JP6869527B2 - スクライビングホイール - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールに関する。

ガラス基板等の脆性材料基板の分断は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板を分断するブレイク工程とによって行われる。スクライブ工程では、スクライビングホイールが基板表面に押し付けられつつ所定のラインに沿って移動される。これにより、スクライビングホイールが基板表面を転動し、スクライブラインが形成される。

以下の特許文献１には、稜線に溝が形成されたスクライビングホイールが記載されている。この構成のスクライビングホイールを用いることにより、基板にスクライブ開始直後から確実に垂直クラックを形成できるとともに、深い垂直クラックを形成できる。しかし、スクライブ動作時に、溝の形状に相当する比較的大きなカレットが発生しやすい。

これに対し、以下の特許文献２、３には、スクライビングホイールの傾斜面にも溝を形成し、さらに、溝内にも稜線を形成することで、スクライブラインから逸れたクラックの発生を抑制することが可能なスクライビングホイールが開示されている。

特開平０９−１８８５３４号公報 国際公開ＷＯ２００８／０８７６１２号 特開２０１０−１３２５４２号公報

上記特許文献２、３に記載のスクライビングホイールにおいては、スクライブラインから逸れたクラックがつながることで形成される、比較的大きなカレットが生じにくい。しかしながら、上記特許文献２、３に記載のスクライビングホイールにおいても、溝内の鋭い稜線が基板にくい込むことから、基板表面の塑性変形に由来するカレットの発生を抑制することが困難である。

かかる課題に鑑み、本発明は、簡素な構成によりカレットの発生を効果的に抑制可能なスクライビングホイールを提供することを目的とする。

本発明の主たる態様は、基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールに関する。この態様に係るスクライビンホイールは、外周縁に沿って形成された複数の刃部と、周方向に隣り合う前記刃部の間に設けられ中心軸側に凹んだ複数の溝部と、を備える。前記溝部は、前記周方向に見て前記中心軸から離れる方向に凸の曲面からなり、前記溝部と前記刃部との境界から前記溝部の溝底に向かって前記曲面の曲率半径が徐々に大きくなっている。前記溝底の曲率半径は、４μｍ以上であり、少なくとも前記溝底は、前記スクライビングホイールの転動により前記基板の上面を押圧して、弾性変形を生じさせる。

本態様に係るスクライビングホイールによれば、溝部がスクライビングホイールの中心軸から離れる方向に凸の曲面からなっているため、スクライビングホイールが転動して溝部が基板に向き合ったときに、溝部内に鋭い稜線が形成された従来のスクライビングホイールのように、溝部内の鋭い稜線が基板に深くくい込むようなことがない。よって、カレットが発生しにくい。また、溝底の曲率半径は、４μｍ以上であり、少なくとも溝底は、前記スクライビングホイールの転動により前記基板の上面を押圧して、基板に対して荷重を与えるが、基板を弾性変形させるだけで塑性変形させにくいため、少なくとも溝底が基板に向き合う間は、塑性変形に基づくカレットが発生することが少ない。よって、本態様に係るスクライビングホイールによれば、溝部を曲面とするといった簡素な構成により、カレットの発生を効果的に抑制することができる。

本態様に係るスクライビングホイールにおいて、前記溝底は、前記周方向に所定の範囲で連続するように構成され得る。こうすると、弾性変形する範囲を長くできる。よって、溝部でのカレットの発生を抑制しながら、基板に断続的にスクライビングホイールの刃部がくい込むことで、効果的に、基板に垂直クラックを形成できる。

本態様に係るスクライビングホイールにおいて、前記溝部の曲率半径は、前記刃部の曲率半径の２．５倍以上（通常は８倍以下）であることが好ましい。こうすると、溝底が確実に基板に弾性変形を生じさせ、塑性変形によるカレットの発生を効果的に抑制できる。刃部の曲率半径は、通常１μｍ以上２．５μｍ以下である。

