JP2020097496A - スクライブ装置及びガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブツールに対する荷重の設定を精度良く行う。【解決手段】スクライブ装置１は、マザーガラスＧにスクライブ線ＳＬを形成するスクライブツールＳＴと、スクライブツールＳＴを保持するホルダ８と、スクライブツールＳＴに荷重を付与する荷重付与機構９と、当該荷重を測定する測定装置６と、を備える。ホルダ８は、測定装置６に接触する接触子１１を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マザーガラスを折割るためのスクライブ線を形成する装置及びマザーガラスを折割ることにより所定形状のガラス基板を製造する方法に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板を製造する場合、例えばダウンドロー法等の成形法により成形された大型のマザーガラスを切断することで、所定の大きさのガラス基板を形成する。具体的には、例えばスクライブツールを使用してマザーガラスにスクライブ線を形成した後、このスクライブ線に沿ってマザーガラスを折割ることにより、ガラス基板が形成される。

例えば特許文献１には、スクライブ装置として、マザーガラス（ガラス板）が載置されるテーブルと、当該テーブルをＹ軸方向に水平移動させるガイドレール装置と、Ｘ軸方向に沿ってテーブルの上方に架設されたガイドレール装置と、当該ガイドレール装置によって案内されるキャリッジと、当該キャリッジに装着される加工ヘッド（スクライブヘッド）とを備えたものが開示される。

このスクライブ装置の加工ヘッドは、スクライブツールとしてのカッタホイールと、当該カッタホイールを支持するホルダと、当該ホルダに連結されるエアシリンダ装置とを備える。スクライブ装置は、カッタホイールがマザーガラスを押圧するために必要な荷重をエアシリンダ装置のエア圧によって当該カッタホイールに付与している。

国際公開第２０１０／１１６４２１号

従来のスクライブ装置では、スクライブツールにエアシリンダ装置のエア圧による荷重を付与することから、マザーガラスの大きさや厚さに応じて異なる荷重を設定する場合に、エア配管における圧損等の影響により、当該荷重を正確に設定することが困難となるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、スクライブツールに対する荷重の設定を精度良く行うことを技術的課題とする。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、マザーガラスにスクライブ線を形成するスクライブツールと、前記スクライブツールを保持するホルダと、前記スクライブツールに荷重を付与する荷重付与機構と、前記荷重を測定する測定装置と、を備えるスクライブ装置であって、前記ホルダは、前記測定装置に接触する接触子を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、ホルダの接触子を測定装置に接触させることで、荷重付与機構によってスクライブツールに付与された荷重を測定できる。測定装置によって測定された荷重の値を確認することで、スクライブツールに対する荷重を精度良く設定できる。また、スクライブツールを測定装置に接触させることなく荷重を設定できることから、荷重設定時における当該スクライブツールの破損、摩耗を防止できる。

上記構成のスクライブ装置において、前記接触子は、前記測定装置に接触する下端部を備え、前記スクライブツールは、前記マザーガラスに接触する先端部を備え、前記スクライブツールの前記先端部は、前記接触子の前記下端部よりも下方に突出してもよい。

かかる構成によれば、スクライブツールがマザーガラスに接触したときに、接触子の下端部はマザーガラスに接触しない。したがって、マザーガラスにスクライブ線を形成する際に、接触子をホルダから取り外す必要がなくなる。これにより、荷重の設定からスクライブ線の形成に至る一連の動作を効率良く実行できる。

前記ホルダは、前記スクライブツールを支持する第１支持部と、前記接触子を支持する第２支持部と、を備え、前記第２支持部は、前記第１支持部から離間された位置に設けられてもよい。これにより、ホルダは、スクライブツールと接触子とを離間させた状態で接触子を支持できる。したがって、スクライブツールの取付・交換作業を行う場合に、第２支持部に配される接触子が当該作業の邪魔になることはなく、当該作業を効率良く行うことができる。

前記接触子の前記下端部は、前記第２支持部から離間された位置に配されてもよい。接触子の下端部をホルダから離間させることで、接触子が測定装置に接触する場合にホルダが当該測定装置に接触することを確実に防止できる。

前記接触子の前記下端部における前記測定装置との接触面積は、前記スクライブツールの前記先端部における前記マザーガラスとの接触面積よりも大きく設定され得る。かかる構成によれば、接触子が測定装置に接触した場合に、接触子及び測定装置に応力集中が生じることを防止できる。これにより、測定装置及び接触子を長期に亘り使用できる。

スクライブ装置は、前記ホルダを水平方向に移動させる移動機構と、前記ホルダに支持される前記接触子を前記測定装置に接触可能な位置に移動させるように前記移動機構を制御する制御装置と、を備えてもよい。制御装置による移動機構の自動制御により、スクライブツールに付与される荷重の測定及び調整を正確かつ効率良く行うことができる。

