JP2003128425A - ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法 - Google Patents
ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法Info
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- JP2003128425A JP2003128425A JP2001319652A JP2001319652A JP2003128425A JP 2003128425 A JP2003128425 A JP 2003128425A JP 2001319652 A JP2001319652 A JP 2001319652A JP 2001319652 A JP2001319652 A JP 2001319652A JP 2003128425 A JP2003128425 A JP 2003128425A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
- C03B11/125—Cooling
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/088—Flat discs
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性の向上を目指した急速冷却、基板性能
をコントロールするための徐冷却及び温度微調整を可能
とするガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法
を提供する。 【解決手段】 ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、
前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、ガラス基
板をプレス成形するガラス基板のプレス成形装置及び方
法において、前記上下の金型部のプレス成形面と反対側
の面との接触又は非接触が可能な上下のヒートシンク部
と、該上下のヒートシンク部を移動させる駆動手段と、
前記上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前
記上下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と接触
させることにより構成される急冷手段と、前記上下のヒ
ートシンク部を前記駆動手段を駆動して前記上下の金型
部の前記プレス成形面と反対側の面と非接触とさせるこ
とにより構成される徐冷手段とを備えることを特徴とす
る。
をコントロールするための徐冷却及び温度微調整を可能
とするガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法
を提供する。 【解決手段】 ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、
前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、ガラス基
板をプレス成形するガラス基板のプレス成形装置及び方
法において、前記上下の金型部のプレス成形面と反対側
の面との接触又は非接触が可能な上下のヒートシンク部
と、該上下のヒートシンク部を移動させる駆動手段と、
前記上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前
記上下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と接触
させることにより構成される急冷手段と、前記上下のヒ
ートシンク部を前記駆動手段を駆動して前記上下の金型
部の前記プレス成形面と反対側の面と非接触とさせるこ
とにより構成される徐冷手段とを備えることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスクなど
の記憶媒体に最適な磁気ディスク用ガラス基板のプレス
成形装置及びプレス成形方法に関する。
の記憶媒体に最適な磁気ディスク用ガラス基板のプレス
成形装置及びプレス成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気ディスク用ガラス基板は、所
定のサイズに切り抜かれた後、平滑な表面を得るために
基板を研磨する研磨法により製造されてきた。しかしな
がら、近年、基板には超平滑性が要求され、研磨工程に
は技術的にも非常に難しい高い精度が求められるように
なり、こうした基板を１枚１枚研磨する製造方法は多く
の工程を要するため、製品が高価になるという欠点があ
った。
定のサイズに切り抜かれた後、平滑な表面を得るために
基板を研磨する研磨法により製造されてきた。しかしな
がら、近年、基板には超平滑性が要求され、研磨工程に
は技術的にも非常に難しい高い精度が求められるように
なり、こうした基板を１枚１枚研磨する製造方法は多く
の工程を要するため、製品が高価になるという欠点があ
った。
【０００３】一方、ガラス素材を加熱、成形、冷却し、
金型部成形面を高精度で転写するプレス成形方法は、後
加工を必要としないため、安価で生産性が高く、かつ高
品質である。したがって、光学素子の製造分野では、既
に多くの検討がなされ実用化が図られている。しかしな
がら、磁気ディスク用ガラス基板のように外形が大き
く、基板厚が薄く、外径と板厚との比が大きなものを成
形することは、光学素子の場合とは違った課題を有して
いる。
金型部成形面を高精度で転写するプレス成形方法は、後
加工を必要としないため、安価で生産性が高く、かつ高
品質である。したがって、光学素子の製造分野では、既
に多くの検討がなされ実用化が図られている。しかしな
がら、磁気ディスク用ガラス基板のように外形が大き
