玻璃板测定装置、玻璃板测定方法以及玻璃板制造方法与流程

1.本发明涉及在平台载置有玻璃板的状态下使用光学测定机构进行该玻璃板的测定的技术。


背景技术：

2.如公知的那样，在玻璃板制造工厂等中，在制造了玻璃板之后，以品质管理等为目的而进行玻璃板的测定是惯例。作为其一例，根据专利文献1，公开有在平台的表面载置有玻璃板的状态下测定该玻璃板的翘曲。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2004-87382号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的课题
7.作为这种用于玻璃板的翘曲等的测定的平台，实际情况是陶瓷制的平台广泛普及。但是，该陶瓷制的平台由于需要烧制等原因而难以制作较大尺寸的平台。因此，逐渐无法应对近年来的玻璃板的大板化。出于这种观点，研究使用由花岗岩等天然石构成的平台。
8.在这种情况下，本发明人等经过反复深刻研究的结果是，发现自以往在玻璃板的测定中使用的由花岗岩等天然石构成的平台由于在表面的光的漫反射明显，因此不适合使用在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构进行玻璃板的测定。换言之，发现这种光学测定机构无法稳定地检测在该平台的表面反射的光，不仅测定精度恶化，而且有时无法测定。因此，这种光学测定机构尽管与机械式或接触式的测定机构相比具有较高的测定精度，但存在无法适当地用于使用了由天然石构成的平台的玻璃板的测定这一问题。
9.出于以上的观点，本发明的课题在于，在进行载置于由天然石构成的平台的表面的玻璃板的测定时，难以受到由光的漫反射带来的影响，能够适当使用在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构。
10.用于解决课题的方案
11.为了解决上述课题，本发明人等进一步推进研究的结果是，发现在由天然石构成的平台的表面产生明显的光的漫反射的原因是该平台实质上含有水晶。这里，实质上含有水晶的意思是指利用电子显微镜(日本电子株式会社制epma jxa-8100)观察平台的表面，观察si的元素分布而确认si的相对强度较强的区域，且在利用edx(能量分散型x射线分析)以及wdx(波长分散型x射线分析)定性分析了所对应的反射电子组成像(backscattered electron image；平台的情况下由于si为低原子序号因此能看到黑色部分)的情况下仅具有si以及o的峰值。
12.基于这种本发明人等的见解而完成的本发明的第一方面是一种玻璃板测定装置，其具备载置玻璃板的平台以及在测定中利用光的照射和反射的光学测定机构，在所述平台
的表面载置有玻璃板的状态下，所述光学测定机构从所述玻璃板的表面侧朝向所述平台照射光，并使该光反射，而进行所述玻璃板的测定，其特征在于，所述平台由实质上不含有水晶的天然石构成。这里，实质上不含有水晶的意思是指利用电子显微镜(日本电子株式会社制epma jxa-8100)观察平台的表面，观察si的元素分布而确认si的相对强度较强的区域，且在利用edx(能量分散型x射线分析)以及wdx(波长分散型x射线分析)定性分析了所对应的反射电子组成像(backscattered electron image)的情况下不具有si以及o的峰值。
13.根据该装置，由于平台由实质上不含有水晶的天然石构成，因此该平台的表面处于不易产生光的漫反射的状态。因而，在该平台的表面载置有玻璃板的状态下使用在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构而进行了玻璃板的测定的情况下，不易产生由光的漫反射带来的负面影响。由此，在进行玻璃板的测定的情况下，尽管使用由天然石构成的平台，但也能够适当使用这种光学测定机构。另外，这种光学测定机构由于具有与机械式或接触式的测定机构相比较高的测定精度，因此能够以高精度进行玻璃板的测定。并且，通过该平台由天然石构成，从而能够将尺寸设为大型，能够适当地应对近年来的玻璃板的大板化。
