JP5032262B2 - ガラス基板の角部面取り装置及びガラス基板の角部面取り方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学ガラスフィルタなどの光デバイスに利用されるガラス基板の角部に対し、面取り加工を行うためのガラス基板の角部面取り装置及びガラス基板の角部面取り方法に関する。

近年の携帯電話端末やデジタルカメラなどに対する薄型化や小型化への要請に伴って、これらの機器の光学系に組み込まれる例えばガラスフィルタなどの光デバイスに対しても、薄型化及び小型化が求められている。

上記のような光学系の組み立て工程において、薄型化及び小型化が進むにつれて、ガラスフィルタなどのガラス基板における特に角部が欠けてしまう課題が増加する傾向にある。このため、従来の稜線の面取り加工に加え、最近では角部に対しても面取り加工が行われている。

そこで、角部の面取り加工の効率化を図れるように複数のガラス基板をまとめて加工するための面取り加工装置の開発が進められている。例えば、複数枚のガラス基板を積載して角柱状にまとめた基板ユニットを、スリットから四つの角部だけを露出させることの可能なセパレート式のケーシング内に収納し、露出した角部をダイヤモンド砥石などによって研削する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、複数枚のガラス基板の二つの角部を二つの回転砥石を用いて同時に面取り加工する技術なども提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、複数枚のガラス基板を互いに間隔を空けた整列状態でケース内に収納し、このケース内の各ガラス基板における四つの角部を四つの回転砥石を用いて同時に面取り加工する装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００７−１３０７２３号公報 実開平１−１１４２６１号公報 実開昭６１−１６６７４５号公報

しかしながら、上述した特許文献１、２の装置では、ガラス基板どうしが接触して傷が付くことを防止するために、面取り加工前にガラス基板表面に保護膜を形成する必要があり、さらに面取り加工後にはこれら保護膜を剥離する工程も必要となり、付帯工程の増加による作業効率の低下と製造コストの上昇を招くという問題がある。

また、特許文献３の装置では、ガラス基板を収納したケースの送り機構の平行度や送り時の振動、回転砥石の回転振れにより面取りの加工寸法がばらつくという問題がある。また、ガラス基板の四隅部に対応する位置にそれぞれ角部面取り加工機構を有するため、装置が複雑で、加工前の調整作業や砥石の管理が難しいという問題もある。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、歩留まりの低下を抑えつつ角部の面取り加工を高い加工精度でしかも効率的に行うことができる、簡易な構成のガラス基板の角部面取り装置及びガラス基板の角部面取り方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るガラス基板の角部面取り装置は、互いに対向し異なる向きに傾斜する一対の研削面を含む凹部を備えた研削部材と、矩形状の複数のガラス基板を板厚方向に間隔を空けて保持すると共に、個々の前記ガラス基板における一つの辺部の両端の二つの角部に対し前記一対の研削面がそれぞれ接触する位置関係で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持する保持部材と、前記複数のガラス基板と共に前記保持部材に保持された前記研削部材を前記板厚方向に往復動作させる研削部材駆動機構と、を具備することを特徴とする。

本発明では、矩形状の複数のガラス基板を板厚方向に間隔を空けて保持すると共に、個々のガラス基板の二つの角部に対し、凹部を構成する一対の研削面を接触させた研削部材を、ガラス基板の板厚方向に往復動作させることで、各ガラス基板の二つの角部を同時に面取り加工することができる。

すなわち、本発明では、研削部材上の一つの凹部を構成する一対の研削面で二つの角部を同時に加工できるので、高い加工精度でしかも効率的に面取り加工を行うことができる。また、本発明では、研削対象の角部との位置決めが重要となる複数の回転砥石などを用いずに、凹部内に一対の研削面を持つ単一の研削部材で角部を研削するので、装置構成の簡易化を図ることができる。さらに、複数のガラス基板どうしを間隔を空けて保持する本発明では、面取り加工時にガラス基板表面を傷付けることなどを抑制できるので、例えば、面取り加工前にガラス基板の表面に保護膜を形成する工程や、面取り加工後にこの保護膜を溶解、洗浄する工程などを実施する必要がなく、面取り加工の効率化を図ることができる。

