WO2015151846A1 - ガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法 - Google Patents

ガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法 Download PDF

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Abstract

ガラス板研磨装置(11)の受圧パッド(15)は、ガラス板(10)の端縁部(10a)と研磨テープ(14)とを挿入可能に形成された挿入凹部(15a)を含む。研磨テープ(14)が挿入凹部(15a)内においてガラス板(10)の端縁部(10a)全体を包みながらガラス板(10)の端縁部(10a)の研磨が行われる。

Description

ガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法
 本発明は、ガラス板の端縁部の研磨を行うガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法に関する。
 ディスプレイ等に用いるガラス板の製造においては、ガラス板の割れの起点または応力集中源となり得る微小な凹凸(傷)を減少または除去するために、マザーガラスから切断されたガラス板の端縁部の研磨が行われる。
 例えば特許文献1や特許文献2の開示技術では、研磨テープをガラス板の端縁部に接触させた状態で該研磨テープとガラス板とを相対移動させて、ガラス板の端縁部の研磨が行われる。この場合、割れの起点となる微小な凹凸(傷)を極力無くすためには、ガラス板の端縁部全体、具体的には稜部と端面との両方を研磨することが望ましい。そのため、研磨テープに対してガラス板を当てる姿勢を都度変化させつつ、一方の稜部の研磨、他方の稜部の研磨、端面の研磨というように、ガラス板の端縁部の研磨が多段階的に行われている。
特許第2857817号公報 特開2013-99821号公報
 ガラス板の端縁部の稜部及び端面の研磨を多段階的に行うと、研磨時間が長くなる。
 本発明の目的は、ガラス板の一端縁部全体の研磨を短時間で行うことができるガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法を提供することにある。
 本発明の一側面に従うガラス板研磨装置は、ガラス板の端縁部を研磨テープを介して受圧パッドに押し付けた状態で、前記ガラス板と前記研磨テープとを相対移動させることで前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行う。前記受圧パッドには、前記ガラス板の前記端縁部を前記研磨テープと共に挿入可能な挿入凹部が前記ガラス板と前記研磨テープとの相対移動方向に連続して形成されている。ガラス板研磨装置は、前記挿入凹部内において前記研磨テープによる前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行うように構成される。
 この構成によれば、挿入凹部内でガラス板の端縁部全体が研磨テープに包まれるようにして研磨されることから、端縁部全体(稜部及び端面)が一度に研磨され、研磨にかかる時間を短縮することが可能となる。
 上記のガラス板研磨装置において、前記受圧パッドの挿入凹部は、前記ガラス板の板厚方向で対向する一対の凸曲面を有し、前記挿入凹部は、前記一対の凸曲面の間に形成されることが好ましい。
 この構成によれば、受圧パッドとガラス板の端縁部との間に介在する研磨テープに対して大きな荷重がかかる面積が小さくなり、摩擦熱による研磨テープの破れ等が抑えられ、研磨装置の連続的動作が期待できる。
 上記のガラス板研磨装置において、前記受圧パッドの前記パッド凹部は、前記ガラス板の端縁部からの押圧力を受ける受圧部分を含み、当該受圧部分には、前記相対移動方向と交差するスリットが形成されていることが好ましい。
 この構成によれば、ガラス板の端縁部から受ける押圧力が局所的に高くなっても、受圧面のスリットによって受圧パッド(挿入凹部)が部分的に柔軟に変形できるようになり、研磨テープにかかる負荷を低減できる等の効果が期待できる。
 上記のガラス板研磨装置において、前記受圧パッドは、前記ガラス板の板厚方向に対向するように配置された第1及び第2パッド部材によって構成され、前記挿入凹部は前記第1及び第2パッド部材に跨って構成されることが好ましい。
