(57)【要約】熔融ガラスの通電加熱における従来の温度測定手段の劣化等の問題を解決して、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態に維持する。一対の電極間に熔融ガラスを配置して電圧をかけ、熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる工程と、電流の値と電圧の値とを測定して熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と、算出した比抵抗に基づいて、ジュール熱を制御する工程と、を含む。
2012132473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程を含み、
前記熔解工程は、
一対の電極間に前記熔融ガラスを配置して電圧をかけ、前記熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる工程と、
前記電流の値と前記電圧の値とを測定して前記熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と、
前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱を制御する工程と、を含む
ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記熔解工程において、前記一対の電極を複数対用い、前記一対の電極ごとに前記電流が流れる領域を設定し、
前記比抵抗を算出する工程において、前記領域ごとに前記比抵抗を算出し、
前記ジュール熱を制御する工程において、前記領域ごとに前記ジュール熱を制御する、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記熔解工程は、
前記熔融ガラスの温度と前記熔融ガラスの比抵抗との相関関係を得る予備工程を有し、
前記ジュール熱を制御する工程は、
前記熔融ガラスの目標温度を設定する工程と、
前記相関関係と、前記算出した比抵抗とに基づいて前記熔融ガラスの温度を算出する工程と、
前記算出した温度と前記目標温度とを比較した結果に基づいて、前記熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程と、を含む
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記熔解工程において、前記一対の電極を複数対用い、前記一対の電極ごとに前記電流が流れる領域を設定し、
前記比抵抗を算出する工程において、前記領域ごとに前記比抵抗を算出すると共に、
前記温度を算出する工程において、前記領域ごとに前記温度を算出し、
前記ジュール熱を制御する工程において、前記領域ごとに前記ジュール熱を制御する、
請求項３に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記ジュール熱を制御する工程は、
前記算出した温度を前記目標温度に維持するように前記熔融ガラスにジュール熱を発生させる前記電流値を求め、その電流値を目標電流値に設定する工程と
前記電流値を前記目標電流値に維持するように、前記電圧を制御する工程と、を含む
請求項３または４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記予備工程において、
前記温度をＴとし、前記比抵抗をρとし、前記相関関係を表す式：
Ｔ（℃）＝ａ／（ｌｏｇ（ρ）＋ｂ）−２７３．１５  …（１）
における定数ａ及びｂを求め、
前記温度を算出する工程において、
前記式（１）に前記比抵抗ρを代入して前記温度Ｔを算出する、
請求項３から５のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記一対の電極は、前記熔融ガラスの両側に、前記熔融ガラスの上流から下流への流れ方向を横切るように互いに対向して配置され、
前記複数対の電極が、前記流れ方向に互いに間隔をあけて配置され、
前記領域の境界を、前記流れ方向において隣接する前記電極の中間点を通るように設定する、
請求項２または４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
前記比抵抗を算出する工程において、
前記電流値をＩとし、前記電圧をＥとし、前記電流が流れる前記熔融ガラスの断面積をＳとし、前記一対の電極の間の距離Ｌとし、前記比抵抗をρとして、これらの関係を表す式：  ρ＝Ｅ／Ｉ×Ｓ／Ｌ  …（２）
に基づいて、前記比抵抗ρを算出する、
請求項１から７のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項９】
前記熔解工程において、
前記原料を、前記熔融ガラスの液面を覆うように分散して投入する、
請求項１から８のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記電極は、酸化錫電極である、
請求項１から９のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１１】
前記熔解工程の後に、
前記熔融ガラスを清澄する工程と、
前記熔融ガラスをガラス基板に成形する工程と、
を有し、
前記熔融ガラスを清澄する工程を白金又は白金合金製の容器の内部で行う、
請求項１から１０のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１２】
前記ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板である、
請求項１から１１のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤという）に用いるガラス基板は、例えば、厚さが０．５〜０．７ｍｍで、サイズが３００×４００ｍｍ〜２８５０〜×３０５０ｍｍのものが主流である。【０００３】  ＦＰＤ用ガラス基板の製造方法として、オーバーフローダウンドロー法が知られている。オーバーフローダウンドロー法では、成形炉において、熔融ガラスの成形体の上部から熔融ガラスを溢れさせることにより熔融ガラスからシートガラスが成形され、成形されたシートガラスが徐冷され、切断される。その後、切断されたシートガラスは、さらに、顧客の仕様に合わせて所定のサイズに切断され、洗浄、端面研磨などが行われ、ＦＤＰ用ガラス基板として出荷される。【０００４】  ＦＰＤ用ガラス基板のうち、特に液晶表示装置用ガラス基板は、その表面に半導体素子が形成されるため、アルカリ金属成分を全く含有しないか、または、含まれていても半導体素子等に影響を及ぼさない程度の微量であることが好ましい。
また、ガラス基板中に泡が存在すると表示欠点の原因となるため、泡が存在するガラス基板は、ＦＰＤ用ガラス基板として用いることはできない。このため、泡がガラス基板に残存しないことが求められている。【０００５】  また、ガラス基板にガラス組成のムラ（ガラス組成が均一でないこと）が存在すると、例えば脈理と呼ばれるスジ状の欠陥が発生する。この脈理は、ガラス組成の不均質に起因する熔融ガラスの粘度の違いから、成形時の熔融ガラスの表面に微細な表面凹凸を形成し、この表面凹凸がガラス基板にも残存する。このため、このガラス基板を液晶パネル用のガラス基板として、液晶パネルに組み込んだとき、セルギャップに誤差が生じ、あるいは、表示ムラを起こす原因となる。このため、ガラス基板の製造段階で脈理等のガラス組成のムラを引き起こさないようにする必要がある。【０００６】  上記のようなガラス基板を製造する際に、従来から熔融ガラスに対する通電加熱が行われている。