く、基板厚が薄く、外径と板厚との比が大きなものを成
形することは、光学素子の場合とは違った課題を有して
いる。
【０００４】すなわち、磁気ディスク用ガラス基板に要
求される形状は、面のうねりができるだけ小さいこと
（平坦度）、特に高速回転時における磁気ヘッドの追従
性を高めるために、同一半径上でのうねりを抑えること
が求められている。
求される形状は、面のうねりができるだけ小さいこと
（平坦度）、特に高速回転時における磁気ヘッドの追従
性を高めるために、同一半径上でのうねりを抑えること
が求められている。
【０００５】成形の冷却工程で、金型上下面の間で温度
差が生じると、ガラス基板は上下の熱収縮のタイミング
がずれるため、反りが生じる。例えば、上型の温度が下
型の温度より高い状態で冷却されると、基板上側の熱収
縮のタイミングが遅れるため、上側面が凹状に反りが発
生する。したがって、上下同一の温度で冷却し、可能な
限り反りの発生を抑える必要がある。
差が生じると、ガラス基板は上下の熱収縮のタイミング
がずれるため、反りが生じる。例えば、上型の温度が下
型の温度より高い状態で冷却されると、基板上側の熱収
縮のタイミングが遅れるため、上側面が凹状に反りが発
生する。したがって、上下同一の温度で冷却し、可能な
限り反りの発生を抑える必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、プレス成形に用いられる成形機を対称構造とするの
は困難であり、上下型の放熱能力が同一にできないた
め、冷却工程では上下型の温度をそれぞれ独立かつ精度
良く調整する必要がある。例えば水冷方式を用いれば、
冷却スピードを上げ生産性を高めることができるが、冷
却能力が高すぎるために上下型の温度差のコントロール
が難しくなり、基板形状（平坦度）のばらつきが大きく
なる欠点が生じる。また、ガスを使った冷却は、微調整
においては水冷方式に比べてコントロール性には優れる
ものの、冷却速度において水冷方式に劣り生産性の面で
問題がある。
に、プレス成形に用いられる成形機を対称構造とするの
は困難であり、上下型の放熱能力が同一にできないた
め、冷却工程では上下型の温度をそれぞれ独立かつ精度
良く調整する必要がある。例えば水冷方式を用いれば、
冷却スピードを上げ生産性を高めることができるが、冷
却能力が高すぎるために上下型の温度差のコントロール
が難しくなり、基板形状（平坦度）のばらつきが大きく
なる欠点が生じる。また、ガスを使った冷却は、微調整
においては水冷方式に比べてコントロール性には優れる
ものの、冷却速度において水冷方式に劣り生産性の面で
問題がある。
【０００７】また、ガラス基板の反りは、主に冷却工程
においてガラス素材のガラス転移点温度（Ｔｇ）から歪
点（Ｐｓ）の間の温度差によって発生するので、生産性
と基板の品質を両立するために、冷却工程を３工程に分
け、成形温度〜Ｔｇ点までを急冷し、Ｔｇ点〜Ｐｓ点
（徐冷温度領域または徐冷領域）までを金型部の温度を
微調整しながら徐冷し、Ｐｓ点から基板取り出し温度ま
でを急冷することが望ましい。
においてガラス素材のガラス転移点温度（Ｔｇ）から歪
点（Ｐｓ）の間の温度差によって発生するので、生産性
と基板の品質を両立するために、冷却工程を３工程に分
け、成形温度〜Ｔｇ点までを急冷し、Ｔｇ点〜Ｐｓ点
（徐冷温度領域または徐冷領域）までを金型部の温度を
微調整しながら徐冷し、Ｐｓ点から基板取り出し温度ま
でを急冷することが望ましい。
【０００８】しかし、ヒートシンク部を固設し、冷媒の
流量にて急冷、徐冷を調整しようとすると、金型部の熱
容量が増大し、所望の冷却速度や効率の良い冷却が実現
できないという問題を生じる。
流量にて急冷、徐冷を調整しようとすると、金型部の熱
容量が増大し、所望の冷却速度や効率の良い冷却が実現
できないという問題を生じる。
【０００９】本発明の目的は、かかる従来の問題に鑑
み、生産性の向上を目指した急速冷却、基板性能をコン
トロールするための徐冷却及び温度微調整を可能とする
ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法を提供
することにある。
み、生産性の向上を目指した急速冷却、基板性能をコン
トロールするための徐冷却及び温度微調整を可能とする
ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス基板のプ
レス成形装置は、ヒータ部を含んだ上下の金型部を有
し、前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、ガラ
ス基板をプレス成形するガラス基板のプレス成形装置に
おいて、前記上下の金型部のプレス成形面と反対側の面
との接触又は非接触が可能な上下のヒートシンク部と、
該上下のヒートシンク部を移動させる駆動手段と、前記
上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前記上
下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と接触させ
ることにより構成される急冷手段と、前記上下のヒート
シンク部を前記駆動手段を駆動して前記上下の金型部の
前記プレス成形面と反対側の面と非接触とさせることに
より構成される徐冷手段とを備えることを特徴とする。
レス成形装置は、ヒータ部を含んだ上下の金型部を有
し、前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、ガラ
ス基板をプレス成形するガラス基板のプレス成形装置に
おいて、前記上下の金型部のプレス成形面と反対側の面
との接触又は非接触が可能な上下のヒートシンク部と、
該上下のヒートシンク部を移動させる駆動手段と、前記
上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前記上
下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と接触させ
