JP6792792B2 - ガラス割れ検知方法、ガラス割れ検知装置、ガラス板の研磨方法、ガラス板の研磨装置、及びガラス板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス割れ検知方法、ガラス割れ検知装置、ガラス板の研磨方法、ガラス板の研磨装置、及びガラス板の製造方法に関する。

ガラス板の製造工程では、切断、面取り、孔明け、研磨、搬送、洗浄等の様々な処理がガラス板に施される。例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ:Flat Panel Display）用に使用されるガラス板は、その表面の微小な凹凸やうねりが画像に影響を与える要因となるため、ガラス板の表面の一部または全体を研磨装置によって研磨する場合がある。

このような研磨を行うために、ガラス板を保持して搬送する移動研磨ヘッドと、この研磨ヘッドの下方に配置された複数の研磨定盤を備えた研磨装置が知られている。この研磨装置によれば、移動研磨ヘッドによってガラス板を搬送し、複数の研磨定盤でガラス板を順次研磨する。

ところで、研磨装置によるガラス板の研磨中には、ガラス板が割れてしまうことがまれにある。そのような場合、ガラス板が割れた状態で研磨加工を継続すると、割れたガラス片によって研磨パッドが損傷する。さらに、生産工程で複数のガラス板を順次研磨していく連続した研磨の際に、後続のガラス板に悪影響を与えるという不具合が生じる。このため、ガラス板の割れを早期に検出し、研磨装置を迅速に停止することが望まれている。

特許文献１には、加工音を利用して、研磨加工中のガラス板の割れを検出する割れ検出装置が開示されている。ガラス割れ検出装置は、研磨加工中に発生している加工音をマイクロホンによって集音するとともに、集音した加工音から所定の周波数（３ｋＨｚ以上）の音波をフィルタによって抽出し、この抽出した音波について現在の音波レベルと、現在から過去所定時間内における定常音波レベルとを比較することにより、ガラス板の割れを判定している。

特許文献２には、弾性波を利用して、研磨加工中のガラス板の割れを検出する研磨装置が開示されている。研磨装置は、ガラス板からの弾性波を、ガラス板と研磨パッドとを支持するテーブル等に取り付けられたＡＥ（Acoustic Emission）センサによって検出し、ＡＥセンサからの出力信号に基づいて研磨中の異常を検知している。

特開２００６−０３５３４３号公報 国際公開第２０１０／０６７７３２号

特許文献１に記載の割れ検出装置では、ガラス板が粉々に割れた状態での音でしか検出することができず、割れ発生の初期段階（クラック等の微小割れ、欠け）の音は検出することが難しい。また、周辺の音声周波数成分のノイズの影響を受けやすい。

ガラス板が細片となって割れると、前述の如く研磨パッドに損傷を与えるとともに、それを除去するための清掃作業に数時間かかる。そのため、復帰作業に要する時間、生産工程における研磨作業が中断するので、稼働率が下がるという欠点がある。

特許文献２に記載の研磨装置では、ガラス板からの弾性波を、テーブル、プレート等さまざまの部材を介して、ＡＥセンサで検出するため、弾性波がＡＥセンサに伝達する前に減衰される場合がある。そのため、割れ発生の初期段階に生じるレベルの低い弾性波をＡＥセンサにより検知することは難しい。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ガラス板の割れ発生を初期段階で発見することができるガラス割れ検知方法、ガラス割れ検知装置、ガラス板の研磨方法、ガラス板の研磨装置、及びガラス板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によると、ガラス割れ検知方法は、ガラス板を液体に接触させ、かつ前記液体にＡＥセンサを接触させた状態で、前記ＡＥセンサからのＡＥ信号を検知する検知工程と、前記ＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより前記ガラス板の割れを判断する判断工程と、を含む。

本発明の別の態様によると、ガラス割れ検知装置は、ガラス板に液体を供給する液体供給部と、前記液体に接触する位置に配置されるＡＥセンサと、前記ＡＥセンサから入力されるＡＥ信号を処理する信号処理部とを有し、前記信号処理部は、前記ＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより前記ガラス板の割れを判断する。

本発明の別の態様によると、ガラス板の研磨方法は、研磨パッドとガラス板との間に研磨液を供給しながら研磨パッドによって前記ガラス板の表面を研磨するガラス板の研磨方法であって、前記研磨液を前記液体として適用する上述のガラス割れ検知方法による割れ検知工程を含む。

本発明の別の態様によると、ガラス板の研磨装置は、ガラス板に研磨液を供給する液体供給部と、前記ガラス板の表面を研磨する研磨パッドと、を有するガラス板の研磨装置であって、前記研磨液を前記液体として適用する上述のガラス割れ検知装置を備える。

本発明の別の態様によると、ガラス板の製造方法は、溶融ガラスから板状のガラスに成形する工程と、前記板状のガラスを切断しガラス板に切り出す工程と、上述のガラス割れ検知方法による割れ検知工程とを含む。

