(57)【要約】  本発明は、ガラス板の端面を研削加工する工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法に関する。
2014171375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板の端面を研削加工する研削加工工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、
前記管理工程は、
前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、
前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、
前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、
前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、
を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を前記標準偏差とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を前記標準偏差とする請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が一部重複するように設定される請求項２又は３に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複しないように設定される請求項２又は３に記載のガラス板の製造方法。
【請求項６】
前記ガラス板は矩形状であり、前記ガラス板の４辺の端面において前記標準偏差を演算する請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板である請求項１から６のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法の管理工程を予めプログラムされた工程に従って自動的に実行することを特徴とするガラス板の製造装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法の管理工程によって検査されたガラス板であって、平均強度が１１０ＭＰａ以上であることを特徴とするガラス板。
【請求項１０】
前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板である請求項９に記載のガラス板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ用、又はプラズマディスプレイ用として使用されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用ガラス板は、製造工程において、その端面が面取り砥石によって研削加工（面取り加工）される。【０００３】
特許文献１には、ガラス板の端面の研削加工中に端面に生じるヤケ（Ｄｉｍｍｉｎｇ ｏｒ Ｓｔａｉｎｉｎｇ）、チッピングの度合いによって、ガラス板が破損することが開示されている。特許文献１では、ガラス板の端面をレーザー顕微鏡によって撮像し、その画像を白黒二値化処理することにより、端面に存在する凹部（ｃｏｎｃａｖｅ）を白画像、端面の鏡面となる平坦部を黒画像として識別し、黒画像の面積に対する白画像の面積の比率に基づいて、ガラス板の端面の性状（粗さ、ヤケ、チッピング等）を評価している。【０００４】
また、特許文献２には、ガラス板の端面に存在する傷が、ガラス板の機械的強度（曲げ強度に相当）を支配する因子の一つであることが開示され、ガラス板の機械的強度を向上させるために、５００メッシュよりも細かい粒子の砥粒を有する砥石によって端面を研削加工することが開示されている。【０００５】
更に、特許文献３には、ガラス板の端面を撮像し、その画像の輝度値に基づいて端面の表面粗さを検査する端面検査方法が開示されている。【０００６】
一方、ガラス板の曲げ強度は、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査され、破壊強度として評価される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２／００５０１９号
【特許文献２】日本国特開２００１−２６１３５５号公報
【特許文献３】日本国特開２０１１−２２７０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＦＰＤ用ガラス板の曲げ強度は、上述の４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されるが、この試験は、１ロットの複数枚のガラス板から任意に抜き取った１枚のガラス板に対して実施される試験である。よって、この試験は当然ながら、製造されたガラス板の全数を検査する試験ではない。【０００９】
また、特許文献１、３は、ガラス板の端面画像を画像処理するものの、その結果に基づいてガラス板の曲げ強度を管理するものではない。【００１０】
更に、特許文献２は、ガラス板の曲げ強度を低下させないための砥石の番手（砥石の粒度）が記載されているのみであり、ガラス板の端面画像に基づいて、ガラス板の曲げ強度を管理するものではない。【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理できるガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板の端面を研削加工する研削加工工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法を提供する。【００１３】
