JP6667358B2 - Glass substrate generator - Google Patents

Glass substrate generator Download PDF

Info

Publication number
JP6667358B2
JP6667358B2 JP2016089243A JP2016089243A JP6667358B2 JP 6667358 B2 JP6667358 B2 JP 6667358B2 JP 2016089243 A JP2016089243 A JP 2016089243A JP 2016089243 A JP2016089243 A JP 2016089243A JP 6667358 B2 JP6667358 B2 JP 6667358B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass substrate
forming roll
loading stage
forming
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016089243A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017197403A (en
Inventor
松月 功
功 松月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2016089243A priority Critical patent/JP6667358B2/en
Publication of JP2017197403A publication Critical patent/JP2017197403A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6667358B2 publication Critical patent/JP6667358B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

本発明は、ガラス基板生成装置に係り、特に、電圧を印加して表面に微細な凹凸パターンが施されたガラス基板を製造するガラス基板生成装置に関する。   The present invention relates to a glass substrate generating apparatus, and more particularly, to a glass substrate generating apparatus that manufactures a glass substrate having a fine concavo-convex pattern formed on a surface by applying a voltage.

従来、ガラス基板上に微細なパターンを成形することは、たとえば、半導体製造工程等で用いられるフォトレジスト工程で行われ、高価なマスクおよび露光装置、エッチング装置等が必要となり、高コストと低い生産性とに問題があった。   Conventionally, forming a fine pattern on a glass substrate is performed, for example, in a photoresist process used in a semiconductor manufacturing process or the like, and requires an expensive mask, an exposure device, an etching device, and the like, resulting in high cost and low production. There was a problem with gender.

上記問題を解決するために、予め微細なパターンを形成した金型と、ガラス基板とを、ガラス軟化点付近まで加熱をして押圧成形する熱インプリント法が活用されている。   In order to solve the above-mentioned problem, a thermal imprint method is used in which a mold on which a fine pattern is formed in advance and a glass substrate are heated to a temperature close to the glass softening point and pressed.

ただし、熱インプリント法ではガラス基板を少なくともガラス転移点以上(好ましくは、ガラス素材の適正な粘度・流動性を確保するためにも、ガラス軟化点以上)の温度まで上昇させる必要があり、合わせてそのガラスの粘度に対応するだけの、強力な押圧力が必要であった。   However, in the thermal imprinting method, it is necessary to raise the temperature of the glass substrate to at least the glass transition point or higher (preferably, the glass softening point or higher in order to ensure appropriate viscosity and fluidity of the glass material). However, a strong pressing force was required to correspond to the viscosity of the glass.

これらを解決するために、金型に数百から数千kVの電圧を印加して押圧成形する手法がある。この手法を用いることにより、ガラス基板のアルカリ成分(Na+等)が電圧作用によって内部移動し、より低い温度での成形が可能である。また、アルカリ成分の移動により、成形後にエッチング工程を施す場合、選択的なエッチングを施すことが可能であり、より高アスペクトな形状を成形することが可能である。   In order to solve these problems, there is a method in which a voltage of several hundred to several thousand kV is applied to a metal mold to perform press molding. By using this method, an alkali component (such as Na +) of the glass substrate moves inward by a voltage action, and molding at a lower temperature is possible. In addition, in the case where an etching step is performed after molding by the movement of an alkali component, selective etching can be performed, and a shape having a higher aspect can be molded.

特開2000−072471号公報JP-A-2000-072471 特開2003−054961号公報JP-A-2003-054961 特開2007−269500号公報JP 2007-269500 A 特開2008−266123号公報JP 2008-266123 A

しかし、上金型と下金型との間にガラス基板を配置して面で挟み込む従来の成形方法において、小面積のガラス基板を成形する際には、押圧力を押圧面に対して均一に掛け易いが、ガラス基板が大面積化した場合には、部分的に圧力差が生じる個所ができ、押圧面に対して均一に押圧力を掛けることが困難であった。   However, in the conventional molding method in which a glass substrate is arranged between an upper mold and a lower mold and sandwiched between surfaces, when molding a small-area glass substrate, the pressing force is uniformly applied to the pressing surface. Although it is easy to apply, when the glass substrate has a large area, there is a portion where a pressure difference occurs partially, and it is difficult to uniformly apply a pressing force to a pressing surface.

本発明は、面押圧方式に代えてロール転写方式を採用するものである。そして、ロール転写方式に、電圧印加手段を適用するものである。   The present invention employs a roll transfer method instead of the surface pressing method. Then, a voltage applying means is applied to the roll transfer method.

請求項1に記載の発明は、ガラス基板が載置され、電気的に接地される積載ステージと、前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板に押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロールと、前記成形ロールの両端を絶縁体で支持する支持体と、前記成形ロールに電圧を印加する接触電極と、前記積載ステージと前記成形ロールとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、前記積載ステージと前記成形ロールの成形面との近傍に還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けたガラス基板生成装置である。 The invention according to claim 1 is provided with a loading stage on which a glass substrate is placed and electrically grounded, and a fine uneven shape opposite to the fine uneven shape transferred to the glass substrate, A forming roll for forming a glass substrate with fine irregularities by being rotated while being pressed against the glass substrate mounted on the loading stage, and a support for supporting both ends of the forming roll with an insulator. A contact electrode that applies a voltage to the forming roll, and a voltage applying unit that applies a voltage between the stacking stage and the forming roll, comprising a contact electrode near the forming surface of the stacking stage and the forming roll. the reducing agent is a glass substrate generator provided with outlet blowing.

請求項2に係る発明は、前記成形ロールは上下に昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板生成装置である。   The invention according to claim 2 is the glass substrate generating apparatus according to claim 1, wherein the forming roll is configured to be able to move up and down.

請求項3に係る発明は、前記積載ステージが水平移動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガラス基板生成装置である。   The invention according to claim 3 is the glass substrate generating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the loading stage moves horizontally.

請求項4に記載の発明は、前記成形ロールの内部に発熱部を設けた請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the glass substrate generating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a heating unit is provided inside the forming roll .

請求項5に記載の発明は、前記積載ステージに発熱部を設けた請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the glass substrate generating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a heating unit is provided on the loading stage .

請求項6に記載の発明は、前記積載ステージを所定の温度に加熱することにより、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するステージ用ヒータを有する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 The invention according to claim 6 has a stage heater for heating the glass substrate placed on the loading stage by heating the loading stage to a predetermined temperature . A glass substrate generating apparatus according to any one of the preceding claims.

請求項7に記載の発明は、前記接触電極は、スリップリング電極である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 The invention according to claim 7 is the glass substrate generating apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the contact electrode is a slip ring electrode .

請求項8に記載の発明は、前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 The invention according to claim 8, wherein the contact electrode is a leaf spring electrode in which a contact portion with the forming roll is formed in a leaf spring shape . It is a glass substrate generation device.

請求項9に記載の発明は、前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置である。 The invention according to claim 9 is the glass substrate according to any one of claims 1 to 6 , wherein the contact electrode is a brush electrode in which a contact portion with the forming roll is formed in a brush shape. It is a generating device.

本発明によれば、電圧を印加した成形ロールで押圧成形することにより、大面積のガラス基板を効率よく押圧成形することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a large-sized glass substrate can be press-formed efficiently by press-forming with the forming roll to which voltage was applied.

電圧を印加することにより、ガラス基板の成分のうちNa+等のアルカリ成分の分布を、予め成形ロールに施した微細なパターンに相当する分布にコントロールすることが可能となり、成形ロールに電圧を印加させないで成形する場合よりも、より低い成形温度(ガラス転移点以下)でも成形可能となり、効率的にガラス基板に微細なパターンを成形することが可能となる。   By applying a voltage, it is possible to control the distribution of the alkali component such as Na + among the components of the glass substrate to a distribution corresponding to a fine pattern previously applied to the forming roll, so that no voltage is applied to the forming roll. It is possible to mold even at a lower molding temperature (below the glass transition point) than in the case of molding by the method described above, and it is possible to efficiently form a fine pattern on a glass substrate.

また、押圧成形後も、ガラス基板上にアルカリ成分の分布は残るので、後工程でのエッチング工程においても、選択的エッチングが可能となる。   In addition, since the distribution of the alkali component remains on the glass substrate even after the pressure molding, selective etching can be performed even in an etching process in a later process.

以上の作用により、無反射板、偏光板、タッチパネル用センサ基板等のガラス表面に微細構造を有する機能性ガラス基板等を効率よく生産することが可能となる。   By the above operation, it is possible to efficiently produce a functional glass substrate having a fine structure on a glass surface such as a non-reflection plate, a polarizing plate, and a sensor substrate for a touch panel.

本発明の実施形態に係るガラス基板生成装置1の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of glass substrate generating device 1 concerning an embodiment of the present invention. 成形ロール3が設けられている部位の概略構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a portion where a forming roll 3 is provided. 成形ロール部の概略構成を示す平面図である。It is a top view which shows schematic structure of a forming roll part. 図3におけるIV−IV断面を示す図である。FIG. 4 is a view showing a section taken along line IV-IV in FIG. 3. 校正用熱電対69の設置状態を示す図であり、図4におけるV部の拡大図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an installation state of a calibration thermocouple 69, and is an enlarged view of a portion V in FIG. 成形ロール3の設置状態の変形例を示す図であり、図4に対応した図である。It is a figure which shows the modification of the installation state of the forming roll 3, and is a figure corresponding to FIG. 積載ステージ5の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a loading stage 5. ロッドヒータ17の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a rod heater 17. 積載ステージ5の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the loading stage 5. 積載ステージ5の側面図である。FIG. 4 is a side view of the loading stage 5. 成形ロール3と積載ステージ5とを示した図である。FIG. 3 is a view showing a forming roll 3 and a loading stage 5. 積載ステージ5のワークオサエ87を示す図である。FIG. 9 is a view showing a work stick 87 of the loading stage 5. ガラス基板生成装置1の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation of the glass substrate generation device 1. ガラス基板生成装置1の動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation of the glass substrate generation device 1. ガラス基板生成装置1によって得られたガラス成形品を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the glass molded article obtained by the glass substrate production | generation apparatus 1. 成形チャンバー29にワーク搬出入のためのロードロック室(前室89、後室91)とゲートバルブ93,95とを設けた構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which a load lock chamber (front chamber 89 and rear chamber 91) for loading and unloading a workpiece and gate valves 93 and 95 are provided in a molding chamber 29. 接触電極の種類を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the kind of contact electrode.

図1(a)は、本発明の実施形態に係るガラス基板生成装置(ガラス基板成形装置)1の概略構成を示す図である。   FIG. 1A is a diagram illustrating a schematic configuration of a glass substrate generating apparatus (glass substrate forming apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention.

なお、以下説明の便宜のために、水平方向の一方向をX軸方向とし、水平方向の他の一方向であってX軸方向に直交する方向をY軸方向とし、鉛直方向をZ軸方向とする。   For convenience of description, one direction in the horizontal direction is defined as an X-axis direction, another direction in the horizontal direction that is orthogonal to the X-axis direction is defined as a Y-axis direction, and a vertical direction is defined as a Z-axis direction. And

図1(a)に示すように、ガラス基板成形装置(ロール成形装置)1は、たとえば、平板状等の板状のガラス基板Wを所定の温度に予め加熱して軟化させ、この軟化したガラス基板W上(たとえば、ガラス基板Wの厚さ方向の一方の面;図1(a)ではガラス基板Wの上面)に、微細な凹凸形状(凹凸パターン)を押圧成形する装置である。この際、電圧印加手段(電圧印加部)21Aが所定の電圧をガラス基板Wに対して印加するものである。   As shown in FIG. 1A, a glass substrate forming apparatus (roll forming apparatus) 1 softens a glass substrate W in a plate shape such as a flat plate by heating it to a predetermined temperature in advance. This is an apparatus for pressing and forming a fine uneven shape (an uneven pattern) on a substrate W (for example, one surface in the thickness direction of the glass substrate W; the upper surface of the glass substrate W in FIG. 1A). At this time, the voltage applying means (voltage applying unit) 21A applies a predetermined voltage to the glass substrate W.

すなわち、ガラス基板成形装置1には、制御装置21が備えられている。この制御装置21は、入力と出力とを行う制御部と、電圧を印加する電圧印加部21Aとを備えている。この電圧印加部21Aの制御によってガラス基板Wに電圧を付加する。   That is, the glass substrate forming apparatus 1 includes the control device 21. The control device 21 includes a control unit that performs input and output, and a voltage application unit 21A that applies a voltage. The voltage is applied to the glass substrate W by the control of the voltage applying unit 21A.

