JP6514542B2 - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。

液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板の製造工程では、ガラス基板を所定の寸法に切断した後に、ガラス基板の切断面を研削して切断面の角部を面取りする研削加工が行われる。ガラス基板の切断面には、ガラス基板の欠陥の原因となり得る微小な凹凸およびクラックが形成されやすい。ガラス基板の切断面である端面の角部を面取りして、その後に、面取りされた端面を研磨することで、微小な凹凸およびクラックの発生が抑制される。

従来、特許文献１（特開２００２−１６０１４７号公報）に開示されるように、ガラス基板の研削加工には、側周面に溝が形成された円盤形状の砥石である研削ホイールが使用されている。この方法では、回転する研削ホイールの溝の表面を、所定の方向に搬送されるガラス基板の端面に押し当てることで、ガラス基板の端面の角部が面取りされる。

しかし、この研削加工では、搬送されるガラス基板の端面に研削ホイールが押し付けられるので、ガラス基板は研削ホイールから力を受ける。そのため、研削ホイールから受ける力である加工抵抗に十分に対抗できる程度の剛性が、ガラス基板に求められる。また、近年、ガラス基板の薄型化が進み、従来のガラス基板よりも剛性が低いガラス基板を研削加工する必要性が生じてきている。ガラス基板が薄いほど、ガラス基板の剛性が低いため、研削ホイールから受ける加工抵抗によって、ガラス基板が加工中に破損するおそれがある。

また、研削ホイールを用いる研削加工では、研削ホイールの押し付け方向にガラス基板が移動することにより加工抵抗が低減して、ガラス基板の端面が均一に研削されない場合がある。そこで、電気的および機械的に加工抵抗を制御して、研削ホイールがガラス基板を押し付ける力を調整して、ガラス基板の端面の加工量および品質が均一となるように端面を研削する方法が用いられている。しかし、この方法は、研削ホイールが押し付ける力を一定となるように調整することはできるが、ガラス基板に作用する力を一定とすることができず、剛性の低いガラス基板が加工抵抗によって加工中に破損することを防止することができない。また、この方法では、ガラス基板および研削ホイールの位置制御および加工抵抗制御に高い精度が求められ、加工コストが増加するおそれがある。

本発明の目的は、ガラス基板の剛性が低い場合であっても、ガラス基板の端面を均一に加工することができるガラス基板の製造方法を提供することである。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、研削工程を含む。研削工程は、ガラス基板の端面と研削手段とを接触させながら、ガラス基板と研削手段とを端面の長手方向に沿って相対的に移動させて端面を研削する。研削工程は、浮上工程と、搬送工程とを有する。浮上工程は、ガラス基板の主表面に流体を吹き付けてガラス基板を浮上させる。搬送工程は、浮上工程によって浮上しているガラス基板の端面が研削手段と接触している状態で、端面を研削しながら、主表面に平行な第１方向の推進力をガラス基板に与えてガラス基板を搬送する。搬送工程は、研削手段が端面から受ける力である研削抵抗が一定となるように、推進力を調整する。

また、搬送工程は、ガラス基板に推進力を非接触で与えることが好ましい。

また、研削工程は、最初に、ガラス基板の対向する一対の端面の一方を研削し、次に、一対の端面の他方を研削することが好ましい。

また、研削工程は、ガラス基板の対向する一対の端面を同時に研削することが好ましい。

また、研削手段は、電動モータによって回転軸を中心に回転することが好ましい。この場合、搬送工程は、回転する研削手段と端面との接触による電動モータの負荷電流値に基づいて研削抵抗を取得することが好ましい。

また、研削手段は、円筒形状を有し、かつ、円筒形状の一対の底面の中心を結ぶ回転軸と第１方向との間の角度が鋭角となるように設置されていることが好ましい。

また、ガラス基板の製造方法は、搬送工程によって端面が研削されたガラス基板を光学的に検査する検査工程をさらに備えることが好ましい。この場合、搬送工程は、検査工程におけるガラス基板の検査の結果に基づいて、推進力を調整する。

また、ガラス基板は、０．３ｍｍ以下の厚みを有することが好ましい。

本発明に係る脆性材料からなる基板の製造方法は、加工工程を含む。加工工程は、脆性材料からなる基板の端面と加工手段とを接触させながら、基板と加工手段とを端面の長手方向に沿って相対的に移動させて端面を加工する。加工工程は、端面を加工しながら、基板の主表面に平行な推進力を基板に与えて基板を搬送する搬送工程を有する。搬送工程は、加工手段が端面から受ける力である加工抵抗が一定となるように、推進力を調整する。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の剛性が低い場合であっても、ガラス基板の端面を均一に加工することができる。