以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成により、深い垂直クラックを形成可能で、またはスクライブ開始直後から確実に垂直クラックを形成することができ、且つカレットの発生を効果的に抑制可能なスクライビングホイールを提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施の形態に係るスクライビングホイールを模式的に示す正面図および側面図である。図１（ｃ）は、実施の形態に係るスクライビングホイールの外周付近の一部を拡大して示す図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係るスクライビングホイールを刃部の位置において中心軸に平行な平面で径方向に切断した断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、実施の形態に係るスクライビングホイールを溝部の位置において中心軸に平行な平面で径方向に切断した断面図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係るスクライビングホイールの刃部が基板に対向したときの垂直クラックの形成状態を模式的に示す図である。図３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、実施の形態に係るスクライビングホイールの溝部が基板に対向したときの垂直クラックの形成状態を模式的に示す図である。図３（ｄ）は、溝内部の鋭い稜線を有する従来のスクライビングホイールの溝部が基板に対向したときの垂直クラックの形成状態を模式的に示す図である。 図４（ａ）は、実施例に係るスクライビングホイールの刃部と溝部を撮像した写真である。図４（ｂ）は、比較例１に係るスクライビングホイールの刃部と溝部を撮像した写真である。 図５（ａ）は、実施例に係るスクライビングホイールの刃部と溝部を撮像した写真である。図５（ｂ）は、実施例に係るスクライビングホイールの刃部と溝部の径方向の高さを周方向に測定したグラフである。図５（ｃ）は、実施例に係るスクライビングホイールの溝部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図６（ａ）は、比較例１に係るスクライビングホイールの刃部と溝部を撮像した写真である。図６（ｂ）は、比較例１に係るスクライビングホイールの刃部と溝部の径方向の高さを周方向に測定したグラフである。図６（ｃ）は、比較例１に係るスクライビングホイールの溝部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図７（ａ）は、実施例に係る刃部および溝部の曲率半径の測定位置とその値を示す図である。図７（ｂ）〜（ｃ）は、図７（ａ）の各測定位置においてスクライビングホイールの外周部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図８（ａ）は、実施例に係る溝部の曲率半径の測定位置とその値を示す図である。図８（ｂ）〜（ｃ）は、図８（ａ）の各測定位置においてスクライビングホイールの外周部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図９（ａ）は、比較例２に係る刃部および溝部の曲率半径の測定位置とその値を示す図である。図９（ｂ）〜（ｃ）は、図９（ａ）の各測定位置においてスクライビングホイールの外周部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図１０（ａ）は、比較例２に係る溝部の曲率半径の測定位置とその値を示す図である。図１０（ｂ）〜（ｃ）は、図１０（ａ）の各測定位置においてスクライビングホイールの外周部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。 図１１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施例（Ｎｏ．１）、実施例（Ｎｏ．２）、比較例２および比較例１のスクライビングホイールで評価用のガラス板をスクライブしたときの打痕を撮像した写真である。 図１２（ａ）は、実施例（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）のスクライビングホイール１００によりガラス板をスクライブしたときのカレットの発生状況（実験結果）を示す図である。図１２（ｂ）は、比較例１、２のスクライビングホイール１００によりガラス板をスクライブしたときのカレットの発生状況（実験結果）を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。

図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、スクライビングホイール１００の構成を模式的に示す正面図および側面図である。図１（ｃ）は、スクライビングホイール１００の外周付近の一部を拡大して示す図である。

スクライビングホイール１００は、外周部両側のエッジを斜めに切り落とした円板形状を有する。スクライビングホイール１００の外周部には、側面視において、互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面１００ａが形成されている。２つの傾斜面１００ａが交差することにより、複数の刃部１０１が形成され、さらに、周方向に隣り合う刃部１０１の間に、中心軸Ｌ０側に凹んだ溝部１０２が形成されている。周方向における各刃部１０１の長さは互いに等しい。また、周方向における各溝部１０２の長さも互いに等しい。したがって、周方向における刃部１０１のピッチは一定であり、また、周方向における溝部１０２のピッチも一定である。

