JP2019098435A - 切断ヘッドおよび切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の損傷を抑制しつつ、刃先の基板に対する進入量を適切に調整できる切断ヘッドおよび切断装置を提供する。【解決手段】基板Ｆを切断するための刃先１２１を支持するためのホルダ１２２と、ホルダ１２２を基板Ｆの厚み方向に移動させる駆動部１１と、ホルダ１２２と一体的に移動するとともに基板Ｆの表面を転動するローラ１３４と、基板Ｆの厚み方向における刃先１２１およびローラ１３４の端縁間の距離を調整するための調整機構と、を備え、ローラ１３４は、駆動部１１により刃先１２１が基板Ｆの内部に所定距離だけ進入すると、基板Ｆの表面に当接して、刃先１２１の進入を抑止する、ことを特徴とする切断ヘッド１０である。【選択図】図１

Description

本発明は、基板を切断するための切断ヘッドおよび切断装置に関する。

ガラス基板等の脆性材料基板上の樹脂層を切断する装置として、刃先を基板の樹脂層表面に所定荷重で押し付けて移動させる装置が知られている。たとえば、以下の特許文献１には、ホイール状の刃先を転動させて基板上の樹脂層を切断する切断装置が記載されている。この切断装置では、刃先を軸支するホルダの下面に曲面部が設けられ、この曲面部から刃先が下方に所定量だけ突出する。切断動作時には、曲面部が基板上の樹脂層表面に当接することにより、刃先が基板を切断する深さが調整される。

特開２０１４−２２６７４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の切断装置では、樹脂層の切断動作時にホルダ下面の曲面部が基板の表面に擦れるため、摩擦等により、樹脂層表面が損傷する虞があり、また、刃先が基板を切断する深さが刃先の大きさに制約される。

かかる課題に鑑み、本発明は、基板の損傷を抑制しつつ、刃先の基板に対する進入量を適切に調整できる切断ヘッドおよび切断装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、切断ヘッドに関する。この態様に係る切断ヘッドは、基板を切断するための刃先を支持するためのホルダと、前記ホルダを前記基板の厚み方向に移動させる駆動部と、前記ホルダと一体的に移動するとともに前記基板の表面を転動するローラと、前記刃先が前記ホルダに支持された状態において、前記基板の厚み方向における前記刃先および前記ローラの端縁間の距離を調整するための調整機構と、を備える。前記ローラは、前記駆動部により前記刃先が前記基板の内部に所定距離だけ進入すると、前記基板の表面に当接して、前記刃先の進入を抑止するように構成される。

基板を切断する際、刃先が所定距離以上の深さまで進入した場合、最終製品の品質に影響を及ぼす虞があるため、基板の材質、形状に応じて、刃先を基板に適切な深さまで進入させることが必要である。本態様に係る切断ヘッドによれば、刃先が基板の内部に所定距離だけ進入すると、ローラが基板の表面に当接して、刃先がそれ以上基板に進入することが抑止される。これにより、刃先の基板への過剰な進入を抑止できる。また、本態様に係る切断ヘッドは、調整機構を備えるため、使用する刃先の大きさや基板の厚み等に応じて、基板に対する刃先の進入量を適切に調整できる。さらに、ローラは、基板の表面に接触した状態において基板の表面を滑らかに転動するため、刃先とともにローラが切断方向に移動しても、基板の表面に損傷が生じることがない。よって、本態様に係る切断ヘッドによれば、基板の損傷を抑制しつつ、基板に対する刃先の進入量を適切に保つことができる。

本態様に係る切断ヘッドにおいて、前記調整機構は、前記ローラを前記厚み方向に移動可能に支持する支持部材と、前記支持部材を移動させるマイクロメータと、を備え得る。

これにより、厚み方向におけるローラの位置を微細に調整できる。

本態様に係る切断ヘッドにおいて、１つの前記ローラが、前記ホルダに一体的に配されるように構成され得る。

これにより、基板に過剰な負荷が掛からない。よって、基板の強度が確保された状態で、ローラは基板の表面に当接し、転動できる。

本態様に係る切断ヘッドにおいて、前記刃先は、外周部に刃が形成された切断ホイールであり、前記ローラと前記切断ホイールとは、切断方向に垂直であり、且つ、前記基板の表面に平行な方向に並ぶように設けられる構成とされ得る。

