(57)【要約】【課題】スクライビング、くり抜き切断、応力切断の３工程を用いることで、高い精度かつ高速にガラス板を切断する方法の提供。【解決手段】ガラス板を切断する切断方法であって、前記切断方法は、スクライビングによって切り線を形成する工程と、くり抜き切断する工程と、前記切り線に沿って応力切断する工程と、を有することを特徴とする、ガラス板の切断方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板を切断する切断方法であって、
前記切断方法は、
スクライビングによって切り線を形成する工程と、
くり抜き切断する工程と、
前記切り線に沿って応力切断する工程と、を有することを特徴とする、
ガラス板の切断方法。
【請求項２】
前記くり抜き切断は点加工である、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項３】
前記スクライビング工程はカッターホイール、ダイアモンドチップ、パルスレーザー、熱応力のいずれかで行う、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項４】
前記くり抜き切断工程は高速スピンドルを電気または圧縮空気で駆動した砥石で行う、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項５】
前記くり抜き切断工程は高圧水、溶断、パルスレーザーのいずれかによって行う、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項６】
前記応力切断は、曲げ応力、または熱応力を加えて行う、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項７】
前記スクライビング工程と前記くり抜き切断工程は同一の装置によって行われる、請求項１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項８】
前記ガラス板は、曲面を有するガラス板である、請求項１〜７のいずれか１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項９】
前記曲面を有するガラス板は単曲、あるいは複曲である曲面を有する請求項８のいずれか１に記載のガラス板の切断方法。
【請求項１０】
ガラス板切断装置によって切断されたガラス板であって、
前記ガラス板は曲面を有するガラス板であり、
切断時に生じたチッピングの大きさが０．０１〜０．４ｍｍの範囲である、ガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラス板の切断方法に関し、スクライビング、くり抜き切断、応力切断の３工程によってガラス板を切断する切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報量が増大する中で高機能ディスプレイのニーズが高まっており、携帯電話機向け、携帯タブレット向け、車載ディスプレイ向け等に平坦な主面を有するカバーガラスが多く開発されている。一方で、昨今ではインカーブのような複雑な形状を有するカバーガラスや、曲面を有するカバーガラスの需要が高まっており、平常の平板ガラスと同等の精度で該ガラス板を切断する高度な加工技術が求められている。そして、その加工精度のみでなく、加工速度の向上も求められている。
【０００３】
平板ガラスを切断する場合に、スクライビングを用いて切り線を形成し、折り割る方法が知られている。しかし、曲面を有するガラス板（以下曲面ガラス）は、スクライビング後に応力を加えて折り割ると、折り割るガラス片と該ガラス板との間でガラスの接触が生じるため、ガラスを折り割りすることができない。
また、平板ガラスであってもインカーブのような複雑な形状のガラス板を切り出す場合、特にガラス板端面に対してガラス板を鋭角に切り出す場合は、ガラス板に破断の起点となるクラックが生じるため、スクライビングを利用できないという問題があった。
【０００４】
曲面ガラスを切断する場合は砥石によってくり抜き切断することが主流である。また、曲面ガラスを切断する場合、平板ガラスと同じように砥石を用いてくり抜き切断するとチッピングが出やすく、高い精度で加工することが困難であった。また、加工速度向上のために砥石の送り速度を上げると、チッピングの大きさが大きくなり、歩留まりが悪化するといった問題が生じていた。
