(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にスクライブラインを形成するためのカッターホイールを回転可能に保持するホルダを備えた旋回機構付きスクライブヘッドであって、
駆動手段によって回転するボールネジと、
該ボールネジの回転によって昇降するスライダと、
該スライダに装着され、前記ボールネジの終端部と結合時に前記ボールネジとともに回転する回転子と、
前記ホルダに接続された外筒部材と、
前記回転子と前記外筒部材との間に設けられ、前記回転子の一方向の回転力のみを前記外筒部材に伝達するワンウェイクラッチと、
を有することを特徴とする旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項２】
前記外筒部材の外周部に位置決め溝が形成され、
該位置決め溝に差し込まれるボールプランジャが、前記スライダに突設されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項３】
前記位置決め溝は、前記外筒部材の外周部に沿って９０度間隔で複数形成されていることを特徴とする請求項２に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項４】
前記外筒部材の外周部に刃先位置確認溝が形成されており、該刃先位置確認溝に対向する位置に刃先方向検出センサ部が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項５】
前記外筒部材と前記ホルダとは、外筒部材の下端部に形成された回転結合溝に、ホルダの上部に形成されたキャスターピンが嵌合することにより接続されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項６】
前記回転結合溝及びキャスターピンは、互いに遊びを有して嵌合されていることを特徴とする請求項５に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【請求項７】
前記駆動手段は、サーボモータであることを特徴とする請求項１に記載の旋回機構付きスクライブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は旋回機構付きスクライブヘッドに関し、さらに詳しくは、基板にスクライブラインを形成するカッターホイールをスクライブラインの進行方向の所定角度に正確に回転させる旋回機構付きスクライブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来では、脆性材料などのガラス基板を所望の大きさに分断するために、カッターホイールの刃を所定の荷重でガラス基板の表面に圧接させた状態でガラス基板を移動させながらその表面にスクライブラインを形成している。
【０００３】
さらに、ガラス基板のスクライブラインに付加的な所定の力を加えて、ガラス基板を分断する。
【０００４】
このようにガラス基板を分断する基板分断装置１では、図１に示したように、コンベアベルト８によって基板２０を移送しながら基板２０を縦横にスクライブするために、スクライブヘッド１０が基板分断装置１の両側の支柱６上に横に伸張する上部ガイドバー４及び下部ガイドバー５に装着されている。
【０００５】
上部ガイドバー４には、基板２０の上面をスクライブするスクライブヘッド１０が装着されており、下部ガイドバー５上には、基板２０の下面をスクライブするスクライブヘッド１０がそれぞれ装着されて作動する。
【０００６】
上記のように構成された基板分断装置１のスクライブヘッド１０は、韓国公開特許公報第２００６‐１２７０６１号に言及されているように、ガラス基板に圧接された状態で、図２に示したように、スクライブヘッド１０が進行方向に移動されると、スクライブヘッド１０の端部に装着されているカッターホイール１４が進行方向に一直線になって回転しながらスクライブするように構成されている。
【０００７】
カッターホイール１４を回転可能に保持するホルダ１５は、ベアリング１２によって回転軸１６を中心に回転自在に構成されている。カッターホイール１４がガラス基板などに圧接しながら回転すると、回転摩擦力によってホルダ１５がベアリング１２によって自動的に方向が転換されて回転移動される。
【０００８】
さらに、スクライブヘッド１０の端部に装着されているカッターホイール１４の回転中心が、ホルダ１５の回転軸１６の軸心上に位置されず、回転軸１６の軸心から一定間隔Ｓだけ離れて位置されており、スクライブ工程時にスクライブヘッド１０とともに移動する回転軸１６にしたがうようにカッターホイール１４が動きながらスクライブ作業が進行されるように構成されている。
【０００９】
このように構成された従来の基板分断装置１を用いて、図２に示すようにガラス基板のスクライブ作業を実施する場合には、スクライブヘッド１０が基板の縦方向（上部ガイドバー４の延在方向）に移動する時にはホルダ１５に装着されているカッターホイール１４が基板の縦方向に進行する。
【００１０】
カッターホイール１４が、ホルダ１５にしたがって基板を縦方向にスクライブした後、基板を横方向（上部ガイドバー４の延在方向と直交する方向）にスクライブするために、元の位置に戻った後、ホルダ１５が横方向に移動すると、カッターホイール１４がホルダ１５とともに回転して向きを９０度変えた後にスクライブ作業を続行することになる。
