JPWO2011074615A1 - 板状物の研磨方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

ガラス板（Ｇ）の被研磨面上の表面欠点（１７）の発生状況に影響されずに研磨工程の稼働効率を改善する。テーブル（２）上に吸着シート（３）に吸着されたガラス板（Ｇ）の表面欠点（１７）について、その面内のＹ軸方向における分布状態をあらかじめ検査し、表面欠点（１７）が少ない領域である研磨レーン（ＬＡ）よりも、表面欠点（１７）がより多く存在する領域である研磨レーン（ＬＢ）に、ガラス板（Ｇ）の表面を研磨する研磨ヘッド（５）を数多く配置し、Ｘ軸方向にガラス板（Ｇ）を移動して、その表面を研磨する研磨方法を提供する。

Description

本発明は、板状物の研磨方法及び研磨装置に関する。

近年、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ）、有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）が大いに利用されている。具体的には、大型テレビジョン、ノートパソコン、カーナビゲーション装置、公衆表示装置、あるいは携帯電話等のモバイル機器の表示部材として用いられている。

それらの表示装置には、少なくとも一枚のガラス板を備えた表示素子が搭載されている。最近の傾向として、表示サイズの大型化、表示性能の高品位化あるいは、モバイル機器の台頭に伴い、表示素子の軽量化・薄型化といった新しい要求が生じ、そのため、表示素子用のガラス板に関し、より高度な仕様が提案されてきている。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使用されるガラス板は、求められる物理的・化学的性能の観点から、現在、フュージョン法（オーバーフローダウンドロー法）またはフロート法で製造されている。フュージョン法は、ガラス板の成形時にガラスの両側表面が自由表面となり、成形後の研磨工程を経ずして、ＦＰＤ用のガラス板を提供できるとされている。

これに対して、フロート法でＦＰＤ用のガラス板を製造する場合には、フロートバス中の溶融金属に接するガラス板の表面（ボトム面）に生ずる錫欠点などが生じやすい。また、専ら成形工程に起因するガラス表面のうねりや、異物の付着が発生するため、その下流側に、ガラス板の表面を研磨する研磨工程が設けられている。

フロート法によるガラス板の製造は以下の通りである。図１８に示すように、ツイール４０、キャナル４２、溶融金属５２、溶融金属浴（フロートバス）５３、トップロール５６、徐冷炉６２、溶融ガラスの状態を観察するための撮像装置５０、５１、及び切断装置７０等が設けられている。

キャナル４２の上流の溶融窯で溶融された溶融ガラスは、フロートバス５３に供給される。フロートバス５３には溶融錫が蓄えられており、溶融ガラス５４は溶融錫上を流れ、引き延ばされて所定の厚さのガラスリボンＧＲになるとともに平坦化される。

フロートバス５３の下流側には、ガラスリボンＧＲをフロートバス５３から引き出して徐冷炉６２に搬入するリフトアウトローラ６０が設けられている。このリフトアウトローラ６０を駆動することによって、フロートバス５３の溶融錫上の溶融ガラス５４は、徐冷炉の方向に引っ張られながらフロートバス５３の下流側に一定幅のリボン状となって進行する。

前記ガラスリボンＧＲの流れ方向Ｆ_ｄは、フロートバスの上流側から下流側に向かう方向となる。そして、リボン状に形成されたガラス（ガラスリボンＧＲ）は、フロートバス５３から徐冷炉６２に搬送され、徐冷炉内のレヤーローラ６４によって搬送されながら室温まで徐冷される。

前記徐冷によって、フロートバスでリボン状に形成される際に生じた残留応力が低減・平準化される。そして、徐冷炉６２を通過したガラスリボンＧＲは、切断装置７０によって所定サイズのガラス板Ｇに切断される。

切断後のガラス板は検査工程を経た後、研磨工程に送られる。また、ガラス板の端面加工（面取り；chamfering）が行われる。研磨工程では、ガラス板の表面を研磨装置によって研磨し、その表面の微小な傷やうねりを除去する。

図８に従来の研磨装置の一例を示す。図８の研磨装置１では、テーブル２に接着された吸着シート３に、ガラス板Ｇの非研磨対象面が吸着保持され、矢印Ｘの方向に移動手段（図示せず）によって連続的に搬送される。そして、搬送路の上方に設置された複数の研磨ヘッドの円形研磨具４、４…によって、ガラス板Ｇの研磨対象面（被研磨面）が所望の平坦度に研磨される。前記研磨装置１では、円形研磨具がＸ方向に向かって左右に振り分けられて配置され、ガラス板に順次接触し、研磨を行う。

円形研磨具４、４…は図９に示すように、ガラス板Ｇの移動中心線Ｌを基準として対を成して配列されるとともに、移動方向に沿って千鳥状（ジグザグ状）に配置される。この状態で円形研磨具４、４…は自転すると共に公転し、一方の片側から移動中心線Ｌを超えて、他方の片側に移動し、ガラス板Ｇを研磨する。

このように複数の研磨ヘッドを備えた研磨装置１によれば、１台の大型研磨具を使用するのではなく、ガラス板Ｇの幅Ｗよりも直径Ｄが小さい小型の円形研磨具４、４…によって、ガラス板Ｇの研磨を大量・連続的に行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。

また、大型のガラス板の全表面を一回で研磨する研磨装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。いわゆるワンヘッド方式の研磨装置である。

