(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤが架けられる多数本のワイヤ溝が各外周面に刻設された複数本のワイヤソー用グルーブローラと、
これらのワイヤソー用グルーブローラにワイヤを繰り出す繰出し装置と、
ワイヤソー用グルーブローラから導出されたワイヤを巻き取る巻取り装置とを備え、上記繰出し装置および巻取り装置を駆動することにより、ワイヤソー用グルーブローラ間に架けわたされたワイヤを往復走行させてインゴットを切断するワイヤソーにおいて、
インゴットの切断中に上記ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出し、この検出値に基づいて上記繰出し装置およびまたは巻取り装置の駆動を制御することにより、ワイヤの張力を調節するワイヤソー。
【請求項２】
上記インゴットの切断中に上記ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出する検出部を設け、
この検出部による検出値が基準値よりも大きいとき、繰出し装置のワイヤの繰出し速度を下げる制御、およびまたは、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を上げる制御を行うとともに、上記検出値が基準値よりも小さいとき、繰出し装置からのワイヤの繰出し速度を上げる制御、およびまたは、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を下げる制御を行う張力制御手段を設けた請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項３】
ワイヤソーにあって複数本のワイヤソー用グルーブローラ間に架けわたされたワイヤの、インゴット切断中における張力を制御するワイヤソーのワイヤ張力制御方法であって、
上記インゴット切断中のワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出し、
その検出値が基準値よりも大きいときは、架けわたされたワイヤの張力を増大させるとともに、検出値が基準値よりも小さいときは、このワイヤの張力を減少させるワイヤソーのワイヤ張力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワイヤソーおよびワイヤソーのワイヤ張力制御方法、詳しくはグルーブローラ間に架けわたされたワイヤの、インゴット切断時の張力を制御するワイヤソーおよびそのワイヤ張力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤソーは、繰出し装置のワイヤ繰出し用のリール（またはボビン）から導出されたインゴット切断用のワイヤを、複数本のワイヤソー用グルーブローラに対してコイル状に巻き架け、その後、巻取り装置のワイヤ巻取り用のリール（またはボビン）に巻き取る装置構成となっている。
これらのグルーブローラの基本構造は、円筒形状の台金の外周面に所定厚さのライニング材（ウレタンゴム）を被覆し、このウレタンゴムの外周面にワイヤ溝が刻設されている。
ワイヤソーによる単結晶シリコンインゴットの切断時には、ラッピングオイルに遊離砥粒を含むスラリー状の砥液を供給しながら、往復走行中のワイヤ列に対してインゴットを相対的に押し付ける。これにより、砥粒の研削作用でインゴットが多数枚のウェーハに切断される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、グルーブローラ間には、長尺な１本のワイヤが３５０〜４５０回くらい巻きかけられている。その結果、１本のワイヤが横一列に束ねられた形状のワイヤ列が現出される。
その際、ワイヤは１巻き当たり２０〜４０Ｎの張力でグルーブローラ間に巻きつけられていた。これにより、各グルーブローラは１ｔ程度の大きな力でローラ間方向に締め付けられ、ローラ間の距離はワイヤを巻きかける前よりも短くなっていた。
【０００４】
ところで、ワイヤが新しければ、ワイヤの張力のバラツキはグルーブローラの軸線方向においてほとんど生じない。しかしながら、インゴットを長時間切断していると、ワイヤの巻取り側の部分の磨耗が激しくなる。これによって、新線時に比べてワイヤの張力が低下し、グルーブローラ間の距離が長くなる。
このように、ローラ間の距離の変位が大きくなると、通常、ワイヤの磨耗が激しくなったことが予想される。この現象が起きると、ワイヤがゆるんでインゴットの切断精度が低下するという懸念が生じる。その他、この大きな距離の変位は、グルーブローラのスピンドルに異常が起きた場合にも発生する。
【０００５】
