JP7357892B2 - ホルダジョイント、ホルダユニット、およびスクライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを備えるホルダを保持するホルダジョイント、ホルダジョイントとホルダとから構成されるホルダユニット、およびホルダジョイントを備えるスクライブ装置に関する。

従来、ガラス基板等の脆性材料基板の分断では、スクライビングホイールの刃先が、基板の表面に押し付けられながら、所定のラインに沿って移動され、スクライブラインが形成される。スクライビングホイールは、ホルダに備えられており、ホルダはホルダジョイントに保持される。

スクライビングホイールにより基板にスクライブラインが形成されているとき、基板の表面において、スクライブ方向と異なる方向からの力がホルダに掛かると、ホルダジョイント内部でのホルダの姿勢、すなわちホルダジョイントとホルダの接触位置や角度等の固定状態が変化し、ホルダの安定性が悪化する。これにより、スクライビングホイールの安定性が悪化するため、良好なスクライブラインを形成することは困難である。

特許文献１のホルダジョイントは、ホルダジョイントの下端部に上下方向に延びる開口穴と、開口穴に設けられる磁石および位置決め部材と、を備える。そして、開口穴の内周面に、基板の表面に垂直な方向から見たときの開口穴の断面において、Ｖ字形をなすように左右対称に形成された一対の垂直な平坦面が設けられる。開口穴にホルダを挿入すると、ホルダと一対の垂直な平坦面とが２箇所で線接触する。このようにホルダがホルダジョイントの内周面に線接触すると、ホルダはホルダジョイントに強く保持される。よって、基板の表面において、スクライブ方向に垂直な方向からの力をホルダが受けた場合でも、ホルダはがたつかず、スクライビングホイールは安定した状態でスクライブラインを形成することができる。

特開２０１７－１１９３４８号公報

特許文献１のホルダジョイントは、上記の構成により、ホルダのがたつきが生じないとされている。しかし、たとえば、曲線のスクライブラインを形成する際には、ホルダに対して様々な方向からの力がかかることにより、ホルダの姿勢に微小な変化が生じる場合がある。また、近年、スマートフォン等に利用される脆性基板は、従来よりも薄型の基板が用いられており、より高品質のスクライブラインを形成することが望まれている。このため、従来であれば、品質に問題ないとして許容されていたホルダの姿勢の微小な変化も生じさせないようにする必要がある。

かかる課題に鑑み、本発明は、スクライブラインの形成時、ホルダの姿勢が変化しないよう保持するホルダジョイント、ホルダとホルダジョイントとから構成されるホルダユニット、およびホルダジョイントを備えたスクライブ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを備えたホルダを保持するホルダジョイントに関する。この態様に係るホルダジョイントは、前記ホルダを挿入するための穴と、前記穴の最奥部に設けられる磁石と、前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸びるように、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備える。各々の前記受け面には、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されており、前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である。

本態様に係るホルダジョイントによれば、穴に挿入されたホルダを受けるための受け面において、受け面を穴の軸方向に分断するような窪みが形成されている。すなわち、受け面は、穴の軸方向の両端の径の方が、両端以外の領域すなわち受け面の窪みの径よりも小さい。このため、ホルダを穴に挿入すると、ホルダは受け面の窪みに接触しない。ホルダは、受け面において、窪みによって分断された領域、すなわち、受け面の両端の領域内に接触する。

このように、ホルダと受け面とが接触する部位は、受け面の両端の領域内である。そして、受け面は、径方向に離れた位置に２つ設けられる。よって、２つの受け面とホルダとの接触部位は４箇所である。つまり、ホルダジョイントとホルダとは、穴の軸方向および径方向に離れた方向に位置する部位で接触する。このように、ホルダジョイントとホルダとの接触部位が、ホルダジョイントにおいてバランスよく配置されているため、ホルダジョイントは、ホルダを確実に保持することができる。

したがって、スクライブの際に、スクライブ方向と異なる方向からホルダに力が加えられた場合でも、ホルダジョイント内でホルダが移動したり、回転したりすることが抑制される。ホルダに姿勢変化が生じやすい場合として、たとえば、スクライビングホイールの側面方向からの力がホルダに加わりやすい、曲線のスクライブラインを形成しているときが挙げられる。上記の構成によれば、ホルダの固定状態に変化が生じにくいため、スクライビングホイールは、曲線のスクライブラインであっても、安定した状態でスクライブ動作を行うことができる。さらに、ホルダを穴に挿入した場合であって、穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの受け面と前記ホルダとの接触点と、ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である。この構成により、２つの受け面が径方向に、より離れて配置される。このため、ホルダは、より確実にホルダジョイントに保持される。よって、スクライブ方向と異なる方向からホルダに力が加えられた場合でも、ホルダの姿勢がより変化しにくくなる。

この場合、前記受け面は、前記穴の中心軸に対して膨らむ円弧状の曲面であるよう構成され得る。また、前記受け面は、前記穴の軸方向に沿って伸びる平面であるよう構成されてもよい。

この構成によれば、受け面が、円弧状の曲面または平面であっても、受け面に窪みを形成すれば、上記の効果を奏する。受け面が円弧状の曲面に形成されるか、平面に形成されるかは、たとえば、穴に挿入されるホルダの形状、ホルダジョイントおよびホルダの材質、およびスクライブラインを形成する基板の種類やサイズ等を考慮して決定することができる。