 この構成によれば、第1及び第2パッド部材の境界部分を面取りする等によって、挿入凹部の形成が容易である。
 上記のガラス板研磨装置において、前記受圧パッドは、前記第1及び第2パッド部材間の間隙も含めて前記挿入凹部の凹部形状を調整可能に構成されることが好ましい。
 この構成によれば、ガラス板の端縁部の形状に応じて挿入凹部の凹部形状の調整が容易である。
 上記のガラス板研磨装置において、前記研磨テープは、前記ガラス板の端縁部の長手方向と交差する方向に走行するように駆動され、前記受圧パッドは、前記研磨テープと共に前記ガラス板に対して移動することが好ましい。
 この構成によれば、研磨テープと共に受圧パッドがガラス板に対して移動することによって、ガラス板の端縁部の研磨が行われる。
 本発明の別の一側面に従うガラス板研磨方法は、ガラス板の端縁部を研磨テープを介して受圧パッドに押し付けた状態で、前記ガラス板と前記研磨テープとを相対移動させることで前記ガラス板の端縁部の研磨を行う。前記受圧パッドには、前記ガラス板の前記端縁部を前記研磨テープと共に挿入可能な挿入凹部が前記ガラス板と前記研磨テープとの相対移動方向に連続して形成されており、前記受圧パッドの前記挿入凹部内において前記研磨テープによって前記ガラス板の前記端縁部を研磨する。
 この構成によれば、受圧パッドの挿入凹部内でガラス板の端縁部全体が研磨テープに包まれるようにして研磨されることから、端縁部全体(稜部及び端面)が一度に研磨され、研磨にかかる時間を短縮することが可能となる。
 本発明によれば、ガラス板の端縁部全体の研磨を短時間で行うことができるガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法を提供することができる。本発明の他の側面及び利点は本発明の技術的思想の例を示す図面と共に以下の記載から明らかとなる。
第1実施形態におけるガラス板研磨装置の概略構成を示し、(a)はその側面図、(b)は正面図、(c)は研磨装置の受圧パッドの正面図である。 第2実施形態におけるガラス板研磨装置の概略構成を示し、(a)はその正面図、(b)は側面図、(c)は研磨装置の受圧パッドの正面図である。
 (第1実施形態)
 以下、第1実施形態に従うガラス板研磨装置及びガラス板研磨方法について説明する。
 図1(a)及び図1(b)に示すように、第1実施形態のガラス板研磨装置11はガラス板10の端縁部10a(稜部10b及び端面10cを含む)を研磨するように構成されており、ガラス板10を保持する保持台12と、保持台12に保持されたガラス板10の端縁部10aに対して研磨を行う研磨機構部13とを備えている。ガラス板10が矩形板である場合には、4つの端縁部10aの内の一つの端縁部10aに一つの研磨機構部13が対応付けられる。
 保持台12には、ガラス板10の平面方向が水平方向(板厚方向が上下方向)に向くようにしてガラス板10が載置され、研磨したい端縁部10aが研磨機構部13に向けられて位置決め及び保持される。保持台12と研磨機構部13の一方または両方は、水平方向(ガラス板10の平面方向)において、相対的に近接・離間する動作(押圧及び復帰動作と呼ぶことがある)と、同水平方向において、接離する方向に直交する研磨方向に直線的に往復する動作(研磨動作と呼ぶことがある)とを行うように構成されている。図1(a)の両頭矢印及び図1(b)の両頭矢印を参照。
 研磨機構部13は、研磨テープ14と受圧パッド15とを備えている。研磨テープ14は、帯状に連続してなる例えばポリエステル製のベーステープと、そのベーステープに研磨砥粒を固着することによって形成される砥粒面とを備える。研磨砥粒の材質及び粒径は、ガラス板10に応じて決めることができる。研磨テープ14は、上下に離間した一対のリール16,17によって保持され、一方(例えば上方)のリール16から送り出され、他方(例えば下方)のリール17に巻き取られる。リール16、17は、研磨テープ14が保持台12に保持されたガラス板10の端縁部10aの長手方向と直交する方向に走行するように駆動される。リール16,17は、例えばモータ及び/または減速機を含む駆動装置によって転動され得る。研磨テープ14の幅方向長さは、ガラス板10の長辺の長さよりも長く設定、換言するとガラス板10の研磨動作範囲よりも長く設定されている。
