JP2025118141A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス基板の端面を良好な表面性状に加工できる研磨装置及び研磨方法を提供する。
【解決手段】回転する円形状の研磨部材10の外周をガラス基板Gの端面Gaに接触させながら端面Gaに沿って相対的に移動させて端面Gaを研磨する研磨装置100であって、回転軸21を回転させる回転駆動部20と、回転駆動部20の回転軸21に設けられて研磨部材10が取り付けられるチャック30と、を備え、研磨部材10は、中心に把持穴11を有し、チャック30は、把持穴11の内周面に密着して研磨部材10を把持する把持部31を有する。
【選択図】図4
【解決手段】回転する円形状の研磨部材10の外周をガラス基板Gの端面Gaに接触させながら端面Gaに沿って相対的に移動させて端面Gaを研磨する研磨装置100であって、回転軸21を回転させる回転駆動部20と、回転駆動部20の回転軸21に設けられて研磨部材10が取り付けられるチャック30と、を備え、研磨部材10は、中心に把持穴11を有し、チャック30は、把持穴11の内周面に密着して研磨部材10を把持する把持部31を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、研磨装置及び研磨方法に関する。
ガラス基板は、切断面である端面の傷等の欠陥から割れが生じることがある。このため、ガラス基板の端面に対して研磨加工が施される。
このガラス基板の端面に対して研磨加工を行う研磨装置としては、ガラス基板の端面に回転する砥石などの研磨部材を当接させながらガラス基板の端面に沿って相対移動させるものがある(例えば、特許文献1~5参照)。
ところで、研磨部材に芯ずれが生じていると、ガラス基板の端面を研磨した際に、図12に示すように、ガラス基板Gの端面Gaに、微小な山部Pと谷部Vとが周期的に形成されるうねりが生じる。特に、生産性を高めるために、ガラス基板Gの端面Gaと研磨部材との加工時における相対移動速度である加工速度を速めると、図13に示すように、ガラス基板Gの端面Gaにおけるうねりが大きくなる。
そして、ガラス基板Gの端面Gaに大きなうねりが生じると、仕上げ用の研磨部材による仕上げ加工後に良好な表面性状が得られないことがある。例えば、うねりの谷部Vでは、研磨部材との接触圧が低下して仕上げが不十分となり、うねりの山部Pでは研磨部材との接触圧が高くなり、高負荷による熱で剥離、焼け、微細な欠けが生じるおそれがある。
そこで本発明は、ガラス基板の端面を良好な表面性状に加工できる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
本発明は下記構成からなる。
(1) 回転する円形状の研磨部材の外周をガラス基板の端面に接触させながら前記端面に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する研磨装置であって、
回転軸を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の前記回転軸に設けられて前記研磨部材が取り付けられるチャックと、
を備え、
前記研磨部材は、中心に把持穴を有し、
前記チャックは、前記把持穴の内周面に密着して前記研磨部材を把持する把持部を有する、
研磨装置。
(2) 上記の研磨装置によって、前記ガラス基板の端面を研磨する、
研磨方法。
(1) 回転する円形状の研磨部材の外周をガラス基板の端面に接触させながら前記端面に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する研磨装置であって、
回転軸を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の前記回転軸に設けられて前記研磨部材が取り付けられるチャックと、
を備え、
前記研磨部材は、中心に把持穴を有し、
前記チャックは、前記把持穴の内周面に密着して前記研磨部材を把持する把持部を有する、
研磨装置。
(2) 上記の研磨装置によって、前記ガラス基板の端面を研磨する、
研磨方法。
本発明によれば、ガラス基板の端面を良好な表面性状に加工できる研磨装置及び研磨方法を提供できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る研磨装置100の側面図である。図2は、研磨装置100によるガラス基板Gの研磨について説明する模式図である。図3は、本実施形態に係る研磨装置100を説明する概略側面図である。図4は、本実施形態に係る研磨装置100の研磨部材10及びチャック30を説明する概略斜視図である。
