(57)【要約】  ガラス成形品の主表面に対する金型転写性を確保しつつ、ガラス成形品の強度を確保し欠陥の発生を抑制できる、ガラス成形品の製造方法を提供する。表面と裏面とを含む主表面を有し穴部が形成されたガラス成形品の製造方法は、ガラス成形品を加圧成形するための成形用金型を準備する工程（Ｓ１１）を備える。成形用金型は、表面を成形する上型と、裏面を成形する下型と、穴部を成形する突起金型とを有する。製造方法はさらに、上型と下型とを近接させるとともに上型または下型から突出するように突起金型を配置し、上型と下型との間でガラス素材を加圧成形する工程（Ｓ１８）と、突起金型を移動し、突起金型とガラス素材との間に空隙を形成する工程（Ｓ１９）と、形成する工程（Ｓ１９）の後に上型と下型とを離隔する工程（Ｓ２０）と、を備える。
2013191096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一面と第二面とを含む主表面を有し前記主表面に凹形状が形成されたガラス成形品を製造するための、ガラス成形品の製造方法であって、
前記ガラス成形品を加圧成形するための成形用金型を準備する工程を備え、
前記成形用金型は、前記第一面を成形するために構成された第一成形面を有する第一金型と、前記第二面を成形するために構成された第二成形面を有する第二金型と、前記凹形状を成形するために構成された第三成形面を有する第三金型とを有し、
さらに、前記第一金型と前記第二金型とを近接させるとともに、前記第一成形面または前記第二成形面から前記第三成形面が突出するように前記第三金型を配置し、前記第一金型と前記第二金型との間でガラス素材を加圧成形する工程と、
前記第三金型を移動し、前記第三成形面と前記ガラス素材との間に空隙を形成する工程と、
前記空隙を形成する工程の後に、前記第一金型と前記第二金型とを離隔する工程と、を備える、ガラス成形品の製造方法。
【請求項２】
前記加圧成形する工程において、溶融した前記ガラス素材を前記第一成形面と前記第二成形面とのいずれか一方に供給し、その後前記第一金型と前記第二金型との間で溶融した前記ガラス素材を加圧成形する、請求項１に記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項３】
前記加圧成形する工程は、溶融した前記ガラス素材を下方へ移動させる工程と、前記ガラス素材の移動経路の両側から前記第一成形面および前記第二成形面で前記ガラス素材を受ける工程とを含み、前記ガラス素材は、前記ガラス素材の移動方向の側方から加圧成形される、請求項１に記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項４】
前記加圧成形する工程において、前記第一金型と前記第二金型との相対的な移動によって前記ガラス素材を押し広げ、前記第三金型の周囲に前記ガラス素材を充填する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項５】
前記第三金型が移動を開始するときの前記ガラス素材の温度は、ガラス転移点温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−３０）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下であり、
前記第一金型と前記第二金型との離隔を開始するときの前記ガラス素材の温度は、（Ｔｇ−２００）℃以上（Ｔｇ−３０）℃以下である、請求項１から請求項４のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項６】
前記第三成形面は、前記第三金型の移動方向に対し傾斜するテーパ形状を有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項７】
前記空隙を形成する工程における前記第三金型の移動方向は、前記主表面の法線方向であり、移動量は０．２ｍｍ以上である、請求項６に記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項８】
前記第三金型の、前記主表面の法線方向における寸法は、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、前記第三成形面のテーパ形状の傾斜角度は１°以上２０°以下である、請求項６または請求項７に記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項９】
前記凹形状は、前記主表面上で１０×５０ｍｍ以下の開口寸法を有する、請求項１から請求項８のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記ガラス成形品は、ガラス組成として、５０重量％以上７０重量％以下のＳｉＯ２と、５重量％以上１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３と、０重量％以上５重量％以下のＢ２Ｏ３と、５重量％以上２０重量％以下のＮａ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＫ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＭｇＯと、０重量％以上１０重量％以下のＣａＯと、０重量％以上５重量％以下のＢａＯと、０重量％以上５重量％以下のＴｉＯ２と、０重量％以上１５重量％以下のＺｒＯ２と、を含有する、請求項１から請求項９のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記凹形状は、前記ガラス成形品を厚み方向に貫通する孔である、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記ガラス成形品は、対象物の表面を覆うカバーガラスである、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項１３】
前記対象物は、ディスプレイの画像表示部である、請求項１２に記載のガラス成形品の製造方法。
【請求項１４】
第一面と第二面とを含む主表面を有し前記主表面に凹形状が形成されたガラス成形品を製造するための、ガラス成形品の製造装置であって、
前記ガラス成形品を加圧成形するための成形用金型と、
ガラス素材を供給する素材供給部と、を備え、
前記成形用金型は、前記第一面を成形するために構成された第一成形面を有する第一金型と、前記第二面を成形するために構成された第二成形面を有する第二金型と、前記凹形状を成形するために構成された第三成形面を有する第三金型とを有し、
さらに、前記主表面の法線方向に沿って前記第一金型と前記第二金型とを近接および離隔させる第一駆動部と、
前記第三金型を前記主表面の法線方向に移動させる第二駆動部と、
前記第一駆動部および前記第二駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ガラス素材を加圧成形する際に、前記第一金型と前記第二金型とを近接させるよう前記第一駆動部を制御し、前記第一成形面または前記第二成形面から前記第三成形面が突出するように前記第二駆動部を制御し、前記第一金型と前記第二金型とを離隔する前に、前記第三成形面を前記ガラス素材から離隔するように前記第二駆動部を制御する、ガラス成形品の製造装置。
【請求項１５】
前記第一金型と前記第二金型との少なくともいずれか一方には、前記第三金型を収容可能な収容部が設けられている、請求項１４に記載のガラス成形品の製造装置。
【請求項１６】
前記第三成形面は、前記第三金型の移動方向に対し傾斜するテーパ形状を有する、請求項１４または請求項１５に記載のガラス成形品の製造装置。
【請求項１７】
前記第三金型の、前記主表面の法線方向における寸法は、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、前記第三成形面のテーパ形状の傾斜角度は１°以上２０°以下である、請求項１６に記載のガラス成形品の製造装置。
【請求項１８】
前記凹形状は、前記ガラス成形品を厚み方向に貫通する孔である、請求項１４から請求項１７のいずれかに記載のガラス成形品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成形品の製造方法および製造装置に関し、特に、主表面に凹形状が形成されたガラス成形品の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス成形品の製造方法に関し、従来、突起形状を有する成形用金型と平面金型との間にガラス素材を挟み、成形用素材が変形可能な温度まで加熱し、プレス成形して、突起形状の反転形状を精密に転写させた窪みを形成し、冷却して型より離型する方法が提案されている（たとえば、特開２００３−２０１１４７号公報（特許文献１）参照）。【０００３】
