JP3011129B2 - ガラス基板の端面研磨機および端面研磨方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカラー液晶
パネル等に用いられるガラス基板の端面を研磨する端面
研磨機および端面研磨方法に関し、特に多段に配置され
た凹型砥石およびカセット型ステージに載置された複数
のガラス基板の端面を一括して研磨処理する機構を用い
た端面研磨機とこれを用いた端面研磨方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】端面研磨機による研磨が必要な背景とし
て、第１に、カラー液晶パネル製造工程において、パタ
ーニングされたガラス基板に配向処理等を行う前にガラ
ス基板を分断する場合がある。分断後のガラス基板端面
は鋭利になっており、ガラス基板搬送時に用いられる搬
送ガイド等を傷つけ、発塵し、ガラス基板に載ると配向
不良等を発生させる場合がある。また、鋭利なガラス基
板端面より欠けが発生しても同様な不良が発生すること
が考えられる。第２に、ガラス基板外形で位置決めを行
う際、ガラス基板外形が高精度に整形されていないと位
置決め不良が発生する恐れがある。

【０００３】ここで、従来のガラス基板の端面研磨機の
例を図５、図６を用いて説明する。この端面研磨機は、
図５に示すように、ガラス基板１を載置して２つのカッ
プ型砥石２０間に搬送するステージ１９と、端面研磨後
のテーパ面とカップ型砥石２０底面の研磨面が平行にな
るように４個所に取り付けられたカップ型砥石２０と、
カップ型砥石２０をテーパ面と水平に回転させるための
回転機構１５を備えている。

【０００４】この端面研磨機の第１の欠点は、枚葉で研
磨処理が行われるため、研磨処理に時間を要し、大量の
ガラス基板を処理する場合には装置を複数台設置しなけ
ればならない場合がある、という点である。また、第２
の欠点は、ガラス基板のサイズが変わった場合、ガラス
基板１のサイズに合わせてステージ１９を交換する必要
があり、ステージ交換および交換後の研磨量調整等の作
業によって装置の稼働率が低下する点である。また、第
３の欠点は、カップ型砥石の底面を使用して研磨を行う
ため、ガラス基板端面の研磨形状が図６に示すような台
形状（Ｃ面取り）の加工しか行うことができず、切断面
１７の加工および円弧形状（Ｒ面取り）加工を行うこと
ができない点である。このため、研磨後の外形形成が行
えず、切断時のテーパ形状を補正することができない。
また、面取り量がガラス基板の厚さに対して多くなった
場合、研磨後、ガラス基板の端面形状が図６に示すよう
に鋭利になり、ガラス基板端部が割れやすくなり、割れ
が発生した場合、装置の稼動に悪影響を及ぼす場合があ
る。

【０００５】次に、従来のガラス基板の切断面取り機の
例として、特開昭６２−１００４４０号公報に開示され
た装置を図７、図８を参照して説明する。この装置は、
図７に示すように、ガラス基板１を載置し凸型砥石１４
上に搬送する支持台１２と、支持台１２の上下に配置し
た切断線となる切り込み加工および面取り加工を行うＶ
字状の凸部を有した凸型砥石１４と、凸型砥石１４を垂
直に回転させるための回転機構１５、上下の凸型砥石１
４を切断線１３と同一垂直面上に位置決めを行い凸型砥
石１４をガラス基板１に接触させるための調節機構１６
を備えており、研磨後に切断線１３に曲げ応力を加え、
切断を行う。通常、曲げ応力は人手により加えられる。

【０００６】ガラス基板１の切断研磨は、ガラス基板１
の切断線１３に合わせて位置調整を行った凸型砥石１４
間へガラス基板１を載置した支持台１２を切断線１３上
に凸型砥石１４が接触するように移動させ、ガラス基板
１にＶ溝を対向形成し、Ｖ溝に曲げ応力を加えて分断す
る。分断されたガラス基板１は、Ｖ溝の中心部から切断
され、Ｖ溝のテーパ部分が面取り形状となる。この装置
を利用した場合、面取り部となるＶ溝と切断線１３が一
括処理されるため、わずかながら切断研磨処理時間を短
縮することができると考えられる。