図1は、本実施形態に係る研磨装置100の側面図である。図2は、研磨装置100によるガラス基板Gの研磨について説明する模式図である。図3は、本実施形態に係る研磨装置100を説明する概略側面図である。図4は、本実施形態に係る研磨装置100の研磨部材10及びチャック30を説明する概略斜視図である。
図1~図4に示すように、本実施形態に係る研磨装置100は、研磨部材10を備えており、この研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを研磨する装置である。
研磨部材10は、平面視円形状に形成された砥石であり、その中心に把持穴11を有している。研磨部材10は、その周面に、研磨凹部12を有している。本例では、研磨部材10には、複数の研磨凹部12が軸方向に配列されている。
研磨装置100では、一方向の回転方向Rへ回転する研磨部材10の周面の研磨凹部12にガラス基板Gの端面Gaを接触させ、研磨部材10とガラス基板Gとを、ガラス基板Gの端面Gaに沿って送り方向Xへ相対的に移動させることにより、切断面である端面Gaを研磨して面取りする(図2参照)。
図5A~図5Cは、それぞれ研磨装置100によって研磨したガラス基板Gの端面Gaの形状を示す模式図である。図5Aに示すように、研磨部材10の研磨凹部12によって研磨することにより、ガラス基板Gの端面Gaは、断面視円弧状に研磨されて両角部C1,C2が面取りされる。本例では、端面Gaにおける頂部Tと、両角部C1,C2とが異なる曲率半径の円弧形状に形成される。これにより、端面Gaにおける傷等の欠陥が除去されて割れの発生が抑えられる。なお、端面Gaの形状は、上記の例に限らない。例えば、端面Gaは、図5Bに示すように、頂部T及び両角部C1,C2を平面形状となるように研磨される場合もあり、図5Cに示すように、頂部Tを平面形状とし、両角部C1,C2を断面視円弧状となるように研磨される場合もある。
研磨装置100は、回転駆動部20と、チャック30と、を備えている(図3参照)。回転駆動部20は、回転軸21を備えており、駆動モータ(図示略)によって回転軸21を回転させる。本例では、回転駆動部20は、その底部から回転軸21が下方へ向かって延在されている。
チャック30は、研磨部材10を把持するもので、回転軸21の下端に、例えば、ボルト止めされて取り付けられる。このチャック30は、チャック本体32と、このチャック本体32よりも小径の円形状の把持部31とを有している。把持部31は、チャック本体32の下端に設けられており、把持部31が研磨部材10を把持する。なお、チャック30としては、チャック本体32における把持部31が設けられた下端に外周へ張り出すフランジを有していてもよく、この場合、把持部31に把持させる研磨部材10をフランジに締結して固定できる。
本例では、チャック30に把持された研磨部材10は、その外周の振れ寸法が1μm以上が好ましい。チャック30に把持された研磨部材10の外周の振れ寸法が1μm以下だと振れが小さすぎて砥石負荷が上がりすぎるため、良好な切れ味が維持できないおそれがある。これに対して、その外周の振れ寸法が20μm以下が好ましく、10μm以下が好ましい。チャック30に把持された研磨部材10の外周の振れ寸法が20μm以上だとうねりが大きくなり、製品の品質に影響が生じるおそれがある。したがって、チャック30に把持された研磨部材10の外周の振れ寸法が1μm~20μmとされていると、うねりを抑えつつガラス板Gの端面Gaを良好に研磨できる。
チャック30としては、油圧式チャックまたはコレットチャックが用いられる。油圧式チャックは、油圧によって把持部31の外周部における膨出領域を弾性変形させて外周面を径方向外方へ膨出させ、把持部31の外周面を研磨部材10の把持穴11の内周面へ均等に密着させて研磨部材10を高い精度で把持する。コレットチャックは、周方向に複数分割された円筒状のコレットからなる把持部31を備えており、このコレットの中心にドローバーを引き込んで拡径させて外周面を研磨部材10の把持穴11の内周面へ均等に密着させ、研磨部材10を高い精度で把持する。なお、コレットチャックの場合、研磨部材10の把持穴11の内周面に密着する膨出領域は、コレットの全長にわたる領域となる。
チャック30は、作動ネジ33を有しており、この作動ネジ33を操作することにより(図4参照)、チャック30の把持部31に対して研磨部材10が着脱される。油圧式チャックの場合、作動ネジ33を操作することにより、ピストン(図示略)が進退されて内部の流路に充填された油圧が調整され、チャック30の把持部31に対して研磨部材10が着脱される。コレットチャックの場合、作動ネジ33を操作することにより、ドローバーが進退されてコレットからなる把持部31が拡径または縮径されて研磨部材10が着脱される。
次に、研磨部材10及びチャック30の把持部31における各寸法について説明する。