【００１１】
しかしながら、カッターホイール１４のスクライブ作業が長期間にかけて繰り返し実施されると、スクライブ時に基板から発生する粉塵などがホルダ１５の回転軸１６のベアリング１２に流入して固着することにより、ホルダ１５がスクライブ方向に合わせて円滑に回転されない問題が発生する。
【００１２】
すなわち、図２に示したように、基板上で縦方向に基板をスクライブした後、他のスクライブ方向である横方向に移動しながら基板をスクライブする時に、カッターホイール１４が縦方向から横方向に向きが転換されるようにホルダ１５が回転されなければならないにもかかわらず、正しく回転されない状態で移動することになる。
【００１３】
この時にホルダ１５とともに横方向に回転されなかったカッターホイール１４は、図２の点線で示したカッターホイール１４のように、縦方向進行時の位置を維持したまま横方向に引かれて行くため、カッターホイール１４が基板を正しくスクライブすることができずに基板表面を引っ掻いてしまい、これにより基板表面にスクラッチが発生して、基板全体が不良品として量産されるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２００６‐１２７０６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の従来技術での問題点を解消するために案出されたものであって、その目的は、基板にスクライブラインを形成するカッターホイールをスクライブ進行方向に正確に移動させる旋回機構が取り付けられたスクライブヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記のような目的を達成するために、本発明の旋回機構付きスクライブヘッドは、基板にスクライブラインを形成するためのカッターホイールを回転可能に保持するホルダと、駆動手段によって回転するボールネジと、該ボールネジの回転によって昇降するスライダと、該スライダに装着され、前記ボールネジの終端部と結合時にボールネジとともに回転する回転子と、ホルダに接続された外筒部材と、回転子と外筒部材との間に設けられ、回転子の一方向の回転力のみを外筒部材に伝達するワンウェイクラッチとを有するように構成される。
【００１７】
外筒部材の外周部には位置決め溝が形成され、位置決め溝に差し込まれるボールプランジャが前記スライダに突設されていてもよい。
【００１８】
位置決め溝は、外筒部材の外周部に沿って９０度間隔で複数形成されていてもよい。
【００１９】
外筒部材の外周部に刃先位置確認溝が形成されており、刃先位置確認溝に対向する位置に刃先方向検出センサ部が設置されていてもよい。
【００２０】
外筒部材とホルダとは、外筒部材の下端部に形成された回転結合溝に、ホルダの上部に形成されたキャスターピンが嵌合することにより接続されていてもよい。
【００２１】
回転結合溝とキャスターピンとは、互いに遊びを有して嵌合されていてもよい。
【００２２】
前記駆動手段は、サーボモータであってもよい。                                        
【発明の効果】
【００２３】
上記のような構成によって、本発明の旋回機構付きスクライブヘッドは、基板にスクライブラインを形成するカッターホイールを基板のスクライブ進行方向に合うように特定角度に正確に回転させることにより、基板のスクライブ時に基板表面にスクラッチなどが発生することを防止することができ、基板の不良品を顕著に減らすことができる。
【００２４】
さらに、カッターホイールをスクライブ進行方向に回転させると同時に前記カッターホイールが所望の角度に正確に回転されたかを確認しながらスクライブ作業を行うことができるので、スクライブヘッドの進行を止めて基板全体が不良になることを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、従来の基板分断装置を示す図面である。
【図２】図２は、従来のスクライブヘッドにおけるカッターホイールによるスクライブ作業が実施される作動状態を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の旋回機構付きスクライブヘッドを示す図面である。
【図４】図４は、本発明の旋回機構付きスクライブヘッドの主要部分を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の旋回機構付きスクライブヘッドが上昇された作動状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の旋回機構付きスクライブヘッドを、添付した図面を参照して以下で具体的に説明する。
【００２７】
本発明の詳細な説明において、従来の基板分断装置の構成要素と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を使う。
【００２８】
本発明の旋回機構付きスクライブヘッドは、図３及び図４に示すように、サーボモータ６０が上部に装着されており、サーボモータ６０によってボールネジ６２が回転される。
【００２９】
サーボモータ６０は、固定板６５に一体に装着されており、固定板６５は、図１に示すように、上部ガイドバー４に該上部ガイドバー４の長さ方向に沿って移動可能に取り付けられている。