14.在该装置中，也可以是所述平台由卡努尔或者印度黑构成。
15.即，在各种天然石之中，卡努尔以及印度黑均满足上述的实质上不含有水晶这一要件，在抑制光的漫反射这点上优异。因而，只要利用卡努尔以及印度黑中的任一者构成平台，则能够将在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构适当地用于玻璃板的测定。
16.在以上的装置中，也可以是，在所述平台的表面形成有能够在该平台的表面载置有所述玻璃板时在该平台与所述玻璃板之间使空气流通的槽。
17.如此一来，在平台的表面载置玻璃板时，即使要在平台的表面与玻璃板之间形成不当的空气积存，空气也会从该两者之间通过槽而散出。因而，玻璃板维持原本具有的形状地载置于平台的表面，并且也能够顺畅地进行用于载置玻璃板的作业。另外，在将玻璃板从平台剥离去除时，玻璃板有可能牢固地贴附于平台的表面而破损，但在这里的结构中，空气能够在该两者之间通过槽而自由地流通。因而，能够避免玻璃板牢固地贴附于平台的表面的情况，并且也能够顺畅地进行用于将玻璃板去除的作业。
18.在以上的装置中，也可以是，所述光学测定机构为激光测距仪。
19.如此一来，在进行载置于由天然石构成的平台的表面的玻璃板的测定时，能够适当使用激光测距仪。并且，激光测距仪具有高的测定精度，因此可靠地实现玻璃板的测定的高精度化。
20.在以上的装置中，也可以是，作为所述玻璃板的测定，进行所述玻璃板的翘曲的测定。
21.如此一来，尽管使用由天然石构成的平台，但通过在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构，也能够适当地进行玻璃板的翘曲的测定。
22.也可以是，代替该装置的结构或者与该结构一起，作为所述玻璃板的测定，进行所述玻璃板的厚度的测定。
23.如此一来，尽管使用由天然石构成的平台，但通过在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构，也能够适当地进行玻璃板的厚度的测定。
24.另外，本发明的第二方面为一种玻璃板测定方法，其特征在于，使用由实质上不含
有水晶的天然石构成的平台以及在测定中利用光的照射和反射的光学测定机构，在所述平台的表面载置有玻璃板的状态下，所述光学测定机构从所述玻璃板的表面侧朝向所述平台照射光，并使该光反射，而进行所述玻璃板的测定。
25.根据该方法，与已叙述的装置的情况相同，尽管使用由天然石构成的平台，但也能够适当地使用在测定中利用光的照射以及反射光学测定机构以高精度进行玻璃板的测定。而且，能够增大该平台的尺寸而应对玻璃板的大板化。
26.另外，也可以是，该玻璃板测定方法作为玻璃板制造方法之中的一个工序来执行。
27.发明效果
28.根据本发明，在进行载置于由天然石构成的平台的表面的玻璃板的测定时，不易产生由光的漫反射带来的影响，因此能够适当地使用在测定中利用光的照射以及反射的光学测定机构。
附图说明
29.图1是示出本发明的实施方式的玻璃板测定装置的整体结构的立体图。
30.图2是示出本发明的实施方式的玻璃板测定装置的作为构成要素的平台的俯视图。
31.图3是用于说明本发明的实施方式的玻璃板测定装置的作用的主要部分放大纵剖侧视图。
32.图4是用于说明本发明的实施方式的玻璃板测定装置的作用的俯视图。
33.图5是用于说明本发明的实施方式的玻璃板测定装置的作用的主要部分放大纵剖主视图。
具体实施方式
34.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
35.图1是示出本发明的实施方式的玻璃板测定装置1的整体结构的立体图。如该图所示，玻璃板测定装置1将以平置姿态载置玻璃板g的俯视为矩形的平台2以及作为配置于玻璃板g的表面侧(上侧)的光学测定机构的激光测距仪3作为主要的构成要素。