前記移動機構は、第１の方向に前記ホルダを移動させる第１移動機構と、前記第１の方向に直交する第２の方向に前記ホルダを移動させる第２移動機構と、を含んでもよい。第１移動機構及び第２移動機構によってホルダを移動させることで、多様なサイズのマザーガラスに対して多様な形状のスクライブ線をスクライブツールにより形成できる。

前記第１移動機構及び前記第２移動機構は、リニアサーボ機構であってもよい。これにより、ホルダ及びスクライブツールの位置制御を精度良く行うことができる。

前記第１移動機構は、一対の支柱と、前記ホルダを支持すると共に、前記一対の支柱に支持される支持部材と、を備えてもよい。このように門型構造を採用すれば、支持部材が一対の支柱で支持されるので、高剛性及び高精度を実現できる。

本発明は上記の課題を解決するためのものであり、上記いずれかの構成を有するスクライブ装置を使用してガラス基板を製造する方法であって、前記接触子を前記測定装置に接触させることで、前記スクライブツールに付与された前記荷重を前記測定装置によって測定する工程と、前記スクライブツールにより前記マザーガラスに前記スクライブ線を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、スクライブツールに付与された荷重を測定装置によって測定することで、測定値を確認しながら荷重を設定することが可能になる。これにより、スクライブツールに対する荷重を精度良く設定できる。

本発明によれば、スクライブツールに対する荷重の設定を精度良く行うことができる。

スクライブ装置の側面図である。 スクライブ装置の要部拡大側面図である。 接触子の斜視図である。 スクライブ装置の平面図である。 スクライブツールの斜視図である。 スクライブツールの正面図である。 スクライブツール及びマザーガラスの側面図である。 ガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。 荷重測定工程を示すフローチャートである。 荷重測定工程を示すスクライブ装置の側面図である。 荷重測定工程を示すスクライブ装置の側面図である。 スクライブ工程を示すスクライブ装置の側面図である。 スクライブ工程を示すスクライブ装置の側面図である。 折割工程を示すマザーガラスの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１乃至図１４は、本発明に係るスクライブ装置及びガラス基板の製造方法の一実施形態を示す。

図１乃至図４に示すように、スクライブ装置１は、スクライブツールＳＴが装着される加工ヘッド２と、スクライブツールＳＴを回転させる回転駆動機構３と、スクライブツールＳＴを水平方向に移動させる移動機構４ａ，４ｂと、制御装置５と、スクライブツールＳＴに付与される荷重を測定する測定装置６と、マザーガラスＧを支持するステージ７と、を備える。

図１及び図２に示すように、加工ヘッド２は、スクライブツールＳＴを保持するホルダ８と、マザーガラスＧを押圧するための荷重をスクライブツールＳＴに付与する荷重付与機構９とを備える。

図２に示すように、ホルダ８は、四角柱状に構成されるとともに、スクライブツールＳＴを着脱自在に支持する第１支持部１０と、測定装置６に接触する接触子１１と、接触子１１を着脱自在に支持する第２支持部１２と、荷重付与機構９の一部に取り付けられる固定部１３とを備える。

第１支持部１０は、ホルダ８の下部に形成される。また、第１支持部１０は、四角柱状のホルダ８における一つの面（以下「第１面」という）８ａに形成される。第１支持部１０は、スクライブツールＳＴを支持する支持面１４と、当該スクライブツールＳＴを支持面１４に固定する押さえ部材１５とを備える。

支持面１４は、スクライブツールＳＴを傾斜姿勢で支持するように、上下方向（Ｚ軸方向）に対して傾斜する面である。支持面１４は、スクライブツールＳＴの一部が嵌合する凹部と、ねじ孔とを有する。押さえ部材１５は、板状部材により構成され、スクライブツールＳＴの一部が嵌合する凹部と、厚さ方向に貫通する孔とを有する。第１支持部１０は、支持面１４の凹部と押さえ部材１５の凹部とによって当該スクライブツールＳＴを挟み込んだ状態で、ボルト等の固定部材ＦＭ１を、押さえ部材１５の孔を通じて支持面１４のねじ孔に螺合することにより、当該スクライブツールＳＴを保持する。

固定部１３は、ホルダ８の上部に設けられる板状の部分である。固定部１３は、ボルト等の固定部材ＦＭ２を挿通するための孔を有する。

図２及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、接触子１１は、第２支持部１２に取り付けられる固定部１６と、測定装置６に接触する接触部１７と、固定部１６と接触部１７とを離間させる中間部１８と、を備える。

固定部１６は、板状に構成されるとともに、厚さ方向に貫通する孔１９を有する。固定部１６は、この孔１９及びボルト等の固定部材ＦＭ３を介して第２支持部１２に固定される。