また従来、内側金型及び外側金型の両者のガラス受け面高さが一致する第１基準位置に両者を配置し両者を同時にプレス成形した後、内側金型のみを両者のガラス受け面高さが一致しない第２基準位置までさらにプレスし剪断力によってガラス基板の内径部を抜き取る方法が提案されている（たとえば、特開２０００−３１９０２６号公報（特許文献２）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０１１４７号公報
【特許文献２】特開２０００−３１９０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス成形品の製造方法として、溶融したガラス素材を直接にプレス成形型に供給し、ガラス素材が軟化状態にある間にプレス成形型でプレスして成形する、ダイレクトプレス法が注目されている。ダイレクトプレス法は、溶解したガラスから目的とするガラス成形品に直接的に成形できるため、同一の形状を有する板状ガラスを多量に生産する場合に好適である。【０００６】
特開２００３−２０１１４７号公報（特許文献１）に記載の製造方法は、ガラス素材を変形可能な温度まで再加熱して加圧成形する再加熱法である。ダイレクトプレス法では、高温のガラスがプレス工程で急激に冷却されるため、再加熱法と比較してガラスの収縮量が大きい。そのため、特開２００３−２０１１４７号公報（特許文献１）に記載の技術をダイレクトプレス法に適用した場合、プレス成形後の、ガラス素材が冷却した後に成形用金型より離型するとき、成形用金型の突起形状へのガラス素材の固着や、窪みにおけるガラスの割れが発生しやすい。これらの不具合を防止するために金型を冷却しながら離型させようとすると、ガラス成形品の主面の転写性が低下する。つまり、特開２００３−２０１１４７号公報（特許文献１）に記載の技術を適用しても、ダイレクトプレスにおける主面の面転写性向上と突起部欠陥の回避との両立は困難であった。【０００７】
特開２０００−３１９０２６号公報（特許文献２）に記載の製造方法はダイレクトプレス法であるが、金型がガラスに接触すると同時に、急激な温度低下、すなわちガラスの硬化が始まる。そのため、孔形状が完全に形成されるまで金型を保持していると、ガラス収縮が進行し、内側金型へのガラス素材の固着やガラスの割れが発生してしまう。【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、ガラス成形品の主表面に対する金型転写性を確保しつつ、ガラス成形品の強度を確保し欠陥の発生を抑制できる、ガラス成形品の製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、上記ガラス成形品の製造方法に好適に用いられ得るガラス成形品の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るガラス成形品の製造方法は、第一面と第二面とを含む主表面を有し主表面に凹形状が形成されたガラス成形品を製造するための、ガラス成形品の製造方法であって、ガラス成形品を加圧成形するための成形用金型を準備する工程を備える。成形用金型は、第一面を成形するために構成された第一成形面を有する第一金型と、第二面を成形するために構成された第二成形面を有する第二金型と、凹形状を成形するために構成された第三成形面を有する第三金型とを有する。製造方法はさらに、第一金型と第二金型とを近接させるとともに、第一成形面または第二成形面から第三成形面が突出するように第三金型を配置し、第一金型と第二金型との間でガラス素材を加圧成形する工程と、第三金型を移動し、第三成形面とガラス素材との間に空隙を形成する工程と、空隙を形成する工程の後に、第一金型と第二金型とを離隔する工程と、を備える。【００１０】
上記製造方法において好ましくは、加圧成形する工程において、溶融したガラス素材を第一成形面と第二成形面とのいずれか一方に供給し、その後第一金型と第二金型との間で溶融したガラス素材を加圧成形する。【００１１】
上記製造方法において好ましくは、加圧成形する工程は、溶融したガラス素材を下方へ移動させる工程と、ガラス素材の移動経路の両側から第一成形面および第二成形面でガラス素材を受ける工程とを含み、ガラス素材は、ガラス素材の移動方向の側方から加圧成形される。【００１２】
上記製造方法において好ましくは、加圧成形する工程において、第一金型と第二金型との相対的な移動によってガラス素材を押し広げ、第三金型の周囲にガラス素材を充填する。【００１３】
上記製造方法において好ましくは、第三金型が移動を開始するときのガラス素材の温度は、ガラス転移点温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−３０）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下であり、第一金型と第二金型との離隔を開始するときのガラス素材の温度は、（Ｔｇ−２００）℃以上（Ｔｇ−３０）℃以下である。【００１４】
上記製造方法において好ましくは、第三成形面は、第三金型の移動方向に対し傾斜するテーパ形状を有する。【００１５】
上記製造方法において好ましくは、空隙を形成する工程における第三金型の移動方向は、主表面の法線方向であり、移動量は０．２ｍｍ以上である。【００１６】
上記製造方法において好ましくは、第三金型の、主表面の法線方向における寸法は、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、第三成形面のテーパ形状の傾斜角度は１°以上２０°以下である。【００１７】
上記製造方法において好ましくは、凹形状は、主表面上で１０×５０ｍｍ以下の開口寸法を有する。【００１８】
上記製造方法において好ましくは、ガラス成形品は、ガラス組成として、５０重量％以上７０重量％以下のＳｉＯ２と、５重量％以上１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３と、０重量％以上５重量％以下のＢ２Ｏ３と、５重量％以上２０重量％以下のＮａ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＫ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＭｇＯと、０重量％以上１０重量％以下のＣａＯと、０重量％以上５重量％以下のＢａＯと、０重量％以上５重量％以下のＴｉＯ２と、０重量％以上１５重量％以下のＺｒＯ２と、を含有する。【００１９】
上記製造方法において好ましくは、凹形状は、ガラス成形品を厚み方向に貫通する孔である。【００２０】
上記製造方法において好ましくは、ガラス成形品は、対象物の表面を覆うカバーガラスである。好ましくは、対象物は、ディスプレイの画像表示部である。【００２１】
本発明に係るガラス成形品の製造装置は、第一面と第二面とを含む主表面を有し主表面に凹形状が形成されたガラス成形品を製造するための、ガラス成形品の製造装置であって、ガラス成形品を加圧成形するための成形用金型と、ガラス素材を供給する素材供給部と、を備える。成形用金型は、第一面を成形するために構成された第一成形面を有する第一金型と、第二面を成形するために構成された第二成形面を有する第二金型と、凹形状を成形するために構成された第三成形面を有する第三金型とを有する。製造装置はさらに、主表面の法線方向に沿って第一金型と第二金型とを近接および離隔させる第一駆動部と、第三金型を主表面の法線方向に移動させる第二駆動部と、第一駆動部および第二駆動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、ガラス素材を加圧成形する際に、第一金型と第二金型とを近接させるよう第一駆動部を制御し、第一成形面または第二成形面から第三成形面が突出するように第三金型を配置するように第二駆動部を制御する。制御部は、第一金型と第二金型とを離隔する前に、第三成形面をガラス素材から離隔するように第二駆動部を制御する。【００２２】
上記製造装置において好ましくは、第一金型と第二金型との少なくともいずれか一方には、第三金型を収容可能な収容部が設けられている。【００２３】
上記製造装置において好ましくは、第三成形面は、第三金型の移動方向に対し傾斜するテーパ形状を有する。【００２４】
上記製造装置において好ましくは、第三金型の、主表面の法線方向における寸法は、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、第三成形面のテーパ形状の傾斜角度は１°以上２０°以下である。【００２５】