このように、基板の切断に切断ホイールを用いた場合、基板の厚み方向における削りしろが低減される。また、ローラと切断ホイールとが上記のように設けられるため、ローラは、切断ホイールと切断方向の略同じ位置において、基板の表面に乗り上がりつつ、切断ホイールの移動とともに転動する。よって、切断ホイールの基板への進入量を適切に保ちながら、安定的に切断動作を進めることができる。

本態様に係る切断ヘッドにおいて、前記ローラは、前記刃先に対して、切断方向に並ぶように設けられてもよい。

こうすると、たとえば、基板の端（きわ）を刃先で切るような場合等、切断方向に交差する方向にローラが乗り上がるスペースがないような場合も、ローラを基板の表面に当接させることができ、刃先の進入量を適切に保つことができる。

本態様に係る切断ヘッドにおいて、前記ローラは、ステンレス鋼で構成され得る。

ローラがステンレス鋼であれば、基板の厚み方向における刃先およびローラの端縁間の距離が高精度に調整される。

本発明の第２の態様は、基板を切断する切断ヘッドを搭載した切断装置に関する。この態様に係る切断装置は、上記した切断ヘッドと、前記基板を支持する支持部と、前記支持部に支持された前記基板に対して前記切断ヘッドを移動させる移動機構と、を備える。

本態様に係る切断装置によれば、第１の態様と同様の効果を奏する。

以上のとおり、本発明によれば、基板の損傷を抑制しつつ、刃先の基板に対する進入量を適切に調整できる切断ヘッドおよび切断装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）は、実施形態１に係る切断装置の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、実施形態１に係る切断ヘッドの外観構成を示す斜視図である。 図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る切断ヘッドの構成を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）は、実施形態１に係る切断ヘッドにおいて、ホルダとローラとが一体的に構成されていることを説明するため図であり、切断ヘッドの構成の一部の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の分解斜視図である。 図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係るローラが厚み方向に移動する様子を説明するための模式図である。 図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施形態１に係る切断ヘッドにおいて、切断ホイールの基板への進入と、ローラによって切断ホイールの基板への進入が抑止される様子を示す模式図である。 図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る切断ヘッドにおいて、切断ホイールの基板への進入と、ローラによって切断ホイールの基板への進入が抑止される様子を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

＜実施形態１＞
図１（ａ）は、実施形態１に係る切断装置１の構成を模式的に示す図であり、Ｙ軸正側から切断装置１を見た側面図である。

図１（ａ）に示すように、切断装置１は、切断ヘッド１０と、移動機構２０と、支持機構３０と、を備える。切断ヘッド１０は、支持機構３０に支持された基板Ｆを切断する。移動機構２０は、切断ヘッド１０を切断方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。支持機構３０は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。また、支持機構３０は、支持した基板Ｆを切断ラインの形成ピッチでＹ軸方向に送る。

基板には、たとえば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のポリビニル樹脂等の樹脂基板等の有機質基板（フィルムやシートも含む。以下同様）や、ガラス基板やセラミックス基板等の脆性材料基板等の無機質基板があるが、本実施形態に係る切断装置１によって切断される基板Ｆは、樹脂基板である。樹脂基板は、異なる基板が積層されていてもよく、たとえば、ＰＥＴ、ポリイミド樹脂、ＰＥＴを下層からこの順に積層した基板としてもよい。

移動機構２０は、移動部材２１と、移送部２２と、支持部２３ａ、２３ｂと、駆動機構２４とを備える。移動部材２１は、板状の部材からなり、切断ヘッド１０を支持する。移送部２２は、移動部材２１をＸ軸方向に案内するレール等を備え、移動部材２１をＸ軸方向に移送する。支持部２３ａおよび２３ｂは、移送部２２を支持する。駆動機構２４は、移送部２２の駆動源であり、モータからなっている。

