JP3933784B2 - 板状ガラスの製造方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク等で用いられる磁気記録媒体用のガラス基板など、高度な平坦度が要求されるプレスガラスの製造に適した板状ガラスの製造方法及び装置に関し、特にガラス表面に発生するシアマークを抑えるのに適した板状ガラスの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置に用いられる磁気記録媒体の面記録密度は、著しい勢いで伸び続けている。１９９０年以降その記録密度は年率約６０％で増加し、現在、１平方インチ当たり２Ｇビット以上の記録密度を有するハードディスク用記録媒体が既に出現している。ハードディスク装置は、高速回転する磁気記録媒体上で、アクチュエータにより支承された磁気ヘッド(スライダ)を媒体の半径方向に走査することによって情報の読み出し及び書き込みを行う。磁気ヘッドは、磁気記録媒体の高速回転により生じる空気流により、磁気記録媒体の情報記録面に対し僅かな隙間を空けて浮上する。現在、磁気ヘッドの記録面に対する浮上量は僅か４０ｎｍ〜５０ｎｍ程度であり、更なる高密度化への要求と相俟って、浮上量の極小化の要求が更に厳しくなっている。
【０００３】
安定した磁気ヘッドの浮上量を確保することが、安定した情報の読み出し及び書き込みの上で重要である。安定した磁気ヘッドの浮上量を確保し、また上記浮上量の極小化を実現するためには、磁気記録媒体の表面を極めて高精度に平坦化すること、特に磁気記録媒体に用いられる基板を平坦化することが極めて重要な要素技術である。
【０００４】
一方、上記磁気記録媒体に用いられるアルミ製基板に代わるものとして、近年ガラス製基板が注目され、その研究開発が盛んである。ガラス製基板は、アルミ製基板に比して、一般的に強度及び平坦度の面で優れている。記録密度の向上と共に上記磁気記録媒体の平坦度の要求が更に厳しくなるので、平坦度の面でアルミ製基板よりも優れているガラス製基板の重要性は、今後一層高まることが予想される。
【０００５】
ガラス製基板の製造においては、連続して供給される溶融ガラスを適宜サイズに切断し(切断後のものを、ガラスコブという)、下型上に供給する。これを上型及び下型を用いてプレスして円盤状にし、冷却後表面を研磨して、必要な表面処理(例えば、イオン交換法による化学強化)が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板の平坦度をより向上させる、すなわち表面粗さを小さくする上で、回避しなければならない一つの問題がある。それは、プレス後の円盤状ガラスに現れる「シアマーク」の問題である。シアマークは、円盤状ガラスの中心付近で、その表面から一定の深さの間に密集する小さい気泡の集まりである。シアマークは、溶融ガラスを切断した際の切断面によって形成されることが明らかにされている。各気泡のサイズは、要求されるガラス基板の平坦度の要求(表面粗さＲｍａｘ＝５〜１０μｍ程度)から見て極めて大きいので、後の研磨工程において、これを除去する必要が生じる。上記ガラス基板の更なる平坦度の要求によって、従来問題とされていなかったシアマークの存在はガラス基板の品質を保証する上で、より深刻な問題になってきた。
【０００７】
ガラス研磨工程においては、少ない研磨量(研磨時間)で所望の平坦度を達成することが重要である。上記シアマークを少しでも浅くすることができれば、研磨時間を短縮でき、ガラス製基板の生産性が向上することは明らかである。
【０００８】
従って本発明の目的は、プレス後のガラス表面の上記シアマークをできるだけ抑え、研磨工程におけるシアマークの除去を容易にしてガラス成形品の生産性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の板状ガラスの製造方法は、刃先を対向させて配置した一対の切断刃を接離動作させることによって溶融ガラスを切断して溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造方法において、上記切断刃の刃先間に、上記溶融ガラスを連続的に供給する工程と、相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材とを備え、上記一対の支持部材のうち、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動するようにされた切断装置により、上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で、上記両切断刃を所定の間隔で接離動作させて上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程とを含む方法としてあり、測定により溶融ガラスと切断刃との接触時間を０．２秒以下とすることによって、プレス後のガラス表面のシアマークが低減することが明らかにされた。
【００１０】
したがって、本発明の板状ガラスの製造方法によれば、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．２秒以下に抑えることによって、ガラス表面上のシアマークが低減され、研磨工程における該シアマークの除去が容易となる。また、これに加えて、各切断刃を支承する一対の支持部材は、一つの駆動軸の駆動によって移動制御するように構成しているので、両切断刃の移動における対称性が精度高く維持され、両切断刃と溶融ガラスとの接触時間のコントロールを極めて高精度に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程の後に、上記上型と下型とで上記溶融ガラスコブをプレスし、板状ガラスを成形する工程と、上記板状ガラスの表面を研磨する工程とを含む方法とすることができる。
【００１２】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記溶融ガラスを切断するに際し、上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動させて、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃を接近方向に移動させ、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃を分離方向に移動させる方法とすることができる。
【００１３】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記駆動軸の第１及び第２のねじ面を相等しいピッチで形成し、上記一対の切断刃の移動速度を等しくした方法とすることができる。
【００１４】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記一対の切断刃の各刃先の中央の領域における曲率を、上記溶融ガラスの曲率に近似させた方法とすることができる。
【００１５】