スクライビングホイール１００は、超硬合金、焼結ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド等によって形成されている。スクライビングホイール１００の中央には、回転軸となるシャフトが挿入される円形の孔１００ｂが形成されている。スクライビングホイール１００の直径は、１ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、厚みは、０．４〜１ｍｍ程度である。また、刃部１０１の角度、すなわち、２つの傾斜面１００ａのなす角は、１００〜１６０°程度であり、孔１００ｂの直径は、０．４〜１．５ｍｍ程度である。

溝のピッチｐ（溝１個のスクライビングホイールの円周方向の長さ（Ｌ１）と刃部１個のスクライビングホイールの円周方向の長さ（Ｌ２）の和）は、たとえば、１０〜１００μｍ程度である。溝の深さｄ（刃部の稜線と溝の底部とのスクライビングホイールの径方向の高さの差）は、たとえば１〜１０μｍ程度である。スクライビングホイールの外周の刃部の稜線よりもくぼんだ領域の長さである溝の円周方向の長さ（Ｌ１）は、たとえば３〜４０μｍ程度である。溝の円周方向の長さ（Ｌ１）の刃部（隣り合う溝に挟まれた領域）の稜線の長さ（Ｌ２）に対する比（Ｌ１／Ｌ２）は、たとえば０．５〜５．０である。

溝部１０２は、周方向に見て中心軸Ｌ０から離れる方向に凸の曲面からなっている。また、溝部１０２と刃部１０１との境界から溝部１０２の周方向中央の溝底に向かって曲面のスクライビングホイールの径方向の断面における曲率半径が徐々に大きくなっている。

図２（ａ）は、スクライビングホイール１００を刃部１０１の位置において中心軸Ｌ０に平行な平面（Ｙ−Ｚ平面）で径方向に切断した断面図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、スクライビングホイール１００を溝部１０２の位置において中心軸Ｌ０に平行な平面（Ｙ−Ｚ平面）で径方向に切断した断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図１（ｃ）のＡ−Ａ’位置、Ｂ−Ｂ’位置およびＣ−Ｃ’位置における断面図である。

図２（ａ）に示すように、周方向に見たときの刃部１０１の断面形状は、所定角度のＶ字形状である。刃部１０１の断面形状がＶ字形状の角が丸められた円弧状の曲面形状と仮定しても、その曲率半径Ｒは２μｍ以下である。周方向の位置が刃部１０１から溝部１０２へと移行すると、周方向に見たときの溝部１０２の断面形状は、図２（ｂ）に示すように、Ｖ字形状の角が丸められた円弧状の曲面形状となる。図２（ｂ）は、周方向の位置が溝部１０２の肩上稜線位置にあるときのスクライビングホイールの径方向の断面図である。このときの肩上稜線位置の高さは、刃部１０１の稜線の高さよりもＤ１だけ低い。

さらに、周方向の位置が刃部１０１の肩上稜線位置から刃部１０１中央の溝底稜線位置へと移行すると、周方向に見たときの溝部１０２の断面形状は、図２（ｃ）に示すように、溝部１０２の全範囲において最も曲率半径が大きい円弧形状となる。このときの溝底稜線位置の高さは、刃部１０１の稜線の高さよりもＤ２だけ低い。

このように、溝部１０２の曲面形状は、刃部１０１との境界から溝底に向かうに従って徐々に曲率半径が大きくなっていく。また、溝部１０２の周方向の稜線は、刃部１０１との境界から溝底に向かうに従って徐々に、刃部１０１の稜線に対して低くなっていき、スクライビングホイール１００の中心軸Ｌ０に近づく方向（Ｙ軸負方向）に後退する。

なお、溝部１０２の溝底は、周方向に一定の範囲で連続している。すなわち、図２（ｃ）に示す溝部１０２の曲面形状が、刃部１０１との落差（深さ）がＤ２に維持されたまま、周方向に一定の距離だけ連続する。その後、周方向の位置が溝底稜線位置から次の刃部１０１との境界に向かうに従って、徐々に、溝部１０２の曲率半径が小さくなり、また、刃部１０１に対する溝部１０２の落差が減少する。すなわち、溝部１０２の断面形状は、図２（ｂ）の断面形状を経て、図２（ａ）の刃部１０１の断面形状へと近づいていく。こうして、溝部１０２が次の刃部１０１へと繋がる。溝部１０２の稜線の形状は、周方向に略対称である。溝部１０２は、たとえば、レーザ加工によって形成される。

