(57)【要約】【課題】本発明は、成形後のガラス基板の表面に、熱収縮に伴う凹凸が発生し難いガラス基板成形用金型及びガラス基板製造方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明のガラス基板製造方法は、上型部材２と下型部材３との間に溶融状のガラス素材を配設した状態で、上型部材２を間隙規制部材４に当接するまで下降させるようにしてガラス素材を押圧し、その当接状態で第１設定時間だけ維持させ、その後、その当接状態を維持させながら、上型部材２と間隙規制部材４とを、更に所定量だけ下降させて更に溶融状のガラス素材を押圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１押圧成形面を有する第１型部材と、前記第１押圧成形面に対向して前記第１押圧成形面と退行・接近する方向に相対移動可能な第２押圧成形面を有する第２型部材と、前記第１型部材と第２型部材との何れか一方に設けられ前記第１押圧成形面と第２押圧成形面との間隙を規制する間隙規制部材とを備え、前記第２押圧成形面を前記第１押圧成形面側に相対移動させるとともに、前記第１型部材と第２型部材との何れか他方に間隙規制部材を当接させるようにして、前記第１押圧成形面と第２押圧成形面とでその間に配設された溶融状のガラス素材を押圧して板状のガラス基板を成形するガラス基板成形用金型であって、
前記間隙規制部材は、前記第１押圧成形面及び第２押圧成形面夫々に対して、前記第２押圧成形面の第１押圧成形面側への相対移動方向と同じ方向に、移動可能に構成されていることを特徴とするガラス基板成形用金型。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板製造方法であって、
前記第１型部材と第２型部材との何れか他方に間隙規制部材を当接させた当接状態で第１設定時間だけ維持させる工程と、
前記第１設定時間維持させた後、前記当接状態を維持させながら、前記第２押圧成形面を、更に前記第１押圧成形面側に相対移動させる工程とを含むことを特徴とするガラス基板製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板製造方法であって、
前記第１型部材と第２型部材との何れか他方に間隙規制部材を当接させた当接状態で第１設定時間だけ維持させる工程と、
前記第１設定時間維持させた後、前記間隙規制部材を、前記第１押圧成形面及び第２押圧成形面に対して移動させて当接した前記他方から離し、その後、更に前記第２押圧成形面を第１押圧成形面側に相対移動させる工程とを含むことを特徴とするガラス基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板成形用金型及びガラス基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス基板製造方法として、例えば情報記録用ガラス基板の製造方法が特許文献１に開示されている。この製造方法は、上型部材（第１型部材）と下型部材（第２型部材）との間に平行スペーサー（間隙規制部材）を介在させるようにして、上型部材を下方に移動させて、下型部材に載置した間隙規制部材に当接させるようにして上型部材と下型部材との間に配設した溶融状のガラス素材を所望の厚さの板状にプレス成形するようにしたものであり、これにより、平行度の良好なガラス基板を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５４９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、押圧したガラス素材が冷却する際に熱収縮を生じる。しかしながら、上記特許文献１に開示のものにおいては、上型部材と下型部材との間に間隙規制部材が介在しているために、その熱収縮を生じる際に、ガラス素材の表面には押圧力がかかり難い。そのため、押圧したガラス素材の表面に、例えば２〜１０μｍ程度の凹凸が発生する場合がある。このような凹凸があると、例えば成形したガラス基板を情報記録用基板に用いる場合には、研磨等の表面加工工程の後工程において、凹凸が残らないように削り取量を多く設定しなければならず、その結果、表面加工工程に時間を要するものになる。
【０００５】
