JP2015101516A - ガラス成形品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形用金型の温度を精緻に制御することにより、ガラス成形品の品位を向上させることができるガラス成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス成形品の製造方法は、第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程（Ｓ１０）において、第１温調部を用いて第２金型の中心部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するとともに第２温調部を用いて第２金型の周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整し、ガラス成形品を順次製造する工程（Ｓ２０）において、第１温調部を用いて第２金型の中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するとともに第２温調部を用いて第２金型の周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整しつつガラス成形品を順次製造する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ダイレクトプレス法を用いたガラス成形品の製造方法および製造装置に関する。

今日、ガラス製の光学素子は、デジタルカメラ用レンズ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ、各種ミラーなどとして広範にわたって利用されている。かかるガラス製の光学素子は、成形用金型を用いて溶融したガラス素材（溶融ガラス）を加圧成形するプレス成形法により製造されることが多くなってきている。その中でも、成形用金型を用いて溶融ガラスを直接加圧成形してガラス製の光学素子を得るダイレクトプレス法は、高い生産効率を期待できることから注目されている。

ダイレクトプレス法を用いる場合には、高温の溶融ガラスに比べて低い温度を有する成形用金型を用いて挟み込むことで加圧成形を行なう。溶融ガラスは、その温度が低下するに伴って粘度が上昇するため、加圧成形時における溶融ガラスの温度の制御が成形性を高める上で非常に重要となる。加圧成形を繰り返すことにより成形用金型の温度が変動し、これが溶融ガラスの温度に影響を与えてしまうため、成形用金型の温度を制御して成形用金型の温度を安定させることにより、加圧成形時の溶融ガラスの温度を安定させる方法が用いられる。

成形用金型の温度を制御して溶融ガラスを加圧成形するガラス成形品の製造方法が開示された文献として、たとえば、特開２０１０−２５４５１９号公報（特許文献１）、特開２００７−３０２５４９号公報（特許文献２）、特開２００８−１３３９２号公報（特許文献３）が挙げられる。

特許文献１に開示のガラス成形品の製造方法にあっては、溶融ガラスが供給された下型に上型を近接させて溶融ガラスを加圧成形する際に、上型に含まれる成形用金型（上金型）の温度を検知手段によって検知し、検知された結果に基づいて、上金型の温度が所定の温度に保つように、上金型の中央上方に配置された冷却ファンと上金型の周縁部に配置された加熱源とを制御する。上金型の温度上昇時においては加熱源に含まれる熱源をＯＦＦにするとともに冷却ファンを駆動させる。

特許文献２に開示のガラス成形品の製造方法にあっては、溶融ガラスを加圧成形するための型面とは反対側に位置する成形用金型（上金型）の表面を覆うように接触し当該上金型を加熱する加熱源と、当該加熱源の一部を冷却することにより加熱源を介して上金型を冷却する冷却部とを制御することにより成形用金型の温度を制御する。

特許文献３に開示のガラス成形品の製造方法にあっては、上金型と、下型と、ガラス成形品の側面を成形するための側面用金型とを用いて溶融ガラスを加圧成形する際に、側面用金型の温度が下型の温度よりも低くなるように調整する。

特開２０１０−２５４５１９号公報 特開２００７−３０２５４９号公報 特開２００８−１３３９２号公報

ガラス製の光学素子とは異なるが、近年、スマートフォンやタブレット端末に代表されるディスプレイ装置に具備されるカバーガラスのような大型で異形のガラス成形品を製造する場合においてもダイレクトプレス法が採用されている。

ダイレクトプレス法によって下型および上型を用いて連続的に溶融ガラスを加圧成形する場合には、下型においては加圧成形毎に異なるものが用いられるのに対して、上型においては共通のものが繰り返し用いられる。

カバーガラスのような大型で異形（矩形等）のガラス成形品をダイレクトプレス法により製造する場合には、多量の溶融ガラスを金型に供給する必要がある。多量の溶融ガラスが供給された金型は、溶融ガラスからの熱が伝達されることにより温度が上昇する。特に、カバーガラスを連続的に製造する場合には、共通して繰り返し使用する上型に含まれる成形用金型（上金型）に熱が蓄積されていき、上金型の温度が上昇していく。

溶融ガラスを上金型と下型とを用いて加圧成形する場合には、上金型と下型とを近接させた際に形成されるキャビティの中心部から外側に向かうように溶融ガラスが押し広げられる。このように溶融ガラスを押し広げることにより、溶融ガラスの熱は中心部に伝達されやすくなる。このため、上金型の中心部の温度は、周縁部の温度よりも高くなる。

上金型の中心部の温度と周縁部の温度との差が許容値を超える場合には、加圧成形直後の溶融ガラスの温度も中心部と周縁部とでばらつきが生じる。温度のばらつきに起因して中心部と周縁部とで溶融ガラスの熱収縮量が異なることとなるため、上金型の温度分布が適正な範囲から外れる場合には、製造されるガラス成形品に反りが発生し、その品位が低下する。

生産タクトを短縮した場合には、加圧成形時から次の加圧成形時までの時間が短縮されることにより、順次ガラス成形品を複数製造する際に溶融ガラスから熱が伝達される回数が増加する。この結果、生産タクトが長い場合と比較して、上金型の中心部の温度が上昇しやすくなり、上金型の中心部と周縁部とで顕著に温度分布が発生する。

一方、生産タクトを相当程度の長さとする場合においては、上金型の中心部には熱がある程度蓄積されるが、加圧成形後において上金型の周縁部が周辺環境に曝される時間が増加する。これにより、上金型の周縁部が冷却されやすくなり、上金型の中心部と周縁部とで大きな温度分布が発生することになる。

このように生産タクトを相当程度短くしてガラス成形品を製造する場合および生産タクトを相当程度長くしてガラス成形品を製造する場合のいずれにおいても、上金型の中心部と周縁部の温度分布を適正な範囲内にするために上金型の中心部および周縁部のそれぞれを所望の温度となるように、上金型を精緻に温度制御することが要求される。

特許文献１に開示の方法にあっては、上金型の温度上昇時において冷却ファンを用いて上型の中心部を冷却しているが、冷却ファンによって送風された冷気は成形用金型から熱を吸収して熱風となり冷却ファンに向けて膨張する。このため送風効率が低下し、連続して加圧成形する場合には十分に上型の中心部を冷却することができず、上金型の温度上昇を抑制することが困難となる。この結果、上型の中心部と周縁部とで発生する温度分布が適正な範囲から外れることとなり、ガラス成形品に反りが発生しやすくなる。

特許文献２に開示の方法にあっては、加熱源は中心部と周縁部が一体となって構成されているため、加熱源の中心部が冷却された場合には加熱源の周縁部も相当程度冷却されることになる。この際、加熱源の中心部と周縁部とで冷却度合いを調整できないため、当該加熱源の中心部を冷却しつつ、当該加熱源を介して上金型の中心部の温度を適正に調整した場合であっても、上型の周縁部の温度が適正な温度から外れる場合が生じる。この結果、上型の中心部と周縁部とで発生する温度分布が適正な範囲から外れることとなり、ガラス成形品に反りが発生しやすくなる。

特許文献３に開示の方法にあっては、上金型、下型および側面用金型に含まれる加熱源のＯＮ／ＯＦＦのみを制御することにより上金型等の温度を調整する。上金型は、その内部に設けられた加熱源によって全体が加熱されるため、中心部と周縁部とを独立して加熱することができない。この結果、上金型の中心部と周縁部とで発生する温度分布が適正な範囲から外れることとなり、ガラス成形品に反りが発生しやすくなる。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、成形用金型の温度を精緻に制御することにより、ガラス成形品の品位を向上させることができるガラス成形品の製造方法および製造装置を提供することにある。

本発明に基づくガラス成形品の製造方法は、第１金型に供給される溶融ガラスを、当該第１金型とこれに対向する第２金型とによって挟み込んで加圧成形することにより、ガラス成形品を順次連続的に複数製造するガラス成形品の製造方法であって、上記ガラス成形品を連続的に製造するに先立って、上記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程と、連続的に上記溶融ガラスを加圧成形することにより、上記ガラス成形品を順次製造する工程とを備える。上記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、第２金型の外部に配置され、かつ、上記第２金型の中心部の温度を調整可能な第１温調部を用いて、上記第２金型の上記中心部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するとともに、上記第２金型の外部に配置され、かつ、上記第２金型の上記中心部の周囲に位置する上記第２金型の周縁部の温度を調整可能な第２温調部を用いて、上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整する。上記ガラス成形品を順次製造する工程は、上記第１温調部を用いて上記第２金型の上記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するとともに、上記第２温調部を用いて上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整しつつ、上記ガラス成形品を順次製造する。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第１温調部は、上記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記中心部を加熱する第１加熱源と、上記第１加熱源を介して上記第２金型の上記中心部を冷却する第１冷却部とを含むことが好ましく、上記第２温調部は、上記第１加熱源から独立し、上記型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記周縁部を加熱する第２加熱源を含むことが好ましい。この場合には、上記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、上記第１冷却部を停止させた状態で上記第１加熱源および上記第２加熱源を用いて、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、上記第２金型を加熱する工程と、ダミーとなる上記溶融ガラスを加圧成形しつつ、上記第１加熱源、上記第２加熱源および上記第１冷却部を用いて、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように、上記第２金型を加熱および冷却する工程とを含むことが好まし。さらにこの場合には、上記ガラス成形品を順次製造する工程において、上記第１加熱源を停止させた状態で、上記第１冷却部を用いて上記第２金型の上記中心部を冷却し、上記第２加熱源を用いて上記第２金型の上記周縁部を加熱することが好ましい。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第１温調部は、上記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から上記第２金型の上記中心部を冷却する第２冷却部を含むことが好ましく、上記第２温調部は、上記第２冷却部から独立し、上記型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記周縁部を冷却する第３冷却部と、上記第３冷却部を介して上記第２金型の上記周縁部に熱的に接触して上記第２金型を加熱する第３加熱源とを含むことが好ましい。この場合には、上記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、上記第２冷却部および上記第３冷却部を停止させた状態で上記第３加熱源を用いて、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、上記第２金型を加熱する工程と、ダミーとなる上記溶融ガラスを加圧成形しつつ、上記第２冷却部、上記第３冷却部および上記第３加熱源を用いて上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように上記第２金型を加熱および冷却する工程とを含むことが好ましい。さらにこの場合には、上記ガラス成形品を順次製造する工程において、上記第３加熱源を停止させた状態で、上記第２冷却部を用いて上記第２金型の上記中心部を冷却し、上記第３冷却部を用いて上記第２金型の上記周縁部を冷却することが好ましい。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第２冷却部および上記第３冷却部は、内部において冷却媒体が流動することができるように構成された接触式の冷却板を含むことが好ましい。