本態様に係るホルダジョイントにおいて、前記窪みは、前記穴の軸方向において、前記位置決めピンと対向する位置に設けられる。

この構成によれば、穴にホルダを挿入した状態で、スクライブ方向から見たとき、穴の軸方向に、受け面の両端の一端、位置決めピン、受け面の両端の他端の順に配置される。よって、位置決めピンがホルダに接触し、ホルダを押し付ける力が位置決めピンに対して上方と下方に位置する受け面の両端と、ホルダとの接触部位にバランスよく掛けられる。これにより、ホルダは、ホルダジョイントに確実に保持される。したがって、スクライブ方向と異なる方向からホルダに力が加えられた場合でも、ホルダは姿勢が変化しにくい。よって、スクライビングホイールは、安定した状態でスクライブラインを形成することができる。なお、上記の「スクライブ方向」とは、スクライビングホイールが基板にスクライブラインを形成する際の走行方向であり、位置決めピンが設けられる側である。

本態様に係るホルダジョイントにおいて、前記窪みによって分断された前記受け面の両端のそれぞれは、前記穴の軸方向における長さが等しくなるよう構成され得る。

この構成によれば、両端の一端および他端の穴の軸方向における長さが等しいため、ホルダはホルダジョイントにバランスよく接触する。よって、スクライブ方向と異なる方向からホルダに力が加えられた場合、さらにホルダの姿勢が変化しにくくなる。よって、スクライビングホイールは、より安定した状態でスクライブラインを形成することができる。

本発明の第２の態様は、基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを備えたホルダユニットに関する。この態様に係るホルダユニットは、基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを保持するホルダと、前記ホルダを保持するホルダジョイントとから構成される。ホルダジョイントは、前記ホルダを挿入するための穴と、前記穴の最奥部に設けられる磁石と、前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸び、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備える。各々の前記受け面には、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されている。前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である。

本態様の構成であれば、上記のホルダジョイントと同様の効果を奏する。よって、安定的にスクライブラインを形成できる。

本発明の第３の態様は、基板の表面にスクライビングホイールによりスクライブラインを形成するためのスクライブ装置に関する。この態様に係るスクライブ装置は、ホルダジョイントと、前記ホルダジョイントを保持するスクライブヘッドと、を備える。ここで、前記ホルダジョイントは、前記スクライビングホイールを保持するホルダを挿入するための穴と、前記穴の最奥部に設けられる磁石と、前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸び、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備え、前記受け面は、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されている。前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である。

本態様の構成であれば、上記のホルダジョイントと同様の効果を奏する。よって、安定的にスクライブラインを形成できる。

以上のとおり、本発明によれば、スクライブラインの形成時、ホルダの姿勢が変化しないよう保持するホルダジョイント、ホルダとホルダジョイントとから構成されるホルダユニット、およびホルダジョイントを備えたスクライブ装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）は、実施形態に係るホルダジョイントが適用されるスクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、実施形態に係るホルダジョイントの側面図である。 図２（ａ）、実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部をＺ軸負側から見た平面図である。図２（ｂ）は、本実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部の構成を示す斜視図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部をＸ軸正側から見た場合の斜視図である。図３（ｂ）は、実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部を、Ｘ軸正側から見た場合であって、受け面に掛かる力を模式的に示した図である。 図４（ａ）は、実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部をＹ軸正側から見た側面図である。図４（ｂ）は、実施の形態に係るホルダジョイントのジョイント部を、Ｙ軸正側から見た場合であって、受け面に掛かる力を模式的に示した図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、上段が変更例に係るホルダジョイントのジョイント部の構成を示す斜視図であり、下段は、上段のジョイント部をＺ軸負側から見た平面図である。図５（ａ）は、接触角が９０度であり、図５（ｂ）は、接触角が１２０度である。 図６（ａ）～（ｄ）は、それぞれ、変更例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量の測定結果を示すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）は、接触角が９０度の場合の測定結果であり、図６（ｃ）、（ｄ）は、接触角が１２０度の場合の測定結果である。 図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、比較例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量を測定した結果を示すグラフである。 図８（ａ）は、変更例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダに付与する力を増加させて、ホルダの移動量の測定結果を示すグラフである。図８（ｂ）は、比較例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダに付与する力を増加させて、ホルダの移動量の測定結果を示すグラフである。 図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、上段が別の変更例に係るホルダジョイントのジョイント部の構成を示す斜視図であり、下段は、上段のジョイント部をＺ軸負側から見た平面図である。図９（ａ）は、接触角が９０度であり、図９（ｂ）は、接触角αが１２０度である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｚ軸は、鉛直方向における上方および下方を示す。以降、上方および下方は、それぞれＺ軸正側およびＺ軸負側を意味する。また、本実施の形態において、スクライビングホイール２は、基板Ｆの表面を走行してスクライブラインを形成する。そこで、スクライビングホイール２の走行方向を「スクライブ方向」と称し、特に、Ｘ軸正方向は、「スクライブ方向前方」と称される場合がある。また、基板Ｆの表面について、スクライブ方向に垂直な方向を、「スクライブ方向と異なる方向」と称する場合がある。