 受圧パッド15は、保持台12に保持されるガラス板10とは研磨テープ14を挟んだ反対側に設置される。受圧パッド15はガラス板10が研磨テープ14に押し付けられた際にガラス板10の押圧力を受ける。受圧パッド15の幅方向長さは、研磨テープ14の幅方向長さと同等か若干長く設定されている。受圧パッド15は、第1及び第2パッド部材18,19が上下方向に組み合わされて構成されるパッドアセンブリであってよく、各パッド部材18,19はガラス板10の研磨に適した弾性力を有する所定硬度の例えばウレタン材料によって作製されている。
 受圧パッド15には、ガラス板10の端縁部10aが研磨テープ14と共に挿入される挿入凹部15aが形成されており、この挿入凹部15aによってガラス板10からの押圧力を受けるようになっている。挿入凹部15aは、受圧パッド15を構成する第1及び第2パッド部材18,19に跨って形成されている。
 図示した例では、上方に配置される第1パッド部材18の下辺角部、及び下方に配置される第2パッド部材19の上辺角部には、側方視(図1(a)参照)で凸曲面状に面取りされた面取部18a,19aが形成され、ガラス板10の板厚方向で対向するこれら面取部18a,19aによって挿入凹部15aが構成されている。挿入凹部15aは、第1及び第2パッド部材18,19間の間隙20を含むことができる。いくつかの例では間隙20は固定である。別のいくつかの例では間隙20は可変であり、ガラス板研磨装置11は、例えば、間隙20をゼロを含めて調整することで、挿入凹部15aの開口形状が変更できるようになっていてもよい。この場合、間隙20の調整の前後で面取部18a,19aの曲面形状は維持される。
 因みに、面取部18a,19a及び間隙20の曲率半径や寸法は、ガラス板10の板厚、研磨前の端縁部10aの形状、端縁部10aの研磨条件等に応じて決められる。挿入凹部15aは、受圧パッド15の幅方向一端から他端まで同形状で連続している(後述のスリット18b,19b部分を除く)。
 また、挿入凹部15aを構成する各面取部18a,19aには、幅方向に所定間隔(例えば等間隔)で複数のスリット18b,19bが形成されている(図1(c)参照)。スリット18b,19bは、保持台12に保持されたガラス板10の端縁部10aの長手方向と直交する。スリット18b,19bは、研磨テープ14を介してガラス板10の端縁部10aから受ける押圧力が面取部18a,19aの幅方向において局所的に高くなった場合に、受圧パッド15の受圧面が部分的に柔軟に変形できるようにする等の目的で設けられている。
 尚、図1において、ガラス板10や受圧パッド15の挿入凹部15a(面取部18a,19a、間隙20)等は、実際の寸法や形状と異なることがある。
 次に、第1実施形態のガラス板研磨装置11の動作(作用)を説明する。
 保持台12には、ガラス板10の研磨したい端縁部10aが研磨テープ14を介して受圧パッド15に対向するようにしてガラス板10が位置決め及び保持される。
 次いで、研磨機構部13と保持台12の少なくとも一方が互いに近接する方向に作動して、ガラス板10の研磨したい端縁部10aが研磨テープ14に当接し、更にガラス板10の端縁部10aが研磨テープ14と共に受圧パッド15の挿入凹部15a内に挿入される。
 次いで、研磨テープ14を介したガラス板10の端縁部10aが受圧パッド15(挿入凹部15a)に所定押圧力で押圧された状態で、研磨機構部13と保持台12の少なくとも一方が幅方向に往復直動する。研磨テープ14(受圧パッド15)とガラス板10の端縁部10aとが押圧接触した状態で相対移動し、ガラス板10の端縁部10aが研磨される。このとき、挿入凹部15a内でガラス板10の端縁部10a全体が研磨テープ14に包まれるようにして研磨されることから、端縁部10a全体、つまり稜部10b及び端面10cが一度に研磨されるようになっている。図示した例では、受圧パッド15の面取部18a,19aがガラス板10の端縁部10aと協働して研磨テープ14を湾曲させる。挿入凹部15aがガラス板10の端縁部10aと研磨テープ14の湾曲部とを収容することによって、ガラス板10の端縁部10a全体を研磨テープ14で包むことができる。