このような通電加熱の一例として、複数の電極対を使用するガラス熔融炉の高周波通電加熱が知られている。例えば、特開平０４−３６７５１９号公報では、各電極対がそれぞれ別々の電源に接続され、且つ各電源が個別に制御されることにより、複数対の電極が電極対毎に制御される技術が開示されている。このような通電加熱を用いた熔解槽において、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態にするために、例えば特開平０３−１０３３２８号公報に記載されているように、従来は熱電対を介して熔融ガラスの温度を測定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−３６７５１９号公報
【特許文献２】特開平０３−１０３３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  熱電対は例えば熔解槽内において高温にさらされるため、比較的に短時間で劣化し、正確な温度を測定できないことがある。また、ガラス原料を熔解させる装置の構造上、熱電対の設置が可能な箇所が制限されるため、熱電対により温度を測定することができる箇所は限られる。
そこで、本発明は、熔融ガラスの通電加熱における上記の課題を解決して、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態に維持することができるガラス基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明の一態様であるガラス基板の製造方法は、ガラスの原料を熔解して熔融ガラスを生成する熔解工程を含む。前記熔解工程は；一対の電極間に前記熔融ガラスを配置して電圧をかけ、前記熔融ガラスに電流を流してジュール熱を発生させる工程と；前記電流の値と前記電圧の値とを測定して前記熔融ガラスの比抵抗を算出する工程と；前記算出した比抵抗に基づいて、前記ジュール熱を制御する工程と；を含む。【００１０】  上記のジュール熱を制御する工程は、次の工程を含んでいても良い。
（１）前記熔融ガラスの粘度や対流が所望の状態になっているときに、前記電流の値と前記電圧の値とを測定して前記熔融ガラスの比抵抗を算出し、算出した比抵抗を比抵抗の目標値として設定する工程。
（２）前記算出した比抵抗と前記比抵抗の目標値とを比較する工程。
（３）前記算出した比抵抗と前記比抵抗の目標値との差が、所定の範囲内の値になるように、前記電流の値を維持又は増減させる工程。
上記（１）の工程においては、熱電対等の温度測定手段を用いて前記熔融ガラスの温度を測定し、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態にしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】  熔融ガラスの比抵抗の値を算出し、その比抵抗の値に基づいて熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御することで、熔融ガラスの粘度や対流を所望の状態に維持することができ、従来の熱電対等の温度測定手段を用いる場合の問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【図２】熔解から切断までの工程を行う装置の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】熔解工程で用いる熔解槽の一例を説明する斜視図である。
【図４】熔解槽におけるガラス原料の投入を説明する平面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は各電極対間の電流が流れる領域の説明図である。
【図６】比抵抗を算出してジュール熱を制御する工程の一例を示す図である。
【図７】比抵抗から温度を算出してジュール熱を制御する工程の一例を示す図である。
【図８】熔解槽内部の熔融ガラスの対流を説明する模式的な断面図である。
【図９】従来の熔解槽内部の熔融ガラスの対流を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下、本実施形態のガラス基板の製造方法について説明する。図１は、本発明のガラス基板の製造方法の工程の一例を示す図である。
【００１４】  ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）と、清澄工程（ＳＴ２）と、均質化工程（ＳＴ３）と、供給工程（ＳＴ４）と、成形工程（ＳＴ５）と、徐冷工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス基板は、納入先の業者に搬送される。
【００１５】  熔解工程（ＳＴ１）は熔解槽で行われる。熔解工程では、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面の複数の箇所にガラス原料を間欠的に分散させて投入することにより、液面を含む表層の温度が均一化した熔融ガラスを作る。さらに、熔解槽の内壁のうち、平面視で長方形の熔解槽の長手方向において対向する内壁の一方の底部に設けられた流出口から後工程に向けて熔融ガラスを流す。
【００１６】  ここで、表層の下方に位置する下層の熔融ガラスの温度を熔解槽の長手方向において均一にして、熔解槽の長手方向における熔融ガラスの温度差を可能な限り小さくする。そのために、熔融ガラスの下層を加熱するための熱量は、熔解槽の長手方向の中央部よりも熔解槽の長手方向の両端部の方が多くなるようにする。その理由は、熔融ガラスの熱が、熔解槽の長手方向の両端部において、中央部よりも奪われやすいためである。これにより、熔解槽の長手方向の熔融ガラスの温度分布に起因した対流が、下層の熔融ガラスにおいて生じないようにして、熔融ガラスの下層における温度分布を均一化させながら、熔融ガラスを流出口から後工程に流す。
【００１７】  本実施形態において、熔融ガラスの「表層」とは、液面から熔解槽の底部に向かった深さの５％以下の範囲内の液面を含む領域を表し、熔融ガラスの「下層」とは、表層以外の領域を表す。また、流出口が設けられる「底部」とは、上記下層の一部であって、熔解槽の底面に近い領域を表す。本実施形態において、「底部」とは、熔解槽の深さ方向において底面からの深さが、液面と熔解槽の底部との間の深さの１／２以下である領域をいう。
【００１８】  ガラス原料は、熔解槽の熔融ガラスの液面の８０％以上に亘って全面的に投入する。ガラス原料の投入方法は、ガラス原料を収めたバケットを反転して熔融ガラスにガラス原料を分散投入する方式を用いても良い。また、ガラス原料の投入方法は、ベルトコンベアを用いてガラス原料を搬送して分散投入する方式、あるいは略全面に一時に投入する方式でも良い。また、ガラス原料の投入方法は、スクリューフィーダによりガラス原料を分散投入する方式、あるいは略全面に一時に投入する方式でもよい。後述する実施形態では、ガラス原料はバケットを用いる投入方法によって投入される。