＜スクライブ装置の構成＞
図１（ａ）は、ホルダジョイント１００が適用されるスクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、ホルダジョイント１００の側面図である。

図１（ａ）に示すように、スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０と、移動機構２０と、支持機構３０と、を備える。スクライブヘッド１０は、支持機構３０に支持された基板Ｆにスクライブラインを形成する。移動機構２０は、スクライブヘッド１０をスクライブ方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。支持機構３０は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。また、支持機構３０は、支持した基板Ｆをスクライブラインの形成ピッチでＹ軸方向に送る。

実施形態に係るスクライビングホイール２がスクライブする基板Ｆは、ガラス基板やセラミックス基板等の脆性材料基板である。あるいは、脆性材料基板の上に、ＰＥＴ、ポリイミド樹脂等の樹脂を積層した基板としてもよい。さらに、複数の脆性材料基板を、接着材層を介して貼り合わせた貼合せ基板としてもよい。

移動機構２０は、移動部材２１と、移送部２２と、支持部２３ａ、２３ｂと、駆動機構２４とを備える。移動部材２１は、板状の部材からなり、スクライブヘッド１０を支持する。移送部２２は、移動部材２１をＸ軸方向に案内するレール等を備え、移動部材２１をＸ軸方向に移送する。支持部２３ａおよび２３ｂは、移送部２２を支持する。駆動機構２４は、移送部２２の駆動源であり、モータからなっている。

支持機構３０は、テーブル３１と、ガイドレール３２ａおよび３２ｂと、駆動軸３３とを備える。テーブル３１は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。ガイドレール３２ａおよび３２ｂは、テーブル３１をＹ軸方向に移送する。駆動軸３３は、外周にギア溝を有する軸であり、テーブル３１に形成された孔のギア溝と噛み合っている。図示しないモータにより駆動軸３３が回転されることにより、テーブル３１がＹ軸方向に駆動される。

スクライブヘッド１０は、基板Ｆの表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に、移動機構２０の移動部材２１に設置されている。スクライブヘッド１０は、移動部材２１に案内されてＸ軸方向に移動するように設置されている。スクライブヘッド１０は、下端にホルダジョイント１００を備えている。スクライビングホイール２が保持されているホルダ４０が、ホルダジョイント１００を介してスクライブヘッド１０に取り付けられている。

図１（ｂ）に示すように、ホルダジョイント１００は、回転軸部１０１およびジョイント部１０２を備えている。回転軸部１０１には、Ｚ軸正側および負側にそれぞれベアリング１０３ａおよび１０３ｂが筒状のスペーサ１０４を介して配置されている。ホルダジョイント１００はスクライブヘッド１０によって回転自在に保持される。

ホルダジョイント１００のジョイント部１０２には、Ｚ軸負側に開口する穴１１０が形成されている。図１（ｂ）の一点鎖線で示すように、穴１１０はＺ軸に平行な中心軸Ｍ１を有し、以下では穴１１０の中心軸Ｍ１の方向を、単に、「軸方向」と称する。穴１１０の内部には、穴１１０の最奥部１１０ａに磁石１０５が設置されている。また、穴１１０の内部には、ホルダ４０の位置決め部材として、穴１１０の中心軸Ｍ１から径方向に変位した位置に、穴１１０の中心軸Ｍ１と垂直な方向に位置決めピン１０６が設けられる。位置決めピン１０６は、スクライブ時にはスクライビングホイール２に対してスクライブ方向前方に位置する。ホルダ４０は、穴１１０に挿入されて、ホルダジョイント１００に取り付けられる。また、ホルダ４０の外側面が切欠かれることにより、傾斜面４０ａが形成されている。

ホルダ４０が穴１１０に挿入されると、ホルダ４０の上端が磁石１０５に吸引される。このとき、ホルダ４０の傾斜面４０ａが位置決めピン１０６に当接し、ホルダ４０が正規の位置に位置決めされる。こうして、図１（ｂ）に示すように、ホルダ４０がジョイント部１０２の下端に装着される。つまり、ホルダ４０が、ホルダジョイント１００を介してスクライブヘッド１０に取り付けられる。上記のように、ジョイント部１０２にホルダ４０が取り付けられると、ホルダジョイント１００とホルダ４０とが一体となり、ホルダユニット４として構成される。

次に、ホルダジョイント１００のうち、特に、ジョイント部１０２の構成について、図２（ａ）～図４（ｂ）を参照して詳細に説明する。

図２（ａ）は、ジョイント部１０２をＺ軸負側から見た平面図であり、穴１１０の断面を示す図である。図２（ｂ）は、ホルダジョイント１００のジョイント部１０２の構成を示す斜視図である。また、図２（ａ）では、図１（ｂ）に示したように、ジョイント部１０２にスクライビングホイール２を保持したホルダ４０が装着された場合、ジョイント部１０２の穴１１０をＺ軸負側から見た場合の平面図を示している。なお、図１（ｂ）に示すとおり、本実施の形態において、スクライビングホイール２と脆性材料基板Ｆとの接点を通り、脆性材料基板Ｆに垂直な方向、すなわちＺ軸方向に伸びる軸を、「ホルダ４０の中心軸Ｍ２」と称し、単に、「中心軸Ｍ２」と称される。なお、ホルダ４０の中心軸Ｍ２と穴１１０の中心軸Ｍ１とは必ずしも一致しない。