また、本発明の板状ガラスの製造方装置は、連続して供給される溶融ガラスを切断装置により切断することによって溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造装置において、上記切断装置は、相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材であって、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動して、上記一対の切断刃を上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で接離方向に移動させるものとを備える構成としてある。
【００１６】
また、本発明の板状ガラスの製造方装置は、上記駆動源は、上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動し、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃が接近方向に移動され、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃が分離方向に移動される構成とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に沿って詳細に説明する。本実施形態では、本発明をハードディスク装置に用いられる磁気記録媒体の基板となるガラス製基板を成形するための製造装置に適用した例を示す。尤も、本発明は、磁気記録媒体以外の情報記録媒体、例えば光記録媒体、光情報記録媒体等に用いられるガラス製基板、カメラ用フィルタ、マスクブランクスなど、高い平坦度を要求される板状ガラスの製造装置に広く適用できるものである。
【００１８】
図１及び図２は、本発明を適用したガラス製基板の製造装置を示す装置外観の側面図及び平面図である。製造装置１は、溶融ガラスを供給し、切断し、プレスし、その反りを修正し、搬出するための各装置を備えている。本製造装置１により成形されたディスク状のガラス成形品は、搬出装置２により搬出され、図示しない自然冷却搬送路上に移され、ここでの冷却の後、次工程である研磨工程に渡される。
【００１９】
これら図において製造装置１は、駆動装置３により回転駆動されるターンテーブル４を備える。ターンテーブル４の上面周縁近くには、１６個の下型６ａ〜６ｐが設置されている。各下型６は、ターンテーブル４の上面の同一円周上に等間隔で並んで配置されている。図１においては、他の構成要素を明示するため、一部の下型を省略している点に留意されたい。下型６は、基本的には、上面にプレス面を有する円柱状本体と、その周囲を覆う、円柱状本体に対し相対的に移動可能な胴型とで構成されるが、これは従来から用いられている一般的下型と同じものであるので、ここではその詳細な構成についての説明を省略する。下型６は、ターンテーブル４の１／１６ステップ回転(１ステップでターンテーブルを１／１６回転させる)によって、その円周上を移動される。
【００２０】
製造装置１は、上記下型６の移動経路上に、溶融ガラスの供給、切断、プレス、反り修正及び搬出を行うための各種装置を備える。溶融ガラスの供給は、図示しない溶融炉からのチューブ状溶融ガラスを、後に詳細に説明する切断装置２０によって切断し、下型６のプレス面へ落下させることによって達成される。上記溶融炉及び切断装置は、装置枠体５から上方に立ち上げられた図示しない支持構造により、図２における破線位置Ａに設置され、その直下に来る下型(図では、下型６ａ)上に溶融ガラス、すなわちガラスコブを供給する。
【００２１】
上記溶融ガラスのプレスは、プレス用上型７によって達成される。プレス用上型７は、支持構造１１に支承されたエアシリンダ８の駆動軸によって垂下支持され、且つ下型６に対し接離する方向に移動自在とされる。プレス用上型７の下降動作によって、下型６上の溶融ガラスに対するプレスを行う。プレス用上型７は、図２における位置Ｂに設置されており、その直下に来る下型(図では、下型６ｃ)上の溶融ガラスをプレスし、１．３ｍｍ厚程のディスク状に成形する。上記ディスク状ガラスの反り修正は、上記プレス用上型７の下流に連続して配置された複数の反り修正用上型９によって達成される。本実施形態においては、３基の反り修正用上型９及びエアシリンダ１０が備えられ、これらは、図２における位置Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、支持構造１１によって支承されている。なお、製造装置１は、上型及び下型を加熱するための加熱装置１２及び１３を有しており、これによって各下型６、上型７及び９の温度は、少なくとも溶融ガラスのガラス転移点(約５００℃)以上に保たれている。
【００２２】
図３及び図４は、上記製造装置１に設置される切断装置２０の具体的構成を示している。これら図において切断装置２０は、基本的に一対の切断刃２１、２２を、その刃先２１ａ、２２ａが摺動交差するよう接離動作させることにより、該刃先間に供給された溶融ガラスＧを一定間隔で切断し、上記ターンテーブル４の下型６上に溶融ガラスコブとして供給するものである。切断装置２０において、一対の切断刃２１、２２は、それぞれ一対のアーム２３、２４によって支承されている。図３で明らかなように、切断刃２１、２２は、アーム２３、２４によって、その刃先２１ａ、２２ａが対向するように配置され、アームの駆動によって接離方向(図におけるＡ及びＢ方向)に移動される。上記アーム２３、２４は、その基端側に、昇降基台２５に形成されたガイド溝２５ａに沿って摺動自在にされるスライダ２６、２７を備える。昇降基台２５のガイド溝２５ａは、切断刃２１、２２を接離すべき方向に沿って形成され、スライダ２６、２７のガイド溝２５ａに沿う移動によって、切断刃が適切に移動される。
【００２３】
上記ガイド溝２５ａ内には、該溝に沿って駆動軸２８が配置されている。駆動軸２８の軸外周面には、その長さ方向で隣り合う２つのリードねじ２８ａ及び２８ｂが形成されている。一方のリードねじ２８ａは、少なくとも上記一方のスライダ２６の移動領域に亘って形成されており、スライダ２６は該リードねじ２８ａに螺着されている。すなわち、図５で示すように、スライダ２６はその移動方向に沿う、上記リードねじ２８ａと同ピッチのねじ孔２６ａを備えており、該ねじ孔２６ａとリードねじ２８ａとは、ねじ対偶により連結されている。従って、駆動軸２８の回転によりスライダ２６は、ガイド溝２５ａに沿ってリードねじ２８ａのピッチに応じた移動量で移動する。他方のリードねじ２８ｂは、少なくとも上記他方のスライダ２７の移動領域に亘って形成されており、スライダ２７は該リードねじ２８ｂに螺着されている。スライダ２７は、上記スライダ２６と同様のねじ孔を備えており、これがリードねじ２８ｂとねじ対偶により連結される。従って、駆動軸２８の回転によりスライダ２７は、ガイド溝２５ａに沿ってリードねじ２８ｂのピッチに応じた移動量で移動する。
【００２４】
