JP2016068181A - ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、環境に与える負荷を低減し、かつ、ガラス基板の表面汚染を抑制することができるガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置を提供することである。【解決手段】端面研削装置２０は、ガラス基板１０の端面１１ａに面取り砥石４０を接触させ、ガラス基板１０に対して面取り砥石４０を相対的に移動させることで、端面１１ａを加工する。端面研削装置２０は、面取り砥石４０と端面１１ａとの接触部１３に、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である冷却液を供給して、接触部１３を冷却する。端面研削装置２０は、面取り砥石４０が収容されているハウジング３０の内部空間８１を外部空間８２に対して負圧にし、内部空間８１から冷却液を吸引することで、冷却液が外部空間８２に流出してガラス基板１０を汚染することを抑制する。また、端面研削装置２０は、冷却液の使用量を低減して、環境に与える負荷を低減する。【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置に関する。

液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられるガラス基板は、例えば、オーバーフローダウンドロー法によって製造される。オーバーフローダウンドロー法では、成形体の上面の溝に流し込まれて溢れ出した熔融ガラスが、成形体の両側面を伝って流下し、成形体の下端で合流することで、ガラスリボンが連続的に成形される。成形されたガラスリボンは、下方に引き延ばされながら冷却され、その後、切断されて所定の寸法のガラス基板が得られる。得られたガラス基板は、端面加工工程、表面洗浄工程および検査工程等を経て、梱包されて出荷される。

ガラスリボンを所定の寸法のガラス基板に切断する工程では、一般的に、カッターまたはレーザによる切断方法が用いられる。カッターによる切断方法では、ガラスリボンに機械的に切れ目を入れて切断する。そのため、ガラス基板の切断面には、数μｍ〜１００μｍ程度の深さのクラックが形成される。このクラックは、ガラス基板の機械的強度の劣化を招く。また、レーザによる切断方法では、熱応力を利用してガラスリボンに切れ目を入れて切断する。そのため、ガラス基板の切断面は、鋭利で欠けやすい状態になる。ガラス基板の切断面に存在する、クラックおよび鋭利な部分が形成された層は、脆性破壊層と呼ばれ、切断面を研削および研磨することによって除去される必要がある。すなわち、ガラス基板の機械的強度を上げ、ガラス基板の欠陥の発生を抑制し、後工程での取り扱いを容易にするために、ガラス基板の端面加工工程が行われる。

従来、ガラス基板の端面加工工程では、ガラス基板の端面（切断面）の角部を面取りする面取り工程が行われている。面取り工程では、回転する研削ホイールをガラス基板の端面に接触させ、ガラス基板に対して研削ホイールを相対的に移動させることで、ガラス基板の端面が研削される。研削ホイールは、ダイヤモンドホイール等のメタルボンドホイールである。研削ホイールとガラス基板の端面とが接触する部位である接触部の温度は、摩擦熱によって上昇する。この摩擦熱により、ガラス基板の端面の温度が上昇すると、端面近傍のガラスが変質して、製品として出荷されるガラス基板の品質に悪影響を与えるおそれがある。そのため、従来、面取り工程では、特許文献１（特公昭６２−４３８３４号公報）に開示されているように、研削ホイールとガラス基板の端面との間の接触部に冷却液を供給して、ガラス基板の端面の温度の上昇を抑える方法が用いられている。

面取り工程で使用される冷却液は、例えば、純水、および、有機物を含む水溶液である。有機物として非イオン系界面活性剤を含む水溶液は、純水よりも冷却性能が高い。しかし、非イオン系界面活性剤を含む水溶液を冷却液として使用する場合、環境に与える負荷を低減する目的から、冷却液の使用量は少ないほど好ましい。

また、面取り工程において、非イオン系界面活性剤を含む冷却液がガラス基板の表面に付着すると、次の理由により、ガラス基板の品質が低下するおそれがある。例えば、ＦＰＤの製造に用いられるガラス基板は、ブラックマトリックス、および、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の光を透過させる波長選択素子であるＲＧＢ画素が表面に配置されて、カラーフィルタが形成される。ブラックマトリックスは、ＲＧＢ画素が配置されていない領域におけるバックライトの光漏れを遮断し、互いに隣接するＲＧＢ画素の混色を防止することで、表示コントラストを向上させる。しかし、冷却液に含まれる非イオン系界面活性剤がガラス基板の表面に残留していると、ガラス基板の表面にブラックマトリックスが十分に密着しない可能性がある。そのため、面取り工程で使用される冷却液によるガラス基板の表面汚染を抑制することが求められている。

本発明の目的は、環境に与える負荷を低減し、かつ、ガラス基板の表面汚染を抑制することができるガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置を提供することである。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の端面に砥石を接触させ、ガラス基板に対して砥石を相対的に移動させることで、端面を加工する方法である。このガラス基板の製造方法は、研削工程と、冷却工程と、吸引工程とを備える。研削工程は、ハウジングに収容される砥石を回転させ、回転している砥石を端面に接触させることで端面を研削する工程である。冷却工程は、砥石と端面との接触部に、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である冷却液を供給して、接触部を冷却する工程である。吸引工程は、ハウジングの内部空間をハウジングの外部空間に対して負圧にすることで、内部空間から冷却液を吸引する工程である。ハウジングは、ガラス基板を内部空間に挿入するためのスリットを有する。

