JP5250333B2 - ブラスト加工方法及びブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造 - Google Patents

Description

本発明は，ブラスト加工方法及びこの加工に用いるブラスト加工装置における研磨材噴射回収部の構造に関し，より詳細には，移動する板状ワークに対し，所定幅の切削をワークの移動方向を長さ方向として行う微粉研磨材を使用したブラスト加工において，ワークに対する微粉研磨材の付着を防止できる方法及び，この方法を実施する装置における研磨材噴射回収部の構造に関する。

さらに，より詳細には，本発明は，例えば，薄膜太陽電池パネルのスクライビング方法に用いることが可能と想定される手段として，従来行われていないが，既知のブラスト加工に着目し，この加工によっても，マスク及び加工後の前記ワークの洗浄を必要としない加工方法及びこの加工に用いて好適な，ブラスト装置における研磨材噴射回収部の構造を提供しようとするものである。

なお，本発明における微粉研磨材とは，♯４００以上，又は平均粒径３０μm以下の研磨材をいう。

前掲ワークの加工例として，従来行われていないが，重力式ブラスト加工装置６０を一例として挙げ，これについて，図７を参照して説明すると，このブラスト加工装置は，内部を加工室と成すキャビネット６１を備え，このキャビネット内に噴射ノズル６２を配置することで搬入口６３を介してキャビネット６１内に搬入されたワーク（図示せず）を加工することができるように構成されている。

また，前記キャビネット６１の下部は逆角錐状に形成されてこの部分にホッパ６８が形成されており，このホッパ６８の最下端を導管６５を介してキャビネット６１の上部に設置された研磨材回収用の回収タンク７０の上部に連通している。

前述の回収タンク７０は切削屑を研磨材から分離するいわゆるサイクロンであり，回収タンク７０の流入口７３に連通管７５を介して前記導管６５の先端を連結すると共に，連結管７４，排出管６７を介して，排風機を備えた図示せざる集塵機により回収タンク７０内を吸引すると，連通管７５を介してキャビネット内の研磨材及び切削屑が回収タンク７０内へ気流と共に流入し，回収タンク７０の内壁に沿って回りながら降下する際に切削屑は集塵機へ回収される一方，再利用可能な研磨材が回収タンク７０の底部へ溜まり，研磨材供給管６４を介して再度，噴射ノズル６２より噴射可能となっている。

以上のように，従来のブラスト加工装置において，加工室内で噴射された研磨材は，集塵機によって生じた負圧によって回収タンク７０内に搬送されて回収されるが，粒径が小さな微粉を使用する場合，この微粉研磨材は一般的な研磨材に比較して個々の粒子が重量に対して表面積が大きいためにワーク等に対して強固に付着したり凝集したりし易い性質があり，ワークや加工室の内壁に微粉研磨材が一旦付着すると，加工室内を負圧によって吸引し，又は，ワークに対してエアブロー等を行っても，これを除去することが困難となる。

そのため，このような微粉研磨材によってブラスト加工が行われたワークは，ブラスト加工後，これを洗浄水で洗浄する等して表面に付着した微粉研磨材を除去する作業が必要となる。

このように，微粉研磨材を使用したブラスト加工では，微粉研磨材がワーク等に一旦付着すると，これを除去することが困難であることに鑑み，微粉研磨材がワークや他の場所へ付着する前に回収することも提案されている。

このような構成の一例として，図８に示すブラスト加工装置８０では，ブラスト加工ダクト８１の一端に研磨材を噴射する噴射ノズル９１を設け，ブラスト加工ダクト８１の他端に研磨材を負圧により吸引する吸引ダクト８３を連通し，ブラスト加工ダクト８１には研磨材噴射流の前方にブラスト加工室８２を設け，ブラスト加工室８２の側壁に研磨材噴射流に対して略直交の方向にワークＷを挿入せしめる挿入口８４を設け，この挿入口８４の内周とワークＷの外周との間に外気を吸気する吸気口８５となる吸気間隙を形成し，ブラスト加工室のワークに噴射された微粉研磨材が吸引ダクトから直ちに吸引されると共に，吸気間隙より吸入された外気によるエアブローによって加工室からの研磨材の飛び出しを防止することが提案されている（特許文献１参照）。

なお，微粉研磨材を使用したブラスト加工は，高精度な加工が可能であることから各種分野での利用が期待でき，一例として，このような利用分野として薄膜太陽電池の製造工程において行われるスクライビング（溝加工）において，現在利用されているレーザ加工に代わるものとしての利用が考えられる。

ここで，薄膜太陽電池の製造工程でレーザによるスクライビングが行われる一場面としては，図９（Ａ），（Ｂ）に示すように，ガラス基板上に背面電極，光吸収層，エミッタ，透明電極等の薄膜太陽電池として必要な薄膜層を形成した後，ガラスカバーを取り付ける前に，周縁部における幅数mmから十数mmの範囲でガラス基板上より薄膜層を除去する作業があり，このように周縁部における薄膜層を除去することで，ガラスカバーの取り付け後，周縁部にアルミ等の金属製フレームを取り付けた場合であってもこのフレームとの間に短絡が生じることが防止できるものとなっている。

なお，薄膜太陽電池の製造工程で行われるレーザによるスクライビングは，上記例の他，薄膜太陽電池を各セル毎に分割する場合等においても行われている。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
特開平０９−３００２２０号公報

前述した薄膜太陽電池の製造工程で行われるスクライビングは，現在，レーザによってこれを行うことが一般的であるが，レーザ加工装置は高価であり，多大な初期投資が必要であると共に，この種の作業に一般的に使用されている窒素ガスレーザでは，窒素ガスが消費されるために比較的ランニングコストもかかる。

そのため，このようなスクライビングを，レーザ装置に比べて安価なブラスト加工装置により，かつ，ランニングコストを比較的安く抑えることのできるブラスト加工という手法によって行うことができれば市場における価格競争力の点で優位に立つことができる。