ここで、両リードねじ２８ａと２８ｂは、同じピッチで相対する向き(一方が右ねじで、他方が左ねじ)に形成されている。従って、駆動軸２８が一方向に回転されると、両スライダ２６と２７、延いては両切断刃２１と２２は、相対する方向、すなわち互いに接近する方向(図中、矢印Ａ方向)又は互いに離間する方向(矢印Ｂ方向)に移動することとなる。上記駆動軸２８は、図４に示すサーボモータ２９によって回転駆動される。サーボモータ２９は、所定の回転角で正逆回転可能であり、その駆動力はベルト３０を介して駆動軸２８に伝達される。
【００２５】
図４で特に明らかにされるように、切断装置２０は、図示しない支持構造に直接固定されるベース３１、その上に順次支承される第１及び第２の移動基台３２及び３３、並びに移動・調整機構を含んでいる。上記第１及び第２の移動基台３２、３３及び移動・調整機構は、固定されたベース３１に対し、両切断刃２１及び２２を溶融ガラスに対する適切な初期位置に移送し、微調整するための構造である。上記第１の移動基台３２は、移動機構３４により図３におけるＸ方向に移動自在にされ、上記第２の移動基台３３は、移動機構３５により図４におけるＹ方向に移動自在にされる。両切断刃のアーム２３及び２４を直接支承する上記昇降基台２５は、上記第２の移動基台３３に対し垂直移動自在に支承され、図示しない移動機構によって垂直(Ｚ方向)移動される。図では明らかにされていないが、切断装置２０は、更に切断刃の傾きや左右の振れなどを調整するための各種調整機構を備えている。切断装置の稼動前に、上記各移動基台及び移動・調整機構によって両切断刃２１、２２は、溶融ガラスＧがその中心位置に来るように位置調整され、初期設定される。切断装置において上記切断刃の移動及び位置調整機構は必須のものと考えられるが、その具体的構成は上記に限定されず、他の既存の機構により実現されうるであろう。
【００２６】
図５は、図３のＶ−Ｖ線における概略断面図を示している。本図によりスライダ２６、ガイド溝２５ａ及び駆動軸２８の位置関係が明らかにされている。なお、もう一方のスライダ２７と、ガイド溝２５ａ及び駆動軸２８との位置関係は、本図と同様のものであることに留意されたい。ここでスライダ２６は、アーム２３を固定する上部材５０と、駆動軸２８に螺着されるねじ孔２６ａを有する下部材５１とで構成される。上部材５０は、その幅方向両側をガイド溝２５ａの上端面に載置すると共に、その内側に一対の摺接片５０ａを有する。摺接片５０ａは、ガイド溝２５ａの両側壁に摺接され、これによってガイド溝２５ａに対するスライダ２６のがたつきが防止され、円滑な移動が可能にされている。下部材５１は、その略中央にねじ孔２６ａを有し、ねじ孔２６ａに対し駆動軸２８に形成されたリードねじ２８ａが螺合される。上部材５０と下部材５１とは、図示しない固定手段により相互に固定され、ガイド溝２５ａ内を一体となって移動する。本実施形態において、スライダ２６を上下２つの部材により構成したのは製造上の問題であり、そのような問題がないならばこれを一部材で構成してもよい。
【００２７】
図６(Ａ)及び(Ｂ)は、切断刃２１及び２２の詳細を拡大して示す平面図及び側面図である。図において両切断刃２１及び２２は同じものであり、各アーム２３、２４に対しその表裏を反転して取り付けられている。両切断刃２１、２２の刃先２１ａ、２２ａは略Ｖ字状に形成されると共に、同図(Ｂ)で示されるように、刃幅方向に湾曲状にされている。湾曲された刃先の曲率はその両端で最大で、内側に向けて徐々に小さくなり、溶融ガラスＧの切断に関わる中央の領域(Ｖ字の底の領域)においては曲率はゼロに近いものとなる。また、刃先２１ａ及び２２ａの上記中央の領域は、平面的に湾曲面で形成される。この曲率は必ずしも溶融ガラスＧの曲率に一致させる必要はないが、これをある程度近いものにすることによって、溶融ガラスの切断面における変形が小さくなり、シアマークを低減することができる。同図(Ｂ)で示すように、両切断刃２１、２２は、その摺接する側の面(切断刃２１では下面側、切断は２２では上面側)において高さ位置を揃えられており、切断時に両刃先２１ａと２２ａとは上下で摺接しながら交差して、その間に挟まれる溶融ガラスＧを切断する。なお、上記実施形態において、両刃先２１ａ、２２ａの両端は外側(上下方向)に逃げるように湾曲されその端部の間には高さ方向に所定のクリアランスが確保されているので、必要に応じてその両刃先の摺接面が交差する位置に配置し、両刃先間の密接度を調整することができる。
【００２８】
図７は、両切断刃の移動状態を示している。同図(Ａ)は、両切断刃が離間し初期位置にある状態、同図(Ｂ)は、両切断刃が摺動交差し溶融ガラスを切断する瞬間における状態をそれぞれ示している。同図(Ａ)において、切断刃２１及び２２が相互に離間された状態で、各スライダ２６、２７は、ガイド溝２５ａ内のほぼ両端の位置に配置されている。ここで、溶融ガラスＧが供給される位置から各刃先までの距離は正確に等しい。この状態より駆動軸２８を回転駆動することにより、各スライダ２６及び２７は、相等しいピッチを有するリードねじ２８ａ及び２８ｂの該ピッチに従って、ガイド溝２５ａ内を相互に接近する方向に移動され、両切断刃２１及び２２を接近させる。この場合、両切断刃２１及び２２の移動速度は等しく、溶融ガラスＧに対する各刃先までの距離は等しく保たれている。同図(Ｂ)に示すように、両スライダ２６及び２７は互いに近づく方向に移動され、この状態で両切断刃の刃先２１ａと２２ａとは上下方向に摺接しつつ交差し、これによって溶融ガラスＧの切断が達成される。溶融ガラスＧの切断後、駆動軸２８は速やかに逆回転され、これによって両スライダ２６及び２７は、互いに離間する方向に移動し、両切断刃２１及び２２は分離される。駆動軸２８は、スライダ２６及び２７が同図(Ａ)の位置に来ると停止され、両切断刃２１、２２は次の切断時間まで初期位置に待機される。
【００２９】
本発明において、切断時における上記切断刃２１及び２２と、溶融ガラスＧとの接触時間を０．２秒以下、好ましくは０．１秒以下に保つことが重要である。ここで、切断刃と溶融ガラスとの接触時間は、各切断刃の刃先２１ａ及び２２ａが溶融ガラスＧの表面に接触し始めてから、該溶融ガラスが切断されることによって溶融ガラスコブが分離されて該刃先から離れるまでの時間として定義される。両刃先２１ａと２２ａとが完全に交差した時点で、溶融ガラスコブは溶融ガラスの供給側から完全に分離され刃先から離れるので、この時点をもって上記接触時間を計測することが可能である。本実施形態の切断装置において上記接触時間は、駆動軸２８の回転数及びリードねじ２８ａ、２８ｂのピッチに依存するスライダの移動速度、並びに切断位置における溶融ガラスＧの径によって決定される。より正確には上記駆動軸２８の回転数は、刃先２１ａ、２２ａが溶融ガラスＧに最初に接触してから切断を終えるまでの間の平均回転数である。一つの実施例において、上記平均回転数を２７００ｒｐｍ、リードねじのピッチを２０ｍｍ、溶融ガラスＧの径をφ１５ｍｍとした場合に、接触時間を０．１秒にすることができた。
【００３０】
