WO2021210485A1

WO2021210485A1 - 端面加工装置

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Publication number: WO2021210485A1
Application number: PCT/JP2021/014883
Authority: WO
Inventors: 島村　哲也
Original assignee: ショーダテクトロン株式会社
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2021-10-21
Also published as: CN115379925A; JP2021169140A; TW202140205A; KR20230002339A

Abstract

線状ブラシなどの磨き具の引張強度の確保負担を減じることができるとともに幅広い材質または構造の磨き具の使用を可能にすることができる端面加工装置を提供する。端面加工装置１００は、ガラス基板からなる被加工物９０を着脱自在に保持するワーク保持具１１０、被加工物９０の凹部９２に対して磨き加工を行うための第２磨き具１３０および第２磨き具１３０の変位を規制する背面受け具１４０を備えている。第２磨き具１３０は、金属線状の芯体１３０ａの周囲に樹脂製のブラシからなる磨き部１３０ｂが設けられて構成されている。背面受け具１４０は、ブロック状の受け具本体１４１に受け部１４２が形成されている。受け部１４２は、磨き部１３０ｂを収容可能な断面が円弧状の曲面で構成されている。背面受け具１４０は、受け部１４２が凹部９２を構成する曲率の円弧の延長線上に位置するように位置決めされる。　図１

Description

端面加工装置

　本発明は、被加工物の端面に対して磨き加工を行う端面加工装置に関する。

　従来から、被加工物の端面に対して磨き加工を行う端面加工装置がある。例えば、下記特許文献１には、直線状に延びる線状体の周囲にブラシを備えた線状ブラシによってガラス板を積層した被加工物における孔また凹状に窪んだ部分に対して磨き加工を行う端面加工装置が開示されている。

特開２０１０－１６７５１８号公報

　しかしながら、上記特許文献１に記載した端面加工装置においては、磨き加工中における線状ブラシの撓み変形を防止するため強い張力を付加しなければならず、線状ブラシの引張強度の確保負担が大きいとともに使用可能な線状ブラシが限定されるという問題がある。

　本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、線状ブラシなどの磨き具の引張強度の確保負担を減じることができるとともに幅広い材質または構造の磨き具の使用を可能にすることができる端面加工装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の特徴は、被加工物を着脱自在に保持するワーク保持具と、回転中心となる軸線の周囲に被加工物の端面を磨くための磨き部を備えた磨き具が連結されて同磨き具を前記軸線周りに回転駆動させる磨き具駆動手段と、被加工物の端面を磨いている磨き具に対して同被加工物とは反対側で磨き部に接触して磨き具の前記反対側への変形を規制する受け部を有した背面受け具とを備えることにある。

　このように構成した本発明の特徴によれば、端面加工装置は、被加工物の端面を磨いている磨き具に対して同被加工物とは反対側で磨き部に接触して磨き具の前記反対側への変形を規制する背面受け具を備えているため、磨き具の引張強度の確保負担を減じることができるとともに幅広い材質または構造の磨き具の使用を可能にすることができる。なお、磨き具としては、線状に延びる芯体の周囲に無数の毛または多孔質な弾性体を設けた構成のほか、芯体を設けず弾性体のみで構成することができる。

　また、本発明の他の特徴は、前記端面加工装置において、背面受け具における受け部は、磨き部に対して凹状に凹んで形成されていることにある。

　このように構成した本発明の他の特徴によれば、端面加工装置は、背面受け具における受け部が磨き部に対して凹状に凹んで形成されているため、磨き部を収容して磨き部の変形を抑えることができるとともに磨き加工による切削紛および加工液の飛散を防止することができる。この場合、背面受け具における受け部としては、断面形状が円弧（楕円を含む）となる曲面のほか、断面形状が方形または三角形となる平面の組み合わせまたは平面と曲面との組み合わせで構成することができる。

　また、本発明の他の特徴は、前記端面加工装置において、背面受け具における受け部は、磨き具の軸線方向における両端部のうちの少なくとも一方が同軸線方向外側に向かって広く開口した拡大開口部を有していることにある。

　このように構成した本発明の他の特徴によれば、端面加工装置は、背面受け具における受け部の両端部のうちの少なくとも一方に軸線方向外側に向かって広く開口した拡大開口部が形成されているため、受け部内に磨き部を挿入し易くすることができるとともに受け部に対して磨き部を往復運動させた際の受け部の損傷および切削粉および加工液の飛散を防止することができる。

　また、本発明の他の特徴は、前記端面加工装置において、さらに、背面受け具を磨き具に対して接近または離隔させる磨き具変位手段を備えることにある。

　このように構成した本発明の他の特徴によれば、端面加工装置は、さらに、背面受け具を磨き具に対して接近または離隔させる磨き具変位手段を備えているため、背面受け具が不要な場合には背面受け具を磨き具から離隔させることができるとともに、磨き具に対して背面受け具の位置を適宜設定することで磨き部の変形の規制の程度（強弱）を調整することもできる。

　また、本発明の他の特徴は、前記端面加工装置において、さらに、背面受け具に対して加工液を供給する加工液供給手段を備え、背面受け具は、加工液供給手段から供給された加工液を吐出する吐出孔が受け部に開口していることにある。

