脆性材料基板的端部精加工装置和脆性材料基板的端部精加工方法与流程

文档序号:18635894发布日期:2019-09-11 22:14阅读:162来源:国知局
脆性材料基板的端部精加工装置和脆性材料基板的端部精加工方法与流程

本发明涉及一种脆性材料基板的端部精加工装置和脆性材料基板的端部精加工方法。



背景技术:

先前,为了精加工玻璃基板等脆性材料基板的端部,普遍采用机械研磨该端部且进行抛光加工的方法。专利文献1公开一种端面加工方法,其通过进行此种的抛光加工而用以精加工平板玻璃的端部。

在上述专利文献1的端面加工方法中,为了以少的工序顺利地精加工平板玻璃的端部,将分割平板玻璃原料而得到的多个平板玻璃堆叠而形成分割玻璃块,通过具有平坦的研磨面的旋转研磨盘研磨其端面。然后,通过在外周呈放射状设置有大量的可挠性的刷材的旋转刷,进一步对分割玻璃块的端面进行机械研磨,从而对端部进行精加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-269389号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,在利用上述专利文献1的方法精加工平板玻璃的端部的情况下,虽然通过进行此精加工处理,使该端部的表面粗糙度变小,但仍有在端部残留微小的缺陷的情况。在平板玻璃等脆性材料基板的端部具有微小缺陷的情况下,一般来说,此部分的强度并不充足,因此容易在该部分产生破裂或缺口,有改善的余地。

本发明鉴于以上的实际情况而完成,其潜在的目的在于提高脆性材料基板的强度,防止破裂或缺口。

用于解决课题的手段

本发明所要解决的课题如上所述,下面对用以解决此课题的手段及其效果进行说明。

根据本公开的第一观点,提供以下的构成的脆性材料基板的端部精加工装置。即,此脆性材料基板的端部精加工装置具备第一加热部及第二加热部。上述第一加热部为了将脆性材料基板的端部熔融而使凹凸平滑化,而加热该端部。上述第二加热部用比上述第一加热部产生的加热温度低的温度对通过上述第一加热部而被实施平滑化的位置附近的上述脆性材料基板的板面进行加热。

根据本公开的第二观点,提供一种脆性材料的端部精加工方法,其包含下述的平滑化工序:边用第二加热部加热脆性材料基板中的将要被平滑化的端部的位置附近的板面,边用第一加热部加热上述端部,将该端部熔融而使凹凸平滑化,该第一加热部用比上述第二加热部高的温度进行加热。

根据上述第一观点或第二观点,通过用第一加热部进行加热而将脆性材料基板的端部熔融,从而能够使该端部的损伤等凹凸平滑化,提高端部的强度。此外,由于用比第一加热部产生的加热温度低的温度加热被实施平滑化的位置附近的板面,因此在为了平滑化而被加热为高温的部分与未被加热的部分之间存在用第二加热部加热为中间的温度的部分,变得难以产生残留拉伸应力。也可根据加热的条件,产生压缩应力。由此,能够防止脆性材料基板的破裂或缺口。

发明的效果

根据本公开的一个方面,能够提高脆性材料基板的强度,防止破裂或缺口。

附图说明

图1为概略地表示本公开的一个实施方式涉及的脆性材料基板的端部精加工装置及端部通过该端部精加工装置而被精加工的脆性材料基板的俯视图。

图2为概略地表示端部精加工装置及脆性材料基板的前视图。

图3为概略地表示端部精加工装置及脆性材料基板的侧视图。

图4为示意地表示第一加热部及第二加热部的构成的图。

图5为概略地表示修复用端部精加工装置及端部通过该修复用端部精加工装置而被修复的脆性材料基板的俯视图。

图6为概略地表示第一变形例涉及的端部精加工装置的俯视图。

图7为概略地表示第二变形例涉及的端部精加工装置的俯视图。

图8为概略地表示第三变形例涉及的端部精加工装置的俯视图。

图9为表示本公开的一个实施方式涉及的脆性材料基板的端部精加工方法的工序的流程的方块图。

具体实施方式

以下参照附图对本公开的实施方式进行说明。图1为概略地表示本公开的一个实施方式涉及的端部精加工装置90及端部通过该端部精加工装置90而被精加工的玻璃基板1的俯视图。图2为概略地表示端部精加工装置90及玻璃基板1的前视图。图3为概略地表示端部精加工装置90及玻璃基板1的侧视图。

本实施方式的脆性材料基板的端部精加工装置(以下有时称为“端部精加工装置”)90是一种利用加热熔融法将作为脆性材料基板的一例的玻璃基板(玻璃板)1的端部(缘部)熔融、进行减小该端部的表面粗糙度的精加工作业的装置。

玻璃基板1被形成为具有一定厚度的矩形的板,以水平的状态被夹持且支撑于成对配置的搬运辊2之间。再者,附图中,玻璃基板1的厚度等被夸大显示。搬运辊2与作为未图示的驱动源的电动马达连接。通过电动马达驱动搬运辊2,能够水平地搬运该玻璃基板1。