実施形態に係るガラス基板端面加工装置の概略図である。 ガラス基板端面加工装置の上面図である。 ガラス基板端面加工装置の側面図である。 フロートベアリングの上面図である。 スライドベアリングの上面図である。 第１端面を研削する第１研削ホイールの上面図である。 第１端面を研削する第１研削ホイールの側面図である。 変形例Ａにおける、ガラス基板端面加工装置の上面図である。 変形例Ａにおける、ガラス基板端面加工装置の側面図である。 変形例Ｃにおける、フロートベアリングの上面図である。

（１）ガラス基板端面加工装置の構成
本発明に係るガラス基板の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の端面を加工するガラス基板端面加工装置を用いる。図１は、ガラス基板端面加工装置１の概略図である。ガラス基板端面加工装置１は、ガラス基板３を浮上させた状態で搬送しながら、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを研削する。端面３ａ，３ｄは、互いに対向する一対の端面である。以下、必要に応じて、一方の端面３ａを第１端面３ａと呼び、他方の端面３ｄを第２端面３ｄと呼ぶ。

ガラス基板端面加工装置１によって加工されるガラス基板３は、フロート法およびダウンドロー法等によって熔融ガラスから成形されたガラスリボンを、所定の寸法に切断して得られる。ガラス基板端面加工装置１は、特に、０．３ｍｍ以下の厚みを有する薄型のガラス基板３の端面３ａ，３ｄの加工に適している。ガラス基板端面加工装置１によって加工されたガラス基板３は、必要に応じて研磨等による端面加工がさらに行われ、洗浄工程および検査工程等を経て、製品として出荷される。

図１に示されるように、ガラス基板端面加工装置１は、主として、搬送機構１０と、研削機構２０と、制御部（図示せず）とを備える。搬送機構１０は、ガラス基板３を浮上させた状態で、ガラス基板を所定の搬送方向に搬送する。搬送方向は、端面３ａ，３ｄの長手方向である。ガラス基板３は、ベルトコンベア等によって搬送機構１０に一枚ずつ供給される。

研削機構２０は、最初に第１端面３ａを研削し、次に第２端面３ｄを研削する。研削機構２０によって、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄの角部が面取りされる。研削機構２０は、端面３ａ，３ｄのそれぞれと対向するように設置される一対の研削ホイール２１ａ，２１ｄを有する。以下、必要に応じて、一方の研削ホイール２１ａを第１研削ホイール２１ａと呼び、他方の研削ホイール２１ｄを第２研削ホイール２１ｄと呼ぶ。第１研削ホイール２１ａは、搬送機構１０によって搬送されているガラス基板３の第１端面３ａを研削する。第２研削ホイール２１ｄは、搬送機構１０によって搬送されているガラス基板３の第２端面３ｄを研削する。研削ホイール２１ａ，２１ｄが端面３ａ，３ｄと接触している状態で、ガラス基板３を搬送方向に沿って搬送することで、端面３ａ，３ｄが研削される。図１において、研削ホイール２１ａ，２１ｄが回転する方向、および、ガラス基板３が移動する方向は、矢印で示されている。

なお、以下の説明において、ガラス基板端面加工装置１は、研削ホイール２１ａ，２１ｄを用いて、端面３ａ，３ｄの下方の角部をＲ形状に加工して面取りする。しかし、ガラス基板端面加工装置１は、研削ホイール２１ａ，２１ｄを同様に用いて、さらに、端面３ａ，３ｄの上方の角部をＲ形状またはＣ形状に加工して面取りすることができる。次に、搬送機構１０および研削機構２０の構成および動作の詳細について説明する。

（１−１）搬送機構
搬送機構１０は、主として、複数のフロートベアリング２２と、複数のスライドベアリング２４とを備える。図２は、ガラス基板端面加工装置１の上面図である。図３は、ガラス基板端面加工装置１の側面図である。図２には、ガラス基板３の搬送方向が矢印で示されている。図３は、ガラス基板３の搬送方向に沿って視た図である。

図２および図３に示されるように、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４は、ガラス基板３の下方に設置されている。ガラス基板３は、鉛直方向上側の主表面である上面３ｂと、鉛直方向下側の主表面である下面３ｃとを有する。上面３ｂおよび下面３ｃは、水平面に平行な面である。端面３ａ，３ｄは、上面３ｂと下面３ｃとを接続する面である。以下の説明において、「幅方向」は、ガラス基板３の上面３ｂおよび下面３ｃに平行であり、かつ、搬送方向に直交する方向を意味する。図面において、搬送方向は「ｙ軸」で示され、幅方向は「ｘ軸」で示され、鉛直方向は「ｚ軸」で示されている。第１端面３ａは、搬送方向左側の端面である。

フロートベアリング２２は、ガラス基板３の下面３ｃに流体を吹き付けて、ガラス基板３を浮上させる。フロートベアリング２２によって、ガラス基板端面加工装置１によって加工されるガラス基板３は、研削ホイール２１ａ，２１ｄ以外のものと接触しない。フロートベアリング２２の鉛直方向の位置は、フロートベアリング位置調節機構（図示せず）によって調節可能である。フロートベアリング２２の鉛直方向の位置は、ガラス基板端面加工装置１の使用前に予め調節されている。