日本国特開２００７−１９０６５７号公報 日本国特開２００４−１２２３５１号公報

ところで、フロート法では成形時におけるガラスリボンの移動方向と平行に、ある傾向をもってガラス表面欠点が分布する。前記表面欠点とは、ロールに付着したガラス片や原料の攪拌ムラなど様々な理由により発生する微小な傷やうねり等である。前記の傷やうねりは概ね一方向の規則性を持った筋状に形成されており、本明細書においては、ガラス板に形成されている前記の筋の方向を筋目方向（streak direction）という。このため、ガラス板の前記筋目方向が研磨時の搬送方向と同方向になるように配置してガラス板を研磨すると、一部の研磨具で研磨される被研磨面には表面欠点が少なく、その他の研磨具で研磨される被研磨面には表面欠点が多く存在している場合がある。

このようなガラス板を従来方法で研磨する場合、あらかじめ行ったガラス板表面の検査結果を反映させて、表面欠点の大きな箇所に対して最大の研磨量を決定することがあるが、この方法の場合、欠点が少ない箇所と多い箇所が同様に研磨されることになる。つまり、ガラス板の面全体を一様に研磨しようとする従来方法の場合、一つの基板を研磨する所要工数（時間）を短縮しにくいという問題がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ガラス板等の板状物の研磨工程における作業効率を、飛躍的に向上させようとするものである。さらに、上記のような研磨を行う際、被研磨部位の偏りにより、板状体の被研磨面の特定の部位に研磨ムラ（研磨筋）が発生する場合がある。本発明は、さらに上記の研磨ムラを減少させることを目的とするものである。

本発明の態様１は、所定の搬送方向に搬送される板状物の被研磨表面を３個以上の研磨ヘッドで研磨する方法であって、前記被研磨表面が、前記搬送方向と直交する方向に区切られるように複数の研磨レーンを設定し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する被研磨表面の状態に基づいて研磨量を設定することを特徴とする板状物の研磨方法を提供する。即ち、本発明の態様１は、平面内に研磨対象とする板状物を置き、その被研磨表面を研磨する研磨ヘッドをＭ個（Ｍ≧３）設置し、
研磨ヘッドに対して被研磨物を平面内のＸ軸方向に移動するようにし、Ｘ軸方向における被研磨物と研磨ヘッドの相対的な移動に伴う、一つの被研磨物に対する最初の研磨ヘッドによる研磨の開始から、最後の研磨ヘッドによる前記被研磨物の研磨の終了に至る迄に、通過せしめられるＭ個の研磨ヘッドによる研磨によって、一つの被研磨物の被研磨表面の全体を研磨する板状物の研磨方法であって、
被研磨表面を平面内のＹ軸方向で区切って複数の研磨レーンを設定し、それぞれの研磨レーンに対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、各研磨レーンについて所望の研磨量（研磨代）を達成することを特徴とする板状物の研磨方法を提供する。

態様２は、前記複数の研磨レーン中における最小の研磨量が０〜３μｍであることを特徴とする態様１の研磨方法を提供する。

態様３は、前記複数の研磨レーン中における最大の研磨量が１〜１０μｍであることを特徴とする態様１の研磨方法を提供する。

態様４は、前記複数の研磨レーン中における最大の研磨量と、最小の研磨量の差が０〜１０μｍであることを特徴とする態様１の研磨方法を提供する。

態様５は、前記複数の研磨レーンの数が２〜５であることを特徴とする態様１、２、３または４の研磨方法を提供する。

態様６は、前記複数の研磨レーンの各々に対応配置する前記研磨ヘッドの個数が、最低数の研磨レーンで０〜１６であり、最大数の研磨レーンで１０〜３２であることを特徴とする態様１〜５のいずれかの研磨方法を提供する。

態様７は、前記研磨ヘッドの総数が１１〜３５であることを特徴とする態様１〜６のいずれかの研磨方法を提供する。

態様８は、前記研磨ヘッドの各々のサイズを略等しく設定することを特徴とする態様１〜７のいずれかの研磨方法を提供する。

態様９は、前記板状物はガラス板であり、該ガラス板の成形工程における搬送方向と、研磨時の搬送方向とが同一となるようにガラス板を配置することを特徴とする態様１〜８のいずれかの研磨方法を提供する。

態様１０は、前記板状物の幅をＷ、前記研磨ヘッドの有効長をＤ_Ｌとすると、０．８Ｗ≧Ｄ_Ｌ≧０．３Ｗを満足することを特徴とする態様１〜９のいずれかの研磨方法を提供する。

態様１１は、同一研磨レーン上における最下流区画の研磨ヘッドの自転中心及び／又は公転中心と、最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドうちの少なくとも一つの自転中心及び／又は公転中心とが、前記研磨時の搬送方向の同一平行線上に位置しないことを特徴とする態様１〜１０のいずれかの研磨方法を提供する。
態様１２は、同一研磨レーン上における最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドのうちの少なくとも一つが、前記研磨時の搬送方向を横切る方向に往復運動することを特徴とする態様１〜１０のいずれかの研磨方法を提供する。
態様１３は、同一研磨レーン上における最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドのうちの少なくとも一つに対向する板状体搬送手段が、前記搬送方向を横切る方向に往復運動することを特徴とする態様１〜１０のいずれかの研磨方法を提供する。
態様１４は、研磨する前に、前記被研磨表面における表面欠点の分布状態を検査することを特徴とする態様１〜１３のいずれかの研磨方法を提供する。