 ガラス板10の研磨したい端縁部10aの研磨が終了すると、研磨機構部13と保持台12の少なくとも一方が互いに離間する方向に作動し、待機位置に配置後、ガラス板10の取り出しが可能となる。そして、ガラス板10において次に研磨する端縁部10aが研磨テープ14に対面するようにガラス板10は位置替えられるか、または、全ての端縁部10aの研磨が完了した場合には次のガラス板10に置き換えられる。
 ガラス板10の1つ又は複数の端縁部10aを研磨した後や、1つ又は複数のガラス板10を研磨した後に、研磨テープ14の新規な砥粒面が端縁部10aを研磨するように研磨テープ14は送られる。ガラス板10の一つの端縁部10aの研磨中に研磨テープ14を送ることも可能である。
 次に、第1実施形態の特徴的な効果を記載する。
 (1)ガラス板10の端縁部10aを研磨テープ14と共に挿入可能な受圧パッド15の挿入凹部15aにおいて、研磨テープ14によるガラス板10の端縁部10aの研磨が行われている。つまり、挿入凹部15a内でガラス板10の端縁部10a全体が研磨テープ14に包まれるようにして研磨されることから、端縁部10a全体(稜部10b及び端面10c)を一度に研磨でき、研磨にかかる時間を短時間とすることができる。
 (2)受圧パッド15の挿入凹部15aは、ガラス板10の板厚方向で対向する一対の凸曲面(面取部18a,19a)を有しているため、受圧パッド15とガラス板10の端縁部10aとの間に介在する研磨テープ14に対して大きな荷重がかかる面積が小さくなり、摩擦力が作用する各所の発熱を抑えることができる。これにより、研磨テープ14の発熱による破れ等を抑えることができ、研磨装置11の連続的動作が期待できる。
 (3)ガラス板10の端縁部10aからの押圧力を受ける挿入凹部15aの受圧部分(面取部18a,19a)にスリット18b,19bが形成されている。そのため、ガラス板10の端縁部10aから受ける押圧力が局所的に高くなっても受圧パッド15(挿入凹部15a)が部分的に柔軟に変形でき、研磨テープ14にかかる負荷を低減できる等の効果が期待できる。
 (4)受圧パッド15の挿入凹部15aは、受圧パッド15を構成する第1及び第2パッド部材18,19に跨って構成されるため、第1及び第2パッド部材18,19の境界部分を面取りした面取部18a,19a等によって、容易に挿入凹部15aを形成することができる。
 (5)挿入凹部15aの凹部形状が第1及び第2パッド部材18,19間の間隙20も含めて調整可能な構成のため、ガラス板10の端縁部10aの形状に合わせた凹部形状の調整を容易に行うことができる。
 (6)第1実施形態のガラス板研磨装置11は、幅方向にコンパクトに構成することができる。
 (第2実施形態)
 以下、ガラス板研磨装置(ガラス板研磨方法)の第2実施形態について説明する。尚、第2実施形態において、第1実施形態と同様な構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
 図2(a)及び図2(b)に示すように、第2実施形態のガラス板研磨装置21は、ガラス板10に対する研磨テープ14の当て方が第1実施形態と異なっており、また2枚のガラス板10の端縁部10aを同時に研磨することが可能に構成されている。図2の各部材(各部分)は実際の寸法や形状と異なることがある。
 第2実施形態のガラス板研磨装置21の保持台12は、ガラス板10の平面方向を水平方向として、2枚のガラス板10を互いに所定間隔を以て並べて保持可能に構成されている。保持台12は、特に図2に現れていないが、幅方向に長く構成した1つの台で2枚のガラス板10を共に保持するように構成、若しくは2枚のガラス板10を個々に保持する2つの台によって構成されている。
 研磨機構部13の受圧パッド15については、並設される2枚のガラス板10の端縁部10aの研磨の際に同時に押圧接触可能とすべく、幅方向(水平方向)に長く形成されている。第2実施形態の受圧パッド15についても第1実施形態と同様に第1及び第2パッド部材18,19によって構成されており、両パッド部材18,19に跨って挿入凹部15aが形成されている。挿入凹部15aは、第1パッド部材18の下辺角部の面取部18aと第2パッド部材19の上辺角部の面取部19aとによって構成され、両パッド部材18,19間の間隙20(間隙寸法ゼロも含む)を含むことができる。挿入凹部15aは、幅方向一端から他端まで同形状で連続してなり、挿入凹部15aを構成する各面取部18a,19aには複数のスリット18b,19bが幅方向に所定間隔(例えば等間隔)で形成されている(図2(c)参照)。
