JP2000264656A - スクライブ方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動を利用してワーク面にスクライブ線を形
成するスクライブ装置において、余分なスクライブを行
わずに良好なスクライブ線を形成できるようにする。 【解決手段】 スクライブ本体Ａは、カッタ１４（当接
部材）と、このカッタ１４に振動を付与する振動発生部
材１６とを有している。スクライブ本体Ａの自重で、カ
ッタ１４をワーク面１００の縁から離れたスクライブ開
始点に当て、この状態で、エアシリンダ４０（衝撃付与
手段）によりスクライブ本体Ａに衝撃を付与し、このス
クライブ開始点に起点クラックを形成する。その後で、
カッタ１４をワーク面において所定の軌跡（例えば円等
の閉曲線）に沿って移動させるとともに、振動発生部材
１６の振動をカッタ１４に付与することにより、スクラ
イブ線を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、板ガラス，セラ
ミックス板等の脆性材料のワーク面にスクライブ線を形
成するスクライブ方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】脆性材料に対し、振動を与えながらスク
ライブ線を形成するスクライブ装置が特開平９−２５１
３４号公報に開示されている。このスクライブ装置は、
エアーシリンダの外筒を支持部に固定し、エアーシリン
ダの内筒を振動発生部材の一端に連結している。さら
に、振動発生部材の他端には、カッタ保持部が連結さ
れ、カッタ保持部はスライド機構を介して支持部にスラ
イド可能に取り付けられている。そして、エアーシリン
ダの力でカッタ保持部を付勢することにより、このカッ
タ保持部に保持されたカッタをワーク面に押し付けると
ともに、振動発生部材に高周波電圧を付与して、その伸
縮によりカッタを振動させ、この状態で、支持部をワー
ク面に沿って移動させることにより、ワーク面にスクラ
イブ線を形成するようになっている。

【０００３】上記装置でスクライブ線を描く時には、ワ
ーク面の縁からスクライブを開始する。上記カッタの振
動によってワーク面の縁が局所的に破壊され、この局所
破壊箇所をきっかけにスクライブ線が形成される。すな
わち、カッタがワーク面に沿って移動する過程でカッタ
の振動により微小間隔おきにワーク面を叩いて垂直クラ
ックを発生させるが、上記ワークの局所破壊箇所を起点
として垂直クラックを成長させることができるのであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記スクライ
ブ方法および装置では、例えば閉曲線をなすスクライブ
線を描く場合のように、本来ワーク面の縁からスクライ
ブを開始する必要がない場合でも、ワーク面の縁からス
クライブを開始するため、スクライブに時間を要する欠
点があった。そこで、このワーク面の縁から離れた点を
スクライブ開始点とすることが考えられるが、この場
合、振動による垂直クラックの成長を促すきっかけが形
成されず、深くて良好なスクライブ線を形成できなかっ
た。また、硬いワークにあっては、カッタがワークを叩
いて滑るように移動するだけでスクライブ線を全く形成
できないこともあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の態様では、先端が尖った当接部材
と、この当接部材に振動を付与する振動発生部材とを有
するスクライブ本体を備えたスクライブ装置により、ワ
ークに振動を与えてスクライブ線を形成するスクライブ
方法において、上記ワーク面において縁から離れたスク
ライブ開始点に起点クラックを形成し、この起点クラッ
クをきっかけにしてスクライブ線を形成することを特徴
とする。

【０００６】第２の態様は、第１の態様のスクライブ方
法において、上記起点クラックは上記スクライブ本体に
衝撃を与えることによって形成することを特徴とする。
第３の態様は、第２の態様のスクライブ方法において、
上記スクライブ本体を、ワークから上方に離した状態で
ワーク面に沿って相対移動させることにより、上記当接
部材を上記スクライブ開始点の真上に位置させ、次に、
上記スクライブ本体を下降させることにより、上記当接
部材の先端をスクライブ本体の自重をもって上記スクラ
イブ開始点に当て、その後で、上記スクライブ本体に衝
撃を付与することを特徴とする。第４の態様では、第１
〜第３の態様のスクライブ方法において、上記スクライ
ブ開始点がスクライブ終了点と実質的に一致し、上記ス
クライブ線が閉曲線を描くことを特徴とする。

【０００７】第５の態様は、先端が尖った当接部材及び
この当接部材に振動を付与する振動発生部材を有するス
クライブ本体と、このスクライブ本体をワーク面と交差
する方向に移動可能に支持する支持部材とを備えたスク
ライブ装置において、上記スクライブ本体に衝撃を与え
る衝撃付与手段を設けたことを特徴とする。第６の態様
は、第５の態様のスクライブ装置において、上記衝撃付
与手段が上記支持部材に支持されたエアシリンダを含
み、このエアシリンダのロッドの先端が上記スクライブ
本体に当たることにより、上記当接部材に衝撃を付与す
ることを特徴とする。