支持機構３０は、テーブル３１と、ガイドレール３２ａおよび３２ｂと、駆動軸３３とを備える。テーブル３１は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。ガイドレール３２ａおよび３２ｂは、テーブル３１をＹ軸方向に移送する。駆動軸３３は、外周にギア溝を有する軸であり、テーブル３１に形成された孔のギア溝と噛み合っている。図示しないモータにより駆動軸３３が回転されることにより、テーブル３１がＹ軸方向に駆動される。

図１（ａ）に模式的に示すように、切断ヘッド１０は、基板Ｆの表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に、移動機構２０の移動部材２１に設置されている。

図１（ｂ）は、実施形態１に係る切断ヘッド１０の外観構成を示す斜視図である。図１（ｂ）に示すように、切断ヘッド１０は、駆動部１１と、ホルダ１２と、調整機構１３と、を備えている。駆動部１１は、空気を供給するためのジョイント１１１を備え、ジョイント１１１を介して空気圧が印加されることにより、ホルダ１２に下方向の荷重を付与する。

ホルダ１２は、切断ヘッド１０の下部に、切断ヘッド１０の上下方向に平行な軸の周りに回転可能に、且つ、切断ヘッド１０の上下方向に平行な方向に移動可能に設置されている。また、ホルダ１２は、下端に刃先を支持する。本実施形態に係る切断ヘッド１０においては、刃先は、外周部に刃が形成された切断ホイール１２１（たとえば、図２（ａ）参照）であるが、これに限定されない。たとえば、カッタであってもよく、この場合、基板Ｆを切断する際、回転させる必要はない。刃先の種類は、基板Ｆの種類や性質に応じて適宜変更可能である。本実施形態では、刃先が切断ホイールであって、切断ホイールを押圧して基板に進入させた状態で回転（転動）させながら基板を切断する場合にとくに有効である。

また、基板Ｆを切断する場合、実施形態１に係る切断ホイール１２１は、外径、内径、厚さは、それぞれ、３〜３０ｍｍ、０．５〜１０ｍｍ、０．５〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。また、切断ホイール１２１の刃先角度は１５〜９０度の範囲であることが好ましく、とくに、１５〜４５度の範囲であることが好ましい。

調整機構１３は、ホルダ１２と一体的に移動可能なように構成される。調整機構１３は、切断ホイール１２１の基板Ｆの厚み方向における進入量を適切に調整し、また、切断ホイール１２１が所定の進入量より深く基板Ｆに進入することを抑止する。

ここで、切断ホイール１２１が基板Ｆに接近する方向において、基板Ｆに最も近い部分を切断ホイール１２１の先端１２１ｂとし、基板Ｆの厚み方向は、単に、「厚み方向」と称する。

図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る切断ヘッド１０の構成を模式的に示す断面図である。図２（ａ）および（ｂ）には、図１（ｂ）のＡ−Ａ´線の位置で上下に切断ヘッド１０を切断した断面図が示されている。

切断ヘッド１０の駆動部１１は、図１（ｂ）に示すジョイント１１１の他、シリンダ１１２、固定部材１１３、昇降部材１１４、スライダー１１５、ベアリング１１６、中継部材１１７、ピストン１１８、および押圧部材１１９を備えている。

シリンダ１１２は、内部に円柱状の空間１１２ａを備え、この空間１１２ａにピストン１１８が上下方向に移動可能に嵌っている。ピストン１１８の上側の空間１１２ａに、図１（ｂ）のジョイント１１１を介して空気が供給される。これにより、ピストン１１８が下方向に押し下げられる。シリンダ１１２は、固定部材１１３の上面に設置されている。

固定部材１１３は、側面が図１（ａ）の移動部材２１に固着される。固定部材１１３は、スライダー１１５を介して昇降部材１１４を上下方向に移動可能に支持する。昇降部材１１４は、図示しない付勢手段（コイルバネ等）によって、上方向に付勢されている。