　このように構成した本発明の他の特徴によれば、端面加工装置は、さらに、背面受け具に対して研磨剤または冷却液などの加工液を供給する加工液供給手段を備えており、背面受け具は加工液供給手段から供給された加工液を吐出する吐出孔が受け部に開口しているため、磨き具における磨き部に対して加工液の飛散を防止しながら効率的かつ効果的に供給することができる。また、端面加工装置は、吐出孔から吐出する加工液の噴出によっても磨き部の変形を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る端面加工装置の主要部の構成を正面から模式的に示す説明図である。図１に示した端面加工装置の主要部の構成を側面から模式的に示す説明図である。図３は、図１に示す端面加工装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。図１に示した端面加工装置の加工対象である被加工物の外観構成の概略を示す平面図である。図１に示した端面加工装置における第２磨き具が被加工物の凹部を磨き加工する状態を模式的に示す断面図である。図１に示した端面加工装置における背面受け具の内部構成の概略を示す断面図である。図１に示した端面加工装置の第１磨き部が被加工物を磨き加工する状態を示す説明図である。図１に示した端面加工装置の第２磨き部が被加工物を磨き加工する状態を示す説明図である。本発明の変形例に係る第２磨き具が被加工物の凹部を磨き加工する状態を模式的に示す断面図である。本発明の他の変形例に係る第２磨き具が被加工物の凹部を磨き加工する状態を模式的に示す断面図である。本発明の他の変形例に係る第２磨き具が被加工物の凹部を磨き加工する状態を模式的に示す断面図である。本発明の他の変形例に係る端面加工装置の主要部の構成を正面から模式的に示す説明図である。

　以下、本発明に係る端面加工装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る端面加工装置１００の主要部の構成を正面から模式的に示す説明図である。また、図２は、図１に示す端面加工装置１００の主要部の構成を側面から模式的に示す説明図である。また、図３は、図１に示す端面加工装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この端面加工装置１００は、半導体の製造過程で用いられるガラス基板を被加工物９０としてこの被加工物９０の端面９１に磨き加工を行う機械装置である。

　まず、本発明に係る端面加工装置１００を説明する前に、この端面加工装置１００の加工対象である被加工物９０について説明する。この被加工物９０は、図４に示すように、半導体の製造過程で微細な電子回路のパターンが形成されてフォトマスクとして機能する部品であり、ガラス材を円形板状に形成して構成されている。この場合、被加工物９０の平面視における大きさは、外径が約１００ｍｍ～３００ｍｍであり、厚さが約０．５ｍｍ～５ｍｍである。本実施形態においては、被加工物９０は、外径が３００ｍｍ、厚さが１ｍｍの平面視で円形に形成されている。

　また、被加工物９０には、外縁部を構成する端面９１の一部に凹部９２が形成されている。凹部９２は、半導体の製造過程でガラス基板である被加工物９０の位置を規定するための部分であり、端面９１から凹状に窪んで形成されている。本実施形態においては、凹部９２は、直径３ｍｍの円の半円を構成する円弧で構成されている。

　（端面加工装置１００）
　端面加工装置１００は、ワーク保持具１１０を備えている。ワーク保持具１１０は、積み重ねられた複数の被加工物９０を着脱自在に保持する機械装置であり、主として、フレーム１１１、支持テーブル１１２、押圧体１１３および連結体１１５，１１７をそれぞれ備えて構成されている。

　フレーム１１１は、支持テーブル１１２および押圧体１１３を支持する部品であり、断面形状が方形の金属製の棒体を正面視で方形の枠状に組んで構成されている。支持テーブル１１２は、積み重ねられた複数の被加工物９０が載置される部品であり、金属材料を板状に形成して構成されている。この支持テーブル１１２は、図示下方に延びる脚部１１２ａが図示しないベアリングを介してフレーム１１１における図示下辺に回転自在な状態で支持されている。

　押圧体１１３は、支持テーブル１１２上に配置された被加工物９０を図示上方から押圧して支持テーブル１１２に固定するための部品であり、金属材料を板状に形成して構成されている。この押圧体１１３は、締付け機構１１４および連結体１１７をそれぞれ介してフレーム１１１における図示上辺に回転自在な状態で支持されている。締付け機構１１４は、押圧体１１３を支持テーブル１１２に対して接近または離隔させるための部品であり、送りネジ機構を備えて構成されている。

　したがって、作業者は、締付け機構１１４におけるナット１１４ａを回動操作することによって送りネジ１１４ｂを図示上下方向に進退させることで押圧体１１３を支持テーブル１１２に接近または離隔させることができる。この締付け機構１１４は、一方（図示下側）の端部が押圧体１１３に連結されているとともに、他方（図示上側）の端部がワーク駆動モータ１１８に連結されている。なお、図１においては、図示上下方向をＺ軸方向、このＺ軸方向に直交する図示左右方向をＸ軸方向、およびこれらＺ軸方向およびＸ軸方向にそれぞれ直交する方向をＹ軸方向とする。

