(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板が載置され、電気的に接地される積載ステージと、
前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板に押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロールと、
前記成形ロールの両端を絶縁体で支持する支持体と、
前記成形ロールに電圧を印加する接触電極と、
前記積載ステージと前記成形ロールとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記積載ステージと前記成形ロールの成形面との近傍に還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けたことを特徴とするガラス基板生成装置。
【請求項２】
前記成形ロールは上下に昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板生成装置。
【請求項３】
前記積載ステージが水平移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス基板生成装置。
【請求項４】
前記成形ロールの内部に発熱部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【請求項５】
前記積載ステージに発熱部を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【請求項６】
前記積載ステージを所定の温度に加熱することにより、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するステージ用ヒータを有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【請求項７】
前記接触電極は、スリップリング電極であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【請求項８】
前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【請求項９】
前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板生成装置に係り、特に、電圧を印加して表面に微細な凹凸パターンが施されたガラス基板を製造するガラス基板生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基板上に微細なパターンを成形することは、たとえば、半導体製造工程等で用いられるフォトレジスト工程で行われ、高価なマスクおよび露光装置、エッチング装置等が必要となり、高コストと低い生産性とに問題があった。
【０００３】
上記問題を解決するために、予め微細なパターンを形成した金型と、ガラス基板とを、ガラス軟化点付近まで加熱をして押圧成形する熱インプリント法が活用されている。
【０００４】
ただし、熱インプリント法ではガラス基板を少なくともガラス転移点以上（好ましくは、ガラス素材の適正な粘度・流動性を確保するためにも、ガラス軟化点以上）の温度まで上昇させる必要があり、合わせてそのガラスの粘度に対応するだけの、強力な押圧力が必要であった。
【０００５】
これらを解決するために、金型に数百から数千ｋＶの電圧を印加して押圧成形する手法がある。この手法を用いることにより、ガラス基板のアルカリ成分（Ｎａ＋等）が電圧作用によって内部移動し、より低い温度での成形が可能である。また、アルカリ成分の移動により、成形後にエッチング工程を施す場合、選択的なエッチングを施すことが可能であり、より高アスペクトな形状を成形することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０７２４７１号公報
【特許文献２】特開２００３−０５４９６１号公報
【特許文献３】特開２００７−２６９５００号公報
【特許文献４】特開２００８−２６６１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上金型と下金型との間にガラス基板を配置して面で挟み込む従来の成形方法において、小面積のガラス基板を成形する際には、押圧力を押圧面に対して均一に掛け易いが、ガラス基板が大面積化した場合には、部分的に圧力差が生じる個所ができ、押圧面に対して均一に押圧力を掛けることが困難であった。
【０００８】
本発明は、面押圧方式に代えてロール転写方式を採用するものである。そして、ロール転写方式に、電圧印加手段を適用するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ガラス基板が載置され、電気的に接地される積載ステージと、前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板に押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロールと、前記成形ロールの両端を絶縁体で支持する支持体と、前記成形ロールに電圧を印加する接触電極と、前記積載ステージと前記成形ロールとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記積載ステージと前記成形ロールの成形面との近傍に還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けたガラス基板生成装置である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記成形ロールは上下に昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板生成装置である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記積載ステージが水平移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス基板生成装置である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記成形ロールの内部に発熱部を設けた請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記積載ステージに発熱部を設けた請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記積載ステージを所定の温度に加熱することにより、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するステージ用ヒータを有する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記接触電極は、スリップリング電極である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のガラス基板生成装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電圧を印加した成形ロールで押圧成形することにより、大面積のガラス基板を効率よく押圧成形することができる。
【００２１】