36.平台2的纵向(该图a-a方向)的长度为1000～1400mm，横向(该图b-b方向)的长度为1000～1400mm。平台2的厚度为80～250mm，且优选为80～150mm。在图例中，平台2在固定设置于架台4的上端的支承台5之上载置固定。支承台5能够由金属、天然石或者人造石构成，优选为由天然石或者人造石构成。支承台5的纵向的长度以及横向的长度比平台2长且厚度与平台2为相同程度。
37.玻璃板g的纵向的长度为30～1300mm，横向的长度为30～1300mm，厚度为30～1100μm(优选上限是400μm)。在该图中，夸张地示出在玻璃板g产生的翘曲。
38.激光测距仪3具有朝向平台2照射激光的照射部3a以及接受反射了的激光反射光的受光部3b。并且，激光测距仪3能够在与平台2的表面2a平行的面上沿着纵向以及横向移动。详细而言，在平台2的纵向两侧分别配设有在支承台5上固定并沿横向延伸的棱柱状的侧构件6，在该一对侧构件6分别固定有沿横向延伸的横导轨7。在该一对横导轨7分别保持有能够沿横向滑动的滑动件8，在该一对滑动件8的上部分别立起设置固定有支柱9。在该一
对支柱9的上端部架设有沿纵向延伸且下方开放的箱状体10。在该箱状体10的内部固定有沿纵向延伸的纵导轨11，在该纵导轨11以能够沿纵向滑动的方式保持有激光测距仪3。因而，激光测距仪3被横导轨7引导沿着横向的移动，且被纵导轨11引导沿着纵向的移动。需要说明的是，使激光测距仪3沿横向移动的驱动机构以及使激光测距仪3沿纵向移动的驱动机构均由各种马达与滚珠丝杠机构的组合、气缸等流体压力缸等构成(省略图示)。
39.如图1以及图2所示，在平台2的表面形成有多条沿横向延伸的槽2m。这些槽2m的宽度(纵向的长度)w为0.5～3mm(优选为0.5～2mm)。另外，这些槽2m的长度(横向的长度)与平台2的横向的长度相同，且将平台2贯通。这些槽2m的深度为0.5～3mm(优选为0.5～2mm)。这些槽2m的相互间间距p为50～200mm(优选为50～100mm)。
40.并且，平台2是由天然石构成的石平台，且由卡努尔或者印度黑构成。从各种天然石之中使用了卡努尔或者印度黑的原因如以下所示。即，本发明人等经过反复深刻研究的结果是，发现自以往在玻璃板的测定中使用的由天然石构成的平台在表面产生明显的光的漫反射，因此无法适当地使用如激光测距仪3那样在测定中利用光的照射以及反射的光测定机构。而且，本发明人等对各种天然石进行了实验的结果是，发现若是由实质上不含有水晶的天然石构成的平台，则能够抑制在表面的光的漫反射，能够适当地使用该光测定机构。这里，实质上不含有水晶的意思是指利用电子显微镜(日本电子株式会社制epmajxa-8100)观察平台的表面，观察si的元素分布而确认si的相对强度较强的区域，且在利用edx(能量分散型x射线分析)以及wdx(波长分散型x射线分析)定性分析了所对应的反射电子组成像(backscattered electron image；在平台的情况下由于si为低原子序号，因此能看到黑色部分)的情况下不具有si以及o的峰值。卡努尔以及印度黑满足这里的“实质上不含有水晶”这一要件。需要说明的是，在进行了上述的定性分析时仅具有si以及o的峰值的情况下设为“实质上含有水晶”，像这样的天然石不在本发明的平台2中使用。
41.图3例示出使用激光测距仪3对玻璃板g的翘曲(翘曲量)与厚度进行测定的状况。需要说明的是，该图所示的测定方式是基于三角测距方式的测定方式。另外，该图所示的照射部3a具备投光透镜以及其上方的激光二极管，受光部3b具备受光透镜以及其上方的一维受光元件(cmos或者psd)。
42.如该图所示，在从照射部3a照射的激光l的反射位置在玻璃板g产生翘曲的情况下，三条激光反射光l1、l2、l3被受光部3b接受。详细而言，在玻璃板g的表面(上表面)ga反射了的第一激光反射光l1、在玻璃板g的背面(下表面)gb反射了的第二激光反射光l2以及在平台2的表面(上表面)2a反射了的第三激光反射光l3被受光部3b接受。
