JPWO2012073626A1 - 研削方法及び研削装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ガラス基板の端面を研削加工する砥石と、前記ガラス基板の研削加工部を冷却する冷却剤を供給するノズルとを備えた研削装置を使用する研削方法であって、直径ｄの砥石を回転駆動させて、厚みが１．２ｍｍ以下の前記ガラス基板の端面を研削加工し、前記研削加工中に、前記ガラス基板を挟んで、前記ガラス基板の各主面に対しθ１，θ２の入射角度で、かつ、前記砥石に対する前記ガラス基板の進行方向に向かって、前記砥石による研削位置から距離ｘの位置へ冷却剤を供給し、前記θ１、θ２、ｘ／ｄの値が、各々１５〜６０°、１５〜６０°、０．０４〜０．０５の範囲内である研削方法に関する。

Description

本発明は、ガラス基板の端面の研削方法及び研削装置に関する。

板ガラスや液晶パネル等のガラス基板は、研削装置により四辺の端面が研削及び面取される（以下、研削及び面取を合わせて研削加工と称する）。この研削加工では、回転させた砥石を研削対象であるガラス基板の端面に当て、砥石もしくはガラス基板を動かしてガラス基板周辺の端面を研削加工している。また、研削加工中は、冷却のためにノズルからクーラント（冷却剤）が加工部へ供給される（例えば、特許文献１参照）。

日本国特開２００７−３００５１号公報

近年では、ガラス基板の厚みが薄くなっていることから、ガラス基板の端面がぶれやすく安定しないためガラス基板の端面の不具合（例えばチッピング（微小クラック）、欠け、研削焼けや割れ）が発生しやすい状況となっている。この傾向は、１．２ｍｍ以下の厚みのガラス基板で特に顕著である。しかしながら、従来の研削方法では、このような厚みの薄いガラス基板の研削加工に適した研削条件（例えば、クーラントを供給する位置や入射角度）が規定されておらず、上述した研削加工時におけるガラス基板の端面の不具合の発生を防止することが困難であった。

本発明は、上記の事情に対処してなされたものであり、研削対象物であるガラス基板が薄い場合でも、ガラス基板の端面の不具合発生を抑制し、ガラス基板の端面を安定して研削できる研削方法及び研削装置を提供することを目的とする。

本発明の研削方法は、ガラス基板の端面を研削加工する砥石と、前記ガラス基板の研削加工部を冷却する冷却剤を供給するノズルとを備えた研削装置を使用する研削方法であって、直径ｄの砥石を回転駆動させて、厚みが１．２ｍｍ以下の前記ガラス基板の端面を研削加工する工程と、前記研削加工中に、前記ガラス基板を挟んで、前記ガラス基板の各主面に対しθ_１，θ_２の入射角度で、かつ、前記砥石に対する前記ガラス基板の進行方向に向かって、前記砥石による研削位置から距離ｘの位置へ冷却剤を供給する工程と、を備え、前記θ_１、θ_２、ｘ／ｄの値が、各々１５〜６０°、１５〜６０°、０．０４〜０．０５の範囲内である。

本発明の研削方法において、前記ノズルの供給口の内径φ、前記ノズルの供給口から各々供給される前記冷却剤の流量Ｒ、及び、前記ガラス基板の研削加工速度Ｖと前記砥石の周速度ｖとの比Ｖ／ｖが、それぞれ、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内であることが好ましい。

本発明の研削方法において、前記砥石の摩耗量に応じて、前記ｘ／ｄの値が、０．０４〜０．０５の範囲内となるよう前記冷却剤を供給する位置を調整する工程をさらに備えることが好ましい。

本発明の研削方法において、前記砥石の摩耗量に応じて、前記Ｖ／ｖが、０．００１２〜０．０１の範囲内となるように調整する工程をさらに備えることが好ましい。

本発明の研削装置は、ガラス基板の端面を研削加工する研削装置であって、厚みが１．２ｍｍ以下のガラス基板の端面を、回転駆動して研削加工する直径ｄの砥石と、前記ガラス基板を挟んで配置され、前記ガラス基板の各主面に対しθ_１，θ_２の入射角度で、かつ、前記砥石に対する前記ガラス基板の進行方向に向かって、前記砥石による研削位置から距離ｘの位置へ冷却剤を供給する第１，第２のノズルと、を備え、前記θ_１、θ_２、ｘ／ｄの値が、各々１５〜６０°、１５〜６０°、０．０４〜０．０５の範囲内である。

本発明によれば、研削加工中に、ガラス基板を挟んで、ガラス基板の各主面に対し各々１５〜６０°の入射角度で、かつ、砥石に対するガラス基板の進行方向に向かって、砥石による研削位置から砥石の直径の０．０４（４％）〜０．０５（５％）の範囲内となる位置へ冷却剤を供給しているので、研削対象物であるガラス基板が薄い場合でも、ガラス基板の端面の不具合発生を抑制し、ガラス基板の端面を安定して研削できる研削方法及び研削装置を提供することができる。