このガラス基板の製造方法では、回転する砥石をガラス基板の端面に接触させて端面を研削する際に、砥石と端面とが互いに接触する部位である接触部に冷却液を供給して、接触部における端面の温度を低下させる。これにより、砥石と端面との間の摩擦熱によって、接触部における端面の温度が上昇し、端面の近傍のガラスが変質して、ガラス基板の品質が低下することが抑制される。また、接触部に供給された冷却液は、砥石が収容されるハウジングの内部空間から吸引されるので、ハウジングの外部空間に飛散してガラス基板に付着する冷却液の量が低減される。そのため、冷却液によるガラス基板の表面汚染が抑制される。また、ハウジングの内部空間から吸引された冷却液を回収して適切に処理することで、環境に与える負荷が低減される。従って、このガラス基板の製造方法は、環境に与える負荷を低減し、かつ、ガラス基板の表面汚染を抑制することができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法は、吸引工程で吸引された冷却液を回収する回収工程をさらに備えることが好ましい。冷却工程では、回収工程で回収された冷却液の少なくとも一部を用いて、接触部が冷却される。

このガラス基板の製造方法では、接触部に供給された後に吸引された冷却液を回収し、さらに、回収された冷却液を再利用することで、冷却液の使用量が低減される。非イオン系界面活性剤等の有機物を含む冷却液は、外に排出されると環境に悪影響を与えるおそれがある。そのため、このような冷却液の使用量は少ないほど好ましい。従って、このガラス基板の製造方法は、環境に与える負荷を低減することができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、ハウジングは、内部空間の冷却液が吸引される吸引口をさらに有することが好ましい。吸引口は、内部空間において、砥石に対してスリットの反対側に形成されている。

このガラス基板の製造方法では、接触部に供給された冷却液が最も吸引されにくい位置に、内部空間から冷却液が吸引される吸引口が設けられている。そのため、接触部に供給された冷却液によって、接触部における端面が十分に冷却される前に、冷却液が吸引されることが抑制される。従って、このガラス基板の製造方法は、ガラス基板の端面の冷却を効率的に行うことができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、冷却工程では、接触部に対して砥石の回転方向上流側において、砥石に冷却液が押し付けられることで、接触部に冷却液が供給されることが好ましい。

このガラス基板の製造方法では、冷却液が押し付けられた砥石が端面と接触することにより、接触部に冷却液が供給されて端面が冷却される。これにより、接触部に冷却液を直接吹き付けることなく、接触部に冷却液を効率的に供給することができる。そのため、接触部に供給されず端面の冷却に寄与しない冷却液の量を低減することができるので、冷却液の使用量が低減される。従って、このガラス基板の製造方法は、環境に与える負荷を低減することができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、吸引工程では、スリットの幅を調節することで、外部空間からスリットを介して内部空間に流入する気体の流速が制御されることが好ましい。

このガラス基板の製造方法では、例えば、ハウジングのスリットの幅を狭くすることで、スリットを通過する気体の流速を増加させることができる。スリットを通過する気体の流速が大きいほど、ハウジングの内部空間からスリットを介して外部空間に流出する冷却液の量が低減されるので、接触部に供給される冷却液の量を増加させることができる。従って、このガラス基板の製造方法は、スリットの幅を調節することで、接触部に供給することができる冷却液の量を制御することができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、スリットは、ガラス基板を挟むための一対のブラシを有することが好ましい。吸引工程では、一対のブラシの間隔を調節することで、外部空間からスリットを介して内部空間に流入する気体の流速が制御される。

このガラス基板の製造方法では、例えば、スリットに設けられる一対のブラシの間隔を狭くすることで、スリットを通過する気体の流速を増加させることができる。スリットを通過する気体の流速が大きいほど、ハウジングの内部空間からスリットを介して外部空間に流出する冷却液の量が低減される。外部空間への冷却液の流出が抑制されると、接触部への冷却液の供給量の調整が可能となり、接触部に供給される冷却液の量を増加させることができる。従って、このガラス基板の製造方法は、一対のブラシの間隔を調節することで、接触部に供給することができる冷却液の量を制御することができる。

また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、砥石は、メタルボンドホイールであることが好ましい。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の端面に砥石を接触させ、ガラス基板に対して砥石を相対的に移動させることで、端面を加工する装置である。このガラス基板の製造装置は、砥石と、回転部と、冷却部と、吸引部とを備える。砥石は、ハウジングに収容される。回転部は、砥石を回転させる機構である。冷却部は、砥石と端面との接触部に、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である冷却液を供給して、接触部を冷却する機構である。吸引部は、ハウジングの内部空間をハウジングの外部空間に対して負圧にして、内部空間から冷却液を吸引する機構である。ハウジングは、ガラス基板を内部空間に挿入するためのスリットを有する。

本発明に係るガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置は、環境に与える負荷を低減し、かつ、ガラス基板の表面汚染を抑制することができる。

ガラス基板製造工程のフローチャートである。 端面加工装置が行う端面加工工程を説明するための図である。 端面研削装置の一部の平面図である。 図３の矢印ＩＶから視た、端面研削装置の側面図である。 端面研削装置の全体構成を示す概略図である。 ハウジングの外観図である。 冷却液供給装置の断面図である。

本発明の実施形態としてのガラス基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。本実施形態のガラス基板の製造方法は、ガラス基板１０の端面を加工する端面加工装置１００を用いる。

（１）ガラス基板の製造工程の概要
最初に、端面加工装置１００によって加工されるガラス基板１０の製造工程について説明する。ガラス基板１０は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる。ガラス基板１０は、例えば、０.２ｍｍ〜０.８ｍｍの厚みを有し、かつ、縦６８０ｍｍ〜２２００ｍｍおよび横８８０ｍｍ〜２５００ｍｍの寸法を有する。