次に、本発明によるガラス製基板の製造方法について説明する。図８は、上記切断装置２０により溶融ガラスを切断し、下型上にガラスコブを供給する工程を模式的に示したものである。工程(Ａ)で、図示しないガラス溶融炉に接続された白金製パイプ８１から一定の流量で、１２００℃程度に加熱された溶融ガラス(アルミノシリケートガラス)Ｇが下型６に供給される。工程(Ｂ)において、下型６上の溶融ガラスが所定量となる時間間隔で、上記切断装置を駆動し、切断刃２１及び２２によって溶融ガラスを切断する。この際の溶融ガラスと切断刃との接触時間は、上述の通り０．２秒以下である。切断された溶融ガラスＧは、その表面張力によって丸みを帯びたガラスコブとして下型６上に供給される(工程(Ｃ))。
【００３１】
下型６上の溶融ガラスコブＧは、図１及び図２に示すターンテーブル４の回転により、プレス用上型７の位置に移送され、ここでディスク状にプレスされる。更に３つの反り修正用上型９の位置に移送され、順次反り修正を施される。反り修正後のディスク状ガラスは、搬出装置２により製造装置１から搬出され、自然冷却路上に移送される。冷却後のディスク状ガラスは、その表面の平坦度を要求される平坦度にするために、研磨工程に渡される。
【００３２】
ガラス表面の研磨は、例えば、表面を水洗いの後、荒削り、砂掛け、ポリッシュ研磨などを段階的に施し、表面粗さを徐々に小さくしていく方法を取ることが好ましい。上述のようにガラス表面にはシアマークが存在するので、少なくともシアマークが除去される深さまでガラス表面の研削を行う必要がある。本発明においては、上記切断工程における溶融ガラスと切断刃との接触時間は０．２秒以下と短いものなので、上記シアマークの深さが研磨工程において比較的簡単に除去できる程度のものに抑えられている。なお、最終研磨後の表面粗さ(Ｒｍａｘ)は２μｍ程度である。研磨工程の後、イオン交換法によりガラス表面を化学強化し、最終的なガラス製基板を得る。
【００３３】
【実施例】
上記製造装置において、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．１秒としてディスク状ガラスの成形を行い、冷却後のディスク状ガラスにおけるシアマークの深さを測定した。連続成形されるディスク状ガラスからランダムに２４個を抽出し、中央でガラスを切断して切断面におけるシアマークの深さの平均を、そのディスクのシアマーク深さとした。その結果、２４個のディスクのシアマーク深さは、０．３〜０．４ｍｍであり、平均値は約０．３１ｍｍに抑えられた。なお、成形したディスク状ガラスの直径は６６ｍｍ、肉厚は１．３ｍｍである。この場合、ガラス表面からシアマークを完全に除去するためには、次研磨工程においてガラスの両表面を０．４ｍｍ研削すればよく、これは従来からの研磨工程における研削量の範囲内のものである。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態及び実施例を詳細に説明した。しかしながら本発明の範囲は、上記実施形態及び実施例において示した事項には限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良が可能である。上記実施形態においては、ターンテーブルを用いて溶融ガラスを各工程間に移送するよう構成したが、直線的な搬送路を用いて溶融ガラスを移送するなど、他の移送手段を採用することができる。また、ガラスは、ソーダガラス等の他のアモルファスガラスや、結晶化ガラスを用いても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．２秒以下に抑えることによって、ガラス表面上のシアマークが低減され、研磨工程における該シアマークの除去が容易となる。従って、従来からの研磨工程を大幅に又は全く変更することなく、シアマークの除去を達成することができ、その結果、その生産性を低下させることなく、一層高まるガラス平坦度の要求に容易に答えることができる。
【００３６】
また、各切断刃を支承する一対の支持部材は、一つの駆動軸の駆動によって移動制御するように構成しているので、両切断刃の移動における対称性が精度高く維持され、両切断刃と溶融ガラスとの接触時間のコントロールを極めて高精度に行うことができる。従って、シアマークの深さを所定の許容範囲内に安定的に納めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したガラス製基板の製造装置を示す装置外観の側面図である。
【図２】 図１の平面図である。
【図３】 製造装置に設置される切断装置の平面図である。
【図４】 図３の側面図である。
【図５】 図３のＶ−Ｖ線における概略断面図である。
【図６】 切断刃の詳細を拡大して示す平面図(Ａ)及び側面図(Ｂ)である。
【図７】 両切断刃の移動状態を示し、(Ａ)は両切断刃が離間し初期位置にある状態、(Ｂ)は両切断刃が摺動交差し溶融ガラスを切断する瞬間における状態をそれぞれ示している。
【図８】 切断装置により溶融ガラスを切断し、下型上にガラスコブを供給する工程を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
２ 搬出装置
３ 駆動装置
４ ターンテーブル
５ 装置枠体
６ 下型
７ プレス用上型
９ 反り修正用上型
８，１０ エアシリンダ
１１ 支持構造
２０ 切断装置
２１，２２ 切断刃
２１ａ，２２ａ 刃先
２３，２４ アーム
２５ 昇降基台
２５ａ ガイド溝
２６，２７ スライダ
２８ 駆動軸
２８ａ，２８ｂ リードねじ
２９ サーボモータ
３０ ベルト
３１ ベース
３２ 第１の移動基台
３３ 第２の移動基台
３４，３５ 移動機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク等で用いられる磁気記録媒体用のガラス基板など、高度な平坦度が要求されるプレスガラスの製造に適した板状ガラスの製造方法及び装置に関し、特にガラス表面に発生するシアマークを抑えるのに適した板状ガラスの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置に用いられる磁気記録媒体の面記録密度は、著しい勢いで伸び続けている。１９９０年以降その記録密度は年率約６０％で増加し、現在、１平方インチ当たり２Ｇビット以上の記録密度を有するハードディスク用記録媒体が既に出現している。ハードディスク装置は、高速回転する磁気記録媒体上で、アクチュエータにより支承された磁気ヘッド(スライダ)を媒体の半径方向に走査することによって情報の読み出し及び書き込みを行う。磁気ヘッドは、磁気記録媒体の高速回転により生じる空気流により、磁気記録媒体の情報記録面に対し僅かな隙間を空けて浮上する。現在、磁気ヘッドの記録面に対する浮上量は僅か４０ｎｍ〜５０ｎｍ程度であり、更なる高密度化への要求と相俟って、浮上量の極小化の要求が更に厳しくなっている。
【０００３】
安定した磁気ヘッドの浮上量を確保することが、安定した情報の読み出し及び書き込みの上で重要である。安定した磁気ヘッドの浮上量を確保し、また上記浮上量の極小化を実現するためには、磁気記録媒体の表面を極めて高精度に平坦化すること、特に磁気記録媒体に用いられる基板を平坦化することが極めて重要な要素技術である。
【０００４】