そこで、発明者は、長期にわたる鋭意研究の結果、インゴット切断中のグルーブローラ間の距離を検出し、この検出値に基づいて、ローラ間に巻きかけられたワイヤの張力を調整すれば、ワイヤのゆるみによるインゴットの切断精度の低下を防ぐことができることを知見し、この発明を完成させた。
また、このようにインゴット切断中のグルーブローラ間の距離をモニタリングすれば、グルーブローラのスピンドルの異常を早期に発見できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００６】
【発明の目的】
この発明は、ワイヤの伸びにより生じるインゴットの切断精度の低下を抑えることができ、しかもワイヤソー用グルーブローラのスピンドルの異常を早期に発見することもできるワイヤソーおよびこれに用いられたワイヤの張力制御方法を提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ワイヤが架けられる多数本のワイヤ溝が各外周面に刻設された複数本のワイヤソー用グルーブローラと、これらのワイヤソー用グルーブローラにワイヤを繰り出す繰出し装置と、ワイヤソー用グルーブローラから導出されたワイヤを巻き取る巻取り装置とを備え、上記繰出し装置および巻取り装置を駆動することにより、ワイヤソー用グルーブローラ間に架けわたされたワイヤを往復走行させてインゴットを切断するワイヤソーにおいて、インゴットの切断中に上記ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出し、この検出値に基づいて上記繰出し装置およびまたは巻取り装置の駆動を制御することにより、ワイヤの張力を調節するワイヤソーである。
【０００８】
この発明が適用されるワイヤソーの種類は限定されない。例えば、インゴットを動かしてワイヤ列に押圧、接触させて切断するものでもよい。反対にワイヤ列を動かしてインゴットに押圧、接触させて切断するものでもよい。また、ワイヤ列の上部にインゴット下面が当接するものでもよい。さらに、ワイヤ列の下部にインゴット上面が押し当てられるものでもよい。
ワイヤソーにより切断されるインゴットとしては、例えばシリコン単結晶、化合物半導体単結晶、磁性材料、石英、セラミックスなどが挙げられる。
切断に使用される砥液としては、例えば平均粒径５〜５０μｍのＳｉＣなどの砥粒を含む周知のものを使用することができる。
【０００９】
ワイヤソーに組み配置されるワイヤソー用グルーブローラの本数は複数本であれば限定されない。例えば２本でもよいし、３本以上でもよい。
ワイヤソー用グルーブローラの構造は限定されない。通常は、円筒形状の台金の外周面に所定厚さのライニング材（ウレタンゴム）を被覆し、このライニング材の外周面にワイヤ溝を刻設した構成を有している。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上記インゴットの切断中に上記ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出する検出部を設け、この検出部による検出値が基準値よりも大きいとき、繰出し装置のワイヤの繰出し速度を下げる制御、およびまたは、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を上げる制御を行うとともに、上記検出値が基準値よりも小さいとき、繰出し装置からのワイヤの繰出し速度を上げる制御、およびまたは、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を下げる制御を行う張力制御手段を設けた請求項１に記載のワイヤソーである。
検出部は、ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出することができるものであれば限定されない。例えば静電容量式の変位センサなど、各種のセンサを軸線に近接して配置することができる。
【００１１】
ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離の測定方法は限定されない。例えば、ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を直接的に測定してもよい。また、任意のワイヤソー用グルーブローラまたは全てのワイヤソー用グルーブローラにおいて、インゴット切断中のワイヤの伸びによるローラ軸線の変位を測定し、この測定値から間接的にワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出してもよい。さらに、任意のワイヤソー用グルーブローラまたは全てのワイヤソー用グルーブローラにおいて、ワイヤの巻き掛け側だけで上記ローラ軸線の変位を測定してもよい。反対に、ワイヤの巻き終わり側だけでローラ軸線の変位を測定してもよい。さらには、より高い精度でワイヤの張力の制御を行うために、ワイヤの巻きかけ側とワイヤの巻き終わり側でローラ軸線の変位を測定してもよい。
