JP4711530B2

JP4711530B2 - Manufacturing method of glass molded product and manufacturing apparatus thereof, manufacturing method of optical element, manufacturing method of substrate for information recording medium, and manufacturing method of information recording medium

Info

Publication number: JP4711530B2
Application number: JP2001070722A
Authority: JP
Inventors: 一明児玉; 明村上
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: JP2002274868A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ガラスを金型に供給して、そのガラスをプレス成形してガラス成形品を製造するいわゆるダイレクトプレス法によってガラス成形品を製造するガラス成形品の製造方法及びその製造装置、このガラス成形品の製造方法及び装置によって製造されたガラスによって光学素子を製造する光学素子の製造方法、上記ガラス成形品の製造方法及び装置によって製造されたガラスによって情報記録媒体用基板を製造する情報記録媒体用基板の製造方法及びこの情報記録媒体用基板の製造方法によって製造されたガラス基板又は結晶化ガラス基板を用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融ガラスを金型に供給して、そのガラスをプレス成形してガラス成形品を製造する方法はダイレクトプレス法として知られている。一般にダイレクトプレス法では、レンズなどの光学素子、磁気ディスク用基板として用いられるガラス基板のような形状に対して高い精度が要求される最終製品を得ることは難しい。それゆえ、プレス成形によって最終製品に近似する形状のガラスブランクを作り、ガラスブランクに研削、研磨加工を施して最終製品に仕上げている。このような後工程を要するものの、溶融ガラスから直接ガラスブランクを作ることができる本方法は、高生産性を達成できる方法である。
【０００３】
ダイレクトプレス法は生産性を重視する方法なので、これまで種々の効率アップを図るための方法が提案されている。例えば、特開平９−２０５２２号公報に記載の方法では、ターンテーブルを間欠回転させることにより、テーブル上の金型を順次、溶融ガラスを受け取る位置（以下、キャスト位置という）、プレス成形する位置、成形品を取り出す位置（テイクアウト位置）に搬送してキャスト、プレス成形、テイクアウトの各工程が行われるようにし、プレス開始のタイミングをエンコーダによって検出されたテーブルを間欠駆動するインデックスドライバの出力軸の回転位置信号によって制御している。
【０００４】
さらにプレス成形が終わって、テーブルを駆動させるタイミングを、溶融ガラスをカットするタイミングを基準にして決めている。このような制御により、金型がプレス成形する位置に停止したのを確認せず、停止する時刻を予測して、停止と同時にプレス成形を開始できるようにしている。このようにすれば、金型停止とプレス開始の間に余分な待ち時間をとる必要がないので、成形品１個当たりの生産時間をより短縮化することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、特開平９−２０５２２号公報に記載の方法は、プレス開始のタイミング制御とテーブル駆動開始のタイミング制御を異なる基準信号に基づいて行っているが、これらの基準信号の間隔が常に一定に保たれるという保証はない。ダイレクトプレス法は毎分数十個、毎時数千個のスピードで成形品を生産するので、一回あたりの基準信号のずれが僅かであっても、そのずれが積み重なり、そのずれをリセットするための作業が必要になってくる。この作業の頻度を減らすには、やはり待ち時間に相当するスケジュール上の余裕を工程中のどこかに組込まなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためのものであって、ダイレクトプレス工程の各タイミングを整合させつつ、待ち時間を最小限に切りつめた生産性の高いガラス成形品の製造方法およびガラス成形品の製造装置を提供することを第1の目的とし、該製造方法を用いて得られたガラスブランクを研削、研磨加工して光学素子や情報記録媒体用基板を作製する方法、該情報記録媒体用基板を用いた情報記録媒体を作製する方法を提供することを第2の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、
第１の発明は、複数の下型を同期して移送、停留することを繰返し、該下型が停留中に溶融ガラスの供給、該供給された溶融ガラスのプレス成形、該成形によって形成された成形品の取り出しを行うガラス成形品の製造方法であって、一定周期で基準信号を繰返し発生し、該基準信号に基づき溶融ガラスの供給、前記下型の移送開始及び停止、プレス成形の開始及び終了の各タイミングを制御するとともに、前記基準信号の発生周期に前記下型の移送時間と停留時間の合計が等しくなるようにすることを特徴とするものである。
第２の発明は、溶融ガラスをプレス成形するガラス成形品の製造装置において、キャスト位置において下型上に溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給手段と、プレス位置において溶融ガラスを該下型と上型によりプレス成形するプレス手段と、該プレス手段により成形されたガラス成形品をテイクアウト位置において取り出す成形品取り出し手段と、複数の下型を同期して移送、停留させながら間欠的に循環移送する下型移送手段と、基準信号発生手段とタイマーを備えるとともに、前記各手段を制御する制御手段を有するとともに、前記基準信号発生手段が一定周期で基準信号を発生するものであり、前記基準信号発生から溶融ガラスの供給、下型移送開始、下型停止、プレス開始、プレス終了の各イベントの指令信号を出力するまでの時間を予め制御手段に記憶させ、該基準信号の発生から前記記憶された時間が経過した時に該タイマーを作動させて対応するイベントの指令信号を前記制御手段が出力するとともに、前記下型の移送時間と停留時間の合計を前記基準信号発生の周期とすることを特徴とするものである。
第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明によって成形された光学素子ブランクに研削、研磨加工を施して光学素子に仕上げる光学素子の製造方法である。
第４の発明は、上記第１の発明又は第２の発明によって成形された情報記録媒体用基板ブランクに研削、研磨加工を施すか、又は該ブランクを熱処理して結晶化した後、研削、研磨加工を施して情報記録媒体用基板を作製する情報記録媒体用基板の製造方法である。