【０００５】
従って、加工対象が曲面ガラスである場合、また平板ガラスであっても切り出すガラスがインカーブのような複雑な形状を有する場合に、従来の平板ガラスの切断時と同等の精度で、加工速度に優れたガラス板を切断する切断方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７７０８８
【特許文献２】特表２０１７−５２６６０３
【特許文献３】特開２０１７−１３２６８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高精度、かつ高速に曲面ガラスを切断する場合、または平板ガラスからインカーブのような複雑な形状のガラス板を切り出す場合は、平板ガラスと同等にガラス板を加工できる条件を整える必要がある。
【０００８】
特許文献１は、円盤型ブレードによって平板ガラスに少なくとも一本の切り込みを入れ、切り込み端部と薄板ガラスの側縁又は切り込み端部同士を結んでガラスカッターで切り線を引き、前記切り込みと切り線で囲われた部分を折り割りするガラスの切断方法を開示する。しかし、ガラス板に円盤型ブレードによって切り込みを入れる場合、直線状の切り込みしか作製できないため、切り欠きのコーナーを直角にする場合は有効だが、複雑な形状の加工には適さない。また、特許文献１は厚さ３ｍｍのガラス板にコアドリルによって孔を空ける工程を開示するが、厚さ２ｍｍのガラス板にはコアドリルを使用することなく、ホイールブレード又は砥石で切削することを開示する。
【０００９】
特許文献２は、切削工具を用いてガラスの表面に切断線をけがく工程、切断線と一致させて反対面に局所支持手段を適用する切り出し工程、を含み、局所支持手段を反対面上で移動させ、切断線の長さに適用することを含む方法によって、ガラス板から複雑な形状を切り出すことを特徴とするガラスの切断方法を開示する。しかし、特許文献２に記載の方法は曲面ガラスを加工対象としておらず、また切り込み線の反対面で押圧手段を用いるために、裏面からガラスを固定する治具が必要である。
【００１０】
特許文献３は、曲面ガラスにカッターを押し当て、カッターツールとガラス板を相対移動してガラス板に切り線を形成する曲面ガラス加工装置の構造を開示する。しかし、特許文献３ではカッターツールを用いた切り線の形成後、応力切断を行う工程を開示するのみで、砥石によるくり抜き切断とスクライビングの両工程によって曲面ガラスを切断する切断方法を開示していない。
【００１１】
上記特許文献１、２は、曲面ガラスを加工対象として想定していない。またその加工方法もスクライビング、くり抜き切断、応力切断の３工程を用いていない。また、特許文献３はスクライビングを用いて曲げガラスを切断する場合を開示するが、インカーブのように複雑な形状のガラス板を切り出す場合は、スクライビングのみによる切断は折り割る工程が煩雑となり、現実的に困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、スクライビング、くり抜き切断、応力切断の３工程を用いることで、高い精度かつ高速にガラス板を切断する方法を提供する。本発明は、特に曲面ガラスを切断する場合や、平板ガラスからインカーブのような複雑な形状を切り出す場合に、加工精度および加工速度に優れたガラス板の切断方法を提供する。
【００１３】
すなわち、本発明は下記の通りである。
１．ガラス板を切断する切断方法であって、
前記切断方法は、
スクライビングによって切り線を形成する工程と、
くり抜き切断する工程と、
前記切り線に沿って応力切断する工程と、を有することを特徴とする、
ガラス板の切断方法。
２．前記くり抜き切断は、点加工である、前記１に記載のガラス板の切断方法。
３．前記スクライビングはカッターホイール、ダイアモンドチップ、パルスレーザー、または熱応力のいずれかで行う、前記１に記載のガラス板の切断方法。
４．前記くり抜き切断工程は高速スピンドルを電気または圧縮空気で駆動した砥石で行う、前記１に記載のガラス板の切断方法。
５．前記くり抜き切断は高圧水、溶断、またはパルスレーザーのいずれかによって行う、前記１に記載のガラス板の切断方法。