本発明の一態様は、ガラス板の端面を研削加工した際に、ガラス板の端面とガラス板の主面との境界隅部に発生する微小な凹凸（ｕｎｅｖｅｎｎｅｓｓ）が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という本願発明者の知見に基づいてなされたものである。つまり、ガラス板の端面の長さ方向に直交した直交方向（幅方向）における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という知見である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を非破壊で管理するものである。【００１４】
ここで、本発明で述べる前記凹凸の大きさとは、端面と主面との境界隅部における主面の、端面の長さ方向に直交する直交方向の長さ（以下、幅寸法とも言う。）を指す。その幅寸法は、前記境界隅部を含む端面を撮像した撮像手段の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、１画素分の長さを予め設定し、端面の画像を構成する複数の画素のうち、前記直交方向の１列の画素数を列毎に計数することで、１列毎の幅寸法を得ることができる。なお、本願発明の主たる特徴は、幅寸法を得ることではなく、凹部（ｃｏｎｃａｖｅ）と凸部（ｃｏｎｖｅｘ）とによって異なる１列毎の画素数（標準偏差を演算する場合の一群のデータに相当）の標準偏差によってガラス板の曲げ強度を非破壊で管理することにある。【００１５】
本発明の一態様によれば、まず、撮像工程において、ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する。つまり、凹凸が存在する境界隅部を含む端面を撮像手段によって撮像する。次に、凹凸画像取得工程において、ガラス板の端面の画像を画像処理手段によって画像処理（白黒二値化処理）し、端面の凹凸画像（黒画像）を取得する。次いで、標準偏差演算工程において、凹凸画像を構成する撮像手段の１列毎の画素数に基づき、画素数の標準偏差を演算手段によって演算する。そして、曲げ強度変換工程において、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する。【００１６】
これにより、本発明の一態様によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の曲げ強度を管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。【００１７】
前記強度変換手段には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。強度変換手段に記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。【００１８】
また、前記撮像工程においては、ガラス板の主面のうねりや段差が端面の凹凸と判断される場合やハマカケ等の欠点による異常値が発生する場合もあるので、ガラス板の端面を長さ方向において分割して撮像することが好ましい。【００１９】
また、前記標準偏差演算工程における画像内の標準偏差の演算は、端面の全長画像全体に対して行う方法もあるが、この方法であるとガラスエッジの微妙な傾きやエッジのうねりを凹凸ととらえてしまう。【００２０】
そこで、本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を前記標準偏差とすることが好ましい。【００２１】
本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を前記標準偏差とすることが好ましい。【００２２】
これにより、ガラス板の端面に生じている欠点、ガラス板の端面に付着している塵等の外乱、すなわち、１列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。【００２３】
本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が一部重複するように設定されることが好ましい。【００２４】
本発明の一態様によれば、隣接する端面の凹凸画像を一部重複させることによって、端面全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板のみを後の工程に送ることができる。【００２５】
本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複しないように設定されることが好ましい。【００２６】
本発明の一態様によれば、隣接する凹凸画像が重複しない場合、例えば、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板の同じ長さの１辺に対して、撮像手段による端面の撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。【００２７】
本発明の一態様は、前記ガラス板は矩形状であり、前記ガラス板の４辺の端面において前記標準偏差を演算することが好ましい。【００２８】
本発明の一態様によれば、矩形状のガラス板の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板の強度の信頼性が向上する。【００２９】