接触部１７は、固定部１６とほぼ平行に構成される板状の部分である。接触部１７は、接触子１１の下端部に形成される。図３（ａ）に示すように、接触部１７は、上下方向（Ｚ軸方向）に沿う板状の部分である。この構成に限らず、接触部１７は、図３（ｂ）に示すように、水平方向に沿う板状の部分２０を有していてもよい。これにより、測定装置６に対する接触部１７の接触面積を大きく確保できる。また、接触部１７は、測定装置６との接触面積が、スクライブツールＳＴの先端部におけるマザーガラスＧとの接触面積よりも大きくなるように構成される。

中間部１８は、固定部１６及び接触部１７に対してほぼ直角となるように繋がる板状の部分である。この中間部１８により、接触部１７は、ホルダ８の第２支持部１２から離間された位置に配される。

第２支持部１２は、図２に示すように、ホルダ８において第１面８ａとは反対側の面（以下「第２面」という）８ｂに設けられる。第２支持部１２は、接触子１１の接触部１７がスクライブツールＳＴの先端部（下端部）よりも上方に位置するように、当該接触子１１を支持する。第２支持部１２は、接触子１１を固定するためのねじ孔を有する。接触子１１は、固定部１６の孔１９と第２支持部１２のねじ孔とを一致させ、孔１９を通じてねじ孔に固定部材ＦＭ３の軸部を螺合することで、第２支持部１２に固定される。

荷重付与機構９は、複数のウェイト２１と、ウェイト２１及びホルダ８を支持する第１支持部材２２と、第１支持部材２２を上下移動可能に支持する第２支持部材２３とを備える。

ウェイト２１は、円環状に構成される金属製の板部材である。ウェイト２１は、その中心部に、厚さ方向に貫通する孔２４を有する。

第１支持部材２２は、ホルダ８を支持するホルダ支持部２５と、ウェイト２１を支持するウェイト支持部２６とを備える。

ホルダ支持部２５は、ウェイト支持部２６から下方に突出する板状又はブロック状の部分である。ホルダ支持部２５は、固定部材ＦＭ２が螺合するねじ孔を有する。ホルダ８は、固定部１３に形成される孔とねじ孔とを一致させた状態で、固定部材ＦＭ２の軸部をこのねじ孔に螺合させることで、当該ホルダ支持部２５に固定される。

ウェイト支持部２６は、水平状に配されるプレート２７と、プレート２７の上面に設けられる複数（図例では二本）のロッド２８とを備える。プレート２７は、その下面においてホルダ支持部２５の上部を支持する。

ロッド２８は、プレート２７の上面から上方に突出する丸棒状の部分である。各ロッド２８は、プレート２７と共にウェイト２１を支持する。ウェイト２１は、その孔２４に各ロッド２８が挿通されるとともに、プレート２７の上面に積載される。荷重付与機構９は、プレート２７に積載されるウェイト２１の数を増減させることで、スクライブツールＳＴに付与される荷重を調整できる。

第２支持部材２３は、上下方向に沿うガイド溝、ガイドレール等からなる案内部を備える。第２支持部材２３は、この案内部に第１支持部材２２を係合させることで、第１支持部材２２を上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド可能に支持する。

第２支持部材２３は、加工ヘッド２を昇降させる昇降装置２９と、加工ヘッド２の自重をキャンセルするキャンセル装置３０とを備える。

昇降装置２９は、例えばエアシリンダ装置により構成される。昇降装置２９は、ウェイト支持部２６の下方位置で、第２支持部材２３に固定される。昇降装置２９は、ピストン３１を上方に突出させた状態でウェイト支持部２６を支持する。昇降装置２９は、ピストン３１を駆動することにより、ウェイト支持部２６を昇降させる。

キャンセル装置３０は、例えばエアシリンダ装置により構成される。キャンセル装置３０は、ウェイト支持部２６の下方位置で、第２支持部材２３に固定される。キャンセル装置３０は、ピストン３２をウェイト支持部２６のプレート２７の下面に接触させることにより、加工ヘッド２の自重を相殺する力で当該加工ヘッド２を支持できる。

また、第２支持部材２３は、回転駆動機構３に連結される連結部３３を備える。連結部３３は、第２支持部材２３の上部から水平方向に突出する板状の部分（ブラケット）である。

回転駆動機構３は、加工ヘッド２の上方に位置しており、当該加工ヘッド２を回転可能に支持する。回転駆動機構３は、サーボモータ３４と、当該サーボモータ３４を支持する支持台３５とを備える。