フロートベアリング２２は、ガラス基板３の下面３ｃと対向するパネル表面２２ａと、パネル表面２２ａに形成される複数の流体噴出孔２２ｂと、パネル表面２２ａに形成される複数の流体吸引孔２２ｃとを有する。流体噴出孔２２ｂは、パネル表面２２ａと対向する下面３ｃに向かって空気を噴出する。流体吸引孔２２ｃは、パネル表面２２ａと下面３ｃとの間の空間から空気を吸引する。

流体噴出孔２２ｂは、ガラス基板３に鉛直方向上向きの力を与える作用を有する。流体吸引孔２２ｃは、ガラス基板３に鉛直方向下向きの力を与える作用を有する。流体噴出孔２２ｂおよび流体吸引孔２２ｃは、ガラス基板３に鉛直方向の力を作用させて、ガラス基板３の鉛直方向の位置、および、ガラス基板３の形状を安定化させる。また、フロートベアリング２２は、流体噴出孔２２ｂから噴出される空気、および、流体吸引孔２２ｃに吸入される空気の流量を制御することで、ガラス基板３の鉛直方向の位置を調節することができる。端面３ａの鉛直方向の位置の調整可能範囲は、最大３０μｍである。ガラス基板３の下面３ｃとパネル表面２２ａとの間の間隔が小さいほど、ガラス基板３が支持される力が強い。フロートベアリング２２によってガラス基板３が浮上しているときにおいて、下面３ｃとパネル表面２２ａとの間の距離は、例えば５μｍ〜４０μｍであり、好ましくは１０μ〜３０μｍであり、より好ましくは１５μ〜３０μｍである。

図４は、フロートベアリング２２の上面図である。フロートベアリング２２は、多孔質体から成形される。多孔質体の材質は、セラミックス、カーボンおよびアルミニウム等の、高温および高圧の液体および気体に対する高い耐久性を有する材質である。流体噴出孔２２ｂは、パネル表面２２ａに形成される、多孔質体の細孔であり、図４において点で示されている。流体吸引孔２２ｃは、ドリル等を用いてパネル表面２２ａに形成される孔であり、図４において白丸で示されている。流体吸引孔２２ｃの径は、多孔質体の細孔の径より大きく、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。流体噴出孔２２ｂは、パネル表面２２ａの全体に形成されている。流体吸引孔２２ｃは、幅方向および搬送方向における複数の位置に形成されている。すなわち、流体噴出孔２２ｂおよび流体吸引孔２２ｃは、幅方向および搬送方向の両方において広がりを持って配置されている。

図４では、流体吸引孔２２ｃは、パネル表面２２ａにおいて格子点位置に形成されている。幅方向における流体吸引孔２２ｃの間隔ｄ１、および、搬送方向における流体吸引孔２２ｃの間隔ｄ２は、ガラス基板３の厚さ等に応じて適宜に設定される。例えば、ガラス基板３の厚さが０．５ｍｍの場合、間隔ｄ１，ｄ２は１８ｍｍに設定され、ガラス基板３の厚さが０．２５ｍｍの場合、間隔ｄ１，ｄ２は４ｍｍに設定されてもよい。

スライドベアリング２４は、フロートベアリング２２によって浮上しているガラス基板３に所定の方向の推進力を非接触で与えて、ガラス基板を搬送する。スライドベアリング２４の鉛直方向の位置は、スライドベアリング位置調節機構（図示せず）によって調節可能である。スライドベアリング２４の鉛直方向の位置は、ガラス基板端面加工装置１の使用前に予め調節されている。

図５は、スライドベアリング２４の上面図である。スライドベアリング２４は、ガラス基板３の下面３ｃと対向するパネル表面２４ａと、複数の流体噴出孔２４ｂと、複数の流体吸引孔２４ｃと、複数の流体溝２４ｄとを有する。流体噴出孔２４ｂ、流体吸引孔２４ｃおよび流体溝２４ｄは、パネル表面２４ａに形成される。流体噴出孔２４ｂの数は、流体吸引孔２４ｃの数、および、流体溝２４ｄの数と同じである。流体噴出孔２４ｂおよび流体吸引孔２４ｃは、ドリル等を用いてパネル表面２４ａに形成される孔である。図５において、流体噴出孔２４ｂは白丸で示され、流体吸引孔２４ｃは黒丸で示されている。流体噴出孔２４ｂおよび流体吸引孔２４ｃの径は、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。流体溝２４ｄは、流体噴出孔２４ｂと流体吸引孔２４ｃとを接続する溝である。流体溝２４ｄの深さは、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍである。