　連結体１１５は、ワーク保持具１１０をベース１１６上に連結するため部品であり、金属材をベース１１６の上面に挿し込み可能な円柱状に形成して構成されている。ベース１１６は、ワーク保持具１１０を支持する部品であり、金属製の板状体で構成されている。このベース１１６は、端面加工装置１００における図示しない筐体に取り付けられている。

　連結体１１７は、ワーク保持具１１０をモータ支持体１１８ａに連結するため部品であり、金属材をモータ支持体１１８ａの下面に挿し込み可能な円筒状に形成して構成されている。この場合、円筒状に形成された連結体１１７には、締付け機構１１４がワーク駆動モータ１１８に連結されている。

　ワーク駆動モータ１１８は、締付け機構１１４を回転変位させることによって支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持された被加工物９０を回転変位させるための電動機であり、後述する制御装置１５０によって作動制御される。このワーク駆動モータ１１８は、モータ支持体１１８ａによって支持されている。モータ支持体１１８ａは、ワーク保持具１１０の上方に設けられた金属製の板状体で構成されており、端面加工装置１００における図示しない筐体に支持されている。ワーク保持具１１０における図示左右両側には、第１磨き具１２０および第２磨き具１３０がそれぞれ設けられている。

　第１磨き具１２０は、支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持された被加工物９０の端面９１に対して磨き加工を行うための部品であり、金属製の円筒体で構成された芯体１２０ａの外表面に磨き部１２０ｂが形成されて構成されている。磨き部１２０ｂは、端面９１に接触して磨き加工を行うための部品であり、無数の樹脂製の毛で構成されている。

　すなわち、磨き部１２０ｂは、円筒体で構成された芯体１２０ａの外表面が径方向外側に延びたブラシで構成されている。この第１磨き具１２０は、本実施形態においては、支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持された被加工物９０の厚さ以上の長さに形成されているが、被加工物９０の厚さと同じ長さまたは被加工物９０の厚さよりも短い長さに形成されていてもよい。また、第１磨き具１２０は、端面９１との接触面積を大きくするために第２磨き具１３０よりも大径に形成されている。

　この第１磨き具１２０は、第１磨き具駆動モータ１２１に着脱自在な状態で取り付けられている。第１磨き具駆動モータ１２１は、第１磨き具１２０を回転駆動させるための電動機であり、制御装置１５０によって作動制御される。この第１磨き具駆動モータ１２１は、モータ支持体１２２によって支持されている。モータ支持体１２２は、第１磨き具１２０の上方に設けられた金属製の板状体で構成されており、第１Ｘ軸方向変位機構１２３および第１Ｚ軸方向変位機構１２４にそれぞれ支持されている。すなわち、第１磨き具１２０は、モータ支持体１２２から下垂した状態で設けられている。なお、図２においては、第１磨き具１２０、第１磨き具駆動モータ１２１およびモータ支持体１２２の図示を省略している。

　第１Ｘ軸方向変位機構１２３は、モータ支持体１２２を介して第１磨き具駆動モータ１２１および第１磨き具１２０を図示Ｘ軸方向（図示左右方向）に往復変位させる機械装置であり、図示しない電動モータおよび送りネジ機構などを備えて構成されている。この第１Ｘ軸方向変位機構１２３は、端面加工装置１００における図示しない筐体に支持されており、制御装置１５０によって作動制御される。

　第１Ｚ軸方向変位機構１２４は、モータ支持体１２２を介して第１磨き具駆動モータ１２１および第１磨き具１２０を図示Ｚ軸方向（図示上下方向）に往復変位させる機械装置であり、図示しない電動モータおよび送りネジ機構などを備えて構成されている。この第１Ｚ軸方向変位機構１２４は、前記第１Ｘ軸方向変位機構１２３に支持されており、制御装置１５０によって作動制御される。すなわち、第１Ｚ軸方向変位機構１２４は、第１Ｘ軸方向変位機構１２３によって第１磨き具駆動モータ１２１および第１磨き具１２０とともに一体的に図示Ｘ軸方向に往復変位する。

　第２磨き具１３０は、支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持された被加工物９０における凹部９２に対して磨き加工を行うための部品であり、棒体の外表面に樹脂製の無数の毛が径方向外側に延びた状態で設けられて構成されている。具体的には、第２磨き具１３０は、主として、芯体１３０ａと磨き部１３０ｂとで構成されている。芯体１３０ａは、磨き部１３０ｂを支持する部分であり、細長く捩じった金属線とこの金属線の一方の端部を保持する金属製の筒体で構成されたチャック部とで構成されている。

　磨き部１３０ｂは、図５に示すように、凹部９２の内側面を磨く部品であり、芯体１３０ａの外表面から径方向外側に延びる無数の樹脂製の毛で構成されている。すなわち、磨き部１３０ｂは、棒状に形成された芯体１３０ａの外表面が径方向外側に延びたブラシで構成されている。この場合、磨き部１３０ｂは、凹部９２の内径よりも若干大きい外径に形成されるとともに、支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持された被加工物９０の厚さ以上の長さに形成される。なお、第２磨き具１３０は、被加工物９０の厚さと同じ長さまたは被加工物９０の厚さよりも短い長さに形成することもできる。