また、本発明のガラス基板の角部面取り方法は、上述したガラス基板の角部面取り装置を用いたガラス基板の角部面取り方法であって、前記保持部材に対して、前記複数のガラス基板を保持させると共に個々の前記ガラス基板の一つの辺部の両端における一方の組の二つの角部に前記一対の研削面がそれぞれ接触する状態で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持させる工程と、個々の前記ガラス基板における前記一方の組の二つの角部に前記一対の研削面を接触させた前記研削部材を、前記研削部材駆動機構により前記板厚方向に往復動作させて前記一方の組の二つの角部を面取りする工程と、前記保持部材に対して、前記複数のガラス基板を保持させると共に個々の前記ガラス基板における他方の組の二つの角部に前記一対の研削面がそれぞれ接触する状態で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持させる工程と、個々の前記ガラス基板上における前記他方の組の二つの角部に前記一対の研削面を接触させた前記研削部材を、前記研削部材駆動機構により前記板厚方向に往復動作させて前記他方の組の二つの角部を面取りする工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、歩留まりの低下を抑えつつ角部の面取り加工を高い加工精度でしかも効率的に行うことが可能な、簡易な構成のガラス基板の角部面取り装置及びガラス基板の角部面取り方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
ここで、図１は、本発明の実施形態に係るガラス基板の角部面取り装置１を概略的に示す外観図であり、図２は、このガラス基板の角部面取り装置１における主要部の構成を示す分解斜視図である。また、図３は、ガラス基板の角部面取り装置１における主要部の平面図であり、図４は、図３中のＡ部詳細図である。さらに、図５は、ガラス基板の角部面取り装置１の正面図であり、図６は、ガラス基板の角部面取り装置１における主要部の側面図である。また、図７は、図６中のＢ部詳細図であり、図８は、ガラス基板の角部面取り装置１が備える一対の挟持部材５、６上に載置された砥石１９に代えて、他方の支持部材１０を載置した状態を示す側面図である。さらに、図９は、ガラス基板の角部面取り装置１の主要部（主に、挟持された複数のガラス基板３と共に一対の挟持部材５、６及び支持部材）を上下に反転させた状態を示す側面図である。

図１に示すこの実施形態のガラス基板の角部面取り装置１は、例えば携帯電話に搭載されたデジタルカメラ用固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳなど）の近赤外線カットフィルタなどとして適用される矩形状のガラス基板３の四つの角部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを面取りするための加工装置である。

すなわち、ガラス基板の角部面取り装置１は、図１〜図３に示すように、研削部材である砥石１９と、保持部材としての機能を持つ一対の挟持部材５、６及び支持部材９（及び支持部材１０）と、研削部材駆動機構として機能する制御部２、砥石可動枠２０及びアクチュエータ７、８と、を主に備える。さらに、ガラス基板の角部面取り装置１には、ベースプレート１２、スペーサ１５、１６、ボルト２１、２２、挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、位置決め部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄなどが設けられている。

挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、ベースプレート１２の中央部分において、支持部材９（又は後述する支持部材１０）上に積載された一対の挟持部材５、６を囲む位置に配置される。位置決め部材１８ａ、１８ｂは、ベースプレート１２上において、挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂを介し一対の挟持部材５、６の矢印Ｙ１−Ｙ２方向における位置決めを行う。一方、位置決め部材１８ｃ、１８ｄは、ベースプレート１２上において、挟持部材固定枠１７ｃ、１７ｄを介し一対の挟持部材５、６の矢印Ｘ１−Ｘ２方向における位置決めを行う。つまり、位置決め部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、ベースプレート１２の上面に沿った２軸方向に対し挟持部材５、６を位置決めする。

支持部材９（及び支持部材１０）は、一対の挟持部材５、６及びこれらの挟持部材５、６に挟持される複数のガラス基板３を底部側から支持する。すなわち、図２に示すように、支持部材９（及び支持部材１０）は、四角柱状に形成されており、ベースプレート１２上において、挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに包囲された領域の中央部分に（矢印Ｙ１−Ｙ２方向に）寝かせた姿勢で配置される。

ベースプレート１２上に配置されたこの支持部材９の上面には、くぼみ部９ａが形成されている。支持部材９の上面のくぼみ部９ａでは、ガラス基板３における研削対象の二つの角部３ａ、３ｂを両端に有する辺部と対向する辺部を、各ガラス基板３を起立させた姿勢で底部側から支持する。また、支持部材９では、上記くぼみ部９ａを除いた当該支持部材９の上面部分で、一対の挟持部材５、６を底部側から支持する。

ここで、図２、図８及び図９に示すように、支持部材９の他に、同一形状の支持部材１０がもう一つ用意されている。この支持部材１０は、研削対象の角部３ａ、３ｂを研削後に、残りの角部を研削するために、複数のガラス基板３と共に一対の挟持部材５、６の上下を反転させる場合に用いられ、複数のガラス基板３と共に上下を反転させた一対の挟持部材５、６を底部側から支持する。具体的には、図２、図８、図９に示すように、支持部材１０の上面にも、くぼみ部１０ａが形成されている。このくぼみ部１０ａでは、ガラス基板３において、上下の反転前に研削された二つの角部３ａ、３ｂを両端に持つ辺部を、図９に示すように、各ガラス基板３を起立させた姿勢で底部側から支持する。また、支持部材１０では、上記くぼみ部１０ａを除いた当該支持部材１０の上面部分で、上下に反転された一対の挟持部材５、６を底部側から支持する。

