JP5842484B2 - 板ガラスの位置決め装置及びその位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、板ガラスの位置決め装置及びその位置決め方法に係り、特に、略矩形で可撓性を有する板ガラスを適正に基準面に対して位置決めするための技術に関する。

周知のように、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（サーフェイスエミッションディスプレイを含む）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、及び有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤという）に用いられる板ガラスは、薄肉化が推進されている。

この種の板ガラスは、その製造工程において、研削加工に代表される各種の処理が端面に施される関係上、処理対象となる端面を、その処理に先立って正確に位置決めしておく必要がある。そのため、板ガラスの端面処理装置の前段位置には、板ガラスの位置決め装置が配備されるのが通例である。

この位置決め装置の具体例として、例えば特許文献１には、送りローラによって所定位置に導き入れられた基板に対して、先ず第１移動機構部の押動部が基板の第１端面を押動し、次いで第２移動機構部の押動部が基板の第１端面と直交する第２端面を押動し、当該押動部が待機位置に退避した後に、第３移動機構部の押動部が基板の第１端面と直交する第３端面を押動することにより、基板の予備位置決めを行うことが開示されている。

特開２００３−２２９４７０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、単に水平姿勢で平面状に支持された基板の一端面を、押動部により水平方向に押圧して、基準となる位置まで当該基板を押動させる構成であると、以下に示すような問題を招来し得る。

すなわち、位置決めの対象物が、既述のように薄肉化されて可撓性を有する板ガラスであると、押動部がそのような板ガラスの一端面を水平方向に押圧しても、押動時における板ガラスには、その可撓性に起因して、下方への押し下げ力と上方への押し上げ力とが、押動方向の随所に作用することになる。

そのため、押動時に板ガラスに作用する上下方向の力が一様に定まらず、これに起因して板ガラスに不当に大きな撓みや波形状の撓みが生じる。そのため、押動部が押圧している板ガラスの一端面と平行な他端面が、基準となる位置に適正に到達できないという事態を招く。その結果、板ガラスの位置決めが困難或いは不可能となるばかりでなく、不当な撓みに起因して板ガラスに割れが発生するという問題をも生じ得る。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、薄肉化等により可撓性を有するに至った略矩形の板ガラスを、適切な工夫を講じて支持面上で円滑に支障なく押動させることにより、板ガラスの位置決めの困難化並びに不当な撓みに起因する割れの発生等を的確に回避することを技術的課題とする。

上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、略矩形で可撓性を有する板ガラスの第１端面を押圧部材が押圧することにより、該板ガラスを支持面上で押動させると共に、該板ガラスの前記第１端面と平行な第２端面を基準面に当接させて、該板ガラスの位置決めを行うように構成した板ガラスの位置決め装置であって、前記板ガラスの第１端面側部位を持ち上げ手段が持ち上げることにより、該板ガラスに下方に凸となる撓みを生じさせた状態で、前記押圧部材が該板ガラスの前記第１端面を押圧するように構成したことに特徴づけられる。ここで、上記の「板ガラスの第１端面側部位」とは、第１端面と第２端面との相互間中央部よりも第１端面側に存する何れの部位であってもよいことを意味するが、第１端面の近傍であることが好ましい（以下、同様）。また、ここでいう「第１端面の近傍」とは、第１端面から第２端面までの距離Ｌに対して、第１端面を始端としてＬ×１／１０〜Ｌ×１／３程度の距離の範囲内を意味する（以下、同様）。

このような構成によれば、板ガラスの第１端面側部位が持ち上げられ且つ板ガラスに下方に凸となる一方向のみの撓みが生じている状態で、押圧部材が第１端面を押圧して、板ガラスを支持面上で押動させていくことになる。このように、押圧部材が板ガラスの第１端面を第２端面側に向って押圧している間は、板ガラスの第１端面側部位に当初から付与されている撓みの方向性が下方に凸のみとされているため、当該板ガラスの当初から撓みが付与されていない部位には、主として下方への押し付け力が一様に作用することになって、上方への押し上げ力は殆ど作用しなくなる。これにより、板ガラスが可撓性を有しているにも拘らず、押動時における板ガラスには、不当に大きな撓みや波形状の撓みが生じ難くなるため、板ガラスの第２端面は、基準面に適正に到達し且つ正確に当接することになる。この結果、板ガラスの押動が円滑に行われ得ることになって、その位置決め（特に第２端面の位置決め）が容易化並びに正確化されると共に、板ガラスの不当な撓みに起因する割れの発生確率が大幅に低減する。