第５の発明は、第４の発明により作製された情報記録媒体用基板に情報記録層を設けることを特徴とする情報記録媒体の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置の正面図、図２は本発明の実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置の平面図である。以下、図１及び図２を参照にしながら実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置を説明し、併せて、実施の形態にかかるガラス成形品の製造方法の説明、このガラス成形品の製造方法及び装置によって製造されたガラス成形品によって光学素子を製造する光学素子の製造方法の説明、上記ガラス成形品の製造方法及び装置によって製造されたガラス成形品によって情報記録媒体用基板を製造する情報記録媒体用基板の製造方法の説明、並びに、この情報記録媒体用基板の製造方法によって製造されたガラス基板又は結晶化ガラス基板を用いて情報記録媒体を製造する情報記録媒体の製造方法の説明を行なう。
【０００９】
図１及び図２において、実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置１は、下型移送手段たるターンテーブル４、溶融ガラス供給手段Ａ、プレス手段たる上型７及び下型６、ガラス成形品取り出し手段２、及び図示しない制御手段等を備えている。ターンテーブル４上には１６個の下型６がテーブルの回転軸１２を中心とした円周上に等間隔（２２．５°間隔）で配置されている。ターンテーブル４はダイレクトドライブモータ３（サーボモータ）によって間歇駆動される。この間欠駆動は１６のセクション６ａ〜６ｐに順次、下型６を所定時間停留させては隣のセクションに移送する割り出しを行うものである。セクション６ａはキャスト位置、セクション６ｃはプレス位置、セクション６ｌ、６ｍ、６ｎがテイクアウト位置である。
【００１０】
図２におけるＡは、溶融ガラス供給手段であり、セクション６ａの真上に配置された溶融ガラスの流出ノズル、流出ノズルの温度をコントロールする温度調整機構、流出ノズルから流下する溶融ガラスを切断するシア機構（いずれも図示せず）を備えている。
【００１１】
セクション６ｃに移送されてきた溶融ガラスゴブ（図示せず）は、図１における上型駆動部１８によって駆動される上型７と下型６とによってプレス成形される。情報記録媒体用基板ブランクのような薄板状の成形品をプレス成形する場合には、セクション６ｄ、６ｅ、６ｆでプレス成形品の上面を成形品の温度よりも低温の押し型９で押圧し、成形品の反りを修正することもできる。
【００１２】
成形されたガラスはセクション６ｌ〜６ｎのいずれかのセクションに停留している時に成形品取り出し手段２によって上面を吸着され、下型６からテイクアウトされる。本実施例では、ターンテーブル４が３セクション分回転する毎に１回のテイクアウトが行われるようにしており、１回のテイクアウトで３個のガラス成形品がテイクアウトされる。
【００１３】
成形品がテイクアウトされた空の下型６は、ターンテーブル４の回転によって再びキャスト位置であるセクション６ａに戻る。この間、必要に応じて窒化ホウ素からなる粉末状離型剤を下型６の成形面に塗布してもよい。必要に応じて各下型６に胴型を設けて、上下型と胴型によりプレス成形を行ってもよい。また、キャスト、プレスに適する温度になるよう、各下型６、上型７、あるいは胴型を加えた成形型の温度を調整する機構を設けることもできる。テイクアウトされたガラス成形品は必要に応じてアニールされて歪みが取り除かれ、ガラスブランクとなる。
【００１４】
次に、装置各部を制御する制御手段について説明する。図示しないが、本装置は制御手段としてシーケンサを備えており、シーケンサから出力される指令信号に基づき、シア機構、上型駆動部１８、成形品取り出し手段２、押し型９の駆動部、サーボモータ３が駆動され、溶融ガラスの切断、プレスの開始および終了、押し型９の駆動、ターンテーブル４の回転及び停止、テイクアウトなどの各イベントが実行される。
【００１５】
シーケンサは、内部タイマー、一定周期でパルス状の基準信号を発生する機能、基準信号を発生させてから上記各指令信号を出力するまでの時間間隔及び基準信号の発生周期を記憶する機能を備えている。この基準信号の発生周期を前述したカッティングタイム（例えば２．０００秒）に設定する。この設定に基づき、内部タイマーを作動させてシーケンサは上記周期で基準信号パルスを発生させる。
【００１６】
次いで、基準信号の発生に基づき内部タイマーの計時が開始し、予め記憶された指令信号を出力するべき時間が経過したときに対応する指令信号を出力する。このようにして各イベントに対応する指令信号がシーケンサから次々と出力され、対応するイベントが実行される。
【００１７】
このように、シーケンサはモニター信号、例えばターンテーブルの回転位置のモニター信号に基づきプレス開始の指令信号を出力するような制御手法をとっていないので、シーケンサがモニター信号を処理するための待ち時間を省略することができる。また一定周期で発生する基準信号に基づき、指令信号の出力タイミングが制御されているので、複数種の基準信号（例えば、装置の異なる部分からモニターした信号を基準とした場合に相当）を使用するのと違い、装置全体のタイミングの整合性が得られる。したがって、装置を長期間、連続稼動しても一連の工程は円滑に行われ、装置を停止するなどのトラブルを防止することができ、高い生産性を得ることができる。
【００１８】
図３は本実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置の基準信号発生を基準とする指令信号出力のタイミングチャートを示す図である。なお、これらのタイミングは、溶融ガラスの粘性、成形品の形状や大きさ、ガラスの諸特性、その他の製造条件によって適宜、調整する。
【００１９】
本実施の形態では、ターンテーブルの割り出しにダイレクトドライブモータを使用したが、サーボモータとモータの回転力をターンテーブルの回転軸に伝達するインデックス機能を有する動力伝達手段を用いてもよいが、電気的な制御のみでターンテーブルの回転を制御可能なダイレクトモータドライブを用いるほうがより好ましい。
【００２０】
アニールされた研磨製品の形状に近似するガラスブランクは、研削、研磨が施されてレンズやプリズムなどの光学素子や磁気ディスク用基板のような情報記録媒体用基板に仕上げられる。これら光学素子には、必要に応じて反射防止膜などの光学薄膜を設けてもよい。また、情報記録媒体用基板にはその主表面に磁気記録層などの情報記録層を設け、情報記録媒体を作製する。なお、研削、研磨後の情報記録媒体用ガラス基板の強度を向上させるため、化学強化を行った後、情報記録層を設けて情報記録媒体を作製してもよい。
【００２１】
また、情報記録媒体用基板のガラスブランクを熱処理して結晶化ガラスとし、これに研削、研磨加工を施して、情報記録媒体用結晶化ガラス基板を作製することもできる。結晶化ガラス基板の場合も、その主表面に磁気記録層などの情報記録層を設け、情報記録媒体を作製することができ、このような結晶化ガラス基板を備えた情報記録媒体は、高速回転時のたわみが極めて少なく、媒体表面のより近傍まで情報の読取り書込みヘッドを接近させることができ、より高記録密度に対応して情報記録媒体を得ることができる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態のガラス成形品の製造方法並びにガラス成形品の製造装置によれば、ガラス成形品を安定して生産性よく製造することができる。具体的には、ガラスゴブ１個当りの重量が安定することにより、プレス成形品の１個当りの重量が安定する。また、プレス成形型の加熱・冷却周期が一定のため、ガラスから奪う熱量が一定になることとあいまってプレス形状が安定する。そして、光学素子や情報記録媒体用基板の製造にこの方法を応用することにより、光学素子、情報記録媒体用基板、情報記録媒体を安定して高い生産性のもとに供給することができる。