【０００７】しかしながら、以下のような欠点も考えら
れる。この装置の第１の欠点は、枚葉処理を行うため、
切断研磨処理に長時間を要し、大量に処理する場合、装
置を複数台設置しなければならないということである。
また、第２の欠点として、研磨処理によるＶ溝を切断線
１３として分割するため、切断のためのクラックの進行
が少なく、切断時の曲げ応力のバラツキが発生した場
合、切断不良となり、装置の稼動および製品の品質に悪
影響を及ぼす場合があるという点である。第３の欠点と
して、研磨処理を行った後に切断を行うため、図８に示
す切断面１７の研磨が行われない。このため、図８に示
すように、切断時に発生する微小クラック１８によりガ
ラス剥がれが発生し、ガラス基板搬送時のトラブルの原
因となる場合がある。また、上下の凸型砥石１４の位置
がずれた場合、切断面１７が図８に示すようにテーパ状
になるが、切断面１７の研磨処理も行われないため、ガ
ラス基板１端面形状を補正することができず、製品の品
質に悪影響を及ぼす場合がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の端面研磨機
に関する第１の課題は、研磨処理に時間が必要となるこ
とである。この理由として、カップ型砥石を使用した処
理では研磨面に対して斜め上下方向よりカップ型砥石の
底面が接触するため、一辺の研磨に２軸が必要であり、
ガラス基板を複数枚多段に重ねるバッチ処理を行うこと
ができないためである。

【０００９】第２の課題は、ステージにガラス基板を載
置してガラス基板を処理する際、ガラス基板のサイズ変
更によりステージ交換および装置調整が必要となること
である。この理由として、ステージの幅が固定であるた
め、ガラス基板のサイズによっては安定的な支持ができ
ず、加工困難となるためである。

【００１０】第３の課題は、ガラス基板の端面形状が台
形状の研磨形態しか処理ができず、研磨後の形状が鋭利
になる場合がある点である。この理由として、研磨用に
カップ型砥石を使用し、その底辺部の平坦な面を研磨用
として回転させて研磨処理を行うため、ガラス基板の端
面処理が行われず、研磨面自体も平坦な形状にしか加工
できないためである。

【００１１】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、複数枚のガラス基板の一括処理が
行え、異なるサイズのガラス基板にも容易に対応するこ
とで生産性が向上するとともに、良好な端面研磨形状を
得ることができる端面研磨機および端面研磨方法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【００１３】

【課題を解決するための手段】 本発明の端面研磨機は、
矩形のガラス基板を保持する基板受け部の幅がガラス基
板のサイズに合わせて自動調節可能とされ、複数の基板
受け部によって複数枚のガラス基板を多段に収納するカ
セット型ステージと、このカセット型ステージに保持さ
れた複数枚のガラス基板の端面と接触するように研磨面
の中央部が曲面状に窪んだ本研磨処理用の複数の凹型砥
石と、研磨面が凹型砥石の形状よりガラス基板端面との
接触量を軽減したＶ字状に窪んだ形状とされ、凹型砥石
で使用するものよりも粗い材料で作成された粗研磨処理
用の複数の補助研磨用凹型砥石とが交互に多段に回転可
能に設けられた砥石部と、この砥石部が取り付けられ、
ガラス基板の２辺を処理するためにカセット型ステージ
の両側に配置された回転軸と、ガラス基板の幅と研磨量
に合わせて回転軸をガラス基板の幅方向に自動的に移動
させ、位置固定させるとともに、回転軸の高さを調整す
る回転軸位置決め部を具備したことを特徴とするもので
ある。

【００１４】本発明のガラス基板の端面研磨方法は、上
記端面研磨機を用いて、前記粗研磨処理用の複数の補助
研磨用凹型砥石により複数のガラス基板の端面の粗研磨
処理を行い、ついで、前記本研磨処理用の複数の凹型砥
石により複数のガラス基板の端面の本研磨処理を行うこ
とを特徴とするものである。