態様１５は、記板状物がフロート法で製造されたガラス板であることを特徴とする態様１〜１４のいずれかの研磨装置を提供する。

態様１６は、研磨後に前記被研磨表面における表面欠点の分布状態をさらに検査することを特徴とする態様１〜１５のいずれかの研磨方法を提供する。

態様１７は、前記板状物がフラットパネルディスプレイ用のガラス板であることを特徴とする態様１〜１６のいずれかの研磨方法を提供する。

態様１８は、前記板状物は、短辺の長さが１９００ｍｍ以上であり、長辺の長さが２２００ｍｍ以上であることを特徴とする態様１〜１７のいずれかの研磨方法を提供する。

前記被研磨物の厚さは、０．１〜１．８ｍｍであると好ましい。

態様１９は、前記複数の研磨レーンのうちの一つの研磨レーンの幅が８００ｍｍ〜１６００ｍｍであることを特徴とする態様１〜１８のいずれかの研磨方法を提供する。

態様２０は、研磨ヘッドが円形であって、それぞれの研磨ヘッドの自転軸により自転するとともに、前記板状物に対して所定の公転半径で公転することを特徴とする態様１〜１９のいずれかの研磨方法を提供する。

態様２１は、一つの前記板状物に対して、最初の研磨ヘッドが接触し、研磨を開始してから、最後の研磨ヘッドによる研磨が終了するまでの時間が１分〜２０分であることを特徴とする態様１〜２０のいずれかの研磨方法を提供する。

態様２２は、所定の搬送方向に搬送される板状物の被研磨表面を３個以上の研磨ヘッドで研磨する装置であって、前記被研磨表面が、前記搬送方向と直交する方向に区切られるように複数の研磨レーンを設定し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する被研磨表面の状態に基づいて研磨量を設定することを特徴とする板状物の研磨装置を提供する。
すなわち、平面内に研磨対象の板状物を置き、その被研磨表面を研磨する研磨ヘッドをＭ個（Ｍ≧３）設置し、
研磨ヘッドに対して被研磨物を平面内のＸ軸方向に移動するようにし、Ｘ軸方向における被研磨物と研磨ヘッドの相対的な移動に伴う、一つの被研磨物に対する最初の研磨ヘッドによる研磨の開始から、最後の研磨ヘッドによる前記被研磨物の研磨の終了に至る迄に、通過せしめられるＭ個の研磨ヘッドによる研磨によって、一つの被研磨物の被研磨表面の全体を研磨する板状物の研磨装置であって、
被研磨表面を平面内のＹ軸方向で区切って複数の研磨レーンを設定し、それぞれの研磨レーンに対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、各研磨レーンについて所望の研磨量を達成することを特徴とする板状物の研磨装置を提供する。

本発明において、被研磨物はＦＰＤ用のガラス板であることが好ましい。ＦＰＤは、従来よりも大画面かつ高精彩度の表示デバイスが増え、平坦性の優れたガラス板が求められているためである。ガラス板の製造に際しては、その原料の溶解から成形、切断等に到るガラス板の工程において、ガラスリボンの幅方向での部分的な不均一性が生じることがありえる。現在、量産技術として用いられる製造技術として、フロート法、オーバーフローダウンドロー法、リドロー法などがあり、それぞれにおいて、表面の平坦性や異物に関して、ガラスリボンの幅方向における傾向性欠点が生じ得る。また、ガラス板を搬送する途中で、ガラス板の端面での傷の発生や、ガラス板の主表面における傷が不均一に発生することがある。

本発明は、特にフロート法によって製造されたガラス板であることが好ましい。

通常、フロート法により各工程を経てリボン状に形成されたガラス板は、切断装置によって所定サイズのガラス板に切断される。このとき、ガラス板Ｇには、成形時の移動方向Ｆ_ｄ（筋目方向）に沿って表面欠点が傾向性をもって発生している。

続いて、所定サイズに加工されたガラス板Ｇは、検査工程において、筋目方向（成形時の移動方向Ｆ_ｄ）と同方向に移動させて、検査が行われる。ここで、表面欠点の位置、大きさや深さ、表面欠点の種類等の情報が検出される。検出された表面欠点の情報は記録手段へ記録される。

続いて検査後のガラス板は、筋目方向と進行方向が同一方向になるように移動させて研磨が行われる。研磨工程では、ガラス板の移動方向に沿って、研磨レーン毎に配置されている複数の研磨ヘッドの研磨具により研磨される。

このとき、上記の検査工程において検出された表面欠点の情報に基づき、表面欠点が少ない位置よりも表面欠点が多く存在する位置に、研磨ヘッドが多く配置されるようにする。研磨工程に必要となる研磨情報を記録手段から抽出して制御手段が提供し、研磨ヘッドを適宜配置する。この研磨情報は、所定の数量の生産に応じた統計的なデータである。研磨ヘッドの配置は、生産しようとする製品の品種や規格、出荷先毎の仕様などによって、適宜定めることができる。研磨工程では、研磨情報に基づいて、各研磨ヘッドの位置を、手動、半自動または自動で移動させる。

これにより、フロート法の各工程の影響により傾向性を持って表面欠点が発生しているガラス板は、表面欠点程度が大きい部位（研磨レーン）の研磨能力を上げて、一方で表面欠点程度が小さい部位（研磨レーン）の研磨能力を下げることができる。その結果、従来方法（面内を均一とする研磨能力を有する研磨方法）よりも、効率的に研磨できる。