図１、図２、図６及び図９に示すように、一対の挟持部材５、６は、支持部材９（又は支持部材１０）と協働しつつ矩形状の複数のガラス基板３を板厚方向（矢印Ｙ１−Ｙ２方向）に間隔を空けて保持する。一対の挟持部材５、６は、図１〜図３及び図６に示すように、支持部材９（又は支持部材１０）上において、複数のガラス基板３を基板表面に沿った方向から挟持するための間隔を空けて、互いに対向する位置に配置されている。これらの挟持部材５、６は、各々ほぼ対称的な構造を有し、基本形状としては互いにほぼ四角柱状に形成されている。このような挟持部材５、６は、図２及び図６に示すように、それぞれの長手方向を支持部材９の長手方向に向けて当該支持部材９上に搭載される。

また、図１、図２、図６及び図９に示すように、一対の挟持部材５、６において、複数のガラス基板３の実質的な保持部分は、対向する他方の挟持部材側に突出していると共に、視覚的に上下方向から押しつぶされた形状を有する。つまり、一方の挟持部材５は、他方の挟持部材６と対向する側の上面側に段差部５ｂを有し底面側に段差部５ｃを備える。また、他方の挟持部材６は、一方の挟持部材５と対向する側の上面側に段差部６ｂを有し底面側に段差部６ｃを備える。

図１〜図４及び図６に示すように、段差部５ｂ、５ｃ及び段差部６ｂ、６ｃを備えることで、各挟持部材５、６における互いに対向する個々の対向面（対向する各端面）には、複数のガラス基板３の縁部（個々のガラス基板３の互いに対向する一組の辺部）をそれぞれ装着可能とし、装着されたこれらのガラス基板３を矢印Ｚ１−Ｚ２方向に起立させた姿勢でかつ板厚方向（矢印Ｙ１−Ｙ２方向）に一定の間隔を空けた状態で整列させる複数の基板装着溝５ａ、６ａが形成されている。つまり、一対の挟持部材５、６は、支持部材９（支持部材１０）により支持された辺部の両端から起立する方向にそれぞれ延びる個々のガラス基板３上の二つの辺部を側方から挟持する。

また、上記一対の挟持部材５、６の各対向面に対称的形状で形成されかつ同一ピッチで配置される上記基板装着溝５ａ、６ａは、個々の挟持部材に対し例えば４２個ずつ設けられており、まとめて面取り加工されるガラス基板の枚数は４２枚となる（４２枚×２個所の角部を同時に面取りできる）。このような基板装着溝５ａ、６ａを備えることで、基板表面の傷付き防止対策としてガラス基板３どうしを例えば接着することやまた基板表面に保護膜などを形成することなく、後に詳述する砥石１９により角部を面取り加工できるため、面取り加工の前後に付帯する作業を簡略化でき、スループットを大幅に向上させることができる。

また、図３に示すように、一方の挟持部材５の両端部には、ボルト２１、２２の頭部の形状に対応する座ぐり穴（段付き穴）５ｄ、５ｅが穿孔されている。また、スペーサ１５、１６の中心には、ボルト貫通穴１５ａ、１６ａが穿孔され、さらに、他方の挟持部材６の両端部には、雌ねじ６ｄ、６ｅが形成されている。つまり、ボルト２１、２２を、座ぐり穴５ｄ、５ｅを介してボルト貫通穴１５ａ、１６ａに対して挿通させた状態で他方の挟持部材６の雌ねじ６ｄ、６ｅにねじ止めすることで、図１〜図３及び図６に示すように、一対の挟持部材５、６は、スペーサ１５、１６を挟んで対向するかたちで互いに固定される。

詳述すると、図３に示すように、本実施形態では、ガラス基板３は、例えば７．５ｍｍ×７．５ｍｍ角（正方形）のサイズで形成されたものが用いられる。一方、スペーサ１５、１６は、例えば円筒状に形成されており、ガラス基板３のサイズ（ガラス基板３の幅ｗ2）に長さｗ3が対応したものが適用される。つまり、７．５ｍｍ以外の幅を持つガラス基板を挟持部材５、６の基板装着溝５ａ、６ａにセットする場合には、矢印Ｘ１−Ｘ２方向のスペーサ１５、１６の長さｗ3を変更することで、これに対応することができる。なお、図２、図６に示す支持部材９のくぼみ部９ａ（及び支持部材１０のくぼみ部１０ａ）の幅は、種々のサイズの幅ｗ2を持つガラス基板３に対応できるように（ガラス基板の端面と接触しないように）、余裕を持たせた大きめの幅サイズで形成されている。したがって、支持部材９（及び支持部材１０）及び挟持部材５、６を流用しつつ、適切な長さのスペーサ１５、１６を適宜選択することで、基板装着溝５ａ、６ａの底面どうしの離間距離ｗ1を調整でき、種々のサイズのガラス基板に対し角部の面取り加工を行うことができる。