在玻璃基板1的附近配置有本实施方式涉及的端部精加工装置90。端部精加工装置90主要具备第一加热部10及第二加热部20。

在通过端部精加工装置90进行端部的精加工处理前,玻璃基板1根据产品尺寸等被切割成适宜的大小后,通过磨削加工对其端部(缘部)进行机械倒角。被倒角后的玻璃基板1的端部通过端部精加工装置90的第一加热部10用热进行熔融而被抛光加工,由此除去该端部的微小缺陷(使表面的凹凸平滑化),以表面粗糙度变小的方式被精加工。

玻璃基板1在以玻璃基板1的端面位于第一加热部10的激光光线照射位置(以下有时称为“抛光加工位置”)10a的方式被定位的状态下,通过搬运辊2被搬运。并且,通过搬运玻璃基板1,玻璃基板1中与第一加热部10面对面的端部的端面自搬运方向的一端至另一端而依次通过抛光加工位置10a。本实施方式中,通过在抛光加工位置10a对玻璃基板1的端面照射来自第一加热部10的激光光线,从而使玻璃基板1的端面变为高温(例如1000℃)而熔融,由此能够实现抛光加工。换言之,能够利用加热熔融法将玻璃基板1的端部熔融,对该端部进行平滑化,精加工成镜面。再者,第一加热部10也能够构成为包含振荡发射例如半导体激光或气体激光等适宜的激光光线的元件,或者也能够构成为包含使用气体或卤素加热器等的其他热源。

在第一加热部10的附近,以与玻璃基板1的板面对向的方式配置有第二加热部20。第二加热部20能够在对玻璃基板1的端部被实施抛光加工的前后及与被实施抛光加工同步地,在一定的区域内加热该玻璃基板1的板面。

本实施方式中,被构成为一面使玻璃基板1相对于被固定地设置的第一加热部10及第二加热部20进行移动,一面进行抛光加工(端部精加工处理)。因此,玻璃基板1能够相对于第一加热部10及第二加热部20相对地移动。以下的说明中,有时将玻璃基板1相对于第一加热部10及第二加热部20相对移动的方向(图1及图3中用粗线箭头表示的方向)称为“相对移动方向”。此外,关于第二加热部20加热玻璃基板1的区域,有时分别将位于上述相对移动方向的上游侧的端部称为“始端部”以及将位于下游侧的端部称为“终端部”。

再者,搬运辊2在不同于通过第一加热部10对玻璃基板1被实施抛光加工的位置及通过第二加热部20进行加热的位置中的任一位置的位置,可移动地支撑玻璃基板1。即,搬运辊2支撑玻璃基板1中的温度较低的部分。由此,能够定位且搬运玻璃基板1。再者,也可替代搬运辊2而设为用移动滑梭或卡盘等其他构成来定位且搬运玻璃基板1。

第二加热部20是一面使玻璃基板1相对移动、一面在一定的区域内加热其板面的装置。本实施方式的第二加热部20以在厚度方向两侧与玻璃基板1的板面对向的方式配置。更详细而言,第二加热部20具备主加热部30、周边加热部40和缓冷部50。再者,在例如玻璃基板1的厚度薄的情况等下,也可仅在玻璃基板1的厚度方向的一侧设置第二加热部20。

本实施方式的第二加热部20以依次加热玻璃基板1的靠近抛光加工位置10a的部分的板面的方式,被配置为靠近玻璃基板1的搬运路径。

如图1至图3中所示那样,主加热部30被配置为紧邻上述抛光加工位置10a,对玻璃基板1进行局部加热。主加热部30将玻璃基板1加热至该玻璃的软化点附近的温度且比软化点略低的温度(例如800℃)。

如图1中所示,在玻璃基板1的厚度方向观察时,主加热部30在第二加热部20的既定的矩形区域(以下有时称为“主加热区域”)中加热玻璃基板1的与该区域面对面的部分。主加热区域在与玻璃基板1的相对移动方向垂直的方向具有某程度的宽度。此外,主加热区域包含比抛光加工位置10a更位于玻璃基板1的相对移动方向的上游侧的部分。由此,由于在进行抛光加工之前对玻璃基板1的端部及其周边进行预热,因此能够减小伴随第一加热部10的抛光加工而上升的温度的上升幅度,同时能够防止在进行了抛光加工的部分与其附近之间产生大的温差。

图1及图2中所示的周边加热部40对玻璃基板1进行局部加热。当在玻璃基板1的厚度方向观察时,周边加热部40以与该主加热部30邻接的方式被配置在隔着主加热部30而与抛光加工位置10a的相反侧。换言之,周边加热部40在与玻璃基板1的相对移动方向垂直的方向上,被配置为在从抛光加工位置10a观察比主加热部30更远侧,与主加热部30邻接。因此,周边加热部40加热玻璃基板1的矩形的区域(以下有时称为“周边加热区域”)与上述主加热区域邻接。主加热区域的始端部与周边加热区域的始端部在玻璃基板1的相对移动方向上大致一致。进而,此周边加热区域被配置为在与玻璃基板1的相对移动方向垂直的方向上与主加热区域及后述的缓冷区域的合并区域相对应。周边加热部40将与该周边加热区域面对面的玻璃基板1加热至该玻璃的应变点以下的温度且接近该应变点的温度(例如,550℃)。