スライドベアリング２４の流体噴出孔２４ｂは、空気を噴出する。流体噴出孔２４ｂから噴出された空気は、流体溝２４ｄを流れて、流体吸引孔２４ｃに吸引される。スライドベアリング２４は、流体溝２４ｄを流れる空気によって、浮上しているガラス基板３に所定の方向の推進力を非接触で与える。図５には、スライドベアリング２４がガラス基板３に与える推進力の方向が、白抜きの矢印で示されている。例えば、流体溝２４ｄが搬送方向に沿って形成されている場合、浮上しているガラス基板３は、搬送方向の推進力を受ける。また、流体溝２４ｄが幅方向に沿って形成されている場合、浮上しているガラス基板３は、幅方向の推進力を受ける。図３に示されるように、ガラス基板端面加工装置１では、搬送機構１０は、搬送方向（ｙ軸方向）の推進力をガラス基板３に与えるスライドベアリング２４、および、幅方向（ｘ軸方向）の推進力をガラス基板３に与えるスライドベアリング２４を有する。図２および図３には、各スライドベアリング２４がガラス基板３に与える推進力の方向が、白抜きの矢印で示されている。スライドベアリング２４は、ガラス基板３に搬送方向の推進力を与えることで、ガラス基板３を搬送方向に沿って搬送し、ガラス基板３に幅方向の推進力を与えることで、後述するように、研削ホイール２１ａ，２１ｄがガラス基板３から受ける力を調整する。

図２に示されるように、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４は、それぞれ、搬送方向に沿って設置されている。スライドベアリング２４は、フロートベアリング２２と幅方向において隣り合っている。ガラス基板３に搬送方向の推進力を与えるスライドベアリング２４と、ガラス基板３に幅方向の推進力を与えるスライドベアリング２４とは、搬送方向において交互に設置されている。幅方向において、研削ホイール２１ａ，２１ｄによって研削される端面３ａ，３ｄが位置する側に、フロートベアリング２２が設置されている。

（１−２）研削機構
研削機構２０は、主として、第１研削ホイール２１ａと第２研削ホイール２１ｄとを備える。図６は、ガラス基板３の第１端面３ａを研削する第１研削ホイール２１ａの上面図である。図７は、ガラス基板３の第１端面３ａを研削する第１研削ホイール２１ａの側面図である。図７は、ガラス基板３の幅方向（ｘ軸方向）に沿って視た図である。図６および図７には、ガラス基板３の第１端面３ａ近傍の部分が示され、かつ、ガラス基板３の移動方向が矢印で示されている。なお、ガラス基板３の第２端面３ｄを研削する第２研削ホイール２１ｄは、以下に説明する第１研削ホイール２１ａと同じ構成および動作を有する。

第１研削ホイール２１ａは、円筒形状の砥石である。第１研削ホイール２１ａは、円形状の上表面３１ａ、円形状の下表面３１ｂ、および、上表面３１ａと下表面３１ｂとを連結する側周面３１ｃを有する。第１研削ホイール２１ａは、上表面３１ａの中心と下表面３１ｂの中心とを結ぶ回転軸３１ｅを中心に回転する。

第１研削ホイール２１ａは、メタルボンド砥石で成形されている。メタルボンド砥石は、複数種類の金属の粉末、または、合金の粉末を、鉄系の結合剤で固めて焼結し、焼結体の表面に砥粒を固定して製造される砥石である。砥粒は、ダイヤモンド、酸化アルミニウムおよび炭化ケイ素等の微小な粒である。メタルボンド砥石は、形状の保持力が高い砥石である。メタルボンド砥石は、例えば、ダイヤモンドホイールである。第１研削ホイール２１ａがダイヤモンドホイールである場合、ダイヤモンド砥粒の粒度は、♯４００〜＃３０００であることが好ましい。第１研削ホイール２１ａは、電動モータ（図示せず）によって回転軸３１ｅ周りに回転する。

図６に示されるように、鉛直方向（ｚ軸方向）に沿って視た場合において、第１研削ホイール２１ａは、回転軸３１ｅと、ガラス基板３の搬送方向（ｙ軸方向）との間の角度である第１設置角度θ１が鋭角となるように設置されている。図７に示されるように、幅方向（ｘ軸方向）に沿って視た場合において、第１研削ホイール２１ａは、回転軸３１ｅと、ガラス基板３の搬送方向（ｙ軸方向）との間の角度である第１設置角度θ２が鋭角となるように設置されている。第１設置角度θ１は、２°未満であり、好ましくは１°未満である。第２設置角度θ２は、２°未満であり、好ましくは１°未満である。第１研削ホイール２１ａの加工領域の長さ、砥粒の粒度、および、砥粒の密度は、加工条件に合わせて適宜に設定される。第１端面３ａは、回転軸３１ｅ周りに回転する第１研削ホイール２１ａの側周面３１ｃと接触することで研削される。第１研削ホイール２１ａの回転方向は、図６および図７に示されるように、第１研削ホイール２１ａの側周面３１ｃが、第１端面３ａに下方から衝突する方向である。