【００２３】
上述の実施の形態において説明した通り、本発明にかかるガラス成形品の製造方法及びその装置は、下型移送手段、溶融ガラス供給手段、プレス手段、ガラス成形品取り出し手段、制御手段を備えている。下型移送手段は、上型とによって溶融ガラスをプレス成形する複数の下型を載置するターンテーブル、ターンテーブルを間欠駆動する駆動部を備えている。ターンテーブル上には、例えば、１６個の下型が等間隔かつテーブルの回転軸を中心に同一円周上に配置されており、駆動部は、ターンテーブルを２２．５°回転させては一旦停止させ、再び２２．５°回転させるということを繰り返すインデックス機能を有しており、各下型の停留位置は１６箇所に固定されている。
【００２４】
ここで、上記インデックス機能としては、ターンテーブルをダイレクトドライブモータで直接間欠駆動するものが好ましいが、モータの回転をカムを備えたインデックス機構によって間欠回転させる方法を用いることもできる。しかし、上述した各タイミングを正確にする上で、ダイレクトドライブモータ方式による間欠駆動が望ましい。ダイレクトドライブモータとしてはサーボモータを使用することができる。移送時に下型上のゴブに大きな加速度が加わると、ゴブの位置が下型成形面内で偏ってしまい、その状態でプレス成形されると、成形品が形状不良になることがあるので、ターンテーブルを回転させる際、回転によってガラスに加わる力が少なくなるようにサーボモータの回転速度を制御することが好ましい。
【００２５】
溶融ガラス供給手段は、溶融ガラスを連続して流下、排出する流出ノズルと、流出ノズルの温度を一定に制御するためのヒーターと、流出ノズルから排出された溶融ガラスを所定分量だけ分離切断するシア機構部を有している。下型への溶融ガラスの供給（以下、キャストという）は、１６箇所ある下型停留位置の一つ（以下、キャスト位置という）に停留中の下型に対して行われる。キャスト中にガラスの折れ込みが発生すると、折れ込み部分はそのままプレス成形品に残り、不良品となる。
【００２６】
したがって、折れ込みが発生しやすい場合は、キャスト位置において下型を流出ノズルに近づけてキャストを行うことが好ましい（以下、高位置キャストという）。キャストは上記のようにシア機構を使用して機械的に溶融ガラス流を切断してもよいし、あるいはキャスト位置で停留した下型を流出ノズルに接近させ、溶融ガラス流の下端部を下型で受けた後、溶融ガラスの流下速度よりも大きな速度で下型を急速降下させて、所定重量の溶融ガラスを下型上に受け取るようにすることもできる。
【００２７】
いずれの方法によっても、所定重量の溶融ガラスゴブと呼ばれる溶融状態のガラス塊が下型上に供給される。キャストが終了するとゴブを載せた下型はキャスト位置から隣のセクション（停留位置）に移送されるとともに、成形品もゴブも載せていない（必要に応じて、成形面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤が塗布された）空の下型がキャスト位置に搬入される。キャスト位置では以上のプロセスは繰返し行われる。
【００２８】
ゴブを載せた下型はキャスト位置から１セクションまたは数セクション移送され、プレス位置に移送されて停留する。その間、上型６が下降し、上下型によってゴブが加圧成形される。プレス手段は、上下型に加える圧力を制御したり上型を下降、上昇する機構、上型などを備えている。プレス位置においてゴブが上下型によってプレス成形される。プレス位置においても、プレス成形品を載置した下型が搬出されるとともに、ゴブを載置した下型が移送されてくるステップが繰返し行われる。
【００２９】
プレス位置から搬出された下型は、成形品の温度がガラス転移温度近傍またはガラス転移温度よりも低い温度まで冷却してから、数セクション先の取り出し位置（以下、テイクアウト位置という）に移送され、吸引手段による吸引あるいは風圧を加えることによって、あるいは横に払い出すことによって、下型から取り出される。（以下、テイクアウトという）
【００３０】
テイクアウト後の下型は、キャスト時に好適な温度になるよう加熱され、キャスト位置へと再び移送される。この際、必要に応じて、成形面に粉末状離型剤を塗布してからキャスト位置に空の下型を戻してもよい。
【００３１】
このような工程が繰返し行われるとともに、１６個の下型毎に１セクション分前後した工程が並行して行われる。１６個の下型の移送、停留はすべて同一のターンテーブルの動きによって定められているから、１セクションの下型移送に要する時間（以下、移送時間という）、１セクションに下型が停留している時間（以下、停留時間という）は一定である。
【００３２】
なお、光学素子ブランクなど形状によっては、プレス成形後のヒケで成形品の形状が変化してしまうものについては、特開２０００−２３３９３４号公報に記載されているように、キャスト位置とプレス位置の間において、ゴブの上面を冷却した後、同じく上面を加熱してゴブの上面と内部の温度を近づけてからプレス位置に移送してもよい。
【００３３】
また、情報記録媒体用基板ブランクのように薄板状で反りを抑えなければならない場合、特開平１０−２３６８３１号公報に記載されているように、プレス成形後の成形品の上面に当該成形品の温度よりも低い部材を接触して成形品の上下面の温度差を低減させ、温度差に起因する反りを低減することもできる。その際、上記低温部材の接触は、プレス位置とテイクアウト位置の間のセクションで行われる。
【００３４】
制御手段としては、上記一連の工程に対応してガラス成形品の製造装置が順次行う手順を記憶したシーケンサを備えている。シーケンサは内部タイマーを有しており、ある信号を基準にして所定時間が経過したときに特定の命令を実行するようになっている。命令の実行中、シーケンサ外部から入力される信号は直ちにシーケンサによって処理されず、一連の命令実行が終わるまで入力信号の処理は待たされることになる。そのため、制御手段の処理速度を上げるためには、シーケンサにおける命令実行は外部モニター信号を基準とするのではなく、一つの基準信号に基づいて行われることが好ましい。
【００３５】
すなわち、流出ノズルから流出する溶融ガラスの量を一定に保ち、溶融ガラスの引上量（例えば単位操業時間あたりの溶融ガラスの流出量）とゴブ１個の重量（ガラス成形品１個の重量と等しい）から、溶融ガラス流からゴブを切断、あるいは分離する時間間隔（カッティングタイム）を求め、カッティングタイムに相当する周期で基準信号と呼ぶパルス信号を基準信号発生手段が発生する。
【００３６】
シーケンサはこの基準信号を基準にしてタイマーを作動させ、予め記憶された時刻に記憶された指令信号をガラス成形装置の各手段に出力する。カッティングタイム内で各セクションで行われる動作は完了し、１セクション分だけ下型は間欠駆動される。したがって、カッティングタイムが移送時間と停留時間の合計になるように、一連の指令信号は各手段で実行される。
【００３７】
シーケンサが出力する指令信号は、ターンテーブルを間欠駆動する駆動部にターンテーブルを下型が停留位置に来るように停止させるようにする指令信号、停止状態のターンテーブルを動かす指令信号、シア機構に溶融ガラス流を分離切断させる指令信号、上型を駆動して上下型によりゴブを加圧しプレス成形を行うようにする指令信号、下型上から成形品をテイクアウトする指令信号などがある。
