(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に布を貼着した円筒体（５３）と、この円筒体の両端内径側にベアリング（５５）を介して回転自在かつ少なくとも内側への軸方向位置を規定して装着された外側に向いた円錐受（５７）を有する端部材（５６）と、前記円筒体の一端に設けられた回転受（６４）とを備えた、ラビングローラ。
【請求項２】
円筒体(53)の端部に設けたベアリング(55)の軸方向外側に、ベアリング(55)内を経て円筒体(53)の内部に連通する、狭い空気流路(62)が形成され、端部材(56)の少なくとも一方は軸方向に貫通する開口(58)を備えている、請求項１記載のラビングローラ。
【請求項３】
ラビングローラを支持するローラ支持機構(A)と、ラビングローラを回転させるローラ駆動機構(B)と、ガラス基板を固定するテーブル(22)と、テーブルまたはローラ支持機構(A)の送り移動機構(C)とを備え、ローラ支持機構(A)は、対向する先端相互に円錐端(66)を備えて移動側が固定側に対して軸方向に進退可能な固定側及び移動側支持軸(41,49)と、支持軸(41,49)と交叉しかつテーブル(22)の面と平行な枢支軸(37)まわりに揺動可能なローラ支持フレーム(38)と、ローラ支持フレーム(38)の枢支軸(37)まわりの揺動角を調整するチルト量調整手段(51)とを備えているラビング装置において、
固定側支持軸(41)はローラ支持フレーム(38)に回転不能に固定され、移動側支持軸(49)は前記ローラ支持フレーム(38)に回転不能かつ軸方向移動自在に装着され、ローラ駆動機構(B)は固定側支持軸(41)の外周に回転可能に装着された当該支持軸の先端側を向く回転伝達端(63)を備えた駆動リング(43)を備えており、請求項１又は２記載のラビングローラを前記固定側と移動側の支持軸(41,49)間に装着してガラス基板をラビング加工することを特徴とする、ラビング装置。
【請求項４】
支持軸（４１，４９）  の少なくとも一方がその先端に開口しかつ空気吸引源に連通された空気吸引孔（６８）を備えている、請求項３記載のラビング装置。
【請求項５】
固定側支持軸（４１）が前記駆動リング（４３）の回転伝達端（６３）の内径側に開口しかつ空気吸引源に連通された空気吸引孔（６７，６８）  を備えている、請求項３または４記載のラビング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶基板のラビング装置、すなわちガラス基板表面の配向膜を周面に布を貼り付けた回転ローラで擦る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルを製造する工程中の一工程であるラビング工程は、ガラス基板表面の配向膜を布で擦って液晶分子を配列させる微細な溝を加工する工程である。この工程で用いられる装置は、ガラス基板を真空吸着するテーブル、周面に布を貼ったローラとその支持及び回転駆動機構、テーブルとローラとを相対移動させる送り機構などを備えている。
【０００３】
加工するガラス基板はテーブルに固定され、テーブルに付設したテーブル旋回装置によってガラス基板の向きが決められるとともに、昇降装置によってローラとのギャップ（ラビング圧力）が設定される。ローラは両端を挟持された状態で回転軸に固定され、チルト装置によってガラス基板表面との平行度が設定されるとともに、ローラ旋回装置により摺擦方向が設定される。この状態でテーブル又はローラを送り装置で移動させることにより、ガラス基板の表面全体がラビング加工されるのである。
【０００４】
ラビングに用いる布は短時間で摩耗し、布が摩耗すると加工精度が維持できない。そこでローラを頻繁に交換しなければならない。この交換を容易にするため、従来のラビング装置は、図５で示すように、両端軸心に円錐凹所７１を設けたローラ７２を、定位置に設けた駆動側スピンドル７３の円錐状の先端７４と、これに対向して軸方向に進退可能に設けた自由回転スピンドル７５の円錐状の先端７６とで挟持して支持する構造が採用されている。
【０００５】
駆動側スピンドル７３及び自由回転スピンドル７５は、当然のことながら軸受７７で回転可能に軸支されており、駆動側スピンドル７３を回転駆動するモータ７８が設けられている。
【０００６】
ローラ７２を交換するときは、ローラ７２の下に受台２７を進出させ、自由回転スピンドル７５を後退させてローラ７２を受台２７上に落とし、受台２７を移動して搬出する。新しいローラは受台２７に載せられて両スピンドル７３、７５の間に搬入され、自由回転スピンドル７５を進出させることにより、円錐凹所７１と円錐先端７４、７６の嵌合による自動調心作用により、両スピンドル７３、７５の間に固定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ラビングは所定幅のガラス基板に、ローラの周面に貼った布をある幅で線接触させて加工するものであり、かつ微細加工であるから、布の周面とガラス基板表面との間の平行度がラビングの精度ひいては液晶パネルの表示品質に重大な影響を及ぼす。