由此,在玻璃基板1中用第一加热部10加热为高温的部分与完全未被加热的部分之间存在有通过主加热部30加热至某程度高温的温度的部分及通过周边加热部40加热至中间的温度的部分。即,玻璃基板1以伴随着远离自抛光加工位置10a而梯次式地变成低的温度的方式被加热。因此,玻璃基板1中被加热的部分与其以外的部分之间的地域间的温度梯度变得平缓,即使在端部的精加工处理后将玻璃基板1冷却,仍难以在被加热的部分与未被加热的部分的边界产生残留拉伸应力。此外,也可根据加热的条件,在该部分产生压缩应力。

图1及图3所示的缓冷部50为了减缓用第一加热部10的抛光加工完成后的、被实施了抛光加工的位置附近的板面的温度降低而进行加热。缓冷部50以与主加热部30邻接的方式被配置在比主加热部30更靠近玻璃基板1的相对移动方向的下游侧。因此,为了缓冷而通过缓冷部50加热的矩形区域(以下有时称为“缓冷区域”)在玻璃基板1的相对移动方向下游侧与上述主加热区域邻接。此外,此缓冷区域在与玻璃基板1的相对移动方向垂直的方向上,具有与主加热区域相同的宽度。缓冷部50还被配置为与周边加热部40邻接。

缓冷部50将玻璃基板1中用主加热部30加热后的部分缓冷至该玻璃的应变点以下的温度。优选地,缓冷部50的加热区域(缓冷区域)的终端部与周边加热部40的加热区域(周边加热区域)的终端部在玻璃基板1的相对移动方向上大致一致。此外,优选地,在玻璃基板1中通过缓冷区域的终端部的部分的温度为通过周边加热区域的终端部的部分的温度以上的温度且为其附近的温度。由此,由于玻璃基板1中通过了主加热区域及缓冷区域的部分与通过了周边加热区域的部分的温差变小,因此,即使在随后将玻璃基板1冷却的情况下,也能够抑制其边界部分处的残留拉伸应力的产生。此外,也可根据加热(缓冷)的条件在该部分产生压缩应力。

本实施方式的缓冷部50具备:高温加热器51,其配置于玻璃基板1的相对移动方向的最上游侧;中温加热器52,其以与该高温加热器51邻接的方式配置于该高温加热器51的下游侧;及低温加热器53,其以与该中温加热器52邻接的方式配置于该中温加热器52的下游侧。

高温加热器51将通过在玻璃基板1中被实施抛光加工而变为高温的抛光加工位置10a附近的板面加热至比该玻璃的软化点略低的温度(例如,与主加热部30的温度相同的800℃)。高温加热器51无论是在玻璃基板1的相对移动方向还是在与其垂直的方向上皆具有某程度的宽度。因此,被实施抛光加工的玻璃基板1的端部的温度虽然通过第一加热部10中的激光光线照射而局部地上升至1000℃左右,但在通过高温加热器51产生的加热区域的过程中,会下降至与周边的部分大致相同的800℃,从而能够大体上消除温差。

中温加热器52将在玻璃基板1中被高温加热器51加热的部分缓冷至该玻璃的软化点与应变点的中间的温度(例如700℃)。

低温加热器53将在玻璃基板1中被中温加热器52加热的部分缓冷至比该玻璃的应变点略低的温度(例如500℃)。

通过此构成,玻璃基板1中通过了主加热区域的部分通过继续通过缓冷区域(换言之,依次通过高温加热器51、中温加热器52及低温加热器53产生的加热区域),从而以时间上平缓的梯度被冷却至低于应变点的温度。由此,能够大体上不产生应变而将玻璃基板1冷却,能够防止玻璃基板1的破裂或缺口。

再者,本实施方式的缓冷部50设为由高温加热器51、中温加热器52及低温加热器53的3梯次的温度的加热器构成,但不限于此。即,也可设为由比其进一步细分的梯次的温度的加热器构成的构造,或者也可设为由比其粗分的梯次(例如中温与低温的2段)的温度的加热器构成的构造。

以下参照图4对主加热部30的具体构成进行说明。图4为表示第一加热部10及第二加热部20的构成的示意图。图中的2点点划线示意地表示光线照射的样子。

图4所示的主加热部30具有一对绝热壳体(绝热材料)31、一对卤素灯(热源)32、一对凹面镜33及一对金属构件34。绝热壳体31、卤素灯32、凹面镜33及金属构件34以相对于玻璃基板1对称的方式被配置。

绝热壳体31以覆盖玻璃基板1的厚度方向一侧的方式被配置。绝热壳体31通过公知的绝热材料而被构成为使靠近玻璃基板1的一侧开放的箱状,以覆盖前述主加热区域的方式被配置。其结果,在绝热壳体31的内部形成绝热空间。在绝热壳体31的远离玻璃基板1的一侧的壁部呈贯通状形成使来自卤素灯32的光线通过的狭缝状的光通路31a。如此,主加热部30在用绝热壳体31覆盖玻璃基板1的加热对象的部分的状态下进行加热,因此能够不易使热逃逸,能够有效率地加热玻璃基板1。