上記製造装置において好ましくは、凹形状は、ガラス成形品を厚み方向に貫通する孔である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、主表面に対する金型転写性が確保され、かつ、欠陥の発生が抑制された、ガラス成形品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラスを備えるディスプレイ装置の分解した状態を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図４】ガラス成形品の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】突起金型を拡大して示す斜視図である。
【図６】突起金型の断面図である。
【図７】実施の形態１におけるガラス成形品の製造方法を示す流れ図である。
【図８】実施の形態１のガラス素材を切断する工程を示す断面図である。
【図９】実施の形態１のガラス素材を下型へ滴下する工程を示す断面図である。
【図１０】実施の形態１の上型を下降する工程を示す断面図である。
【図１１】実施の形態１の突起金型を配置する工程を示す断面図である。
【図１２】実施の形態１の突起金型の周囲にガラス素材を充填する工程を示す断面図である。
【図１３】実施の形態１の突起金型を離型させる工程を示す断面図である。
【図１４】ガラス素材から離型した突起金型を示す拡大図である。
【図１５】実施の形態１の上型を上昇する工程を示す断面図である。
【図１６】成形用金型から取り出されたガラス素材を示す断面図である。
【図１７】研磨完了後のガラス成形品を示す断面図である。
【図１８】実施の形態２のガラス素材を切断する工程を示す断面図である。
【図１９】実施の形態２のガラス素材を下型へ滴下する工程を示す断面図である。
【図２０】実施の形態２の上型を下降する工程を示す断面図である。
【図２１】実施の形態２の突起金型を配置する工程を示す断面図である。
【図２２】実施の形態２の突起金型の周囲にガラス素材を充填する工程を示す断面図である。
【図２３】実施の形態２の突起金型を離型させる工程を示す断面図である。
【図２４】実施の形態２の上型を上昇する工程を示す断面図である。
【図２５】実施の形態２の成形用金型から取り出されたガラス成形品を示す断面図である。
【図２６】実施の形態３のガラス成形品の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２７】実施の形態３におけるガラス成形品の製造方法を示す流れ図である。
【図２８】実施の形態３のガラス素材を切断する工程を示す断面図である。
【図２９】実施の形態３のガラス素材を落下させる工程を示す断面図である。
【図３０】実施の形態３の突起金型を配置する工程を示す断面図である。
【図３１】実施の形態３の落下しているガラス素材を第一および第二金型で受ける工程を示す断面図である。
【図３２】実施の形態３の突起金型の周囲にガラス素材を充填する工程を示す断面図である。
【図３３】実施の形態３の突起金型を離型させる工程を示す断面図である。
【図３４】実施の形態３の第一および第二金型を離型させる工程を示す断面図である。
【図３５】実施の形態３の成形用金型から取り出されたガラス成形品を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に基づいた実施の形態および各実施例について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態および各実施例の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００２９】
［実施の形態１］
（ディスプレイ装置１００，ディスプレイ用カバーガラス１０）
図１は、実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０を備えるディスプレイ装置１００の分解した状態を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【００３０】
図１に示すように、ディスプレイ装置１００は、ディスプレイ用カバーガラス１０と、平板状の形状を有する外装プレート２０と、外装プレート２０の上に配置される回路基板３０と、回路基板３０の上に実装されるスピーカー３１と、回路基板３０の上に実装されるディスプレイ４０とを備える。
【００３１】
ディスプレイ用カバーガラス１０は、外装プレート２０に取り付けられる（矢印ＡＲ参照）。ディスプレイ用カバーガラス１０は、回路基板３０、スピーカー３１、およびディスプレイ４０を、外装プレート２０上に封止する。
【００３２】
ディスプレイ用カバーガラス１０は、ディスプレイ４０の画像表示部４２を覆うように設けられるガラス成形品１０Ｇと、スピーカー３１に対応するように設けられる穴部１０Ｈと、を含む。穴部１０Ｈは、ガラス成形品１０Ｇをその表面１１（図２参照）側から裏面１２（図２参照）側に向かって厚み方向に貫通している。スピーカー３１は、穴部１０Ｈを介して、ガラス成形品１０Ｇの表面１１側に露出している。
【００３３】
（ガラス成形品１０Ｇ）
図２に示すように、ディスプレイ用カバーガラス１０のガラス成形品１０Ｇは、主面部１３と、接続部１４と、側面部１５とを有する。主面部１３は、略平板状の形状を有する。ガラス成形品１０Ｇがディスプレイ４０に取り付けられた状態では、主面部１３の表面１１側が外部に露出する。本実施の形態における主面部１３の外縁は、４つの角部が丸みを帯びた略矩形状の形状を有している。
【００３４】
接続部１４は、主面部１３の外縁に連設される。接続部１４は、主面部１３から外方に向かうにしたがって、表面１１から遠ざかる方向に湾曲する。側面部１５は、接続部１４の外縁に連設される。側面部１５は、全体として環状の形状を有し、接続部１４を挟んで主面部１３の反対側に位置している。ガラス成形品１０Ｇは、主面部１３側から側面部１５側に向かうにつれて、接続部１４において３Ｄ（three  dimension）形状を持って湾曲するように形成されている。
【００３５】
ガラス成形品１０Ｇは、第一面としての表面１１と、第二面としての裏面１２とを有する。図３に示すように、表面１１と裏面１２とは、主表面１８を構成する。主表面１８は、表面１１と裏面１２とを含む。穴部１０Ｈは、主表面１８に含まれる表面１１または裏面１２に対して窪んだ凹形状に形成されている。ガラス成形品１０Ｇの主表面１８には、凹形状が形成されている。本実施の形態では、当該凹形状はガラス成形品１０Ｇの主面部１３を貫通する貫通孔として形成されている。他の例では、凹形状は、主表面１８に対して窪んだ、有底の穴形状に形成されてもよい。
【００３６】
ガラス成形品１０Ｇの画像表示部４２側に位置する裏面１２側から表面１１側に向かって、所定の画像情報を含む光Ｌ（図２参照）が主面部１３を透過する。画像表示部４２上に表示された各種の画像情報は、使用者により認識される。主面部１３の表面１１がタッチパネル式のディスプレイ面を構成している場合、主面部１３の表面１１は、使用者の手指（図示せず）によって押圧されたり、主面部１３の表面１１はペン（図示せず）などによって押圧されたりする。
【００３７】
以上のようなガラス成形品１０Ｇは、ガラス組成として、５０重量％以上７０重量％以下のＳｉＯ２と、５重量％以上１５重量％以下のＡｌ２Ｏ３と、０重量％以上５重量％以下のＢ２Ｏ３と、５重量％以上２０重量％以下のＮａ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＫ２Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＭｇＯと、０重量％以上１０重量％以下のＣａＯと、０重量％以上５重量％以下のＢａＯと、０重量％以上５重量％以下のＴｉＯ２と、０重量％以上１５重量％以下のＺｒＯ２と、を含有しているとよい。
【００３８】
このような組成のガラスは、ガラス転移点の温度Ｔｇとした場合、プレス成形にてガラスに転写される形状に大きく影響を及ぼす（Ｔｇ−３０）［℃］〜（Ｔｇ＋１５０）［℃］の温度範囲において、適切なガラス粘性を維持し良好な転写性を確保した状態で面転写を完了でき、かつ、ガラスの熱収縮による割れを抑制することができる。
【００３９】
（Ｔｇ−３０）［℃］〜（Ｔｇ＋１５０）［℃］の温度範囲において、ガラスの線膨張係数αは７０〜１１０［×１０−６／℃］であることが望ましい。たとえば１００℃以上３００℃以下の範囲で９８［×１０−６／℃］の線膨張係数αを有するガラスを使用してもよい。またガラス粘性をη［Ｐａ・ｓ］とすると、ｌｏｇη＝１１．０〜１４．５であることが望ましい。上記のような特性を持つガラスは、割れの無い湾曲したカバーガラスの成形に適している。
【００４０】
穴部１０Ｈがガラス成形品１０Ｇの表面１１に開口する開口径は、現実的に要求される最小値である０．５ｍｍ以上とすることができる。穴部１０Ｈの径が小さいほど、本実施の形態の製造装置および製造方法を好適に用いることができる。また穴部１０Ｈが表面１１に開口する開口は、実用上最大と考えられる１０ｍｍ×５０ｍｍに収まる大きさとすることができる。穴部１０Ｈは、表面１１において１０×５０ｍｍ以下の開口寸法Ｄ（図３参照）を有する。たとえば、外径１３０×６０ｍｍ、厚み０．８ｍｍのガラス成形品１０Ｇに対し、上記開口の寸法を４×２５ｍｍとすることができる。