【０００８】
一方、ローラ表面に貼着した布は、厚さにうねりが生ずるのを避け難い。そのためローラを交換する毎に、テーブルとローラ周面との平行度の調整を行っているのが実情であり、しかもこの調整作業には熟練した技能を必要とする。
【０００９】
液晶パネルのガラス基板としては、従来４００×５００ｍｍ程度のものが用いられていたが、パネル面自体の大型化と１枚の基板に多くのパネルを配置して同時加工を行うことによる生産性向上の要請から、より大型の基板が用いられるようになってきた。ところが基板が大型になると、基板表面と布表面の平行度を維持することの困難さが加速度的に増大し、製造された液晶パネルの表示品質の低下や、調整作業負担の増加による生産性の低下という問題が生ずる。
【００１０】
この発明は、ローラに貼付した布の周面とテーブル表面との平行度を維持することが容易で、従って大面積のガラス基板をより正確にかつ少ない作業負担で効率良くラビング加工することができる装置を得ることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のラビングローラは、外周面に布を貼着した円筒体５３と、この円筒体の両端内径側にベアリング５５を介して回転自在かつ少なくとも内側への軸方向位置を規定して装着された外側に向いた円錐受５７を有する端部材５６と、前記円筒体の一端に設けられた回転受６４とを備えたものである。
【００１２】
請求項２の発明のラビングローラは、上記構成を備えたラビングローラにおいて、円筒体５３の端部に設けたベアリング５５の軸方向外側に、ベアリング５５内を経て円筒体５３の内部に連通する、狭い空気流路６２が形成され、端部材５６の少なくとも一方は軸方向に貫通する開口５８を備えているものである。
【００１３】
この発明のラビング装置は、ラビングローラを支持するローラ支持機構Ａと、ラビングローラを回転させるローラ駆動機構Ｂと、ガラス基板を固定するテーブル２２と、テーブルまたはローラ支持機構Ａの送り移動機構Ｃとを備え、ローラ支持機構Ａは、対向する先端相互に円錐端６６を備えて移動側が固定側に対して軸方向に進退可能な固定側及び移動側支持軸４１、４９と、支持軸４１、４９と交叉しかつテーブル２２の面と平行な枢支軸３７まわりに揺動可能なローラ支持フレーム３８と、ローラ支持フレーム３８の枢支軸３７まわりの揺動角を調整するチルト量調整手段５１とを備えているラビング装置において、固定側支持軸４１はローラ支持フレーム３８に回転不能に固定され、移動側支持軸４９は前記ローラ支持フレーム３８に回転不能かつ軸方向移動自在に装着され、ローラ駆動機構Ｂは固定側支持軸４１の外周に回転可能に装着された当該支持軸の先端側を向く回転伝達端６３を備えた駆動リング４３を備えていることを特徴とするものである。この発明のラビング装置は、固定側と移動側の支持軸４１、４９間に前述した請求項１又は２記載のラビングローラを装着し、その回転受６４を前記駆動リング４３の回転伝達端６３に係合してラビングローラを回転させることにより、テーブル２２に固定したガラス基板をラビング加工するものである。
【００１４】
請求項４の発明のラビング装置は、上記構成のラビング装置において、支持軸４１、４９の少なくとも一方がその先端に開口しかつ空気吸引源に連通された空気吸引孔６８を備えているものであり、また請求項５記載のラビング装置は、固定側支持軸４１が前記駆動リング４３の回転伝達端６３の内径側に開口しかつ空気吸引源に連通された空気吸引孔６７、６８を備えているものである。
【００１５】
【作用】
ラビング加工は、請求項３、４または５記載のラビング装置に、この発明の請求項１または２記載のラビングローラを装着して、従来と同様な手順で行われる。
【００１６】
この発明の装置では、ラビングローラ５２は回転しない支持軸４１、４９で両端を保持され、円筒体５３のみが回転受６４及び回転伝達端６３を介して駆動リング４３から回転力を受けて回転する。ラビングローラの端部材５６、５６も回転しない。
【００１７】
ラビング加工は、布でガラス基板を摺擦して微細な溝を加工するので、細かい塵埃が発生する。ローラの交換時にこの塵埃がローラの円錐受５７と支持軸の円錐端６６との間に挟まった場合、ローラ５２はわずかであるが偏心することになる。両スピンドル７３、７５が回転する従来手段では、この偏心に起因する布周面と基板ガラス表面との平行度の変動及びギャップの変動は、ローラ５２の回転に伴って周期的に起こるので、いかに調整しても誤差をキャンセルすることができない。
