WO2014171375A1 - ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板 - Google Patents

ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板 Download PDF

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WO2014171375A1
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glass plate
standard deviation
images
imaging
strength
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PCT/JP2014/060289
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Inventor
祐介 今里
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旭硝子株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • B24B9/10—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass
    • B24B9/102—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of plate glass for travelling sheets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod

Definitions

  • the present invention relates to a glass plate manufacturing method, a glass plate manufacturing apparatus, and a glass plate.
  • the glass plate for flat panel display used for liquid crystal display or plasma display is ground (chamfered) with a chamfering grindstone at the end face in the manufacturing process.
  • Patent Document 1 discloses that a glass plate is damaged depending on the degree of chipping (Dimming or Staining) or chipping that occurs on the end surface during grinding of the end surface of the glass plate.
  • the end surface of a glass plate is imaged with a laser microscope, and the image is subjected to black-and-white binarization processing, so that a concave portion existing on the end surface is a white image, and a flat portion that is a mirror surface of the end surface is a black image.
  • the properties (roughness, burn, chipping, etc.) of the end face of the glass plate are evaluated based on the ratio of the area of the white image to the area of the black image.
  • Patent Document 2 discloses that scratches existing on the end face of the glass plate are one of the factors governing the mechanical strength (corresponding to the bending strength) of the glass plate. In order to improve this, it is disclosed to grind the end face with a grindstone having abrasive grains finer than 500 mesh.
  • Patent Document 3 discloses an end face inspection method in which an end face of a glass plate is imaged and the surface roughness of the end face is inspected based on the luminance value of the image.
  • the bending strength of the glass plate is inspected by a four-point bending test or a three-point bending test based on JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000, and evaluated as a breaking strength.
  • the bending strength of the glass plate for FPD is inspected by the above-mentioned 4-point bending test or 3-point bending test. This test is performed on one glass plate arbitrarily extracted from a plurality of glass plates in one lot. This is a test conducted. Therefore, this test is not a test for inspecting the total number of manufactured glass plates.
  • Patent Documents 1 and 3 perform image processing on the end face image of the glass plate, but do not manage the bending strength of the glass plate based on the result.
  • Patent Document 2 only describes the count of the grindstone (grain size of the grindstone) for preventing the bending strength of the glass plate from being lowered, and manages the bending strength of the glass plate based on the end face image of the glass plate. Not what you want.
  • This invention is made
  • the present invention provides a glass plate manufacturing method comprising a grinding step for grinding an end face of a glass plate, and a management step for managing the strength of the ground end face.
  • the management step includes: an imaging step of imaging the end surface of the glass plate by an imaging unit; an image processing unit that performs image processing on the image of the end surface by an image processing unit to acquire an uneven image of the end surface; and the uneven image.
  • a standard deviation calculation step of calculating a standard deviation of the number of pixels based on the number of pixels of the imaging unit constituting, and a bending strength conversion step of converting the standard deviation into data correlated with bending strength by the strength conversion unit. And providing a method for producing a glass plate.
  • the strength of the glass plate based on the calculated standard deviation. Is managed non-destructively.
  • the size of the unevenness described in the present invention is the length of the main surface at the boundary corner between the end surface and the main surface in the orthogonal direction orthogonal to the length direction of the end surface (hereinafter also referred to as width dimension).
  • the width dimension can be obtained by counting the number of pixels of the imaging means that images the end face including the boundary corner. That is, by setting the length for one pixel in advance and counting the number of pixels in one column in the orthogonal direction among the plurality of pixels constituting the end face image, the width dimension for each column is determined. Obtainable.
  • the main feature of the present invention is not to obtain the width dimension, but the number of pixels for each column which differs depending on the concave portion and convex portion (convex) (corresponding to a group of data when calculating the standard deviation).
  • the standard deviation is to manage the bending strength of the glass sheet in a non-destructive manner.
  • the imaging step the end face of the glass plate is imaged by the imaging means. That is, the end face including the boundary corner where the unevenness is present is imaged by the imaging means.
  • the concavo-convex image acquisition step the image of the end face of the glass plate is subjected to image processing (monochrome binarization processing) by the image processing means, and the concavo-convex image (black image) of the end face is acquired.
  • the standard deviation calculation step the standard deviation of the number of pixels is calculated by the calculation means based on the number of pixels for each column of the imaging means constituting the uneven image.
  • the standard deviation is converted into data correlated with the bending strength by the strength converting means.
  • the bending strength of a glass plate can be managed, without destroying a glass plate, and the fluctuation
  • the bending strength corresponding to the standard deviation is stored in advance in the strength converting means.
  • the bending strength data corresponding to the standard deviation stored in the strength converting means is the result of the bending test of a glass plate inspected by a four-point bending test or a three-point bending test in accordance with JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000. It is the accumulated data.
  • JIS R1601: 2008 or ISO 14704 2000
  • the undulation or step of the main surface of the glass plate may be judged as unevenness of the end surface, or an abnormal value may occur due to a defect such as a crack, so the end surface of the glass plate is in the length direction. It is preferable to divide and image in.
  • the plurality of unevennesses in the plurality of unevenness images of the end surface obtained by dividing the standard deviation calculating step by the imaging unit and acquired in the unevenness image acquiring step, the plurality of unevennesses.
  • a first standard deviation is calculated for each image, a plurality of the first standard deviations are averaged, and the averaged second standard deviation is set as the standard deviation.
  • the plurality of uneven images in the plurality of uneven images of the end face obtained by dividing the standard deviation calculation step by the imaging unit and acquired in the uneven image acquisition step, the plurality of uneven images
  • the first standard deviation is calculated and the median value of the plurality of first standard deviations is set as the standard deviation.
  • the plurality of uneven images are preferably set such that adjacent uneven images partially overlap.
  • the entire end face can be imaged without omission by partially overlapping the uneven images of the adjacent end faces.
  • the glass plate which has end surface strength more than desired can be sent to a subsequent process.
  • the plurality of uneven images are preferably set so that adjacent uneven images do not overlap.
  • the present invention includes a case where adjacent uneven images do not overlap, for example, a case where adjacent uneven images are connected, and a case where an interval is provided between adjacent uneven images.
  • count of imaging of the end surface by an imaging means can be reduced with respect to 1 side of the same length of a glass plate, and the time spent on a management process can be shortened.
  • the glass plate has a rectangular shape, and the standard deviation is calculated at end faces of four sides of the glass plate.
  • the reliability of the strength of the glass plate is improved.
  • the glass plate is preferably a glass plate for a flat panel display.
  • the bending strength of glass plates for flat panel displays that require high quality can be managed entirely on a mass production basis.
  • a glass plate manufacturing apparatus that automatically executes a management process of a glass plate manufacturing method of the present invention in accordance with a preprogrammed process in order to achieve the object. To do.