また、上述したように、スペーサ１５、１６の長さｗ3を調整することで、図３に示すように、基板装着溝５ａ、６ａの底面どうしの離間距離ｗ1を所望の長さに設定することができ、これにより、個々のガラス基板３を適切な保持力で保持（挟持）することが可能となる。より詳細には、例えばガラス基板３の幅（ガラス基板３の矢印Ｘ１−Ｘ２方向の長さ）ｗ2が、７．５０ｍｍ−０．０３ｍｍ以上でかつ７．５ｍｍ＋０．０３ｍｍ以下の寸法精度で形成されている場合、基板装着溝５ａ、６ａの底面どうしの離間距離ｗ1は、７．５４ｍｍ以上でかつ７．５４ｍｍ＋０．０１ｍｍ以下の寸法に調整されることが望ましい。

また、図４に示すように、基板装着溝５ａ、６ａは、その開口部側に向けて、個々のガラス基板３の板厚方向（Ｙ１−Ｙ２方向）のクリアランスを徐々に拡げて行くテーパ構造を有する。言い換えれば、基板装着溝５ａ、６ａは、その底部側から開口部側に向けて、ガラス基板３の差込方向と直交する方向に開いている。具体的には、図４に示すように、θ1＋θ2で表されるテーパ角度は、少なくも３度以上あることが好ましく、上限は１０度以下であることが望ましい。

また、基板装着溝５ａ、６ａの底面の幅（基板装着溝５ａ、６ａの底面の矢印Ｙ１−Ｙ２方向の長さ）ｔ1は、ガラス基板３の厚さｔ2よりも僅かに大きい寸法で形成されている。具体的には、ガラス基板３の厚さｔ2が、０．４３ｍｍ−０．０２ｍｍ以上でかつ０．４３ｍｍ＋０．０２ｍｍ以下の寸法精度で形成されている場合、基板装着溝５ａ、６ａの底面の幅ｔ1は、０．４５５ｍｍ以上でかつ０．４５５ｍｍ＋０．０１ｍｍ以下の寸法で構成されることが望ましい。

このように基板装着溝５ａ、６ａの底面の幅がガラス基板３の厚さよりも僅かに大きい寸法で形成され、しかも基板装着溝５ａ、６ａが、底部側から開口部側に向けて徐々に拡がるテーパ構造を有することから、ガラス基板３の主表面（光学機能面）と基板装着溝５ａ、６ａの内壁面とが直接的に接触することが防止され、これにより、基板装着溝５ａ、６ａへのガラス基板３の着脱時や面取り加工時などにガラス基板３の主表面に傷や汚れが生じてしまうことを抑制できる。

また、図６〜図９に示すように、一対の挟持部材５、６における段差部５ｂ、５ｃ、６ｂ、６ｃの矢印Ｚ１−Ｚ２方向の高さ、並びに支持部材９のくぼみ部９ａ（及び支持部材１０のくぼみ部１０ａ）の深さは、次のように設定されている。ここで、一対の挟持部材５、６は、底面側の段差部５ｃ、６ｃを通じて支持部材９におけるくぼみ部９ａ（又は支持部材１０のくぼみ部１０ａ）の周辺部分で支持されている。一方、一対の挟持部材５、６上面の段差部５ｂ、６ｂ側には、後述する砥石１９が配置される。すなわち、複数のガラス基板３が一対の挟持部材５、６及び支持部材９にセットされた場合、個々のガラス基板３における研削対象の二つの角部３ａ、３ｂ（角部３ａ、３ｂを含む辺部）が、一対の挟持部材５、６上面の段差部５ｂ、６ｂ上面から矢印Ｚ２方向（砥石１９側）に所定量突出（露出）する寸法で、段差部５ｂ、５ｃ、６ｂ、６ｃの高さ、並びに支持部材９のくぼみ部９ａ（及び支持部材１０のくぼみ部１０ａ）の深さは、定められている。

砥石１９は、図１、図２及び図６〜図９に示すように、四角柱状の部材に対し、互いに対向し異なる向きに傾斜する一対の研削面（砥粒電着面）１９ａ、１９ｂを含む凹部１９ｃを設けたかたちで構成される。砥石１９の長手方向の全長にわたって設けられた凹部１９ｃは、一つの辺部を共有する一対の研削面１９ａ、１９ｂが９０度の角度をなすＶ字状の溝で構成されている。また、砥石１９は、例えば１００ｇ程度の質量を有し、各研削面１９ａ、１９ｂには、例えば＃２０００の砥粒が適用されている。ここで、上述した一対の挟持部材５、６は、個々のガラス基板３における研削対象の二つの角部３ａ、３ｂの直上に、一対の研削面１９ａ、１９ｂを含む凹部１９ｃを通じて砥石１９が載置（凹部１９ｃを下側に伏せた状態で載置）されるように各ガラス基板３と共に砥石１９を保持する。