この場合、前記支持面は、前記板ガラスの第１端面と平行な方向に該板ガラスを搬送する主搬送手段の上面とすることができる。

このようにすれば、板ガラスを主搬送手段により搬送しながら、当該板ガラスを横滑りするように押動させて位置決めを行うことができるため、作業の連続性が確保されて、作業能率が向上する。しかも、板ガラスの特に第２端面は、基準面との当接により正確に位置決めされているため、当該主搬送手段の下流側で端面研削処理等の端面処理、さらに切断、穴加工処理等を行う場合には、板ガラスの特に第２端面に対して正確な端面研削処理を行うことが可能となる。なお、板ガラスの位置決めは、主搬送手段が板ガラスの搬送を一時的に停止した時に行うようにしてもよく、そのようにした場合であっても、作業の適度な連続性は確保される。

また、前記持ち上げ手段は、前記板ガラスの前記第１端面側部位が前記主搬送手段から乗り上げ可能とされ且つ搬送方向前方が上方傾斜する補助搬送手段とすることができる。

このようにすれば、板ガラスの第１端面側部位を持ち上げる動作が、板ガラスの搬送方向前方から徐々に補助搬送手段に乗り移っていくことにより行われるので、板ガラスの持ち上げ時に、板ガラスに衝撃が加わる等の不具合が回避され、衝撃等による板ガラスの割れの発生をも抑止した上で、円滑かつ確実に板ガラスの持ち上げ動作を行い得ることになる。

上記の構成において、前記主搬送手段は、複数の搬送部を相互間に隙間を介在させて並列に配列して構成され、該隙間に、前記板ガラスの前記撓みが生じていない部位を裏面側より支持する撓み防止部材が介装されていることが好ましい。

このようにすれば、主搬送手段を構成する複数の搬送部が、相互間に隙間を介在させていても、この隙間で板ガラスが自重により撓んで波板形状に変形するという不具合が確実に回避される。これにより、板ガラスの主搬送形態の自由度を大きくした上で、位置決めの困難化並びに割れの発生等を確実に抑制することが可能となる。なお、主搬送手段は、単一の幅広の搬送部で構成することもでき、このようにした場合には、撓み防止部材が不要となる。

上記の構成において、前記基準面は、前記主搬送手段と同方向に同速度で同期して駆動される無端状搬送帯の起立した搬送面であることが好ましい。

このようにすれば、主搬送手段により搬送されている板ガラスを、横滑りするように押動させた場合には、当該板ガラスの第２端面が、主搬送手段と同方向に同期して同速度で駆動される無端状搬送帯の起立した搬送面である基準面に当接する。したがって、板ガラスの第２端面は、この基準面に当接した後においても、その当接時の状態を維持して搬送方向に移動するため、この両者間に摺動が生じなくなり、板ガラスの位置決め時における損傷等が可及的に回避され得る。

この構成においては、前記無端状搬送帯の基準面をなす搬送面の裏面側に、該搬送面を平面に維持させる補強部材が配設されていることが好ましい。

このようにすれば、無端状搬送帯が可撓性を有していることに起因して、板ガラスの第２端面が当接する際に、無端状搬送帯の搬送面に曲がりやうねりが生じ得る状態にあっても、その搬送面は、補強部材により平面に維持されるため、より正確な位置決めが可能となる。