本発明は、成形後のガラス基板の表面に、熱収縮に伴う凹凸が発生し難いガラス基板成形用金型及びガラス基板製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るガラス基板成形用金型は、第１押圧成形面を有する第１型部材と、前記第１押圧成形面に対向して前記第１押圧成形面と退行・接近する方向に相対移動可能な第２押圧成形面を有する第２型部材と、前記第１型部材と第２型部材との何れか一方に設けられ前記第１押圧成形面と第２押圧成形面との間隙を規制する間隙規制部材とを備え、前記第２押圧成形面を前記第１押圧成形面側に相対移動させるとともに、前記第１型部材と第２型部材との他方に間隙規制部材を当接させるようにして、前記第１押圧成形面と第２押圧成形面とでその間に配設された溶融状のガラス素材を押圧して板状のガラス基板を成形するガラス基板成形用金型であって、前記間隙規制部材は、前記第１押圧成形面及び第２押圧成形面夫々に対して、前記第２押圧成形面の第１押圧成形面側への相対移動方向と同じ方向に、移動可能に構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、例えば第１押圧成形面と第２押圧成形面との間に溶融状のガラス素材が配設された状態における第１押圧成形面を第２押圧成形面側に相対移動させて溶融状のガラス素材を押圧した後、ガラス素材が熱収縮する際に、更に第１押圧成形面を第２押圧成形面側に相対移動させてガラス素材の表面に押圧力をかけることができる。
【０００８】
又、本発明の一態様に係るガラス基板製造方法は、上述のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板製造方法であって、前記第１型部材と第２型部材との他方に間隙規制部材を当接させた当接状態で第１設定時間だけ維持させる工程と、前記第１設定時間維持させた後、前記当接状態を維持させながら、前記第２押圧成形面を、更に前記第１押圧成形面側に相対移動させる工程とを含むことを特徴とする方法である。
【０００９】
この構成によれば、第１型部材又は第２型部材と間隙規制部材とを当接させた当接状態で第１設定時間だけ維持させる工程によって、ガラス素材を、平行度の良好なものにできる。
【００１０】
そして、第１設定時間維持させた後、その当接状態を維持させながら、第２押圧成形面を、更に第１押圧成形面側に相対移動させる工程によって、ガラス素材が熱収縮する際に、そのガラス素材の表面に押圧力をかけることができる。これにより、熱収縮に伴う凹凸の発生を抑えることができる。
【００１１】
又、その第１押圧成形面を第２押圧成形面側に相対移動させる際、間隙規制部材が第１型部材又は第２型部材に当接した状態で行なうため、平行度が低下するのを防止できる。
【００１２】
尚、平行度とは、例えば所定径の円周上を８等分（４５°ごと）した各ポイントにおける板厚を測定し、８点での最大値と最小値との差で表したものである。
【００１３】
又、他の一態様に係るガラス基板製造方法は、上述のガラス基板成形用金型を用いてガラス基板を製造するガラス基板製造方法であって、前記第１型部材と第２型部材との他方に間隙規制部材を当接させた当接状態で第１設定時間だけ維持させる工程と、前記第１設定時間維持させた後、前記間隙規制部材を、前記第１押圧成形面及び第２押圧成形面に対して移動させて当接した前記他方から離し、その後、更に前記第２押圧成形面を第１押圧成形面側に相対移動させる工程とを含むことを特徴とする方法である。
【００１４】
この構成によれば、第１設定時間維持させてガラス素材を平行度の良好なものにした後、第１押圧成形面を、更に第２押圧成形面側に移動させてその状態で第２設定時間だけ維持させる工程によって、ガラス素材が熱収縮する際に、そのガラス素材の表面に押圧力をかけることができる。これにより、熱収縮に伴う凹凸の発生を抑えることができる。
【００１５】
又、その第１押圧成形面を第２押圧成形面側に相対移動させる際、間隙規制部材を、第１押圧成形面及び第２押圧成形面に対して移動させて当接した第１型部材又は第２型部材から離した後に行うため、ガラス素材の表面全体に押圧力をかけることができ、ガラス素材の表面に熱収縮に伴う凹凸の発生を、より確実に抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるガラス基板成形用金型は、成形後のガラス基板の表面に、熱収縮に伴う凹凸が発生し難くできる。そして、成形後のガラス基板の表面に、熱収縮に伴う凹凸が発生し難いガラス基板製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のガラス基板成形用金型の要部の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のガラス基板製造方法の説明図に係り、（ａ）は、第１押圧成形面と第２押圧成形面との間に溶融状のガラス素材を配設した状態の断面説明図、（ｂ）は、上型部材が下方側に移動して上型部材の当接部が間隙規制部材に当接した状態の断面説明図、（ｃ）は、上型部材の当接部が間隙規制部材に当接した状態で、更に下方側に移動した状態の断面説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態のガラス基板製造方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態のガラス基板製造方法の説明図に係り、（ａ）は、間隙規制部材が下方に移動して上型部材の当接部から離れた状態の断面説明図、（ｂ）は、間隙規制部材から離れた上型部材が、更に下方側に移動した状態の断面説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態のガラス基板製造方法のフローチャートである。