【００１５】本発明の端面研磨機によれば、カセット型
ステージに複数枚のガラス基板が多段に保持され、複数
の凹型砥石が多段に設けられた砥石部によってガラス基
板端面の研磨が行われるので、ガラス基板の一括研磨処
理が可能となり、装置の処理能力を向上することができ
る。

【００１６】また、幅が調節可能な基板受け部を有する
カセット型ステージを持ち、砥石部を回転させる回転軸
もその位置が移動可能であるため、多様なサイズのガラ
ス基板に対応することができ、ガラス基板のサイズ変更
時にカセット型ステージの幅および回転軸の位置が自動
的に変化するため、ガラス基板のサイズ変更によって装
置の稼働率が低下するようなことがない。

【００１７】さらに、砥石形状が自由に製作できる凹型
砥石を用いることにより、ガラス基板端部の円弧形状の
研磨、切断後の外形寸法補正等が可能になり、ガラス基
板端部からの発塵および外形不良による搬送トラブルを
防止することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の基本構成例を図１
および図２を参照して説明する。図１は本基本構成例の
端面研磨機を示す正面図、図２は同側面図である。

【００１９】図１および図２に示すように、本基本構成
例の端面研磨機は、研磨されるガラス基板１の幅に合わ
せて基板受け部６の位置が自動的に変化し、４枚のガラ
ス基板１を多段に載置して搬送するカセット型ステージ
２、ガラス基板１の端面形状に合わせて凹部が形成され
た凹型砥石３が４枚のガラス基板１の端面に均一に接触
するように多段に配置された砥石部４、各ガラス基板１
の端面に接触した砥石部４を回転させガラス基板１の端
面を任意の凹形状に研磨処理する回転軸９（第１の回転
軸）、ガラス基板１の幅および研磨量に合わせて回転軸
９の間隔を自動調整する回転軸位置決め部５、等を有し
ている。砥石部４、回転軸９、回転軸位置決め部５は、
ガラス基板１の２辺が処理できるようにカセット型ステ
ージ２の両側に配置されている。

【００２０】また、回転軸９は、回転軸位置決め部５の
作動によりガラス基板１の幅方向には移動するが、前後
方向には移動できないようになっており、その位置で回
転するようになっている。そして、カセット型ステージ
２側が図示しない前後移動機構によって前後方向に移動
する構成となっており、各ガラス基板１の側部の端面が
凹型砥石３の回転する研磨面と摺動することで研磨が行
われるようになっている。

【００２１】次に、ガラス基板１を多段に載置するカセ
ット型ステージ２の構成について説明する。ガラス基板
１の幅を予め測定しておき、ガラス基板１を研磨機に移
載する際に研磨加工するガラス基板１のサイズを設定す
る。すると、設定されたガラス基板１のサイズに合わ
せ、カセット型ステージ２の基板受け部６がガイド７ａ
を用いて開閉され、ガラス基板１のサイズに調整され
る。基板受け部６には、ガラス基板１を吸着保持するた
めの吸着機構８が備えられており、研磨時にガラス基板
１が動かないようになっている。なお、中心部に基板受
け部６を設けることによって、ガラス基板１を載置した
際に撓みが生じにくくすることも可能である。

【００２２】次に、端面研磨機の砥石部４、回転軸９、
回転軸位置決め部５について説明する。砥石部４には、
研磨処理後に必要とされる凹型形状とされた、例えば研
磨面の中央部が滑らかに丸く窪んだ複数の凹型砥石３が
備えられ、カセット型ステージ２に４枚載置されたガラ
ス基板１端面に接触する位置に凹部が位置決めされるよ
うに、高さ調整がなされ、組み合わせ構成されている。
また、回転軸９には、砥石条件、研磨形状、研磨時の負
荷および周速等により仕様を決定したモータ１０が備え
られ、砥石部４が取り付けられている。また、回転軸位
置決め部５は、ガラス基板１のサイズおよび研磨量に合
わせたガイド７ｂ上の位置に回転軸９を移動させ、保持
するようになっている。