しかし，このようなスクライビングを微粉研磨材を使用したブラスト加工によって行う場合，噴射された研磨材がワークに付着するため，このようにして付着した研磨材を除去する必要があるが，前述したように微粉研磨材は，一旦ワークに付着すると除去し難く，集塵機による加工室内の吸引や，ワークに対してエアブローを行う程度では容易に除去することができない。

そこで，このようにしてワークに付着した微粉研磨材を除去しようとすれば，ブラスト加工後にワークを洗浄水等で洗浄することになるが，ワークが前述した薄膜太陽電池である場合にはこれを洗浄水により洗浄することができず，付着した微粉研磨材を除去する有効な手段がない。

また，ブラスト加工装置によって切削を行う場合，ブラストガンの噴射孔より噴射された研磨材は，図１０に示すようにワークに衝突した後，研磨材を搬送する気流と共にワークの表面に沿って３６０°全方向に拡散するために，ワークは研磨材との衝突部分のみならず，その周辺も切削されてしまう。

そのため，ブラスト加工によって前述のようなスクライビングを行おうとすれば，除去せずに残す部分が切削されないように，予め非切削部分の表面をマスク材の貼着等により保護しておく必要がある。

しかし，前述した薄膜太陽電池をワークとする場合，ガラス基板上に形成された各層は比較的脆く，マスク材の貼着や剥離を行えば，貼着や剥離の際の衝撃等により薄膜層がガラス基板上より剥離してしまうおそれがある。

なお，前掲の特許文献１として紹介したブラスト加工装置では，微粉研磨材がワークに付着する前においてこれを回収しようとするものであるが，図８に示す構成より，ここで対応できるワークは棒乃至は線状のものに限定され，例えば加工室を上下に二分するような板形のワークに対して適用できない。

また，前掲の特許文献１に記載の構成では，ワークに対して一定幅の溝形成を行おうとすればマスク材の貼着が必須であり，この点からも薄膜太陽電池のスクライビングに使用することはできない。

なお，以上の説明では，板状ワークの一例として薄膜太陽電池を例に挙げて説明したが，これに限らず，洗浄水による洗浄やマスク材の貼着を行うことができない各種材質のワークについても上記同様の問題がある。

また，洗浄やマスク材の貼着を行うことができる板状ワークであっても，洗浄やマスク材の貼着を省略することができればその分生産性が向上し，加工コストを低減できるという利点がある。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するために成されたものであり，微粉研磨材を使用した場合であっても，この微粉研磨材をワークに付着させることなく回収することが可能であり，従って，ブラスト加工後に微粉研磨材を除去するための洗浄等の作業を不要とし，また，相対的に移動する板状ワークに対してマスク材を貼着することなしに一定の切削幅で溝加工等を行うことができるブラスト加工方法及びブラスト加工装置の研磨材噴射回収部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明のブラスト加工方法は，加工対象である板状ワークＷの移動許容間隙を介して，かつ，前記板状ワークの移動方向と同方向の少なくとも一側縁を臨ませてなる開口２２，４２を有する主カバー２０と，対向カバー４０を，それぞれ垂直方向に対向配置し，さらに，
前記主カバー２０に前記板状ワークＷの移動方向におけるブラストガン３０の噴射孔３１の両側に向かってそれぞれ開口した主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを介して該主カバー内の空間に連通し，
前記主カバー２０に対向配置された板状ワークＷを，噴射孔３１をスリット状に形成し，該噴射孔３１を，前記板状ワークＷに近接した位置で，かつ，前記板状ワークＷに対して略垂直の噴射方向となるように配置すると共に，前記ブラストガン３０の噴射孔３１に対して（移動方向Ｔに）相対的に移動させると共に，前記主カバー内に前記板状ワークＷの被加工面に所定の間隙を介して配置した前記ブラストガン３０の噴射孔３１を介して微粉研磨材の噴射を行い，前記主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを介して負圧下として前記主カバー２０内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収すると共に，前記対向カバー４０内の空間に連通する対向カバー吸引管４１を介して，前記板状ワークＷの被加工面と反対方向から負圧下とした前記対向カバー４０内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収することを特徴とする（請求項１）。

更に，ブラストガン３０の噴射孔３１をスリット状に形成した前記構成にあっては，前記噴射孔３１に対する前記板状ワークＷの相対的な移動を，前記噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向とすることができる（請求項２）。

更に，前記ブラストガン３０の噴射孔３１をスリット状とした前記ブラスト加工方法において，前記ブラストガン３０の噴射孔３１の開孔幅Ｗ_Oは，これを０．１〜１００mmとすることが好ましい（請求項３）。

また，前記板状ワークＷの被加工面に対する前記主カバー吸引管２１ａ，２１ｂの軸線方向を１０〜８０°の傾斜角θとすることが好ましい（請求項４）。

更に，前記ブラスト加工方法において，前記噴射孔３１の両側における前記主カバー２０の開口２２内に，幅方向を前記噴射孔３１より遠ざかるに従って前記板状ワークＷより離反するように傾けた邪魔板２４を設け，前記板状ワークＷの表面に沿った研磨材の流れを，該板状ワークの表面より離反する方向に偏向することもできる（請求項５）。

また，本発明のブラスト加工装置１における研磨材噴射回収部構造は，加工対象である板状ワークＷの相対的な移動許容間隙を介してそれぞれ垂直方向に対向配置され，かつ，前記板状ワークの相対的な移動方向と同方向の少なくとも一側縁を臨ませてなる開口２２，４２を有する主カバー２０及び対向カバー４０と，
前記主カバー２０内に連通し，前記主カバー２０内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収する，前記板状ワークの移動方向における噴射孔の両側に向かってそれぞれ開口した主カバー吸引管２１ａ，２１ｂと，
前記板状ワークの被加工面に所定の間隙を介して前記主カバー内に配置され，スリット状に形成された前記噴射孔を，前記板状ワークに近接した位置で，かつ，前記板状ワークに対して略垂直の噴射方向となるように配置し，前記噴射孔３１を介して微粉研磨材の噴射を行うブラストガン３０と，
前記対向カバー４０内の空間に連通し，前記板状ワークＷの被加工面と反対方向から前記対向カバー４０内のガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引する対向カバー吸引管４１を設けたことを特徴とする（請求項６）。

