との垂直方向の距離を知ることができる。そこで、上記変位量を図６に示すセンサコントローラ３９を経てパルス出力し、このパルスはメインコントローラ４０に伝達され、さらに、メインコントローラ４０からリニアサーボモータ２１への指令により、ロッド３３を介してカッターホイール２９（図３参照）の昇降動作が制御され、図３に示すカッターホイール２９がガラス基板１の表面を確実にとらえて一定量切り込むことができる。このようにして、図１に示すスクライブライン開始点４１が形成される。

次に、図１に示すように、スクライブライン形成装置本体３を支持するサポート４を図２に示すガイドレール５ａと５ｂにガイドさせて両矢視６で示すＹ軸方向に移動させつつ、図６に示すように、レーザ変位センサ３５からガラス基板１に向って出射されるレーザ光の反射光を検出することによって、レーザ変位センサ３５とガラス基板１との距離Ｄ（変位量）を測定して、この変位量をセンサコントローラ３９を経てパルス出力し、このパルスはメインコントローラ４０に伝達され、さらに、メインコントローラ４０からリニアサーボモータ２１への指令により、ロッド３３を介してカッターホイール２９（図３参照）の昇降動作が制御され、図３に示すカッターホイール２９がガラス基板１の表面を確実にとらえて一定量切り込み、図１に示す矢視４２方向に直線状のスクライブラインを形成する。

より具体的には、図６に示すメインコントローラ４０からリニアサーボモータ２１への指令により、図３に示すスライダー２２ａと２２ｂがガイドレール２３に沿って所定量だけ下降し、カムフォロア２７がその所定量に相当する長さだけ円板２６を押し下げることによって、カッターホイール２９がガラス基板１の表面に到達し、一定量切り込むことができる。
このとき、カッターホイール２９はコイルバネ３４の弾性押圧作用により、ガラス基板１の表面形状の変化に滑らかに追随しつつ、切込量を一定に制御することができる。

さらに、図７に示すように、カッターブロック２８が上記のようにしてスクライブラインを形成しつつ、位置Ｐ１から位置Ｐ２に到達するまでの経路において、上り勾配と下り勾配を含む斜面４３がある場合、図４に示すガイド２５がコイルバネ２４の弾撥力によって上方へ押し上げられるような力を受ける結果、カッターホイール２９は過度にガラス基板１を切り込むことなく、コイルバネ２４と３４の弾性押圧作用により、カッターホイール２９はガラス基板１の表面形状の変化に滑らかに追随しつつ、切込量を一定に制御することができる。

そして、図１の角部４４付近に図３に示すカッターホイール２９が到達すると、サーボモータ３０を作動させる。このサーボモータ３０の回転動作はベルト３１を経てカッターブロック保持部材３２に伝達され、さらに、ロッド３３を経てカッターブロック２８に伝達される。かくして、サーボモータ３０が回転することによって、カッターホイール２９は旋回することができる。このようにして、角部４４に曲線状のスクライブラインが形成される。

以後、上記と同じようにして、矢視４５方向に直線状のスクライブラインを形成し、角部４６に曲線状のスクライブラインを形成し、矢視４７方向に直線状のスクライブラインを形成し、角部４８に曲線状のスクライブラインを形成し、矢視４９方向に直線状のスクライブラインを形成し、角部５０に曲線状のスクライブラインを形成し、矢視５１方向に直線状のスクライブラインを形成し、かくして、図１に示すようなスクライブライン２を形成し、このスクライブライン２に沿ってガラス基板１を割断することができる。

上記したように、レーザ変位センサ３５はカッターホイール２９より先行しているので、レーザ変位センサ３５で測定したガラス基板１の表面の高低差に基づいてカッターホイール２９によるガラス基板１の切込量をリアルタイムで制御することもできる。この方式は直線状のスクライブラインを形成するときには有利であるが、曲線状（直線状ではないものを含む意）のスクライブラインを形成するときには不都合なことがある。すなわち、図１に示す曲線状の角部４４にレーザ変位センサ３５がさしかかると、レーザ変位センサ３５とカッターホイール２９は、ある曲率半径の曲線運動をする。ところが、レーザ変位センサ３５とカッターホイール２９の平面的な位置が異なる以上、レーザ変位センサ３５が描く曲線とカッターホイール２９が描く曲線は異なったものとなる。その結果、図１に示す曲線状の角部４４において、先行するレーザ変位センサ３５で測定したガラス基板１の表面の高低差を正確に反映するようにカッターホイール２９によるガラス基板１の切込量を制御することが困難な場合がある。

