(57)【要約】      （修正有）【課題】板状体の反り検査を行う場合における表面形状変位の測定に必要な装置の簡略化及びそれに要する時間の短縮を図り、生産効率を大幅に向上させる。【解決手段】ガラス基板２を略水平姿勢で搬送する搬送装置３と、ガラス基板２の表面までの距離を測定する非接触式の変位計４とを備え、搬送装置３の特性に応じて求まるガラス基板２の表面形状変位の搬送方向に対する理想波形を基準として上限波形及び下限波形を予め設定しておき、変位計４で測定された距離に基づいて得られる搬送中におけるガラス基板２の表面形状変位の搬送方向Ａに対する実波形が、上限波形と下限波形との間に収まっているか否かを判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状体を略水平姿勢で搬送する搬送装置と、該板状体の表面までの距離を測定する非接触式の変位計とを備え、前記搬送装置の特性に応じて求まる板状体の表面形状変位の搬送方向に対する理想波形を基準として上限波形及び下限波形を予め設定しておき、前記変位計で測定された距離に基づいて得られる搬送中における板状体の表面形状変位の搬送方向に対する実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっているか否かを判定するように構成したことを特徴とする板状体の反り検査装置。
【請求項２】
前記搬送装置は、板状体の搬送方向と直交する方向の少なくとも両端部に配設され且つ該板状体に搬送方向の送りを付与する送り付与手段と、これら送り付与手段の相互間に配設され且つ板状物を非接触で浮上させる流体浮上手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の板状体の反り検査装置。
【請求項３】
前記理想波形は、表面が理想平面もしくはこれに準じる平面をなす板状体を前記搬送装置により搬送しながら、前記変位計により該板状体の表面までの距離を測定して求めることを特徴とする請求項１または２に記載の板状体の反り検査装置。
【請求項４】
前記非接触式の変位計が、前記板状体の搬送方向と直交する方向に複数配置され、これら変位計の位置に対応して前記理想波形がそれぞれ予め求められ、これら理想波形を基準としてそれぞれ前記上限波形及び下限波形が予め設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の板状体の反り検査装置。
【請求項５】
前記各変位計は、板状体の搬送経路の上方に定置設置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の板状体の反り検査装置。
【請求項６】
前記実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっている時に、当該板状体を良品と判定し、それ以外の時に、当該板状体を不良品と判定することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の板状体の反り検査装置。
【請求項７】
板状体を略水平姿勢で搬送する搬送装置と、該板状体の表面までの距離を測定する非接触式の変位計とを備え、前記搬送装置の特性に応じて求まる板状体の表面形状変位の搬送方向に対する理想波形を基準として上限波形及び下限波形を予め設定しておき、前記変位計で測定された距離に基づいて得られる搬送中における板状体の表面形状変位の搬送方向に対する実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっているか否かを判定することを特徴とする板状体の反り検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状体の反り検査装置及びその反り検査方法に係り、詳しくは、略水平姿勢に保持された板状体の表面形状変位を検査するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（サーフェイスエミッションディスプレイを含む）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、及び有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤという）に用いられる板ガラスや、タッチパネルに用いられる強化ガラス等に代表される板状体は、表面形状変位（反り）に対する品質要求が厳しくなっているのが実情である。
【０００３】
この種の板状体における反りの測定は、従来においては、当該板状体を静止させた状態で行われるのが通例であって、そのような静止状態での測定手法としては、種々のものが提案され或いは実用化が図られている。
【０００４】