更に，噴射ノズル３０の噴射孔３１をスリット状に形成した前記構成にあっては，前記噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向を，前記板状ワークＷの相対的な移動方向と一致させたものとすることができる（請求項７）。

更に，ブラストガン３０の噴射孔３１をスリット状とした研磨材噴射回収部１０の構造において，前記ブラストガン３０の噴射孔３１の開孔幅Ｗ_Oは，これを０．１〜１００mmとすることが好ましい（請求項８）。

また，前記板状ワークＷの被加工面に対する前記主カバー吸引管２１ａ，２１ｂの軸線方向を１０〜８０°の傾斜角θとすることが好ましい（請求項９）。

加えて，前記噴射孔３１の両側における前記主カバー２０の開口２２内に，幅方向を前記噴射孔３１より遠ざかるに従って前記板状ワークＷより離反するように傾けた邪魔板２４を設けることができる（請求項１０）。

以上説明した本発明の構成により，本発明のブラスト加工方法及び研磨材噴射回収部構造を備えたブラスト加工装置によれば，以下のような顕著な効果を得ることができた。

噴射された研磨材の回収を，負圧下とした主カバー２０及び対向カバー４０の双方より行うことで，微粉研磨材が板状ワークＷに付着する前の浮遊した状態にあるときにこれを確実に回収することができ，その結果，ブラスト加工後に板状ワークＷの表面から微粉研磨材を除去する作業が不要となった。

その結果，従来洗浄水による洗浄によって除去していた微粉研磨材の除去作業が不要となり，加工対象とする板状ワークが薄膜太陽電池等のように洗浄を行うことができない性質のものであっても，これを微粉研磨材によるブラスト加工の対象とすることができた。

また，対向カバー４０を介して吸引を行うことで，両カバー２０，４０間を板状ワークＷが配置されていないとき，ブラストガン３０より噴射された微粉研磨材の回収を好適に行うことができた。

更に，主カバー２０内の吸引と，対向カバー４０内の吸引とを共に行うことで，主カバー２０内の吸引によって板状ワークＷに作用する吸引力を，対向カバー４０内の吸引によって板状ワークＷに作用する吸引力によって打ち消すことで，板状ワークＷの相対的な移動を容易とすることができた。

ブラストガン３０の噴射孔３１をスリット状とし，板状ワークＷに近接した位置に垂直方向の噴射方向となるように主カバー２０内に配置すると共に，主カバー吸気管２１ａ，２１ｂを噴射孔３１の開口幅Ｗ_O方向における両側に向かって開口した構成にあっては，ブラストガン３０より噴射されて板状ワークＷに衝突した研磨材の拡散方向を，噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向に生じさせることができ，マスク材の貼着を行うことなしに，板状ワークＷを噴射孔３１の開孔長さＬ_Oに対応した切削幅で加工することができ，しかも，板状ワークＷの表面に対する微粉研磨材の付着を防止することができた。

その結果，マスク材の貼着を行うことができないワークに対しても微粉研磨材を使用したブラスト加工を行うことができ，また，その他のワークに対して加工を行う場合には，マスク材の貼着や洗浄等に費やされる労力や資材の軽減を図ることができた。

更に，ブラストガン３０の噴射孔３１をスリット状に形成した上記構成において，板状ワークＷの相対移動方向Ｔと前記噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向とを一致させることにより，マスク材を使用することなく板状ワークＷに対し，高精度の加工幅での加工を行うことができた。

ブラストガン３０の噴射孔３１の開孔幅Ｗ_Oを，０．１〜１００mmの範囲とすることにより，噴射された研磨材が板状ワークＷに衝突した後に噴射孔３１の開孔長さＬ_O方向に拡散することを確実に防止することができ，これにより板状ワークＷの切削幅を高精度に制御することができた。

主カバー吸引管２１ａ，２１ｂの軸線方向を，板状ワークＷの被加工面に対して１０〜８０°の傾斜角θとすることにより，主カバー２０内の吸引に伴う微粉研磨材の回収をより効率的に行うことができた。

ブラストガン３０の噴射口３１の両側における主カバー２０の開口２２内に邪魔板２４を設けることにより，この邪魔板２４によって板状ワークＷの表面に沿って流れる研磨材の流れを，板状ワークＷの表面より離反する方向に偏向させることができ，これにより主カバー吸引管２１ａ，２１ｂによる回収効率を向上させて板状ワークＷに対する微粉研磨材の付着を更に確実に防止することができた。

次に，本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。

研磨材噴射回収部構造
ブラスト加工に使用される本発明の研磨材噴射回収部の構造の一実施形態を図１〜図６に示す。

図１〜図６に示すように，本発明の研磨材噴射回収部１０は，板状ワークＷの被加工面に所定の間隙を介して対向配置される主カバー２０と，この主カバー２０内に噴射孔３１が配置されたブラストガン３０，及び前記主カバー２０内を吸引する主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを備えると共に，板状ワークＷの加工面と反対方向の表面（以下，単に「ワーク裏面」という）に所定の間隙を介して対向配置される対向カバー４０を，前記主カバー２０に対向させて配置すると共に，この対向カバー４０内を吸引する対向カバー吸引管４１を備えている。

主カバー
板状ワークＷの被加工面に対して所定の間隙を介して対向配置される前述の主カバー２０は，図示の実施形態にあっては，水平に配置される板状ワークＷの上面を覆うように対向配置されるもので，板状ワークＷとの対向面に矩形状の開口２２を備えている。

図示の実施形態において，この主カバー２０は，図１に示すように平面視において加工対象である板状ワークＷの移動方向Ｔを長さＬ_mc方向とし，移動方向Ｔと直交法項の幅Ｗ_mc方向を有する矩形状に形成され，この長さＬ_mcと幅Ｗ_mcに対して壁厚分を減じたサイズの開口２２がその底面に形成されており，また，図１に示す正面視において台形に形成されている。