以上の構成を備えた位置決め装置において、前記板ガラスは、その厚みが、２００〜５００μｍである場合に特に有用となる。

上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、略矩形で可撓性を有する板ガラスの第１端面を押圧部材が押圧することにより、該板ガラスを支持面上で押動させると共に、該板ガラスの前記第１端面と平行な第２端面を基準面に当接させて、該板ガラスの位置決めを行う方法であって、前記板ガラスの前記第１端面側部位を持ち上げ手段が持ち上げて、該第１端面側部位を前記支持面から離反させることにより、該板ガラスに下方に凸となる撓みを生じさせた状態で、前記押圧部材が該板ガラスの前記第１端面を押圧することに特徴づけられる。

この位置決め方法は、本発明について冒頭で説明した位置決め装置と実質的に構成が同一であるため、その作用効果を含む説明事項も、実質的に同一である。したがって、この位置決め方法についての説明は、ここでは省略する。

以上のように本発明によれば、押圧部材が可撓性を有する板ガラスを押動させる際における当該板ガラスの移動阻害及びこれに起因する不当な板ガラスの撓みの発生が抑制され、板ガラスの位置決めの困難化並びに割れの発生等の不具合が効果的に回避される。

本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置の全体構成を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置の全体構成を示す概略平面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置の全体構成を示す概略縦断正面図、図３（ｂ）は、その一部の変形例を示す拡大概略正面図である。 本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置の構成要素である補強部材を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置の構成要素である持ち上げ手段の変形例を示す概略側面図である。 本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置及びその周辺部の概略側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る板ガラスの位置決め装置を添付図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、略矩形で板厚が２００〜５００μｍの可撓性を有するＦＰＤ用の板ガラスに本発明を適用した場合を例示する。また、この板ガラスは、搬送方向（図１に示す矢印Ａ方向）と平行な方向の寸法が、５００〜３０００ｍｍであり、且つ、搬送方向Ａと直交する方向の寸法も、５００〜３０００ｍｍである。

図１は、本実施形態に係る位置決め装置１の全体構成を模式的に示す概略斜視図である。同図に示すように、この位置決め装置１は、板ガラス２を下方より支持する支持面が、主搬送手段３を構成する複数の主コンベヤベルト３ａの上面として構成されている。詳述すると、主搬送手段３は、板ガラス２を矢印Ａ方向に搬送する複数の搬送部としての主コンベヤベルト３ａを、相互間に隙間を介在させて並列に配列して構成されている。そして、複数の主コンベヤベルト３ａは、図外のプーリに巻き掛けられて回転駆動源によりそれぞれが同速度で駆動される構成とされている。

また、主搬送手段３の一側方には、搬送方向Ａと平行な方向に沿って複数個の円筒コロ４ａが配列され、これらの円筒コロ４ａが、板ガラス２の第１端面２ａを押圧する押圧部材４とされている。一方、主搬送手段３の他側方には、一対のタイミングプーリ５ｂに巻き掛けられて搬送方向Ａと平行な方向に沿って駆動されるタイミングベルト５ａからなる無端状搬送帯が配設されている。このタイミングベルト５ａの搬送面は、起立した面（鉛直面）であって、当該タイミングベルト５ａの主搬送手段３側の搬送面が、板ガラス２の第１端面２ａと平行な第２端面２ｂが当接する基準面５ｘとされている。

さらに、主搬送手段３の一側方における押圧部材４の近傍には、主搬送手段３により搬送される板ガラス２の第１端面側部位２ｃを持ち上げる持ち上げ手段６が配列されている。この持ち上げ手段６は、板ガラス２の第１端面側部位２ｃが主搬送手段３から乗り上げ可能とされ且つ搬送方向Ａの前方側が上方傾斜する補助搬送手段６ｘで構成されている。この補助搬送手段６ｘは、高低差のある一対のプーリ６ｂに補助コンベヤベルト６ａが巻き掛けられて構成され、この補助コンベヤベルト６ａの上面は、搬送方向Ａの前方側に移行するに連れて、主搬送手段３を構成する主コンベヤベルト３ａの上面と同一高さまたはそれよりも低い位置から漸次高い位置に移行するように傾斜している。なお、この補助コンベヤベルト６ａの水平面とのなす角度αは、１〜３０度とされている。