  • the bending strength of a glass plate can be managed without destroying the glass plate, and in the glass plate manufacturing process, the fluctuation of the bending strength of the glass plate can be entirely managed online. it can.
  • One aspect of the present invention provides a glass plate that is inspected by the management process of the method for producing a glass plate of the present invention, and that has an average strength of 110 MPa or more.
  • a glass plate that guarantees an average strength of 110 MPa or more in a four-point bending test based on JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000.
  • the glass plate is preferably a glass plate for a flat panel display.
  • the strength of the glass plate can be managed without breaking the glass plate, and the bending strength of the glass plate can be changed. All of them can be managed online.
  • a glass plate with guaranteed strength can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of a glass sheet strength management apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the strength management apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view of the strength management apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging unit illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing an image for one shot of the end face of the glass plate.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing an end face image of the glass plate.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an end face image of the glass plate.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the end portion of the glass plate.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are correlation diagrams showing the relationship between the standard deviation of the end face and the 4-point bending strength.
  • the glass plate manufacturing method and glass plate manufacturing apparatus of the present invention are a manufacturing method and manufacturing method including a management process for managing the bending strength of a glass plate particularly suitable for FPD based on a standard deviation described later.
  • Device the end surface of the glass plate that has undergone the step of grinding the end surface of the glass plate (the surface including the boundary corner between the end surface and the main surface) is imaged by an imaging means such as a CCD camera, and the image of the end surface is captured.
  • the standard deviation is calculated based on the number of pixels, and the calculated standard deviation is converted into the bending strength of the glass plate.
  • variation of the bending strength of a glass plate is managed on-line entirely, without destroying a glass plate.
  • the glass plate of the present invention is a glass plate managed by the glass plate manufacturing method and the glass plate manufacturing apparatus of the present invention and having a standard deviation of 6.5 ⁇ m or less, and is JIS R1601: 2008 or ISO 14704. : It is a glass plate for FPD in which an average strength of 110 MPa or more (see FIG. 9) is guaranteed in a 4-point bending test based on 2000.
  • FIG. 1 is a perspective view of a strength management device 10 for a glass plate 20 mounted on a glass plate manufacturing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the strength management apparatus 10 shown in FIG.
  • the intensity management apparatus 10 includes an imaging unit 12, a control unit 16 including an image processing means 14 (see FIG. 2), and a glass plate detection unit 18.
  • the intensity management device 10 images the upper end surface a and the lower end surface b of the end surface of the glass plate 20 by the imaging unit 12 (see FIG. 4).
  • two imaging units 12 are provided to face opposite end surfaces 21A and 21B of the glass plate 20, and the upper end surface a and the lower end surface b of the end surfaces 21A and 21B are simultaneously imaged.
  • the glass plate 20 changes the conveyance direction in a direction perpendicular to the horizontal direction with respect to the conveyance direction of the glass plate 20 indicated by the arrow A, and arranges another imaging unit 12 facing the end surface 22A.
  • the other imaging unit 12 may be disposed opposite the end surface 22B.
  • the FPD glass plate 20 is a non-alkali glass that contains almost no alkali component, is excellent in low expansion coefficient, high heat resistance, etc., and has a thickness of 0.2 mm to 0.7 mm.
  • the glass plate for (LCD) is illustrated, it is not limited to this.
  • a glass plate for a plasma display (PD), a field emission display (FED), and an organic EL display may be used.
  • the said thickness is an example and is not limited to the said thickness.
  • the size of the glass plate 20 is the third generation glass plate (550 mm ⁇ 650 mm), the fourth generation glass plate (680 mm ⁇ 880 mm), the fifth generation glass plate (1000 mm ⁇ 1200 mm), the sixth generation glass plate ( 1500 mm ⁇ 1800 mm), 7th generation glass plate (1900 mm ⁇ 2200 mm), 8th generation glass plate (2200 mm ⁇ 2400 mm), 9th generation glass plate (2400 mm ⁇ 2800 mm), and 10th generation glass plate (2800 mm)
  • the present invention can be applied without any problem.
  • the glass plate 20 of the seventh generation or more has a greater effect of reducing the loss in the mass production process, and can greatly increase the production efficiency in a special machining process such as mirror finishing.
  • a rotating grindstone chamfering grindstone
  • a processing surface is arranged so as to face the end face of the glass plate 20 is pressed against the end surface of the glass plate 20.
  • the horizontal process which processes an end surface, or a buff process is mentioned. Any of the processing methods can achieve high-quality end surface processing, and can maintain a constant throughput without reducing the processing speed of the processing step.
  • ⁇ Conveying system of glass plate 20> 3 is a side view of the imaging unit 12 viewed from the end surface 21A side of the glass plate 20 conveyed by a plurality of conveying rollers 46, 46. 3, three transport rollers 46, 46... Are shown, but four or more transport rollers 46 are arranged.
  • the plurality of transport rollers 46, 46... Support the lower surface 23B of the glass plate 20, and horizontally transport the glass plate 20 in the direction of arrow A by the rotation of the transport rollers 46, 46.
  • the imaging unit 12 is disposed between adjacent conveyance rollers 46 and 46.
  • the glass plate 20 is transported to the strength management device 10 by the transport roller 46 after passing through a grinding part for grinding the end face in the manufacturing process and then through a cleaning / drying process.
  • the standard deviation and strength information of the end face of the glass plate 20 obtained by the strength management device 10 are fed back to the grinding portion disposed in the previous stage of the manufacturing process, so that the grinding wheel replacement information and the processing condition change information are obtained. Etc.
  • the imaging unit 12 illustrated in FIG. 1 includes a main body 26 having a concave portion 24, and the end surfaces 21 ⁇ / b> A and 21 ⁇ / b> B of the glass plate 20 pass through a space surrounded by the concave portion 24.
  • the imaging unit 12 includes cameras 28 and 30 that perform transmissive imaging, a light source 32 and a collimating lens 34 corresponding to the camera 28, and a light source 36 and a collimating lens 38 corresponding to the camera 30.
  • the imaging unit 12 images the upper end surface a (see FIG. 4) including the boundary corner (one side) between the end surface 21 ⁇ / b> A and the upper surface 23 ⁇ / b> A of the glass plate 20 with the camera 28 from the diagonally upward direction.
  • the lower end surface b (see FIG. 4) including the boundary corner (one side) between the end surface 21A and the lower surface 23B of the plate 20 is imaged obliquely from below.
  • the imaging part 12 by the side of the end surface 21B is also comprised with the imaging part 12 by the side of the end surface 21A.
  • the main body 26 is illustrated in a form in which the position is shifted by 90 degrees with respect to the vertical axis.
  • the angle formed by the vertical direction with respect to the upper surface 23A and the lower surface 23B of the glass plate 20 and the imaging direction (optical axis) of the cameras 28 and 30 is set to 14 °.