電圧を印加することにより、ガラス基板の成分のうちＮａ＋等のアルカリ成分の分布を、予め成形ロールに施した微細なパターンに相当する分布にコントロールすることが可能となり、成形ロールに電圧を印加させないで成形する場合よりも、より低い成形温度（ガラス転移点以下）でも成形可能となり、効率的にガラス基板に微細なパターンを成形することが可能となる。
【００２２】
また、押圧成形後も、ガラス基板上にアルカリ成分の分布は残るので、後工程でのエッチング工程においても、選択的エッチングが可能となる。
【００２３】
以上の作用により、無反射板、偏光板、タッチパネル用センサ基板等のガラス表面に微細構造を有する機能性ガラス基板等を効率よく生産することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス基板生成装置１の概略構成を示す図である。
【図２】成形ロール３が設けられている部位の概略構成を示す斜視図である。
【図３】成形ロール部の概略構成を示す平面図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。
【図５】校正用熱電対６９の設置状態を示す図であり、図４におけるＶ部の拡大図である。
【図６】成形ロール３の設置状態の変形例を示す図であり、図４に対応した図である。
【図７】積載ステージ５の斜視図である。
【図８】ロッドヒータ１７の概略構成を示す図である。
【図９】積載ステージ５の平面図である。
【図１０】積載ステージ５の側面図である。
【図１１】成形ロール３と積載ステージ５とを示した図である。
【図１２】積載ステージ５のワークオサエ８７を示す図である。
【図１３】ガラス基板生成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図１４】ガラス基板生成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図１５】ガラス基板生成装置１によって得られたガラス成形品を示す斜視図である。
【図１６】成形チャンバー２９にワーク搬出入のためのロードロック室（前室８９、後室９１）とゲートバルブ９３，９５とを設けた構成を示す図である。
【図１７】接触電極の種類を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るガラス基板生成装置（ガラス基板成形装置）１の概略構成を示す図である。
【００２６】
なお、以下説明の便宜のために、水平方向の一方向をＸ軸方向とし、水平方向の他の一方向であってＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。
【００２７】
図１（ａ）に示すように、ガラス基板成形装置（ロール成形装置）１は、たとえば、平板状等の板状のガラス基板Ｗを所定の温度に予め加熱して軟化させ、この軟化したガラス基板Ｗ上（たとえば、ガラス基板Ｗの厚さ方向の一方の面；図１（ａ）ではガラス基板Ｗの上面）に、微細な凹凸形状（凹凸パターン）を押圧成形する装置である。この際、電圧印加手段（電圧印加部）２１Ａが所定の電圧をガラス基板Ｗに対して印加するものである。
【００２８】
すなわち、ガラス基板成形装置１には、制御装置２１が備えられている。この制御装置２１は、入力と出力とを行う制御部と、電圧を印加する電圧印加部２１Ａとを備えている。この電圧印加部２１Ａの制御によってガラス基板Ｗに電圧を付加する。
【００２９】
図１（ａ）を参照し、詳細に説明する。ガラス基板Ｗが載置され、電気的に接地される積載ステージ５と、ガラス基板Ｗに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が円柱側面状の外周に設けられており、積載ステージ５に載置されているガラス基板Ｗに押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状を積載ステージ５に載置されているガラス基板Ｗへ転写し、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する円筒状もしくは円柱状の成形ロール３と、成形ロール３の両端を絶縁体で支持する成形ロール支持体９と、回転中でも成形ロール３に電圧を印加できる接触電極３Ａと、積載ステージ５と成形ロール３との間に電圧を印加する電圧印加手段（電圧印加部）２１Ａと、を備えたガラス基板成形装置１である。
【００３０】
また、上記成形ロール３と上記積載ステージ５とはお互いが直接接触しておらず、成形ロール３と積載ステージ５との間にガラス基板Ｗが存在し、成形ロール３と積載ステージ５とはお互いが絶縁状態になっている。
【００３１】
上記電圧印加手段２１Ａは、成形ロール３の所定の部位（微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられていない所定の部位）に設置されたモリブデンのスリッピング電極（接触電極）３Ａと、積載ステージ５に接続された電線とに電圧を加えるように構成されている（図１１、図１２参照）。
【００３２】
また、ガラス基板成形装置１において、成形ロール３は、上下に昇降可能に構成され、積載ステージ５は、水平移動可能に構成され、積載ステージ５と成形ロール３の成形面との近傍には還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けた構成（構造）になっている。
【００３３】
さらに、成形ロール３の内部には、成形ロール３を加熱する成形ロール用ヒータ２３が、積載ステージ５の内部には、積載ステージ５を所定の温度に加熱するステージ用ヒータ７が設けられている。前記ステージ用ヒータ７は、積載ステージ５に積載されているガラス基板Ｗを加熱する。
【００３４】
なお、図１（ａ）に示すように、電圧を印加するのは、成形ロール３側でも積載ステージ５側でも構わないが、一般的には成形ロール表面に所望のパターンを施してそれをガラス基板Ｗ表面に転写させるので、成形ロール３側に電圧を印加させて積載ステージ５側を接地させる。
【００３５】
電圧を印加させながら押圧成形をする際は、水素等の還元剤が必要となる場合がある。ロール成形面とガラス基板Ｗとの近傍に水素ガス（還元剤）を吹き付けるノズルを設けると効率的に成形が可能となる。
【００３６】
なお、微細な凹凸形状付ガラス基板は、光の波長レベル（すなわち、サブミクロンからナノメータレベル）の微細形状を形成することにより、屈折率異方性を利用した偏光分離素子や、無反射構造素子として応用可能である。具体的には、微細な凹凸形状付ガラス基板は、ＤＶＤ等の信号ピックアップ光学系の異なる波長の偏光分離や、デジタルスチルカメラに代表される撮像光学系の無反射フィルター等に応用される。
【００３７】
また、上記積載ステージ５は、成形ロール３の軸（中心軸）Ｃ１と垂直方向で移動可能になっている。たとえば、成形ロール３の軸Ｃ１は、水平方向（Ｙ軸方向）に延びており、積載ステージ５は、水平方向であって成形ロール３の軸Ｃ１と直交する方向（Ｘ軸方向）に移動自在になっている。
【００３８】
この際、上述のようにガラス基板Ｗには電圧が印加される。
【００３９】
なお、図１（ａ）に示すように、上軸構成部材１３は、フレーム１５に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）で移動自在になっている。また、積載ステージ５の上方に成形ロール３が位置しており、積載ステージ５上に載置されたガラス基板（厚さ方向がＺ軸方向になり、幅方向がＹ軸方向になり、長手方向がＸ軸方向になるように載置されたガラス基板）Ｗの上面に、成形ロール３から微細な凹凸形状が転写されて、ガラス基板Ｗの成形がなされるようになっている。