次に、スクライブ動作時において、スクライビングホイール１００が基板２００の表面を転動するときの刃部１０１および溝部１０２の作用について説明する。

図３（ａ）は、スクライビングホイール１００の刃部１０１が基板２００に対向したときの垂直クラック２０１の形成状態を模式的に示す図である。図３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、スクライビングホイール１００の溝部１０２が基板２００に対向したときの垂直クラック２０１の形成状態を模式的に示す図である。図３（ｄ）は、溝内部の鋭い稜線を有する従来のスクライビングホイールの溝部が基板に対向したときの垂直クラック２０１の形成状態を模式的に示す図である。

図３（ａ）に示すように、スクライビングホイール１００の刃部１０１が基板２００に対向すると、刃部１０１が基板２００にくい込んで、基板２００に塑性変形が生じるとともにその下方に垂直クラック２０１が形成される。基板２００は、たとえば、厚みが１ｍｍ以下のガラス基板である。刃部１０１が基板２００に対向している間は、刃部１０１による塑性変形と基板２００における垂直クラック２０１の伸展が継続する。

その後、スクライビングホイール１００の転動により、図３（ｂ）に示すように、スクライビングホイール１００の溝部１０２が基板２００に対向するようになると、溝部１０２の曲率半径の変化に伴い、緩やかに溝部１０２が垂直クラック２０１から退避した状態になっていく。そして、溝部１０２の曲率半径が所定の大きさに到達すると、溝部１０２は、垂直クラック２０１からは完全に退避した状態で基板２００の上面に接するようになって、基板２００の上面を押圧するのみとなる。図３（ｃ）に示すように、溝部１０２の溝底が基板２００に対向する状態において、溝部１０２は、基板２００の上面を押圧する。

溝部１０２が基板２００の上面を押圧する期間（領域）において、基板２００は、溝部１０２の押圧によって、図３（ｃ）に示すように、弾性変形する。この押圧により、刃部によって直前に形成された垂直クラック２０１が伸展していく。こうして、溝部１０２の当接位置にも、垂直クラック２０１が形成される。

一方、溝内部の鋭い稜線を有する従来のスクライビングホイールの溝部が基板に対向したときは、図３（ｄ）に示すように溝内部の鋭い稜線も基板２００にくい込みやすい。したがって、溝部が基板２００に対向している間においても塑性変形が生じやすく、スクライブ中に刃部から溝部へと連続して塑性変形が生じることとなる。

このように、本実施の形態に係るスクライビングホイール１００によれば、溝部１０２の溝底は、基板２００の上面を押圧して、弾性変形を生じさせるとともに刃部１０１により形成された直前の垂直クラック２０１を伸展させるのみである。このため、少なくとも溝底が基板２００に向き合う間は、塑性変形に基づくカレットの発生が少なくなる。また、溝部１０２がスクライビングホイール１００の中心軸Ｌ０から離れる方向に凸の曲面からなっており、溝部１０２内には鋭い稜線が形成されていないため、スクライビングホイール１００が転動して溝部１０２が基板に向き合ったときに、溝部１０２内においては鋭い稜線が基板２００にくい込んで塑性変形を生じさせるようなことがない。よって、カレットの発生を効果的に抑制できる。

また、溝部１０２が中心軸Ｌ０から離れる方向に凸の曲面からなっているため、基板２００との接触位置が刃部１０１から溝部１０２へと移行する際に、刃部１０１がくい込んだ状態から溝部１０２が垂直クラック２０１から緩やかに抜けて退避した状態となり、垂直クラック２０１に大きな衝撃がかかることがない。よって、この期間においても、カレットの発生が抑制され得る。

＜実験＞
本願発明者らは、上記構成のスクライビングホイール１００を用いた場合の効果を実験により確認した。実験では、上記構成のスクライビングホイール１００（実施例）を、２つの比較例（比較例１、２）と対比して、カレットの発生状況を検証した。以下、この実験および実験結果について、図を参照して説明する。

