(57)【要約】【課題】成形体の質量歩留まり及び成形型の寿命特性を向上させることができる石英ガラスの成形方法を提供する。【解決手段】上下両端を開口させた内周面を成形面とする筒状体と、筒状体の下端開口を閉塞する上面を成形面とする底板１３と、筒状体の上端開口を閉塞し、かつ筒状体内に摺動可能に装着される下面を成形面とする天板とを備えた成形型内で、石英ガラスを加熱溶融して成形する石英ガラスの成形方法であって、底板１３の成形面に、上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有するガス抜き用の溝１４が設けられており、この溝１４から成形型内のガスを外部に排出しつつ成形を行う。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下両端を開口させた内周面を成形面とする筒状体と、前記筒状体の下端開口を閉塞する上面を成形面とする底板と、前記筒状体の上端開口を閉塞し、かつ前記筒状体の内周面に沿って摺動可能に装着される下面を成形面とする天板とを備えた成形型内で、石英ガラスを加熱溶融して成形する石英ガラスの成形方法であって、
前記底板の成形面に、上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有するガス抜き用の溝が設けられており、この溝から前記成形型内のガスを外部に排出しつつ前記成形を行うことを特徴とする石英ガラスの成形方法。
【請求項２】
前記溝の断面形状が、Ｖ字状または逆台形状であることを特徴とする請求項１に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項３】
前記溝の断面形状における最小幅（Ａ）と最大幅（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、０．９以下である請求項１または２に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項４】
前記溝の断面形状における最大幅（Ｂ）及び深さ（Ｄ）が、それぞれ１０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項５】
前記溝側面の底部からの立ち上がり角が９０°未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項６】
前記溝は、前記底板の成形面に複数本、互いに略平行に設けられている１〜５のいずれか１項に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項７】
互いに略平行する前記複数本の溝の溝間距離（Ｐ）が５〜２００ｍｍである請求項６に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項８】
前記筒状体及び／または天板の成形面にガス抜き用の溝が設けられている請求項１〜７のいずれか１項に記載の石英ガラスの成形方法。
【請求項９】
前記石英ガラスが、チタン、及び希土類元素から選ばれる少なくとも１種の金属ドーパントを含有するドープ石英ガラスである請求項１〜８のいずれか１項に記載の石英ガラスの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体用フォトマスクや、レンズ、ミラー等の各種光学部品等の用途に、石英ガラスが広く用いられている。石英ガラスは、スート法と称する間接法や直接法等によって製造された後、成形型を用いて、適用するフォトマスクやレンズ等の形状に合わせて、円柱状、角柱状等の成形体に成形され、その後、さらに、アニール、研削等の工程を経て、フォトマスク、レンズ等の製品形状に切断（スライス）される。
【０００３】
上記石英ガラスの成形には、従来、カーボン製の成形型が使用され、その中で石英ガラスを加熱し溶融させて所望の形状に成形する。その際、成形型が酸化燃焼するのを防止するため、成形型内を真空にするか、または減圧にしてＨｅやＡｒ等の不活性ガスを充填することが一般的である。
【０００４】