【００４０】
ところで、上記積載ステージ５をＸ軸方向で移動自在にする代わりに、積載ステージ５をフレーム１５に一体的に設け、上軸構成部材１３が、フレーム１５に対してＺ軸方向およびＸ軸方向で移動自在になっている等の構成であってもよい。
【００４１】
そして、図１（ａ）に示す制御装置２１の制御の下、放射温度計２７を用いて、成形ロール３の微細な凹凸形状が形成されている面（円柱側面状の外周面）の温度を測定し、放射温度計２７が測定した温度に応じて、成形ロール用ヒータ２３の発熱量を制御（フィードバック制御）し、成形ロール３の微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するように構成されている。
【００４２】
また、ガラス基板成形装置１には、少なくとも成形ロール３とガラス基板Ｗとを内部に包含することができる（位置させることができる）成形チャンバー（チャンバー）２９が設けられている。
【００４３】
そして、成形チャンバー２９内を、真空にしまたは不活性ガス（たとえば、Ｎ２ガス、アルゴン等の希ガス、ＣＯ２ガスの少なくともいずれかのガス）に置換することが可能なように構成されている。
【００４４】
そして、図１（ａ）に示すロードセル１１は、成形ロール３のガラス基板Ｗへの押し付け力（押圧力）を測定する押し付け力測定手段の例であり、制御装置２１の制御の下、ロードセル１１の測定結果に応じて押し付け力がほぼ一定になるような制御（フィードバック制御）をしつつ、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形するように構成されている。
【００４５】
さらに説明すると、ガラス基板成形装置１には、積載ステージ５をＸ軸方向で移動自在な（移動位置決め自在な）ステージ移動手段３１と、成形ロール３をＺ軸方向で移動自在な（移動位置決め自在な）成形ロール移動手段３３とが設けられている。
【００４６】
上記ステージ移動手段３１は、たとえば、ステッピングモータ３５等のアクチュエータと、ボールネジ３７とを備えて構成されている。そして、リニアガイドベアリング３９を介してフレーム１５に移動自在に設けられている積載ステージ５が、ステッピングモータ３５によって回転駆動されるボールネジ３７によって移動するようになっている。なお、ステッピングモータ３５の回転出力軸とボールネジ３７とは、タイミングベルト４１を介して連結されているが、タイミングベルト４１に代えてもしくは加えてギヤ等の動力伝達部材を介して、ステッピングモータ３５の回転出力軸とボールネジ３７とが連結されていてもよい。
【００４７】
上記成形ロール移動手段３３は、たとえば、サーボモータ（押圧用モータ）４３等のアクチュエータと、ボールネジ４５とを備えて構成されている。そして、リニアガイドベアリング４７を介してフレーム１５に移動自在に設けられている上軸構成部材１３が、サーボモータ４３によって回転駆動されるボールネジ４５によって移動位置決めされるようになっている。
【００４８】
さらに、上記成形ロール支持体９は、ロードセル１１を介して上軸構成部材１３に設けられている。そして、制御装置２１の制御の下、ロードセル１１で測定した押圧力（ガラス基板Ｗに微細な凹凸形状を転写すべく成形ロール３でガラス基板Ｗを押圧するときの押圧力）が一定になるように、サーボモータ４３を制御するようになっている。また、ガラス基板成形装置１では、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する場合、成形ロール３に対してガラス基板Ｗが所定の移動速度で移動するように構成されている。
【００４９】
また、ガラス基板成形装置１には、成形ロール３を、軸Ｃ１を中心にして回転（自転）させる成形ロール回転手段４９が設けられている。成形ロール回転手段４９は、ステッピングモータ５１等のアクチュエータを備えて構成されている。そして、成形ロール３が、ステッピングモータ５１によって回転駆動されるようになっている。
【００５０】
ガラス基板成形装置１についてさらに詳しく説明する。
【００５１】
＜成形チャンバー２９について＞
図１（ａ）に示す成形チャンバー２９は、フレーム１５に支持されて設けられている。成形チャンバー２９には、Ｎ２ガス供給装置５２と真空ポンプ５５とが連結されており、成形チャンバー２９の内部を、真空ポンプ５５とＮ２ガス供給装置５２とによってＮ２ガスに置換することも、真空ポンプ５５によって真空にすることも可能な構造となっている。
【００５２】
また、上記成形チャンバー２９は、上側成形チャンバー（上部チャンバー）２９Ａと、下側成形チャンバー（下部チャンバー）２９Ｂとで構成されており、上下に分割することが可能な構造となっており、フレーム１５の上部に設けられたチャンバー昇降シリンダ５７等のアクチュエータを用いて、上部チャンバー２９Ａのみを上昇させることにより、成形チャンバー２９を開閉することが可能な構造となっている。上部チャンバー２９Ａを上昇させてチャンバー２９を開くことにより、ガラス基板Ｗの搬出入や内部機器のメンテナンス（成形ロール３の交換作業など）を行うことができるようになっている。
【００５３】
＜成形ロール３の押圧機構について＞
図１（ａ）に示す上部チャンバー２９Ａには上軸構成部材１３が挿入されている。上部チャンバー２９Ａの内部に挿入された上軸構成部材１３の下端に、成形ロール３の押付力検知用のロードセル１１と、成形ロール３や成形ロール支持体９を備えて構成されている成形ロールユニットとが連結されている。
【００５４】
上記上軸構成部材１３の上端側は、フレーム１５に設けられた押圧用のリニアガイドベアリング４７、押圧用のボールネジ４５、押圧用のサーボモータ４３がそれぞれに連結されており、サーボモータ４３を回転制御することにより、上軸構成部材１３（成形ロール３）が上下に移動することが可能な構造となっている。
【００５５】
なお、本実施形態では、サーボモータ４３とボールネジ４５とによる機構で、成形ロール３を上下に移動させているが、リニアモータ等の別の駆動手段で成形ロール３を上下に移動させても構わない。
【００５６】
上記上部チャンバー２９Ａに挿入される上軸構成部材１３に対するシール構造は、たとえば、円筒状の溶接ベローズ５９でシールしている。ただし、溶接ベローズ５９に限らず、Ｏリング等のシール構造でも可能であるが、Ｏリング等によるシール構造の場合、上軸構成部材１３の移動の際に摺動抵抗等の発生要因となるため、成形ロール３の押圧力を正確に管理・制御するためには、溶接ベローズ５９を用いた構造であることが望ましい。
【００５７】
上記上軸構成部材１３の上下方向の駆動は、予め設定された速度・位置に向かってサーボモータ４３を速度制御するが、ガラス基板Ｗに成形ロール３が接触すると、成形ロール３と上軸構成部材１３との間に配置されたロードセル１１によって押圧力が検知され、予め設定された押圧力となるようにサーボモータ４３を押圧力制御に切り替えることが可能な構成になっている。
【００５８】
なお、ロードセル１１は上部チャンバー２９Ａの内部に配置されているが、上部チャンバー２９Ａの外（たとえば、上軸構成部材１３とボールネジ４５のナット４５Ａとの間）に配置してもよい。ただし、上部チャンバー２９Ａの外にロードセル１１を配置すると、上部チャンバー２９Ａ内を真空にした場合、上軸構成部材１３が大気圧に押される力や、押圧用ガイド部（リニアガイドベアリング４７）や、真空シール部の摺動抵抗等も合わせて検知されてしまうため、微細な押圧力を正確に管理・制御する場合は、ロードセル１１を、図１（ａ）で示す配置のように、上部チャンバー２９Ａ内に配置することが望ましい。
