WO2013088808A1

WO2013088808A1 - カバーガラス板の製造方法

Info

Publication number: WO2013088808A1
Application number: PCT/JP2012/074171
Authority: WO
Inventors: 俊也富阪
Original assignee: コニカミノルタ株式会社
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN103998389A; JP2013124207A; US20140283553A1; JP5435018B2

Abstract

　カバーガラス板の製造方法であって、滴下工程とプレス工程と加工工程を有する。滴下工程では、下金型に溶融ガラスを滴下する。プレス工程では、下金型上の溶融ガラスを、凹部を有する上金型でプレスすることにより、溶融ガラスを上金型の凹部に充填して、更に凹部から上金型と下金型との間にはみ出させて、上金型の凹部形状が転写された第１面を有する成形体本体と、成形体本体以外の部分であって下金型形状が転写された第２面を有するはみ出し部分と、からなる予備成形体を形成する。加工工程では、はみ出し部分を予備成形体からすべて取り除く。

Description

カバーガラス板の製造方法

　本発明はカバーガラス板の製造方法に関するものであり、例えばスマートフォンの画像表示面に設けられるカバーガラス板の製造方法に関するものである。

　画像表示機能を有するデジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）には、その画像表示面を保護するためのカバーガラス板が通常設けられる。そのカバーガラス板は、平板状に成形された大面積の板ガラスを所定のサイズに切断することにより製造される。このため、板ガラスの切断後にはその外形枠加工が必要になる。つまり、矩形の板ガラスの４つの角や四辺を構成する側面の境界を滑らかに面取りしたり丸めたりする外形枠加工が必要になる（例えば、特許文献１参照。）。また、カバーガラス板の表面を平面から曲面へと仕様変更するニーズが近年高まってきているが、平板状に成形された板ガラスの表面を曲面化するには後加工が必要になる。

特開２００９－２８０４５２号公報

　しかし、カバーガラス板の外形枠加工やカバーガラス板表面の後加工を行おうとすると、製造工程の増大や複雑化が生じてしまい、その結果としてコストアップを招くことになる。

　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、カバーガラス板の外形枠加工やカバーガラス板表面の後加工を行わずに、任意の外枠形状及び表面形状を有するカバーガラス板を容易に製造することを可能とする、カバーガラス板の製造方法を提供することにある。

　上記目的を達成するために、本発明のカバーガラス板の製造方法は、下金型に溶融ガラスを滴下する滴下工程と、前記下金型上の溶融ガラスを、凹部を有する上金型でプレスすることにより、前記溶融ガラスを上金型の前記凹部に充填して、更に前記凹部から上金型と下金型との間にはみ出させて、前記上金型の凹部形状が転写された第１面を有する成形体本体と、成形体本体以外の部分であって下金型形状が転写された第２面を有するはみ出し部分と、からなる予備成形体を形成するプレス工程と、前記はみ出し部分を前記予備成形体からすべて取り除く加工工程と、を有することを特徴とする。

　前記プレス工程において、前記上金型の凹部でカバーガラス板の上面及び側面を形成し、前記加工工程において、前記第２面を平面研削又は平面研磨することによりカバーガラス板の下面を形成することが好ましい。

　前記プレス工程において、前記下金型は凹部を有し、前記はみ出し部分の第２面に凹部及び凸部を形成することが好ましい。

　前記プレス工程において、前記第２面の最外周に前記凸部が設けられることが好ましい。

　前記第２面に占める前記凸部の面積が、前記第２面全体の１／４以上であることが好ましい。

　前記プレス工程において、前記第２面には長方形状の前記凹部と、該凹部の周囲を取り囲むように前記第２面の最外周全域にわたって前記凸部と、が設けられることが好ましい。

　前記第２面の凹部の形状が円形状，スクエア形状，ハニカム形状又はメッシュ形状であることが好ましい。

　前記第２面に占める前記凸部の面積が、前記第２面に占める前記凹部の面積の１／２以下であることが好ましい。

　前記第２面の凹部の側面が、その凹部の底面の法線に対して３°以上の抜きテーパ形状を有することが好ましい。

　前記上金型の凹部の一部又は全体の面形状が曲面であり、前記第１面の一部又は全体の面形状が曲面であることが好ましい。

　前記プレス工程において前記はみ出し部分と接触する前記上金型の表面が、前記上金型の凹部の表面よりも粗くなっていることが好ましい。

　前記プレス工程において、前記上金型と前記下金型との間に外金型を配置して、その外金型で前記はみ出し部分の広がりを規制することが好ましい。

　カバーガラス板の外枠形状は上金型の凹部によって決まるため、加工工程における平面研削又は平面研磨により、はみ出し部分を予備成形体からすべて取り除くと、カバーガラス板の外形枠加工を行う必要がなくなる。また、カバーガラス板の表面形状も上金型の凹部によって決まるため、カバーガラス板表面の後加工を行う必要がない。したがって、本発明によれば、カバーガラス板の外形枠加工やカバーガラス板表面の後加工を行わずに、任意の外枠形状及び表面形状を有するカバーガラス板を容易に製造することが可能である。

カバーガラス板の製造方法の第１の実施の形態を示す製造工程図。予備成形体の具体例を示す断面図。カバーガラス板の製造方法の第２の実施の形態を示す製造工程図。カバーガラス板の製造方法の第３の実施の形態を示す製造工程図。予備成形体の具体例を示す下面図。カバーガラス板の製造方法の第４の実施の形態を示す製造工程図。