本発明により、表面欠点が存在する箇所に対して必要となる研磨程度に応じて、研磨時間を最適に対応させることが出来るようになり、全体として無駄のない研磨を実現することができる。これによって、板状物の研磨装置の稼働率を飛躍的に向上させることができる。
さらに、態様１１〜１３のように、最下流の区画とそれに隣接する上流の区画の研磨ヘッドの回転中心の位置をずらすことにより、研磨に起因する研磨ムラ（研磨筋）を除去／減少できる。

本発明によれば、板状物の被研磨面上の表面欠点の発生分布に応じて、研磨レーンを設定し、その研磨レーンにおける研磨能力の分布を対応させることで、従来方法（面内を均一に研磨しようとする研磨方法）よりも、研磨効率の点で、飛躍的に改善できる。また、研磨に起因する研磨ムラ（研磨筋）を除去／減少できるので、研磨後における板状物の表面品質を安定化させることができる。

本発明に係る連続式研磨装置の研磨ヘッドをガラス板の移動方向に向かって見た側面図 研磨ヘッドをガラス板の移動方向に対して垂直方向から見た側面図 研磨ヘッドをＡ側からＢ側へ移動させた側面図 研磨ヘッドを２研磨レーンで設置した場合の模式的平面図 研磨ヘッドの固定状態を示した側面図 本発明の研磨方法のフロー図 本発明における研磨ヘッドの設定状況を示す上面図 従来の研磨装置を示す斜視図 従来の研磨装置による研磨状態を示す上面図 本発明におけるガラス板に対する研磨代の設定方法（２列の研磨レーン）を示す模式図 従来例による等しい研磨代の研磨レーンを示す模式的断面図 本発明による研磨代（２研磨レーン）の設定を示す模式的断面図 本発明による研磨代（３研磨レーン）の設定を示す模式的断面図 本発明による研磨代（３研磨レーン）の設定を示す模式的断面図 本発明における研磨代の重なり分布の状態を示す模式的断面図 本発明における研磨ヘッドの分散配置の一例を示す模式的上面図 本発明における研磨代の分布と研磨の前後の状態を示す模式的断面図 フロート法の成形工程及び徐冷工程の概要を示す模式的上面図 本発明の研磨装置の一例を示す模式図

以下図面に従って本発明に係る研磨方法及び研磨装置の好ましい実施の形態について詳説する。基板の端面の研磨や洗浄などの工程についての説明は省略している。

図１は研磨装置１０の研磨ヘッド５をガラス板Ｇの移動方向に向かって見た研磨装置１０の側面図、図２は研磨ヘッド５をガラス板Ｇの移動方向に対して垂直方向から見た研磨装置１０の側面図、図３は研磨ヘッド５をＡ側からＢ側へ移動させた研磨装置１０の側面図、図４は研磨ヘッド５を２研磨レーンに設置した様子を示す模式的平面図であり、ガラス板の流れる方向に沿って、並列配置の重みを変更していることを示している。図５は研磨ヘッド５の固定状態を示した研磨装置１０の側面図である。

図１の本発明に係る研磨装置によって、フロート法により製造されたガラス板Ｇの表面の微小な傷や、異物、うねりを研磨し除去することができる。フロート法によりガラスリボンを製造する工程では、溶融炉、溶融金属浴（フロートバス）、徐冷炉、及び切断装置等が設けられている（図１８参照）。

フロート法により各工程を経てリボン状に形成されたガラス板は、切断装置によって所定サイズのガラス板Ｇに切断される。このとき、ガラス板Ｇは表面欠点が成形時の移動方向に沿って傾向性をもって発生している。

図１０にガラス板の断面方向におけるうねりの状態を強調して模式的に示す。フロート法によって製造されたガラス板は、基板面方向における短周期のうねりを有している。その厚さ方向（Ｔ_ｄ）においての山谷の高さはμｍオーダーであり、また前記のうねりの他に傷を有していることがある。前記欠陥は、成形時のガラスリボン移動方向、すなわち筋目方向に沿って、連続的に発生する傾向がある。この短周期のうねりは、表示装置の部材としてガラス板が用いられた場合に、利用者が視認できるレベルの表示むらなどに繋がりやすい。なお、前記ガラス板には、より長周期ピッチの厚さのばらつき肉厚偏差）も存在しているが、これらは光学的にはほとんど問題がない。

本発明においては、ガラス板の表面欠点の多い部位と、少ない部位とを研磨レーンとして分別し、それぞれの研磨レーンにおいて所望の研磨量となるように研磨ヘッドを分散配置する。本図においては、短周期のうねり等の表面欠点の多い研磨レーンの研磨量をＰ_Ｒとし、表面欠点が少ない研磨レーンの研磨量をＰ_Ｌと設定する。両研磨レーンは完全に分離された領域である必要はなく、その端部が事実上折り重なっていてもよい。

図１１は、上記の従来例における研磨量の分布を示す。基本的に２列の研磨レーンを設けているが、それぞれの研磨レーンにおける研磨量は等しく設定されていた。

図１２〜図１５に、本発明における研磨レーン毎の研磨量の重み付けを異なるように設定した状態を模式的に示す。図１２は研磨レーンが２列であり、重み付けが２：５の場合である。図１３は、研磨レーンが３列であり、重み付けが１：２：６の場合である。図１４は、研磨レーンが３列であり、重み付けが２：４：３であって、内側の研磨レーンが最も高い研磨能力となるように設定されている。図１５は、３列の研磨レーンであるが、研磨ヘッドを空間的に微小移動させ、Ｙ方向における段差的な変化をより低減するため、重なり合って研磨するように設定した事例である。