【００３０】
ボールネジ６２は、カップリング６１と螺合されており、カップリング６１はスライダ３０と結合されている。
【００３１】
サーボモータ６０によりボールネジ６２が回転されると、カップリング６１が昇降し、カップリング６１に結合されたスライダ３０も固定板６５の一面に沿って昇降する。
【００３２】
スライダ３０の下部側には、ボールネジ６２の終端部と結合及び分離されるように回転子４２がボールネジ６２と同一軸線上に装着される。回転子４２は、ボールネジ６２と結合した時に、ボールネジ６２とともに回転する。
【００３３】
回転子４２の外周には、図示しないワンウェイクラッチが装着されており、回転子４２の一方向の回転力のみを外筒部材４０に伝達する。
【００３４】
具体的には、ワンウェイクラッチは、ボールネジ６２がスライダ３０を上昇させる方向に回転する時のみ、ボールネジ６２と結合された回転子４２の回転力を外筒部材４０に伝達し、ボールネジ６２がスライダ３０を下降させる方向に回転する時は、ボールネジ６２と結合された回転子４２の回転力を外筒部材４０に伝達しないよう構成されている。
【００３５】
したがって、ボールネジ６２が回転子４２と結合した状態でスライダ３０を上昇させる方向に回転すると、外筒部材４０も回転子４２と同一方向に回転するが、ボールネジ６２が回転子４２と結合した状態でスライダ３０を下降させる方向に回転しても、外筒部材４０は回転しない。
【００３６】
以下、本発明に係る旋回機構付きスクライブヘッドの作動状態を詳細に説明する。
【００３７】
図１に示したように基板分断装置１のコンベアベルト８上に基板２０が載置されると、基板２０はコンベアベルト８によって基板分断装置１の上部ガイドバー４上に装着されている、カッターホイール５１を有するスクライブヘッド１０の真下まで移動される。
【００３８】
次いで、基板２０のスクライブ作業を実施するために、 カッターホイール５１を下降させる。
【００３９】
この時、カッターホイール５１を基板２０上に下降させるため、スクライブヘッド１０の上部側に装着されているサーボモータ６０を作動させてボールネジ６２を回転させる。
【００４０】
ボールネジ６２が回転することにより、図４に示すように、カップリング６１が下降し、カップリング６１と結合されているスライダ３０も下降する。
【００４１】
スライダ３０が基板２０に向かって下降すると、スライダ３０の下端に装着されているホルダ５０が下降して、その下端部に装着されているカッターホイール５１が基板２０の上面に当接する位置に導かれる。
【００４２】
この状態でスクライブヘッド１０を上部ガイドバー４に沿って移動させることにより、基板２０の表面に、上部ガイドバー４の延在方向に伸びるスクライブラインが形成される。
【００４３】
次いで、上部ガイドバー４の延在方向と直交する方向にスクライブラインを形成する場合は、カッターホイール５１を上昇させて基板２０の表面から引き離し、スクライブヘッド１０を上部ガイドバー４に沿って所望の位置まで移動させた後に、再びカッターホイール５１を下降させて基板２０の表面に当接させ、しかる後に、基板２０をコンベアベルト８によって、コンベアベルト８の進行方向に移動させながらスクライブ作業を実施する。
【００４４】
このようなスクライブ作業を繰り返し連続して実施するためには、先のスクライブラインの形成完了から次のスクライブラインの形成開始までの間に、カッターホイール５１の向きを変えなければならない。
【００４５】
スクライブラインの形成が完了したら、まず、カッターホイール５１を上昇させて、基板２０の表面から引き離す必要がある。このために、スクライブヘッド１０の上部に設けられたサーボモータ６０を作動させてボールネジ６２を回転させる。すると、ボールネジ６２の回転によって、カップリング６１及びこれと結合されているスライダ３０が上昇する。
【００４６】
スライダ３０が上昇すると、その下端に装着されているホルダ５０も上昇するので、ホルダ５０の下端に保持されているカッターホイール５１が基板２０の表面から引き離される。
【００４７】
本発明においては、ボールネジ６２は回転するのみで、上下方向の位置は変化しない。
【００４８】
一方、図５に示すように、ボールネジ６２によってスライダ３０が上昇されると、スライダ３０の下部に装着されている回転子４２がボールネジ６２の終端部と結合してボールネジ６２の回転方向に回転される。回転子４２の回転力は、ワンウェイクラッチを介して外筒部材４０に伝達され、外筒部材４０も同一方向に回転する。なお、回転子４２の下側には、ボールネジ６２の終端部との結合時の衝撃を和らげ又は締結力を高めるために、回転子４２を上方向に付勢するスプリング４３が差し込まれて固定されている。
【００４９】
外筒部材４０の下端には回転結合溝４５が形成されており、回転結合溝４５には、ホルダ５０の上端部に径方向に突設されたキャスターピン５２が差し込まれている。
【００５０】
このため、外筒部材４０が回転すると、それに連動してホルダ５０も回転し、ホルダ５０に保持されたカッターホイール５１の向きが変更される。
【００５１】
基板２０の表面に縦横に直交するスクライブラインを形成する場合には、外筒部材４０を９０度ずつ回転させればよい。
【００５２】
