(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスク用原盤であるガラス基板の素材となるガラス基板原盤（４）のガラス軟化温度以上まで加熱された上記ガラス基板原盤とコアプレート（５）とを、上記ガラス基板原盤を上記コアプレート（５）に載置した状態で、上記ガラス軟化温度以上にそれぞれ加熱された上金型（２）と下金型（３）とを有するプレス成形機（１４）の上記下金型に、上記コアプレートが通過する搬送経路に配置されかつ上記コアプレートの温度制御を行うよう断熱材を挟み込んだ断熱壁で外部と遮断された搬送装置（３０）を使用して搬入し、上記下金型に搬入された上記ガラス基板原盤の上面と上記コアプレートとを上記ガラス軟化温度以上まで加熱し、上記ガラス軟化温度以上まで加熱された上記ガラス基板原盤を上記プレス成形機の上記上金型と上記下金型とによりプレス成形して、上記上金型の鏡面と上記コアプレートの上記ガラス基板原盤が載置された鏡面とを上記ガラス基板原盤の上下面にそれぞれ転写して、所定の表面粗さと平行度に成形されたガラス基板を得るようにしたことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
上記プレス成形機に上記ガラス基板原盤を搬入する前に、上記ガラス基板原盤（４）を上記ガラス基板原盤のガラス軟化温度以上まで加熱するようにした請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク用の原盤としてのガラス基板の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハードディスク用の原盤としてガラス基板を使用するとき、以下のようにガラス基板が製造されている。すなわち、ガラス基板の最終厚さの大略２倍の厚さのガラス原盤を用意し、ガラス原盤の上下両面を、所定の表面粗さと平行度を有するように、ポリッシュ又はラッピングして最終厚さに仕上げるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガラス原盤を最終厚さの２倍の原盤をポリッシュ又はラッピングして最終厚さに仕上げるとき、ポリッシュ又はラッピングに時間がかかり手間であるとともに、ガラス基板の両面の平行度が５／１０００程度まで仕上げるのが困難であるといった問題があった。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ポリッシュ又はラッピングを行うことなく、短時間で生産効率良くガラス基板を製造することができるガラス基板の製造方法及びその装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。本発明の第１態様によれば、ハードディスク用原盤であるガラス基板の素材となるガラス基板原盤のガラス軟化温度以上まで加熱された上記ガラス基板原盤とコアプレートとを、上記ガラス基板原盤を上記コアプレートに載置した状態で、上記ガラス軟化温度以上にそれぞれ加熱された上金型と下金型とを有するプレス成形機の上記下金型に、上記コアプレートが通過する搬送経路に配置されかつ上記コアプレートの温度制御を行うよう断熱材を挟み込んだ断熱壁で外部と遮断された搬送装置を使用して搬入し、上記下金型に搬入された上記ガラス基板原盤の上面と上記コアプレートとを上記ガラス軟化温度以上まで加熱し、上記ガラス軟化温度以上まで加熱された上記ガラス基板原盤を上記プレス成形機の上記上金型と上記下金型とによりプレス成形して、上記上金型の鏡面と上記コアプレートの上記ガラス基板原盤が載置された鏡面とを上記ガラス基板原盤の上下面にそれぞれ転写して、所定の表面粗さと平行度に成形されたガラス基板を得るようにしたことを特徴とするガラス基板の製造方法を提供する。
【０００５】
本発明の第２態様によれば、上記プレス成形機に上記ガラス基板原盤を搬入する前に、上記ガラス基板原盤を上記ガラス基板原盤のガラス軟化温度以上まで加熱するようにした請求項１に記載のガラス基板の製造方法を提供する。
【００１５】
上記各態様によれば、ガラス基板原盤の上下面に接触する鏡面をガラス基板の所定の表面粗さと平行度に対応して形成し、かつ、ガラス基板原盤のガラス軟化温度以上の温度でプレス成形するようにしたので、ポリッシュ又はラッピングを行うことなく、成形機でプレス成形することにより、所定の表面粗さと平行度を有するガラス基板を短時間で生産効率良くガラス基板を製造することができる。また、上記ガラス基板原盤を成形機に搬入するとき、ガラス基板原盤の上面が温度低下してガラス軟化温度以下になることがあるが、成形機内に搬入されたのち、ガラス軟化温度以上まで再びガラス基板原盤の上面を加熱するようにしたので、プレス成形時に、ガラス基板原盤の上面と下面との間で大きな温度勾配が生じて割れ等が発生するのを効果的に防止することができる。このとき、上金型の放射熱を利用してガラス基板原盤の上面を加熱するようにすれば、特別な加熱装置を備えることなく、簡単な構成でもって加熱することができる。
【００１６】