一方、上記磁気記録媒体に用いられるアルミ製基板に代わるものとして、近年ガラス製基板が注目され、その研究開発が盛んである。ガラス製基板は、アルミ製基板に比して、一般的に強度及び平坦度の面で優れている。記録密度の向上と共に上記磁気記録媒体の平坦度の要求が更に厳しくなるので、平坦度の面でアルミ製基板よりも優れているガラス製基板の重要性は、今後一層高まることが予想される。
【０００５】
ガラス製基板の製造においては、連続して供給される溶融ガラスを適宜サイズに切断し(切断後のものを、ガラスコブという)、下型上に供給する。これを上型及び下型を用いてプレスして円盤状にし、冷却後表面を研磨して、必要な表面処理(例えば、イオン交換法による化学強化)が施される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板の平坦度をより向上させる、すなわち表面粗さを小さくする上で、回避しなければならない一つの問題がある。それは、プレス後の円盤状ガラスに現れる「シアマーク」の問題である。シアマークは、円盤状ガラスの中心付近で、その表面から一定の深さの間に密集する小さい気泡の集まりである。シアマークは、溶融ガラスを切断した際の切断面によって形成されることが明らかにされている。各気泡のサイズは、要求されるガラス基板の平坦度の要求(表面粗さＲｍａｘ＝５〜１０μｍ程度)から見て極めて大きいので、後の研磨工程において、これを除去する必要が生じる。上記ガラス基板の更なる平坦度の要求によって、従来問題とされていなかったシアマークの存在はガラス基板の品質を保証する上で、より深刻な問題になってきた。
【０００７】
ガラス研磨工程においては、少ない研磨量(研磨時間)で所望の平坦度を達成することが重要である。上記シアマークを少しでも浅くすることができれば、研磨時間を短縮でき、ガラス製基板の生産性が向上することは明らかである。
【０００８】
従って本発明の目的は、プレス後のガラス表面の上記シアマークをできるだけ抑え、研磨工程におけるシアマークの除去を容易にしてガラス成形品の生産性を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の板状ガラスの製造方法は、刃先を対向させて配置した一対の切断刃を接離動作させることによって溶融ガラスを切断して溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造方法において、上記切断刃の刃先間に、上記溶融ガラスを連続的に供給する工程と、相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材とを備え、上記一対の支持部材のうち、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動するようにされた切断装置により、上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で、上記両切断刃を所定の間隔で接離動作させて上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程とを含む方法としてあり、測定により溶融ガラスと切断刃との接触時間を０．２秒以下とすることによって、プレス後のガラス表面のシアマークが低減することが明らかにされた。
【００１０】
したがって、本発明の板状ガラスの製造方法によれば、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．２秒以下に抑えることによって、ガラス表面上のシアマークが低減され、研磨工程における該シアマークの除去が容易となる。また、これに加えて、各切断刃を支承する一対の支持部材は、一つの駆動軸の駆動によって移動制御するように構成しているので、両切断刃の移動における対称性が精度高く維持され、両切断刃と溶融ガラスとの接触時間のコントロールを極めて高精度に行うことができる。
【００１１】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程の後に、上記上型と下型とで上記溶融ガラスコブをプレスし、板状ガラスを成形する工程と、上記板状ガラスの表面を研磨する工程とを含む方法とすることができる。
【００１２】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記溶融ガラスを切断するに際し、上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動させて、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃を接近方向に移動させ、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃を分離方向に移動させる方法とすることができる。
【００１３】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記駆動軸の第１及び第２のねじ面を相等しいピッチで形成し、上記一対の切断刃の移動速度を等しくした方法とすることができる。
【００１４】
また、本発明の板状ガラスの製造方法は、上記一対の切断刃の各刃先の中央の領域における曲率を、上記溶融ガラスの曲率に近似させた方法とすることができる。
【００１５】
また、本発明の板状ガラスの製造方装置は、連続して供給される溶融ガラスを切断装置により切断することによって溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造装置において、上記切断装置は、相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材であって、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動して、上記一対の切断刃を上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で接離方向に移動させるものとを備える構成としてある。
【００１６】
また、本発明の板状ガラスの製造方装置は、上記駆動源は、上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動し、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃が接近方向に移動され、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃が分離方向に移動される構成とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に沿って詳細に説明する。本実施形態では、本発明をハードディスク装置に用いられる磁気記録媒体の基板となるガラス製基板を成形するための製造装置に適用した例を示す。尤も、本発明は、磁気記録媒体以外の情報記録媒体、例えば光記録媒体、光情報記録媒体等に用いられるガラス製基板、カメラ用フィルタ、マスクブランクスなど、高い平坦度を要求される板状ガラスの製造装置に広く適用できるものである。