サーボモータ３４は、その軸部３６が下方に向くように、支持台３５に支持されている。サーボモータ３４の軸部３６は、支持台３５の底部を貫通して下方に突出するとともに、第２支持部材２３の連結部３３に固定されている。これにより、回転駆動機構３は、加工ヘッド２をその回転軸ＲＣのまわりに回転可能に支持する。

支持台３５は、移動機構４ａ，４ｂの一部と連結されている。これにより、回転駆動機構３は加工ヘッド２と共に、移動機構４ａ，４ｂにより水平方向に移動可能に構成される。

図１及び図４に示すように、移動機構４ａ，４ｂは、水平方向の二軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に加工ヘッド２（スクライブツールＳＴ）を移動させる。移動機構４ａ，４ｂは、加工ヘッド２を第１の方向（Ｘ軸方向）に移動させる第１移動機構４ａと、当該加工ヘッド２を当該第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に移動させる第２移動機構４ｂと、を含む。

第１移動機構４ａは、Ｘ軸方向に沿う長尺状の支持部材３７と、当該支持部材３７を支持する一対の支柱３８とを備える。支持部材３７は、四角柱状、ブロック状又は板状に構成される。支柱３８は、支持部材３７の長手方向の両端部に設けられる。支柱３８の上部は支持部材３７を支持しており、支柱３８の下部は第２移動機構４ｂに支持されている。

支持部材３７は、加工ヘッド２及び回転駆動機構３を介してホルダ８を支持し、加工ヘッド２及び回転駆動機構３を長手方向（Ｘ軸方向）に移動させるリニアサーボ機構を備える。リニアサーボ機構は、第１ガイドレール３９と、当該第１ガイドレール３９に沿って移動する第１スライダ４０とを備える。

第１ガイドレール３９は、第１スライダ４０を支持部材３７の長手方向に沿って案内すべく、当該支持部材３７の表面に固定されている。第１スライダ４０は、第１ガイドレール３９に係合するとともに、回転駆動機構３の支持台３５に固定されている。これにより、加工ヘッド２及び回転駆動機構３は、第１スライダ４０の移動によってＸ軸方向に案内される。

第２移動機構４ｂは、第１移動機構４ａの支持部材３７をＹ軸方向に移動させるリニアサーボ機構である。第２移動機構４ｂは、一対の第２ガイドレール４１と、各第２ガイドレール４１に沿って移動可能な第２スライダ４２とを備える。

一対の第２ガイドレール４１は、Ｘ軸方向に所定の間隔をおいて配置される。また、一対の第２ガイドレール４１は、Ｙ軸方向に沿って平行に配置される。この構成により第２ガイドレール４１は、第２スライダ４２をＹ軸方向に移動可能に支持する。

第２スライダ４２は、第２ガイドレール４１に係合するとともに、第１移動機構４ａの支柱３８を支持する。これにより、第１移動機構４ａの支持部材３７は、第２スライダ４２の移動によってＹ軸方向に案内される。

制御装置５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、モニタ、入出力インターフェース等の各種ハードウェアを実装するコンピュータ（ＰＣ等）やＰＬＣを含む。制御装置５は、各種の演算を実行する演算処理部（ＣＰＵ）、各種のデータを格納する記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等）を備える。演算処理部は、記憶部に保存されている制御ブログラムに基づいて、回転駆動機構３、移動機構４ａ，４ｂ、昇降装置２９及びキャンセル装置３０の各種動作を制御する。

測定装置６は、ステージ７と、第２移動機構４ｂの第２ガイドレール４１との間に配置されている。測定装置６は、デジタル重量計により構成されるが、これに限らず、ロードセルその他の各種測定機器により構成され得る。図１及び図４に示すように、測定装置６は、接触子１１が接触する受け台４３と、測定値を表示する表示部４４とを備える。

ステージ７は、第１移動機構４ａ及び加工ヘッド２の下方に配置される。また、ステージ７は、第２移動機構４ｂを構成する一対の第２ガイドレール４１の間に配置されている。ステージ７は、マザーガラスＧを支持する支持面７ａを有する。

図５乃至図７に示すように、スクライブツールＳＴはペンシル型であり、シャンク４５と、このシャンク４５の端部に固定されるチップ４６とを有する。

シャンク４５は、金属製であり、円柱状又は多角柱状に構成される。シャンク４５においてチップ４６が取り付けられる端部は、尖端状に構成される。シャンク４５は、マザーガラスＧに対して傾斜するようにホルダ８の第１支持部１０に支持される。スクライブツールＳＴは、先端部であるチップ４６が接触子１１の接触部１７（下端部）よりも下方に突出するように、第１支持部１０に固定される。