　以下、本発明を実施したカバーガラス板の製造方法を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態，具体例等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

　〈第１の実施の形態〉
　図１に、カバーガラス板の製造方法の第１の実施の形態を示す。この製造方法は、図１（Ａ）～（Ｃ）の断面図に示す成形工程と、図１（Ｄ）及び（Ｅ）の平面図並びに図１（Ｆ）及び（Ｇ）の断面図に示す加工工程と、を有している。滴下工程（Ａ），移動工程（Ｂ）及びプレス工程（Ｃ）を含む成形工程では、ダイレクトプレス法によって予備成形体（板ガラスブランク）７が形成され、また、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）では、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。このカバーガラス板８は、例えば、画像表示機能を有するデジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面を覆うために用いられる。

　まず、滴下工程（Ａ）で下金型１の平面部１ｆに一定量の溶融ガラス３を滴下する。つまり、溶融炉で溶かして得られた溶融ガラス３を、白金ノズル６から流し出してブレード５で切断することにより、一定量の溶融ガラス３を下金型１の平面部１ｆ上に滴下する。溶融ガラス３が下金型１で急冷されないようにするため、下金型１はヒータ４で加熱されている。したがって、平面部１ｆ上の溶融ガラス３は所定の粘度が保たれた状態に保持・制御される。

　次の移動工程（Ｂ）では、下金型１を上金型２の下方所定位置に移動させる。上金型２も下金型１と同様、溶融ガラス３が上金型２で急冷されないようにするため、ヒータ４で加熱されている。したがって、平面部１ｆ上の溶融ガラス３は上金型２に接触しても所定の粘度が保たれた状態に保持・制御される。

　移動工程（Ｂ）で下金型１を所定時間待機させた後、プレス工程（Ｃ）に移行する。プレス工程（Ｃ）では、上金型２を下降させ、下金型１の平面部１ｆ上の溶融ガラス３を上金型２でプレスすることにより、溶融ガラス３を上金型２の成形用の凹部２ａに充填し、更に凹部２ａから上金型２と下金型１との間にはみ出させて、そのはみ出し部分７ｂを有する予備成形体７を形成する。このように、はみ出させて成形することにより、上金型２の外部表面Ｓｂ（図１（Ｂ））の最外周まで成形面を予備成形体７に転写させることができる。

　プレス工程（Ｃ）で得られた予備成形体７を離型して取り出したら、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）に移行する。予備成形体７は、図１（Ｄ），（Ｆ）に示すように、成形体本体７ａとはみ出し部分７ｂ（斜線部分）から成っている。加工工程で、平面研削，平面研磨のうちの少なくとも一方を行うことにより、不要部分であるはみ出し部分７ｂを予備成形体７からすべて取り除くと（つまり、成形体本体７ａの外枠周面に至るまで取り除く。）、成形体本体７ａのみが残る。つまり、図１（Ｅ），（Ｇ）に示すように、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。

　はみ出し部分７ｂに対する平面研削・平面研磨は、平面部１ｆとの接触面７ｓに対して行われ、その際、複数個の予備成形体７をまとめて研磨パッドで粗く平面研削した後、更に細かく平面研磨していくことにより行われる。平面研削から平面研磨への切り替えは、平面部１ｆとの接触面７ｓに対して用いる研磨液を変えることにより容易に行うことができる。なお、カバーガラス板８の下面８ｃを鏡面にする必要が無い場合には、下面８ｃに皮膜を形成することにより所望の平滑度を得るようにしてもよい。

　カバーガラス板８の外枠形状は上金型２の凹部２ａによって決まるため、加工工程における平面研削又は平面研磨により、はみ出し部分７ｂを予備成形体７からすべて取り除くと、カバーガラス板８の外形枠加工（例えば、画像表示面の矩形に対応した４面の外形枠加工）を行う必要がなくなる。また、カバーガラス板８の表面形状も上金型２の凹部２ａによって決まるため、カバーガラス板表面の後加工を行う必要がない。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８の外形枠加工やカバーガラス板表面の後加工を行わずに、任意の外枠形状及び表面形状を有する薄肉のカバーガラス板８を容易に製造することが可能である。

　下金型１の平面部１ｆと上金型２の成形用の凹部２ａとの位置関係は高い精度で調整可能であるため、加工工程におけるはみ出し部分７ｂの平面研削又は平面研磨を、プレス工程において下金型１の平面部１ｆと接触していた面７ｓ（図１（Ｃ），（Ｆ））に対して行うと、加工工程における平面研削又は平面研磨を高精度に行うことが可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、はみ出し部分７ｂのみを予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　予備成形体７からはみ出し部分７ｂをすべて取り除くと、上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３のみから成る部分（すなわち、成形体本体７ａ）が残り、それが完成品としてのカバーガラス板８となる。カバーガラス板８の下面８ｃは平面研削又は平面研磨により形成されるが（図１（Ｇ））、他の面８ａ，８ｂは上金型２の凹部２ａで形成されるため、凹部２ａの高い精度をカバーガラス板８の上面８ａ及び側面８ｂの面精度に反映させることができる。例えば、上面８ａと側面８ｂの境界を滑らかな曲面にする成形が可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８における下面８ｃ以外の面８ａ，８ｂの精度を制御するとともに向上させることが可能である。そして、この構成は制御の難しい粘性の高いガラスの成形においてとりわけ有効である。