上記態様において、ガラス基板原盤を直接把持するのではなく、コアプレート上にガラス基板原盤が載置された状態で、ガラス基板原盤に当接することなくコアプレートのみを把持すれば、５００℃程度までガラス基板原盤が冷却されるのを成形機内で待つことなく、かつ、ガラス基板原盤の割れを確実に防止しつつ、成形機からガラス基板原盤を取り出すことができる。よって、生産効率を高めることができる。
また、コアプレートを搬送するとき、コアプレートを載置台から一旦持ち上げたのち、搬送方向に搬送し、載置台に再び載置するようにすれば、単に各コアプレートを押して搬送させるものと比較して、ゴミなどが各コアプレートに付着しにくくなり、コアプレートをクリーンに保持することができる。
上記態様において、一旦、ガラス軟化温度よりも高い所定温度までガラス基板原盤を加熱したのち、ガラス軟化温度まで降温させるようにしたので、ガラス基板原盤のガラス軟化温度まで単に加熱したまま維持するよりもガラス基板原盤をガラス軟化温度に温度制御しやすい。
【００１７】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態にかかるガラス基板の製造方法及び装置は、図１に示すように、ハードディスク用原盤であるガラス基板の素材となるガラス基板原盤であって予めそのガラス軟化温度以上に加熱されたガラス基板原盤４が図２のコアプレート５上に載置されたのち、コアプレート５とともにガラス基板原盤４が図３の成形機１４内に搬入されて、ガラス基板原盤４がプレス成形されて所定の平行度及び表面粗さに成形されたのち、コアプレート５とともにガラス基板原盤４が成形機１４から搬出されて冷却され、その後、コアプレート５からガラス基板原盤４のみが取り出される一方、コアプレート５は再び加熱されて次のガラス基板原盤４の搬入に備えるようにしている。
ガラス基板原盤４は、常温からガラス基板加熱炉６０内に搬入されて、所定温度、例えば７００℃まで加熱される。その後、ガラス基板原盤移載ユニット６１によりコアプレート５上に載置される。
コアプレート５は、図２に示すように、大略円盤の部材であって、その外周側面には、後述する搬送チャックに係合して把持しやすいように、リング状の溝５ａを形成している。コアプレート５の材質としては、大気中でも酸化しにくいものであり、８００℃〜５００℃程度までの間の加熱及び冷却の繰り返しに耐え得ることができ、かつ、最終製品であるガラス基板に要求される表面粗さや平行度に応じて、所望の表面粗さと平行度を転写可能な材料が選択され、例えば、超硬金属が適宜使用される。
【００１８】
加熱炉６０で加熱されたガラス基板原盤４は、図１に示されるように、ガラス基板原盤移載ユニット６１によりガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２に搬送されて、所定温度まで加熱されたのち、課題解決手段の欄に記載した上記投入装置の一例としてのコアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３から成形機１４内にコアプレート５とガラス基板原盤４とが一体的に搬入され成形機１４でプレス成形される。その後、コアプレート及びガラス基板原盤取り出しユニット６５で成形機１４からプレス成形されたガラス基板原盤４がコアプレート５とともに取り出され、課題解決手段の欄に記載した上記徐冷ユニットの一例としてのコアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６内に搬送されて所定温度まで冷却される。その後、ガラス基板原盤取り出しユニット６７でコアプレート５からガラス基板原盤４のみが取り出されてガラス基板原盤整列機６８に搬送される。一方、ガラス基板原盤４が取り除かれたコアプレート５は、第１コアプレート昇温安定ユニット６９で所定温度まで昇温される。その後、コアプレート移載ユニット７０で第１コアプレート昇温安定ユニット６９から第２コアプレート昇温安定ユニット７１まで搬送されて、所定温度までさらに昇温される。その後、ガラス基板原盤移載ユニット６１により加熱炉６０で加熱されたガラス基板原盤４がコアプレート５上に載置される。本実施形態では、基本的に、このようなサイクルを繰り返すようになっている。なお、第１，第２コアプレート昇温安定ユニット６９，７１により上記課題解決手段の欄に記載した上記第１加熱ユニットの一例を構成し、ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２により上記課題解決手段の欄に記載した上記第２加熱ユニットの一例を構成する。
【００１９】