研削部材駆動機構の一部を構成する砥石可動枠２０は、図１、図２及び図５に示すように、板状の部材の中央部分に、砥石１９を挿入するための砥石挿入穴（角穴）２０ａを設けたかたちで構成される。また、砥石可動枠２０は、一対の挟持部材５、６上面の段差部５ｂ、６ｂを除く最上面に載置される。挟持部材５、６に載置された砥石可動枠２０は、高さ方向（矢印Ｚ１−Ｚ２方向）に移動可能な状態で、砥石（砥石挿入穴２０ａに挿入された砥石）１９を保持する。

アクチュエータ７、８は、図１及び図５に示すように、砥石挿入穴２０ａ内に砥石１９が挿入される状態で一対の挟持部材５、６上に載置された砥石可動枠２０を、矢印Ｙ１−Ｙ２方向から挟んで対向する位置において、ベースプレート１２上に固定されている。アクチュエータ７、８は、エアシリンダなどで構成されており、ロッド部７ａ、８ａ及びセンサ７ｂ、８ｂを備える。

センサ７ｂ、８ｂは、進退移動するロッド部７ａ、８ａの位置を制御部２に通知する。図５に示すように、ロッド部７ａは、矢印Ｙ１方向に突出する前進位置と矢印Ｙ２方向に後退する後退位置との間を進退自在に移動する。ロッド部８ａは、矢印Ｙ２方向に突出する前進位置と矢印Ｙ１方向に後退する後退位置との間を進退自在に移動する。つまり、アクチュエータ７、８は、図１及び図５に示すように、ロッド部７ａ、８ａの先端間の離間距離内に砥石可動枠２０が収まるように、ベースプレート１２上に固定される。

制御部２は、アクチュエータ７、８に対して電気的に接続されており、アクチュエータ７、８の動作を制御する。つまり、制御部２は、タイマ（又はカウンタ）などを内蔵すると共に、時間設定ボタンや開始ボタンなどの入力設定ボタン及び表示パネルを備えるシーケンサなどで構成されている。制御部２は、図１及び図５に示すように、ロッド部７ａが突出した前進位置にある場合に、ロッド部８ａを後退位置に後退させる制御をアクチュエータ７、８に対して行う。また、制御部２は、ロッド部７ａが後退位置にある場合に、ロッド部８ａを前進位置に移動させる。つまり、制御部２は、図５に示すように、ロッド部７ａとロッド部８ａとを同じタイミングで同一方向に移動させる制御を行う。

また、制御部２は、アクチュエータ７、８の自動運転機能、自動停止機能を実現する。すなわち、作業者からの入力操作により、運転始動時刻や運転期間が時間設定ボタンを通じて設定された後、開始ボタンが押されたことを検出した場合に、タイマ（又はカウンタ）を内蔵するこの制御部２は、設定された運転始動時刻にアクチュエータ７、８の自動運転を開始させると共に、設定された運転期間（運転時間）が経過するとアクチュエータ７、８の駆動を自動停止させる。

制御部２のこのような機能により、アクチュエータ７、８の自動運転期間中において、作業者は、別セットの支持部材９及び挟持部材５、６に対して、ガラス基板をセットしたり、ガラス基板を取り外したりし、面取り加工後のガラス基板３の検査などを効率良く行うことができる。これにより、整然とした加工工程を構築でき、作業者による能力のばらつきを低減させることができる。

また、このように構成された制御部２によりアクチュエータ７、８が駆動制御され、ロッド部７ａ、７ｂの前進後退動作が開始されると、図１及び図５に示すように、ロッド部７ａ、７ｂに押される砥石可動枠２０を介し、この砥石可動枠２０の砥石挿入穴２０ａ内に挿入された砥石１９は、支持部材及び挟持部材５、６上に配列される複数のガラス基板３の角部３ａ、３ｂの直上で板厚方向（矢印Ｙ２−Ｙ１方向）に往復運動を繰り返すことになる。これにより、ガラス基板３の角部３ａ、３ｂの面取り加工が行われる。なお、砥石可動枠２０を用いることなく、ロッド部７ａ、７ｂで砥石１９を直接駆動させてもよい。

つまり、上述した一対の挟持部材５、６及び支持部材９（又は支持部材１０）は、互いに協働しつつ、複数のガラス基板３を板厚方向に間隔を空けて保持すると共に、個々のガラス基板３における一つの辺部の両端の二つの角部３ａ、３ｂ（又は角部３ｃ、３ｄ）に対し一対の研削面１９ａ、１９ｂがそれぞれ接触する位置関係で、砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向に移動可能に保持する保持部材として機能する。また、上述した制御部２及びアクチュエータ７、８、並びに砥石可動枠２０は、複数のガラス基板３と共に挟持部材５、６及び支持部材９（又は支持部材１０）に保持された砥石１９をガラス基板３の板厚方向に往復動作させる研削部材駆動機構として機能する。