【００２３】以下、上記構成の端面研磨機の研磨方法を
説明する。最初に、ガラス基板１のサイズおよび端面研
磨の研磨量に合わせて、カセット型ステージ２の幅調整
および回転軸９の位置調整を行う。そして、回転軸位置
決め部５によって研磨位置に位置が変更され位置決めさ
れた回転軸９が、砥石研磨条件に合わせた回転数で回転
する。

【００２４】次に、幅をガラス基板１のサイズに合わせ
たカセット型ステージ２に位置決めしたガラス基板１を
４枚載置する。ガラス基板１を載置する際には、カセッ
ト型ステージ２の側面から一括載置するか、１枚ずつ枚
葉で載置する。また、位置決めは研磨時の精度に合わせ
た方法を採用すればよい。例えば、精密な研磨が必要で
ある場合、位置決めを枚葉で行い、カセット型ステージ
２の上段から順に載置し、吸着保持するとよい。

【００２５】そして、カセット型ステージ２に４枚のガ
ラス基板を載置し、吸着保持を行った後、カセット型ス
テージ２を２つの砥石部４間で任意の速度で移動させ、
研磨処理を行う。そして、研磨処理後、カセット型ステ
ージ２からガラス基板１を排出する。

【００２６】本基本構成例の端面研磨機によれば、カセ
ット型ステージ２に４枚のガラス基板１が保持され、４
個の凹型砥石３を有する砥石部４によってガラス基板１
端面の研磨が行われるので、ガラス基板１の一括研磨処
理が可能となり、装置の処理能力を向上することができ
る。また、幅が調節可能な基板受け部６を有するカセッ
ト型ステージ２を持ち、砥石部４を回転させる回転軸９
もその位置が移動可能であるため、多様なサイズのガラ
ス基板１に対応することができ、ガラス基板１のサイズ
変更時にカセット型ステージ２の幅および回転軸９の位
置が自動調整されるため、ガラス基板１のサイズ変更に
よって装置の稼働率が低下するようなことがない。さら
に、砥石形状が自由に製作できる凹型砥石３を用いるこ
とにより、ガラス基板１端部の円弧形状の研磨、切断後
の外形寸法補正等が可能になり、ガラス基板１端部から
の発塵および外形不良による搬送トラブルを防止するこ
とができる。

【００２７】以下、本発明の他の基本構成例を図３を参
照して説明する。図３は本基本構成例の端面研磨機を示
す側面図であるが、本基本構成例が先の基本構成例と異
なる点は補助研磨砥石部を有する点である。したがっ
て、その他の共通部分に関しては図３において図１、図
２と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【００２８】本基本構成例の端面研磨機における補助研
磨砥石部１１と砥石部４は、図３に示すように、カセッ
ト型ステージ２に４枚載置されたガラス基板１の端面に
接触する位置に各々の凹部が位置決めされるように高さ
調整がなされ、組み合わされた４つずつの凹型砥石３
ａ、３ｂで構成され、別個の回転軸９にそれぞれ取り付
けられている。

【００２９】補助研磨砥石部１１は、砥石部４の加工負
荷低減のために、砥石部４で使用する砥石形状よりガラ
ス基板１の端面との接触量を軽減した形状とされ、砥石
部４で使用するものよりも粗い材料で作成された補助研
磨用凹型砥石３ｂを備えている。例えば、砥石部４の凹
型砥石３ａの形状が中央部が丸く窪んだものとすれば、
補助研磨砥石部１１の凹型砥石３ｂの形状は中央部がＶ
字状に切り込まれた形状となっている。

【００３０】一方、砥石部４には、研磨処理後に必要と
される凹型形状とされた凹型砥石３ａが備えられてい
る。また、各回転軸９には砥石条件、研磨形状、研磨時
の負荷および周速等により仕様を決定したモータ１０が
備えられ、補助研磨砥石部１１および砥石部４が取り付
けられている。また、回転軸位置決め部５は、ガラス基
板１のサイズおよび研磨量に合わせた位置に各回転軸９
を移動させ、保持するようになっている。

【００３１】以下、上記構成の端面研磨機の研磨方法を
説明する。最初に、ガラス基板１のサイズおよび端面研
磨の研磨量に合わせて、カセット型ステージ２の幅調整
および回転軸９の位置調整を行う。そして、回転軸位置
決め部５によって研磨位置に位置が変更され位置決めさ
れた回転軸９が、砥石研磨条件に合わせた回転数で回転
する。