ガラス基板１０の一例として、以下の（ａ）〜（ｊ）の組成を有するボロアルミノシリケートガラスであるガラス基板が挙げられる。

（ａ）ＳｉＯ₂：５０質量％〜７０質量％、
（ｂ）Ａｌ₂Ｏ₃：１０質量％〜２５質量％、
（ｃ）Ｂ₂Ｏ₃：１質量％〜１８質量％、
（ｄ）ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ:５質量％〜２０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種である。）、
（ｉ）Ｒ’₂Ｏ:０質量％〜２．０質量％（Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。）、
（ｊ）ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＣｅＯ₂から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物。

なお、上記の組成を有するガラスは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容される。

図１は、ガラス基板１０の製造工程を表すフローチャートの一例である。ガラス基板１０の製造工程は、主として、成形工程（ステップＳ１）と、採板工程（ステップＳ２）と、切断工程（ステップＳ３）と、粗面化工程（ステップＳ４）と、端面加工工程（ステップＳ５）と、洗浄工程（ステップＳ６）と、検査工程（ステップＳ７）と、梱包工程（ステップＳ８）とから構成される。

成形工程Ｓ１では、ガラス原料を加熱して得られた熔融ガラスから、オーバーフローダウンドロー法またはフロート法によって、ガラスリボンが連続的に成形される。成形されたガラスリボンは、歪みおよび反りが発生しないように温度制御されながら、ガラス徐冷点以下まで冷却される。

採板工程Ｓ２では、成形工程Ｓ１で成形されたガラスリボンが切断されて、所定の寸法を有する素板ガラスが得られる。

切断工程Ｓ３では、採板工程Ｓ２で得られた素板ガラスが切断されて、製品サイズのガラス基板１０が得られる。

粗面化工程Ｓ４では、切断工程Ｓ３で得られたガラス基板１０の表面粗さを増加させる粗面化処理が行われる。ガラス基板１０の粗面化処理は、例えば、フッ化水素を含むエッチング液を用いるウエットエッチング処理である。

端面加工工程Ｓ５では、粗面化工程Ｓ４で粗面化処理が行われたガラス基板１０の端面の面取り加工および研磨加工が行われる。端面加工工程Ｓ５は、端面加工装置１００によって行われる。端面の面取り加工は、ガラス基板１０の一対の主表面と端面との間の角部をＲ形状に研削する加工である。端面の研磨加工は、面取り加工された端面の表面粗さを低下させる加工である。

洗浄工程Ｓ６では、端面加工工程Ｓ５で端面加工が行われたガラス基板１０が洗浄される。ガラス基板１０には、切断工程Ｓ３および端面加工工程Ｓ５で生じた微小なガラス片や、雰囲気中に存在する有機物等の異物が付着している。ガラス基板１０の洗浄によって、これらの異物が除去される。

検査工程Ｓ７では、洗浄工程Ｓ６で洗浄されたガラス基板１０が検査される。具体的には、ガラス基板１０の形状が測定され、ガラス基板１０の欠陥が光学的に検知される。ガラス基板１０の欠陥は、例えば、ガラス基板１０の表面に存在する傷およびクラック、ガラス基板１０の表面に付着している異物、および、ガラス基板１０の内部に存在している微小な泡等である。

梱包工程Ｓ８では、検査工程Ｓ７における検査に合格したガラス基板１０が、ガラス基板１０を保護するための合紙と交互にパレット上に積層されて、梱包される。梱包されたガラス基板１０は、ＦＰＤの製造業者等に出荷される。

（２）端面加工工程の概要
次に、端面加工装置１００がガラス基板１０の端面を面取り加工および研磨加工する端面加工工程Ｓ５について説明する。図２は、端面加工装置１００が行う端面加工工程Ｓ５を説明するための図である。ガラス基板１０は、その主表面が水平面と平行になっている状態で、端面加工装置１００の内部を所定の経路に沿って搬送される。

端面加工装置１００によって加工されるガラス基板１０は、長方形の形状を有する。ガラス基板１０は、一対の第１端面１１ａ，１１ｂ、および、一対の第２端面１２ａ，１２ｂを有する。第１端面１１ａ，１１ｂは、ガラス基板１０の短辺に平行な端面である。第２端面１２ａ，１２ｂは、ガラス基板１０の長辺に平行な端面である。

端面加工装置１００は、主として、第１面取り加工装置１０１と、回転装置１０２と、第２面取り加工装置１０３と、コーナーカット装置１０４とを備える。第１面取り加工装置１０１、回転装置１０２、第２面取り加工装置１０３およびコーナーカット装置１０４は、この順番で、ガラス基板１０の搬送経路の上流側から下流側に向かって配置されている。端面加工装置１００の内部を搬送されるガラス基板１０は、第１面取り加工装置１０１、回転装置１０２、第２面取り加工装置１０３およびコーナーカット装置１０４を、この順番で通過する。

最初に、第１面取り加工装置１０１は、ガラス基板１０の搬送経路の両側に設置された一対の第１ダイヤモンドホイール１１１を用いて、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂの角部を面取りする。その後、第１面取り加工装置１０１は、ガラス基板１０の搬送経路の両側に設置された一対の第１研磨ホイール１２１を用いて、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂを研磨する。その後、ガラス基板１０は、回転装置１０２に搬送される。