卤素灯32通过被供给电力而照射用以加热玻璃基板1的光线。由于本实施方式的卤素灯32被配置于绝热壳体31的外部,因此卤素灯32的保养容易。

凹面镜33以覆盖卤素灯32的方式构成,具有截面形状为曲面状的反射面33a。此反射面33a被构成为一面反射卤素灯32照射的光线,在光通路31a的内部或其附近形成焦点,一面将反射光朝绝热壳体31的内部导引。由此,能够使卤素灯32的光线集中于绝热壳体31的内部,有效率地加热玻璃基板1。此外,通过在光通路31a的内部或其附近形成焦点,能够减小为了形成光通路31a而形成于绝热壳体31的开口,能够抑制绝热效果的降低。

金属构件34被配置于绝热壳体31内。更具体而言,金属构件34配置于光通路31a与玻璃基板1之间。金属构件34例如采用不锈钢、哈氏合金、英高镍合金等耐热性的材料被形成为板状。通过此构成,来自卤素灯32的光线通过光通路31a后被照射于金属构件34,来自成为高温的金属构件34的辐射热被照射于玻璃基板1。如此,通过利用来自金属构件34的辐射热进行加热,即使在使用照射对玻璃的吸收率小的光线的热源(例如,如本实施方式的卤素灯32)的情况下,也能够充分地加热玻璃基板1。如此,本实施方式的端部精加工装置90能够使用廉价的卤素灯等作为热源,因此可降低制造成本。

如图4中所示,周边加热部40具有与主加热部30相同的构成。此外,虽未图示,但在本实施方式中,构成缓冷部50的高温加热器51、中温加热器52及低温加热器53也具有与主加热部30相同的构成。再者,通过调整供给于各卤素灯32的电力量或者调整从卤素灯32至玻璃基板1的加热对象的部分的距离,能够适宜地调整各加热部的加热温度。

虽未图示,但第一加热部10也可设为具有与主加热部30等相同的构成。

不过,主加热部30、周边加热部40及缓冷部50等不一定全部需要由卤素加热器构成,例如,也可由其他构成的加热器(例如护套加热器)构成主加热部30、周边加热部40及缓冷部50中的一部分或全部。

如此,在本实施方式中,成为在使用第一加热部10对玻璃基板1实施抛光加工(端部精加工处理)的前后及与其同步地使用第二加热部20局部地加热玻璃基板1的构成。由此,能够抑制使用激光光线对玻璃基板1进行热加工时尤其可能成为问题的残留拉伸应力的产生。也可根据加热的条件来产生压缩应力,提高玻璃基板1的强度。此外,通过对玻璃基板1的端部进行抛光加工,能够提高玻璃基板1的端部的强度。由此,能够有效地防止玻璃基板1的破裂或缺口。

此外,在本实施方式中,如上所述通过加热熔融法进行抛光加工,因此在进行玻璃基板1的端部的精加工时不会产生玻璃屑,不需要在端部精加工处理后重新进行用以除去玻璃屑的强力的洗净工序。因此,能够抑制工时,还能够降低环境负担。

此外,假定在采用现有的机械研磨的措施作为用以精加工玻璃基板1的端部的措施的情况下,一般需要多种粒度不同的磨石,这会产生端部精加工装置大型化的问题。除此以外,磨石为消耗品,因此需要频繁地更换,这又会产生相应的运行成本增加的问题。在这点上,在本实施方式的端部精加工装置90中,由于作为端部精加工处理,不采用现有的机械研磨的方法,因此不会产生这些问题。

本实施方式的端部精加工装置90还具备修复用端部精加工装置95,该修复用端部精加工装置95在玻璃基板1的端部及其附近被第一加热部10及第二加热部20将加热且精加工后,事后在玻璃基板1的端部产生有凹凸、微小的损伤等的情况下,为了修复这些缺陷而进行热处理。图5为概略地表示修复用端部精加工装置95及端部通过该修复用端部精加工装置95而被修复的玻璃基板1的俯视图。在图5及以下的说明中,有时会对与端部精加工装置90所具备的装置、构件相同的构成的构件及装置标注相同的附图标记,省略详细的说明。

作为上述的“事后在玻璃基板1的端部产生有凹凸、微小的损伤等的情况”,被设想为例如在搬运进行端部精加工处理后的玻璃基板1的过程中将玻璃基板1的端部触碰到工厂内的柱子等构造物而在端部产生损伤的情况。