本発明のガラス割れ検知方法、ガラス割れ検知装置、ガラス板の研磨方法、ガラス板の研磨装置、及びガラス板の製造方法によれば、初期段階のガラス板の割れを検知することができる。

ガラス割れ検知装置の構成図である。 （Ａ）ノイズによるＡＥ信号の波形であり、（Ｂ）ガラス割れ起因の弾性波によるＡＥ信号の波形である。 ＡＥセンサの斜視図である。 枚葉式の研磨装置の構成図である。 連続式の研磨装置の構成図である。 連続式の研磨装置の平面図である。

以下、添付図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。本発明は以下の実施の形態により説明される。但し、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、説明された実施形態以外の他の実施形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。ここで、図中、同一の記号で示される部分は、基本的に、同様の機能を有する同様の要素である。

（ガラス割れ検知装置、及び検知方法）
図１は、ガラス割れ検知装置の概略構成図である。ガラス割れ検知装置１は、ガラス板Ｇに液体Ｌを供給する液体供給部２と、液体Ｌに接触する位置に配置されるＡＥセンサ４と、ＡＥセンサ４から入力されるＡＥ信号を処理する信号処理部６とを、少なくとも備えている。

液体供給部２は、ガラス板Ｇに液体Ｌを供給することができれば、特に限定されない。液体供給部２として、例えば、ノズル等を適用することができる。

ＡＥセンサ４は、ガラス板Ｇから発生する弾性波を検知することができるセンサを意味し、弾性波を検知することができれば、特に限定されない。ＡＥセンサ４は、例えば、圧電素子を有し、その圧電素子により弾性波を検知することができる。

ＡＥ信号とは、ＡＥセンサ４から出力され、信号処理部６に入力される電気信号を意味する。ＡＥ信号は、ＡＥセンサ４からの電気信号、増幅された及び／又はフィルタリングされた電気信号を含む。

なお、ＡＥ（Acoustic Emission：音響放出)とは、固体が変形あるいは破壊する時に発生する音を弾性波として放出する現象を意味する。

ＡＥセンサ４は、液体Ｌに接触する位置に配置される。液体Ｌに接触する位置とは、ガラス板ＧとＡＥセンサ４とが液体Ｌを介して接触し、ガラス板ＧとＡＥセンサ４とが接触していない状態を意味する。

本実施形態では、ガラス板Ｇから発生する弾性波を、液体Ｌを介してＡＥセンサ４により検知することを特徴としている。従来、ＡＥセンサは、固体中を伝わる弾性波を計測するものであって、ＡＥセンサを直接被測定物に密着させて測定する必要があった。本実施形態では、図１に示されるように、ガラス板ＧとＡＥセンサ４との間の弾性波の経路が液体Ｌのみで形成されているので、ガラス板ＧとＡＥセンサとの間に気体が介在せず、密着した状態と同様の状態とすることができ、ＡＥセンサ４で受信される弾性波の減衰を抑制することができる。つまり、ガラス板Ｇの割れ発生に起因する初期段階のレベルの低い弾性波が減衰されない。したがって、ＡＥセンサ４によりガラス板Ｇの割れに起因する初期段階のレベルの低い弾性波を検知することが可能となる。さらにガラス板Ｇが液体に接触していればガラス板Ｇが移動しても弾性波の検知が可能である。本願明細書では、ガラス板Ｇの割れは、ガラス板Ｇに発生するクラック等の微小割れ、欠け、及び割れを含んでいる。

弾性波の経路を形成することができれば、液体Ｌとして、ガラス板の製造工程で使用される、研磨液、洗浄液、水等を使用することが好ましい。

本実施形態では、ＡＥセンサ４と信号処理部６とは、ＰＬＣ（Power Line Communication）ケーブル１０により電気的に接続され、ＡＥ信号が高速通信方式を利用して信号処理部６に入力される。また、本実施形態において、ＡＥセンサ４と信号処理部６とを接続するＰＬＣケーブル１０に、プリアンプ１２と、ディスクリミネータ１４とが、好ましくは、この順で設けられる。

プリアンプ１２は、ＡＥセンサ４からの微弱なＡＥ信号を増幅することができるので、ＰＬＣケーブル１０に設けることが好ましい。プリアンプ１２をＰＬＣケーブル１０に設ける場合について説明するが、これに限定されず、プリアンプ内蔵のＡＥセンサを使用することもできる。これにより、部品点数を減らすことが可能になる。

また、ディスクリミネータ１４は、信号処理部６に入力される前にＡＥ信号を弁別し、割れの検知に必要な周波数範囲にフィルタリングすることができるフィルタであり、ディスクリミネータ１４はＰＬＣケーブル１０に設けられることが好ましい。