【００５９】
また、図示していないが、押圧用のリニアガイドベアリング４７の付近等に、リニアスケールを配置することにより、押圧軸方向（Ｚ軸方向）の成形ロール３の位置制御を正確に管理・制御すること等を行ってもよい。
【００６０】
成形ロール３の温度測定（測温）は、上記放射温度計２７によってなされるようになっている。そして、測温された温度をフィードバックして赤外線ランプ２５（図２〜図４等参照）の出力を制御することにより、成形ロール３を予め設定された温度に制御することができるようになっている。
【００６１】
上記積載ステージ５の移動は、積載ステージ５に連結されるボールネジ３７とステッピングモータ３５とによって行われる。ボールネジ３７はチャンバー２９内に配置されている。チャンバー２９には、ボールネジ３７を回転自在に支持する回転軸支持部材７７が設けられており、チャンバー２９の気密性を確保するために（シール性を維持するために）、回転軸支持部材７７には磁性流体シールが設けられている。
【００６２】
上記積載ステージ５の駆動は、予め設定された移動速度でステッピングモータ３５を制御することにより、任意の移動速度で駆動することが可能になっている。
【００６３】
成形ロール３側に電圧を印加させるためには、回転する成形ロール３に電極（接触電極）３Ａを設置する必要がある。成形ロール３は両端をセラミック等の絶縁体（成形ロール支持体９）で支持し、電極３Ａはスリップリング等の電極を接触させながら回転させる機構が必要となる。
【００６４】
また、ガラス基板成形装置１には、成形ロール３（成形ロール３自身）を所定の温度に加熱する成形ロール用ヒータ２３が設けられている。成形ロール用ヒータ２３は、成形ロール３の内部に設けられている。成形ロール用ヒータ２３は、たとえば、成形ロール３の内側で成形ロール３の軸Ｃ１に沿って配置された細長い円柱状の赤外線ランプ２５（図４参照）で構成されているが、赤外線ランプ２５の代わりに、ロッドヒータ等で成形ロール用ヒータ２３を構成してもよい。
【００６５】
＜成形ロール３の加熱について＞
図２は、成形ロール３が設けられている部位（成形ロール部）の概略構成を示す斜視図であり、図３は、成形ロール３が設けられている部位の概略構成を示す平面図であり、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。
【００６６】
図２を参照するに、成形ロール３は、円筒状に形成されて中空構造となっており、中空穴内部に赤外線ランプ２５が配置されている。なお、実施形態では、赤外線ランプ２５を使用しているが、ロッドヒータ（シースヒータ）や高周波誘導加熱等の別の加熱手段であっても構わない。
【００６７】
上記成形ロール３は、両側面をセラミック製で円筒状の断熱軸部材６１で挟み込まれ、両サイドを支持するベアリング（転がり軸受け）６３に挿入される円筒状の軸部材（各断熱軸部材６１の両側に設けられている軸部材）６５にボルト６７（図４参照）で連結されている。すなわち、Ｙ軸方向で、一方の軸部材６５、一方の断熱軸部材６１、成形ロール３、他方の断熱軸部材６１、他方の軸部材６５の順に並んで、各軸部材６５、各断熱軸部材６１、成形ロール３が一体になって、全体として円筒状に形成されている。
【００６８】
上記セラミック製の断熱軸部材６１として、熱伝導率の低い、窒化珪素を用いているが、同様な目的を満たす材料であれば、特に材料を限定するものではない。
【００６９】
赤外線ランプ２５を用いて、成形ロール３の内部から加熱を行うようになっている。本実施形態では６５０℃程度まで昇温するようにしているが、能力的には８００℃〜１５００℃程度まで昇温することも可能なようになっている。
【００７０】
成形ロール３を中心軸Ｃ１から赤外線ランプ２５で加熱することにより、成形ロール３の同心円上が均一に加熱可能になっている。すなわち、成形ロール３の表面の成形面における温度ムラが全周にわたり±１℃以内になるように、成形ロール３を加熱することが可能になっている。
【００７１】
＜成形ロール３の回転について＞
図２に示すように成形ロール３の回転支持は、ベアリング（転がり軸受け）６３を用いるが、真空環境下で、かつ、高温環境下に配置されるため、固体潤滑方式の耐熱真空対応の特殊ベアリングを使用するのが望ましい。また、ベアリング（転がり軸受け）６３の周辺に水冷ジャケット７５を設けて、ベアリング（転がり軸受け）６３の温度上昇を抑制できるようになっている。
【００７２】
さらに説明すると、成形ロール３は、成形ロール支持体９に回転自在に設けられており、軸Ｃ１を中心にして回転するようになっている。成形ロール支持体９は、押圧用のロードセル１１を介して上軸構成部材１３に支持されている。また、成形ロール支持体９は、図３、図４に示すように、ボルトＢＴにより、ロードセル１１の下部でロードセル１１に着脱自在に設けられている。積載ステージ５は、フレーム１５にＸ軸方向で移動自在に設けられている。これにより、成形ロール３が積載ステージ５に載置されたガラス基板Ｗに対して相対的にころがり接触をなして移動するようになっている。
【００７３】
なお、ステッピングモータ５１の回転出力軸と成形ロール３とは、ギヤ５３（図３、図４参照）等を介して連結されているが、ギヤ５３に代えてもしくは加えてタイミングベルト等の動力伝達部材を介して、ステッピングモータ５１の回転出力軸と成形ロール３とが連結されていてもよい。
【００７４】
図３、図４に示す成形ロール回転手段４９が設けられていることにより、転写の際、制御装置２１の制御の下、積載ステージ５の動きに対して成形ロール３を所定の回転数で同期させて回転させることができるようになっている。すなわち、ガラス基板Ｗ（積載ステージ５）の移動速度と、成形ロール３の外周の周速度とをお互いに等しくすることができるようになっている。
【００７５】
なお、成形ロール３を成形ロール回転手段４９で回転させることなく、成形ロール３をガラス基板Ｗに押し付けた状態で、積載ステージ５の動作（移動）にしたがって、成形ロール３がフリーに回転する構成であってもよい。
【００７６】
ガラス基板Ｗの成形が完了した後にチャンバー２９を開く前に、成形ロール３を、大気中における非酸化温度（約２００℃程度）まで冷却する必要があるため、図３に示すように窒素噴出ノズル７３を設けて、冷却工程における成形ロール３の空冷ができる構造としてある。
【００７７】
また、成形ロール３の一方の側に、図３、図４に示すように、ギヤ５３とステッピングモータ５１とを配置することにより、成形ロール３を回転させるようにしてある。ステッピングモータ５１も、高温・真空環境下に配置されるため、真空対応可能な特殊機器を採用してある。また、熱対策のため、水冷ジャケット内にモータを収納してある。
【００７８】
成形ロール３の回転はステッピングモータ５１により、予め設定された任意の回転速度で制御することが可能である。また、積載ステージ５の移動速度に合わせて（同期させて）、成形ロール３の回転速度を制御することも可能である。
【００７９】
なお、上記ステッピングモータ５１の駆動源を用いず（フリーな状態）、成形ロール押圧による積載ステージ５との摩擦力による駆動も可能である。この場合、ステッピングモータ５１ヘの励磁を切るか、ステッピングモータ５１の回転出力軸（モータ軸）とギヤ５３との間にクラッチ機構などを設けてもよい。
【００８０】