６．前記応力切断は、曲げ応力、または熱応力を加えて行う、前記１に記載のガラス板の切断方法。
７．前記スクライビングと前記くり抜き切断工程は同一の装置によって行われる、前記１に記載のガラス板の切断方法。
８．前記ガラス板は、曲面を有するガラス板である、前記１〜７のいずれか１に記載のガラス板の切断方法。
９．前記曲面を有するガラス板は単曲、または複曲である曲面を有する前記８のいずれか１に記載のガラス板の切断方法。
１０．ガラス板切断装置によって切断されたガラス板であって、前記ガラス板は曲面を有するガラス板であり、切断時に生じたチッピングの大きさが０．０１〜０．４ｍｍの範囲である、ガラス板。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガラス板のくり抜き切断を行うことによって、スクライビング後にガラス板を折り割りするために必要な一定の隙間が自由曲線で形成される。従って、ガラス片と該ガラス板の間でガラスの接触が生じないために、単曲または複曲といった曲面を有するガラス板であっても、高い精度で、かつ高速にガラス板を切断できる。さらに、インカーブのような複雑な形状のガラス板を切り出す場合も、スクライビングを取り入れることによって、くり抜き切断工程の工程距離が短くなり、スループットが向上するほか、チッピングも少なくなり、応力切断において鏡面に近い端面を得ることができる。
【００１５】
上述のくり抜き切断は、砥石等によって貫通加工する工程も含む（以下点加工）。点加工によって形成される隙間も、くり抜き切断によって形成される隙間と同様、ガラス板と折り割りされるガラス片との接触を防ぐ効果を奏する。そして、点加工によって隙間を形成した後、スクライビングによって隙間をつなぐように切り線を形成して折り割ることで、スループットの向上、チッピングの減少といった効果を奏する。
【００１６】
また、高速スピンドルを使用して回転数を上げることで、砥石によるガラス板の切断時に生じるチッピングの大きさも小さくなるため、スクライビングから応力切断に至る一連の工程に合わせることで更なる加工精度と加工速度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によって切断したガラス板の一実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に用いるガラス板切断装置を説明するための図である。
【図３】本発明によってガラス板を切断する手順を示した本発明のフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）は従来技術によってガラス板を切断する手順を示した図であり、図４（Ｂ）は本発明を用いてガラス板を切断する手順を示した図であり、図４（Ｃ）は本発明を用いてガラス板を切断する手順を示した図である。
【図５】ガラス板とカッターツールの位置関係を示す説明図である。
【図６】図６（Ａ）はガラス板と砥石の位置関係を示す説明図であり、図６（Ｂ）はガラス板を砥石によってくり抜き切断する際の隙間ｄを示す説明図である。
【図７】応力切断でガラス板を折り割る工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の用語の定義は本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「平面」とは、平均曲率半径が１０００００ｍｍ以上である部分を意味する。
「曲面」とは、平均曲率半径が１０００００ｍｍ未満である部分を意味する。
「点加工」とは、砥石などを用いてガラス板を貫通加工する加工方法を意味する。
【００１９】
以下、本発明のガラス板の切断方法について、図を参照して説明する。
＜ガラス板＞
図１は、本発明によって切断された曲面ガラス１０の一実施形態に係る平面図である。
図１に示すように、本発明によって切断されるガラス板は曲面を有し、第１面１１と、第１面１１に対向する第２面１２と、第１面１１と第２面１２を接続する少なくとも一つの端面１３を有するガラス板１０ａからなる。
本明細書におけるガラス板１０ａとは、端面１３の厚さに比べて、第１面１１および第２面１２の長手方向、あるいは短手方向の長さが大きい板状体であることを意味する。