図１（ａ）、図１（ｂ）は、実施形態に係る研削装置の構成図である。 図２（ａ）、図２（ｂ）は、研削機構の詳細構成図である。 図３は、砥石の拡大側面図である。 図４は、筺体の斜視図である。 図５は、筺体の側面図である。 図６は、端面洗浄機構の側面図である。

（実施形態）
以下、本実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（研削装置１）
図１は、実施形態に係る研削装置１の構成図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図である。図２は、研削機構１００及びクーラント供給機構２００の詳細構成図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。図３は、砥石１０１の拡大側面図である。図４は、研削機構１００が備える筺体１０４の斜視図である。図５は、筺体１０４の側面図である。図６は、端面洗浄機構５００の側面図である。

図２では、筺体１０４内部の構成を容易に視認できるように、筺体１０４を鎖線で示した。また、図５では、砥石１０１を鎖線で示した。以下、図１〜図６を参照して、研削装置１の各構成について説明する。なお、図１〜図５では、研削機構１００及びコントローラ６００の支柱の図示を省略した。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、研削装置１は、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）など電子機器向けのガラス基板（以下、ワークＷと称する）の端面を研削及び面取する研削機構１００、研削機構１００が備える砥石１０１の研削部付近へクーラント（冷却剤）を供給するクーラント供給機構２００、ワークＷを保持し、ワークＷの端面を研削機構１００に沿って移動させる搬送機構３００、ダクトＬを介して研削機構１００と接続され、研削機構１００で使用したクーラントを引き込む吸引機構４００、研削機構１００で研削及び面取されたワークＷの端面を洗浄する端面洗浄機構５００及び研削装置１全体を制御するコントローラ６００を備える。

ワークＷの厚みが薄いと（特に１．２ｍｍ以下）、ワークＷの端面の不具合（例えばチッピング（微小クラック）、欠け、研削焼けや割れ）が発生しやすくなることから、この実施形態では、厚みが１．２ｍｍ以下のワークＷを取り扱うものとする。また、以下の説明では、研削及び面取を合わせて研削加工と称する。

（研削機構１００）
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、研削機構１００は、ワークＷの端面を研削加工する砥石１０１、この砥石１０１を回転駆動するモータ１０２、クーラント供給機構２００から砥石１０１へ供給された後の使用済みクーラントを整流し、ダクトＬへ使用済みクーラントを吸引誘導する整流板１０３、砥石１０１及び整流板１０３等を収容する筺体１０４を備える。

砥石１０１は、回転駆動するモータ１０２に取り付けられており、砥石１０１の中心Ｐ_１を中心として図２（ａ）の矢印αの向き（反時計回り）に回転駆動される。また、図３に示すように、砥石１０１の側面中央には溝１０１ａが形成されており、図２（ａ）の矢印βの向き（右から左）にワークＷの端面をこの溝１０１ａに沿って移動させることにより、ワークＷの端面の研削加工がおこなわれる。

モータ１０２は、コントローラ６００からの制御に基づいて、砥石１０１を図２（ａ）の反時計回りの向きに回転駆動する。この際、砥石１０１の回転数は、ワークＷの送り速度（以下、加工速度Ｖと称する）に基づいて制御される。具体的には、加工速度Ｖ及び砥石１０１の周速度ｖの比Ｖ／ｖが０．００１２〜０．０１の範囲内（０．００１２≦Ｖ／ｖ≦０．０１）となるように砥石１０１の回転数を制御する。なお、周速度ｖは、砥石１０１とワークＷの板厚を１／２とする面とが接触する位置Ｐ_２（以下、研削位置Ｐ_２と称する）における砥石１０１の周速度である。

加工速度Ｖと周速度ｖと比Ｖ／ｖが、０．００１２未満であると、クーラントが砥石１０１の回転により生じた空気層を通過してワークＷに達することができず、研削部分を冷却できない。その結果、焼け等の不具合が発生し、研削加工できなくなる虞がある。また、加工速度Ｖと周速度ｖと比Ｖ／ｖが、０．０１を超えるとワークＷの研削加工の限界速度に近いためワークＷの端面の研削加工を行うこと自体が難しい。

整流板１０３は、砥石１０１の右側に砥石１０１に沿って配置され（図２（ａ）参照）、使用済みのクーラントを整流してダクトＬへ吸引誘導する。この整流板１０３を備えることにより、使用済みのクーラントを整流して効率良くダクトＬの引き込み口まで吸引誘導することができる。このため、筺体１０４内にクーラントが飛散するのを効果的に防止することができる。図２（ａ）では、ダクトＬを筺体１０４の上側に取り付けているが、ダクトＬを筺体１０４の右側に取り付けてもよい。