また、上述したように、一対の挟持部材５、６に載置された砥石可動枠２０は、高さ方向（矢印Ｚ１−Ｚ２方向）に移動可能な状態で、砥石（砥石挿入穴２０ａに挿入された砥石）１９を保持する。さらに、挟持部材５、６は、個々のガラス基板３における研削対象の二つの角部３ａ、３ｂの直上に、一対の研削面１９ａ、１９ｂを含む凹部１９ｃを通じて砥石１９が載置されるように各ガラス基板３と共に砥石１９を保持する。したがって、ガラス基板３に作用する高さ方向（矢印Ｚ２方向）の力は、砥石１９の自重のみである。ここで、図１、図２に示すように、挟持部材５、６によりガラス基板３が間隔を空けて保持されているため、砥石１９の往復動作により、ガラス基板３に対しその板厚方向にたわむ力が作用する。しかしながら、ガラス基板３に対しその基板表面に沿った方向に作用する力は、砥石１９の自重のみであり、しかも砥石１９が複数枚のガラス基板３上に載置されるため、この荷重は分散される。これにより、個々のガラス基板３に過大な力が作用することがないため、比較的薄いガラス基板であっても、面取り加工時に破損が生じることがなく、角部面取り工程における歩留まりの低下を抑制することができる。

また、図１、図２及び図６に示すように、一対の挟持部材５、６の段差部５ｂ、６ｂ（段差部５ｂ、６ｂの矢印Ｚ１−Ｚ２方向に起立した側面）は、砥石１９の外形の一部と摺動しつつガラス基板３の板厚方向への砥石１９の往復動作を案内する摺動案内部として機能する。したがって、砥石１９が往復動作の過程で例えば傾いたりすることなどが抑制され、ガラス基板３の研削対象の角部３ａ及び角部３ｂにおける面取り寸法のばらつきを低減させることができる。また、摺動案内部により砥石１９とガラス基板３との矢印Ｘ１−Ｘ２方向の位置関係が規定されるため、加工前の調整作業が不要である。

さらに、図６、図８、図９に示すように、一対の挟持部材５、６の段差部５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂと、これらの段差部と接する支持部材９（及び支持部材１０）の外形部分並びに砥石１９の外形部分とは、平面度、直角度などが高精度に形成されている。これにより、挟持部材５、６の上側で往復動作する砥石１９は、移動軌跡を水平に保ちつつ、偏りのない研削を行うことができる。

一対の挟持部材５、６の上面側の段差部５ｂ、６ｂは、図６及び図７に示すように、個々のガラス基板３上の二つの角部３ａ、３ｂが砥石１９により所定量研削された場合に（規定の寸法を面取り加工した後）、砥石１９の外形の一部と接触して二つの角部３ａ、３ｂの研削を阻止するストッパ部として機能する。これにより、砥石１９によって過剰な面取り加工が行われることを防止することができる。すなわち、図６、図７に示すように、一対の挟持部材５、６における段差部５ｂ、５ｃ、６ｂ、６ｃの矢印Ｚ１−Ｚ２方向の高さ（言い換えれば、段差部５ｂ、５ｃ、６ｂ、６ｃの高さ分、低く［細く］なった挟持部材５、６の高さｈ2）、及び支持部材９のくぼみ部９ａ（及び支持部材１０のくぼみ部１０ａ）の深さを適宜設定することで、所定の高さサイズを持つガラス基板の角部の面取り量（規定面取り高さｈ1）を機械的に調整することができる。

次に、このように構成されたガラス基板の角部面取り装置１を用いた角部面取り方法を図１〜図９に基づき説明する。
まず、図１〜図３に示すように、ベースプレート１２上の挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ内に一方の支持部材９を載置すると共に、（スペーサ１５、１６を介在させつつボルト２１、２２で互いに締結された）一対の挟持部材５、６をその段差部５ｃ、６ｃを介して支持部材９上に搭載する。次に、位置決め部材１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄにより、挟持部材固定枠１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを通じてベースプレート１２上の所定位置に挟持部材５、６を位置決めする。

続いて、支持部材９及び一対の挟持部材５、６に対して、複数のガラス基板３を保持させると共に個々のガラス基板３の一つの辺部の両端における一方の組の二つの角部３ａ、３ｂに一対の研削面１９ａ、１９ｂがそれぞれ接触する状態で、砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向に移動可能に保持させる。具体的には、図１、図２及び図６に示すように、例えば４２箇所の基板装着溝５ａ、６ａにガラス基板３をそれぞれ装着しつつ支持部材９のくぼみ部９上に個々のガラス基板３の一つの辺部を支持させる。次いで、図６、図７に示すように、挟持部材５、６の段差部５ｂ、６ｂの上面側から突出した個々のガラス基板３における研削対象の二つの角部３ａ、３ｂの直上に、一対の研削面１９ａ、１９ｂを含む凹部１９ｃを下側に伏せた状態で砥石１９を載置する。さらに、図１、図２に示すように、砥石挿入穴２０ａ内に、砥石１９の外形部分を挿入しつつ砥石可動枠２０を一対の挟持部材５、６の最上面に載置する。

