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発明の名称 ガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−31430(P2001−31430A)
公開日 平成13年2月6日(2001.2.6)
出願番号 特願平11−207114
出願日 平成11年7月22日(1999.7.22)
代理人 【識別番号】100085501
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 静夫
発明者 西本 士郎 / 徳永 貢 / 河合 秀樹 / 長田 英喜
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ブランク材を所定の温度チャートにより結晶化した後、所定温度まで急冷したことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項2】 前記所定温度によるプレス加工によりブランク材を急冷するとともに所定形状に成形したことを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項3】 ブランク材を結晶核が生成される結晶核生成温度まで昇温する1次昇温工程と、ブランク材を前記結晶核生成温度で所定時間保持する結晶核生成工程と、前記結晶核生成工程後ブランク材を結晶が成長する結晶成長温度まで昇温する2次昇温工程と、ブランク材を前記結晶成長温度で所定時間保持する結晶成長工程と、前記結晶成長工程後前記結晶成長温度より低い温度でブランク材を所定形状に成形するプレス工程と、前記プレス工程後ブランク材を除冷するアニール工程とを備えたことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項4】 ブランク材を所定の温度チャートにより結晶化する恒温槽と、結晶化したブランク材を所定形状に成形するプレス加工部と、ブランク材を搬送する搬送部とを備えたことを特徴とするガラス基板の製造装置。
【請求項5】 前記プレス加工部を前記恒温槽内に配したことを特徴とする請求項4に記載のガラス基板の製造装置。
【請求項6】 前記温度チャートはブランク材を結晶核が生成される結晶核生成温度まで昇温する1次昇温部と、ブランク材を前記結晶核生成温度で所定時間保持する結晶核生成部と、ブランク材を結晶が成長する結晶成長温度まで昇温する2次昇温部と、ブランク材を前記結晶成長温度で所定時間保持する結晶成長部と、を有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載のガラス基板の製造装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ガラス等のガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光学部品に使用されるガラス基板として結晶が析出した結晶化ガラスが用いられている。図1は従来のガラス基板の製造方法を示す工程図である。まず、プロセスP1で所定形状の金型上にブランク材が設置される。プロセスP2のプレス工程では金型がブランク材の軟化点まで昇温されて、ブランク材がプレス加工により所定形状に成形される。
【0003】そして、図2の温度チャートに示すように、プロセスP3の1次昇温工程で結晶核が生成される結晶核生成温度T1までブランク材が1次昇温時間t1で徐々に昇温される。図2において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示している。
【0004】ブランク材が結晶核生成温度T1に到達すると、プロセスP4の結晶核生成工程でその温度が結晶核生成時間t2だけ維持されて結晶核が生成される。結晶核生成時間t2が経過して結晶核が生成されると、プロセスP5の2次昇温工程で結晶が成長する結晶成長温度T2までブランク材が2次昇温時間t3で徐々に昇温される。ブランク材が結晶成長温度T2に到達すると、プロセスP6の結晶成長工程でその温度が結晶成長時間t4だけ維持されることにより結晶が成長する。
【0005】結晶成長時間t4が経過して所望の大きさの結晶が成長すると、プロセスP7のアニール工程でブランク材が除冷時間t6で常温まで除冷される。プロセスP8の研磨工程では1次昇温工程から結晶成長工程までの長時間の昇温により変形したブランク材の形状を研磨により修正する。これにより、所定形状の結晶化されたガラス基板が得られる。そして、プロセスP9で該ガラス基板が取り出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来のガラス基板の製造方法によると、研磨工程によるブランク材の形状修正に工数がかかるためガラス基板の製造コストが大きくなる問題があった。また、結晶成長温度T2から除冷する間に結晶の成長が進行して、結晶の大きさが安定せず、ガラス基板の光学的特性や機械的特性のばらつきが大きくなる問題があった。
【0007】本発明は、工数を削減するとともに、結晶の安定化を図ることのできるガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項1に記載された発明のガラス基板の製造方法は、ブランク材を所定の温度チャートにより結晶化した後、所定温度まで急冷したことを特徴としている。
【0009】また請求項2に記載された発明は、請求項1に記載されたガラス基板の製造方法において、前記所定温度によるプレス加工によりブランク材を急冷するとともに所定形状に成形したことを特徴としている。
【0010】また請求項3に記載された発明のガラス基板の製造方法は、ブランク材を結晶核が生成される結晶核生成温度まで昇温する1次昇温工程と、ブランク材を前記結晶核生成温度で所定時間保持する結晶核生成工程と、前記結晶核生成工程後ブランク材を結晶が成長する結晶成長温度まで昇温する2次昇温工程と、ブランク材を前記結晶成長温度で所定時間保持する結晶成長工程と、前記結晶成長工程後前記結晶成長温度より低い温度でブランク材を所定形状に成形するプレス工程と、前記プレス工程後ブランク材を除冷するアニール工程とを備えたことを特徴としている。
【0011】また請求項4に記載された発明のガラス基板の製造装置は、ブランク材を所定の温度チャートにより結晶化する恒温槽と、結晶化したブランク材を所定形状に成形するプレス加工部と、ブランク材を搬送する搬送部とを備えたことを特徴としている。この構成によると、搬送部によりブランク材が恒温槽内に搬入されて所定の温度チャートが実行されてブランク材は結晶化する。その後、搬送部によりブランク材がプレス加工部に搬送されてブランク材はプレス加工部で所定形状に成形される。