図示の実施形態にあっては，この主カバー２０の形状を前述のように正面視において台形に形成しているが，この形状に代え，例えば主カバーの正面形状を上向きに膨出する半円形状に形成しても良く，その形状は図示の実施形態に限定されない。

この主カバー２０の底部に設けた開口２２には，その開口縁（図１に示す例では長さ方向の一辺を除く３辺）より外周方向に突出するフランジ状の押さえ板（上側押さえ板）２３を設けても良く，この上側押さえ板２３の肉厚内に，後述する邪魔板２４の配置スペースを確保している。

図示の実施形態にあっては，前記台形状に形成された本体部分の底面と同サイズの矩形状の開口を備えた板材を取り付けることにより前述の押さえ板（上側押さえ板）２３を形成しており，この構成では，前記押さえ板２３に形成した開口が，主カバー２０の開口２２となる。

この主カバー２０のサイズは，加工対象とする板状ワークＷのサイズ，板状ワークＷに対する切削加工幅，板状ワークＷの加工位置（例えば，矩形板である板状ワークＷの端部の一辺に沿った切削加工であるか，又は中心部に対する切削加工であるか等）によって種々のサイズに変更可能であるが，主カバー２０を過度に大型化する場合には内部で浮遊する微粉研磨材を回収するためには主カバー２０内の吸引速度の上昇が必要となり，大型の吸引手段が必要となる等経済的でない。

一例として，図示の実施形態における前記主カバー２０のサイズは，平面視における矩形の幅Ｗ_mcは８０mm，長さＬ_mc２００mmであり，正面視における台形の高さＨ_mcは押さえ板（上側押さえ板）の厚みを含め１０９mmである。

なお，前記主カバー２０の前記開口２２内には，好ましくはブラストガン３０の噴射孔３１の両側に図１に示すように邪魔板２４を設ける。この邪魔板２４は，ブラストガン３０の噴射孔３１を後述のようにスリット状に形成し，この噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向，すなわち，前記板状ワークの移動方向における前記噴射孔３１の両側に設けられ（図１，図２参照），該噴射孔３１の開孔長さＬ_O方向の長さ方向を有すると共に，その幅方向が噴射孔３１から遠ざかるに従い板状ワークＷより離反するように傾斜されている。

図１に示す実施形態にあっては，この邪魔板２４を，噴射孔３１の一方側において各６本，両側で計１２本設けており，それぞれの幅方向における傾斜角が一定となるように平行に配置している。

このように設けられた邪魔板２４は，ブラストガン３０の噴射孔３１より噴射され，板状ワークＷの表面に衝突した後に板状ワークＷの表面に沿って移動しようとする研磨材の流れを上方に偏向させて板状ワークＷの表面より離反させる作用を有し〔図２（Ｂ）参照〕，これにより微粉研磨材を主カバー２０内で浮遊させることで，後述する主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを介して主カバー２０内の吸引によって板状ワークＷの表面に対する微粉研磨材の付着をより確実に防止することができるものとなっている。

更に，図１に示す主カバー２０の構成では，主カバー２０の正面に透明なガラス板等を嵌め込んで覗き窓２５を形成し，この覗き窓２５を介して主カバー２０内の様子を確認することができるように構成している。

このような覗き窓２５を設けることで，主カバー２０内における異常の発生，例えば微粉研磨材の凝集による目詰まりの発生や，研磨材の回収不良，板状ワークＷに対する加工状態の変化等を観察することができる点で好ましいが，この覗き窓２５は必ずしも必要な構成ではない。

以上のように構成された主カバー２０は，その底部に形成された開口２２を前記板状ワークＷの被加工面に所定の間隙を介して対向させた状態で配置され，これにより，前記主カバー２０内には，主カバー２０の内壁と処理対象である板状ワークＷとで囲まれた空間が形成される。

ブラストガン
以上のように構成された主カバー２０内には，板状ワークＷに対して研磨材を噴射するためのブラストガン３０の先端部が配置されている。

このブラストガン３０は，図示の実施形態にあっては図１に示すように，主カバー２０の天板部を貫通して，その噴射方向が板状ワークＷに対して垂直方向となり，かつ，噴射孔３１が板状ワークＷの表面に近接して配置されるように取り付けられている。

このブラストガン３０の先端に設けられた噴射孔３１は，開口幅Ｗ_Oが狭く形成されたスリット形状に形成されており，このスリット形状の噴射孔３１の開口幅Ｗ_O方向が，前記板状ワークＷの移動方向Ｔを向くように前記主カバー２０に取り付けられている（図１，２参照）。

一般に，ブラストガンより噴射された研磨材，特に軽量であるために搬送気体流に乗り易い微粉研磨材は，ワークの表面に衝突すると搬送気体流と共にワークの表面に沿って流れるが，前述のようにスリット状の噴射孔３１を備えたブラストガン３０によって研磨材の噴射を行う場合，板状ワークＷの表面に衝突した後の研磨材流の拡散方向を，図２（Ａ）に示すように噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向に制御することができ，板状ワークＷの切削幅が拡がることを防止できる。このような作用をより確実に生じさせるために，好ましくは噴射孔３１の開孔幅Ｗ_Oは，０．１〜１００mmの範囲で形成する。本実施形態では，０．５mm×１５mmの矩形の開孔を成す。

また，スリット状の噴射孔３１の開孔長さＬ_Oは，一例として板状ワークＷに対する加工幅に対応した長さに形成することができる。

もっとも，板状ワークＷの端部一辺に沿って所定幅の切削を行う場合では，切削幅に対して開孔長さＬ_Oを長く形成しても良く，この場合には，例えば図２（Ａ）に示すように噴射孔３１に対する板状ワークＷ又は噴射孔３１の位置を調整して所望の切削幅が得られるようにしても良い。