　溶融ガラス３が充填される凹部２ａの形状により、カバーガラス板８の上面８ａの形状が決まる。したがって、図１（Ｂ）に示すように、凹部２ａの一部（全体でもよい。）の面形状を曲面にすれば、カバーガラス板８の上面８ａの一部（又は全体）の面形状を曲面にすることができる。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８の表面を平面から曲面へと仕様変更するニーズに簡単に対応することができる。

　図２に、予備成形体７の具体例を示す。図２（Ａ）は、図１の成形工程により得られる予備成形体７を示している。つまり、この予備成形体７は成形体本体７ａに平面を有するものである。図２（Ｂ）は、成形体本体７ａが凹面を有する予備成形体７Ａを示しており、図２（Ｃ）は、成形体本体７ａが凸面を有する予備成形体７Ｂを示している。これらの具体例から分かるように、上金型２の凹部２ａの形状のバリエーションを増やせば、多種多様な形状（任意の曲面；凸面，凹面；球面，シリンドリカル面等）のカバーガラス板８を作製することができる。また、図２（Ｃ）に示すように成形体本体７ａが凸面を有する場合、側面での厚さが薄すぎて画像表示面の矩形に対応した４面の外形枠加工は困難であるが、この実施の形態の構成によれば、側面での厚さが薄すぎても、はみ出し部分７ｂを平面研削又は平面研磨で予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　上面８ａ及び側面８ｂを鏡面にすることは、上金型２に対する離型性を低下させる方向に作用するが、はみ出し部分７ｂがあることにより上金型２に対する離型性が良くなる。このため、プレス工程（Ｃ）後に予備成形体７が下金型１上に載った状態を安定的に保つことが可能となり、下金型１からの予備成形体７のピックアップが容易になる。また、プレス工程（Ｃ）においてはみ出し部分７ｂと接触する上金型２の外部表面Ｓｂ（図１（Ｂ））を、凹部２ａの内部表面Ｓａ（図１（Ｂ））よりも粗くすると、成形完了後のガラス収縮作用により粗面部の剥離が発生し、予備成形体の接触面の離型が促進されるため、予備成形体７の離型性を効果的に向上させることが可能となる。

　この実施の形態では、カバーガラス板８のサイズとして、縦×横×厚さ（ｄ１）＝８０×１００×０．７（ｍｍ）を想定している。カバーガラス板８の厚さｄ１（図１（Ｆ））は０．２～１．５ｍｍが好ましく、０．７～１．０ｍｍが更に好ましい。また、成形体本体７ａの厚さｄ１とのバランスから、はみ出し部分７ｂの厚さｄ２（図１（Ｆ））は０．５～１．０ｍｍ程度が好ましい。はみ出し部分７ｂが薄すぎると割れやすくなり、側面８ｂの形状精度が低下する。逆に、はみ出し部分７ｂが厚すぎると、平面研削・平面研磨に要する時間が長くなってしまう。また、体積が大きくなるにしたがってひけ量が増大してしまい、成形面の劣化が生じるおそれがある。はみ出し部分７ｂが生じないようにすると、上型の凹面内に空間が生じて高精度成型ができなくなるおそれがあり、安定した成型を行う上で体積制御が困難になる。

　〈第２の実施の形態〉
　図３に、カバーガラス板の製造方法の第２の実施の形態を示す。この製造方法は、図３（Ａ）～（Ｃ）の断面図に示す成形工程と、図３（Ｄ）及び（Ｅ）の断面図並びに図３（Ｆ）及び（Ｇ）の下面図に示す加工工程と、を有している。滴下工程（Ａ），移動工程（Ｂ）及びプレス工程（Ｃ）を含む成形工程では、ダイレクトプレス法によって予備成形体７が形成され、また、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）では、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。このカバーガラス板８は、例えば、画像表示機能を有するデジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面を覆うために用いられる。

　まず、滴下工程（Ａ）で凹部１ａを有する下金型１に一定量の溶融ガラス３を滴下する。つまり、溶融炉で溶かして得られた溶融ガラス３を、白金ノズル６から流し出してブレード５で切断することにより、一定量の溶融ガラス３を下金型１上に滴下する。溶融ガラス３が下金型１で急冷されないようにするため、下金型１はヒータ４で加熱されている。したがって、下金型１上の溶融ガラス３は所定の粘度が保たれた状態に保持・制御される。

　次の移動工程（Ｂ）では、下金型１を上金型２の下方所定位置に移動させる。上金型２も下金型１と同様、溶融ガラス３が上金型２で急冷されないようにするため、ヒータ４で加熱されている。したがって、下金型１上の溶融ガラス３は上金型２に接触しても所定の粘度が保たれた状態に保持・制御される。

　移動工程（Ｂ）で下金型１を所定時間待機させた後、プレス工程（Ｃ）に移行する。プレス工程（Ｃ）では、成形用の凹部２ａを有する上金型２を下降させ、下金型１の上の溶融ガラス３を上金型２でプレスすることにより、溶融ガラス３を上金型２の成形用の凹部２ａに充填し、更に凹部２ａから上金型２と下金型１との間及び凹部１ａ内にはみ出させて、そのはみ出し部分７ｂを有する予備成形体７を形成する。このように、上金型２と下金型１との間にはみ出させて成形することにより、上金型２の外部表面Ｓｂ（図３（Ｂ））まで成形面を予備成形体７に転写させることができる。