【０００８】第７の態様は、第５，第６の態様のスクラ
イブ装置において、さらに、上記スクライブ本体とワー
クの一方をワーク面に沿う方向に移動させて、上記当接
部材をワーク面に相対的に移動させることにより、上記
当接部材をワーク面の縁から離れたスクライブ開始点に
対峙させる位置決め手段と、上記スクライブ本体とワー
クの一方をワーク面と交差する方向に移動させることに
より、上記当接部材の先端をワーク面から離したりワー
ク面に当てる接離手段と、上記スクライブ本体とワーク
の少なくとも一方を移動させることにより、上記当接部
材をワーク面において所定の軌跡に沿って相対的に移動
させる移動手段と、制御手段と、を備え、上記制御手段
は、上記接離手段を制御して上記スクライブ本体の当接
部材をワーク面から離間させた状態のまま、上記位置決
め手段を制御して上記当接部材を上記スクライブ開始点
に対峙させ、次に上記接離手段を制御して上記当接部材
の先端を上記ワーク面に当て、次に上記衝撃付与手段を
作動させて上記スクライブ本体に衝撃を付与し、次に上
記移動手段を制御して上記当接部材をワーク面において
所定の軌跡を描かせ、少なくともこの所定の軌跡を描く
過程においては、上記振動発生部材を作動させて上記当
接部材に振動を付与することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施形態
をなすスクライブ装置について、図面に基づいて説明す
る。 図１，図２に示すように、このスクライブ装置
は、ベースフレーム１に設けられた回転機構２（回転手
段，移動手段）と、この回転機構２に設けられたテーブ
ル３と、ベースフレーム１において回転機構２の横に設
けられたＸーＹステージ４（位置決め手段）と、このＸ
ーＹステージ４にブラケット５を介して垂直移動可能に
支持されたスクライブ本体Ａとを、備えている。

【００１０】上記テーブル３は、板ガラス、セラミック
板等の板形状のワーク１００を水平に設置するためのも
のである。詳述すると、テーブル３の上面には、直線的
に延びて互いに直交する２つの位置決め用段差３ａが形
成されている。ワーク１００は、例えば四角形状をな
し、その２辺を上記位置決め用段差３ａに当てて位置決
めした状態で、テーブル３の上面に設置される。テーブ
ル３の上面には、複数の吸引孔３ｂが形成されており、
後述するスクライブを実行する際には、これら吸引孔３
ｂに接続されるバキューム機構（図示しない）の駆動に
よって、ワーク１００を吸引し、このワーク１００を保
持するようになっている。上記テーブル３は、回転機構
２により水平回転されるようになっている。

【００１１】上記Ｘ−Ｙステージ４は、基台４ａと、こ
の基台４ａに載せられてＸ軸方向に水平移動可能な第１
移動台４ｂと、この第１移動台４ｂに載せられてＹ軸方
向に水平移動可能な第２移動台４ｃとを備えている。上
記移動台４ｂ，４ｃは、周知の駆動機構４ｄ、４ｅによ
りそれぞれ移動するようになっている。

【００１２】図３〜図７に良く示されているように、上
記スクライブ本体Ａは、ボデイ１０と、このボデイ１０
に微小量の垂直方向スライドを可能にして支持されたホ
ルダ１２と、このホルダ１２の下端に設けられたカッタ
１４（ヘッド，当接部材）と、ホルダ１２に垂直方向の
振動を付与する２つのピエゾアクチュエータ等からなる
振動発生部材１６と、を備えている。

【００１３】上記ボデイ１０は、スライド機構６を介し
てブラケット５に支持されている。このスライド機構６
は、上記ブラケット５に垂直に固定されたベース板６ａ
と、このベース板６ａに固定されて垂直に延びるガイド
６ｂと、このガイド６ｂに垂直方向にスライド可能に支
持されたスライダ６ｃとを備えている。上記スライダ６
ｃは、スクライブ本体Ａの一部を構成している。また、
上記ブラケット５、ベース板６ａ，ガイド６ｂは特許請
求の範囲における支持部材Ｂを構成している。