しかし、このような方法では、成形時に発生したガス（石英ガラスと成形型を構成するカーボンが反応して発生するＣＯガス、ＣＯ２ガス、ＳｉＣガス等）や成形型内に充填した不活性ガスが、成形型の外部に十分に排出されず、成形体の表面を荒らしたり、成形体内に巻き込まれ、気泡として残留する結果、製品の質量歩留まりを低下させるという問題があった。
【０００５】
そこで、このようなガスの巻き込み等を防止し、かつ所望の形状に成形するため、例えば、成形型の内面にガス抜き用の溝を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかし、この方法は、ガスの巻き込み等は防止されるものの、成形型の内面に設けた溝に溶融したガラスが入り込み、成形体をガラスから取り出す際に表面にクラックが入るという問題があった。クラックの発生は、上記気泡と同様、製品の質量歩留まりを低下させる。また、成形後に溝内に入り込んだガラスを除去する作業が必要になるが、このような細い溝からガラスを除去する作業は容易ではない。さらに、成形型の温度低下に伴い、入り込んだガラスと成形型を構成するカーボンの熱膨張差に起因して、ガラスとカーボンの間に応力が発生し、その結果、成形型が割れて再使用ができなくなることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７７８２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ガスの巻き込みによる気泡の混入等のみならず、溶融したガラスが溝に入り込むことによるクラックの発生も抑制でき、これにより、成形体の質量歩留まりを向上させることができるとともに、成形型の寿命特性の低下防止及び作業負荷の削減ができる石英ガラスの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る石英ガラスの成形方法は、上下両端を開口させた内周面を成形面とする筒状体と、前記筒状体の下端開口を閉塞する上面を成形面とする底板と、前記筒状体の上端開口を閉塞し、かつ前記筒状体内に摺動可能に装着される下面を成形面とする天板とを備えた成形型内で、石英ガラスを加熱溶融して成形する石英ガラスの成形方法であって、前記底板の成形面に、上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有するガス抜き用の溝が設けられており、この溝から前記成形型内のガスを外部に排出しつつ前記成形を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の石英ガラスの成形方法によれば、底板に設けた溝から成形型内のガスを外部に排出することができるとともに、この溝に入り込んだガラスは成形体取り出し時に、成形体と一体に容易に除去することができる。したがって、成形体の気泡の混入等のみならず、成形体取り出し時のクラックの発生も抑制でき、その質量歩留まりを向上させることができるとともに、成形型の寿命特性の低下防止及び作業負荷の削減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に使用される成形型の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す成形型の要部を示す分解斜視図である。
【図３Ａ】図１に示す成形型の底板を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】溝の断面形状の変形例を示す図である。
【図５】成形型の底板に設けられる溝の断面形状を説明する図である。
【図６】断面矩形状の溝が設けられた成形型の底板を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に何ら限定されるものではない。
【００１３】