また、主搬送手段３を構成する複数の主コンベヤベルト３ａの隣接相互間に設けられた隙間には、板ガラス２の平面状となっている部位を裏面側より支持する平板状の撓み防止部材７がそれぞれ介装されている。

以上の構成を更に詳述すると、図２に示すように、押圧部材４を構成する複数個の円筒コロ４ａはそれぞれ、中心軸４ｚ廻りに回転可能に保持され、エアシリンダ等の流体圧シリンダ或いはボールネジ機構等からなる出退駆動手段４ｘにより搬送方向Ａと直交する方向に突出動及び後退動可能とされている。さらに、これらの円筒コロ４ａは、出退駆動手段４ｘの先端に、バネ等の弾性体４ｙを介してそれぞれ弾性支持されている。

この場合、これらの円筒コロ４ａは、図３（ａ）に示すように、それぞれの中心軸４ｚが鉛直方向に沿うように配列されていてもよく、または、図３（ｂ）に示すように、それぞれの中心軸４ｚと、板ガラス２の第１端面２ａの指向方向２ｚ（第１端面２ａに連なる表面の縁部の接線）とが、直交するように配列されていてもよい。そして、これらの円筒コロ４ａは、その配列位置に板ガラス２が搬入されてきた時点で、出退駆動手段４ｘの動作により突出動して、板ガラス２の第１端面２ａを押圧するのに対して、その配列位置から板ガラス２が搬出された時点で、出退駆動手段４ｘの動作により後退動して、待機位置に退避するように構成されている。

また、図２に示すように、板ガラス２の第２端面２ｂを受ける役割を果たすタイミングベルト５ａは、その主搬送手段３側の搬送面、つまり歯が刻設されていない面が基準面５ｘとされている。そして、一対のタイミングプーリ５ｂのそれぞれの中心軸５ｚは、鉛直方向に沿うように配列され、タイミングベルト５ａを主コンベヤベルト３ａと同速度で同期して駆動させる構成とされている。さらに、タイミングベルト５ａの基準面５ｘの裏面側には、基準面５ｘの曲がりやうねりを矯正して平面に維持するための補強部材８が配設されている。

この場合、図４に示すように、補強部材８は、タイミングベルト５ａの歯付き面を案内する主ガイド板部８ａと、タイミングベルト５ａの両側面をそれぞれ案内する一対の補助ガイド板部５ｂとから構成されている。したがって、タイミングベルト５ａは、補強部材８により直線状に案内されつつ、搬送面が平面をなす基準面５ｘに維持されるようになっている。

さらに、図３に示すように、持ち上げ手段６は、板ガラス２が補助コンベヤベルト６ａに乗り上がって所定の高さ位置（例えば、５〜１０ｍｍだけ持ち上げられた位置）に達した時点で、板ガラス２の第１端面２ａの近傍に、下方に凸となる撓み２ｄを生じさせるように構成されている。この補助コンベヤベルト６ａは、主コンベヤベルト３ａと協働して、板ガラス２の第１端面２ａ及び第２端面２ｂを、搬送方向Ａに対して同速度で移動させる構成とされている。

なお、図３（ａ）には、補助コンベヤベルト６ａのプーリ中心軸６ｚが傾斜した状態を図示しているが、補助コンベヤベルト６ａの幅が小さい場合や、補助コンベヤベルト６ａの搬送面の断面輪郭形状が中央部で凸となっている場合などにおいては、補助コンベヤベルト６ａのプーリ中心軸６ｚを傾斜させなくてもよい。

加えて、図３（ａ）に示すように、複数の主コンベヤベルト３ａの隣接相互間にはそれぞれ、撓み防止部材７が介装されているが、この撓み防止部材７の上面は、主コンベヤベルト３ａの上面よりも僅かに低くなっている。そして、この撓み防止部材７の上面と、板ガラス２の裏面との間には、水（または水に準じる液体）が供給されて、水の層または水の膜が形成されている。なお、主コンベヤベルト３ａの上面と、板ガラス２の裏面との間にも、同様にして、水の層または水の膜が形成されている。