【図６】ガラス基板製造方法により得たガラス基板及び比較例夫々の平行度、表面うねりを表した図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明のガラス基板成形用金型の要部の断面図である。
【００１９】
本発明のガラス基板成形用金型１は、ガラス基板、例えば情報記録用のものを成形する金型である。この実施形態のガラス基板成形用金型１は、第２型部材としての上型部材２と、上型部材２の下方側に配設された第１型部材としての下型部材３と、下型部材３に設けられた間隙規制部材４とを備えている。
【００２０】
上型部材２は、この実施形態では、第２押圧成形面２１と、第２押圧成形面２１を囲むように下方に円筒状に突設された突部２３とを備えている。又、この突部２３は、その下面に、間隙規制部材４に当接する当接部２２を備えている。
【００２１】
又、この実施形態では、上型部材２は、図の上下方向に移動可能とされており、これにより、第２押圧成形面２１が後述の下型部材３の第１押圧成形面３１に退行・接近する方向に移動可能になっている。又、この実施形態では、図示しない駆動部材によって上下方向に可動するように構成されている。
【００２２】
又、この実施形態の上型部材２は、図示しないカートリッジヒーター（インサートヒーター）等の加熱部材によって、第２押圧成形面２１が３５０°Ｃ程度に保持され得るように構成されている。
【００２３】
尚、この上型部材２の材質は、特に限定されず、例えばステンレス、超硬合金、鋳鉄、セラミック等を使用できる。
【００２４】
下型部材３は、第１押圧成形面３１を備えている。この第１押圧成形面３１は、第２押圧成形面２１と対向し、第１押圧成形面３１と第２押圧成形面２１とでその間に配設された溶融状のガラス素材１０（図２参照）を所定厚さの板状に押圧成形できるようになっている。
【００２５】
又、この実施形態の下型部材３は、図示しないカートリッジヒーター（インサートヒーター）等の加熱部材によって、第１押圧成形面３１が５００°Ｃ程度に保持され得るように構成されている。
【００２６】
尚、この下型部材３の材質についても、特に限定されず、例えばステンレス、超硬合金、鋳鉄、セラミック等を使用できる。
【００２７】
間隙規制部材４は、上記上型部材２の第２押圧成形面２１と下型部材３の第１押圧成形面３１との間隙を規制し、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１との距離を全領域で同じにして両者を平行にするためのものである。この実施形態では、間隙規制部材４は、摺動孔４１を有する円筒状のものから構成されている。
【００２８】
摺動孔４１は、下型部材３の外周部と同程度の径に形成され、下型部材３の外周部が摺動可能に嵌まり込み得るように構成されている。
【００２９】
又、間隙規制部材４は、その上面に、上型部材２の当接部２２を受ける上型受け部４２を備えている。この上型受け部４２は、上型部材２の当接部２２の下方側に、その当接部２２と対向するように配設されている。
【００３０】
このように構成された間隙規制部材４は、摺動孔４１に下型部材３の外周部を嵌め入れるようにして、下型部材３に対して上下方向に移動可能に配設されている。又、この状態で、間隙規制部材４の上型受け部４２は、下型部材３の第１押圧成形面３１と平行に配設されている。
【００３１】
又、この実施形態では、間隙規制部材４は、図示しないカートリッジヒーター（インサートヒーター）等の加熱部材によって、下型部材３の第１押圧成形面３１と同程度の５００°Ｃ程度に保持され得るように構成されている。
【００３２】
尚、間隙規制部材４の材質についても、特に限定されず、例えばステンレス、超硬合金、鋳鉄、セラミック等を使用できる。
【００３３】
次に、このガラス基板成形用金型１を用いてガラス基板を成形する方法について説明する。まず、図２、図３に基づいて、第１実施形態のガラス基板製造方法について説明する。
【００３４】
第１実施形態のガラス基板製造方法は、まず、溶融状（この実施形態では、１１００°Ｃ〜１２００°Ｃの状態）にしたガラス素材１０を、下型部材３の第１押圧成形面３１に流し込む（図３、ステップＳ１）。
【００３５】