【００１２】
また、上記基準値とは、インゴットを良好に切断できるワイヤの張力の１つの特定値を意味する他に、インゴットを良好に切断することができるワイヤの張力の特定範囲をも意味する。したがって、この特定範囲の値を示す場合には、グルーブローラ間の距離の検出値が上限の基準値よりも大きければワイヤを緊張させ、反対にこの検出値が下限の基準値よりも小さければワイヤを緩めるという制御が行われることとなる。
上記張力制御手段の具体的な構成は限定されない。要は、検出値が基準値を上回る時に、繰出し装置のワイヤの繰出し速度を下げるとともに、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を上げる制御、または、それらのいずれか一方の制御を行い、また、検出値が基準値よりも下回る時に、繰出し装置のワイヤの繰出し速度を上げるとともに、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を下げるという制御、または、それらのいずれか一方の制御を行うことができればよい。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、ワイヤソーにあって複数本のワイヤソー用グルーブローラ間に架けわたされたワイヤの、インゴット切断中における張力を制御するワイヤソーのワイヤ張力制御方法であって、上記インゴット切断中のワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出し、その検出値が基準値よりも大きいときは、架けわたされたワイヤの張力を増大させるとともに、検出値が基準値よりも小さいときは、このワイヤの張力を減少させるワイヤソーのワイヤ張力制御方法である。
このようなワイヤの伸びに対する具体的な張力制御の方法としては、例えば上述した張力制御手段を用いた方法などが挙げられる。
例えばワイヤ張力を増大させるには、繰出し装置からワイヤソー用グルーブローラへのワイヤの繰出し速度を下げるだけの制御でもよいし、ワイヤソー用グルーブローラから巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を上げるだけの制御でもよい。
【００１４】
【作用】
請求項１〜請求項３に記載の発明によれば、インゴット切断中、ワイヤソー用グルーブローラの軸線間の距離を検出している。
つまり、インゴットを切断してワイヤが磨耗するとワイヤが伸びる。その結果、ワイヤによるワイヤソー用グルーブローラ同士の締めつけ力が低下してローラ軸線間の距離が長くなる。この状態を検出部が検出したときには、基準値に戻るまでこのワイヤの張力を増大させる。
このように制御することで、ワイヤの伸びによるインゴットの切断精度の低下を抑えることができる。
また、このようなワイヤのゆるみの検出は、ワイヤソー用グルーブローラのスピンドルの異常を早期に発見することにもつながる。
【００１５】
特に、請求項２に記載の発明によれば、検出部の検出値が、あらかじめ設定された基準値よりも大きい場合には、張力制御手段からの指令により、繰出し装置からのワイヤの繰出し速度を下げるか、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を上げるか、これら両方のワイヤ速度の制御を行うことでワイヤの張力を増大させる。
また、検出値が基準値よりも小さい場合には、張力制御手段からの指令により、繰出し装置からのワイヤの繰出し速度を上げるか、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度を下げるか、これら両方のワイヤ速度の制御を行うことでワイヤの張力を低減させる。
このうち、グルーブローラの軸線間の距離の変動に合わせて、繰出し装置からグルーブローラへのワイヤの繰り出し速度と、グルーブローラから巻取り装置へのワイヤの巻き取り速度とを同時に行う制御の場合には、単に繰出し装置からのワイヤの繰出し速度をはやめたり、巻取り装置へのワイヤの巻取り速度をはやめたりする際に比べて、グルーブローラ間に巻きかけられたワイヤの張力制御を短時間で行うことができる。しかも、その制御精度も高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１はこの発明の第１の実施例に係るワイヤソーの要部模式図である。