図1(a)を参照し、詳細に説明する。ガラス基板Wが載置され、電気的に接地される積載ステージ5と、ガラス基板Wに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が円柱側面状の外周に設けられており、積載ステージ5に載置されているガラス基板Wに押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状を積載ステージ5に載置されているガラス基板Wへ転写し、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する円筒状もしくは円柱状の成形ロール3と、成形ロール3の両端を絶縁体で支持する成形ロール支持体9と、回転中でも成形ロール3に電圧を印加できる接触電極3Aと、積載ステージ5と成形ロール3との間に電圧を印加する電圧印加手段(電圧印加部)21Aと、を備えたガラス基板成形装置1である。   This will be described in detail with reference to FIG. A loading stage 5 on which the glass substrate W is placed and electrically grounded, and fine irregularities opposite to the fine irregularities transferred to the glass substrate W are provided on the outer periphery of the cylindrical side surface. By rotating while being pressed against the glass substrate W mounted on the stage 5, the fine unevenness is transferred to the glass substrate W mounted on the loading stage 5, and the glass substrate with fine unevenness is transferred to the glass substrate W. A cylindrical or cylindrical forming roll 3 to be formed, a forming roll support 9 supporting both ends of the forming roll 3 with insulators, a contact electrode 3A capable of applying a voltage to the forming roll 3 even during rotation, and a loading stage 5; The glass substrate forming apparatus 1 is provided with a voltage applying unit (voltage applying unit) 21A for applying a voltage between the glass roll 3 and the forming roll 3.

また、上記成形ロール3と上記積載ステージ5とはお互いが直接接触しておらず、成形ロール3と積載ステージ5との間にガラス基板Wが存在し、成形ロール3と積載ステージ5とはお互いが絶縁状態になっている。   Further, the forming roll 3 and the loading stage 5 are not in direct contact with each other, a glass substrate W exists between the forming roll 3 and the loading stage 5, and the forming roll 3 and the loading stage 5 are not in contact with each other. Are insulated.

上記電圧印加手段21Aは、成形ロール3の所定の部位(微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられていない所定の部位)に設置されたモリブデンのスリッピング電極(接触電極)3Aと、積載ステージ5に接続された電線とに電圧を加えるように構成されている(図11、図12参照)。   The voltage applying means 21A is provided with a molybdenum slipping electrode (contact electrode) 3A installed at a predetermined portion of the forming roll 3 (a predetermined portion having no fine unevenness opposite to the fine unevenness). And a wire connected to the loading stage 5 (see FIGS. 11 and 12).

また、ガラス基板成形装置1において、成形ロール3は、上下に昇降可能に構成され、積載ステージ5は、水平移動可能に構成され、積載ステージ5と成形ロール3の成形面との近傍には還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けた構成(構造)になっている。   In the glass substrate forming apparatus 1, the forming roll 3 is configured to be able to move up and down, and the loading stage 5 is configured to be able to move horizontally, and the loading stage 5 and the forming surface of the forming roll 3 are located close to each other. It has a configuration (structure) in which an outlet for spraying the agent is provided.

さらに、成形ロール3の内部には、成形ロール3を加熱する成形ロール用ヒータ23が、積載ステージ5の内部には、積載ステージ5を所定の温度に加熱するステージ用ヒータ7が設けられている。前記ステージ用ヒータ7は、積載ステージ5に積載されているガラス基板Wを加熱する。   Further, inside the forming roll 3, a forming roll heater 23 for heating the forming roll 3 is provided, and inside the loading stage 5, a stage heater 7 for heating the loading stage 5 to a predetermined temperature is provided. . The stage heater 7 heats the glass substrate W loaded on the loading stage 5.

なお、図1(a)に示すように、電圧を印加するのは、成形ロール3側でも積載ステージ5側でも構わないが、一般的には成形ロール表面に所望のパターンを施してそれをガラス基板W表面に転写させるので、成形ロール3側に電圧を印加させて積載ステージ5側を接地させる。   As shown in FIG. 1 (a), the voltage may be applied to either the forming roll 3 or the loading stage 5, but in general, a desired pattern is formed on the forming roll surface and the glass is applied. Since the transfer is performed on the surface of the substrate W, a voltage is applied to the forming roll 3 and the loading stage 5 is grounded.

電圧を印加させながら押圧成形をする際は、水素等の還元剤が必要となる場合がある。ロール成形面とガラス基板Wとの近傍に水素ガス(還元剤)を吹き付けるノズルを設けると効率的に成形が可能となる。   When performing pressure molding while applying a voltage, a reducing agent such as hydrogen may be required. If a nozzle for blowing hydrogen gas (reducing agent) is provided in the vicinity of the roll forming surface and the glass substrate W, forming can be performed efficiently.

なお、微細な凹凸形状付ガラス基板は、光の波長レベル(すなわち、サブミクロンからナノメータレベル)の微細形状を形成することにより、屈折率異方性を利用した偏光分離素子や、無反射構造素子として応用可能である。具体的には、微細な凹凸形状付ガラス基板は、DVD等の信号ピックアップ光学系の異なる波長の偏光分離や、デジタルスチルカメラに代表される撮像光学系の無反射フィルター等に応用される。   The glass substrate with fine irregularities is formed by forming a fine shape at a wavelength level of light (ie, from submicron to nanometer level), thereby using a polarization splitting element utilizing refractive index anisotropy or a non-reflection structure element. It is applicable as. Specifically, the glass substrate having fine irregularities is applied to polarization separation of different wavelengths in a signal pickup optical system such as a DVD, an antireflection filter of an imaging optical system represented by a digital still camera, and the like.

また、上記積載ステージ5は、成形ロール3の軸(中心軸)C1と垂直方向で移動可能になっている。たとえば、成形ロール3の軸C1は、水平方向(Y軸方向)に延びており、積載ステージ5は、水平方向であって成形ロール3の軸C1と直交する方向(X軸方向)に移動自在になっている。   The loading stage 5 is movable in a direction perpendicular to the axis (center axis) C1 of the forming roll 3. For example, the axis C1 of the forming roll 3 extends in the horizontal direction (Y-axis direction), and the loading stage 5 is movable in the horizontal direction (X-axis direction) perpendicular to the axis C1 of the forming roll 3. It has become.

この際、上述のようにガラス基板Wには電圧が印加される。   At this time, a voltage is applied to the glass substrate W as described above.

なお、図1(a)に示すように、上軸構成部材13は、フレーム15に対して鉛直方向(Z軸方向)で移動自在になっている。また、積載ステージ5の上方に成形ロール3が位置しており、積載ステージ5上に載置されたガラス基板(厚さ方向がZ軸方向になり、幅方向がY軸方向になり、長手方向がX軸方向になるように載置されたガラス基板)Wの上面に、成形ロール3から微細な凹凸形状が転写されて、ガラス基板Wの成形がなされるようになっている。   As shown in FIG. 1A, the upper shaft component 13 is movable in the vertical direction (Z-axis direction) with respect to the frame 15. The forming roll 3 is located above the loading stage 5, and the glass substrate placed on the loading stage 5 (the thickness direction is the Z-axis direction, the width direction is the Y-axis direction, and the longitudinal direction is the Are formed on the upper surface of the glass substrate W) so that the glass substrate W is placed in the X-axis direction from the forming roll 3 so that the glass substrate W is formed.

ところで、上記積載ステージ5をX軸方向で移動自在にする代わりに、積載ステージ5をフレーム15に一体的に設け、上軸構成部材13が、フレーム15に対してZ軸方向およびX軸方向で移動自在になっている等の構成であってもよい。   By the way, instead of making the loading stage 5 movable in the X-axis direction, the loading stage 5 is provided integrally with the frame 15, and the upper shaft component 13 is moved relative to the frame 15 in the Z-axis direction and the X-axis direction. It may be configured to be movable.

そして、図1(a)に示す制御装置21の制御の下、放射温度計27を用いて、成形ロール3の微細な凹凸形状が形成されている面(円柱側面状の外周面)の温度を測定し、放射温度計27が測定した温度に応じて、成形ロール用ヒータ23の発熱量を制御(フィードバック制御)し、成形ロール3の微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するように構成されている。   Then, under the control of the control device 21 shown in FIG. 1A, the temperature of the surface of the forming roll 3 on which the fine irregularities are formed (the outer peripheral surface having a cylindrical side surface) is measured using the radiation thermometer 27. The heating value of the forming roll heater 23 is controlled (feedback control) in accordance with the temperature measured and measured by the radiation thermometer 27, and the temperature of the surface of the forming roll 3 on which the fine unevenness is formed is controlled. It is configured as follows.

また、ガラス基板成形装置1には、少なくとも成形ロール3とガラス基板Wとを内部に包含することができる(位置させることができる)成形チャンバー(チャンバー)29が設けられている。   Further, the glass substrate forming apparatus 1 is provided with a forming chamber (chamber) 29 capable of containing (positioning) at least the forming roll 3 and the glass substrate W therein.

そして、成形チャンバー29内を、真空にしまたは不活性ガス(たとえば、N2ガス、アルゴン等の希ガス、CO2ガスの少なくともいずれかのガス)に置換することが可能なように構成されている。   The inside of the molding chamber 29 is configured to be evacuated or replaced with an inert gas (for example, at least one of a rare gas such as N2 gas and argon, and a CO2 gas).

そして、図1(a)に示すロードセル11は、成形ロール3のガラス基板Wへの押し付け力(押圧力)を測定する押し付け力測定手段の例であり、制御装置21の制御の下、ロードセル11の測定結果に応じて押し付け力がほぼ一定になるような制御(フィードバック制御)をしつつ、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形するように構成されている。   The load cell 11 illustrated in FIG. 1A is an example of a pressing force measuring unit that measures a pressing force (pressing force) of the forming roll 3 against the glass substrate W. The load cell 11 is controlled by the control device 21. It is configured to form a glass substrate with fine irregularities while performing control (feedback control) such that the pressing force becomes substantially constant according to the measurement result of (1).

さらに説明すると、ガラス基板成形装置1には、積載ステージ5をX軸方向で移動自在な(移動位置決め自在な)ステージ移動手段31と、成形ロール3をZ軸方向で移動自在な(移動位置決め自在な)成形ロール移動手段33とが設けられている。   More specifically, the glass substrate forming apparatus 1 includes a stage moving means 31 capable of moving the loading stage 5 in the X-axis direction (movable and positionable), and a moving means 3 capable of moving the forming roll 3 in the Z-axis direction (movable and positionable). A) forming roll moving means 33 is provided.

上記ステージ移動手段31は、たとえば、ステッピングモータ35等のアクチュエータと、ボールネジ37とを備えて構成されている。そして、リニアガイドベアリング39を介してフレーム15に移動自在に設けられている積載ステージ5が、ステッピングモータ35によって回転駆動されるボールネジ37によって移動するようになっている。なお、ステッピングモータ35の回転出力軸とボールネジ37とは、タイミングベルト41を介して連結されているが、タイミングベルト41に代えてもしくは加えてギヤ等の動力伝達部材を介して、ステッピングモータ35の回転出力軸とボールネジ37とが連結されていてもよい。   The stage moving means 31 includes, for example, an actuator such as a stepping motor 35 and a ball screw 37. The loading stage 5 movably provided on the frame 15 via the linear guide bearing 39 is moved by a ball screw 37 which is driven to rotate by a stepping motor 35. The rotation output shaft of the stepping motor 35 and the ball screw 37 are connected via a timing belt 41, but instead of or in addition to the timing belt 41, the rotation output shaft of the stepping motor 35 is connected via a power transmission member such as a gear. The rotation output shaft and the ball screw 37 may be connected.

上記成形ロール移動手段33は、たとえば、サーボモータ(押圧用モータ)43等のアクチュエータと、ボールネジ45とを備えて構成されている。そして、リニアガイドベアリング47を介してフレーム15に移動自在に設けられている上軸構成部材13が、サーボモータ43によって回転駆動されるボールネジ45によって移動位置決めされるようになっている。   The forming roll moving means 33 includes, for example, an actuator such as a servo motor (pressing motor) 43 and a ball screw 45. The upper shaft member 13 movably provided on the frame 15 via the linear guide bearing 47 is moved and positioned by a ball screw 45 which is driven to rotate by the servomotor 43.

さらに、上記成形ロール支持体9は、ロードセル11を介して上軸構成部材13に設けられている。そして、制御装置21の制御の下、ロードセル11で測定した押圧力(ガラス基板Wに微細な凹凸形状を転写すべく成形ロール3でガラス基板Wを押圧するときの押圧力)が一定になるように、サーボモータ43を制御するようになっている。また、ガラス基板成形装置1では、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する場合、成形ロール3に対してガラス基板Wが所定の移動速度で移動するように構成されている。   Further, the forming roll support 9 is provided on the upper shaft constituent member 13 via the load cell 11. Then, under the control of the control device 21, the pressing force measured by the load cell 11 (the pressing force when pressing the glass substrate W with the forming roll 3 in order to transfer the fine irregularities onto the glass substrate W) is constant. In addition, the servo motor 43 is controlled. Further, the glass substrate forming apparatus 1 is configured such that when forming a glass substrate having fine irregularities, the glass substrate W moves at a predetermined moving speed with respect to the forming roll 3.

また、ガラス基板成形装置1には、成形ロール3を、軸C1を中心にして回転(自転)させる成形ロール回転手段49が設けられている。成形ロール回転手段49は、ステッピングモータ51等のアクチュエータを備えて構成されている。そして、成形ロール3が、ステッピングモータ51によって回転駆動されるようになっている。   Further, the glass substrate forming apparatus 1 is provided with forming roll rotating means 49 for rotating (rotating) the forming roll 3 about the axis C1. The forming roll rotating means 49 includes an actuator such as a stepping motor 51. The forming roll 3 is driven to rotate by a stepping motor 51.