図6は、研磨部材10及びチャック30の把持部31における各寸法を示す概略図である。
図6において、各符号は次の寸法を表している。
D1:研磨部材10の外径
D2:研磨部材10の内径
T:研磨部材10の厚み
d:把持部31の外径
h:把持部31の軸方向の長さ
H:把持部31の膨出領域31aによるクランプ代
L:把持穴11の内周面と把持部31の外周面とのクリアランス
図6は、研磨部材10及びチャック30の把持部31における各寸法を示す概略図である。
図6において、各符号は次の寸法を表している。
D1:研磨部材10の外径
D2:研磨部材10の内径
T:研磨部材10の厚み
d:把持部31の外径
h:把持部31の軸方向の長さ
H:把持部31の膨出領域31aによるクランプ代
L:把持穴11の内周面と把持部31の外周面とのクリアランス
本例に係る研磨装置100では、以下の(1)~(3)の寸法関係とされている。
(1)把持部31における把持穴11の内周面に密着するクランプ代Hと、研磨部材10の厚みTとの比率H/Tが0.02以上である。このような寸法関係とすれば、がたつきなく把持部31に研磨部材10を把持させることができる。なおクランプ代Hとは、把持部31の外周部における弾性変形させる膨出領域のことをいう。
(2)研磨部材10の内径D2と、研磨部材10の外径D1との比率D2/D1が0.01以上である。このような寸法関係とすれば、研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを良好に研磨できる。
(3)把持穴11の内周面と把持部31の外周面とのクリアランスLが0.001mm以上0.2mm以下である。このような寸法関係とすれば、把持部31への研磨部材10の良好な装着作業性を確保しつつ、把持部31によって研磨部材10を良好に把持できる。
(1)把持部31における把持穴11の内周面に密着するクランプ代Hと、研磨部材10の厚みTとの比率H/Tが0.02以上である。このような寸法関係とすれば、がたつきなく把持部31に研磨部材10を把持させることができる。なおクランプ代Hとは、把持部31の外周部における弾性変形させる膨出領域のことをいう。
(2)研磨部材10の内径D2と、研磨部材10の外径D1との比率D2/D1が0.01以上である。このような寸法関係とすれば、研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを良好に研磨できる。
(3)把持穴11の内周面と把持部31の外周面とのクリアランスLが0.001mm以上0.2mm以下である。このような寸法関係とすれば、把持部31への研磨部材10の良好な装着作業性を確保しつつ、把持部31によって研磨部材10を良好に把持できる。
また、研磨装置100では、チャック30の把持部31の先端部は、他の部分と同一径のストレート形状、他の部分よりも小径部分を有する段付き形状あるいは次第に窄まる先細り形状とされている。なお、把持部31の先端部は、例えば、先端面から5mm程度の部分である。そして、段付き形状とする場合、小径部分を他の部分よりも0.2mm程度小径とするのが好ましく、また、先細り形状とする場合も、先端面での外径を他の部分よりも0.2mm程度小径とするのが好ましい。なお、把持部31の先端部を先細り形状とする場合、その外周面は、断面視で直線状に傾斜するテーパ形状に限らず、断面視で円弧形状とされていてもよい。特に、把持部31の先端部の形状を、段付き形状や先細り形状とすることにより、研磨部材10の把持穴11へ把持部31を容易に挿し込むことができ、把持部31への研磨部材10の装着作業性を向上できる。
次に、上記構成の研磨装置100によってガラス基板Gの端面Gaを研磨する場合について説明する。
(把持工程)
チャック30の把持部31を把持穴11に挿入させるようにチャック30に研磨部材10を配置させる。この状態において、チャック30の作動ネジ33を操作し、油圧によって把持部31の外周部を膨出させ、その外周面を把持穴11の内周面に密着させる。これにより、チャック30に研磨部材10を把持させる。なお、チャック30としてコレットチャックを用いる場合は、コレットからなる把持部31を把持穴11に挿入させるように研磨部材10を配置させ、チャック30の作動ネジ33を操作してドローバーをコレットからなる把持部31の中心に引き込んで把持部31を拡径させ、その外周面を把持穴11の内周面に密着させる。これにより、チャック30に研磨部材10を把持させる。