　この第２磨き具１３０は、第２磨き具駆動モータ１３１に着脱自在な状態で取り付けられている。第２磨き具駆動モータ１３１は、第２磨き具１３０を回転駆動させるための電動機であり、制御装置１５０によって作動制御される。この第２磨き具駆動モータ１３１は、モータ支持体１３２によって支持されている。なお、この第２磨き具駆動モータ１３１が、本発明に係る磨き具駆動手段に相当する。

　モータ支持体１３２は、第２磨き具１３０の上方に設けられた金属製の板状体で構成されており、第２Ｘ軸方向変位機構１３３および第２Ｚ軸方向変位機構１３４にそれぞれ支持されている。すなわち、第２磨き具１３０は、モータ支持体１３２から下垂した状態で設けられている。なお、図２においては、第２磨き具１３０、第２磨き具駆動モータ１３１およびモータ支持体１３２の図示を省略している。

　第２Ｘ軸方向変位機構１３３は、モータ支持体１３２を介して第２磨き具駆動モータ１３１および第２磨き具１３０を図示Ｘ軸方向（図示左右方向）に往復変位させる機械装置であり、図示しない電動モータおよび送りネジ機構などを備えて構成されている。この第２Ｘ軸方向変位機構１３３は、端面加工装置１００における図示しない筐体に支持されており、制御装置１５０によって作動制御される。

　第２Ｚ軸方向変位機構１３４は、モータ支持体１３２を介して第２磨き具駆動モータ１３１および第２磨き具１３０を図示Ｚ軸方向（図示上下方向）に往復変位させる機械装置であり、図示しない電動モータおよび送りネジ機構などを備えて構成されている。この第２Ｚ軸方向変位機構１３４は、前記第２Ｘ軸方向変位機構１３３に支持されており、制御装置１５０によって作動制御される。すなわち、第２Ｚ軸方向変位機構１３４は、第２Ｘ軸方向変位機構１３３によって第２磨き具駆動モータ１３１および第２磨き具１３０とともに一体的に図示Ｘ軸方向に往復変位する。

　第２磨き具１３０に対してワーク保持具１１０とは反対側には、背面受け具１４０が設けられている。背面受け具１４０は、図５および図６にそれぞれ示すように、被加工物９０の凹部９２に対して磨き加工を行っている第２磨き具１３０が凹部９２に対して離隔する方向に撓み変形することを防止するための部品であり、ポリアセタールなどの樹脂材または金属材をブロック状に形成して構成されている。より具体的には、背面受け具１４０は、本実施形態においては樹脂材を図示Ｚ軸方向に延びる直方体に近いブロック状に形成した受け具本体１４１に受け部１４２および吐出孔１４４をそれぞれ備えて構成されている。

　受け部１４２は、第２磨き具１３０の磨き部１３０ｂに接触して磨き部１３０ｂが凹部９２とは反対側に変形することを防止するための部分であり、受け具本体１４１における第２磨き具１３０に対向する側面に凹状に窪んで形成されている。より具体的には、受け部１４２は、断面形状が凹部９２と同じ曲率の円弧となる曲面で構成されている。この場合、受け部１４２は、受け具本体１４１の被加工物９０への接触を防止するため、凹部９２よりも浅い深さで形成されている。

　また、受け部１４２の図示Ｚ軸方向の長さは、凹部９２の図示Ｚ軸方向の長さと略同じ長さに形成されている。なお、受け部１４２の図示Ｚ軸方向の長さは、凹部９２の図示Ｚ軸方向の長さよりも短い長さに形成されていてもよいし、凹部９２の図示Ｚ軸方向の長さよりも長い長さに形成されていてもよい。この受け部１４２における図示Ｚ軸方向の両端部には、拡大開口部１４３ａ，１４３ｂがそれぞれ形成されている。

　拡大開口部１４３ａ，１４３ｂは、第２磨き具１３０の磨き部１３０ｂの受け部１４２内への挿入および図示Ｚ軸方向への往復変位を行い易くするための部分であり、芯体１３０ａの軸線方向（図示Ｚ軸方向）の外側に向かって凹状の切欠き形状が広がる形状に形成されている。

　吐出孔１４４は、磨き部１３０ｂに対して研磨剤からなる加工液を供給するための通路であり、一方（図示左側）の端部が受け部１４２に開口するとともに他方（図示右側）の端部が分配通路１４５に連通している。この吐出孔１４４は、受け部１４２の長手方向（図示Ｚ軸方向）に沿って複数形成されている。本実施形態においては、吐出孔１４４は、受け部１４２の長手方向（図示Ｚ軸方向）に沿って等間隔に７つ形成されている。なお、図５および図６においては、加工液の流れを破線矢印で示している（図９～図１１においても同様）。

　分配通路１４５は、加工液を７つの各吐出孔１４４に分配するための部分であり、７つの各吐出孔１４４に連通するように図示Ｚ軸方向に延びて形成されている。この場合、分配通路１４５は、図示上端部が受け具本体１４１の図示上端面に開口するとともに同開口部分が栓１４５ａによって封止されている。また、この分配通路１４５は、図示右側の側面に開口するとともに同開口部分に加工液供給管１４６が接続されている。