本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。【００３０】
本発明の一態様によれば、高品質性が求められるフラットパネルディスプレイ用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。【００３１】
本発明の一態様は、前記目的を達成するために、本発明のガラス板の製造方法の管理工程を予めプログラムされた工程に従って自動的に実行することを特徴とするガラス板の製造装置を提供する。【００３２】
本発明の一態様によれば、ガラス板の曲げ強度を、ガラス板を破壊することなく管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理することもできる。【００３３】
本発明の一態様は、本発明のガラス板の製造方法の管理工程によって検査されたガラス板であって、平均強度が１１０ＭＰａ以上であることを特徴とするガラス板を提供する。【００３４】
本発明の一態様によれば、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験において、平均強度が１１０ＭＰａ以上の強度を保証したガラス板を提供できる。【００３５】
本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。【００３６】
本発明の一態様によれば、強度を保証したフラットパネルディスプレイ用ガラス板を提供できる。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理でき、また、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理可能である。【００３８】
また、本発明によれば、強度を保証したガラス板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、実施の形態のガラス板の強度管理装置の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した強度管理装置の構成を示したブロック図である。
【図３】図３は、図１に示した強度管理装置の側面図である。
【図４】図４は、図１に示した撮像部の構成を示した模式図である。
【図５】図５は、ガラス板の端面の１ショット分の画像を模式的に示した説明図である。
【図６】図６は、ガラス板の端面画像を示した説明図である。
【図７】図７は、ガラス板の端面画像を示した説明図である。
【図８】図８は、ガラス板の端部の概略断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、端面の標準偏差と４点曲げ強度との関係を示した相関図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板の好ましい実施の形態について説明する。
【００４１】
本発明のガラス板のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置は、特にＦＰＤ用に適したガラス板の曲げ強度を、後述する標準偏差に基づいて管理する管理工程を備えた製造方法及び製造装置である。具体的には、ガラス板の端面を研削加工する工程を経たガラス板の端面（端面と主面との境界隅部を含む面）を、ＣＣＤカメラ等の撮像手段によって撮像し、端面の画像の画素数に基づいて標準偏差を演算し、演算した標準偏差をガラス板の曲げ強度に変換するものである。また、ガラス板の製造方法においては、ガラス板を破壊することなく、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理するものである。
【００４２】
一方で、本発明のガラス板とは、本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置によって管理された、標準偏差が６．５μｍ以下のガラス板であり、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験において、平均強度が１１０ＭＰａ以上の強度（図９参照）を保証したＦＰＤ用ガラス板である。
【００４３】
〔強度管理装置１０の主構成〕
図１は、実施の形態のガラス板の製造装置に搭載された、ガラス板２０の強度管理装置１０の斜視図である。図２は、図１に示した強度管理装置１０の構成を示したブロック図である。
【００４４】
図１の如く強度管理装置１０は撮像部１２、画像処理手段１４（図２参照）等を備えた制御部１６、及びガラス板検出部１８を備える。強度管理装置１０は、撮像部１２によってガラス板２０の端面の上端面ａ及び下端面ｂを撮像する（図４参照）。図１では、ガラス板２０の対向する端面２１Ａ、２１Ｂに対向して撮像部１２が２台備えられ、端面２１Ａ、２１Ｂの上端面ａ及び下端面ｂの撮像を同時に行う。なお、図１には図示していないが、ガラス板２０の別の対向する端面２２Ａ、２２Ｂの上端面ａ及び下端面ｂを撮像する別の２台の撮像部１２を備えることが好ましい。この場合、ガラス板２０は、矢印Ａで示すガラス板２０の搬送方向に対して水平方向に直交した方向に搬送方向を変更し、端面２２Ａに対向して別の一方の撮像部１２を配置し、端面２２Ｂに対向して別の他方の撮像部１２を配置すればよい。これにより、矩形状のガラス板２０を搬送しながら、ガラス板２０の全端面２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂの上端面ａ及び下端面ｂを撮像できる。上端面ａ及び下端面ｂを撮像することで、全端面２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂとガラス板２０の上面（主面）２３Ａ及び下面（主面）２３Ｂとの境界隅部を撮像できる。