  • the angle is not limited to 14 °, but by setting the angle to 14 °, for example, interference between the camera 28 and the light source 36 and the collimating lens 38, or between the camera 30 and the light source 32 and the collimating lens 34. Interference can be prevented.
  • the positions of the cameras 28 and 30 may be slightly shifted along the conveyance direction of the glass plate 20.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging unit 12.
  • FIG. 4 shows the cameras 28 and 30, the light source 32 and the collimating lens 34 corresponding to the camera 28, and the light source 36 and the collimating lens 38 corresponding to the camera 30 when viewed from the conveyance direction side of the glass plate 20. The arrangement position of is shown.
  • the glass plate 20 is conveyed by the conveyance roller 46, and the end surface 21 ⁇ / b> A of the glass plate 20 passes through the space surrounded by the recessed portion 24 of the imaging unit 12. Moreover, in FIG. 4, the location where the grinding process was performed by the chamfering grindstone in the end surface 21A is shown by the thick line. In FIG. 4, only the imaging unit 12 on the side of the end surface 21 ⁇ / b> A is illustrated, but the imaging unit 12 having the same configuration is also disposed on the end surface 21 ⁇ / b> B across the conveyance path of the glass plate 20.
  • the camera 28 is disposed on the upper surface 23A side of the glass plate 20, and images the end surface 21A of the glass plate 20 from the upper surface 23A side.
  • the light source 32 corresponding to the camera 28 is disposed so as to face the camera 28 through the recessed portion 24, and irradiates light toward the camera 28. Then, when the light passes through the collimating lens 34, parallel light enters the camera 28.
  • the light emitted from the light source 32 enters the vicinity of the end face 21A of the glass plate 20 through the collimator lens 34 as parallel light, and the light passing through the glass plate 20 enters the camera 28. Therefore, the camera 28 images the upper end surface a of the end surface 21A of the glass plate 20 by transmissive imaging.
  • the camera 30 is disposed on the lower side of the glass plate 20, and images the end surface 21A of the glass plate 20 from the lower side.
  • the light source 36 corresponding to the camera 30 is disposed so as to face the camera 30 through the recessed portion 24, and irradiates light toward the camera 30. Then, the parallel light enters the camera 30 as the light passes through the collimating lens 38.
  • the light emitted from the light source 36 is incident as parallel light near the end face 21 ⁇ / b> A of the glass plate 20 through the collimator lens 38, and the light that has passed through the glass plate 20 is incident on the camera 30. Therefore, the camera 30 images the lower end surface b of the end surface 21A of the glass plate 20 by transmissive imaging.
  • the upper end surface a and the lower end surface b can be imaged simultaneously.
  • the control unit 16 illustrated in FIG. 2 controls the imaging interval of one shot of the cameras 28 and 30 to, for example, millisecond intervals. That is, the cameras 28 and 30 capture images by dividing the end surfaces 21A and 21B in the length direction of the end surfaces 21A and 21B (the length direction of one side of the glass plate).
  • the imaging interval is set based on the conveyance speed of the glass plate 20, the size of the imaging elements of the cameras 28 and 30, and the number of pixels. Further, the imaging interval is preferably an imaging interval capable of imaging the entire end surfaces 21A and 21B of the glass plate 20. Specifically, it is preferable to set so that adjacent images partially overlap among the plurality of divided images. In addition, you may set so that an adjacent image may not overlap.
  • FIG. 5 is an explanatory view schematically showing an image for one shot of the end face of the glass plate 20.
  • the range indicated by the arrow B in FIG. 5 indicates a predetermined calculation range shifted by one pixel in the length direction of the end faces 21A and 21B. All the arrows B have the same length.
  • a calculation / control means (calculation means) 42 described later a standard deviation is calculated for each calculation range, and an average value of a plurality of standard deviations obtained is calculated as a moving standard deviation (Moving Standard Deviation: first). Standard deviation). Then, a median value (second standard deviation) is calculated from the moving standard deviations of a plurality of one-shot images constituting one side, and the median value is output as an evaluation value (standard deviation) for that side.
  • control unit 16 includes an image processing unit 14, a display device 40, a calculation / control unit 42 such as an MPU or CPU incorporating a storage unit such as a RAM or a ROM, an intensity conversion unit 44, and the like. ing.
  • the image processing unit 14 obtains a concavo-convex image by performing black and white binarization processing (image processing) on the images P and Q of the end faces of the images shown in FIGS.
  • the end face images P and Q are displayed on the display device 40.
  • FIG. 6 The end surface of FIG. 6 is ground by a grinding wheel having a smaller count (grinding stone particle size) than the end surface of FIG. 7, and according to the image P of FIG. 6, the unevenness is clearer than the image Q of FIG. It is displayed.
  • the image of FIG. 6 includes a white image R1 on the upper side and a white image S1 on the lower side across the image P on the end face.
  • the image of FIG. 7 also has a white image r1 on the upper side and a white image s1 on the lower side with the image Q on the end face in between.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an end portion of the glass plate 20. The relationship between the cross-sectional view of FIG. 8 and the image of FIG. 6 will be described.
  • the white images R1 and r1 shown in FIGS. 6 and 7 are images (spatial images) of the imaging region 1 in FIG.
  • the end face images P and Q shown in FIGS. 6 and 7 are images of the imaging region 2 in FIG.
  • the white images S1 and s1 shown in FIGS. 6 and 7 are images of the imaging region 3 in FIG. 8 (images of the lower surface 23B of the glass plate 20).
  • boundary corners 5 and 6 between the white images R1 and r1 of FIG. 6 and FIG. 7 and the images P and Q of the end surfaces are the boundary corners (ridge line portions) 5 that exist in the approximate center of the end surface 21A of FIG. , 6.
  • boundary corner portions 7 and 8 between the white images S1 and s1 and the end face images P and Q in FIGS. 6 and 7 are the boundary corner portions (ridge line portions) 7 and 8 between the end surface 21A and the lower surface 23B in FIG. It is. According to FIGS. 6 and 7, it can be seen that irregularities are generated at the boundary corners 7 and 8.
  • the calculation / control unit 42 executes the program of the intensity management method of the present invention stored in advance in the storage unit in a prescribed order. Thereby, a standard deviation described later is calculated from the images P and Q of the end face of the glass plate 20. An operator who monitors the strength management device 10 manages the strength of the glass plate based on the calculated standard deviation. Information can also be given to the previous grinding process based on the standard deviation.
  • Strength converting means 44 converts the standard deviation into a numerical value (data) that correlates with bending strength.
  • the standard deviation, its variation, and the numerical value are preferably displayed in a graph on the display device 40.
  • the glass plate detection unit 18 shown in FIG. The glass plate detection unit 18 detects that the end surface 22A on the traveling direction side of the glass plate 20 has passed the vicinity of the arrangement position of the glass plate detection unit 18.
  • the glass plate detection unit 18 is disposed on the upstream side of the conveyance path of the glass plate 20 with respect to the imaging unit 12, and the end surface 22A of the glass plate detection unit 18 is directly below the glass plate detection unit 18. Detects passing.