まず、本発明の一実施形態の石英ガラスの成形方法に用いられる成形型の構成を図１、図２、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。なお、図１は成形型の全体構成を概略的に示す斜視図であり、図２は成形型の要部構成を示す分解斜視図であり、図３Ａは成形型に使用される底板の構成を示す上面図であり、図３Ｂはその断面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、この成形型１は、上下両端を開口させた円筒状、角筒状等の筒状体（図１の例では、角筒状の筒状体）１１と、筒状体１１の上下両端の開口をそれぞれ閉塞する天板１２及び底板１３とを備えている。筒状体１１、天板１２及び底板１３はいずれもカーボンまたはカーボンを主体とする材料、例えば黒鉛等で形成されており、また、天板１２は、筒状体１１内を上下方向に摺動可能に配置されている。
【００１５】
この成形型１では、底板１３上に成形すべき石英ガラス２が載置され、筒状体１１の内周面、天板１２の下面、底板１３の上面が、それぞれ成形面となる。そして、これらの成形面の内、底板１３の成形面となる上面に、外部に連通する複数本のガス抜き用の溝１４が設けられている。
【００１６】
複数本のガス抜き用の溝１４の形成パターンとしては、放射状、格子状、ストライプ状等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではなく、溝１４の一端、好ましくは両端が底板１３の外縁、すなわち、筒状体１１との接合面に達するように設けられていればよい。溝１４を介して底板１３の外縁に達したガスは、底板１３と筒状体１１の接合面の僅かな隙間等から外部に排出される。ガス抜け性や溝の形成の容易さ等の観点からは、ストライプ状、すなわち、複数本の溝１４が互いに略平行するように設けられていることが好ましく、特に、図面の例のように、矩形状の底板１３の場合には、底板１３の１辺に平行なストライプ状に設けられていることが好ましい。また、溝１４は、図面の例のように、底板１３の上面全体に略均一なパターンで設けられていることが好ましい。
【００１７】
一方、形状については、溝１４は、その断面形状が上方に向けて徐々に拡開する形状を有している。具体的には、Ｖ字状や逆台形状が挙げられる。図面の例では、図３Ｂに示すように、断面Ｖ字状の溝１４が設けられている。このようなＶ字状や逆台形状の溝１４を構成する側面や底面は、平面で形成されていても曲面で形成されていてもよく、また、平面と曲面で形成されていてもよい。さらに、側面の中間部に屈曲点を有するような形状であってもよい。図４は、溝１４の断面形状の具体例を示したものであり、（ａ）〜（ｄ）は断面がＶ字状の例、（ｅ）〜（ｇ）は断面が逆台形状の例である。また、それらの例のうち、（ｄ）は、側面の中間に屈曲点を有している。屈曲点は１つに限らず複数あってもよく、また、屈曲点が一方の側面にのみあってもよく、さらに、屈曲点の数が一方の側面と他方の側面で異なっていてもよい。
【００１８】
ガス抜け効果を維持しつつ、溶融した石英ガラスが溝に入り込んで質量歩留まりや成形型の寿命特性を低下させる、作業負荷が発生する等の様々な問題を引き起こすのを防ぐ観点からは、溝１４の形状、大きさ等は、下記の条件を満たしていることが好ましい。
【００１９】
（ｉ）溝の断面形状における最小幅（Ａ）と最大幅（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）が、０．９以下である。ここで、最小幅（Ａ）は、断面Ｖ字状の溝の場合には、例えば図５（ａ）に示すように、「０」であり、断面逆台形状の溝の場合には、例えば図５（ｂ）に示すように、底部の幅に相当する。また、最大幅（Ｂ）は、断面Ｖ字状の溝及び断面逆台形状の溝のいずれの場合も、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、溝の上端の幅に相当する。比（Ａ／Ｂ）は、０．７以下であることがより好ましく、０．５以下であることがより一層好ましく、０（断面Ｖ字状の溝）であることが特に好ましい。
【００２０】
（ii）溝の断面形状における最大幅（Ｂ）及び深さ（Ｄ）がいずれも１０ｍｍ以下である。最大幅（Ｂ）は０．５〜５ｍｍであることがより好ましく、１〜３ｍｍであることがより一層好ましい。また、深さ（Ｄ）は０．５〜５ｍｍであることがより好ましく、１〜３ｍｍであることがより一層好ましい。
【００２１】