次に、以上の構成を備えた位置決め装置１の作用効果を説明する。

主搬送手段３の複数の主コンベヤベルト３ａ、補助搬送手段６ｘの補助コンベヤベルト６ａ、及び基準面５ｘを有するタイミングベルト５ａが、それぞれ駆動されている状態の下で、主コンベヤベルト３ａによってＡ方向に搬送されてきた板ガラス２は、位置決めエリア周辺に到達した時点で、その第１端面側部位２ｃが、補助コンベヤベルト６ａに乗り上がっていく。そして、板ガラス２の第１端面側部位２ｃが所定の高さ位置に達した時点で、板ガラス２の第１端面２ａの近傍に、下方に凸となる一方向のみの撓み２ｄが生じる。

この時点で、押圧部材４を構成する複数個の円筒コロ４ａが突出動して、板ガラス２の第１端面２ａを押圧することにより、板ガラス２における撓みの生じていない部位が、複数の主コンベヤベルト３ａの上面を、搬送方向Ａと交差する方向に横滑りして移動する。この板ガラス２の押動時においては、板ガラス２の第１端面側部位２ｃに当初から付与されている撓み２ｄの方向性が下方に凸のみとされているため、板ガラス２の撓みが付与されていない部位には、主として下方への押し下げ力が一様に作用することになり、上方への押し上げ力は殆ど作用しなくなる。これにより、板ガラス２は、不当に大きな撓みを生じることなく且つ波形状の撓みも生じることなく、複数の主コンベヤベルト３ａ上を円滑に横切って移動できることになる。

しかも、板ガラス２の裏面は、複数の撓み防止部材７により水の層または水の膜を介して支持されている事と、複数の主コンベヤベルト３ａとの間にも水の層または水の膜が介在している事とによって、板ガラス２は、より一層複数の主コンベヤベルト３ａ上を円滑に横切って移動できることになる。

以上のような態様で板ガラス２が押動されることに伴って、板ガラス２の第２端面２ｂは、駆動されているタイミングベルト５ａの基準面５ｘに適正に到達し且つ正確に当接する。この結果、板ガラス２の第２端面２ｂは、正確に位置決めされる。

なお、図５は、上述の位置決め装置１の構成要素である持ち上げ手段６の変形例を示す概略側面図である。この持ち上げ手段６は、主コンベヤベルト６ａの搬送方向Ａと平行であって水平方向に延びる支持部材６ｃに、複数のローラ（または球状体）６ｄを、中心軸６ｗ廻りに回動自在に保持し、支持部材６ｃをエアシリンダ等の流体圧シリンダ等からなる昇降駆動手段６ｅにより上下動するように構成したものである。

このような構成によれば、主搬送手段３により搬送されて位置決めエリアに板ガラス２が到達した時点で、昇降駆動手段６ｅにより支持部材６ｃを上動させて、板ガラス２の第１端面側部位２ｃを複数のローラ６ｄで持ち上げた後、既述の場合と同様に、押圧部材４が板ガラス２の第１端面２ａを押圧して、第２端面２ｂを基準面５ｘに当接させることで、該第２端面２ｂの位置決めが正確に行われる。

なお、上記の変形例では、支持部材６ｃに複数の６ｄを保持する構成としたが、これに代えて、支持部材６ｃに相当する部材に、主搬送手段３の搬送方向Ａと平行な方向に駆動される無端状搬送帯を有する持ち上げ搬送手段を保持させるようにしてもよい。そして、上記と同様の時期に、持ち上げ搬送手段を上下動させればよい。

以上述べた本発明の実施形態に係る位置決め装置１によって板ガラス２の第２端面２ｂの位置決めが行われた後は、図６に示すように、主搬送手段３における位置決めエリア９の下流側に存する端面処理エリア３９で、位置決め後の板ガラス２の第２端面２ｂに対して、研磨装置３９ａ等による端面加工処理が施される。この場合、端面処理エリア３９では、位置決め後の板ガラス２を、主搬送手段３と、その上方に設置された上部搬送手段３１とによって挟持して搬送しながら、端面加工処理が実行される。