チャック30の把持部31を把持穴11に挿入させるようにチャック30に研磨部材10を配置させる。この状態において、チャック30の作動ネジ33を操作し、油圧によって把持部31の外周部を膨出させ、その外周面を把持穴11の内周面に密着させる。これにより、チャック30に研磨部材10を把持させる。なお、チャック30としてコレットチャックを用いる場合は、コレットからなる把持部31を把持穴11に挿入させるように研磨部材10を配置させ、チャック30の作動ネジ33を操作してドローバーをコレットからなる把持部31の中心に引き込んで把持部31を拡径させ、その外周面を把持穴11の内周面に密着させる。これにより、チャック30に研磨部材10を把持させる。
(研磨工程)
回転駆動部20によって回転軸21を回転させることにより研磨部材10を回転させ、この研磨部材10の周面の研磨凹部12にガラス基板Gの端面Gaを接触させる。そして、研磨部材10とガラス基板Gとを、ガラス基板Gの端面Gaに沿って送り方向Xへ相対移動させる(図4参照)。このとき、ガラス基板Gの端面Gaと研磨部材10とを相対的に移動させる加工速度を0.1m/min~50m/minとする。このようにして研磨装置100によって研磨されたガラス基板Gの端面Gaは、断面視円弧状に研磨されて両角部C1,C2が面取りされる(図5参照)。なお、加工速度としては、1m/min以上が好ましく、10m/min以上がより好ましい。
回転駆動部20によって回転軸21を回転させることにより研磨部材10を回転させ、この研磨部材10の周面の研磨凹部12にガラス基板Gの端面Gaを接触させる。そして、研磨部材10とガラス基板Gとを、ガラス基板Gの端面Gaに沿って送り方向Xへ相対移動させる(図4参照)。このとき、ガラス基板Gの端面Gaと研磨部材10とを相対的に移動させる加工速度を0.1m/min~50m/minとする。このようにして研磨装置100によって研磨されたガラス基板Gの端面Gaは、断面視円弧状に研磨されて両角部C1,C2が面取りされる(図5参照)。なお、加工速度としては、1m/min以上が好ましく、10m/min以上がより好ましい。
ここで、参考例について説明する。
図7は、参考例に係る研磨装置200を説明する概略側面図である。図8は、参考例に係る研磨装置200におけるアーバー50が取り付けられた研磨部材10及びチャック40を説明する概略斜視図である。
図7は、参考例に係る研磨装置200を説明する概略側面図である。図8は、参考例に係る研磨装置200におけるアーバー50が取り付けられた研磨部材10及びチャック40を説明する概略斜視図である。
図7及び図8に示すように、参考例に係る研磨装置200では、一般的に用いられるチャック40によって研磨部材10を把持する。チャック40は、把持部41を有しており、この把持部41によって研磨部材10を把持する。
研磨部材10には、アーバー50が取り付けられている。このアーバー50は、研磨部材10の上面に固定される円板状の固定板部51と、この固定板部51の中心から上方へ延在するロッド52とを有している。
チャック40の把持部41は、チャック穴42を有しており、このチャック穴42にアーバー50のロッド52が挿し込まれる。このチャック40は、油圧によってチャック穴42の内周部を弾性変形させて径方向内方へ膨出させることにより、ロッド52を把持する。
このように、参考例に係る研磨装置200では、チャック40は、研磨部材10に固定したアーバー50を介して研磨部材10を把持する。このため、チャック40に把持された研磨部材10は、その外周の振れ寸法が大きくなってしまう。
これに対して、本実施形態に係る研磨装置100によれば、研磨部材10の中心の把持穴11の内周面にチャック30の把持部31を密着させることにより、研磨部材10をチャック30に把持させる構造であるので、研磨部材10にアーバー50を固定し、アーバー50のロッド52を外周側から把持するチャック40を備える研磨装置200と比べ、構造を簡略化しつつ研磨部材10の把持精度を高めることができ、繰り返し把持した際の繰り返し精度も改善できる。
これにより、回転中心に対する研磨部材10の芯ぶれを抑制し、研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。したがって、生産性を高めるために加工速度を速めても良好に仕上げることができ、仕上げ後のガラス基板Gの端面Gaを良好な表面性状にできる。
特に、チャック30は、油圧によって把持部31を径方向外方へ膨出させて研磨部材10の把持穴11の内周面に密着させる構造であるので、油圧によって把持部31を径方向外方へ膨出させることにより、研磨部材10を容易に把持できる。また、把持穴11の内周面に対して周方向にわたって把持部31を均等に密着させ、より高精度な把持が可能である。なお、コレットからなる把持部31を拡径させて研磨部材10の把持穴11の内周面に密着させる構造のコレットチャックをチャック30として用いる場合においても、把持穴11の内周面に対して周方向にわたって把持部31を均等に密着させて高精度な把持が可能である。