具体的には、特許文献１によれば、ＦＰＤ用のガラス基板などの被測定部材を、測定ステージ（測定ベース石定盤）上に載置して保持すると共に、被測定部材の表面形状変位を非接触で測定する複数のエアースキャナを所定の間隔で設け、これらのエアースキャナをＸＹ軸方向に移動させる駆動機構を備えた構成が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２によれば、ローラコンベア上を搬送される板状物を該ローラコンベアの所定位置で停止させて一定時間保持する保持手段と、その所定位置で板状物の下方に配置されて昇降可能なフレームと、該フレームに配設されて板状物の複数ポイントの高さ位置を測定するダイヤルゲージ等の高さ測定手段とを備えた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３９２６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２８６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された手法は、被測定部材を一枚ずつ測定ステージ上に載置した状態で、複数のエアースキャナにより被測定部材の表面形状変位を測定しなければならない。そのため、被測定部材を一枚ずつ測定ステージ上に載置するための作業が、極めて煩雑且つ面倒になると共に、その載置作業を行うための装置を別途備える必要があり、装置の複雑化が懸念される。しかも、このような手法で、生産後における全てのガラス板等の被測定部材を測定していたのでは、測定に要する時間に無駄が生じ、大幅な生産効率の低下を招く。
【０００８】
また、上述の特許文献２に開示されている手法は、搬送中の板状物を所定位置で停止させて、ダイヤルゲージ等をフレームによって上昇させた後でなければ、その板状物の表面形状変位を測定することができない。そのため、フレームを所定のタイミングで上昇させる機構等が必要となり、装置の複雑化を余儀なくされる。しかも、このような手法によるにしても、上記と同様に、生産後における全てのガラス板等の被測定部材を測定しようとすれば、測定のために無駄な時間を要することになり、大幅な生産効率の低下を招く。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、板状体の反り検査を行う場合における表面形状変位の測定に必要な装置の簡略化及びそれに要する時間の短縮を図り、生産効率を大幅に向上させることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために創案された本発明に係る板状体の検査装置は、板状体を略水平姿勢で搬送する搬送装置と、該板状体の表面までの距離を測定する非接触式の変位計とを備え、前記搬送装置の特性に応じて求まる板状体の表面形状変位の搬送方向に対する理想波形を基準として上限波形及び下限波形を予め設定しておき、前記変位計で測定された距離に基づいて得られる搬送中における板状体の表面形状変位の搬送方向に対する実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっているか否かを判定するように構成したことに特徴づけられる。ここで、上記の「略水平姿勢」とは、水平面に完全に沿う姿勢を含めて、水平面に対して例えば１０°以内で傾斜した姿勢をも含む（以下、同様）。また、上記の「波形」とは、連続した曲線からなる波形に限られるものではなく、プロットした点の集合からなる波形をも含む（以下、同様）。
【００１１】
このような構成によれば、搬送装置によって板状体が搬送されている時に、非接触式の変位計により当該板状体の表面形状変位が測定されることになるので、板状体を定盤上に載せたり、或いは板状体を搬送途中で停止させて変位計を昇降させたりする必要がなくなる。これにより、板状体の表面形状変位の測定に必要な装置の簡略化が図られると共に、その測定に要する時間が短縮されて時間的無駄がなくなり、生産効率を大幅に向上させることが可能となる。しかも、板状体の表面形状変位の良否判定に用いられる上限波形及び下限波形は、搬送装置の特性に応じて求められる板状体の表面形状変位の理想波形に基づいて設定されたものであるため、搬送装置の特性を加味した上で、板状体の表面形状変位の測定及び良否判定が行われる。詳述すると、板状体が搬送されている間は、搬送装置の構成要素と板状体の重量との関係などによって該板状体に変形が生じるが、このような搬送装置の特性に起因する板状体の変形を加味した上で、板状体の表面形状変位の理想波形並びに上限波形及び下限波形が決まり、この波形に基づいて板状体の表面形状変位の測定やその良否判定が行われることになる。従って、搬送装置の特性に起因する搬送時における板状体の変形を実質的に無視した状態で、上記の測定や良否判定が行われることになり、それらの正確性を的確に確保することが可能となる。
【００１２】