なお、上記実施形態では、板ガラス２の第２端面２ｂのみを位置決めする場合に本発明を適用したが、第２端面２ｂが正確に位置決めされるという事は、必然的に第１端面２ａも正確に位置決めされていることになる。したがって、既述のように板ガラス２の第２端面２ｂの位置決めを行った後に、持ち上げ手段６を下方に退避させて、位置決め後の板ガラス２を主搬送手段３と上部搬送手段３１とによって挟持して搬送しながら、第１端面２ａと第２端面２ｂとに対して、端面加工処理を施すことも可能である。

１ 位置決め装置
２ 板ガラス
２ａ 板ガラスの第１端面
２ｂ 板ガラスの第２端面
２ｃ 板ガラスの第１端面側部位
２ｄ 板ガラスの撓み
３ 主搬送手段
３ａ 主コンベヤベルト
４ 押圧部材
４ａ 円筒コロ
５ａ タイミングベルト（無端状搬送帯）
５ｘ 基準面
６ 持ち上げ手段
６ｘ 補助搬送手段
６ａ 補助コンベヤベルト
７ 撓み防止部材
８ 補強部材

Claims (8)

1. 略矩形で可撓性を有する板ガラスの第１端面を押圧部材が押圧することにより、該板ガラスを支持面上で押動させると共に、該板ガラスの前記第１端面と平行な第２端面を基準面に当接させて、該板ガラスの位置決めを行うように構成した板ガラスの位置決め装置であって、
   前記板ガラスの第１端面側部位を持ち上げ手段が前記支持面から持ち上げることにより、前記板ガラスの前記持ち上げられた部分に、その自重によって下方に凸となる撓みを生じさせた状態で、前記押圧部材が該板ガラスの前記第１端面を押圧するように構成したことを特徴とする板ガラスの位置決め装置。
2. 前記支持面は、前記板ガラスの第１端面と平行な方向に該板ガラスを搬送する主搬送手段の上面であって、該主搬送手段が前記板ガラスを搬送しながら前記板ガラスの位置決めを行うように構成したことを特徴とする請求項１に記載の板ガラスの位置決め装置。
3. 前記持ち上げ手段は、前記板ガラスの前記第１端面側部位が前記主搬送手段から乗り上げ可能とされ且つ搬送方向前方が上方傾斜する補助搬送手段であることを特徴とする請求項２に記載の板ガラスの位置決め装置。
4. 前記主搬送手段は、複数の搬送部を相互間に隙間を介在させて並列に配列して構成され、該隙間に、前記板ガラスの前記撓みが生じていない部位を裏面側より支持する撓み防止部材が介装されていることを特徴とする請求項２または３に記載の板ガラスの位置決め装置。
5. 前記基準面は、前記主搬送手段と同方向に同速度で同期して駆動される無端状搬送帯の起立した搬送面であることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の板ガラスの位置決め載置。
6. 前記無端状搬送帯の基準面をなす搬送面の裏面側に、該搬送面を平面に維持させる補強部材が配設されていることを特徴とする請求項５に記載の板ガラスの位置決め装置。
7. 前記板ガラスの厚みは、２００〜５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の板ガラスの位置決め装置。
8. 略矩形で可撓性を有する板ガラスの第１端面を押圧部材が押圧することにより、該板ガラスを支持面上で押動させると共に、該板ガラスの前記第１端面と平行な第２端面を基準面に当接させて、該板ガラスの位置決めを行う方法であって、
   前記板ガラスの前記第１端面側部位を持ち上げ手段が前記支持面から持ち上げることにより、前記板ガラスの前記持ち上げられた部分に、その自重によって下方に凸となる撓みを生じさせた状態で、前記押圧部材が該板ガラスの前記第１端面を押圧することを特徴とする板ガラスの位置決め方法。

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