本発明に基づくガラス成形品の製造装置は、第１金型に供給される溶融ガラスを、当該第１金型とこれに対向する第２金型とによって挟み込んで加圧成形することにより、ガラス成形品を順次連続的に複数製造するガラス成形品の製造装置であって、上記第２金型の外部に配置され、かつ、上記第２金型の中心部の温度を調整可能な第１温調部と、上記第２金型の外部に配置され、かつ、上記中心部の外周に位置する上記第２金型の周縁部の温度を調整可能な第２温調部と、上記第２金型の上記中心部の温度を検知する第１検知手段と、上記第２金型の上記周縁部の温度を検知する第２検知手段と、上記第１温調部および上記第２温調部を制御する制御部とを備える。上記制御部は、上記第１検知手段からの検知結果に基づいて上記第２金型の上記中心部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように上記第１温調部を制御するとともに、上記第２検知手段からの検知結果に基づいて上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように上記第２温調部を制御した後に、上記第１検知手段からの検知結果に基づいて上記第２金型の上記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように上記第１温調部を制御するとともに、上記第２検知手段からの検知結果に基づいて上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように上記第２温調部を制御する。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造装置にあっては、上記第１温調部は、上記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記中心部を加熱する第１加熱源と、上記第１加熱源を介して上記第２金型の中心部を冷却する第１冷却部とを含むことが好ましく、上記第２温調部は、上記第１加熱源から独立し、上記型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記周縁部を加熱する第２加熱源を含むことが好ましい。この場合には、上記制御部は、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するにあたり、上記第１冷却部を停止させて上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、上記第１加熱源および上記第２加熱源を制御した後に、ダミーとなる上記溶融ガラスを加圧成形しつつ、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように上記第１加熱源、上記第２加熱源および上記第１冷却部を制御することが好ましい。さらにこの場合には、上記制御部は、上記第２金型の上記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、上記第１加熱源を停止させ、上記第２金型の上記中心部を冷却するように上記第１冷却部を制御し、上記第２金型の周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、上記第２金型の上記周縁部を加熱するように上記第２加熱源を制御することが好ましい。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造装置にあっては、上記第１温調部は、上記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から上記第２金型の上記中心部を冷却する第２冷却部を含むことが好ましく、上記第２温調部は、上記第２冷却部から独立し、上記型面とは反対側から上記第２金型に接触し上記第２金型の上記周縁部を冷却する第３冷却部と、上記第３冷却部を介して上記第２金型の上記周縁部に熱的に接触して上記第２金型を加熱する第３加熱源とを含むことが好ましい。この場合には、上記制御部は、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するにあたり、上記第２冷却部および上記第３冷却部を停止させ、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、上記第３加熱源を制御した後に、ダミーとなる上記溶融ガラスを加圧成形しつつ、上記第２金型の上記中心部および上記第２金型の上記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように上記第２冷却部、上記第３冷却部および上記第３加熱源を制御することが好ましい。さらにこの場合には、上記制御部は、上記第２金型の上記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、上記第３加熱源を停止させ、上記第２金型の上記中心部を冷却するように上記第２冷却部を制御し、上記第２金型の上記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、上記第３加熱源を停止させ、上記第２金型の上記周縁部を冷却するように上記第３冷却部を制御することが好ましい。

上記本発明に基づくガラス成形品の製造装置にあっては、上記第２冷却部および上記第３冷却部は、内部において冷却媒体が流動することができるように構成された接触式の冷却板を含むことが好ましい。

本発明によれば、成形用金型の温度を精緻に制御することにより、ガラス成形品の品位を向上させることができるガラス成形品の製造方法および製造装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るガラス成形品の製造装置の概略図である。 図１に示す製造装置の平面的なレイアウトを示す図である。 図１に示す上型の詳細な構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係るガラス成形品の製造方法に従ったカバーガラスの製造フローを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る上金型の温度変化を示す図である。 第１加熱源、第１冷却部および第２加熱源の動作状態を示す図である。 図４に示す上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調査する工程のフローを示す図である。 図４に示すガラス成形品を順次製造する工程において上金型の中心部の温度および周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように上金型の温度を調整する際のフローを示す図である。 図４に示す溶融ガラスを切断して下型に供給する工程を示す図である。 図９に示す溶融ガラスを切断して下型に供給する工程の後状態を示す図である。 図４に示す上型を下降させる工程を示す図である。 図４に示す溶融ガラスを加圧成形する工程を示す図である。 図４に示す上型を上昇してガラス成形品を冷却する工程を示す図である。 図４に示すガラス成形品を離型する工程を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るガラス成形品の製造装置における上型の詳細な構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る上金型の温度変化を示す図である。 第２冷却部、第３冷却部、第３加熱源の動作状態を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調査する工程のフローを示す図である。 本発明の実施の形態２に係るガラス成形品を順次製造する工程において上金型の温度が所定の温度範囲に収まるように上金型の温度を調整する際のフローを示す図である。 本発明の効果を検証するために行なった検証実験の条件および結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の
形態は、スマートフォンやタブレット端末に具備される薄板状のカバーガラスの製造方法および製造装置に本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態におけるガラス成形品の製造装置を示す概略構成図である。図２は、図１中に示す製造装置の平面的なレイアウトを示す図である。

図１および図２を参照して、まず、本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置１００の構成について説明する。なお、ガラス成形品の製造装置１００は、いわゆるダイレクトプレス法に基づいてガラス成形品を製造するものである。

本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００は、素材供給部１０と、切断部２０と、加圧成形部３０と、離型部４０と、制御部６０とを有し、これらが組み合わさって構成されている。

素材供給部１０は、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを加圧成形部３０に供給する。素材供給部１０は、連続溶融炉１１と、ノズル部１２と、流出管１３とを有する。

連続溶融炉１１は、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを貯留する。ノズル部１２は、連続溶融炉１１において貯留された溶融ガラスを流出管１３に導入する。流出管１３は、その下端に流出口を有しており、その流出口から鉛直下方に向けて連続的に溶融ガラス７０を流出させる。

切断部２０は、素材供給部１０から加圧成形部３０に供給される溶融ガラスの量を適切な量に調整する。切断部２０は、切断機構としてのカッター２１と、カッター駆動機構２２とを有する。

カッター２１は、流出管１３から流出する溶融ガラス７０を切断し、当該切断部分を溶融ガラス７０と分離させる。カッター２１は、一対の平面形状の剪断刃によって構成され、これら一対の剪断刃が流出管１３の下方において突き合わされることによって溶融ガラス７０を切断する。カッター駆動機構２２は、カッター２１を駆動する。カッター駆動機構２２としては、カッター２１を切断動作させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、エアシリンダ、サーボモータ、油圧シリンダ、リニアモータ、ステッピングモータ等が利用される。

加圧成形部３０は、第１金型としての下型３１、上型３２、下型駆動機構３３および上型駆動機構３４を有する。加圧成形部３０は、素材供給部１０により供給された溶融ガラスを下型３１および上型３２を用いて加圧成形する。

下型３１は、後述する溶融ガラスを供給する工程において、素材供給部１０により供給された溶融ガラスを受け止める。上型３２は、後述する加圧成形工程時、下型３１と対向して配置される。下型３１は、上型３２の鉛直下側に配置される。上型３２と下型３１とを近接させて、上型３２に含まれる上金型３２０（図３参照）と下型３１とで挟み込むことにより溶融ガラスが加圧成形される。

下型３１および上金型３２０を形成する材料としては、耐熱合金（ステンレス合金等）、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、窒化アルミニウム等）、カーボンを含む複合材料等、ガラス成形品を製造するための型として公知の材料の中から適宜選択して用いられる。下型３１、上金型３２０は、同一の材料にて構成されてもよいし、それぞれ別の材料にて構成されてもよい。

下型３１および上金型３２０の表面は、耐久性の向上や、溶融ガラスとの融着の防止を図る観点から、所定の被覆層にて覆われていることが好ましい。被覆層の材料は、特に制限されるものではないが、たとえば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタン等）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等）等が用いられる。被覆層の成膜方法も、特に制限されないが、たとえば、真空蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等が利用される。

下型駆動機構３３は、図１および図２中の矢印で示すＤＲ１方向（水平方向）に下型３１を移動させる。これにより、下型３１は、素材供給部１０から滴下される溶融ガラスを受け止めるための位置（滴下ポジションＰ１）と、受け止めた溶融ガラスを加圧成形するために上型３２と対向する位置（成形ポジションＰ２）と、ガラス成形品を冷却するための位置（冷却ポジションＰ３，Ｐ４，Ｐ５）と、ガラス成形品を取り出すための位置（取り出しポジションＰ６）との間で移動する。なお、下型３１の移動方向は、図２中に示す旋回方向に限定されず、たとえば、直動方向であってもよい。

下型駆動機構３３としては、下型３１を移動させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、サーボモータ、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、またはこれらの組み合わせが利用される。図２中では、下型駆動機構３３が、ターンテーブル３８と、ターンテーブル３８を回転駆動させる図示しないモータとによって構成される。

上型駆動機構３４は、図１中に矢印で示すＤＲ２方向（鉛直方向）に上型３２を移動させる。これにより、上型３２は、鉛直上方の位置と鉛直下方の位置との間を往復動することになり、上型３２と下型３１とが接近および離隔する。なお、このうちの鉛直上方の位置が、ガラス素材の加圧成形の前に上型３２が待機する位置であり、このうちの鉛直下方の位置が、下型３１とともに溶融ガラスを加圧成形する位置である。上型駆動機構３４としては、上型３２を移動させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、サーボモータ、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、またはこれらの組み合わせが利用される。

離型部４０は、加圧成形部３０により得られるガラス成形品を下型３１から取り出す。離型部４０は、吸着装置４１を有する。吸着装置４１は、取り出しポジションＰ６に移動された下型３１と対向するように設けられている。吸着装置４１としては、たとえば、真空吸着を利用した公知の手段が利用される。