（iii）溝の側面の底部からの立ち上がり角（θ１、θ２）が９０°未満である。ここで、立ち上がり角（θ１、θ２）は、断面Ｖ字状の溝の場合には、図５（ａ）に示すように、溝の幅方向に平行に引いた線と溝の各側面がなす角と定義され、また、断面逆台形状の溝の場合も、図５（ｂ）に示すように、溝の幅方向に平行に引いた線と溝の各側面がなす角と定義される。
【００２２】
また、図面の例のように、複数本の溝１４が、互いに略平行に設けられている場合、隣接する溝１４と溝１４の間の距離、すなわち図３Ｂに示す溝間距離（Ｐ）は、溝１４の大きさ等にもよるが、通常、５〜２００ｍｍ、好ましくは５〜１００ｍｍ、より好ましくは５〜５０ｍｍ、より一層好ましくは１０〜３０ｍｍ、特に好ましくは１０〜２０ｍｍである。溝間距離（Ｐ）が５ｍｍ未満では、隣接する溝間の距離(Ｐ)が短く十分なガス抜け効果の向上が期待できず、また、溝数が多くなることで加工費用の増大が発生する。一方、２００ｍｍを超えると、ガスの排出が不十分になるおそれがある。
【００２３】
このような溝１４が形成される底板１３の厚さは、特に限定されるものではなく、従来、一般に使用されている範囲のものが使用される。また、天板１２及び筒状体１１の厚さも、特に限定されるものではなく、従来、一般に使用されている範囲のものが使用される。
【００２４】
本実施形態では、ガス抜き用の溝１４は、底板１３の上面にのみ設けられているが、これは、成形時に発生するガスが、特に成形型１の底部に滞留しやすいからである。しかしながら、成形材料、成形条件、成形型の構造等によっては、石英ガラス２と天板１２、石英ガラス２と筒状体１１との間にも相当量のガスが滞留し、成形体の気泡の原因になることがある。したがって、底板１３の上面に加え、天板１２の下面、筒状体１１の内周面、またはこれらの両方にも、同様のガス抜き用の溝を設けるようにしてもよい。筒状体１１の内周面に設ける溝は、底部に滞留するガスの外部への放出性を高める効果を併せ有し、この効果をさらに高めるためには、底板１３上面に設けた溝１４と筒状体１１の内周面に設ける溝が連通するようにすることが好ましい。
【００２５】
なお、図面の例では、筒状体１１は４枚の側板１１ａで角筒状に形成されており、その上下両端の嵌合させた上部枠体１５及び下部枠体１６によってその形状が保持されるようになっている。
【００２６】
以下、上記成形型１を用いた本発明の一実施形態の石英ガラスの成形方法について説明する。
【００２７】
本実施形態においては、図１に示すように、成形型１の底板１３上に成形すべき石英ガラス２を載せ、その上にさらに天板１２を載せた後、適当な加熱装置（図示なし）で成形型１を加熱して、石英ガラス２を加熱溶融し、成形する。
【００２８】
成形材料の石英ガラス２は、いかなる方法で製造された石英ガラスであってもよい。すなわち、石英ガラスの製造方法としては、シリカ原料を、真空炉、雰囲気炉等の電気炉、酸水素、プロパン／酸素等のガス溶融、及び高周波プラズマ、アークプラズマ等のプラズマを用いて溶融し、石英ガラスを得る方法や、四塩化ケイ素、トリクロールシラン等を用いて気相合成する方法（例えば、スート法、直接法等）等が知られるが、これらのいずれの方法で製造されたものであってもよい。
【００２９】
なお、スート法は、原料ガスを酸水素火炎に供給し火炎中で反応させて生成したガラス微粒子（スート）を基材上に堆積、成長させて、多孔質ガラス母材を得た後、得られた多孔質ガラス母材を減圧下またはヘリウム雰囲気で緻密化温度以上に加熱し、さらに透明ガラス化温度以上に加熱して透明ガラスを得る方法であり、多孔質ガラス母材の作り方により、ＭＣＶＤ法、ＯＶＤ法、ＶＡＤ法等がある。また、直接法は、ガラス微粒子を耐火性容器中等に堆積させ、堆積と同時に透明ガラス化して透明ガラスを得る方法である。
【００３０】
また、石英ガラス２は、金属ドーパントがドープされた石英ガラスであってもよい。金属ドーパントとしては、具体的には、チタン（Ｔｉ）や、セリウム（Ｃｅ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジウム（Ｎｄ）、エルビウム（Ｅｒ）等の希土類元素等が挙げられる。これらはＴｉＯ２のように酸化物の形でガラス中に含まれる。また、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ），硫黄（Ｓ）等の金属以外の元素もドーパントとして使用できる。