第１研削ホイール２１ａの位置、および、回転軸３１ｅの角度は、研削ホイール位置調節機構（図示せず）によって調節可能である。第１研削ホイール２１ａの位置、および、回転軸３１ｅの角度は、ガラス基板端面加工装置１の使用前に予め調節されている。本実施形態では、ガラス基板３の端面３ａの加工時において、第１研削ホイール２１ａの位置、および、回転軸３１ｅの角度は固定されている。

（１−３）制御部
制御部は、主として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびハードディスク等から構成されているコンピュータである。制御部は、搬送機構１０および研削機構２０に接続されている。制御部は、ＲＯＭ、ＲＡＭまたはハードディスク等に記憶されているプログラムおよびデータに基づいて、搬送機構１０および研削機構２０を制御する。

具体的には、制御部は、フロートベアリング２２の鉛直方向の位置、流体噴出孔２２ｂから噴出される空気の流量、および、流体吸引孔２２ｃに吸入される空気の流量を制御する。これにより、制御部は、ガラス基板３の下面３ｃと、フロートベアリング２２のパネル表面２２ａとの間の間隔を調節する。

また、制御部は、スライドベアリング２４の鉛直方向の位置、流体噴出孔２４ｂから噴出される空気の流量、および、流体吸引孔２４ｃに吸入される空気の流量を制御する。これにより、制御部は、ガラス基板３に作用する推進力の大きさを調節する。

また、制御部は、研削ホイール２１ａ，２１ｄの位置、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転軸３１ｅの角度、および、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転速度を制御する。これにより、制御部は、ガラス基板３の研削量を調節する。

また、制御部は、回転する研削ホイール２１ａ，２１ｄと端面３ａ，３ｄとの接触による電動モータの負荷電流値に基づいて研削抵抗を取得する。研削抵抗は、搬送されるガラス基板３から研削ホイール２１ａ，２１ｄが受ける幅方向の力である。負荷電流値が大きいほど、研削抵抗は大きくなる。制御部は、研削抵抗が一定となるように、スライドベアリング２４を制御して、ガラス基板３に作用する幅方向の推進力、および、ガラス基板３に作用する搬送方向の推進力の大きさを調整する。

（２）ガラス基板端面加工装置の動作
ガラス基板３は、搬送機構１０によって搬送されながら、研削機構２０によって研削される。ガラス基板端面加工装置１は、最初に、ガラス基板３の第１端面３ａを研削して、次に、ガラス基板３の第２端面３ｄを研削する。ガラス基板端面加工装置１が、第１端面３ａを研削して、第１端面３ａの下方の角部を面取りする工程について説明する。ガラス基板３は、搬送機構１０によって浮上しながら搬送方向に沿って搬送される。ガラス基板３には、スライドベアリング２４によって、搬送方向および幅方向の推進力が作用している。ガラス基板端面加工装置１は、研削抵抗が一定となるように、ガラス基板３に作用する幅方向の推進力を調節する。また、ガラス基板端面加工装置１は、研削抵抗が一定となるように、ガラス基板３に作用する搬送方向の推進力を調整する。これにより、ガラス基板端面加工装置１は、ガラス基板３の第１端面３ａを、研削機構２０の第１研削ホイール２１ａによって研削された分だけ搬送する。すなわち、ガラス基板３の第１端面３ａが第１研削ホイール２１ａによって研削されない限り、ガラス基板３は搬送方向に搬送されない。ガラス基板３が搬送されながら研削される間、第１研削ホイール２１ａが第１端面３ａから受ける研削抵抗は一定に保たれる。

（３）特徴
従来のガラス基板の端面加工では、ガラス基板の端面に、回転する溝付きの研削ホイールを押し付けることで、端面を面取りする。しかし、この方法では、研削ホイールの押し付け方向にガラス基板が移動することにより加工抵抗（研削抵抗）が低減して、ガラス基板の端面が均一に研削されないおそれがある。また、薄型のガラス基板等の剛性が低いガラス基板を加工する場合には、加工抵抗によってガラス基板が加工中に破損するおそれがある。

しかし、本実施形態のガラス基板端面加工装置１では、搬送方向に搬送されながら研削されるガラス基板３にかかる研削抵抗は一定に保たれる。そのため、ガラス基板端面加工装置１は、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを均一に研削することができる。また、ガラス基板端面加工装置１は、搬送されるガラス基板３に作用する搬送方向および幅方向の推進力を調節して、研削抵抗を制御することができる。そのため、ガラス基板端面加工装置１は、剛性が低いガラス基板の端面加工を行う場合に、研削抵抗を低く抑えることで、研削抵抗によってガラス基板３が加工中に破損することを防止することができる。特に、ガラス基板端面加工装置１は、厚みが０．３ｍｍ以下の薄型のガラス基板３の端面３ａ，３ｄを均一に加工することができる。従って、ガラス基板端面加工装置１は、剛性が低いガラス基板３の端面３ａ，３ｄを均一に面取り加工することができる。