如图5所示,修复用端部精加工装置95具备与端部精加工装置90的第一加热部10相同的构成的第一加热部60及与端部精加工装置90的第二加热部20相同的构成的第二加热部70。通过一面沿与端部精加工装置90中的搬运路径同样地构成的搬运路径搬运事后在端部形成有凹凸等的玻璃基板1,一面用第一加热部60及第二加热部70再次进行加热,从而将玻璃基板1的端部熔融,能够平滑化(除去)事后产生的凹凸。再者,由于只要仅将玻璃基板1的4边中的事后产生有凹凸等的边配置在激光光线照射位置60a而进行修复处理,就能有效地进行处理,故而更优选。进一步而言,也可通过仅对玻璃基板1的端部中的事后产生有凹凸等的部位照射激光光线而进行修复处理。

<第一变形例>

以下参照图6对相当于端部精加工装置90的变形例的端部精加工装置190进行说明。图6为概略地表示第一变形例涉及的端部精加工装置190的俯视图。

端部精加工装置190具备第一加热部10,并具备由高温部91、中温部92及低温部93构成的第二加热部20。

通过磨削加工而被机械地倒角后的玻璃基板1的端部通过端部精加工装置190的第一加热部10,藉由热熔融而被平滑化,被精加工。此变形例中,玻璃基板1的端部的4边都由共同的第一加热部10及第二加热部20被进行热处理。

第一变形例涉及的第一加热部10被构成为在以其激光光线照射位置10a与玻璃基板1的端面一致的方式被定位的状态下从玻璃基板1的一条边的一端沿该边移动至另一端。通过在抛光加工位置10a将来自第一加热部10的激光光线照射于玻璃基板1的端面,使玻璃基板1的端面成为高温(例如1000℃)而熔融,由此能够实现抛光加工。

在第一加热部10的附近以与进行了抛光加工的边的端部(缘部)附近的板面对向的方式配置第二加热部20。第二加热部20被配置为跨越比玻璃基板1的边中的长边略长的距离。因此,第二加热部20能够覆盖被抛光加工的边的缘部附近的板面的一端至另一端,一齐进行加热。

高温部91被配置为紧邻于抛光加工位置10a,对玻璃基板1进行局部加热。高温部91将与玻璃基板1面对面的区域加热至该玻璃的软化点附近的温度且比软化点略低的温度(例如800℃)。通过高温部91,能够对实施抛光加工前的玻璃基板1的端部附近进行预热,此外,能够对实施了抛光加工后的玻璃基板1的端部附近进行缓冷。因此,能够减小伴随采用第一加热部10进行的抛光加工的温度上升幅度。

如图6所示,当在玻璃基板1的厚度方向观察时,中温部92以与该高温部91邻接的方式被配置在隔着高温部91而与抛光加工位置10a(实施抛光加工的边)的相反侧。中温部92将与玻璃基板1面对面的区域加热至比该玻璃的应变点略高的温度且比高温部91的加热温度低的温度(例如650℃)。

如图6所示,当在玻璃基板1的厚度方向观察时,低温部93以与该中温部92邻接的方式被配置在隔着中温部92而与高温部91的相反侧。低温部93将与玻璃基板1面对面的区域加热至该玻璃的应变点以下的温度(例如550℃)。

由此,在与实施抛光加工的边垂直的方向上,为了实施抛光加工而被第一加热部10加热为高温的部分与完全未被加热的部分之间以随着远离抛光加工位置10a而梯次式变成低的温度的方式被加热。因此,玻璃基板1中被加热的部分与其以外的部分之间的地域间的温度梯度变得平缓,即使在端部的精加工处理后将玻璃基板1冷却,也难以在被加热的部分与未被加热的部分的边界产生残留拉伸应力。

自玻璃基板1的一条边的一端至另一端实施了抛光加工后,该玻璃基板1被沿远离第一加热部10的方向移动后,被旋转90°。然后,以成为玻璃基板1的另一条边位于第一加热部10的抛光加工位置10a的状态的方式,靠近第一加热部10。通过这样变更玻璃基板1的方向而重复地进行热处理,从而对玻璃基板1的所有边实施抛光加工。

根据上述第一变形例,第二加热部20的温度仅为3个梯次,从而能够设为更简单的构成。

<第二变形例>

接下来,参照图7对相当于端部精加工装置90、190的变形例的端部精加工装置290进行说明。图7为概略地表示第二变形例涉及的端部精加工装置290的俯视图。

端部精加工装置290以一对一地与玻璃基板1的各边对应的方式,具备4个第一加热部10及4个第二加热部20。各个第一加热部10被构成为在以其激光光线照射位置10a与玻璃基板1的端面一致的方式被定位的状态下,从玻璃基板1的一条边的一端沿该边移动至另一端。第二加热部20与第一变形例涉及的构成同样地,具有高温部91、中温部92及低温部93。由此,能够减小伴随采用第一加热部10进行的抛光加工的温度上升幅度。此外,玻璃基板1中被加热的部分与其以外的部分之间的地域间的温度梯度变得平缓,即使在端部的精加工处理后将玻璃基板1冷却,也难以在被加热的部分与未被加热的部分的边界产生残留拉伸应力。