  • the control unit 16 controls the imaging start timing of the cameras 28 and 30, and the cameras 28 and 30 are connected to the end surfaces 21A and 21B of the glass plate 20, respectively. The imaging of is performed.
  • the strength management device 10 shown in FIG. 1 images the end face by fixing the cameras 28 and 30 in order to take an image of the end face of the glass plate 20 being conveyed in the glass plate manufacturing process.
  • the cameras 28 and 30 may be moved along the length direction of the end faces 21A and 21B (the length direction of one side of the glass plate) to image the end faces 21A and 21B. Further, the entire end face may be imaged by one-shot imaging of the cameras 28 and 30.
  • the intensity management method executed by the intensity management device 10 is an imaging process in which the end faces 21A and 21B of the glass plate 20 are imaged by the cameras 28 and 30, and the images of the end faces 21A and 21B are binarized by the image processing means 14, A concavo-convex image acquisition step for acquiring the concavo-convex images of the end faces 21A and 21B, a standard deviation calculation step for calculating the standard deviation of the number of pixels based on the number of pixels of the cameras 28 and 30 constituting the concavo-convex image, etc. I have.
  • the focus of the present invention is that minute edges generated at the boundary corners between the end surfaces 21A, 21B of the glass plate 20 and the upper surfaces 23A, 23B of the glass plate 20 when the end surfaces 21A, 21B of the glass plate 20 are ground.
  • the unevenness (see FIGS. 6 and 7) is that there is a correlation with the bending strength of the glass plate 20. That is, the standard deviation of the size of the unevenness in the orthogonal direction (width direction) orthogonal to the length direction of the end surfaces 21A and 21B of the glass plate 20 is correlated with the bending strength of the glass plate 20.
  • the standard calculated by the calculation / control means 42 is used.
  • the purpose is to manage the strength of the glass plate 20 in a non-destructive manner based on the deviation.
  • the size of the unevenness is represented by a length (width dimension) in an orthogonal direction orthogonal to the length direction of the end face of the glass plate 20.
  • the concave portions C and the convex portions D, E, F, G, and H generated in the end faces 21A and 21B are exaggerated.
  • the length J of the concave portion C, the lengths K, L, M, N, and O of the convex portions D, E, F, G, and H are the camera 28 that images the end faces 21A and 21B, It can be obtained by counting 30 pixels. That is, the length of one pixel is set in the storage unit of the control unit 16 in advance, and the number of pixels in one column in the width direction of the end surfaces 21A and 21B among the plurality of pixels constituting the image of the end surfaces 21A and 21B is By counting each time, the length (width dimension) for each row can be obtained.
  • the main feature of the strength management method of the present invention is not to obtain the width dimensions of the end faces 21A and 21B but to index the unevenness of the end faces 21A and 21B. That is, in order to index the concave portion C and the convex portions D, E, F, G, and H, the standard deviation with the calculation range as B is calculated. Further, the management accuracy increases as the resolution of the cameras 28 and 30 is increased.
  • the bending strength of the glass plate 20 can be increased without breaking the glass plate 20. While being manageable, in the manufacturing process of the glass plate 20, it is possible to manage all the fluctuations in the bending strength of the glass plate 20 online.
  • the first standard deviation is calculated for each of the plurality of concavo-convex images in the plurality of concavo-convex images of the end faces 21A and 21B that are divided and imaged by the cameras 28 and 30 and processed. It is preferable to average a plurality of first standard deviations and use the averaged second standard deviation as an evaluation value (standard deviation) of the side.
  • the end faces 21A and 21B are divided and imaged as described above.
  • the first standard deviation is calculated for each of the plurality of divided uneven images, the plurality of first standard deviations are averaged, and the averaged second standard deviation is used in the bending strength conversion step. Use the evaluation value (standard deviation).
  • the end surfaces 21A and 21B are divided and imaged by the cameras 28 and 30, and a first standard deviation is calculated for each of the uneven images of the plurality of end surfaces 21A and 21B subjected to image processing.
  • the median value of the deviation may be an evaluation value (standard deviation) used in the bending strength conversion process.
  • the divided uneven images are preferably set by overlapping adjacent uneven images, but may not be overlapped.
  • the entire end faces 21A and 21B can be imaged without omission. Thereby, only the glass plate 20 which has end surface strength more than desired can be sent to a subsequent process.
  • the case where adjacent uneven images do not overlap includes the case where adjacent uneven images are connected and the case where there is a space between adjacent uneven images.
  • the strength management method it is preferable to calculate the standard deviation at the end faces of the four sides of the glass plate 20. Thereby, since a standard deviation is calculated in the end surface of all the sides of the glass plate 20, the reliability of the intensity
  • the strength management method of the embodiment to the FPD glass plate 20
  • the bending strength of the FPD glass plate that requires high quality can be managed on a mass production basis.
  • control unit 16 of the strength management apparatus 10 includes strength conversion means 44.
  • the bending strength corresponding to the standard deviation is stored in advance in the storage unit of the strength converting means 44.
  • the bending strength data corresponding to the stored standard deviation is data in which the bending test results of the glass plate inspected by the four-point bending test or the three-point bending test in accordance with JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000 are accumulated. It is.
  • 9 (a) and 9 (b) are correlation diagrams showing the relationship between the standard deviation ⁇ (edge surface deviation) of the end face of the glass plate and the average strength P of 4-point bending.
  • the horizontal axis is the standard deviation of the end face
  • the vertical axis is the four-point bending strength
  • the standard deviation is provided to provide a glass plate for FPD that guarantees an average strength of 110 Mpa or more.
  • a glass plate having a standard deviation of more than 6.5 ⁇ m is evaluated as a defective product.
  • the numerical value of 6.5 ⁇ m which is a pass / fail threshold, varies depending on the type of glass plate such as non-tempered glass or tempered glass, and the use of glass plates for building materials, vehicles, and the like.
  • the standard deviation and the bending strength of the glass plate have an inversely proportional relationship, that is, the bending strength of the glass plate tends to decrease as the standard deviation increases. Further, since the standard deviation and the bending strength have a one-to-one correspondence, and the bending strength has a width having a lower limit value and an upper limit value, it is preferable to manage the standard deviation by the lower limit value.