【００４１】
（製造装置）
以上のようなガラス成形品１０Ｇは、ダイレクトプレス法を使用して製造される。図４は、ガラス成形品１０Ｇの製造装置５０の概略構成を示す模式図である。図４に示すように、ガラス成形品１０Ｇの製造装置５０は、溶融したガラス素材１０Ｅを貯留する連続溶融炉７１と、連続溶融炉７１の下部に接続されたノズル７３とを備える。連続溶融炉７１とノズル７３とは、溶融したガラス素材１０Ｅを下型６２に供給するための素材供給部７０を構成する。
【００４２】
製造装置５０は、ノズル７３から流出するガラス素材１０Ｅを切断するガラスカッター６３を備える。ガラスカッター６３は、たとえばエアシリンダ８３により駆動され、ガラス素材１０Ｅを適宜切断して適切な量に分割する。
【００４３】
製造装置５０は、ガラスカッター６３により切断され落下するガラス素材を受けるための下型６２と、下型６２と共にガラス素材を加圧し成形する上型６１と、を備える。下型６２は、ガラス成形品１０Ｇの表面１１を成形するための第一金型として機能する。上型６１は、ガラス成形品１０Ｇの裏面１２を成形するための第二金型として機能する。下型６２は、ガラス成形品１０Ｇの表面１１を成形するために構成された第一成形面としての成形面６２ａを有している。上型６１は、ガラス成形品１０Ｇの裏面１２を成形するために構成された第二成形面としての成形面６１ａを有している。
【００４４】
製造装置５０はまた、突起金型６６を備える。突起金型６６は、ガラス成形品１０Ｇに形成された穴部１０Ｈを成形するための第三金型として機能する。上型６１と下型６２と突起金型６６とは、ガラス成形品１０Ｇを加圧成形するための成形用金型６０を構成する。
【００４５】
製造装置５０は、制御部９０を備える。制御部９０は、第一駆動部としてのサーボモータ８１と、第二駆動部としてのサーボモータ８６と、第三駆動部としてのサーボモータ８２と、上述したエアシリンダ８３との動作を制御する。制御部９０は、エアシリンダ８３によるガラス素材１０Ｅの切断のタイミング、下型６２の移動のタイミング、上型６１および突起金型６６の移動のタイミングなどの、ガラス成形品１０Ｇの製造に係る一連のシーケンスを制御する。
【００４６】
サーボモータ８１は、制御部９０からの指令を受け、図４中に両矢印で示すＤＲ１方向（垂直方向）に上型６１を往復移動させ、上型６１と下型６２とを近接および離隔させる。サーボモータ８６は、制御部９０からの指令を受け、突起金型６６をＤＲ１方向に往復移動させる。サーボモータ８２は、制御部９０からの指令を受け、図４中に両矢印で示すＤＲ２方向（水平方向）に下型６２を移動させる。
【００４７】
上型６１を移動させるサーボモータ８１と、突起金型６６を移動させるサーボモータ８６とは、それぞれ独立して制御される。サーボモータ８６をサーボモータ８１と同期して駆動すれば、上型６１と突起金型６６とを一体として同一の動作をさせることができる。または、サーボモータ８６をサーボモータ８１と異ならせて駆動することもでき、この場合、突起金型６６は上型６１とは異なる動作をすることができる。たとえば、上型６１が停止した状態で突起金型６６のみを移動させることができる。サーボモータ８６は、上型６１および下型６２に対し独立して、突起金型６６を移動可能とする。
【００４８】
下型６２は、サーボモータ８２により、ノズル７３の下方でガラス素材を受けるための位置（ガラス滴下ポジションＰ１）と、上型６１と対向してガラス素材を加圧成形するための位置（成形ポジションＰ２）と、下型６２からガラス素材を取り出すための位置（取出しポジションＰ３）との間で移動可能に構成されている。
【００４９】
制御部９０によってサーボモータ８１を制御する方法としては、上型６１の位置を制御するモード（位置制御モード）と、上型６１に付加される荷重を制御するモード（荷重制御モード）とがある。これら２つの制御モードを切り替え可能に構成しておくことが好ましい。サーボモータ８１は、最大３トンのプレス圧力でガラス素材をプレス成形可能な仕様に設けられる。なお、本実施の形態において、加圧成形のために上型６１を駆動する第一駆動部は、サーボモータ８１に限定されるものではなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ、ステッピングモータなどの公知の駆動手段を適宜選択して用いることができる。
【００５０】
図４に示す製造装置５０では、上型６１がＤＲ１方向に移動する構成としているが、製造装置５０はこの構成に限定されるものではない。上型６１は固定しておき、下型６２がＤＲ２方向に加えてＤＲ１方向に移動可能である構成としてもよく、または、上型６１と下型６２との両方がＤＲ１方向に移動する構成としてもよい。
【００５１】
上型６１、下型６２および突起金型６６の材料は、耐熱合金（ステンレスなど）、炭化タングステンを主成分とする超鋼材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなど）、カーボンを含む複合材料など、ガラス成形品１０Ｇを製造するための成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。上型６１、下型６２および突起金型６６を同一の材料で構成してもよいし、それぞれ別の材料で構成してもよい。
【００５２】
上型６１、下型６２および突起金型６６の表面には、耐久性の向上やガラス素材との融着を防止するための被覆層を設けておくことも好ましい。被覆層の材料に特に制限はなく、たとえば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタンなど）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素など）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタンなど）などを用いることができる。被覆層の成膜方法にも制限はなく、公知の成膜方法の中から適宜選択して用いればよい。たとえば、真空蒸着、スパッタ、ＣＶＤなどが挙げられる。
【００５３】
上型６１、下型６２および突起金型６６は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段としては、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。たとえば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒーターや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒーター、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置などを用いることができる。
【００５４】
図５は、突起金型６６を拡大して示す斜視図である。図６は、突起金型６６の断面図である。本実施の形態の突起金型６６は、円錐台形状に形成されている。突起金型６６は中心軸Ｃを中心に対称な形状を有し、円錐台の側面を形成するテーパ面６７を有する。テーパ面６７は、ガラス成形品１０Ｇの穴部１０Ｈを成形するために構成された第三成形面としての機能を有している。テーパ面６７は、中心軸Ｃに対して傾斜している。突起金型６６は、中心軸Ｃの延びる方向に往復移動する。つまり、中心軸Ｃの延びる方向は、図４および図６に示すＤＲ１方向である。テーパ面６７は、ＤＲ１方向に対して傾斜する。
【００５５】
突起金型６６の、円錐台の高さ方向の寸法、すなわち図６に示すＤＲ１方向に沿う寸法Ｈは、０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下である。突起金型６６の高さは、穴部１０Ｈを成形するために現実的に要求される値から決定されればよい。ガラス成形品１０Ｇを貫通する穴部１０Ｈをプレス工程で成形する場合には、突起金型６６の高さを相対的に大きくし、ガラス成形品１０Ｇの厚みを超える寸法にする必要がある。たとえば、上型６１の成形面６１ａに対して突起金型６６が下型６２の成形面６２ａ側に突起する寸法を１．２ｍｍとし、傾斜角度を３°とした、突起金型６６を使用してもよい。
【００５６】
テーパ面６７が中心軸Ｃに対して傾斜する傾斜角度θは、１°以上２０°以下、好ましくは３°以上５°以下である。テーパ形状の傾斜角度θは、穴部１０Ｈに要求される寸法精度、プレス成形時の突起金型６６の離型の容易性、突起金型６６の生産性および強度などを考慮して、最適な値に決定されればよい。
【００５７】
（製造方法）