ＡＥセンサ４として、ガラス板Ｇの初期段階の割れを良好に検出するために、共振周波数が１４０ｋＨｚ以上１５０ｋＨｚ以下の周波数帯の弾性波を検出できるＡＥセンサを使用することが好ましい。共振周波数は、検出すべき周波数帯域の略中央付近に設定されることが好ましい。

ＡＥセンサ４から信号処理部６に入力されるＡＥ信号の周波数帯域は、例えば、ディスクリミネータ１４により１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の範囲に設定されていることが好ましい。より好ましくは１２０ｋＨｚ以上１８０ｋＨｚ以下の範囲である。

ガラス板Ｇの製造工程の周辺には、切断装置、面取り装置、孔明け装置、研磨装置、搬送装置、洗浄装置等様々な装置が設置されている。これらの装置からの機械的振動に起因する１００ｋＨｚ未満の周波数の弾性波を排除することが必要な場合がある。また、電気的ノイズに起因する２００ｋＨｚを超える周波数の弾性波を排除することが必要となる場合がある。

本実施形態では、ＡＥセンサ４から信号処理部６に入力される周波数帯域の下限値を１００ｋＨｚとしたので、機械的振動の弾性波に起因する誤検出を防止できる。また、上限値を２００ｋＨｚとしたので、電気的ノイズの弾性波に起因する誤検出を防止できる。このように、対象とする周波数帯域を選択し、所定のフィルタを設定することによって、周囲のノイズ成分との弁別をすることが好ましい。

また、本実施形態のガラス割れ検知装置１は、テーブル１６と、テーブル１６の上に配置されたテーブルパッド１８と、を備えている。このテーブルパッド１８の上にガラス板Ｇが載置される。テーブル１６は、ガラス板Ｇを載置することができれば、特に限定されない。テーブル１６のガラス板Ｇを載置する面は平坦面であることが好ましい。テーブルパッド１８は、例えば発泡ウレタンで作製され、ガラス板Ｇを固定するために用いられる。

ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が信号処理部６に入力される。信号処理部６は、各種の演算を行う演算部、各種プログラム、及びデータ等が格納された記憶部等（不図示）を備える。ガラス割れ検知装置１においては、ガラス板Ｇから発生する弾性波は、液体Ｌを介してＡＥセンサ４によって検知される。ＡＥセンサ４からＡＥ信号が信号処理部６に入力される。

信号処理部６は、ガラス板Ｇの割れが発生したと認められる閾値（例えば、電圧）を予め設定でき、その閾値を記憶部に記憶できる。信号処理部６の演算部は、入力されたＡＥ信号と設定された所定の閾値とを比較することができる。信号処理部６は、所定の閾値を超えたＡＥ信号を検知することにより、ガラス板Ｇの割れを判断することができる。

次に、本実施形態のガラス割れ検知装置１によるガラス割れ検知方法について説明する。

テーブル１６上のテーブルパッド１８の上にガラス板Ｇが配置される。ガラス板Ｇがテーブルパッド１８により、ガラス板Ｇの２つの主面の何れかの一方の面が吸着保持される。液体供給部２からガラス板Ｇに向けて液体Ｌが供給され、ガラス板Ｇと液体Ｌとが接触する状態になる。所定量の液体Ｌをガラス板Ｇに供給することにより、液体Ｌの液面が上昇し、液体ＬとＡＥセンサ４とが接触する状態となる。したがって、ガラス板ＧとＡＥセンサ４とが液体Ｌを介して接触される。

なお、ＡＥセンサ４をガラス板Ｇの上方に配置した場合、ガラス板ＧとＡＥセンサ４との距離は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、ガラス板Ｇからの弾性波を感度良くＡＥセンサ４により検知することができる。また、距離を１ｍｍ以上とすることによりガラス板ＧとＡＥセンサ４とが接触することを回避することができるので好ましい。また、距離を２ｍｍ以下とすることにより、液体Ｌの過剰な使用を回避できるので好ましい。

なお、ＡＥセンサ４をガラス板Ｇの側方に配置してもよい。ＡＥセンサ４を側方に配置することにより、ガラス板Ｇの表面に対して加工などの処理を行う場合、その処理装置とＡＥセンサ４との干渉を避けやすくなる。この場合、ガラス板ＧとＡＥセンサ４との距離は０．５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であることが好ましい。１５０ｍｍ以下であれば、ガラス板Ｇからの弾性波をＡＥセンサ４により検知することができる。好ましくは１２０ｍｍ以下である。

ガラス板Ｇに対して、例えば、ガラス板Ｇの製造に必要な処理（切断、面取り、孔明け、研磨、搬送、洗浄等）が施される。検知工程では、ガラス板Ｇから発生する弾性波が液体Ｌを介してＡＥセンサ４によって検知される。ＡＥセンサ４からのＡＥ信号は信号処理部６に入力される。ガラス板Ｇの処理に際して、ガラス板Ｇに割れが生じた場合、ガラス板Ｇに弾性波が発生する。