【００１４】図５に最も良く示すように、上記スライダ
６ｃには、ブラケット７を介して４枚の板ばね８（弾性
を有する振動緩衝部材）が取り付けられており、この板
ばね８に上記ボデイ１０が支持されている。上記ボデイ
１０は、縦長の箱形状をなし、その内部に上記ホルダ１
２が収納されている。ホルダ１２も縦長の箱形状をなし
ており、その内部に上記振動発生部材１６が収容されて
いる。

【００１５】上記振動発生部材１６は、縦長に形成され
てボデイ１０，ホルダ１２と同軸をなしており（これら
の中心軸線を図においてＬで示す）、軸方向の振動を発
生する。図７に示すように、下側の振動発生部材１６の
下端面は、ホルダ１２の内部空間の底面１２ａ（当接
部）に当たっている。

【００１６】図７に示すように、上記ホルダ１２の上端
部は、ボデイ１０の上端部に設けたガイド部材１８によ
り、上記中心軸線Ｌに沿う方向（振動方向）に微少量ス
ライド可能に支持されている。上記ホルダ１２の下端部
は、ボデイ１０に掛け渡された板ばね２０と、ゴムや樹
脂等の弾性材料からなる球形のボール２２（与圧供給部
材）により支持されている。このボール２２は、ボデイ
１０に固定された受板２４とホルダ１２との間に介在さ
れている。上記ボール２１は、その弾性復元力でホルダ
１２を上方に付勢し、ホルダ１２の内部空間の底面１２
ａと、上記ガイド部材１５にねじ込まれた調節ねじ２６
との間で振動発生部材１６に予圧（振動発生部材１６を
軸方向に圧縮する方向の力）を付与している。

【００１７】上記ホルダ１２は、上記板ばね２０を跨ぐ
ようにして２股に別れて下方に延びている。これら一対
の延長部の下端部（先端部）には、アタッチメント２８
を介してカッタ１４が取り付けられている。このカッタ
１４は、上記振動発生部材１６の中心軸線Ｌ上に配置さ
れており、その下端（先端）が円錐形状をなして尖って
いる。このカッタ１４の下端には、角錐形状をなすダイ
ヤモンド粒が固着されている。このダイヤモンド粒の頂
点が下を向いて、後述するワーク１００の面に当たるよ
うになっている。

【００１８】図１，図３に示すように、上記ベース板６
ａの垂直をなす前面にはエアシリンダ３０（接離手段）
が垂直に取り付けられている。このエアシリンダ３０の
ロッド３１は、ボデイ１０の側面に固定されたＬ字形の
ブラケット８５に対峙している。

【００１９】上記スライド機構６のベース板６ａの上端
面には、ブラケット４５を介して本発明の最も重要な特
徴部をなすエアシリンダ４０（衝撃付与手段）が取り付
けられている。このエアシリンダ４０のロッド４１は垂
直に下方を向き、スライダ６ｃの上端面に対峙してい
る。

【００２０】スクライブ装置はさらに制御ユニット５０
（制御手段、図２にのみ示す）を備えている。この制御
ユニット５０は、上記バキューム機構，回転機構２，上
記Ｘ−Ｙステージ４の駆動機構４ｄ，４ｅ，振動発生部
材１６，エアシリンダ３０，４０等を制御する。

【００２１】上記構成をなすスクライブ装置の作用を説
明する。前述したように、水平のテーブル３にワーク１
００を位置決めして水平にセットする。初期状態では、
スクライブ本体Ａのカッタ１４は、ワーク１００から水
平方向に離れている。この状態で、制御ユニット５０の
スタートボタンをオンすると、制御ユニット５０は以下
の制御を実行する。まずバキューム機構を駆動させてワ
ーク１００を吸着する。これと同時または相前後して、
エアシリンダ３０を駆動して、そのロッド４１を上方へ
伸ばし、ブラケット３５を介してスクライブ本体Ａを持
上げる（図３参照）。

【００２２】次に、Ｘ−Ｙステージ４の駆動機構４ｄ，
４ｅを駆動させて、移動台４ｂ，４ｃを移動させ、これ
により、スクライブ本体Ａをワーク１００の面から上方
に離した状態で、スクライブ開始点X（図８参照）の真
上（スクライブ開始点Ｘに対峙する位置）まで移動させ
る。このスクライブ開始点Ｘは、ワーク１００の縁から
離れており、回転機構２の回転中心Rからも離れてい
る。

【００２３】上記のようにスクライブ本体Ａのカッタ１
４がワーク１００の面においてスクライブ開始点Ｘの真
上に位置決めされた後に、エアシリンダ３０を駆動して
ロッド３１を後退させ、スクライブ本体Ａを、その自重
により下降させてワーク１００の面のスクライブ開始点
Ｘに乗せる。