図１において、１０はこの発明の第１の実施例に係るワイヤソーであり、このワイヤソー１０は、ＣＺ法により引き上げられた単結晶シリコン製のインゴットＩを多数枚のウェーハにワイヤ切断する装置である。ワイヤソー１０は、正面視して逆三角形状に配置された３本のグルーブローラ１２を有している。これらのグルーブローラ１２間には、１本のワイヤ１１ａが互いに平行になるように一定のピッチで巻き掛けられている。これにより、グルーブローラ１２間にワイヤ列１１が現出される。ワイヤ列１１は、３本のグルーブローラ１２間で駆動モータにより往復走行される。上側に配置された２本のグルーブローラ１２の中間が、インゴットＩの切断位置となっている。この切断位置の両側部の上方には、砥液をワイヤ列１１上に連続供給する図外の砥液供給部が、例えば一対配設されている。
これらの３本のグルーブローラ１２間の内部空間には、通常、上向きコの字形状をして、インゴットＩの端材を下方から受ける端材受け部材（図示せず）が収納されている。
【００１７】
ワイヤ１１ａは、繰出し装置１３のボビン２０から導出され、供給側のガイドローラ（図示せず）を介して、これらのグルーブローラ１２に架け渡された後、導出側のガイドローラ（図示せず）を介して、巻取り装置１５のボビン２１に巻き取られる。繰出し装置１３および巻取り装置１５の回転軸は、駆動モータ１６，１７の出力軸にそれぞれ連結されている。
各駆動モータ１６，１７を周期的に駆動すると、それぞれ一対の軸受１８に軸支された各ボビン２０，２１が、それぞれの軸線を中心として図１における時計回り方向または反時計回り方向に回転して、ワイヤ１１ａが往復走行する。
【００１８】
なお、図１において、１９はインゴットＩの昇降台、１９ａはインゴットＩを昇降台１９に固定するカーボンベッドである。また、６０はワイヤソー１０全体の制御装置、６１はこの制御装置６０に組み込まれて、検出部Ｓ１，Ｓ２からの検出信号に基づいて、グルーブローラ１２間に巻きかけられたワイヤ１１ａの張力を調整し、ワイヤ１１ａのゆるみによるインゴットＩの切断精度の低下を防ぐ張力制御手段である。これらの制御装置６０および張力制御手段６１は、公知のコンピュータを用いて構成されている。
上記検出部Ｓ１，Ｓ２には、静電容量式の変位センサが採用されている。
このうち、ワイヤ導入側の検出部Ｓ１は、グルーブローラ１２のワイヤ導入側の軸部４０ａと検出部Ｓ１との間隔ｄ１の変位を検出する。一方、ワイヤ導出側の検出部Ｓ２は、グルーブローラ１２のワイヤ導出側の軸部４０ｂと検出部Ｓ２との間隔ｄ２の変位を検出する。
なお、制御装置６０のメモリには、あらかじめインゴットＩを切断する前に測定された間隔ｄ１，ｄ２の値を基準にした間隔ｄ１の上限基準値Ｘａ、間隔ｄ１の下限基準値Ｘｂ、間隔ｄ２の上限基準値Ｙａおよび間隔ｄ２の下限基準値Ｙｂがそれぞれ記憶されている。
【００１９】
次に、図２を参照しながら、この発明の第１の実施例に係るグルーブローラ１２を詳細に説明する。図２は、この発明の第１の実施例に係るワイヤソーに組み込まれたワイヤソー用グルーブローラの拡大断面図である。
ここでは、３本のグルーブローラ１２のうちの下側に配置されたグルーブローラ（駆動側のグルーブローラ）１２を例にとる。なお、残り２本のグルーブローラ（従動側のグルーブローラ）１２にも、同じように各軸部４０ａ，４０ｂの外方に検出部Ｓ１，Ｓ１をそれぞれ配してもよい。
図２に示すように、グルーブローラ１２は、所定間隔をあけて配置された一対の軸受３０，３１間にそれぞれ軸支されている。
各軸受３０，３１は、連結プレートを介して外部部材に固定された円筒ケーシング３２を有している。円筒ケーシング３２には、インナスリーブ３３が内嵌されている。インナスリーブ３３の内部には、６個のベアリング３４を介して、スピンドル３５，３６が周方向へ回転自在に装着されている。また、インナスリーブ３３の外面と円筒ケーシング３２の内面との間には水冷ジャケットが配設され、これらの加熱を防止している。
【００２０】
グルーブローラ１２は、ＳＵＳ製で厚肉な円筒状の台金１２Ａを有している。台金１２Ａの外周面は、厚さ５〜２０ｍｍのウレタンゴム製のライニング材１２ｃで被覆されている。また、ウレタンゴム１２ｃの外周面には、ピッチの短い平行溝である多数本のワイヤ溝１２ａが刻設されている。
また、台金１２Ａの中央部から両端部付近にかけては、比較的薄肉なローラ補強筒材３９が内嵌されている。ただし、このローラ補強筒材３９は必ずしも必要ではない。
さらに、台金１２Ａの両端部には、同じくＳＵＳ製のスリーブ端板４０が内嵌されている。各スリーブ端板４０の外端面の中心部には先端部が徐々に先細化した軸部４０ａ，４０ｂが一体形成されている。このうち、ワイヤ１１ａの導入側が軸部４０ａで、ワイヤ１１ａの導出側が軸部４０ｂである。両軸部４０ａ，４０ｂは、スピンドル３５，３６のグルーブローラ１２側の端面中央部に陥没形成された凹嵌合部に嵌合されている。これにより、左右のスピンドル３５，３６と中央のグルーブローラ１２とは一体的に回転する。