チップ４６は、例えば単結晶又は多結晶のダイヤモンドチップからなるが、これに限定されず、ＰＣＢＮ、セラミック、又は超硬合金その他の金属により構成され得る。チップ４６は、接着剤、ろう材等によりシャンク４５の先端部に固定されている。チップ４６は、切頭円錐台状に構成されており、その端部には、マザーガラスＧに接触する押圧部４７が形成されている。すなわち、チップ４６の軸方向の端面４６ａにおける縁部が押圧部４７となっている。

押圧部４７は、マザーガラスＧにラテラルクラックを発生させないように、円形状又は円弧状に構成される。押圧部４７は、マザーガラスＧの表面を押圧することにより塑性変形させ、この塑性変形部に凹曲面状のスクライブ線ＳＬを形成する。押圧部４７の半径（曲率半径）は、０．００１ｍｍ〜１ｍｍとされることが好ましく、０．０２５ｍｍ〜０．５ｍｍとされることがより好ましい。

押圧部４７は、複数の円弧から成るものと見做すことができる。例えば図６に示すように、押圧部４７は、三個の円弧４７ａ〜４７ｃにより仮想的に構成される。この例において、各円弧４７ａ〜４７ｃの中心角θａは、１２０°に設定されているが、これに限らず、５°〜１２０°とされることが望ましい。なお、各円弧４７ａ〜４７ｃの中心角θａは等しく設定しているが、これらを異なる角度で構成してもよい。

マザーガラスＧは、図７に示すように、表裏の関係にある第１主面Ｇａおよび第２主面Ｇｂと、第１主面Ｇａと第２主面Ｇｂとを繋ぐ端面Ｇｃとを備える。本発明において、第１主面Ｇａ又は第２主面Ｇｂの少なくとも一方をマザーガラスＧの「表面」という。本実施形態では、マザーガラスＧの厚みｔは、０．０１ｍｍ〜１ｍｍとされることが好ましく、より好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．７ｍｍである。マザーガラスＧは、一辺の長さが１０００ｍｍ以上の大きさを有するが、この寸法に限定されるものではない。

マザーガラスＧは、公知のフロート法、ロールアウト法、スロットダウンドロー法、リドロー法等の各種成形法により板状に成形され得るが、オーバーフローダウンドロー法により成形されることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、断面が略くさび形の成形体の上部に設けられたオーバーフロー溝に溶融ガラスを流し込み、このオーバーフロー溝から両側に溢れ出た溶融ガラスを成形体の両側の側壁部に沿って流下させながら、成形体の下端部で融合一体化し、一枚の帯状ガラスを連続成形するというものである。帯状ガラスの一部を幅方向に切断することで、矩形状のマザーガラスＧが形成される。

以下、上記構成のスクライブ装置１を使用してガラス基板を製造する方法について説明する。図８に示すように、本方法は、スクライブツールＳＴに付与される荷重を測定する荷重測定工程Ｓ１と、スクライブツールＳＴによりマザーガラスＧの表面（第１主面Ｇａ）にスクライブ線ＳＬを形成するスクライブ工程Ｓ２と、マザーガラスＧに曲げ応力を作用させる折割工程Ｓ３と、を備える。

図９に示すように、荷重測定工程Ｓ１は、荷重付与工程Ｓ１１と、接触子移動工程Ｓ１２と、接触工程Ｓ１３とを備える。

荷重付与工程Ｓ１１は、ホルダ８にスクライブツールＳＴを装着した状態で実行される。荷重付与工程Ｓ１１では、制御装置５の制御により、昇降装置２９を作動させる。昇降装置２９のピストン３１は、ウェイト支持部２６のプレート２７の下面に接触し、当該プレート２７を押し上げる。この状態において、キャンセル装置３０のピストン３２は、プレート２７の下面に接触していない。

その後、作業者によって、加工ヘッド２の各ロッド２８に所定数のウェイト２１が装着される。ウェイト２１は、その孔２４に各ロッド２８が挿通された状態で、プレート２７の上面に支持される。本実施形態では、プレート２７に載置されたウェイト２１の重量がスクライブツールＳＴに付与される荷重となる。

接触子移動工程Ｓ１２では、作業者に操作されることで、制御装置５は、移動機構４ａ，４ｂを作動させ、加工ヘッド２（接触子１１）を測定装置６の上方の位置（荷重測定可能な位置）まで移動させる（図１０参照）。これによりホルダ８に固定される接触子１１は、測定装置６の受け台４３の上方に配置される。このとき、ホルダ８に支持されるスクライブツールＳＴは、受け台４３の直上に位置することなく、測定装置６の側方に位置する。

接触工程Ｓ１３において、制御装置５は、昇降装置２９を制御してそのピストン３１を下降させる。これにより、加工ヘッド２の第１支持部材２２は下方に移動し、接触子１１の接触部１７を測定装置６の受け台４３に接触させる（第１接触工程）。このとき、スクライブツールＳＴは測定装置６に接触することなく、当該測定装置６とステージ７との間の空間に位置する。