図２（ａ）に示すように、穴１１０の内周面は、２つの受け面１１１、１１２、および非接触面１１３、１１４から構成される。２つの受け面１１１、１１２は、ホルダ４０と接触可能な面であり、穴の中心軸Ｍ１に対し位置決めピン１０６と反対側に、穴１１０の軸方向に沿って、穴１１０の径方向に離れた位置にそれぞれ配置される。すなわち、２つの受け面１１１、１１２は、Ｘ軸に対して対称となるように、Ｙ軸負側および正側にそれぞれ設けられる。また、受け面１１１、１１２は、穴１１０に占める面積が互いに等しくなるよう形成される。

なお、上記の「２つの受け面１１１、１１２は、ホルダ４０と接触可能な面」とは、２つの受け面１１１、１１２の領域内で、ホルダ４０が接触するという意味である。

非接触面１１３、１１４は、ホルダ４０と接触しない面であり、軸方向に伸びるように形成されている。受け面１１１、１１２は、例えばホルダ４０の外径と同じ半径を有する曲面とされ、非接触面１１３よりも径が大きく、非接触面１１４よりも径が小さく形成される。Ｘ軸正側の非接触面１１４の方が、Ｘ軸負側の非接触面１１３よりも穴１１０に占める面積は大きい。なお、図２（ａ）では、非接触面１１４の方が非接触面１１３よりも曲率が大きく図示されているが、曲率は同一であってもよい。

受け面１１１、１１２は、異なる２つの径の領域を有する。図２（ｂ）に示すように、受け面１１１は、軸方向つまりＺ軸方向において、受け面１１１の両端以外の領域が両端よりも径が大きくなるよう形成される。つまり、受け面１１１において、周方向に窪みが形成されることにより、軸方向において両端が分断されている。ここで、受け面１１１の両端について、Ｚ軸正側および負側は、それぞれ、「端部１１１ａ」、「端部１１１ｂ」と称される。また、窪みは、「領域１１１ｃ」と称される。領域１１１ｃは、受け面１１１において窪んでいるため、ホルダ４０は領域１１１ｃには接触しない。また、端部１１１ａ、１１１ｂと非接触面１１３との境界は、Ｚ軸正側が「境界１１１ｄ」、Ｚ軸負側が「境界１１１ｅ」と称される。

なお、図２（ｂ）では、受け面１１２が図示されていないが、受け面１１２も受け面１１１と同様に窪みが形成され、端部１１２ａ、１１２ｂ、および領域１１２ｃから構成される。また、端部１１２ａ、１１２ｂと非接触面１１３との間には、Ｚ軸正側に境界１１２ｄ、Ｚ軸負側に１１２ｅがある。これらは、図３（ａ）にて図示される。また、領域１１１ｃと同様に、受け面１１２において領域１１２ｃは窪んでいるため、ホルダ４０は領域１１２ｃには接触しない。

したがって、上記したとおり、「２つの受け面１１１、１１２は、ホルダ４０と接触可能な面」とは、２つの受け面１１１、１１２の領域内で、ホルダ４０が接触するという意味であるが、より具体的には、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂの領域内で、ホルダ４０が接触することを意味する。

ここで、図１（ｂ）に示すように、ホルダ４０が穴１１０に挿入されると、位置決めピン１０６は、ホルダ４０の傾斜面４０ａに接触する。このとき、ホルダ４０には位置決めピン１０６からスクライブ方向とは逆の方向すなわちＸ軸負方向の力が加わり、受け面１１１、１１２はホルダ４０を挟み込むようにしてホルダ４０と接触する。このため、境界１１１ｄ、１１１ｅ、および境界１１２ｄ、１１２ｅは、受け面１１１、１１２において、ホルダ４０が接触しやすい部位である。本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、境界１１１ｅおよび境界１１２ｅと、ホルダ４０の中心軸Ｍ２とを結ぶそれぞれの線分Ｌ１と線分Ｌ２とのなす角は、５４度に設定される。ここで、線分Ｌ１と線分Ｌ２とのなす角を、以下、「接触角α」と称する。

図３（ａ）は、ホルダジョイント１００のジョイント部１０２をＸ軸正側つまりスクライブ方向から見た場合の斜視図である。図３（ｂ）は、ホルダジョイント１００のジョイント部１０２を、Ｘ軸正側つまりスクライブ方向から見た場合であって、受け面１１１、１１２に掛かる力を説明するための模式図である。なお、図３（ｂ）では、ホルダ４０は省略しており、位置決めピン１０６を破線で示している。

図３（ａ）には、上記にて説明した受け面１１１、１１２の各端部、各領域、および非接触面１１３が図示されている。図３（ａ）に示す受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂにホルダ４０が接触する。すなわち、ホルダ４０は、穴１１０の内周面と４箇所で接触する。しかも、この４箇所の接触部位は、穴１１０の軸方向と径方向とに分散して配置されている。この４箇所の接触部位に関して、図３（ｂ）を参照して説明する。