しかも、チャック30に把持された研磨部材10は、外周の振れ寸法が20μm以下、特に10μm以下に抑えられているので、研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。これにより、加工速度を速めても良好に仕上げることができる。
そして、上記の研磨装置100によって、ガラス基板Gの端面Gaを研磨する研磨方法によれば、チャック30による研磨部材10の把持精度を高めることができるので、回転中心に対する研磨部材10の芯ぶれを抑制し、ガラス基板Gの端面Gaを研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。したがって、0.1m/min~50m/minの加工速度において、仕上げ後のガラス基板Gの端面Gaを良好な表面性状にできる。つまり、低速から高速の幅広い範囲の加工速度において、研磨部材10によってガラス基板Gの端面Gaを研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。特に、生産性を高めるために加工速度を、例えば、25m/min以上の高速としても、仕上げ後のガラス基板Gの端面Gaを良好な表面性状にできる。つまり、速い加工速度で生産性を高めつつ、端面Gaが良好な表面性状に仕上げられたガラス基板Gが得られる。
なお、上記実施形態では、平面視矩形状のガラス基板Gの端面Gaを研磨する場合を例示したが、研磨対象のガラス基板Gとしては、平面視矩形状に限らず、円形状等の他の形状であってもよい。
例1の研磨装置(実施形態の研磨装置100)及び例2の研磨装置(参考例の研磨装置200)について、外周振れ寸法、外周振れ寸法の繰り返し精度、ガラス基板の端面のうねり、ガラス基板の端面の表面性状、ガラス基板の端面の粗さ及びカレットの占有率の評価を行った。なお、例1は実施例であり、例2は比較例である。
(外周振れ寸法の評価)
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材を把持させ、研磨部材の外周の振れ寸法をダイヤルゲージによって測定して評価した。振れ寸法の測定は、3つの研磨部材A~Cについてそれぞれ行った。
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材を把持させ、研磨部材の外周の振れ寸法をダイヤルゲージによって測定して評価した。振れ寸法の測定は、3つの研磨部材A~Cについてそれぞれ行った。
(2)評価結果
外周振れ寸法の評価結果を表1に示す。
外周振れ寸法の評価結果を表1に示す。
表1に示すように、例1では、研磨部材A~Cのいずれにおいても、外周振れ寸法が10μm以内に抑えられた。これに対して、例2では、研磨部材A~Cのいずれにおいても、外周振れ寸法が10μmを超えていた。このように、例1では、研磨部材の把持精度が高められた。
(外周振れ寸法の繰り返し精度の評価)
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材を繰り返し把持させ、研磨部材の外周振れ寸法をダイヤルゲージによって測定して評価した。研磨部材としては、外周振れ寸法の評価で用いた研磨部材Aを用い、この研磨部材Aの把持を10回繰り返した。
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材を繰り返し把持させ、研磨部材の外周振れ寸法をダイヤルゲージによって測定して評価した。研磨部材としては、外周振れ寸法の評価で用いた研磨部材Aを用い、この研磨部材Aの把持を10回繰り返した。
(2)評価結果
図9は、外周振れ寸法における最小値、第1四分位、第2四分位、第3四分位、最大値及び平均値を示す箱ひげ図であり、平均値は×で示している。
図9に示すように、例1では、外周振れ寸法が抑えられるとともに、繰り返しの把持における外周振れ寸法のばらつきも抑えられた。これに対して、例2では、大きな外周振れ寸法となり、しかも、繰り返しの把持における外周振れ寸法のばらつきも大きくなった。このように、例1では、研磨部材の把持精度が高められるとともに、繰り返し把持した際にも安定して精度良く把持できた。
図9は、外周振れ寸法における最小値、第1四分位、第2四分位、第3四分位、最大値及び平均値を示す箱ひげ図であり、平均値は×で示している。
図9に示すように、例1では、外周振れ寸法が抑えられるとともに、繰り返しの把持における外周振れ寸法のばらつきも抑えられた。これに対して、例2では、大きな外周振れ寸法となり、しかも、繰り返しの把持における外周振れ寸法のばらつきも大きくなった。このように、例1では、研磨部材の把持精度が高められるとともに、繰り返し把持した際にも安定して精度良く把持できた。
(研磨加工後のガラス基板の端面の評価)