与4条边对应的第一加热部10及第二加热部20以与长边对应的第一加热部10及第二加热部20和与短边对应的第一加热部10及第二加热部相交替的方式排成一列。玻璃基板1的一条边的一端至另一端被实施抛光加工后,该玻璃基板1被旋转90°,递交至邻接的下游侧的第一加热部10及第二加热部20。由此,从玻璃基板1的另一条边的一端至另一端被实施抛光加工。通过这样变更玻璃基板1的方向,递交至下游侧的第一加热部10及第二加热部20,在该处重复地进行热处理,从而对玻璃基板1的所有边实施抛光加工。

根据上述第二变形例,能够将与4条边对应的第一加热部10及第二加热部20以沿着设置于工厂等的玻璃基板1(工件)的生产线的方式装入该生产线,可在生产线中对所有边顺利地实施抛光加工。

<第三变形例>

接下来,参照图8对相当于端部精加工装置90、190、290的变形例的端部精加工装置390进行说明。

端部精加工装置390具备被固定设置的第一加热部10及一齐加热玻璃基板1的板面全面的第二加热部80。第一加热部10以其激光光线照射位置10a与玻璃基板1的端面一致的方式被定位。玻璃基板1可自其一条边的一端起以依次配置于激光光线照射位置10a的方式平行移动至另一端。此外,若用第一加热部10对玻璃基板1的一条边的处理结束后,可使该玻璃基板1旋转90°,自另一条边的一端至另一端,依次配置于激光光线照射位置10a。如此,可通过第一加热部10对玻璃基板1的所有边实施抛光加工。

此外,可在用第一加热部10实施抛光加工的前后及与其同步地,通过第二加热部80对玻璃基板1的板面进行加热。第二加热部80可调整加热玻璃基板1的板面的温度。

在通过第一加热部10对玻璃基板1的端部实施抛光加工前,该玻璃基板1的板面的整个面通过第二加热部80被加热(预热)。第二加热部80将玻璃基板1加热至玻璃的软化点附近的温度且比软化点略低的温度(例如800℃)。

然后,一面通过第二加热部80以接近玻璃的软化点的温度加热玻璃基板1的板面的整个面,一面用第一加热部10对端部实施抛光加工。

在对玻璃基板1的端部实施完抛光加工后,通过第二加热部80对该玻璃基板1的板面的整个面继续进行加热,但其温度呈梯次式(或平滑地)变低,最终成为玻璃的应变点以下的温度(例如550℃)。

由此,能够缓和伴随被第一加热部10抛光加工而产生的玻璃基板1的板面的急剧的温度上升。此外,难以在玻璃基板1的板面产生地域间的温度梯度,即使在端部的精加工处理后将玻璃基板1冷却,也难以产生残留拉伸应力。

作为通过端部精加工装置390而端部被精加工的玻璃基板1,例如可考虑盖板玻璃或钢化玻璃等各种各样的玻璃。如上述的第三变形例的端部精加工装置390的构成尤其可用于尺寸小的玻璃基板1的端部精加工。

再者,作为第三变形例的更进一步的变形例,也可将第二加热部80构成为分成对玻璃基板1的板面的整个面进行预热(例如,直至800℃)的预热部、以接近玻璃的软化点的温度(例如,直至900℃)加热玻璃基板1板面的整个面的升温部及对玻璃基板1的板面的整个面进行缓冷(例如,直至550℃)的缓冷部的构成,并将各部分沿玻璃基板1(工件)的生产线排列配置。

以下对使用端部精加工装置90进行的、用以精加工玻璃基板1的端部的端部精加工方法简单地进行说明。图9为表示玻璃基板1的端部精加工方法的工序的流程的方块图。

首先,通过磨削加工,对根据产品尺寸等而被切割成适宜的大小的玻璃基板1的端部(缘部)进行机械倒角(工序s101,磨削工序)。如图9所示,在被机械倒角后的玻璃基板1的端部的表面具有微小的凹凸。

接着,通过主加热部30对进行端部的精加工处理前的玻璃基板1的板面、即在相对移动方向上被配置于抛光加工位置10a的上游侧的板面进行加热而将其预热(工序s102,预热工序)。

接着,在抛光加工位置10a,通过第一加热部10而用热使玻璃基板1的端部熔融,使该端部的表面的凹凸平滑化,精加工为镜面(工序s103,平滑化工序)。如图9所示,此被精加工处理后的玻璃基板1的端部的表面成为大体上无凹凸的状态。

接着,进行了端部的精加工处理后的玻璃基板1的板面、即在相对移动方向上被配置于抛光加工位置10a的下游侧的板面通过缓冷部50被加热而被缓冷,呈梯次式变成低的温度(工序s104,缓冷工序)。此时,由于玻璃基板1中被加热的部分与其以外的部分之间的地域间的温度梯度平缓,因此即使在端部的精加工处理后将玻璃基板1冷却,也难以在被加热的部分与未被加热的部分的边界产生残留拉伸应力。根据加热的条件,产生压缩应力,提高玻璃基板1的强度。

然后,如图9所示,在事后在玻璃基板1的端部产生有凹凸或微小的损伤等的情况下,通过与第一加热部10及第二加热部20相同的构成的修复用端部精加工装置95,再次加热玻璃基板1的端部(工序s105,修复工序)。由此,再次进行抛光加工,从而能够除去事后产生的凹凸或微小的损伤等。