このガラス素材１０としては、例えばＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、ＣａＯを主成分としたソ−ダライムガラス、又は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｒ２Ｏ（Ｒ＝Ｋ，Ｎａ、Ｌｉ）を主成分としたアルミノシリケートガラス、或いは、Ｌｉ２Ｏ−ＳｉＯ２系ガラス、さらには、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス等を使用できるが、これに限定されず、種々のものを使用できる。
【００３６】
その後（この実施形態では、ガラス素材１０を下型部材３の第１押圧成形面３１に流し込んでから０．６秒経過後）、図２（ｂ）に示すように上型部材２を下降させ、第２押圧成形面２１でガラス素材１０に荷重をかける（図３、ステップＳ２）。
【００３７】
そして、上型部材２の当接部２２が間隙規制部材４の上型受け部４２に当接するまで、上型部材２を下降させる（図３、ステップＳ３）。
【００３８】
この当接状態で、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１との間隙の距離は、０．９７ｍｍに設定されている。従って、ガラス素材１０の厚さｔ１は、その距離に相当する厚さになる。尚、この実施形態では、上記ガラス素材１０を下型部材３の第１押圧成形面３１に流し込んでから、当接部２２が間隙規制部材４の上型受け部４２に当接した時点での経過時間は、１．０秒である。
【００３９】
その後、その状態、即ち、第２押圧成形面２１でガラス素材１０に荷重をかけた状態で、第１設定時間として０．１秒維持する（第１押圧工程、図３、ステップＳ４）。この第２押圧成形面２１でガラス素材１０に荷重をかけた状態においても、間隙規制部材４によって第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とが平行に維持されるため、ガラス素材１０は、その平行度が良好に維持されながら硬化が進行する。
【００４０】
次に、図２（ｃ）に示すように、上記当接部２２と上型受け部４２とが当接した当接状態を維持させながら、上型部材２を、間隙規制部材４と共に、更に下降させる（第２押圧工程、図３、ステップＳ５）。
【００４１】
この実施形態では、上型部材２を間隙規制部材４と共に、０．２秒で１０μｍだけ更に下降させる。従って、この状態で、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１との間隙の距離は、０．９６ｍｍになり、ガラス素材１０の厚さｔ２は、その距離に相当する厚さの０．９６ｍｍになる。
【００４２】
この上型部材２の再度の下降によって、ガラス素材１０の表面は、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とによって押圧力がかけられる。そのため、ガラス素材１０が冷却に際して熱収縮を起こしても、その押圧力によって、表面にしわ状に凹凸が発生するのを抑えることができる。
【００４３】
又、その際、当接部２２と上型受け部４２との当接状態を維持させながら行なうため、間隙規制部材４によって第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とが平行に維持されるため、ガラス素材１０は、その平行度が良好に維持される。そして、この状態で、ガラス素材１０をガラス転移温度以下に冷却させることにより、板状のガラス基板を得ることができる。
【００４４】
このようにして、第１実施形態のガラス基板製造方法によって得られたガラス基板（第１実施品）は、図６に示すようにその平行度は、５μｍ、表面うねりは、７μｍであった。
【００４５】
尚、この実施形態における平行度は、直径５８ｍｍの円周上を８等分（４５°ごと）した各ポイントにおける板厚を測定し、８点での最大値と最小値との差で表したものである。又、表面うねりは、表面全域における水平面からの高さの最大値と最小値との差で表したものである。
【００４６】
又、比較例として比較例１と比較例２との２つを製作して、上記第１実施品と同様に、その平行度と表面うねりを測定したので以下に説明する。
【００４７】
比較例１は、間隙規制部材４を設けずに、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とでガラス素材１０を１回だけ押圧して製作したものである。又、比較例２は、間隙規制部材４を設け、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とでガラス素材１０を１回だけ押圧して製作したものである（第１押圧工程のみにより得たもの）。
【００４８】
比較例１は、図６に示すようにその平行度が、３０μｍ、表面うねりが、５μｍであった。又、比較例２は、その平行度が、５μｍ、表面うねりが、１５μｍであった。
【００４９】
