JP2019121288A - 曲面ガラス基板の加工方法及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
表面に曲面を有する曲面ガラス基板を台座に保持させ、前記曲面ガラス基板に対して予め設定された加工プログラムに基づいて加工装置によって加工を施す曲面ガラス基板の加工方法であって、
前記台座に保持させた前記曲面ガラス基板の表面に対して、前記加工装置による加工時の少なくとも加工パス上または加工パス近傍のいずれか一方でセンサにより前記曲面ガラス基板の表面位置を検出する加工パス検出工程と、
検出した前記曲面ガラス基板の表面位置に基づいて前記加工プログラムを補正する加工プログラム補正工程と、
補正した前記加工プログラムに基づいて前記曲面ガラス基板に対して前記加工装置によって加工を施す基板加工工程と、
を含む曲面ガラス基板の加工方法。
図1は、曲面ガラス基板を保持した基板設置装置の概略側面図である。
最近では、曲面ガラス基板10は、輸送機内に設置されるような車載ディスプレー用カバーガラスや、内装部材などに使用されつつあり、大型化しつつある。長辺が500mm以上のような曲面ガラス基板10は、曲面化するための成形工程での歪みなどが大きくなり、本発明により、精度良い加工を実施できるようになる。
図4は、本実施形態に係る曲面ガラス基板の加工方法を説明する図であって、(a)は基板設置工程を説明する概略側面図、(b)は表面位置検出工程及び加工パス検出工程を説明する概略側面図、(c)は基板加工工程を説明する概略側面図である。図5は、位置検出装置による曲面ガラス基板の表面位置の検出の仕方を示す曲面ガラス基板の一部の概略側面図である。
図4(a)に示すように、曲面ガラス基板10を、その膨出側を下方へ向けて基板設置装置20の台座22に載置させ、保持盤26を曲面ガラス基板10に保持させる。これにより、曲面ガラス基板10を基板設置装置20に保持させる。
曲面ガラス基板10が位置決めマークを備えている場合、位置決めマークを使用して曲面ガラス基板10の位置決めをし、台座22に保持させてもよい。これにより作業者が効率的に曲面ガラス基板10を位置決めできるだけでなく、後述の表面位置検出工程においてタッチセンサ41による検出が短時間で実施できるようになり、タクトタイムの短縮化を実現できる。
図4(b)に示すように、基板設置装置20に保持させた曲面ガラス基板10の表面10aの位置を位置検出装置40によって検出する。具体的には、移動機構、昇降機構及び回動機構によってタッチセンサ41を移動させる。このとき、曲面ガラス基板10に対して加工装置50に加工を行わせるための制御座標であるCAD座標に基づいてタッチセンサ41を移動させる。そして、タッチセンサ41の接触子46aを、曲面ガラス基板10の表面10aにおける予め設定された複数の検出ポイントに接触させる。これにより、曲面ガラス基板10の表面10aの位置を多点で検出する。このとき、接触子46aを有する可動部46が、各検出ポイントにおいて、曲面ガラス基板10の表面10a(接触子46aと表面10aとの接点における接線を含む面)と略直交するようにタッチセンサ41を移動させ、接触子46aを曲面ガラス基板10の表面10aに接触させる。
位置検出装置40の制御部42から加工装置50の制御部55へ曲面ガラス基板10の表面位置のデータが送信される。すると、加工装置50の制御部55は、曲面ガラス基板10の表面位置のデータに基づいて、その表面位置とCAD座標とのずれを求め、CAD座標を補正する。
補正後のCAD座標に基づいて、移動機構、昇降機構及び回動機構によってタッチセンサ41を移動させ、加工装置による加工時の加工パス上または加工パス近傍で接触式のタッチセンサ41の接触子46aを接触させて曲面ガラス基板10の表面位置を検出する(図4(b)参照)。この場合も、タッチセンサ41の接触子46aを曲面ガラス基板10の表面10aにおける複数の検出ポイントに接触させる。これにより、曲面ガラス基板10に対する加工パス上の表面位置を多点で検出する。このときも、接触子46aを有する可動部46が曲面ガラス基板10の表面10a(接触子46aと表面10aとの接点における接線を含む面)と略直交するようにタッチセンサ41を移動させ、接触子46aを曲面ガラス基板10の表面10aに接触させる。
位置検出装置40の制御部42から加工装置50の制御部55へ曲面ガラス基板10の表面位置のデータが送信される。すると、加工装置50の制御部55は、曲面ガラス基板10の表面位置のデータに基づいて、実際の曲面ガラス基板10の形状を表す曲面ガラス基板10の表面位置に基づいて、加工プログラムを補正した新たな加工プログラムを作成する。