また、ガラス基板端面加工装置１では、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転軸３１ｅが鉛直方向（ｚ軸方向）に対して傾斜していることにより、研削ホイール２１ａ，２１ｄの側周面３１ｃに存在し、搬送されるガラス基板３の端面３ａ，３ｄと接触する砥粒の数を増加させることができる。仮に、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転軸３１ｅが鉛直方向に平行である場合には、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄは、側周面３１ｃの一部の領域に存在する砥粒のみと接触する。しかし、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転軸３１ｅを鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄは、側周面３１ｃの大部分の領域に存在する砥粒と接触することができる。図６および図７には、ガラス基板３の端面３ａと接触することができる砥粒が存在する側周面３１ｃの領域がハッチングされて示されている。そのため、ガラス基板端面加工装置１は、研削ホイール２１ａ，２１ｄの砥粒１粒当たりの加工負荷を低減することができる。従って、ガラス基板端面加工装置１は、研削ホイール２１ａ，２１ｄの寿命を延ばすことができ、それにより、ガラス基板端面加工装置１自体の寿命も延ばすことができる。

また、ガラス基板端面加工装置１は、フロートベアリング２２を用いて、ガラス基板３の上面３ｂおよび下面３ｃに他の部材を接触させることなく、ガラス基板３を搬送しながら、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを研削加工することができる。そのため、ガラス基板端面加工装置１は、研削機構２０による加工後のガラス基板３の上面３ｂおよび下面３ｃの状態を良好に保つことができる。ガラス基板３がＦＰＤに用いられる場合、ガラス基板３の主表面（上面３ｂおよび下面３ｃ）に形成されるキズやクラックは、ガラス基板３の品質を低下させる主な原因となる。ガラス基板端面加工装置１は、ガラス基板３の上面３ｂおよび下面３ｃにおけるキズやクラックの発生を防止できるので、ガラス基板３の品質を向上させることができる。

また、本実施形態では、ガラス基板３のみに搬送方向の推進力が作用して、ガラス基板３のみが搬送される。そのため、ガラス基板をステージの表面に吸着固定した状態で、ガラス基板をステージと共に搬送する従来の構成と比較して、搬送される対象の慣性質量が小さいので、ガラス基板３に作用する力を高精度で調整でき、ガラス基板３の搬送量を高精度で制御できる。

また、本実施形態では、研削ホイール２１ａ，２１ｄの回転軸３１ｅを鉛直方向に対して傾斜させることにより、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄの加工時に端面３ａ，３ｄと接触する範囲である、研削ホイール２１ａ，２１ｄの加工範囲を大きくして、端面３ａ，３ｄと接触する研削ホイール２１ａ，２１ｄの砥粒の数を増やすことができる。その結果、従来と同程度の端面３ａ，３ｄの品質を得るために必要な加工時間を短縮することができ、また、従来と同程度の加工時間を用いて端面３ａ，３ｄを加工することで端面３ａ，３ｄの品質を向上させることができる。

（４）変形例
（４−１）変形例Ａ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１は、最初に、ガラス基板３の第１端面３ａを研削して、次に、ガラス基板３の第２端面３ｄを研削する。しかし、ガラス基板端面加工装置１は、ガラス基板３の第１端面３ａおよび第２端面３ｄを同時に研削してもよい。図８は、本変形例のガラス基板端面加工装置１の上面図である。図９は、本変形例のガラス基板端面加工装置１の側面図である。図８には、ガラス基板３の搬送方向が矢印で示されている。図９は、ガラス基板３の搬送方向に沿って視た図である。本変形例のガラス基板端面加工装置１は、実施形態と同様に、ガラス基板３の第１端面３ａおよび第２端面３ｄの下方の角部を面取り加工する。

本変形例のガラス基板端面加工装置１は、搬送機構１０を備える。搬送機構１０は、複数のフロートベアリング２２と、複数のスライドベアリング２４とを備える。フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４は、図８および図９に示されるように設置されている。図８および図９には、スライドベアリング２４によってガラス基板３に付与される推進力が、白抜きの矢印で示されている。幅方向において、スライドベアリング２４は、フロートベアリング２２の両側に設置されている。フロートベアリング２２は、ガラス基板３の幅方向中央部において鉛直方向の力をガラス基板３に付与して、ガラス基板３を浮上させる。スライドベアリング２４は、各端面３ａ，３ｄから中央部に向かう幅方向の推進力と、搬送方向の推進力との合力をガラス基板３に付与するように設置されている。図８に示されるように、スライドベアリング２４の流体溝２４ｄは、水平面において、幅方向および搬送方向に対して所定の角度を形成する方向に沿って形成されている。また、フロートベアリング２２の幅方向両側には、同数のスライドベアリング２４が設置されている。フロートベアリング２２の幅方向両側のスライドベアリング２４がガラス基板３に付与する推進力の方向は、ガラス基板３の幅方向中心を搬送方向に沿って延びる直線に対して対称である。これにより、ガラス基板３は、幅方向において、第１端面３ａから第２端面３ｄに向かう推進力、および、第２端面３ｄから第１端面３ａに向かう推進力を受けるので、搬送方向に搬送されるガラス基板３が幅方向に移動することが抑制される。実施形態と同様に、ガラス基板３の第１端面３ａおよび第２端面３ｄは、それぞれ、第１研削ホイール２１ａおよび第２研削ホイール２１ｄによって研削される。