【００３１】
このような石英ガラス２をカーボンまたはカーボンを主体とする材料からなる成形型１内で加熱溶融すると、ガラス成分とカーボンとが反応し、ＳｉＣ、ＣＯ、ＣＯ２等のガスが発生するが、成形型１の底板１３の上面にはガス抜き用の溝１４が形成されているため、石英ガラス２と底板１３界面で生じたガスは、ガス抜き用の溝１４から、筒状体１１と石英ガラス２の間隙を通り筒状体１１と天板１２、及び筒状体１１と底板１３の各接触面における隙間、筒状体１１が図１に示すように複数枚の側板１１ａから形成されている場合には、さらに、それらの側板１１ａの接触面における隙間を介して外部に排出される。このため、石英ガラス２と底板１３との界面でのＳｉＣ、ＣＯ、ＣＯ２等のガスの滞留が抑制され、石英ガラス２内部に気泡が混入したり、これらのガスが溶融状態の石英ガラス２と接してその表面を荒らしたりするのを防止することができる。
【００３２】
このような石英ガラス２に対する加熱温度、すなわち成形温度は、荷重の有無等によっても異なるが、ドーパントを含まない場合には、通常１６００〜１８００℃であり、金属ドーパントを含む場合には、通常１５００〜１８００℃である。金属ドーパントを含まない石英ガラスの場合に加熱温度が１６００℃未満では、成形に長時間を要する上、成形体に失透を生じやすい。また、１８００℃を超えると、ガラス成分（ＳｉＯ２）と成形型１を構成するカーボンの反応によるガス（ＳｉＣ、ＣＯ等）の発生量が多くなったり、ＳｉＯ２の蒸発が多くなり、成形型１内からのガスの排出が不十分になるおそれがある。一方、金属ドーパントを含む石英ガラスの場合も同様に加熱温度が１５００℃未満では、成形に長時間を要する上、成形体に失透を生じやすい。また、1８００℃を超えると、ガラス成分と成形型１を構成するカーボンの反応によるガスの発生量が多くなり、成形型１内からのガスの排出が不十分になるおそれがある。
【００３３】
成形は、真空、または減圧下、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下で、上記温度を、好ましくは０．５〜１００時間保持することにより行うことができる。保持時間が０．５時間未満では石英ガラス２が十分に溶融せず、所望の形状、大きさの成形体に成形することができないおそれがある。また、保持時間が１００時間を超えると、成形効果は変わらずに、ガラス成分と成形型１を構成するカーボンとの反応が進行し、成形型１内からのガスの排出が不十分になるおそれがある。
【００３４】
なお、石英ガラス２に荷重を付加して成形する場合、成形後の底板１３面における面荷重を０．５ｋｇ／ｃｍ２以下とすることが好ましく、０．２ｋｇ／ｃｍ２以下とすることがより好ましい。成形後の底板１３面における面荷重が０．５ｋｇ／ｃｍ２を超える場合、ガス抜け性が低下するおそれがある。
【００３５】
このようにして加熱成形が完了した後、成形型１の加熱を中止し、所定の速度で冷却し、温度が例えば室温付近になったところで、成形型１を開放し、内部のガラス成形体を取り出す。
【００３６】
前述したように、成形型１の底板１３には、ガス抜き用の溝１４が設けられており、その溝１４には成形時に溶融した石英ガラスが入り込んでいるが、溝１４は上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有しているため、ガラス成形体を取り出す際、ガラス成形体と一体に取り出すことができる。このため、従来のように、溝１４内にガラスが残ることはなく、また、したがってガラス成形体の表面にクラックが入ることもない。
【００３７】
このように本実施形態の石英ガラスの成形方法においては、成形型１の底板１３にガス抜き用の溝１４が設けられているため、加熱溶融時に、ガラス成分と成形型１を構成するカーボンとが反応してＳｉＣやＣＯ、ＣＯ２等のガスが発生しても、これらのガスはガス抜き用の溝１４から外部に排出することができるため、ガラス成形体内部に気泡が混入したり、これらのガスが溶融状態の石英ガラスと接してガラス成形体表面を荒らしたりするのを防止することができる。