ることにより構成される急冷手段と、前記上下のヒート
シンク部を前記駆動手段を駆動して前記上下の金型部の
前記プレス成形面と反対側の面と非接触とさせることに
より構成される徐冷手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】また、本発明のガラス基板のプレス成形装
置は、前記上下のヒートシンク部が、前記上下の金型部
と冷却媒体の通路を有する上下の収容部との間を移動可
能であることを特徴とする。
置は、前記上下のヒートシンク部が、前記上下の金型部
と冷却媒体の通路を有する上下の収容部との間を移動可
能であることを特徴とする。
【００１２】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
装置は、前記上下のヒートシンク部は、それぞれ冷却媒
体の通路を有することを特徴とする。
装置は、前記上下のヒートシンク部は、それぞれ冷却媒
体の通路を有することを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
装置は、前記上下のヒートシンク部が、前記上下の金型
部との接触面近傍に、水平断面がらせん状である気体の
冷却媒体通路及び該気体の冷却媒体通路の前記接触面と
反対側に液体の冷却媒体通路を有することを特徴とす
る。
装置は、前記上下のヒートシンク部が、前記上下の金型
部との接触面近傍に、水平断面がらせん状である気体の
冷却媒体通路及び該気体の冷却媒体通路の前記接触面と
反対側に液体の冷却媒体通路を有することを特徴とす
る。
【００１４】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
装置は、前記上下の金型部に水平断面がらせん状である
冷却媒体の通路を設けたことを特徴とする。
装置は、前記上下の金型部に水平断面がらせん状である
冷却媒体の通路を設けたことを特徴とする。
【００１５】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
装置は、前記冷却媒体の通路が、切替バルブを介して複
数の冷却媒体に連通され、前記冷却媒体の通路に複数の
冷却媒体を選択的に通じることができることを特徴とす
る。
装置は、前記冷却媒体の通路が、切替バルブを介して複
数の冷却媒体に連通され、前記冷却媒体の通路に複数の
冷却媒体を選択的に通じることができることを特徴とす
る。
【００１６】本発明のガラス基板のプレス成形方法は、
ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、前記上下の金型
部の間にガラス素材を配置し、加熱工程、加圧工程、冷
却工程を含み、ガラス基板をプレス成形するガラス基板
のプレス成形方法において、移動可能なヒートシンク部
及び冷却媒体の通路を有するヒートシンク部を設け、前
記冷却工程は、所定の温度領域に応じて、前記ヒートシ
ンク部を前記金型部のプレス成形面と反対側の面と接触
させることにより前記金型部を急冷する急冷工程と、そ
の後、前記ヒートシンク部を前記金型部のプレス成形面
と反対側の面と非接触とさせることにより前記金型部を
徐冷する徐冷工程と、さらにその後、前記ヒートシンク
部を前記金型部のプレス成形面と反対側の面と接触させ
ることにより前記金型部を急冷する急冷工程とを備える
ことを特徴とする。
ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、前記上下の金型
部の間にガラス素材を配置し、加熱工程、加圧工程、冷
却工程を含み、ガラス基板をプレス成形するガラス基板
のプレス成形方法において、移動可能なヒートシンク部
及び冷却媒体の通路を有するヒートシンク部を設け、前
記冷却工程は、所定の温度領域に応じて、前記ヒートシ
ンク部を前記金型部のプレス成形面と反対側の面と接触
させることにより前記金型部を急冷する急冷工程と、そ
の後、前記ヒートシンク部を前記金型部のプレス成形面
と反対側の面と非接触とさせることにより前記金型部を
徐冷する徐冷工程と、さらにその後、前記ヒートシンク
部を前記金型部のプレス成形面と反対側の面と接触させ
ることにより前記金型部を急冷する急冷工程とを備える
ことを特徴とする。
【００１７】また、本発明のガラス基板のプレス成形方
法は、前記冷却工程は、前記上下のヒートシンク部をそ
れぞれ上下の収容部へ収容し、該上下のヒートシンク部
を冷却する冷却工程を備えることを特徴とする。
法は、前記冷却工程は、前記上下のヒートシンク部をそ
れぞれ上下の収容部へ収容し、該上下のヒートシンク部
を冷却する冷却工程を備えることを特徴とする。
【００１８】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
方法は、冷却媒体として液体と気体とを用い、前記急冷
工程には液体を用い、前記徐冷工程には気体を用いるこ
とを特徴とする。
方法は、冷却媒体として液体と気体とを用い、前記急冷
工程には液体を用い、前記徐冷工程には気体を用いるこ
とを特徴とする。
【００１９】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
方法は、前記冷却媒体としての液体と気体とが、同一の
冷却媒体の通路に切り替えて導入されることを特徴とす
る。
方法は、前記冷却媒体としての液体と気体とが、同一の
冷却媒体の通路に切り替えて導入されることを特徴とす
る。
【００２０】さらに、本発明のガラス基板のプレス成形
方法は、前記ヒートシンク部に切替バルブを設け、同一
の冷却媒体の通路に、前記急冷工程においては、前記冷
却媒体として液体を導入し、前記徐冷工程においては、
前記冷却媒体として気体を導入するよう切り替えること
を特徴とする。
方法は、前記ヒートシンク部に切替バルブを設け、同一
の冷却媒体の通路に、前記急冷工程においては、前記冷
却媒体として液体を導入し、前記徐冷工程においては、