本変形例においても、ガラス基板端面加工装置１では、搬送方向に搬送されながら研削されるガラス基板３にかかる研削抵抗を一定に保つことができるので、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを均一に研削することができる。

（４−２）変形例Ｂ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１では、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４の上方において、ガラス基板３は、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４と接触することなく支持されている。

しかし、ガラス基板３は、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４の下方において、フロートベアリング２２およびスライドベアリング２４と接触することなく支持されてもよい。フロートベアリング２２は、パネル表面２２ａの下方に位置するガラス基板３の上面３ｂを非接触で支持することができる。スライドベアリング２４は、パネル表面２４ａの下方に位置するガラス基板３に推進力を付与することができる。そのため、本変形例においても、ガラス基板端面加工装置１では、搬送方向に搬送されながら研削されるガラス基板３にかかる研削抵抗を一定に保つことができるので、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを均一に研削することができる。

（４−３）変形例Ｃ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１は、多孔質体から成形されるフロートベアリング２２を有し、ガラス基板３に上向きの力を作用させる流体噴出孔２２ｂは、多孔質体の細孔である。しかし、流体噴出孔２２ｂは、流体吸引孔２２ｃと同様に、ドリル等を用いてパネル表面２２ａに形成される孔であってもよい。

図１０は、本変形例のフロートベアリング３２２を鉛直方向に沿って上方から下方に向かって見た図である。フロートベアリング３２２のパネル表面３２２ａには、複数の流体噴出孔３２２ｂおよび複数の流体吸引孔３２２ｃが形成されている。図１０において、流体噴出孔３２２ｂは、黒丸で示され、流体吸引孔３２２ｃは、白丸で示されている。図１０では、流体噴出孔３２２ｂおよび流体吸引孔３２２ｃは、パネル表面３２２ａにおいて格子点位置に形成されている。流体噴出孔３２２ｂの径は、多孔質体の細孔の径より大きい。流体噴出孔３２２ｂは、幅方向および搬送方向における複数の位置に形成されている。すなわち、流体噴出孔３２２ｂは、幅方向および搬送方向の両方において広がりを持って配置されている。流体吸引孔３２２ｃは、実施形態の流体吸引孔２２ｃと同じである。流体噴出孔３２２ｂおよび流体吸引孔３２２ｃは、幅方向において交互に配置されている。

（４−４）変形例Ｄ
ガラス基板端面加工装置１は、研削抵抗が一定となるように、ガラス基板３に作用する搬送方向および幅方向の推進力を調節する。しかし、ガラス基板端面加工装置１は、研削抵抗が所定の範囲内となるように、ガラス基板３に作用する搬送方向および幅方向の推進力を調節してもよい。

（４−５）変形例Ｅ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１は、メタルボンド砥石で成形された研削ホイール２１ａ，２１ｄを有している。しかし、研削ホイール２１ａ，２１ｄは、弾性砥石で成形されてもよい。弾性砥石は、硬い粒である砥粒を、弾性を有する軟らかい結合材で結び付けて成形した砥石である。砥粒は、ダイヤモンド、酸化アルミニウムおよび炭化ケイ素等の微小な粒である。結合材は、ポリビニルアルコールおよびポリウレタン等の軟質樹脂である。弾性砥石は、結合材から構成されるスポンジ構造の内部に、無数の砥粒が保持されている構造を有している。

（４−６）変形例Ｆ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１は、研削ホイール２１ａ，２１ｄによって研削されたガラス基板３の端面３ａ，３ｄを研磨する研磨機構をさらに備えてもよい。研磨機構は、弾性砥石で成形された研磨ホイールを用いて、端面３ａ，３ｄを研磨する。研磨ホイールの砥粒は炭化ケイ素が好ましく、炭化ケイ素砥粒の粒度は♯４００〜＃１２００であることが好ましい。研磨ホイールの砥粒を結び付ける結合剤は、柔軟性および弾性を有するポリウレタン系の樹脂結合剤であることが好ましい。

また、ガラス基板端面加工装置１の研磨機構は、実施形態の搬送機構１０および研削機構２０と同じ機構を用いて、研磨ホイールが端面３ａ，３ｄから受ける力である研磨抵抗が一定となるように、ガラス基板３の搬送方向および幅方向の推進力を調節して、ガラス基板３を搬送してもよい。これにより、研磨機構は、研削された端面３ａを均一に研磨することができる。その結果、ガラス基板端面加工装置１によって加工されたガラス基板３の端面３ａは、未研磨の部分をほとんど有さないので、加工されたガラス基板３からは、ガラスの微小な粒子が生じにくい。従って、ガラス基板端面加工装置１は、製品としてのガラス基板３の品質を向上させることができる。