次に、回転装置１０２は、ガラス基板１０を水平面内で９０°回転させる。その後、ガラス基板１０は、第２面取り加工装置１０３に搬送される。

次に、第２面取り加工装置１０３は、ガラス基板１０の搬送経路の両側に設置された一対の第２ダイヤモンドホイール１１２を用いて、ガラス基板１０の第２端面１２ａ，１２ｂの角部を面取りする。その後、第２面取り加工装置１０３は、ガラス基板１０の搬送経路の両側に設置された一対の第２研磨ホイール１２２を用いて、ガラス基板１０の第２端面１２ａ，１２ｂを研磨する。その後、ガラス基板１０は、コーナーカット装置１０４に搬送される。

次に、コーナーカット装置１０４は、４つの第３ダイヤモンドホイール１１３を用いて、ガラス基板１０の主表面の４つの角部を面取りする。その後、ガラス基板１０は、洗浄工程Ｓ６に搬送される。

第１ダイヤモンドホイール１１１、第２ダイヤモンドホイール１１２および第３ダイヤモンドホイール１１３は、例えば、粒度が♯４００であるダイヤモンド砥粒を、鉄を含む金属系の結合剤で固めたメタルボンドホイールである。第１ダイヤモンドホイール１１１、第２ダイヤモンドホイール１１２および第３ダイヤモンドホイール１１３は、同じ種類のホイールであってもよい。

第１研磨ホイール１２１および第２研磨ホイール１２２は、例えば、粒度が♯４００である炭化ケイ素砥粒を、鉄を含む金属系の結合剤で固めたメタルボンドホイールである。第１研磨ホイール１２１および第２研磨ホイール１２２は、同じ種類のホイールであってもよい。なお、結合剤は、コバルト系や銅系のボンド材であってもよく、樹脂系のボンド材であってもよい。

（３）端面研削装置の構成
次に、ガラス基板１０の端面を面取り加工する端面研削装置２０について説明する。端面研削装置２０は、本発明の実施形態としてのガラス基板の製造装置に相当する。第１面取り加工装置１０１は、ガラス基板１０の一対の第１端面１１ａ，１１ｂのそれぞれを面取り加工する一対の端面研削装置２０を有する。同様に、第２面取り加工装置１０３は、ガラス基板１０の一対の第２端面１２ａ，１２ｂのそれぞれを面取り加工する一対の端面研削装置２０を有する。

図３は、端面研削装置２０の一部の平面図である。図３には、ガラス基板１０の第１端面１１ａの面取り加工を行う、第１面取り加工装置１０１の端面研削装置２０が示されている。図４は、図３に示される矢印ＩＶの方向から見た、端面研削装置２０の側面図である。図３，４では、ハウジング３０の断面が示されている。図５は、端面研削装置２０の全体構成を示す概略図である。

以下、図３，４に示されるように、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を定義する。ガラス基板１０の主表面に平行な水平面上には、Ｘ軸およびＹ軸からなる二次元の直交座標系が設定される。Ｘ軸は、ガラス基板１０が搬送される方向と平行な軸である。Ｙ軸は、ガラス基板１０が搬送される方向と直交する軸である。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面と直交する軸である。

端面研削装置２０は、主として、ハウジング３０と、面取り砥石４０と、モータ５０と、冷却液供給装置６０と、冷却液回収装置７０と、制御部（図示せず）とを備える。次に、端面研削装置２０の各構成要素について説明する。以下の説明は、第２面取り加工装置１０３の端面研削装置２０にも適用可能である。

（３−１）ハウジング
ハウジング３０は、金属板で組み立てられた直方体の容器である。ハウジング３０は、第１面取り加工装置１０１の内部において固定されている。ハウジング３０は、面取り砥石４０および冷却液供給装置６０を収容する。ハウジング３０には、モータ５０が取り付けられている。図６は、ハウジング３０の外観図である。図６では、一対のブラシ３２は省略されており、一対のブラシ３２が突出する孔であるブラシ孔３２ａのみが示されている。

ハウジング３０は、スリット３１を有する。スリット３１は、ハウジング３０の外表面に形成される、Ｘ軸に平行な隙間である。スリット３１は、ハウジング３０の内部空間８１と、ハウジング３０の外部空間８２とを連通する。スリット３１は、外部空間８２にあるガラス基板１０の第１端面１１ａを内部空間８１に挿入するための隙間である。スリット３１は、互いに対向するスリット上面３３とスリット下面３４との間の空間である。

ハウジング３０は、スリット３１に設けられる一対のブラシ３２を有する。一対のブラシ３２は、スリット上面３３およびスリット下面３４のそれぞれのブラシ孔３２ａからＺ軸方向に突出している。ブラシ孔３２ａは、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸に沿って形成されている。一対のブラシ３２の材質は、例えば、ナイロンである。一対のブラシ３２は、スリット３１に挿入されたガラス基板１０の端部を挟む。また、一対のブラシ３２は、内部空間８１から外部空間８２に、後述する冷却液が流出することを抑制する。

ハウジング３０の外表面は、金属管である吸引管３５が接続されている。ハウジング３０は、吸引管３５を介して冷却液回収装置７０に接続されている。吸引管３５は、ハウジング３０の外表面に形成される孔である吸引口３６に取り付けられる配管である。吸引口３６は、ハウジング３０の内部空間８１において、面取り砥石４０を挟んでスリット３１の反対側に開口している。すなわち、内部空間８１において、吸引口３６は、スリット３１と対向している。

（３−２）面取り砥石
面取り砥石４０は、ガラス基板１０の端面を面取り加工するための砥石である。第１面取り加工装置１０１の端面研削装置２０では、面取り砥石４０は、第１ダイヤモンドホイール１１１である。第２面取り加工装置１０３の端面研削装置２０では、面取り砥石４０は、第２ダイヤモンドホイール１１２である。