図４（ａ）は、実施例に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１と溝部１０２を撮像した写真である。図４（ｂ）は、比較例１に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１と溝部１０２を撮像した写真である。図４（ａ）、（ｂ）の写真は、スクライビングホイール１００外周の稜線に平行な方向に刃部１０１と溝部１０２を撮像したものである。より黒い部分が溝部１０２である。

実施例に係るスクライビングホイール１００は、図１（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明したとおり、溝底に向かって徐々に曲率半径が大きくなる凸状の曲面によって溝部１０２が形成されている。これに対して、比較例１では、溝部１０２が、スクライビングホイール１００の中心軸Ｌ０に平行な円柱の外側面に沿った形状となっている。

図５（ａ）は、実施例に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１と溝部１０２を撮像した写真である。図５（ａ）の写真は、スクライビングホイール１００の径方向に、刃部１０１と溝部１０２を撮像したものである。Ａ−Ａ’線に平行な方向がスクライビングホイール１００の周方向であり、Ｂ−Ｂ’線に平行な方向がスクライビングホイール１００の厚み方向である。Ａ−Ａ’線は、溝部１０２の厚み方向の中央位置に設定され、Ｂ−Ｂ’線は、溝部１０２の周方向の中央位置に設定されている。

図５（ｂ）は、実施例に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１と溝部１０２の径方向の高さを周方向に測定したグラフである。図５（ｂ）には、図５（ａ）のＡ−Ａ’線の位置を測定したグラフが示されている。図５（ｂ）に示すように、実施例の溝部１０２は、スクライビングホイール１００の径方向の高さが、溝底に向かうに従って徐々に低くなっている。図５（ｂ）において、グラフ中央の平坦な部分が溝部１０２の溝底である。図５（ｂ）に示すように、実施例では、溝底が、周方向に一定の距離だけ伸びている。

図５（ｃ）は、実施例に係るスクライビングホイール１００の溝部１０２の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。図５（ｃ）には、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線の位置、すなわち、溝部１０２の溝底稜線の位置を測定したグラフが示されている。図５（ｃ）に示すように、実施例の溝底は、径方向に凸の曲面形状となっている。

図６（ａ）は、比較例１に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１と溝部１０２を撮像した写真である。図６（ａ）の写真は、スクライビングホイール１００の径方向に、刃部１０１と溝部１０２を撮像したものである。Ａ−Ａ’線に平行な方向がスクライビングホイール１００の周方向であり、Ｂ−Ｂ’線に平行な方向がスクライビングホイール１００の厚み方向である。Ａ−Ａ’線は、溝部１０２の厚み方向の中央位置に設定され、Ｂ−Ｂ’線は、溝部１０２の周方向の中央位置に設定されている。

図６（ｂ）は、比較例１に係るスクライビングホイール１００の刃部と溝部の径方向の高さを周方向に測定したグラフである。図６（ｂ）には、図６（ａ）のＡ−Ａ’線の位置を測定したグラフが示されている。図６（ｂ）に示すように、比較例１の溝部１０２は、スクライビングホイール１００の径方向の高さが、溝底に向かうに従って徐々に低くなっている。図６（ｂ）に示すように、比較例１では、溝底が周方向に伸びておらず、溝底は１点のみである。

図６（ｃ）は、比較例１に係るスクライビングホイール１００の溝部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。図６（ｃ）には、図６（ａ）のＢ−Ｂ’線の位置、すなわち、溝部１０２の溝底位置を測定したグラフが示されている。図６（ｃ）において、中央の直線部分が溝底の部分であって、その両側の傾斜部分は、図１（ｃ）の傾斜面１００ａに対応する部分である。図６（ｃ）に示すように、比較例１の溝底は、中心軸Ｌ０に平行な直線となっている。