昇降部材１１４は、ベアリング１１６を介して、ホルダ１２を回転可能に支持している。ホルダ１２は、切断ホイール１２１、保持部１２２、および接続部１２３を備える。切断ホイール１２１は、上述のとおりである。保持部１２２は、略矩形状の部材であり、切断ホイール１２１を回転可能に保持する。切断ホイール１２１の中心には孔１２１ａが形成されており、回転軸１２４が孔１２１ａに挿通される。回転軸１２４の長手方向の両端は、保持部１２２に接続される。切断ホイール１２１は、回転軸１２４を中心として回転する。

接続部１２３の上方には、円柱形状の連結部１２５が一体形成されており、連結部１２５がベアリング１１６に装着される。これにより、昇降部材１１４と接続部１２３とは、ベアリング１１６を介して連結される。また、保持部１２２は、接続部１２３の側壁にネジ留めにより装着される。このようにして、昇降部材１１４とホルダ１２とは接続部１２３を介して連結される。

次に、ホルダ１２と調整機構１３との連結に関して、図３を参照して説明する。図３（ａ）は、切断ヘッド１０において、ホルダ１２と調整機構１３のローラ１３４とが一体的に構成されていることを説明するための図であり、切断ヘッド１０の構成の一部の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の分解斜視図である。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、調整機構１３は、回転部材１３１、支持部材１３２、およびマイクロメータ１３３を備える。回転部材１３１は、切断ホイール１２１が基板Ｆに厚み方向において所定の進入量より深く進入することを抑止する。回転部材１３１は、基板Ｆに当接して転動するローラ１３４と、軸１３５と、ローラ１３４よりも外径の小さいリング１３６と、を備える。軸１３５は、ローラ１３４の軸孔１３４ｂ、リング１３６の軸孔１３６ａおよび支持部材１３２の孔１３２ｂを貫通する。軸１３５は、ローラ１３４とリング１３６との間にローラ１３４よりも外径の小さい鍔部１３９を備える。軸１３５の端部のうち、ローラ１３４側の図示しない端部にネジ孔が形成されており、ローラ１３４の軸孔１３４ｂにおいて、支持部材１３２と反対側からローラ１３４よりも外径の小さい頭部（鍔部）を有するネジ１４０が固定される。軸１３５は、支持部材１３２側の端部１３５ａにネジ１４１が嵌められており、ボルトによって固定される。ローラ１３４の軸１３５方向の移動は、軸１３５の鍔部１３９及びネジ１４０の頭部（鍔部）によって規制される。

ローラ１３４の材質は、とくに限定されるものではないが、例えば、樹脂、および金属から選択される。具体的には、樹脂として、ポリオレフィン系またはポリビニル系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂、ポリアクリル樹脂等）、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）、ゴム強化樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂等）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等）、ポリエーテルケトン系樹脂（ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）等）等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル等が挙げられ、また、ステンレス鋼等の合金であってもよい。ローラ１３４は、基板Ｆの種類やサイズに応じて、最適な材質のものが使用されるが、これらのうち、ローラ１３４の材質として好ましいものは、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、およびステンレス鋼であり、より好ましくは、ステンレス鋼である。基板Ｆに対する刃先の進入量の制御の精度を高く維持する点から、硬度の高いもの（ステンレス鋼等の金属等）が好ましい。また、基板Ｆに対する刃先の進入量の制御の精度を高く維持しながら、基板Ｆに対する損傷等を防止する点からは、ある程度の柔軟性のあるもの（高硬度の樹脂（ポリエーテルケトン系樹脂等のエンジニアリングプラスチック））が好ましい。

支持部材１３２には、孔１３２ａおよび孔１３２ｂが形成されている。孔１３２ａには、ピン１３７が挿入される。ピン１３７は、支持部材１３２の回転軸として機能し、また、接続部１２３との連結部材ともなる。孔１３２ｂには、軸１３５が挿入される。