この弾性波は、ガラス板Ｇの割れ起点、ガラス板Ｇ全面、及び液体Ｌを経由してＡＥセンサ４に伝達される。その際、本実施形態では、弾性波の伝達経路には、液体Ｌしか介在しないので、弾性波はほとんど減衰されない。したがって、弾性波のレベルが低い場合でも、弾性波を感度良くＡＥセンサ４で検知することが可能になる。ＡＥセンサ４によってガラス板Ｇの割れ発生の初期段階に発生するレベルの低い弾性波を検知することができる。

ガラス板Ｇから発生する弾性波を検知したＡＥセンサ４は、ＡＥ信号を出力する。本実施形態ではＡＥセンサ４からのＡＥ信号が、プリアンプ１２、及びディスクリミネータ１４を経て、ＰＬＣケーブル１０を介して、信号処理部６に入力される。

信号処理部６の記憶部には、上述した閾値が記憶されている。信号処理部６の演算部は、常時入力されるＡＥ信号と所定の閾値とを比較する。判断工程では、信号処理部６は、ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより、ガラス板Ｇの割れを判断する。

信号処理部６はＡＥ信号が所定の閾値を超えたか否かでガラス板Ｇの割れを判断する。閾値は環境に合わせて適宜設定される。所定の閾値の設定方法として、以下の方法を例示することができる。例えば、実験値または経験値に基づいて得られた値を、所定の閾値として信号処理部６に記憶させることができる。

また、自動閾値調整機能により算出された値を所定の閾値として信号処理部６に記憶させることができる。信号処理部６の演算部に自動閾値調整機能を組み入れることができる。自動閾値調整機能は、例えば、入力されるＡＥ信号と時間とを信号処理部６の記憶部に記憶し、入力されるＡＥ信号と時間とに基づいて、所定時間内におけるＡＥ信号の平均値を算出し、ＡＥ信号の平均値の１．５倍となる値を閾値に設定することができる。レベルの低い弾性波を検知したい場合には、ＡＥ信号の平均値の１．２倍となる値を閾値としてもよく、検知する信号により任意に設定することができる。ＡＥ信号の平均値を算出するための時間は、任意に設定することができる。

本実施形態では、ＡＥセンサ４によりレベルの低い弾性波を検知することができる。したがって、信号処理部６に設定される所定の閾値を低くすることができる。一方、ＡＥセンサ４はガラス割れに起因しないと考えられる弾性波や外乱等による振動（以下：ノイズ）をも検知する場合がある。信号処理部６に設定される所定の閾値を低くすると、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとを区別することが困難となる場合がある。

発明者はガラス割れに起因する弾性波とノイズとを鋭意検討したところ、図２に示されるように、ＡＥセンサ４から信号処理部６に入力されＡＥ信号の波形が、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとでは異なることを見出した。

図２はＡＥ信号の波形のグラフであり、縦軸は電圧を示しており、横軸は時間を示している。図２（Ａ）はノイズによるＡＥ信号の波形を示し、図２（Ｂ）はガラス割れに起因する弾性波によるＡＥ信号の波形を示している。図２（Ａ）に示されるノイズによるＡＥ信号の波形と、図２（Ｂ）に示されるガラス割れに起因する弾性波によるＡＥ信号の波形と、を比較すると、ＡＥ信号発生からＡＥ信号収束までの継続時間が異なる。ガラス割れに起因する弾性波によるＡＥ信号の継続時間ｔ２が、ノイズによる継続時間ｔ１よりも長いことが理解できる。

この継続時間の長さの違いを利用することにより、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとを区別することが可能となる。ガラス割れに起因する弾性波によるＡＥ信号の継続時間ｔ２が長いので、所定の閾値を超えるＡＥ信号が連続的に信号処理部６に入力される。一方、ノイズによるＡＥ信号の継続時間ｔ１は短いため、所定の閾値を超えるＡＥ信号が、ガラス割れに起因する弾性波と比較して単発的に信号処理部６に入力される。したがって、信号処理部６は、ＡＥ信号が連続して所定の閾値を超えた場合に割れに起因する弾性波と判断でき、ＡＥ信号が単発的に所定の閾値を超えただけではノイズと判断する。したがって、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとを区別することができる。信号処理部６において、感度良く、ガラス割れに起因する弾性波を検知でき、結果、初期段階のガラス割れを判断できる。