ガラス基板成形装置1についてさらに詳しく説明する。   The glass substrate forming apparatus 1 will be described in more detail.

<成形チャンバー29について>
図1(a)に示す成形チャンバー29は、フレーム15に支持されて設けられている。成形チャンバー29には、N2ガス供給装置52と真空ポンプ55とが連結されており、成形チャンバー29の内部を、真空ポンプ55とN2ガス供給装置52とによってN2ガスに置換することも、真空ポンプ55によって真空にすることも可能な構造となっている。
<About the molding chamber 29>
The molding chamber 29 shown in FIG. 1A is provided to be supported by the frame 15. An N 2 gas supply device 52 and a vacuum pump 55 are connected to the molding chamber 29. The vacuum pump 55 and the N 2 gas supply device 52 can be used to replace the inside of the molding chamber 29 with N 2 gas, or a vacuum pump. 55 makes it possible to make a vacuum.

また、上記成形チャンバー29は、上側成形チャンバー(上部チャンバー)29Aと、下側成形チャンバー(下部チャンバー)29Bとで構成されており、上下に分割することが可能な構造となっており、フレーム15の上部に設けられたチャンバー昇降シリンダ57等のアクチュエータを用いて、上部チャンバー29Aのみを上昇させることにより、成形チャンバー29を開閉することが可能な構造となっている。上部チャンバー29Aを上昇させてチャンバー29を開くことにより、ガラス基板Wの搬出入や内部機器のメンテナンス(成形ロール3の交換作業など)を行うことができるようになっている。   The molding chamber 29 is composed of an upper molding chamber (upper chamber) 29A and a lower molding chamber (lower chamber) 29B, and has a structure that can be divided into upper and lower parts. The molding chamber 29 can be opened and closed by raising only the upper chamber 29A using an actuator such as a chamber elevating cylinder 57 provided on the upper part. By raising the upper chamber 29A and opening the chamber 29, loading and unloading of the glass substrate W and maintenance of the internal equipment (such as replacement of the forming roll 3) can be performed.

<成形ロール3の押圧機構について>
図1(a)に示す上部チャンバー29Aには上軸構成部材13が挿入されている。上部チャンバー29Aの内部に挿入された上軸構成部材13の下端に、成形ロール3の押付力検知用のロードセル11と、成形ロール3や成形ロール支持体9を備えて構成されている成形ロールユニットとが連結されている。
<About the pressing mechanism of the forming roll 3>
The upper shaft component 13 is inserted into the upper chamber 29A shown in FIG. A forming roll unit including a load cell 11 for detecting the pressing force of the forming roll 3 and a forming roll 3 and a forming roll support 9 at the lower end of the upper shaft component 13 inserted into the upper chamber 29A. And are connected.

上記上軸構成部材13の上端側は、フレーム15に設けられた押圧用のリニアガイドベアリング47、押圧用のボールネジ45、押圧用のサーボモータ43がそれぞれに連結されており、サーボモータ43を回転制御することにより、上軸構成部材13(成形ロール3)が上下に移動することが可能な構造となっている。   A linear guide bearing 47 for pressing, a ball screw 45 for pressing, and a servomotor 43 for pressing provided on the frame 15 are respectively connected to the upper end side of the upper shaft component 13 to rotate the servomotor 43. By controlling, the upper shaft constituent member 13 (forming roll 3) can move up and down.

なお、本実施形態では、サーボモータ43とボールネジ45とによる機構で、成形ロール3を上下に移動させているが、リニアモータ等の別の駆動手段で成形ロール3を上下に移動させても構わない。   In the present embodiment, the forming roll 3 is moved up and down by a mechanism including the servo motor 43 and the ball screw 45. However, the forming roll 3 may be moved up and down by another driving means such as a linear motor. Absent.

上記上部チャンバー29Aに挿入される上軸構成部材13に対するシール構造は、たとえば、円筒状の溶接ベローズ59でシールしている。ただし、溶接ベローズ59に限らず、Oリング等のシール構造でも可能であるが、Oリング等によるシール構造の場合、上軸構成部材13の移動の際に摺動抵抗等の発生要因となるため、成形ロール3の押圧力を正確に管理・制御するためには、溶接ベローズ59を用いた構造であることが望ましい。   The sealing structure for the upper shaft component 13 inserted into the upper chamber 29A is sealed by, for example, a cylindrical welding bellows 59. However, not only the welding bellows 59 but also a sealing structure such as an O-ring is possible. However, in the case of a sealing structure using an O-ring or the like, a sliding resistance or the like is generated when the upper shaft component 13 moves. In order to accurately control and control the pressing force of the forming roll 3, it is desirable to use a structure using the welding bellows 59.

上記上軸構成部材13の上下方向の駆動は、予め設定された速度・位置に向かってサーボモータ43を速度制御するが、ガラス基板Wに成形ロール3が接触すると、成形ロール3と上軸構成部材13との間に配置されたロードセル11によって押圧力が検知され、予め設定された押圧力となるようにサーボモータ43を押圧力制御に切り替えることが可能な構成になっている。   The vertical driving of the upper shaft component 13 controls the speed of the servomotor 43 toward a preset speed / position. However, when the forming roll 3 comes into contact with the glass substrate W, the upper shaft forming member 13 and the upper shaft The pressing force is detected by the load cell 11 disposed between the pressing force control unit and the member 13, and the servo motor 43 can be switched to the pressing force control so that the pressing force becomes a preset pressing force.

なお、ロードセル11は上部チャンバー29Aの内部に配置されているが、上部チャンバー29Aの外(たとえば、上軸構成部材13とボールネジ45のナット45Aとの間)に配置してもよい。ただし、上部チャンバー29Aの外にロードセル11を配置すると、上部チャンバー29A内を真空にした場合、上軸構成部材13が大気圧に押される力や、押圧用ガイド部(リニアガイドベアリング47)や、真空シール部の摺動抵抗等も合わせて検知されてしまうため、微細な押圧力を正確に管理・制御する場合は、ロードセル11を、図1(a)で示す配置のように、上部チャンバー29A内に配置することが望ましい。   The load cell 11 is arranged inside the upper chamber 29A, but may be arranged outside the upper chamber 29A (for example, between the upper shaft component 13 and the nut 45A of the ball screw 45). However, when the load cell 11 is disposed outside the upper chamber 29A, when the inside of the upper chamber 29A is evacuated, a force for pressing the upper shaft component 13 to the atmospheric pressure, a pressing guide portion (linear guide bearing 47), Since the sliding resistance of the vacuum seal portion and the like are also detected, when the fine pressing force is to be accurately managed and controlled, the load cell 11 is moved to the upper chamber 29A as shown in FIG. It is desirable to arrange within.

また、図示していないが、押圧用のリニアガイドベアリング47の付近等に、リニアスケールを配置することにより、押圧軸方向(Z軸方向)の成形ロール3の位置制御を正確に管理・制御すること等を行ってもよい。   Although not shown, a linear scale is disposed near the linear guide bearing 47 for pressing, etc., so that the position control of the forming roll 3 in the pressing axial direction (Z-axis direction) is accurately managed and controlled. Things may be performed.

成形ロール3の温度測定(測温)は、上記放射温度計27によってなされるようになっている。そして、測温された温度をフィードバックして赤外線ランプ25(図2〜図4等参照)の出力を制御することにより、成形ロール3を予め設定された温度に制御することができるようになっている。   The temperature measurement (temperature measurement) of the forming roll 3 is performed by the radiation thermometer 27. By controlling the output of the infrared lamp 25 (see FIGS. 2 to 4 and the like) by feeding back the measured temperature, the forming roll 3 can be controlled to a preset temperature. I have.

上記積載ステージ5の移動は、積載ステージ5に連結されるボールネジ37とステッピングモータ35とによって行われる。ボールネジ37はチャンバー29内に配置されている。チャンバー29には、ボールネジ37を回転自在に支持する回転軸支持部材77が設けられており、チャンバー29の気密性を確保するために(シール性を維持するために)、回転軸支持部材77には磁性流体シールが設けられている。   The movement of the loading stage 5 is performed by a ball screw 37 connected to the loading stage 5 and a stepping motor 35. The ball screw 37 is disposed in the chamber 29. The chamber 29 is provided with a rotation shaft support member 77 that rotatably supports the ball screw 37. The rotation shaft support member 77 is provided on the rotation shaft support member 77 in order to secure the airtightness of the chamber 29 (to maintain the sealing property). Is provided with a magnetic fluid seal.

上記積載ステージ5の駆動は、予め設定された移動速度でステッピングモータ35を制御することにより、任意の移動速度で駆動することが可能になっている。   The loading stage 5 can be driven at an arbitrary moving speed by controlling the stepping motor 35 at a preset moving speed.

成形ロール3側に電圧を印加させるためには、回転する成形ロール3に電極(接触電極)3Aを設置する必要がある。成形ロール3は両端をセラミック等の絶縁体(成形ロール支持体9)で支持し、電極3Aはスリップリング等の電極を接触させながら回転させる機構が必要となる。   In order to apply a voltage to the forming roll 3, it is necessary to install an electrode (contact electrode) 3A on the rotating forming roll 3. Both ends of the forming roll 3 are supported by an insulator (forming roll support 9) such as a ceramic, and a mechanism for rotating the electrode 3A while contacting an electrode such as a slip ring is required.

また、ガラス基板成形装置1には、成形ロール3(成形ロール3自身)を所定の温度に加熱する成形ロール用ヒータ23が設けられている。成形ロール用ヒータ23は、成形ロール3の内部に設けられている。成形ロール用ヒータ23は、たとえば、成形ロール3の内側で成形ロール3の軸C1に沿って配置された細長い円柱状の赤外線ランプ25(図4参照)で構成されているが、赤外線ランプ25の代わりに、ロッドヒータ等で成形ロール用ヒータ23を構成してもよい。   Further, the glass substrate forming apparatus 1 is provided with a forming roll heater 23 for heating the forming roll 3 (the forming roll 3 itself) to a predetermined temperature. The forming roll heater 23 is provided inside the forming roll 3. The forming roll heater 23 is composed of, for example, an elongated cylindrical infrared lamp 25 (see FIG. 4) arranged along the axis C1 of the forming roll 3 inside the forming roll 3. Instead, the forming roll heater 23 may be constituted by a rod heater or the like.

<成形ロール3の加熱について>
図2は、成形ロール3が設けられている部位(成形ロール部)の概略構成を示す斜視図であり、図3は、成形ロール3が設けられている部位の概略構成を示す平面図であり、図4は、図3におけるIV−IV断面を示す図である。
<About heating of forming roll 3>
FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a portion (forming roll portion) where the forming roll 3 is provided, and FIG. 3 is a plan view illustrating a schematic configuration of a portion where the forming roll 3 is provided. 4 is a diagram showing a cross section taken along line IV-IV in FIG.

図2を参照するに、成形ロール3は、円筒状に形成されて中空構造となっており、中空穴内部に赤外線ランプ25が配置されている。なお、実施形態では、赤外線ランプ25を使用しているが、ロッドヒータ(シースヒータ)や高周波誘導加熱等の別の加熱手段であっても構わない。   Referring to FIG. 2, the forming roll 3 is formed in a cylindrical shape and has a hollow structure, and an infrared lamp 25 is disposed inside the hollow hole. In the embodiment, the infrared lamp 25 is used, but another heating means such as a rod heater (sheath heater) or high-frequency induction heating may be used.

上記成形ロール3は、両側面をセラミック製で円筒状の断熱軸部材61で挟み込まれ、両サイドを支持するベアリング(転がり軸受け)63に挿入される円筒状の軸部材(各断熱軸部材61の両側に設けられている軸部材)65にボルト67(図4参照)で連結されている。すなわち、Y軸方向で、一方の軸部材65、一方の断熱軸部材61、成形ロール3、他方の断熱軸部材61、他方の軸部材65の順に並んで、各軸部材65、各断熱軸部材61、成形ロール3が一体になって、全体として円筒状に形成されている。   The forming roll 3 is sandwiched between both sides by ceramic heat insulating shaft members 61 made of ceramic, and is inserted into bearings (rolling bearings) 63 supporting both sides. Bolts 67 (see FIG. 4) are connected to shaft members 65 provided on both sides. That is, in the Y-axis direction, one shaft member 65, one heat insulation shaft member 61, the forming roll 3, the other heat insulation shaft member 61, and the other shaft member 65 are arranged in this order, and each shaft member 65, each heat insulation shaft member is arranged. 61, the forming rolls 3 are integrally formed into a cylindrical shape as a whole.

上記セラミック製の断熱軸部材61として、熱伝導率の低い、窒化珪素を用いているが、同様な目的を満たす材料であれば、特に材料を限定するものではない。   Silicon nitride having low thermal conductivity is used as the heat insulating shaft member 61 made of ceramic, but the material is not particularly limited as long as the material satisfies the same purpose.