通过以上的工序的流程,玻璃基板1的端部的表面被精加工成大体上无凹凸的状态(参照图9)。

如以上说明那样,本实施方式的端部精加工装置90具有第一加热部10及第二加热部20。第一加热部10为了将玻璃基板1的端部熔融而对凹凸进行平滑化而加热该端部。第二加热部20用比第一加热部10产生的加热温度低的温度对通过第一加热部10而被实施平滑化的位置附近的玻璃基板1的板面进行加热。

由此,通过用第一加热部10进行加热而将玻璃基板1的端部熔融,对该端部的损伤等凹凸进行平滑化,能够提高端部的强度。此外,由于用比第一加热部10产生的加热温度低的温度(通过第二加热部20)加热被实施平滑化的位置附近的板面,因此在为了平滑化而被加热为高温的部分与未被加热的部分之间存在用第二加热部20(详细地,为主加热部30)被加热为中间的温度的部分,变得难以产生残留拉伸应力。也可根据加热的条件,使之产生压缩应力。因此,能够防止玻璃基板1的破裂或缺口。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,玻璃基板1的端部在通过磨削加工而被倒角后,通过用第一加热部10加热而进行平滑化,被精加工。

由此,在通过磨削加工而被倒角后,通过用第一加热部10加热而进行平滑化,因而能够用短时间有效率地精加工玻璃基板1的端部。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,在加热玻璃基板1的端部而进行精加工后,事后在该玻璃基板1的端部产生有凹凸的情况下,通过用与第一加热部10及第二加热部20相同的构成的加热部即修复用端部精加工装置95再次进行加热,从而对上述事后产生的凹凸进行平滑化。

由此,在用某种方法将玻璃基板1的端部精加工后在事后产生损伤等的情况下,能够修复此损伤,能够减少不合格品的产生。因此,能够提高生产收率。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,第二加热部20将与实施上述平滑化的位置附近的玻璃基板1的板面面对面的区域即主加热区域(通过主加热部30)加热为玻璃基板1的软化点附近的温度,将周边加热区域(通过周边加热部40)加热为玻璃基板1的应变点以下的温度,该周边加热区域为在隔着该主加热区域而与实施上述平滑化的位置的相反侧以与该主加热区域邻接的方式配置的、与玻璃基板1的板面面对面的区域。

由此,玻璃基板1的板面以随着远离实施平滑化的位置而梯次式地变成低温的方式被加热,因此被加热的部分与其以外的部分的温差变小。由此,即使在用第一加热部10及第二加热部20加热而将端部平滑化后将玻璃基板1冷却,也更不易在被加热的部分与未被加热的部分的边界产生残留拉伸应力。也可根据加热的条件,使之产生压缩应力。因此,能够防止玻璃基板1的破裂或缺口。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,第二加热部20对配置于绝热壳体31的内部的状态下的玻璃基板1的被实施平滑化的位置附近的区域进行加热。

由此,能够使热变得难以逃逸,能够有效地加热玻璃基板1的被实施平滑化的位置附近的区域。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,第二加热部20具备作为热源的卤素灯32。在绝热壳体31中形成使来自卤素灯32的光线通过的光通路31a。来自卤素灯32的光线在光通路31a内或其附近的绝热壳体31内形成焦点。

由此,由于能够将光通路31a形成得小,因此能够容易在绝热壳体31的内部的空间蓄积热。因此,能够有效率地进行加热。

此外,在本实施方式的端部精加工装置90中,具备金属构件34,其配置于光通路31a与玻璃基板1的用第二加热部20(主加热部30)加热的板面之间。

由此,通过来自金属构件34的辐射热,能够有效地加热玻璃基板1的被实施平滑化的位置附近的板面。因此,即使在使用发出对玻璃基板1的吸收率小的光线的热源的情况下,也能够充分地加热玻璃基板1中被实施平滑化的位置附近。

此外,本实施方式的端部精加工方法包含下述的平滑化工序(工序s103):一面用第二加热部20加热玻璃基板1中被实施平滑化的端部的位置附近的板面,一面用在比第二加热部20高的温度进行加热的第一加热部10加热上述端部,将该端部熔融,对凹凸进行平滑化。

由此,通过用第一加热部10加热而将玻璃基板1的端部熔融,对该端部的损伤等凹凸进行平滑化,能够提高端部的强度。此外,因在比第一加热部10产生的加热温度低的温度(通过第二加热部20)加热被实施平滑化的位置附近的板面,因此在为了平滑化而被加热为高温的部分与未被加热的部分之间存在用第二加热部20被加热为中间的温度的部分,变得难以产生残留拉伸应力。也可根据加热的条件,使之产生压缩应力。因此,能够防止玻璃基板1的破裂或缺口。