図７（ａ）は、実施例に係る刃部１０１および溝部１０２の曲率半径の測定位置とその値を示す図である。

図７（ａ）の左側には、刃部１０１と溝部１０２の径方向の高さが等高分布図によって示され、その下に、スクライビングホイール１００の厚み方向の中心位置における刃部１０１と溝部１０２の稜線が示されている。また、図７（ａ）の右側には、図７（ａ）の左側の図の（１）〜（３）の位置における刃部１０１と溝部１０２の厚み方向の形状の曲率半径が示されている。ここでは、便宜上、（１）〜（３）の位置をそれぞれ、外周稜線、肩上部稜線および肩下部稜線と呼んでいる。測定位置（１）は、刃部１０１の位置であり、測定位置（２）、（３）は、溝部１０２の刃部１０１側の位置である。

図７（ｂ）〜（ｄ）は、図７（ａ）の各測定位置（１）〜（３）においてスクライビングホイール１００の外周部の径方向の高さを厚み方向に測定したグラフである。便宜上、図７（ｂ）〜（ｄ）には、曲率半径を取得した円が破線で示されている。

図８（ａ）〜（ｄ）は、実施例に係る溝部１０２について、図７（ａ）と異なる位置を測定したときの各測定位置における曲率半径と、溝部１０２の形状を示す図である。図８（ａ）〜（ｄ）は、図７（ａ）〜（ｄ）に比べて測定位置のみがことなっており、測定方法は、図７（ａ）〜（ｄ）と同様である。

図８（ａ）の右側には、図８（ａ）の左側の図の測定位置（４）〜（６）における溝部１０２の厚み方向の形状の曲率半径が示されている。ここでは、便宜上、測定位置（４）、（５）を裾部稜線とよび、測定位置（６）を溝底稜線と呼んでいる。測定位置（４）、（５）は、溝底へと移行する溝部１０２の位置であり、測定位置（５）は溝底の位置である。

図７（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、実施例に係るスクライビングホイール１００では、溝部１０２頂部の曲率半径が、溝底に向かうに従って次第に大きくなっている。なお、刃部１０１においても、成形精度の関係から、僅かに丸みが生じており、小さな曲率半径が測定されている。

図９（ａ）〜（ｄ）および図１０（ａ）〜（ｄ）は、比較例２に係るスクライビングホイール１００の刃部１０１および溝部１０２の曲率半径の変化を示す図である。

比較例２では、図９（ａ）の左側に示す等高分布および稜線波形によって、スクライビングホイール１００の外周部に、刃部１０１と溝部１０２が形成されている。図９（ａ）の左側の２つの図は、それぞれ、図７（ａ）の左側の２つの図に対応する。また、図９（ｂ）〜（ｄ）および図１０（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、図７（ｂ）〜（ｄ）および図８（ｂ）〜（ｄ）に対応する。

図９（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、比較例２では、実施例に比べて、溝部１０２の曲率半径がかなり小さくなっている。また、比較例２は、実施例に比べて、径方向に見たときの刃部１０１の輪郭が相違している。

以上の構成を有する実施例、比較例１、２のスクライビングホイール１００によって、ガラス板にスクライブ動作を行った。ガラス板の厚みは、０．７ｍｍであった。また、スクライブ動作時の荷重は、実施例（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）と比較例２では０．０７ＭＰａ、０．１１ＭＰａ、０．１６ＭＰａに設定し、比較例１では０．０８ＭＰａ、０．１６ＭＰａ、０．２５ＭＰａに設定した。

実施例、比較例１、２のスクライビングホイール１００の各寸法は、以下のように設定した。なお、以下に示す「溝深さ」とは、スクライビングホイール１００の中心軸Ｌ０から刃部１０１および溝底までの距離の差分のことであり、溝幅とは、周方向における溝部１０２の長さのことである。また、実施例については、溝部１０２の寸法が異なる２種類のスクライビングホイール１００（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）を準備した。実施例、比較例１、２において、周方向における刃部１０１のピッチは一定とした。したがって、実施例、比較例１、２において、周方向における溝部１０２のピッチも一定であった。

（１）実施例
外径：２ｍｍ
刃部角度：１０５°
溝深さ：５．５１μｍ（Ｎｏ．１）、４．８０μｍ（Ｎｏ．２）
溝幅：２９．２６μｍ（Ｎｏ．１）、３２．１２μｍ（Ｎｏ．２）