上記のとおり、ホルダ４０が穴１１０に挿入されると、位置決めピン１０６はホルダ４０に接触し、位置決めピン１０６は、スクライブ方向の後方すなわちＸ軸負方向に、ホルダ４０を押し付けている（図１（ｂ）参照）。そして、図３（ｂ）に示すように、位置決めピン１０６がホルダ４０を押しつける力は、ホルダ４０と接触する受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂに分散して加わる。よって、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０を４箇所においてバランスよく受けることができる。すなわち、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０を適切に保持することができる。

図４（ａ）は、ホルダジョイント１００のジョイント部１０２にホルダ４０を挿入した場合の、Ｙ軸正側から見た側面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応しており、受け面１１１、１１２に掛かる力を説明するための模式図である。なお、図３（ａ）では、ホルダ４０を破線で示している。

図４（ａ）に示すように、穴１１０の軸方向において、窪みである領域１１１ｃは位置決めピン１０６に対向する位置に設けられる。すなわち、位置決めピン１０６は、窪みである領域１１１ｃにより分断される受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂの間に配置される。よって、図４（ｂ）中の矢印に示すように、位置決めピン１０６がホルダ４０に接触し、ホルダ４０を押し付ける力は位置決めピン１０６の上方に位置するが受け面１１１の端部１１１ａと、位置決めピン１０６の下方に位置する１１１ｂとホルダ４０とに分散される。また、図４（ａ）では、Ｙ軸正側から見た場合が示されているが、Ｙ軸負側から見た場合も同様に、位置決めピン１０６がホルダ４０を押し付ける力は、受け面１１２の位置決めピン１０６より上方の端部１１２ａと、位置決めピン１０６より下方の端部１１２ｂとに分散して加えられる。このように、受け面１１１、１１２と位置決めピン１０６とを配置することにより、ホルダジョイント１００内におけるホルダ４０の姿勢が安定しやすくなり、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０を確実に保持することができる。

また、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂは、穴１１０の軸方向の長さが等しくなるように形成された場合、ホルダ４０はホルダジョイント１００に、よりバランスよく接触し、ホルダ４０の固定状態が安定する。よって、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０をより確実に保持することができる。

スクライブ装置１を用いて基板Ｆにスクライブラインを形成する場合、まず、スクライビングホイール２が取り付けられたホルダ４０がスクライブヘッド１０に取り付けられる。スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０を所定の位置に移動させ、スクライビングホイール２に対して所定の荷重を印加して、基板Ｆへ接触させる。その後、スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０をＸ軸方向に移動させるとともに、スクライビングホイール２を押圧して基板Ｆに接触した状態で回転（転動）させながら基板Ｆにスクライブラインを形成する。なお、スクライブ装置１は、必要に応じてテーブル３１を回動ないしＹ軸方向に移動させる。

上記の実施の形態においては、スクライブヘッドがＸ軸方向に移動し、テーブル３１がＹ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置について示したが、スクライブ装置はスクライブヘッドとテーブルとが相対的に移動するものであればよい。たとえば、スクライブヘッドが固定され、テーブルがＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、かつ回転するスクライブ装置であってもよい。

［検証］
次に、上記実施形態のホルダジョイントにスクライビングホイールを備えたホルダを装着し、ホルダに対して、スクライブ方向と異なる方向から力を加えた場合、ホルダとホルダジョイントの固定状態の変化を検証した。検証には、接触角αが５４度に形成されたジョイント部を有するホルダジョイントを用いた。

まず、ホルダジョイントをバイスで固定し、ホルダを側面から押圧して、スクライブ方向に対して横からの力であるＹ軸正方向および負方向の力を、それぞれ１Ｎホルダに付与し、ホルダの移動量を測定した。その結果、本発明のホルダの移動量は数μｍ程度でほとんど固定状態が変化しなかった。また、従来のホルダジョイント（すなわち、受け面に窪みが形成されていないホルダジョイントである。）でホルダを保持した場合よりも、移動量は、半分以下に抑制されていることが確認された。

したがって、本発明のホルダジョイントであれば、ホルダの姿勢や位置の変化を殆ど生じさせることなく、安定した状態でスクライブ動作を行うことができる。これは、特に、ホルダに横方向の力が加わる曲線のスクライブラインを形成する際に、本発明のホルダジョイントを用いれば、所望のスクライブラインを基板の表面に形成することができる。

＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。

図２（ａ）に示すように、ジョイント部１０２の穴１１０の内周面には、ホルダ４０と接触可能な２つの受け面１１１、１１２、およびホルダ４０と接触しない非接触面１１３、１１４が形成される。このように、ホルダ４０と非接触な領域を設けることにより、ホルダ４０をホルダジョイント１００に対して容易に着脱することができる。