ダクトＬの引き込み風量は、４０〜６０ｍ／分の範囲内とすることが好ましい。引き込み風量が４０ｍ／分未満であるとクーラントを十分に引き込むことができない虞がある。また、引き込み風量が６０ｍ／分を超えると筺体１０４内の負圧（大気圧よりも圧力が低い状態）が増大し筺体１０４の強度に影響する虞がある。また、後述する吸引機構４００が備えるポンプの吸引能力を上げる必要があるため設備コストが増大する。なお、ダクトＬに引き込み風量調節用の調整板を設けてもよい。

図４に示すように、筺体１０４には、ワークＷを導入する開口１０４ａが設けられている。さらに、クーラントが筺体１０４外へ飛散するのを防止する目的で、この開口１０４ａの上下には、筺体１０４から外側に向かって延伸する２つの鍔（つば）１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。クーラントをダクトＬから引き込む際に、筺体１０４内の空気も引き込まれるため筺体１０４内が負圧となる。このため、図５に示すように、筺体１０４外から筺体１０４内へ矢印の向きに空気の流れができる。筺体１０４外へ飛散しようとするクーラントは、この流れに押し返されるため、この鍔１０４ｂ，１０４ｃを設けることでクーラントが筺体１０４外へ飛散するのを効果的に防止することができる。

（クーラント供給機構２００）
クーラント供給機構２００は、図示しないポンプにより送出されるクーラントを均等に分岐するマニホルド２０１、このマニホルド２０１を図２（ａ）の矢印γの方向（上下方向）に進退駆動する進退走行手段２０２、ワークＷを挟んで、ワークＷの各主面Ｓ_１，Ｓ_２に対しθ_１，θ_２の入射角度で配置され、マニホルド２０１で分岐されたクーラントを研削部付近へ供給するノズル２０３ａ，２０３ｂを備える。

ノズル２０３ａ，２０３ｂは、マニホルド２０１を介してポンプにより送出されるクーラントを供給する。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ノズル２０３ａ，２０３ｂからは、砥石１０１によるワークＷの研削位置Ｐ_２に対し、図２（ａ）の紙面に向かって左側、即ち、研削位置Ｐ_２からワークＷの進行方向に向かって距離ｘの位置Ｐ_３（以下、供給位置Ｐ_３と称する）にクーラントが供給される。

この供給位置Ｐ_３は、砥石１０１の直径ｄ及び研削位置Ｐ_２と供給位置Ｐ_３との距離ｘの比ｘ／ｄが０．０４（４％）〜０．０５（５％）の範囲内（０．０４（４％）≦ｘ／ｄ≦０．０５（５％））となるように調整される。

砥石１０１は、回転しているため砥石１０１の周りに砥石１０１と共に回転する空気層ができる。この空気層とワークに阻まれて、クーラントを研削位置Ｐ_２へ供給してもクーラントを研削位置Ｐ_２に当てることができない。このため、加工速度Ｖと周速度ｖと比Ｖ／ｖが、０．００１２以上であり、かつ、クーラントを、研削位置Ｐ_２ではなく供給位置Ｐ_３に供給することで研削加工部へクーラントを供給することができる。

このため、この実施形態では、砥石１０１の直径ｄ及び研削位置Ｐ_２と供給位置Ｐ_３との距離ｘの比ｘ／ｄが０．０４（４％）〜０．０５（５％）の範囲内（０．０４（４％）≦ｘ／ｄ≦０．０５（５％））となる供給位置Ｐ_３へクーラントを供給している。もし、ｘ／ｄの値が０．０４（４％）未満であると、実際にクーラントが当たる位置が研削位置Ｐ_２からワーク進行方向と反対方向にずれてしまい研削部を冷却することができない。また、ｘ／ｄの値が０．０５ｍｍ（５％）を超えると、クーラントが当たる位置が研削位置Ｐ_２からワーク進行方向にずれてしまい研削部を冷却することができない。

なお、図２（ｂ）では、ノズル２０３ａ，２０３ｂによるクーラントの供給位置を同じ位置にしているが、ノズル２０３ａ，２０３ｂのクーラントの供給位置を互いにずらすようにしてもよい。このようにノズル２０３ａ，２０３ｂのクーラントの供給位置をずらすことで、ノズル２０３ａから供給されるクーラントとノズル２０３ｂから供給されるクーラントとが互いに干渉してクーラントが研削加工部へ供給されないのを抑制することができる。ただし、この場合も、ノズル２０３ａ，２０３ｂによるクーラントの供給位置が０．０４（４％）≦ｘ／ｄ≦０．０５（５％）を満たすように調整する点に留意する。