【００３２】次に、幅をガラス基板１のサイズに合わせ
たカセット型ステージ２に位置決めしたガラス基板１を
４枚載置し、吸着保持を行った後、カセット型ステージ
２を補助研磨砥石部１１、砥石部４の間で任意の速度で
順に移動させ、粗研磨処理、本研磨処理を連続的に行
う。そして、本研磨処理後、カセット型ステージ２から
ガラス基板１を排出する。

【００３３】本基本構成例の端面研磨機においても、先
の基本構成例と同様の効果を奏することができる。さら
に、本基本構成例の場合、最終的な研磨を行う砥石部４
の前段に予備的な粗研磨を行うための補助研磨砥石部１
１が設けられているため、砥石部４の加工負荷が軽減さ
れ、凹型砥石３ａの寿命を延長することができ、全体と
しての加工時間の短縮や加工精度の向上を図ることもで
きる。

【００３４】以下、本発明の一実施の形態を図４を参照
して説明する。図４は本実施の形態の端面研磨機を示す
側面図である。本実施の形態も上記基本構成例と同様、
補助研磨砥石部を有するものであるが、補助研磨用の凹
型砥石と本研磨用の凹型砥石を組み合わせて一つの砥石
部とした点で、上記基本構成例とは異なっている。

【００３５】本実施の形態の端面研磨機における砥石部
４は、図４に示すように、カセット型ステージ２に４枚
載置されたガラス基板１の端面に接触する位置に各々の
凹部が位置決めされるように高さ調整がなされ、組み合
わされた本研磨用の凹型砥石３ａと補助研磨用の凹型砥
石３ｂが交互に全部で８段積み重ねられ、回転軸９に取
り付けられている。

【００３６】そして、補助研磨用凹型砥石３ｂは、凹型
砥石３ａの加工負荷低減のために、凹型砥石３ａよりガ
ラス基板１の端面との接触量を軽減した形状とされ、凹
型砥石３ａよりも粗い材料で作成されている。例えば、
凹型砥石３ａの形状が中央部が丸く窪んだものとすれ
ば、補助研磨用凹型砥石３ｂの形状は中央部がＶ字状に
切り込まれた形状となっている。

【００３７】また、回転軸９には砥石条件、研磨形状、
研磨時の負荷および周速等により仕様を決定したモータ
１０が備えられ、砥石部４が取り付けられている。ま
た、回転軸位置決め部５は、ガラス基板１のサイズおよ
び研磨量に合わせた位置に回転軸９を移動させ、保持す
るようになっている。さらに、本実施の形態の場合、回
転軸位置決め部５は、回転軸９を任意の高さに移動可能
な構成とされている。

【００３８】以下、上記構成の端面研磨機の研磨方法を
説明する。最初に、ガラス基板１のサイズおよび端面研
磨の研磨量に合わせて、カセット型ステージ２の幅調整
および回転軸９の位置調整を行う。また、回転軸位置決
め部５は、まず、ガラス基板１の端面に補助研磨用凹型
砥石３ｂが接触する位置に回転軸９、すなわち砥石部４
の高さを調整する。そして、回転軸位置決め部５によっ
て研磨位置に位置が変更され位置決めされた回転軸９
が、砥石研磨条件に合わせた回転数で回転する。

【００３９】次に、幅をガラス基板１のサイズに合わせ
たカセット型ステージ２に位置決めしたガラス基板１を
４枚載置し、吸着保持を行った後、カセット型ステージ
２を砥石部４の間で任意の速度で移動させ、凹型砥石３
ｂにより粗研磨処理を行う。

【００４０】次に、カセット型ステージ２が砥石部４の
間を通過した後、回転軸位置決め部５が、今度はガラス
基板１の端面に本研磨用凹型砥石３ａが接触する位置に
回転軸９、すなわち砥石部４の高さを変更する。そし
て、再度、カセット型ステージ２を砥石部４の間で前回
と逆方向に移動させ、凹型砥石３ａによって本研磨処理
を行う。本研磨処理後、カセット型ステージ２からガラ
ス基板１を排出する。