赤外線ランプ25を用いて、成形ロール3の内部から加熱を行うようになっている。本実施形態では650℃程度まで昇温するようにしているが、能力的には800℃〜1500℃程度まで昇温することも可能なようになっている。   The heating is performed from the inside of the forming roll 3 using the infrared lamp 25. In the present embodiment, the temperature is raised to about 650 ° C., but the temperature can be raised to about 800 ° C. to 1500 ° C. in terms of performance.

成形ロール3を中心軸C1から赤外線ランプ25で加熱することにより、成形ロール3の同心円上が均一に加熱可能になっている。すなわち、成形ロール3の表面の成形面における温度ムラが全周にわたり±1℃以内になるように、成形ロール3を加熱することが可能になっている。   By heating the forming roll 3 from the central axis C1 with the infrared lamp 25, the concentric circle of the forming roll 3 can be heated uniformly. That is, it is possible to heat the forming roll 3 so that the temperature unevenness on the forming surface of the forming roll 3 is within ± 1 ° C. over the entire circumference.

<成形ロール3の回転について>
図2に示すように成形ロール3の回転支持は、ベアリング(転がり軸受け)63を用いるが、真空環境下で、かつ、高温環境下に配置されるため、固体潤滑方式の耐熱真空対応の特殊ベアリングを使用するのが望ましい。また、ベアリング(転がり軸受け)63の周辺に水冷ジャケット75を設けて、ベアリング(転がり軸受け)63の温度上昇を抑制できるようになっている。
<Rotation of forming roll 3>
As shown in FIG. 2, a bearing (rolling bearing) 63 is used to support the rotation of the forming roll 3. However, since the bearing is arranged in a vacuum environment and at a high temperature environment, a special lubrication type heat-resistant vacuum-compatible special bearing is used. It is desirable to use Further, a water-cooling jacket 75 is provided around the bearing (rolling bearing) 63 so that the temperature rise of the bearing (rolling bearing) 63 can be suppressed.

さらに説明すると、成形ロール3は、成形ロール支持体9に回転自在に設けられており、軸C1を中心にして回転するようになっている。成形ロール支持体9は、押圧用のロードセル11を介して上軸構成部材13に支持されている。また、成形ロール支持体9は、図3、図4に示すように、ボルトBTにより、ロードセル11の下部でロードセル11に着脱自在に設けられている。積載ステージ5は、フレーム15にX軸方向で移動自在に設けられている。これにより、成形ロール3が積載ステージ5に載置されたガラス基板Wに対して相対的にころがり接触をなして移動するようになっている。   More specifically, the forming roll 3 is rotatably provided on the forming roll support 9, and is configured to rotate about the axis C1. The forming roll support 9 is supported by the upper shaft component 13 via a load cell 11 for pressing. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the forming roll support 9 is detachably provided to the load cell 11 below the load cell 11 by a bolt BT. The loading stage 5 is provided on the frame 15 so as to be movable in the X-axis direction. Thus, the forming roll 3 moves relatively in rolling contact with the glass substrate W placed on the loading stage 5.

なお、ステッピングモータ51の回転出力軸と成形ロール3とは、ギヤ53(図3、図4参照)等を介して連結されているが、ギヤ53に代えてもしくは加えてタイミングベルト等の動力伝達部材を介して、ステッピングモータ51の回転出力軸と成形ロール3とが連結されていてもよい。   The rotation output shaft of the stepping motor 51 and the forming roll 3 are connected via a gear 53 (see FIGS. 3 and 4), but instead of or in addition to the gear 53, power transmission such as a timing belt is performed. The rotation output shaft of the stepping motor 51 and the forming roll 3 may be connected via a member.

図3、図4に示す成形ロール回転手段49が設けられていることにより、転写の際、制御装置21の制御の下、積載ステージ5の動きに対して成形ロール3を所定の回転数で同期させて回転させることができるようになっている。すなわち、ガラス基板W(積載ステージ5)の移動速度と、成形ロール3の外周の周速度とをお互いに等しくすることができるようになっている。   Since the forming roll rotating means 49 shown in FIGS. 3 and 4 is provided, during the transfer, the forming roll 3 is synchronized with the movement of the loading stage 5 at a predetermined rotation speed under the control of the control device 21. It can be rotated. That is, the moving speed of the glass substrate W (the loading stage 5) and the peripheral speed of the outer periphery of the forming roll 3 can be made equal to each other.

なお、成形ロール3を成形ロール回転手段49で回転させることなく、成形ロール3をガラス基板Wに押し付けた状態で、積載ステージ5の動作(移動)にしたがって、成形ロール3がフリーに回転する構成であってもよい。   A configuration in which the forming roll 3 is freely rotated according to the operation (movement) of the loading stage 5 while the forming roll 3 is pressed against the glass substrate W without rotating the forming roll 3 by the forming roll rotating means 49. It may be.

ガラス基板Wの成形が完了した後にチャンバー29を開く前に、成形ロール3を、大気中における非酸化温度(約200℃程度)まで冷却する必要があるため、図3に示すように窒素噴出ノズル73を設けて、冷却工程における成形ロール3の空冷ができる構造としてある。   Before the chamber 29 is opened after the forming of the glass substrate W is completed, the forming roll 3 needs to be cooled to a non-oxidizing temperature (about 200 ° C.) in the atmosphere. Therefore, as shown in FIG. 73 is provided so that the forming roll 3 can be air-cooled in the cooling step.

また、成形ロール3の一方の側に、図3、図4に示すように、ギヤ53とステッピングモータ51とを配置することにより、成形ロール3を回転させるようにしてある。ステッピングモータ51も、高温・真空環境下に配置されるため、真空対応可能な特殊機器を採用してある。また、熱対策のため、水冷ジャケット内にモータを収納してある。   Also, as shown in FIGS. 3 and 4, a gear 53 and a stepping motor 51 are arranged on one side of the forming roll 3, so that the forming roll 3 is rotated. Since the stepping motor 51 is also arranged in a high-temperature, vacuum environment, special equipment that can handle vacuum is employed. Also, a motor is housed in a water-cooled jacket for heat control.

成形ロール3の回転はステッピングモータ51により、予め設定された任意の回転速度で制御することが可能である。また、積載ステージ5の移動速度に合わせて(同期させて)、成形ロール3の回転速度を制御することも可能である。   The rotation of the forming roll 3 can be controlled by a stepping motor 51 at an arbitrary preset rotation speed. It is also possible to control the rotation speed of the forming roll 3 in accordance with (in synchronization with) the moving speed of the loading stage 5.

なお、上記ステッピングモータ51の駆動源を用いず(フリーな状態)、成形ロール押圧による積載ステージ5との摩擦力による駆動も可能である。この場合、ステッピングモータ51ヘの励磁を切るか、ステッピングモータ51の回転出力軸(モータ軸)とギヤ53との間にクラッチ機構などを設けてもよい。   Note that, without using the driving source of the stepping motor 51 (in a free state), driving by the frictional force with the loading stage 5 by pressing the forming roll is also possible. In this case, the excitation of the stepping motor 51 may be turned off, or a clutch mechanism or the like may be provided between the rotation output shaft (motor shaft) of the stepping motor 51 and the gear 53.

成形ロール3の材質は、加熱の際の熱伝導率を考慮して、比較的熱伝導率の高い超硬やタングステン合金を用いている。ただし、必要に応じて、ステンレス等の成形ロールを用いても構わない。   As the material of the forming roll 3, a carbide or a tungsten alloy having a relatively high thermal conductivity is used in consideration of the thermal conductivity at the time of heating. However, if necessary, a forming roll of stainless steel or the like may be used.

なお、ガラス基板Wに接触する成形ロール3の円柱側面状の成形面は、高温のガラスが接触しても融着反応をしないようにするため、貴金属系のコーティングやDJCコーティング(ダイヤモンドライクカーボン)等の離型膜を施してあることが望ましい。また、図3や図4では、ステッピングモータ51等が取り付けられていない方の軸端側にバランスウェイト70が設けられている。これにより、成形ロール3の回転、振動、押圧力などを安定化させることができる。   The cylindrical side surface of the forming roll 3 that comes into contact with the glass substrate W has a noble metal coating or DJC coating (diamond-like carbon) in order to prevent a fusion reaction even when high-temperature glass comes into contact. It is desirable that a release film such as described above is provided. 3 and 4, a balance weight 70 is provided on the shaft end side on which the stepping motor 51 and the like are not attached. Thereby, rotation, vibration, pressing force, etc. of the forming roll 3 can be stabilized.

なお、図1(a)に示す放射温度計27で測温する場合、成形ロール3の材質によって放射率が異なるため、放射温度計27に放射率等を設定する必要がある。ガラス基板成形装置1では、図5で示すように、上軸構成部材13の中心部から校正用熱電対(TypeK)69を挿入し、成形ロール3に突き当てることによって成形ロール3の表面を測温して、放射温度計27の実測値との誤差を修正している。また、ガラス基板成形装置1では、超硬製の成形ロール3を使用しているが、たとえば、ステンレス鋼等の材料に変更した場合は、別途同様な校正作業が必要となる。   When the temperature is measured by the radiation thermometer 27 shown in FIG. 1A, the emissivity differs depending on the material of the forming roll 3, so that the emissivity or the like needs to be set in the radiation thermometer 27. In the glass substrate forming apparatus 1, as shown in FIG. 5, a calibration thermocouple (Type K) 69 is inserted from the center of the upper shaft component 13, and is abutted against the forming roll 3 to measure the surface of the forming roll 3. The temperature is corrected to correct the error from the measured value of the radiation thermometer 27. Further, in the glass substrate forming apparatus 1, the forming roll 3 made of a super hard material is used. However, when the material is changed to a material such as stainless steel, for example, a similar calibration operation is required separately.

図5(a)、(b)に示す校正用熱電対69を挿入した状態で成形ロール3を回転させると、校正用熱電対69の先端が成形ロール3の表面上を滑って、成形ロール3の表面を傷つけることになるので、校正作業中は成形ロール3の回転を停止させておく必要がある。したがって、実際のガラス基板Wの成形動作中は、校正用熱電対69は、成形ロール3に接触しない位置まで退避させておく必要がある。   When the forming roll 3 is rotated while the calibration thermocouple 69 shown in FIGS. 5A and 5B is inserted, the tip of the calibration thermocouple 69 slides on the surface of the forming roll 3 and Therefore, it is necessary to stop the rotation of the forming roll 3 during the calibration work. Therefore, during the actual forming operation of the glass substrate W, the calibration thermocouple 69 needs to be retracted to a position where it does not come into contact with the forming roll 3.

さらに説明すると、成形ロール支持体9には、軸C2を中心とした円柱状の孔71が、成形ロール支持体9の下端部から上方に向かって形成されている。孔71の内部に校正用熱電対69が設けられている。校正用熱電対69が、図5(a)に示す位置(校正用熱電対69が成形ロール3に接触している位置)と、図5(b)に示す位置(校正用熱電対69が成形ロール3から上方に離れている位置)との間で移動するようになっている。なお、軸C2は、成形ロール3の回転中心軸C1と直交してZ軸方向に延びている軸である。これにより、成形ロール3の真上に孔71が設けられており、校正用熱電対69が成形ロール3の真上(成形ロール3の中心の真上)に位置していることになる。   More specifically, a cylindrical hole 71 centered on the axis C2 is formed in the forming roll support 9 upward from the lower end of the forming roll support 9. A calibration thermocouple 69 is provided inside the hole 71. The calibration thermocouple 69 is positioned at the position shown in FIG. 5A (the position where the calibration thermocouple 69 is in contact with the forming roll 3) and at the position shown in FIG. 5B (the calibration thermocouple 69 is (A position distant upward from the roll 3). The axis C2 is an axis extending in the Z-axis direction orthogonal to the rotation center axis C1 of the forming roll 3. Thus, the hole 71 is provided directly above the forming roll 3, and the calibration thermocouple 69 is positioned directly above the forming roll 3 (just above the center of the forming roll 3).

なお、ガラス基板成形装置1では、図5に示す成形ロール3の測温に放射温度計27を用いているが、成形ロール3内に熱電対を埋め込み、成形ロール3の回転に対応するスリップリング電流端子等を経由して、測温をしてもよい。   In the glass substrate forming apparatus 1, the radiation thermometer 27 is used for measuring the temperature of the forming roll 3 shown in FIG. 5, but a thermocouple is embedded in the forming roll 3 and a slip ring corresponding to the rotation of the forming roll 3 is used. The temperature may be measured via a current terminal or the like.

さらに、図6に示すように、成形ロール3を、ボルト67を用いて各断熱軸部材61と各軸部材65とで挟み込む場合、ボルト67を介して成形ロール3の熱が各軸部材65に伝わることを防止するためのカラー68を設けてもよい。なお、カラー68は、断熱軸部材61と同様な材質で構成されているものとする。   Further, as shown in FIG. 6, when the forming roll 3 is sandwiched between each heat-insulating shaft member 61 and each shaft member 65 by using a bolt 67, heat of the forming roll 3 is applied to each shaft member 65 via the bolt 67. A collar 68 may be provided to prevent transmission. The collar 68 is made of the same material as the heat insulating shaft member 61.