【００３８】
また、必要に応じて、キャスト位置とプレス位置の間で行うゴブ上面に低温部材を接触させる指令信号、あるいはプレス位置からテイクアウト位置の間において低温部材を成形品の上面に接触させて上面を冷却させる指令信号、、テイクアウト後の下型成形面に粉末状離型剤を塗布する指令信号、高位置キャストのための下型上昇及び下降の指令信号を出力させてもよい。
【００３９】
本発明によれば、ガラス成形品を安定して生産性よく製造することができる。具体的には、ガラスゴブ１個当りの重量が安定することにより、プレス成形品の１個当りの重量が安定する。また、プレス成形型の加熱・冷却周期が一定のため、ガラスから奪う熱量が一定になることと合間ってプレス形状が安定する。
【００４０】
テイクアウトされたガラス成形品は、歪み点付近でアニール処理される。上下型の成形面形状、供給するゴブの分量を調整することによって、目的とする最終製品に近似する形状のブランクを成形品として得ることができる。例えば、目的とする最終製品がレンズなどの光学素子の場合、研削、研磨代を考慮した光学素子ブランクを成形し、アニール後の上記ブランクに研削、研磨加工を施してレンズなどの光学素子に仕上げられる。光学機能面には必要に応じて反射防止膜などの光学薄膜を設けてもよい。
【００４１】
また、磁気記録媒体用基板などの情報記録媒体用基板を作製する場合も、該基板形状を基準に研磨、研削代を加えた形状の基板ブランクを成形する。そして、アニール後に研削、研磨、必要に応じて中心部に穴開け加工を施すなどして、情報記録媒体用ガラス基板を得る。情報記録媒体用結晶化ガラス基板を作製する場合は、基板ブランクを熱処理して結晶化し、研削、研磨加工を施して情報記録媒体用基板とする。なお、情報記録媒体用基板の作製は、研削、研磨加工を基板ブランクに施した後に結晶化を行ってもよいし、研削、研磨工程の途中に結晶化を行ってもよい。そして、ガラス基板、結晶化ガラス基板に磁性層などの情報記録層を設けて情報記録媒体を作製する。ガラス基板の場合は、必要に応じて化学強化を行い、基板の強度を向上させてから情報記録層を設けてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数の下型を同期して移送、停留することを繰返し、該下型が停留中に溶融ガラスの供給、該供給された溶融ガラスのプレス成形、該成形によって形成された成形品の取り出しを行うガラス成形品の製造方法であって、一定周期で基準信号を繰返し発生し、該基準信号に基づき溶融ガラスの供給、前記下型の移送開始及び停止、プレス成形の開始及び終了の各タイミングを制御するとともに、前記基準信号の発生周期に前記下型の移送時間と停留時間との合計が等しくなるようにすることを特徴とするもので、これにより、ガラス成形品を安定して生産性よく製造することを可能にし、また、この方法及び装置でガラスブランクをプレス成形することによって光学素子、情報記録媒体用基板、情報記録媒体を安定して高い生産性のもとに供給することを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるガ成形品の製造装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるガ成形品の製造装置の平面図である。
【図３】本実施の形態にかかるガラス成形品の製造装置の基準信号発生を基準とする指令信号出力のタイミングチャートを示す図である。
【符号の説明】
１…ガラス成形品の製造装置、２…成形品取り出し手段、３…ダイレクトドライブモータ、４…ターンテーブル、６…下型、６ａ〜６ｐ…セクション、７…上型、９…押し型、１２…ターンテーブル軸、１８…上型駆動部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass molded product manufacturing method for manufacturing a glass molded product by a so-called direct press method in which molten glass is supplied to a mold and the glass is press-molded to manufacture a glass molded product. Information recording medium manufacturing method of optical element by glass manufactured by glass manufacturing method and apparatus, information recording medium manufacturing substrate of information recording medium by glass manufactured by said glass molding product manufacturing method and apparatus The present invention relates to a medium substrate manufacturing method and an information recording medium manufacturing method for manufacturing an information recording medium using a glass substrate or a crystallized glass substrate manufactured by the information recording medium substrate manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
A method of supplying a molten glass to a mold and press-molding the glass to produce a glass molded product is known as a direct press method. In general, in the direct press method, it is difficult to obtain a final product that requires high accuracy with respect to shapes such as optical elements such as lenses and glass substrates used as magnetic disk substrates. Therefore, a glass blank having a shape approximate to the final product is formed by press molding, and the glass blank is ground and polished to finish the final product. Although such a post-process is required, the present method that can make a glass blank directly from molten glass is a method that can achieve high productivity.