前記冷却媒体として気体を導入するよう切り替えること
を特徴とする。
【００２１】本発明のガラス基板のプレス成形方法は、
ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、前記上下の金型
部の間にガラス素材を配置し、加熱工程、加圧工程、冷
却工程を含み、ガラス基板をプレス成形するガラス基板
のプレス成形方法において、前記冷却工程は、所定の温
度領域に応じて、液体の冷却媒体が冷却通路に導入され
ている上下のヒートシンク部を前記上下の金型部のプレ
ス成形面と反対側の面と接触させることにより前記上下
の金型部を急冷する急冷工程と、その後、前記上下のヒ
ートシンク部を前記上下の金型部に接触させたまま、前
記液体の冷却媒体を排出するとともに、気体の冷却媒体
を冷却通路に導入して前記上下の金型部を徐冷する徐冷
工程と、さらにその後、前記上下のヒートシンク部を前
記上下の金型部に接触させたまま、前記液体の冷却媒体
を冷却通路に導入して前記上下の金型部を急冷する急冷
工程とを備えることを特徴とする。
ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、前記上下の金型
部の間にガラス素材を配置し、加熱工程、加圧工程、冷
却工程を含み、ガラス基板をプレス成形するガラス基板
のプレス成形方法において、前記冷却工程は、所定の温
度領域に応じて、液体の冷却媒体が冷却通路に導入され
ている上下のヒートシンク部を前記上下の金型部のプレ
ス成形面と反対側の面と接触させることにより前記上下
の金型部を急冷する急冷工程と、その後、前記上下のヒ
ートシンク部を前記上下の金型部に接触させたまま、前
記液体の冷却媒体を排出するとともに、気体の冷却媒体
を冷却通路に導入して前記上下の金型部を徐冷する徐冷
工程と、さらにその後、前記上下のヒートシンク部を前
記上下の金型部に接触させたまま、前記液体の冷却媒体
を冷却通路に導入して前記上下の金型部を急冷する急冷
工程とを備えることを特徴とする。
【００２２】また、本発明のガラス基板のプレス成形方
法は、前記冷却工程において、前記金型部の冷却速度を
前記冷却媒体の供給量にて調整することを特徴とする。
法は、前記冷却工程において、前記金型部の冷却速度を
前記冷却媒体の供給量にて調整することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ガラス基板のプ
レス成形における冷却工程において、生産性の向上を目
指した急速冷却と、基板性能をコントロールするための
徐冷却及び温度微調整とが可能となる。
レス成形における冷却工程において、生産性の向上を目
指した急速冷却と、基板性能をコントロールするための
徐冷却及び温度微調整とが可能となる。
【００２４】以下に、本発明を用いたガラス基板のプレ
ス成形における冷却工程について、図を参照しながら説
明する。
ス成形における冷却工程について、図を参照しながら説
明する。
【００２５】図１は冷却方式による、金型の温度変化
（冷却特性）を示したものである。
（冷却特性）を示したものである。
【００２６】ここで、冷却１は、２０℃の塊を金型部裏
面に押し当てた場合、冷却２は水冷されている塊を金型
部裏面に押し当てた場合である。これらを組み合わせて
ヒートシンク部の接触／非接触の切り替えを併用するこ
とにより、冷却３に示すように、徐冷領域での冷却速度
を調整することが可能となる。
面に押し当てた場合、冷却２は水冷されている塊を金型
部裏面に押し当てた場合である。これらを組み合わせて
ヒートシンク部の接触／非接触の切り替えを併用するこ
とにより、冷却３に示すように、徐冷領域での冷却速度
を調整することが可能となる。
【００２７】以下に、本発明を用いた冷却方式について
説明する。
説明する。
【００２８】（方式１）軟化したガラスをプレスした
後、ヒートシンク部を金型部の裏面に押当てることによ
り、急速冷却を可能とする。ここで、金型部とヒートシ
ンク部の温度と熱容量の差により、冷却速度が決定され
る。基板内に熱ひずみを残さないために徐冷しなければ
ならない温度領域（徐冷領域）では、ヒートシンク部の
冷却媒体の流量調整、またはヒートシンク部と金型部の
接触と非接触の切り替えによって調整する。
後、ヒートシンク部を金型部の裏面に押当てることによ
り、急速冷却を可能とする。ここで、金型部とヒートシ
ンク部の温度と熱容量の差により、冷却速度が決定され
る。基板内に熱ひずみを残さないために徐冷しなければ
ならない温度領域（徐冷領域）では、ヒートシンク部の
冷却媒体の流量調整、またはヒートシンク部と金型部の
接触と非接触の切り替えによって調整する。
【００２９】このように構成したヒートシンク部におい
ては、金型部の熱容量の低減を図ることができ、冷却速
度の向上が可能となる。
ては、金型部の熱容量の低減を図ることができ、冷却速
度の向上が可能となる。
【００３０】（方式２）ヒートシンク部とそれを収容す
る収容部とを設ける。収容部は冷媒によって常時冷却さ
れている。これにより、ヒートシンク部は、（１）収容
部に収容、（２）金型部裏面に接触、（３）収容部と金
型部の中間、の３箇所に位置することができ、ヒートシ
ンク部の冷却と温度調整、金型部の冷却、ヒートシンク
部の温度分布の均一化等が可能となる。
る収容部とを設ける。収容部は冷媒によって常時冷却さ
れている。これにより、ヒートシンク部は、（１）収容
部に収容、（２）金型部裏面に接触、（３）収容部と金
型部の中間、の３箇所に位置することができ、ヒートシ
ンク部の冷却と温度調整、金型部の冷却、ヒートシンク
部の温度分布の均一化等が可能となる。
【００３１】このように分割構成としたヒートシンク部
においては、ヒートシンク部に冷却配管を含まないの
で、ヒートシンク部と金型部とが接触している間も、冷
却媒体が接触により熱を吸収して、流路内で温度分布が
変わることが無い。これにより、接触面の温度分布を一