以下、ダイレクトプレス法を使用してガラス成形品１０Ｇを得る製造方法について説明する。図７は、実施の形態１におけるガラス成形品１０Ｇの製造方法を示す流れ図である。図７に示すように、まず工程（Ｓ１１）において、上型６１、下型６２および突起金型６６を含む成形用金型６０が準備される。
【００５８】
このとき上型６１、下型６２および突起金型６６は、それぞれ所定の温度に加熱される。所定の温度とは、ガラス成形品１０Ｇに良好な転写面を形成できる温度であればよい。一般的に、成形用金型６０の温度が低すぎると高精度な転写面を形成することが困難になる。逆に、必要以上に温度を高くしすぎることは、ガラスとの融着が発生し易くなったり、成形用金型６０の寿命が短くなったりする虞があるため好ましくない。通常は、加圧成形するガラスのガラス転移点温度Ｔｇに対し、（Ｔｇ−１００）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下の範囲の温度に設定する。実際には、ガラスの種類、ガラス成形品１０Ｇの形状および大きさ、成形用金型６０の材料、保護膜の種類など、種々の条件を考慮に入れて適正な温度を決定する。上型６１、下型６２および突起金型６６の加熱温度は同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。
【００５９】
本実施形態においては、成形用金型６０を所定温度に加熱した後、溶融した状態の高温のガラス素材１０Ｆを供給して加圧成形することから、成形用金型６０の温度を一定に保ったまま、一連の工程を行うことができる。さらに、成形用金型６０の温度を一定に保ったまま、複数のガラス成形品１０Ｇを繰り返し製造することもできる。したがって、１つのガラス成形品１０Ｇを製造する毎に成形用金型６０の昇温と冷却を繰り返す必要がないことから、極めて短時間で効率よくガラス成形品１０Ｇを製造することができる。ここで、成形用金型６０の温度を一定に保つとは、成形用金型６０を加熱するための温度制御における目標設定温度を一定に保つという意味である。したがって、各工程実施中において、ガラス素材１０Ｆとの接触などによる成形用金型６０の温度変動を防止しようとするものではなく、かかる温度変動については許容される。
【００６０】
次に工程（Ｓ１２）において、下型６２をガラス滴下ポジションＰ１（図４参照）に配置する。下型６２の現在位置を検出した結果、下型６２がガラス滴下ポジションＰ１に配置されている場合には、下型６２の移動は行なわれない。一方、下型６２の現在位置を検出した結果、下型６２がガラス滴下ポジションＰ１以外の位置に配置されている場合には、制御部９０からの指令によりサーボモータ８２が起動し、下型６２をガラス滴下ポジションＰ１へ移動させる。
【００６１】
次に工程（Ｓ１３）において、ガラス素材を切断する。図８は、実施の形態１のガラス素材を切断する工程を示す断面図である。図４を参照して説明した通り、溶融した状態で連続溶融炉７１内に貯留されたガラス素材１０Ｅは、ノズル７３を経由して連続溶融炉７１から流出し、自重によりノズル７３から液線状に落下する。ノズル７３から流出したガラス素材１０Ｅをガラスカッター６３を用いて切断し、図８に示す滴状の形状を有するガラス素材１０Ｆを得る。ガラス素材１０Ｆは、下型６２の成形面６２ａへ向かって落下する。
【００６２】
次に工程（Ｓ１４）において、溶融した状態の高温のガラス素材１０Ｆを下型６２の成形面６２ａへ滴下する。図９は、実施の形態１のガラス素材１０Ｆを下型６２へ滴下する工程を示す断面図である。ガラスカッター６３により切断され落下するガラス素材１０Ｆは、下型６２のの成形面６２ａ上に溜め受けられる。図９に示すように、下型６２の成形面６２ａ上に供給されたガラス素材１０Ｆは、下型６２上で濡れ広がる。ガラス素材１０Ｆは、穴部１０Ｈが形成される位置、すなわち突起金型６６が配置される位置を避けて、下型６２に滴下されることが好ましい。下型６２に滴下されたガラス素材１０Ｆの温度は、たとえば８００℃以上９００℃以下の範囲であってもよい。
【００６３】
次に工程（Ｓ１５）において、下型６２を成形ポジションＰ２（図４参照）に移動する。制御部９０からの指令によりサーボモータ８２を起動させ、水平方向（図４に示すＤＲ２方向）に下型６２を移動させることにより、下型６２は、ノズル７３の下方のガラス滴下ポジションＰ１から、上型６１の下方の成形ポジションＰ２に移動する。成形ポジションＰ２に移動した下型６２の成形面６２ａと、上型６１の成形面６１ａとは、互いに対向する。
【００６４】
次に工程（Ｓ１６）において、上型６１を下降する。図１０は、実施の形態１の上型６１を下降する工程を示す断面図である。下型６２に対向する上型６１は、図１０中の白抜き矢印に示すように、下降移動する。制御部９０からの指令によりサーボモータ８１が起動し、上型６１を下型６２へ向かって移動させる。これにより、上型６１と下型６２とが近接する。
【００６５】
図１０に示すように、上型６１には、上型６１を厚み方向に貫通する形状の収容部６４が形成されており、突起金型６６は収容部６４内に収容されている。上型６１の移動に伴って、収容部６４内に収容された状態の突起金型６６は、上型６１と共に移動する。制御部９０からの指令に従ってサーボモータ８６が起動することにより、突起金型６６は下型６２へ向かって移動する。サーボモータ８１，８６が同期して同一の速度で上型６１と突起金型６６とを移動させることにより、上型６１と突起金型６６とは、一体として下型６２へ向かって下降する。
【００６６】
次に工程（Ｓ１７）において、突起金型６６を配置する。図１１は、実施の形態１の突起金型６６を配置する工程を示す断面図である。図１０に示す状態から上型６１と突起金型６６とが一体として下降移動を続けることにより、図１１に示すように、上型６１に対し下方に突起する突起金型６６の一部が上型６１と下型６２との間に配置される。このとき、突起金型６６のテーパ面６７は、上型６１の成形面６１ａに対して下型６２の成形面６２ａ側に突出する。図１１に示す状態では、突起金型６６の先端部と下型６２との間には隙間が形成され、突起金型６６は下型６２と係合しないように配置されている。
【００６７】
図１１では、上型６１の成形面６１ａがガラス素材１０Ｆに接触し、ガラス素材１０Ｆの加圧成形が開始されている。しかし、突起金型６６の周囲にはガラス素材１０Ｆが未だ充填されていない。つまり、突起金型６６は、その周囲にガラス素材１０Ｆが充填されてテーパ面６７にガラス素材１０Ｆが接触するよりも先に、上型６１と下型６２との間の、ガラス素材１０Ｆが突起金型６６によって成形されるべき鉛直方向の位置に配置される。なお、突起金型６６を配置する時点でガラス素材１０Ｆの加圧成形が開始されていることは必須ではなく、上型６１の成形面６１ａはガラス素材１０Ｆに対し非接触であってもよい。
【００６８】
次に工程（Ｓ１８）において、突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する。図１２は、実施の形態１の突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する工程を示す断面図である。図１１に示す状態から上型６１をさらに下降して上型６１と下型６２とを近接させることにより、ガラス素材１０Ｆが上型６１の成形面６１ａ（図中に示す下側の表面）と下型６２の成形面６２ａ（図中に示す上側の面）とによって、プレス加工される。上型６１は、下型６２と共に、ガラス素材１０Ｆを加圧し成形する。このとき、加圧成形されたガラス素材１０Ｆが押し広げられて水平方向（図中左右方向）に伸ばされ、上型６１の成形面６１ａおよび下型６２の成形面６２ａにガラス素材１０Ｆが充填される。このとき、水平方向に押し広げられたガラス素材１０Ｆが突起金型６６にまで到達し、突起金型６６の周囲にもガラス素材１０Ｆが充填される。
【００６９】
上型６１でガラス素材１０Ｆをプレスする際、突起金型６６を溶融したガラス素材１０Ｆに挿入しても構わないが、下型６２の成形面６２ａにガラス素材１０Ｆが接触すると同時に、急激な温度低下、すなわちガラスの硬化が始まるため、板厚や穴の大きさによっては穴部１０Ｈの転写性が劣る場合がある。穴部１０Ｈの転写性の観点からは、加圧成形されたガラス素材１０Ｆが押し広げられて、突起金型６６にまで到達し、突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆが充填されることが好ましい。
【００７０】
好ましくは、プレス加工の開始時のガラス素材１０Ｆの温度は、（Ｔｇ＋５０）℃以上（Ｔｇ＋２００）℃以下に設定される。たとえばＴｇが５４０℃の場合、プレス直前のガラス素材１０Ｆの温度を６８０℃としてもよい。ガラス素材１０Ｆの温度は、たとえば放射温度計によって測定することができる。このような温度設定を得るためには、ガラス転移点の温度Ｔｇに対し、上型６１の温度を（Ｔｇ−６０）℃以上（Ｔｇ−２０）℃以下に設定し、下型６２の温度を（Ｔｇ−８０）℃以上（Ｔｇ−１０）℃以下に設定するとよい。たとえばＴｇが５４０℃の場合、上型６１の温度を５００℃とし、下型６２の温度を５２０℃としてもよい。