　プレス工程（Ｃ）で得られた予備成形体７を離型して取り出したら、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）に移行する。予備成形体７は、図３（Ｄ），（Ｆ）に示すように、成形体本体７ａとはみ出し部分７ｂ（図３（Ｄ）中の斜線部分）から成っている。上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３で第１面Ｓ１（成形面）が形成されており、下金型１の凹部１ａに充填された溶融ガラス３で、長方形状の凹部Ｔ１とその周囲を取り囲むロの字形状の凸部Ｔ２とを有する第２面Ｓ２（被加工面）が形成されている。加工工程で、平面研削，平面研磨のうちの少なくとも一方を行うことにより、不要部分であるはみ出し部分７ｂを予備成形体７からすべて取り除くと（つまり、成形体本体７ａの外枠周面に至るまで取り除く。）、成形体本体７ａのみが残る。つまり、図３（Ｅ），（Ｇ）に示すように、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。

　はみ出し部分７ｂに対する平面研削・平面研磨は、第２面Ｓ２に対して行われ、その際、複数個の予備成形体７をまとめて研磨パッドあるいは研磨砥石で粗く平面研削した後、更に細かく研磨パッドにより平面研磨していくことにより行われる。平面研削から平面研磨への切り替えは、第２面Ｓ２に対して用いる研磨液を変えることにより容易に行うことができる。なお、カバーガラス板８の下面８ｃを鏡面にする必要が無い場合には、下面８ｃに皮膜を形成することにより所望の平滑度を得るようにしてもよい。被膜の例としては、飛散防止フィルムや樹脂コートが挙げられる。

　下金型１の凹部１ａと上金型２の成形用の凹部２ａとの位置関係は高い精度で調整可能であるため、加工工程におけるはみ出し部分７ｂの平面研削又は平面研磨を、第２面Ｓ２（図３（Ｄ），（Ｆ））に対して行うと、加工工程における平面研削又は平面研磨を高精度に行うことが可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、はみ出し部分７ｂのみを予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　予備成形体７からはみ出し部分７ｂをすべて取り除くと、上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３のみから成る部分（すなわち、成形体本体７ａ）が残り、それが完成品としてのカバーガラス板８となる。カバーガラス板８の下面８ｃは平面研削又は平面研磨により形成されるが（図３（Ｅ））、他の面８ａ，８ｂは上金型２の凹部２ａで形成されるため、凹部２ａの高い精度をカバーガラス板８の上面８ａ及び側面８ｂの面精度に反映させることができる。例えば、上面８ａと側面８ｂの境界を滑らかな曲面にする成形が可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８における下面８ｃ以外の面８ａ，８ｂの精度を制御するとともに向上させることが可能である。そして、この構成は制御の難しい粘性の高いガラスの成形においてとりわけ有効である。

　溶融ガラス３が充填される凹部２ａの形状により、カバーガラス板８の上面８ａの形状が決まる。したがって、図３（Ｂ）に示すように、凹部２ａの一部（全体でもよい。）の面形状を曲面にすれば、カバーガラス板８の上面８ａの一部（又は全体）の面形状を曲面にすることができる。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８の表面を平面から曲面へと仕様変更するニーズに簡単に対応することができる。

　予備成形体７は、成形体本体７ａに平面を有するものに限らず、成形体本体７ａに凹面又は凸面を有するものでもよい。上金型２の凹部２ａの形状のバリエーションを増やせば、多種多様な形状（任意の曲面；凸面，凹面；球面，シリンドリカル面等）のカバーガラス板８を作製することができる。成形体本体７ａが凸面を有する場合、側面での厚さが薄すぎて画像表示面の矩形に対応した４面の外形枠加工は困難であるが、この実施の形態の構成によれば、側面での厚さが薄すぎても、はみ出し部分７ｂを平面研削又は平面研磨で予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　上面８ａ及び側面８ｂを鏡面にすることは、上金型２に対する離型性を低下させる方向に作用するが、はみ出し部分７ｂがあることにより上金型２に対する離型性が良くなる。このため、プレス工程（Ｃ）後に予備成形体７が下金型１上に載った状態を安定的に保つことが可能となり、下金型１からの予備成形体７のピックアップが容易になる。また、プレス工程（Ｃ）においてはみ出し部分７ｂと接触する上金型２の外部表面Ｓｂ（図３（Ｂ））を、凹部２ａの内部表面Ｓａ（図３（Ｂ））よりも粗くすると、成形完了後のガラス収縮作用により粗面部の剥離が発生し、予備成形体の接触面の離型が促進されるため、予備成形体７の離型性を効果的に向上させることが可能となる。

　上金型２で形成された第１面Ｓ１の裏面である第２面Ｓ２に平面研削又は平面研磨を施せば、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２共に高精度の面形状を得ることができる。しかし、第１面Ｓ１の精度を確保するには成形厚みをできるだけ多く確保する必要があり、成形厚みが大きくなるほど研削又は研磨の加工負荷も大きくなってしまう。この実施の形態のように、第２面Ｓ２が凹部Ｔ１及び凸部Ｔ２を有する面であれば、研削又は研磨の加工負荷が軽減され、しかもその凹凸により研磨砥石のドレッシング効果（砥石の目詰まりを解消する効果）も得られる。したがって、第２面Ｓ２に凹部Ｔ１及び凸部Ｔ２を有する予備成形体７（図３（Ｄ），（Ｆ））を用いれば、平面研削又は平面研磨により第２面Ｓ２の所定位置での平面化が容易に可能となるため、加工時間の短縮及び加工コストの低減が可能となり、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２共に高精度の面形状を有するカバーガラス板８を容易に製造することが可能となる。