【００１９】  熔解槽の電極間に電圧をかけて熔融ガラスに電流を流すと、熔融ガラスはジュール熱を発生する。このジュール熱を増加させれば熔融ガラスの温度は上昇し、減少させれば熔融ガラスの温度は下降し得る。この熔融ガラスの通電による加熱のほかに、バーナーの火焔による熱を補助的に用いてガラス原料を熔解することもできる。
【００２０】  ガラス原料には清澄剤が添加される。清澄剤として、ＳｎＯ２，Ａｓ２Ｏ３，Ｓｂ２Ｏ３等が知られているが、特に制限されない。しかし、環境負荷低減の点から、清澄剤としてＳｎＯ２（酸化錫）を用いることが好ましい。
【００２１】  清澄工程（ＳＴ２）は、少なくとも清澄槽において行われる。清澄工程では、清澄槽内の熔融ガラスが昇温される。この過程で、清澄剤は、還元反応により酸素を放出し、後に還元剤として作用する物質となる。熔融ガラス中に含まれるＯ２、ＣＯ２あるいはＳＯ２を含んだ泡は、清澄剤の還元反応により生じたＯ２を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して消滅する。清澄工程は、白金又は白金合金製の容器の内部で行う。
【００２２】  その後、清澄工程では、熔融ガラスの温度を低下させる。この過程で、清澄剤の還元反応により得られた還元剤が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中のＯ２等のガス成分が熔融ガラス中に再吸収されて、泡が消滅する。
【００２３】  清澄剤による酸化反応及び還元反応は、熔融ガラスの温度を制御することにより行われる。清澄工程は、減圧雰囲気を清澄槽につくり、熔融ガラスに存在する泡を減圧雰囲気で成長させて脱泡させる減圧脱泡方式を用いることもできる。この場合、清澄剤を用いない点で有効である。後述する実施形態では、酸化錫を清澄剤として用いる。
【００２４】  均質化工程（ＳＴ３）では、清澄槽から延びる配管を通って供給された攪拌槽内の熔融ガラスを、スターラを用いて攪拌することにより、ガラス成分の均質化を行う。これにより、脈理等の原因であるガラスの組成ムラを低減することができる。なお、攪拌槽は１つ設けても、２つ設けてもよい。
供給工程（ＳＴ４）では、攪拌槽から延びる配管を通して熔融ガラスが成形装置に供給される。
【００２５】  成形装置では、成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスをシートガラスに成形し、シートガラスの流れを作る。成形は、オーバーフローダウンドロー法あるいはフロート法を用いることができる。後述する本実施形態では、オーバダウンロード法が用いられる。
徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、反りが生じないように冷却される。
【００２６】  切断工程（ＳＴ７）では、切断装置において、成形装置から供給されたシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス板を得る。切断されたガラス板はさらに、所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。この後、ガラス基板の端面の研削、研磨が行われ、ガラス基板の洗浄が行われ、さらに、気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査された後、検査合格品のガラス板が最終製品として梱包される。
【００２７】  図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行う装置の一例を模式的に示す図である。当該装置は、図２に示すように、主に熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００と、を有する。熔解装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽１０２と、攪拌槽１０３と、ガラス供給管１０４，１０５，１０６と、を有する。
【００２８】  図２に示す例の熔解装置１０１では、ガラス原料の投入がバケット１０１ｄを用いて行われる。清澄槽１０２では、熔融ガラスＭＧの温度を調整して、清澄剤の酸化還元反応を利用して熔融ガラスＭＧの清澄が行われる。さらに、攪拌槽１０３では、スターラ１０３ａによって熔融ガラスＭＧが攪拌されて均質化される。成形装置２００では、成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスＭＧからシートガラスＳＧが成形される。
【００２９】  図３は、本実施形態の熔解槽１０１の概略構成を説明する斜視図である。
本実施形態において、熔解槽１０１は液面を含む表層の温度が均一化した熔融ガラスを作るように設計されている。ガラス原料は、熔解槽１０１に蓄えられた熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃに対して全面的に投入される。平面視で長方形の熔解槽１０１の長手方向において対向する一対の内壁のうちの一方の内壁の底部に、流出口１０４ａが設けられている。熔解槽１０１は、流出口１０４ａから後工程に向けて熔融ガラスＭＧを流す。
【００３０】  熔解槽１０１は、耐火レンガ等の耐火物により構成された内壁１１０を有する。熔解槽１０１は、内壁１１０で囲まれた内部空間を有する。熔解槽１０１の内部空間は、液槽１０１ａと、上部空間１０１ｂとに分けられる。液槽１０１ａは、内部空間に投入されたガラス原料が熔解してできた熔融ガラスＭＧを、加熱しながら収容する。上部空間１０１ｂは、熔融ガラスＭＧの上に形成され、ガラス原料が投入される気相である。
【００３１】  熔解槽１０１の長手方向に平行な上部空間１０１ｂの内壁１１０には、燃料と酸素等を混合した燃焼ガスが燃焼して火炎を発するバーナー１１２が設けられる。バーナー１１２は火炎によって上部空間１０１ｂの耐火物を加熱して内壁１１０を高温にする。ガラス原料は、高温になった内壁１１０の輻射熱および高温となった気相の雰囲気によって加熱される。
【００３２】  熔解槽１０１の流出口１０４ａが設けられた内壁１１０と反対側の内壁１１０には、上部空間１０１ｂに通じる原料投入窓１０１ｆが設けられている。この原料投入窓１０１ｆを通して、図４に示すガラス原料を収めたバケット１０１ｄが上部空間１０１ｂに出入りする。バケット１０１ｄは、コンピュータ１１８からの指示に従って熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃ上を前後左右に移動する。コンピュータ１１８は、制御ユニット１１６を通してバケット１０１ｄを作動させるように、図示されないバケット動作機構に指示を送る。
【００３３】  図４は、熔解槽１０１におけるガラス原料の投入を説明する平面図である。
図４に示すように、ガラス原料は、熔解槽１０１に蓄えられた熔融ガラスＭＧの液面に対して全面的に投入される。これにより、液面を含む表層の温度が均一化した熔融ガラスＭＧが作られる。