【００１８】
一方この発明の手段によれば、円錐受５７と円錐先端６６との間に塵埃等がかみこんでローラ５２の偏心ないし傾きが生じたとしても、その偏心ないし傾きは静的なものであるから、テーブルの昇降量の調整及びローラ支持機構に設けたチルト量調整手段５１の調整によりキャンセルすることができる。従って、精度調整の許容幅が広くなり調整作業が容易になるとともに、調整により得られる精度も高くなる。さらに回転に伴って生ずる位置変動がないから、加工もより正確にできる。
【００１９】
請求項４記載のラビング装置に請求項２記載のラビングローラを装着した場合は、ローラに介装したベアリングに封入された潤滑油が飛散したとき、それをベアリング内を通過する空気流によりローラの内側を経て排出することができるから、ベアリング５５、５５の潤滑油が加工領域に飛散するおそれがなく、より品質の良い液晶パネルを得ることができる。
【００２０】
また、請求項５のラビング装置に請求項１または２記載のラビングローラを装着してラビング加工するときは、回転受６４と回転伝達端６３との当接離隔による塵埃の発生が生じても、この塵埃が空気流により排出されるので、塵埃の発生をより低減でき、より品質の良い液晶パネルを得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図２ないし図４は本発明の一実施例を示したものである。実施例のラビング装置は矩形のベース１とベースの上面中央の右側に立設された門形の支持枠２とを有している。ベース１の中央には左右方向に延びる２本の固定レール３が設けられている。固定レール３には往復台４が移動自在に設けられており、往復台４の下面に設けたナット部材５は固定レール３の間に装架されたネジ杆６に螺合している。ネジ杆はベース１に内蔵された送りモータ７によって正逆転駆動される。
【００２２】
往復台４の上面は、支持枠２側が高い傾斜角θの上り面８となっており、この上り面８に支持枠側に延びる２本の移動レール９が固設されている。移動レール９には反支持枠側が低い傾斜角θの下り面１１を有する昇降台１２が摺動可能に設けられており、昇降台１２の下面に設けたナット部材１３は移動レール９の間に装架されたネジ杆１４に螺合している。ネジ杆１４の支持枠側端部には従動歯車１５が固着されており、この歯車１５は往復台４に内蔵された昇降モータ１６の駆動歯車１７に中間歯車１８によって連結されている。
【００２３】
昇降台１２の上面中央には鉛直方向の回転軸１９が設けられており、この回転軸１９の下端には図示しない傘歯車が固着されている。この傘歯車は昇降台の側面に設けられた旋回モータ２１の駆動軸に固設された傘歯車に噛合している。回転軸１９の上端には長方形の旋回テーブル２２が固着されている。旋回テーブルの上面には厚さ方向の透孔２３が多数開口しており、またノックピン２４の没入孔が４つ開口している。透孔２３はその下端で相互に連通しており、連通後に図示しない真空ポンプに繋がっており、ラビング加工するガラス基板をテーブルに吸着する。
【００２４】
運搬レール２５にスライダ２６を介して受台２７が設けられており、その受台の上面中央に凹部を有する受具２８が固定されている。受台２７は、後述するラビングローラ５２を交換するときに運搬レール上を支持枠側に進出して、落下するラビングローラを受け取り支持枠外に搬出する。
【００２５】
支持枠２の天板３１の中心から旋回軸受３２の外輪３３が垂下しており、旋回軸受の内輪３４の下面に水平板３６が固定されている。支持枠にはこの内輪を固定するためのクランプ装置３５が設けられている。水平板３６の中心に水平方向の枢支ピン３７を介してローラ支持フレーム３８が揺動可能に保持されている。ローラ支持フレーム３８の一端に中心側に向いた固定支持台３９が設けられており、この固定支持台３９に支持軸４１と駆動モータ４２とが設けられている。駆動モータ４２は支持軸４１の外周にベアリング４０を介して回転自在に設けられた駆動リング４３にベルト４４によって連結されている。
【００２６】
ローラ支持フレームの他端には水平方向ガイド４７が設けられており、この水平方向ガイド４７に移動支持台４８が固定支持台３９に向かって進退可能に設けられている。移動支持台４８には支持軸４９が設けられており、両支持軸４１、４９は同一の水平線上にある。またローラ支持フレームの他端にはボールスクリュ４５に螺合する昇降ブロック４６が設けられており、ボールスクリュ４５は水平板３６に装着されたサーボモータ５１によって回転駆動され、ローラ支持フレーム３８を枢支ピン３７回りに微回動する。