図１６は、本発明における研磨レーンと研磨ヘッドの配置の仕方を一般的に示した模式図である。Ｘ方向とは、研磨時におけるガラス板Ｇの搬送方向である。前記Ｘ方向に直交するＹ方向においては、被研磨表面が区切られるように研磨レーンを設定する。研磨レーンとは、研磨ヘッドの中心（自転中心及び公転中心）が位置する領域であって、研磨時に隣の研磨レーンに研磨具の端部が出ることは全く問題がない。空間的に研磨具が専らその研磨レーンの中で自転・公転をすることで、ガラス板の被研磨表面を研磨すればよい。

この図では、Ｙ方向に研磨レーンがＬ_１〜Ｌ_ＭまでのＭ個設けられ、研磨レーンＬ_１に一個の研磨ヘッド、研磨レーンＬ_２に２個の研磨ヘッド…、研磨レーンＬ_ＭにはＸ方向において最高密度となるように、全ての位置に研磨ヘッドが配置されている状態を示す。そして、この分散配置した設定で、研磨レーン毎に得られる研磨量がＰ_１，Ｐ_２…Ｐ_Ｍである。研磨レーンの数（Ｍ）は、２〜５であることが好ましい。前記研磨レーン数（Ｍ）が２レーン以上であると必要な研磨量の多い領域と少ない領域を分けることができ、また５レーン以下であることにより、研磨ヘッド位置の調整が効率的に行える。

図１７では、本発明おいて、複数の研磨レーンを設定し、そのなかで研磨条件、即ち表面欠点の分布状態等に基づいて研磨量を算定し（図１７（ａ））、研磨前の断面方向における表面状態（図１７（ｂ））に対して研磨を行い、その結果、表面欠点が除去または緩和された表面状態（図１７（ｃ））を得ることができることを模式的に示したものである。

以下の表１〜３に、本発明における研磨ヘッドの配置の一例を示す。本発明において、Ｘ方向に分割されたＮ個の領域のそれぞれを研磨区画という。表１及び表２には研磨レーン数が２（Ｌ_１及びＬ_２）、研磨区画数がＮ（１〜Ｎ）である例を示し、表３には研磨レーン数が３（Ｌ_１、Ｌ_２及びＬ_３）、研磨区画数がＮ（１〜Ｎ）である例を示している。表１〜３における○印は、研磨ヘッドが存在する位置を示す。板状物はＸ方向に配置された研磨ヘッド（１、２、…Ｎ）の順に研磨される。各研磨ヘッドの直径は、Ｙ方向の板状物のサイズをレーンの分割数で割った大きさとほぼ同じである。つまり、２ヘッドの場合は板状物のＹ方向の直径の約１／２、３ヘッドの場合は約１／３とすればよい。研磨工程の最後となる第Ｎ−１段、Ｎ段（最終段）における研磨ヘッドはＹ方向に分散されていることが好ましい。Ｘ方向における研磨区画の位置をｘ、Ｙ方向における研磨レーンの位置をｙとし（ここでｘは１〜Ｎの整数、ｙは１〜Ｍの整数、Ｎは研磨区画数、Ｍは研磨レーン数）、各研磨ヘッドの研磨量をＰ（ｘ，ｙ）とするとき、各研磨レーンの研磨量Ｐ_{Ｌ（ ｙ）}は、下記の数式で表される。

板状物の面積が大きい場合、本発明を適用することが好ましい。具体的には第７世代（１９００×２２００ｍｍ）以上のガラス板であることが好ましい。

ガラス板のサイズとしては、さらに、第８世代（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ）、あるいは第１０世代（２８００ｍｍ×３０００ｍｍ）に好ましく適用することができる。実質的にその面積が上記のサイズのものと同等以上であれば、同様の効果を得ることができる。

本発明においては、所定の時間内で、如何に表面欠点を全て又はその殆どを除去できるかということが重要である。つまり、長時間の研磨を行えば、表面欠点を除去することは容易であるが、限られた工程時間のなかで、所望の研磨を完了させることが重要である。

特に表面品位の高い高精細ＦＰＤ用のガラス板については、必要となる研磨量が増える傾向にあり、それにも関わらず、所定の工程時間のなかで、一定の品質の研磨作業を完了させることに本発明の意義がある。基本的に、レーン当たりのガラスの搬送方向（Ｘ方向）における研磨ヘッドの本数（または、研磨パッドの直径サイズ×個数（Ｘ方向に設置された個数））が実体的な研磨能力の指数となる。

たとえば、工程全体の研磨能力指数として「０．５μｍ／分」といった数値があげられる。Ｘ方向の研磨ヘッドの数を増やすと研磨能力は当然それに比例して上昇する。本発明において、基本的には研磨ヘッド当たりの研磨能力は最大であるようにし、かつ、各研磨ヘッドの研磨圧力や回転数は可能な範囲で最大に設定するものとする。Ｙ方向、つまり研磨レーン毎の研磨量の比率を調整する際に、研磨レーンの研磨能力を敢えて下げる必要はなく、工程全体として、高い研磨能力を示すように設定する。このようにしない場合、工程全体のスループットが低下するからである。たとえば、本発明により１００枚／時間の研磨を行うことができる。ただし、品種や求められる研磨特性に応じて、各段における研磨パッドの特性を変化させることが好ましい。