さらに、クーラントを供給するノズル２０３ａ，２０３ｂの入射角度θ_１，θ_２にも注意が必要である。クーラントの入射角度によっては、砥石１０１によるワークＷの研削位置Ｐ_２にクーラントを供給することができない虞がある。このクーラントの入射角度には、水平方向（図２（ｂ）参照）の入射角度θ_１，θ_２と、ワークＷの端面（研削面）に対して垂直方向（図２（ａ）参照）の入射角度θ_３とがあるが、砥石１０１の側面に対して水平方向の入射角度θ_１，θ_２が特に重要である。

具体的には、ノズル２０３ａ，２０３ｂの入射角度θ_１，θ_２（図２（ｂ）参照）は、１５°〜６０°の範囲内（１５°≦θ_１，θ_２≦６０°）とすることが好ましい。入射角度θ_１は、図２（ｂ）に示す補助線Ｌ_３に対する補助線Ｌ_１の角度であり、入射角度θ_２は、図２（ｂ）に示す補助線Ｌ_３に対する補助線Ｌ_２の角度である。なお、補助線Ｌ_３を基準として上側、下側のどちらも正（プラス）とした。ここで、補助線Ｌ_３は研削位置Ｐ_２における砥石１０１の接線であり、補助線Ｌ_２はノズル２０３ｂの供給口の中心を通る線であり、補助線Ｌ₁はノズル２０３ａの供給口の中心を通る線である。

ノズル２０３ａ，２０３ｂの入射角度θ_１，θ_２が１５°未満の場合、クーラントがワークＷ上を流れてしまい砥石１０１とワークＷとが接触する研削位置Ｐ_２へクーラントがうまく供給されず、焼け等の不具合が発生する虞がある。また、ノズル２０３ａ，２０３ｂの入射角度θ_１，θ_２が６０°を超えている場合、クーラントがワークＷを叩く状態となり、ワークＷの端面が振動して安定しない（暴れる）ため、チッピング（微小クラック）や欠け、割れ等の不具合が発生する虞がある。

また、ノズル２０３ａ，２０３ｂに共通の入射角度θ_３は、１５°〜３０°の範囲内（１５°≦θ_３≦３０°）とすることが好ましい。入射角度θ_３は、図２（ａ）に示す補助線Ｌ_４と補助線Ｌ_５との角度である。ここで、補助線Ｌ_５はノズル２０３ａの供給口の中心を通る線であり、補助線Ｌ_４は砥石１０１の研削位置Ｐ_２における接線である。

さらに、ノズル２０３ａ，２０３ｂから供給するクーラントの流量Ｒは、それぞれ１０〜２０Ｌ（リッター）／分（１０Ｌ／分≦Ｒ≦２０Ｌ／分）とすることが好ましい。砥石１０１は、回転しているため砥石１０１の周りに砥石１０１と共に回転する空気層ができる。このため、クーラント流量Ｒが１０Ｌ／分未満であると、この空気層をクーラントが破ることができず、クーラントが供給位置Ｐ_３にうまく当たらない。その結果、研削部を冷却することができず、焼け等の不具合が発生する。また、クーラント流量Ｒが２０Ｌ／分を超えると、上記空気層を破ることはできるが、クーラントの流速が速くなりすぎ、供給位置Ｐ_３に供給されたクーラントが研削位置Ｐ_２へ到達しない虞がある。

また、ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径φは、それぞれ２．５ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲内（２．５ｍｍ≦φ≦３．２ｍｍ）とすることが好ましい。ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径が２．５ｍｍ未満であると、供給されるクーラント径が細くなり、供給位置Ｐ_３へのクーラント供給を保つことが難しくなる。また、ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径が３．２ｍｍを超えると、供給されるクーラント径が太くなるため、供給位置Ｐ_３にクーラントを当てた状態を保つことは難しくないが、流速が低くなるため、砥石１０１の周りに発生している空気層を破ることが難しくなる。

なお、ノズル２０３ａ，２０３ｂの内部は、供給したクーラントが拡散しないように螺旋状に加工されている。また、ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径φは、例えば、ワークＷの厚みが０．７ｍｍでは内径φを３．０ｍｍ、ワークＷの厚みが０．４ｍｍでは内径φを２．８ｍｍ、というようにワークＷの厚みに合わせて変更することがより好ましい。

進退走行手段２０２は、敷設した二条の並列ガイドレール２０４ａ，２０４ｂと、マニホルド２０１の下面に設けてガイドレール２０４ａ，２０４ｂにスライド自在に係合した４つのスライダ（図示せず）と、ガイドレール２０４ａ，２０４ｂに沿って設けられると共に、定位置でフリーに回転するように軸承した雄ネジ２０５と、この雄ネジ２０５を可逆駆動するモータ２０６と、マニホルド２０１の下面に取付けられ、雄ネジ２０５と螺合する雌ネジ（図示せず）とを備える。モータ２０６を可逆運転することにより、雄ネジ２０５が正転、逆転駆動され、マニホルド２０１及びマニホルド２０１に設けられたノズル２０３ａ，２０３ｂがガイドレール２０４ａ，２０４ｂに沿って進退走行する。