そこで、まず、図１に示すテーブル１９上に基準となるガラス基板１を載置し、カッターホイール２９による切り込みは行わずに、レーザ変位センサ３５で、直線部４２、曲線部４４、直線部４５、曲線部４６、直線部４７、曲線部４８、直線部４９、曲線部５０および直線部５１を含むスクライブライン２の形成データを測定し、この測定データ上におけるレーザ変位センサ３５とカッターホイール２９の平面的な位置の違いによる曲線の差異（段落００２９で説明したもの）を補正するような補正データを、メインコントローラ４０のＣＰＵユニットに貯えておく。

次に、実際にスクライブラインを形成しようとするガラス基板１を図１に示すテーブル１９上に載置する。そして、図１の角部４４付近にカッターホイール２９が到達すると、レーザ変位センサ３５で測定したガラス基板１の表面の高低差に基づくカッターホイール２９によるガラス基板１の切込量を上記補正データで補正しつつ、カッターホイール２９でガラス基板１を一定量切り込む。このようにして、曲線状のスクライブラインも直線状のスクライブラインと同様に滑らかに形成することができる。

次に、０．７ｍｍの厚みのガラス板に対して、本発明の方法で０．１ｍｍ深さの切込量となるようにスクライブラインを形成した場合（カッターホイールに対して先行するレーザ変位センサでガラス板表面の高低差を測定し、当該高低差に基づいて切込量を制御した場合）と、本発明の方法と比較するために、レーザ変位センサを有せず、ガラス板表面の高低差を考慮しないで０．１ｍｍ深さの固定切込量となるようにスクライブラインを形成した場合との差異について、図８に基づいて説明する。

切り込みに使用したカッターホイールはともに、焼結ダイヤモンドカッターで、直径は２．５ｍｍ、頂角は１１０°である。また、切込圧は９００ｇ、切り込み速度は８００ｍｍ／秒である。図８（ａ）は、本発明の方法で上記ガラス板にスクライブラインを形成した場合の表面を示し、図８（ａ）の左側から右側に向かって白く見える１本の直線がスクライブラインであり、このスクライブラインは連続しており、ガラス板表面の高低差に巧みに追随するようにカッターホイールがスクライブラインを形成したことが分かる。

図８（ｂ）は、レーザ変位センサを有せず、ガラス板表面の高低差を考慮しないで０．１ｍｍ深さの固定切込量となるようにスクライブラインを形成した場合を示す。図８（ｂ）の左側から右側に向かって白く見える１本の直線がスクライブラインであるが、このスクライブラインの中間部分は途切れている。すなわち、ガラス板表面の中間部分は左側部分および右側部分に比べて凹んでいるので、中間部分ではスクライブラインを形成することができなかったのである。
しかし、図８（ａ）に示すように、本発明の方法では、ガラス板表面に凹んだ部分があっても、そのガラス板表面の高低差に巧みに追随するようにカッターホイールがスクライブラインを形成することができるのである。

以上の説明で明らかなように、本発明のスクライブライン形成装置によれば、リニアサーボモータとレーザ変位計を備えることにより、スクライブラインが形成されるガラス基板を載置するテーブル等の表面を予め研磨等の手段により滑らかにする必要がなく、０．０５ないし０．１mm厚みの超薄板ガラス、０．１ないし０．５mm厚みの電子ガラス、０．５ないし０．７mm厚みの液晶ガラス、１．８ないし２．８mm厚みのプラズマガラス、２．８ないし２５．０mm厚みの建築用ガラスなどの様々な厚みのガラスを、その表面形状に関わりなく、切込量を一定にして切断することができる。
さらに、カッターホイールおよびカッターブロック保持部材を上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることにより、ガラス基板の表面形状の変化にカッターホイールを滑らかに追随させて、切込量を一定に制御するとともに切断面を平滑にすることが可能である。
さらに、本発明のスクライブライン形成装置及びその形成方法は従来のものに比べてより速くスクライブラインを形成することも可能である。