制御部６０は、ガラス成形品の製造装置１００の各種機構の動作を制御する。具体的には、上述のカッター駆動機構２２、下型駆動機構３３、上型駆動機構３４、吸着装置４１の動作を制御する。制御部６０は、カッター２１による溶融ガラス７０の切断のタイミング、下型３１の移動のタイミング、上型３２の移動のタイミング、吸着装置４１の動作のタイミング等、ガラス成形品の製造に係る一連のシーケンスを制御する。

図３は、図１に示す上型の詳細な構成を示す概略図である。図３を参照して、上型３２の詳細な構成について説明する。

図３に示すように、上型３２は、第２金型としての上金型３２０、第１加熱源３３０、第２加熱源３４０、第１冷却部３５０、第１検知手段３６１および第２検知手段３６２を含んでいる。第１加熱源３３０と第１冷却部３５０は、第１温調部として機能し、第２加熱源３４０は第２温調部として機能する。

上金型３２０は、加圧成形時に溶融ガラスと直接接触する部位であり、溶融ガラスを加圧成形する型面３２１と、その反対側に位置する表面３２４を有する。表面３２４は、その中心に位置する中心領域３２４ａと、当該中心領域３２４ａの周囲に位置する周縁領域３２４ｂとを有する。

第１加熱源３３０は、上金型３２０の型面３２１とは反対側から上金型３２０に接触し上金型３２０の中心部を加熱する。第１加熱源３３０は、熱板３３１と、熱源３３２とを有する。

熱板３３１は、上金型３２０の表面３２４における中心領域３２４ａと接触するように配置される。熱板３３１は、熱源３３２からの熱を上金型３２０の中心部に伝達することにより、上金型３２０の中心部を加熱する。

熱板３３１は、上金型３２１と接触する側の主表面とは反対側の主表面の中央が窪むことにより形成された凹部３３３を有する。凹部３３３は、後述する第１冷却部３５０によって冷却される部分である。

第２加熱源３４０は、第１加熱源３３０から独立して、上金型３２０の型面３２１とは反対側から上金型３２０に接触し上金型３２０の周縁部を加熱する。第２加熱源３４０は、熱板３４１と、熱源３４２とを有する。

熱板３４１は、上金型３２０の表面３２４における周縁領域３２４ｂに接触するように配置される。熱板３４１は、環状形状または枠状形状を有し、熱板３３１を囲むように配置される。熱板３４１は、熱源３４２からの熱を上金型３２０の周縁部に伝達することにより、上金型３２０の周縁部を加熱する。

熱源３３２および熱源３４２としては、公知の加熱手段が適宜選択して用いられ、たとえば、熱板３３１および熱板３４１の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、熱板３３１および熱板３４１の外側に接触させて使用するシート状のヒータ、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等が用いられる。

第１冷却部３５０は、導入経路３５２と導出経路３５３とが設けられた基体３５１、入口側ポート３５４、出口側ポート３５５および導入配管３５６を含む。

基体３５１は、熱板３３１の凹部３３３を塞ぐように配置される。これにより、凹部３３３に形成された開放空間と導入経路３５２と導出経路３５３とが連通する。

入口側ポート３５４は、導入経路３５２に冷却媒体を導入するためのポートであり、一端側が不図示の供給設備に接続されており、他端側が導入経路３５２の一端に接続されている。

導入配管３５６は、冷却媒体を凹部３３３に供給するための配管であり、一端側が導入経路３５２の他端側に接続されており、他端側が凹部３３３の底面部３３３ａに近づくように配置されている。

出口側ポート３５５は、導出経路３５３から冷却媒体を導出するためのポートであり、一端側が不図示の回収設備に接続されており、他端側が導出経路３５３の一端に接続されている。

このように、回収設備、入口側ポート３５４、導入経路３５２、導入配管３５６、導出経路３５３、出口側ポート３５５および回収設備が接続されることにより、冷却媒体を流動させる回路が形成される。冷却媒体は、制御部６０によって不図示のポンプが駆動されることに当該回路内を流動する。

入口側ポート３５４および導入経路３５２を介して供給設備から導入配管３５６に導入された冷却媒体が、導入配管３５６の他端側から凹部３３３の表面に吹きつけられることにより、熱板３３１が冷却される。この際、熱板３３１を介して上金型３２０の中央部と冷却媒体とで熱交換が行なわれることとなり、上金型３２０の中央部が冷却される。

冷却媒体としては、たとえば水を採用することができる。なお、冷却媒体は、水に限定されず、オイル等の液体や、空気、窒素などの気体であってもよい。

第１検知手段３６１は、たとえば型面３２１に近接するように上金型３２０の中心部に埋設されており、型面３２１近傍における上金型３２０の中心部の温度を測定する。第２検知手段３６２は、たとえば型面３２１に近接するように上金型３２０の周縁部に埋設されており、型面３２１近傍における上金型３２０の周縁部の温度を測定する。

第１検知手段３６１および第２検知手段３６２によって検知された検知結果（上金型３２０の中心部および周縁部の温度）は、制御部６０に入力される。

第１検知手段３６１および第２検知手段３６２としては、サーミスタ等の温度センサを採用することができる。なお、第１検知手段３６１および第２検知手段３６２としては、型面３２１の温度を非接触で測定可能な非接触温度センサを採用してもよい。

制御部６０は、第１加熱源３３０に含まれる熱源３３２を制御することにより第１加熱源３３０の温度を制御することができ、第２加熱源３４０に含まれる熱源３４２を制御することにより第２加熱源３４０の温度を制御することができる。また、制御部６０は、不図示のポンプを制御することにより、供給設備から凹部３３３に供給される冷却媒体の流量を制御することができる。

図４は、本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法に従ったカバーガラスの製造フローを示す図である。図４を参照して、本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法に従ったカバーガラスの製造フローについて説明する。

以下に示す本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法は、いわゆるダイレクトプレス法に基づいてガラス成形品としてのカバーガラスを製造する方法であり、上述した本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００を用いて好適に実施できる。

なお、本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法にあっては、生産タクトを相当程度の長さとする場合を例示し、加圧成形後において上金型３２０の周縁部が周辺環境に曝される時間が増加することにより上金型３２０の周縁部が相当程度冷却される場合を例示する。また、本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法にあっては、上金型３２０の中心部の温度と上金型３２０の周縁部の温度とがほぼ同じ温度となるように調整する場合を例示する。

本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法に従って製造されたカバーガラスは、そのガラス組成として、５０［重量％］以上７０［重量％］以下のＳｉＯ_２と、５［重量％］以上１５［重量％］以下のＡｌ_２Ｏ_３と、０［重量％］以上５［重量％］以下のＢ_２Ｏ_３と、２［重量％］以上２０［重量％］以下のＮａ_２Ｏと、０［重量％］以上１０［重量％］以下のＫ_２Ｏ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ＴｉＯ_２と、０［重量％］以上１５［重量％］以下のＺｒＯ_２とを含有していることが好ましい。

カバーガラスが上記のようなガラス組成を有していれば、ガラス転移点をＴｇ［℃］とした場合に、加圧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）［℃］以上（Ｔｇ＋１５０）［℃］以下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させることができ、またガラスの熱収縮による割れを抑制することができる。

当該ガラスの線膨張係数αは、１００［℃］以上３００［℃］以下の温度範囲において７０［×１０^−７／℃］以上１１０［×１０^−７／℃］以下であることが好ましい。たとえば、１００［℃］以上３００［℃］以下の範囲で９８［×１０^−７／℃］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［ｄＰａ・ｓ］とすると、ｌｏｇη＝１１．０〜１４．５であることが好ましい。本実施の形態においては、平板状のカバーガラスを製造する場合を例示するものであるが、上記のような特性を持つガラスは、湾曲した形状を有するカバーガラスの成形に特に適している。

上記ガラス成形品の一例として、スマートフォンに具備されるカバーガラスが挙げられる。カバーガラスは、代表的には、略矩形の平面視を有する平板形状に形成されている。カバーガラスは、略矩形の平面視に限られず、たとえば、矩形の角部が大きく面取りされた形状や多角形状の平面視を有してもよい。カバーガラスは、平板形状に限られず、たとえば、その外縁が全周に渡って一方の側に折り返されることによって、浅底の受け皿形状を有してもよい。

また、カバーガラスの外形は、平面視した状態において、４０［ｍｍ］×４０［ｍｍ］以上かつ３００［ｍｍ］×３００［ｍｍ］以下に収まる範囲の大きさであることが好ましい。このような範囲内において、後述する本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法を好適に用いることができる。

図４に示すように、本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法は、工程（Ｓ１０）と工程（Ｓ２０）とを備える。工程（Ｓ１０）においては、連続的にガラス成形品を製造するに先立って、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する。続いて、工程（Ｓ２０）において、連続的に溶融ガラスを加圧成形することにより、ガラス成形品を順次製造する。工程（Ｓ２０）の詳細については後述する。

連続的に溶融ガラスを加圧成形してガラス成形品を順次製造する際においては、共通して繰り返し使用する上金型３２０に溶融ガラスからの熱が加圧成形毎に伝達されることにより、上金型３２０の温度は下型３１よりも上昇しやすくなる。

一般的に、上金型３２０の温度が、ガラス転移点（Ｔｇ＋１００）［℃］を超えるような場合においては、溶融ガラスとの間で融着が発生し易くなったり、ガラス成形品において反りが発生しやすくなったりする場合が生じる。一方、上金型３２０の温度がガラス転移点（Ｔｇ−１００）［℃］を下回るような場合には、高精度な転写面を形成することが困難になる。

このように、上金型３２０の温度は転写性および成形性に影響を与えるため、ガラス成形品を順次成形する工程においては、上金型３２０の温度が所定の温度範囲内に収まるように上金型３２０の温度を調整しつつガラス成形品を順次製造することが好ましい。この際、上金型３２０の中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整されるともに、上金型３２０の周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整されることが好ましい。

なお、上金型３２０の温度を所定の温度範囲内に収めるためには、連続的にガラス成形品を製造するに先立って、上金型３２０の経時的な温度が所定の条件を満たすように予備的に調整する必要がある。