　この実施の形態のように第２面Ｓ２の最外周に凸部Ｔ２を配置すれば、中心部分が相対的に薄くなってガラス収縮量が少なくなり、周辺部分のガラスの固化が緩和され、また予備成形体７の反りが低減するため、第１面Ｓ１の転写精度を容易に向上させることができる。そして、第２面Ｓ２に占める凸部Ｔ２の面積が全体の１／４以上であれば、その効果は更に大きくなる。

　滴下した溶融ガラスよりも金型温度の方が低いため、滴下後のガラスは固化を開始する。ガラスの周辺部は固化しやすいため、最外周に凸部Ｔ２がないと上型でプレスする場合に、ガラスが周辺部に広がらず転写精度が悪くなりやすい。また、プレスされた成形品においても周辺部よりも中心部の方がガラス温度が高い。温度が高いために中心部のガラスの収縮率が周辺部よりも大きいため、プレス終了後（上金型の押し込み終了後）にガラス中心部の収縮量が大きくなり、予備成形体７に対して金型の転写不足や反りが発生する。本実施形態では最外周に凸部Ｔ２を設けることで、最外周の厚さが増し熱容量を大きくすることで外周部が冷えにくく、プレス時にガラスが周辺部まで広がりやすくなる。また中心部を外周部に対して相対的に薄くすることで収縮率の大きい中心部と収縮率の小さい周辺部とのバランスをとることができ、予備成形体７全体として均一な収縮量となり、成形の転写性能が向上する。

　第２面Ｓ２に占める凸部Ｔ２の面積が凹部Ｔ１の面積の１／２以下であれば、面精度と加工性を効果的に両立させることができる。また、凹部Ｔ１の側面が、凹部Ｔ１の底面（図３（Ｆ）中のクロスハッチング部分）の法線に対して３°以上の抜きテーパ形状を有する構成にすれば（図３（Ｄ）中の角度θ≧３°）、離型性を容易に向上させることができる。

　〈第３の実施の形態〉
　図４に、カバーガラス板の製造方法の第３の実施の形態を示す。この製造方法は、図４（Ａ）～（Ｃ）の断面図に示す成形工程と、図４（Ｄ）及び（Ｅ）の断面図並びに図４（Ｆ）及び（Ｇ）の下面図に示す加工工程と、を有している。滴下工程（Ａ），移動工程（Ｂ）及びプレス工程（Ｃ）を含む成形工程では、ダイレクトプレス法によって予備成形体７が形成され、また、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）では、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。このカバーガラス板８は、例えば、画像表示機能を有するデジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面を覆うために用いられる。

　移動工程（Ｂ）で下金型１を所定時間待機させた後、プレス工程（Ｃ）に移行する。プレス工程（Ｃ）では、成形用の凹部２ａを有する上金型２を下降させ、下金型１の上の溶融ガラス３を上金型２でプレスすることにより、溶融ガラス３を上金型２の成形用の凹部２ａに充填し、更に凹部２ａから上金型２と下金型１との間及び凹部１ａ内にはみ出させて、そのはみ出し部分７ｂを有する予備成形体７を形成する。このように、上金型２と下金型１との間にはみ出させて成形することにより、上金型２の外部表面Ｓｂ（図４（Ｂ））まで成形面を予備成形体７に転写させることができる。

　プレス工程（Ｃ）で得られた予備成形体７を離型して取り出したら、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）に移行する。予備成形体７は、図４（Ｄ），（Ｆ）に示すように、成形体本体７ａとはみ出し部分７ｂ（図４（Ｄ）中の斜線部分）から成っている。上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３で第１面Ｓ１（成形面）が形成されており、下金型１の凹部１ａに充填された溶融ガラス３で、複数の円形状の凹部Ｔ１とそれに対して相対的に突出するように形成された長方形状の凸部Ｔ２とを有する第２面Ｓ２（被加工面）が形成されている。加工工程で、平面研削，平面研磨のうちの少なくとも一方を行うことにより、不要部分であるはみ出し部分７ｂを予備成形体７からすべて取り除くと（つまり、成形体本体７ａの外枠周面に至るまで取り除く。）、成形体本体７ａのみが残る。つまり、図４（Ｅ），（Ｇ）に示すように、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。

　はみ出し部分７ｂに対する平面研削・平面研磨は、第２面Ｓ２に対して行われ、その際、複数個の予備成形体７をまとめて研磨パッドあるいは研磨砥石で粗く平面研削した後、更に細かく研磨パッドにより平面研磨していくことにより行われる。平面研削から平面研磨への切り替えは、第２面Ｓ２に対して用いる研磨液を変えることにより容易に行うことができる。なお、カバーガラス板８の下面８ｃを鏡面にする必要が無い場合には、下面８ｃに皮膜を形成することにより所望の平滑度を得るようにしてもよい。