図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、受け面１１１、１１２には、ホルダ４０と接触しない領域１１１ｃ、１１２ｃが設けられ、領域１１１ｃを挟んで端部１１１ａ、１１１ｂ、および領域１１２ｃを挟んで端部１１２ａ、１１２ｂに、ホルダ４０が接触する。このように、ホルダ４０とジョイント部１０２とは、４箇所で接触する。このため、位置決めピン１０６によってホルダ４０に押し付けられた力は、端部１１１ａ、１１１ｂ、および端部１１２ａ、１１２ｂにバランスよく分散する。これにより、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０を確実に保持することができる。したがって、スクライブ方向と異なる方向からホルダ４０に力が加えられた場合であっても、ホルダ４０の姿勢が変化しにくくなる。よって、スクライビングホイール２は安定した状態でスクライブラインを形成することができる。

ホルダ４０やジョイント部１０２は、製造工程において、所定の公差の範囲内で製造されるため、実際の寸法においては製品ごとに僅かにばらつきが生じている。また、ホルダジョイント１００およびホルダ４０の使用期間が経過するにつれて、摩耗し、使用開始時から比べて僅かに変形する場合がある。そのため、本実施の形態では、図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂの領域内の何れかでホルダ４０が接触するよう構成される。これにより、ホルダジョイント１００およびホルダ４０の公差内の寸法のばらつきにかかわらず、また、上記のように、ホルダジョイント１００およびホルダ４０が摩耗により微小に変形した場合であっても、確実にホルダ４０は受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂに接触する。

図２（ｂ）に示すように、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂは、穴１１０の軸方向に沿って配置され、また、穴１１０の径方向に離れて配置される。よって、ホルダ４０は、ジョイント部１０２に４箇所で接触し、さらに、接触部位がバランスよく配置されている。これにより、ホルダジョイント１００は、ホルダ４０を確実に保持することができる。したがって、スクライブ方向と異なる方向からホルダ４０に力が加えられた場合であっても、ホルダ４０は、よりぐらつきにくくなる。よって、スクライビングホイール２は、より安定した状態でスクライブラインを形成することができる。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、位置決めピン１０６は、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂの間に配置される。また、位置決めピン１０６は、受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂの間に配置される。このため、位置決めピン１０６がホルダ４０に接触し、ホルダ４０を押し付ける力が受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂとホルダ４０との接触部位にバランスよく掛けられる。受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂに対しても同様である。これにより、ホルダ４０は、ホルダジョイント１００に確実に保持される。したがって、スクライブ方向と異なる方向からホルダ４０に力が加えられた場合でも、ホルダ４０の姿勢及びホルダジョイントに対する固定状態は変化しない。よって、スクライビングホイール２は、安定した状態でスクライブラインを形成することができる。

また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂの穴１１０の軸方向の長さ、および受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂの穴１１０の軸方向の長さが等しくなるよう窪みを形成した場合、ホルダ４０はホルダジョイント１００にバランスよく接触する。よって、スクライブ方向と異なる方向からホルダ４０に力が加えられた場合、さらにホルダ４０の姿勢が変化しにくくなる。この場合、受け面１１１の端部１１１ａ、１１１ｂの穴１１０の軸方向の長さは、２ｍｍ程度が好ましい。受け面１１２の端部１１２ａ、１１２ｂも同様である。また、領域１１１ｃ、１１２ｃの深さは、特に限定されないが、たとえば、１５～３５μｍである。

＜変更例＞
（１）受け面が曲面の場合
図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、上段が変更例に係るホルダジョイント１００のジョイント部１０２の構成を示す斜視図である。下段は、上段のジョイント部１０２をＺ軸負側から見た平面図であり、穴１１０の断面を示す図である。図５（ａ）は、接触角αが９０度であり、図５（ｂ）は、接触角αが１２０度である。

上記実施の形態では、接触角αが５４度であったが、接触角αは、上記以外に限られない。たとえば、図５（ａ）に示すように、接触角αが９０度であるように、受け面１１１、１１２を穴１１０に形成することができる。また、図５（ｂ）に示すように、接触角αが１２０度であるように、受け面１１１、１１２を穴１１０に形成することができる。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、接触角αを５４度より大きくなるよう受け面１１１、１１２を形成すると、受け面１１１、１１２の間隔がより離れて配置される。これにより、ホルダ４０は、より確実にホルダジョイント１００に保持される。よって、スクライブ方向と異なる方向、特に、スクライブ方向と異なる方向からホルダ４０により大きな力が加えられた場合でも、ホルダ４０の姿勢が変化しにくくなる。したがって、スクライビングホイール２は、より安定した状態でスクライブ動作を行うことができる。

［検証１］
次に、上記変更例のホルダジョイント、すなわち、接触角が９０度および１２０度に形成されたホルダジョイントのそれぞれにスクライビングホイールを備えたホルダを装着し、ホルダに対して、スクライブ方向と異なる方向である、スクライブ方向からみて左右方向からの力を加えた場合、ホルダの固定状態の変化を検証した。

まず、接触角が９０度に形成された２つのホルダジョイントＡおよびホルダジョイントＢと、３つのホルダａ、ｂ、ｃとを用意した。２つのホルダジョイントＡおよびホルダジョイントＢは、互いに同形状のものであった。ホルダジョイントＡに対してホルダａを装着し、ホルダの一側面を押圧することでスクライブ方向と異なる方向であるＹ軸正方向から３Ｎの力をホルダａに加え、ホルダａの移動量を測定した。次に、上述のホルダの一側面と対向する側面からホルダを押圧し、スクライブ方向と異なる方向であるＹ軸負方向から３Ｎの力を加え、ホルダａの移動量を測定した。そして、これらの移動量の合計を算出した。この測定をホルダａに対して５回行った。このような測定を、ホルダｂおよびホルダｃについても行った。また、上記と同様の測定を、ホルダジョイントＢについても行った。