【００７１】
所定の時間が経過した後、次に工程（Ｓ１９）において、突起金型６６を上昇移動させ、突起金型６６をガラス素材１０Ｆから離型させる。図１３は、実施の形態１の突起金型６６を離型させる工程を示す断面図である。たとえばプレス成形の開始から成形用金型６０を７秒間保持し、その後突起金型６６を図１３に示す白抜き矢印の方向に沿って１．２ｍｍ上昇させ、ガラス素材１０Ｆの厚み方向に突起金型６６を移動させて、突起金型６６のみを離型する。このとき上型６１および下型６２は静止したままとされ、上型６１および下型６２によるガラス素材１０Ｆの加圧成形が続行される。突起金型６６は、上型６１および下型６２に対し独立して移動可能に設けられている。
【００７２】
ガラス成形品１０Ｇの主面（表面１１および裏面１２）と突起金型６６により成形される穴部１０Ｈとにおいて、所望の形状を形成するまでの時間を比較すると、穴部１０Ｈの方が早く完了できる。これは、ガラスゴブの温度分布、穴部１０Ｈはガラス成形品１０Ｇの端部に設けられるため突起金型６６はプレスにより押し広げられた比較的低温のガラス素材１０Ｆを成形すること、突起金型６６の近傍ではガラス素材１０Ｆの量に対して金型の面積が大きく放熱し易いこと、主面に対して穴部１０Ｈの側面は要求される面粗さが比較的厳しくないこと、などを理由とする。
【００７３】
そのため、突起金型６６をガラス充填よりも先に穴部１０Ｈの位置に配置し、主面のプレスを継続する一方、最適なガラス温度となる時点で突起金型６６のみ離型動作させることで、所望の主面および穴部１０Ｈの形状を形成でき、かつ離型可能なガラスを得ることができる。
【００７４】
突起金型６６は、図５，６を参照して説明したように、円錐台形状に形成されており、円錐台の側面を構成するテーパ面６７を有する。図４に示すＤＲ２方向はガラス素材１０Ｆの表面の延びる方向であり、図４に示すＤＲ１方向はガラス素材１０Ｆの厚み方向、すなわちガラス素材１０Ｆの表面の法線方向である。テーパ面６７は、ガラス素材１０Ｆの表面の法線方向に対して傾斜している。テーパ面６７を有する突起金型６６は、上型６１から下型６２へ向かうにつれて先細になる形状を有する。
【００７５】
突起金型６６の移動方向に対しテーパ面６７が傾斜しているため、離型動作時に突起金型６６がガラス素材１０Ｆから抜き易くなる。加えて、ガラス素材１０Ｆに対し突起金型６６を相対移動すれば、突起金型６６はガラス素材１０Ｆに接触しなくなり、突起金型６６がガラス素材１０Ｆから離型した状態が速やかに得られる。工程（Ｓ１９）における突起金型６６の移動量は、突起金型６６をガラス素材１０Ｆから確実に離型できるように、０．２ｍｍ以上に設定される。
【００７６】
図１４は、ガラス素材１０Ｆから離型した突起金型６６を示す拡大図である。図１４に示すように、突起金型６６の周囲および突起金型６６に対し下型６２側に充填されたガラス素材１０Ｆは、突起金型６６によって成形され、窪み部１０Ｖが形成される。突起金型６６の側面がテーパ面６７として形成されているので、突起金型６６が上昇移動して窪み部１０Ｖの底部から突起金型６６が離れると、突起金型６６のテーパ面６７と窪み部１０Ｖの内側面との間に空隙Ｇが形成される。これにより、窪み部１０Ｖを成形した突起金型６６の表面の全部が窪み部１０Ｖから離れ、突起金型６６がガラス素材１０Ｆに対し非接触となり、突起金型６６のガラス素材１０Ｆからの離型が行なわれる。
【００７７】
好ましくは、突起金型６６が離型動作のための移動を開始するときのガラス素材１０Ｆの温度の下限値は、ガラス素材１０Ｆの熱収縮を十分小さくし割れなどの欠陥が発生することを抑制する観点から、（Ｔｇ−３０）℃に設定される。一方、温度の上限値は、穴部１０Ｈにおける転写性を満足できるように、（Ｔｇ＋１００）℃に設定される。たとえばＴｇが５４０℃の場合、突起金型６６の離型動作の開始時のガラス素材１０Ｆの温度は、５１０℃以上６４０℃以下に設定されるとよい。
【００７８】
さらに所定の時間が経過し、ガラス素材１０Ｆの加圧成形が完了すると、次に工程（Ｓ２０）において、上型６１を上昇する。図１５は、実施の形態１の上型を上昇する工程を示す断面図である。プレス加工の時間は５ｓ以上２０ｓ以下の時間から任意に選択されるのが好ましい。たとえば、１０秒間でプレス成形が完了するように設定することができ、この場合、プレス成形の開始から１０秒間経過後、上型６１の上昇が開始され、上型６１と下型６２とが離隔する。上型６１の上昇が開始すると、上型６１と突起金型６６とは同一の速度で移動し、一体として上昇する。このようにして、上型６１および突起金型６６の両方のガラス素材１０Ｆからの離型が完了する。
【００７９】
好ましくは、上型６１がガラス素材１０Ｆからの離型動作のための上昇を開始するときのガラス素材１０Ｆの温度は、上型６１の成形面により成形されるガラス素材１０Ｆの表面が十分に硬化できるように、（Ｔｇ−２００）℃以上（Ｔｇ−３０）℃以下に設定される。たとえばＴｇが５４０℃の場合、上型６１の上昇開始時のガラス素材１０Ｆの温度は、３４０℃以上５１０℃以下に設定されるとよい。
【００８０】
次に工程（Ｓ２１）において、下型６２を取出しポジションＰ３（図４参照）に移動する。制御部９０からの指令によりサーボモータ８２を起動させ、水平方向（図４に示すＤＲ２方向）に下型６２を移動させることにより、下型６２は、上型６１の下方の成形ポジションＰ２から、成形面６２ａが上型６１の成形面６１ａに対向しない取出しポジションＰ３に移動する。このとき下型６２の成形面６２ａ上には、プレス成形が完了しほぼ硬化したガラス素材１０Ｆが載置されている。
【００８１】
次に工程（Ｓ２２）において、成形用金型６０からガラス素材１０Ｆを取り出し、ガラス素材１０Ｆを回収する。たとえば、真空吸着を利用した吸引装置などの公知の離型装置などを用いて行なえばよい。これにより、ガラス素材１０Ｆが下型６２から外される。図１６は、成形用金型６０から取り出されたガラス素材１０Ｆを示す断面図である。図１６に示すガラス素材１０Ｆには、突起金型６６により成形された窪み部１０Ｖが形成されている。
【００８２】
次に工程（Ｓ２３）において、温度がさらに低下して固化したガラス素材１０Ｆを研磨する。図１６に示すガラス素材１０Ｆに対し、破線ＢＬよりも下側の領域が研磨され除去される。これにより、ガラス素材１０Ｆの表面のうち、下型６２の成形面６２ａに接触していた表面が除去される。ガラス素材１０Ｆが下型６２に滴下すると、ガラス素材１０Ｆから下型６２への熱伝達によってガラス素材１０Ｆの温度の低下が始まる。そのため、プレス成形後のガラス素材１０Ｆの下型６２側の転写性が悪化する虞がある。そのため、プレス成形後のガラス素材１０Ｆに研磨処理を施すことで、ガラス素材１０Ｆの表面の面精度を向上し、所望の表面性状を有するガラス成形品１０Ｇが得られる。たとえばガラス成形品１０Ｇの表面粗さＲａを２０ｎｍ未満とすることができる。
【００８３】
図１７は、研磨完了後のガラス成形品１０Ｇを示す断面図である。図１６に示すガラス素材１０Ｆが研磨されたことにより、ガラス素材１０Ｆに形成された窪み部１０Ｖの底面が除去される。これにより、厚み方向にガラス成形品１０Ｇを貫通する穴部１０Ｈが形成された、欠陥の無い穴付きのガラス成形品１０Ｇを得ることができる。
【００８４】
図１７に示すガラス成形品１０Ｇの製造が完了した後、引き続いてガラス成形品の製造を行なう場合には、下型６２を再びガラス滴下ポジションＰ１に移動し（工程（Ｓ１２））、以降の工程を繰り返せばよい。なお、本実施の形態のガラス成形品１０Ｇの製造方法は、本明細書中で説明した以外の別の工程を含んでもよい。たとえば、ガラス素材１０Ｆを取り出す前にガラス素材１０Ｆの形状を検査する工程や、ガラス素材１０Ｆを回収した後に成形用金型６０をクリーニングする工程を設けることも好ましい。
【００８５】
（作用・効果）
実施の形態１に係る製造方法によって製造されたガラス成形品１０Ｇは、ダイレクトプレス法を使用して製造されるので、製造工程が簡略化され、製造コストの削減が可能となる。成形工程で穴部１０Ｈを形成することで、プレス成形後の穴開け工程が不要になるため一層のコスト削減が可能になり、かつ、穴開け工程で微小チッピングが発生することに起因する強度低下を防止することができる。
【００８６】
ガラス成形品１０Ｇの製造装置５０は、ガラス成形品１０Ｇの表面１１および裏面１２を形成する金型である下型６２および上型６１に加え、ガラス成形品１０Ｇに形成される穴部１０Ｈを成形するための突起金型６６を備える。そして、プレス工程において、突起金型６６をガラス充填前に穴部１０Ｈに対応する位置に設置し、表面１１および裏面１２のプレス成形が完了する前に突起金型６６の離型動作を行なう。このようにすれば、プレス工程により穴部１０Ｈの形状を十分に転写した後、ガラス収縮による影響が大きくなる前に突起金型６６の離型動作を行なうため、穴部１０Ｈに対する金型転写性を向上できるので所望のガラス面および穴部１０Ｈの形状精度を満足でき、かつ、穴部１０Ｈにおける割れまたは離型不可などの欠陥の発生が抑制された、ガラス成形品１０Ｇを得ることができる。