尚、図６中の平行度の評価において、将来のＨＤＤ大容量化、コストダウン対策として目標とするレベルとして０〜５μｍのものに◎印を記した。又、現状としては問題ないが、将来のＨＤＤ大容量化、コストダウンを考慮すると要改善レベルとして６〜２０μｍのものに○印を記した。また、研磨加工での加工時間増大、副資材寿命にも悪影響がでるおそれが高く、ＮＧレベルとして２１μｍ以上のものに×印を記した。
【００５０】
又、図６中の表面うねりの評価において、将来のＨＤＤ大容量化、コストダウン対策として目標とするレベルを０〜４μｍとし、又、現状としては問題ないが、将来のＨＤＤ大容量化、コストダウンを考慮すると要改善レベルとして５〜１４μｍのものに○印を記した。また、研磨加工での加工時間増大、副資材寿命にも悪影響がでるおそれが高く、ＮＧレベルとして１５μｍ以上のものに×印を記した。
【００５１】
以上のようにして第１実施形態で得られたガラス基板は、例えば両面を研磨する工程等を経て、２．５インチの情報記録用ガラス基板とされる。
【００５２】
尚、上記第１実施形態では、上記当接部２２と上型受け部４２とが当接した当接状態から、上型部材２を間隙規制部材４と共に更に下降させたが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。
【００５３】
例えば下型部材３を駆動部材によって上下方向に可動できるようにして、上記当接状態から、上型部材２と間隙規制部材４とを可動させずに、下型部材３の第１押圧成形面３１を上昇させるようにしてもよい。
【００５４】
又、上記第１実施形態では、上型部材２を下降させて間隙規制部材４に当接させたが、例えば下型部材３と間隙規制部材４とを上昇させて上型部材２と間隙規制部材４とを当接させるようにしてもよい。
【００５５】
又、間隙規制部材４を、上型部材２と当接させたが、例えば間隙規制部材４を上型部材２に設けて上型部材２と共に下降させて、間隙規制部材４を下型部材３に当接させるようにしてもよい。
【００５６】
又、上記実施形態では、間隙規制部材４の上型受け部４２を円形状のものから構成したが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば上型受け部４２を周方向に隙間を形成するようにしたものでもよい。
【００５７】
次に、第２実施形態のガラス基板製造方法について説明する。この第２実施形態では、間隙規制部材４を駆動部材（図示せず）によって、上型部材２、下型部材３夫々に対して上下方向に可動するものを用いる。
【００５８】
第２実施形態の方法は、先の第１実施形態と同様に、上型部材２の当接部２２が間隙規制部材４の上型受け部４２に当接するまで上型部材２を下降させ、その状態で、第１設定時間として０．１秒維持する（第１押圧工程、図５、ステップＳ１１〜Ｓ１４）が、その後の工程が、先の第１実施形態と異なる。
【００５９】
第２実施形態においては、上記第１設定時間だけ維持させた後、図４（ａ）に示すように、間隙規制部材４を、駆動部材（図示せず）によって上型部材２、下型部材３夫々に対して下降させ、当接していた上型部材２から離す（図５、ステップＳ１５）。
【００６０】
そして、この状態から、図４（ｂ）に示すように上型部材２を、１０μｍだけ更に下降させる（第２押圧工程、図５、ステップＳ１６）。この上型部材２の再度の下降によって、ガラス素材１０の表面の全体が、第２押圧成形面２１と第１押圧成形面３１とによって押圧力がかけられる。そのため、ガラス素材１０が冷却に際して熱収縮を起こしても、その押圧力によって、表面にしわ状に凹凸が発生するのを、より一層、抑えることができる。その他は、先の第１実施形態と同じである。
【００６１】
このようにして、第２実施形態のガラス基板製造方法によって得られたガラス基板（第２実施品）は、図６に示すようにその平行度は、８μｍ、表面うねりは、５μｍであった。
【００６２】
第２実施品は、上型部材２を、間隙規制部材４との当接を外した後に、再度下降させて第２押圧工程を行ったために、その平行度が先の第１実施品よりも多少劣ったと思われる。ただし、第１押圧工程では、上型部材２を間隙規制部材４に当接させて行っているため、間隙規制部材４を用いずに得た上記比較例１よりも平行度は良好であった。
【００６３】
その一方、第２実施品の表面うねりは、間隙規制部材４との当接を外した後に第２押圧工程を行ったために、表面全体に押圧力がかかり、その結果、第１実施品よりも良好であった。
【符号の説明】
【００６４】
１    ガラス基板成形用金型
２    上型部材（第２型部材）
３    下型部材（第１型部材）
４    間隙規制部材
２１    第２押圧成形面
３１    第１押圧成形面
【図１】
2011256051.tif 000003
【図２】
2011256051.tif 000004
【図３】
2011256051.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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