昇降装置２９のピストン３１は、プレート２７の下面から離れ、受け台４３には、ウェイト２１の重量と、加工ヘッド２の自重とによる荷重が作用する。測定装置６の表示部４４には、ウェイト２１の重量と加工ヘッド２の自重とを合わせた総重量が表示される。なお、加工ヘッド２の自重とは、第２支持部材２３を除き、当該第２支持部材２３に支持される部材、すなわち、スクライブツールＳＴ、ホルダ８、第１支持部材２２（ホルダ支持部２５及びウェイト支持部２６）の重量の総和をいう。

次に、制御装置５は、キャンセル装置３０を作動させ、ピストン３２を上昇させる。これにより、ピストン３２は、プレート２７の下面に接触する（図１１参照）。ピストン３２は、キャンセル装置３０のエア圧により、プレート２７の下面を上方に押圧する。この場合において、キャンセル装置３０は、加工ヘッド２の自重と等しい押圧力をピストン３２に付与する。これにより、加工ヘッド２の自重がキャンセルされる（自重キャンセル工程）。

図１１に示すように、接触子１１の接触部１７は、加工ヘッド２の自重がキャンセルされた状態で測定装置６の受け台４３に接触する（第２接触工程）。これにより、測定装置６の表示部４４には、ウェイト支持部２６に載置されているウェイト２１の重量のみが表示される。したがって、作業者は、第２接触工程において表示部４４に表示される数値を読み取り、予め設定されている基準と比較することで、スクライブツールＳＴに付与される荷重が適切か否かを判断できる（判定工程）。また、作業者は、加工ヘッド２の自重を予め測定しておけば、第１接触工程で表示部４４に表示された数値と、第２接触工程で表示部４４に表示された数値とを比較することで、キャンセル装置３０による加工ヘッド２の自重キャンセルが適切に行われているか否かを確認できる。

表示部４４に表示された測定値が所期の値でない場合、追加のウェイト２１がロッド２８に装着され、又はロッド２８に装着されているウェイト２１が当該ロッド２８から取り外される。これにより、スクライブツールＳＴに付与される荷重が調整される（荷重調整工程）。以上により、スクライブツールＳＴに付与される荷重が加工ヘッド２に設定され、荷重測定工程Ｓ１が終了する。

スクライブ工程Ｓ２では、作業者に操作されることで、制御装置５は昇降装置２９を作動させ、ピストン３１を上昇（進出）させてプレート２７の下面に接触させる。昇降装置２９は、ピストン３１をさらに上昇させてプレート２７を押し上げる。これにより接触子１１が上昇し、測定装置６の受け台４３から離れる。制御装置５は、キャンセル装置３０を停止させ、ピストン３２を下降（後退）させる。これにより、キャンセル装置３０のピストン３２の上端部は、プレート２７の下面から離れる。

図１２に示すように、制御装置５は、上記のように接触子１１を上昇させた後、移動機構４ａ，４ｂを作動させて、加工ヘッド２をステージ７の上方へと移動させる。ステージ７には、マザーガラスＧが載置されている。なお、ステージ７の支持面７ａには、発泡樹脂シートが載置され、マザーガラスＧは、この発泡樹脂シートに載置されることが望ましい。

加工ヘッド２が加工開始位置の上方に到着すると、制御装置５は、移動機構４ａ，４ｂを停止させる。この状態において、昇降装置２９のピストン３１が加工ヘッド２の第１支持部材２２を支持しており、キャンセル装置３０は作動していない。したがって、キャンセル装置３０のピストン３２は、加工ヘッド２のプレート２７に接触していない。

図１３に示すように、制御装置５は、昇降装置２９を制御し、加工ヘッド２のプレート２７を支持しているピストン３１を下降させる。これにより、加工ヘッド２の第１支持部材２２が下降し、ホルダ８はスクライブツールＳＴの先端部（チップ４６）をマザーガラスＧの第１主面Ｇａに接触させる。また、昇降装置２９のピストン３１は、プレート２７から離間する。この状態において、接触子１１の接触部１７は、スクライブツールＳＴの先端部よりも上方に位置していることから、マザーガラスＧの第１主面Ｇａには接触しない。

制御装置５は、キャンセル装置３０を作動させ、ピストン３２を加工ヘッド２のプレート２７に接触させる。キャンセル装置３０は、加工ヘッド２の自重と等しい荷重をピストン３２に付与する。ピストン３２はプレート２７の下面を上方に押圧することで、加工ヘッド２の自重をキャンセルする（自重キャンセル工程）。これにより、ウェイト２１による荷重のみがスクライブツールＳＴに付与される。