図4(c)に示すように、基板設置装置20に保持させた曲面ガラス基板10に対して、新たに作成した補正後の加工プログラムに基づいて、加工装置50によって加工を施す。具体的には、制御部55が、補正後の加工プログラムに基づいて、移動機構及び昇降機構によって主軸51を移動させ、加工ツール53によって曲面ガラス基板10に対して、予め設定された切断や面取り等の加工を施す。
本実施形態に係る曲面ガラス基板10の加工方法により曲面ガラス基板10を加工してガラス成形体を得る製造方法について説明する。本実施形態に係る曲面ガラス基板10の加工方法を使用することで、厚さが薄く撓みやすい曲面ガラス基板でも、複雑な凹凸状湾曲を有する曲面ガラス基板でも精度よく加工でき、所望の形状を有するガラス成形体が得られる。
防眩処理層とは主に反射光を散乱させ、光源の映り込みによる反射光の眩しさを低減する効果をもたらす層のことである。防眩処理層はガラス成形体の表面を加工して形成してもよく、別途堆積形成してもよい。防眩処理層の形成方法として、例えば、ガラス成形体の少なくとも一部に化学的(例、エッチング)あるいは物理的(例、サンドブラスト)な方法で表面処理を施し、所望の表面粗さの凹凸形状を形成する方法を使用できる。また、形成方法として、被加工物の少なくとも一部に処理液を塗布あるいは噴霧して、板上に凹凸構造を形成してもよい。
更に熱的な方法により被加工物の少なくとも一部に凹凸構造を形成してもよい。
反射防止処理層とは反射率低減の効果をもたらし、光の映り込みによる眩しさを低減する他、表示装置に使用した場合には、表示装置からの光の透過率を向上でき、表示装置の視認性を向上できる層のことである。
反射防止処理層が反射防止膜である場合、構成としては光の反射を抑制できれば限定されず、例えば、波長550nmでの屈折率が1.9以上の高屈折率層と屈折率が1.6以下の低屈折率層とを積層した構成、もしくは膜マトリックス中に中空粒子や空孔を混在させた波長550nmでの屈折率が1.2〜1.4の層を含む構成とできる。
防汚処理層とは表面への有機物、無機物の付着を抑制する層、又は、表面に有機物、無機物が付着した場合においても、ふき取り等のクリーニングにより付着物が容易に除去できる効果をもたらす層のことである。
防汚処理層としては、防汚性を付与できれば限定されない。中でも含フッ素有機ケイ素化合物を加水分解縮合反応により得られる含フッ素有機ケイ素化合物被膜からなることが好ましい。
(1) 表面に曲面を有する曲面ガラス基板を台座に保持させ、前記曲面ガラス基板に対して予め設定された加工プログラムに基づいて加工装置によって加工を施す曲面ガラス基板の加工方法であって、
前記台座に保持させた前記曲面ガラス基板の表面に対して、前記加工装置による加工時の少なくとも加工パス上または加工パス近傍のいずれか一方でセンサにより前記曲面ガラス基板の表面位置を検出する加工パス検出工程と、
検出した前記曲面ガラス基板の表面位置に基づいて前記加工プログラムを補正する加工プログラム補正工程と、
補正した前記加工プログラムに基づいて前記曲面ガラス基板に対して前記加工装置によって加工を施す基板加工工程と、
を含む曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板に対して、加工装置による加工パス近傍の複数箇所でセンサにより表面位置を検出する。そして、この検出した表面位置に基づいて加工プログラムを補正して加工装置によって曲面ガラス基板を加工することにより、台座に対する保持位置のずれや成形精度のバラツキに関わらず、加工装置による曲面ガラス基板に対する加工精度を大幅に高められ、高品質なガラス製品を得られる。また、熟練を要する台座への曲面ガラス基板の位置決め作業を簡略化でき、作業効率を高められる。
(2) 前記加工パス検出工程は、前記台座に保持された前記曲面ガラス基板の表面のうち外縁部の複数箇所で前記センサにより位置を検出する、(1)に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、基板加工工程において加工パス周辺のみ重点的に、詳細に曲面ガラス基板の変位を把握できるため、高い加工精度で曲面ガラス基板を加工できる。
(3) 前記外縁部は、前記曲面ガラス基板の端部から10mm以内の領域である、(2)に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板の加工を高精度で実施できる。