信号処理部６において、ＡＥ信号がどの程度の時間連続して閾値を超えた場合に割れと判断するかを設定することができ、ＡＥ信号を連続して計測する時間を信号処理部６の記憶部に記憶させることができる。例えば、信号処理部６に、１５０ｍｓｅｃ連続して所定の閾値を超えた際に割れと判断させることができる。図２に示されるように、１５０ｍｓｅｃであれば、例えば、所定の閾値を１．０００（Ｖ）とした場合、ノイズによるＡＥ信号は一時的に所定の閾値を上回るが、１５０ｍｓｅｃ経たないうちに閾値を下回り、一方、ガラス割れに起因する弾性波によるＡＥ信号は１５０ｍｓｅｃ以上の間、所定の閾値を超えていることが、理解できる。

閾値と時間とを適宜設定することにより、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとを容易に区別することができる。ここで単発的と連続的とは、単発的が連続的に比較して時間が短いことを意味し、単発的は一回のみを意味するものではない。

また、上述においては、ＡＥ信号を連続して所定の閾値（電圧）を超えた場合に割れと判断したが、検知したいガラス板Ｇの割れの状態によって適宜設定できるため、これに限定されない。例えば、ＡＥ信号を所定時間毎（例えば、３０ｍｓｅｃ）に計測し、所定の閾値（例えば、電圧）を超えるＡＥ信号の発生数をカウントする。予め、連続する発生数の閾値（例えば、５回）を設定する。所定の閾値（電圧）を超えるＡＥ信号の連続発生数が、連続発生数の閾値（例えば、５回）を超えた場合に、割れと判断することもできる。ＡＥ信号に対する所定の閾値（電圧）と連続発生数に対する閾値とを適宜設定することにより、ガラス割れに起因する弾性波とノイズとを容易に区別することができる。

ガラス板Ｇの割れの初期段階では、上述したようにレベルの低い弾性波が連続的に発生する。一方で、ガラス板Ｇの割れの程度が大きく、例えば、砕けるような場合、レベルの高い弾性波が単発的に発生する場合がある。このような単発的に発生するレベルの高い弾性波を検知することが必要である状況も有り得る。

そのような場合に対応するため、ガラス板Ｇに割れが発生したと認められる閾値として、低いレベルの第１閾値と、高いレベルの第２閾値とを設定することが好ましい。

第１閾値を超え、第２閾値を超えないＡＥ信号が信号処理部６に入力された際に、信号処理部６はＡＥ信号を連続的に検知した場合に割れと判断する。一方、第２閾値を超えたＡＥ信号が信号処理部６に入力された際に、信号処理部６はＡＥ信号を単発的に検知した場合であっても割れと判断することが好ましい。低いレベルの第１閾値と、高いレベルの第２閾値を設定することにより、ガラス板Ｇの割れの程度に応じて、ガラス板Ｇの割れを判断することが可能となる。

次に、ガラス割れ検知装置１に使用されるＡＥセンサ４の好ましい態様について説明する。図３はＡＥセンサ４の斜視図である。ＡＥセンサ４は、弾性波を検知する受信板４Ａと、受信板４Ａに取り付けられた圧電素子（不図示）と、圧電素子を囲う導電性のケーシング４Ｂと、圧電素子とＰＬＣケーブル１０とを電気的に接続する、ケーシング４Ｂに設けられコネクタ４Ｃとを、含んでいる。

ＡＥセンサ４と液体Ｌとを接触させた際、ケーシング４Ｂと液体Ｌとの導通により、ノイズが生じる可能性がある。電気的なノイズを防止するため、ＡＥセンサ４と液体Ｌとを電気的に絶縁することが好ましい。本実施形態では、図３に示されるように、絶縁性のプレート２０（例えば、セラミックプレート）を受信板４Ａに取り付けることができる。受信板４Ａと絶縁性プレート２０とをシリコングリスや瞬間接着剤などを用いて密着させる。このように密着させることにより、受信板４Ａと絶縁性プレート２０の間に気体が介在せず、ＡＥ信号の減衰を減少させることができる。ケーシング４Ｂを絶縁性の樹脂製チューブ２２（例えば、シリコンチューブ）で覆うことができ、また、コネクタ４Ｃを絶縁性の樹脂製チューブ２４（例えば、シリコンチューブ）で覆うことができる。ＡＥセンサ４の受信板４Ａの反対面にも絶縁性のプレート２６を取り付けることができる。絶縁性のプレート２０、２６と樹脂製チューブ２４とを絶縁性のシール材（シリコン樹脂）でシールすることができる。

ＡＥセンサ４と液体Ｌとを電気的に絶縁することにより、電気的なノイズの発生を抑制することができるので、好ましい。

（ガラス板の研磨装置、及び研磨方法）
次に、ガラス割れを検知することができるガラス板の研磨装置、及び研磨方法について説明する。

図４は、枚葉式のガラス板の研磨装置の構成図である。研磨装置３０は、例えば、矩形状に製造されたガラス板Ｇ｛例えば、一辺が２０００×２２００ｍｍ〜２２００×２６００ｍｍ、厚み０．７ｍｍ、ＦＰＤ用途の無アルカリガラス系材料からなるフロート法で製造された研磨前のガラス板（例えば、ＡＮ１００）｝を液晶ディスプレイ用ガラス板に必要な平坦度に達するまでガラス板の表面を研磨する研磨装置である。