成形ロール３の材質は、加熱の際の熱伝導率を考慮して、比較的熱伝導率の高い超硬やタングステン合金を用いている。ただし、必要に応じて、ステンレス等の成形ロールを用いても構わない。
【００８１】
なお、ガラス基板Ｗに接触する成形ロール３の円柱側面状の成形面は、高温のガラスが接触しても融着反応をしないようにするため、貴金属系のコーティングやＤＪＣコーティング（ダイヤモンドライクカーボン）等の離型膜を施してあることが望ましい。また、図３や図４では、ステッピングモータ５１等が取り付けられていない方の軸端側にバランスウェイト７０が設けられている。これにより、成形ロール３の回転、振動、押圧力などを安定化させることができる。
【００８２】
なお、図１（ａ）に示す放射温度計２７で測温する場合、成形ロール３の材質によって放射率が異なるため、放射温度計２７に放射率等を設定する必要がある。ガラス基板成形装置１では、図５で示すように、上軸構成部材１３の中心部から校正用熱電対（ＴｙｐｅＫ）６９を挿入し、成形ロール３に突き当てることによって成形ロール３の表面を測温して、放射温度計２７の実測値との誤差を修正している。また、ガラス基板成形装置１では、超硬製の成形ロール３を使用しているが、たとえば、ステンレス鋼等の材料に変更した場合は、別途同様な校正作業が必要となる。
【００８３】
図５（ａ）、（ｂ）に示す校正用熱電対６９を挿入した状態で成形ロール３を回転させると、校正用熱電対６９の先端が成形ロール３の表面上を滑って、成形ロール３の表面を傷つけることになるので、校正作業中は成形ロール３の回転を停止させておく必要がある。したがって、実際のガラス基板Ｗの成形動作中は、校正用熱電対６９は、成形ロール３に接触しない位置まで退避させておく必要がある。
【００８４】
さらに説明すると、成形ロール支持体９には、軸Ｃ２を中心とした円柱状の孔７１が、成形ロール支持体９の下端部から上方に向かって形成されている。孔７１の内部に校正用熱電対６９が設けられている。校正用熱電対６９が、図５（ａ）に示す位置（校正用熱電対６９が成形ロール３に接触している位置）と、図５（ｂ）に示す位置（校正用熱電対６９が成形ロール３から上方に離れている位置）との間で移動するようになっている。なお、軸Ｃ２は、成形ロール３の回転中心軸Ｃ１と直交してＺ軸方向に延びている軸である。これにより、成形ロール３の真上に孔７１が設けられており、校正用熱電対６９が成形ロール３の真上（成形ロール３の中心の真上）に位置していることになる。
【００８５】
なお、ガラス基板成形装置１では、図５に示す成形ロール３の測温に放射温度計２７を用いているが、成形ロール３内に熱電対を埋め込み、成形ロール３の回転に対応するスリップリング電流端子等を経由して、測温をしてもよい。
【００８６】
さらに、図６に示すように、成形ロール３を、ボルト６７を用いて各断熱軸部材６１と各軸部材６５とで挟み込む場合、ボルト６７を介して成形ロール３の熱が各軸部材６５に伝わることを防止するためのカラー６８を設けてもよい。なお、カラー６８は、断熱軸部材６１と同様な材質で構成されているものとする。
【００８７】
上述のように、図１（ａ）に示すガラス基板成形装置１には、図７に示すように、ガラス基板Ｗが、たとえば、積載されて載置される積載ステージ５と、ステージ用ヒータ７とが設けられている。ステージ用ヒータ７は、複数本のロッドヒータ１７で構成され、積載ステージ５の内部に埋め込まれて設けられている。また、ロッドヒータ１７に代えて、もしくは加えて、赤外線ランプ等でステージ用ヒータ７を構成してもよい。そして、ステージ用ヒータ７で積載ステージ５（積載ステージ５自身）を所定の温度に加熱することにより、積載ステージ５に載置されているガラス基板Ｗを、成形ロール３による押圧成形が可能な所定の温度まで加熱するようになっている。
【００８８】
＜積載ステージ５の移動について＞
図７〜図１２で積載ステージ５の詳細について示す。図７は、積載ステージ５の斜視図であり、図８は、ロッドヒータ１７の概略構成を示す図である。図９は、積載ステージ５の平面図であり、図１０は、積載ステージ５の側面図（図９の矢印Ｘ方向から見た図）であり、図１１は、成形ロール３と積載ステージ５とを示した図であり、図１２は、積載ステージ５のワークを押さえるワークオサエ（プレート）８７を示す図である。
【００８９】
図７〜図１２を参照するに、積載ステージ５は、チャンバー２９内の下部に配置されるリニアガイドベアリング３９を介してフレーム１５に支持されており、積載ステージ５は、成形ロール３の軸Ｃ１に対して垂直方向（Ｘ軸方向）で移動可能となっている。
【００９０】
＜積載ステージ５の加熱について＞
図７に示す積載ステージ５は、リニアガイドベアリング３９（図１（ａ）参照）上にＳＵＳ製水冷板（内部に水冷機構のあるＳＵＳ製水冷板）７９を設け、その上にセラミック製の断熱板８１を設け、その上に６本のロッドヒータ１７を挿入したヒータブロック８３を設け、その上に、タングステン合金製のダイプレート８５を設け、その水平面状の上面にガラス基板Ｗを載せる構成としてある。
【００９１】
なお、断熱板８１、ヒータブロック８３、ダイプレート８５等の配置は、必ずしも上記に限定されるものではなく、たとえば、ヒータブロック８３上にガラス基板Ｗを直接載置する等の構成であってもよい。
【００９２】
上記セラミック製の断熱板８１は、特に熱伝導率の低い材料として、窒化珪素を用いている。ヒータブロック８３は、特に熱伝導率が高く、比熱容量の少ない材料として、炭化珪素を用いている。
【００９３】
上記ダイプレート８５とプレート８７とは、熱伝導率等が高い材料として、タングステン合金を用いている。なお、ダイプレート８５とプレート８７との接触面（ガラス基板Ｗとの接触面）は、高温のガラス基板Ｗが接触しても融着反応をしないようにするため、貴金属系のコーティングやＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の離型膜を施してあることが望ましい。
【００９４】
積載ステージ５のヒータブロック８３に挿入するロッドヒータ１７は、図８に示すように、３つのゾーンＺ１，Ｚ２，Ｚ３でロッドヒータ１７の出力を分けており、積載ステージ５の短手方向（ロッドヒータ１７の挿入方向；Ｙ軸方向）の均一加熱化を図っている。
【００９５】
図９に示すように、ガラス基板成形装置１には、複数本の温度測定素子（たとえば、熱電対）１９が設けられており、制御装置２１の制御の下、各温度測定素子１９が測定した積載ステージ５の内部の温度に応じて、ステージ用ヒータ７の発熱量を制御（フィードバック制御）し、積載ステージ５の複数エリアの温度をゾーン制御するように構成されている。なお、複数本の温度測定素子１９は積載ステージ５の内部に埋め込まれている。
【００９６】
積載ステージ５の長手方向（Ｘ軸方向）では、図９で示すように、ロッドヒータ１７がほぼ等間隔に離れて６本挿入されている。そして、対応する２本のロッドヒータ１７毎に、それぞれゾーン制御を行い（各ゾーンＺ４，Ｚ５，Ｚ６毎の温度制御を行い）、積載ステージ５の均一加熱をするようになっている。
【００９７】
図９を参照し、より詳しく説明すると、ロッドヒータ１７の細長い発熱部がＹ軸方向に延びるようにして、ロッドヒータ１７がヒータブロック８３内に埋め込まれて設けられている（図７参照）。また、各ロッドヒータ１７は、Ｚ軸方向では同じ高さに位置しており、Ｘ軸方向では、所定の間隔をあけて設けられている。また、お互いが隣接する２つのロッドヒータ１７の間であってヒータブロック８３の内部には、熱電対（ゾーンＺ４とゾーンＺ５とゾーンＺ６とに設けられている熱電対）１９が設けられている。熱電対１９は、各ロッドヒータ１７の間のそれぞれに設けられているのではなく、各ロッドヒータ１７の間で１つおきに設けられている。そして、各熱電対１９が測定した温度に応じて、各熱電対１９に対向している２つの各ロッドヒータ１７の出力をそれぞれ制御して、積載ステージ５の温度を制御するようになっている。