両軸部４０ａ，４０ｂよりワイヤソー内方には、インゴット切断中のグルーブローラ１２間の距離を検出する一対の検出部Ｓ１，Ｓ２が配設されている。ここでいうワイヤソー内方とは、両軸部４０ａ，４０ｂよりもグルーブローラ１２間の方向であることを意味する。また、インゴットＩの切断前において、間隔ｄ１と間隔ｄ２とは同じ距離に設定されているものとする。
【００２１】
次に、図１〜図３に基づいて、このワイヤソー１０によるインゴットＩの切断方法を説明する。図３は、この発明の第１の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
図１，図２に示すように、ワイヤソー１０は、砥液を砥液供給部より供給しながら、駆動モータ１６により繰出し装置１３のボビン２０を回転させて、ワイヤ１１ａを供給側のガイドローラを経てグルーブローラ１２に供給する一方、駆動モータ１７により巻取リール１５のボビン２１を回転させて、グルーブローラ１２、導出側のガイドローラを経てワイヤ１１ａを巻き取る。そして、適宜、各ボビン２０，２１の回転方向を変えることで、ワイヤ１１ａを往復走行させる。
【００２２】
このとき、図外の回転モータによって駆動側のグルーブローラ１２を回転させ、ワイヤ列１１を往復動させる。これに伴い、他の２本の従動側のグルーブローラ１２が軸受３０，３１間で回転するとともに、両ガイドローラも回転する。
このワイヤ列１１の往復走行時に、上方からインゴットＩをワイヤ列１１へ押し付けていく。これにより、インゴットＩが何枚ものウェーハに切断される。すなわち、ワイヤ列１１の往復走行時に、砥液中の遊離砥粒がワイヤ列１１のワイヤ１１ａにより切断溝の底部に擦りつけられることにより、その底部が徐々に削り取られて、最終的に多数枚の薄いウェーハに切断される。
【００２３】
ワイヤソー１０によるインゴットＩの切断を長時間行うと、インゴットＩの押付け力によって、ワイヤ１１ａの巻取り側の部分の磨耗が激しくなる。これによって、新線時に比べてワイヤ１１ａの張力が低下し、グルーブローラ１２間の距離が長くなる。これを、検出部Ｓ１，Ｓ２によって、軸部４０ａと検出部Ｓ１との間隔、および、軸部４０ｂと検出部Ｓ２との間隔ｄ２の各変位として検出する。以下、図３のフローチャートを参照して、インゴット切断時のワイヤ１１ａの張力を制御する方法を詳細に説明する。
【００２４】
まず、ステップ１０１によりメモリなどのイニシャライズが行われる。次いで、制御装置６０のメモリから予め設定、記憶された基準値Ｘａ，Ｘｂ，Ｙａ，Ｙｂを読み出す（ステップ１０２）。インゴット切断中、検出部Ｓ１によって常に軸部４０ａと検出部Ｓ１との間隔ｄ１を検出し、これらの検出信号が張力制御手段６１に送られる（ステップ１０３）。また、検出部Ｓ２からも軸部４０ｂと検出部Ｓ２との間隔ｄ２を検出して、その検出信号が張力制御手段６１に送られる（ステップ１０４）。この際、間隔ｄ１の検出値をＸ１，間隔ｄ２の検出値をＹ１とする。なお、ワイヤ新線時、検出値Ｘ１は制御装置６０のメモリ中の上限基準値Ｘａから下限基準値Ｘｂまでの範囲内に存在し、検出値Ｙ１は上限基準値Ｙａから下限基準値Ｙｂまでの範囲内に存在している。
【００２５】
次に、得られた検出値Ｘ１を上限基準値Ｘａと比較する（ステップ１０５）。長時間インゴットＩを切断していると、ワイヤ１１ａが磨耗して張力が弱まる。すると、その分だけグルーブローラ１２が外方へ移動する。この状態がグルーブローラ１２の繰出し側で起きると、軸部４０ａが検出部Ｓ１から離反し、検出値Ｘ１が上限基準値Ｘａよりも大きくなる。この場合、ステップ１０６へ進み、検出値Ｙ１を上限基準値Ｙａと対比させて、ワイヤ１１ａがグルーブローラ１２の巻取り側で伸びていないかどうかを判断する。一方、検出値Ｘ１が上限基準値Ｘａを下回っていれば、ステップ１１１へ進む。
ステップ１０６において、磨耗によりワイヤ１１ａが伸びていれば、対応する検出部Ｓ２から軸部４０ｂが離反し、検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａよりも大きくなる。すなわち、グルーブローラ１２の繰出し側と巻取り側との両方でワイヤ１１ａに伸びが発生している。この場合には、張力制御手段６１から繰出し装置１３および巻取り装置１５にワイヤ１１ａを緊張するように指令が出される（ステップ１０７）。
よって、この指令により駆動モータ１６の回転速度が下げられ、繰出し装置１３からグルーブローラ１２に供給されるワイヤ１１ａの繰出し速度が下がる。かつ、張力制御手段６１から駆動モータ１７に回転速度を上げる指令が出され、グルーブローラ１２から巻取り装置１５へのワイヤ１１ａの巻取り速度が上がる。こうして、ワイヤ１１ａの張りは、グルーブローラ１２の繰出し側と巻取り側の両方で高められる。
【００２６】