図５は、本発明の実施の形態１に係る上金型の温度変化を示す図である。図６は、第１加熱源、第１冷却部および第２加熱源の動作状態を示す図である。図７は、図４に示す上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調査する工程のフローを示す図である。図８は、図４に示すガラス成形品を順次製造する工程において上金型の中心部の温度および周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように上金型の温度を調整する際のフローを示す図である。図５から図８を参照して、上金型３２０の温度を制御する方法について説明する。

上金型３２０の温度を制御するに際には、制御部６０は第１温調部としての第１加熱源３３０および第１冷却部３５０のＯＮ状態およびＯＦＦ状態をそれぞれ制御する。また、制御部６０は、第２温調部としての第２加熱源３４０のＯＮ状態およびＯＦＦ状態を制御する。

ここで第１加熱源３３０および第２加熱源３４０のＯＮ状態とは、制御部６０が熱源３３２および熱源３４２の出力を０％〜１００％の範囲で適宜制御する状態を指す。第１加熱源３３０および第２加熱源のＯＦＦ状態とは、制御部６０が熱源３３２および熱源３４２を停止した状態を維持し加熱を停止している状態を指す。また、第１冷却部３５０のＯＮ状態とは、制御部６０が不図示のポンプを制御することにより供給設備から凹部３３３に供給される冷却媒体の流量を０％〜１００％の範囲で適宜制御する状態を指す。第１冷却部３５０のＯＦＦ状態とは、制御部が不図示のポンプを停止した状態を維持し冷却を停止している状態を指す。

図５および図６に示すように、時間ｔ０から時間ｔ２までが上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程に相当する。また、時間ｔ２以降がガラス成形品を順次製造する工程に相当する。

図７に示すように、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程においては、まず、工程（Ｓ１１）において、制御部６０は、第１冷却部３５０を停止させた状態で第１加熱源３３０および第２加熱源３４０を用いて上金型３２０を加熱する。

具体的には、図５および図６に示すように、制御部６０は、時間ｔ０からｔ１かけて、第１加熱源３３０および第２加熱源３４０がＯＮ状態となり、第１冷却部３５０がＯＦＦ状態となるように制御する。これにより、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度ＴｐがＴ１［℃］からＴ２［℃］となるように、上金型３２０が第１加熱源３３０および第２加熱源３４０によって加熱される。ここで、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃは、第１検知手段３６１によって検知される値であり、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐは、第２検知手段３６２によって検知される値である。

続いて、図７に示すように工程（Ｓ１２）において、制御部６０は、第１加熱源３３０、第２加熱源３４０および第１冷却部３５０を用いて上金型３２０を加熱および冷却する。工程（Ｓ１２）は、工程（Ｓ１３）および工程（Ｓ１４）を含んでいる。工程（Ｓ１３）においては、ダミーとなる溶融ガラスが下型３１に供給される。工程（Ｓ１４）においては、下型３１に供給されたダミーとなる溶融ガラスを上金型３２０と下型３１とによって挟み込むことにより加圧成形する。このように、工程（Ｓ１２）は、ダミーとなる溶融ガラスを加圧成形しつつ、第１加熱源３３０、第２加熱源３４０および第１冷却部３５０を用いて上金型３２０を加熱および冷却する。

次に、工程（Ｓ１５）において、制御部６０は、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件が所定の条件を満たすか否かを判断する。ここで、上金型３２０の経時的な温度変化とは、第１検知手段３６１および第２検知手段３６２によってそれぞれ検知された上金型３２０の中心部および周縁部の温度変化と時間の変化から算出される値である。当該値は、図５に示す時間ｔ１からｔ２に示す温度曲線のうち温度が下降している部分における各時間での温度曲線の傾きに相当する。

具体的には、図６および図７に示すように、制御部６０は、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて、第１加熱源３３０および第２加熱源３４０がＯＮ状態を維持し、第１冷却部３５０がＯＮ状態となるように制御する。

第１温調部において、第１冷却部３５０内を流動する冷却媒体の流量を急に増加させると、上金型３２０の温度が急激に低下することが起こり得る。このため、本実施の形態においては、上型３２と下型３１とを用いてダミーとなる溶融ガラスを順次加圧成形することを繰り返しながら、溶融ガラスからの熱を上金型３２０に蓄積させつつ、徐々に上金型３２０の温度を冷却していく。

具体的には、制御部６０は、徐々に熱源３３２の出力を減少させつつ、溶融ガラスを順次加圧成形しながら、第１冷却部３５０を流動する冷却媒体の流量を徐々に増加させる。これにより、第１冷却部３５０からの冷却量を徐々に増加させる。この結果、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第１冷却部３５０から上金型３２０に付与される冷却量との均衡が保たれるように調整することが可能となる。

第２温調部においては、制御部６０は、熱源３４２の出力を増減させつつ、上金型３２０の周縁部の温度を調整する。溶融ガラスを順次加圧成形しながら、上金型３２０の温度を調整する場合であっても、生産タクトを相当程度の長さとする場合には、加圧成形後において上金型３２０の周縁部が周辺環境に曝される時間が増加することにより上金型３２０の周縁部が相当程度冷却されやすくなる。制御部６０は、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、上金型３２０の周縁部が周辺環境から付与される冷却量とを考慮して、これらの均衡が保たれるように熱源３４２の出力を制御する。

このように上金型３２０の温度を調整することにより、図６に示すように上金型３２０中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐは、一度上昇した後に、所定の温度にＴａに近づくように減少していく。これにより、上金型３２０の中心部および上金型３２０の周縁部の経時的な温度変化がほぼ変動しない状態に近づけることが可能となり、所定の条件が満たされることとなる。なお、溶融ガラスから上金型３２０の周縁部に供給される熱量は、上型３２０の周縁部に供給される熱量よりも少なくなるとともに、上金型３２０の周縁部は冷却されやすいため、周縁部の温度Ｔｐは、中心部の温度Ｔｃよりも温度の上昇は緩やかとなる。

図７に示すように、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすと判断された場合（工程（Ｓ１５）；ＹＥＳ）には、上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程（Ｓ１２）を終了し、ガラス成形品を順次成形する工程（Ｓ２０）に移行する。一方、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たさないと判断された場合（工程（Ｓ１５）；ＮＯ）には、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすと判断されるまで、工程（Ｓ１２）からの動作を繰り返す。

なお、下型３１についても、不図示の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おり、連続的に溶融ガラスを加圧成形することによりガラス成形品を順次製造する工程（Ｓ２０）が実施されるまでに、所定の温度を保つように加熱されている。たとえば、下型３１の温度は、加圧成形するガラス材料のガラス転移点Ｔｇ［℃］に対し、（Ｔｇ−１００）［℃］以上（Ｔｇ＋１００）［℃］以下の範囲に設定する。この際、下型３１の加熱温度は、上金型３２０の加熱温度と同一の温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。

ガラス成形品を順次製造する際には、下型３１は、生産毎に異なるものが用いられるため、上金型３２０と比較して加圧成形時に溶融ガラスに与える温度変動の影響は低い。このため、溶融ガラスの接触等による下型３１の温度変動は許容できる。

下型３１を加熱す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、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を加熱手段として用いることができる。

図５および図６に示すように、ガラス成形品を順次成形する工程においては、時間ｔ２以降において、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐのそれぞれが所定の温度範囲内に収まるように温度を制御する。この際、上金型３２０の上限の温度をＴｕ、下限の温度をＴｌ、これら平均の温度であり目標となる設定温度をＴａとする。

ガラス成形品を順次成形する工程においては、加圧成形毎に溶融ガラスから熱が主として上金型３２０の中心部に供給されていくため、上金型３２０の中心部の温度を調整する場合には、第１加熱源３３０を停止させ、第１冷却部３５０を駆動させる。一方、上金型３２０の周縁部は、溶融ガラスから熱が供給されるものの周辺環境によって冷却されるため、第２加熱源３４０を駆動させた状態を維持する必要がある。このため、制御部６０は、時間ｔ２以降において第１加熱源３３０がＯＦＦ状態となり、第１冷却部３５０および第２加熱源３４０がＯＮ状態を維持するように制御する。

図８を参照して、ガラス成形品を順次成形する工程において、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃを所定の温度範囲を満たすように調整するフローについて説明する。

まず、工程（Ｓ３０）において、制御部６０は、第１加熱源３３０を停止させた状態で第１冷却部３５０を用いて上金型３２０の中心部を冷却する。続いて、工程（Ｓ３１）において、制御部６０は、第１検知手段３６１を用いて上金型３２０の中心部の温度Ｔｃを測定する。

次に、工程（Ｓ３２）において、制御部６０は、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さいかを判断する。上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さい場合には、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量よりも第１冷却部３５０から上金型３２０に付与される冷却量が多くなっており、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが低下傾向にあると制御部６０が察知する。一方、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａ以上である場合には、第１冷却部３５０から上金型３２０に付与される冷却量が溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量以下であり、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが上昇傾向にあると制御部６０が察知する。

上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さいと判断した場合（工程（Ｓ３２）；ＹＥＳ）には、工程（Ｓ３３）において、制御部６０は、第１冷却部３５０内を流動する冷却媒体の流量を低減させる。これにより、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第１冷却部３５０から上金型３２０に付与される冷却量との均衡が保たれる。

一方、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａ以上であると判断した場合（工程（Ｓ３２）；ＮＯ）には、工程（Ｓ３４）において、制御部６０は、第１冷却部３５０内を流動する冷却媒体の流量を増加させる。これにより、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第１冷却部３５０から上金型３２０に加えられる冷却量との均衡が保たれる。

工程（Ｓ３３）または工程（Ｓ３４）が実行された後には、工程（Ｓ３５）によって、制御部６０は、第１検知手段３６１を用いて上金型３２０の中心部の温度Ｔｃを測定する。続いて、工程（Ｓ３６）において、制御部６０は、第１検知手段３６１による検知結果に基づいて上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが所定の温度範囲であるかを判断する。

上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが所定の温度範囲でないと判断された場合（工程（Ｓ３６）；ＮＯ）には、制御部６０は、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが所定の温度範囲に収まるまで、工程（Ｓ３２）からの動作を繰り返す。

上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが所定の温度範囲であると判断された場合（工程（Ｓ３６）；ＹＥＳ）には、制御部６０は再度工程（Ｓ３０）の動作に復帰する。

ガラス成形品を順次成形する工程において、上述の動作を継続して行うことにより、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃを設定温度Ｔａとほぼ同一となるように制御することができる。

続いて、ガラス成形品を順次成形する工程において、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを所定の温度範囲を満たすように調整するフローについて説明する。