つまり、回転子４２からワンウェイクラッチを介して回転力を受けた外筒部材４０が９０度ずつ回転するように調節しておけば、カッターホイール５１を保持するホルダ５０を外筒部材４０に連動して９０度ずつ回転させることができ、基板２０の表面に縦横に直交するスクライブラインを形成することができる。
【００５３】
回転結合溝４５とキャスターピン５２は互いに強制嵌合されておらず、少し緩く嵌め込まれた状態であって、キャスターピン５２が９０度を基準に両方向に微小角度自在に回転することができるように形成することが望ましい。
【００５４】
これは次のような理由によるものである。すなわち、回転結合溝４５とキャスターピン５２が互いに強制嵌合されていると、外筒部材４０が正確に９０度回転されていない場合に、カッターホイール５１の向きがスクライブされるべき方向と正確に一致せず、基板面に引きずり現象が発生し得るので、そのような事態を防止するために、外筒部材４０が固定されている場合でも、ホルダ５０の回転に若干の遊びを持たせておくことが望ましい。
【００５５】
外筒部材４０が９０度回転されると、回転後の位置が変わらないように、外筒部材４０の外周部に形成された位置決め溝２５に、スライダ３０側に突設されたボールプランジャ２４が差し込まれて、９０度回転された状態が安定して維持される。
【００５６】
スライダ３０のボールプランジャ２４及び外筒部材４０の位置決め溝２５は、図３に示すように、９０度間隔で多数個形成させておくことが望ましい。
【００５７】
ボールプランジャ２４が位置決め溝２５に嵌まり込むと、一定以上の回転力が加わらない限り、外筒部材４０の角度は変わらない。
【００５８】
外筒部材４０が固定されると、外筒部材４０の下端に接続されたホルダ５０及びホルダ５０が保持するカッターホイール５１の向きも固定される。
【００５９】
カッターホイール５１の向きが変更されたら、サーボモータ６０を用いてボールネジ６２を逆方向に回転させる。すると、スライダ３０が下降する。
【００６０】
スライダ３０が下降すると、ボールネジ６２の終端部に結合されていた回転子４２は、逆方向の回転力を受けながら分離される。
【００６１】
回転子４２は、ボールネジ６２から分離されるまでは逆方向の回転力を受けるが、ワンウェイクラッチ４０によってその回転力は外筒部材４０には伝達されない。
【００６２】
つまり、スライダ３０を下降させるためにボールネジ６２が逆回転動作をしても、外筒部材４０は回転せず、外筒部材４０の下端に接続されたホルダ５０及びホルダ５０が保持するカッターホイール５１の向きも変化しない。
【００６３】
また、図３に示すように、外筒部材４０の外周に設けられた鍔部に刃先位置確認溝２７を形成し、刃先方向検出センサ部２６を装着しているので、外筒部材４０がボールネジ６２の回転に連動して回転され、それによって外筒部材４０の下端に接続されたホルダ５０及びホルダ５０が保持するカッターホイール５１の向きが９０度変更されたかを正確に検出することができる。
【００６４】
刃先位置確認溝２７の位置が刃先方向検出センサ部２６によって正確に検出されない場合には、スクライブ作業を実施することができないように基板分断装置の作動が停止されるようセッティングされている。すなわち、ボールネジ６２の回転によって外筒部材４０を回転させることができなくなった場合は、刃先方向検出センサ部２６からの信号によってスクライブ作業が行なわれないので、カッターホイール５１の向きの不具合によるスクラッチなどの発生を未然に防止することができる。
【００６５】
上記のように作動するよう構成された本発明のスクライブヘッドは、昇下降用のボールネジ６２を用いてカッターホイール５１を昇降させると同時に、これをボールネジ６２の回転力を用いて強制的に９０度ずつ回転させることができるので、基板のスクライブ作業の正確性を確保することができる。すなわち、ボールネジ６２を用いてスライダ３０を上昇させながらホルダ５０に装着されたカッターホイール５１を９０度ずつ回転させると同時に、カッターホイール５１の位置が正確に回転されたかを刃先位置確認溝２７及び刃先方向検出センサ部２６の構成によって確認した後、カッターホイール５１が正確に回転された状態であった時にのみ基板のスクライブ作業が実行されるので、カッターホイール５１が間違った回転位置にある場合には作動しない。
【００６６】
本発明ではスクライブヘッドがスクライブされる基板の上部側に位置されたものだけを主に説明しているが、本発明はこれに限定されるのではなく、スクライブヘッドがスクライブされる基板の上下部両方に位置された基板分断装置などにも適用することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブ溝を形成するためのスクライブ装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
４  上部ガイドバー
２４  ボールプランジャ
２５  位置決め溝
２６  刃先方向検出センサ部
２７  刃先位置確認溝
３０  スライダ
４０  外筒部材
４２  回転子
４５  回転結合溝
５０  ホルダ
５１  カッターホイール
５２  キャスターピン
６０  駆動手段
６２  ボールネジ
【図１】
0005204872.tif 000002
【図２】
0005204872.tif 000003
【図３】
0005204872.tif 000004
【図４】
0005204872.tif 000005
【図５】
0005204872.tif 000006