【００１８】
図１及び図２は、本発明を適用したガラス製基板の製造装置を示す装置外観の側面図及び平面図である。製造装置１は、溶融ガラスを供給し、切断し、プレスし、その反りを修正し、搬出するための各装置を備えている。本製造装置１により成形されたディスク状のガラス成形品は、搬出装置２により搬出され、図示しない自然冷却搬送路上に移され、ここでの冷却の後、次工程である研磨工程に渡される。
【００１９】
これら図において製造装置１は、駆動装置３により回転駆動されるターンテーブル４を備える。ターンテーブル４の上面周縁近くには、１６個の下型６ａ〜６ｐが設置されている。各下型６は、ターンテーブル４の上面の同一円周上に等間隔で並んで配置されている。図１においては、他の構成要素を明示するため、一部の下型を省略している点に留意されたい。下型６は、基本的には、上面にプレス面を有する円柱状本体と、その周囲を覆う、円柱状本体に対し相対的に移動可能な胴型とで構成されるが、これは従来から用いられている一般的下型と同じものであるので、ここではその詳細な構成についての説明を省略する。下型６は、ターンテーブル４の１／１６ステップ回転(１ステップでターンテーブルを１／１６回転させる)によって、その円周上を移動される。
【００２０】
製造装置１は、上記下型６の移動経路上に、溶融ガラスの供給、切断、プレス、反り修正及び搬出を行うための各種装置を備える。溶融ガラスの供給は、図示しない溶融炉からのチューブ状溶融ガラスを、後に詳細に説明する切断装置２０によって切断し、下型６のプレス面へ落下させることによって達成される。上記溶融炉及び切断装置は、装置枠体５から上方に立ち上げられた図示しない支持構造により、図２における破線位置Ａに設置され、その直下に来る下型(図では、下型６ａ)上に溶融ガラス、すなわちガラスコブを供給する。
【００２１】
上記溶融ガラスのプレスは、プレス用上型７によって達成される。プレス用上型７は、支持構造１１に支承されたエアシリンダ８の駆動軸によって垂下支持され、且つ下型６に対し接離する方向に移動自在とされる。プレス用上型７の下降動作によって、下型６上の溶融ガラスに対するプレスを行う。プレス用上型７は、図２における位置Ｂに設置されており、その直下に来る下型(図では、下型６ｃ)上の溶融ガラスをプレスし、１．３ｍｍ厚程のディスク状に成形する。上記ディスク状ガラスの反り修正は、上記プレス用上型７の下流に連続して配置された複数の反り修正用上型９によって達成される。本実施形態においては、３基の反り修正用上型９及びエアシリンダ１０が備えられ、これらは、図２における位置Ｃ、Ｄ、Ｅにおいて、支持構造１１によって支承されている。なお、製造装置１は、上型及び下型を加熱するための加熱装置１２及び１３を有しており、これによって各下型６、上型７及び９の温度は、少なくとも溶融ガラスのガラス転移点(約５００℃)以上に保たれている。
【００２２】
図３及び図４は、上記製造装置１に設置される切断装置２０の具体的構成を示している。これら図において切断装置２０は、基本的に一対の切断刃２１、２２を、その刃先２１ａ、２２ａが摺動交差するよう接離動作させることにより、該刃先間に供給された溶融ガラスＧを一定間隔で切断し、上記ターンテーブル４の下型６上に溶融ガラスコブとして供給するものである。切断装置２０において、一対の切断刃２１、２２は、それぞれ一対のアーム２３、２４によって支承されている。図３で明らかなように、切断刃２１、２２は、アーム２３、２４によって、その刃先２１ａ、２２ａが対向するように配置され、アームの駆動によって接離方向(図におけるＡ及びＢ方向)に移動される。上記アーム２３、２４は、その基端側に、昇降基台２５に形成されたガイド溝２５ａに沿って摺動自在にされるスライダ２６、２７を備える。昇降基台２５のガイド溝２５ａは、切断刃２１、２２を接離すべき方向に沿って形成され、スライダ２６、２７のガイド溝２５ａに沿う移動によって、切断刃が適切に移動される。
【００２３】
上記ガイド溝２５ａ内には、該溝に沿って駆動軸２８が配置されている。駆動軸２８の軸外周面には、その長さ方向で隣り合う２つのリードねじ２８ａ及び２８ｂが形成されている。一方のリードねじ２８ａは、少なくとも上記一方のスライダ２６の移動領域に亘って形成されており、スライダ２６は該リードねじ２８ａに螺着されている。すなわち、図５で示すように、スライダ２６はその移動方向に沿う、上記リードねじ２８ａと同ピッチのねじ孔２６ａを備えており、該ねじ孔２６ａとリードねじ２８ａとは、ねじ対偶により連結されている。従って、駆動軸２８の回転によりスライダ２６は、ガイド溝２５ａに沿ってリードねじ２８ａのピッチに応じた移動量で移動する。他方のリードねじ２８ｂは、少なくとも上記他方のスライダ２７の移動領域に亘って形成されており、スライダ２７は該リードねじ２８ｂに螺着されている。スライダ２７は、上記スライダ２６と同様のねじ孔を備えており、これがリードねじ２８ｂとねじ対偶により連結される。従って、駆動軸２８の回転によりスライダ２７は、ガイド溝２５ａに沿ってリードねじ２８ｂのピッチに応じた移動量で移動する。
【００２４】
ここで、両リードねじ２８ａと２８ｂは、同じピッチで相対する向き(一方が右ねじで、他方が左ねじ)に形成されている。従って、駆動軸２８が一方向に回転されると、両スライダ２６と２７、延いては両切断刃２１と２２は、相対する方向、すなわち互いに接近する方向(図中、矢印Ａ方向)又は互いに離間する方向(矢印Ｂ方向)に移動することとなる。上記駆動軸２８は、図４に示すサーボモータ２９によって回転駆動される。サーボモータ２９は、所定の回転角で正逆回転可能であり、その駆動力はベルト３０を介して駆動軸２８に伝達される。
【００２５】
図４で特に明らかにされるように、切断装置２０は、図示しない支持構造に直接固定されるベース３１、その上に順次支承される第１及び第２の移動基台３２及び３３、並びに移動・調整機構を含んでいる。上記第１及び第２の移動基台３２、３３及び移動・調整機構は、固定されたベース３１に対し、両切断刃２１及び２２を溶融ガラスに対する適切な初期位置に移送し、微調整するための構造である。上記第１の移動基台３２は、移動機構３４により図３におけるＸ方向に移動自在にされ、上記第２の移動基台３３は、移動機構３５により図４におけるＹ方向に移動自在にされる。両切断刃のアーム２３及び２４を直接支承する上記昇降基台２５は、上記第２の移動基台３３に対し垂直移動自在に支承され、図示しない移動機構によって垂直(Ｚ方向)移動される。図では明らかにされていないが、切断装置２０は、更に切断刃の傾きや左右の振れなどを調整するための各種調整機構を備えている。切断装置の稼動前に、上記各移動基台及び移動・調整機構によって両切断刃２１、２２は、溶融ガラスＧがその中心位置に来るように位置調整され、初期設定される。切断装置において上記切断刃の移動及び位置調整機構は必須のものと考えられるが、その具体的構成は上記に限定されず、他の既存の機構により実現されうるであろう。
【００２６】