このような構成において、前記搬送装置は、板状体の搬送方向と直交する方向の少なくとも両端部に配設され且つ該板状体に搬送方向の送りを付与する送り付与手段と、これら送り付与手段の相互間に配設され且つ板状物を非接触で浮上させる流体浮上手段とを備えていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、送り付与手段により板状体を送りながら、流体浮上手段により安定した状態で板状体の表面形状変位の測定を行うことが可能となる。すなわち、送り付与手段が板状体を送っている間は、流体浮上手段が板状体を浮上させているため、板状体には傷等が付かずに高品質を維持できると共に、搬送時の板状体に不規則的な変形が生じ難くなることに由来して、精度良く測定及び良否判定を行うことが可能となる。そして、この送り付与手段と流体浮上手段との特性に応じて上限波形及び下限波形が設定されることになるため、既述のように、板状体の表面形状変位の測定やその良否判定が正確に行われる。
【００１４】
以上の構成において、前記理想波形は、表面が理想平面もしくはこれに準じる平面をなす板状体を前記搬送装置により搬送しながら、前記変位計により該板状体の表面までの距離を測定して求めることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、理想波形は、本来表面が理想平面またはこれに準じる平面をなす板状体について、搬送装置の特性によって曲がりなど生じた波形として得られるため、この理想波形を基準として設定された上限波形及び下限波形は、板状体の良否判定を行う上で極めて好ましい波形となる。なお、上記の表面が理想平面またはこれに準じる平面をなす板状体の選定は、精密定盤などの上に板状体を載置して専用のセンサ等により当該板状体の平面度を測定し、その結果として最良の平面度を有する板状体（反りが全くないか或いは問題とならない程度の極めて小さな反りが存在するに過ぎない板状体）を探し出すことによって行われる。
【００１６】
以上の構成において、前記非接触式の変位計が、前記板状体の搬送方向と直交する方向に沿って複数配置され、これら変位計の位置に対応して前記理想波形がそれぞれ予め作成され、これら理想波形を基準としてそれぞれ前記上限波形及び下限波形が予め設定されることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、板状体の搬送方向と直交する方向（板状体の幅方向）に沿って複数配置された各変位計についてそれぞれ、理想波形を基準とする上限波形及び下限波形が予め設定されているため、板状体の幅方向の複数箇所で、各変位計による板状体の表面形状変位の測定が行われる。これにより、板状体の広い領域に亘って表面形状変位の測定が行われることになり、その測定精度がより一層高くなる。
【００１８】
以上の構成において、前記各変位計は、板状体の搬送経路の上方に定置設置されていることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、各変位計を移動させる機構を別途備える必要がなくなり、板状体を搬送させるだけで上記所定の測定が行われることになるため、装置の簡略化がより一層促進される。
【００２０】
以上の構成において、前記実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっている時に、当該板状体を良品と判定し、それ以外の時に、当該板状体を不良品と判定することが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、板状体が良品であるか不良品であるかの判別が、正確且つ緻密に行われることになり、高性能な板状体の反り検査装置が実現する。
【００２２】
また、上記課題を解決するために創案された本発明に係る板状体の検査方法は、板状体を略水平姿勢で搬送する搬送装置と、該板状体の表面までの距離を測定する非接触式の変位計とを備え、前記搬送装置の特性に応じた板状体の表面形状変位の搬送方向に対する理想波形を予め作成すると共に、該理想波形を基準として上限波形及び下限波形を予め設定しておき、前記変位計で測定された距離に基づいて得られる搬送中における板状体の表面形状変位の搬送方向に対する実波形が、前記上限波形と下限波形との間に収まっているか否かを判定することに特徴づけられる。
【００２３】
この方法は、各構成要件が冒頭で述べた本発明に係る装置と実質的に同一であるので、この装置と実質的に同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明によれば、板状体の反り検査を行う場合における表面形状変位の測定に必要な装置の簡略化及びそれに要する時間の短縮化が図られ、生産効率が大幅に向上する。しかも、搬送装置の特性を加味した上で、板状体の表面形状変位の測定及び良否判定が行われるため、搬送装置による搬送時における板状体の変形を実質的に無視した状態で、上記の測定や良否判定を行い得ることになり、それらの正確性を適切に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置の概略要部構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置の概略要部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置の概略要部構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置における理想