面取り砥石４０は、ハウジング３０の内部空間８１に配置される。面取り砥石４０は、ハウジング３０に対して位置が固定されている。面取り砥石４０は、円筒形状を有する。面取り砥石４０の側面４１には、周方向に加工溝４２が形成されている。面取り砥石４０は、Ｚ軸方向に延びるシャフト４３を介してモータ５０と連結されている。シャフト４３は、ハウジング３０の上面を貫通している。

面取り砥石４０は、シャフト４３の軸回転によって、Ｚ軸に平行な回転軸の周りを回転する。回転している面取り砥石４０の加工溝４２の表面（側面４１の一部）にガラス基板１０の第１端面１１ａが接触することで、第１端面１１ａが面取り加工される。以下、ガラス基板１０の第１端面１１ａと面取り砥石４０とが接触している部位を接触部１３と呼ぶ。図３において、ガラス基板１０は、右側に向かって搬送され、面取り砥石４０は、反時計回りに回転する。このように、面取り砥石４０は、接触部１３において、ガラス基板１０の搬送方向とは反対の方向に回転する。

（３−３）モータ
モータ５０は、ハウジング３０の上面に取り付けられている。モータ５０は、シャフト４３を介して面取り砥石４０と連結されている。モータ５０は、シャフト４３を軸回転させて、面取り砥石４０を回転軸周りに回転させるための動力源である。

（３−４）冷却液供給装置
冷却液供給装置６０は、主として、冷却液供給管６１と、冷却液供給部材６２と、冷却液貯留部材６３とを備える。冷却液供給管６１は、ハウジング３０を貫通する配管である。冷却液供給管６１は、内部空間８１に配置される冷却液供給部材６２と、外部空間８２に配置される冷却液貯留部材６３と、後述する冷却液回収装置７０とを互いに接続している。

冷却液供給部材６２は、回転している面取り砥石４０の側面４１に冷却液を押し付けるための部材である。冷却液は、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である。非イオン系界面活性剤は、例えば、スルホコハク酸塩である。非イオン系界面活性剤を含む冷却液は、表面張力が小さいので、接触部１３において、面取り砥石４０の側面４１（加工溝４２の表面）とガラス基板１０の第１端面１１ａとの間の隙間に入り込みやすい。冷却液は、面取り砥石４０による第１端面１１ａの研削により発生したガラス微粒子等の異物を洗い流して除去する効果を有する。また、冷却液は、摩擦により高温になりやすい接触部１３を冷却する効果を有する。なお、冷却液は、非イオン系界面活性剤の他に、アミン系の成分やグリセリン等を含んでもよい。アミン系の成分は、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびアルカノールアミンである。

冷却液供給部材６２は、接触部１３に対して面取り砥石４０の回転方向上流側において、面取り砥石４０と隣接して配置されている。冷却液供給部材６２は、面取り砥石４０に対して位置が固定されている。

図７は、冷却液供給部材６２の断面図である。冷却液供給部材６２は、主として、本体６４と、導入口６５と、貯留空間６６と、押し付け面６７と、供給口６８とを有する。導入口６５は、本体６４の外表面に形成され、冷却液供給管６１が接続される孔である。貯留空間６６は、導入口６５および供給口６８と連通し、本体６４の内部の空間である。押し付け面６７は、面取り砥石４０の側面４１と対向する面である。供給口６８は、押し付け面６７に形成される孔である。押し付け面６７と側面４１との間には、冷却液流路６９と呼ばれる狭い隙間が形成されている。冷却液流路６９の幅、すなわち、面取り砥石４０の径方向における冷却液流路６９の寸法は、面取り砥石４０の回転方向下流側に行くほど小さくなる。

冷却液貯留部材６３は、冷却液が貯留される容器である。冷却液貯留部材６３に貯留されている冷却液は、冷却液供給管６１を流れて、冷却液供給部材６２の導入口６５を通過して貯留空間６６に流入する。貯留空間６６に流入した冷却液は、供給口６８を通過して、冷却液流路６９に供給される。冷却液流路６９に供給された冷却液は、面取り砥石４０の側面４１と共に、面取り砥石４０の回転方向下流側に向かって流れる。冷却液流路６９の断面積は、面取り砥石４０の回転方向下流側に行くほど小さくなるので、冷却液流路６９を流れる冷却液の圧力は次第に高くなる。その結果、冷却液流路６９を流れる冷却液は、冷却液供給部材６２の押し付け面６７から面取り砥石４０の側面４１に向かって押し付けられる。従って、冷却液流路６９に供給された冷却液は、側面４１に形成された加工溝４２に確実に流入する。

（３−５）冷却液回収装置
冷却液回収装置７０は、吸引管３５を介してハウジング３０に接続されている。冷却液回収装置７０は、主として、冷却液吸引部７１と、冷却液回収部７２と、冷却液洗浄部７３と、冷却液貯留部７４とを有する。

冷却液吸引部７１は、ハウジング３０の内部空間８１の気体を吸引して、ハウジング３０の内部空間８１をハウジング３０の外部空間８２に対して負圧にする。冷却液吸引部７１は、例えば、液体および気体を吸引することができるポンプである。冷却液吸引部７１によって内部空間８１を外部空間８２に対して負圧にすることにより、外部空間８２からスリット３１を介して内部空間８１に向かう気体の流れが生じる。