マイクロメータ１３３は、操作者によって調節された後、支持部材１３２を押し引きすることによって、支持部材１３２を回転させる。マイクロメータ１３３と支持部材１３２との間には、ブラケット１３８が設けられている。ブラケット１３８には、孔１３８ａおよび孔１３８ｂが形成されており、孔１３８ａにマイクロメータ１３３が挿入される。孔１３８ｂは、昇降部材１１４との連結に用いられる。

図３（ｂ）に示すように、接続部１２３に孔１２３ｂが形成されており、支持部材１３２の孔１３２ａに通されたピン１３７が挿入される。また、昇降部材１１４の側面には穴１１４ａが形成されている。図示しないピンの両端がそれぞれ、穴１１４ａと孔１３８ｂとに挿入されることにより、ブラケット１３８と昇降部材１１４とが連結される。

このようにして、ホルダ１２と調整機構１３とは連結する。また、上述のように、ホルダ１２は、ベアリング１１６を介して昇降部材１１４と連結している。このため、ホルダ１２が駆動部１１によって移動すると、調整機構１３も移動する。

調整機構１３において、ローラ１３４は、切断ホイール１２１に対して、切断方向に交差する方向に並ぶように配置されている。

図２（ａ）および（ｂ）に戻り、昇降部材１１４の上面には、ネジ状の中継部材１１７がネジ留めされている。また、ピストン１１８の下端に装着された押圧部材１１９が中継部材１１７の上面に当接している。固定部材１１３は、図１（ａ）の移動部材２１に固着される。

上記のように、昇降部材１１４は、図示しない付勢手段によって、上方向に付勢されている。したがって、図２（ａ）の状態では、この付勢により、昇降部材１１４の上面が固定部材１１３に押し付けられている。図２（ａ）の状態において、図１（ｂ）のジョイント１１１を介してシリンダ１１２の空間１１２ａに空気圧が印加されると、図２（ｂ）により、ピストン１１８が下方向に押し下げられる。これにより、押圧部材１１９と中継部材１１７を介して昇降部材１１４が下方向に押され、これに伴い、ホルダ１２が下方向に移動する。このとき、ホルダ１２と連結する調整機構１３もホルダ１２とともに下方向に移動する。こうして、切断ホイール１２１が下方向に荷重され、切断ホイール１２１が基板Ｆの表面に押し当てられる。

なお、図２（ａ）および（ｂ）には、空気圧で切断ホイール１２１に荷重を付与する構成の切断ヘッド１０を示したが、これに限らず、サーボモータにより切断ホイール１２１に荷重を付与する構成の切断ヘッド１０であってもよい。

図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係るローラ１３４が厚み方向に移動する様子を説明するための模式図である。図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、支持部材１３２をＹ軸の負側から見たときの側面図であり、支持部材１３２、ピン１３７、およびローラ１３４のみ図示する。また、図４（ａ）および（ｂ）のそれぞれにおいて、実線で図示されている支持部材１３２、ピン１３７、およびローラ１３４の状態は、支持部材１３２がマイクロメータ１３３で押される前であり、初期状態である。

図４（ａ）の破線で示された図は、支持部材１３２が、マイクロメータ１３３でＸ軸の正方向に押されて、ピン１３７を中心軸として回転した状態である。この場合、ローラ１３４の端縁１３４ａは、初期状態と比較して、距離ｄ１だけ高さが上昇する。

一方、図４（ｂ）の破線で示された図は、支持部材１３２が、ピン１３７を中心軸として、図４（ａ）とは反対方向に回転した状態である。この場合、ローラ１３４の端縁１３４ａは、初期状態から、距離ｄ２だけ下降する。このように、支持部材１３２がマイクロメータ１３３で押し引きされることにより、ローラ１３４は、厚み方向における高さ位置が変わる。これにより、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量が調整される。