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材Aを把持させてガラス基板Gの端面Gaを研磨し、端面Gaのうねり(μm)、端面Gaの頂部Tにおける表面粗さRa(μm)及びカレットの占有率(カレット評価)について評価した。なお、端面Gaを研磨する際の加工速度は、25m/min及び35m/minとした。
(1)評価方法
例1の研磨装置及び例2の研磨装置に研磨部材Aを把持させてガラス基板Gの端面Gaを研磨し、端面Gaのうねり(μm)、端面Gaの頂部Tにおける表面粗さRa(μm)及びカレットの占有率(カレット評価)について評価した。なお、端面Gaを研磨する際の加工速度は、25m/min及び35m/minとした。
(2)評価結果
各評価の結果を表2に示す。
なお、図10は、例1の研磨装置で研磨したガラス基板Gの端面Gaのうねりを示し、図11は、例2の研磨装置200で研磨したガラス基板Gの端面Gaのうねりを示す。
各評価の結果を表2に示す。
なお、図10は、例1の研磨装置で研磨したガラス基板Gの端面Gaのうねりを示し、図11は、例2の研磨装置200で研磨したガラス基板Gの端面Gaのうねりを示す。
表2に示すように、例1では、端面Gaにおける山部Pと谷部Vとを有するうねりの研磨痕PV値は、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれにおいても8μmであった。このように、例1においては、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれの場合も、うねりを抑えることができた(図10参照)。これに対して、例2では、端面Gaにおける山部Pと谷部Vとを有するうねりの研磨痕PV値は、加工速度25m/minにおいて25μmであり、加工速度35m/minにおいて34μmであった。このように、例2においては、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれの場合も、比較的大きなうねりが生じた(図11参照)。
また、例1では、端面Gaの頂部Tにおける表面粗さRaは、加工速度25m/minにおいて0.06μmであり、加工速度35m/minにおいて0.0769μmであった。このように、例1においては、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれの場合も、研磨後の端面Gaは、滑らかで良好な表面性状であった。これに対して、例2では、端面Gaの頂部Tにおける表面粗さRaは、加工速度25m/minにおいて0.096μmであり、加工速度35m/minにおいて0.2617μmであった。このように、例2においては、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれの場合も、例1と比較し、研磨後の端面Gaに粗い箇所が散見される表面性状であった。
さらに、例1での端面Gaの頂部Tにおけるカレット評価は、加工速度25m/min及び加工速度35m/minのいずれにおいても、A評価(占有率4%未満)であった。これに対して、例2での端面Gaの頂部Tにおけるカレット評価は、加工速度25m/minにおいて、B評価(占有率4%以上8%未満)であり、加工速度35m/minにおいて、C評価(占有率8%以上)であった。
以上のように、研磨部材10の把持穴11に把持部31の外周面を密着させて内周側から把持するチャック30を用いた例1では、高速加工速度(25m/min)及びさらに高速の加工速度(35m/min)のいずれの場合においても、研磨後のガラス基板Gの端面Gaにおけるうねりを抑えることができた。これにより、良好な表面性状の端面Gaが得られ、カレットの占有率も抑えられることがわかった。これに対して、研磨部材10にアーバー50を固定し、このアーバー50のロッド52を把持部41で外周側から把持するチャック40を用いた例2では、高速加工速度(25m/min)及びさらに高速の加工速度(35m/min)のいずれの場合においても、研磨後のガラス基板Gの端面Gaにおけるうねりが大きくなった。特に、例2では、さらに高速の加工速度(35m/min)の場合に、端面Gaの表面性状が粗くなり、カレットの占有率も高くなった。
以上のことから、例1によれば、仕上げ研磨において、端面Gaのうねりが大きいために使用できなかった仕上げ用の研磨部材を使用でき、さらなる品質改善が図れる。また、うねりを抑えることで良品率を向上できる。高速加工速度(例えば、25m/min)でもさらに高速の加工速度(例えば、35m/min)としても、いずれも同等レベルの品質が得られることがわかった。