ウェイト２１によりスクライブツールＳＴに付与される荷重は、０．１Ｎ〜１０Ｎとされることが好ましいが、この範囲に限定されず、マザーガラスＧの大きさ、厚み、材質等の条件に応じて適宜設定される。

その後、チップ４６の押圧部４７によってマザーガラスＧの第１主面Ｇａを押圧しつつ、スクライブツールＳＴを移動方向Ｘ１に沿って摺動させる（図７及び図１３参照）。これにより、マザーガラスＧに直線状のスクライブ線ＳＬが形成される。

シャンク４５を移動方向Ｘ１側に傾斜させる場合、その傾斜角度θｂ（図７参照）は、３０°〜８５°とされることが望ましいが、この範囲に限定されるものではない。本実施形態に係るスクライブ装置１では、スクライブツールＳＴを異なる傾斜角度θｂで保持可能な複数のホルダ８を用意しておき、加工に適したホルダ８を選択することで、当該傾斜角度θｂを変更できる。また、スクライブツールＳＴの傾斜角度θｂを変更することが可能な角度変更機構を備えるホルダ８を使用してもよい。

スクライブツールＳＴの移動速度は、５０ｍｍ／ｓ〜１５００ｍｍ／ｓとされることが望ましい。なお、押圧部４７（円弧４７ａの部分）は、この移動方向Ｘ１に対して直交する向きに（円弧４７ａに係る接線と移動方向Ｘ１とが直交するように）配置される（図６参照）。

スクライブ線ＳＬが曲線により構成される場合、又はスクライブツールＳＴの進行方向を変更する場合には、制御装置５は、回転駆動機構３によって加工ヘッド２を回転させながら移動機構４ａ，４ｂによって当該加工ヘッド２を移動させる。加工ヘッド２の回転により、スクライブツールＳＴは、マザーガラスＧに対する押圧部４７の向きを変更しながら進行方向に移動する。

マザーガラスＧに係る第１主面Ｇａの一部は、押圧部４７の押圧により塑性変形する。押圧部４７の移動により、第１主面Ｇａにおける塑性変形部分に線状で凹状となるスクライブ線ＳＬが形成される（図７参照）。スクライブ線ＳＬは、塑性変形のみにより凹状に構成されるため、ラテラルクラックを含まない。スクライブ線ＳＬの内部には、塑性変形による圧縮応力層及び引張応力層が形成される。

その後、スクライブホイール等により、スクライブ線ＳＬに交差する初期クラックが第１主面Ｇａに形成される。初期クラックが形成されると、圧縮応力層及び引張応力層に係る応力の作用により、初期クラックに起因する内部クラックＣが発生する、この内部クラックＣは、スクライブ線ＳＬに沿って進展する。内部クラックＣをより確実に進展させるために、マザーガラスＧに曲げ応力を付与してもよい。

クラックＣがスクライブ線ＳＬに沿って進展し終わると、折割工程Ｓ３が実行される。図１４に示すように、折割工程Ｓ３では、クラックＣをマザーガラスＧの厚さ方向に進展させるべく、当該マザーガラスＧに外力Ｆを付与する。外力Ｆにより、マザーガラスＧには、スクライブ線ＳＬを跨ぐように曲げ応力が発生する。クラックＣは、この曲げ応力の作用により、マザーガラスＧの厚さ方向に進展する。クラックＣが第１主面Ｇａ及び第２主面Ｇｂに到達すると、マザーガラスＧは分断される。これにより、ガラス基板が形成される。

以上説明した本実施形態に係るスクライブ装置１及びガラス基板の製造方法によれば、荷重測定工程Ｓ１の接触工程Ｓ１３において、ホルダ８の接触子１１を測定装置６の受け台４３に接触させることで、荷重付与機構９によりスクライブツールＳＴに付与された荷重を測定できる。スクライブツールＳＴに対する荷重の設定を、測定装置６の表示部４４に表示される測定値を確認しながら行うことで、当該荷重を精度良く設定することが可能になる。

また、ホルダ８の第１支持部１０と第２支持部１２は、上下方向に離れた位置に設けられ、ホルダ８の構成する面において一方の第１面８ａと反対側の第２面８ｂとに形成されている。これにより、ホルダ８は、接触子１１とスクライブツールＳＴとを離間した状態で保持できる。したがって、ホルダ８に対するスクライブツールＳＴの取り付け、取り外しの作業の際に、接触子１１が邪魔になることはなく、当該作業を効率良く行うことができる。

また、スクライブ装置１は、第１移動機構４ａの支持部材３７と支柱３８とからなる門型構造により加工ヘッド２を支持する。この構成により、スクライブ装置１は、スクライブツールＳＴに対する荷重設定や、スクライブ工程Ｓ２におけるスクライブツールＳＴの位置制御を高精度で実行できる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、単層のマザーガラスＧを切断する例を示したが、これに限定されず、本方法は、複数のマザーガラスＧを積層してなるガラス積層体、又はマザーガラスＧと樹脂板とを積層してなるガラス樹脂積層体を切断する場合にも適用可能である。