続いて、接触角が１２０度に形成された２つのホルダジョイントＣおよびホルダジョイントＤと、ホルダａ、ｂ、ｃとを用意した。なお、３つのホルダａ、ｂ、ｃは、上記した接触角が９０度の場合の検証と同じホルダを用いた。２つのホルダジョイントＣおよびホルダジョイントＤは、互いに同形状のものであった。これらのホルダジョイントおよびホルダを使用して、上記と同様に、ホルダａ、ｂ、ｃの移動量を測定した。

また、比較例として、接触角が５４度であり、受け面に窪みを設けない２つのホルダジョイントＥおよびホルダジョイントＦと、３つのホルダａ、ｂ、ｃとを用意した。なお、３つのホルダａ、ｂ、ｃは、上記した接触角が９０度および１２０度の場合の検証と同じホルダを用いた。２つのホルダジョイントＥおよびホルダジョイントＦは、互いに同形状のものであった。これらのホルダジョイントおよびホルダを使用して、上記と同様に、ホルダａ、ｂ、ｃの移動量を測定した。

図６（ａ）～（ｄ）のグラフは、変更例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量を測定した結果を示すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）は、接触角が９０度の場合の測定結果であり、図６（ａ）は、ホルダジョイントＡを用いた場合であり、図６（ｂ）は、ホルダジョイントＢを用いた場合である。図６（ｃ）、（ｄ）は、接触角が１２０度の場合の測定結果であり、図６（ｃ）は、ホルダジョイントＣを用いた場合であり、図６（ｄ）は、ホルダジョイントＤを用いた場合である。図７（ａ）、（ｂ）のグラフは、比較例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量を測定した結果を示すグラフであり、図７（ａ）は、ホルダジョイントＥを用いた場合であり、図７（ｂ）は、ホルダジョイントＦを用いた場合である。

なお、図６（ａ）～（ｄ）のグラフ、および図７（ａ）、（ｂ）のグラフでは、ホルダａは、実線で示されており、ホルダｂは、破線で示されており、ホルダｃは、一点鎖線で示されている。また、図７（ｄ）では、ホルダａ、ｂ、ｃの結果が重複している。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、接触角が９０度に形成されているホルダジョイントでは、３Ｎという比較的強い力がスクライブ方向と異なる方向からホルダａ、ｂ、ｃに加えられた場合であっても、すべてのホルダジョイントおよびホルダの組み合わせにおいて、Ｙ軸正方向および負方向から力を加えた場合の移動量の合計が１０μｍを超えることはなかった。

さらに、図６（ｃ）、（ｄ）に示されるように、接触角が１２０度に形成されているホルダジョイントでは、ホルダａ、ｂ、ｃの移動量の合計が多くの組み合わせで０μｍ、最大でも１μｍであり、ほとんどホルダａ、ｂ、ｃの移動が生じなかった。

一方、図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、従来のホルダジョイントでは、ホルダａ、ｂ、ｃの移動量が多くの場合で１０μｍを超え、またホルダａ、ｂ、ｃの個体によるばらつきが大きいことが示された。

この結果から、変更例に係るホルダジョイントにおいては、スクライブ方向と異なる方向の力がホルダに加わっても、より確実にホルダを保持することができるとともに、ホルダの個体差による影響を受けにくいといえる。

［検証２］
続いて、上記変更例に係る接触角が１２０度に形成されたホルダジョイントと、ホルダａ、ｂとを用意した。ホルダジョイントにホルダａを装着し、スクライブ方向と異なる方向であるＹ軸正方向および負方向からの力を１Ｎから５Ｎまで１Ｎずつ増加させてホルダａに付与し、付与するごとにＹ軸正方向および負方向の移動量を測定し、それぞれの移動量の合計を算出した。このような測定を、ホルダｂについても行った。

また、比較例として、接触角が５４度であり、受け面に窪みを設けないホルダジョイントと、ホルダａ、ｂとを用意した。なお、ホルダａ、ｂは、上記した接触角が１２０度の場合の検証と同様のホルダを用いた。これらのホルダジョイントおよびホルダを使用して、上記と同様に、ホルダａ、ｂの移動量を測定した。

図８（ａ）のグラフは、変更例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量を測定した結果である。図８（ｂ）のグラフは、比較例に係るホルダジョイントを用いて、ホルダの移動量を測定した結果である。

なお、図８（ａ）、（ｂ）のグラフでは、ホルダａは、実線で示されており、ホルダｂは、破線で示されている。

図８（ｂ）に示されるように、比較例に係るホルダジョイントにおいては、ホルダａ、ｂに加えられる力が増加するとともに、ホルダａ、ｂの移動量が増加する。これに対し、変更例に係るホルダジョイントでは、ホルダａ、ｂに加えられる力が増加しても、移動量の増加がほとんど生じないことが確認された。