ガラス基板原盤移載ユニット６１は、図４，５に示すように、移載レール２５沿いに移載ユニット５５が加熱炉６０側とガラス基板原盤・コアプレート昇降安定ユニット６２側との間で往復移動するものである。移動ユニット５５は、エアシリンダ等の昇降装置２４の駆動により吸着ヘッド２３を昇降させてガラス基板原盤４を吸着又は吸着解放するものである。よって、例えば、加熱炉６０内から搬送されてきたガラス基板原盤４は、加熱炉側のコンベヤ（図５では２６に相当）上の一端の位置から、移載ユニット５５の吸着ヘッド２３が下降して吸着保持されたのち、吸着ヘッド２３が上昇し、移載レール２５沿いに加熱炉６０側からガラス基板原盤・コアプレート昇降安定ユニット６２側まで移動する。次いで、吸着ヘッド２３が下降して、ガラス基板原盤４をガラス基板原盤移載ユニット６１のガラス基板原盤移載位置に位置したコアプレート５上に載置して吸着解放する。このようにして、一枚ずつガラス基板原盤４を各コアプレート５上に順に載置する。このとき、コアプレート５上に載置したガラス基板原盤４の温度を非接触温度計５１（図５では２７に相当）により測定して、所定温度まで加熱炉６０で加熱されているか否かを確認する。もし、加熱されていないならば、加熱炉６０の温度を上昇させるなどの処理を行う。
【００２０】
ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２では、ガラス基板原盤４の軟化温度以上の７００℃±５℃までコアプレート５及びガラス基板原盤４を加熱させて安定させる。上記温度で安定したコアプレート５及びガラス基板原盤４はコアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３により成形機１４内に搬入される。このガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２では、図７，８に示すようなコアプレート搬送装置３０を使用して、所定距離ずつ徐々にコアプレート５を搬送する。搬送装置３０は、コアプレート５の幅寸法より小さな幅を有して複数個のコアプレート５，・・・，５が載置される載置台３１と、載置台３１より両側に突出した各コアプレート５の両端部の下面に当接して支持する多数の組みの移載爪３３，・・・，３３と、１８０度だけ正逆回転させる回転軸３５ａを有するモータ３５と、モータ３５の回転軸３５ａに連結された連結棒３４と、連結棒３４に連結されかつ移載爪３３，・・・，３３の下端を支持する駆動板３２と、駆動板３２の前後に回転自在に支持された４個の車輪３９，・・・，３９と、車輪３９，・・・，３９が転動する４個の昇降カム３６，・・・，３６と、昇降カム３６，・・・，３６を搬送方向に前後動させる駆動シリンダ３７と、昇降カム３６，・・・，３６が固定されて駆動シリンダ３７の駆動により昇降カム３６，・・・，３６を一斉に搬送方向に前後動させる支持板２９と、支持板２９の移動を案内する４個の案内車輪３８，・・・，３８とを備えている。よって、図７において、駆動シリンダ３７の駆動により、支持板２９が左方向に案内車輪３８，・・・，３８の案内により移動すると、各車輪３９が各昇降カム３６の下側のカム面３６ａから傾斜カム面３６ｂを経て上側カム面３６ｃに転動することにより、駆動板３２全体が上昇して、各一対の移載爪３３，３３により各コアプレート５が載置台３１から持ち上げられる。この状態で、モータ３５の回転軸３５ａが図７において時計方向に１８０度回転すると、連結棒３４及び駆動板３２が右側に移動させられ、各一対の移載爪３３，３３が各コアプレート５を持ち上げた状態で一斉に右方向に移動する。次いで、駆動シリンダ３７の上記とは逆の駆動により、支持板２９が右方向に案内車輪３８，・・・，３８の案内により移動すると、各車輪３９が各昇降カム３６の上側のカム面３６ｃから傾斜カム面３６ｂを経て下側カム面３６ａに転動することにより、駆動板３２全体が下降して、各一対の移載爪３３，３３により持ち上げられていた各コアプレート５が載置台３１に載置される。次いで、モータ３５の回転軸３５ａが反時計方向に１８０度回転することにより、連結棒３４及び駆動板３２が左側に移動させられ、各一対の移載爪３３，３３が各コアプレート５に接触することなく、一斉に左方向に移動する。この結果、各コアプレート５の下方には、前回持ち上げられた一対の移載爪３３，３３の右隣に配置されている一対の移載爪３３，３３が位置していることになる。以後、上記した動作を繰り返すことにより、各コアプレート５が順に右方向に搬送される。このように、徐々に搬送することにより、各コアプレート５に対してガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２���の温度制御が行える。温度制御用のヒータ２００は載置台３１内に内蔵しており（ヒータ２００は載置台３１内に内蔵されているため、図示を省略。）、主として、各コアプレート５が載置台３１に載置されて接触しているとき、ヒータ２００からの伝熱により加熱されるようにしている。また、温度制御をより確実に行うため、搬送装置３０は、間に断熱材を挟み込んだ２重の断熱壁５３（図４参照）で外部と遮断されるようにして、より精度良く温度制御が行えるようにしている。また、各ユニットの出口付近では、原則として非接触型温度計を設けるなどしてガラス基板原盤４の温度を測定し、所望の温度制御が達成されているか否か判定し、所望の温度範囲よりも温度が高すぎる場合には、ヒータ２００の温度を下げる、載置台３１に各コアプレート５が接触している時間を長くするなどの処置を採る一方、所望の温度範囲よりも温度が低すぎる場合には、ヒータ２００の温度を上げる、載置台３１に各コアプレート５が接触している時間を短くするなどの処置を採る。