【００２４】次に、エアシリンダ４０を駆動して、その
ロッド４１を下方に伸ばし、スクライブ本体Ａのスライ
ダ６ｃを叩く（衝撃を付与する）。このスライダ６ｃに
付与された衝撃は、板ばね８を介してボデイ１０に伝わ
り、さらにホルダ１２，アタッチメント２８を介して、
カッタ１４に伝わる。このカッタ１４に付与された衝撃
により、ワーク１００のスクライブ開始点Ｘには、起点
クラック（傷）となる垂直クラックが発生する。

【００２５】次に、２つの振動発生部材４４に同相の高
周波電圧を付与するとともに、回転機構２を駆動させる
ことにより、カッタ１４をワーク１００の面において円
の軌跡（所定の軌跡）に沿って移動させ、図８に示す形
状の円（閉曲線）をなすスクライブ線１０５を形成し、
スクライブ開始点Ｘに戻ってスクライブを終了する。こ
のように、ワーク１００の縁からではなく、縁から離れ
た点をスクライブ開始点Ｘとするので、短時間でスクラ
イブ線１０５を描くことができる。すなわち、ワーク１
００の縁から上記円をなすスクライブ線１０５に至るま
でをスクライブする作業を省くことができる。

【００２６】上記スクライブ線１０５の形成について、
詳しく説明する。カッタ１４にはワーク１００の面に対
する押圧力（静圧）が常に付与されている。この押圧力
は、スクライブ本体Ａの自重に起因するものである。振
動発生部材１６は、上記高周波電圧を受けて軸方向に周
期的に伸縮し、この周期的伸縮に伴うホルダ１２の振動
がカッタ１４を介してワーク１００に伝達される。その
結果、垂直クラックを有するスクライブ線１０５が形成
される。上記振動による垂直クラックは、きっかけがな
いと成長しづらいが、上述したように、衝撃によりスク
ライブ開始点Ｘに起点クラックが予め形成されているの
で、これが振動による垂直クラックの成長を促すきっか
けとなり、良好なスクライブ線１０５を描くことができ
る。

【００２７】上記カッタ１４によるワーク１００へのス
クライブ線形成が完了したら、振動発生部材１６への高
周波電圧付与を停止するとともに、エアシリンダ４０を
駆動させて、ボデイ１０を上方に押し上げ、カッタ１４
をワーク１００から離す。上記エアシリンダ４０に関し
ては、ロッド４１を伸ばしてスクライブ本体Ａに衝撃を
付与した後、そのまま上スクライブ本体Ａをワーク１０
０に押し続ける。カッタ１４は、スクライブの過程にお
いて、スクライブ本体Ａの自重とエアシリンダ４０の力
の和からなる静圧で、ワーク１００に押し付けられる。
上記エアシリンダ４０のロッド４１は、スクライブを終
了した時点で上方に後退される。

【００２８】上記のようにしてスクライブ線１０５が形
成されたワーク１００は、テーブル３から取り外され、
図示しない破断装置により、スクライブ線１０５に沿っ
て破断される。これにより、円形の製品が得られる。

【００２９】なお、本発明は上記実施形態に制約され
ず、種々の態様が可能である。例えば、上記実施形態に
おいては、エアシリンダ４０のロッドは、衝撃付与した
直後に上方に後退させてもよい。この場合、スクライブ
の過程で、カッタ１４はスクライブ本体Ａの自重のみの
静圧で、ワーク１００に押し付けられる。上記振動発生
部材１６の振動は、エアシリンダ４０でカッタ１４に衝
撃を付与する前から、またはカッタ１４がワーク１００
に乗る前から実行してもよい。上記エアシリンダ４０
は、スライダ６ｃではなく、ボデイ１０に衝撃を付与し
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様によれば、ワークの縁からではなく、縁から離れた点
をスクライブ開始点とするので、余分なスクライブ線を
描くことなく、短時間でスクライブ線を描くことがで
き、スクライブ作業時間を短縮することができる。ま
た、スクライブ開始点に起点クラックが形成されるの
で、これが振動による垂直クラックの成長を促すきっか
けとなり、良好なスクライブ線を描くことができる。第
２，５の態様によれば、衝撃により簡単に起点クラック
を形成することができる。第３，７の態様によれば、ワ
ークの縁から離れたスクライブ開始点に当接部材を円滑
に位置決めすることができる。第４の態様によれば、閉
曲線を描くスクライブ線を、余分なスクライブを全く行
わずに形成することができる。第６の態様によれば、エ
アシリンダを用いることにより、衝撃付与手段の構成を
簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態をなすスクライブ装置の全
体を示す側面図である。