図５は、図３のＶ−Ｖ線における概略断面図を示している。本図によりスライダ２６、ガイド溝２５ａ及び駆動軸２８の位置関係が明らかにされている。なお、もう一方のスライダ２７と、ガイド溝２５ａ及び駆動軸２８との位置関係は、本図と同様のものであることに留意されたい。ここでスライダ２６は、アーム２３を固定する上部材５０と、駆動軸２８に螺着されるねじ孔２６ａを有する下部材５１とで構成される。上部材５０は、その幅方向両側をガイド溝２５ａの上端面に載置すると共に、その内側に一対の摺接片５０ａを有する。摺接片５０ａは、ガイド溝２５ａの両側壁に摺接され、これによってガイド溝２５ａに対するスライダ２６のがたつきが防止され、円滑な移動が可能にされている。下部材５１は、その略中央にねじ孔２６ａを有し、ねじ孔２６ａに対し駆動軸２８に形成されたリードねじ２８ａが螺合される。上部材５０と下部材５１とは、図示しない固定手段により相互に固定され、ガイド溝２５ａ内を一体となって移動する。本実施形態において、スライダ２６を上下２つの部材により構成したのは製造上の問題であり、そのような問題がないならばこれを一部材で構成してもよい。
【００２７】
図６(Ａ)及び(Ｂ)は、切断刃２１及び２２の詳細を拡大して示す平面図及び側面図である。図において両切断刃２１及び２２は同じものであり、各アーム２３、２４に対しその表裏を反転して取り付けられている。両切断刃２１、２２の刃先２１ａ、２２ａは略Ｖ字状に形成されると共に、同図(Ｂ)で示されるように、刃幅方向に湾曲状にされている。湾曲された刃先の曲率はその両端で最大で、内側に向けて徐々に小さくなり、溶融ガラスＧの切断に関わる中央の領域(Ｖ字の底の領域)においては曲率はゼロに近いものとなる。また、刃先２１ａ及び２２ａの上記中央の領域は、平面的に湾曲面で形成される。この曲率は必ずしも溶融ガラスＧの曲率に一致させる必要はないが、これをある程度近いものにすることによって、溶融ガラスの切断面における変形が小さくなり、シアマークを低減することができる。同図(Ｂ)で示すように、両切断刃２１、２２は、その摺接する側の面(切断刃２１では下面側、切断は２２では上面側)において高さ位置を揃えられており、切断時に両刃先２１ａと２２ａとは上下で摺接しながら交差して、その間に挟まれる溶融ガラスＧを切断する。なお、上記実施形態において、両刃先２１ａ、２２ａの両端は外側(上下方向)に逃げるように湾曲されその端部の間には高さ方向に所定のクリアランスが確保されているので、必要に応じてその両刃先の摺接面が交差する位置に配置し、両刃先間の密接度を調整することができる。
【００２８】
図７は、両切断刃の移動状態を示している。同図(Ａ)は、両切断刃が離間し初期位置にある状態、同図(Ｂ)は、両切断刃が摺動交差し溶融ガラスを切断する瞬間における状態をそれぞれ示している。同図(Ａ)において、切断刃２１及び２２が相互に離間された状態で、各スライダ２６、２７は、ガイド溝２５ａ内のほぼ両端の位置に配置されている。ここで、溶融ガラスＧが供給される位置から各刃先までの距離は正確に等しい。この状態より駆動軸２８を回転駆動することにより、各スライダ２６及び２７は、相等しいピッチを有するリードねじ２８ａ及び２８ｂの該ピッチに従って、ガイド溝２５ａ内を相互に接近する方向に移動され、両切断刃２１及び２２を接近させる。この場合、両切断刃２１及び２２の移動速度は等しく、溶融ガラスＧに対する各刃先までの距離は等しく保たれている。同図(Ｂ)に示すように、両スライダ２６及び２７は互いに近づく方向に移動され、この状態で両切断刃の刃先２１ａと２２ａとは上下方向に摺接しつつ交差し、これによって溶融ガラスＧの切断が達成される。溶融ガラスＧの切断後、駆動軸２８は速やかに逆回転され、これによって両スライダ２６及び２７は、互いに離間する方向に移動し、両切断刃２１及び２２は分離される。駆動軸２８は、スライダ２６及び２７が同図(Ａ)の位置に来ると停止され、両切断刃２１、２２は次の切断時間まで初期位置に待機される。
【００２９】
本発明において、切断時における上記切断刃２１及び２２と、溶融ガラスＧとの接触時間を０．２秒以下、好ましくは０．１秒以下に保つことが重要である。ここで、切断刃と溶融ガラスとの接触時間は、各切断刃の刃先２１ａ及び２２ａが溶融ガラスＧの表面に接触し始めてから、該溶融ガラスが切断されることによって溶融ガラスコブが分離されて該刃先から離れるまでの時間として定義される。両刃先２１ａと２２ａとが完全に交差した時点で、溶融ガラスコブは溶融ガラスの供給側から完全に分離され刃先から離れるので、この時点をもって上記接触時間を計測することが可能である。本実施形態の切断装置において上記接触時間は、駆動軸２８の回転数及びリードねじ２８ａ、２８ｂのピッチに依存するスライダの移動速度、並びに切断位置における溶融ガラスＧの径によって決定される。より正確には上記駆動軸２８の回転数は、刃先２１ａ、２２ａが溶融ガラスＧに最初に接触してから切断を終えるまでの間の平均回転数である。一つの実施例において、上記平均回転数を２７００ｒｐｍ、リードねじのピッチを２０ｍｍ、溶融ガラスＧの径をφ１５ｍｍとした場合に、接触時間を０．１秒にすることができた。
【００３０】
次に、本発明によるガラス製基板の製造方法について説明する。図８は、上記切断装置２０により溶融ガラスを切断し、下型上にガラスコブを供給する工程を模式的に示したものである。工程(Ａ)で、図示しないガラス溶融炉に接続された白金製パイプ８１から一定の流量で、１２００℃程度に加熱された溶融ガラス(アルミノシリケートガラス)Ｇが下型６に供給される。工程(Ｂ)において、下型６上の溶融ガラスが所定量となる時間間隔で、上記切断装置を駆動し、切断刃２１及び２２によって溶融ガラスを切断する。この際の溶融ガラスと切断刃との接触時間は、上述の通り０．２秒以下である。切断された溶融ガラスＧは、その表面張力によって丸みを帯びたガラスコブとして下型６上に供給される(工程(Ｃ))。
【００３１】
下型６上の溶融ガラスコブＧは、図１及び図２に示すターンテーブル４の回転により、プレス用上型７の位置に移送され、ここでディスク状にプレスされる。更に３つの反り修正用上型９の位置に移送され、順次反り修正を施される。反り修正後のディスク状ガラスは、搬出装置２により製造装置１から搬出され、自然冷却路上に移送される。冷却後のディスク状ガラスは、その表面の平坦度を要求される平坦度にするために、研磨工程に渡される。
【００３２】
ガラス表面の研磨は、例えば、表面を水洗いの後、荒削り、砂掛け、ポリッシュ研磨などを段階的に施し、表面粗さを徐々に小さくしていく方法を取ることが好ましい。上述のようにガラス表面にはシアマークが存在するので、少なくともシアマークが除去される深さまでガラス表面の研削を行う必要がある。本発明においては、上記切断工程における溶融ガラスと切断刃との接触時間は０．２秒以下と短いものなので、上記シアマークの深さが研磨工程において比較的簡単に除去できる程度のものに抑えられている。なお、最終研磨後の表面粗さ(Ｒｍａｘ)は２μｍ程度である。研磨工程の後、イオン交換法によりガラス表面を化学強化し、最終的なガラス製基板を得る。
【００３３】
【実施例】