本発明は、硬質脆性板のスクライブラインを形成する装置として有用である。

１ ガラス基板
２ スクライブライン
３ スクライブライン形成装置本体
４ サポート
５ａ、５ｂ ガイドレール
６ 両矢視
７ スライドブロック
８ スライドブロック
９ ガイドレール
１０ ガイドレール
１１ 両矢視
１２ サーボモータ
１３ サーボモータ
１４ サーボモータ
１５ ベルト
１６ ベルト
１７ ラック・ピニオン機構
１８ ラック・ピニオン機構
１９ テーブル
２０ 支持台
２１ リニアサーボモータ
２２ａ、２２ｂ スライダ
２３ ガイドレール
２４ コイルバネ
２５ ガイド
２６ 円板
２７ カムフォロア
２８ カッターブロック
２９ カッターホイール
３０ サーボモータ
３１ ベルト
３２ カッターブロック保持部材
３３ ロッド
３４ コイルバネ
３５ レーザ変位センサ
３６ 上限ストッパ
３７ 下限ストッパ
３８ 両矢視
３９ センサコントローラ
４０ メインコントローラ
４３ 斜面
５２ ラック・ピニオン機構
５３ 回転方向
５４ 旋回中心
５５ 接点検出治具
５６ 絶縁体

Claims (10)

1. テーブル上に載置した硬質脆性板の表面にカッターホイールを押圧しつつ走行させることにより、上記カッターホイールの走行軌跡に沿って硬質脆性板に微少垂直クラックを生成する硬質脆性板のスクライブライン形成方法において、レーザ変位計をカッターホイールより先行させて当該レーザ変位計により硬質脆性板表面の高低差を測定し、測定された硬質脆性板表面の高低差に基づいてカッターホイールと硬質脆性板との距離を演算し、演算されたカッターホイールと硬質脆性板との距離に基づいてカッターホイールによる硬質脆性板の切込量をリニアサーボモータで制御することを特徴とする硬質脆性板のスクライブライン形成方法。
2. レーザ変位計に代えて、超音波センサ、光電センサ、差動トランスを利用した接触式変位計、リニアスケールを利用した接触式変位計またはマグネスケールを利用した接触式変位計を用いることを特徴とする請求項１記載の硬質脆性板のスクライブライン形成方法。
3. リニアサーボモータに代えて、ボールねじと回転型サーボモータを組み合わせた昇降駆動装置またはラック・ピニオン機構と回転型サーボモータを組み合わせた昇降駆動装置を用いることを特徴とする請求項１または２記載の硬質脆性板のスクライブライン形成方法。
4. 硬質脆性板を載置するテーブルと、先端部にカッターホイールを有するカッターブロックと、昇降自在のリニアサーボモータと、上記カッターブロックを保持するカッターブロック保持部材を上記リニアサーボモータによって下方に押圧することが可能な押圧機構と、上記カッターブロックとカッターブロック保持部材とリニアサーボモータと押圧機構とを有するスクライブライン形成装置本体を支持するサポートと、当該サポートを互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向に走行自在にガイドするＸ軸方向駆動機構およびＹ軸方向駆動機構と、上記カッターホイールに先行する位置にレーザ変位計とを備えることを特徴とする硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
5. カッターブロックおよびカッターブロック保持部材を旋回させることが可能な旋回用モータを備えることを特徴とする請求項４記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
6. カッターホイールを上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることを特徴とする請求項４または５記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
7. カッターブロック保持部材を上下方向に弾性的に押圧するスプリングを備えることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
8. スプリングは、コイルバネ、エアシリンダ、永久磁石による磁気バネおよび電磁石による磁気バネを含むことを特徴とする請求項６または７記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
9. レーザ変位計に代えて、超音波センサ、光電センサ、差動トランスを利用した接触式変位計、リニアスケールを利用した接触式変位計またはマグネスケールを利用した接触式変位計を用いることを特徴とする請求項４ないし８のいずれか１項に記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。
10. リニアサーボモータに代えて、ボールねじと回転型サーボモータを組み合わせた昇降駆動装置またはラック・ピニオン機構と回転型サーボモータを組み合わせた昇降駆動装置を用いることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の硬質脆性板のスクライブライン形成装置。