【図２】同スクライブ装置の全体を示す平面図である。

【図３】同スクライブ装置の要部の拡大正面図であり、
スクライブ本体がワークから浮いた状態を示す。

【図４】上記スクライブ本体がワークのスクライブ開始
点に載った状態を示す図３相当図である。

【図５】上記スクライブ本体がワークのスクライブ開始
点に載った状態を示すスクライブ装置の要部の拡大側面
図である。

【図６】同スクライブ装置の要部の拡大平面図であり、
衝撃付与のためのエアシリンダをロッドのみ断面にして
示す図である。

【図７】図５において、ＶＩＩーＶＩＩ線に沿うスクラ
イブ本体の横断面図である。

【図８】上記スクライブ装置によって描かれるスクライ
ブ線を示す平面図である。

【符号の説明】

Ａ スクライブ本体 Ｂ 支持部材 ２ 回転機構（移動手段） ４ Ｘ−Ｙステージ（位置決め手段） １４ カッタ（当接部材） １６ 振動発生部材 ３０ エアシリンダ（接離手段） ４０ エアシリンダ（衝撃付与手段） ５０ 制御ユニット（制御手段） １００ ワーク １０５ スクライブ線

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端が尖った当接部材と、この当接部材
   に振動を付与する振動発生部材とを有するスクライブ本
   体を備えたスクライブ装置により、ワークに振動を与え
   てスクライブ線を形成するスクライブ方法において、 上記ワーク面において縁から離れたスクライブ開始点に
   起点クラックを形成し、この起点クラックをきっかけに
   してスクライブ線を形成することを特徴とするスクライ
   ブ方法。
2. 【請求項２】 上記起点クラックは上記スクライブ本体
   に衝撃を与えることによって形成することを特徴とする
   請求項１に記載のスクライブ方法。
3. 【請求項３】 上記スクライブ本体を、ワークから上方
   に離した状態でワーク面に沿って相対移動させることに
   より、上記当接部材を上記スクライブ開始点の真上に位
   置させ、 次に、上記スクライブ本体を下降させることにより、上
   記当接部材の先端をスクライブ本体の自重をもって上記
   スクライブ開始点に当て、 その後で、上記スクライブ本体に衝撃を付与することを
   特徴とする請求項２に記載のスクライブ方法。
4. 【請求項４】 上記スクライブ開始点がスクライブ終了
   点と実質的に一致し、上記スクライブ線が閉曲線を描く
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスク
   ライブ方法。
5. 【請求項５】 先端が尖った当接部材及びこの当接部材
   に振動を付与する振動発生部材を有するスクライブ本体
   と、このスクライブ本体をワーク面と交差する方向に移
   動可能に支持する支持部材とを備えたスクライブ装置に
   おいて、 上記スクライブ本体に衝撃を与える衝撃付与手段を設け
   たことを特徴とするスクライブ装置。
6. 【請求項６】 上記衝撃付与手段が上記支持部材に支持
   されたエアシリンダを含み、このエアシリンダのロッド
   の先端が上記スクライブ本体に当たることにより、上記
   当接部材に衝撃を付与することを特徴とする請求項５に
   記載のスクライブ装置。
7. 【請求項７】 さらに、 上記スクライブ本体とワークの一方をワーク面に沿う方
   向に移動させて、上記当接部材をワーク面に相対的に移
   動させることにより、上記当接部材をワーク面の縁から
   離れたスクライブ開始点に対峙させる位置決め手段と、 上記スクライブ本体とワークの一方をワーク面と交差す
   る方向に移動させることにより、上記当接部材の先端を
   ワーク面から離したりワーク面に当てる接離手段と、 上記スクライブ本体とワークの少なくとも一方を移動さ
   せることにより、上記当接部材をワーク面において所定
   の軌跡に沿って相対的に移動させる移動手段と、 制御手段と、 を備え、 上記制御手段は、上記接離手段を制御して上記スクライ
   ブ本体の当接部材をワーク面から離間させた状態のま
   ま、上記位置決め手段を制御して上記当接部材を上記ス
   クライブ開始点に対峙させ、次に上記接離手段を制御し
   て上記当接部材の先端を上記ワーク面に当て、次に上記
   衝撃付与手段を作動させて上記スクライブ本体に衝撃を
   付与し、次に上記移動手段を制御して上記当接部材をワ
   ーク面において所定の軌跡を描かせ、少なくともこの所
   定の軌跡を描く過程においては、上記振動発生部材を作
   動させて上記当接部材に振動を付与することを特徴とす
   る請求項５または６に記載のスクライブ装置。