このような搬送装置３０は、ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２の他、後述する、コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６、第１，第２コアプレート昇温安定ユニット６９，７１にも同様な搬送装置を備えて、同様な手法で二重の断熱壁５３内でコアプレート５，・・・，５を徐々に搬送しつつ所定の温度制御が行えるようにしている。ただし、コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６では、各ガラス基板原盤４を冷却させる工程であるため、断熱壁５３は設けずに、大気中に開放された状態で搬送装置３０で搬送するようにしている。
【００２１】
コアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３では、図６に示すように、エアシリンダ等の搬入チャック駆動装置４１の駆動により、大略Ｃ字状の把持部４５ａを有する搬入チャック４５がコアプレート５の外周側面の溝５ａ内に係合して把持し、ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２内のコアプレート５とガラス基板原盤４とを一体的に成形機１４内に投入する。コアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３から成形機１４内にガラス基板原盤４が投入されるとき、非接触型温度計４９により、コアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３内の搬送位置に位置したコアプレート５上のガラス基板原盤４の温度を測定して、所定温度まで加熱されているか否か、７００℃±５℃以内に保持されているか否かを測定し、上記範囲外ならば、コアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット６３を温度制御して、上記範囲内に保持されるようにする。
【００２２】
ガラス基板原盤４を所定の平行度及び表面粗さに成形するプレス成形機１４は、図３に示すように、固定プレート１と、固定プレート１に固定された上金型２と、コアプレート５がその凹部３ａ内に嵌合固定可能な下金型３と、下金型３が固定された可動プレート６と、可動プレート６をリンク機構７を介して案内ロッド１３，…，１３沿いに上下動させるクロスヘッド８と、クロスヘッド８を上下動させるボールネジ９と、ボールネジ９を正逆回転させるモータ１０と、モータ１０の回転を検出するエンコーダ１１と、エンコーダ１１からの出力によりモータ１０を駆動制御する成形機用コントローラ１００と、歪みセンサー１２とを備えている。上金型２において、ガラス基板原盤４の上面をプレスする下端面は、最終製品であるガラス基板の表面粗さ（例えば７オングストローム程度）と大略同等の表面粗さの鏡面に仕上げられている。また、下金型３の凹部３ａには、ガラス基板原盤４をその上面に載置しているコアプレート５が着脱可能に取り付けられるようにしている。このコアプレート５の上面は、ガラス基板原盤４が載置される面であって、最終製品であるガラス基板の表面粗さ（例えば７オングストローム程度）と大略同等の表面粗さの鏡面に仕上げられている。よって、上金型２の下端面の鏡面と下金型３のコアプレート５の鏡面がそれぞれプレス成形時に軟化温度まで加熱されたガラス基板原盤４の上下面にそれぞれ転写され、上記所定の平行度（例えば５／１０００）と表面粗さ（例えば７オングストローム）が得られるようになっている。
【００２３】
上金型２及び下金型３は、予め、内蔵するヒータで、ガラス基板原盤４の軟化温度以上のプレス温度まで加熱されている。従って、コアプレート５を成形機１４内に投入しても、コアプレート５上のガラス基板原盤４はその軟化温度以下には下がらず、軟化温度以上の状態でガラス基板原盤４のプレス成形が行えるようにしている。上記成形機１４では、予め所定のプレス成形温度、言い換えればガラス基板原盤４の軟化温度近傍まで加熱されたコアプレート５が、ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２から一旦大気中を介して成形機１４内に投入され、プレス成形機１４の下金型３にコアプレート５ごと取り付ける。その後、上金型２に向けて下金型３を可動プレート４とともに上昇させてガラス基板原盤４の上面を上金型２の下端面に向けて上昇させ、上金型２の下端面である鏡面がガラス基板原盤４の上面に接触する直前（例えば、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、０．１〜０．３ｍｍ程度の隙間が形成される隙間）又はガラス基板原盤４の上面に接触した直後のタッチ状態（図１１の（Ｃ），（Ｄ）参照）で、一旦、下金型３の上昇を停止させる。このように、下金型３を一旦停止させることにより、図１１の（Ｂ）において所定時間ｔ1加熱された上金型２の放射熱によりガラス基板原盤４の上面を加熱する。