進退走行手段２０２のモータ２０６は、コントローラ６００により制御され、砥石１０１の摩耗状態に基づいてノズル２０３ａ，２０３ｂが設けられたマニホルド２０１を図２（ａ）の上下方向に移動させる。すなわち、クーラントを研削位置Ｐ_２へ供給するためには、クーラントを供給位置Ｐ_３へ供給する必要があるが、砥石１０１が使用により摩耗してくると、砥石１０１の直径ｄが変化するため、砥石１０１の摩耗により砥石１０１の直径ｄが変化（減少）した分だけマニホルド２０１の位置も図２（ａ）の上方向に移動させる必要がある。

そこで、この実施形態では、上述したように、進退走行手段２０２により、砥石１０１の摩耗状態に基づいてマニホルド２０１の位置、つまりノズル２０３ａ，２０３ｂの位置を変化させるようにしている。この実施形態によれば、例えば、砥石１０１の直径ｄが摩耗により０．１ｍｍ短くなった場合、コントローラ６００は、モータ２０６を駆動してマニホルド２０１の位置を図２（ａ）の上方向に、ｘ／ｄの値が０．０４〜０．０５の範囲内となるように移動する。

なお、砥石１０１の摩耗状態は、例えば、ノギス等により砥石１０１の溝１０１ａの深さを測定して摩耗量を求めてもよく、研削前と研削後のワークＷの幅の差から求めるようにしてもよい。

（搬送機構３００）
搬送機構３００は、進退走行手段３０１及びこの進退走行手段３０１に設けられ図１（ａ）の左右方向へ移動する走行体Ｓから構成される。進退走行手段３０１は、敷設した二条の並列ガイドレール３０２ａ，３０２ｂと、走行体Ｓの下面に設けてガイドレール３０２ａ，３０２ｂにスライド自在に係合した４つのスライダ３０３ａ〜３０３ｄと、ガイドレール３０２ａ，３０２ｂに沿って設けられると共に、定位置でフリーに回転するように軸承した雄ネジ３０４と、この雄ネジ３０４を可逆駆動するモータ３０５と、走行体Ｓの下面に取付けられ、雄ねじ３０４と螺合する雌ネジ３０６とから構成され、モータ３０５の可逆運転により雄ネジ３０４を正転、逆転駆動することにより走行体Ｓが進退走行する。

なお、走行体Ｓは、進退走行することができればよく、例えば、走行体Ｓにモータ及びこのモータにより可逆駆動するピニオンを設け、このピニオンをガイドレール３０２ａ，３０２ｂに沿って配設されたラックに噛み合わせて走行体Ｓを進退走行させてもよい。

走行体Ｓ上には、ワークＷを保持するための保持手段３０７が設けられ、この保持手段３０７によりワークＷが着脱自在に保持される。保持手段３０７は、例えば中空の吸引ボックスであり、この吸引ボックスの頂壁に載置したワークＷを頂壁に設けてある複数の小孔３０７ａによりワークＷを吸引保持する。なお、小孔３０７ａの代わりに複数の吸盤を設けて、吸引保持させることも可能である。

（吸引機構４００）
吸引機構４００は、ダクトＬを介して使用済みクーラントを吸引するポンプ、このポンプの手前に配置された気液分離器を備える。ダクトＬから引き込まれたクーラントは、気液分離器で空気と分離され再利用もしくは破棄される。

（端面洗浄機構５００）
端面洗浄機構５００は、研削機構１００で研削加工されたワークＷの端面に洗浄水を供給することにより、研削加工により発生してワークＷの端面及び端面近傍に付着したカレットを含むクーラントを除去し、ワークＷの端面を洗浄する。図６に示すように、端面洗浄機構５００は、洗浄水を供給するノズル５０１ａ，５０１ｂ、洗浄水の飛散を防止する筺体５０２を備える。ノズル５０１ａ，５０１ｂは、ワークＷの上下に各々配置され、ワークＷの端面に向けて洗浄水を供給する。この際、除去したカレットがワークＷの各主面Ｓ_１，Ｓ_２上に残るのを防止するため、洗浄水はワークＷの内側から外側へ向けて供給される。なお、筺体５０２には、研削機構１００の筺体１０４を同様に、ワークＷを導入する開口５０２ａが設けられている。

（コントローラ６００）
コントローラ６００は、研削装置１全体を制御する。具体的には、進退走行手段３０１の雄ネジ３０４を可逆駆動するモータ３０５、砥石１０１を回転駆動するモータ１０２、進退走行手段２０２の雄ネジ２０５を可逆駆動するモータ２０６、保持手段３０７等を制御する。