、ガラス板１０ａの２つの主面のうち、いずれの主面を第１面または第２面とするかは特に限定しない。例えば、ディスプレイのカバーガラスとして使用する場合に表示面となる側の面、すなわち外部に露出する側の面を、ガラス板１０ａの第１面とする。この場合、表示面と対向する面がガラス板１０ａの第２面である。
【００２０】
さらに、曲面ガラス１０を構成するガラス板１０ａの端面１３は、その厚さが小さいことが以下の理由から好ましい。厚さを小さくすることで、ガラス板１０ａの質量が小さくなる。そして、ガラス板１０ａの厚さ方向における吸光度は、厚さに比例する。したがって、厚さを小さくすることで、該吸光度を小さくし、ガラス板１０ａの厚さ方向における可視光透過率を上げられるため、視認性が向上する。
【００２１】
本実施形態の曲面ガラス１０は、一部に平面を形成するガラス板であってもよい。曲面をなすガラス板の平均厚さは５ｍｍ以下である。軽量化の観点、タッチパネルなどのセンシングの観点から曲面ガラス１０をなすガラス板の平均厚さが３ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。一方で外観品質を維持するために、ガラス板の平均厚さは０．５ｍｍ以上、より好ましくは０．７ｍｍ以上であることが好ましい。また、本実施形態の曲面ガラス１０は、ガラス板の曲面における厚さにばらつきが少ないことが、ガラス板の透過率などのばらつきが抑制され、視認性が向上するため好ましい。
【００２２】
＜ガラス板切断装置＞
図２は、本発明に用いるガラス板切断装置２００を説明するための図である。ガラス板切断装置２００は、ガラス板２０５を基台６１に支持し、カッターツール４３または砥石４７によってガラス板２０５を所望の形状に切断することを目的とする。砥石４７の材質は金属製であっても樹脂製であってもよい。基台６１は、ガラス板２０５を位置決めする位置決めピン（図示せず）を有し、位置決めピンはガラス板２０５を切断する際に生じる位置ずれを抑止する。カッターツール４３または砥石４７はコレットチャック８３に固定され、コレットチャック８３を支持する主軸４１をＸ軸またはＹ軸方向に水平移動可能することで、ガラス板２０５を所望の形状に切断する。主軸４１に接続されるカッターツール４３により、ガラス板２０５に切り線を形成するスクライビング工程を行い、カッターツール４３を砥石４７と交換することで、ガラス板２０５のくり抜き切断工程を行う。
【００２３】
本明細書においては、図２に示した主軸４１の軸方向である鉛直方向をＺ軸方向、図５の紙面垂直方向をＹ軸方向、Ｙ軸とＺ軸に直交する図２の左右方向をＸ軸方向とする。また、主軸４１の回転軸をθ軸とする。
【００２４】
カッターツール４３は、切断するガラス板２０５の性質に合わせて選択可能であり、例えばカッターホイールや、カッターピン、ダイアモンドチップを用いても良い。具体的には、三星ダイヤモンド工業製のＰｅｎｅｔｔ（登録商標）、ＡＰＩＯ（登録商標）や、超硬カッター等が使用可能である。但し、安価でカッター切断技術の実績が豊富であり、切り線の形成条件を簡単に適正化できる点、及びガラス板に生じるチッピングを低減できる点で優れていることから、カッターホイールを用いることが好ましい。
【００２５】
カッターホイールは、円周稜線の軸方向両側の傾斜面の開き角である刃先角度αが、１００〜１６０°であることが好ましく、１１０〜１５０°がより好ましく、１１５〜１４５°が更に好ましい。ガラス板２０５の厚さが薄いものは刃先角度が小さい刃が好ましく、ガラス板２０５の厚さが厚いものは刃先角度が大きい刃が好ましい。
【００２６】
０．７〜３ｍｍのガラス板を成型して曲面形状を付与すると、僅かに板厚偏差が生じるが、板厚偏差が生じても精度の高い切り線が形成可能な刃先角度αは、１２０〜１４５°である。また、カッターツール４３は加工時に加工送り方向を向かせるように、θ軸回りの旋回位置が主軸４１の駆動によって制御される。
【００２７】
ガラス切断装置２００は、装置内にオートツールチェンジャー５７を備える。オートツールチェンジャー５７によって、カッターツール４３を砥石４７に付け替えると、砥石４７との交換に必要な作業時間を短縮でき、より効率的にガラス板２０５に形成された切り出し線を形成するくり抜き切断工程を行うことができる。
【００２８】