まず、工程（Ｓ４０）において、制御部６０は、第１加熱源３３０を停止させた状態で第２加熱源３４０を用いて上金型３２０の周縁部を加熱する。続いて、工程（Ｓ４１）において、制御部６０は、第２検知手段３６２を用いて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを測定する。

次に、工程（Ｓ４２）において、制御部６０は、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａより小さいかを判断する。上金型３２０の周縁部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さい場合には、上金型３２０の周縁部において、第２加熱源３４０から上金型３２０に供給される熱量および溶融ガラスから供給される熱量の総和よりも周辺環境から付与される冷却量が多くなっており、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが低下傾向にあると制御部６０が察知する。一方、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａ以上である場合には、上金型３２０の周縁部において、周辺環境から付与される冷却量が第２加熱源３４０から上金型３２０に供給される熱量および溶融ガラスから供給される熱量の総和以下であり、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが上昇傾向にあると制御部６０が察知する。

上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さいと判断した場合（工程（Ｓ４２）；ＹＥＳ）には、工程（Ｓ４３）において、制御部６０は、第２加熱源３４０に含まれる熱源３４２の出力を増加させる。これにより、上金型３２０の周縁部において、第２加熱源３４０から上金型３２０に供給される熱量および溶融ガラスから供給される熱量の総和よりも周辺環境から付与される冷却量との均衡が保たれる。

一方、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａ以上であると判断した場合（工程（Ｓ４２）；ＮＯ）には、工程（Ｓ４４）において、制御部６０は、第２加熱源３４０に含まれる熱源３４２の出力を低減させる。これにより、上金型３２０の周縁部において、第２加熱源３４０から上金型３２０に供給される熱量および溶融ガラスから供給される熱量の総和よりも周辺環境から付与される冷却量との均衡が保たれる。

工程（Ｓ４３）または工程（Ｓ４４）が実行された後には、工程（Ｓ４５）によって、制御部６０は、第２検知手段３６２を用いて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを測定する。続いて、工程（Ｓ４６）において、制御部６０は、第２検知手段３６２による検知結果に基づいて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲であるかを判断する。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲でないと判断された場合（工程（Ｓ４６）；ＮＯ）には、制御部６０は、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲に収まるまで、工程（Ｓ４２）からの動作を繰り返す。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲であると判断された場合（工程（Ｓ４６）；ＹＥＳ）には、制御部６０は再度工程（Ｓ４０）の動作に復帰する。

ガラス成形品を順次成形する工程において、上述の動作を継続して行うことにより、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを設定温度Ｔａとほぼ同一となるように制御することができる。

以上のように、第１温調部としての第１加熱源３３０および第１冷却部３５０と、第２温調部としての第２加熱源３４０を用いて、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐとを独立して精緻に制御することにより、上金型３２０の中心部と周縁部とで生じる温度分布を抑制できるとともに所望の範囲内に収めることができる。

これにより、本実施の形態においては加圧成形時に溶融ガラスの中心部の温度と周縁部の温度とをほぼ一定にすることができ、溶融ガラスの熱収縮量を溶融ガラスの中心部から周縁部に亘ってほぼ均一にすることができる。この結果、ガラス成形品の反りを抑制し、ガラス成形品の品位を向上させることができる。

図９から図１４は、図４に示すガラス成形品を順次製造する工程における各工程または所定の工程の後状態を示す図である。これら図９から図１４を参照して、連続的に溶融ガラスを加圧成形することにより、ガラス成形品を順次製造する工程について説明する。

まず、下型３１を滴下ポジションＰ１（図１および図２を参照）に移動させる。下型３１の現在位置を検出した結果、下型３１が既に滴下ポジションＰ１に配置されている場合には、下型３１の移動を行なわない。一方、下型３１の現在位置を検出した結果、下型３１が滴下ポジションＰ１以外の位置に配置されている場合には、制御部６０からの指令により下型駆動機構３３が作動し、下型３１を滴下ポジションＰ１に移動させる。

図９は、図４に示す溶融ガラスを切断して下型に供給する工程を示す図である。次に、図４および図９に示すように、工程（Ｓ２１）において流出管１３から流出する溶融ガラス７０を切断して下型３１に溶融ガラス７１を供給する。溶融した状態で連続溶融炉１１内に貯留された溶融ガラスは、ノズル部１２を経由して連続溶融炉１１から流出し、自重により流出管１３から、溶融ガラス７０として液線状に落下する。流出管１３から流出した溶融ガラス７０をカッター２１によって切断し、滴状の形状を有する溶融ガラス７１を得る。溶融ガラス７１は、下型３１に向けて落下する。

図１０は、図９に示す溶融ガラスを切断して下型に供給する工程の後状態を示す図である。図１０に示すように、下型３１に供給された溶融ガラス７１は、下型３１の型面３１ａ上で濡れ広がる。下型３１に滴下された溶融ガラス７１の温度は、たとえば、８００℃以上９００℃以下の範囲である。

続いて、下型３１を成形ポジションＰ２（図１および図２を参照）に移動させる。制御部６０からの指令により下型駆動機構３３が作動し、水平方向（図１および図２中に示すＤＲ１方向）に下型３１を移動させる。これにより、下型３１を成形ポジションＰ２に移動させ、下型３１と上型３２とを距離を設けて対向配置する。

図１１は、図４に示す上型を下降させる工程を示す図である。次に、図４および図１１に示すように、工程（Ｓ２２）において上型３２を下降させる。制御部６０からの指令により上型駆動機構３４を作動させ、上型３２を、図１１中の矢印に示すように下型３１へ向けて下降させる。

図１２は、図４に示す溶融ガラスを加圧成形する工程を示す図である。続いて、図４および図１１に示すように、工程（Ｓ２３）において溶融ガラス７１を加圧成形する。この際、上型３２を鉛直下方に沿って移動させて下型３１と上型３２とを近接させることにより、溶融ガラス７１を下型３１と上型３２とによって挟み込むことで加圧成形する。

加圧成形工程の開始時の溶融ガラス７１の温度は、（Ｔｇ＋５０）℃以上（Ｔｇ＋２００）℃以下に設定されることが好ましい。たとえば、Ｔｇが５４０℃の場合、加圧直前の溶融ガラス７１の温度を６８０℃としてもよい。溶融ガラス７１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、ガラス転移温度をＴｇに対し、上金型３２０の温度を（Ｔｇ−６０）℃以上（Ｔｇ−２０）℃以下に設定し、下型３１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、上金型３２０の温度を５００℃とし、下型３１の温度を５２０℃としてもよい。また、加圧の際には、たとえば、溶融ガラス７１には、略２トンの加圧力が略１０秒間負荷される。これにより、溶融ガラス７１が加圧成形され、ガラス成形品７２が形成される。

図１３は、図４に示す上型を上昇してガラス成形品を冷却する工程を示す図である。次に、図４および図１３に示すように、工程（Ｓ２４）において上型３２を上昇させてガラス成形品７２を冷却する。上型３２を上昇させた後は、下型３１を、冷却ポジションＰ３（図２を参照）に移動させる。所定の時間経過後、下型３１を冷却ポジションＰ３から冷却ポジションＰ４（図２を参照）に移動させる。さらに所定の時間経過後、下型３１を冷却ポジションＰ５（図２参照）に移動させる。

上型３２が上昇動作のための移動を開始するときのガラス成形品７２の温度は、（Ｔｇ−３０）℃以上（Ｔｇ＋１００）℃以下に設定されることが好ましい。たとえば、Ｔｇが５４０℃の場合、上型３２の上昇動作の開始時のガラス成形品７２の温度は、５１０℃以上６４０℃以下に設定されるとよい。当該温度が（Ｔｇ−３０）℃より低くなる場合は、ガラス成形品７２の熱収縮量が大きくなり割れなどの欠陥が発生しやすくなる。一方、当該温度が（Ｔｇ＋１００）℃より高くなる場合には、上昇動作に伴ってガラス成形品７２の面形状が崩れたり、良好な転写性が得られなくなったりすることが懸念される。

図１４は、図４に示すガラス成形品を離型する工程を示す図である。続いて、図４および図１４に示すように、工程（Ｓ２５）においてガラス成形品を離型する。この際、下型３１を冷却ポジションＰ５から取り出しポジションＰ６（図１および図２を参照）に移動させて、下型３１からガラス成形品７２を取り出して回収する。ガラス成形品７２の取り出し作業は、吸着装置４１によってガラス成形品７２を吸着して移動させることにより行なう。

次に、下型３１から離型されたガラス成形品７２に対して、適当な切断工程および／または研磨工程が施されることによって、カバーガラス等のガラス製品の最終形状が得られる。

以上のように本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法は、上述の一連の工程を繰り返すことにより、複数のカバーガラスを順次製造することができる。

この際、第１温調部としての第１加熱源３３０および第１冷却部３５０と、第２温調部としての第２加熱源３４０を用いて、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐとを独立して精緻に制御することにより、上金型３２０の中心部と周縁部とで生じる温度分布を抑制することができるとともに所望の範囲内に収めることができる。

これにより、加圧成形時に溶融ガラスの中心部の温度と周縁部の温度とをほぼ一定にすることができ、溶融ガラスの熱収縮量を溶融ガラスの中心部から周縁部に亘ってほぼ均一にすることができる。この結果、ガラス成形品の反りを抑制し、ガラス成形品の品位を向上させることができる。

したがって、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置１００を利用して、成形用金型の温度を精緻に制御することにより、ガラス成形品の品位を向上させることができる。

（実施の形態２）
図１５は、本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００Ａにおける上型３２Ａの詳細な構成を示す概略図である。図１５を参照して、本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００Ａについて説明する。

図１５に示すように、本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００Ａは、実施の形態１に係るガラス成形品の製造装置と比較した場合に、上型３２Ａの構成が相違し、その他の構成はほぼ同様である。

本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法にあっては、生産タクトが相当程度短く、加圧成形時から次の加圧成形時までの時間が短縮されることにより溶融ガラスから熱が伝達される回数が増加する場合を想定している。このため、上金型３２０の周縁部においては、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量が、上金型３２０の周縁部が周辺環境から付与される冷却量を上回る。したがって、本実施の形態に係るガラス成形品の製造装置１００Ａは、上金型３２０の中心部のみならず周縁部も冷却可能となるように上型３２が構成されている。