定に保つことができ、金型部のより均一な冷却が可能と
なる。
においては、ヒートシンク部に冷却配管を含まないの
で、ヒートシンク部と金型部とが接触している間も、冷
却媒体が接触により熱を吸収して、流路内で温度分布が
変わることが無い。これにより、接触面の温度分布を一
定に保つことができ、金型部のより均一な冷却が可能と
なる。
【００３２】ここで、ヒートシンク部と金型部との熱容
量の差に応じて、上記冷却工程において、複数回に亘っ
て、金型部とヒートシンク部との接触若しくは非接触を
繰り返しても良い。
量の差に応じて、上記冷却工程において、複数回に亘っ
て、金型部とヒートシンク部との接触若しくは非接触を
繰り返しても良い。
【００３３】（方式３）冷却工程において、急冷時は液
体の冷却媒体、徐冷または温度微調整が必要な時はガス
を冷却媒体として用い、金型温度の微調整を行う。
体の冷却媒体、徐冷または温度微調整が必要な時はガス
を冷却媒体として用い、金型温度の微調整を行う。
【００３４】図２は、水とガスを冷却媒体として用いた
ときの、金型の温度変化を示す。
ときの、金型の温度変化を示す。
【００３５】図に示されるように、水は急冷、ガスは徐
冷の特徴を示す。この特徴を用いて、金型温度が徐冷領
域に達したときに冷却媒体を水からガスに切り替えれ
ば、金型部を容易に徐冷することができる。さらに、金
型が徐冷領域を下回ったとき、再度水冷に切り替えるこ
とにより、冷却時間を短縮でき生産性を向上することが
できる。
冷の特徴を示す。この特徴を用いて、金型温度が徐冷領
域に達したときに冷却媒体を水からガスに切り替えれ
ば、金型部を容易に徐冷することができる。さらに、金
型が徐冷領域を下回ったとき、再度水冷に切り替えるこ
とにより、冷却時間を短縮でき生産性を向上することが
できる。
【００３６】なお、これらの方式は、単独で実施しても
良いし、組み合わせて実施しても良い。
良いし、組み合わせて実施しても良い。
【００３７】（実施例）図３を参照して本発明の一実施
形態に係るガラス基板のプレス成形装置の構成を説明す
る。
形態に係るガラス基板のプレス成形装置の構成を説明す
る。
【００３８】本ガラス基板のプレス成形装置において
は、装置を収容するチャンバー（不図示）内において、
シリンダ６を有するプレス機に下ベース１０ｂが配置さ
れ、その上に下部ユニット２０ｂ及びこれと対向するよ
うに支持部材を介して上部ユニット２０ａが配置されて
いる。ここで、下部ユニット２０ｂと上部ユニット２０
ａの基本的な構造は同一である。下部ユニット２０ｂ
は、下ベース１０ｂ上に金型支持筒７を介して金型部で
ある下ヒータ２ｂ及び規制リング８を備える下金型１ｂ
が設置され、金型支持筒７の内部には、ベースに設置さ
れた移動手段である下昇降装置１１ｂにより、下ベース
１０ｂと金型部の間を上下に自在に移動可能であり、冷
却配管４を備える下ヒートシンク部３ｂが設置されてい
る。
は、装置を収容するチャンバー（不図示）内において、
シリンダ６を有するプレス機に下ベース１０ｂが配置さ
れ、その上に下部ユニット２０ｂ及びこれと対向するよ
うに支持部材を介して上部ユニット２０ａが配置されて
いる。ここで、下部ユニット２０ｂと上部ユニット２０
ａの基本的な構造は同一である。下部ユニット２０ｂ
は、下ベース１０ｂ上に金型支持筒７を介して金型部で
ある下ヒータ２ｂ及び規制リング８を備える下金型１ｂ
が設置され、金型支持筒７の内部には、ベースに設置さ
れた移動手段である下昇降装置１１ｂにより、下ベース
１０ｂと金型部の間を上下に自在に移動可能であり、冷
却配管４を備える下ヒートシンク部３ｂが設置されてい
る。
【００３９】このように構成されたガラス基板のプレス
成形装置においては、ガラス材料９が、図には記載して
いない移載機により下金型１ｂの成形面上に置かれる。
そして、上下金型１ａ、１ｂは、上下ヒータ２ａ、２ｂ
によりガラス材料９の軟化点近傍まで加熱される。加熱
されたガラス材料９は一定時間保持された後、シリンダ
６を介してプレス機５で加圧され、規制リング８により
厚み規制されたガラス基板に成形される。この成形後、
上下金型１ａ、１ｂはガラス材料９のガラス転移点温度
以下まで冷却され、その後上金型１ａは上昇される。成
形されたガラス基板は、図には記載していない移載機に
よりチャンバーの外に取り出される。また、チャンバー
は、真空排気または不活性ガスをパージできる機構を有
し、ヒータ２や金型１が高温状態で、酸化等による劣化
を防ぐため、この間チャンバー内を、真空または不活性
な雰囲気に保つ。
成形装置においては、ガラス材料９が、図には記載して
いない移載機により下金型１ｂの成形面上に置かれる。
そして、上下金型１ａ、１ｂは、上下ヒータ２ａ、２ｂ
によりガラス材料９の軟化点近傍まで加熱される。加熱
されたガラス材料９は一定時間保持された後、シリンダ
６を介してプレス機５で加圧され、規制リング８により
厚み規制されたガラス基板に成形される。この成形後、
上下金型１ａ、１ｂはガラス材料９のガラス転移点温度
以下まで冷却され、その後上金型１ａは上昇される。成
形されたガラス基板は、図には記載していない移載機に
よりチャンバーの外に取り出される。また、チャンバー
は、真空排気または不活性ガスをパージできる機構を有
し、ヒータ２や金型１が高温状態で、酸化等による劣化
を防ぐため、この間チャンバー内を、真空または不活性
な雰囲気に保つ。
【００４０】このように構成されたガラス基板のプレス
成形装置においては、金型周辺の上下ヒートシンク部３
ａ、３ｂは駆動手段である昇降装置１１ａ、１１ｂによ
り、金型部（金型とヒータを合わせた部分）の裏面と接
触又は非接触の状態にすることができ、金型部の冷却
は、金型部裏面にヒートシンク部３ａ、３ｂを押し当て
ることによって行う。
成形装置においては、金型周辺の上下ヒートシンク部３
ａ、３ｂは駆動手段である昇降装置１１ａ、１１ｂによ
り、金型部（金型とヒータを合わせた部分）の裏面と接
触又は非接触の状態にすることができ、金型部の冷却