主カバー吸引管
上記主カバー２０には，更に主カバー２０内を吸引するための主カバー吸引管２１ａ，２１ｂが設けられており，この主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを介して主カバー２０内を吸引することで，主カバー２０内を浮遊する微粉研磨材や切削屑を回収することができるように構成されている。

この主カバー吸引管２１ａ，２１ｂは，ブラストガン３０の噴射孔３１の開口幅Ｗ_O方向における両側に向かって開口するよう設けられており（図１参照），図示の実施形態にあっては，正面視における台形の斜辺部分に形成された傾斜面のそれぞれを貫通して主カバー２０内に連通する主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを設けている。

この主カバー吸引管２１ａ，２１ｂは，図３（Ｄ）に示すように，主カバー吸引管２１ａ，２１ｂの軸線を延長した線と，板状ワークＷの被加工面とが成す角θが，１０〜８０°の範囲となるように設置することが好ましく，図示の実施形態において，前記θが４５°となるように主カバー２０の前記傾斜面を貫通して主カバー２０内の空間に連通，開口している。

なお，主カバー吸引管２１ａ，２１ｂのサイズは，主カバー２０のサイズ，使用する吸引手段（後述の集塵機３）の性能等によって各種サイズへの変更が可能であるが，図示の実施形態では一例として直径（内径）４７．６mmである。

対向カバー
以上説明で説明したブラストガン３０，主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを備えた主カバー２０に対し，対向カバー４０を対向配置する。

この対向カバー４０は，図示の例ではその上面に開口４２が形成されており，前記主カバー２０の底面に形成された開口２２と，前記対向カバー４０の上面に形成された開口４２とを，少なくともその一側縁を臨ませて加工対象とする板状ワークＷの移動許容間隔を介して対向配置する。

主カバー２０の開口２２と，対向カバー４０の開口４２とは必ずしも同じ開口形状に形成する必要はないが，図示の実施形態にあっては，両者を同形状に形成し，平面視において両開口（２２，４２）の開口縁が重なるようになっている。

この対向カバー４０は，図１に示す実施形態にあっては，略角筒状に形成された部分と，この角筒状に形成された部分の下方に連続して形成された略逆角錐状の部分を備えた全体としてホッパ状の形状を成し，この逆角錐状の部分の最下端に対向カバー吸引管４１を連通して，対向カバー４０内を吸引することができるように構成している。

また，対向カバー４０の上部開口縁には，前述した主カバー２０と同様，下側押さえ板４３をフランジ状に外周方向に突出させている。

このように主カバー２０に対向配置される対向カバー４０を設け，この対向カバー４０内を吸引することにより，主カバー２０内と対向カバー４０内の空間が連通した状態にあるとき，対向カバー４０を介して主カバー２０内で噴射された微粉研磨材の回収を行うことができると共に，主カバー２０内の吸引によって板状ワークＷに対して作用する上向きの吸引力を，対向カバー４０内の吸引によって生じる下向きの吸引力によって相殺して，板状ワークＷの移動を容易に行うことができる。

従って，このような作用を得ることができるものであれば，対向カバー４０の形状，対向カバー吸引管４１の形成位置，サイズ等は特に限定されない。

もっとも，図示の実施形態のように対向カバー４０の底部中心に対向カバー吸引管４１を形成した構成にあっては，対向カバー吸引管４１がブラストガン３０の噴射方向前方に配置されるため，ブラストガン３０の前面より板状ワークＷが取り除かれた状態で研磨材の噴射を行った際，噴射された研磨材をこの対向カバー吸引管４１を介して効率的に吸引，回収することができ，主カバー２０，対向カバー４０のいずれの内部空間からも微粉研磨材を迅速に除去，回収できるという利点がある。

なお，図１中，符号４４は，対向カバー４０の開口４２内に設けた整流板であり，その幅方向を垂直方向に配置され，研磨材が下方の対向カバー４０内に回収される際，対向カバー４０内に向かう下向きの流れを形成する。

その他
なお，図示の研磨材噴射回収部１０は，板状ワークＷの一辺を，所定の幅で切削することができるように構成したものであることから，図１に示すように，主カバー２０と対向カバー４０間に形成された間隙に，挿入規制体５１を設け，この挿入規制体５１によって板状ワークＷの挿入位置を規制している。

従って，板状ワークＷの一辺がこの挿入規制体５１と衝突するまで主カバー２０と対向カバー４０間に板状ワークＷを挿入すると共に，この挿入規制体５１に一辺を摺接させた状態で板状ワークＷを移動させると，板状ワークＷの加工対象部分がブラストガン３０の噴射孔３１の前面を通過することができるように構成されている。

また，このように，板状ワークＷの一辺付近を加工するものであることから，板状ワークＷの挿入側とは反対側の側面において主カバー２０と対向カバー４０とを，図１に示すように連結板５２で連結しているが，例えば比較的大型の板状ワークＷの中心部に，所定幅の切削を移動方向を長さ方向として行う場合には，挿入規制体５１や連結板５２を除去して，主カバー２０と対向カバー４０とを上下で完全に分離した状態で配置しても良い。

使用方法
以上のように構成された本発明の研磨材噴射回収部１０は，主カバー２０の天板より外部に延設されたブラストガン３０の後端部に，圧縮気体と微粉研磨材の混合流体を供給する混合流体の供給源を接続する。

また，主カバー２０に設けた２つの主カバー吸引管２１ａ，２１ｂ，及び対向カバー４０に設けた対向カバー吸引管４１のいずれともに，集塵機等の吸引手段に連通して，主カバー２０及び対向カバー４０内を吸引可能に構成する。

一例として，図４は，前述した本発明の研磨材噴射回収部１０を備えたブラスト加工装置１の一構成例を示したものであり，本発明の研磨材噴射回収部１０に設けた前記ブラストガン３０の後端部を，微粉研磨材を定量ずつ計量しながら圧縮気体との混合流体としてブラストガンに定量供給する加圧タンク２に連通されている。

また，主カバー２０に設けた２つの主カバー吸引管２１ａ，２１ｂ，及び対向カバー４０に設けた対向カバー吸引管４１は，いずれともに吸引手段である共通の集塵機３に連通されており，これにより各カバー２０，４０内の雰囲気を負圧下とするべく吸引可能となっている。