切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量は、たとえば、切断する対象の基板Ｆの下に切断すべきでない別の基板が積層されている場合、基板Ｆの厚みと同一であることが好ましい。これは、切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの距離が、基板Ｆの厚みと同一となるように調整される。

また、たとえば、切断ホイール１２１を交換せずに、厚みが異なる別の基板Ｆを切断する場合がある。このような場合も、上述と同様に、切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの距離が、切断する対象の基板Ｆの厚みと同一となるようにローラ１３４の高さ位置を調整する。ローラ１３４の厚み方向における高さ位置の調整は、保持部１２２に切断ホイール１２１を保持したまま行うことができる。

次に、このような調整機構１３によって、切断ホイール１２１が基板Ｆに厚み方向に進入していく際、切断ホイール１２１の進入が抑止される様子を図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、実施形態１に係る切断ヘッド１０において、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入と、ローラ１３４によって切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入が抑止される様子を示す模式図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、Ｘ軸の正側から見たときの正面図である。図５（ａ）は、基板Ｆに切断ホイール１２１が進入する前の状態が示されている。切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの距離は、基板Ｆの厚みと同一となるように調整される。

図５（ｂ）は、ホルダ１２が駆動部１１によって押し下げられて、基板Ｆに切断ホイール１２１が進入した状態が示されている。このとき、ホルダ１２と調整機構１３とは一体的に移動するため、切断ホイール１２１が基板Ｆに向かって移動した分だけ調整機構１３も移動する。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からさらに切断ホイール１２１が基板Ｆに進入し、ローラ１３４の端縁１３４ａが基板Ｆの表面に当接した状態が示されている。ホルダ１２と調整機構１３とは互いに連結されて一体的に構成されているため、ホルダ１２は単独で厚み方向に移動することはない。よって、ローラ１３４が切断ホイール１２１のストッパーとなり、切断ホイール１２１の基板Ｆへの過剰な進入が妨げられる。このように、ローラ１３４の端縁１３４ａが基板Ｆの表面に当接した状態で、切断ホイール１２１とともに切断方向に転動する。よって、切断ホイール１２１が基板Ｆを切断し続ける間、ローラ１３４は、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を適切に保つ。

なお、図５（ａ）〜（ｃ）においては、切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの距離、すなわち、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量は、基板Ｆの厚みに調整されていたが、これに限られない。たとえば、切断ホイール１２１の進入量は、基板Ｆの厚みより小さく調整されてもよい。あるいは、基板Ｆの下に切断可能な基板が積層されている場合、切断ホイール１２１の進入量は、基板Ｆの厚みよりも大きく調整されてもよい。このように、切断する対象の基板Ｆの種類等に応じて、切断ホイール１２１の進入量は調整される。また、基板Ｆの種類やサイズに応じて、切断ホイール１２１を交換することも可能である。

また、上記では、調整機構１３は、切断ヘッド１０に１つのみ設けられている構成とした。ここで、調整機構１３を切断ヘッド１０に複数設けた場合を検討する。切断ヘッド１０に調整機構１３が複数設けられると、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入をより確実に抑止できるとも考えられる。しかし、この場合、切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの厚み方向における距離を、複数の調整機構１３の間で正確に合わせることが必要となる。そのため、実施形態１に係る切断ヘッド１０に設けられる調整機構１３は、複数にする必要はない。

一方、厚みが薄くて、強度が弱い基板Ｆは、複数のローラ１３４が基板Ｆを転動することにより、強度が安定化する場合がある。そのため、切断ホイール１２１の先端１２１ｂとローラ１３４の端縁１３４ａとの基板Ｆの厚み方向における距離を合わせることができるのであれば、調整機構１３を複数設けることは有効である。しかし、切断ホイール１２１で基板Ｆを切断する際、通常、基板Ｆの強度の調整は行われている。よって、通常、切断ヘッド１０に調整機構１３を複数設ける必要はない。