【００４５】
〈ガラス板２０〉
以下の説明では、ＦＰＤ用ガラス板２０として、アルカリ成分をほとんど含まず、低膨張率、高耐熱性等に優れた無アルカリガラスであって、厚さが０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス板を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマディスプレイ（ＰＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、及び有機ＥＬディスプレイ用ガラス板であってもよい。また、前記厚さは一例であって上記厚さに限定されるものではない。
【００４６】
ガラス板２０のサイズは、第３世代のガラス板（５５０ｍｍ×６５０ｍｍ）、第４世代のガラス板（６８０ｍｍ×８８０ｍｍ）、第５世代のガラス板（１０００ｍｍ×１２００ｍｍ）、第６世代のガラス板（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第７世代のガラス板（１９００ｍｍ×２２００ｍｍ）、第８世代のガラス板（２２００ｍｍ×２４００ｍｍ）、第９世代のガラス板（２４００ｍｍ×２８００ｍｍｍ）、及び第１０世代のガラス板（２８００ｍｍ×３０００ｍｍ）のいずれについても、本発明を問題なく適用できる。
【００４７】
特に、第７世代以上のガラス板２０では、量産工程における損失を低減する効果がより大きく、鏡面加工のような特殊な加工工程における生産効率を飛躍的に伸ばすことができる。面取り加工工程で端面を加工する方式としては、例えば、ガラス板２０の端面に対向して加工面が配置された回転砥石（面取り砥石）をガラス板２０の端面に押し当てて、ガラス板２０の端面を加工する水平加工、又はバフ加工が挙げられる。いずれの加工方式も、高品位の端面加工を達成することができ、かつ加工工程の加工速度を低下させずに、一定のスループットを維持することができる。
【００４８】
〈ガラス板２０の搬送系〉
図３は、複数本の搬送ローラ４６、４６…によって搬送されるガラス板２０の端面２１Ａ側から撮像部１２を見た側面図である。図３では、３本の搬送ローラ４６、４６…を図示しているが、搬送ローラ４６は４本以上配置されている。複数本の搬送ローラ４６、４６…はガラス板２０の下面２３Ｂを支持し、搬送ローラ４６、４６…の回転によってガラス板２０を矢印Ａ方向に水平搬送する。撮像部１２は、隣接する搬送ローラ４６、４６の間に配置されている。
【００４９】
ガラス板２０は、製造工程において、端面の研削加工を行う研削加工部を経た後、洗浄・乾燥工程を経て、強度管理装置１０に搬送ローラ４６によって搬送される。なお、強度管理装置１０で得られたガラス板２０の端面の標準偏差及び強度の情報は、製造工程の前段に配置された前記研削加工部にフィードバックされ、研削砥石の交換情報、加工条件変更情報等として利用される。
【００５０】
〈撮像部１２〉
図１に示す撮像部１２は、凹み（ｃｏｎｃａｖｅ）部位２４を備えた本体部２６を有し、凹み部位２４に囲まれる空間をガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂが通過する構成となっている。そして、撮像部１２は、透過型撮像を行うカメラ２８、３０と、カメラ２８に対応する光源３２及びコリメートレンズ３４と、カメラ３０に対応する光源３６及びコリメートレンズ３８とを備える。撮像部１２は、カメラ２８によって、ガラス板２０の端面２１Ａと上面２３Ａとの境界隅部（１辺）を含む上端面ａ（図４参照）を斜め上方向から撮像し、カメラ３０によって、ガラス板２０の端面２１Ａと下面２３Ｂとの境界隅部（１辺）を含む下端面ｂ（図４参照）を斜め下方向から撮像する。
【００５１】
なお、ガラス板２０の端面２１Ｂ側に配置された撮像部１２に関しては、カメラ２８、３０等の図示を省略しているが、端面２１Ｂ側の撮像部１２も端面２１Ａ側の撮像部１２と構成は同一である。また、図１では、撮像部１２の構成を明示するために、垂直軸に対して本体部２６を、９０度位置をずらした形態で示している。
【００５２】
また、撮像部１２では、ガラス板２０の上面２３Ａ及び下面２３Ｂに対する垂直方向と、カメラ２８、３０の撮像方向（光軸）とのなす角度が１４°に設定されている。角度は１４°に限定されないが、角度を例えば１４°等のように設定することによって、カメラ２８と、光源３６及びコリメートレンズ３８との干渉や、カメラ３０と、光源３２及びコリメートレンズ３４との干渉を防止できる。なお、カメラ２８、３０の位置は、ガラス板２０の搬送方向に沿って若干ずれていてもよい。
【００５３】
図４は、撮像部１２の構成を示した模式図である。
【００５４】
また、図４には、ガラス板２０の搬送方向側から見た場合の、カメラ２８、３０、カメラ２８に対応する光源３２及びコリメートレンズ３４、及び、カメラ３０に対応する光源３６及びコリメートレンズ３８の配置位置が示されている。
【００５５】
ガラス板２０は、搬送ローラ４６によって搬送され、ガラス板２０の端面２１Ａが、撮像部１２の凹み部位２４に囲まれた空間を通過する。また、図４では、端面２１Ａにおいて、面取り砥石によって研削加工が行われた箇所が太線で示されている。なお、図４では、端面２１Ａ側の撮像部１２のみを図示しているが、ガラス板２０の搬送経路を挟んだ端面２１Ｂにおいても同様の構成の撮像部１２が配置されている。
【００５６】