上述のように、図1(a)に示すガラス基板成形装置1には、図7に示すように、ガラス基板Wが、たとえば、積載されて載置される積載ステージ5と、ステージ用ヒータ7とが設けられている。ステージ用ヒータ7は、複数本のロッドヒータ17で構成され、積載ステージ5の内部に埋め込まれて設けられている。また、ロッドヒータ17に代えて、もしくは加えて、赤外線ランプ等でステージ用ヒータ7を構成してもよい。そして、ステージ用ヒータ7で積載ステージ5(積載ステージ5自身)を所定の温度に加熱することにより、積載ステージ5に載置されているガラス基板Wを、成形ロール3による押圧成形が可能な所定の温度まで加熱するようになっている。   As described above, in the glass substrate forming apparatus 1 shown in FIG. 1A, as shown in FIG. 7, for example, the loading stage 5 on which the glass substrate W is loaded and placed, and the stage heater 7 Are provided. The stage heater 7 includes a plurality of rod heaters 17 and is provided to be embedded inside the loading stage 5. Further, instead of or in addition to the rod heater 17, the stage heater 7 may be constituted by an infrared lamp or the like. Then, by heating the loading stage 5 (the loading stage 5 itself) to a predetermined temperature by the stage heater 7, the glass substrate W placed on the loading stage 5 can be pressed and formed by the forming roll 3. Is heated to the temperature.

<積載ステージ5の移動について>
図7〜図12で積載ステージ5の詳細について示す。図7は、積載ステージ5の斜視図であり、図8は、ロッドヒータ17の概略構成を示す図である。図9は、積載ステージ5の平面図であり、図10は、積載ステージ5の側面図(図9の矢印X方向から見た図)であり、図11は、成形ロール3と積載ステージ5とを示した図であり、図12は、積載ステージ5のワークを押さえるワークオサエ(プレート)87を示す図である。
<About the movement of the loading stage 5>
7 to 12 show the details of the loading stage 5. FIG. 7 is a perspective view of the loading stage 5, and FIG. 8 is a diagram illustrating a schematic configuration of the rod heater 17. 9 is a plan view of the loading stage 5, FIG. 10 is a side view of the loading stage 5 (a view as viewed from the direction of the arrow X in FIG. 9), and FIG. FIG. 12 is a view showing a work drill (plate) 87 for holding the work of the loading stage 5.

図7〜図12を参照するに、積載ステージ5は、チャンバー29内の下部に配置されるリニアガイドベアリング39を介してフレーム15に支持されており、積載ステージ5は、成形ロール3の軸C1に対して垂直方向(X軸方向)で移動可能となっている。   Referring to FIGS. 7 to 12, the loading stage 5 is supported by the frame 15 via a linear guide bearing 39 disposed at a lower portion in the chamber 29, and the loading stage 5 is connected to the axis C <b> 1 of the forming roll 3. Is movable in the vertical direction (X-axis direction).

<積載ステージ5の加熱について>
図7に示す積載ステージ5は、リニアガイドベアリング39(図1(a)参照)上にSUS製水冷板(内部に水冷機構のあるSUS製水冷板)79を設け、その上にセラミック製の断熱板81を設け、その上に6本のロッドヒータ17を挿入したヒータブロック83を設け、その上に、タングステン合金製のダイプレート85を設け、その水平面状の上面にガラス基板Wを載せる構成としてある。
<About heating of loading stage 5>
The loading stage 5 shown in FIG. 7 is provided with a SUS water cooling plate (SUS water cooling plate having a water cooling mechanism inside) 79 on a linear guide bearing 39 (see FIG. 1A), and a ceramic heat insulating plate thereon. A plate 81 is provided, a heater block 83 in which six rod heaters 17 are inserted is provided thereon, a die plate 85 made of tungsten alloy is provided thereon, and a glass substrate W is mounted on a horizontal upper surface thereof. is there.

なお、断熱板81、ヒータブロック83、ダイプレート85等の配置は、必ずしも上記に限定されるものではなく、たとえば、ヒータブロック83上にガラス基板Wを直接載置する等の構成であってもよい。   Note that the arrangement of the heat insulating plate 81, the heater block 83, the die plate 85, and the like is not necessarily limited to the above. For example, a configuration in which the glass substrate W is directly mounted on the heater block 83 may be employed. Good.

上記セラミック製の断熱板81は、特に熱伝導率の低い材料として、窒化珪素を用いている。ヒータブロック83は、特に熱伝導率が高く、比熱容量の少ない材料として、炭化珪素を用いている。   The ceramic heat insulating plate 81 uses silicon nitride as a material having a particularly low thermal conductivity. Heater block 83 uses silicon carbide as a material having particularly high thermal conductivity and low specific heat capacity.

上記ダイプレート85とプレート87とは、熱伝導率等が高い材料として、タングステン合金を用いている。なお、ダイプレート85とプレート87との接触面(ガラス基板Wとの接触面)は、高温のガラス基板Wが接触しても融着反応をしないようにするため、貴金属系のコーティングやDLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の離型膜を施してあることが望ましい。   The die plate 85 and the plate 87 use a tungsten alloy as a material having high thermal conductivity and the like. The contact surface between the die plate 85 and the plate 87 (the contact surface with the glass substrate W) is made of a noble metal based coating or DLC (DLC) to prevent a fusion reaction even when the high temperature glass substrate W comes into contact. It is desirable that a release film such as diamond-like carbon) be provided.

積載ステージ5のヒータブロック83に挿入するロッドヒータ17は、図8に示すように、3つのゾーンZ1,Z2,Z3でロッドヒータ17の出力を分けており、積載ステージ5の短手方向(ロッドヒータ17の挿入方向;Y軸方向)の均一加熱化を図っている。   The rod heater 17 inserted into the heater block 83 of the loading stage 5 divides the output of the rod heater 17 into three zones Z1, Z2, and Z3 as shown in FIG. The uniform heating in the insertion direction of the heater 17 (Y-axis direction) is achieved.

図9に示すように、ガラス基板成形装置1には、複数本の温度測定素子(たとえば、熱電対)19が設けられており、制御装置21の制御の下、各温度測定素子19が測定した積載ステージ5の内部の温度に応じて、ステージ用ヒータ7の発熱量を制御(フィードバック制御)し、積載ステージ5の複数エリアの温度をゾーン制御するように構成されている。なお、複数本の温度測定素子19は積載ステージ5の内部に埋め込まれている。   As shown in FIG. 9, a plurality of temperature measuring elements (for example, thermocouples) 19 are provided in the glass substrate forming apparatus 1, and each of the temperature measuring elements 19 performs measurement under the control of the control device 21. The heating amount of the stage heater 7 is controlled (feedback control) in accordance with the temperature inside the loading stage 5, and the temperature of a plurality of areas of the loading stage 5 is zone-controlled. The plurality of temperature measuring elements 19 are embedded inside the loading stage 5.

積載ステージ5の長手方向(X軸方向)では、図9で示すように、ロッドヒータ17がほぼ等間隔に離れて6本挿入されている。そして、対応する2本のロッドヒータ17毎に、それぞれゾーン制御を行い(各ゾーンZ4,Z5,Z6毎の温度制御を行い)、積載ステージ5の均一加熱をするようになっている。   In the longitudinal direction (X-axis direction) of the loading stage 5, as shown in FIG. 9, six rod heaters 17 are inserted at substantially equal intervals. Then, zone control is performed for each of the two corresponding rod heaters 17 (temperature control is performed for each of the zones Z4, Z5, and Z6), and the loading stage 5 is uniformly heated.

図9を参照し、より詳しく説明すると、ロッドヒータ17の細長い発熱部がY軸方向に延びるようにして、ロッドヒータ17がヒータブロック83内に埋め込まれて設けられている(図7参照)。また、各ロッドヒータ17は、Z軸方向では同じ高さに位置しており、X軸方向では、所定の間隔をあけて設けられている。また、お互いが隣接する2つのロッドヒータ17の間であってヒータブロック83の内部には、熱電対(ゾーンZ4とゾーンZ5とゾーンZ6とに設けられている熱電対)19が設けられている。熱電対19は、各ロッドヒータ17の間のそれぞれに設けられているのではなく、各ロッドヒータ17の間で1つおきに設けられている。そして、各熱電対19が測定した温度に応じて、各熱電対19に対向している2つの各ロッドヒータ17の出力をそれぞれ制御して、積載ステージ5の温度を制御するようになっている。   More specifically, referring to FIG. 9, the rod heater 17 is embedded in the heater block 83 so that the elongated heating portion of the rod heater 17 extends in the Y-axis direction (see FIG. 7). The rod heaters 17 are located at the same height in the Z-axis direction, and are provided at predetermined intervals in the X-axis direction. A thermocouple (thermocouple provided in zone Z4, zone Z5, and zone Z6) 19 is provided between two rod heaters 17 adjacent to each other and inside heater block 83. . The thermocouples 19 are not provided between the rod heaters 17 but provided every other one between the rod heaters 17. Then, according to the temperature measured by each thermocouple 19, the output of each of the two rod heaters 17 facing each thermocouple 19 is controlled to control the temperature of the loading stage 5. .

具体的には、図9でゾーンZ4に設けられている熱電対19が測定した温度が、他の2つの熱電対19が測定した温度よりも低い場合には、ゾーンZ4の2つのロッドヒータ17(最も左側のロッドヒータ17と左から2番目のロッドヒータ17と)の出力を上げるようになっている。   Specifically, when the temperature measured by the thermocouple 19 provided in the zone Z4 in FIG. 9 is lower than the temperature measured by the other two thermocouples 19, the two rod heaters 17 in the zone Z4 are used. (The leftmost rod heater 17 and the second rod heater 17 from the left).

この構造により、積載ステージ5のガラス基板Wの積載面の温度分布は±1℃以内に加熱されるようになっている。   With this structure, the temperature distribution on the loading surface of the glass substrate W of the loading stage 5 is heated within ± 1 ° C.

本実施形態のガラス基板成形装置1では、600℃程度まで積載ステージ5の加熱を行っているが、能力的には800℃〜1500℃程度まで昇温することは可能である。ロッドヒータ17の出力分布や、挿入本数、熱電対19による測温点数などは、成形されるガラス基板Wのサイズによって、同様な目的を逸脱しない範囲で変更してもよい。   In the glass substrate forming apparatus 1 of the present embodiment, the loading stage 5 is heated to about 600 ° C., but it is possible to raise the temperature to about 800 ° C. to 1500 ° C. in terms of performance. The output distribution of the rod heater 17, the number of insertions, the number of temperature measurement points by the thermocouple 19, and the like may be changed depending on the size of the glass substrate W to be formed without departing from the same purpose.

成形されるガラス基板Wは、積載ステージ5を加熱することにより、熱伝導によって加熱され、所定の成形温度まで加熱される。   The glass substrate W to be formed is heated by heat conduction by heating the loading stage 5 and is heated to a predetermined forming temperature.

図10を参照するに、成形が完了した後にチャンバー29を開く前に、積載ステージ5を、大気中における非酸化温度(約200℃程度)まで冷却する必要があるため、積載ステージ5の内部に設けた冷却溝に窒素ガスを流して積載ステージ5を冷却するようになっている。矢印A1で冷却用窒素ガスの流れを示す。この場合、チャンバー29内における窒素ガスの圧力が上昇し過ぎることを防止するために、チャンバ−29内にリリーフバルブ(図示せず)が設けられている。   Referring to FIG. 10, after the molding is completed and before the chamber 29 is opened, the loading stage 5 needs to be cooled to a non-oxidizing temperature (about 200 ° C.) in the atmosphere. The loading stage 5 is cooled by flowing a nitrogen gas through the provided cooling grooves. The flow of the cooling nitrogen gas is indicated by an arrow A1. In this case, a relief valve (not shown) is provided in the chamber 29 to prevent the pressure of the nitrogen gas in the chamber 29 from excessively increasing.

また、ガラス基板成形装置1では、セラミック製の断熱板81とヒータブロック83との接触界面に、窒素ガス等の冷媒を流すための幅4mm、深さ0.5mmの冷却溝を複数本設けている。ただし、冷却溝の形状や数量は、同様な目的を逸脱しない範囲で変更してもよい。   In the glass substrate forming apparatus 1, a plurality of cooling grooves having a width of 4 mm and a depth of 0.5 mm for flowing a coolant such as nitrogen gas are provided at a contact interface between the ceramic heat insulating plate 81 and the heater block 83. I have. However, the shape and the number of the cooling grooves may be changed without departing from the similar purpose.

図11に示すように、ガラス基板Wが載置され、電気的に接地される積載ステージ5と、ガラス基板Wに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、積載ステージ5に載置されているガラス基板Wに押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロール3と、成形ロール3の両端を絶縁体で支持する成形ロール支持体9と、回転中でも成形ロール3に電圧を印加できる接触電極3Aと、積載ステージ5と成形ロール3との間に電圧を印加する電圧印加手段21A(図1(a)参照)と、を備えている。   As shown in FIG. 11, a loading stage 5 on which the glass substrate W is mounted and electrically grounded, and fine unevenness opposite to the fine unevenness transferred to the glass substrate W are provided. A forming roll 3 for forming a glass substrate with fine irregularities by rotating while being pressed against a glass substrate W mounted on a loading stage 5, and a forming roll for supporting both ends of the forming roll 3 with insulators. The support 9, a contact electrode 3 </ b> A capable of applying a voltage to the forming roll 3 even during rotation, and voltage applying means 21 </ b> A for applying a voltage between the loading stage 5 and the forming roll 3 (see FIG. 1A). Have.