この集塵機３によって回収された主カバー２０及び対向カバー４０内の微粉研磨材は，集塵機３に設けたサイクロン３ａによって再使用可能な研磨材と切削屑とに分別されて回収され，再使用可能な研磨材は，再度，加圧タンク２内に投入する等して再使用することができる。

なお，図示の実施形態において，図４，及び図５中の符号４は，コンベアテーブルであり，駆動モータＭの回転によりコンベアテーブル４上に設けられた搬送ローラ５が回転して，この上に載置した板状ワークＷを所定の方向に搬送することができるように構成されている。

図示の実施形態では，板状ワークＷの搬送方向を長さ方向とするコンベアテーブルの一辺４ａに，本発明の研磨材噴射回収部１０を構成する前記主カバー２０及び対向カバー４０を取り付け，コンベアテーブル４の搬送ローラ５上に載置した板状ワークＷを移動させると，板状ワークＷの端部一辺近傍が主カバー２０と対向カバー４０間を通過するように構成しているが，これとは逆に，板状ワークＷを固定しておき，本発明の研磨材噴射回収部１０を構成する主カバー２０及び対向カバー４０を移動させることにより，板状ワークＷとの間の相対移動を可能としても良い。

更に，板状ワークＷの端部一辺における所定幅を加工可能とした図示の実施形態にあっては，本発明の研磨材噴射回収部１０をコンベアテーブル４の１辺４ａ側にのみ設けているが，例えば，板状ワークＷの平行する２辺のそれぞれに対して同時に加工を行う場合には，ローラコンベアの他辺４ｂにも前記研磨材噴射回収部１０を設けて，１回の搬送により板状ワークの２辺を同時に加工できるように構成しても良く，更には，図６（Ａ）に示すように板状ワークＷの回転を伴う連続作業により，例えば板状ワークの４辺に対して加工を行うことができるように構成しても良く，更には，図６（Ｂ）に示すように，板状ワークＷの中心部が通過する位置に研磨材噴射回収部１０を配置しておき，板状ワークＷの端辺部分のみならず，中央部，その他任意の位置にもブラスト加工を行うことができるように構成しても良い。

使用に際し，処理対象とする板状ワークの厚さ等に対応して主カバー２０と対向カバー４０間の間隔，板状ワークＷと各カバー２０，４０間の間隙，及びブラストガン３０の高さを調整し，板状ワークＷの被加工面と主カバー２０の対向面，ワーク裏面と対向カバー４０の対向面間に所定の間隙を設ける。

このように間隙を設けることで，主カバー２０及び対向カバー４０内の気体を吸引した際に，この部分を介して両カバー内には外気が導入され，カバー外への微粉研磨材の飛散が防止されると共に，外気が板状ワークＷの表面に沿って導入されることに伴い，この外気流によって板状ワークＷの表面に付着しようとする微粉研磨材を浮遊させることができる。

一例として，加工対象とする板状ワークＷが３mm圧の板ガラスである場合，各部の間隔は，図示の例において主カバー２０と対向カバー４０間の間隔（図示の例では上側押さえ板２３と下側押さえ板４３間の間隔）で７mm，板状ワークＷと主カバー２０（上側押さえ板２３）間の間隙で２mm，板状ワークＷと対向カバー４０（下側押さえ板４３）間の間隙で１mmであり，また，主カバー２０の開口２２内に邪魔板２４が設けられている図示の例では，この邪魔板２４と板状ワークＷとの間隙は０．９mmであり，更にブラストガン３０と板状ワークＷとの間隔は３mmとすることができる。

以上のようにして，各部に対する配管接続，及び各部の間隔調整が終了した状態で，ブラストガン３０より研磨材を噴射すると共に，３つの吸引管２１ａ，２１ｂ，４１より主カバー２０及び対向カバー４０内の吸引を行いつつ，板状ワークＷを主カバー２０と対向カバー４０間に挿入，通過させると，板状ワークＷは，ブラストガン３０に形成されたスリット状の噴射孔３１の開孔長さＬ_Oに対応した幅で，移動方向Ｔに連続して切削される。

一般に使用される円形の噴射孔を備えたブラストガンを使用する場合，噴射された研磨材は，板状ワークに衝突した後，図１０に示すように３６０°全方向において板状ワークの表面に沿って移動する流れを生じるが，前述のようにスリット状，特に開口幅Ｗ_Oを０．１〜３mmの比較的細いスリット状に形成された噴射孔３１を備えたブラストガン３０より噴射された研磨材は，噴射孔３１の開口幅Ｗ_O方向に板状ワークＷの表面に沿った流れを生じ，開口長さＬ_O方向には研磨材の拡散が生じない。

そのため，このようなスリット状の噴射孔３１を備えたブラストガン３０の使用により，板状ワークＷは，噴射孔３１の開孔長さＬ_Oに対応した幅で切削を行うことができる。

また，このようにして噴射孔３１の開孔幅Ｗ_O方向に板状ワークＷの表面を移動した研磨材流は，その後，主カバー２０の開口２２に設けられた邪魔板２４によって，板状ワークＷの表面から離反されるように斜め上向きの流れに偏向され〔図２（Ｂ）参照〕，これに伴って研磨材は，主カバー２０内の空間を浮遊する。

本発明で使用する微粉研磨材である♯４００以上，又は平均粒径３０μm以下の研磨材粒は，浮遊した際の滞空時間が長く，かつ，気体流に乗り易いために浮遊状態において場の気体と共に容易に回収できることから，このようにして浮遊した状態にある研磨材を前述の主カバー吸引管２１ａ，２１ｂからの吸引によって主カバー２０内の気体と共に回収することで，板状ワークＷの被加工面に研磨材が付着する前にこれを容易に回収することができる。