は、金型部裏面にヒートシンク部３ａ、３ｂを押し当て
ることによって行う。
【００４１】図４に水冷配管の実施例を示す。図のよう
にヒートシンク部３には冷却水の通路が設けられてお
り、そこに冷却水の配管４を接続して冷却水を流す。冷
却水の導排出は、図４（ａ）のようにそれぞれ独立した
配管を用いる方法や、図４（ｂ）のように同軸二重管等
を用いる方法がある。このヒートシンク部を金型部裏面
に押し当てると、金型部は急速に冷却され、離すと雰囲
気への放熱のみになるので金型部は徐冷される。このよ
うなヒートシンク部の動作または冷却媒体の流量調整に
より、冷却速度をコントロールする。
にヒートシンク部３には冷却水の通路が設けられてお
り、そこに冷却水の配管４を接続して冷却水を流す。冷
却水の導排出は、図４（ａ）のようにそれぞれ独立した
配管を用いる方法や、図４（ｂ）のように同軸二重管等
を用いる方法がある。このヒートシンク部を金型部裏面
に押し当てると、金型部は急速に冷却され、離すと雰囲
気への放熱のみになるので金型部は徐冷される。このよ
うなヒートシンク部の動作または冷却媒体の流量調整に
より、冷却速度をコントロールする。
【００４２】図５は、他の実施例を示す。ここでは、ヒ
ートシンク部１６は、収容部１５により摺動可能に支持
され、収容部１５は水で冷却されている。以下この方式
を分割方式と呼ぶ。
ートシンク部１６は、収容部１５により摺動可能に支持
され、収容部１５は水で冷却されている。以下この方式
を分割方式と呼ぶ。
【００４３】図６に本実施例における冷却動作の概要を
示す。金型部の温度をＴ１、ヒートシンク部の温度をＴ
２、収容部の温度をＴ３とする。
示す。金型部の温度をＴ１、ヒートシンク部の温度をＴ
２、収容部の温度をＴ３とする。
【００４４】（１）ヒートシンク部１６が収容部１５に
収容されている状態では、Ｔ２≧Ｔ３の関係が成り立つ
ため、ヒートシンク部１６から収容部１５に熱が流れ
る。
収容されている状態では、Ｔ２≧Ｔ３の関係が成り立つ
ため、ヒートシンク部１６から収容部１５に熱が流れ
る。
【００４５】（２）ヒートシンク部１６が所定の温度に
なったところで保持状態にする。ここで、ヒートシンク
部１６の温度を均一化することができる。
なったところで保持状態にする。ここで、ヒートシンク
部１６の温度を均一化することができる。
【００４６】（３）ヒートシンク部１６を金型部に押し
当てると、単位面積あたりＴ１−Ｔ２に比例する熱が、
金型部からヒートシンク部１６に流れ冷却される。
当てると、単位面積あたりＴ１−Ｔ２に比例する熱が、
金型部からヒートシンク部１６に流れ冷却される。
【００４７】このように構成されたヒートシンク部にお
いては、前述のように、ヒートシンク部１６の動作によ
り金型部の冷却速度をコントロールすることができ、さ
らに、ヒートシンク部と金型部とが接触している間も接
触面の温度分布が均一となるので、金型部のより均一な
冷却が可能となる。
いては、前述のように、ヒートシンク部１６の動作によ
り金型部の冷却速度をコントロールすることができ、さ
らに、ヒートシンク部と金型部とが接触している間も接
触面の温度分布が均一となるので、金型部のより均一な
冷却が可能となる。
【００４８】また、冷却媒体として、冷却効率の良い液
体と効率が比較的悪い気体を併用することにより、徐冷
時の温度コントロールにおいて、ヒートシンク部と金型
部との接触／非接触または冷却水の流量調整だけでな
く、ガスを用いた冷却を行うことにより、さらに高精度
な温度調整が可能になる。
体と効率が比較的悪い気体を併用することにより、徐冷
時の温度コントロールにおいて、ヒートシンク部と金型
部との接触／非接触または冷却水の流量調整だけでな
く、ガスを用いた冷却を行うことにより、さらに高精度
な温度調整が可能になる。
【００４９】図７は、２種類の冷却媒体（水とガス）に
対して、同一の冷却通路を用いる別の実施例を示したも
のである。ガスと水は切替バルブ１２を用いて、急冷時
は水冷及びヒートシンク部と金型部との接触／非接触に
より温度調整を行い、温度を微調整しなければならない
徐冷領域では冷却媒体をガスに切替え、ガス流量を調整
して金型部の温度調整を行う。
対して、同一の冷却通路を用いる別の実施例を示したも
のである。ガスと水は切替バルブ１２を用いて、急冷時
は水冷及びヒートシンク部と金型部との接触／非接触に
より温度調整を行い、温度を微調整しなければならない
徐冷領域では冷却媒体をガスに切替え、ガス流量を調整
して金型部の温度調整を行う。
【００５０】図８に２媒体併用冷却の別の実施例を示
す。
す。
【００５１】ここでは、水とガスの流路を別々に設け、
ガスの流路は、（ｃ）に示すように、水平断面がらせん
状である冷却媒体の通路を設け、このガス流路を（ａ）
のようにヒートシンク部に設ける場合や（ｂ）のように
金型部に設ける場合等がある。このように構成した実施
例においては、水とガスの流路を別々に設けたことによ
り、急冷時は、水冷による急速冷却が可能となり、徐冷
時は、金型との接触面近傍に設けたらせん状配管によ
り、接触面の温度を均一に保った徐冷が可能となる。
ガスの流路は、（ｃ）に示すように、水平断面がらせん
状である冷却媒体の通路を設け、このガス流路を（ａ）
のようにヒートシンク部に設ける場合や（ｂ）のように
金型部に設ける場合等がある。このように構成した実施
例においては、水とガスの流路を別々に設けたことによ
り、急冷時は、水冷による急速冷却が可能となり、徐冷
時は、金型との接触面近傍に設けたらせん状配管によ
り、接触面の温度を均一に保った徐冷が可能となる。
【００５２】なお、本実施例は、方式１のヒートシンク
部と組み合わせても良いし、方式２の分割式ヒートシン
ク部と組み合わせて実施しても良い。
部と組み合わせても良いし、方式２の分割式ヒートシン
ク部と組み合わせて実施しても良い。
【００５３】図８（ａ）は、ヒートシンク部の接触面近
傍にらせん状のガス配管と水冷配管とを設けた実施例で
あり、例えば、急冷時は、液体の冷却媒体を導入したヒ