（研削方法）
次に、この実施形態に係る研削装置１を用いた研削方法について、図１〜図６を参照して説明する。なお、以下に説明する動作は、コントローラ６００により制御される。

まず、図示しない移載機によりワークＷを保持手段３０７上に載置する。載置の際には、ワークＷのアライメントが行われる。ワークＷが載置されると、小孔３０７ａによりワークＷが吸引保持される。

ワークＷが吸引保持されると、進退走行手段３０１のモータ３０５により、走行体Ｓが所定の速度で図１（ａ）及び図１（ｂ）の右から左に向かって駆動される。なお、この走行体Ｓの速度を一定とせずに、初めは、速度を上げて駆動し、研削機構１００の手前で速度を落とすようにしてもよい。

走行体Ｓの前進とともに、ワークＷの端面が研削加工される。この研削加工中は、加工速度Ｖ及び周速度ｖの比Ｖ／ｖが０．００１２〜０．０１の範囲内となるように砥石１０１の回転数が制御される。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す入射角度θ_１〜θ_３が、それぞれ１５°〜６０°の範囲内、１５°〜６０°の範囲内、１５°〜３０°の範囲内に調整されたノズル２０３ａ，２０３ｂからは、クーラントが１０Ｌ／分〜２０Ｌ／分の範囲内の流量で供給位置Ｐ_３へ供給される。

供給位置Ｐ_３へ供給されたクーラントは、砥石１０１とワークＷとが接触する研削位置Ｐ_２を冷却した後、整流板１０３に整流され、ダクトＬから引き込まれる。この時のダクトＬによる引き込み風量は、４０〜６０ｍ／分の範囲内である。

ワークＷの端面が研削加工されると、端面洗浄機構５００によりワークＷの端面に洗浄水が供給され、ワークＷの端面を洗浄する。この洗浄により、研削加工時に発生してワークＷの端面及び端面近傍に付着したカレットを含むクーラントが除去される。

ワークＷの全端面の研削加工及び洗浄が終了すると、上述した移載機により研削加工後のワークＷが保持手段３０７から取り除かれ、新たな研削加工前のワークＷが保持手段３０７上に載置される。その後は、この新たなワークＷの端面の研削加工が実施される。

以上のように、この実施形態に係る研削装置１によれば、クーラントを供給する位置を研削位置Ｐ_２ではなく、研削位置Ｐ_２からワークＷの進行方向に向かって距離ｘにある供給位置Ｐ_３とし、この供給位置Ｐ_３を、砥石１０１の直径ｄ及び研削位置Ｐ_２と供給位置Ｐ_３との距離ｘの比ｘ／ｄが０．０４（４％）〜０．０５（５％）の範囲内（０．０４（４％）≦ｘ／ｄ≦０．０５（５％））となるように調整している。

さらに、ノズル２０３ａ，２０３ｂの入射角度θ_１，θ_２を１５°〜６０°の範囲内（１５°≦θ_１≦６０°）としているのでクーラントが研削位置Ｐ_２に効率よく供給される。このため、ワークＷの厚みが１．２ｍｍ以下でも、ワークＷの端面の不具合（例えばチッピング（微小クラック）、欠け、研削焼けや割れ）の発生を効果的に抑制することができる。また、安定してワークＷを研削加工することができるので、研削加工の速度を上げることができ単位時間当たりの処理数を向上することができる。

また、研削加工中の加工速度Ｖ及び周速度ｖの比Ｖ／ｖが０．００１２〜０．０１の範囲内（０．００１２≦Ｖ／ｖ≦０．０１）となるように砥石１０１の回転数を制御すると共に、ノズル２０３ａ，２０３ｂから供給するクーラントの流量Ｒを、それぞれ１０〜２０Ｌ（リッター）／分（１０Ｌ／分≦Ｒ≦２０Ｌ／分）としている。さらに、ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径φを、それぞれ２．５ｍｍ〜３．２ｍｍの範囲内（２．５ｍｍ≦φ≦３．２ｍｍ）としているので、ワークＷの端面の不具合の発生をさらに抑制することができる。

また、整流板１０３により使用済みのクーラントを整流してダクトＬの位置まで吸引誘導すると共に、筺体１０４に鍔１０４ｂ及び鍔１０４ｃを設けているので、クーラントが筺体１０４外へ飛散するのを効果的に防止することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）では、進退走行手段３０１によりワークＷを移動してワークＷの端面を研削加工するように構成したが、研削機構１００に進退走行手段３０１を備え、研削機構１００をワークＷの端面に沿って移動させてワークＷの端面を研削加工するように構成してもよい。