 第2実施形態の研磨テープ14は、その長手方向が上下方向(又は水平方向)に対して斜めに向くようにリール16,17によって保持、具体的には水平方向に近い角度で斜めに保持され、両リール16,17による順次送り動作が行われる。つまり、第2実施形態の研磨テープ14は、保持台12に保持されたガラス板10の端縁部10aの長手方向に対して斜めに走行するように駆動される。そして、2枚のガラス板10の研磨したい端縁部10aがそれぞれ研磨テープ14と共に受圧パッド15の挿入凹部15aに挿入され、端縁部10a全体が研磨テープ14に包まれるようにして研磨される。また、幅広な研磨テープ14を用いないでも斜めに配置する構成として、研磨テープ14上で2枚のガラス板10の同時研磨が可能(研磨テープ14の幅方向全体を使用して研磨しつつ研磨領域が互いに重ならない)としている。
 第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)~(5)の効果と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
 (6)第2実施形態のガラス板研磨装置21は、2枚のガラス板10を同時研磨することができる。その際、幅広な研磨テープ14を用いないでも斜めに配置することで、研磨テープ14の幅方向全体を使用して研磨しつつも研磨領域を互いに重ならないようにすることができる。研磨領域が重なる場合には当該領域において研磨テープ14が損耗し易くなるが、第2実施形態のように構成すれば、研磨テープ14の損耗を抑制することができる。尚、研磨テープ14が十分な強度を有する場合等、研磨テープ14における2枚のガラス板10の各々の研磨領域が重なるように構成されてもよい。
 実施形態は、以下のように変更してもよい。
 ・受圧パッド15は、第1及び第2パッド部材18,19を含むことに限定されず、1つのパッド部材または3以上のパッド部材によって構成されてもよい。
 ・受圧パッド15の挿入凹部15aは、凸曲面に代えてまたは加えて、凹曲面や平面等によって構成されてもよい。
 ・挿入凹部15aの凹部形状を第1及び第2パッド部材18,19間の間隙20も含んで調整したが、間隙20以外で挿入凹部15aの凹部形状を調整してもよい。この場合、間隙20が不要となる。
 ・挿入凹部15aの面取部18a,19aにスリット18b,19bを形成しなくてもよい。
 ・ガラス板10(保持台12)と、研磨テープ14及び受圧パッド15(研磨機構部13)との接離動作や研磨動作にかかる相対動作は、一方のみの動作でもよく、両者を同時にまたは並行的にまたは同期的に動作させてもよい。
 ・第1実施形態の研磨装置11は2枚以上のガラス板10を同時研磨するように構成されてもよい。第2実施形態の研磨装置21は1枚又は3枚以上のガラス板10を同時研磨するように構成されてもよい。
 ・研磨テープ14、受圧パッド15等を構成する部材の材質は適宜変更してもよい。
 ・ガラス板10の端縁部10aは、ガラス板10を任意の手法で切断して形成された切断面であってよい。例えば、カッターやホイールチップ、レーザー等を用いてガラス板10にスクライブを形成した後に割断した割断面であってもよいし、レーザーによってガラス板10を溶断した溶断面であってもよい。また、端縁部10aは、ガラス板10の切断面を予め砥石等によって荒研磨した端面であってもよい。
 ・実施形態の研磨装置および研磨方法は、任意の組成及び用途のガラス板の研磨に適用可能である。例えば、無アルカリガラスや化学強化ガラスの研磨に適用可能である。特に、化学強化ガラス等の強度や硬度が高く研磨具を損耗し易いガラスの研磨において、当該損耗を抑制でき好適である。ディスプレイ用途、タッチパネル用途、光電変換パネル用途、電子デバイス用途、窓ガラス用途、建材用途、車両用途等のガラスの研磨に適用可能である。
 本発明は、例示したものに限定されるものではない。例えば、例示した特徴が本発明にとって必須であると解釈されるべきでなく、むしろ、本発明の主題は、開示した特定の実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在することがある。本発明は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 10…ガラス板、10a…端縁部、14…研磨テープ、15…受圧パッド、15a…挿入凹部、18,19…第1及び第2パッド部材、18a,19a…面取部(凸曲面、受圧部分)、18b,19b…スリット、20…間隙。