【００９８】
具体的には、図９でゾーンＺ４に設けられている熱電対１９が測定した温度が、他の２つの熱電対１９が測定した温度よりも低い場合には、ゾーンＺ４の２つのロッドヒータ１７（最も左側のロッドヒータ１７と左から２番目のロッドヒータ１７と）の出力を上げるようになっている。
【００９９】
この構造により、積載ステージ５のガラス基板Ｗの積載面の温度分布は±１℃以内に加熱されるようになっている。
【０１００】
本実施形態のガラス基板成形装置１では、６００℃程度まで積載ステージ５の加熱を行っているが、能力的には８００℃〜１５００℃程度まで昇温することは可能である。ロッドヒータ１７の出力分布や、挿入本数、熱電対１９による測温点数などは、成形されるガラス基板Ｗのサイズによって、同様な目的を逸脱しない範囲で変更してもよい。
【０１０１】
成形されるガラス基板Ｗは、積載ステージ５を加熱することにより、熱伝導によって加熱され、所定の成形温度まで加熱される。
【０１０２】
図１０を参照するに、成形が完了した後にチャンバー２９を開く前に、積載ステージ５を、大気中における非酸化温度（約２００℃程度）まで冷却する必要があるため、積載ステージ５の内部に設けた冷却溝に窒素ガスを流して積載ステージ５を冷却するようになっている。矢印Ａ１で冷却用窒素ガスの流れを示す。この場合、チャンバー２９内における窒素ガスの圧力が上昇し過ぎることを防止するために、チャンバ−２９内にリリーフバルブ（図示せず）が設けられている。
【０１０３】
また、ガラス基板成形装置１では、セラミック製の断熱板８１とヒータブロック８３との接触界面に、窒素ガス等の冷媒を流すための幅４ｍｍ、深さ０．５ｍｍの冷却溝を複数本設けている。ただし、冷却溝の形状や数量は、同様な目的を逸脱しない範囲で変更してもよい。
【０１０４】
図１１に示すように、ガラス基板Ｗが載置され、電気的に接地される積載ステージ５と、ガラス基板Ｗに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、積載ステージ５に載置されているガラス基板Ｗに押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロール３と、成形ロール３の両端を絶縁体で支持する成形ロール支持体９と、回転中でも成形ロール３に電圧を印加できる接触電極３Ａと、積載ステージ５と成形ロール３との間に電圧を印加する電圧印加手段２１Ａ（図１（ａ）参照）と、を備えている。
【０１０５】
図１２を参照するに、ガラス基板Ｗの両サイドには、ワークを押さえるためのプレート８７が配置されており、このプレート８７でガラス基板Ｗを保持することによって、ガラス基板Ｗが成形される際に浮き上がったり、移動したりしないように押さえ付けるようになっている。ワークの押さえは、プレート８７により、ガラス基板Ｗの幅方向の両端部を押さえてなされるようになっている。
【０１０６】
一方、図１（ｂ）に示すように、ガラス基板Ｗに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられている成形ロール（第１の成形ロール）３と、第１の成形ロール３の両端を絶縁体で支持する第１の支持体（図示省略）と、第１の成形ロール３に電圧を印加する接触電極（第１の接触電極）３Ａと、第１の成形ロール３と協働してガラス基板Ｗを挟み込み、第１の成形ロール３とともに回転することで、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する第２の成形ロール４と、第２の成形ロール４の両端を絶縁体で支持する第２の支持体（図示省略）と、第２の成形ロールを電気的に接地する第２の接触電極３Ｂと、各成形ロール３，４が、ガラス基板Ｗを挟み込んで回転駆動しているときに、第１の成形ロール３と第２の成形ロール４との間に電圧を印加する電圧印加手段２１（図１（ａ）参照）と、を有する構成としてもよい。すなわち、図１（ａ）では、第２の成形ロール４が記載されていないが、図１（ｂ）に示すように、第２の成形ロール４を追加して構成することが可能である。
【０１０７】
なお、各成形ロール３，４には、発熱部、測温部（温度測定部）が設けられ、測温部の測定結果に応じて発熱部が制御されるように構成されている。
【０１０８】
＜成形プロセスについて＞
次に、ガラス基板成形装置１を用いて実際にガラス基板Ｗを成形した成形実施例を示す。
【０１０９】
以下に、成形はじめから成形終了までの一連の動作について、図１３、図１４を参照しつつ記述する。
【０１１０】
図１３を参照する。
【０１１１】
ステップＳ１
ガラス基板成形装置１を初期状態にセットする。ガラス基板成形装置１の初期状態とは、以下に示す状態である。
【０１１２】
（１）上部チャンバー２９Ａを上昇させ、チャンバー２９を大気中に開放する。（２）成形ロール３は上昇端に移動している。（３）成形ロール３の回転は停止している。（４）成形ロール３のヒータ（赤外線ランプ２５）はＯＦＦしている。（５）積載ステージ５は、予熱位置（図１（ａ）では右端）へ移動している。（６）積載ステージ５のロッドヒータ１７はＯＦＦしている。
【０１１３】
ステップＳ２
成形されるガラス素材（ガラス基板Ｗ）を積載ステージ５にセットする。なお、ガラス素材として、たとえば、以下に示すガラス素材を使用する。（１）屈折率ｎｄ：１．５１６３３。（２）アツベ数γｄ：６４．１。（３）歪点：Ｓｔｐ：５３２℃。（４）徐冷点ＡＰ：５６３℃。（５）転移点Ｔｇ：５７６℃。（６）屈服点Ａｔ：６２５℃。（７）軟化点ＳＰ：７１８℃。（８）線膨張係数α：８６×１０−７／℃。（９）サイズ：１００ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ３ｍｍ。
【０１１４】
ステップＳ３
ガラス基板成形装置１の自動シーケンスを開始する。以下に、制御装置２１によるガラス基板成形装置１の自動シーケンスの動作順序を示す。
【０１１５】
ステップＳ４
上部チャンバー２９Ａを下降させて、チャンバー２９内を密閉する。
【０１１６】
ステップＳ５
真空ポンプ５５のバルブを開いて、チャンバー２９内を所定の真空度まで真空引きする。たとえば、０．５Ｐａまで真空引きする。
【０１１７】
ステップＳ６
上記真空バルブを閉じた後、窒素ガス（Ｎ２ガス）を入れて、チャンバー２９内を窒素雰囲気にする。なお、ガラス基板成形装置１では、窒素ガスを入れることにより、チャンバー２９内の圧力を１０１３２５Ｐａ（大気圧）とした。
【０１１８】
ステップＳ７
成形ロール３の加熱用の赤外線ランプ２５と、積載ステージ５の加熱用のロッドヒータ１７とをＯＮして、成形ロール３および積載ステージ５の加熱を開始する。同時に、成形ロール３の均一加熱化を図るため、成形ロール３を１０ｒｐｍで回転する。なお、ガラス基板成形装置１では、各部の所定温度を次のように設定した。（１）成形ロール３：６４０℃。（２）積載ステージ５：６１０℃（３ゾーンともに同一設定）。なお、設定温度へのロッドヒータ１７ヘの出力調整は、温度調節器および電力調整器（サイリスタレギュレータ）で自動的にコントロールされる。
【０１１９】