[0003]
Since the direct press method is a method that emphasizes productivity, various methods for improving efficiency have been proposed so far. For example, in the method described in JP-A-9-20522, by intermittently rotating the turntable, a mold on the table sequentially receives a molten glass (hereinafter referred to as a cast position), a press molding position, Rotate the output shaft of the index driver that intermittently drives the table whose encoder is detected by the encoder so that the casting, press molding, and takeout processes are performed by transporting the molded product to the takeout position (takeout position). It is controlled by the position signal.
[0004]
Further, the timing for driving the table after the press molding is finished is determined based on the timing for cutting the molten glass. With such control, it is possible to predict the stop time without confirming that the mold has stopped at the press forming position, and to start press forming simultaneously with the stop. In this way, since it is not necessary to take an extra waiting time between the mold stop and the press start, the production time per molded product can be further shortened.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-20522 performs the press start timing control and the table drive start timing control based on different reference signals, but the interval between these reference signals is always constant. There is no guarantee that it will be kept. The direct press method produces parts at a speed of several tens of pieces per minute and several thousand pieces per hour, so even if there is a slight deviation of the reference signal per time, the deviations accumulate and reset the deviation. The work of becomes necessary. In order to reduce the frequency of this work, there is a problem that a schedule margin corresponding to the waiting time must be incorporated somewhere in the process.
[0006]
The present invention is for solving the above-mentioned problems, and is a method for producing a highly productive glass molded product that is made by keeping the waiting time to a minimum while matching each timing of the direct press process, and a glass molded product. A method for producing an optical element and an information recording medium substrate by grinding and polishing a glass blank obtained by using the manufacturing method, the first object of which is to provide a manufacturing apparatus, and the information recording medium substrate It is a second object to provide a method for producing an information recording medium using the.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a means to achieve the above purpose,
In the first invention, a plurality of lower dies are repeatedly transferred and stopped in synchronization, and the lower dies are formed by supplying molten glass during the holding, press forming of the supplied molten glass, and forming. A method of manufacturing a glass molded product for taking out a molded product, wherein a reference signal is repeatedly generated at a constant period, and based on the reference signal, supply of molten glass, transfer start and stop of the lower mold, start of press molding and While controlling each timing of completion | finish, it is made for the sum total of the transfer time of the said lower mold | type, and a stop time to become equal to the generation period of the said reference signal, It is characterized by the above-mentioned.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a glass molded product manufacturing apparatus for press-molding molten glass, a molten glass supply means for supplying molten glass onto a lower mold at a casting position, and the lower mold and the upper mold at a pressing position. Press means for press-molding, a molded product take-out means for taking out a glass molded product formed by the press means at a take-out position, and a lower mold for intermittently circulating and transferring a plurality of lower molds synchronously In addition to having a transfer means, a reference signal generating means and a timer, and having a control means for controlling each of the means, the reference signal generating means generates a reference signal at a constant cycle. Time to output command signals for glass supply, lower mold transfer start, lower mold stop, press start, and press end events Is stored in advance in the control means, and when the stored time has elapsed since the generation of the reference signal, the timer is operated to output a command signal of the corresponding event, and the lower mold transfer time And the total of the stop time are defined as the reference signal generation cycle.
A third invention is a method for manufacturing an optical element, in which the optical element blank formed by the first invention or the second invention is ground and polished to finish the optical element.
In the fourth invention, the information recording medium substrate blank molded according to the first invention or the second invention is ground and polished, or the blank is heat-treated to be crystallized and then ground and polished. This is a method for manufacturing an information recording medium substrate, which is processed to produce an information recording medium substrate.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an information recording medium manufacturing method comprising providing an information recording layer on the information recording medium substrate manufactured according to the fourth aspect of the invention.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a front view of a glass molded product manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the glass molded product manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIG.1 and FIG.2, the manufacturing apparatus of the glass molded product concerning embodiment is demonstrated, and also the description of the manufacturing method of the glass molded product concerning embodiment, and the manufacturing method of this glass molded product And a description of an optical element manufacturing method for manufacturing an optical element by a glass molded product manufactured by the apparatus, an information recording medium for manufacturing a substrate for an information recording medium by the glass molded product manufactured by the glass molded product manufacturing method and apparatus. A method for manufacturing a medium substrate and a method for manufacturing an information recording medium that uses a glass substrate or a crystallized glass substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate for information recording medium will be described. .
[0009]
1 and 2, a glass molded product manufacturing apparatus 1 according to an embodiment includes a turntable 4 as a lower mold transfer means, a molten glass supply means A, an upper mold 7 and a lower mold 6 as press means, and a glass molded product. A take-out means 2 and a control means (not shown) are provided. On the turntable 4, 16 lower molds 6 are arranged at equal intervals (22.5 ° intervals) on the circumference around the rotation axis 12 of the table. The turntable 4 is intermittently driven by a direct drive motor 3 (servo motor). In this intermittent drive, the lower mold 6 is stopped for a predetermined time sequentially in the 16 sections 6a to 6p, and is indexed to be transferred to the adjacent section. Section 6a is a cast position, section 6c is a press position, and sections 6l, 6m, and 6n are takeout positions.