オートツールチェンジャー５７は、ツールを保持するツール保持部をそれぞれ先端部に有する一対のアーム９１と、一対のアーム９１を、軸９３を中心とする回転と軸方向移動とを行う交換駆動部９５とを備える。図中点線で示す退避位置の主軸４１のコレットチャック８３に保持されたカッターツール４３が、交換駆動部９５によって着脱可能となる。つまり、オートツールチェンジャー５７は、ツールストッカ（図示せず）に用意された複数種のツールの中から所望のツールを選択的にコレットチャック８３に取り付け、取り外しでき、コレットチャック８３のツール交換を自動で行う。例えば砥石４７によるくり抜き切断を行う場合、ツールストッカに砥石４７を保持しておくことで、速やかにカッターツール４３と砥石４７を交換する。
【００２９】
主軸４１に接続された砥石４７は、ガラス板２０５をくり抜き切断するくり抜き切断工程を行う。砥石４７は、求められる加工精度に応じて複数種類が備えられていることが好ましい。最初は目の粗い砥石で加工した後、徐々に目の細かい砥石で加工することで、所望の表面性状に仕上がる。目の粗い砥石の材質としては、アルミナ、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）、グリーンカーバイド、ダイヤモンド等を使用でき、研削性、硬度の点では、材質がダイヤモンドであることが好ましい。目の粗い砥石の粗さとしては、＃８０〜＃４００が好ましく、＃１００〜＃３５０がより好ましい。
【００３０】
さらに、カッターツール４３によって形成された切り線に沿ってガラス板２０５に応力を加えて折り割ることで、ガラス板２０５を応力切断することができる。そのほか、主軸４１に接続される砥石４７によりガラス板２０５の切断端面４５の外周仕上げ加工を行ってもよい。
【００３１】
曲面ガラス加工装置２００は、コンピュータによって数値制御される多軸のマシニングセンタ等の工作機械であることが好ましい。コンピュータによって数値制御することで、ガラス板２０５の位置決めおよび外周仕上げを含むガラス板切断工程の一連の作業を安定して行うことができる。
【００３２】
＜ガラス板の切断工程＞
図３は本発明によってガラス板２０５を切断する切断工程を示したフローチャートである。図３（Ａ）は先に砥石４７を用いてガラス板２０５に対してくり抜き切断を行い、後にスクライビングによって切り線を形成する場合を示しており、図３（Ｂ）は先にスクライビングによって切り線を形成し、後に砥石４７を用いてくり抜き切断する場合を示している。砥石４７を用いてくり抜き切断する際は終点で数秒間スパークアウトを行うことが好ましい。スパークアウトとは、研削の最終段階で行われる作業であり、切り込みを与えずに砥石を回転させて、研削による火花や研削音がなくなるまで加工を続けることを意味する。
【００３３】
砥石４７によるくり抜き切断後、またはスクライビング後に切り線に沿って応力切断を行う場合、該応力切断は曲げ応力、または熱応力を加えて行う。圧力調整可能な押圧手段を使って折り割りしてもよく、手折りやレーザーによる加熱によって折り割りしてもよい。
【００３４】
ガラス板を切断する場合、タクトタイムを律速する工程は、ガラスの離脱着、インカーブ、またはアウトカーブの切断、そのほか外周仕上げ加工であることが多い。これは、曲面ガラスを加工する場合も同様である。本発明はインカーブ、あるいはアウトカーブ加工に要する時間を短縮するために、全行程のタクトタイム向上に大きく寄与する。
【００３５】
図４（Ａ）は、従来のガラス板の切断方法を用いて、曲面ガラス１０を切断する方法を説明するための図であり、矢印Ｉ（一点鎖線）はその切断方向を示している。従来のガラスの切断方法では、図４（Ａ）のように砥石４７を用いて曲面ガラス１０をくり抜き切断する。砥石４７を装着したマシニングセンタは、ガラス板を所定の速度でくり抜き切断しながら、予め設定された進路に沿って移動する。
【００３６】
図４（Ｂ）は、本発明のガラス板の切断方法を用いて、曲面ガラス１０を切断する方法を説明するための図である。本発明のガラス板の切断方法は、曲面ガラス１０をスクライビングして切り線を形成する工程と、曲面ガラス１０をくり抜き切断する工程と、曲面ガラス１０の切り線に沿って応力切断する工程とによって、ガラス板を加工する。矢印Ｉは砥石４７を用いて曲面をくり抜き切断する場合を示しており、矢印II（破線）は曲面をスクライビングして切り線を形成する場合を示している。矢印ＩとIIの手順はどちらが先であっても高精度かつ高速に曲げガラス１０を切断できる。本発明のガラス板の切断方法によって切断される距離は、従来の砥石４７によって切断される距離と比較して短くなるために、必要な加工時間が短縮される。