ステップＳ８
成形ロール３および積載ステージ５の温度が所定温度に到達した後、真空ポンプ５５の真空バルブを開いて、所定の真空度まで真空引きする。たとえば、０．５Ｐａ以下まで真空引きを行った。
【０１２０】
ステップＳ９
積載ステージ５を成形ロール３の下部の所定位置まで高速で移動させる。そして、電圧印加部２１Ａでガラス基板Ｗに対して電圧を印加する。
【０１２１】
ステップＳ１０
成形ロール３の回転を一旦止めた後、成形ロール３を下降させ、ガラス基板Ｗに所定の圧力で押し付ける。たとえば、押圧力を２０Ｎ（ニュートン）で押圧した。
【０１２２】
図１４を参照する。
【０１２３】
ステップＳ１１
成形ロール３が所定の押圧力に達すると同時に、積載ステージ５を所定の速度で移動させ、同時に積載ステージ５の移動速度に合わせて（同期させて）成形ロール３を回転させる。すなわち、成形ロール３を所定の力でガラス基板Ｗに押し付けた状態で、成形ロール３がガラス基板Ｗ上を走行することになる。ガラス基板成形装置１では、成形時の積載ステージ５の移動速度を、０．０１ｍｍ／ｓｅｃとした。
【０１２４】
ステップＳ１２
積載ステージ５が所定の位置に到達した時点で、積載ステージ５を停止させる。同時に成形ロール３の回転も積載ステージ５の動作に同期して停止させる。
【０１２５】
ステップＳ１３
成形ロール３を上昇端まで移動させ、ガラス基板Ｗへの成形ロール３の押圧を開放する。
【０１２６】
ステップＳ１４
積載ステージ５を、冷却退避位置（図１（ａ）では左端）へ移動させる。
【０１２７】
ステップＳ１５
成形ロール３の加熱用の赤外線ランプ２５と、積載ステージ５の加熱用のロッドヒータ１７とをＯＦＦして、成形ロール３および積載ステージ５の加熱を終了する。
【０１２８】
ステップＳ１６
真空ポンプ５５の真空バルブを閉じて、チャンバー２９内の真空引きを終了する。
【０１２９】
ステップＳ１７
冷却用の窒素ガスを用いて成形ロール３および積載ステージ５の強制空冷を行い、所定の温度に到達するまで冷却を行う。たとえば、空気中でも酸化され難い温度として、それぞれを２００℃まで冷却する。なお、成形ロール３は、均等に窒素ガスが当たるように、成形ロール３の回転を１０ｒｐｍで回転させながら強制空冷を行う。同時にチャンバー２９内は窒素雰囲気に置換され直して、圧力も大気圧に戻る。
【０１３０】
ステップＳ１８
温度低下を確認した後、成形ロール３の回転を停止させて、上部チャンバー２９Ａを上昇させ、ガラス基板成形装置１の自動シーケンスは終了する。
【０１３１】
ステップＳ１９
この後、オペレータによって積載ステージ５上のガラス基板Ｗ（ガラス成形品）を取り出して終了する。
【０１３２】
＜成形品形状＞
ガラス基板成形装置１によって得られたガラス成形品（ガラス基板Ｗ）を図１５に示す。
【０１３３】
図１５に示すように、微細な凹凸形状として、溝幅２５０ｎｍ、溝深さ７５０ｎｍのライン＆スペースを作成して、良好なガラス成形品Ｗを得ることが可能となった。
【０１３４】
前述の通り、ガラス基板Ｗの素材サイズは１００ｍｍ×３０ｍｍ×ｔ３ｍｍであるが、その内の９０ｍｍ×２０ｍｍの面積に上記形状を得ることが可能となった。
【０１３５】
なお、ガラス基板Ｗの微細なライン＆スペースが、２次元構造であり、ガラス基板Ｗの幅方向（Ｙ軸方向）に延びているが、微細なライン＆スペースが、ガラス基板Ｗの長さ方向（Ｘ軸方向）に延びていてもよい。さらに、微細な凹凸形状が、ガラス基板Ｗ上にφ２５０ｎｍ×深さ３００ｎｍ等の円柱状の微細な凹凸形状であってもよいし、微細な凹凸形状が３次元構造であっても構わない。
【０１３６】
なお、本実施例では、ガラス基板Ｗが図１５に示すサイズであったが、Ａ４サイズやＡ３サイズ等、より大きなサイズであっても構わない。
【０１３７】
ところで、上記実施形態では、ガラス基板成形装置１の自動シーケンス毎に、ガラス基板素材と成形品の取出しのためにチャンバー２９を開放して装置の稼動を停止していたが、図１６に示すように、チャンバー２９にワーク搬出入のためのロードロック室（前室８９、後室９１）と、ゲートバルブ９３，９５とを設けることにより、ガラス基板Ｗを連続的に供給するようにしてもよい。
【０１３８】
このような構成にすることにより、チャンバー２９を開放したり、成形ロール３や積載ステージ５やチャンバー２９内の温度を下げたりすることなく、より高い生産性でガラス素材Ｗを供給、成形することが可能である。
【０１３９】
また、図１６は、成形チャンバー２９にワーク搬出入のためのロードロック室（前室８９、後室９１）と、ゲートバルブ９３，９５を設けたことを示す図であるが、ガラス基板Ｗを積載するガラス基板積載ステージ９９，１０１，１０３，１０５と、ガラス基板Ｗを送るガラス基板送り用アクチュエータ（たとえば、空気シリンダ）１０７，１０９，１１１とが設けられており、ガラス基板積載ステージ１０１では、ガラス基板Ｗが加熱され、ガラス基板積載ステージ１０３では、ガラス基板Ｗが冷却されるようになっている。なお、ガラス基板積載ステージ９９で、ガラス基板Ｗを加熱し、ガラス基板積載ステージ１０５で、ガラス基板Ｗを冷却する構成であってもよい。
【０１４０】
本実施形態のガラス基板成形装置１によれば、ガラス基板Ｗを押圧成形する際に用いる金型として、円筒状のロール形状の成形ロール３を用いており、成形ロール３の表面に所望の微細な凹凸形状を形成してある。また、予め加熱されて軟化したガラス基板Ｗ上に成形ロール３を押し当てた状態で、成形ロール３を回転させながら、ガラス基板Ｗ上を走行させることにより、ガラス基板Ｗ上に微細な凹凸形状を転写して成形するようになっている。
【０１４１】
これにより、比較的大面積のガラス基板Ｗに微細な凹凸形状を押圧成形することを効率よく行うことができ、大量生産することが容易になる。
【０１４２】
すなわち、ガラス基板成形装置１を用いれば、フォトリソグラフィー技術や真空蒸着技術に比べて、加熱・押圧成形による工程は比較的少なく、かつ、単純であるため、生産性や製造装置価格等の点で有利となる。
【０１４３】
また、従来の上下一対の平面金型で押圧成形する成形方式に比べて、ガラス基板Ｗと金型（成形ロール３）との接触の態様が、面接触から線接触となり、押圧力を効率的にガラス基板Ｗに加えることが可能となり、少ない押圧力および少ない押圧時間で効率的にガラス基板Ｗを成形することが可能となる。また、比較的大面積の領域に微細な凹凸形状を成形することも可能になる。そして、大きな面積の微細な凹凸形状付ガラス基板を製造することが可能であれば、ＦＰＤ等に代表されるディスプレイ上の無反射フィルターや、太陽光発電等の集光レンズなどにも、ガラス基板Ｗを応用することができる。
【０１４４】
さらに、金型である成形ロール３の表面に施された微細な凹凸形状に対して、成形ロール３の接線方向からガラス基板Ｗが入り込み、接線方向に向かって離型されるので、従来の面接触による場合に比べて、成形・離型性が向上する。
【０１４５】
なお、ガラス基板成形装置１を構成する上では、次の（１）〜（６）で示す点について考慮することが望ましい。
【０１４６】
（１）ガラス基板Ｗの成形温度を、正確に再現性よく、均一に加熱制御すること。（２）成形ロール３の成形温度を、正確に再現性よく、均一に加熱制御すること。（３）成形ロール３をガラス基板Ｗへ押し付ける押圧力を、正確に再現性よく制御すること。（４）成形ロール３の回転速度および成形ロール３の走行速度（積載ステージ５の移動速度）を、正確に再現性よく制御すること。または、成形ロール３の走行速度に応じて、フリーな状態で成形ロール３が回転されること。（５）成形環境を、成形ロール３等の構造物やガラス基板Ｗが酸化されないように、不活性ガス雰囲気に置換された環境下に保持できること。また、必要に応じて、微細な凹凸形状に気体の噛み込みがないように、任意なタイミングで真空雰囲気環境下に保持できること。（６）成形後のガラス基板Ｗを、効率的に、かつ、均一に冷却すること。