図12を参照するに、ガラス基板Wの両サイドには、ワークを押さえるためのプレート87が配置されており、このプレート87でガラス基板Wを保持することによって、ガラス基板Wが成形される際に浮き上がったり、移動したりしないように押さえ付けるようになっている。ワークの押さえは、プレート87により、ガラス基板Wの幅方向の両端部を押さえてなされるようになっている。   Referring to FIG. 12, plates 87 for holding a work are arranged on both sides of the glass substrate W. By holding the glass substrate W with the plate 87, the glass substrate W is formed. So that it does not float or move. The work is held down by holding both ends in the width direction of the glass substrate W by the plate 87.

一方、図1(b)に示すように、ガラス基板Wに転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられている成形ロール(第1の成形ロール)3と、第1の成形ロール3の両端を絶縁体で支持する第1の支持体(図示省略)と、第1の成形ロール3に電圧を印加する接触電極(第1の接触電極)3Aと、第1の成形ロール3と協働してガラス基板Wを挟み込み、第1の成形ロール3とともに回転することで、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する第2の成形ロール4と、第2の成形ロール4の両端を絶縁体で支持する第2の支持体(図示省略)と、第2の成形ロールを電気的に接地する第2の接触電極3Bと、各成形ロール3,4が、ガラス基板Wを挟み込んで回転駆動しているときに、第1の成形ロール3と第2の成形ロール4との間に電圧を印加する電圧印加手段21(図1(a)参照)と、を有する構成としてもよい。すなわち、図1(a)では、第2の成形ロール4が記載されていないが、図1(b)に示すように、第2の成形ロール4を追加して構成することが可能である。   On the other hand, as shown in FIG. 1B, a forming roll (first forming roll) 3 provided with fine irregularities opposite to the fine irregularities transferred to the glass substrate W; A first support (not shown) for supporting both ends of the forming roll 3 with an insulator, a contact electrode (first contact electrode) 3A for applying a voltage to the first forming roll 3, and a first forming roll A second forming roll 4 for forming a glass substrate with fine irregularities by sandwiching the glass substrate W in cooperation with the first forming roll 3 and rotating together with the first forming roll 3, and both ends of the second forming roll 4 Support (which is not shown) that supports the second forming electrode with an insulator, a second contact electrode 3B that electrically grounds the second forming roll, and the forming rolls 3 and 4 sandwich the glass substrate W therebetween. When rotating, the first forming roll 3 and the second forming roll 4 A voltage applying means 21 for applying a voltage (see FIG. 1 (a)) between, it may be configured to have a. That is, in FIG. 1A, the second forming roll 4 is not described, but as shown in FIG. 1B, the second forming roll 4 can be additionally provided.

なお、各成形ロール3,4には、発熱部、測温部(温度測定部)が設けられ、測温部の測定結果に応じて発熱部が制御されるように構成されている。   Each of the forming rolls 3 and 4 is provided with a heating unit and a temperature measuring unit (temperature measuring unit), and the heating units are configured to be controlled in accordance with the measurement results of the temperature measuring unit.

<成形プロセスについて>
次に、ガラス基板成形装置1を用いて実際にガラス基板Wを成形した成形実施例を示す。
<About the molding process>
Next, a forming example in which the glass substrate W is actually formed using the glass substrate forming apparatus 1 will be described.

以下に、成形はじめから成形終了までの一連の動作について、図13、図14を参照しつつ記述する。   Hereinafter, a series of operations from the beginning to the end of molding will be described with reference to FIGS.

図13を参照する。   Please refer to FIG.

ステップS1
ガラス基板成形装置1を初期状態にセットする。ガラス基板成形装置1の初期状態とは、以下に示す状態である。
Step S1
The glass substrate forming apparatus 1 is set in an initial state. The initial state of the glass substrate forming apparatus 1 is a state shown below.

(1)上部チャンバー29Aを上昇させ、チャンバー29を大気中に開放する。(2)成形ロール3は上昇端に移動している。(3)成形ロール3の回転は停止している。(4)成形ロール3のヒータ(赤外線ランプ25)はOFFしている。(5)積載ステージ5は、予熱位置(図1(a)では右端)へ移動している。(6)積載ステージ5のロッドヒータ17はOFFしている。   (1) The upper chamber 29A is raised, and the chamber 29 is opened to the atmosphere. (2) The forming roll 3 has moved to the rising end. (3) The rotation of the forming roll 3 is stopped. (4) The heater (infrared lamp 25) of the forming roll 3 is turned off. (5) The loading stage 5 has moved to the preheating position (the right end in FIG. 1A). (6) The rod heater 17 of the loading stage 5 is off.

ステップS2
成形されるガラス素材(ガラス基板W)を積載ステージ5にセットする。なお、ガラス素材として、たとえば、以下に示すガラス素材を使用する。(1)屈折率nd:1.51633。(2)アツベ数γd:64.1。(3)歪点:Stp:532℃。(4)徐冷点AP:563℃。(5)転移点Tg:576℃。(6)屈服点At:625℃。(7)軟化点SP:718℃。(8)線膨張係数α:86×10−7/℃。(9)サイズ:100mm×30mm×t3mm。
Step S2
The glass material (glass substrate W) to be formed is set on the loading stage 5. As the glass material, for example, the following glass materials are used. (1) Refractive index nd: 1.51633. (2) Abbe number γd: 64.1. (3) Strain point: Stp: 532 ° C. (4) Slow cooling point AP: 563 ° C. (5) Transition point Tg: 576 ° C. (6) Yield point At: 625 ° C. (7) Softening point SP: 718 ° C. (8) Linear expansion coefficient α: 86 × 10 −7 / ° C. (9) Size: 100 mm x 30 mm x t3 mm.

ステップS3
ガラス基板成形装置1の自動シーケンスを開始する。以下に、制御装置21によるガラス基板成形装置1の自動シーケンスの動作順序を示す。
Step S3
The automatic sequence of the glass substrate forming apparatus 1 is started. Hereinafter, the operation sequence of the automatic sequence of the glass substrate forming apparatus 1 by the control device 21 will be described.

ステップS4
上部チャンバー29Aを下降させて、チャンバー29内を密閉する。
Step S4
The upper chamber 29A is lowered to seal the inside of the chamber 29.

ステップS5
真空ポンプ55のバルブを開いて、チャンバー29内を所定の真空度まで真空引きする。たとえば、0.5Paまで真空引きする。
Step S5
The valve of the vacuum pump 55 is opened, and the inside of the chamber 29 is evacuated to a predetermined degree of vacuum. For example, evacuation is performed to 0.5 Pa.

ステップS6
上記真空バルブを閉じた後、窒素ガス(N2ガス)を入れて、チャンバー29内を窒素雰囲気にする。なお、ガラス基板成形装置1では、窒素ガスを入れることにより、チャンバー29内の圧力を101325Pa(大気圧)とした。
Step S6
After closing the vacuum valve, a nitrogen gas (N2 gas) is introduced to make the inside of the chamber 29 a nitrogen atmosphere. In the glass substrate forming apparatus 1, the pressure in the chamber 29 was set to 101325 Pa (atmospheric pressure) by introducing nitrogen gas.

ステップS7
成形ロール3の加熱用の赤外線ランプ25と、積載ステージ5の加熱用のロッドヒータ17とをONして、成形ロール3および積載ステージ5の加熱を開始する。同時に、成形ロール3の均一加熱化を図るため、成形ロール3を10rpmで回転する。なお、ガラス基板成形装置1では、各部の所定温度を次のように設定した。(1)成形ロール3:640℃。(2)積載ステージ5:610℃(3ゾーンともに同一設定)。なお、設定温度へのロッドヒータ17ヘの出力調整は、温度調節器および電力調整器(サイリスタレギュレータ)で自動的にコントロールされる。
Step S7
The infrared lamp 25 for heating the forming roll 3 and the rod heater 17 for heating the loading stage 5 are turned on to start heating the forming roll 3 and the loading stage 5. At the same time, the forming roll 3 is rotated at 10 rpm in order to uniformly heat the forming roll 3. In addition, in the glass substrate forming apparatus 1, the predetermined temperature of each part was set as follows. (1) Forming roll 3: 640 ° C. (2) Loading stage 5: 610 ° C. (same setting for all three zones). The output adjustment to the set temperature to the rod heater 17 is automatically controlled by a temperature controller and a power controller (thyristor regulator).

ステップS8
成形ロール3および積載ステージ5の温度が所定温度に到達した後、真空ポンプ55の真空バルブを開いて、所定の真空度まで真空引きする。たとえば、0.5Pa以下まで真空引きを行った。
Step S8
After the temperatures of the forming roll 3 and the loading stage 5 reach a predetermined temperature, the vacuum valve of the vacuum pump 55 is opened to evacuate to a predetermined degree of vacuum. For example, evacuation was performed to 0.5 Pa or less.

ステップS9
積載ステージ5を成形ロール3の下部の所定位置まで高速で移動させる。そして、電圧印加部21Aでガラス基板Wに対して電圧を印加する。
Step S9
The loading stage 5 is moved at a high speed to a predetermined position below the forming roll 3. Then, a voltage is applied to the glass substrate W by the voltage applying unit 21A.

ステップS10
成形ロール3の回転を一旦止めた後、成形ロール3を下降させ、ガラス基板Wに所定の圧力で押し付ける。たとえば、押圧力を20N(ニュートン)で押圧した。
Step S10
After the rotation of the forming roll 3 is once stopped, the forming roll 3 is lowered and pressed against the glass substrate W with a predetermined pressure. For example, the pressing force was pressed at 20 N (Newton).

図14を参照する。   Please refer to FIG.

ステップS11
成形ロール3が所定の押圧力に達すると同時に、積載ステージ5を所定の速度で移動させ、同時に積載ステージ5の移動速度に合わせて(同期させて)成形ロール3を回転させる。すなわち、成形ロール3を所定の力でガラス基板Wに押し付けた状態で、成形ロール3がガラス基板W上を走行することになる。ガラス基板成形装置1では、成形時の積載ステージ5の移動速度を、0.01mm/secとした。
Step S11
At the same time as the forming roll 3 reaches a predetermined pressing force, the loading stage 5 is moved at a predetermined speed, and at the same time, the forming roll 3 is rotated according to (synchronized with) the moving speed of the loading stage 5. That is, the forming roll 3 travels on the glass substrate W while the forming roll 3 is pressed against the glass substrate W with a predetermined force. In the glass substrate molding apparatus 1, the moving speed of the loading stage 5 during molding was set to 0.01 mm / sec.

ステップS12
積載ステージ5が所定の位置に到達した時点で、積載ステージ5を停止させる。同時に成形ロール3の回転も積載ステージ5の動作に同期して停止させる。
Step S12
When the loading stage 5 reaches a predetermined position, the loading stage 5 is stopped. At the same time, the rotation of the forming roll 3 is stopped in synchronization with the operation of the loading stage 5.

ステップS13
成形ロール3を上昇端まで移動させ、ガラス基板Wへの成形ロール3の押圧を開放する。
Step S13
The forming roll 3 is moved to the rising end, and the pressing of the forming roll 3 against the glass substrate W is released.

ステップS14
積載ステージ5を、冷却退避位置(図1(a)では左端)へ移動させる。
Step S14
The loading stage 5 is moved to the cooling retreat position (the left end in FIG. 1A).

ステップS15
成形ロール3の加熱用の赤外線ランプ25と、積載ステージ5の加熱用のロッドヒータ17とをOFFして、成形ロール3および積載ステージ5の加熱を終了する。
Step S15
The infrared lamp 25 for heating the forming roll 3 and the rod heater 17 for heating the loading stage 5 are turned off, and the heating of the forming roll 3 and the loading stage 5 are completed.

ステップS16
真空ポンプ55の真空バルブを閉じて、チャンバー29内の真空引きを終了する。
Step S16
The vacuum valve of the vacuum pump 55 is closed, and the evacuation of the chamber 29 ends.

ステップS17
冷却用の窒素ガスを用いて成形ロール3および積載ステージ5の強制空冷を行い、所定の温度に到達するまで冷却を行う。たとえば、空気中でも酸化され難い温度として、それぞれを200℃まで冷却する。なお、成形ロール3は、均等に窒素ガスが当たるように、成形ロール3の回転を10rpmで回転させながら強制空冷を行う。同時にチャンバー29内は窒素雰囲気に置換され直して、圧力も大気圧に戻る。
Step S17
The forming roll 3 and the loading stage 5 are forcibly air-cooled using a nitrogen gas for cooling, and are cooled until a predetermined temperature is reached. For example, each is cooled to 200 ° C. as a temperature at which oxidation is difficult in air. In addition, the forming roll 3 performs forced air cooling while rotating the forming roll 3 at 10 rpm so that nitrogen gas is evenly applied. At the same time, the inside of the chamber 29 is replaced with a nitrogen atmosphere again, and the pressure returns to the atmospheric pressure.