また、ステップ１０６において、検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａを下回っている場合にはステップ１０８へ進む。ここでは、検出値Ｙ１と下限基準値Ｙｂとを対比させる。検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを下回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側でワイヤ１１ａがゆるんでおり、グルーブローラ１２の巻取り側ではワイヤ１１ａが張っている。よって、駆動モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度を下げるとともに、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取り速度も下げる（ステップ１０９）。
また、ステップ１０８で検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを上回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側ではワイヤ１１ａがゆるんでいるが、グルーブローラ１２の巻取り側ではワイヤ１１ａの張りは基準値の範囲である。したがって、駆動モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度を下げ、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取りは通常速度を維持する（ステップ１１０）。
【００２７】
そして、上記ステップ１０５において、検出値Ｘ１が上限基準値Ｘａを下回っていれば、ステップ１１１で検出値Ｘ１と下限基準値Ｘｂとを対比させる。この際、検出値Ｘ１が下限基準値Ｘｂを下回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側でワイヤ１１ａが張り過ぎている。このときにはステップ１１２へ進む。
一方、検出値Ｘ１が下限基準値Ｘｂを上回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側のワイヤ１１ａの張りは基準値の範囲であり、ステップ１１７へ進む。ステップ１１２では、検出値Ｙ１と上限基準値Ｙａとを対比させる。検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａよりも大きい場合には、グルーブローラ１２の繰出し側でワイヤ１１ａが張り過ぎている。一方、グルーブローラ１２の巻取り側ではワイヤ１１ａがゆるんでいる。よって、回転モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度を上げ、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取り速度を上げる（ステップ１１３）。
【００２８】
上記ステップ１１２において、検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａよりも小さい場合にはステップ１１４へ進む。ここでは、検出値Ｙ１と下限基準値Ｙｂとを対比させる。検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを下回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側および巻取り側でワイヤ１１ａが張り過ぎている。そのため、回転モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度を上げる一方、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取り速度を下げる（ステップ１１５）。
また、ステップ１１４において、検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを上回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側ではワイヤ１１ａが張り過ぎているが、グルーブローラ１２の巻取り側ではワイヤ１１ａの張りは基準値の範囲である。よって、駆動モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度を上げ、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取りを通常速度に維持する（ステップ１１６）。
【００２９】