　下金型１の凹部１ａと上金型２の成形用の凹部２ａとの位置関係は高い精度で調整可能であるため、加工工程におけるはみ出し部分７ｂの平面研削又は平面研磨を、プレス工程において第２面Ｓ２（図４（Ｄ），（Ｆ））に対して行うと、加工工程における平面研削又は平面研磨を高精度に行うことが可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、はみ出し部分７ｂのみを予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　予備成形体７からはみ出し部分７ｂをすべて取り除くと、上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３のみから成る部分（すなわち、成形体本体７ａ）が残り、それが完成品としてのカバーガラス板８となる。カバーガラス板８の下面８ｃは平面研削又は平面研磨により形成されるが（図４（Ｅ））、他の面８ａ，８ｂは上金型２の凹部２ａで形成されるため、凹部２ａの高い精度をカバーガラス板８の上面８ａ及び側面８ｂの面精度に反映させることができる。例えば、上面８ａと側面８ｂの境界を滑らかな曲面にする成形が可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８における下面８ｃ以外の面８ａ，８ｂの精度を制御するとともに向上させることが可能である。そして、この構成は制御の難しい粘性の高いガラスの成形においてとりわけ有効である。

　溶融ガラス３が充填される凹部２ａの形状により、カバーガラス板８の上面８ａの形状が決まる。したがって、図４（Ｂ）に示すように、凹部２ａの一部（全体でもよい。）の面形状を曲面にすれば、カバーガラス板８の上面８ａの一部（又は全体）の面形状を曲面にすることができる。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８の表面を平面から曲面へと仕様変更するニーズに簡単に対応することができる。

　上面８ａ及び側面８ｂを鏡面にすることは、上金型２に対する離型性を低下させる方向に作用するが、はみ出し部分７ｂがあることにより上金型２に対する離型性が良くなる。このため、プレス工程（Ｃ）後に予備成形体７が下金型１上に載った状態を安定的に保つことが可能となり、下金型１からの予備成形体７のピックアップが容易になる。また、プレス工程（Ｃ）においてはみ出し部分７ｂと接触する上金型２の外部表面Ｓｂ（図４（Ｂ））を、凹部２ａの内部表面Ｓａ（図４（Ｂ））よりも粗くすると、成形完了後のガラス収縮作用により粗面部の剥離が発生し、予備成形体の接触面の離型が促進されるため、予備成形体７の離型性を効果的に向上させることが可能となる。

　上金型２で形成された第１面Ｓ１の裏面である第２面Ｓ２に平面研削又は平面研磨を施せば、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２共に高精度の面形状を得ることができる。しかし、第１面Ｓ１の精度を確保するには成形厚みをできるだけ多く確保する必要があり、成形厚みが大きくなるほど研削又は研磨の加工負荷も大きくなってしまう。この実施の形態のように、第２面Ｓ２が凹部Ｔ１及び凸部Ｔ２を有する面であれば、研削又は研磨の加工負荷が軽減され、しかもその凹凸により研磨砥石のドレッシング効果（砥石の目詰まりを解消する効果）も得られる。したがって、第２面Ｓ２に凹部Ｔ１及び凸部Ｔ２を有する予備成形体７（図４（Ｄ），（Ｆ））を用いれば、平面研削又は平面研磨により第２面Ｓ２の所定位置での平面化が容易に可能となるため、加工時間の短縮及び加工コストの低減が可能となり、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２共に高精度の面形状を有するカバーガラス板８を容易に製造することが可能となる。

　この実施の形態のように第２面Ｓ２の最外周に凸部Ｔ２を配置すれば、中心部分が相対的に薄くなってガラス収縮量が少なくなり、周辺部分のガラスの固化が緩和され、また予備成形体７の反りが低減するため、第１面Ｓ１の転写精度を容易に向上させることができる。そして、第２面Ｓ２に占める凸部Ｔ２の面積が全体の１／４以上であれば、その効果は更に大きくなる。予備成形体７の板厚や大きさによってその反り度合いは異なるが、この実施の形態のように円形状の凹部Ｔ１を複数（場合によっては１つ）配置することで補強すれば、予備成形体７の反りを効果的に低減することができる。

　凹部Ｔ１の形状は円形状に限らず、スクエア形状，ハニカム形状，メッシュ形状等の型加工の容易な形状でもよい。図５に、予備成形体７の他の具体例を示す。図５（Ａ）に示す予備成形体７は、第２面Ｓ２の凹部Ｔ１の形状がスクエア形状になっており、図５（Ｂ）に示す予備成形体７は、第２面Ｓ２の凹部Ｔ１の形状がハニカム形状になっている。いずれの凹部Ｔ１の形状も予備成形体７の反りの低減に有効である。

　第２面Ｓ２に占める凸部Ｔ２の面積が凹部Ｔ１の面積の１／２以下であれば、面精度と加工性を効果的に両立させることができる。また、凹部Ｔ１の側面が、凹部Ｔ１の底面（図４（Ｆ）中のクロスハッチング部分）の法線に対して３°以上の抜きテーパ形状を有する構成にすれば（図４（Ｄ）中の角度θ≧３°）、離型性を容易に向上させることができる。

　〈第４の実施の形態〉
　図６に、カバーガラス板の製造方法の第４の実施の形態を示す。この製造方法は、図６（Ａ）～（Ｃ）の断面図に示す成形工程と、図６（Ｄ）及び（Ｅ）の平面図並びに図６（Ｆ）及び（Ｇ）の断面図に示す加工工程と、を有している。滴下工程（Ａ），移動工程（Ｂ）及びプレス工程（Ｃ）を含む成形工程では、ダイレクトプレス法によって予備成形体７が形成され、また、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）では、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。このカバーガラス板８は、例えば、画像表示機能を有するデジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面を覆うために用いられる。