ステップS18
温度低下を確認した後、成形ロール3の回転を停止させて、上部チャンバー29Aを上昇させ、ガラス基板成形装置1の自動シーケンスは終了する。
Step S18
After confirming the temperature decrease, the rotation of the forming roll 3 is stopped, the upper chamber 29A is raised, and the automatic sequence of the glass substrate forming apparatus 1 ends.

ステップS19
この後、オペレータによって積載ステージ5上のガラス基板W(ガラス成形品)を取り出して終了する。
Step S19
Thereafter, the glass substrate W (glass molded product) on the loading stage 5 is taken out by the operator, and the process is terminated.

<成形品形状>
ガラス基板成形装置1によって得られたガラス成形品(ガラス基板W)を図15に示す。
<Molded product shape>
FIG. 15 shows a glass molded product (glass substrate W) obtained by the glass substrate molding apparatus 1.

図15に示すように、微細な凹凸形状として、溝幅250nm、溝深さ750nmのライン&スペースを作成して、良好なガラス成形品Wを得ることが可能となった。   As shown in FIG. 15, a line and space having a groove width of 250 nm and a groove depth of 750 nm was formed as a fine uneven shape, and it was possible to obtain a good glass molded product W.

前述の通り、ガラス基板Wの素材サイズは100mm×30mm×t3mmであるが、その内の90mm×20mmの面積に上記形状を得ることが可能となった。   As described above, the material size of the glass substrate W is 100 mm × 30 mm × t3 mm, and the shape can be obtained in an area of 90 mm × 20 mm.

なお、ガラス基板Wの微細なライン&スペースが、2次元構造であり、ガラス基板Wの幅方向(Y軸方向)に延びているが、微細なライン&スペースが、ガラス基板Wの長さ方向(X軸方向)に延びていてもよい。さらに、微細な凹凸形状が、ガラス基板W上にφ250nm×深さ300nm等の円柱状の微細な凹凸形状であってもよいし、微細な凹凸形状が3次元構造であっても構わない。   The fine lines and spaces of the glass substrate W have a two-dimensional structure and extend in the width direction (Y-axis direction) of the glass substrate W. (X-axis direction). Further, the fine unevenness may be a cylindrical fine unevenness such as φ250 nm × depth 300 nm or the like on the glass substrate W, or the fine unevenness may be a three-dimensional structure.

なお、本実施例では、ガラス基板Wが図15に示すサイズであったが、A4サイズやA3サイズ等、より大きなサイズであっても構わない。   In the present embodiment, the glass substrate W has the size shown in FIG. 15, but may have a larger size such as A4 size or A3 size.

ところで、上記実施形態では、ガラス基板成形装置1の自動シーケンス毎に、ガラス基板素材と成形品の取出しのためにチャンバー29を開放して装置の稼動を停止していたが、図16に示すように、チャンバー29にワーク搬出入のためのロードロック室(前室89、後室91)と、ゲートバルブ93,95とを設けることにより、ガラス基板Wを連続的に供給するようにしてもよい。   By the way, in the above-described embodiment, the chamber 29 is opened and the operation of the apparatus is stopped for taking out the glass substrate material and the molded product in each automatic sequence of the glass substrate molding apparatus 1. However, as shown in FIG. In addition, a glass substrate W may be continuously supplied by providing a load lock chamber (front chamber 89, rear chamber 91) for loading and unloading a workpiece into and out of the chamber 29, and gate valves 93 and 95. .

このような構成にすることにより、チャンバー29を開放したり、成形ロール3や積載ステージ5やチャンバー29内の温度を下げたりすることなく、より高い生産性でガラス素材Wを供給、成形することが可能である。   With such a configuration, the glass material W can be supplied and formed with higher productivity without opening the chamber 29 or lowering the temperature in the forming roll 3, the loading stage 5, and the chamber 29. Is possible.

また、図16は、成形チャンバー29にワーク搬出入のためのロードロック室(前室89、後室91)と、ゲートバルブ93,95を設けたことを示す図であるが、ガラス基板Wを積載するガラス基板積載ステージ99,101,103,105と、ガラス基板Wを送るガラス基板送り用アクチュエータ(たとえば、空気シリンダ)107,109,111とが設けられており、ガラス基板積載ステージ101では、ガラス基板Wが加熱され、ガラス基板積載ステージ103では、ガラス基板Wが冷却されるようになっている。なお、ガラス基板積載ステージ99で、ガラス基板Wを加熱し、ガラス基板積載ステージ105で、ガラス基板Wを冷却する構成であってもよい。   FIG. 16 is a view showing that a load lock chamber (front chamber 89 and rear chamber 91) for loading and unloading a workpiece into and from the molding chamber 29 and gate valves 93 and 95 are provided. Glass substrate loading stages 99, 101, 103, and 105 to be loaded and glass substrate feeding actuators (for example, air cylinders) 107, 109, and 111 for feeding the glass substrate W are provided. The glass substrate W is heated, and the glass substrate W is cooled on the glass substrate mounting stage 103. Note that a configuration in which the glass substrate W is heated by the glass substrate loading stage 99 and the glass substrate W is cooled by the glass substrate loading stage 105 may be employed.

本実施形態のガラス基板成形装置1によれば、ガラス基板Wを押圧成形する際に用いる金型として、円筒状のロール形状の成形ロール3を用いており、成形ロール3の表面に所望の微細な凹凸形状を形成してある。また、予め加熱されて軟化したガラス基板W上に成形ロール3を押し当てた状態で、成形ロール3を回転させながら、ガラス基板W上を走行させることにより、ガラス基板W上に微細な凹凸形状を転写して成形するようになっている。   According to the glass substrate forming apparatus 1 of the present embodiment, the cylindrical roll-shaped forming roll 3 is used as a mold used for press-molding the glass substrate W. It has an uneven shape. In addition, by moving the forming roll 3 while rotating the forming roll 3 in a state where the forming roll 3 is pressed against the glass substrate W which has been softened in advance by heating, the fine irregular shape is formed on the glass substrate W. Is transferred and molded.

これにより、比較的大面積のガラス基板Wに微細な凹凸形状を押圧成形することを効率よく行うことができ、大量生産することが容易になる。   Accordingly, it is possible to efficiently press-mold a fine uneven shape on the glass substrate W having a relatively large area, and mass production becomes easy.

すなわち、ガラス基板成形装置1を用いれば、フォトリソグラフィー技術や真空蒸着技術に比べて、加熱・押圧成形による工程は比較的少なく、かつ、単純であるため、生産性や製造装置価格等の点で有利となる。   That is, when the glass substrate forming apparatus 1 is used, the number of steps by heating and pressing is relatively small and simple as compared with the photolithography technique and the vacuum evaporation technique, and therefore, in terms of productivity, manufacturing equipment price, and the like. This is advantageous.

また、従来の上下一対の平面金型で押圧成形する成形方式に比べて、ガラス基板Wと金型(成形ロール3)との接触の態様が、面接触から線接触となり、押圧力を効率的にガラス基板Wに加えることが可能となり、少ない押圧力および少ない押圧時間で効率的にガラス基板Wを成形することが可能となる。また、比較的大面積の領域に微細な凹凸形状を成形することも可能になる。そして、大きな面積の微細な凹凸形状付ガラス基板を製造することが可能であれば、FPD等に代表されるディスプレイ上の無反射フィルターや、太陽光発電等の集光レンズなどにも、ガラス基板Wを応用することができる。   Further, as compared with a conventional molding method in which a pair of upper and lower flat molds are used to perform press molding, the mode of contact between the glass substrate W and the mold (the molding roll 3) is changed from surface contact to line contact, and the pressing force is efficiently reduced. Thus, the glass substrate W can be efficiently formed with a small pressing force and a short pressing time. In addition, it is possible to form a fine uneven shape in a relatively large area. If it is possible to manufacture a glass substrate with a fine unevenness having a large area, a glass substrate may be used for a non-reflection filter on a display typified by an FPD or the like, a condenser lens for solar power generation, and the like. W can be applied.

さらに、金型である成形ロール3の表面に施された微細な凹凸形状に対して、成形ロール3の接線方向からガラス基板Wが入り込み、接線方向に向かって離型されるので、従来の面接触による場合に比べて、成形・離型性が向上する。   Further, the glass substrate W enters into the fine irregularities formed on the surface of the forming roll 3 which is a mold from the tangential direction of the forming roll 3 and is released in the tangential direction. Molding and release properties are improved as compared with the case of contact.

なお、ガラス基板成形装置1を構成する上では、次の(1)〜(6)で示す点について考慮することが望ましい。   In configuring the glass substrate forming apparatus 1, it is desirable to consider the following points (1) to (6).

(1)ガラス基板Wの成形温度を、正確に再現性よく、均一に加熱制御すること。(2)成形ロール3の成形温度を、正確に再現性よく、均一に加熱制御すること。(3)成形ロール3をガラス基板Wへ押し付ける押圧力を、正確に再現性よく制御すること。(4)成形ロール3の回転速度および成形ロール3の走行速度(積載ステージ5の移動速度)を、正確に再現性よく制御すること。または、成形ロール3の走行速度に応じて、フリーな状態で成形ロール3が回転されること。(5)成形環境を、成形ロール3等の構造物やガラス基板Wが酸化されないように、不活性ガス雰囲気に置換された環境下に保持できること。また、必要に応じて、微細な凹凸形状に気体の噛み込みがないように、任意なタイミングで真空雰囲気環境下に保持できること。(6)成形後のガラス基板Wを、効率的に、かつ、均一に冷却すること。   (1) To control the heating temperature of the glass substrate W accurately and with good reproducibility. (2) The molding temperature of the molding roll 3 is accurately and reproducibly controlled uniformly. (3) The pressing force for pressing the forming roll 3 against the glass substrate W is accurately and reproducibly controlled. (4) The rotation speed of the forming roll 3 and the traveling speed of the forming roll 3 (moving speed of the loading stage 5) are accurately and reproducibly controlled. Alternatively, the forming roll 3 is rotated in a free state according to the traveling speed of the forming roll 3. (5) The molding environment can be maintained in an environment replaced with an inert gas atmosphere so that the structure such as the molding roll 3 and the glass substrate W are not oxidized. In addition, if necessary, it can be maintained in a vacuum atmosphere environment at an arbitrary timing so that gas is not caught in the fine irregularities. (6) Cool the glass substrate W after molding efficiently and uniformly.

なお、図16に示すように、ガラス基板Wを連続的にガラス基板成形装置1に供給してガラス基板成形装置1から排出する構成にすれば、成形ロール3である金型の加熱・冷却によるロスタイムを排除して、連続的、かつ、効率的に大量生産することが可能になる。   As shown in FIG. 16, if the glass substrate W is continuously supplied to the glass substrate forming apparatus 1 and discharged from the glass substrate forming apparatus 1, the heating and cooling of the mold as the forming roll 3 is performed. It is possible to mass-produce continuously and efficiently by eliminating loss time.

また、本願のガラス基板成形装置1によれば、ガラス基板Wを載置する積載ステージ5を有し、ステージ用ヒータ7で積載ステージ5を所定の温度に加熱し、積載ステージ5に載置されているガラス基板Wを加熱するので、ガラス基板Wをヒータで直接加熱する場合に比べて、ガラス基板Wを正確に再現性よく均一に加熱することができ、ガラス基板Wの割れを防ぐとともに、正確な転写をすることができる。   Further, according to the glass substrate forming apparatus 1 of the present application, the glass substrate forming apparatus 1 has the loading stage 5 on which the glass substrate W is placed, and the loading stage 5 is heated to a predetermined temperature by the stage heater 7 and placed on the loading stage 5. Since the glass substrate W is heated, the glass substrate W can be accurately and uniformly heated with good reproducibility as compared with the case where the glass substrate W is directly heated by a heater, and the glass substrate W is prevented from cracking. Accurate transcription can be performed.

また、積載ステージ5を複数エリア(ゾーンZ4,Z5,Z6)に分け、各ゾーンZ4〜Z6の温度をゾーン制御するように構成されているので、ガラス基板Wを一層正確に再現性よく均一に加熱することができる。   Further, since the loading stage 5 is divided into a plurality of areas (zones Z4, Z5, Z6) and the zones Z4 to Z6 are zone-controlled, the glass substrate W can be more accurately and reproducibly uniform. Can be heated.

また、成形ロール3を所定の温度に加熱する成形ロール用ヒータ23を備えているので、押圧成形するときにおけるガラス基板Wと成形ロール3との温度差をなくすことができ、正確な転写を効率よく行うことができる。   In addition, since a forming roll heater 23 for heating the forming roll 3 to a predetermined temperature is provided, a temperature difference between the glass substrate W and the forming roll 3 during press forming can be eliminated, and accurate transfer can be performed efficiently. Can do well.

さらに、本願のガラス基板成形装置1によれば、放射温度計27を用いて成形ロール用ヒータ23の発熱量を制御し、成形ロール3の微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するので、成形ロール3の温度を正確に保つことができ、正確な転写を効率よく行うことができる。   Further, according to the glass substrate forming apparatus 1 of the present application, the calorific value of the forming roll heater 23 is controlled by using the radiation thermometer 27, and the temperature of the surface of the forming roll 3 on which the fine irregularities are formed is controlled. Therefore, the temperature of the forming roll 3 can be accurately maintained, and accurate transfer can be efficiently performed.