[0010]
A in FIG. 2 is a molten glass supply means, which is an outlet nozzle for the molten glass arranged immediately above the section 6a, a temperature adjusting mechanism for controlling the temperature of the outlet nozzle, and a shear for cutting the molten glass flowing down from the outlet nozzle. A mechanism (both not shown) is provided.
[0011]
The molten glass gob (not shown) transferred to the section 6c is press-molded by the upper mold 7 and the lower mold 6 that are driven by the upper mold driving unit 18 in FIG. When press-molding a thin plate-like molded product such as a substrate blank for an information recording medium, the upper surface of the press-molded product is pressed with a die 9 lower than the temperature of the molded product in sections 6d, 6e, and 6f. It is also possible to correct the warpage of the molded product.
[0012]
The molded glass is adsorbed on the upper surface by the molded product take-out means 2 and is taken out from the lower mold 6 when it remains in any one of the sections 6l to 6n. In this embodiment, every time the turntable 4 rotates by three sections, one takeout is performed, and three glass molded products are taken out by one takeout.
[0013]
The empty lower mold 6 from which the molded product has been taken out returns to the section 6a which is the casting position again by the rotation of the turntable 4. During this time, a powder release agent composed of boron nitride may be applied to the molding surface of the lower mold 6 as necessary. If necessary, each lower mold 6 may be provided with a barrel mold, and press molding may be performed using the upper and lower molds and the trunk mold. Also, a mechanism for adjusting the temperature of the lower die 6, the upper die 7, or the molding die including the barrel die can be provided so that the temperature is suitable for casting and pressing. The taken-out glass molded product is annealed as necessary to remove distortion, and becomes a glass blank.
[0014]
Next, control means for controlling each part of the apparatus will be described. Although not shown, this apparatus includes a sequencer as a control unit, and based on a command signal output from the sequencer, a shear mechanism, an upper mold drive unit 18, a molded product takeout unit 2, a drive unit of the push die 9, a servo motor 3 is driven, and various events such as cutting of molten glass, start and end of pressing, driving of the pressing die 9, rotation and stop of the turntable 4, and takeout are executed.
[0015]
The sequencer has an internal timer, a function for generating a pulsed reference signal at a constant period, a function for storing a time interval from when the reference signal is generated until each command signal is output, and a reference signal generation period. Yes. The generation period of this reference signal is set to the above-described cutting time (for example, 2.000 seconds). Based on this setting, the sequencer generates a reference signal pulse at the above-described period by operating an internal timer.
[0016]
Next, counting of the internal timer is started based on the generation of the reference signal, and a corresponding command signal is output when a time for outputting the previously stored command signal has elapsed. In this way, command signals corresponding to each event are output one after another from the sequencer, and the corresponding event is executed.
[0017]
In this way, the sequencer does not take a control method to output a press start command signal based on the monitor signal, for example, the monitor signal of the rotational position of the turntable, so the waiting time for the sequencer to process the monitor signal is reduced. Can be omitted. In addition, since the output timing of the command signal is controlled based on a reference signal generated at a fixed period, a plurality of types of reference signals (e.g., corresponding to signals monitored from different parts of the apparatus) are used. Unlike this, the timing consistency of the entire apparatus can be obtained. Therefore, even if the apparatus is continuously operated for a long period of time, a series of steps can be performed smoothly, troubles such as stopping the apparatus can be prevented, and high productivity can be obtained.
[0018]
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of command signal output based on reference signal generation in the glass molded product manufacturing apparatus according to the present embodiment. These timings are appropriately adjusted depending on the viscosity of the molten glass, the shape and size of the molded product, various characteristics of the glass, and other manufacturing conditions.
[0019]
In this embodiment, a direct drive motor is used for indexing the turntable. However, a servomotor and a power transmission means having an index function for transmitting the rotational force of the motor to the rotating shaft of the turntable may be used. It is more preferable to use a direct motor drive that can control the rotation of the turntable by only the control.
[0020]
A glass blank approximating the shape of the annealed polished product is ground and polished to be finished into an optical element such as a lens or a prism or an information recording medium substrate such as a magnetic disk substrate. These optical elements may be provided with an optical thin film such as an antireflection film as necessary. The information recording medium substrate is provided with an information recording layer such as a magnetic recording layer on its main surface to produce an information recording medium. In addition, in order to improve the intensity | strength of the glass substrate for information recording media after grinding and grinding | polishing, after performing chemical strengthening, you may provide an information recording layer and produce an information recording medium.
[0021]
In addition, the glass blank of the information recording medium substrate can be heat-treated to obtain crystallized glass, which can be ground and polished to produce a crystallized glass substrate for information recording medium. In the case of a crystallized glass substrate, an information recording medium can be produced by providing an information recording layer such as a magnetic recording layer on the main surface, and an information recording medium equipped with such a crystallized glass substrate is rotated at high speed. The deflection of the time is extremely small, the information read / write head can be brought closer to the vicinity of the surface of the medium, and an information recording medium can be obtained corresponding to a higher recording density.
[0022]
As described above, according to the glass molded product manufacturing method and the glass molded product manufacturing apparatus of the present embodiment, the glass molded product can be stably manufactured with high productivity. Specifically, when the weight per glass gob is stabilized, the weight per press-molded product is stabilized. Further, since the heating / cooling cycle of the press mold is constant, the amount of heat taken from the glass becomes constant, and the press shape is stabilized. By applying this method to the manufacture of optical elements and information recording medium substrates, the optical elements, information recording medium substrates, and information recording media can be stably supplied with high productivity.
[0023]
As described in the above embodiment, the method and apparatus for manufacturing a glass molded product according to the present invention includes a lower mold transfer unit, a molten glass supply unit, a press unit, a glass molded product take-out unit, and a control unit. . The lower mold transfer means includes a turntable on which a plurality of lower molds that press-mold molten glass with an upper mold are placed, and a drive unit that intermittently drives the turntable. On the turntable, for example, 16 lower molds are arranged at equal intervals and on the same circumference around the rotation axis of the table, and the drive unit temporarily rotates the turntable by 22.5 °. It has an index function that repeats stopping and rotating again by 22.5 °, and the stationary positions of each lower mold are fixed at 16 locations.