　加工液供給管１４６は、研磨剤からなる加工液を背面受け具１４０に供給するための管路であり、樹脂製または金属製をホースまたはパイプで構成されている。本実施形態においては、加工液は、酸化セリウムが分散した懸濁液で構成された研磨剤である。この加工液供給管１４６は、一方の端部が背面受け具１４０の受け具本体１４１に接続されているとともに他方の端部が加工液供給装置１４７に接続されている。加工液供給装置１４７は、加工液を貯留する加工液槽（図示せず）、この加工液槽と被加工物９０の磨き加工領域との間で加工液を循環させる配管、弁およびポンプなどを備えて構成されている。この加工液供給装置１４７は、制御装置１５０によって作動が制御される。

　背面受け具１４０は、受け具変位機構１４８に支持されている。受け具変位機構１４８は、背面受け具１４０を第２磨き具１３０に対して接近または離隔させる機械装置であり、主として、スライドテーブル１４８ａとテーブル駆動モータ１４８ｂとを備えて構成されている。スライドテーブル１４８ａは、背面受け具１４０を支持して第２磨き具１３０に対して接近または離隔させる方向（図示Ｘ軸方向）に往復変位させる機具である。

　具体的には、スライドテーブル１４８ａは、背面受け具１４０が載置されるテーブル、このテーブルを図示Ｘ軸方向に変位させる送りネジ機構および送りネジ機構を覆う筐体などを備えて構成されている。テーブル駆動モータ１４８ｂは、スライドテーブル１４８ａにおけるテーブルを送りネジ機構を介して図示Ｘ軸方向に変位させるための駆動源であり、制御装置１５０によって作動制御される電動モータで構成されている。この受け具変位機構１４８は、端面加工装置１００における図示しない筐体に支持されている。

　制御装置１５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、端面加工装置１００の全体の作動を総合的に制御するとともに、記憶装置に予め記憶された図示しない端面加工プログラムを実行することにより被加工物９０に対して磨き加工を行う。具体的には、制御装置１５０は、ワーク駆動モータ１１８、第１磨き具駆動モータ１２１、第１Ｘ軸方向変位機構１２３、第１Ｚ軸方向変位機構１２４、第２磨き具駆動モータ１３１、第２Ｘ軸方向変位機構１３３、第２Ｚ軸方向変位機構１３４、加工液供給装置１４７および受け具変位機構１４８の各作動を制御する。

　この制御装置１５０には、作業者からの指示を受け付けて制御装置１５０に入力するスイッチ群からなる入力装置および制御装置１５０の作動状況を表示する表示ランプおよび液晶表示装置をそれぞれ備えた操作盤１５１を備えている。なお、制御装置１５０は、外部電源か電力を受けて電力を必要とするワーク駆動モータ１１８、第１磨き具駆動モータ１２１、第１Ｘ軸方向変位機構１２３、第１Ｚ軸方向変位機構１２４、第２磨き具駆動モータ１３１、第２Ｘ軸方向変位機構１３３、第２Ｚ軸方向変位機構１３４、加工液供給装置１４７および受け具変位機構１４８などの各部に供給する電源部、および端面加工装置１００の全体を包囲する外装カバーなども備えるが、これらについては、本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

（端面加工装置１００の作動）
　次に、このように構成された端面加工装置１００の作動について図３を参照しながら説明する。まず、端面加工装置１００を用いて被加工物９０の磨き加工を行う作業者は、端面加工装置１００における図示しない電源スイッチをＯＮにすることにより制御装置１５０を起動させる。これにより、制御装置１５０は、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶された制御プログラムを実行することによって作動を開始して作業者からの指示を待つ待機状態となる。

　次に、作業者は、第１工程として、端面加工装置１００の加工領域内におけるワーク保持具１１０に被加工物９０を保持させる。具体的には、作業者は、ワーク保持具１１０における支持テーブル１１２上に複数のガラス基板を積み重ねた被加工物９０を載置した後、ナット１１４ａを操作することにより押圧体１１３を下降させて被加工物９０を支持テーブル１１２と押圧体１１３とで挟んだ状態で保持する（図１および図２参照）。

　次に、作業者は、第２工程として、被加工物９０の端面９１に対して磨き加工を行う。具体的には、作業者は、端面加工装置１００の操作盤１５１を操作することにより制御装置１５０に対して端面９１の磨き加工の開始を指示する。この指示に応答して制御装置１５０は、図示しない研磨加工プログラムを実行して被加工物９０の端面９１に対して研磨加工を開始する。

　具体的には、制御装置１５０は、ワーク駆動モータ１１８の作動を制御して支持テーブル１１２と押圧体１１３とで保持した被加工物９０を回転駆動させるとともに第１磨き具駆動モータ１２１の作動を制御して第１磨き具１２０を回転駆動させる。この場合、制御装置１５０は、被加工物９０を第１磨き具１２０よりも遅い回転数でかつ第１磨き具１２０の回転方向とは反対方向に回転させる。