上型３２Ａは、第２金型としての上金型３２０、第２冷却部３９０、第３冷却部４００、第３加熱源３４０Ａ、第１検知手段３６１および第２検知手段３６２を含んでいる。第２冷却部３９０が第１温調部として機能し、第３冷却部４００および第３加熱源３４０Ａが第２温調部として機能する。

上金型３２０は、実施の形態１と同様の構成を有する。第２冷却部３９０は、冷却媒体導入出部３５０Ａおよび第１冷却板３７０を含む。第１冷却板３７０は、溶融ガラスを加圧成形する型面３２１とは反対側から上金型３２０の中心部に接触し当該上金型３２０の中心部を冷却する。第１冷却板３７０は、内部に冷却媒体を流動可能に構成されている。第１冷却板３７０は、本体部３７１と、供給口３７２、排出口３７３と、流通経路３７４とを有する。

本体部３７１は、後述する収容部３４５に収容される。本体部３７１は、型面３２１と反対側に位置する上金型３２０の表面３２４の中心領域３２４ａに接触するように配置される。本体部３７１が上金型３２０と接触する主表面と反対側の主表面の中央部には、供給口３７２および排出口３７３が設けられている。

供給口３７２および排出口３７３は、本体部３７１の内部に設けられた流通経路３７４によって接続されている。流通経路３７４は、上金型３２０の中心部を効率的に冷却できるように引き回しされている。流通経路３７４内を流通する冷却媒体が第１冷却板３７０を介して上金型３２０の中心部から熱を奪うことにより、上金型３２０の中心部が冷却される。

冷却媒体導入出部３５０Ａは、上型３２外部に設けられた不図示の供給設備から導入された冷却媒体を第１冷却板３７０に導入する。また、第１冷却板３７０から排出された冷却媒体を不図示の回収設備に向けて導出する。

冷却媒体導入出部３５０Ａは、導入経路３５２と導出経路３５３とが設けられた基体３５１、入口側ポート３５４、出口側ポート３５５、導入配管３５６および導出配管３５７を含む。

基体３５１は、熱板３４１Ａに設けられた後述の孔部３４３を収容部３４５と反対側から塞ぐように配置される。

入口側ポート３５４は、導入経路３５２に冷却媒体を導入するためのポートであり、一端側が供給設備に接続されており、他端側が導入経路３５２の一端に接続されている。導入配管３５６は、第１冷却板３７０に冷却媒体を供給するための配管であり、一端側が導入経路３５２の他端側に接続されており、他端側が第１冷却板３７０の供給口３７２に接続されている。

出口側ポート３５５は、導出経路３５３から冷却媒体を導出するためのポートであり、一端側が回収設備に接続されており、他端側が導出経路３５３の一端に接続されている。導出配管３５７は、第１冷却板３７０から冷却媒体を排出するための配管であり、一端側が導出経路３５３に接続されており、他端側が第１冷却板３７０の排出口３７３に接続されている。

このように回収設備、入口側ポート３５４、導入経路３５２、導入配管３５６、第１冷却板３７０、導出配管３５７、導出経路３５３、出口側ポート３５５および回収設備が接続されることにより、冷却媒体を流動させる回路が形成される。冷却媒体は、制御部６０によって不図示のポンプが駆動されることに当該回路内を流動する。

第３冷却部４００は、第２冷却板３８０、入口側ポート３８５および出口側ポート３８６を含む。第２冷却板３８０は、第１冷却板３７０から独立し、溶融ガラスを加圧成形する型面３２１とは反対側から上金型３２０の周縁部に接触し当該上金型３２０の周縁部を冷却する。第２冷却板３８０は、内部に冷却媒体を流動可能に構成されている。第２冷却板３８０は、本体部３８１と、供給口３８２、排出口３８３と、流通経路３８４とを有する。

本体部３８１は、上金型３２０の周縁領域３２４ｂに接触するように配置される。本体部３８１は、環状形状または枠状形状を有し、中心領域３２４ａの上方に位置する空間を囲むように配置される。本体部３８１の一端側の側面部には供給口３８２が設けられており、本体部３８１の他端側の側面部には排出口３８３が設けられている。

供給口３８２および排出口３８３は、本体部３８１の内部に設けられた流通経路３８４によって接続されている。流通経路３８４は、上金型３２０の周縁部を効率的に冷却できるように引き回しされている。流通経路３８４内を流通する冷却媒体が第２冷却板３８０を介して上金型３２０の周縁部から熱を奪うことにより、上金型３２０の周縁部が冷却される。

入口側ポート３８５は、流通経路３８４に冷却媒体を導入するためのポートであり、一端側が不図示の供給設備に接続されており、他端側が流通経路３８４の一端に接続されている。出口側ポート３８６は、流通経路３８４から冷却媒体を導出するためのポートであり、一端側が不図示の回収設備に接続されており、他端側が流通経路３８４の他端に接続されている。

このように入口側ポート３８５、出口側ポート３８６、第２冷却板３８０、供給設備および回収設備が接続されることにより、冷却媒体を流動させる回路が形成される。冷却媒体は、制御部６０によって不図示のポンプが駆動されることに当該回路内を流動する。

第１冷却板３７０内および第２冷却板３８０内を流動可能な冷却媒体としては、たとえば水を採用することができる。なお、冷却媒体は、水に限定されず、オイル等の液体や、空気、窒素などの気体であってもよい。

第３加熱源３４０Ａは、第２冷却板３８０を介して上金型３２０の周縁部に熱的に接触して上金型３２０の周縁部を加熱する。第３加熱源３４０Ａは、熱板３４１Ａと、熱源３４２とを有する。

熱板３４１Ａは、第２冷却板３８０における上金型３２０の周縁領域３２４ｂに接触する主表面と反対側の主表面を覆うように配置される。熱板３４１Ａは、第２冷却板３８０を介して熱源３４２からの熱を上金型３２０の周縁部に伝達することにより、上金型３２０の周縁部を加熱する。

熱板３４１Ａは、上金型３２０側に位置する主表面のうち、上金型３２０の中心領域３２４ａに対応する部分が上金型３２０から離れる側に窪むことにより形成された凹部３４４を有する。熱板３４１Ａは、基体３５１側に位置する主表面側から凹部３４４に連通する孔部３４３を有する。孔部３４３は、導入配管３５６および導出配管３５７を挿通可能に構成されている。

熱板３４１Ａに設けられた凹部３４４と後述する環状または枠状の第２冷却板３８０によって囲まれた空間によって、第１冷却板３７０を収容可能な収容部３４５が構成される。

制御部６０は、第３加熱源３４０Ａに含まれる熱源３４２を制御することにより、第３加熱源３４０Ａの温度を制御することができるとともに、不図示のポンプを制御することにより、供給設備から第１冷却板３７０および第２冷却板３８０に供給される冷却媒体の流量をそれぞれ制御することができる。また、制御部６０には、第１検知手段３６１および第２検知手段３６２によって検知された検知結果（上金型３２０の中心部および周縁部の温度）が入力される。

本実施の形態に係るガラス成形品の製造方法は、上述した実施の形態１に係るガラス成形品の製造方法に基本的に準じたものであり、連続的にガラス成形品を製造するに先立って、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整した後に、連続的に溶融ガラスを加圧成形することにより、ガラス成形品を順次製造する。

本実施の形態においては、生産タクトが相当程度短い場合を想定している。このため、ガラス成形品の製造装置１００Ａの構成に基づき、上金型３２０の温度を調整する方法が、実施の形態１に係る上金型３２０の温度を調整する方法と異なる。

図１６は、本実施の形態に係る上金型の温度変化を示す図である。図１７は、第２冷却部、第３冷却部、第３加熱源の動作状態を示す図である。図１８は、本実施の形態に係る上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調査する工程のフローを示す図である。図１９は、本実施の形態に係るガラス成形品を順次製造する工程において上金型の温度が所定の温度範囲に収まるように上金型の温度を調整する際のフローを示す図である。図１６から図１９を参照して、ガラス成形品の製造装置１００Ａの構成に基づいて上金型３２０の温度を調整する方法について説明する。

上金型３２０の温度を制御するに際には、制御部６０は第１温調部としての第２冷却部３９０のＯＮ状態およびＯＦＦ状態を制御する。また、制御部６０は、第２温調部としての第３冷却部４００および第３加熱源３４０ＡのＯＮ状態およびＯＦＦ状態をそれぞれ制御する。

ここで第３加熱源３４０ＡのＯＮ状態とは、制御部６０が熱源３４２の出力を０％〜１００％の範囲で適宜制御する状態を指す。第３加熱源３４０ＡのＯＦＦ状態とは、制御部６０が熱源３４２を停止した状態を維持し加熱を停止している状態を指す。また、第２冷却部３９０および第３冷却部４００のＯＮ状態とは、制御部６０が不図示のポンプを制御することにより供給設備から第１冷却板３７０および第２冷却板３８０に供給される冷却媒体の流量を０％〜１００％の範囲で適宜制御する状態を指す。第２冷却部３９０および第３冷却部４００のＯＦＦ状態とは、制御部が不図示のポンプを停止した状態を維持し冷却を停止している状態を指す。なお、第１冷却板３７０および第２冷却板３８０に供給される冷却媒体の流量は、それぞれ独立して制御される。

図１６および図１７に示すように、時間ｔ０から時間ｔ２までが上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程に相当する。また、時間ｔ２以降がガラス成形品を順次製造する工程に相当する。

図１８に示すように、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程においては、まず、工程（Ｓ１１Ａ）において、制御部６０は、第２冷却部３９０および第３冷却部４００を停止させた状態で第３加熱源３４０Ａを用いて上金型３２０を加熱する。

具体的には、図１６および図１７に示すように、制御部６０は、時間ｔ０からｔ１かけて、第２冷却部３９０および第３冷却部４００がＯＦＦ状態となり、第３加熱源３４０ＡがＯＮ状態となるように制御する。これにより、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度ＴｐがＴ１［℃］からＴ２［℃］となるように、上金型３２０が第３加熱源３４０Ａによって加熱される。