[0024]
Here, the index function is preferably one in which the turntable is directly intermittently driven by a direct drive motor, but a method of intermittently rotating the motor by an index mechanism having a cam can also be used. However, in order to make each timing described above accurate, intermittent driving by a direct drive motor system is desirable. A servo motor can be used as the direct drive motor. If a large acceleration is applied to the gob on the lower mold at the time of transfer, the position of the gob will be biased in the lower mold forming surface. When rotating the table, it is preferable to control the rotation speed of the servo motor so that the force applied to the glass by the rotation is reduced.
[0025]
The molten glass supply means includes an outflow nozzle for continuously flowing and discharging the molten glass, a heater for controlling the temperature of the outflow nozzle to be constant, and a shear for separating and cutting the molten glass discharged from the outflow nozzle by a predetermined amount. It has a mechanism part. The supply of molten glass to the lower mold (hereinafter referred to as casting) is performed on the lower mold that is stationary at one of the 16 lower mold stationary positions (hereinafter referred to as casting position). When the glass is folded during casting, the folded portion remains in the press-molded product and becomes a defective product.
[0026]
Therefore, when folding is likely to occur, it is preferable to perform casting by bringing the lower mold closer to the outflow nozzle at the casting position (hereinafter referred to as high position casting). Casting may mechanically cut the molten glass flow using the shear mechanism as described above, or the lower die stopped at the casting position is brought close to the outflow nozzle, and the lower end of the molten glass flow is set to the lower die. Then, the lower mold can be rapidly lowered at a speed larger than the flowing speed of the molten glass so that a predetermined weight of the molten glass is received on the lower mold.
[0027]
In any method, a molten glass lump called a molten glass gob having a predetermined weight is supplied onto the lower mold. When casting is finished, the lower die on which the gob is placed is transferred from the casting position to the next section (stop position), and neither the molded product nor the gob is placed (if necessary, powdered form such as boron nitride on the molding surface The empty lower mold (with the release agent applied) is carried into the casting position. The above process is repeated at the casting position.
[0028]
The lower die on which the gob is placed is transferred one section or several sections from the casting position, and is transferred to the pressing position and stopped. Meanwhile, the upper die 6 is lowered, and the gob is pressure-formed by the upper and lower dies. The pressing means includes a mechanism for controlling the pressure applied to the upper and lower molds, lowering and raising the upper mold, and an upper mold. The gob is press-formed by the upper and lower molds at the press position. Even at the press position, the lower mold on which the press-molded product is placed is carried out, and the steps in which the lower mold on which the gob is placed are transferred are repeated.
[0029]
The lower mold unloaded from the press position is cooled to a temperature near the glass transition temperature or lower than the glass transition temperature, and then transferred to a take-out position several sections ahead (hereinafter referred to as take-out position). It is taken out from the lower mold by applying suction or wind pressure by suction means, or by discharging it sideways. (Hereafter referred to as takeout)
[0030]
The lower mold after the take-out is heated to a suitable temperature at the time of casting and is transferred again to the casting position. At this time, if necessary, the powdery mold release agent may be applied to the molding surface and then the empty lower mold may be returned to the casting position.
[0031]
While such a process is repeatedly performed, a process of approximately one section for every 16 lower molds is performed in parallel. Since the transfer and stop of the 16 lower molds are all determined by the movement of the same turntable, the time required to transfer the lower mold of one section (hereinafter referred to as transfer time), the lower mold stops in one section. The period of time (hereinafter referred to as stop time) is constant.
[0032]
Depending on the shape of the optical element blank or the like, as described in JP-A No. 2000-233934, the cast position and the press position may be changed for those in which the shape of the molded product changes due to sink marks after press molding. In the meantime, after the upper surface of the gob is cooled, the upper surface may be heated to bring the upper surface of the gob closer to the internal temperature and then transferred to the press position.
[0033]
Further, when warpage should be suppressed in a thin plate shape like a substrate blank for an information recording medium, as described in JP-A-10-236831, the molded product is formed on the upper surface of the molded product after press molding. It is also possible to reduce the temperature difference between the upper and lower surfaces of the molded product by contacting a member lower than the temperature, and to reduce the warp caused by the temperature difference. At that time, the contact of the low temperature member is performed in a section between the press position and the takeout position.
[0034]
As the control means, a sequencer is provided which stores a procedure sequentially performed by the glass molded product manufacturing apparatus corresponding to the series of steps. The sequencer has an internal timer, and executes a specific command when a predetermined time elapses with reference to a certain signal. During execution of an instruction, a signal input from the outside of the sequencer is not immediately processed by the sequencer, and processing of the input signal is waited until a series of instruction execution is completed. Therefore, in order to increase the processing speed of the control means, it is preferable that the instruction execution in the sequencer is performed based on one reference signal, not based on the external monitor signal.
[0035]
That is, the amount of molten glass flowing out from the outflow nozzle is kept constant, the amount of molten glass pulled up (for example, the amount of molten glass flowing out per unit operating time) and the weight of one gob (the weight of one glass molded product) The time interval (cutting time) for cutting or separating the gob from the molten glass flow is determined, and the reference signal generating means generates a pulse signal called a reference signal at a period corresponding to the cutting time.
[0036]
The sequencer operates a timer based on this reference signal, and outputs a command signal stored at a pre-stored time to each means of the glass forming apparatus. The operation performed in each section within the cutting time is completed, and the lower mold is intermittently driven by one section. Therefore, a series of command signals are executed by each means so that the cutting time is the sum of the transfer time and the stop time.
[0037]
The command signal output from the sequencer is a command signal that causes the drive unit that intermittently drives the turntable to stop the turntable so that the lower mold is at the stop position, a command signal that moves the stopped turntable, and a shear mechanism There are a command signal for separating and cutting the molten glass flow, a command signal for pressing the gob by the upper and lower molds to perform press molding, and a command signal for taking out the molded product from the lower mold.