（２）比較例１
外径：２ｍｍ
刃部角度：１０５°
溝深さ：５．１５μｍ
溝幅：２９．３９μｍ

（３）比較例２
外径：２ｍｍ
刃部角度：１０５°
溝深さ：４．９０μｍ
溝幅：２９．１０μｍ

測定は、以下の手順で行った。

（Ｓ１）ガラス板にマジックで２ｍｍ間隔の２本の線を引く。
（Ｓ２）ガラス板の表面をから拭きする。
（Ｓ３）顕微鏡でガラス表面を観察して異物が残っていないかを確認する。
（Ｓ４）２本の線に垂直に各スクライビングホイールでスクライブする。
（Ｓ５）３分間放置する（スクライブラインからカレットが飛散する期間）。
（Ｓ６）スクライブラインから１方向側を顕微鏡で観察し、２本の線の間に飛散したカレットのサイズと数を計測する。
（Ｓ７）スクライブラインに沿って手でガラス基板を分断する。
（Ｓ８）再度、Ｓ６と同様に、カレットのサイズと数を計測する。

上記Ｓ１〜Ｓ８の手順を、上記３種の荷重でそれぞれ行った。また、Ｓ６、Ｓ８の計測は、スクライブラインからの距離が０ｍｍ、２ｍｍ、１０ｍｍの範囲でそれぞれ行った。そして、これら計測結果を、スクライビングホイール毎に集計して、カレットの発生状況を比較した。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施例（Ｎｏ．１）、実施例（Ｎｏ．２）、比較例２および比較例１のスクライビングホイール１００で評価用のガラス板をスクライブしたときの打痕を撮像した写真である。

図１１（ａ）、（ｂ）を参照して分かるとおり、実施例では、楕円形の打痕との間に垂直クラックが伸びていることが分かる。したがって、実施例のスクライビングホイール１００を用いることにより、溝部１０２がガラス板に接することによっても垂直クラックを進展させ得ることが分かる。

図１２（ａ）は、実施例（Ｎｏ．１、Ｎｏ．２）のスクライビングホイール１００によりガラス板をスクライブしたときのカレットの発生状況（実験結果）を示す図である。図１２（ｂ）は、比較例１、２のスクライビングホイール１００によりガラス板をスクライブしたときのカレットの発生状況（実験結果）を示す図である。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すカレット面積とは、上記Ｓ１〜Ｓ８の手順でスクライビングホイール毎に集計した各カレットの面積の合計であり、カレット数とは、スクライビングホイール毎に集計したカレットの数の合計である。

図１２（ｂ）に示すように、比較例１では、カレット面積およびカレット数の両方が、実施例および比較例２に比べて顕著に大きくなっている。また、比較例１では、カレット１つあたりの平均面積が１００μｍ^２程度であり、発生したカレットの大きさも大きくなっている。

一方、比較例２では、発生したカレットの数が４つに抑制されている。しかしながら、比較例２では、カレット１つあたりの平均面積が８０μｍ^２程度であり、発生したカレットの大きさは大きくなっている。

これに対し、実施例では、発生したカレットの数が１０に抑制され、比較例１に比べて顕著に少なくなっている。また、実施例では、カレット１つあたりの平均面積が４０μｍ^２または２０μｍ^２程度であり、発生したカレットの大きさがかなり小さくなっている。

このように、実施例では、スクライブ動作およびブレイク動作の際に発生するカレットを顕著に抑制でき、且つ、発生したカレットのサイズを顕著に小さくできる。比較例１、２のようにカレットのサイズが大きいと、基板とテーブルとの間にカレットが挟まれた場合に、基板表面に傷が付きやすく、また、基板表面の高さが所定の高さよりも高くなってしまう。よって、各動作において発生するカレットは、なるべく小さく且つ少ないことが好ましいと言える。上記のように、実施例では、発生するカレットのサイズを顕著に小さくでき、且つ、カレットの数も顕著に抑制できる。よって、実施例に係るスクライビングホイール１００を用いることにより、基板に傷が付くことを効果的に抑制でき、且つ、基板表面の高さを所定の高さに安定化させることができる。