本発明は、上記のように研磨ヘッドを分散配置することで、被研磨対象物であるが大型のガラス板を短い時間内に効率よく大量に研磨することができる。

フロート法で製造され、所定サイズに切断されたガラス板Ｇは、テーブル２に接着された吸着シート３に非研磨対象面が吸着保持されて、移動手段（図示せず）により連続的に研磨装置１０まで搬送される。研磨装置１０では、図２に示すように、研磨レーン毎に重み付けして配置してある複数の研磨ヘッド５の円形研磨具４によりガラス板Ｇが研磨される。前記ガラス板Ｇは、筋目方向とＸ方向がほぼ平行になるよう、吸着シート３上に配置される。

研磨ヘッド５は、図１に示すように、円形研磨具４を回転させるスピンドル６を備える。スピンドル６の上端は、シリンダ７により上下移動する固定台８に取り付けられている。シリンダ７はガイドレール、ボールネジ、モータ等により構成される移動機構９に取り付けられ、図１に示す矢印Ｙ方向へ移動可能に設けられている。

この構成により、本発明の研磨装置１０では、図３に示すように円形研磨具４をガラス板Ｇ上のＡ側からＢ側またはＢ側からＡ側へ移動させることができる。

なお、本実施の形態においては、移動機構９はガイドレール、ボールネジ、モータ等により構成しているが、本発明はこの構成に限られず、研磨ヘッド５を所定の位置へ移動可能な機構であればよく、チェーン、ベルト、シリンダ、ギアなど各種の移動機構を利用することができる。

前記固定台８には、凸型ピン１１が下方に向けて４点設けられ、固定台８を挟んで凸型ピン１１の反対側に固定用シリンダ１２が取り付けられている。凸型ピン１１は図５に示すように、シリンダ７のピストン７Ａにより加工位置まで固定台８が下降することで、位置決め用レール１３上に設けられた凹型ピン１４と嵌合される。凸型ピン１１が凹型ピン１４に嵌合されると、固定用シリンダ１２のピストン１２Ａが上昇してピストン１２Ａの上端が移動機構９に当接する。その反力により、凸型ピン１１が凹型ピン１４に押圧されるので、移動機構９に対するシリンダ７の移動が制限される。これにより、スピンドル６が凹型ピン１４によって決まる所望の位置に固定される。

なお、本実施の形態においては、凸型ピン１１、固定用シリンダ１２、凹型ピン１４により所望の位置にスピンドル６を固定しているが、本発明はこの構成に限られず、リニアモータ、ラックピニオン機構等の移動機構によりスピンドルを移動させるとともに、任意の位置へ固定することが可能である。これにより、複数の研磨レーンに任意の数の研磨具４を配置することが可能であって、研磨具４が研磨レーンを越えて自転及び／又は公転するように配置することも可能となる。

本発明の研磨装置１０には、この他にスピンドル６の回転、シリンダ７または固定用シリンダ１２の駆動、移動機構９によるシリンダ７の移動などを制御する制御手段１５が設けられている。これらの機構によって、研磨ヘッドの位置の設定変更は、数や配置の組み合わせによるが、約５分以内で完了できる。

次に、研磨工程の具体的な作業の流れをフローチャート（図６）と、円形研磨具４、４…の移動状況を示す上面図（図７）を用いて本発明に係る研磨方法を説明する。

本発明に係る研磨方法では、まず検査工程Ｓ１または成形工程（前工程）の管理データにより、成形時に生じたガラス板Ｇ表面欠点の分布データをあらかじめ知ることができる。そして、その表面欠点の統計的なデータに基づいて研磨条件を見出すことができる。前記検査工程Ｓ１においては、ガラス板の筋目方向（成形時の移動方向）と同方向に、ガラス板を移動させて表面欠点の検査を行う。検査工程Ｓ１における検出手段としては、レーザー光や指向性の光束による光学式検査装置を用いることができる。

移動手段によりガラス板Ｇが検出手段の下方を通過する際に、ガラス板Ｇ上の表面欠点の位置、大きさ、深さ、種類（傷、うねり）など、表面欠点に関する情報を得る。得られた情報は記録手段へ送られ記録される（ステップＳ２）。

ガラス板Ｇの検査は光学式の検査装置、ガラス板Ｇを撮像した画像を画像処理することにより検出する検査装置や、接触式の検査装置等、表面欠点に関する情報が得られる検査装置であれば各種の検査装置が使用可能である。またオペレータによる目視での検査でもよく、その場合、表面欠点に関する情報を記録手段へ手動で入力する。

続いて、複数配置された円形研磨具４（研磨ヘッド５）を表面欠点の情報に基づき移動させる（ステップＳ３）。

ガラス板Ｇ上に表面欠点がある場合、その情報は検査工程Ｓ１の段階で取得されている。制御手段１５は表面欠点の情報に基づき、円形研磨具４が、表面欠点が少ない位置よりも表面欠点が多く存在する研磨レーンに相対的に多く配置されるように、移動機構９により円形研磨具４をＹ方向に移動させる。

通常、研磨ヘッド５は、凸型ピン１１と凹型ピン１４とが嵌合し、かつ、固定用シリンダ１２のピストン１２Ａが上昇した状態になっている（図５）。研磨ヘッド５を移動させる場合は、ピストン１２Ａを下降させて押圧状態を解除するとともにシリンダ７のピストン７Ａを上昇させて凸型ピン１１と凹型ピン１４との嵌合状態を解除する（図１）。