面取り砥石４０の表面には、冷却液供給部材６２から供給された冷却液が付着している。面取り砥石４０に付着している冷却液の一部は、面取り砥石４０の回転により発生する遠心力によって、面取り砥石４０の表面から飛散する。また、スリット３１と対向する位置にある、面取り砥石４０の側面４１には、冷却液供給部材６２から供給された冷却液が多量に付着している。そのため、スリット３１と対向する側面４１、および、接触部１３からは、スリット３１に向かって多量の冷却液が飛散する。しかし、外部空間８２からスリット３１を介して内部空間８１に向かう気体の流れによって、スリット３１に向かって飛散した冷却液は、スリット３１を通過して外部空間８２に流出しない。そのため、冷却液吸引部７１は、面取り砥石４０の表面から飛散した冷却液を、外部空間８２に流出させずに内部空間８１に留めておき、ハウジング３０の吸引口３６を介して吸引管３５に吸引することができる。すなわち、吸引管３５は、冷却液吸引部７１によって吸引される、内部空間８１の気体および冷却液が流れる配管である。

冷却液回収部７２は、冷却液吸引部７１によって吸引された気体と冷却液との混合物から気体を分離して冷却液を回収する分離器である。

冷却液洗浄部７３は、冷却液回収部７２によって回収された冷却液に含まれる異物を除去するための機構である。回収された冷却液には、ガラスの微小片等の異物が混入されている場合がある。冷却液洗浄部７３は、例えば、回収された冷却液が流れる流路に設置されるフィルターである。

冷却液貯留部７４は、冷却液洗浄部７３によって異物が除去された冷却液が貯留される容器である。冷却液貯留部７４は、貯留されている冷却液を排出するための冷却液排出管７５を有する。また、冷却液貯留部７４は、冷却液再利用管７６を介して、冷却液貯留部材６３に接続されている。冷却液貯留部７４に貯留されている冷却液は、冷却液再利用管７６を流れて冷却液貯留部材６３に供給され、さらに、冷却液供給管６１を流れて冷却液供給部材６２に供給されて再利用される。

（３−６）制御部
制御部は、端面研削装置２０を制御するコンピュータである。例えば、制御部は、モータ５０および冷却液回収装置７０を制御する。次に、制御部による制御の例について説明する。

制御部は、モータ５０の出力を調節して、面取り砥石４０の回転速度を制御する。また、制御部は、冷却液回収装置７０の冷却液吸引部７１の出力を調節して、スリット３１を通過する気体の流速や、冷却液回収部７２によって回収されて冷却液貯留部７４に貯留される冷却液の量を制御する。

（４）端面加工装置の動作
次に、第１面取り加工装置１０１の一対の端面研削装置２０によってガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂが面取り加工される工程について説明する。以下の説明は、第２面取り加工装置１０３の一対の端面研削装置２０によってガラス基板１０の第２端面１２ａ，１２ｂが面取り加工される工程にも適用可能である。

粗面化工程Ｓ４において表面処理されたガラス基板１０は、端面加工装置１００の内部においてＸ軸に沿って搬送される。搬送される前に、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂがＸ軸と平行になるように、ガラス基板１０の向きが予め調節される。また、一対の端面研削装置２０の位置は、ガラス基板１０の寸法に応じて予め調節されている。

ガラス基板１０がＸ軸に沿って搬送される過程で、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂは、端面研削装置２０のスリット３１に挿入される。スリット３１に挿入された第１端面１１ａ，１１ｂを含むガラス基板１０の端部は、一対のブラシ３２によって挟まれている。

その後、ガラス基板１０がＸ軸に沿って搬送される過程で、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂは、端面研削装置２０の面取り砥石４０と接触部１３において接触して、面取り加工される。接触部１３では、ガラス基板１０の主表面と第１端面１１ａ，１１ｂとの間の角部が、面取り砥石４０の加工溝４２の表面によって研削されて、Ｒ形状に面取りされる。

また、接触部１３では、冷却液供給装置６０によって加工溝４２に供給された冷却液によって、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂが冷却される。その後、冷却液は、冷却液回収装置７０によって回収される。回収された冷却液の少なくとも一部は、ガラス基板１０の第１端面１１ａ，１１ｂを冷却するために再利用される。

（５）特徴
（５−１）
本実施形態の端面加工装置１００は、ガラス基板１０の第１端面１１ａを面取り加工するための端面研削装置２０を備える。端面研削装置２０は、回転する面取り砥石４０の側面４１（加工溝４２の表面）をガラス基板１０の第１端面１１ａに接触させ、ガラス基板１０に対して面取り砥石４０を相対的に移動させることで、第１端面１１ａを面取り加工する。

メタルボンドホイールである面取り砥石４０を用いる第１端面１１ａの面取り加工では、面取り砥石４０とガラス基板１０との間の摩擦熱によって、第１端面１１ａの温度が上昇する。第１端面１１ａが高温になると、第１端面１１ａの近傍のガラスが変質し、最終製品としてのガラス基板１０の品質が低下するおそれがある。

しかし、端面研削装置２０は、面取り砥石４０の側面４１（加工溝４２の表面）とガラス基板１０の第１端面１１ａとが互いに接触する部位である接触部１３に冷却液を供給して、第１端面１１ａの温度の上昇を抑制することができる。冷却液は、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である。この冷却液は、純水と比較して表面張力が小さいため、接触部１３における微小な隙間にも容易に入り込むことができる。そのため、この冷却液は、純水と比較して冷却性能が高い。