  • SYMBOLS 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Strength management apparatus of glass plate, 12 ... Imaging part, 14 ... Image processing means, 16 ... Control part, 18 ... Glass plate detection part, 20 ... Glass plate, 21A, 21B, 22A, 22B ... End face, 23A ... Upper surface , 23B ... lower surface, 24 ... recessed portion, 26 ... main body, 28, 30 ... camera, 32 ... light source, 34 ... collimating lens, 36 ... light source, 38 ... collimating lens, 40 ... display device, 42 ... calculation / control means 44 ... Strength converting means, 46 ... Conveying roller

Abstract

　本発明は、ガラス板の端面を研削加工する工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法に関する。

Description

ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板
　本発明は、ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板に関する。
　液晶ディスプレイ用、又はプラズマディスプレイ用として使用されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス板は、製造工程において、その端面が面取り砥石によって研削加工（面取り加工）される。
　特許文献１には、ガラス板の端面の研削加工中に端面に生じるヤケ（Ｄｉｍｍｉｎｇ ｏｒ Ｓｔａｉｎｉｎｇ）、チッピングの度合いによって、ガラス板が破損することが開示されている。特許文献１では、ガラス板の端面をレーザー顕微鏡によって撮像し、その画像を白黒二値化処理することにより、端面に存在する凹部（ｃｏｎｃａｖｅ）を白画像、端面の鏡面となる平坦部を黒画像として識別し、黒画像の面積に対する白画像の面積の比率に基づいて、ガラス板の端面の性状（粗さ、ヤケ、チッピング等）を評価している。
　また、特許文献２には、ガラス板の端面に存在する傷が、ガラス板の機械的強度（曲げ強度に相当）を支配する因子の一つであることが開示され、ガラス板の機械的強度を向上させるために、５００メッシュよりも細かい粒子の砥粒を有する砥石によって端面を研削加工することが開示されている。
　更に、特許文献３には、ガラス板の端面を撮像し、その画像の輝度値に基づいて端面の表面粗さを検査する端面検査方法が開示されている。
　一方、ガラス板の曲げ強度は、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査され、破壊強度として評価される。
国際公開第２０１２／００５０１９号 日本国特開２００１－２６１３５５号公報 日本国特開２０１１－２２７０４９号公報
　ＦＰＤ用ガラス板の曲げ強度は、上述の４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されるが、この試験は、１ロットの複数枚のガラス板から任意に抜き取った１枚のガラス板に対して実施される試験である。よって、この試験は当然ながら、製造されたガラス板の全数を検査する試験ではない。
　また、特許文献１、３は、ガラス板の端面画像を画像処理するものの、その結果に基づいてガラス板の曲げ強度を管理するものではない。
　更に、特許文献２は、ガラス板の曲げ強度を低下させないための砥石の番手（砥石の粒度）が記載されているのみであり、ガラス板の端面画像に基づいて、ガラス板の曲げ強度を管理するものではない。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理できるガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板を提供することを目的とする。
　本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板の端面を研削加工する研削加工工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法を提供する。
　本発明の一態様は、ガラス板の端面を研削加工した際に、ガラス板の端面とガラス板の主面との境界隅部に発生する微小な凹凸（ｕｎｅｖｅｎｎｅｓｓ）が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という本願発明者の知見に基づいてなされたものである。つまり、ガラス板の端面の長さ方向に直交した直交方向（幅方向）における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という知見である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を非破壊で管理するものである。
　ここで、本発明で述べる前記凹凸の大きさとは、端面と主面との境界隅部における主面の、端面の長さ方向に直交する直交方向の長さ（以下、幅寸法とも言う。）を指す。その幅寸法は、前記境界隅部を含む端面を撮像した撮像手段の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、１画素分の長さを予め設定し、端面の画像を構成する複数の画素のうち、前記直交方向の１列の画素数を列毎に計数することで、１列毎の幅寸法を得ることができる。なお、本願発明の主たる特徴は、幅寸法を得ることではなく、凹部（ｃｏｎｃａｖｅ）と凸部（ｃｏｎｖｅｘ）とによって異なる１列毎の画素数（標準偏差を演算する場合の一群のデータに相当）の標準偏差によってガラス板の曲げ強度を非破壊で管理することにある。
　本発明の一態様によれば、まず、撮像工程において、ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する。つまり、凹凸が存在する境界隅部を含む端面を撮像手段によって撮像する。次に、凹凸画像取得工程において、ガラス板の端面の画像を画像処理手段によって画像処理（白黒二値化処理）し、端面の凹凸画像（黒画像）を取得する。次いで、標準偏差演算工程において、凹凸画像を構成する撮像手段の１列毎の画素数に基づき、画素数の標準偏差を演算手段によって演算する。そして、曲げ強度変換工程において、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する。
　これにより、本発明の一態様によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の曲げ強度を管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。
　前記強度変換手段には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。強度変換手段に記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。
　また、前記撮像工程においては、ガラス板の主面のうねりや段差が端面の凹凸と判断される場合やハマカケ等の欠点による異常値が発生する場合もあるので、ガラス板の端面を長さ方向において分割して撮像することが好ましい。
　また、前記標準偏差演算工程における画像内の標準偏差の演算は、端面の全長画像全体に対して行う方法もあるが、この方法であるとガラスエッジの微妙な傾きやエッジのうねりを凹凸ととらえてしまう。
　そこで、本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を前記標準偏差とすることが好ましい。
　本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を前記標準偏差とすることが好ましい。
　これにより、ガラス板の端面に生じている欠点、ガラス板の端面に付着している塵等の外乱、すなわち、１列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。
　本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が一部重複するように設定されることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、隣接する端面の凹凸画像を一部重複させることによって、端面全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板のみを後の工程に送ることができる。
　本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複しないように設定されることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、隣接する凹凸画像が重複しない場合、例えば、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板の同じ長さの１辺に対して、撮像手段による端面の撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。
　本発明の一態様は、前記ガラス板は矩形状であり、前記ガラス板の４辺の端面において前記標準偏差を演算することが好ましい。