【００３８】
また、ガス抜き用の溝１４は上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有しているため、溶融時に入り込んだガラスは、ガラス成形体を取り出す際、ガラス成形体と一体に取り出すことができる。このため、溝１４内にガラスが残ることはなく、したがってガラス成形体の表面にクラックが入ることもない。
【００３９】
すなわち、図６は、上面に断面が矩形状の溝１４Ａが設けられた底板１３を示している。このような底板１３を備えた従来構造の成形型を用いた場合には、この上に載置した石英ガラス２と底板１３で生じたガスは溝１４により外部に排出されるものの、成形後、成形型からガラス成形体を取り出す際、ガラスが溝１４Ａに残るとともに、ガラス成形体にはクラックが発生する。そのため、ガラス成形体の表面を研削してクラックを除去する必要がある。また、成形型を繰り返し使用するためには、溝１４Ａに残ったガラスを除去する作業が必要となる。さらに、このようなガラスの除去作業を行うことによって、成形型の寿命が短縮される。また、溝に残留したガラスとカーボンの熱膨張差により、底板１３等が変形し、これによっても成形型の寿命が短縮される。
【００４０】
これに対し、本実施形態の成形型では、成形型内のガスの排出が十分に行われるだけでなく、加熱時に溶融したガラスが溝に入り込むものの、ガラス成形体と一体に取り出されるため、ガラス成形体にクラックが入ることはない。したがって、成形体の表面を研削してクラックを除去する必要がなく、従来に比べ、質量歩留まりを向上させることができる。また、従来のような溝に残ったガラスを除去する作業を不要とすることができる。さらに、溝に残留したガラスとカーボンの熱膨張差による底板１３等の変形を防止できる。そして、これにより成形型の長寿命化を図ることができる。
【００４１】
本発明は、以上説明した実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはいうまでもない。
【実施例】
【００４２】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
図１に示すカーボン製の成形型１を用いて、ＴｉＯ２ドープ石英ガラスを成形した。
まず、下部枠体１６上に、縦１７５ｍｍ、横１７５ｍｍ、厚さ２０ｍｍの底板１３を配置し、その上に直径１３５ｍｍ、高さ１７０ｍｍの円柱状の石英ガラス（５．０ｋｇ）を載置した。底板１３の上面には、最大幅（Ｂ）２．０ｍｍ、深さ（Ｄ）２．０ｍｍ、各側面の立ち上がり角（θ１、θ２）がいずれも約６３°のＶ字状の溝１４が９本、１辺に平行に、各溝間距離（Ｐ）１５ｍｍで、最も外側の各溝１４から両側の各辺までの距離が１８．５ｍｍとなるように設けられている。
【００４４】
次いで、下部枠体１６上に、底板１３を取り囲むように４枚の厚さ３０ｍｍの側板１１ａを配置し、筒状体１１を組み立てた。底板１３は、下部枠体１６により、筒状体１１の下端に、筒状体の下端開口を閉塞するように固定されることになり、底板１３上には、１辺が１７５ｍｍ、深さ５１０ｍｍの角柱状中空部が形成される。
【００４５】
次いで、筒状体１１の上端開口より筒状体１１内に縦１７５ｍｍ、横１７５ｍｍ、厚さ１００ｍｍの天板１２を挿入するとともに、さらに、筒状体１１の上端に上部枠体１５を嵌合させ、４枚の側板１１ａの上部を固定した。
【００４６】
この後、上記成形型１を加熱炉内に設置し、加熱炉内をＡｒガス雰囲気（圧力０．１ＭＰａ）とした後、１７２５℃（設定温度）まで加熱し、１０時間保持した。その後、加熱を中止し、加熱炉内の温度を室温まで降下させた後、成形型１を開放して、内部の石英ガラスを取り出した。取り出しは円滑に行うことができた。
【００４７】
上記ガラス成形体の表面を観察したところ、クラックや気泡は観察されなかったものの、成形型１の底板１３に接していた面に、溝１４内に入り込んでいたガラスによると思われる筋状の突起が僅かに認められたため、これらの突起を研削除去し、１辺の長さ１７５ｍｍ、高さ７１ｍｍの角柱状のガラス成形体を得た。研削後のガラス成形体の質量は４．８ｋｇで、次式より求めた質量歩留まりは９６％であった。