　次の移動工程（Ｂ）では、下金型１を上金型２の下方所定位置に移動させ、上金型２と下金型１との間に外金型９を配置する。このとき、溶融ガラス３を取り囲むように外金型９を下金型１上に配置する。また、外金型９の上方には長方形状の開口部９ｈが形成されており、開口部９ｈには上金型２が嵌合可能となっている。上金型２も下金型１と同様、溶融ガラス３が上金型２で急冷されないようにするため、ヒータ４で加熱されている。したがって、平面部１ｆ上の溶融ガラス３は上金型２に接触しても所定の粘度が保たれた状態に保持・制御される。

　移動工程（Ｂ）で下金型１を所定時間待機させた後、プレス工程（Ｃ）に移行する。プレス工程（Ｃ）では、上金型２を下降させ、下金型１の平面部１ｆ上の溶融ガラス３を上金型２でプレスすることにより、溶融ガラス３を上金型２の成形用の凹部２ａに充填し、更に凹部２ａから上金型２と下金型１との間にはみ出させて、そのはみ出し部分７ｂを有する予備成形体７を形成する。このとき、はみ出し部分７ｂの広がりは外金型９の内壁面９ａ（図６（Ｂ））で規制されて、金型内空間に溶融ガラス３が充填される。このように、溶融ガラス３をはみ出させて成形することにより、上金型２の外部表面Ｓｂ（図６（Ｂ））の最外周まで成形面を予備成形体７に転写させることができる。このとき、凹部２ａに対する溶融ガラス３の充填をより確実にするため、溶融ガラス３を上金型２の外周に沿って上方にせり上げているが、その規制位置は必要に応じて設定すればよい。例えば、溶融ガラス３を外部表面Ｓｂの位置よりもせり上げないように規制してもよい。

　通常、温度分布の不均一な溶融ガラス３の広がり（はみ出し）を均一化することは難しい。このため、凹部２ａに対する溶融ガラス３の充填を安定的に行うことは困難である。しかし、上述したように外金型９の内壁面９ａで溶融ガラス３の流れを規制すれば、不均一な溶融ガラス３の流れが外金型９で抑制されて、金型内空間を溶融ガラス３が充填部分から未充填部分へと流れるため、凹部２ａに対する溶融ガラス３の充填が容易かつ確実になる。

　上記のように外金型９ではみ出し部分７ｂの広がりを規制することにより、成形性をより高めることが可能となる。つまり、転写を確実に行うことができるので、所定形状の成形面が容易・確実・安定的に得られる。また、溶融ガラス３の片寄りが少なくなるので、温度分布が均一化されて面精度が向上する。さらに、金型内空間が一定であるため、溶融ガラス３の滴下体積をある程度一定にすれば、予備成形体７の厚みが安定化する。なお、金型間のクリアランスを所定の大きさに設定することによって、金型内空間に溶融ガラス３を保持しつつ金型内空間からの空気の排出を容易に行うことができる。

　プレス工程（Ｃ）で得られた予備成形体７を離型して取り出したら、加工工程（Ｄ）～（Ｇ）に移行する。予備成形体７は、図６（Ｄ），（Ｆ）に示すように、成形体本体７ａとはみ出し部分７ｂ（斜線部分）から成っている。加工工程で、平面研削，平面研磨のうちの少なくとも一方を行うことにより、不要部分であるはみ出し部分７ｂを予備成形体７からすべて取り除くと（つまり、成形体本体７ａの外枠周面に至るまで取り除く。）、成形体本体７ａのみが残る。つまり、図６（Ｅ），（Ｇ）に示すように、完成品としてのカバーガラス板８が形成される。

　下金型１の平面部１ｆと上金型２の成形用の凹部２ａとの位置関係は高い精度で調整可能であるため、加工工程におけるはみ出し部分７ｂの平面研削又は平面研磨を、プレス工程において下金型１の平面部１ｆと接触していた面７ｓ（図６（Ｃ），（Ｆ））に対して行うと、加工工程における平面研削又は平面研磨を高精度に行うことが可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、はみ出し部分７ｂのみを予備成形体７からすべて取り除くことが容易に可能である。

　はみ出し部分７ｂに対する平面研削・平面研磨の基準面としては、上金型２で成形された成形面（内部表面Ｓａ又は外部表面Ｓｂで成形された成形面）を用いればよい。例えば、成形体本体７ａ又ははみ出し部分７ｂの成形平面を基準として、その基準平面に対しジグを取り外し可能に貼って平面研削・平面研磨を行えばよい。また、プレス工程において下金型１の平面部１ｆで形成される面７ｓ（図６（Ｃ），（Ｆ））に、図３，図４に示す第２面Ｓ２と同様、凹部Ｔ１，凸部Ｔ２を設けてもよい。凹部Ｔ１，凸部Ｔ２を設けることは、前述したように予備成形体７の反りの低減に効果がある。

　予備成形体７からはみ出し部分７ｂをすべて取り除くと、上金型２の成形用の凹部２ａに充填された溶融ガラス３のみから成る部分（すなわち、成形体本体７ａ）が残り、それが完成品としてのカバーガラス板８となる。カバーガラス板８の下面８ｃは平面研削又は平面研磨により形成されるが（図６（Ｇ））、他の面８ａ，８ｂは上金型２の凹部２ａで形成されるため、凹部２ａの高い精度をカバーガラス板８の上面８ａ及び側面８ｂの面精度に反映させることができる。例えば、上面８ａと側面８ｂの境界を滑らかな曲面にする成形が可能である。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８における下面８ｃ以外の面８ａ，８ｂの精度を制御するとともに向上させることが可能である。そして、この構成は制御の難しい粘性の高いガラスの成形においてとりわけ有効である。