　次いで、制御装置１５０は、図７に示すように、第１Ｘ軸方向変位機構１２３の作動を制御して第１磨き具１２０を被加工物９０に接近させて第１磨き具１２０を被加工物９０の端面９１に接触させる。この場合、制御装置１５０は、図示しない加工液供給装置の作動を制御して被加工物９０の端面９１と第１磨き具１２０の接触部分に加工液（図示せず）を供給する。そして、制御装置１５０は、第１Ｚ軸方向変位機構１２４の作動を制御して第１磨き具１２０を図示Ｚ軸方向（図示上下方向）に往復変位させる。これにより、端面加工装置１００は、第１磨き具１２０によって被加工物９０の端面９１に対して磨き加工を行うことになる。

　次いで、制御装置１５０は、被加工物９０の端面９１に対して第１磨き具１２０を用いて所定の時間だけ磨き加工を行った場合には、第１Ｘ軸方向変位機構１２３および第１Ｚ軸方向変位機構１２４の各作動を制御して第１磨き具１２０を元の位置に変位させる。また、制御装置１５０は、ワーク駆動モータ１１８および第１磨き具駆動モータ１２１の各作動を制御して被加工物９０および第１磨き具１２０の各回転駆動を停止させて端面９１の磨き加工を終了する。これにより、被加工物９０は、端面９１に対して磨き部１２０ｂによって磨き加工が施される。

　次に、作業者は、第３工程として、被加工物９０の凹部９２に対して磨き加工を行う。具体的には、作業者は、端面加工装置１００の操作盤１５１を操作することにより制御装置１５０に対して凹部９２の磨き加工の開始を指示する。この指示に応答して制御装置１５０は、図示しない研磨加工プログラムを実行して被加工物９０の凹部９２に対して研磨加工を開始する。

　具体的には、制御装置１５０は、ワーク駆動モータ１１８の作動を制御して被加工物９０を回転駆動させて凹部９２を第２磨き具１３０に対向する位置に位置決めする。次いで、制御装置１５０は、第２Ｚ軸方向変位機構１３４の作動を制御して第２磨き具１３０を上昇させた後、受け具変位機構１４８の作動を制御して背面受け具１４０を被加工物９０に接近させて被加工物９０の端面９１に対向配置させる。

　この場合、制御装置１５０は、図５に示すように、背面受け具１４０の受け部１４２が凹部９２を構成する曲率の円弧の延長線上に位置するように背面受け具１４０を位置決めする。すなわち、受け部１４２は、凹部９２とともに１つの円の円周上に配置される。次いで、制御装置１５０は、加工液供給装置１４７の作動を制御して背面受け具１４０に加工液を供給する。これにより、凹部９２と受け部１４２に囲まれた円筒状の領域内に吐出孔１４４から加工液が供給される。

　次いで、制御装置１５０は、図８に示すように、第２Ｘ軸方向変位機構１３３の作動を制御して第２磨き具１３０を被加工物９０側に移動させて第２磨き具１３０を凹部９２と受け部１４２に囲まれた円筒状の領域の上方に位置させた後、第２磨き具駆動モータ１３１の作動を制御して第２磨き具１３０を回転駆動させる。そして、制御装置１５０は、第２Ｚ軸方向変位機構１３４の作動を制御して第２磨き具１３０を下降させて凹部９２と受け部１４２に囲まれた円筒状の領域内に磨き部１３０ｂを挿入した後、第２磨き具１３０を図示Ｚ軸方向（図示上下方向）に往復変位させる。

　これにより、端面加工装置１００は、磨き部１３０ｂによって被加工物９０の凹部９２に対して磨き加工を行うことになる。この場合、磨き部１３０ｂは、被加工物９０とは反対側（すなわち、受け部１４２側）への撓み変形が受け部１４２によって規制されるため、凹部９２に対する接触を維持して精度よく磨き加工を行うことができる。

　なお、制御装置１５０は、上記手順、すなわち、背面受け具１４０を凹部９２に対向配置した後に第２磨き具１３０を凹部９２および受け部１４２内に挿入する手順に代えて、第２磨き具１３０を凹部９２に接触させた後、背面受け具１４０を凹部９２に接触状態にある第２磨き具１３０に接触するように作動させることもできる。

　次いで、制御装置１５０は、被加工物９０の凹部９２に対して第２磨き具１３０を用いて所定の時間だけ磨き加工を行った場合には、第２Ｚ軸方向変位機構１３４の作動を制御して第２磨き具１３０を上昇させて磨き部１３０ｂを凹部９２と受け部１４２に囲まれた円筒状の領域内から抜く。次いで、制御装置１５０は、第２磨き具駆動モータ１３１の作動を制御して第２磨き具１３０の回転駆動を停止させるとともに、加工液供給装置１４７の作動を制御して第２磨き具１３０に対する加工液の供給を停止する。

　次いで、制御装置１５０は、受け具変位機構１４８の作動を制御して背面受け具１４０を被加工物９０から離隔させて元の位置に変位させる。また、制御装置１５０は、第２Ｘ軸方向変位機構１３３の作動を制御して第２磨き具１３０を被加工物９０から離隔する方向に移動させるとともに、第２Ｚ軸方向変位機構１３４の作動を制御して第２磨き具１３０を下降させて元の位置に変位させて凹部９２の磨き加工を終了する。これにより、被加工物９０は、凹部９２に対して磨き部１３０ｂによって磨き加工が施される。