これは、コアプレート５とともにガラス基板原盤４を大気中を介してプレス成形機１４内に挿入するとき、ガラス基板原盤４の上面が所定プレス成形温度よりも若干低下し、ガラス基板原盤４のコアプレート５に接触する下部とガラス基板原盤４の上面との間で温度勾配が生じてしまい、そのままプレス成形すれば、ガラス基板原盤４に歪みが生じたり、割れが生じたりすることになる。これを防止するため、温度低下したガラス基板原盤４の上面を上金型２の放射熱で所定プレス温度まで加熱するようにしているのである。所定プレス温度までガラス基板原盤４の上面が加熱されたか否かは、非接触型の温度センサ等により検出してもよいが、下金型３の上昇停止時間を制御することにより判断するようにしてもよい。上記ガラス基板原盤４を上金型２により放射加熱させる時間ｔ1は、成形機１４への投入時のガラス基板原盤４の表面温度に応じて、自在に設定することができる。
【００２４】
上記上金型２とガラス基板原盤４との接触直前の状態又は金型タッチ状態の検出は胃かのように行うことができる。すなわち、上記下金型３を上昇させるモータ１０に備えられた位置検出装置の例として機能するエンコーダ１１により、上記上金型２の下面が上記ガラス基板原盤４に接触する直前の状態又は接触した直後の金型タッチ状態で上記下金型３の上昇を一旦停止させる位置を検出することができる。具体的には、上記モータ１０の駆動によっても上記下金型３の位置が変化しないことをエンコーダ１１で検出すればよい。検出後、モータ１０の駆動を停止させることにより、上記接触直前の状態又は金型タッチ状態で上記型締め動作を一時停止し、一定時間経過後（ガラス基板原盤４の上面が上金型２からの放射加熱によりガラス軟化温度以上まで加熱された後）に、モータ１０をょ再び駆動して型締め動作を再開すればよい。
【００２５】
ガラス基板原盤４の上面が所定プレス温度（例えば７００℃）まで加熱されると、図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、下金型３を所定の圧力でもって上昇させてプレスし、ガラス基板原盤４の上下面に上金型２の下端面の鏡面と下金型３に支持されたコアプレート５の鏡面がそれぞれ転写され、ガラス基板原盤４の内部歪みを除去しつつ、所定の平行度でかつ所定の表面粗さのガラス基板原盤４をプレス成形により得ることができる。
プレス成形後、図６に示すように、ガラス基板原盤４はコアプレート５とともに一体的にプレス成形機１４から搬出チャック４６により取り出されて、コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６内に搬入される。この搬出チャック４６及びその駆動装置４２は、上記した搬入チャック４５及びその駆動装置４１と同様なものであって、図６に示すように、エアシリンダ等の搬出チャック駆動装置４２の駆動により、大略Ｃ字状の把持部４６ａを有する搬出チャック４６が、成形機１４内のコアプレート５の外周側面の溝５ａ内に係合して把持し、成形機１４内のコアプレート５とガラス基板原盤４とを一体的にコアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６内に搬出する。
【００２６】
このようにコアプレート５ごとガラス基板原盤４を取り出すのは、もし、ガラス基板原盤４のみを下金型３から取り出そうとすると、取り出し時に搬出チャックなどによりガラス基板原盤４を直接把持したとき、ガラス基板原盤４が割れる恐れがあるためである。このようなガラス基板原盤４の割れを確実に防止するためには、下金型３内でガラス基板原盤４が５００℃程度まで冷却されるのを待つ必要があり、このように冷却されるまで成形機１４内で待機すると、生産効率が極めて悪くなるためである。よって、コアプレート５上にガラス基板原盤４が載置された状態で、ガラス基板原盤４に当接することなくコアプレート５のみを把持すれば、５００℃程度までガラス基板原盤４が冷却されるのを成形機１４内で待つことなく、かつ、ガラス基板原盤４の割れを確実に防止しつつ、成形機１４からガラス基板原盤４を取り出すことができる。
【００２７】
コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６では、約７００℃のガラス基板原盤４を常温の大気中に開放した状態で、搬送装置３０の載置台３１中にヒータ２０の代わりに冷却水通路を設けて、水冷によりコアプレート５とともにガラス基板原盤４の冷却を開始し、最終的に、後述するガラス基板原盤取り出しユニット６７の近傍で５００℃±２５℃程度まで温度を低下させる。降温ユニット６６の端部のガラス基板原盤取り出しユニット６７に位置したガラス基板原盤４とコアプレート５は、ガラス基板原盤４のみを図４，５に示す移載ユニットの吸着ヘッド２３により吸着してコアプレート５から取り除き、ガラス基板原盤４を徐冷炉に向かうガラス基板原盤整列機６８のコンベヤ（図５では２６に相当）上に搬送する。この後、ガラス基板原盤４は、徐々に冷却することにより、歪みや割れの発生を防止する。