ガラス板Ｇの研磨面と反対面が、テーブル１６の上に配置されテーブルパッド１８に吸着保持される。研磨パッド３２は、ガラス板Ｇの研磨面に対向するように研磨ヘッド３４の下面に取り付けられている。研磨ヘッド３４の上面は回転軸３６に固定されている。

回転軸３６には回転昇降装置３８が連結されている。回転昇降装置３８は、研磨装置３０全体を統括制御する制御部４０によって、テーブル１６によるガラス板Ｇの搬送タイミングに同期して回転及び昇降動作が制御される。

研磨ヘッド３４及び回転軸３６には、貫通孔により形成された液体供給部である研磨液供給部４２が設けられている。研磨液供給部４２から研磨液４４をガラス板Ｇに供給することができる。研磨液４４として、例えば、酸化セリウム水溶液等の研磨スラリを使用することができる。また、回転昇降装置３８により、研磨パッド３２と研磨ヘッド３４とを自転させ、かつ公転させることができる。

本実施形態の研磨装置３０は、ＡＥセンサ４と、ＡＥセンサ４に電気的に接続される信号処理部６とを備えている。なお、信号処理部６は、機能の一部として制御部４０に含まれている。このＡＥセンサ４は、研磨液４４に接触する位置に配置される。なお、テーブル１６側に研磨パッドを設け、ヘッド側に吸着パッドを設けガラス板Ｇを吸着させて、図４とは上下逆の形態としてもよい。

次に、本実施形態の研磨装置３０による、好ましいガラス板の研磨方法について説明する。

テーブル１６上のテーブルパッド１８の上にガラス板Ｇが配置される。ガラス板Ｇがテーブルパッド１８により、ガラス板Ｇの研磨面と反対の面が吸着保持される。

研磨液供給部４２からガラス板Ｇに向けて研磨液４４が供給され、ガラス板Ｇと研磨液４４とが接触する状態になる。所定量の研磨液４４をガラス板Ｇに供給することにより、研磨液４４の液面が上昇し、研磨液４４とＡＥセンサ４とが接触する状態となる。したがって、ガラス板ＧとＡＥセンサ４とが研磨液４４を介して接触される。

研磨液４４を供給しながら、回転昇降装置３８により、例えば、研磨パッド３２及び研磨ヘッド３４を自転させ、かつ公転させ、研磨パッド３２によりガラス板Ｇの表面（研磨面）が研磨される。回転昇降装置３８は、研磨装置３０全体を統括制御する制御部４０によって、ガラス板Ｇの研磨に好適な回転数及び下降動作（押圧力）が制御される。

ＡＥセンサ４は、ガラス板Ｇからの弾性波を、研磨液４４を介して検知している。ガラス板Ｇを研磨している際に、ガラス板Ｇの割れが生じた場合、ガラス板Ｇに弾性波が発生する。

この弾性波は、ガラス板Ｇの割れ起点、ガラス板Ｇ全面、及び研磨液４４を経由してＡＥセンサ４に伝達される。その際、本実施形態では、弾性波の伝達経路には、研磨液４４しか介在しないので、弾性波はほとんど減衰されない。したがって、ガラス割れに起因する弾性波のレベルが低い場合でも、弾性波を感度良くＡＥセンサ４で検知することが可能になる。ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が、制御部４０の信号処理部６に入力される。信号処理部６は、ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより、ガラス板Ｇの割れを判断する。ＡＥセンサ４によって研磨時に発生するガラス板Ｇの割れ発生の初期段階に発生するレベルの低い弾性波を検知することができるので、初期段階のガラス板Ｇの割れを判断することができる。

次に、連続式のガラス板の研磨装置について説明する。図５は、連続式の研磨装置の構成図であり、図６は、連続式の研磨装置の平面図である。なお、図６の平面図においては、全てのテーブル１６の上にガラス板Ｇが載置されている。図４と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。

図５及び６に示されるように、研磨装置５０は、例えば、矩形状に製造されたガラス板Ｇ｛例えば、一辺が２０００×２２００ｍｍ〜２２００×２６００ｍｍ、厚み０．７ｍｍ、ＦＰＤ用途の無アルカリガラス系材料からなるフロート法で製造された研磨前のガラス板（例えば、ＡＮ１００）｝を、テーブル１６上のテーブルパッド１８に載置し、そのテーブル１６を連続搬送しながら、その搬送路に沿って配置された複数台の研磨パッド３２、３２…によって、テーブル１６の上のガラス板Ｇの研磨面を連続的に研磨する。連続的研磨により、研磨装置５０は、ガラス板Ｇの研磨対象面の微小な凹凸やうねりを研磨除去し、液晶ディスプレイ用ガラス板で要求される平坦度を満足したガラス板を製造する。