このようにして行われる研磨材の回収により，主カバー２０内の空間は負圧となり，この負圧によって板状ワークＷは上方に吸引されるが，この主カバー２０に対して対向配置された対向カバー４０内の吸引によって板状ワークＷには同時に下向きの吸引力が作用することとなり，その結果，この両者のバランスによって板状ワークは容易に主カバーと対向カバー間の間隔を通過する。

好ましくは，板状ワークＷと主カバー２０間の間隔に対し，板状ワークＷと対向カバー４０間の間隔を狭く形成する等して，対向カバー４０によって生じる下向きの吸引力を，主カバー２０によって生じる上向きの吸引力以上の吸引力を発生するものとし，これにより，板状ワークＷをコンベアテーブル４の搬送ローラ５に押圧することにより，例えば板状ワークＷが薄膜太陽電池等である場合，上側押さえ板２３との接触によりガラス基板上に形成された各薄膜層がダメージを受けるといった問題の発生を回避することができる。

図示の実施形態のように，板状ワークＷの一辺側端部を加工する場合には，板状ワークＷの切削加工時，板状ワークＷの端部位置が挿入規制体５１によって規制され，その結果，主カバー２０の開口２２と，対向カバー４０の開口４２間は，図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように板状ワークＷによって覆われていない部分によって形成される回収開口２２’，４２’を介して連通する。

その結果，ブラストガン３０より噴射された微粉研磨材，及びこの微粉研磨材の噴射によって生じた切削屑は，主カバー２０内を吸引する主カバー吸引管２１ａ，２１ｂを介して集塵機に吸引・回収される他，対向カバー４０内を吸引する対向カバー吸引管４１によって，対向カバー４０内の空間，回収開口４２’，２２’を介して主カバー２０内の微粉研磨材や切削屑の吸引・回収が行われて，両カバー内の微粉研磨材及び切削屑が，板状ワークＷの表面に付着する前の浮遊した状態において効率的に回収される。

その結果，対向カバー４０及び対向カバー吸引管４１は，主カバー吸引管２１ａ，２１ｂと共に主カバー２０内を浮遊する微粉研磨材や切削屑の回収を分担し，また，板状ワークＷのワーク裏面側に回り込んだ微粉研磨材を効率的に回収して，板状ワークＷのワーク裏面に対する微粉研磨材の付着をも効果的に防止する。

また，板状ワークＷの移動により両カバー間の間隔から板状ワークＷが取り除かれると，主カバー２０の開口２２と，対向カバー４０の開口４２の全面を介して両カバー間が連通し，ブラストガン３０より噴射された微粉研磨材は，直接，対向カバー４０内に導入されて直ちに回収され，両カバー間に板状ワークＷが存在していない状態においても，カバー２０，４０内に微粉研磨材が溜まることがない。

一方，比較的大型の板状ワークＷの例えば中央部に対して加工を行う場合のように，板状ワークＷによって主カバー２０と対向カバー４０間が上下に完全に仕切られる場合には，板状ワークＷの介在時，主カバー２０内で噴射された研磨材は，主カバー２０内に連通された主カバー吸引管２１ａ，２１ｂのみを介して回収され，対向カバー４０内の吸引は，板状ワークＷを下方に吸引するためにのみ働くが，板状ワークＷの移動により主カバー２０と対向カバー４０内の空間が連通すると，ブラストガン３０より主カバー２０内で噴射された研磨材は，対向カバー４０及び対向カバー吸引管４１を介して吸引，回収される。

このように，前述した構成を備える本発明の研磨材噴射回収部１０では，切削加工時，微粉研磨材が板状ワークＷの表面に付着することを防止でき，しかも，板状ワークＷに対してマスク材を貼着することなく，所定幅の切削加工を行うことができることから，例えば薄膜太陽電池のガラス基板上に形成された薄膜をスクライブする場合のように，洗浄水による洗浄やマスク材の貼着を行うことができないワークに対しても，微粉研磨材によるブラスト加工が可能となる。

また，ブラスト加工後の洗浄やマスク材の貼着が可能なワークに対して加工を行う場合であっても，洗浄やマスク材の貼着に費やす労力や，この作業に使用されるマスク材，洗浄液等の資材の使用を省略でき，切削加工のコストを大幅に低減することが可能となる。

更に，両カバー２０，４０間に板状ワークＷを配置する前や，両カバー２０，４０間を板状ワークＷが通過した後等，両カバー２０，４０間に板状ワークＷが存在していない場合において，ブラストガン３０より噴射された微粉研磨材は，対向カバー４０による吸引によって両カバー内の空間より迅速に除去され，微粉研磨材がカバー内の空間に滞留することがない。

以上説明した本発明の構成より，本発明のブラスト加工方法及びブラスト加工装置は，板状を成す各種のワークに対して所定幅の切削加工を行う場合に有効に使用することができ，特に，切削範囲を限定するためのマスク材の貼着や，付着した微粉研磨材を除去するための洗浄液による洗浄等の工程が不要であることから，従来レーザによって行われていた各種のエッチング，例えば薄膜太陽電池のスクライビングに使用されていたレーザに代わるものとして利用することが可能である。

本発明の研磨材噴射回収部における，主カバーと対向カバーを上下に分離した状態の研磨材噴射回収部の概略斜視図。 本発明の研磨材噴射回収部における，ブラストガンに設けるスリット状噴射孔と研磨材の流れの関係を説明した説明図であり，（Ａ）は平面視，（Ｂ）は斜視による観察。 本発明の研磨材噴射回収部における，各部の位置関係を説明した説明図であり，（Ａ）はブラストガンに設けるスリット状噴射孔と板状ワークとの配置例を説明する説明図，（Ｂ）は底面視における主カバーの開口と板状ワークとの配置及びこれにより形成される回収開口の位置関係の説明図，（Ｃ）は平面視における対向カバーの開口と板状ワークとの配置及びこれにより形成される回収開口の位置関係の説明図。（Ｄ）は，本発明の研磨材噴射回収部における概略正面図。 本発明の研磨材噴射回収部を備えたブラスト加工装置の全体構成を示す平面図。 本発明の研磨材噴射回収部を備えたブラスト加工装置の全体構成を示す正面図。 本発明の研磨材噴射回収部を備えたブラスト加工装置の構成例を示す説明図であり，（Ａ）は板状ワークの４辺を加工可能とした例，（Ｂ）は，板状ワークの２辺及び中央を加工可能とした例。 従来のブラスト加工装置（重力式）の説明図。 従来のブラスト加工装置（特許文献１）の説明図。 薄膜太陽電池に対するスクライビングの説明図であり，（Ａ）はスクライビングを行う部分の説明図，（Ｂ）はスクライビングによって除去する層の説明図。 ブラストガン（丸型噴射孔）による研磨材の拡散状態を示す説明図。