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

溝部１０２がスクライビングホイール１００の中心軸Ｌ０から離れる方向に凸の曲面からなっているため、スクライビングホイール１００が転動して溝部１０２が基板２００に向き合ったときに、溝部１０２内に鋭い稜線がないため、鋭い稜線が基板２００にくい込むようなことがない。よって、カレットの発生を効果的に抑制できる。また、少なくとも溝底は、スクライビングホイール１００の転動により基板２００の上面を押圧して、弾性変形を生じさせる。このため、少なくとも溝底が基板２００に向き合う間は、塑性変形に基づくカレットが発生することが少ない。よって、本実施の形態に係るスクライビングホイール１００によれば、溝部１０２を曲面とするといった簡素な構成により、カレットの発生を効果的に抑制できる。

また、溝部１０２は、溝底が、周方向に所定の範囲で連続するように構成されている。このため、弾性変形する範囲を確保でき、よって、カレットの発生を抑制しながら、効果的に、基板２００に垂直クラックを形成できる。

また、比較例２と実施例とを比較すると、比較例２では、溝底の曲率半径が３．３６μｍであるのに対して、実施例では、溝底の曲率半径が９．４μｍである。すなわち、比較例２では、溝底の曲率半径が刃部１０１の曲率半径の２．２倍程度であるのに対して、実施例では、溝底の曲率半径が刃部１０１の曲率半径の５．２倍程度である。

図１２（ｂ）の実験結果に示すように、比較例２では、カレットの発生は抑制できるものの、カレット１つあたりの平均面積は、比較例１からそれほど改善されていない。この実験結果から、カレットのサイズを小さくするには、溝底の曲率半径は、少なくとも、比較例２の３．６μｍを超える範囲で設定され、具体的には、４μｍ以上の範囲あるいは刃部１０１の曲率半径の２．５倍以上となる範囲で設定されることが好ましいと考えられる。このように溝底の曲率半径を設定することにより、溝底が垂直クラックにくい込むことをより確実に抑制でき、塑性変形によるカレットの発生を効果的に抑制できると想定され得る。これにより、上記実施例と同様の効果が奏され得ると考えられる。

＜変更例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、スクライビングホイール１００の各部の寸法は、必ずしも、上記実験において示した寸法に限られるものではなく、同様の効果が得られる範囲において、種々の変更が可能である。たとえば、溝の最も深い部分である溝底は必ずしも溝の周方向中央に形成されなくともよい。また、基板２００の厚みも、上記実験で示したガラス板の厚みに制限されるものではない。スクライビングホイール１００の孔１００ｂの直径や、スクライビングホイール１００の外周に形成される刃部１０１および溝部１０２の数およびピッチも適宜調整可能である。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１００ … スクライビングホイール
１０１ … 刃部
２００ … 基板
２０１ … 垂直クラック

Claims (3)

1. 基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールであって、
   外周縁に沿って形成された複数の刃部と、
   周方向に隣り合う前記刃部の間に設けられ中心軸側に凹んだ複数の溝部と、を備え、
   前記溝部は、前記周方向に見て前記中心軸から離れる方向に凸の曲面からなり、
   前記溝部と前記刃部との境界から前記溝部の溝底に向かって前記曲面の曲率半径が徐々に大きくなっており、
   前記溝底の曲率半径は、４μｍ以上であり、
   少なくとも前記溝底は、前記スクライビングホイールの転動により前記基板の上面を押圧して、弾性変形を生じさせる、
   ことを特徴とするスクライビングホイール。
2. 請求項１に記載のスクライビングホイールにおいて、
   前記溝底は、前記周方向に所定の範囲で連続するように構成されている、
   ことを特徴とするスクライビングホイール。
3. 請求項１または２に記載のスクライビングホイールにおいて、
   前記溝部の曲率半径は、前記刃部の曲率半径の２．５倍以上である、
   ことを特徴とするスクライビングホイール。

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