【００８７】
実施の形態におけるディスプレイ用カバーガラス１０は、上記のような良好な転写性および良好な離型性が確保されたガラス成形品１０Ｇを備える。そのため、表面１１および裏面１２の面精度を向上することができ、かつ、穴部１０Ｈに欠陥が発生しにくく、良好な形状のガラス成形品１０Ｇを使用することができるので、カバーガラス１０の生産性および品質を向上することができる。
【００８８】
［実施の形態２］
（製造装置）
実施の形態２のガラス成形品１０Ｇの製造装置は、図４に示す実施の形態１の製造装置５０と基本的に同一の構成を備えている。但し、実施の形態２では、上型６１に突起金型６６を収容する収容部６４が形成されているのに加えて、下型６２にも突起金型６６を収容可能な収容部６５が形成されている点で、実施の形態１と異なっている。収容部６５は、下型６２を厚み方向に貫通して設けられている。下型６２に形成された収容部６５は、上型６１の成形面６１ａに対し下型６２の成形面６２ａ側へ突起する突起金型６６の先端側の一部を収容可能に、その形状および配置が定められている。収容部６５は、プレス成形時に突起金型６６が挿入される位置に、予め形成されている。
【００８９】
（製造方法）
図１８は、実施の形態２のガラス素材を切断する工程を示す断面図である。図１９は、実施の形態２のガラス素材１０Ｆを下型６２へ滴下する工程を示す断面図である。図２０は、実施の形態２の上型６１を下降する工程を示す断面図である。図２１は、実施の形態２の突起金型６６を配置する工程を示す断面図である。図２２は、実施の形態２の突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する工程を示す断面図である。図２３は、実施の形態２の突起金型６６を離型させる工程を示す断面図である。図２４は、実施の形態２の上型６１を上昇する工程を示す断面図である。図２５は、実施の形態２の成形用金型６０から取り出されたガラス成形品１０Ｇを示す断面図である。
【００９０】
実施の形態２に係るガラス成形品１０Ｇの製造方法では、図７の流れ図に示す突起金型６６を配置する工程（Ｓ１７）において、図２１に示すように、ガラス素材１０Ｆが未だ上型６１および下型６２によって突起金型６６の周囲にまで押し広げられていない状態で、突起金型６６は下型６２の収容部６５に挿通される。これにより、突起金型６６は、上型６１の成形面６１ａから下型６２の成形面６２ａまでの、上型６１と下型６２との間の全体に亘って配置される。突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する工程（Ｓ１８）では、図２２に示すように、突起金型６６はガラス素材１０Ｆを貫通しており、ガラス素材１０Ｆは突起金型６６の周囲に回り込んで充填される。
【００９１】
そのため、図２３に示すように突起金型６６を離型させ図２４に示すように上型６１を上昇された後に成形用金型６０から取り出された、図２５に示すガラス成形品１０Ｇでは、ガラス成形品１０Ｇを貫通する穴部１０Ｈが形成されている。プレス成形によって穴部１０Ｈを形成し、ガラス成形品１０Ｇの製造を完了できるので、図７に示す研磨する工程（Ｓ２３）を省略でき、ガラス素材１０Ｆを研磨するための装置も不要にできる。よって、ガラス成形品１０Ｇの製造コストをさらに削減することができる。
【００９２】
以上説明した実施の形態１および２においては、溶融したガラス素材１０Ｆを上型６１および下型６２で加圧成形するダイレクトプレス法について説明したが、これに限るものではない。突起金型６６を備える上述した製造装置５０を、上型６１と下型６２との間でガラスブランクを加熱することにより軟化したガラス素材を加圧成形する再加熱法に適用してもよい。再加熱法の場合、上型６１の成形面６１ａと下型６２の成形面６２ａとの間で加熱されて軟化したガラス素材に対し、突起金型６６を後から押しこむことによって穴部１０Ｈを形成する。なお、ダイレクトプレス法においても、上型６１の成形面６１ａと下型６２の成形面６２ａとの間で押し広げられたガラス素材１０Ｆに、後から突起金型６６を押し込んで穴部１０Ｈを形成しても構わない。
【００９３】
［実施の形態３］
（製造装置）
図２６は、実施の形態３のガラス成形品１０Ｇの製造装置５０の概略構成を示す模式図である。実施の形態３のガラス成形品１０Ｇの製造装置５０は、上型６１および下型６２に替えて、ガラス素材１０Ｆを左右両側から挟み込んで加圧成形する第一金型１６１および第二金型１６２を備えている点で、実施の形態２の製造装置５０と異なっている。第二金型１６２は、ガラス成形品１０Ｇの表面１１を成形するために構成された成形面１６２ａを有している。第一金型１６１は、ガラス成形品１０Ｇの裏面１２を成形するために構成された成形面１６１ａを有している。第一金型１６１および第二金型１６２は、成形面１６１ａ，１６２ａがＤＲ１方向（垂直方向）に沿って延びるように配置されている。突起金型６６は、実施の形態１と同様の構成を有しており、ガラス成形品１０Ｇに形成された穴部１０Ｈを成形する機能を有している。
【００９４】
実施の形態３のノズル７３は、平面的に見て、第一金型１６１と第二金型１６２との間に配置されている。ノズル７３は、第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとの間に、上方からガラス素材１０Ｅを供給する。ノズル７３から流出したガラス素材１０Ｅは、ガラスカッター６３により切断されて落下し、ＤＲ１方向に沿って下方へ移動する。第一金型１６１および第二金型１６２は、落下しているガラス素材１０Ｆを、ガラス素材１０Ｆの落下経路の左右両側から挟み込むことにより受け取って、ガラス素材１０Ｆを捕獲する。
【００９５】
制御部９０は、サーボモータ８１，８２，８６と、エアシリンダ８３との動作を制御する。サーボモータ８１，８２は、制御部９０からの指令を受け、第一金型１６１および第二金型１６２をＤＲ２方向（水平方向）にそれぞれ往復移動させ、第一金型１６１と第二金型１６２とを近接および離隔させる。サーボモータ８６は、制御部９０からの指令を受け、突起金型６６をＤＲ２方向に往復移動させる。サーボモータ８６は、第一金型１６１および第二金型１６２に対し独立して、突起金型６６を移動可能である。
【００９６】
第一金型１６１、第二金型１６２および突起金型６６の材料は、ガラス成形品１０Ｇを製造するための成形金型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。第一金型１６１、第二金型１６２および突起金型６６の表面には、耐久性の向上やガラス素材との融着を防止するための被覆層を設けておくことも好ましい。第一金型１６１、第二金型１６２および突起金型６６は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。
【００９７】
（製造方法）
図２７は、実施の形態３におけるガラス成形品１０Ｇの製造方法を示す流れ図である。実施の形態３のガラス成形品１０Ｇの製造方法では、図２７に示すように、まず工程（Ｓ１１）において、第一金型１６１、第二金型１６２および突起金型６６を含む成形用金型６０が準備される。このとき第一金型１６１、第二金型１６２および突起金型６６は、実施の形態１と同様に、ガラス成形品１０Ｇに良好な転写面を形成できる所定の温度に加熱される。
【００９８】
次に工程（Ｓ１３）において、ガラス素材１０Ｅを切断する。図２８は、実施の形態３のガラス素材１０Ｅを切断する工程を示す断面図である。ノズル７３から流出したガラス素材１０Ｅをガラスカッター６３を用いて切断し、図２８に示す滴状の形状を有するガラス素材１０Ｆを得る。続いて工程（Ｓ３４）において、ガラス素材１０Ｆを落下させる。図２９は、実施の形態３のガラス素材１０Ｆを落下させる工程を示す断面図である。ガラス素材１０Ｆは、重力の作用により、第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとの間の空間へ向かって落下し、ＤＲ１方向に沿って下方へ移動する。
【００９９】
次に工程（Ｓ３５）において、第一金型１６１および第二金型１６２を水平方向に移動させる。制御部９０からの指令によりサーボモータ８１，８２を起動することにより、図２９に示す矢印方向に第一金型１６１および第二金型１６２が移動し、第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとが、互いに接近する。このとき、図２８と図２９とを比較して、制御部９０からの指令によりサーボモータ８６を起動することにより、突起金型６６を第二金型１６２の成形面１６２ａへ向かって水平方向に移動する。突起金型６６を第一金型１６１に対して相対的に移動し、第一金型１６１の成形面１６１ａに対して突起金型６６が突出する量を大きくする。