　本発明の一態様によれば、矩形状のガラス板の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板の強度の信頼性が向上する。
　本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、高品質性が求められるフラットパネルディスプレイ用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。
　本発明の一態様は、前記目的を達成するために、本発明のガラス板の製造方法の管理工程を予めプログラムされた工程に従って自動的に実行することを特徴とするガラス板の製造装置を提供する。
　本発明の一態様によれば、ガラス板の曲げ強度を、ガラス板を破壊することなく管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理することもできる。
　本発明の一態様は、本発明のガラス板の製造方法の管理工程によって検査されたガラス板であって、平均強度が１１０ＭＰａ以上であることを特徴とするガラス板を提供する。
　本発明の一態様によれば、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験において、平均強度が１１０ＭＰａ以上の強度を保証したガラス板を提供できる。
　本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。
　本発明の一態様によれば、強度を保証したフラットパネルディスプレイ用ガラス板を提供できる。
　以上説明したように本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理でき、また、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理可能である。
　また、本発明によれば、強度を保証したガラス板を提供できる。
図１は、実施の形態のガラス板の強度管理装置の斜視図である。 図２は、図１に示した強度管理装置の構成を示したブロック図である。 図３は、図１に示した強度管理装置の側面図である。 図４は、図１に示した撮像部の構成を示した模式図である。 図５は、ガラス板の端面の１ショット分の画像を模式的に示した説明図である。 図６は、ガラス板の端面画像を示した説明図である。 図７は、ガラス板の端面画像を示した説明図である。 図８は、ガラス板の端部の概略断面図である。 図９（ａ）及び図９（ｂ）は、端面の標準偏差と４点曲げ強度との関係を示した相関図である。
　以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板の好ましい実施の形態について説明する。
　本発明のガラス板のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置は、特にＦＰＤ用に適したガラス板の曲げ強度を、後述する標準偏差に基づいて管理する管理工程を備えた製造方法及び製造装置である。具体的には、ガラス板の端面を研削加工する工程を経たガラス板の端面（端面と主面との境界隅部を含む面）を、ＣＣＤカメラ等の撮像手段によって撮像し、端面の画像の画素数に基づいて標準偏差を演算し、演算した標準偏差をガラス板の曲げ強度に変換するものである。また、ガラス板の製造方法においては、ガラス板を破壊することなく、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理するものである。
　一方で、本発明のガラス板とは、本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置によって管理された、標準偏差が６．５μｍ以下のガラス板であり、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験において、平均強度が１１０ＭＰａ以上の強度（図９参照）を保証したＦＰＤ用ガラス板である。
　〔強度管理装置１０の主構成〕
　図１は、実施の形態のガラス板の製造装置に搭載された、ガラス板２０の強度管理装置１０の斜視図である。図２は、図１に示した強度管理装置１０の構成を示したブロック図である。
　図１の如く強度管理装置１０は撮像部１２、画像処理手段１４（図２参照）等を備えた制御部１６、及びガラス板検出部１８を備える。強度管理装置１０は、撮像部１２によってガラス板２０の端面の上端面ａ及び下端面ｂを撮像する（図４参照）。図１では、ガラス板２０の対向する端面２１Ａ、２１Ｂに対向して撮像部１２が２台備えられ、端面２１Ａ、２１Ｂの上端面ａ及び下端面ｂの撮像を同時に行う。なお、図１には図示していないが、ガラス板２０の別の対向する端面２２Ａ、２２Ｂの上端面ａ及び下端面ｂを撮像する別の２台の撮像部１２を備えることが好ましい。この場合、ガラス板２０は、矢印Ａで示すガラス板２０の搬送方向に対して水平方向に直交した方向に搬送方向を変更し、端面２２Ａに対向して別の一方の撮像部１２を配置し、端面２２Ｂに対向して別の他方の撮像部１２を配置すればよい。これにより、矩形状のガラス板２０を搬送しながら、ガラス板２０の全端面２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂの上端面ａ及び下端面ｂを撮像できる。上端面ａ及び下端面ｂを撮像することで、全端面２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂとガラス板２０の上面（主面）２３Ａ及び下面（主面）２３Ｂとの境界隅部を撮像できる。
　〈ガラス板２０〉
　以下の説明では、ＦＰＤ用ガラス板２０として、アルカリ成分をほとんど含まず、低膨張率、高耐熱性等に優れた無アルカリガラスであって、厚さが０．２ｍｍ～０．７ｍｍの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス板を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマディスプレイ（ＰＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、及び有機ＥＬディスプレイ用ガラス板であってもよい。また、前記厚さは一例であって上記厚さに限定されるものではない。
　ガラス板２０のサイズは、第３世代のガラス板（５５０ｍｍ×６５０ｍｍ）、第４世代のガラス板（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）、第５世代のガラス板（１０００ｍｍ×１２００ｍｍ）、第６世代のガラス板（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第７世代のガラス板（１９００ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代のガラス板（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代のガラス板（２４００ｍｍ×２８００ｍｍｍ）、及び第１０世代のガラス板（２８００ｍｍ×３０００ｍｍ）のいずれについても、本発明を問題なく適用できる。
　特に、第７世代以上のガラス板２０では、量産工程における損失を低減する効果がより大きく、鏡面加工のような特殊な加工工程における生産効率を飛躍的に伸ばすことができる。面取り加工工程で端面を加工する方式としては、例えば、ガラス板２０の端面に対向して加工面が配置された回転砥石（面取り砥石）をガラス板２０の端面に押し当てて、ガラス板２０の端面を加工する水平加工、又はバフ加工が挙げられる。いずれの加工方式も、高品位の端面加工を達成することができ、かつ加工工程の加工速度を低下させずに、一定のスループットを維持することができる。
　〈ガラス板２０の搬送系〉
　図３は、複数本の搬送ローラ４６、４６…によって搬送されるガラス板２０の端面２１Ａ側から撮像部１２を見た側面図である。図３では、３本の搬送ローラ４６、４６…を図示しているが、搬送ローラ４６は４本以上配置されている。複数本の搬送ローラ４６、４６…はガラス板２０の下面２３Ｂを支持し、搬送ローラ４６、４６…の回転によってガラス板２０を矢印Ａ方向に水平搬送する。撮像部１２は、隣接する搬送ローラ４６、４６の間に配置されている。
　ガラス板２０は、製造工程において、端面の研削加工を行う研削加工部を経た後、洗浄・乾燥工程を経て、強度管理装置１０に搬送ローラ４６によって搬送される。なお、強度管理装置１０で得られたガラス板２０の端面の標準偏差及び強度の情報は、製造工程の前段に配置された前記研削加工部にフィードバックされ、研削砥石の交換情報、加工条件変更情報等として利用される。
　〈撮像部１２〉
　図１に示す撮像部１２は、凹み（ｃｏｎｃａｖｅ）部位２４を備えた本体部２６を有し、凹み部位２４に囲まれる空間をガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂが通過する構成となっている。そして、撮像部１２は、透過型撮像を行うカメラ２８、３０と、カメラ２８に対応する光源３２及びコリメートレンズ３４と、カメラ３０に対応する光源３６及びコリメートレンズ３８とを備える。撮像部１２は、カメラ２８によって、ガラス板２０の端面２１Ａと上面２３Ａとの境界隅部（１辺）を含む上端面ａ（図４参照）を斜め上方向から撮像し、カメラ３０によって、ガラス板２０の端面２１Ａと下面２３Ｂとの境界隅部（１辺）を含む下端面ｂ（図４参照）を斜め下方向から撮像する。
　なお、ガラス板２０の端面２１Ｂ側に配置された撮像部１２に関しては、カメラ２８、３０等の図示を省略しているが、端面２１Ｂ側の撮像部１２も端面２１Ａ側の撮像部１２と構成は同一である。また、図１では、撮像部１２の構成を明示するために、垂直軸に対して本体部２６を、９０度位置をずらした形態で示している。
　また、撮像部１２では、ガラス板２０の上面２３Ａ及び下面２３Ｂに対する垂直方向と、カメラ２８、３０の撮像方向（光軸）とのなす角度が１４°に設定されている。角度は１４°に限定されないが、角度を例えば１４°等のように設定することによって、カメラ２８と、光源３６及びコリメートレンズ３８との干渉や、カメラ３０と、光源３２及びコリメートレンズ３４との干渉を防止できる。なお、カメラ２８、３０の位置は、ガラス板２０の搬送方向に沿って若干ずれていてもよい。