また、端面研削装置２０は、冷却液回収装置７０の冷却液吸引部７１によって、ハウジング３０の内部空間８１をハウジング３０の外部空間８２に対して負圧にすることができる。これにより、外部空間８２からスリット３１を介して内部空間８１に向かう気体の流れが生じる。そのため、面取り砥石４０の側面４１に押し付けられ、遠心力により側面４１および接触部１３からスリット３１に向かって飛散した冷却液は、スリット３１を通過して外部空間８２に流出しない。外部空間８２に冷却液が流出すると、冷却液がガラス基板１０の主表面に付着して、ガラス基板１０の品質が低下するおそれがある。例えば、ガラス基板１０がＦＰＤの製造に用いられる場合、冷却液に含まれる非イオン系界面活性剤がガラス基板１０の主表面に残留していると、ガラス基板１０の主表面にブラックマトリックスが十分に密着しないおそれがある。しかし、端面研削装置２０は、外部空間８２に冷却液が流出することを防止できるので、冷却液に含まれる非イオン系界面活性剤によって、ガラス基板１０の主表面が汚染されることを抑制することができる。

（５−２）
また、端面研削装置２０では、接触部１３に供給された冷却液は、外部空間８２に流出することなく、冷却液回収装置７０によって内部空間８１から吸引されて回収される。回収された冷却液は、異物が取り除かれて、接触部１３に再度供給される。すなわち、端面研削装置２０は、ガラス基板１０の第１端面１１ａの冷却に使用された冷却液を回収し、さらに、回収された冷却液の一部を再利用することができる。そのため、端面研削装置２０は、冷却液の使用量を低減することができる。非イオン系界面活性剤等の有機物を含む冷却液は、外に排出されると環境に悪影響を与えるおそれがある。また、有機物を含む冷却液の飛散により、端面研削装置２０が設置される施設内の環境汚染の問題や、端面研削装置２０の維持管理コストの増加の問題が発生するおそれがある。そのため、冷却液の使用量は少ないほど好ましい。従って、端面研削装置２０は、冷却液回収装置７０によって冷却液を回収して再利用することで、冷却液の使用量を低減し、環境に与える負荷を低減することができる。

（５−３）
また、端面研削装置２０では、ハウジング３０の内部空間８１の冷却液が吸引される吸引口３６は、面取り砥石４０を挟んでスリット３１の反対側に開口している。すなわち、吸引口３６は、接触部１３から最も離れた位置、言い換えると、接触部１３に供給された冷却液が最も吸引されにくい位置に設けられている。そのため、接触部１３に供給された冷却液が、接触部１３におけるガラス基板１０の第１端面１１ａを十分に冷却する前に、内部空間８１から吸引口３６に吸引されることが抑制される。従って、端面研削装置２０は、冷却液によるガラス基板１０の第１端面１１ａの冷却を効率的に行うことができる。

（５−４）
また、端面研削装置２０では、冷却液供給装置６０は、冷却液供給部材６２によって面取り砥石４０の側面４１に冷却液を押し付けることで、接触部１３に冷却液を供給して、ガラス基板１０の第１端面１１ａを冷却する。このように、冷却液供給装置６０は、接触部１３に冷却液を直接吹き付けることなく、接触部１３に冷却液を供給することができる。そのため、冷却液供給装置６０は、接触部１３に供給されず第１端面１１ａの冷却に寄与しない冷却液の量を低減して、冷却液の使用量を低減することができる。従って、端面研削装置２０は、環境に与える負荷を低減することができる。

（６）変形例
以上、本発明に係るガラス基板の製造方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が施されてもよい。

（６−１）変形例Ａ
実施形態では、端面研削装置２０のハウジング３０は、スリット３１の間に設けられる一対のブラシ３２を有している。一対のブラシ３２は、スリット３１に挿入されたガラス基板１０の端部を挟む。一対のブラシ３２は、スリット上面３３およびスリット下面３４のそれぞれからＺ軸方向に突出している。

しかし、端面研削装置２０は、スリット上面３３およびスリット下面３４のそれぞれから突出している一対のブラシ３２の長さを調節するための機構を有してもよい。この場合、端面研削装置２０の制御部は、一対のブラシ３２の長さを調節して、一対のブラシ３２の間隔を制御することができる。一対のブラシ３２は、スリット上面３３とスリット下面３４との間の空間に配置されている。そのため、一対のブラシ３２の長さを調節することで、制御部は、ハウジング３０の外部空間８２からスリット３１を介してハウジング３０の内部空間８１に流入する気体の流速を制御することができる。

冷却液回収装置７０の冷却液吸引部７１の吸引力が一定である場合、一対のブラシ３２の間隔を狭くすると、スリット３１を通過する気体の流速が増加する。スリット３１を通過する気体の流速が大きいほど、内部空間８１からスリット３１を介して外部空間８２に流出する冷却液の量が減少するので、接触部１３に供給される冷却液の量を増加させることができる。また、一対のブラシ３２の間隔を狭くすると、面取り砥石４０からスリット３１に向かって飛散して外部空間８２に流出する冷却液の量が減少するので、接触部１３に供給される冷却液の量を増加させることができる。

従って、本変形例の端面研削装置２０は、ガラス基板１０の厚みや冷却液吸引部７１の吸引力に応じて、一対のブラシ３２の間隔を適切に調節することで、接触部１３に供給することができる冷却液の量を増加させることができる。

また、本変形例の端面研削装置２０は、一対のブラシ３２の長さを調節するための機構を有する代わりに、スリット３１の間隔を調節するための機構を有してもよい。この場合、端面研削装置２０は、スリット３１の間隔を調節することで、一対のブラシ３２の間隔を調節することができる。