　次に、作業者は、第４工程として、ワーク保持具１１０から被加工物９０を取り外す。具体的には、作業者は、ナット１１４ａを操作することにより押圧体１１３を上昇させて支持テーブル１１２上の被加工物９０を取り出す。これにより、作業者は、被加工物９０の端面９１および凹部９２の各磨き加工を行うことができる。

　そして、作業者は、新たな被加工物９０に対して端面９１および凹部９２の磨き加工を行う場合には、前記した手順で支持テーブル１１２上に被加工物９０を配置して端面９１および凹部９２の磨き加工を行う。また、作業者は、被加工物９０の端面９１および凹部９２の各磨き加工を終える場合には、端面加工装置１００における図示しない電源スイッチをＯＦＦにすることにより制御装置１５０の作動を停止させる。

　上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、端面加工装置１００は、被加工物９０の凹部９２を磨いている第２磨き具１３０に対して同被加工物９０とは反対側で磨き部１３０ｂに接触して第２磨き具１３０の前記反対側への変形を規制する背面受け具１４０を備えているため、第２磨き具１３０の引張強度の確保負担を減じることができるとともに幅広い第２磨き具１３０の使用を可能にすることができる。

　さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。

　例えば、上記実施形態においては、第２磨き具１３０は、ブラシで構成された磨き部１３０ｂが金属線からなる芯体１３０ａによって保持されて構成した。しかし、第２磨き具１３０は、磨き部１３０ｂの回転中心となる軸線の周囲に被加工物９０の端面９１または凹部９２を磨く磨き部１３０ｂを備えていればよい。したがって、第２磨き具１３０は、芯体１３０ａを省略して構成することができる。例えば、第２磨き具１３０は、スポンジなどの弾性を有した樹脂製の多孔質体を棒状に形成して構成することができる。

　また、上記実施形態においては、第２磨き具１３０は、両端部のうちの一方の端部を第２磨き具駆動モータ１３１に連結して他方の端部を固定しない自由端として第２磨き具駆動モータ１３１から下垂した状態で設けた。しかし、第２磨き具１３０は、両端部のうちの一方の端部を第２磨き具駆動モータ１３１に連結して他方の端部を回転自在な状態で保持した状態で設けてもよい。

　また、上記実施形態においては、背面受け具１４０は、受け部１４２を断面が円弧状となる曲面で構成した。この場合、受け部１４２は、断面形状が凹部９２と同じ曲率の円弧となる曲面で構成されている。しかし、受け部１４２は、断面形状が凹部９２の曲率よりも大きな曲率または小さな曲率の円弧となる曲面で構成することもできる。

　また、受け部１４２は、断面が円弧状となる曲面以外の形状で構成することもできる。例えば、受け部１４２は、図９に示すように、断面が三角形となる平面の組み合わせで構成することができる。また、受け部１４２は、断面が三角形以外の形状、例えば、方形または他の多角形状となる平面の組み合わせで構成することができる。

　このように、受け部１４２は、被加工物９０の凹部９２の反対側であって同反対側（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）側に設けることで磨き部１３０ｂをより安定的に支持することができる。また、受け部１４２は、凹状が以外の形状で構成することもできる。例えば、受け部１４２は、図１０に示すように、受け具本体１４１の側面に平面状に構成することができる。また、受け部１４２は、図１１に示すように、受け具本体１４１の側面から凸状に突出して構成することもできる。これによれば、背面受け具１４０は、奥行きの深い凹部９２に対しても磨き部１３０ｂの変形を抑えることができる。

　また、上記実施形態においては、受け部１４２は、両端部に拡大開口部１４３ａ，１４３ｂをそれぞれ設けて構成した。しかし、受け部１４２は、両端部に拡大開口部１４３ａ，１４３ｂのうちの一方のみを設けてもよいし、両方を省略して構成することもできる。

　また、上記実施形態においては、端面加工装置１００は、受け具変位機構１４８を設けて背面受け具１４０を図示Ｘ軸方向に可動的に構成した。しかし、端面加工装置１００は、受け具変位機構１４８を省略して背面受け具１４０を固定的に設けて構成することもできる。また、受け具変位機構１４８は、背面受け具１４０を図示Ｘ軸方向に代えてまたは加えて図示Ｚ軸方向に変位させることもできる。この場合、制御装置１５０は、背面受け具１４０を第２磨き具１３０の図示Ｚ軸方向の変位に同期して往復変位するように受け具変位機構１４８の作動を制御することができる。なお、この受け具変位機構１４８が、本発明に係る磨き具変位手段に相当する。

　また、上記実施形態においては、背面受け具１４０は、受け具変位機構１４８に支持されるように構成した。しかし、背面受け具１４０は、図１２に示すように、モータ支持体１３２などの第２磨き具１３０を支持する部品に設けることもできる。これによれば、端面加工装置１００は、受け具変位機構１４８を省略して機械的構成および制御的構成を簡単にすることができる。