次に、移動機構９に沿ってシリンダ７を水平移動させて研磨ヘッド５をガラス板Ｇ上の研磨レーンＬ_Ａ側から研磨レーンＬ_Ｂ側、または、研磨レーンＬ_Ｂ側から研磨レーンＬ_Ａ側へ移動させる（図３）。そして、再びシリンダ７、固定用シリンダ１２を駆動して凸型ピン１１と凹型ピン１４とを嵌合状態とする（図５）。

続いて、図７の（７−２）及び（７−３）を用いて円形研磨具４（研磨ヘッド５）の移動の一例を説明する。（７−２）に示すように、ガラス板Ｇ上の研磨レーンＬ_Ｂ側に表面欠点１７が多数発生していた際には、研磨レーンＬ_Ａ側にある２つの円形研磨具４（研磨ヘッド５）を、研磨レーンＬ_Ｂ側へ移動させ、５つの円形研磨具４により研磨レーンＬ_Ｂ側のガラス板Ｇを研磨する。

例えば、研磨レーンＬ_Ｂ側に発生しているガラス板Ｇのうねりが研磨レーンＬ_Ａ側に発生しているうねりの３倍である場合、ガラス板Ｇの研磨レーンＬ_Ｂ側の領域により大きな研磨力を必要とする。そのため、研磨レーンＬ_Ａ側よりも、研磨レーンＬ_Ｂ側の研磨力が３倍となるように、研磨ヘッド５の必要な数を制御手段１５により算出して、研磨ヘッド５のＹ方向の移動と固定を行う。

次いで、研磨対象のガラス板Ｇに適した研磨条件となるように重み付けされた設定に従い、搬送装置でガラス板ＧをＸ方向に送りながら、複数の円形研磨具４（研磨ヘッド）で連続的にする（ステップＳ４）。

上記の例の場合、研磨レーンＬ_Ｂ側により多く配置された円形研磨具４、４…により、研磨レーンＬ_Ｂ側の研磨能力が上がり、ガラス板Ｇの表面欠点１７をより速く除去できる。

研磨（ステップＳ４）後には、再び検査工程Ｓ１と同様のガラス板Ｇの検査が行われる（ステップＳ５）。表面欠点の研磨に問題が無かったガラス板Ｇは研磨工程が終了し、研磨が不十分であったガラス板Ｇは再びステップＳ４で研磨される。

以上説明したように、本発明に係る研磨方法及び研磨装置によれば、ガラス板Ｇに生じた表面欠点１７の情報に基づき、研磨装置の複数の研磨ヘッド５を最適配置することで、研磨能力を均一とする従来の研磨方法よりも、効率的に研磨できる。

なお、本実施の形態では研磨ヘッド５は、ガラス板Ｇ上の研磨レーンＬ_Ａ側と研磨レーンＬ_Ｂ側の２列に配置しているが、本発明はこれに限られず、ガラス板Ｇの表面欠点に応じて研磨レーンを３列以上に配列にすることもできる。

また、Ｘ方向（板状物の搬送方向）における研磨区画分割数をＮとするとき、最下流区画の研磨ヘッドの自転中心及び／又は公転中心と、最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドうちの少なくとも一つの自転中心及び／又は公転中心とが、板状体搬送方向（Ｘ方向）の同一平行線上に位置しないようにすることが好ましい。

本発明の研磨装置において、最下流の研磨区画または最下流の２つの研磨区画における研磨は、板状体の被研磨面の傷を除去するために行われる。この研磨を「傷取り研磨」といい、傷取り研磨を行う区画を「傷取り研磨区画（defect removing zone）」という。そして最下流区画の上流側に隣接する１〜３の研磨区画を「筋取り研磨区画（streak removing zone）」といい、前述の研磨ムラを除去するための研磨を行う。

したがって、板状体搬送方向（Ｘ方向）の研磨区画数をＮ、最上流の区画をＺ_１、最上流から２番目の区画をＺ_２、最下流のＺ_Ｎとするとき、区画Ｚ_Ｎ単独または区画Ｚ_Ｎ及びＺ_Ｎ−１の２区画が傷取り研磨区画となる。そして、最下流区画の上流側に隣接する１〜３の研磨区画、すなわち該傷取り研磨区画が区画Ｚ_Ｎのみの場合、Ｚ_Ｎ−３〜Ｚ_Ｎ−１の３区画が筋取り研磨区画となり、該傷取り研磨区画が区画Ｚ_Ｎ及びＺ_Ｎ−１の２区画の場合、Ｚ_Ｎ−４〜Ｚ_Ｎ−３の２区画が筋取り研磨区画となる。そして、該筋取り研磨区画に位置する研磨ヘッドうちの少なくとも一つの自転中心及び／又は公転中心が、その下流側の傷取り研磨区画の研磨ヘッドの自転中心及び／又は公転中心が、板状体搬送方向（Ｘ方向）の平行線上に位置しないようにすることが好ましい。