続いて、図１８に示すように工程（Ｓ１２Ａ）において、制御部６０は、第３加熱源３４０Ａ、第２冷却部３９０および第３冷却部４００を用いて上金型３２０を加熱および冷却する。この際、実施の形態１と同様に、工程（Ｓ１３）においては、ダミーとなる溶融ガラスが下型３１に供給され、工程（Ｓ１４）においては、下型３１に供給されたダミーとなる溶融ガラスを上金型３２０と下型３１とによって挟み込むことにより加圧成形する。このように、工程（Ｓ１２）は、ダミーとなる溶融ガラスを加圧成形しつつ、第３加熱源３４０Ａ、第２冷却部３９０および第３冷却部４００を用いて上金型３２０を加熱および冷却する。

具体的には、図１６および図１７に示すように、制御部６０は、時間ｔ１から時間ｔ２にかけて、第３加熱源３４０ＡがＯＮ状態を維持し、第２冷却部３９０および第３冷却部４００がＯＮ状態となるように制御する。

第２冷却部３９０および第３冷却部４００がＯＮ状態となり、第１冷却板３７０内および第２冷却板３８０内を流動する冷却媒体の流量を急に増加させた場合には、上金型３２０の温度が急激に低下することが起こり得る。このため、本実施の形態においては、上型３２と下型３１とを用いてダミーとなる溶融ガラスを順次加圧成形することを繰り返しながら、溶融ガラスからの熱を上金型３２０に蓄積させつつ、徐々に上金型３２０の温度を冷却していく。

具体的には、制御部６０は、徐々に熱源３４２Ａの出力を減少させつつ、溶融ガラスを順次加圧成形しながら、第１冷却板３７０内および第２冷却板３８０内を流動する冷却媒体の流量を徐々に増加させる。これにより、第１冷却板３７０および第２冷却板３８０からの冷却量を徐々に増加させる。この結果、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第１冷却板３７０および第２冷却板３８０から上金型３２０に付与される冷却量との均衡が保たれるように調整することが可能となる。

このように上金型３２０の温度を調整することにより、図６に示すように上金型３２０中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐは、一度上昇した後に、所定の温度にＴａに近づくように減少していく。これにより、上金型３２０の中心部および上金型の周縁部の経時的な温度変化がほぼ変動しない状態に近づけることが可能となり、所定の条件が満たされることとなる。なお、溶融ガラスから上金型３２０の周縁部に供給される熱量は、上型３２０の周縁部に供給される熱量と比較して若干少なくなるとともに、上金型３２０の周縁部はある程度冷却されるため、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐは、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃよりも温度の上昇は緩やかとなる。

次に、図１８に示すように、工程（Ｓ１５）において、制御部６０は、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件が所定の条件を満たすか否かを判断する。

上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすと判断された場合（工程（Ｓ１５）；ＹＥＳ）には、上金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程（Ｓ１２Ａ）を終了し、ガラス成形品を順次成形する工程（Ｓ２０）に移行する。一方、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たさないと判断された場合（工程（Ｓ１５）；ＮＯ）には、上金型３２０の経時的な温度変化が所定の条件を満たすと判断されるまで、工程（Ｓ１２Ａ）からの動作を繰り返す。

ガラス成形品を順次成形する工程においては、加圧成形毎に溶融ガラスから熱が上金型３２０の中心部から周縁部に亘って供給されていく。さらに、その生産タクトが短いため、上金型３２０が周辺環境によって冷却される冷却量を上回る熱量が上金型３２０の周縁部にも供給されることとなる。このため、上金型３２０の中心部および周縁部の温度を調整する場合には、第３加熱源３４０Ａを停止させ、第２冷却部３９０および第３冷却部４００の動作を維持させる必要がある。したがって、制御部６０は、時間ｔ２以降において第３加熱源３４０ＡがＯＦＦ状態となり、第２冷却部３９０および第３冷却部４００がＯＮ状態を維持するように制御する。

図１９を参照して、ガラス成形品を順次成形する工程において、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを所定の温度範囲を満たすように調整するフローについて説明する。

上金型３２０の中心部の温度Ｔｃを所定の温度範囲を満たすように調整するフローにおいては、まず、工程（Ｓ３０Ａ）において、制御部６０は、第３加熱源３４０Ａを停止させた状態で第２冷却部３９０を用いて上金型３２０の中心部を冷却する。続いて、工程（Ｓ３１）から工程（Ｓ３６）まで動作は、実施の形態１に係る動作とほぼ同様である。なお、本実施の形態においては、第２冷却部３９０を用いて直接上金型３２０の中心部を冷却することにより、冷却効率が向上する。このため、生産タクトが短縮された場合であっても、加圧成形毎に溶融ガラスから上金型３２０に伝達される熱量が第１冷却板３７０から上金型３２０に付与される冷却量を上回ることがない。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを所定の温度範囲を満たすように調整するフローにおいては、制御部６０は、第３加熱源３４０Ａを停止させた状態で第３冷却部４００を用いて上金型３２０の周縁部を冷却する。続いて、工程（Ｓ４１）において、制御部６０は、第２検知手段３６２を用いて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを測定する。

次に、工程（Ｓ４２）において、制御部６０は、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａより小さいかを判断する。上金型３２０の周縁部の温度Ｔｃが設定温度Ｔａより小さい場合には、上金型３２０の周縁部において、溶融ガラスから供給される熱量よりも第２冷却板３８０から上金型３２０に付与される冷却量が多くなっており、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが低下傾向にあると制御部６０が察知する。一方、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａ以上である場合には、上金型３２０の周縁部において、第２冷却板３８０から上金型３２０に付与される冷却量が溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量以下であり、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが上昇傾向にあると制御部６０が察知する。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａより小さいと判断した場合（工程（Ｓ４２）；ＹＥＳ）には、工程（Ｓ４３Ａ）において、制御部６０は、第２冷却板３８０内を流動する冷却媒体の流量を低減させる。これにより、上金型３２０の周縁部において、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第２冷却板３８０から上金型３２０に付与される冷却量との均衡が保たれる。

一方、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが設定温度Ｔａ以上であると判断した場合（工程（Ｓ４２）；ＮＯ）には、工程（Ｓ４４Ａ）において、制御部６０は、第２冷却板３８０内を流動する冷却媒体の流量を増加させる。これにより、上金型３２０の周縁部において、溶融ガラスから上金型３２０に供給される熱量と、第２冷却板３８０から上金型３２０に付与される冷却量との均衡が保たれる。

工程（Ｓ４３Ａ）または工程（Ｓ４４Ａ）が実行された後には、工程（Ｓ４５）によって、制御部６０は、第２検知手段３６２を用いて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを測定する。続いて、工程（Ｓ４６）において、制御部６０は、第２検知手段３６２による検知結果に基づいて上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲であるかを判断する。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲でないと判断された場合（工程（Ｓ４６）；ＮＯ）には、制御部６０は、上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲に収まるまで、工程（Ｓ４２）からの動作を繰り返す。

上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐが所定の温度範囲であると判断された場合（工程（Ｓ４６）；ＹＥＳ）には、制御部６０は再度工程（Ｓ４０Ａ）の動作に復帰する。

ガラス成形品を順次成形する工程において、上述の動作を継続して行うことにより、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐを設定温度Ｔａとほぼ同一となるように制御することができる。

なお、ガラス成形品を順次製造する工程において、溶融ガラスを切断して下型に供給してからガラス成形品を離型するまでの一連の工程に関する動作については、実施の形態１とほぼ同様である。

以上のように、第１温調部としての第２冷却部３９０と、第２温調部としての第３加熱源３４０Ａおよび第３冷却部４００とを用いて、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐとを独立して精緻に制御することにより、上金型３２０の中心部と周縁部とで生じる温度分布を抑制できるとともに所望の範囲内に収めることができる。

これにより、本実施の形態においては、加圧成形時に溶融ガラスの中心部の温度と周縁部の温度とをほぼ一定にすることができ、溶融ガラスの熱収縮量を溶融ガラスの中心部から周縁部に亘ってほぼ均一にすることができる。この結果、ガラス成形品の反りが抑制され、ガラス成形品の品質を向上させることができる。

したがって、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置１００Ａを利用して、成形用金型の温度を精緻に制御することにより、ガラス成形品の品位を向上させることができる。

（実験例）
図２０は、本発明の効果を検証するために行なった検証実験の条件および結果を示す図である。実験例では、実施の形態２に係るガラス成形品の製造装置および製造方法を利用して実施例に係るガラス成形品を製造した。当該ガラス成形品の反り（平坦度）を測定した。具体的には、実施例に係るガラス成形品に対して、反り（平坦度）の指標となるＰＶ値を測定した。ここで、ＰＶ値とは、測定対象領域中の最大高さ（Peak）と最大谷深さ（Valley）との差を指す。

ガラス成形品の製造時においては、加圧成形時における上金型３２０の中心部の温度Ｔｃおよび周縁部の温度Ｔｐを第１検知手段３６１および第２検知手段３６２にて測定するとともに、加圧成形直後の溶融ガラスの温度を非接触温度センサにて測定した。上金型３２０の温度は、上金型３２０の中心部に位置し、型面３２１から５ｍｍ内側に位置する部分と、上金型３２０の周縁部に位置し、型面３２１から５ｍｍ内側に位置する部分とを測定した。上記溶融ガラスの温度は、溶融ガラスの中心部と、その周囲に位置する周縁部とを測定した。

下型３１に供給する溶融ガラスの重量を９０ｇとし、加圧成形時から次の加圧成形時までの時間は１５秒として、ガラス成形品を製造した。

この場合においては、加圧成形時のおける上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐは、いずれも５５０℃であり、上金型３２０の中心部と上金型の３２０の周縁部とにおいて温度分布は生じていなかった。

また、加圧成形直後における溶融ガラスの中心部の温度と当該溶融ガラスの周縁部の温度は、いずれも６００℃であり、当該溶融ガラスの中心部と当該溶融ガラスの周縁部において温度分布は生じていなかった。

さらに、実施例のガラス成形品のＰＶ値は、２０〜５０μｍであり、生産品として良品と判定される基準である１００μｍに収まる値であり、ガラス成形品の反りが抑制されていた。

以上の結果から第１温調部としての第２冷却部３９０と、第２温調部としての第３加熱源３４０Ａおよび第３冷却部４００とを用いて、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐとを独立して精緻に制御することにより、上金型３２０の中心部と周縁部とで生じる温度分布を抑制することができるとともに所望の範囲内に収めることができたと言える。これによって、加圧成形時に溶融ガラスの中心部の温度と周縁部の温度とをほぼ一定にすることができ、溶融ガラスの熱収縮量を溶融ガラスの中心部から周縁部に亘ってほぼ均一にすることができたと言える。この結果、ガラス成形品の反りを抑制することができ、ガラス成形品の品質を向上させることができることが実験的にも証明されたと言える。