(4) 前記加工パス検出工程における前記センサの測定間隔が検出部位の前記曲面ガラス基板の曲率をRmmとすると、(R/1000)mm以上、Rmm以下である、(1)〜(3)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板の位置を正確に把握しつつ、位置の検出数を抑制でき、効率的に曲面ガラス基板を加工できる。
(5) 前記加工パス検出工程の前に、
前記曲面ガラス基板の表面における複数箇所に前記センサにより前記曲面ガラス基板の表面位置を検出する表面位置検出工程と、
検出した前記曲面ガラス基板の表面位置に基づいて、前記加工プログラムによって前記加工装置を制御する座標を補正する制御座標補正工程と、
を行う(1)〜(4)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、台座に保持させた曲面ガラス基板の表面位置に基づいて、加工装置を制御する座標を補正することで、加工装置による曲面ガラス基板に対する加工精度をさらに高められる。
(6) 前記表面位置検出工程は、前記台座に保持された前記曲面ガラス基板の表面のうち全面の複数箇所で前記センサにより位置を検出する、(5)に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板の成形精度によらず、曲面ガラス基板のあらゆる方向の変位を把握できるため、基板加工工程において高い加工精度で曲面ガラス基板を加工できる。
(7) 前記曲面ガラス基板の表面のうち全面に複数箇所で前記センサにより位置を検出する際、前記センサによる位置検出間隔が検出部位の前記曲面ガラス基板の曲率をRmmとすると、(R/1000)mm以上、Rmm以下である、(6)に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、より精度よく曲面ガラス基板を加工できる。
(8) 前記曲面ガラス基板は位置決めマークを備え、前記位置決めマークを基準に前記曲面ガラス基板を前記台座に保持させる、(1)〜(7)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、作業者が効率的に曲面ガラス基板を位置決めできるだけでなく、表面位置検出工程においてセンサによる検出が短時間で実施できるようになり、タクトタイムの短縮化を実現できる。
(9) 前記台座は、緩衝層を備える、(1)〜(8)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、台座に曲面ガラス基板を接触させて保持する際の、曲面ガラス基板の表面への傷付きを抑制できる。
(10) 前記緩衝層は、ヤング率が0.1〜50MPaである、(9)に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、台座に曲面ガラス基板を接触させて保持する際の、曲面ガラス基板の表面への傷付きを確実に抑制できる。
(11) 前記台座による前記曲面ガラス基板の保持は、負圧を利用する、(1)〜(10)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板の固定や取り外しを容易に実施できる。
(12) 前記曲面ガラス基板の厚さは、0.2mm以上5mm以下である、(1)〜(11)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、曲面ガラス基板の厚さが0.2mm以上5mm以下の範囲の薄く撓みやすい曲面ガラス基板でも容易に加工できる。
(13) (1)〜(12)のいずれか1つに記載の曲面ガラス基板の加工方法により、前記曲面ガラス基板を加工してガラス成形体を得る、ガラス成形体の製造方法。
この曲面ガラス基板の製造方法によれば、厚さが薄く撓みやすい曲面ガラス基板でも、複雑な凹凸状湾曲を有する曲面ガラス基板でも精度よく加工でき、所望の形状を有するガラス成形体が得られる。
(14) さらに表面処理を実施する、(13)に記載のガラス成形体の製造方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、表面に防眩処理層、反射防止処理層、防汚処理層などの表面処理が施されたガラス成形体が得られる。
(15) さらに強化処理を実施する、(13)または(14)に記載のガラス成形体の製造方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、ガラス主面が強化処理されて機械的強度の高いガラス成形体が得られる。