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 回転する円形状の研磨部材の外周をガラス基板の端面に接触させながら前記端面に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する研磨装置であって、
回転軸を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の前記回転軸に設けられて前記研磨部材が取り付けられるチャックと、
を備え、
前記研磨部材は、中心に把持穴を有し、
前記チャックは、前記把持穴の内周面に密着して前記研磨部材を把持する把持部を有する、研磨装置。
この研磨装置によれば、研磨部材の中心の把持穴の内周面にチャックの把持部を密着させることにより、研磨部材をチャックに把持させる構造であるので、研磨部材にアーバーを固定し、アーバーのロッドを外周側から把持するチャックを備える装置と比べ、構造を簡略化しつつ研磨部材の把持精度を高めることができ、繰り返し把持した際の繰り返し精度も改善できる。
これにより、回転中心に対する研磨部材の芯ぶれを抑制し、研磨部材によってガラス基板の端面を研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。したがって、生産性を高めるために加工速度を速めても良好に仕上げることができ、仕上げ後のガラス基板の端面を良好な表面性状にできる。
(1) 回転する円形状の研磨部材の外周をガラス基板の端面に接触させながら前記端面に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する研磨装置であって、
回転軸を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の前記回転軸に設けられて前記研磨部材が取り付けられるチャックと、
を備え、
前記研磨部材は、中心に把持穴を有し、
前記チャックは、前記把持穴の内周面に密着して前記研磨部材を把持する把持部を有する、研磨装置。
この研磨装置によれば、研磨部材の中心の把持穴の内周面にチャックの把持部を密着させることにより、研磨部材をチャックに把持させる構造であるので、研磨部材にアーバーを固定し、アーバーのロッドを外周側から把持するチャックを備える装置と比べ、構造を簡略化しつつ研磨部材の把持精度を高めることができ、繰り返し把持した際の繰り返し精度も改善できる。
これにより、回転中心に対する研磨部材の芯ぶれを抑制し、研磨部材によってガラス基板の端面を研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。したがって、生産性を高めるために加工速度を速めても良好に仕上げることができ、仕上げ後のガラス基板の端面を良好な表面性状にできる。
(2) 前記把持部における前記把持穴の内周面に密着するクランプ代Hと前記研磨部材の厚みTとの比率H/Tが0.02以上である、(1)に記載の研磨装置。
この研磨装置によれば、がたつきなく把持部に研磨部材を把持させることができる。
この研磨装置によれば、がたつきなく把持部に研磨部材を把持させることができる。
(3) 前記研磨部材の内径D2と前記研磨部材の外径D1との比率D2/D1が0.01以上である、(1)または(2)に記載の研磨装置。
この研磨装置によれば、研磨部材によってガラス基板の端面を良好に研磨できる。
この研磨装置によれば、研磨部材によってガラス基板の端面を良好に研磨できる。
(4) 前記把持穴の内周面と前記把持部の外周面とのクリアランスLが0.001mm以上0.2mm以下である、(1)~(3)のいずれか1つに記載の研磨装置。
この研磨装置によれば、把持部への研磨部材の良好な装着作業性を確保しつつ、把持部によって研磨部材を良好に把持できる。
この研磨装置によれば、把持部への研磨部材の良好な装着作業性を確保しつつ、把持部によって研磨部材を良好に把持できる。
(5) 前記把持部の先端部は、他の部分と同一径のストレート形状、他の部分よりも小径部分を有する段付き形状あるいは次第に窄まる先細り形状とされている、(1)~(4)のいずれか1つに記載の研磨装置。
この研磨装置によれば、特に、把持部の先端部の形状を、段付き形状や先細り形状とすることにより、研磨部材の把持穴へ把持部を容易に挿し込むことができ、把持部への研磨部材の装着作業性を向上できる。
この研磨装置によれば、特に、把持部の先端部の形状を、段付き形状や先細り形状とすることにより、研磨部材の把持穴へ把持部を容易に挿し込むことができ、把持部への研磨部材の装着作業性を向上できる。
(6) 前記チャックは、油圧によって前記把持部を径方向外方へ膨出させて前記研磨部材の前記把持穴の内周面に密着させる油圧式チャックまたは周方向に複数分割された円筒状のコレットからなる前記把持部の中心にドローバーを引き込んで拡径させて前記研磨部材の前記把持穴の内周面に密着させるコレットチャックである、(1)~(5)のいずれか1つに記載の研磨装置。