【０１００】
次に工程（Ｓ１７）において、突起金型６６を配置する。図３０は、実施の形態３の突起金型６６を配置する工程を示す断面図である。実施の形態２と同様に、ガラス素材１０Ｆが未だ第一金型１６１および第二金型１６２によって突起金型６６の周囲にまで押し広げられていない状態で、突起金型６６は第二金型１６２の収容部６５に挿通される。これにより、突起金型６６は、第一金型１６１の成形面１６１ａから第二金型１６２の成形面１６２ａまでの、第一金型１６１と第二金型１６２との間の全体に亘って配置される。突起金型６６のテーパ面６７は、第一金型１６１の成形面１６１ａに対して第二金型１６２の成形面１６２ａ側に突出しており、かつ、第二金型１６２の成形面１６２ａに対して第一金型１６１の成形面１６１ａ側に突出している。
【０１０１】
次に工程（Ｓ３７）において、第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとによって落下しているガラス素材１０Ｆを受け、ガラス素材１０Ｆを捕獲する。図３１は、実施の形態３の落下しているガラス素材１０Ｆを第一金型１６１および第二金型１６２で受ける工程を示す断面図である。第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとがさらに接近し、互いに対向する成形面１６１ａ，１６２ａ間の隙間が小さくなることにより、滴状の形状のガラス素材１０Ｆに成形面１６１ａ，１６２ａが接触する。ガラス素材１０Ｆは垂直方向（図中下向き方向）に落下しており、ガラス素材１０Ｆの移動経路の両側から成形面１６１ａ，１６２ａでガラス素材１０Ｆを受けることにより、成形面１６１ａ，１６２ａ間にガラス素材１０Ｆが捕獲される。
【０１０２】
次に工程（Ｓ１８）において、突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する。図３２は、実施の形態３の突起金型６６の周囲にガラス素材１０Ｆを充填する工程を示す断面図である。図３１に示す状態から第一金型１６１と第二金型１６２とをさらに近接させることにより、ガラス素材１０Ｆが第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面６２ａとによって、プレス加工される。第一金型１６１は、第二金型１６２と共に、ガラス素材１０Ｆを加圧し成形する。第一金型１６１および第二金型１６２は、ガラス素材１０Ｆが落下し下方へ移動する方向であるＤＲ１方向の側方から、ガラス素材１０Ｆを加圧成形する。このとき、加圧成形されたガラス素材１０Ｆが押し広げられて垂直方向（図中上下方向）に伸ばされ、第一金型１６１の成形面１６１ａおよび第二金型１６２の成形面６２ａにガラス素材１０Ｆが充填される。
【０１０３】
このとき、垂直方向に押し広げられたガラス素材１０Ｆが突起金型６６にまで到達し、突起金型６６の周囲にもガラス素材１０Ｆが充填される。第一金型１６１の収容部６４から第二金型１６２の収容部６５にまで延在する突起金型６６の周囲に回り込んでガラス素材１０Ｆが充填され、突起金型６６はガラス素材１０Ｆを貫通して配置されている。
【０１０４】
プレス加工の開始直前のガラス素材１０Ｆの温度は、８５０℃以上１１００℃以下に設定されるのが好ましい。たとえばプレス直前のガラス素材１０Ｆの温度を９５０℃としてもよい。このとき、第一金型１６１および第二金型１６２は、５００℃以上６５０℃以下の温度に設定されるのが好ましい。たとえば、第一金型１６１および第二金型１６２の温度を５４０℃としてもよい。
【０１０５】
所定の時間が経過した後、次に工程（Ｓ１９）において、突起金型６６を水平方向に移動させ、突起金型６６を離型させる。図３３は、実施の形態３の突起金型６６を離型させる工程を示す断面図である。たとえばプレス成形の開始から成形用金型６０を２．０秒間保持し、その後図３３に示す白抜き矢印の方向に沿って、突起金型６６をガラス素材１０Ｆの厚み方向に１．２ｍｍ移動する。これにより突起金型６６とガラス素材１０Ｆとの間に隙間を形成し、ガラス素材１０Ｆから突起金型６６を離型する。このとき第一金型１６１および第二金型１６２は静止したままとされ、第一金型１６１および第二金型１６２によるガラス素材１０Ｆの加圧成形が続行される。
【０１０６】
所定の時間が経過し、ガラス素材１０Ｆの加圧成形が完了すると、次に工程（Ｓ４０）において、第一金型１６１および第二金型１６２を離型させる。図３４は、実施の形態３の第一金型１６１および第二金型１６２を離型させる工程を示す断面図である。プレス成形の開始から３．０秒経過後、図３４中の白抜き矢印の方向に沿って第一金型１６１と第二金型１６２とが移動を開始する。第一金型１６１および第二金型１６２が互いに離れる方向に移動し、これにより、第二金型１６２はガラス成形品１０Ｇから離型する。
【０１０７】
次に工程（Ｓ２２）において、成形用金型６０からガラス成形品１０Ｇを取り出し、ガラス成形品１０Ｇを回収する。これにより、ガラス成形品１０Ｇが第一金型１６１および突起金型６６から外される。図３５は、実施の形態３の成形用金型６０から取り出されたガラス成形品１０Ｇを示す断面図である。図３５に示すガラス成形品１０Ｇでは、ガラス成形品１０Ｇを貫通する穴部１０Ｈが形成されている。プレス成形によって穴部１０Ｈを形成し、ガラス成形品１０Ｇの製造を完了できるので、ガラス成形品１０Ｇの製造コストを削減することができる。
【０１０８】
（作用・効果）
実施の形態３に係る製造方法によれば、実施の形態１と同様に、製造工程が簡略化されていることにより、ガラス成形品１０Ｇの製造コストの削減が可能となる。成形工程で穴部１０Ｈを形成することで、プレス成形後の穴開け工程が不要になるためコスト削減が可能になり、かつ、穴開け工程で微小チッピングが発生することに起因する強度低下を防止することができる。
【０１０９】
実施の形態１で説明したダイレクトプレス法では、溶融したガラス素材１０Ｆが下型６２に滴下される。下型６２の成形面６２ａに接触しているガラス素材１０Ｆの表面が冷却されることで転写性が悪化するため、加圧成形後のガラス素材１０Ｆの表面を鏡面に転写することが困難となり、そのため、工程（Ｓ２３）におけるガラス素材１０Ｆの研磨処理が必要になる。これに対し、実施の形態３の製造方法によれば、溶融したガラス素材１０Ｆは、水平方向に移動する第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとによって捕獲され、第一金型１６１の成形面１６１ａと第二金型１６２の成形面１６２ａとに略同時に接触することになる。
【０１１０】
そのため、ガラス素材１０Ｆから第一金型１６１への熱伝達と、ガラス素材１０Ｆから第二金型１６２への熱伝達とが、ほぼ等しくなる。これにより、ガラス素材１０Ｆの一部が先行して冷却されることが抑制され、加圧成形時のガラス素材１０Ｆの温度分布の均一性が向上し、転写性を向上することができる。したがって、加圧成形後に両面が鏡面に仕上げられたガラス成形品１０Ｇを得ることができ、研磨処理などの追加工を必要とせずに最終製品としてのガラス成形品１０Ｇの品質を確保することができる。
【０１１１】
なお、実施の形態３の説明では、溶融したガラス素材１０Ｆを落下させてガラス素材１０Ｆの両側から加圧成形する例について説明した。この例のほか、ノズル７３から流出したガラス素材１０Ｅを切断せずにノズル７３から垂らした状態で成形面１６１ａ，１６２ａによって垂下しているガラス素材１０Ｆを受け、ガラス素材１０Ｆが下方へ移動する方向の側方から第一金型１６１および第二金型１６２がガラス素材１０Ｆを加圧成形してもよい。この場合、ノズル７３から垂下したガラス素材１０Ｅを切断するタイミングは、成形面１６１ａ，１６２ａでガラス素材１０Ｅを受ける直前でもよく、受けた後でも構わない。
【０１１２】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  ディスプレイ用カバーガラス、１０Ｅ，１０Ｆ  ガラス素材、１０Ｇ  ガラス成形品、１０Ｈ  穴部、１０Ｖ  窪み部、１１  表面、１２  裏面、１８  主表面、４０  ディスプレイ、４２  画像表示部、５０  製造装置、６０  成形用金型、６１  上型、６１ａ，６２ａ，１６１ａ，１６２ａ  成形面、６２  下型、６３  ガラスカッター、６４，６５  収容部、６６  突起金型、６７  テーパ面、７０  素材供給部、７１  連続溶融炉、７３  ノズル、８１，８２，８６  サーボモータ、１００  ディスプレイ装置、１６１  第一金型、１６２  第二金型。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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