　溶融ガラス３が充填される凹部２ａの形状により、カバーガラス板８の上面８ａの形状が決まる。したがって、図６（Ｂ）に示すように、凹部２ａの一部（全体でもよい。）の面形状を曲面にすれば、カバーガラス板８の上面８ａの一部（又は全体）の面形状を曲面にすることができる。したがって、この実施の形態の構成によれば、カバーガラス板８の表面を平面から曲面へと仕様変更するニーズに簡単に対応することができる。

　上面８ａ及び側面８ｂを鏡面にすることは、上金型２に対する離型性を低下させる方向に作用するが、はみ出し部分７ｂがあることにより上金型２に対する離型性が良くなる。このため、プレス工程（Ｃ）後に予備成形体７が下金型１上に載った状態を安定的に保つことが可能となり、下金型１からの予備成形体７のピックアップが容易になる。また、プレス工程（Ｃ）においてはみ出し部分７ｂと接触する上金型２の外部表面Ｓｂ（図６（Ｂ））を、凹部２ａの内部表面Ｓａ（図６（Ｂ））よりも粗くすると、成形完了後のガラス収縮作用により粗面部の剥離が発生し、予備成形体の接触面の離型が促進されるため、予備成形体７の離型性を効果的に向上させることが可能となる。

　この実施の形態では、カバーガラス板８のサイズとして、縦×横×厚さ（ｄ１）＝８０×１００×０．７（ｍｍ）を想定している。カバーガラス板８の厚さｄ１（図６（Ｆ））は０．２～１．５ｍｍが好ましく、０．７～１．０ｍｍが更に好ましい。また、成形体本体７ａの厚さｄ１とのバランスから、成形体本体７ａの下方に位置するはみ出し部分７ｂの厚さｄ２（図６（Ｆ））は０．５～１．０ｍｍ程度が好ましい。はみ出し部分７ｂが薄すぎると割れやすくなり、側面８ｂの形状精度が低下する。逆に、はみ出し部分７ｂが厚すぎると、平面研削・平面研磨に要する時間が長くなってしまう。また、体積が大きくなるにしたがってひけ量が増大してしまい、成形面の劣化が生じるおそれがある。はみ出し部分７ｂが生じないようにすると、上型の凹面内に空間が生じて高精度成型ができなくなるおそれがあり、安定した成型を行う上で体積制御が困難になる。

　１　　下金型
　１ｆ　　平面部
　１ａ　　凹部
　２　　上金型
　２ａ　　凹部
　３　　溶融ガラス
　４　　ヒータ
　５　　ブレード
　６　　白金ノズル
　７，７Ａ，７Ｂ　　予備成形体
　７ａ　　成形体本体
　７ｂ　　はみ出し部分
　７ｓ　　接触面
　８　　カバーガラス板
　８ａ　　上面
　８ｂ　　側面
　８ｃ　　下面
　９　　外金型
　９ａ　　内壁面
　９ｈ　　開口部
　Ｔ１　　凹部
　Ｔ２　　凸部
　Ｓ１　　第１面（成形面）
　Ｓ２　　第２面（被加工面）
　Ｓａ　　内部表面
　Ｓｂ　　外部表面

Claims

　下金型に溶融ガラスを滴下する滴下工程と、
　前記下金型上の溶融ガラスを、凹部を有する上金型でプレスすることにより、前記溶融ガラスを上金型の前記凹部に充填して、更に前記凹部から上金型と下金型との間にはみ出させて、前記上金型の凹部形状が転写された第１面を有する成形体本体と、成形体本体以外の部分であって下金型形状が転写された第２面を有するはみ出し部分と、からなる予備成形体を形成するプレス工程と、
　前記はみ出し部分を前記予備成形体からすべて取り除く加工工程と、
　を有することを特徴とするカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において、前記上金型の凹部でカバーガラス板の上面及び側面を形成し、前記加工工程において、前記第２面を平面研削又は平面研磨することによりカバーガラス板の下面を形成することを特徴とする請求項１記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において、前記下金型は凹部を有し、前記はみ出し部分の第２面に凹部及び凸部を形成することを特徴とする請求項２記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において、前記第２面の最外周に前記凸部が設けられることを特徴とする請求項３記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記第２面に占める前記凸部の面積が、前記第２面全体の１／４以上であることを特徴とする請求項４記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において、前記第２面には長方形状の前記凹部と、該凹部の周囲を取り囲むように前記第２面の最外周全域にわたって前記凸部と、が設けられることを特徴とする請求項４又は５記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記第２面の凹部の形状が円形状，スクエア形状，ハニカム形状又はメッシュ形状であることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記第２面に占める前記凸部の面積が、前記第２面に占める前記凹部の面積の１／２以下であることを特徴とする請求項３～７のいずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記第２面の凹部の側面が、その凹部の底面の法線に対して３°以上の抜きテーパ形状を有することを特徴とする請求項３～８のいずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記上金型の凹部の一部又は全体の面形状が曲面であり、前記第１面の一部又は全体の面形状が曲面であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において前記はみ出し部分と接触する前記上金型の表面が、前記上金型の凹部の表面よりも粗くなっていることを特徴とする請求項１～１０いずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。
　前記プレス工程において、前記上金型と前記下金型との間に外金型を配置して、その外金型で前記はみ出し部分の広がりを規制することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のカバーガラス板の製造方法。