[0038]
In addition, if necessary, a command signal for bringing the low temperature member into contact with the upper surface of the gob between the cast position and the press position, or bringing the low temperature member into contact with the upper surface of the molded product between the press position and the takeout position to cool the upper surface. A command signal to be applied, a command signal for applying a powder mold release agent to the lower mold surface after take-out, and a lower mold raising and lowering command signal for high-position casting may be output.
[0039]
According to the present invention, a glass molded product can be stably produced with high productivity. Specifically, when the weight per glass gob is stabilized, the weight per press-molded product is stabilized. Further, since the heating / cooling cycle of the press mold is constant, the press shape is stabilized in combination with the constant amount of heat taken from the glass.
[0040]
The take-out glass molded product is annealed near the strain point. By adjusting the shape of the molding surface of the upper and lower molds and the amount of gob to be supplied, a blank having a shape approximating the intended final product can be obtained as a molded product. For example, if the target final product is an optical element such as a lens, an optical element blank is formed in consideration of grinding and polishing allowance, and the annealed blank is ground and polished to finish the optical element such as a lens. It is done. If necessary, an optical thin film such as an antireflection film may be provided on the optical function surface.
[0041]
Further, when an information recording medium substrate such as a magnetic recording medium substrate is manufactured, a substrate blank having a shape in which polishing and grinding allowances are added based on the substrate shape is formed. Then, after annealing, a glass substrate for information recording medium is obtained by grinding, polishing, and if necessary, drilling the center portion. When producing a crystallized glass substrate for an information recording medium, the substrate blank is heat-treated to crystallize, and grinding and polishing are performed to obtain an information recording medium substrate. The substrate for the information recording medium may be crystallized after grinding and polishing are performed on the substrate blank, or may be crystallized during the grinding and polishing process. Then, an information recording medium is manufactured by providing an information recording layer such as a magnetic layer on a glass substrate or a crystallized glass substrate. In the case of a glass substrate, the information recording layer may be provided after chemical strengthening is performed as necessary to improve the strength of the substrate.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention repeatedly transfers and stops a plurality of lower dies synchronously, and supplies the molten glass while the lower dies are stopped, press-forming the supplied molten glass, and forming the same. A method for manufacturing a glass molded product in which a molded product formed by the above method is taken out, wherein a reference signal is repeatedly generated at a constant cycle, supply of molten glass based on the reference signal, start and stop of transfer of the lower mold, press The timing of starting and ending molding is controlled, and the sum of the transfer time and the stop time of the lower mold is made equal to the generation period of the reference signal. It is possible to produce a molded article stably and with high productivity, and by press-molding a glass blank with this method and apparatus, an optical element, an information recording medium substrate, and an information recording medium can be produced. It is made possible to supply the original high productivity and a constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an apparatus for manufacturing a molded product according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an apparatus for manufacturing a molded product according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of command signal output based on reference signal generation in the glass molded product manufacturing apparatus according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Manufacturing apparatus of glass molded article, 2 ... Molded article taking-out means, 3 ... Direct drive motor, 4 ... Turntable, 6 ... Lower mold, 6a-6p ... Section, 7 ... Upper mold, 9 ... Push mold, 12 ... Turntable shaft, 18 ... upper mold drive unit.

Claims

A plurality of lower molds are repeatedly transferred and stopped in synchronization, and while the lower mold is stopped, molten glass is supplied, press molding of the supplied molten glass is performed, and a molded product formed by the forming is taken out. A method for producing a glass molded article,
A pulsed reference signal is generated with a period corresponding to the total time of the lower mold transfer time and stop time,
Based on the elapsed time from the occurrence of one pulse in the reference signal, supply of molten glass, start and stop of transfer of the lower mold, and start and end of press forming performed within one cycle based on the one pulse. Control each timing,
The method of manufacturing a glass molded article , wherein the control of each timing based on the elapsed time is repeatedly performed for each pulse in the reference signal .

Provided with a timer, using control means for outputting command signals of molten glass supply, lower mold movement start, lower mold stop, press start, and press end events, the generation time of the one pulse by the control means is used as a reference Time interval from the reference time until the control means outputs a signal for instructing each event of molten glass supply , lower mold movement start, lower mold stop, press start, and press end performed within one cycle from the reference time advance and stored in the control means, characterized in that said timer output control means a signal for commanding the corresponding events activated when the time interval which is the storage of the reference time has elapsed claims The manufacturing method of the glass molded product of 1.

An apparatus for manufacturing a glass molded product for press-molding molten glass, wherein a molten glass supply means supplies molten glass onto a lower mold at a casting position, and presses the molten glass with the lower mold and the upper mold at a pressing position. A pressing means, a molded product take-out means for taking out a glass molded product formed by the pressing means at a takeout position, a lower mold transferring means for intermittently circulating and transferring a plurality of lower molds synchronously, and stopping; While having a reference signal generating means, a timer, and a control means for controlling each means,
It said reference signal generating means is intended to generate a pulsed reference signal in a cycle corresponds to a total time of the transfer time and the residence time of the lower mold, reference the pulses from the occurrence of one pulse in the reference signal the supply of molten glass performed within one cycle of the lower mold transfer start, the lower mold stop, press the start, is stored in advance in the control means the time until the output command signal for each event of the press ends, of the one When the stored time elapses from the generation of a pulse, the control means outputs a command signal of a corresponding event by operating the timer, and outputs a command signal of each event based on the elapse of the stored time Is repeated for each of the pulses in the reference signal .

A method for producing an optical element, wherein the optical element blank molded by the method according to claim 1 or 2 or the optical element blank molded by the apparatus according to claim 3 is ground and polished to finish the optical element.

The information recording medium substrate blank formed by the method according to claim 1 or 2 or the information recording medium substrate blank formed by the apparatus according to claim 3 is ground or polished, or the blank A method for manufacturing an information recording medium substrate, wherein the substrate is crystallized by heat treatment, followed by grinding and polishing to produce an information recording medium substrate.

An information recording medium manufacturing method comprising providing an information recording layer on an information recording medium substrate manufactured by the method according to claim 5.