【００４１】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えばカセット型ステージに搭載し得るガラス基板の数、
および凹型砥石の数や形状等については上記実施の形態
に限らず、適宜設計変更が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
端面研磨機によれば、以下のような効果を奏することが
できる。第１の効果は、一括研磨処理により装置の処理
能力を向上できることである。その理由は、カセット型
ステージにガラス基板を多数枚保持し、多段に配置され
た凹型砥石により研磨処理を行うことができるからであ
る。また、一括研磨処理を行うため、バッチ内の加工バ
ラツキが少なく、製品の品質を向上することができる。

【００４３】第２の効果は、ガラス基板のサイズが変化
してもステージの交換を行う必要がないということであ
る。その理由は、幅を自動調整可能としたカセット型ス
テージと回転軸を用いることにより、ガラス基板のサイ
ズ変更時にカセット型ステージの幅および回転軸の位置
が自動的に変化するため、従来の装置のようなステージ
の交換が不要となるからである。

【００４４】第３の効果は、ガラス基板端面の研磨が可
能で、ガラス基板端面の形状を自由に選択することがで
き、ガラス基板端面からの発塵を抑制できることであ
る。その理由は、砥石形状が自由に加工製造できる凹型
砥石を用いることにより、ガラス基板端面の所望の加工
形状に合わせた砥石形状にすることができるからであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の基本構成例である端面研磨機の概略
構成を示す正面図である。

【図２】 同、側面図である。

【図３】 本発明の他の基本構成例である端面研磨機の
概略構成を示す側面図である。

【図４】 本発明の一実施の形態である端面研磨機の概
略構成を示す側面図である。

【図５】 従来の一例である端面研磨機の概略構成を示
す正面図である。

【図６】 同、端面研磨機による研磨処理後のガラス基
板の端面を示す斜視図である。

【図７】 従来の一例であるガラス基板の切断面取り機
の概略構成を示す正面図である。

【図８】 同、切断面取り機による研磨処理後のガラス
基板の端面を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ カセット型ステージ ３，３ａ，３ｂ 凹型砥石 ４ 砥石部 ５ 回転軸位置決め部 ６ 基板受け部 ７ａ，７ｂ ガイド ８ 吸着機構 ９ 回転軸 １０ モータ １１ 補助研磨砥石部 １２ 支持台 １３ 切断線 １４ 凸型砥石 １５ 回転機構 １６ 調節機構 １７ 切断面 １８ 微小クラック １９ ステージ ２０ カップ型砥石

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形のガラス基板を保持する基板受け部
   の幅がガラス基板のサイズに合わせて自動調節可能とさ
   れ、複数の基板受け部によって複数枚のガラス基板を多
   段に収納するカセット型ステージと、 このカセット型ステージに保持された複数枚のガラス基
   板の端面と接触するように、研磨面の中央部が曲面状に
   窪んだ本研磨処理用の複数の凹型砥石と、研磨面が前記
   凹型砥石の形状よりガラス基板端面との接触量を軽減し
   たＶ字状に窪んだ形状とされ、前記凹型砥石で使用する
   ものよりも粗い材料で作成された粗研磨処理用の複数の
   補助研磨用凹型砥石とが交互に多段に回転可能に設けら
   れた砥石部と、 この砥石部が取り付けられ、ガラス基板の２辺を処理す
   るために前記カセット型ステージの両側に配置された回
   転軸と、 ガラス基板の幅と研磨量に合わせて前記回転軸をガラス
   基板の幅方向に自動的に移動させ、位置固定させるとと
   もに、前記回転軸の高さを調整する回転軸位置決め部を
   具備したことを特徴とする端面研磨機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の端面研磨機を用いて、 前記粗研磨処理用の複数の補助研磨用凹型砥石により複
   数のガラス基板の端面の粗研磨処理を行い、ついで、前
   記本研磨処理用の複数の凹型砥石により前記複数のガラ
   ス基板の端面の本研磨処理を行うことを特徴とするガラ
   ス基板の端面研磨方法。