次に、実施形態に係る研削装置の具体的な実施例と比較例、及びその検査結果について記載する。以下の実施例及び比較例では、ワークＷとして厚みが０．７ｍｍの無アルカリガラス（旭硝子社製、ＡＮ１００）を使用し、砥石１０１として、ダイヤモンド粉末とボンド構成メタル粉末との混合粉末を加圧焼結したメタルボンドダイヤ砥石（＃４５０〜＃６００）を使用した。また、メタルボンドダイヤ砥石で研削後、レジンボンド砥石（＃２００〜＃１０００）で研磨処理を行った。

また、今回の実施例及び比較例では以下の６つのパラメータを変更して上記ワークＷの研削加工を行った。なお、各パラメータの意味は、以下の通りである。
ｘ／ｄ：砥石１０１の直径ｄ及び研削位置Ｐ_２と供給位置Ｐ_３との距離ｘとの比。
θ_１：ノズル２０３ａの入射角度。
θ_２：ノズル２０３ｂの入射角度。
Ｖ／ｖ：加工速度Ｖ及び周速度ｖの比。
Ｒ：各ノズル２０３ａ，２０３ｂから供給するクーラントの流量。
φ：各ノズル２０３ａ，２０３ｂの供給口の内径。

（実施例１）
実施例１では、ｘ／ｄを０．０５（５％）、θ_１を２２．５°、θ_２を２２．５°、Ｖ／ｖを０．００５、Ｒを１５Ｌ／分、φを２．８ｍｍとして、上記メタルボンドダイヤ砥石を使用してワークＷの端面を研削加工した。その後、同一の条件でレジンボンド砥石により仕上げの研磨加工を行った。

（実施例２）
実施例２では、ｘ／ｄを０．０４（４％）、θ_１を４５°、θ_２を２２．５°、Ｖ／ｖを０．００５、Ｒを２５Ｌ／分、φを２．０ｍｍとして、上記メタルボンドダイヤ砥石を使用してワークＷの端面を研削加工した。その後、同一の条件でレジンボンド砥石により仕上げの研磨加工を行った。

（比較例１）
比較例１では、ｘ／ｄを０．０４（４％）、θ_１を７０°、θ_２を４５°、Ｖ／ｖを０．００５、Ｒを１５Ｌ／分、φを３．２ｍｍとして、上記メタルボンドダイヤ砥石を使用してワークＷの端面を研削加工した。その後、研削加工と同一の条件でレジンボンド砥石により仕上げの研磨加工を行った。

（比較例２）
比較例２では、ｘ／ｄを０．０２（２％）、θ_１を２２．５°、θ_２を２２．５°、Ｖ／ｖを０．０１１、Ｒを９．５Ｌ／分、φを３．３ｍｍとして、上記メタルボンドダイヤ砥石を使用してワークＷの端面を研削加工した。その後、同一の条件でレジンボンド砥石により仕上げの研磨加工を行った。

（検査結果）
表１は、実施例１，２及び比較例１，２の研削加工条件（ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φ）及び研削加工結果を表にしたものである。ワークＷの端面はＣＣＤカメラで撮像した画像を約２０倍に拡大したものを目視確認した。検査結果は、ワークＷの全周の端面において、不具合（チッピング（微小クラック）、欠け、研削焼け、割れ）が確認できない場合を「１（Ｖｅｒｙ Ｇｏｏｄ）」、０．２ｍｍ未満のチッピング（微小クラック）が確認できた場合を「２(Ｇｏｏｄ)」、０．２ｍｍ以上のチッピング（微小クラック）又はその他の不具合（欠け、研削焼けや割れ）が確認できた場合を「３(Ｂａｄ)」として評価した。

（実施例１の結果）
研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値が、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内となっている実施例１については、拡大後の画像を確認した結果、不具合（チッピング（微小クラック）、欠け、研削焼け、割れ）が確認できなかった（結果「１」）。

（実施例２の結果）
研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φのうち、ｘ／ｄ、θ_１、θ_２の値が、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°の範囲内であり、Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値のうちの少なくとも一つが、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内にない実施例２については、拡大後の画像を確認した結果、０．２ｍｍ未満のチッピング（微小クラック）が確認できたが、０．２ｍｍ以上のチッピング（微小クラック）及びその他の不具合は確認できなかった（結果「２」）。

（比較例１の結果）
研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φのうち、ｘ／ｄ、θ_１、θ_２の値のうち少なくとも一つが、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°の範囲内になく、Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値が、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内である比較例１については、拡大後の画像を確認した結果、０．２ｍｍ以上のチッピング（微小クラック）又はその他の不具合（欠け、研削焼けや割れ）が確認できた（結果「３」）。

（比較例２の結果）
研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φのうち、ｘ／ｄ、θ_１、θ_２の値のうち少なくとも一つが、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°の範囲内になく、かつ、Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値が、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内にない比較例２については、拡大後の画像を確認した結果、０．２ｍｍ以上のチッピング（微小クラック）又はその他の不具合（欠け、研削焼けや割れ）が確認できた（結果「３」）。