次に、砥石可動枠２０、制御部２及びアクチュエータ７、８を互いに協働させ、図１、図５に示すように、個々のガラス基板３における一方の組の二つの角部３ａ、３ｂに一対の研削面１９ａ、１９ｂを接触させた砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向に往復動作させて二つの角部３ａ、３ｂを同時に面取り加工する。詳細には、制御部２の時間設定ボタン及び開始ボタンなどを介して自動運転操作を行うと、設定した時刻で、制御部２によりアクチュエータ７、８が駆動制御され、ロッド部７ａ、７ｂの前進後退動作が開始される。これにより、図１及び図５に示すように、ロッド部７ａ、７ｂに押される砥石可動枠２０を介し、この砥石可動枠２０の砥石挿入穴２０ａ内に挿入された砥石１９は、支持部材９及び挟持部材５、６上に配列される複数のガラス基板３の角部３ａ、３ｂの直上で板厚方向（矢印Ｙ２−Ｙ１方向）に往復運動を繰り返し、角部３ａ、３ｂを面取りする。この後、図７に示すように、研削が進んで、砥石１９の最下面（底面）が、挟持部材５、６上面の段差部５ｂ、６ｂと接触した時点で、それ以上の面取り加工が実質的に阻止される。また、制御部２は、設定した時間が経過（例えば砥石１９が５０往復する時間分経過）した時点で自動的に停止する。

次に、支持部材９及び一対の挟持部材５、６に対して、複数のガラス基板３を保持させると共に個々のガラス基板３の一つの辺部の両端における他方の組の二つの角部３ｃ、３ｄに一対の研削面１９ａ、１９ｂがそれぞれ接触する状態で、砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向に移動可能に保持させる。具体的には、ガラス基板３の角部３ａ、３ｂに対する面取り加工終了後に砥石１９（及び砥石可動枠２０）を取り外し、さらに図８に示すように、一対の挟持部材５、６の上面の段差部５ａ、６ｂ上に他方の支持部材１０を載置した後、複数のガラス基板３と共に一対の挟持部材５、６並びに一方及び他方の支持部材９、１０を上下に反転させる。

次に、上下の反転により上方に位置する一方の支持部材９を、一対の挟持部材５、６の上面に位置する段差部５ｃ、６ｃから取り外し、図９に示すように、この段差部５ｃ、６ｃの上面側から突出した個々のガラス基板３において新たに研削対象となった二つの角部３ｃ、３ｄの直上に、一対の研削面１９ａ、１９ｂを含む凹部１９ｃを下側に伏せた状態で砥石１９を載置する。さらに、図１、図２に示すように、砥石挿入穴２０ａ内に、砥石１９の外形部分を挿入しつつ砥石可動枠２０を挟持部材５、６の最上面に載置する。

この後、前記同様、砥石可動枠２０、制御部２及びアクチュエータ７、８を互いに協働させ、図１、図５に示すように、個々のガラス基板３上の新たに研削対象となった他方の組の二つの角部３ｃ、３ｄに一対の研削面１９ａ、１９ｂを接触させた砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向に往復動作させて二つの角部３ｃ、３ｄを同時に面取り加工する。このような面取り方法では、複数のガラス基板３を一対の挟持部材５、６にセットする回数が実質的に一回だけなので、ガラス基板３の破損（欠け、割れなど）による歩留まりの低下を抑制でき、さらには、面取り加工の作業性を向上させることができる。

既述したように、本実施形態に係るガラス基板の角部面取り装置１では、矩形状の複数のガラス基板３を板厚方向に間隔を空けて保持すると共に、個々のガラス基板３の二つの角部３ａ、３ｂ（又は角部３ｃ、３ｄ）に対し、凹部１９ｃを構成する一対の研削面１９ａ、１９ｂを接触させた砥石１９を、ガラス基板３の板厚方向（配列方向）に往復動作させることで、各ガラス基板３の二つの角部を同時に面取り加工することができる。

すなわち、本実施形態のガラス基板の角部面取り装置１によれば、砥石１９上の一つの凹部１９ｃを構成する一対の研削面１９ａ、１９ｂで二つの角部を同時に加工できるので、高い加工精度でしかも効率的に面取り加工を行うことができる。また、本実施形態のガラス基板の角部面取り装置１では、研削対象の角部との位置決めが重要となる複数の回転砥石などを用いずに、凹部１９ｃ内に一対の研削面１９ａ、１９ｂを持つ単一の砥石１９で角部を研削するので、装置構成の簡易化を図ることができる。さらに、複数のガラス基板３どうしを間隔を空けて保持する本実施形態の装置では、面取り加工時にガラス基板表面を傷付けることなどを抑制できるので、例えば、面取り加工前にガラス基板３の表面に保護膜を形成する工程や、面取り加工後にこの保護膜を溶解、洗浄する工程などを実施する必要がなく、面取り加工の効率化を図ることができる。