43.这里，在对玻璃板g的翘曲进行测定的情况下，作为第一方法，利用受光部3b内的一维受光元件读取由受光部3b接受的第一激光反射光l1与第三激光反射光l3，并通过三角测量的原理求出从玻璃板g的表面ga到平台2的表面2a的距离lv(铅垂方向的距离)。并且，基于该距离lv，推算出该测定点处的玻璃板g的翘曲(翘曲量)。该推算例如通过从上述的距离lv将玻璃板g的设计上的厚度减去等来进行。另外，作为第二方法，利用受光部3b内的一维受光元件读取第二激光反射光l2与第三激光反射光l3，从而求出从玻璃板g的背面gb到平台2的表面2a的距离lw，并将该距离lw作为该测定点处的玻璃板g的翘曲量。而且，作为第三方法，利用受光部3b内的一维受光元件读取第一激光反射光l1，从而求出从玻璃板g的表面ga到玻璃板g的表面的理想平面(在玻璃板g未产生弯曲、起伏等的情况下的表面)的距离
lx，并将该距离lx作为该测定点处的玻璃板g的翘曲量。在该情况下，也可以是，基于第三激光反射光l3，求出从平台2的表面2a到平台2的表面的理想平面(未在平台2的表面产生翘曲的情况下的表面)的距离ly，推算出该距离ly与上述的距离lx之差，将该差作为该测定点处的翘曲量。
44.需要说明的是，这里说明的第一、第二、第三方法中的翘曲量的求出方法均不过是例示。因而，在第一、第二、第三方法中，只要是基于从第一、第二、第三激光反射光l1、l2、l3之中与上述相同地选择出的激光反射光的方法，则也可以利用上述例示以外的求出方法来测定玻璃板g的翘曲量。例如，在上述的方法中，由受光部3b同时接受第一激光反射光l1～第三激光反射光l3，但也可以是分开接受。具体而言，若是第一方法，则也可以是在玻璃板g未载置于平台2的状态下由受光部3b接受了第三激光反射光l3之后，在玻璃板g载置于平台2的状态下接受在玻璃板g的表面(上表面)ga反射了的第一激光反射光l1。或者若是第二方法，则也可以是在玻璃板g未载置于平台2的状态下由受光部3b接受了第三激光反射光l3之后，在玻璃板g载置于平台2的状态下接受由玻璃板g的背面(下表面)gb反射了的第二激光反射光l2。
45.另外，在对玻璃板g的厚度进行测定的情况下，利用受光部3b内的一维受光元件读取由受光部3b接受了的第一激光反射光l1与第二激光反射光l2，并通过三角测量的原理求出从玻璃板g的表面ga到背面gb的距离lz(铅垂方向的距离)。该距离lz成为该测定点的玻璃板g的厚度。需要说明的是，在上述的玻璃板g的翘曲的测定中的第一方法中，也可以代替设计上的厚度，使用这里测定出的厚度lz。
46.该玻璃板测定装置1的激光测距仪3如已叙述的那样能够沿横向以及纵向移动。因此，如图4所示，该玻璃板测定装置1通过使来自激光测距仪3的照射部3a的激光l沿着在纵向上延伸的多条平行的直线(与纵导轨11对应的直线)12进行扫描，从而对玻璃板g的整个区域的翘曲量以及厚度进行测定。在该情况下，优选为在测定点存在于平台2的槽2m上的位置时不进行测定。需要说明的是，所扫描的直线12的横向的间隔c优选为200mm以下，更优选为150mm以下。通过进行这种扫描，从而能够得知玻璃板g的整个区域的翘曲的分布、厚度的偏差。需要说明的是，本发明并不限定于使来自激光测距仪3的照射部3a的激光l进行扫描的结构，也可以设为激光测距仪3一边移动一边以规定的间隔对玻璃板g的翘曲量以及厚度进行测定的结构。在后者的结构中，纵向的测定间隔优选为200mm以下，更优选为50mm以下。横向的测定间隔优选为200mm以下，更优选为150mm以下。
47.接下来，对以上叙述的玻璃板测定装置1的作用效果进行说明。
48.根据该玻璃板测定装置1，平台2由实质上不含有水晶的卡努尔或者印度黑构成，因此平台2的表面2a处于不易产生光的漫反射的状态。因而，在平台2的表面2a载置有玻璃板g的状态下使用激光测距仪3而进行玻璃板g的翘曲以及厚度的测定的情况下，不易产生由光的漫反射带来的负面影响。由此，尽管平台2由天然石构成，但也能够在玻璃板g的该测定中适当地使用激光测距仪3。另外，激光测距仪3由于具有与机械式或接触式的测定机构相比较高的测定精度，因此能够以高精度进行玻璃板g的该测定。并且，通过平台2由天然石构成，从而能够实现其大型化，能够适当地应对近年来的玻璃板g的大板化。