波形と上限波形及び下限波形とを示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置における上限波形及び下限波形と実波形とを示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置における上限波形及び下限波形と実波形とを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る板状体の反り検査装置（以下、単に検査装置という）について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、板状体として、ＦＰＤ用のガラス基板、特に液晶ディスプレイ用のガラス基板を使用した場合の検査装置について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る検査装置１の概略構成を例示している。同図に示すように、検査装置１は、ガラス基板２を矢印Ａ方向に搬送する搬送装置３と、ガラス基板２の搬送経路の上方に離間して設置され且つガラス基板２の搬送方向Ａと直交する方向（以下、幅方向という）に沿って配置された複数個（図例では４個）のレーザー変位計４とを備える。
【００２８】
これらのレーザー変位計４はそれぞれ、ガラス基板２の表面までの距離を測定するものであって、ガラス基板２の表面に直交する方向を指向して一定の位置に固定設置されている。レーザー変位計４には、拡散方式や正反射方式があるが、ガラス基板２が透明体であることを勘案すれば、正反射方式のレーザー変位計を使用することが好ましい。なお、レーザー変位計４に代えて、光や超音波などを媒体とした非接触式の変位計（変位センサ）を使用することも可能である。また、この検査装置１により検査されるガラス基板２は、搬送方向Ａの寸法が３００〜３５００ｍｍ、幅方向の寸法が３００〜３５００ｍｍ、板厚が０．１〜１．１ｍｍである。
【００２９】
搬送装置３は、ガラス基板２の幅方向両端部を下方より支持し且つガラス基板２に送りを付与する送り付与手段としての複数の搬送ローラ５と、これら二列に配列された搬送ローラ５の幅方向相互間の中央領域に敷設された流体浮上手段としての空気浮上ユニット６とから構成される。
【００３０】
この場合、二列の搬送ローラ５の上方には、レーザー変位計４が存在していない。このような構成としている理由は、搬送ローラ５は、多少偏心しているため、ガラス基板２の搬送方向Ａにおける波形がその偏心の影響を受けることを避けるためである。
【００３１】
また、空気浮上ユニット６は、金属製または樹脂製の箱体における上面部６ａの全域に亘って形成された図外の多数の貫通孔から空気を上方に向かって吹き付けるものであって、空気源としては、ブロアにＨＥＰＡフィルタを通したものまたはＣＤＡが好ましい。この場合、流体浮上手段としては、空気浮上ユニット６に代えて、不活性ガスや水等の液体を上方に向かって吹き付ける形式のものを使用することも可能である。
【００３２】
なお、空気浮上ユニット６の中には、空気をガラス基板２の面に吹き付けると同時にガラス基板２の面に負圧を作用させることにより、ガラス基板２の面を平坦面に矯正する特殊な形式のものが存在するが、このような形式のものは本発明では使用されない。すなわち、本発明では、負圧を用いることなく空気の吹き付けによってガラス基板２を浮上させる空気浮上ユニット６が使用される。
【００３３】
図１は、上流側から順次搬送されてくるガラス基板２のうち、一枚のガラス基板２についてレーザー変位計４がその表面までの距離の測定を開始する時点での状態を例示している。また、図２は、その一枚のガラス基板２が搬送されながらレーザー変位計４によりその表面までの距離を連続して測定されている状態を例示している。更に、図３は、その一枚のガラス基板２についてレーザー変位計４による測定が終了した時点での状態を例示している。そして、上流側から順次搬送されてくるガラス基板２は、停止することなくレーザー変位計４による測定が行われる。
【００３４】
このレーザー変位計４による測定中は、ガラス基板２が搬送ローラ５によって送りを付与されながら空気浮上ユニット６からの空気圧を受けるため、ガラス基板２には変形が生じることになるが、上流側から順次搬送されてくるガラス基板２は、その全てが同一の条件で、送りの付与と空気圧を受ける。
【００３５】
そこで、先ず、表面が理想平面またはこれに準じる平面をなす最良品であるガラス基板２を選択して、そのガラス基板２を搬送しながら、レーザー変位計４でその表面までの距離を連続して測定する。そして、この測定によってレーザー変位計４から当該ガラス基板２の表面までの距離を、当該ガラス基板２の搬送方向Ａについて連続して採取し、この採取したデータに基づいて、図４に示すガラス基板２の搬送方向Ａに対する表面形状の理想波形Ｘ０を求める。
【００３６】