Claims (10)

  1.  ガラス板の端縁部を研磨テープを介して受圧パッドに押し付けた状態で、前記ガラス板と前記研磨テープとを相対移動させることで前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行うガラス板研磨装置であって、
     前記受圧パッドには、前記ガラス板の前記端縁部を前記研磨テープと共に挿入可能な挿入凹部が前記ガラス板と前記研磨テープとの相対移動方向に連続して形成されており、前記挿入凹部内において前記研磨テープによる前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行うように構成されたことを特徴とするガラス板研磨装置。
  2.  請求項1に記載のガラス板研磨装置において、
     前記受圧パッドの前記挿入凹部は、前記ガラス板の板厚方向で対向する一対の凸曲面を有し、前記挿入凹部は、前記一対の凸曲面の間に形成されることを特徴とするガラス板研磨装置。
  3.  請求項1又は2に記載のガラス板研磨装置において、
     前記受圧パッドの前記挿入凹部は、前記ガラス板の前記端縁部からの押圧力を受ける受圧部分を含み、当該受圧部分には、前記相対移動方向と交差するスリットが形成されていることを特徴とするガラス板研磨装置。
  4.  請求項1~3のいずれか1項に記載のガラス板研磨装置において、
     前記受圧パッドは、前記ガラス板の板厚方向に対向するように配置された第1及び第2パッド部材によって構成され、前記挿入凹部は前記第1及び第2パッド部材に跨って構成されることを特徴とするガラス板研磨装置。
  5.  請求項4に記載のガラス板研磨装置において、
     前記受圧パッドは、前記第1及び第2パッド部材間の間隙も含めて前記挿入凹部の凹部形状を調整可能に構成されたことを特徴とするガラス板研磨装置。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載のガラス板研磨装置において、
     前記研磨テープは、前記ガラス板の前記端縁部の長手方向と交差する方向に走行するように駆動され、
     前記受圧パッドは、前記研磨テープと共に前記ガラス板に対して移動することを特徴とするガラス板研磨装置。
  7.  ガラス板の端縁部を研磨テープを介して受圧パッドに押し付けた状態で、前記ガラス板と前記研磨テープとを相対移動させることで前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行うガラス板研磨方法であって、
     前記受圧パッドには、前記ガラス板の前記端縁部を前記研磨テープと共に挿入可能な挿入凹部が前記ガラス板と前記研磨テープとの相対移動方向に連続して形成されており、前記受圧パッドの前記挿入凹部内において前記研磨テープによって前記ガラス板の前記端縁部を研磨することを特徴とするガラス板研磨方法。
  8.  ガラス板の端縁部を研磨テープに押し付けた状態で、前記ガラス板と前記研磨テープの少なくとも一つを研磨方向に移動させることで前記ガラス板の前記端縁部の研磨を行うガラス板研磨装置とともに使用される受圧パッドであって、
     前記研磨方向に連続して形成される第1及び第2の面取部を備え、
     前記第1及び第2の面取部は、
      前記ガラス板の前記端縁部と協働して前記研磨テープを湾曲させ、
      前記第1及び第2の面取部の間に、前記ガラス板の前記端縁部と前記研磨テープの湾曲部とを収容するための挿入凹部を区画する
    ように構成されていることを特徴とする受圧パッド。
  9.  請求項8に記載の受圧パッドは、
     前記第1の面取部を含む第1パッド部材と、
     前記第2の面取部を含む第2パッド部材と
    を備えるパッドアセンブリであることを特徴とする受圧パッド。
  10.  請求項8または9に記載の受圧パッドにおいて、
     前記第1及び第2の面取部は凸曲面を含むことを特徴とする受圧パッド。
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