ートシンク部を金型部に接触させ、その後の徐冷時は、
ヒートシンク部を金型部に接触させたまま、液体の冷却
媒体を排出するとともに、ガスの冷却媒体を導入し金型
部を徐冷し、さらにその後の急冷時は、ヒートシンク部
を金型部に接触させたまま、液体の冷却媒体を導入し金
型部を急冷する。
傍にらせん状のガス配管と水冷配管とを設けた実施例で
あり、例えば、急冷時は、液体の冷却媒体を導入したヒ
ートシンク部を金型部に接触させ、その後の徐冷時は、
ヒートシンク部を金型部に接触させたまま、液体の冷却
媒体を排出するとともに、ガスの冷却媒体を導入し金型
部を徐冷し、さらにその後の急冷時は、ヒートシンク部
を金型部に接触させたまま、液体の冷却媒体を導入し金
型部を急冷する。
【００５４】図８（ｂ）は、ヒートシンク部には水冷配
管を設け、金型部にガス配管を設けた実施例であり、例
えば、急冷時は、液体の冷却媒体を導入したヒートシン
ク部を金型部に接触させ、その後の徐冷時は、ヒートシ
ンク部を金型部と非接触とさせるとともに、ガスの冷却
媒体を導入し金型部を徐冷し、さらにその後の急冷時
は、ガスを排出するとともに、ヒートシンク部を金型部
に接触させて金型部を急冷する。
管を設け、金型部にガス配管を設けた実施例であり、例
えば、急冷時は、液体の冷却媒体を導入したヒートシン
ク部を金型部に接触させ、その後の徐冷時は、ヒートシ
ンク部を金型部と非接触とさせるとともに、ガスの冷却
媒体を導入し金型部を徐冷し、さらにその後の急冷時
は、ガスを排出するとともに、ヒートシンク部を金型部
に接触させて金型部を急冷する。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、ガラス材料のプレス成
形において、上下金型の温度を精度良く調整しながら冷
却することにより、残留応力による歪みや反りを最小限
に抑え、平坦度に優れるガラス基板を得ることができ
る。これによって、この基板を情報記録媒体としたとき
に、高密度で高信頼性のものが得られる。
形において、上下金型の温度を精度良く調整しながら冷
却することにより、残留応力による歪みや反りを最小限
に抑え、平坦度に優れるガラス基板を得ることができ
る。これによって、この基板を情報記録媒体としたとき
に、高密度で高信頼性のものが得られる。
【図１】冷却方式と金型温度との関係を示した図であ
る。
る。
【図２】水冷及びガス冷却時の金型の温度変化を示した
図である。
図である。
【図３】本発明の実施形態に係るガラス基板のプレス成
形装置の構成図である。
形装置の構成図である。
【図４】ヒートシンク部内の冷却媒体通路の構造を示し
た図である。
た図である。
【図５】分割式ヒートシンク部の構造を示した図であ
る。
る。
【図６】分割式ヒートシンク部を用いた冷却動作の概要
を示した図である。
を示した図である。
【図７】液体及び気体を併用した冷却方式の概要を示し
た図である。
た図である。
【図８】液体及び気体を併用した冷却方式の構成を示し
た図である。
た図である。
１ 金型
２ ヒータ
３ ヒートシンク部
４ 冷却配管
５ プレス機
６ シリンダ
７ 金型支持筒
８ 規制リング
９ ガラス材料
１０ ベース
１１ 昇降装置
１２ 切替えバルブ
１３ 冷却ガス配管
１５ 分割方式の収容部
１６ 分割方式のヒートシンク部
２０ａ 上部ユニット
２０ｂ 下部ユニット
Claims (13)
- 【請求項１】 ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、
前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、ガラス基
板をプレス成形するガラス基板のプレス成形装置におい
て、 前記上下の金型部のプレス成形面と反対側の面との接触
又は非接触が可能な上下のヒートシンク部と、 該上下のヒートシンク部を移動させる駆動手段と、 前記上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前
記上下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と接触
させることにより構成される急冷手段と、 前記上下のヒートシンク部を前記駆動手段を駆動して前
記上下の金型部の前記プレス成形面と反対側の面と非接
触とさせることにより構成される徐冷手段とを備えるこ
とを特徴とするガラス基板のプレス成形装置。 - 【請求項２】 前記上下のヒートシンク部は、前記上下
の金型部と冷却媒体の通路を有する上下の収容部との間
を移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のガ
ラス基板のプレス成形装置。 - 【請求項３】 前記上下のヒートシンク部は、それぞれ
冷却媒体の通路を有することを特徴とする請求項１又は
２に記載のガラス基板のプレス成形装置。 - 【請求項４】 前記上下のヒートシンク部は、前記上下
の金型部との接触面近傍に、水平断面がらせん状である
気体の冷却媒体通路及び該気体の冷却媒体通路の前記接
触面と反対側に液体の冷却媒体通路を有することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガラス基板の
プレス成形装置。 - 【請求項５】 前記上下の金型部に水平断面がらせん状
である冷却媒体の通路を設けたことを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のガラス基板のプレス成形装
置。 - 【請求項６】 前記冷却媒体の通路は、切替バルブを介
して複数の冷却媒体に連通され、前記冷却媒体の通路に
複数の冷却媒体を選択的に通じることができることを特
徴とする請求項３又は５のいずれかに記載のガラス基板
のプレス成形装置。 - 【請求項７】 ヒータ部を含んだ上下の金型部を有し、
前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、加熱工