以上のように、表１に示す結果から、研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２、Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値が、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内となっている場合、研削後のワークＷに不具合（チッピング（微小クラック）、欠け、研削焼け、割れ）が確認できず、ワークＷの厚みが０．７ｍｍと薄い場合でも、ワークＷの端面に不具合の発生を効果的に抑制できていることがわかった。

また、研削加工条件Ｖ／ｖ、Ｒ、φの値のうちの少なくとも一つが、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内にない場合でも、研削加工条件ｘ／ｄ、θ_１、θ_２の値が、それぞれ０．０４（４％）〜０．０５（５％）、１５°〜６０°、１５°〜６０°の範囲内であれば、研削後のワークＷに０．２ｍｍ未満のチッピング（微小クラック）が確認されるものの製品上は問題が無いことが確認できた。

本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更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、２０１０年１２月１日出願の日本特許出願２０１０−２６８０５５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。

本発明の研削方法及び研削装置は、ガラス基板の端面の研削加工に用いることができ、特に、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラスの端面の研削加工に好適である。本発明の研削方法及び研削装置に適したガラス基板の厚みは、３ｍｍ程度が好ましく、さらにガラス基板の大きさは、６５０ｍｍ（縦）×７５０ｍｍ（横）以上が好ましく、１５００ｍｍ（縦）×１８００ｍｍ（横）以上がより好ましく、２２００ｍｍ（縦）×３５００ｍｍ（横）以上が特に好ましい。

１…研削装置、１００…研削機構、１０１…砥石、１０１ａ…溝、１０２…モータ、１０３…整流板、１０４…筺体、１０４ａ…開口、１０４ｂ，１０４ｃ…鍔、２００…クーラント供給機構、２０１…マニホルド、２０２…進退走行手段、２０３ａ，２０３ｂ…ノズル（供給口）、２０４ａ，２０４ｂ…ガイドレール、２０５…雄ネジ、２０６…モータ、３００…搬送機構、３０１…進退走行手段、３０２ａ，３０２ｂ…ガイドレール、３０３ａ〜３０３ｄ…スライダ、３０４…雄ネジ、３０５…モータ、３０６…雌ネジ、３０７…保持手段、３０７ａ…小孔、４００…吸引機構、５００…端面洗浄機構、５０１ａ，５０１ｂ…ノズル、５０２…筺体、５０２ａ…開口、６００…コントローラ

Claims (5)

1. ガラス基板の端面を研削加工する砥石と、前記ガラス基板の研削加工部を冷却する冷却剤を供給するノズルとを備えた研削装置を使用する研削方法であって、
   直径ｄの砥石を回転駆動させて、厚みが１．２ｍｍ以下の前記ガラス基板の端面を研削加工する工程と、
   前記研削加工中に、前記ガラス基板を挟んで、前記ガラス基板の各主面に対しθ_１，θ_２の入射角度で、かつ、前記砥石に対する前記ガラス基板の進行方向に向かって、前記砥石による研削位置から距離ｘの位置へ冷却剤を供給する工程と、
   を備え、
   前記θ_１、θ_２、ｘ／ｄの値が、各々１５〜６０°、１５〜６０°、０．０４〜０．０５の範囲内である研削方法。
2. 前記ノズルの供給口の内径φ、前記ノズルの供給口から各々供給される前記冷却剤の流量Ｒ、及び、前記ガラス基板の研削加工速度Ｖと前記砥石の周速度ｖとの比Ｖ／ｖが、それぞれ、２．５〜３．２ｍｍ、１０〜２０Ｌ／分、０．００１２〜０．０１の範囲内である請求項１記載の研削方法。
3. 前記砥石の摩耗量に応じて、前記ｘ／ｄの値が、０．０４〜０．０５の範囲内となるよう前記冷却剤を供給する位置を調整する工程をさらに備える請求項１又は２記載の研削方法。
4. 前記砥石の摩耗量に応じて、前記Ｖ／ｖが、０．００１２〜０．０１の範囲内となるように調整する工程をさらに備える請求項２記載の研削方法。
5. ガラス基板の端面を研削加工する研削装置であって、
   厚みが１．２ｍｍ以下の前記ガラス基板の端面を、回転駆動して研削加工する直径ｄの砥石と、
   前記ガラス基板を挟んで配置され、前記ガラス基板の各主面に対しθ_１，θ_２の入射角度で、かつ、前記砥石に対する前記ガラス基板の進行方向に向かって、前記砥石による研削位置から距離ｘの位置へ冷却剤を供給する第１，第２のノズルと、
   を備え、
   前記θ_１、θ_２、ｘ／ｄの値が、各々１５〜６０°、１５〜６０°、０．０４〜０．０５の範囲内である研削装置。

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