降温ユニット６６の端部のガラス基板原盤取り出しユニット６７に位置したガラス基板原盤４は、図４に示すように、非接触型温度計５２（図５では２７に相当）により温度が測定され、ガラス基板原盤４が５００℃±２５℃程度まで下降されたか否か検出する。もし、上記した温度範囲まで下降されていないならば、降温ユニット６６でのガラス基板原盤４の冷却をより強く行うように制御する。例えば、冷却水の温度を下げる、冷却水の流速を速める、降温ユニット６６で載置台３１に各コアプレート５が接触している時間を長くするなどの処置を採る。一方、逆に、上記した温度範囲よりも低い温度まで冷却されている場合には、冷却水の温度を上げる、冷却水の流速を遅くする、降温ユニット６６で載置台３１に各コアプレート５が接触している時間を短くするなどの処置を採る。
【００２８】
一方、ガラス基板原盤４が取り外された各コアプレート５は、第１コアプレート昇温安定ユニット６９内に搬送装置３０により搬入され、プレス成形温度よりも高い温度、例えばプレス成形温度が７００℃の場合には８００℃±４０℃まで加熱する。これは、プレス成形機１４に各コアプレート５を最終的に搬入するときプレス成形温度である７００℃になるように温度制御する場合、プレス成形温度まで単に加熱するよりも、一旦、プレス成形温度よりも高い温度まで加熱したのち、降温させる方が温度制御しやすいためである。
第１コアプレート昇温安定ユニット６９内で８００℃±４０℃まで加熱された各コアプレート５は、一旦大気中に排出され、コアプレート移載ユニット７０により、第２コアプレート昇温安定ユニット７１内に搬入される。コアプレート移載ユニット７０は、図５に示す移載ユニット５５又は５６と同様な移載ユニットにより、第１コアプレート昇温安定ユニット６９の一端まで搬送されたコアプレート５を、第２コアプレート昇温安定ユニット７１の一端に移載するものである。
この第２コアプレート昇温安定ユニット７１では、移載動作中に、大気中を通過して若干冷却されたコアプレート５を７００℃±３５℃の範囲内に温度制御しつつ、ガラス基板原盤移載ユニット６１まで搬送する。ガラス基板原盤移載ユニット６１に位置したコアプレート５は、非接触型温度計５１により温度測定されて、所望の温度範囲内に制御されているか否か判定し、温度範囲外ならば、前記したようにヒータ２００の温度の上下調整、搬送装置３０でのコアプレート５の搬送速度調整などが適宜行われて、所望の温度制御が行えるようにする。
【００２９】
ガラス基板原盤位置ユニット６１では、前記したように、加熱炉６０で予め７００℃程度まで加熱されたガラス基板原盤４をコアプレート５上に載置する。
図９には、上記各装置及び部材等の全体の制御構成を示す。図９において、成形機１４の上金型２と下金型３の加熱、上金型２からガラス基板原盤４に対する放射加熱動作、下金型３の移動及びプレス成形動作などは、成形機用コントローラ１００により制御され、ＣＲＴコンソール１０１の画面を作業者が見ながら操作盤１０２から適宜指示を入力することにより、最適な成形動作を行わせるように調整することができる。コアプレート投入ユニット６３、コアプレート取り出しユニット６５、加熱炉６０、コアプレートピッチ送りユニット（搬送装置）３０、コアプレート移載ユニット７０、温調器１０５（各加熱用のユニット６９，７１，６２のヒータ２００の温度調節器）は、非接触型温度計２７，４９，５１，５２からの温度測定結果及び上記成形機用コントローラ１００からの情報などに基づき、課題解決手段の欄に記載した温度制御装置の一例としての加熱・移載コントローラ１０３により、適宜、動作制御される。また、ガラス基板原盤投入ユニット６１及びガラス基板原盤取り出しユニット６７の動作もガラス基板原盤投入・取り出しコントローラ１０４により動作制御される。上記成形機用コントローラ１００、加熱・移載コントローラ１０３、ガラス基板原盤投入・取り出しコントローラ１０４は相互に制御情報などを交換して、ガラス基板製造装置全体として効率良くガラス基板を製造することができるように各装置等を制御する。
【００３０】
より具体的には、図１０に示すように、コアプレート取り出しユニット６５で成形機１４からコアプレート５が取り出されるタイミングに少し遅れて、コアプレート投入ユニット６３でコアプレート５を成形機１４内に投入する。また、成形機１４の上下金型２，３の型締めのために下金型３の上昇開始のタイミングと大略同期してコアプレートピッチ送りユニット（搬送装置）３０でコアプレート５の搬送を開始する。１枚のコアプレート５分だけ搬送されると搬送装置３０を停止させ、そのタイミングでコアプレート移載ユニット７０で１枚のコアプレート５を第１コアプレート昇温安定ユニット６９から第２コアプレート昇温安定ユニット７１に移載する。これに同期して、ガラス基板原盤投入ユニット６３では１枚のガラス基板原盤４を加熱炉６０からコアプレート５上に載置する一方、ガラス基板原盤取り出しユニット６５では、コアプレート５上のプレス成形された１枚のガラス基板原盤４を整列機６８側に移載する。このようにして、ガラス基板の製造装置を効率良く稼働させるようにしている。
【００３１】