すなわち、この理想波形Ｘ０は、搬送ローラ５と空気浮上ユニット６とからなる搬送装置３の特性に応じて求まるガラス基板２の表面形状変位の搬送方向Ａに対する理想的な波形である。なお、上述の最良品であるガラス基板２の選択は、精密定盤等の上に順次ガラス基板を載置して、それらのガラス基板の表面の平面度を測定し、最良であると思われ得る表面特性を有するガラス基板を見出して、それを最良品であるガラス基板として選択したものである。
【００３７】
そして、図４においては、上記の理想波形Ｘ０を上下に平行移動して、上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２とを設定している。この上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２とは、理想波形Ｘ０との関係において、この両波形Ｘ１、Ｘ２の範囲内に収まっていれば、膜形成等を行なう上で問題が生じない程度のガラス基板２の表面形状変位となっているものと、繰り返し実験等により見出されたものである。なお、図４は、縦軸がレーザー変位計４の位置をゼロとした場合の高さを示し、横軸がガラス基板２の搬送方向Ａにおける位置を示している。このような理想波形Ｘ０を基準とした上限波形Ｘ１及び下限波形Ｘ２は、複数個のレーザー変位計４に対応してそれぞれ複数設定されている。
【００３８】
このようにして、ガラス基板２の表面形状変位の上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２とが設定された後においては、搬送装置３により上流側から順次搬送されてくるガラス基板２を一枚ずつ、図１に示す状態から図２に示す状態を経て図３に示す状態に至るまで、レーザー変位計４によりガラス基板２の表面までの距離を連続して採取する。
【００３９】
これにより、図５に示すように、搬送中におけるガラス基板２の表面形状変位の搬送方向Ａに対する実波形Ｘ３が、上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２との間に収まっている場合には、そのガラス基板２は良品であると判定する。この場合、上限波形Ｘ１及び下限波形Ｘ２は、複数個のレーザー変位計４に対応して複数設定されていると共に、実波形Ｘ３も同様に複数得られる。従って、全ての実波形Ｘ３が、これらに対応する全ての上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２との間に収まっている場合に、そのガラス基板２を良品と判定することが行われる。
【００４０】
一方、図６に示すように、搬送中におけるガラス基板２の表面形状変位の搬送方向Ａに対する実波形Ｘ４が、上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２との間から逸脱している場合（図例では上限波形Ｘ１及び下限波形Ｘ２の双方から逸脱しているが何れか一方のみから逸脱している場合を含む）には、そのガラス基板２は不良品であると判定する。この場合には、複数得られた実波形Ｘ４の何れか一つでも、それに対応する上限波形Ｘ１と下限波形Ｘ２との間から逸脱している場合には、そのガラス基板２は不良品と判定される。
【００４１】
なお、以上の構成において、実波形Ｘ３、Ｘ４を得るための測定開始及び測定終了を検知するセンサーは、別途設けるようにすることが好ましいが、レーザー変位計４の信号を流用してもよい。また、複数個のレーザー変位計４によって実波形Ｘ３、Ｘ４を取得するには、シーケンサ装置を経由したり、コンピュータで直接取得してもよいが、複数のレーザー変位計４からのデータを時間遅れなく同期して取得するには、データレコーダー装置を経由することが好ましい。
【００４２】
この場合、得られた実波形Ｘ３、Ｘ４のうち、始端と終端には、レーザー変位計４の測定位置のずれの影響、ガラス基板２の搬送方向Ａの端面の影響、空気浮上ユニット６の影響などにより、無効なデータが含まれる場合がある。そこで、事前に設定した範囲または個数のデータを削除するか、或いは実波形の立ち上がりや立ち下りをコンピュータ等で自動に削除して、排除することが好ましい。
【００４３】
なお、以上の実施形態では、送り付与手段を複数の搬送ローラ５で構成したが、これに代えて、搬送ベルトなどで送り付与手段を構成してもよい。また、上記実施形態では、ＦＰＤ用のガラス基板（特に液晶ディスプレイ用のガラス基板）２を測定対象としたが、これ以外の用途に用いられるガラス板等の板状体や強化ガラス板などを測定対象としてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  板状体の反り検査装置
２  ガラス基板（板状体）
３  搬送装置
４  レーザー変位計（非接触式の変位計）
５  搬送ローラ（送り付与手段）
６  空気浮上ユニット（流体浮上ユニット）
Ｘ０  理想波形
Ｘ１  上限波形
Ｘ２  下限波形
Ｘ３  実波形
Ｘ４  実波形
【図１】
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【図２】
2014025710.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014025710.tif 000008