【００３７】
また、矢印Ｉによるくり抜き切断では、折り割るガラス片とガラス板との間に少なくとも０．５ｍｍの隙間を形成するようにくり抜き切断を行う。曲率半径の小さなガラス板を折り割る場合は隙間を大きくすることで、応力切断時のガラスの接触を防ぐことができる。
【００３８】
図４（Ｃ）は、点加工によりガラス板を貫通加工する工程を含めた、本発明のガラス板の切断方法を用いて切断する手順を示すための図である。本発明は曲面ガラス１０をスクライビングして切り線を形成する工程と、曲面ガラス１０に貫通加工によって隙間を形成する工程と、曲面ガラス１０の切り線に沿って応力切断する工程と、によって、ガラス板を加工することを特徴とする。図４（Ｃ）の矢印Ｉおよび加工跡IIIは、点加工によって形成された隙間であり、矢印Ｉは前述した図４（Ｂ）の矢印Ｉを点加工によって隙間形成したものである。さらに点加工は、加工跡IIIのように、例えばスクライビングによって形成された切り線の交点が十分に交差しなかった場合にも、その交点を補助的に滑らかに加工できる。点加工によっても、応力切断する際に必要な切り線の両側のガラスが接触しない隙間を作製し、ガラスの接触を防ぐことができる。
【００３９】
＜スクライビング＞
図５はガラス板２０５のスクライビングにおけるカッターツール４３の基台６１との位置関係を示す説明図である。
基台６１上にガラス板２０５を位置決めした状態で主軸移動ステージ５５を駆動することにより、カッターツール４３を切り線の予定線に沿って移動させると、ガラス板２０５に切り線８７が形成される。切り線８７の溝深さは、ガラス板２０５の厚さの５％以上、２０％以下とすることが好ましい。該溝深さとすることで、ガラス切断に適切な傷深さとなり、ガラス板２０５の望んでいない位置での割れを抑制できる。
一方で、スクライビングはカッターツール４３、パルスレーザー、または熱応力といった代替手段を用いて行うことも可能である。
【００４０】
＜くり抜き切断＞
図６（Ａ）はガラス板２０５のくり抜き切断における砥石４７の基台６１との位置関係を示す説明図である。
基台６１に支持されるガラス板２０５は図６（Ｂ）に示すように、該ガラス板と折り割るガラス片との間で接触が生じないように、隙間ｄを形成するようにくり抜き切断される。隙間ｄは、くり抜き切断によって形成される２つの切断端面間の最短距離となる。隙間ｄは、切断面の両側のガラスが接触しない距離であり、好ましくは少なくとも０．１ｍｍ以上であり、より好ましくは０．５ｍｍ以上である。ガラス板２０５の曲がり方向と垂直な方向にガラスを折り割る場合は、ガラス板２０５の平均曲率半径が小さいほど、隙間ｄを広く形成することが好ましい。そうすることで、ガラス板２０５を折り割りする際の接触を抑えつつ、後述する応力切断によって鏡面に近い切断面を形成できる。なお、図６（Ａ）に示すようにくり抜き切断で用いる基台は、溝３２を有しており、砥石４７が基台と干渉しない構造を有することが好ましい。点加工によるくり抜き切断の場合であっても、溝３２を基台の構造として有することが好ましい。
一方で、くり抜き切断は高圧水、溶断、パルスレーザーといった代替手段によって行うことも可能である。
【００４１】
＜応力切断＞
図７は応力切断の手順を示す工程説明図である。図７に示すように、基台６１上に固定されたガラス板２０５を、応力を付与することによって折り割りする。該応力切断は、スクライビングで切り線を形成したガラス板２０５を、基台６１に支持した状態で、引き続き折り割り工程を実施できる構造としてもよい。
【００４２】
応力切断は、切り線加工後であれば主軸４１側とは独立して実施可能であるため、切り線加工完了時から応力切断開始までの所要時間が短くて済み、加工に必要なタクトタイムを向上できる。また、応力切断は、一般に使用されるマシニングセンタにより曲面ガラス加工装置１００を構成するため、高い生産効率で、低コストで曲面ガラスを加工できる。この場合、スクライビングによる切り線加工と応力切断は同一の装置内で行うことが効率的であり、例えば上述のマシニングセンタにガラス板を載置して行うことが好ましい。