上記実施形態によれば、ガラス基板原盤４の上下面に接触する鏡面をガラス基板の所定の表面粗さと平行度に対応して形成し、かつ、ガラス基板原盤４のガラス軟化温度以上の温度でプレス成形するようにしたので、ポリッシュ又はラッピングを行うことなく、成形機１４でプレス成形することにより、所定の表面粗さと平行度を有するガラス基板を短時間で生産効率良くガラス基板を製造することができる。
また、上記ガラス基板原盤４を成形機１４に搬入するとき、ガラス基板原盤４の上面が温度低下してガラス軟化温度以下になることがあるが、成形機１４内に搬入されたのち、ガラス軟化温度以上まで再びガラス基板原盤４の上面を加熱するようにしたので、プレス成形時に、ガラス基板原盤４の上面と下面との間で大きな温度勾配が生じて割れ等が発生するのを効果的に防止することができる。このとき、上金型２の放射熱を利用してガラス基板原盤４の上面を加熱するようにすれば、特別な加熱装置を備えることなく、簡単な構成でもって加熱することができる。
【００３２】
また、ガラス基板原盤４を直接把持するのではなく、コアプレート５上にガラス基板原盤４が載置された状態で、ガラス基板原盤４に当接することなくコアプレート５のみを把持すれば、５００℃程度までガラス基板原盤４が冷却されるのを成形機１４内で待つことなく、かつ、ガラス基板原盤４の割れを確実に防止しつつ、成形機１４からガラス基板原盤４を取り出すことができる。よって、生産効率を高めることができる。また、一旦、ガラス軟化温度よりも高い所定温度までガラス基板原盤４を加熱したのち、ガラス軟化温度まで降温させるようにしたので、ガラス基板原盤４のガラス軟化温度まで単に加熱したまま維持するよりもガラス基板原盤４をガラス軟化温度に温度制御しやすい。また、上記ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２、コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット６６、第１，第２コアプレート昇温安定ユニット６９，７１内では、搬送装置３０によりコアプレート５，・・・，５が搬送される。すなわち、各コアプレート５は、伝熱台として機能する載置台３１上から一旦上方に持ち上げられたのち、搬送方向に１ピッチだけ送られたのち下降して再び載置台３１上に載置される。この動作を繰り返すことにより、各コアプレート５が徐々に１ピッチずつ搬送される。従って、この場合、単に各コアプレート５を押して搬送させるものと比較して、ゴミなどが各コアプレート５に付着しにくくなり、コアプレート５をクリーンに保持することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、ガラス基板原盤４は予め７００℃まで加熱したのちコアプレート５に載置するものに限らず、常温のガラス基板原盤４をコアプレート５上に載置するようにしてもよい。具体的には、降温ユニット６６から搬出されてガラス基板原盤４が取り除かれたコアプレート５、又は、第１又は第２コアプレート昇温安定ユニット６９，７１で加熱された後のコアプレート５に常温のガラス基板原盤４を載置するようにしてもよい。これは、ガラス基板原盤４は急激に加熱しても割れが発生しにくいためである。また、第１，第２コアプレート昇温安定ユニット６９，７１は１つの昇温安定ユニットで兼用してもよい。さらに、第１，第２昇温安定ユニット６９，７１及びガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット６２も１つの昇温安定ユニットで兼用するようにしてもよい。
【００３４】
また、プレス成形機１４において、下金型３を上昇させるとき、上金型２の下端面がコアプレート５上のガラス基板原盤４の上面に接触する直前又は接触した直後のタッチ状態で一旦下降を停止させるものに限るものではない。すなわち、要するに、下金型３にコアプレート５とともにガラス基板原盤４を配置したとき、ガラス基板原盤４の上面がプレス成形温度よりも低下しているのを補償するため、ガラス基板原盤４の上面の温度をプレス成形温度以上まで加熱できればよいのであるから、他の種々の実施形態を採用することができる。例えば、下金型３を上記位置で完全に停止させるのではなく、ガラス基板原盤４に上金型２からの放射熱を作用させることができる領域において低速で下金型３を上昇させることによりガラス基板原盤４の上面を加熱するようにしてもよい。また、代わりに、下金型３を上昇させることなく、公知の加熱手段によりガラス基板原盤４の上面を加熱したのち、下金型３を上金型２に対して上昇させてプレス成形するようにしてもよい。公知の加熱手段の一例としては、熱風吹出し装置から熱風をガラス基板原盤４の上面に吹き付けてガラス基板原盤４の上面を加熱して所定のプレス成形温度に加熱するようにしてもよい。
【００３５】