質量歩留まり＝（研削後のガラス成形体質量／成形前のガラス質量）×１００（％）
【００４８】
また、ガラス成形体を取り出した後の底板１３の溝１４を観察し、その溝内にガラスが残留している場合には、スクレーパ等の工具を用いて除去し、その除去に要した時間（ガラス除去作業時間）を記録するとともに、除去したガラスの体積（ガラス総残留体積）を求め、次式より、溝内のガラス残留率を算出した。また、ガラス除去後の底板１３の変形の有無についても観察した。
ガラス残留率
＝｛ガラス総残留体積（ｍｍ３）／溝の総体積（ｍｍ３）｝×１００（％）
【００４９】
本実施例では、ガラスは溝１４に残留せず、ガラスの除去作業は不要であり、したがって、ガラス残留率は０％、底板１３の変形もなかった。
【００５０】
上記評価結果を、底板１３に設けたガス抜き用溝の構成とともに表１に示す。
【００５１】
（実施例２）
底板１３として、上面に、断面Ｖ字状の溝１４の代わりに、最小幅（Ａ）１．０ｍｍ、最大幅（Ｂ）１．５ｍｍ、深さ（Ｄ）２．０ｍｍ、各側面の立ち上がり角（θ１、θ２）がいずれも約８３°の断面逆台形状の溝１４を有する底板を用いる以外は実施例１と同様の成形型１を用いて、実施例１と同様にして、１辺の長さ１７５ｍｍ、高さ７０ｍｍの角柱状のガラス成形体を得、評価した。溝の構成及び評価結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例３）
底板１３として、上面に、断面Ｖ字状の溝１４の代わりに、最小幅（Ａ）２．０ｍｍ、最大幅（Ｂ）２．４ｍｍ、深さ（Ｄ）２．０ｍｍ、各側面の立ち上がり角（θ１、θ２）がいずれも約８４°である断面逆台形状の溝１４を有する底板１３を用いる以外は実施例１と同様の成形型１を用いて、実施例１と同様にして、１辺の長さ１７５ｍｍ、高さ７０ｍｍの角柱状のガラス成形体を得、評価した。溝の構成及び評価結果を表１に示す。
【００５３】
（比較例１）
底板１３として、上面に、断面Ｖ字状の溝１４の代わりに、幅２．０ｍｍ、深さ５．０ｍｍの断面矩形状の溝を有する底板を用いる以外は実施例１と同様の成形型を用いて、実施例１と同様にして、１辺の長さ１７５ｍｍ、高さ６７ｍｍの角柱状のガラス成形体を得、評価実施した。溝の構成及び評価結果を表１に示す。
【００５４】
（比較例２）
底板１３として、上面に溝が全く設けられていない底板を用いる以外は実施例１と同様の成形型を用いて、実施例１と同様にして、１辺の長さ１７５ｍｍ、高さ６０ｍｍの角柱状のガラス成形体を得、評価した。溝の構成及び評価結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１から明らかなように、実施例１〜３では、ガラス成形体の質量歩留まりが比較例１、２に比べ大幅に向上しており、また、溝内に残るガラスの量も、断面矩形状の溝が設けられた比較例１に比べ大きく減少している。特に、断面Ｖ字状の溝が設けられた実施例１では、質量歩留まりの点でも、溝に残留するガラスの量の点でもより良好な結果が得られている。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の石英ガラスの成形方法は、底板の成形面に上方に向けて徐々に拡開する断面形状を有するガス抜き用の溝が設けられた成形型内で成形するので、成形体の質量歩留まり及び成形型の寿命特性を向上させることができる。したがって、フォトマスク、レンズ、ミラー等の用途に用いる石英ガラスの成形方法として有用であり、また、一般のガラスの成形にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…成形型、２…石英ガラス、１１…筒状体、１１ａ…側板、１２…底板、１３…天板、１４…ガス抜き用溝、１５…上部枠体、１６…下部枠体。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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