【００３４】  熔解槽１０１は、バケット動作機構を備える。バケット動作機構は、コンピュータ１１８の指示によって、バケット１０１ｄがガラス原料を収めた状態で、バケット１０１ｄを目標とする区域に移動させ、バケット１０１ｄの上下を反転させる。バケット１０１ｄがガラス原料を投入する区域および投入する時間間隔は、熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃにガラス原料が無くならないように、予め定められている。したがって、熔解槽１０１内部では、熔融ガラスＭＧの液面の略全面に投入されるので、常に熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃをガラス原料が覆っている。
【００３５】  このように、ガラス原料が常時液面１０１ｃを覆うようにガラス原料を熔解槽１０１に投入する理由の一つは、熔融ガラスＭＧの熱が液面１０１ｃを通して気相である上部空間１０１ｂに放射されないようにするためである。これにより、熔融ガラスＭＧの液面を含む表層の温度を均一化し、その温度を一定に維持し、その水平方向の温度分布を平坦化する。もう一つの理由は、ガラス原料のうち、ＳｉＯ２（シリカ）等の熔解性の低い（熔解温度が高い）原料を効率よく熔解させ、ＳｉＯ２等の原料の熔け残りを防止するためである。
【００３６】  ＳｉＯ２等の熔解温度の高い原料は、他の成分、例えばＢ２Ｏ３（酸化ホウ素）等の原料と混合された状態では、単独で熔解させた場合の熔解温度よりも低い温度で熔解され得る。このような原料の性質を生かすために、熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃ上にガラス原料が常に存在して液面１０１ｃを覆うように、ガラス原料を間欠的に分散させて投入する。これにより、Ｂ２Ｏ３等の原料が、熔けにくいＳｉＯ２等の原料とともに熔解するので、ＳｉＯ２等の原料の熔け残りを防止することができる。
【００３７】  これに対して、ガラス原料が、熔融ガラスの液面の一部の領域のみに投入される場合、熔け難いＳｉＯ２等の原料成分が熔け残り、熔融ガラスの対流によって、ガラス原料の投入位置から遠くに離れた液面に異質素地として浮遊する場合がある。このような異質素地は、熔融ガラスの対流の状態によって、熔融ガラスの下層に移動して熔解槽の流出口から流出し、後の工程に流れる場合があり、脈理等のガラス組成のムラの原因となりやすい。
【００３８】  本実施形態では、熔解槽１０１において、ガラス原料を、熔融ガラスＭＧの液面に対して全面的に投入する。したがって、熔融ガラスＭＧの液面を含む表層における温度が均一化される。また、ＳｉＯ２等の原料成分の熔け残りを防止することもできる。
【００３９】  熔解槽１０１の長手方向に延び、互いに対向する液槽１０１ａの内壁１１０ａ，１１０ｂに、酸化錫あるいはモリブデン等の耐熱性を有する導電性材料で構成され、互いに対向する一対の電極１１４が、三対設けられている。本実施形態において、熔解槽１０１は三対の電極１１４を備えているが、熔解槽の大きさによっては一対の電極１１４のみを用いてもよい。複数対の電極１１４を用いる場合は、二対又は四対以上の電極１１４を用いても良い。
【００４０】  三対の電極１１４は、内壁１１０ａ，１１０ｂのうち、熔融ガラスＭＧの下層に対応する領域に設けられている。三対の電極１１４はいずれも、内壁１１０ａ，１１０ｂの外側から内側まで、内壁１１０ａ，１１０ｂを貫通して延びている。図３において、各対の電極１１４は、手前側の電極１１４が図示され、奥側の電極１１４は図示されていない。各対の電極１１４は、各対の電極１１４間に配置された熔融ガラスＭＧを挟んでお互いに対向するように、内側壁１１０ａ，１１０ｂに設けられている。
【００４１】各対の電極１１４は、各対の電極１１４間に配置された熔融ガラスＭＧに電圧をかけて電流を流す。熔融ガラスＭＧに電流を流すことで、熔融ガラスＭＧにジュール熱を発生させ、熔融ガラスＭＧを加熱する。熔解槽１０１では、熔融ガラスＭＧは例えば１５００℃以上に加熱される。加熱された熔融ガラスＭＧは、ガラス供給管１０４を通して清澄槽１０２へ送られる。
【００４２】  図３に示す熔解槽１０１では、バーナー１１２が上部空間１０１ｂに設けられているが、バーナー１１２は必須ではない。例えば、１５００℃における比抵抗が１８０Ω・ｃｍ以上の、比抵抗が比較的大きい熔融ガラスにおいて、バーナー１１２を補助的に用いることで、ガラス原料を効率よく熔解させることができる。
【００４３】  ガラス原料を連続的に熔解させて熔融ガラスＭＧを作るときには、バーナー１１２を用いることなくガラス原料を熔解させることも可能である。例えば、熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃを全面的にガラス原料で覆うことにより、熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃからの熱放射を防ぎ、熔融ガラスＭＧの温度の低下を抑え、下層の熔融ガラスＭＧの発するジュール熱によりガラス原料を熔解させることができる。
【００４４】  各対の電極１１４は、それぞれ制御ユニット１１６に接続されている。下層における熔融ガラスＭＧの温度分布を均一化するために、制御ユニット１１６は、電極１１４のそれぞれに供給する電力を、対向する一対の電極１１４毎に制御できるように構成されている。各対の電極１１４には、制御ユニット１１６によって単層の交流電圧が加えられる。
【００４５】  制御ユニット１１６は、さらにコンピュータ１１８と接続されている。制御ユニット１１６は、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧにかかる電圧の大きさと、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧに流れる電流の値とを測定する。制御ユニット１１６は、測定した電圧と電流の値の情報を出力する。コンピュータ１１８は、制御ユニット１１６から出力されたこれらの情報を受け取る。コンピュータ１１８は、この電圧と電流の値の情報から、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧの比抵抗を算出する。
【００４６】  コンピュータ１１８は、例えば、以下の式（２）に基づいて、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧの比抵抗ρ（Ω・ｍ）を算出する。
【００４７】  ρ＝Ｅ／Ｉ×Ｓ／Ｌ  …（２）
【００４８】  式（２）において、Ｅは各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧにかかる電圧（Ｖ）、Ｉは、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧに流れる電流（Ａ）、Ｓは各対の電極１１４間において電流が流れる熔融ガラスＭＧの断面積（ｍ２）、Ｌは各対の電極１１４の間の距離（ｍ）である。断面積Ｓ及び長さＬは、熔解槽１０１によって定まる固有の値である。
【００４９】  図５（ａ）および（ｂ）は、各対の電極１１４間において電流が流れる熔融ガラスＭＧの断面積Ｓを求める方法を説明する平面図である。