また、各ユニットにおいて、ガラス基板原盤４又はコアプレート５を加熱するとき、搬送装置３０のヒータ２００により加熱するものに限らず、ハロゲンランプを備え、上記ハロゲンランプからの放射熱でガラス基板原盤４又は上記コアプレート５を照射して加熱するようにしてもよい。また、上金型２によるガラス基板原盤４の放射加熱終了後、下金型３を上金型２に対して型締めするとき、図１１（Ａ）〜（Ｄ）では、ガラス基板原盤４の内部歪み状況などに応じて、最初は比較的小さな型締め力で型締めを行った後、比較的大きな型締め力で型締めを行うようにしているが、これに限られるものではない。例えば、一挙に所定のプレス圧力を加えるようにしてもよい。また、複数段階に分けて型締めする場合でも、ガラス基板原盤４の内部歪みの状況に応じて、３段階以上に分けて下金型３を上昇させて型締め（ロックアップ）するようにしてもよい。また、上記成形機１４において、下金型３を上昇させる代わりに、上金型２を下降させることにより上記実施形態と同様な作用効果を奏するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかるガラス基板原盤の製造方法を実施するための一実施形態にかかるガラス基板原盤製造装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】  （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記製造装置で使用するコアプレートにガラス基板原盤が載置された状態での平面図及びコアプレートのみの側面図である。
【図３】  上記製造装置の成形機の一部破断した状態での概略図である。
【図４】  上記製造装置のガラス基板原盤移載ユニットとガラス基板原盤取り出しユニットにおけるガラス基板原盤を移載するための移載ユニットの概略斜視図である。
【図５】  上記製造装置のユニットとユニット外のコンベヤとの間でガラス基板原盤を移載するための移載ユニットの概略図である。
【図６】  上記製造装置の成形機へのガラス基板原盤とコアプレートの投入ユニットと取り出しユニットにおけるガラス基板原盤とコアプレートとを移載するための移載ユニットの概略斜視図である。
【図７】  上記製造装置のコアプレート搬送装置の側面図である。
【図８】  図７のコアプレート搬送装置の正面図である。
【図９】  上記製造装置の各駆動装置等とコントローラとの関係を示すブロック図である。
【図１０】  上記製造装置の各装置の動作関係を示す説明図である。
【図１１】  （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記製造装置の上記成形機において上下金型が接触する直前で下金型の上昇を一旦停止させてガラス基板原盤を上金型で放射加熱したのち、型締めを行う場合の動作時間と型締め位置との関係を示す図、動作時間と型締め力との関係を示す図、（Ｃ），（Ｄ）はそれぞれ上記製造装置の上記成形機において上下金型が接触した直後の金型タッチ状態で下金型の上昇を一旦停止させてガラス基板原盤を上金型で放射加熱したのち、型締めを行う場合の動作時間と型締め位置との関係を示す図、動作時間と型締め力との関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・固定プレート、２・・・上金型、３・・・下金型、３a・・・凹部、４・・・ガラス基板原盤、５・・・コアプレート、５a・・・溝、６・・・可動プレート、７・・・リンク機構、８・・・クロスヘッド、９・・・ボールネジ、１０・・・モータ、１１・・・エンコーダ、１２・・・歪みセンサー、１３・・・案内ロッド、１４・・・成形機、２３・・・吸着ヘッド、２４・・・昇降装置、２５・・・移載レール、２６・・・コンベヤ、２９・・・支持板、３０・・・コンベヤ搬送装置、３１・・・載置台、３２・・・駆動板、３３・・・移載爪、３４・・・連結棒、３５・・・モータ、３５ａ・・・回転軸、３６・・・昇降カム、３７・・・駆動シリンダ、３８・・・案内車輪、３９・・・車輪、４１・・・搬入チャック駆動装置、４２・・・搬出チャック駆動装置、４５・・・搬入チャック、４５ａ・・・把持部、４６・・・搬出チャック、４６ａ・・・把持部、４９・・・非接触型温度計、５１，５２・・・非接触型温度計、５３・・・断熱壁、５５，５６・・・移載ユニット、６０・・・基板加熱炉、６１・・・ガラス基板原盤移載ユニット、６２・・・ガラス基板原盤・コアプレート昇温安定ユニット、６３・・・コアプレート及びガラス基板原盤投入ユニット、６５・・・コアプレート及びガラス基板原盤取り出しユニット、６６・・・コアプレート及びガラス基板原盤降温ユニット、６７・・・ガラス基板原盤取り出しユニット、６８・・・ガラス基板原盤整列機、６９・・・第１コアプレート昇温安定ユニット、７０・・・コアプレート移載ユニット、７１・・・第２コアプレート昇温安定ユニット、１００・・・プレス成形機用コントローラ、１０１・・・ＣＲＴコンソール、１０２・・・操作盤、１０３・・・加熱・移載コントローラ、１０４・・・ガラス基板原盤投入・取り出しコントローラ、１０５・・・温調器、２００・・・ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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