此外,本实施方式的端部精加工方法包含下述的磨削工序(工序s101):在上述平滑化工序(工序s103)前,通过磨削加工对玻璃基板1的端部进行倒角。

由此,通过磨削加工而被倒角后,通过用第一加热部10加热而进行平滑化,因而能够用短时间有效率地精加工玻璃基板1的端部。

此外,本实施方式的端部精加工方法包含如下的修复工序(工序s105):在上述平滑化工序(工序s103)后,通过用与第一加热部10及第二加热部20相同的构成的加热部即修复用端部精加工装置95再次进行加热,对事后在玻璃基板1的端部产生的凹凸进行平滑化。

由此,在用某种方法将玻璃基板1的端部精加工后在事后产生损伤等的情况下,能够修复此损伤,能够减少不合格品的产生。因此,能够提高生产收率。

此外,本实施方式的端部精加工方法包含下述的预热工序(工序s102):在上述平滑化工序(工序s103)之前,(通过主加热部30)对通过第一加热部10被实施平滑化的位置附近的玻璃基板1的板面进行预热。

由此,在平滑化之前(通过主加热部30)对被实施平滑化的位置附近的玻璃基板1的板面进行预热,因此能够减小伴随平滑化而上升的温度的上升幅度,能够使得难以在玻璃基板1中产生破裂或缺口。

此外,本实施方式的端部精加工方法包含下述的缓冷工序(工序s104):在上述平滑化工序(工序s103)之后,(通过缓冷部50)对通过第一加热部10被实施平滑化的位置附近的玻璃基板1的板面进行缓冷。

由此,在平滑化后冷却玻璃基板1时的、被实施了平滑化的位置附近的板面的温度变化变得平缓,难以在实施了平滑化的位置附近产生残留拉伸应力。因此,变得难以在玻璃基板1中产生破裂或缺口。

以上对本公开的优选的实施方式及变形例进行了说明,但上述构成例如能够如下所述进行变更。

在上述实施方式中,脆性材料基板设为玻璃基板1,但不限于此,例如也可取代其而设为蓝宝石基板、陶瓷基板。即,本发明能够普遍应用于精加工由脆性材料(达到断裂的应变小的材料)构成的基板的端部的情形。

此外,也可将脆性材料基板设为由化学强化玻璃构成的玻璃基板。一般而言,就由化学强化玻璃构成的基板而言,其板面强度虽被提高,但由于根据产品尺寸等而切割成适宜的大小后的端部(缘部)的强度差,因此通过对这样的端部实施上述端部精加工处理,能够提高整体的强度。

第一加热部10朝抛光加工位置10a照射激光光线的方向不限于如图2所示那样设为与玻璃基板1的厚度方向垂直的方向的情形,也可适宜地倾斜。此外,激光光线的照射方向不限于如图1中所示那样设为与玻璃基板1的相对移动方向垂直的方向的情形,也可适宜地倾斜。

在上述实施方式中,主加热部30隔着玻璃基板1而成对地具备绝热壳体31、卤素灯32、凹面镜33及金属构件34(参照图4),但不一定限于此,也可设为仅在玻璃基板1的板面的一侧具备这些构件。周边加热部40及缓冷部50也同样地,可设为仅在玻璃基板1的板面的一侧具备光源、绝热材料等构件。

在上述实施方式中,端部精加工处理通过激光照射装置即第一加热部10进行,但不限于此。例如,也可取代激光光线而使用卤素加热器或护套加热器对玻璃基板1的端部进行精加工。再者,例如在照射来自卤素加热器的光线而对端部进行精加工的情况下,通过采用图4所示的绝热壳体31、凹面镜33、金属构件34等构成,即使使用照射对于脆性材料来说吸收率低的光线的光源(例如,卤素灯),也可加热至端部精加工处理所需的温度。

为了有效率地加热玻璃基板1,也可在绝热壳体31的内面(内部的表面)安装反射光线的反射材料、反射镜等。

也可省略金属构件34而构成为将来自卤素灯32的光线直接照射于玻璃基板1。

进行端部精加工处理时的玻璃基板1的姿势也可替代如图1等所示那样被设为水平的情况,例如设为垂直姿势。

也可将第一加热部10及第二加热部20配置于玻璃基板1的宽度方向的两侧,对对向的2边同时实施精加工处理。

在上述实施方式中,在为了对事后在玻璃基板1的端部产生的凹凸进行平滑化而进行修复工序(工序s105)的情况下,通过相对于端部精加工装置90另外设置的修复用端部精加工装置95进行加热处理。然而,不限于此,例如也可取代其,而以端部精加工装置90进行修复工序。

在上述实施方式中,在对玻璃基板1进行端部精加工处理的情况下,通过第二加热部20加热该玻璃基板1的一部分,但不一定限于此,也可一面用第二加热部20加热玻璃基板1的板面整体,一面依次用第一加热部10对其端部进行热处理。

附图标记的说明

1玻璃基板(脆性材料基板)

10第一加热部

20第二加热部

30主加热部

40周边加热部

50缓冷部

60第一加热部

70第二加热部

80第二加热部

90端部精加工装置(脆性材料基板的端部精加工装置)

95修复用端部精加工装置(加热部)

190端部精加工装置

290端部精加工装置

390端部精加工装置。

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