カメラ２８は、ガラス板２０の上面２３Ａ側に配置され、上面２３Ａ側からガラス板２０の端面２１Ａを撮像する。カメラ２８に対応する光源３２は、凹み部位２４を介して、カメラ２８に対向するように配置され、カメラ２８に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ３４を通過することによって、カメラ２８に平行光が入射する。光源３２から照射された光は、コリメートレンズ３４を介してガラス板２０の端面２１Ａ近傍に平行光として入射し、ガラス板２０を通過した光がカメラ２８に入射する。したがって、カメラ２８は、透過型撮像でガラス板２０の端面２１Ａの上端面ａを撮像する。
【００５７】
カメラ３０は、ガラス板２０の下側に配置され、下側からガラス板２０の端面２１Ａを撮像する。カメラ３０に対応する光源３６は、凹み部位２４を介して、カメラ３０に対向するように配置され、カメラ３０に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ３８を通過することによって、カメラ３０に平行光が入射する。光源３６から照射された光は、コリメートレンズ３８を介してガラス板２０の端面２１Ａ近傍に平行光として入射し、ガラス板２０を通過した光がカメラ３０に入射する。したがって、カメラ３０は、透過型撮像でガラス板２０の端面２１Ａの下端面ｂを撮像する。
【００５８】
つまり、ガラス板２０が撮像部１２を通過することによって、上端面ａと下端面ｂとを同時に撮像できる。
【００５９】
〈制御部１６〉
図２に示す制御部１６は、カメラ２８、３０の１ショットの撮像間隔を、例えばミリ秒間隔に制御する。すなわち、カメラ２８、３０は、端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向（ガラス板の１辺の長さ方向）において端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像する。撮像間隔は、ガラス板２０の搬送速度、カメラ２８、３０の撮像素子のサイズ及び画素数に基づいて設定される。また、撮像間隔は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの全面を撮像可能な撮像間隔が好ましい。具体的には、分割された複数の画像において、隣接する画像が一部重複するように設定されることが好ましい。なお、隣接する画像が重複しないように設定されてもよい。
【００６０】
図５は、ガラス板２０の端面の１ショット分の画像を模式的に示した説明図である。
【００６１】
図５の矢印Ｂで示す範囲は、端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向に１画素ずつずらした所定の演算範囲を示している。全ての矢印Ｂの長さは同じである。後述する演算・制御手段（演算手段）４２では、前記演算範囲毎に標準偏差を計算し、得られた複数の標準偏差の平均値を１ショット分の移動標準偏差（Ｍｏｖｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ：第１の標準偏差）として算出する。そして、１辺を構成する複数の１ショット分の画像の移動標準偏差から中央値（第２の標準偏差）を計算し、中央値をその辺の評価値（標準偏差）として出力する。
【００６２】
また、制御部１６は図２の如く、画像処理手段１４、ディスプレイ装置４０、ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶手段が内蔵されたＭＰＵ又はＣＰＵ等の演算・制御手段４２、及び強度変換手段４４等を備えている。
【００６３】
画像処理手段１４は、カメラ３０で撮像した、図６及び図７に示す画像の端面の画像Ｐ、Ｑを白黒二値化処理（画像処理）して凹凸画像を取得する。端面の画像Ｐ、Ｑはディスプレイ装置４０に表示される。
【００６４】
図６の端面は、図７の端面よりも番手（砥石の粒度）の小さい研削砥石によって研削加工されたものであり、図６の画像Ｐによれば図７の画像Ｑよりも凹凸が明確に表示されている。
【００６５】
図６の画像には、端面の画像Ｐを挟んで上側に白画像Ｒ１と下側に白画像Ｓ１とが存在する。また、図７の画像も同様に、端面の画像Ｑを挟んで上側に白画像ｒ１と下側に白画像ｓ１とが存在する。
【００６６】
図８は、ガラス板２０の端部の概略断面図である。図８の断面図と図６の画像との関係について説明する。
【００６７】
図６、図７に示した白画像Ｒ１、ｒ１は、図８の撮像領域１の画像（空間画像）である。図６、図７に示した端面の画像Ｐ、Ｑは、図８の撮像領域２の画像である。図６、図７に示した白画像Ｓ１、ｓ１は、図８の撮像領域３の画像（ガラス板２０の下面２３Ｂの画像）である。
【００６８】
そして、図６、図７の白画像Ｒ１、ｒ１と端面の画像Ｐ、Ｑとの境界隅部５、６が、図８の端面２１Ａの略中央部に存在する境界隅部（稜線部）５、６である。また、図６、図７の白画像Ｓ１、ｓ１と端面の画像Ｐ、Ｑとの境界隅部７、８が、図８の端面２１Ａと下面２３Ｂとの境界隅部（稜線部）７、８である。図６、図７によれば、境界隅部７、８に凹凸が発生しているのが分かる。
【００６９】
演算・制御手段４２は、前記記憶手段に予め記憶されている本発明の強度管理方法のプログラムを、規定の順序に従って実行する。これにより、ガラス板２０の端面の画像Ｐ、Ｑから後述する標準偏差が演算される。強度管理装置１０を監視するオペレータは、前記演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を管理する。また、標準偏差に基づいて前工程の研削加工工程に情報を与えることもできる。
【００７０】