　また、上記実施形態においては、制御装置１５０は、背面受け具１４０の受け部１４２が凹部９２を構成する曲率の円弧の延長線上に位置するように背面受け具１４０を位置決めした。しかし、制御装置１５０は、背面受け具１４０の受け部１４２が凹部９２を構成する曲率の円弧の延長線上より内側または外側に位置するように背面受け具１４０を位置決めすることもできる。これにより、端面加工装置１００は、第２磨き具１３０の背面受け具１４０側への規制力を強めるまたは弱めることができる。

　また、上記実施形態においては、端面加工装置１００は、第２磨き具１３０についてのみ背面受け具１４０を設けて構成した。すなわち、第２磨き具１３０が、本発明に係る磨き具に相当する。しかし、端面加工装置１００は、背面受け具１４０を第２磨き具１３０に代えてまたは加えて第１磨き具１２０に対して設けて構成することもできる。すなわち、背面受け具１４０は、凹部９２のほかに、平面状または曲面状の端面９１を磨き加工する磨き具に設けることができる。

　また、上記実施形態においては、加工液供給装置１４７は、背面受け具１４０に加工液を供給するように構成した。これにより、端面加工装置１００は、第２磨き具１３０における磨き部１３０ｂに対して加工液の飛散を防止しながら効率的かつ効果的に供給することができるとともに、吐出孔１４４から吐出する加工液の噴出によっても磨き部１３０ｂの変形を抑えることができる。しかし、加工液供給装置１４７は、背面受け具１４０に代えてまたは加えて被加工物９０に加工液を供給するように構成することもできる。また、端面加工装置１００は、加工液供給装置１４７を省略して構成することもできる。なお、この加工液供給装置１４７が、本発明に係る加工液供給手段に相当する。

　また、上記実施形態においては、ワーク保持具１１０は、複数枚のガラス基板を被加工物９０として保持した。しかし、ワーク保持具１１０は、少なくとも１枚のガラス基板を被加工物９０として保持すればよい。

　また、上記実施形態においては、端面加工装置１００は、半導体の製造過程で用いるガラス基板を被加工物９０として磨き加工を行った。しかし、端面加工装置１００は、半導体以外の製造過程で用いるガラス基板、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、液晶テレビおよび有機ＥＬ表示装置などの携帯端末装置におけるタッチパネルを含む液晶ディスプレイを構成するガラス基板を被加工物９０として磨き加工を行ってもよい。また、端面加工装置１００は、ガラス基板以外のもの、例えば、電子回路基板またはセラミック板を被加工物９０として磨き加工を行うこともできる。

９０…被加工物、９１…端面、９２…凹部、
１００…端面加工装置、
１１０…ワーク保持具、１１１…フレーム、１１２…支持テーブル、１１２ａ…脚部、１１３…押圧体、１１４…締付け機構、１１４ａ…ナット、１１４ｂ…送りネジ、１１５…連結体、１１６…ベース、１１７…連結体、１１８…ワーク駆動モータ、１１８ａ…モータ支持体、
１２０…第１磨き具、１２０ａ…芯体、１２０ｂ…磨き部、１２１…第１磨き具駆動モータ、１２２…モータ支持体、１２３…第１Ｘ軸方向変位機構、１２４…第１Ｚ軸方向変位機構、
１３０…第２磨き具、１３０ａ…芯体、１３０ｂ…磨き部、１３１…第２磨き具駆動モータ、１３２…モータ支持体、１３３…第２Ｘ軸方向変位機構、１３４…第２Ｚ軸方向変位機構、
１４０…背面受け具、１４１…受け具本体、１４２…受け部、１４３ａ，１４３ｂ…拡大開口部、１４４…吐出孔、１４５…分配通路、１４５ａ…栓、１４６…加工液供給管、１４７…加工液供給装置、１４８…受け具変位機構、１４８ａ…スライドテーブル、１４８ｂ…テーブル駆動モータ、
１５０…制御装置、１５１…操作盤。

Claims

　被加工物を着脱自在に保持するワーク保持具と、
　回転中心となる軸線の周囲に前記被加工物の端面を磨くための磨き部を備えた磨き具が連結されて同磨き具を前記軸線周りに回転駆動させる磨き具駆動手段と、
　前記被加工物の端面を磨いている前記磨き具に対して同被加工物とは反対側で前記磨き部に接触して前記磨き具の前記反対側への変形を規制する受け部を有した背面受け具とを備えることを特徴とする端面加工装置。
　請求項１に記載した端面加工装置において、
　前記背面受け具における前記受け部は、
　前記磨き部に対して凹状に凹んで形成されていることを特徴とする端面加工装置。
　請求項２に記載した端面加工装置において、
　前記背面受け具における前記受け部は、
　前記磨き具の軸線方向における両端部のうちの少なくとも一方が同軸線方向外側に向かって広く開口した拡大開口部を有していることを特徴とする端面加工装置。
　請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した端面加工装置において、さらに、
　前記背面受け具を前記磨き具に対して接近または離隔させる磨き具変位手段を備えることを特徴とする端面加工装置。
　請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した端面加工装置において、さらに、
　前記背面受け具に対して加工液を供給する加工液供給手段を備え、
　前記背面受け具は、
　前記加工液供給手段から供給された前記加工液を吐出する吐出孔が前記受け部に開口していることを特徴とする端面加工装置。