【０１４７】
なお、図１６に示すように、ガラス基板Ｗを連続的にガラス基板成形装置１に供給してガラス基板成形装置１から排出する構成にすれば、成形ロール３である金型の加熱・冷却によるロスタイムを排除して、連続的、かつ、効率的に大量生産することが可能になる。
【０１４８】
また、本願のガラス基板成形装置１によれば、ガラス基板Ｗを載置する積載ステージ５を有し、ステージ用ヒータ７で積載ステージ５を所定の温度に加熱し、積載ステージ５に載置されているガラス基板Ｗを加熱するので、ガラス基板Ｗをヒータで直接加熱する場合に比べて、ガラス基板Ｗを正確に再現性よく均一に加熱することができ、ガラス基板Ｗの割れを防ぐとともに、正確な転写をすることができる。
【０１４９】
また、積載ステージ５を複数エリア（ゾーンＺ４，Ｚ５，Ｚ６）に分け、各ゾーンＺ４〜Ｚ６の温度をゾーン制御するように構成されているので、ガラス基板Ｗを一層正確に再現性よく均一に加熱することができる。
【０１５０】
また、成形ロール３を所定の温度に加熱する成形ロール用ヒータ２３を備えているので、押圧成形するときにおけるガラス基板Ｗと成形ロール３との温度差をなくすことができ、正確な転写を効率よく行うことができる。
【０１５１】
さらに、本願のガラス基板成形装置１によれば、放射温度計２７を用いて成形ロール用ヒータ２３の発熱量を制御し、成形ロール３の微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するので、成形ロール３の温度を正確に保つことができ、正確な転写を効率よく行うことができる。
【０１５２】
また、チャンバー２９内を真空にすることにより、押圧成形するときの空気の噛みこみをなくすことができ、転写不良の発生を回避することができる。または、チャンバー２９内を不活性ガスで満たすことにより、成形ロール３や積載ステージ５等の酸化を防止することができる。
【０１５３】
上述の実施形態では成形ロール３と電極との間が非接触で隙間が形成されるスリップリング電極３Ａ（図１７（ａ）参照）について説明した。
【０１５４】
スリップリング電極３Ａ（図１７（ａ）参照）の代わりに、図１７（ｂ）に示すように、成形ロール３との接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極３Ｃでもよい。すなわち、板バネ電極３Ｃは、電極自体がバネで形成されているため、板バネの弾性力で電極は成形ロール３に常に接触しているので電圧がかかる。
【０１５５】
また、図１７（ｃ）に示すように、成形ロール３との接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極３Ｄを使用してもよい。ブラシ電極３Ｄは、電極自体がブラシ状に形成されているため、ブラシが常に成形ロール３に接触しているので電圧がかかる。
【０１５６】
なお、図１（ｂ）の第２の接触電極３Ｂは、図１７（ａ）に示すスリップリング電極３Ａ、図１７（ｂ）に示す板バネ電極３Ｃ、図１７（ｃ）に示すブラシ電極３Ｄのいずれかを使用することができる。
【０１５７】
ところで、上述した実施形態を、ガラス基板成形方法（ロール成形方法）として把握してもよい。すなわち、板状のガラス基板を加熱して、前記ガラス基板に微細な凹凸形状を押圧成形するガラス基板の成形方法において、前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状を有する円筒状の成形ロールを、前記ガラス基板に押し付けながら回転移動させることにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形するガラス基板の成形方法として把握してもよい。
【０１５８】
このガラス基板の成形方法において、前記ガラス基板を積載ステージに載置し、前記積載ステージの内部に埋め込まれて設けられたステージ用ヒータにより、前記積載ステージを所定の温度に加熱し、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するようにしてもよい。
【０１５９】
また、上記ガラス基板の成形方法において、前記ステージ用ヒータを、前記積載ステージの内部に配置された複数本のロッドヒータ、前記積載ステージの内部に配置された複数本の赤外線ランプの少なくともいずれかで構成し、複数本の温度測定素子を前記積載ステージに埋め込み、前記各温度測定素子が測定した温度に応じて、前記ステージ用ヒータまたは前記赤外線ランプの発熱量を制御し、前記積載ステージの複数エリアの温度をゾーン制御するようにしてもよい。
【０１６０】
また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロールを、成形ロール用ヒータで所定の温度に加熱するようにしてもよい。
【０１６１】
また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロール用ヒータを、前記成形ロールの内側で前記成形ロールの軸に沿って配置された赤外線ランプ、前記成形ロールの内側で前記成形ロールの軸に沿って配置されたロッドヒータの少なくともいずれかで構成し、放射温度計を用いて、前記成形ロールの微細な凹凸形状が形成されている面の温度を測定し、前記放射温度計が測定した温度に応じて、前記赤外線ランプまたは前記成形ロール用ヒータの発熱量を制御し、前記成形ロールの微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するようにしてもよい。
【０１６２】
また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロールと前記ガラス基板とを内部に包含することができる成形チャンバー内を、真空にしまたは不活性ガスに置換して前記押圧成形をするようにしてもよい。
【０１６３】
さらに、ガラス基板成形装置１では、ガラス基板Ｗに微細な凹凸形状を形成するようにしているが、ガラス基板Ｗに代えて、加熱によって軟化する材料（たとえば、樹脂や金属材料）に、微細な凹凸形状を形成してもよい。
【符号の説明】
【０１６４】
１  ガラス基板生成装置（ガラス基板成形装置）
３  成形ロール（第１の成形ロール）
３Ａ  接触電極（第１の接触電極、スリップリング電極）
３Ｂ  第２の接触電極
３Ｃ  板バネ電極
３Ｄ  ブラシ電極
４  第２の成形ロール
５  積載ステージ
７  ステージ用ヒータ
９  成形ロール支持体
１１  ロードセル
１３  上軸構成部材
１５  フレーム
１７  ロッドヒータ
１９  温度測定素子
２１  制御装置
２１Ａ  電圧印加手段
２３  成形ロール用ヒータ
２５  赤外線ランプ
２７  放射温度計
２９  成形チャンバー
３１  ステージ移動手段
３３  成形ロール移動手段
４９  成形ロール回転手段
Ｗ  ガラス基板
Ｚ４，Ｚ５，Ｚ６  ゾーン
【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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