　図４は、撮像部１２の構成を示した模式図である。
　また、図４には、ガラス板２０の搬送方向側から見た場合の、カメラ２８、３０、カメラ２８に対応する光源３２及びコリメートレンズ３４、及び、カメラ３０に対応する光源３６及びコリメートレンズ３８の配置位置が示されている。
　ガラス板２０は、搬送ローラ４６によって搬送され、ガラス板２０の端面２１Ａが、撮像部１２の凹み部位２４に囲まれた空間を通過する。また、図４では、端面２１Ａにおいて、面取り砥石によって研削加工が行われた箇所が太線で示されている。なお、図４では、端面２１Ａ側の撮像部１２のみを図示しているが、ガラス板２０の搬送経路を挟んだ端面２１Ｂにおいても同様の構成の撮像部１２が配置されている。
　カメラ２８は、ガラス板２０の上面２３Ａ側に配置され、上面２３Ａ側からガラス板２０の端面２１Ａを撮像する。カメラ２８に対応する光源３２は、凹み部位２４を介して、カメラ２８に対向するように配置され、カメラ２８に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ３４を通過することによって、カメラ２８に平行光が入射する。光源３２から照射された光は、コリメートレンズ３４を介してガラス板２０の端面２１Ａ近傍に平行光として入射し、ガラス板２０を通過した光がカメラ２８に入射する。したがって、カメラ２８は、透過型撮像でガラス板２０の端面２１Ａの上端面ａを撮像する。
　カメラ３０は、ガラス板２０の下側に配置され、下側からガラス板２０の端面２１Ａを撮像する。カメラ３０に対応する光源３６は、凹み部位２４を介して、カメラ３０に対向するように配置され、カメラ３０に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ３８を通過することによって、カメラ３０に平行光が入射する。光源３６から照射された光は、コリメートレンズ３８を介してガラス板２０の端面２１Ａ近傍に平行光として入射し、ガラス板２０を通過した光がカメラ３０に入射する。したがって、カメラ３０は、透過型撮像でガラス板２０の端面２１Ａの下端面ｂを撮像する。
　つまり、ガラス板２０が撮像部１２を通過することによって、上端面ａと下端面ｂとを同時に撮像できる。
　〈制御部１６〉
　図２に示す制御部１６は、カメラ２８、３０の１ショットの撮像間隔を、例えばミリ秒間隔に制御する。すなわち、カメラ２８、３０は、端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向（ガラス板の１辺の長さ方向）において端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像する。撮像間隔は、ガラス板２０の搬送速度、カメラ２８、３０の撮像素子のサイズ及び画素数に基づいて設定される。また、撮像間隔は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの全面を撮像可能な撮像間隔が好ましい。具体的には、分割された複数の画像において、隣接する画像が一部重複するように設定されることが好ましい。なお、隣接する画像が重複しないように設定されてもよい。
　図５は、ガラス板２０の端面の１ショット分の画像を模式的に示した説明図である。
　図５の矢印Ｂで示す範囲は、端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向に１画素ずつずらした所定の演算範囲を示している。全ての矢印Ｂの長さは同じである。後述する演算・制御手段（演算手段）４２では、前記演算範囲毎に標準偏差を計算し、得られた複数の標準偏差の平均値を１ショット分の移動標準偏差（Ｍｏｖｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：第１の標準偏差）として算出する。そして、１辺を構成する複数の１ショット分の画像の移動標準偏差から中央値（第２の標準偏差）を計算し、中央値をその辺の評価値（標準偏差）として出力する。
　また、制御部１６は図２の如く、画像処理手段１４、ディスプレイ装置４０、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶手段が内蔵されたＭＰＵ又はＣＰＵ等の演算・制御手段４２、及び強度変換手段４４等を備えている。
　画像処理手段１４は、カメラ３０で撮像した、図６及び図７に示す画像の端面の画像Ｐ、Ｑを白黒二値化処理（画像処理）して凹凸画像を取得する。端面の画像Ｐ、Ｑはディスプレイ装置４０に表示される。
　図６の端面は、図７の端面よりも番手（砥石の粒度）の小さい研削砥石によって研削加工されたものであり、図６の画像Ｐによれば図７の画像Ｑよりも凹凸が明確に表示されている。
　図６の画像には、端面の画像Ｐを挟んで上側に白画像Ｒ１と下側に白画像Ｓ１とが存在する。また、図７の画像も同様に、端面の画像Ｑを挟んで上側に白画像ｒ１と下側に白画像ｓ１とが存在する。
　図８は、ガラス板２０の端部の概略断面図である。図８の断面図と図６の画像との関係について説明する。
　図６、図７に示した白画像Ｒ１、ｒ１は、図８の撮像領域１の画像（空間画像）である。図６、図７に示した端面の画像Ｐ、Ｑは、図８の撮像領域２の画像である。図６、図７に示した白画像Ｓ１、ｓ１は、図８の撮像領域３の画像（ガラス板２０の下面２３Ｂの画像）である。
　そして、図６、図７の白画像Ｒ１、ｒ１と端面の画像Ｐ、Ｑとの境界隅部５、６が、図８の端面２１Ａの略中央部に存在する境界隅部（稜線部）５、６である。また、図６、図７の白画像Ｓ１、ｓ１と端面の画像Ｐ、Ｑとの境界隅部７、８が、図８の端面２１Ａと下面２３Ｂとの境界隅部（稜線部）７、８である。図６、図７によれば、境界隅部７、８に凹凸が発生しているのが分かる。
　演算・制御手段４２は、前記記憶手段に予め記憶されている本発明の強度管理方法のプログラムを、規定の順序に従って実行する。これにより、ガラス板２０の端面の画像Ｐ、Ｑから後述する標準偏差が演算される。強度管理装置１０を監視するオペレータは、前記演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を管理する。また、標準偏差に基づいて前工程の研削加工工程に情報を与えることもできる。
　強度変換手段４４は、前記標準偏差を曲げ強度に相関する数値（データ）に変換する。前記標準偏差及びその変動並びに前記数値は、ディスプレイ装置４０にグラフ化されて表示されることが好ましい。
　図１に示すガラス板検出部１８は、ガラス板２０の通過を検出するセンサである。ガラス板検出部１８は、ガラス板２０における進行方向側の端面２２Ａがガラス板検出部１８の配置位置近傍を通過したことを検出する。図１に示す例では、ガラス板検出部１８は、撮像部１２に対してガラス板２０の搬送経路の上流側に配置され、ガラス板検出部１８の直下をガラス板検出部１８の端面２２Ａが通過したことを検出する。
　制御部１６は、ガラス板検出部１８が、ガラス板２０の端面２２Ａの通過を検出すると、カメラ２８、３０の撮像開始タイミングを制御して、カメラ２８、３０にガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの撮像を実行させる。
　〔強度管理装置１０の他の形態〕
　図１に示した強度管理装置１０は、ガラス板製造工程で搬送中のガラス板２０の端面を撮像するために、カメラ２８、３０を固定して端面を撮像しているが、ガラス板２０が停止している場合には、カメラ２８、３０を端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向（ガラス板の１辺の長さ方向）に沿って移動させて端面２１Ａ、２１Ｂを撮像してもよい。また、カメラ２８、３０の１ショットの撮像で全端面を撮像してもよい。
　〔強度管理装置１０による強度管理方法〕
　強度管理装置１０が実行する強度管理方法は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂをカメラ２８、３０によって撮像する撮像工程、端面２１Ａ、２１Ｂの画像を画像処理手段１４によって白黒二値化処理し、端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程、凹凸画像を構成するカメラ２８、３０の画素数に基づいて画素数の標準偏差を演算・制御手段４２によって演算する標準偏差演算工程等を備えている。
　本発明の着眼点は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂを研削加工した際に、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂとガラス板２０の上面２３Ａ、下面２３Ｂとの境界隅部に発生する微小な凹凸（図６、図７参照）が、ガラス板２０の曲げ強度と相関がある、という点にある。つまり、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向に直交した直交方向（幅方向）における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板２０の曲げ強度と相関がある、という点である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板２０の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板２０の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算・制御手段４２によって演算された標準偏差に基づいてガラス板２０の強度を非破壊で管理することにある。
　前記凹凸の大きさは、ガラス板２０の端面の長さ方向に直交した直交方向における長さ（幅寸法）で表わされる。図５では、端面２１Ａ、２１Ｂに生じた凹部Ｃ、凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが誇張して示されている。