図５に示すように、各対の電極１１４は、熔融ガラスＭＧの両側に配置された内壁１１０ａ，１１０ｂに、熔融ガラスＭＧの流れ方向Ｆを横切るように、互いに対向して配置されている。また、対向する三対の電極１１４は、熔融ガラスＭＧの流れ方向Ｆに互いに間隔Ｗ１をあけて配置されている。ここで、間隔Ｗ１は隣接する電極１１４の互いに向かい合う端縁間の距離である。流れ方向Ｆは、熔解槽１０１における熔融ガラスＭＧの全体としての上流から下流へ向かう流れの方向を便宜的に示すものであり、内壁１１０ａ、１１０ｂと平行で流出口１０４ａに向かう方向である。また、流れ方向Ｆは熔解槽１０１の長手方向に沿う方向である。
【００５０】  まず、対向する一対の電極１１４ごとに電流が流れる領域ＥＡを設定する。通電領域ＥＡの境界ｍは、流れ方向Ｆにおいて隣接する二つの電極１１４の中間点Ｃを通るように設定する。中間点Ｃは、隣接する二つの電極１１４に挟まれた耐熱レンガの中心である。換言すると、中間点Ｃは、隣り合う二つの電極の互いに向かい合う端縁からの距離が等しい点である。すなわち、境界ｍは、内壁１１０ａ上で隣接する二つの電極１１４の間の中間点Ｃと、内壁１１０ｂ上で隣接する二つの電極１１４の中間点Ｃとを通る鉛直方向に平行な面である。この境界ｍにより、熔融ガラスＭＧは、各対の電極１１４に対応する複数の四角柱状の領域ＥＡに仮想的に分離される。
【００５１】  すなわち、熔融ガラスＭＧの通電領域ＥＡの断面積Ｓは、図５（ｂ）に示すように、領域ＥＡの流れ方向Ｆ及び鉛直方向に平行な断面の面積である。したがって、断面積Ｓは、熔解槽１０１の底面１１０ｅから液面１０１ｃまでの高さ（熔融ガラスＭＧの深さ）Ｄと、領域ＥＡの幅Ｗ２との積により求められる。このように求めた断面積Ｓを用いて上記の式（２）により各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧの比抵抗ρを求めることができる。
【００５２】  上記の方法によって熔融ガラスＭＧの比抵抗ρを求める場合には、図５（ｂ）に示すように、通電領域ＥＡの断面積Ｓに対する電極１１４の面積Ｓ１はできるだけ大きいことが好ましい。通電領域ＥＡの断面積Ｓと電極１１４の面積Ｓ１との比は、特に限定されない。本実施形態においては、熔解槽１０１の強度や構造上の制約から、Ｓ１／Ｓは、例えば１／３以上１／２以下の範囲になっている。このように、熔融ガラスＭＧの通電領域ＥＡの断面積Ｓに対する電極の面積Ｓ１を従来よりも大きくすることで、より正確に熔融ガラスＭＧの比抵抗ρを算出することが可能になる。
【００５３】  上記の方法によって求めた熔融ガラスＭＧの比抵抗ρに基づいて、各対の電極１１４に対応する各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を制御することができる。
図６は熔融ガラスＭＧの比抵抗ρに基づいて、熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を制御する工程の一例を説明する図である。
【００５４】  図６に示すサンプリング（ＳＴ１１）では、図５に示す各対の電極１１４に対応する各領域ＥＡの電極１１４間の熔融ガラスＭＧにかかる電圧Ｅの情報と、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに流れる電流の値Ｉの情報が、制御ユニット１１６からコンピュータ１１８に送られる。コンピュータ１１８は、制御ユニット１１６から送られた各領域ＥＡの電圧Ｅと電流Ｉの情報を保存する。コンピュータ１１８には、予め、各領域ＥＡにおける、断面積Ｓ、電極１１４間の距離Ｌおよび、後述する熔融ガラスＭＧの比抵抗の目標値を保存しておく。
【００５５】  図６に示す比抵抗の算出（ＳＴ１２）では、コンピュータ１１８は、保存した各領域ＥＡの電圧Ｅ、電流Ｉ、断面積Ｓおよび距離Ｌの情報と、上記の式（２）とに基づいて、各領域ＥＡにおける熔融ガラスＭＧの比抵抗ρを算出する。
【００５６】  なお、予め、熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧが所望の熔解状態にあるときの各領域ＥＡの比抵抗ρを算出しておき、その値を比抵抗ρの目標値としてコンピュータ１１８に保存しておくことができる。比抵抗ρの目標値を決定する段階では、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスＭＧの所望の熔解状態を作り出し、その状態で上記のようにコンピュータ１１８により比抵抗ρを算出しても良い。また、予め、熔融ガラスＭＧから製造したガラス基板を採取して坩堝などで熔解させ、目標とする粘度および温度の熔解ガラスＭＧに対応する比抵抗を求めて、比抵抗ρの目標値としても良い。
【００５７】  図６に示す比抵抗の比較（ＳＴ１３）では、コンピュータ１１８は、各領域ＥＡの比抵抗ρの目標値と、算出した各領域ＥＡの比抵抗ρとを比較する。
図６に示す制御量の決定（ＳＴ１４）では、コンピュータ１１８は、上記の比抵抗の比較（ＳＴ１３）の結果に基づいて、制御ユニット１１６に送る制御量を決定する。
【００５８】  具体的には、ある領域ＥＡにおいて、算出した比抵抗ρが目標値よりも大きいか又は許容できる範囲よりも大きい場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を、所定の量、減少させる指示を出す。
ある領域ＥＡにおいて、算出した比抵抗ρが目標値と等しいか又は許容できる範囲内である場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を維持する指示を出す。
ある領域において、算出した比抵抗ρが目標値よりも小さいか又は許容できる範囲よりも小さい場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を、所定の量、増加させる指示を出す。
【００５９】  図６に示すジュール熱の制御（ＳＴ１５）では、制御ユニット１１６は、コンピュータ１１８から送られた制御量の指示に基づいて、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を制御する。
【００６０】  具体的には、制御ユニット１１６は、ある領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を減少させる指示を受けた場合には、その領域ＥＡに対応する一対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧに流れる電流の値が、元の値よりも所定の値だけ小さい一定の値になるように目標電流値を設定する。
制御ユニット１１６は、ある領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を維持する指示を受けた場合には、その領域ＥＡに対応する一対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧに流れる電流の値または元の目標値を、目標電流値に設定する。
制御ユニット１１６は、ある領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を増加させる指示を受けた場合には、その領域ＥＡに対応する一対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧに流れる電流の値が、元の値よりも所定の値だけ大きい一定の値になるように、目標電流値を設定する。