【００２７】
図１はラビング装置に装着するラビングローラの断面図である。ラビングローラ５２は外周面に布を貼付する円筒体５３を有しており、この円筒体５３の両端内側に突出したフランジ５４にベアリング５５が設けられている。ベアリング５５の内周面にはリング状の端部材５６が設けられており、この端部材の内周面は、外側に開いた円錐受５７となっている。円錐受５７の内側には開口５８が形成されている。円筒体５３の両端にはリング状の凹溝を有するベアリング用止め環５９が固着され、端部材５６の外側端面には凸条を有するベアリング用止め環５９が固着されている。両止め具の凹溝と凸条とは相互に遊嵌してジグザグ状のラビリンス６２を形成している。図上右側の止め環５９には軸方向に延びる爪６４が設けられており、この爪６４は駆動リング４３のラビングローラ側端面に設けられた爪６３に噛合している。なお、駆動リング４３の反ラビングローラ側にもラビリンス６５が設けられている。
【００２８】
固定側支持軸４１の先端は円錐受５７に嵌合する形の円錐端６６を有しており、円錐端６６から若干後退した位置に半径方向の貫通孔６７が設けられている。この貫通孔６７は支持軸４１の軸心を通る軸孔６８の一端に連通しており、軸孔６８の他端は支持軸４１の基端面に開口し、図示しない吸引パイプを介して真空ポンプに接続されている。
【００２９】
以下ラビング装置の動作について説明する。受台２７でラビングローラ５２を支持して支持枠の直下に搬送する。移動支持台４８を固定支持台３９側に移動して、両支持台に設けた支持軸４１、４９の円錐端６６をラビングローラの円錐受５７に嵌挿する。これによりラビングローラ５２はローラ支持フレーム３８にベアリング５５を介して挟持されて受台２７から浮き上がる。受台２７を後退させて準備が完了する。ガラス基板６９を旋回テーブル２２の上面に真空吸着し、昇降モータ１６及び旋回モータ２１を駆動して旋回テーブルの高さ及び方向を決める。送りモータ７を駆動してガラス基板を支持枠２側に移動する。旋回軸受を回転して水平板３６を所望の角度に旋回し、駆動モータ４２でラビングローラ５２を回転させる。ガラス基板はラビングローラに摺擦され、その上面に一走方向の微細な溝が形成される。ラビングローラの回転に伴ってベアリング５５、５５より潤滑油が飛散し、ゴミが発生する。この油やゴミは、支持軸の通孔６８を介して機外に排出されるので、ガラス基板の上に油やゴミが飛散することがない。
【００３０】
ラビングローラの布が摩耗したら、ラビングローラを交換する。往復台４がホームポジションに復帰していることを確認したあと、旋回軸受を回動してラビングローラ５２を運搬レール２５と直交させる。次いでラビングローラの直下に受台２７を進出させ、ローラ支持フレームの移動側支持軸４９を後退させる。これによりラビングローラが両支持軸４９から外れ、これに追随して反対側の端部材も支持軸から外れる。ラビングローラを保持した受台をホームポジションに戻し、新たなラビングローラに交換する。
【００３１】
受台２７を進出させて新たなラビングローラをローラ支持フレームの直下におき、移動側支持軸を進出させる。支持軸の円錐先端６６は端部材の円錐凹所７１に嵌装し、ラビングローラは若干右方向に移動しながら、両側の支持軸４１、４９によって挟持される。このとき嵌合部に塵埃が入って両支持軸とラビングローラとの軸心がずれることがある。この場合には、サーボモータ５１を駆動して昇降ブロック４６を上下動してラビングローラの軸心とガラス基板の上面とを平行にして、再びラビング加工を開始する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラビングローラ及びその支持機構の断面図
【図２】ラビング装置の側面図
【図３】ラビング装置の平面図
【図４】ラビング装置の正面図
【図５】従来のラビングローラ及びその支持機構の断面図
【符号の説明】
２２    旋回テーブル
３７    枢支ピン
３８    ローラ支持フレーム
４１    支持軸
４３    駆動リング
４９    支持軸
５１    サーボモータ
５２    ラビングローラ
５３    円筒体
５５    ベアリング
５６    端部材
５７    円錐受
５８    開口
６２    ラビリンス
６３    爪
６４    爪
６６    円錐端
６７    貫通孔
６８    軸孔
Ａ  ローラ支持機構
Ｂ  ローラ駆動機構
Ｃ  送り機構
【図１】
0003565680.tif 000002
【図２】
0003565680.tif 000003
【図３】
0003565680.tif 000004
【図４】
0003565680.tif 000005
【図５】
0003565680.tif 000006