また、チャンバー29内を真空にすることにより、押圧成形するときの空気の噛みこみをなくすことができ、転写不良の発生を回避することができる。または、チャンバー29内を不活性ガスで満たすことにより、成形ロール3や積載ステージ5等の酸化を防止することができる。   Further, by evacuating the inside of the chamber 29, it is possible to eliminate the entrapment of air at the time of press molding, and it is possible to avoid occurrence of transfer failure. Alternatively, by filling the inside of the chamber 29 with an inert gas, it is possible to prevent oxidation of the forming roll 3, the loading stage 5, and the like.

上述の実施形態では成形ロール3と電極との間が非接触で隙間が形成されるスリップリング電極3A(図17(a)参照)について説明した。   In the above embodiment, the slip ring electrode 3A (see FIG. 17A) in which a gap is formed without contact between the forming roll 3 and the electrode has been described.

スリップリング電極3A(図17(a)参照)の代わりに、図17(b)に示すように、成形ロール3との接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極3Cでもよい。すなわち、板バネ電極3Cは、電極自体がバネで形成されているため、板バネの弾性力で電極は成形ロール3に常に接触しているので電圧がかかる。   Instead of the slip ring electrode 3A (see FIG. 17 (a)), as shown in FIG. 17 (b), a leaf spring electrode 3C whose contact point with the forming roll 3 is formed in a leaf spring shape may be used. That is, since the plate spring electrode 3C is formed by a spring itself, the voltage is applied since the electrode is always in contact with the forming roll 3 by the elastic force of the plate spring.

また、図17(c)に示すように、成形ロール3との接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極3Dを使用してもよい。ブラシ電極3Dは、電極自体がブラシ状に形成されているため、ブラシが常に成形ロール3に接触しているので電圧がかかる。   Further, as shown in FIG. 17C, a brush electrode 3D in which a contact portion with the forming roll 3 is formed in a brush shape may be used. The brush electrode 3D is applied with a voltage since the brush is in constant contact with the forming roll 3 because the electrode itself is formed in a brush shape.

なお、図1(b)の第2の接触電極3Bは、図17(a)に示すスリップリング電極3A、図17(b)に示す板バネ電極3C、図17(c)に示すブラシ電極3Dのいずれかを使用することができる。   The second contact electrode 3B shown in FIG. 1B includes a slip ring electrode 3A shown in FIG. 17A, a leaf spring electrode 3C shown in FIG. 17B, and a brush electrode 3D shown in FIG. Can be used.

ところで、上述した実施形態を、ガラス基板成形方法(ロール成形方法)として把握してもよい。すなわち、板状のガラス基板を加熱して、前記ガラス基板に微細な凹凸形状を押圧成形するガラス基板の成形方法において、前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状を有する円筒状の成形ロールを、前記ガラス基板に押し付けながら回転移動させることにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形するガラス基板の成形方法として把握してもよい。   Incidentally, the above-described embodiment may be understood as a glass substrate forming method (roll forming method). That is, in a method of forming a glass substrate by heating a plate-like glass substrate and press-forming the fine irregularities on the glass substrate, the fine irregularities opposite to the fine irregularities transferred to the glass substrate are formed. The method may be grasped as a method of forming a glass substrate for forming a glass substrate having fine irregularities by rotating a cylindrical forming roll having the same while pressing it against the glass substrate.

このガラス基板の成形方法において、前記ガラス基板を積載ステージに載置し、前記積載ステージの内部に埋め込まれて設けられたステージ用ヒータにより、前記積載ステージを所定の温度に加熱し、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するようにしてもよい。   In this method of forming a glass substrate, the glass substrate is placed on a loading stage, and the loading stage is heated to a predetermined temperature by a stage heater embedded inside the loading stage. May be heated.

また、上記ガラス基板の成形方法において、前記ステージ用ヒータを、前記積載ステージの内部に配置された複数本のロッドヒータ、前記積載ステージの内部に配置された複数本の赤外線ランプの少なくともいずれかで構成し、複数本の温度測定素子を前記積載ステージに埋め込み、前記各温度測定素子が測定した温度に応じて、前記ステージ用ヒータまたは前記赤外線ランプの発熱量を制御し、前記積載ステージの複数エリアの温度をゾーン制御するようにしてもよい。   In the method for forming a glass substrate, the stage heater may be at least one of a plurality of rod heaters disposed inside the loading stage, and a plurality of infrared lamps disposed inside the loading stage. A plurality of temperature measuring elements are embedded in the loading stage, and a heating value of the stage heater or the infrared lamp is controlled in accordance with a temperature measured by each of the temperature measuring elements. May be zone-controlled.

また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロールを、成形ロール用ヒータで所定の温度に加熱するようにしてもよい。   In the method of forming a glass substrate, the forming roll may be heated to a predetermined temperature by a forming roll heater.

また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロール用ヒータを、前記成形ロールの内側で前記成形ロールの軸に沿って配置された赤外線ランプ、前記成形ロールの内側で前記成形ロールの軸に沿って配置されたロッドヒータの少なくともいずれかで構成し、放射温度計を用いて、前記成形ロールの微細な凹凸形状が形成されている面の温度を測定し、前記放射温度計が測定した温度に応じて、前記赤外線ランプまたは前記成形ロール用ヒータの発熱量を制御し、前記成形ロールの微細な凹凸形状が形成されている面の温度を制御するようにしてもよい。   Further, in the method for forming a glass substrate, the forming roll heater may include an infrared lamp disposed along the axis of the forming roll inside the forming roll, and along an axis of the forming roll inside the forming roll. Constituted by at least one of the rod heaters arranged in the same manner, using a radiation thermometer, measuring the temperature of the surface of the forming roll on which the fine irregularities are formed, and setting the temperature to the temperature measured by the radiation thermometer. Accordingly, the amount of heat generated by the infrared lamp or the heater for the forming roll may be controlled to control the temperature of the surface of the forming roll on which the fine irregularities are formed.

また、上記ガラス基板の成形方法において、前記成形ロールと前記ガラス基板とを内部に包含することができる成形チャンバー内を、真空にしまたは不活性ガスに置換して前記押圧成形をするようにしてもよい。   Further, in the method for forming a glass substrate, the pressure forming may be performed by evacuating or replacing the inside of a forming chamber capable of containing the forming roll and the glass substrate with an inert gas. Good.

さらに、ガラス基板成形装置1では、ガラス基板Wに微細な凹凸形状を形成するようにしているが、ガラス基板Wに代えて、加熱によって軟化する材料(たとえば、樹脂や金属材料)に、微細な凹凸形状を形成してもよい。   Further, in the glass substrate forming apparatus 1, a fine uneven shape is formed on the glass substrate W. However, instead of the glass substrate W, a fine material (for example, resin or metal material) which is softened by heating is used. An uneven shape may be formed.

1 ガラス基板生成装置(ガラス基板成形装置)
3 成形ロール(第1の成形ロール)
3A 接触電極(第1の接触電極、スリップリング電極)
3B 第2の接触電極
3C 板バネ電極
3D ブラシ電極
4 第2の成形ロール
5 積載ステージ
7 ステージ用ヒータ
9 成形ロール支持体
11 ロードセル
13 上軸構成部材
15 フレーム
17 ロッドヒータ
19 温度測定素子
21 制御装置
21A 電圧印加手段
23 成形ロール用ヒータ
25 赤外線ランプ
27 放射温度計
29 成形チャンバー
31 ステージ移動手段
33 成形ロール移動手段
49 成形ロール回転手段
W ガラス基板
Z4,Z5,Z6 ゾーン
1 Glass substrate generation device (Glass substrate forming device)
3 Forming roll (first forming roll)
3A contact electrode (first contact electrode, slip ring electrode)
3B 2nd contact electrode 3C leaf spring electrode 3D brush electrode 4 2nd forming roll 5 loading stage 7 stage heater 9 forming roll support 11 load cell 13 upper shaft constituent member 15 frame 17 rod heater 19 temperature measuring element 21 controller Reference Signs List 21A Voltage applying means 23 Heater for forming roll 25 Infrared lamp 27 Radiation thermometer 29 Forming chamber 31 Stage moving means 33 Forming roll moving means 49 Forming roll rotating means W Glass substrate Z4, Z5, Z6 zone

Claims (9)

ガラス基板が載置され、電気的に接地される積載ステージと、
前記ガラス基板に転写される微細な凹凸形状と反対の微細な凹凸形状が設けられており、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板に押し付けられながら回転移動することにより、微細な凹凸形状付ガラス基板を成形する成形ロールと、
前記成形ロールの両端を絶縁体で支持する支持体と、
前記成形ロールに電圧を印加する接触電極と、
前記積載ステージと前記成形ロールとの間に電圧を印加する電圧印加手段と、を備え
前記積載ステージと前記成形ロールの成形面との近傍に還元剤を吹き付ける吹き出し口を設けたことを特徴とするガラス基板生成装置。
A loading stage on which a glass substrate is placed and electrically grounded,
A fine concavo-convex shape opposite to the fine concavo-convex shape transferred to the glass substrate is provided, and by rotating while being pressed against the glass substrate placed on the loading stage, the fine concavo-convex shape A forming roll for forming an attached glass substrate;
A support for supporting both ends of the forming roll with an insulator,
A contact electrode for applying a voltage to the forming roll;
Voltage applying means for applying a voltage between the loading stage and the forming roll ,
The loading stage, wherein the to Ruga glass substrate generating device in that a blowing opening blowing the reducing agent in the vicinity of the molding surface of the molding roll.
前記成形ロールは上下に昇降可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板生成装置。   The glass substrate generating apparatus according to claim 1, wherein the forming roll is configured to be able to move up and down. 前記積載ステージが水平移動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガラス基板生成装置。   The glass substrate generating apparatus according to claim 1, wherein the loading stage moves horizontally. 前記成形ロールの内部に発熱部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The glass substrate generating apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein a heating unit is provided inside the forming roll . 前記積載ステージに発熱部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The glass substrate generating apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein a heating unit is provided on the loading stage . 前記積載ステージを所定の温度に加熱することにより、前記積載ステージに載置されている前記ガラス基板を加熱するステージ用ヒータを有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The heating apparatus according to claim 1, further comprising a stage heater configured to heat the glass substrate placed on the loading stage by heating the loading stage to a predetermined temperature. 6. 3. The glass substrate generating apparatus according to 1. 前記接触電極は、スリップリング電極であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The said contact electrode is a slip ring electrode, The glass substrate production | generation apparatus of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所が板バネ状に形成されている板バネ電極であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The glass substrate generating apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the contact electrode is a leaf spring electrode whose contact point with the forming roll is formed in a leaf spring shape. . 前記接触電極は、前記成形ロールとの接触箇所がブラシ状に形成されているブラシ電極であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のガラス基板生成装置。 The glass substrate generating apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein the contact electrode is a brush electrode having a contact portion with the forming roll formed in a brush shape .
JP2016089243A 2016-04-27 2016-04-27 Glass substrate generator Active JP6667358B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016089243A JP6667358B2 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Glass substrate generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016089243A JP6667358B2 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Glass substrate generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017197403A JP2017197403A (en) 2017-11-02
JP6667358B2 true JP6667358B2 (en) 2020-03-18

Family

ID=60237347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016089243A Active JP6667358B2 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Glass substrate generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6667358B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017197403A (en) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060090512A1 (en) Press molding apparatus and method of producing a glass optical element using the apparatus
JP2004196651A (en) Method and apparatus for manufacturing glass substrate for storage medium, and glass substrate for storage medium, and storage medium
JP2000302460A (en) Molding of optical element and molding apparatus
JP6667358B2 (en) Glass substrate generator
JP2006255900A (en) Heat press molding method and hot press molding apparatus
JP4825494B2 (en) Glass forming equipment
JP4409985B2 (en) Press molding apparatus, press molding method and molded product
JP5303287B2 (en) Glass substrate molding apparatus and glass substrate molding method
JP3967146B2 (en) Optical element molding method
JP2004010384A (en) Press-forming method and press-forming apparatus
JPH10101352A (en) Production of quartz glass tube and device for the production
JP2000233934A (en) Method for press-forming glass product and device therefor
JP2002047016A (en) Method of manufacturing optical element and its forming device
JP2008137835A (en) Molding apparatus and method for producing molded article
JP2000169159A (en) Device and process for forming glass element
JP4197990B2 (en) Optical element molding method and molding apparatus
JP4255294B2 (en) Glass optical element manufacturing method and molding apparatus
JP2723139B2 (en) Optical element molding method and molding apparatus
JP2004231477A (en) Method and apparatus for molding optical element
JP2011513166A (en) Apparatus and method for producing glass product by heat forming
JP3187902B2 (en) Glass optical element molding method
JP4358406B2 (en) Optical element molding apparatus and molding method
JP3585260B2 (en) Apparatus and method for manufacturing optical element
JP2008137836A (en) Molding apparatus and method for producing molded article
CN116639866A (en) Non-isothermal step-by-step hot pressing method and step-by-step hot pressing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6667358

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350