程、加圧工程、冷却工程を含み、ガラス基板をプレス成
形するガラス基板のプレス成形方法において、 前記冷却工程は、所定の温度領域に応じて、上下のヒー
トシンク部を前記上下の金型部のプレス成形面と反対側
の面と接触させることにより前記上下の金型部を急冷す
る急冷工程と、 その後、前記上下のヒートシンク部を前記上下の金型部
のプレス成形面と反対側の面と非接触とさせることによ
り前記上下の金型部を徐冷する徐冷工程と、 さらにその後、前記上下のヒートシンク部を前記上下の
金型部のプレス成形面と反対側の面と再接触させること
により前記上下の金型部を急冷する急冷工程とを備える
ことを特徴とするガラス基板のプレス成形方法。 - 【請求項８】 前記冷却工程は、前記上下のヒートシン
ク部をそれぞれ上下の収容部へ収容し、該上下のヒート
シンク部を冷却する冷却工程を備えることを特徴とする
請求項７に記載のガラス基板のプレス成形方法。 - 【請求項９】 冷却媒体として液体と気体とを用い、前
記急冷工程には液体を用い、前記徐冷工程には気体を用
いることを特徴とする請求項７又は８に記載のガラス基
板のプレス成形方法。 - 【請求項１０】 前記冷却媒体としての液体と気体と
が、同一の冷却媒体の通路に切り替えて導入されること
を特徴とする請求項９に記載のガラス基板のプレス成形
方法。 - 【請求項１１】 前記冷却工程において、前記上下の金
型部の冷却速度を前記冷却媒体の供給量にて調整するこ
とを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のガ
ラス基板のプレス成形方法。 - 【請求項１２】 ヒータ部を含んだ上下の金型部を有
し、前記上下の金型部の間にガラス素材を配置し、加熱
工程、加圧工程、冷却工程を含み、ガラス基板をプレス
成形するガラス基板のプレス成形方法において、 前記冷却工程は、所定の温度領域に応じて、液体の冷却
媒体が冷却通路に導入されている上下のヒートシンク部
を前記上下の金型部のプレス成形面と反対側の面と接触
させることにより前記上下の金型部を急冷する急冷工程
と、 その後、前記上下のヒートシンク部を前記上下の金型部
に接触させたまま、前記液体の冷却媒体を排出するとと
もに、気体の冷却媒体を冷却通路に導入して前記上下の
金型部を徐冷する徐冷工程と、 さらにその後、前記上下のヒートシンク部を前記上下の
金型部に接触させたまま、前記液体の冷却媒体を冷却通
路に導入して前記上下の金型部を急冷する急冷工程とを
備えることを特徴とするガラス基板のプレス成形方法。 - 【請求項１３】 前記冷却工程において、前記金型部の
冷却速度を前記冷却媒体の供給量にて調整することを特
徴とする請求項１２に記載のガラス基板のプレス成形方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001319652A JP3982229B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001319652A JP3982229B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003128425A true JP2003128425A (ja) | 2003-05-08 |
| JP3982229B2 JP3982229B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=19137172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001319652A Expired - Fee Related JP3982229B2 (ja) | 2001-10-17 | 2001-10-17 | ガラス基板のプレス成形装置及びプレス成形方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3982229B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2004026540A (ja) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス用成形装置及び成形方法 |
| JP2007171095A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-05 | Shimadzu Corp | 液晶基板検査装置 |
| JP2011111368A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Hoya Corp | ガラスブランクの製造方法、ガラスプレス用上型、プレス成型装置、情報記録媒体用基板の製造方法および情報記録媒体の製造方法 |
| WO2011122054A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラス基板及びガラスブランクの製造方法、および、磁気ディスク用ガラス基板及びガラスブランク |
| WO2012043704A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Hoya株式会社 | 磁気記録媒体ガラス基板用ガラスブランク製造方法、磁気記録媒体ガラス基板製造方法、磁気記録媒体製造方法、および、磁気記録媒体ガラス基板用ガラスブランクの製造装置 |
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-
2001
- 2001-10-17 JP JP2001319652A patent/JP3982229B2/ja not_active Expired - Fee Related
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