制御ユニット１１６は、さらに、熔融ガラスＭＧに流れる電流の値を目標電流値に維持するように、各対の電極１１４間の熔融ガラスＭＧにかかる電圧を制御する。
【００６１】  上記の制御により、従来の熱電対等の温度測定手段を用いることなく、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧの粘度および温度を所望の状態に維持して、熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧの対流および熔解の状態を所望の状態に維持することができる。
【００６２】  次に、上記の算出した比抵抗ρに基づいて各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を制御する方法のひとつとして、算出した各領域ＥＡの比抵抗ρからさらに各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧの温度を算出する方法について説明する。
図７は、算出した比抵抗ρから熔融ガラスＭＧの温度を求めて、各領域ＥＡの熔融ガラスに発生させるジュール熱を制御する工程を説明する図である。
【００６３】  この方法では、まず、予備工程（ＳＴ２１）として、予め、熔解槽１０１でつくる熔融ガラスＭＧと同じ成分の熔融ガラスの温度と比抵抗との関係を求め、コンピュータ１１８に記録しておく。熔融ガラスＭＧの温度と比抵抗との関係を求める段階では、熔解槽１０１において、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスＭＧの温度を測定しても良い。その上で、上記のようにコンピュータ１１８により比抵抗ρを算出することで、熔融ガラスＭＧの温度と比抵抗との関係を求めることができる。また、予め、熔解ガラスＭＧから製造したガラス基板を採取して坩堝などで熔解させ、その際の熔融ガラスＭＧの温度と比抵抗とを測定することで、これらの相関関係を得ても良い。
【００６４】  熔融ガラスＭＧの温度は、例えば、Ｆ（ρ）のように、比抵抗ρの関数として表すことができる。すなわち、熔融ガラスＭＧの比抵抗ρと熔融ガラスＭＧの温度Ｔ（℃）とは、下記の式（１）により表される相関関係を有している。
【００６５】  Ｔ（℃）＝ａ／（ｌｏｇ（ρ）＋ｂ）−２７３．１５  …（１）
【００６６】  式（１）において、ａおよびｂはガラス組成に依存する定数である。
予備工程（ＳＴ２１）により、上記定数ａおよびｂの値が特定される。上記定数ａおよびｂの値は、上記の式（１）と共にコンピュータ１１８に保存される。また、予備工程（ＳＴ２１）においては、予め、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧの目標温度を設定し、その値をコンピュータ１１８に保存しておく。
【００６７】  図７に示すサンプリング（ＳＴ２１）および比抵抗の算出（ＳＴ２３）は、図６に示すサンプリング（ＳＴ１１）および比抵抗の算出（ＳＴ１２）と同様であるので、説明は省略する。
図７に示す温度の算出（ＳＴ２４）では、コンピュータ１１８は、算出した各領域ＥＡの比抵抗ρと、予め保存しておいた定数ａおよびｂと、上記式（１）とに基づいて、各領域ＥＡにおける熔融ガラスＭＧの温度Ｔを算出する。
【００６８】  なお、予め、熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧが所望の熔解状態にあるときの各領域ＥＡの温度Ｔを算出しておき、その値を温度Ｔの目標値としてコンピュータ１１８に保存しておくことができる。温度Ｔの目標値を設定する段階では、例えば従来のように熱電対などの温度測定手段を用いて熔融ガラスＭＧに所望の熔解状態を作り出し、その状態で上記のようにコンピュータ１１８により温度Ｔを算出しても良い。
【００６９】  図７に示す温度の比較（ＳＴ２５）では、コンピュータ１１８は、保存した各領域ＥＡの温度Ｔの目標値と、算出した各領域ＥＡの温度Ｔとを比較する。
図７に示す制御量の決定（ＳＴ２６）では、上記の温度の比較（ＳＴ２５）の結果に基づいて、制御ユニット１１６に送る制御量を決定する。
【００７０】  具体的には、ある領域ＥＡにおいて、算出した温度Ｔが目標値よりも高いか又は許容できる範囲よりも高い場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を、所定の量、減少させる指示を出す。
ある領域ＥＡにおいて、算出した温度Ｔが目標値と等しいか又は許容できる範囲内である場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を維持する指示を出す。
ある領域において、算出した温度Ｔが目標値よりも低いか又は許容できる範囲よりも低い場合には、コンピュータ１１８はその領域ＥＡにおいて熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を、所定の量、増加させる指示を出す。
【００７１】  図７に示すジュール熱の制御（ＳＴ２７）は、図６に示すジュール熱の制御（ＳＴ１５）と同様なので、説明は省略する。
上記の制御により、従来の熱電対等の温度測定装置を用いることなく、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧの粘度および温度を所望の状態にして、熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧの熔解状態を所望の状態にすることができる。
【００７２】  一般に、流れ方向Ｆにおいて対向する内壁１１０ｃ，１１０ｄの近傍の熔融ガラスＭＧは、内壁１１０ｃ，１１０ｄから外部への熱放射により低温になり易い。このため、本実施形態では、熔解槽１０１の流れ方向Ｆの両端部において熔融ガラスＭＧに発生させる熱量を、中央部において熔融ガラスＭＧに発生させる熱量よりも多くする。これにより、下層における熔融ガラスＭＧの温度差を可能な限り小さくして熔融ガラスＭＧの温度を均一化させ、熔融ガラスＭＧの下層の温度分布を平坦化する。
【００７３】  図８は、本実施形態における熔解槽１０１内部の熔融ガラスの対流を説明する図である。本実施形態では、ガラス原料を、熔解槽１０１に蓄えられた熔融ガラスＭＧの液面に対して全面的に投入することにより、液面１０１ｃを含む表層の温度が均一化した熔融ガラスＭＧを作る。
【００７４】  この熔融ガラスＭＧを流出口１０４ａから後工程に向けて流すとき、下層の熔融ガラスＭＧにおいて、図３における熔解槽１０４ａの長手方向（第１の方向）に沿った温度分布に起因する対流が生じないようにする。すなわち、下層の熔融ガラスＭＧの第１の方向に沿った温度が均一になるように、下層の熔融ガラスＭＧを加熱する。具体的には、熔解槽１０１の第１の方向の両端部において熔融ガラスＭＧを加熱するための熱量を、熔解槽１０１の第１の方向の中央部において熔融ガラスＭＧを加熱するための熱量よりも多くするように調整する。