テーブル１６は、不図示の搬送装置によって矢印の示す水平方向にレール（不図示）に沿って連続搬送することができる。テーブル１６の搬送中に搬送路に対向する位置に、複数の研磨パッド３２が、ガラス板Ｇの研磨面に対向するように複数の研磨ヘッド３４の下面に各々取り付けられている。各々の研磨パッド３２によってガラス板Ｇの研磨面を、液晶ディスプレイ用ガラス板で要求される平坦度に研磨することができる。

各々の研磨ヘッド３４及び回転軸３６には、貫通孔により形成された液体供給部である研磨液供給部４２が設けられている。研磨液供給部４２から研磨液４４をガラス板Ｇに供給することができる。研磨液４４として、例えば、酸化セリウム水溶液等の研磨スラリを使用することができる。また、回転昇降装置３８により、各々の研磨パッド３２と研磨ヘッド３４とを自転させ、かつ公転させることができる。

本実施形態の研磨装置５０は、複数のＡＥセンサ４と、ＡＥセンサ４に電気的に接続される信号処理部６とを備えている。なお、信号処理部６は、機能の一部として制御部４０に含まれている。ＡＥセンサ４は、研磨液４４に接触する位置に配置される。

本実施形態では、図５及び６に示されるように、複数のＡＥセンサ４が、各々の研磨ヘッド３４に対応する位置に配置されている。つまり、一つの研磨ヘッド３４と一つのＡＥセンサ４とが一つの組を構成している。ＡＥセンサ４は、研磨ヘッド３４を通過する際に研磨パッド３２により研磨されるガラス板Ｇの弾性波を検知する。

ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が、制御部４０の信号処理部６に入力される。信号処理部６は、ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより、ガラス板Ｇの割れを判断する。ＡＥセンサ４によって研磨時に発生するガラス板Ｇの割れ発生の初期段階に発生するレベルの低い弾性波を検知することができるので、信号処理部６により初期段階のガラス板Ｇの割れを判断することができる。

ガラス板Ｇの研磨工程の一のステージにおいて、ガラス板Ｇの割れが判断された場合には、警報を出して研磨装置５０を停止させる。ガラス板Ｇの割れが判断されない場合には、連続的にガラス板Ｇを載置したテーブル１６が、水平方向に次のステージに搬送される。研磨工程の次のステージにおいて、研磨ヘッド３４に取り付けられた研磨パッド３２により、ガラス板Ｇが研磨される。ガラス板Ｇが研磨される際、ＡＥセンサ４は研磨液４４に接触される。ＡＥセンサ４は研磨液４４を介してガラス板Ｇから弾性波を検知する。ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が制御部４０の信号処理部６に入力される。信号処理部６により、ＡＥセンサ４からのＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより、ガラス板Ｇの割れを判断することができる。

本実施形態では一つの研磨ヘッド３４と一つのＡＥセンサ４とが一つの組を構成しているので、連続式の研磨装置５０において、どのステージにおいてガラス板Ｇの割れが発生したかを検知することができる。

但し、研磨ヘッド３４とＡＥセンサ４の数は、必ず一致する必要はなく、二つの研磨ヘッド３４と一つのＡＥセンサ４とが一つの組を構成する場合でよい。また、ＡＥセンサ４からのＡＥ信号の所定の閾値は、各ステージのセンサ毎に設定でき、センサ毎に別の閾値を設定してもよい。

次に、ＡＥセンサ４の好ましい配置について図６を参照して説明する。図６に示されるように、ＡＥセンサ４は、平面視において研磨ヘッド３４を通過するガラス板Ｇと重なる位置に配置されることが好ましい。ガラス板ＧとＡＥセンサ４との距離を近づけることができるので、ガラス板Ｇから発生する弾性波を減衰されることなく検知することができる。

さらに、ＡＥセンサ４はガラス板Ｇの幅方向の中央に配置されることが好ましい。ＡＥセンサ４を幅方向の中央に配置することにより、ガラス板Ｇのどの部分で割れが発生しても、その弾性波を検知することが可能となる。ガラス板Ｇの幅方向とは、平面視において、ガラス板Ｇの搬送方向に直交する方向を意味する。

本実施形態の枚葉式及び連続式のガラス板の研磨装置、及び研磨方法に、上述したガラス割れ検知装置、及び検知方法の技術を、全て適用することが可能である。

さらに、信号処理部６がガラス割れを判断した場合に、警告を発する警告発生部を制御部４０に設けることが好ましい。さらに、制御部４０によって研磨を停止させることが好ましい。信号処理部６によりガラス板Ｇの割れの初期段階を判断することができるため、ガラス板Ｇが粉々に破砕する前にガラス板Ｇの割れを判断し、研磨装置３０、５０を停止することができる。研磨パッド３２の被害や清掃作業等に起因する中断時間を最小限に抑えることができる。