49.另外，在平台2的表面2a形成有多条槽2m，因此能够阻止在平台2的表面2a载置的玻璃板g成为不当变形的状态。具体而言，在载置玻璃板g时，即使由于在平台2的表面2a与
玻璃板g之间产生的不当的空气积存而要形成如图5中由点划线所示那样的不当的翘曲gc，空气也会从平台2与玻璃板g这两者之间通过槽2m而散出。因而，玻璃板g如该图中由实线所示那样维持原本具有的形状地载置于平台2的表面2a。并且，也能够顺畅地进行用于载置玻璃板g的作业。另外，在将玻璃板g从平台2剥离去除时，玻璃板g有可能牢固地贴附于平台2的表面2a而破损，但根据这里的结构，空气能够在平台2与玻璃板g这两者之间通过槽2m而自由地流通。因而，能够避免玻璃板g牢固地贴附于平台2的表面2a的情况。并且，也能够顺畅地进行用于将玻璃板g去除的作业。
50.另外，在以往平台的表面被视作没有变形的基准面(理想平面)。但是，本发明人等判断为应该考虑在平台2的表面产生弯曲、起伏等的情况。斟酌这种情况之后，本发明人等发现了通过使用了由平台2的表面2a反射了的激光反射光(已叙述的第三激光反射光l3)的测定而得到的玻璃板g的翘曲量为平台2的表面2a的弯曲等被校正后的玻璃板g的翘曲量。因而，基于已叙述的第一、第三激光反射光l1、l3得到的玻璃板g的翘曲量以及基于第二、第三激光反射光l2、l3得到的玻璃板g的翘曲量均为平台2的表面2a的弯曲等被校正后的玻璃板g的翘曲量。而且，玻璃板g的表面ga是在后工序实施成膜处理等制造相关处理的面，因此若考虑玻璃板g的厚度的偏差，则对关于玻璃板g的表面ga的翘曲量进行测定变得重要。因而，若基于已叙述的第一、第三激光反射光l1、l3测定玻璃板g的翘曲量，则能够得到平台2的表面2a的弯曲等被校正后的关于玻璃板g的表面ga的翘曲量。在该情况下的翘曲量的测定结果中，由平台2的表面2a的弯曲等带来的误差被抑制。
51.接下来，对本发明的实施方式的玻璃板测定方法进行说明。该玻璃板测定方法与已叙述的说明重复，但使用由实质上不含有水晶的卡努尔或者印度黑构成的平台2以及激光测距仪3。然后，在平台2的表面2a载置有玻璃板g的状态下，激光测距仪3的照射部3a从玻璃板g的表面ga侧朝向平台2照射激光l，激光测距仪3的受光部3b接受激光反射光l1、l2、l3，从而进行玻璃板g的翘曲以及厚度的测定。该玻璃板测定方法也可以加入到玻璃板的制造工序中，在该情况下，作为玻璃板制造方法的一个工序执行该玻璃板测定方法。
52.本发明并不限定于以上说明了的实施方式，能够进行以下所示那样的各种变更。
53.在上述实施方式中，使用了由卡努尔或者印度黑构成的平台2，但只要满足上述的实质上不含有水晶这一要件，则也可以使用由其他天然石构成的平台。天然石优选为实质上不含有石英。由此，更加不易产生在平台的表面的光的漫反射。
54.在上述实施方式中，在平台2的表面形成有沿横向延伸的多条槽2m，但也可以追加形成沿纵向延伸的槽，另外若是仅对尺寸小的玻璃板使用的平台，则条数也可以为一条。或者也可以取代沿横向延伸的多条槽2m，而形成沿纵向延伸的槽。在上述实施方式中，将槽2m的长度设为与平台2的长度相同，但只要槽2m的一部分从所载置的玻璃板伸出即可，槽2m的长度也可以比平台2的长度短。
55.在上述实施方式中，采用了基于作为光学测定机构的激光测距仪3的三角测距方式，但该测定方式也可以是相位差侧距方式等其他方式，另外，只要在测定中利用光的照射以及反射，则也可以是激光测距仪3以外的光学测定机构。
56.在上述实施方式中，利用图4所示的一次光的扫描来进行玻璃板g的翘曲的测定、玻璃板g的厚度的测定，但也可以利用分开的光的扫描来进行该两者，还可以仅进行该两者中的任一者。
57.附图标记说明
58.1 玻璃板测定装置
59.2 平台
60.2a 平台的表面
61.2m 平台的槽
62.3 激光测距仪(光学测定机构)
63.3a 照射部
64.3b 受光部
65.g 玻璃板
66.ga 玻璃板的表面
67.l 激光
68.l1 第一激光反射光
69.l2 第二激光反射光
70.l3 第三激光反射光。