【００７５】  熔解槽１０１の長手方向において、両端部の熔融ガラスＭＧの加熱量を中央部のそれよりも多くするのは、長手方向において対向する内壁１１０ｃ，１１０ｄから外部に熱が放出され易いためである。このような加熱量の調整を行わないと、上記両端部における熔融ガラスＭＧの温度は中央部に比べて低くなる傾向がある。このため、三対の電極１１４に供給する電力は、熔解槽１０１の長手方向の中央部の電極１１４に比べて、熔解槽１０１の長手方向の両端部に近い電極１１４の方が多くなるように設定することが好ましい。これは、熔解槽に４対以上の電極１１４が設けられている場合も同様である。
【００７６】  上記のように、本実施形態では、算出した各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧの比抵抗ρに基づいて、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱を制御する。そのため、各領域ＥＡにおいて外部に放出される熱量が異なる場合であっても、比抵抗ρの目標値又は温度Ｔの目標値を維持するように、各領域ＥＡの熔融ガラスＭＧに発生させるジュール熱の量が調整される。
【００７７】  これにより、熔融ガラスＭＧは、下層における熔融ガラスＭＧの温度分布に起因した対流を起こすことなく、熔融ガラスＭＧの流出口１０４ａからの流出に引っ張られる。図８に示す矢印のように、熔融ガラスＭＧは、下層の熔解槽１０１の底面に近い部分では、熔解槽１０１の底面に沿って流出口１０４ａに向かって流れる。熔解槽１０１の底面から離れるにしたがって、熔解槽１０１の底面に沿う流れの影響が小さくなり、熔融ガラスＭＧは表層から熔解槽１０１の底面に向けて沈み込むように流れる。
【００７８】  このように、本実施形態では、下層において熔融ガラスＭＧの温度分布に起因した対流が生じないので、異質素地等に起因したガラス組成のムラを抑制することができる。これに対して、下層において熔融ガラスＭＧの温度分布が均一でない場合、下層と温度が均一化した表層との間には温度差の分布が生じるので、従来のようなホットスプリングの対流ができ易い。
【００７９】  図９は、従来の熔解槽内部の熔融ガラスの対流を説明する図である。図９に示すように、従来の熔解槽では、領域Ａにおいて、ポットスプリングが形成されるように熔融ガラスは部分的に強く加熱されて対流が促進される。このため、熔融ガラスの液面の一部に投入したガラス原料のうち、ＳｉＯ２等の熔けにくい原料成分が対流によって移動し、例えばシリカリッチの異質素地１２０がガラス原料の投入位置から離れたところに溜まり易い。また、この異質素地１２０が対流に沿って流出口から流出する機会が増え、脈理等のガラス組成のムラの原因となりやすい。
【００８０】  本実施形態のガラス基板の製造方法は、粘性の高い熔融ガラス、例えば、熔融ガラスの１０２．５ｐｏｉｓｅにおける温度が１３００℃以上（例えば、１３００℃以上１６５０℃以下）、より好ましくは、１５００℃以上（例えば、１５００℃以上１６５０℃以下）である熔融ガラスであっても適用することができ、従来の製造方法の場合に比べて、脈理等のガラス組成のムラを抑制することができる利点が大きい。
【００８１】  本実施形態のガラス基板の製造方法は、１５００℃における比抵抗が１８０Ω・ｃｍ以上である比抵抗が大きい熔融ガラスにおいても、ホットスプリングを強調するために過度な電圧をかける必要がないため、耐火物に電流が流れることを防ぐことができる。このため、ガラスの失透の原因になり易いＺｒＯ２（ジルコニア）が熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧと接する内壁から溶出することを防止しつつガラス組成のムラを抑制することができる。このような比抵抗が大きい熔融ガラスについては、熔解槽１０１においてバーナーによる加熱を併用してもよい。
【００８２】  本実施形態では、各対の電極１１４が互いに対向しているので、熔融ガラスＭＧの第１の方向に沿った下層における温度を効果的に均一化させることができる。
本実施形態では、各対の電極１１４に供給する電力が、熔解槽１０１の熱の放出を考慮して、熔解槽１０１の長手方向の中央部に比べて、両端部の方が多くなるように供給されるので、下層における熔融ガラスＭＧの流れ方向Ｆにおける温度分布を均一化し易い。
【００８３】  本実施形態では、熔融ガラスの温度分布に起因する対流を引きこさないように熔融ガラスＭＧの下層における温度が均一化される。そのため、従来のように熔融ガラスの温度分布に起因した対流を促進させるために、熔解槽１０１を構成する耐火物の溶出を犠牲にして熔融ガラスを部分的に過度に高温に加熱する必要がなくなる。これにより、ガラスの失透の原因になり易いＺｒＯ２が熔解槽１０１の熔融ガラスＭＧと接する内壁から溶出し難くなる。したがって、本実施形態の製造方法は、耐蝕性に優れたＺｒＯ２を成分に含む耐火物によって熔解槽１０１の内壁が構成されている場合に適している。
【００８４】  以下、ガラス組成の観点から、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態において製造するガラス基板の組成は、アルミノシリケートガラスによって構成され、ＳｉＯ２（シリカ）を５０質量％以上含むことができる。この組成を有するアルミノシリケートガラスに、本実施形態の製造方法を適用することで、従来に比べて効果的にガラス組成のムラを抑制することができる。  本実施形態において製造するガラス基板の組成は、ＳｉＯ２を５５質量％以上含むことができ、さらに、ＳｉＯ２を６０質量％以上含むことができる。
【００８５】  これらの組成を有するアルミノシリケートガラスに本実施形態の製造方法を適用することで、従来に比べてより効果的にガラス組成ムラを抑制することができる。ＳｉＯ２を５０質量％以上含み、シリカリッチの異質素地ができ易いガラス組成であっても、熔融ガラスＭＧが温度分布に起因した対流が発生しないように熔解されるので、シリカリッチの異質素地が流出口１０４ａから流出することを防止することができる。
【００８６】  また、ガラス原料が液面１０１ｃに常に一定の厚さ分存在するように投入されるので、ＳｉＯ２の熔け残りが防止され、図９に示すようなＳｉＯ２による異質素地１２０が生じ難い。
【００８７】  ＳｉＯ２を５０質量％以上含み熔融ガラスＭＧの粘性が高いガラス組成をガラス基板に用い、従来のように熔融ガラスの対流を促進した場合、熔解槽を構成する耐火物に含有するＺｒＯ２（ジルコニア）が熔融ガラスに溶出し、ガラスの失透の原因になる場合がある。
【００８８】  しかし、本実施形態は、熔融ガラスＭＧの温度分布に起因する対流を引き起こさないように下層における熔融ガラスＭＧの温度分布を均一化するので、従来のように熔融ガラスを過度に高温に加熱する必要がない。このため、熔解槽１０１の耐火物からＺｒＯ２（ジルコニア）の溶出を防ぐことができる。なお、ＳｉＯ２のガラス組成における含有率の上限は例えば７０質量％である。
【００８９】  また、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを合計で６０質量％以上含むことができ、このガラス組成を有するアルミノシリケートガラスを適用した本実施形態の製造方法は、従来に比べて
果的にガラス組成のムラを抑制することができる。さらに、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを合計で６５質量％以上含むことができ、さらに、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを、合計で７０質量％以上含むことができる。