さらに、上記ステップ１１７において、検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａよりも大きい場合には、グルーブローラ１２の繰出し側でのワイヤ１１ａの張りは通常の範囲であるものの、グルーブローラ１２の巻取り側ではワイヤ１１ａがゆるんでいる。したがって、駆動モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出しは通常速度とし、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取りは速度を上げる（ステップ１１８）。
一方、このステップ１１７で、検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａよりも小さければステップ１１９へ進む。ここでは検出値Ｙ１と下限基準値Ｙｂとを対比させる。その際、検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを下回っていると、グルーブローラ１２の繰出し側でのワイヤ１１ａの張りは通常の範囲である。一方、グルーブローラ１２の巻取り側でのワイヤ１１ａは張り過ぎている。よって、回転モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出しは通常速度とし、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取り速度を下げる（ステップ１２０）。
【００３０】
また、このステップ１１９において、検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを上回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側および巻取り側のワイヤ１１ａの張りは、いずれも基準値の範囲である。したがって、駆動モータ１６によるワイヤ１１ａの繰出し速度、および、駆動モータ１７によるワイヤ１１ａの巻取り速度を通常の速度でそれぞれ維持する（ステップ１２１）。
以上、ステップ１０７，ステップ１０９，ステップ１１０，ステップ１１３，ステップ１１５，ステップ１１６，ステップ１１８，ステップ１２０，ステップ１２１のうち、何れかの制御を行った後、このワイヤ１１ａの張力制御を終了する。その後、所定時間毎に上記制御を繰り返す。
【００３１】
このように、ワイヤ１１ａの張力制御を行うようにしたので、ワイヤ１１ａの伸びで発生するインゴットＩの切断精度の低下を抑制することができる。しかも、インゴット切断中、常時、ワイヤ１１ａのゆるみを検出するようにしたので、インゴットの伸びを原因としたワイヤ１１ａの張力の変化、例えばグルーブローラ１２のスピンドル３５，３６の異常なども早期に発見することができる。
また、インゴットの切断時、グルーブローラ１２間の距離の変動に合わせて、繰出し装置からグルーブローラ１２へのワイヤ１１ａの繰り出し速度と、グルーブローラ１２から巻取り装置１５へのワイヤ１１ａの巻き取り速度とを制御するので、単に繰出し装置１３によってワイヤ１１ａの繰出し速度をはやめたり、巻取り装置１５によってワイヤ１１ａの巻取り速度をはやめたりする制御に比べて、グルーブローラ１２間に巻きかけられたワイヤ１１ａの張力制御を短時間で行うことができる。しかも、ワイヤ１１ａの張力制御の精度も高められる。
【００３２】
次に、図４のフローチャートに基づいてこの発明の第２の実施例について説明する。図４は、この発明の第２の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
この第２の実施例に係るワイヤソーおよびこれに用いられたワイヤの張力制御方法の特長は、ワイヤ１１ａの張力制御を簡略化するために、インゴット切断時のワイヤ１１ａの張力制御を、検出部Ｓ１からの検出信号に基づいて、繰出し装置１３だけで行う点である。
【００３３】
まず、ステップ２０１により張力制御手段６１などでの各種装置のイニシャライズが行われる。次いで、制御装置６０のメモリから基準値Ｘａ，Ｘｂを読み出す（ステップ２０２）。インゴット切断中、常時、検出部Ｓ１によって軸部４０ａと検出部Ｓ１との間隔ｄ１を検出し、その検出信号を張力制御手段６１に送る（ステップ２０３）。
得られた検出値Ｘ１を、上限基準値Ｘａと比較する（ステップ２０４）。検出値Ｘ１が上限基準値Ｘａを上回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側でワイヤ１１ａがゆるんでいる。よって、繰出し装置１３の駆動モータ１６の回転を下げてワイヤ１１ａを張る（ステップ２０５）。一方、ステップ２０４で検出値Ｘ１が上限基準値Ｘａを下回っていればステップ２０６へ進み、検出値Ｘ１と下限基準値Ｘｂとを対比させる。検出値Ｘ１が下限基準値Ｘｂを下回っていれば、グルーブローラ１２の繰出し側でワイヤ１１ａが張りすぎている。そこで、繰出し装置１３の駆動モータ１６の回転を上げ、ワイヤ１１ａをゆるめる（ステップ２０７）。一方、ステップ２０６で検出値Ｘ１が下限基準値Ｘｂを上回っていれば、この繰出し側でのワイヤ１１ａの張りは基準値の範囲である。そのため、駆動モータ１６の回転速度は通常の速度とする（ステップ２０８）。