（４−７）変形例Ｇ
実施形態に係るガラス基板端面加工装置１は、研削機構２０によって端面３ａ，３ｄが研削されたガラス基板３を洗浄する洗浄機構と、洗浄機構によって洗浄されたガラス基板３を光学的に検査する検査機構をさらに備えてもよい。洗浄機構は、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄに流体を吹き付けることにより、端面３ａ，３ｄに付着しているガラス微小片等の異物を取り除く。検査機構は、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄの品質に関する端面品質データを取得する。端面品質データは、例えば、端面３ａ，３ｄの形状、端面３ａ，３ｄの表面粗さ（ＲａおよびＲｚ等）、および、端面３ａ，３ｄに形成されているキズ等の欠陥の数に関する。

本変形例のガラス基板端面加工装置１は、加工対象のガラス基板３に対して、検査機構によって取得された端面品質データと、搬送機構２０によって与えられた搬送方向および幅方向の推進力との関連性に関する相関データを取得して保存する。ガラス基板端面加工装置１は、相関データに基づいて、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄの品質が所定の条件を満たすように、ガラス基板３に与えられる推進力を調整する。このように、ガラス基板端面加工装置１は、検査機構によるガラス基板３の検査の結果に基づいて、搬送機構によってガラス基板３に与えられる推進力を調整するフィードバック制御を行う。

（４−８）変形例Ｈ
実施形態および各変形例は、ガラス基板３の端面３ａ，３ｄを加工する方法に関する。ガラス基板３は、例えば、フラットパネルディスプレイに用いられるガラス基板である。しかし、実施形態および各変形例は、ガラス基板３以外の脆性材料からなる基板の端面を加工する方法に適用可能である。脆性材料からなる基板は、例えば、半導体基板およびセラミクス基板である。また、基板の形状は、矩形状に限定されない。例えば、基板は、円盤形状のウェハであってもよい。この場合、基板に作用する推進力は、基板の周方向に作用する力である。

３ ガラス基板
３ａ 第１端面（端面）
３ｂ 上面（主表面）
３ｃ 下面（主表面）
３ｄ 第２端面（端面）
１０ 搬送機構
２０ 研削機構
２１ａ 第１研削ホイール（研削手段）
２１ｄ 第２研削ホイール（研削手段）
２２ フロートベアリング
２４ スライドベアリング

特開２００２−１６０１４７号公報

Claims (8)

1. ガラス基板の端面と研削手段とを接触させながら、前記ガラス基板と前記研削手段とを前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を研削する研削工程を含むガラス基板の製造方法であって、
   前記研削工程は、
   前記ガラス基板の主表面に流体を吹き付けて前記ガラス基板を浮上させる浮上工程と、
   前記浮上工程によって浮上している前記ガラス基板の前記端面が前記研削手段と接触している状態で、前記端面を研削しながら、前記主表面に平行な第１方向の推進力を前記ガラス基板に与えて前記ガラス基板を搬送する搬送工程と、
   を有し、
   前記搬送工程は、前記研削手段が前記端面から受ける力である研削抵抗が一定となるように、前記推進力を調整し、かつ、前記ガラス基板に前記推進力を非接触で与える、
   ガラス基板の製造方法。
2. 前記研削工程は、最初に、前記ガラス基板の対向する一対の前記端面の一方を研削し、次に、前記一対の前記端面の他方を研削する、
   請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. 前記研削工程は、前記ガラス基板の対向する一対の前記端面を同時に研削する、
   請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
4. 前記研削手段は、電動モータによって回転軸を中心に回転し、
   前記搬送工程は、回転する前記研削手段と前記端面との接触による前記電動モータの負荷電流値に基づいて前記研削抵抗を取得する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記研削手段は、円筒形状を有し、かつ、前記円筒形状の一対の底面の中心を結ぶ前記回転軸と前記第１方向との間の角度が鋭角となるように設置されている、
   請求項４に記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記搬送工程によって前記端面が研削された前記ガラス基板を光学的に検査する検査工程をさらに備え、
   前記搬送工程は、前記検査工程における前記ガラス基板の検査の結果に基づいて、前記推進力を調整する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
7. 前記ガラス基板は、０．３ｍｍ以下の厚みを有する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
8. 脆性材料からなる基板の端面と加工手段とを接触させながら、前記基板と前記加工手段とを前記端面の長手方向に沿って相対的に移動させて前記端面を加工する加工工程を含む脆性材料からなる基板の製造方法であって、
   前記加工工程は、前記端面を加工しながら、前記基板の主表面に平行な推進力を前記基板に与えて前記基板を搬送する搬送工程を有し、
   前記搬送工程は、前記加工手段が前記端面から受ける力である加工抵抗が一定となるように、前記推進力を調整し、かつ、前記基板に前記推進力を非接触で与える、
   脆性材料からなる基板の製造方法。