上記製造装置において、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．１秒としてディスク状ガラスの成形を行い、冷却後のディスク状ガラスにおけるシアマークの深さを測定した。連続成形されるディスク状ガラスからランダムに２４個を抽出し、中央でガラスを切断して切断面におけるシアマークの深さの平均を、そのディスクのシアマーク深さとした。その結果、２４個のディスクのシアマーク深さは、０．３〜０．４ｍｍであり、平均値は約０．３１ｍｍに抑えられた。なお、成形したディスク状ガラスの直径は６６ｍｍ、肉厚は１．３ｍｍである。この場合、ガラス表面からシアマークを完全に除去するためには、次研磨工程においてガラスの両表面を０．４ｍｍ研削すればよく、これは従来からの研磨工程における研削量の範囲内のものである。
【００３４】
以上、本発明の一実施形態及び実施例を詳細に説明した。しかしながら本発明の範囲は、上記実施形態及び実施例において示した事項には限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良が可能である。上記実施形態においては、ターンテーブルを用いて溶融ガラスを各工程間に移送するよう構成したが、直線的な搬送路を用いて溶融ガラスを移送するなど、他の移送手段を採用することができる。また、ガラスは、ソーダガラス等の他のアモルファスガラスや、結晶化ガラスを用いても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、切断刃と溶融ガラスとの接触時間を０．２秒以下に抑えることによって、ガラス表面上のシアマークが低減され、研磨工程における該シアマークの除去が容易となる。従って、従来からの研磨工程を大幅に又は全く変更することなく、シアマークの除去を達成することができ、その結果、その生産性を低下させることなく、一層高まるガラス平坦度の要求に容易に答えることができる。
【００３６】
また、各切断刃を支承する一対の支持部材は、一つの駆動軸の駆動によって移動制御するように構成しているので、両切断刃の移動における対称性が精度高く維持され、両切断刃と溶融ガラスとの接触時間のコントロールを極めて高精度に行うことができる。従って、シアマークの深さを所定の許容範囲内に安定的に納めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したガラス製基板の製造装置を示す装置外観の側面図である。
【図２】 図１の平面図である。
【図３】 製造装置に設置される切断装置の平面図である。
【図４】 図３の側面図である。
【図５】 図３のＶ−Ｖ線における概略断面図である。
【図６】 切断刃の詳細を拡大して示す平面図(Ａ)及び側面図(Ｂ)である。
【図７】 両切断刃の移動状態を示し、(Ａ)は両切断刃が離間し初期位置にある状態、(Ｂ)は両切断刃が摺動交差し溶融ガラスを切断する瞬間における状態をそれぞれ示している。
【図８】 切断装置により溶融ガラスを切断し、下型上にガラスコブを供給する工程を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
２ 搬出装置
３ 駆動装置
４ ターンテーブル
５ 装置枠体
６ 下型
７ プレス用上型
９ 反り修正用上型
８，１０ エアシリンダ
１１ 支持構造
２０ 切断装置
２１，２２ 切断刃
２１ａ，２２ａ 刃先
２３，２４ アーム
２５ 昇降基台
２５ａ ガイド溝
２６，２７ スライダ
２８ 駆動軸
２８ａ，２８ｂ リードねじ
２９ サーボモータ
３０ ベルト
３１ ベース
３２ 第１の移動基台
３３ 第２の移動基台
３４，３５ 移動機構
Claims (7)
- 刃先を対向させて配置した一対の切断刃を接離動作させることによって溶融ガラスを切断して溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造方法において、
上記切断刃の刃先間に、上記溶融ガラスを連続的に供給する工程と、
相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材とを備え、上記一対の支持部材のうち、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動するようにされた切断装置により、上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で、上記両切断刃を所定の間隔で接離動作させて上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程と、を含む板状ガラスの製造方法。 - 上記溶融ガラスを切断し、溶融ガラスコブを上記下型上に供給する工程の後に、上記上型と下型とで上記溶融ガラスコブをプレスし、板状ガラスを成形する工程と、上記板状ガラスの表面を研磨する工程と、を含む請求項１記載の板状ガラスの製造方法。
- 上記溶融ガラスを切断するに際し、
上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動させて、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃を接近方向に移動させ、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃を分離方向に移動させる請求項１又は２のいずれか１項に記載の板状ガラスの製造方法。 - 上記駆動軸の第１及び第２のねじ面を相等しいピッチで形成し、上記一対の切断刃の移動速度を等しくした請求項１〜３のいずれか１項に記載の板状ガラスの製造方法。
- 上記一対の切断刃の各刃先の中央の領域における曲率を、上記溶融ガラスの曲率に近似させた請求項１〜４のいずれか１項に記載の板状ガラスの製造方法。
- 連続して供給される溶融ガラスを切断装置により切断することによって溶融ガラスコブを下型上に供給した後、該下型と上型とによって上記溶融ガラスコブをプレスして板状ガラスを成形する板状ガラスの製造装置において、上記切断装置は、
相対する向きの第１及び第２のねじ面を有する駆動軸と、
上記駆動軸を回転駆動する駆動源と、
刃先を対向させて配置される一対の切断刃と、
上記各切断刃をそれぞれ支承する一対の支持部材であって、一方が上記駆動軸の第１のねじ面に螺着され、他方が上記駆動軸の第２のねじ面に螺着され、それぞれが上記駆動軸の回転に伴ってその軸線方向に移動して、上記一対の切断刃を上記溶融ガラスと上記切断刃との接触時間が０．２秒以下の条件で接離方向に移動させるものと、
を備えた板状ガラスの製造装置。 - 上記駆動源は、上記駆動軸を第１の方向及び該第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動し、上記駆動軸の第１の方向の回転により上記一対の切断刃が接近方向に移動され、上記駆動軸の第２の方向の回転により上記一対の切断刃が分離方向に移動される請求項６記載の板状ガラスの製造装置。
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