その他の構成、作用、効果は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００３４】
次に、図５のフローチャートに基づいて、この発明の第３の実施例について説明する。図５は、この発明の第３の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
この第３の実施例に係るワイヤソーおよびこれに用いられたワイヤの張力制御方法の特長は、ワイヤ１１ａの張力制御を簡略化するために、インゴット切断時のワイヤ１１ａの張力制御を、検出部Ｓ２からの検出信号に基づいて、巻取り装置１５だけで行う点である。
【００３５】
まず、ステップ３０１においては各種イニシャライズ処理が行われる。次いで、制御装置６０のメモリから基準値Ｙａ，Ｙｂを読み出す（ステップ３０２）。インゴット切断中、常時、検出部Ｓ２によって軸部４０ｂと検出部Ｓ２との間隔ｄ２を検出し、その検出信号を張力制御手段６１に送る（ステップ３０３）。
その後、得られた検出値Ｙ１を上限基準値Ｙａと比較する（ステップ３０４）。検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａを上回っていれば、ワイヤ１１ａがゆるんでいる。よって、駆動モータ１７の回転を上げてグルーブローラ１２の巻取り側のワイヤ１１ａを張る（ステップ３０５）。一方、このステップ３０４で検出値Ｙ１が上限基準値Ｙａを下回っていればステップ３０６へ進み、検出値Ｙ１と下限基準値Ｙｂと比較する。検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを下回っていれば、ワイヤ１１ａが張りすぎているので、巻取り装置１５の駆動モータ１７の回転を下げてワイヤ１１ａをゆるめる（ステップ３０７）。また、検出値Ｙ１が下限基準値Ｙｂを上回っていれば、ワイヤ１１ａの張りが基準値の範囲であるので、駆動モータ１６は通常の回転を維持する（ステップ３０８）。
その他の構成、作用、効果は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００３６】
【発明の効果】
この発明によれば、グルーブローラの軸線間の距離の変位を検出部によって検出し、その検出値に基づいてワイヤの張力を制御するようにしたので、ワイヤの伸びにより起きるインゴットの切断精度の低下を抑えることができる。また、ワイヤソー用グルーブローラのスピンドルの異常も早期に発見することができる。
【００３７】
特に、請求項２に発明によれば、グルーブローラの軸線間の距離の変動に合わせて、繰出し装置からグルーブローラへのワイヤの繰り出し速度と、グルーブローラから巻取り装置へのワイヤの巻き取り速度とを同時に行う制御を行った場合には、単に繰出し装置からのワイヤの繰出し速度をはやめたり、巻取り装置によるワイヤの巻取り速度をはやめたりするのに比べて、グルーブローラ間に巻きかけられたワイヤの張力制御を短時間で行うことができ、その制御精度も高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係るワイヤソーの要部模式図である。
【図２】この発明の第１の実施例に係るワイヤソーに組み込まれたワイヤソー用グルーブローラの拡大断面図である。
【図３】この発明の第１の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
【図４】この発明の第２の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
【図５】この発明の第３の実施例に係るワイヤの張力制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ワイヤソー、
１１ａ  ワイヤ、
１２ａ  ワイヤ溝、
１２  ワイヤソー用グルーブローラ、
１３  繰出し装置、
１５  巻取り装置、
Ｉ  インゴット、
６１  張力制御手段、
Ｓ１，Ｓ２  検出部。
【図１】
0003741305.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003741305.tif 000005
【図５】
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