強度変換手段４４は、前記標準偏差を曲げ強度に相関する数値（データ）に変換する。前記標準偏差及びその変動並びに前記数値は、ディスプレイ装置４０にグラフ化されて表示されることが好ましい。
【００７１】
図１に示すガラス板検出部１８は、ガラス板２０の通過を検出するセンサである。ガラス板検出部１８は、ガラス板２０における進行方向側の端面２２Ａがガラス板検出部１８の配置位置近傍を通過したことを検出する。図１に示す例では、ガラス板検出部１８は、撮像部１２に対してガラス板２０の搬送経路の上流側に配置され、ガラス板検出部１８の直下をガラス板検出部１８の端面２２Ａが通過したことを検出する。
【００７２】
制御部１６は、ガラス板検出部１８が、ガラス板２０の端面２２Ａの通過を検出すると、カメラ２８、３０の撮像開始タイミングを制御して、カメラ２８、３０にガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの撮像を実行させる。
【００７３】
〔強度管理装置１０の他の形態〕
図１に示した強度管理装置１０は、ガラス板製造工程で搬送中のガラス板２０の端面を撮像するために、カメラ２８、３０を固定して端面を撮像しているが、ガラス板２０が停止している場合には、カメラ２８、３０を端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向（ガラス板の１辺の長さ方向）に沿って移動させて端面２１Ａ、２１Ｂを撮像してもよい。また、カメラ２８、３０の１ショットの撮像で全端面を撮像してもよい。
【００７４】
〔強度管理装置１０による強度管理方法〕
強度管理装置１０が実行する強度管理方法は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂをカメラ２８、３０によって撮像する撮像工程、端面２１Ａ、２１Ｂの画像を画像処理手段１４によって白黒二値化処理し、端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程、凹凸画像を構成するカメラ２８、３０の画素数に基づいて画素数の標準偏差を演算・制御手段４２によって演算する標準偏差演算工程等を備えている。
【００７５】
本発明の着眼点は、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂを研削加工した際に、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂとガラス板２０の上面２３Ａ、下面２３Ｂとの境界隅部に発生する微小な凹凸（図６、図７参照）が、ガラス板２０の曲げ強度と相関がある、という点にある。つまり、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの長さ方向に直交した直交方向（幅方向）における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板２０の曲げ強度と相関がある、という点である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板２０の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板２０の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算・制御手段４２によって演算された標準偏差に基づいてガラス板２０の強度を非破壊で管理することにある。
【００７６】
前記凹凸の大きさは、ガラス板２０の端面の長さ方向に直交した直交方向における長さ（幅寸法）で表わされる。図５では、端面２１Ａ、２１Ｂに生じた凹部Ｃ、凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが誇張して示されている。
【００７７】
図５に基づいて説明すると、凹部Ｃの長さＪ、凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの長さＫ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏは、端面２１Ａ、２１Ｂを撮像したカメラ２８、３０の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、制御部１６の記憶部に１画素分の長さを予め設定し、端面２１Ａ、２１Ｂの画像を構成する複数の画素のうち、端面２１Ａ、２１Ｂの幅方向における１列の画素数を列毎に計数することで、１列毎の長さ（幅寸法）を得ることができる。
【００７８】
なお、本願発明の強度管理方法の主たる特徴は、端面２１Ａ、２１Ｂの幅寸法を得ることではなく、端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸を指標化することにある。つまり、凹部Ｃと凸部Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを指標化するため演算範囲をＢとした標準偏差を計算する。また、カメラ２８、３０の分解能を高くするに従って、管理精度は高くなる。
【００７９】
上記の如く、演算・制御手段４２によって演算されてディスプレイ装置４０に表示された標準偏差に基づいてガラス板２０の強度を管理すれば、ガラス板２０を破壊することなくガラス板２０の曲げ強度を管理できるとともに、ガラス板２０の製造工程において、ガラス板２０の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。
【００８０】