図１９に、上記のように構成した研磨装置の例を示す。この例においては、レーンの分割数を２として第１のレーンＬ_Ａと第２のレーンＬ_Ｂが設けられており、最下流の研磨区画Ｚ_Ｎと一つ上流側の研磨区画Ｚ_Ｎ−１が示されている。そして、Ｚ_Ｎが傷取り研磨区画であり、Ｚ_Ｎ−１が筋取り研磨区画として設定されている。この図に示すように、筋取り研磨区画Ｚ_Ｎ−１の円形研磨具４（研磨ヘッド５）の回転中心（自転中心及び／又は公転中心）は、傷取り研磨区画Ｚ_Ｎの円形研磨具４（研磨ヘッド５）の回転中心（自転中心及び／又は公転中心）と重ならず、Ｘ方向の同一平行線上に位置しないようになっている。こうすることにより、筋取り研磨区画における被研磨領域が分散され、板状体の被研磨面の特定の部位に発生した研磨ムラ（研磨筋）を除去／低減できる。

研磨ムラ（研磨筋）を除去／低減するには、筋取り研磨区画における円形研磨具（研磨ヘッド）の位置をずらす上記の方法以外に、円形研磨具（研磨ヘッド）をＹ方向（板状体搬送方向を横切る方向）に往復運動させてもよく、また筋取り研磨区画における円形研磨具（研磨ヘッド）に対向する位置の板状体搬送手段（テーブル２）をＹ方向（板状体搬送方向を横切る方向）に往復運動させてもよい。

本出願を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００９年１２月１８日出願の日本特許出願（特願２００９-２８８００５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１、１０：研磨装置
２：テーブル
３：吸着シート
４：円形研磨具
５：研磨ヘッド
６：スピンドル
７：シリンダ
７Ａ、１２Ａ：ピストン
８：固定台
９：移動機構
１１：凸型ピン
１２：固定用シリンダ
１３：位置決め用レール
１４：凹型ピン
４２：キャナル
５４：溶融ガラス
５３：フロートバス
５２：溶融金属
５６：トップロール
６０：リフトアウトローラ
６２：徐冷炉
６４：レヤーローラ
７０：切断装置
４０：ツイール
Ｇ：ガラス板
５０、５１：撮像装置

Claims (22)

1. 所定の搬送方向に搬送される板状物の被研磨表面を３個以上の研磨ヘッドで研磨する方法であって、
   前記被研磨表面が、前記搬送方向と直交する方向に区切られるように複数の研磨レーンを設定し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する被研磨表面の状態に基づいて研磨量を設定することを特徴とする板状物の研磨方法。
2. 前記複数の研磨レーン中における最小の研磨量が０〜３μｍであることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
3. 前記複数の研磨レーン中における最大の研磨量が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
4. 前記複数の研磨レーン中における最大の研磨量と、最小の研磨量の差が０〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
5. 前記複数の研磨レーンの数が２〜５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨方法。
6. 前記複数の研磨レーンの各々に対応配置する前記研磨ヘッドの個数が、最低数の研磨レーンで０〜１６であり、最大数の研磨レーンで１０〜３２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨方法。
7. 前記研磨ヘッドの総数が１１〜３５であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨方法。
8. 前記研磨ヘッドの各々のサイズを略等しく設定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨方法。
9. 前記板状物はガラス板であり、該ガラス板の成形工程における搬送方向と、研磨時の搬送方向とが同一となるようにガラス板を配置することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の研磨方法。
10. 前記板状物の幅をＷ、前記研磨ヘッドの有効長をＤ_Ｌとすると、０．８Ｗ≧Ｄ_Ｌ≧０．３Ｗを満足することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の研磨方法。
11. 同一研磨レーン上における最下流区画の研磨ヘッドの自転中心及び／又は公転中心と、該最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドうちの少なくとも一つの自転中心及び／又は公転中心とが、前記研磨時の搬送方向の同一平行線上に位置しないことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨方法。
12. 同一研磨レーン上における最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドのうちの少なくとも一つが、前記研磨時の搬送方向を横切る方向に往復運動することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨方法。
13. 同一研磨レーン上における最下流区画から１〜３区画上流側に位置する研磨ヘッドのうちの少なくとも一つに対向する板状体搬送手段が、前記搬送方向を横切る方向に往復運動することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨方法。
14. 研磨する前に、前記被研磨表面における表面欠点の分布状態を検査することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の研磨方法。
15. 前記板状物がフロート法で製造されたガラス板であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の研磨装置。
16. 研磨後に前記被研磨表面における表面欠点の分布状態をさらに検査することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の研磨方法。
17. 前記板状物がフラットパネルディスプレイ用のガラス基板であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の研磨方法。
18. 前記板状物は、短辺の長さが１９００ｍｍ以上であり、長辺の長さが２２００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の研磨方法。
19. 前記複数の研磨レーンのうちの一つの研磨レーンの幅が８００ｍｍ〜１６００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の研磨方法。
20. 研磨ヘッドが円形であって、それぞれの研磨ヘッドの自転軸により自転するとともに、前記板状物に対して所定の公転半径で公転することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の研磨方法。
21. 一つの前記板状物に対して、最初の研磨ヘッドが接触し、研磨を開始してから、最後の研磨ヘッドによる研磨が終了するまでの時間が１分〜２０分であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の研磨方法。
22. 所定の搬送方向に搬送される板状物の被研磨表面を３個以上の研磨ヘッドで研磨する装置であって、
    前記被研磨表面が、前記搬送方向と直交する方向に区切られるように複数の研磨レーンを設定し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する研磨ヘッドの個数を重み付けして配置し、前記複数の研磨レーンの各々に対応する被研磨表面の状態に基づいて研磨量を設定することを特徴とする板状物の研磨装置。

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