以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、アクチュエータ７、８が、エアシリンダなどで構成されていたが、これに代えて、電磁気的に動作するソレノイド式のアクチェータを適用してもよいし、モータ、プーリ及びタイミングベルト（又は、モータとボールねじ）などを駆動機構として用いたアクチェータを選択することも可能である。

本発明の実施形態に係るガラス基板の角部面取り装置を概略的に示す外観図。 図１の角部面取り装置における主要部の構成を示す分解斜視図。 図２に示す角部面取り装置における主要部の平面図。 図３中のＡ部詳細図。 図１に示す角部面取り装置の正面図。 図１の角部面取り装置における主要部の側面図。 図６中のＢ部詳細図。 図１の角部面取り装置が備える一対の挟持部材上に載置された砥石に代えて、他方の支持部材を載置した状態を示す側面図。 図６に示す角部面取り装置の主要部を上下に反転させた状態を示す側面図。

符号の説明

１…ガラス基板の角部面取り装置、２…制御部、３…ガラス基板、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…ガラス基板の角部、５，６…挟持部材、５ａ，６ａ…基板装着溝、５ｂ，５ｃ，６ｂ，６ｃ…段差部、７，８…アクチュエータ、７ａ，８ａ…ロッド部、９，１０…支持部材、９ａ，１０ａ…くぼみ部、１９…砥石、１９ａ,１９ｂ…砥石の研削面、１９ｃ…砥石の凹部、２０…砥石可動枠。

Claims (8)

1. 互いに対向し異なる向きに傾斜する一対の研削面を含む凹部を備えた研削部材と、
   矩形状の複数のガラス基板を板厚方向に間隔を空けて保持すると共に、個々の前記ガラス基板における一つの辺部の両端の二つの角部に対し前記一対の研削面がそれぞれ接触する位置関係で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持する保持部材と、
   前記複数のガラス基板と共に前記保持部材に保持された前記研削部材を前記板厚方向に往復動作させる研削部材駆動機構と、
   を具備することを特徴とするガラス基板の角部面取り装置。
2. 前記保持部材は、前記研削部材の外形の一部と摺動しつつ前記板厚方向への前記研削部材の往復動作を案内する摺動案内部を備えることを特徴とする請求項１記載のガラス基板の角部面取り装置。
3. 前記保持部材は、個々の前記ガラス基板上の前記二つの角部が前記研削部材により所定量研削された場合に、前記研削部材の外形の一部と接触して前記二つの角部の研削を阻止するストッパ部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のガラス基板の角部面取り装置。
4. 前記保持部材は、前記複数のガラス基板の縁部をそれぞれ装着可能とし、装着されたこれらのガラス基板を前記板厚方向に一定の間隔を空けて整列させる複数の基板装着溝を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のガラス基板の角部面取り装置。
5. 前記複数の基板装着溝は、その開口部側に向けて、個々の前記ガラス基板の板厚方向のクリアランスを拡げて行くテーパ構造を有することを特徴とする請求項４記載のガラス基板の角部面取り装置。
6. 前記保持部材は、
   個々の前記ガラス基板における研削対象の前記二つの角部を両端に有する前記辺部と対向する辺部を、前記各ガラス基板を起立させた姿勢で底部側から支持する支持部材と、
   前記支持部材により支持された辺部の両端から起立する方向にそれぞれ延びる個々の前記ガラス基板上の二つの辺部を側方から挟持する一対の挟持部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のガラス基板の角部面取り装置。
7. 前記保持部材は、個々の前記ガラス基板における研削対象の前記二つの角部の直上に、前記一対の研削面を含む凹部を通じて前記研削部材が載置されるように前記各ガラス基板及び前記研削部材を保持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のガラス基板の角部面取り装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載のガラス基板の角部面取り装置を用いたガラス基板の角部面取り方法であって、
   前記保持部材に対して、前記複数のガラス基板を保持させると共に個々の前記ガラス基板の一つの辺部の両端における一方の組の二つの角部に前記一対の研削面がそれぞれ接触する状態で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持させる工程と、
   個々の前記ガラス基板における前記一方の組の二つの角部に前記一対の研削面を接触させた前記研削部材を、前記研削部材駆動機構により前記板厚方向に往復動作させて前記一方の組の二つの角部を面取りする工程と、
   前記保持部材に対して、前記複数のガラス基板を保持させると共に個々の前記ガラス基板における他方の組の二つの角部に前記一対の研削面がそれぞれ接触する状態で、前記研削部材を前記板厚方向に移動可能に保持させる工程と、
   個々の前記ガラス基板上における前記他方の組の二つの角部に前記一対の研削面を接触させた前記研削部材を、前記研削部材駆動機構により前記板厚方向に往復動作させて前記他方の組の二つの角部を面取りする工程と、
   を有することを特徴とするガラス基板の角部面取り方法。

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