【0012】また請求項5に記載された発明は、請求項4に記載されたガラス基板の製造装置において、前記プレス加工部を前記恒温槽内に配したことを特徴としている。
【0013】また請求項6に記載された発明は、請求項4または請求項5に記載されたガラス基板の製造装置において、前記温度チャートはブランク材を結晶核が生成される結晶核生成温度まで昇温する1次昇温部と、ブランク材を前記結晶核生成温度で所定時間保持する結晶核生成部と、ブランク材を結晶が成長する結晶成長温度まで昇温する2次昇温部と、ブランク材を前記結晶成長温度で所定時間保持する結晶成長部と、を有することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図を参照して説明する。図3は一実施形態のガラス基板の製造方法を行うガラス基板製造装置の概略図を示している。ガラス基板製造装置10はブランク材Bが設置される複数のブランク保持部材1がベルト2により矢印Aのように移動可能になっている。ブランク保持部材1はブランク材Bの設置面1aが下方に向くように回動できるようになっている。
【0015】予め所定形状に形成されるブランク材Bはストッカー4に収納されており、ブランク材Bをブランク保持部材1上に1つづつ供給できるようになっている。ブランク保持部材1はベルト2により開口部3aから恒温槽3に搬入される。恒温槽3は所定の温度チャートを実行でき、これによりブランク材Bを結晶化することができるようになっている。
【0016】恒温槽3の出口にはブランク材Bを加圧するプレス型5が設けられている。プレス型5のプレス面5a及びブランク保持部材1の設置面1aは超硬合金等から成り、プレス型5の加圧により表面形状がブランク材Bに転写されるようになっている。また、プレス型5は、ブランク材Bを結晶化する温度より低い転写に適した温度に制御されている。
【0017】本実施形態のガラス基板の製造方法を図4の工程図を参照して説明する。まず、プロセスP11でストッカー4から所定形状の設置面1aを有するブランク保持部材1上にブランク材Bが1つづつ設置される。そして、ブランク保持部材1が図5に示すような温度チャートに制御された恒温槽3内に搬入されて、プロセスP12の1次昇温工程が行われる。図5において、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示している。1次昇温工程は結晶核が生成される結晶核生成温度T1までブランク材Bが昇温時間t1で徐々に昇温される。
【0018】ブランク材Bが結晶核生成温度T1に到達すると、プロセスP13の結晶核生成工程でその温度が結晶核生成時間t2だけ維持されて結晶核が生成される。結晶核生成時間t2が経過して結晶核が生成されると、プロセス14の2次昇温工程で結晶成長する結晶成長温度T2までブランク材Bが昇温時間t3で徐々に昇温される。ブランク材Bが結晶成長温度T2に到達すると、プロセスP15の結晶成長工程でその温度が結晶成長時間t4だけ維持されることにより結晶が成長する。
【0019】結晶成長時間t4が経過して所定の大きさに結晶が成長すると、ブランク保持部材1は恒温槽3から搬出され、プロセスP16のプレス工程が行われる。ブランク材Bはプレス温度T3に温度制御されたプレス型5によりプレス時間t5だけ加圧され、所定形状に成形される。
【0020】そして、プロセスP17のアニール工程でブランク保持部材1が移動しながらブランク材Bが除冷時間t6で常温まで除冷される。これにより、所定形状の結晶化したガラス基板Wが得られる。そして、プロセスP18でブランク保持部材1が回動してガラス基板Wが取り出される。
【0021】以上のガラス基板の製造方法によると、ブランク材Bは結晶化した後プレス工程により急冷されるので結晶の成長が停止されて、結晶の大きさの安定したガラス基板を得ることができる。また、研磨工程の必要がないので工数を削減して製造コストを削減することができる。
【0022】尚、プレス型5を恒温槽3内に配してブランク材Bのプレス加工を行うようにしてもよい。このようにすると、恒温槽3から搬出されたプレス加工前のブランク材Bの除冷による結晶成長を防止できるのでより望ましい。また、恒温槽3内の温度チャートによりブランク材Bをプレス温度T3まで急冷した後プレス型5によりプレス加工してもよい。
【0023】
【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。第1実施例は、第1の組成のガラス基板を以下の条件で製造した。
結晶核生成温度 T1 450〜650℃結晶成長温度 T2 650〜950℃プレス温度 T3 600〜900℃昇温時間 t1 1〜5時間結晶核生成時間 t2 2〜10時間昇温時間 t3 0.5〜2時間結晶成長時間 t4 0.5〜10時間プレス時間 t5 2〜20秒除冷時間 t6 0.5〜10時間【0024】また、第2実施例は、第2の組成のガラス基板を以下の条件で製造した。
結晶核生成温度 T1 650〜750℃結晶成長温度 T2 750〜950℃プレス温度 T3 700〜900℃昇温時間 t1 2時間結晶核生成時間 t2 2〜10時間昇温時間 t3 0.5〜1時間結晶成長時間 t4 0.5〜10時間プレス時間 t5 2〜20秒除冷時間 t6 0.5〜10時間第1、第2実施例の結果、結晶の大きさが安定したガラス基板を得ることができた。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明によると、ブランク材を結晶化した後急冷するので結晶の成長が停止されて、結晶の大きさの安定したガラス基板を得ることができる。
【0026】請求項2、請求項3の発明によると、ブランク材を結晶化した後プレス工程により急冷するとともに所定形状に成形するので結晶の成長が停止されて、結晶の大きさの安定したガラス基板を得ることができる。また、研磨工程の必要がないので工数を削減して製造コストを削減することができる。
【0027】請求項4乃至請求項6のいずれかの発明によると、結晶の大きさが安定するとともに、製造工数を削減できるガラス基板の製造装置を簡単に得ることができる。




 

 


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