また、標準偏差演算工程では、カメラ２８、３０によって分割して撮像され、かつ画像処理された端面２１Ａ、２１Ｂの複数の凹凸画像において、複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を、その辺の評価値（標準偏差）とすることが好ましい。
【００８１】
ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂの長さが、カメラ２８、３０の撮像視野範囲を超える場合には、１ショットの撮像では、端面２１Ａ、２１Ｂの全長を撮像できない。このため、上記の如く端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像する。この場合には、分割した複数の凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の第１の標準偏差を平均化し、平均化した第２の標準偏差を、曲げ強度変換工程で使用する評価値（標準偏差）とする。
【００８２】
また、カメラ２８、３０によって端面２１Ａ、２１Ｂを分割して撮像し、かつ画像処理された複数の端面２１Ａ、２１Ｂの凹凸画像毎に第１の標準偏差を演算し、複数の前記第１の標準偏差の中央値を、曲げ強度変換工程で使用する評価値（標準偏差）としてもよい。
【００８３】
これにより、ガラス板２０の端面に生じている欠点、ガラス板２０の端面２１Ａ、２１Ｂに付着している塵等の外乱、すなわち、１列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。
【００８４】
分割された凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複して設定されることが好ましいが、重複しなくてもよい。
【００８５】
隣接する凹凸画像を一部重複させることによって、端面２１Ａ、２１Ｂの全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板２０のみを後の工程に送ることができる。
【００８６】
また、隣接する凹凸画像が重複しない場合とは、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板２０の同じ長さの１辺に対して、カメラ２８、３０による撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。
【００８７】
強度管理方法において、ガラス板２０の４辺の端面において標準偏差を演算することが好ましい。これにより、ガラス板２０の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板２０の強度の信頼性が向上する。
【００８８】
また、実施の形態の強度管理方法をＦＰＤ用ガラス板２０に適用することにより、高品質性が求められるＦＰＤ用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。
【００８９】
更に、強度管理装置１０の制御部１６は、強度変換手段４４を備えている。
【００９０】
強度変換手段４４の記憶部には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、ＪＩＳ Ｒ１６０１：２００８またはＩＳＯ １４７０４：２０００に準拠した４点曲げ試験又は３点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。
【００９１】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、ガラス板の端面の標準偏差σ（コバ面偏差）と４点曲げの平均強度Ｐとの関係を示した相関図である。図９（ａ）のグラフは横軸が端面の標準偏差であり、縦軸が４点曲げ強度であり、平均強度が１１０Ｍｐａ以上の強度を保証したＦＰＤ用ガラス板を提供するために、標準偏差が６．５μｍ以下のガラス板を良品として、標準偏差が６．５μｍを超えるガラス板を不良品として評価している。なお、良否の閾値である６．５μｍの数値は、非強化ガラス又は強化ガラス等のガラス板の種類、及び建材用、車両用等のガラス板の用途によって異なる。
【００９２】
図９（ｂ）のグラフの如く、標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。また、標準偏差と曲げ強度とは１対１対応であり、曲げ強度は下限値と上限値とを有する幅を持った値なので、標準偏差も下限値で管理することが好ましい。
【００９３】
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１３年４月１８日出願の日本特許出願２０１３−０８７３４１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１０…ガラス板の強度管理装置、１２…撮像部、１４…画像処理手段、１６…制御部、１８…ガラス板検出部、２０…ガラス板、２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ…端面、２３Ａ…上面、２３Ｂ…下面、２４…凹み部位、２６…本体部、２８、３０…カメラ、３２…光源、３４…コリメートレンズ、３６…光源、３８…コリメートレンズ、４０…ディスプレイ装置、４２…演算・制御手段、４４…強度変換手段、４６…搬送ローラ
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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