＜実施形態１の効果＞
実施形態１によれば、以下の効果が奏される。

図２（ａ）〜図３（ｂ）に示すように、駆動部１１に連結されたホルダ１２と、調整機構１３とは連結されている。これにより、ホルダ１２が厚み方向に移動すると、ローラ１３４も同様に移動する。そのため、基板Ｆの厚み方向において、切断ホイール１２１の先端１２１ｂに対してローラ１３４の高さ位置を調整すれば、両者の厚み方向における位置関係は固定される。よって、ローラ１３４は切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を調整し、切断ホイール１２１の基板Ｆへの過剰な進入を抑止できる。

また、仮に、基板Ｆがガラス基板であった場合、空気圧で切断ホイール１２１に荷重を付与すると、基板Ｆからの反力によって、Ｚ軸方向における切断ヘッド１０の姿勢が維持される。つまり、切断ヘッド１０に掛かる力が安定化している。これに対し、本実施形態に係る切断装置１が切断する対象の基板Ｆは、樹脂基板である。この場合、空気圧で切断ホイール１２１に荷重を付与すると、ガラス基板のように反力は生じず、切断ホイール１２１の先端１２１ｂは基板Ｆを完全に切断するまでめり込むように進入する。このため、本実施形態に係る切断装置１のように、ローラ１３４が切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を調整することにより、切断ホイール１２１の先端１２１ｂを基板Ｆに対して適切な深さまで進入させることができる。

ローラ１３４は、材質が、いわゆるエンジニアリングプラスチック等の樹脂およびステンレス鋼等の金属から選択される。とくに、ステンレス鋼が好適である。ローラ１３４の材質がステンレス鋼の場合、ローラ１３４の基板Ｆと接触する面は平坦であるため、基板Ｆの表面をローラ１３４が転動する際、摩擦熱が低減され、基板Ｆの表面の損傷は抑制されるとともに、基板Ｆに対する切断ホイール１２１の先端１２１ｂの進入量の制御が高精度に維持される。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、調整機構１３は、ホルダ１２と接続部１２３を介して連結されており、駆動部１１とはブラケット１３８を介して連結される。したがって、調整機構１３は、既存の切断ヘッド１０に後から装着され得る。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、調整機構１３には、マイクロメータ１３３が用いられる。よって、調整機構１３は、厚み方向におけるローラ１３４の位置を微細に調整できる。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ローラ１３４が基板Ｆの表面に当接すると、切断ホイール１２１はそれ以上、基板Ｆの厚み方向に進入しない。よって、確実に、切断ホイール１２１の厚み方向における基板Ｆへの過剰な進入を抑止できる。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ローラ１３４と切断ホイール１２１とは、切断方向に垂直であり、且つ、基板Ｆの表面に平行な方向に並ぶように配される。これにより、ローラ１３４は、切断ホイール１２１と切断方向の略同じ位置において、基板Ｆの表面に乗り上がりつつ、切断ホイール１２１の移動とともに転動する。よって、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を適切に保ちながら、安定的に切断動作を進めることができる。これにより、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を精度よく調整できる。

＜実施形態２＞
実施形態２に係る切断ヘッド１０は、ローラ１３４が切断ホイール１２１に対して、切断方向に並ぶように設けられる。この構成以外は、実施形態１に係る切断ヘッド１０の構成と同様であるため、説明を省略する。

たとえば、基板Ｆの端（きわ）を切断ホイール１２１で切る場合等、切断方向に交差する方向にローラ１３４が乗り上がるスペースがないような場合がある。このような場合、ローラ１３４を切断ホイール１２１に対して切断方向に並ぶように切断ヘッド１０に配すれば、ローラ１３４を基板Ｆの表面に当接させることができ、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量を適切に保つことができる。そのような切断ヘッド１０について、図６に基づいて説明する。

図６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る切断ヘッド１０において、切断ホイール１２１の厚み方向における基板Ｆへの進入と、ローラ１３４による切断ホイール１２１の厚み方向における基板Ｆへの進入を抑止する様子を説明するための模式図である。図６（ａ）および（ｂ）は、Ｙ軸の正側から見た側面図であり、ローラ１３４は、切断ホイール１２１の切断方向において後方に配されている。