【００４３】
更に、カッターによる切断実績が豊富で安価なカッターホイールを用いて切り線の形成を行うため、豊富なデータを用いて簡単に切り線加工条件を適正化でき、ガラス板に生じるチッピングを低減できる。その結果、低コストで高い切断面品質が安定して得られる。
また、上述したガラス加工装置２００によれば、くり抜き切断によって適切な隙間を形成した後にガラス板２０５を折り割ることができるため、ガラス板２０５が曲面を有する場合に、特に有効である。
一方で、応力切断は曲げ応力や熱応力を加えて行うことも可能である。
【００４４】
スクライビングによって切り線を形成する時のＸＹ面内における送り速度は、実際には設備の加速度にも依存するが、直線部においては、最大送り速度を２００００ｍｍ／ｍｉｎとするのが好ましく、５０００〜１００００ｍｍ／ｍｉｎがより好ましい。これは、長い直線部では安定した連続加工が可能であり、送り速度を高めても加工精度の低下が小さいため、加工時間を短縮化することを優先させるためである。一方、曲線部においては、最大送り速度は１００００ｍｍ／ｍｉｎとするのが好ましく、１０００〜５０００ｍｍ／ｍｉｎがより好ましい。これは、短い直線部では加工速度を高める効果が得られにくく、曲線部では加工精度の加工速度依存性が高いため、安定した加工品質を得ることを優先させるためである。直線部、曲線部の速度は、切断時の走行距離に応じて設備の加速度を最大限に発揮できる範囲内で設定できる。例えば、ガラス板２０５が５００ｍｍ×４００ｍｍである場合、直線部については５０００ｍｍ／ｍｉｎ程度、曲線部については１０００〜２０００ｍｍ／ｍｉｎ程度に設定できる。
【００４５】
上述の折り割り工程によって切断されたガラス板２０５の切断端面４５を、回転駆動される砥石４７により外周仕上げ加工してもよい。外周仕上げ工程の完了後、ガラス板２０５を取り外す。以上でガラス板２０５の加工を終了する。
【００４６】
以上、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。
【実施例】
【００４７】
まず、市販されている板ガラス（製品名：Ｄｒａｇｏｎｔｒａｉｌ（登録商標）、ＡＧＣ株式会社製、幅２２０ｍｍ、長さ６５０ｍｍ、板厚２．０ｍｍ）を用意した。用意した板ガラスを７２０℃まで加熱して軟化し、用意した金型に馴染むように、自重曲げによって成形し、曲面ガラスを作製した。作製した曲面ガラスの曲率半径は、１７５０ｍｍであった。
【００４８】
次に、基台６１上にガラス板２０５を載置し、位置決めピンによってガラス板２０５を位置決めした。ガラス板２０５を固定されたことを確認した状態で、マシニングセンタに砥石４７を装着し、インカーブ切断を行った。砥石４７はいずれも市販されている砥石（東京ダイヤモンド工具製作所製  ＃１００Ｐ、＃３２５Ｍ、株式会社ノリタケカンパニーリミテッド社製  ＃２００Ｍ、いずれも材質は単結晶ダイヤモンド（Ｃ））を用意して、曲面ガラス２０５のくり抜き切断を行いながら、送り速度とチッピングの関係を測定した。
【００４９】
次に、砥石４７をオートツールチェンジャー５７によってカッターツール４３に交換し、カッターツールをガラス板２０５に押し当てながら移動し、スクライビングを行った。使用したカッターツールは市販されているカッターホイール（カッター品種：Ｐｅｎｅｔｔ（登録商標）−ＳＣ（三星ダイヤモンド工業製）、ホイール外径  ３ｍｍ、ホイール厚さ  ０．６５ｍｍ、ホイール内径  ０．８ｍｍ、刃先角  １１５°）を用いた。
【００５０】
スクライビングを行った後、該ガラス板に形成された切り線に沿って手折りによる応力切断を行った。
【００５１】
上記条件により切断した結果を表１に示す。砥石によるくり抜き切断によって生じたチッピングの大きさと、応力切断によって生じたチッピングの大きさを比較すると、前者によって生じたチッピングは砥石径＃１００、φ３の砥石を回転数２５０００ｒｐｍ、送り速度２００ｍｍ／ｍｉｎで０．８ｍｍ程度であったが、スクライビング後の応力切断により生じたチッピングの大きさは０．２ｍｍ程度であった。さらに、砥石径と砥石種類を変更してチッピングの大きさを測定したところ、砥石径＃２００、φ４の砥石を回転数２５０００ｒｐｍ、送り速度２００／ｍｉｎでくり抜き切断すれば、チッピングの大きさは０．４ｍｍとなる。また、砥石径＃３２５、φ４の砥石を回転数５００００ｒｐｍ、送り速度４００／ｍｉｎでくり抜き切断すれば、チッピングの大きさは０．２ｍｍまで小さくなり、砥石径＃３２５、φ４の砥石を回転数５００００ｒｐｍ、送り速度２００／ｍｉｎでくり抜き切断すれば、チッピングの大きさは０．１ｍｍまで小さくなる。回転数は、砥石を電気または圧縮空気で高速スピンドルを駆動することで上げることができる。