これらの結果より、変更例に係るホルダジョイントにおいては、ホルダに加わるスクライブ方向と異なる方向の力が増加する場合であっても、確実にホルダを保持することができる。よって、ホルダの姿勢の変化を抑制することができると推察される。

（２）受け面が平面の場合
図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、上段が変更例に係るホルダジョイント１００のジョイント部１０２の構成を示す斜視図である。下段は、上段のジョイント部１０２をＺ軸負側から見た平面図であり、穴１１０の断面を示す図である。図９（ａ）は、接触角αが９０度であり、図９（ｂ）は、接触角αが１２０度である。

上記した本実施の形態、および変更例では、受け面１１１、１１２は、穴１１０の中心軸Ｍ１に対して径方向に膨らむ円弧状の曲面であった。別の変更例では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、受け面１１１、１１２は、穴１１０の軸方向に沿って伸びる平面であるよう構成される。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、受け面１１１、１１２を構成した場合であっても、上記実施の形態、および変更例１と同様に、ホルダ４０は、ホルダジョイント１００に適切に保持される。よって、Ｙ軸方向からホルダ４０に力が加えられた場合でも、ホルダ４０の姿勢は変化しにくくなる。また、接触角αを大きくした場合、変更例と同様に、ホルダ４０は、より確実にホルダジョイント１００に保持される。よって、Ｙ軸方向からホルダ４０に力が加えられた場合でも、ホルダ４０の姿勢はより変化しにくくなる。したがって、スクライビングホイール２は、より安定した状態でスクライブ動作を行うことができる。

受け面１１１、１１２を曲面に形成するか、平面に形成するかは、ホルダ４０の形状、ホルダジョイント１００およびホルダ４０の材質、およびスクライブラインを形成する基板Ｆの種類やサイズ等を考慮して決定することができる。

このほか、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ … スクライブ装置
２ … スクライビングホイール
４ … ホルダユニット
１０ … スクライブヘッド
４０ … ホルダ
１００ … ホルダジョイント
１０５ … 磁石
１０６ … 位置決めピン
１１０ … 穴
１１０ａ …最奥部
１１１ … 受け面
１１１ａ … 端部（両端）
１１１ｂ … 端部（両端）
１１１ｃ … 領域（窪み）
１１２ … 受け面
１１２ａ … 端部（両端）
１１２ｂ … 端部（両端）
１１２ｃ … 領域（窪み）
Ｍ１ … 穴の中心軸
Ｍ２ … ホルダの中心軸
Ｌ１、Ｌ２ … 線分
α … 接触角

Claims (7)

1. 基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを備えたホルダを保持するホルダジョイントであって、
   前記ホルダを挿入するための穴と、
   前記穴の最奥部に設けられる磁石と、
   前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、
   前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸びるように、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備え、
   各々の前記受け面には、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されており、
   前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である、
   ことを特徴とするホルダジョイント。
2. 請求項１に記載のホルダジョイントにおいて、
   前記受け面は、前記穴の中心軸に対して膨らむ円弧状の曲面である、
   ことを特徴とするホルダジョイント。
3. 請求項１に記載のホルダジョイントにおいて、
   前記受け面は、前記穴の軸方向に沿って伸びる平面である、
   ことを特徴とするホルダジョイント。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のホルダジョイントにおいて、
   前記窪みは、前記穴の軸方向において、前記位置決めピンと対向する位置に設けられる、
   ことを特徴とするホルダジョイント。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載のホルダジョイントにおいて、
   前記窪みによって分断された前記受け面の両端のそれぞれは、前記穴の軸方向における長さが等しい、
   ことを特徴とするホルダジョイント。
6. 基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを保持するホルダと、
   前記ホルダを保持するホルダジョイントと、を備え、
   前記ホルダジョイントは、
   前記ホルダを挿入するための穴と、
   前記穴の最奥部に設けられる磁石と、
   前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、
   前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸びるように、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備え、
   各々の前記受け面には、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されており、
   前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である、
   を備えることを特徴とするホルダユニット。
7. 基板の表面にスクライビングホイールによりスクライブラインを形成するためのスクライブ装置であって、
   ホルダジョイントと、
   前記ホルダジョイントを保持するスクライブヘッドと、を備え、
   前記ホルダジョイントは、
   前記スクライビングホイールを保持するホルダを挿入するための穴と、
   前記穴の最奥部に設けられる磁石と、
   前記穴の内部の、前記穴の中心軸から前記穴の径方向に変位した位置において、前記穴の軸方向に垂直な方向に伸びる位置決めピンと、
   前記穴の内側面を構成し、前記穴の中心軸に対し前記位置決めピンと反対側において、前記穴の軸方向に沿って伸び、前記径方向に離れた位置にそれぞれ設けられ、前記ホルダを受ける２つの受け面と、を備え、
   各々の前記受け面には、前記受け面を前記穴の軸方向に分断する窪みが形成されており、
   前記ホルダを前記穴に挿入した場合であって、前記穴の中心軸に平行な方向に見て、２つの前記受け面と前記ホルダとの接触点と、前記ホルダの中心軸とを結ぶそれぞれの線分がなす角は、９０～１２０度の範囲である、
   ことを特徴とする、スクライブ装置。

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