(16) 前記強化処理が、化学強化処理である、(15)に記載のガラス成形体の製造方法。
この曲面ガラス基板の加工方法によれば、化学強化法によって厚みが薄くかつ表面圧縮応力(CS)値が大きなガラス成形体が得られる。
10a 表面
22 台座
41 タッチセンサ(センサ)
50 加工装置
Claims (16)
- 表面に曲面を有する曲面ガラス基板を台座に保持させ、前記曲面ガラス基板に対して予め設定された加工プログラムに基づいて加工装置によって加工を施す曲面ガラス基板の加工方法であって、
前記台座に保持させた前記曲面ガラス基板の表面に対して、前記加工装置による加工時の少なくとも加工パス上または加工パス近傍のいずれか一方でセンサにより前記曲面ガラス基板の表面位置を検出する加工パス検出工程と、
検出した前記曲面ガラス基板の表面位置に基づいて前記加工プログラムを補正する加工プログラム補正工程と、
補正した前記加工プログラムに基づいて前記曲面ガラス基板に対して前記加工装置によって加工を施す基板加工工程と、
を含む曲面ガラス基板の加工方法。 - 前記加工パス検出工程は、前記台座に保持された前記曲面ガラス基板の表面のうち外縁部の複数箇所で前記センサにより位置を検出する、請求項1に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記外縁部は、前記曲面ガラス基板の端部から10mm以内の領域である、請求項2に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記加工パス検出工程における前記センサの測定間隔が検出部位の前記曲面ガラス基板の曲率をRmmとすると、(R/1000)mm以上、Rmm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記加工パス検出工程の前に、
前記曲面ガラス基板の表面における複数箇所に前記センサにより前記曲面ガラス基板の表面位置を検出する表面位置検出工程と、
検出した前記曲面ガラス基板の表面位置に基づいて、前記加工プログラムによって前記加工装置を制御する座標を補正する制御座標補正工程と、
を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。 - 前記表面位置検出工程は、前記台座に保持された前記曲面ガラス基板の表面のうち全面の複数箇所で前記センサにより位置を検出する、請求項5に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記曲面ガラス基板の表面のうち全面に複数箇所で前記センサにより位置を検出する際、前記センサによる位置検出間隔が検出部位の前記曲面ガラス基板の曲率をRmmとすると、(R/1000)mm以上、Rmm以下である、請求項6に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記曲面ガラス基板は位置決めマークを備え、前記位置決めマークを基準に前記曲面ガラス基板を前記台座に保持させる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記台座は、緩衝層を備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記緩衝層は、ヤング率が0.1〜50MPaである、請求項9に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記台座による前記曲面ガラス基板の保持は、負圧を利用する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 前記曲面ガラス基板の厚さは、0.2mm以上5mm以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の曲面ガラス基板の加工方法により、前記曲面ガラス基板を加工してガラス成形体を得る、ガラス成形体の製造方法。
- さらに表面処理を実施する、請求項13に記載のガラス成形体の製造方法。
- さらに強化処理を実施する、請求項13または14に記載のガラス成形体の製造方法。
- 前記強化処理が、化学強化処理である、請求項15に記載のガラス成形体の製造方法。
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