【００５２】
切断端面４５の形状は、くり抜き切断によって切断した切断端面４５であっても、砥石径、砥石の回転数、送り速度を調整することで、応力切断による切断端面４５のような滑らかな端面に近づく。すなわち、チッピングの大きさが小さい条件下でガラスをくり抜き切断し、さらにスクライビング後の応力切断によってガラス板を切断すると、インカーブのような複雑な形状を有するカバーガラスや、曲面を有しつつ、滑らかな切断端面を持つカバーガラスを作製することが可能となる。なお、チッピングの大きさは実体顕微鏡またはマイクロスコープによって測定し、ばらつきの平均値をとったものである。またマイクロスコープによって測定可能なチッピングの最小値は０．０１ｍｍである。
【００５３】
【表１】
2020029377.tif 000002
【００５４】
さらに、曲面ガラス２０５に対してくり抜き切断のみ（送り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、総移動距離１０００ｍｍ）でインカーブを切断形成した場合に要した時間は３００ｓｅｃ程度だったが（表２）、本発明を用いて曲面ガラスにインカーブを切断形成した場合の所要時間は２００ｓｅｃ（くり抜き切断に要する時間は２辺で約６０秒となり、スクライビングと応力切断を合わせても所要時間は約１４０秒）となるため、大幅にタクトタイムが向上した。
【００５５】
【表２】
2020029377.tif 000003
【００５６】
また、表２に示すように砥石径＃２００の砥石を用いて本発明を実施した結果、破断の起点となるクラックの発生頻度が他の砥石径の砥石に比べて少ないことが分かった。クラック発生頻度の少ない砥石を選択することで、破断の可能性が低いカバーガラスの作成が可能となる。
【００５７】
次に図４（Ｂ）に示した手順に沿って、上述の実施例と同じ条件で作製した曲面ガラスをスクライビングした後、砥石４７を用いてくり抜き切断を行い、応力切断を行った。この時、砥石４７は＃２００のメタル砥石（砥石径φ４ｍｍ）と、＃１００の電着砥石（砥石径φ３ｍｍ）を用いた。
【００５８】
＃２００のメタル砥石（砥石径φ４ｍｍ）では隙間が４ｍｍ、＃１００の電着砥石（砥石径φ３ｍｍ）では隙間が３ｍｍとなり、どちらも応力切断の際に、折り割るガラス片と曲面ガラスとの間でガラスの接触が生じなかった。十分な隙間を形成することで、曲率半径の小さな曲面ガラスでも余裕を持って応力切断することが可能となる。隙間幅は曲面ガラスの板厚や曲率半径によって適宜調整される。
【００５９】
なお、実施例では、ガラス切断工程において、くり抜き切断後にスクライビング工程を行ったが、ガラス板や切り線の性質、折り割り時の応力に合わせてくり抜き切断工程とスクライビング工程を適宜入れ替えても良く、くり抜き切断工程とスクライビング工程を交互に行ってもよい。
【００６０】
実施例ではガラス板として曲面ガラスを用いたが、ガラス板は平板ガラスであってもよいし、曲面を有するガラスであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１０  曲面ガラス
１０ａ  ガラス板
１１  第１面
１２  第２面
１３  端面
３２  溝
４１  主軸  
４３  カッターツール
４５  切断端面
４７  砥石
５５  主軸移動ステージ
５７  オートツールチェンジャー（ツール交換部）
６１  基台
８３  コレットチャック
８７  切り線
９１  アーム
９５  交換駆動部
I，II  切り線  
２００  曲面ガラス加工装置
２０５  ガラス板  
ｄ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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