上記の実施形態では、マザーガラスＧにスクライブ線ＳＬを形成するスクライブツールＳＴとして、ペンシル型のものを例示したが、これに限らず、ディスク型のスクライブチップやスクライブホイールを使用してもよい。

上記の実施形態では、リニアサーボ機構を備えた移動機構４ａ，４ｂを例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。移動機構としては、ボールねじ機構、ラックアンドピニオン機構その他の各種の直動機構を採用できる。

上記の実施形態では、ウェイト２１を利用してスクライブツールＳＴに荷重を付与する荷重付与機構９を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。荷重付与機構９は、ウェイト２１に替えて、ホルダ８を下方に押圧するエアシリンダ装置その他の各種アクチュエータを備えてもよい。

上記の実施形態では、接触工程Ｓ１３において、作業者が表示部４４に表示される数値を目視で読み取る工程を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、測定装置６と制御装置５とを通信可能に接続し、測定装置６が測定した値を当該測定装置６から制御装置５へと送信し、当該制御装置５の演算処理部によって測定値を読み取るようにしてもよい。この場合、測定値は記憶部に保存され得る。また、演算処理部は、記憶部に保存されている基準値と測定値とを比較することで、当該測定値が適正なものであるかを判定する処理を実行できる。制御装置５が表示部を備える場合には、当該表示部に測定値を表示してもよい。

上記の実施形態では、キャンセル装置３０を備えた荷重付与機構９を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。荷重付与機構９は、キャンセル装置３０を備えていなくともよく、ウェイト２１の重量と加工ヘッド２の自重とによってスクライブツールＳＴに荷重を付与してもよい。

１ スクライブ装置
２ 加工ヘッド
４ａ 第１移動機構
４ｂ 第２移動機構
６ 測定装置
８ ホルダ
９ 荷重付与機構
１０ 第１支持部
１１ 接触子
１２ 第２支持部
１７ 接触部（接触子の下端部）
４６ チップ（スクライブツールの先端部）
Ｇ マザーガラス
Ｓ１ 荷重測定工程
Ｓ２ スクライブ工程
ＳＴ スクライブツール

Claims (10)

1. マザーガラスにスクライブ線を形成するスクライブツールと、
   前記スクライブツールを保持するホルダと、
   前記スクライブツールに荷重を付与する荷重付与機構と、
   前記荷重を測定する測定装置と、を備えるスクライブ装置であって、
   前記ホルダは、前記測定装置に接触する接触子を備えることを特徴とするスクライブ装置。
2. 前記接触子は、前記測定装置に接触する下端部を備え、
   前記スクライブツールは、前記マザーガラスに接触する先端部を備え、
   前記スクライブツールの前記先端部は、前記接触子の前記下端部よりも下方に突出する請求項１に記載のスクライブ装置。
3. 前記ホルダは、前記スクライブツールを支持する第１支持部と、前記接触子を支持する第２支持部と、を備え、
   前記第２支持部は、前記第１支持部から離間された位置に設けられる請求項２に記載のスクライブ装置。
4. 前記接触子の前記下端部は、前記第２支持部から離間された位置に配される請求項３に記載のスクライブ装置。
5. 前記接触子の前記下端部における前記測定装置との接触面積は、前記スクライブツールの前記先端部における前記マザーガラスとの接触面積よりも大きい請求項２から４のいずれか一項に記載のスクライブ装置。
6. 前記ホルダを水平方向に移動させる移動機構と、
   前記ホルダに支持される前記接触子を前記測定装置に接触可能な位置に移動させるように前記移動機構を制御する制御装置と、を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のスクライブ装置。
7. 前記移動機構は、第１の方向に前記ホルダを移動させる第１移動機構と、前記第１の方向に直交する第２の方向に前記ホルダを移動させる第２移動機構と、を含む請求項６に記載のスクライブ装置。
8. 前記第１移動機構及び前記第２移動機構は、リニアサーボ機構である請求項７に記載のスクライブ装置。
9. 前記第１移動機構は、一対の支柱と、前記ホルダを支持すると共に、前記一対の支柱に支持される支持部材と、を備える請求項７又は８に記載のスクライブ装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のスクライブ装置を使用してガラス基板を製造する方法であって、
    前記接触子を前記測定装置に接触させることで、前記スクライブツールに付与された前記荷重を前記測定装置によって測定する工程と、
    前記スクライブツールにより前記マザーガラスに前記スクライブ線を形成する工程と、を備えることを特徴とするガラス基板の製造方法。

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