　図５に基づいて説明すると、凹部Ｃの長さＪ、凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの長さＫ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏは、端面２１Ａ、２１Ｂを撮像したカメラ２８、３０の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、制御部１６の記憶部に１画素分の長さを予め設定し、端面２１Ａ、２１Ｂの画像を構成する複数の画素のうち、端面２１Ａ、２１Ｂの幅方向における１列の画素数を列毎に計数することで、１列毎の長さ（幅寸法）を得ることができる。
　なお、本願発明の強度管理方法の主たる特徴は、端面２１Ａ、２１Ｂの幅寸法を得ることではなく、端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸を指標化することにある。つまり、凹部Ｃと凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを指標化するため演算範囲をＢとした標準偏差を計算する。また、カメラ２８、３０の分解能を高くするに従って、管理精度は高くなる。
　上記の如く、演算・制御手段４２によって演算されてディスプレイ装置４０に表示された標準偏差に基づいてガラス板２０の強度を管理すれば、ガラス板２０を破壊することなくガラス板２０の曲げ強度を管理できるとともに、ガラス板２０の製造工程において、ガラス板２０の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。
　また、標準偏差演算工程では、カメラ２８、３０によって分割して撮像され、かつ画像処理された端面２１Ａ、２１Ｂの複数の凹凸画像において、複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を、その辺の評価値（標準偏差）とすることが好ましい。
　ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの長さが、カメラ２８、３０の撮像視野範囲を超える場合には、１ショットの撮像では、端面２１Ａ、２１Ｂの全長を撮像できない。このため、上記の如く端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像する。この場合には、分割した複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を、曲げ強度変換工程で使用する評価値（標準偏差）とする。
　また、カメラ２８、３０によって端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像し、かつ画像処理された複数の端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を、曲げ強度変換工程で使用する評価値（標準偏差）としてもよい。
　これにより、ガラス板２０の端面に生じている欠点、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂに付着している塵等の外乱、すなわち、１列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。
　分割された凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複して設定されることが好ましいが、重複しなくてもよい。
　隣接する凹凸画像を一部重複させることによって、端面２１Ａ、２１Ｂの全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板２０のみを後の工程に送ることができる。
　また、隣接する凹凸画像が重複しない場合とは、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板２０の同じ長さの１辺に対して、カメラ２８、３０による撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。
　強度管理方法において、ガラス板２０の４辺の端面において標準偏差を演算することが好ましい。これにより、ガラス板２０の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板２０の強度の信頼性が向上する。
　また、実施の形態の強度管理方法をＦＰＤ用ガラス板２０に適用することにより、高品質性が求められるＦＰＤ用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。
　更に、強度管理装置１０の制御部１６は、強度変換手段４４を備えている。
　強度変換手段４４の記憶部には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。
　図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ガラス板の端面の標準偏差σ（コバ面偏差）と４点曲げの平均強度Ｐとの関係を示した相関図である。図９（ａ）のグラフは横軸が端面の標準偏差であり、縦軸が４点曲げ強度であり、平均強度が１１０Ｍｐａ以上の強度を保証したＦＰＤ用ガラス板を提供するために、標準偏差が６．５μｍ以下のガラス板を良品として、標準偏差が６．５μｍを超えるガラス板を不良品として評価している。なお、良否の閾値である６．５μｍの数値は、非強化ガラス又は強化ガラス等のガラス板の種類、及び建材用、車両用等のガラス板の用途によって異なる。
　図９（ｂ）のグラフの如く、標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。また、標準偏差と曲げ強度とは１対１対応であり、曲げ強度は下限値と上限値とを有する幅を持った値なので、標準偏差も下限値で管理することが好ましい。
　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、２０１３年４月１８日出願の日本特許出願２０１３－０８７３４１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。
　１０…ガラス板の強度管理装置、１２…撮像部、１４…画像処理手段、１６…制御部、１８…ガラス板検出部、２０…ガラス板、２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ…端面、２３Ａ…上面、２３Ｂ…下面、２４…凹み部位、２６…本体部、２８、３０…カメラ、３２…光源、３４…コリメートレンズ、３６…光源、３８…コリメートレンズ、４０…ディスプレイ装置、４２…演算・制御手段、４４…強度変換手段、４６…搬送ローラ

Claims (10)

  1. 　ガラス板の端面を研削加工する研削加工工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、
    　前記管理工程は、
    　前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、
    　前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、
    　前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、
    　前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、
    　を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。
  2. 　前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を前記標準偏差とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
  3. 　前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を前記標準偏差とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
  4. 　前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が一部重複するように設定される請求項２又は３に記載のガラス板の製造方法。
  5. 　前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複しないように設定される請求項２又は３に記載のガラス板の製造方法。
  6. 　前記ガラス板は矩形状であり、前記ガラス板の４辺の端面において前記標準偏差を演算する請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
  7. 　前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板である請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法の管理工程を予めプログラムされた工程に従って自動的に実行することを特徴とするガラス板の製造装置。
  9. 　請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法の管理工程によって検査されたガラス板であって、平均強度が１１０ＭＰａ以上であることを特徴とするガラス板。
  10. 　前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板である請求項９に記載のガラス板。
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