この研磨装置によれば、油圧式チャックの場合、油圧によって把持部を径方向外方へ膨出させることにより、研磨部材を容易に把持できる。また、コレットチャックの場合、ドローバーを引き込んでコレットからなる把持部を拡径させることにより、研磨部材を容易に把持できる。これらの油圧式チャックまたはコレットチャックによれば、把持穴の内周面に対して周方向にわたって把持部を均等に密着させ、より高精度な把持が可能である。
この研磨装置によれば、油圧式チャックの場合、油圧によって把持部を径方向外方へ膨出させることにより、研磨部材を容易に把持できる。また、コレットチャックの場合、ドローバーを引き込んでコレットからなる把持部を拡径させることにより、研磨部材を容易に把持できる。これらの油圧式チャックまたはコレットチャックによれば、把持穴の内周面に対して周方向にわたって把持部を均等に密着させ、より高精度な把持が可能である。
(7) (1)~(6)のいずれか一つに記載の研磨装置によって、前記ガラス基板の端面を研磨する、
研磨方法。
研磨方法。
(8) 前記ガラス基板の前記端面と前記研磨部材とを相対的に移動させる加工速度を、0.1m/min以上とする、(7)に記載の研磨方法。
この研磨方法によれば、加工速度を0.1m/min以上とすることにより、低速から高速の幅広い範囲の加工速度において、研磨部材によってガラス基板の端面を研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。特に、うねりを抑えつつ高速で加工すれば、速い加工速度で生産性を高めつつ、端面が良好な表面性状に仕上げられたガラス基板が得られる。
この研磨方法によれば、加工速度を0.1m/min以上とすることにより、低速から高速の幅広い範囲の加工速度において、研磨部材によってガラス基板の端面を研磨した際のうねりの発生を抑えることができる。特に、うねりを抑えつつ高速で加工すれば、速い加工速度で生産性を高めつつ、端面が良好な表面性状に仕上げられたガラス基板が得られる。
10 研磨部材
11 把持穴
20 回転駆動部
21 回転軸
30 チャック
31 把持部
100 研磨装置
G ガラス基板
Ga 端面
11 把持穴
20 回転駆動部
21 回転軸
30 チャック
31 把持部
100 研磨装置
G ガラス基板
Ga 端面
Claims (8)
- 回転する円形状の研磨部材の外周をガラス基板の端面に接触させながら前記端面に沿って相対的に移動させて前記端面を研磨する研磨装置であって、
回転軸を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部の前記回転軸に設けられて前記研磨部材が取り付けられるチャックと、
を備え、
前記研磨部材は、中心に把持穴を有し、
前記チャックは、前記把持穴の内周面に密着して前記研磨部材を把持する把持部を有する、
研磨装置。 - 前記把持部における前記把持穴の内周面に密着するクランプ代Hと前記研磨部材の厚みTとの比率H/Tが0.02以上である、
請求項1に記載の研磨装置。 - 前記研磨部材の内径D2と前記研磨部材の外径D1との比率D2/D1が0.01以上である、
請求項1に記載の研磨装置。 - 前記把持穴の内周面と前記把持部の外周面とのクリアランスLが0.001mm以上0.2mm以下である、
請求項1に記載の研磨装置。 - 前記把持部の先端部は、他の部分と同一径のストレート形状、他の部分よりも小径部分を有する段付き形状あるいは次第に窄まる先細り形状とされている、
請求項1に記載の研磨装置。 - 前記チャックは、油圧によって前記把持部を径方向外方へ膨出させて前記研磨部材の前記把持穴の内周面に密着させる油圧式チャックまたは周方向に複数分割された円筒状のコレットからなる前記把持部の中心にドローバーを引き込んで拡径させて前記研磨部材の前記把持穴の内周面に密着させるコレットチャックである、
請求項1に記載の研磨装置。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載の研磨装置によって、前記ガラス基板の端面を研磨する、
研磨方法。 - 前記ガラス基板の前記端面と前記研磨部材とを相対的に移動させる加工速度を、0.1m/min以上とする、
請求項7に記載の研磨方法。
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|---|---|---|---|
| JP2024013278A JP2025118141A (ja) | 2024-01-31 | 2024-01-31 | 研磨装置及び研磨方法 |
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