図６（ａ）に示すように、ローラ１３４が切断ホイール１２１の切断方向において後方に配されている場合、ローラ１３４の端縁１３４ａの位置は、切断ホイール１２１の先端１２１ｂと同一直線上にあって、且つ、同一平面からの高さ位置が同じであるように調整される。このような位置にローラ１３４の端縁１３４ａが位置すれば、切断ホイール１２１の厚み方向における基板Ｆへの過剰な進入を抑止できる。

図６（ｂ）に示すように、ローラ１３４が切断ホイール１２１の切断方向において前方に配されている場合、ローラ１３４の端縁１３４ａの位置は、端縁１３４ａと切断ホイール１２１の先端１２１ｂとの厚み方向における距離が、基板Ｆの厚みとなるように調整される。このような位置にローラ１３４の端縁１３４ａが位置すれば、切断ホイール１２１の厚み方向における基板Ｆへの過剰な進入を抑止できる。

＜実施形態の変更例＞
上記の実施形態１および２では、マイクロメータ１３３は、操作者によって手動で調節されていたが、これに限られない。たとえば、切断装置１に記憶部を設け、この記憶部に、切断ホイール１２１と基板Ｆとの組み合わせから、切断ホイール１２１の基板Ｆへの進入量のデータを予め記憶させる。そして、ローラ１３４の位置を調整するとき、操作者は、切断ホイール１２１と基板Ｆとの情報に基づいて、記憶部から最適な進入量のデータを選択する。このデータがマイクロメータ１３３に送信されるように設定し、マイクロメータ１３３が自動で支持部材１３２を押し引きし、ローラ１３４の位置を調整するように構成することもできる。

このように構成すれば、操作者による作業の手間が省略できる。また、異なる操作者がマイクロメータ１３３を手動で調節した場合、誤差が生じる虞があるが、この構成であれば、自動で行うため、誤差は生じない。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１…切断装置
１０…切断ヘッド
１１…駆動部
１２…ホルダ
１３…調整機構
２０…移動機構
１２１…切断ホイール
１２１ｂ…先端
１２２…保持部
１３２…支持部材
１３３…マイクロメータ
１３４…ローラ
１３４ａ…端縁
Ｆ…基板

Claims (7)

1. 基板を切断するための刃先を支持するためのホルダと、
   前記ホルダを前記基板の厚み方向に移動させる駆動部と、
   前記ホルダと一体的に移動するとともに前記基板の表面を転動するローラと、
   前記刃先が前記ホルダに支持された状態において、前記基板の厚み方向における前記刃先および前記ローラの端縁間の距離を調整するための調整機構と、
   を備え、
   前記ローラは、前記駆動部により前記刃先が前記基板の内部に所定距離だけ進入すると、前記基板の表面に当接して、前記刃先の進入を抑止する、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
2. 請求項１に記載の切断ヘッドにおいて、
   前記調整機構は、
   前記ローラを前記厚み方向に移動可能に支持する支持部材と、
   前記支持部材を移動させるマイクロメータと、を備える、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
3. 請求項１または２に記載の切断ヘッドにおいて、
   １つの前記ローラが、前記ホルダに一体的に配される、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
4. 請求項３に記載の切断ヘッドにおいて、
   前記刃先は、外周部に刃が形成された切断ホイールであり、
   前記ローラと前記切断ホイールとは、切断方向に垂直であり、且つ、前記基板の表面に平行な方向に並ぶように設けられる、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
5. 請求項１または２に記載の切断ヘッドにおいて、
   前記ローラは、前記刃先に対して、切断方向に並ぶように設けられる、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載の切断ヘッドにおいて、
   前記ローラは、ステンレス鋼である、
   ことを特徴とする切断ヘッド。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の切断ヘッドと、
   前記基板を支持する支持部と、
   前記支持部に支持された前記基板に対して前記切断ヘッドを移動させる移動機構と、
   を備えることを特徴とする切断装置。

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