符号の説明

１ ブラスト加工装置
２ 加圧タンク
３ 集塵機
３ａ サイクロン
４ コンベアテーブル
４ａ 一辺（コンベアテーブルの）
４ｂ 他辺（コンベアテーブルの）
５ 搬送ローラ
１０ 研磨材噴射回収部
２０ 主カバー
２１ａ，２１ｂ 主カバー吸引管
２２ 開口
２２’ 回収開口
２３ 押さえ板（上側押さえ板）
２４ 邪魔板
２５ 覗き窓
３０ ブラストガン
３１ 噴射孔
４０ 対向カバー
４１ 対向カバー吸引管
４２ 開口
４２’ 回収開口
４３ 下側押さえ板
４４ 整流板
５１ 挿入規制体
５２ 連結板
６０ ブラスト加工装置
６１ キャビネット
６２ 噴射ノズル
６３ 搬入口
６４ 研磨材供給管
６５ 導管
６７ 排出管
６８ ホッパ
７０ 回収タンク
７３ 流入口
７４ 連結管
７５ 連通管
７７ 排出管
８０ ブラスト加工装置
８１ ブラスト加工ダクト
８２ ブラスト加工室
８３ 吸引ダクト
８４ 挿入口
８５ 吸気口
９１ 噴射ノズル
Ｗ 板状ワーク
Ｔ ワークの相対移動方向
Ｍ モータ
Ｗ_O 噴射孔の開孔幅
Ｌ_O 噴射孔の開孔長さ

Claims (10)

1. 加工対象である板状ワークの移動許容間隙を介して，かつ，前記板状ワークの移動方向と同方向の少なくとも一側縁を臨ませてなる開口を有する主カバーと，対向カバーを，それぞれ垂直方向に対向配置し，さらに，
   前記主カバーに前記板状ワークの移動方向におけるブラストガンの噴射孔の両側に向かってそれぞれ開口した主カバー吸引管を介して該主カバー内の空間に連通し，
   前記主カバーに対向配置された前記板状ワークを，前記噴射孔をスリット状に形成し，該噴射孔を，前記板状ワークに近接した位置で，かつ，前記板状ワークに対して略垂直の噴射方向となるように配置すると共に，前記ブラストガンの前記噴射孔に対して相対的に移動させると共に，
   前記主カバー内に前記板状ワークの被加工面に所定の間隙を介して配置した前記ブラストガンの噴射孔から微粉研磨材の噴射を行い，前記主カバー吸引管を介して前記主カバー内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収すると共に，
   前記対向カバー内の空間に連通する対向カバー吸引管を介して，前記板状ワークの被加工面と反対方向から，前記対向カバー内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収することを特徴とするブラスト加工方法。
2. 前記噴射孔に対する前記板状ワークの相対的な移動方向を，前記噴射孔の開孔幅方向としたことを特徴とする請求項１記載のブラスト加工方法。
3. 前記ブラストガンの噴射孔の開孔幅を０．１〜１００mmとしたことを特徴とする請求項１又は２記載のブラスト加工方法。
4. 前記板状ワークの被加工面に対する前記主カバー吸引管の軸線方向を１０〜８０°の傾斜角とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のブラスト加工方法。
5. 前記噴射孔の両側における前記主カバーの開口内に，幅方向を前記噴射孔より遠ざかるに従って前記板状ワークより離反するように傾けた邪魔板を設け，前記板状ワークの表面に沿った研磨材の流れを，該板状ワークの表面より離反する方向に偏向させることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のブラスト加工方法。
6. 加工対象である板状ワークの移動許容間隙を介してそれぞれ垂直方向に対向配置され，かつ，前記板状ワークの相対的な移動方向と同方向の少なくとも一側縁を臨ませてなる開口を有する主カバー及び対向カバーと，
   前記主カバー内に連通し，前記主カバー内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引・回収する，前記板状ワークの移動方向におけるブラストガンの噴射孔の両側に向かってそれぞれ開口した主カバー吸引管と，
   前記板状ワークの被加工面に所定の間隙を介して前記主カバー内に配置され，スリット状に形成された前記噴射孔を，前記板状ワークに近接した位置で，かつ，前記板状ワークに対して略垂直の噴射方向となるように配置し，前記噴射孔を介して微粉研磨材の噴射を行うブラストガンと，
   前記対向カバー内の空間に連通し，前記板状ワークの被加工面と反対方向から前記対向カバー内の空間からガラス基板上から切削除去した薄膜層及び研磨材を吸引する対向カバー吸引管を設けたことを特徴とするブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造。
7. 前記噴射孔の開孔幅方向を，前記板状ワークの相対的な移動方向と一致させたことを特徴とする請求項６記載のブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造。
8. 前記ブラストガンの噴射孔の開孔幅を０．１〜１００mmとしたことを特徴とする請求項６又は７記載のブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造。
9. 前記板状ワークの被加工面に対する前記主カバー吸引管の軸線方向を１０〜８０°の傾斜角としたことを特徴とする請求項６〜８いずれか１項記載のブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造。
10. 前記噴射孔の両側における前記主カバーの開口内に，幅方向を前記噴射孔より遠ざかるに従って前記板状ワークより離反するように傾けた邪魔板を設けたことを特徴とする請求項６〜９いずれか１項記載のブラスト加工装置における研磨材噴射回収部構造。

Images