上述した本発明の実施の形態１および２においては、本発明が適用されて製造されるガラス成形品として、スマートフォンやタブレット端末に具備されるカバーガラスを例示して説明を行なったが、これに限定されるものではなく、たとえば他のディスプレイ装置のカバーガラスの製造や、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ等に代表される電子機器等の外装カバーの製造に本発明が適用されてもよいし、各種レンズや光記録媒体の製造に本発明が適用されてもよい。

上述した本発明の実施の形態１および２においては、ガラス成形品を順次製造する製造する工程において、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃと上金型３２０の周縁部の温度Ｔｐとがほぼ同一となるように制御する場合を例示して説明したが、これに限定されず、上金型３２０の形状に応じて適宜所望の温度となるように制御してもよい。たとえば、ガラス成形品の品位が低下しない範囲において、上金型３２０の中心部の温度Ｔｃが上金型の周縁部の温度Ｔｐよりも低くなるように設定されてもよいし、高くなるように設定されてもよい。

上述した本発明の実施の形態１においては、第１冷却部３５０が冷却媒体を熱板３３１の凹部３３３に吹き付けることにより、上金型３２０の中心部を冷却する場合を例示して説明したがこれに限定されず、実施の形態２における第１冷却板３７０を凹部３３３に接触させるように構成することによって上金型３２０の中心部を冷却してもよい。

上述した本発明の実施の形態２においては、第２冷却部３９０が第１冷却板３７０を含み、内部に冷却媒体が流動する第１冷却板３７０を上金型３２０に接触させることにより上金型３２０の中心部を冷却する場合を例示して説明したが、これに限定されず、実施の形態１のように第１冷却部３５０を備える構成とし、上金型３２０の中心部に冷却媒体を吹き付けることにより上金型３２０の中心部を冷却してもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、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。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許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。

１０ 素材供給部、１１ 連続溶融炉、１２ ノズル部、１３ 流出管、２０ 切断部、２１ カッター、２２ カッター駆動機構、３０ 加圧成形部、３１ 下型、３１ａ 型面、３２，３２Ａ 上型、３３ 下型駆動機構、３４ 上型駆動機構、３８ ターンテーブル、４０ 離型部、４１ 吸着装置、６０ 制御部、７０，７１ 溶融ガラス、７２ ガラス成形品、１００，１００Ａ 製造装置、３２０ 上金型、３２１ 型面、３２４ 表面、３２４ａ 中心領域、３２４ｂ 周縁領域、３３０ 第１加熱源、３３１ 熱板、３３２ 熱源、３３３ 凹部、３３３ａ 底面部、３４０ 第２加熱源、３４０Ａ 第３加熱源、３４１，３４１Ａ 熱板、３４２，３４２Ａ 熱源、３４３ 孔部、３４４ 凹部、３４５ 収容部、３５０ 第１冷却部、３５０Ａ 冷却媒体導入出部、３５１ 基体、３５２ 導入経路、３５３ 導出経路、３５４ 入口側ポート、３５５ 出口側ポート、３５６ 導入配管、３５７ 導出配管、３６１ 第１検知手段、３６２ 第２検知手段、３７０ 第１冷却板、３７１ 本体部、３７２ 供給口、３７３ 排出口、３７４ 流通経路、３８０ 第２冷却板、３８１ 本体部、３８２ 供給口、３８３ 排出口、３８４ 流通経路、３８５ 入口側ポート、３８６ 出口側ポート、３９０ 第２冷却部、４００ 第３冷却部。

Claims (8)

1. 第１金型に供給される溶融ガラスを、当該第１金型とこれに対向する第２金型とによって挟み込んで加圧成形することにより、ガラス成形品を順次連続的に複数製造するガラス成形品の製造方法であって、
   前記ガラス成形品を連続的に製造するに先立って、前記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程と、
   連続的に前記溶融ガラスを加圧成形することにより、前記ガラス成形品を順次製造する工程とを備え、
   前記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、前記第２金型の外部に配置され、かつ、前記第２金型の中心部の温度を調整可能な第１温調部を用いて、前記第２金型の前記中心部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するとともに、前記第２金型の外部に配置され、かつ、前記第２金型の前記中心部の周囲に位置する前記第２金型の周縁部の温度を調整可能な第２温調部を用いて、前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整し、
   前記ガラス成形品を順次製造する工程は、前記第１温調部を用いて前記第２金型の前記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するとともに、前記第２温調部を用いて前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整しつつ、前記ガラス成形品を順次製造する、ガラス成形品の製造方法。
2. 前記第１温調部は、前記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記中心部を加熱する第１加熱源と、前記第１加熱源を介して前記第２金型の前記中心部を冷却する第１冷却部とを含み、
   前記第２温調部は、前記第１加熱源から独立し、前記型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記周縁部を加熱する第２加熱源を含み、
   前記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、前記第１冷却部を停止させた状態で前記第１加熱源および前記第２加熱源を用いて、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、前記第２金型を加熱する工程と、ダミーとなる前記溶融ガラスを加圧成形しつつ、前記第１加熱源、前記第２加熱源および前記第１冷却部を用いて、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように、前記第２金型を加熱および冷却する工程とを含み、
   前記ガラス成形品を順次製造する工程において、前記第１加熱源を停止させた状態で、前記第１冷却部を用いて前記第２金型の前記中心部を冷却し、前記第２加熱源を用いて前記第２金型の前記周縁部を加熱する、請求項１に記載のガラス成形品の製造方法。
3. 前記第１温調部は、前記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から前記第２金型の前記中心部を冷却する第２冷却部を含み、
   前記第２温調部は、前記第２冷却部から独立し、前記型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記周縁部を冷却する第３冷却部と、前記第３冷却部を介して前記第２金型の前記周縁部に熱的に接触して前記第２金型を加熱する第３加熱源とを含み、
   前記第２金型の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように予備的に調整する工程は、前記第２冷却部および前記第３冷却部を停止させた状態で前記第３加熱源を用いて、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、前記第２金型を加熱する工程と、ダミーとなる前記溶融ガラスを加圧成形しつつ、前記第２冷却部、前記第３冷却部および前記第３加熱源を用いて前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように前記第２金型を加熱および冷却する工程とを含み、
   前記ガラス成形品を順次製造する工程において、前記第３加熱源を停止させた状態で、前記第２冷却部を用いて前記第２金型の前記中心部を冷却し、前記第３冷却部を用いて前記第２金型の前記周縁部を冷却する、請求項１に記載のガラス成形品の製造方法。
4. 前記第２冷却部および前記第３冷却部は、内部において冷却媒体が流動することができるように構成された接触式の冷却板を含む、請求項３に記載のガラス成形品の製造方法。
5. 第１金型に供給される溶融ガラスを、当該第１金型とこれに対向する第２金型とによって挟み込んで加圧成形することにより、ガラス成形品を順次連続的に複数製造するガラス成形品の製造装置であって、
   前記第２金型の外部に配置され、かつ、前記第２金型の中心部の温度を調整可能な第１温調部と、
   前記第２金型の外部に配置され、かつ、前記中心部の外周に位置する前記第２金型の周縁部の温度を調整可能な第２温調部と、
   前記第２金型の前記中心部の温度を検知する第１検知手段と、
   前記第２金型の前記周縁部の温度を検知する第２検知手段と、
   前記第１温調部および前記第２温調部を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１検知手段からの検知結果に基づいて前記第２金型の前記中心部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように前記第１温調部を制御するとともに、前記第２検知手段からの検知結果に基づいて前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように前記第２温調部を制御した後に、前記第１検知手段からの検知結果に基づいて前記第２金型の前記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように前記第１温調部を制御するとともに、前記第２検知手段からの検知結果に基づいて前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように前記第２温調部を制御する、ガラス成形品の製造装置。
6. 前記第１温調部は、前記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記中心部を加熱する第１加熱源と、前記第１加熱源を介して前記第２金型の中心部を冷却する第１冷却部とを含み、
   前記第２温調部は、前記第１加熱源から独立し、前記型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記周縁部を加熱する第２加熱源を含み、
   前記制御部は、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するにあたり、前記第１冷却部を停止させて前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、前記第１加熱源および前記第２加熱源を制御した後に、ダミーとなる前記溶融ガラスを加圧成形しつつ、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように前記第１加熱源、前記第２加熱源および前記第１冷却部を制御し、
   前記制御部は、前記第２金型の前記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、前記第１加熱源を停止させ、前記第２金型の前記中心部を冷却するように前記第１冷却部を制御し、前記第２金型の周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、前記第２金型の前記周縁部を加熱するように前記第２加熱源を制御する、請求項５に記載のガラス成形品の製造装置。
7. 前記第１温調部は、前記溶融ガラスを加圧成形する型面とは反対側から前記第２金型の前記中心部を冷却する第２冷却部を含み、
   前記第２温調部は、前記第２冷却部から独立し、前記型面とは反対側から前記第２金型に接触し前記第２金型の前記周縁部を冷却する第３冷却部と、前記第３冷却部を介して前記第２金型の前記周縁部に熱的に接触して前記第２金型を加熱する第３加熱源とを含み、
   前記制御部は、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように調整するにあたり、前記第２冷却部および前記第３冷却部を停止させ、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度に到達するように、前記第３加熱源を制御した後に、ダミーとなる前記溶融ガラスを加圧成形しつつ、前記第２金型の前記中心部および前記第２金型の前記周縁部の経時的な温度変化が所定の条件を満たすように前記第２冷却部、前記第３冷却部および前記第３加熱源を制御し、
   前記制御部は、前記第２金型の前記中心部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、前記第３加熱源を停止させ、前記第２金型の前記中心部を冷却するように前記第２冷却部を制御し、前記第２金型の前記周縁部の温度が所定の温度範囲に収まるように調整するにあたり、前記第３加熱源を停止させ、前記第２金型の前記周縁部を冷却するように前記第３冷却部を制御する、請求項５に記載のガラス成形品の製造装置。
8. 前記第２冷却部および前記第３冷却部は、内部において冷却媒体が流動することができるように構成された接触式の冷却板を含む、請求項７に記載のガラス成形品の製造装置。

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