（６−２）変形例Ｂ
変形例Ａの端面研削装置２０は、一対のブラシ３２の間隔を適切に調節することで、接触部１３に供給することができる冷却液の量を増加させることができる。しかし、端面研削装置２０のハウジング３０は、スリット３１の間に設けられる一対のブラシ３２を有していなくてもよい。この場合、ハウジング３０は、スリット３１の間隔を調節するための機構を有してもよい。

本変形例では、変形例Ａと同様に、端面研削装置２０の制御部は、スリット３１の間隔を調節することで、ハウジング３０の外部空間８２からスリット３１を介してハウジング３０の内部空間８１に流入する気体の流速を制御することができる。

冷却液回収装置７０の冷却液吸引部７１の吸引力が一定である場合、スリット３１の間隔を狭くすると、スリット３１を通過する気体の流速が増加する。スリット３１を通過する気体の流速が大きいほど、内部空間８１からスリット３１を介して外部空間８２に流出する冷却液の量が減少するので、接触部１３に供給される冷却液の量を増加させることができる。また、スリット３１の間隔を狭くすると、面取り砥石４０からスリット３１に向かって飛散して外部空間８２に流出する冷却液の量が減少するので、接触部１３に供給される冷却液の量を増加させることができる。

従って、本変形例の端面研削装置２０は、ガラス基板１０の厚みや冷却液吸引部７１の吸引力に応じて、スリット３１の間隔を適切に調節することで、接触部１３に供給することができる冷却液の量を増加させることができる。

（６−３）変形例Ｃ
実施形態の端面研削装置２０は、面取り砥石４０の側面４１に冷却液を押し付けることができる冷却液供給部材６２を用いて、接触部１３に冷却液を供給する。しかし、端面研削装置２０は、面取り砥石４０の側面４１または接触部１３に冷却液を直接吹き付けて、接触部１３に冷却液を供給してもよい。

（６−４）変形例Ｄ
実施形態において、端面加工装置１００は、ガラス基板１０の端面１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを研削するための面取り砥石４０を備える。面取り砥石４０は、ダイヤモンドホイールであるが、樹脂結合ホイールであってもよい。樹脂結合ホイールは、例えば、通常用いられる砥粒を、柔軟性および弾性を有する樹脂系の結合剤で固めた研削ホイールである。砥粒の粒度は、例えば、ＪＩＳ Ｒ６００１−１９８７で規定される♯３００〜♯５００程度である。樹脂結合ホイールを用いる場合においても、端面加工装置１００は、ガラス基板１０の端面１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを研削して面取り加工することができる。

１０ ガラス基板
１１ａ 第１端面（端面）
１１ｂ 第１端面（端面）
１２ａ 第２端面（端面）
１２ｂ 第２端面（端面）
１３ 接触部
２０ 端面研削装置（ガラス基板の製造装置）
３０ ハウジング
３１ スリット
３２ 一対のブラシ
３６ 吸引口
４０ 面取り砥石（砥石）
５０ モータ（回転部）
６０ 冷却液供給装置（冷却部）
７０ 冷却液回収装置（吸引部）
８１ 内部空間
８２ 外部空間

特公昭６２−４３８３４号公報

Claims (8)

1. ガラス基板の端面に砥石を接触させ、前記ガラス基板に対して前記砥石を相対的に移動させることで、前記端面を加工するガラス基板の製造方法であって、
   ハウジングに収容される前記砥石を回転させ、回転している前記砥石を前記端面に接触させることで前記端面を研削する研削工程と、
   前記砥石と前記端面との接触部に、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である冷却液を供給して、前記接触部を冷却する冷却工程と、
   前記ハウジングの内部空間を前記ハウジングの外部空間に対して負圧にすることで、前記内部空間から前記冷却液を吸引する吸引工程と、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記ガラス基板を前記内部空間に挿入するためのスリットを有する、
   ガラス基板の製造方法。
2. 前記吸引工程で吸引された前記冷却液を回収する回収工程をさらに備え、
   前記冷却工程では、前記回収工程で回収された前記冷却液の少なくとも一部を用いて、前記接触部が冷却される、
   請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記ハウジングは、前記内部空間の前記冷却液が吸引される吸引口をさらに有し、
   前記吸引口は、前記内部空間において、前記砥石に対して前記スリットの反対側に形成されている、
   請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記冷却工程では、前記接触部に対して前記砥石の回転方向上流側において、前記砥石に前記冷却液が押し付けられることで、前記接触部に前記冷却液が供給される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記吸引工程では、前記スリットの幅を調節することで、前記外部空間から前記スリットを介して前記内部空間に流入する気体の流速が制御される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記スリットは、前記ガラス基板を挟むための一対のブラシを有し、
   前記吸引工程では、前記一対のブラシの間隔を調節することで、前記外部空間から前記スリットを介して前記内部空間に流入する気体の流速が制御される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
7. 前記砥石は、メタルボンドホイールである、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
8. ガラス基板の端面に砥石を接触させ、前記ガラス基板に対して前記砥石を相対的に移動させることで、前記端面を加工するガラス基板の製造装置であって、
   ハウジングに収容される砥石と、
   前記砥石を回転させる回転部と、
   前記砥石と前記端面との接触部に、非イオン系界面活性剤を含む水溶液である冷却液を供給して、前記接触部を冷却する冷却部と、
   前記ハウジングの内部空間を前記ハウジングの外部空間に対して負圧にして、前記内部空間から前記冷却液を吸引する吸引部と、
   を備え、
   前記ハウジングは、前記ガラス基板を前記内部空間に挿入するためのスリットを有する、
   ガラス基板の製造装置。

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