（ガラス板の製造方法）
上述したガラス割れ検知方法による割れ検知工程を、溶融ガラスから板状のガラスに成形する工程と、板状のガラスを切断してガラス板を切り出す工程と、を少なくとも含むガラス板の製造方法に適用することができる。ガラス板の製造方法は、切断工程以外に、面取り工程、孔明け工程、研磨工程、搬送工程、洗浄工程を有することができる。これらの工程において液体を使用することにより、ガラス板の割れに起因する弾性波を検知でき、初期段階のガラス板の割れを判断することができる。

特に、切断工程、面取り工程、孔明け工程、研磨工程のように、工具とガラス板Ｇとが接触する工程において、ガラス板Ｇに割れが発生しやすい状況にある。したがって、上述の割れ検知工程を切断工程、面取り工程、孔明け工程、研磨工程に設けることが好ましい。中でも、研磨工程に割れ検知工程を設けることが、特に好ましい。

１…ガラス割れ検知装置、２…液体供給部、４…ＡＥセンサ、６…信号処理部、１０…ＰＬＣケーブル、１２…プリアンプ、１４…ディスクリミネータ、１６…テーブル、１８…テーブルパッド、２０…プレート、２２…樹脂製チューブ、２４…樹脂製チューブ、２６…プレート、３０、５０…研磨装置、３２…研磨パッド、３４…研磨ヘッド、３６…回転軸、３８…回転昇降装置、４０…制御部、４２…研磨液供給部、４４…研磨液、Ｇ…ガラス板、Ｌ…液体

Claims (10)

1. ガラス板を液体に接触させ、かつ前記液体にＡＥセンサを接触させた状態で、前記ＡＥセンサからのＡＥ信号を検知する検知工程と、
   前記ＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより前記ガラス板の割れを判断する判断工程であって、
   前記所定の閾値は第１閾値と、前記第１閾値より高いレベルの第２閾値とを含み、
   前記ＡＥ信号が１５０ｍｓｅｃ連続して前記第１閾値を超え、前記第２閾値を超えない場合および前記ＡＥ信号が前記第２閾値を超えた場合のそれぞれの場合において割れと判断する判断工程と、
   を含むガラス割れ検知方法。
2. 前記検知工程は、１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の範囲の周波数帯域の前記ＡＥ信号を検知する、請求項１に記載のガラス割れ検知方法。
3. 前記ＡＥセンサが前記液体に対して電気的に絶縁されている、請求項１または２に記載のガラス割れ検知方法。
4. ガラス板に液体を供給する液体供給部と、
   前記液体に接触する位置に配置されるＡＥセンサと、
   前記ＡＥセンサから入力されるＡＥ信号を処理する信号処理部であって、
   前記信号処理部は、前記ＡＥ信号が所定の閾値を超えることにより前記ガラス板の割れを判断する信号処理部であって、
   前記所定の閾値は第１閾値と、前記第１閾値より高いレベルの第２閾値とを含み、
   前記ＡＥ信号が１５０ｍｓｅｃ連続して前記第１閾値を超え、前記第２閾値を超えない場合および前記ＡＥ信号が前記第２閾値を超えた場合のそれぞれの場合において割れと判断する信号処理部と、
   を有するガラス割れ検知装置。
5. 前記ＡＥ信号を１００ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下の範囲の周波数帯域にフィルタリングするフィルタを有する、請求項４に記載のガラス割れ検知装置。
6. 前記ＡＥセンサが前記液体に対して電気的に絶縁されている、請求項４または５に記載のガラス割れ検知装置。
7. 研磨パッドとガラス板との間に研磨液を供給しながら研磨パッドによって前記ガラス板の表面を研磨するガラス板の研磨方法であって、
   前記研磨液を前記液体として適用する請求項１から３の何れか一項に記載のガラス割れ検知方法による割れ検知工程を含む、ガラス板の研磨方法。
8. ガラス板に研磨液を供給する液体供給部と、
   前記ガラス板の表面を研磨する研磨パッドと、を有するガラス板の研磨装置であって、
   前記研磨液を前記液体として適用する請求項４または５に記載のガラス割れ検知装置を備えるガラス板の研磨装置。
9. 溶融ガラスから板状のガラスに成形する工程と、
   前記板状のガラスを切断してガラス板を切り出す工程と、
   請求項１から３の何れか一項に記載のガラス割れ検知方法による割れ
   検知工程と
   を含むガラス板の製造方法。
10. 前記ガラス板の表面を研磨する研磨工程をさらに有し、前記割れ検知工程が前記研磨工程に設けられた請求項９に記載のガラス板の製造方法。
    

Images