【００９０】  ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを合計で６０質量％以上含みシリカリッチの異質素地１２０ができ易いガラス組成であっても、熔融ガラスＭＧが温度分布に起因した対流が発生しないように熔解されるので、シリカリッチの異質素地が流出口１０４ａから流出することを防止することができる。
【００９１】  また、ガラス原料が液面１０１ｃに常に一定の厚さ分存在するように投入されるので、ＳｉＯ２の熔け残りが防止され、図９に示すようなＳｉＯ２による異質素地１２０が生じ難い。
【００９２】  ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを合計で６０質量％以上含み熔融ガラスＭＧの粘性が高いガラス組成をガラス基板に用い、従来のように熔融ガラスの対流を促進した場合、熔解槽を構成する耐火物に含有するＺｒＯ２（ジルコニア）が熔融ガラスに溶出し、ガラスの失透の原因になる場合がある。
【００９３】  しかし、本実施形態は、熔融ガラスＭＧの温度分布に起因する対流を引き起こさないように下層における熔融ガラスＭＧの温度分布を均一化するので、従来のように熔融ガラスを部分的に過度に高温に加熱する必要がない。このため、熔解槽１０１の耐火物からＺｒＯ２（ジルコニア）の溶出を防ぐことができる。なお、ガラス組成において、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３との合計の含有率の上限は、例えば９５質量％である。
【００９４】  また、ガラス基板は、アルミノボロシリケートガラスで構成されることが好ましい。Ｂ２Ｏ３（酸化ホウ素）は、ＳｉＯ２に比べて低温で熔解し、しかも、ＳｉＯ２の熔解温度を低下させる。したがって、ＳｉＯ２の含有率が高いガラス組成においては、Ｂ２Ｏ３を含有させることは、異質素地１２０（図９参照）を生じさせ難い点で有効である。
【００９５】  ガラス基板のガラス組成は例えば以下のものを適用することができる。以下示す組成の含有率表示は、質量％である。
ＳｉＯ２：５０〜７０％、
Ｂ２Ｏ３：５〜１８％、
Ａｌ２Ｏ３：０〜２５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜２０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板が含有するものである）、
を含有する無アルカリガラスであることが好ましい。
【００９６】  また、ガラス基板の組成として、以下の組成を適用することができる。
ＳｉＯ２：５０〜７０％、
Ｂ２Ｏ３：１〜１０％、
Ａｌ２Ｏ３：０〜２５％、
ＭｇＯ：０〜１０％、
ＣａＯ：０〜２０％、
ＳｒＯ：０〜２０％、
ＢａＯ：０〜１０％、
ＲＯ：５〜３０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの合量）、
を含有する無アルカリガラスであることも、同様に好ましい。
【００９７】  なお、本実施形態では無アルカリガラスとしたが、ガラス基板はアルカリ金属を微量含んだアルカリ微量含有ガラスであってもよい。アルカリ金属を含有させる場合、Ｒ’２Ｏの合計が０．１０％以上０．５％以下、好ましくは０．２０％以上０．５％以下（ただし、Ｒ’はＬｉ、Ｎａ及びＫから選ばれる少なくとも１種であり、ガラス基板が含有するものである）含むことが好ましい。また、ガラスの熔解を容易にするために、比抵抗を低下させるという観点から、ガラス中の酸化鉄の含有量が０．０１〜０．２％であることがさらに好ましい。また、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３およびＰｂＯを実質的に含まないことが好ましい。
【００９８】  本実施形態の製造方法は、液晶表示装置用ガラス基板に効果的に適用できる。液晶表示装置用ガラス基板は、ガラス基板における熱膨張を抑制し、かつ、ガラス基板に形成されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の特性を低下させないために、上述したように、ガラス組成にアルカリ金属成分（Ｌｉ、Ｎａ及びＫ）を含ませないか、含ませても微量であることが好ましい。
しかし、アルカリ金属成分（Ｌｉ、Ｎａ及びＫ）を含ませないか、含ませても微量である場合、熔融ガラスＭＧの高温粘性が高くなるため、強いホットスプリングを作るためには、熔融ガラスＭＧを部分的に高温に加熱する必要がある。
【００９９】  これに対して、本実施形態では、熔融ガラスＭＧの液面１０１ｃの略全面にガラス原料は投入され、しかも、熔融ガラスＭＧの対流が生じないように熔融ガラスＭＧの温度は調整される。そのため、従来のように、熔融ガラスの温度分布を作るために熔融ガラスＭＧを部分的に高温に加熱する必要がなくなる。したがって、本実施形態の製造方法は、従来のように熔融ガラスの温度を部分的に過度に高くしない点で、液晶表示装置用ガラス基板に好適に適用できる。
【０１００】  この他に、ガラス原料は、清澄剤として、ＳｎＯ２（酸化錫）を０．０１〜０．５質量％含むことが、環境負荷を低減する一方、効率よい清澄効果を発揮させる点で、好ましい。本実施形態では、環境負荷低減の点から、清澄剤としてＳｎＯ２を用いるが、ＳｎＯ２の清澄作用を効果的に機能させるためには、熔解温度を高くしすぎないことが好ましい。
【０１０１】  本実施形態では、熔融ガラスＭＧの温度を従来の公知の製造方法のように、ホットスプリングを強調するために熔融ガラスを部分的に過度に加熱する必要がない。そのため、熔解槽１０１の耐火物からＺｒＯ２（ジルコニア）の溶出を防ぐことができる他、ＳｎＯ２の清澄作用を効果的に機能させることができる。
【０１０２】  また、本実施形態では、熔融ガラスＭＧの下層における温度を熔解槽１０１内でより効果的に均一化するために、熔解槽１０１の外側側壁には、電極１１４が設けられる部分の周りに保温部材が設けられることが好ましい。保温材として、例えば、グラスウールやセラミックファイバ等の断熱材を板状に固めた板部材等が用いられる。これにより、熔解槽１０１の外側側壁からの放熱を防ぐことができ、熔融ガラスＭＧの温度を熔解槽１０１内でより効果的に均一にし、熔融ガラスＭＧの対流をより一層低減することができる。
【０１０３】  以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【０１０４】  また、上記実施形態は、以下の内容を含んでいる。
（１）ガラス基板の製造方法であって、ガラス原料を熔解槽で熔解する熔解工程を含む。前記熔解工程では、ガラス原料を、熔解槽に蓄えられた熔融ガラスの液面の略全面に投入することにより、液面を含む表層の温度が均一化した熔融ガラスを作る。前記熔解槽の内側側壁のうち、第１の方向に向く内側側壁の底部に設けられた流出口から後工程に向けて前記熔融ガラスを流す。前記熔融ガラスを流すとき、熔融ガラスの深さ方向において前記表層より下方に位置する前記熔融ガラスの下層の温度を、前記下層において前記熔融ガラスの温度分布に起因した対流が生じないように、前記熔解槽の前記第１の方向の両端部に位置する熔融ガラスに与える熱量を少なくとも調整することにより、前記下層の熔融ガラスの前記第１の方向に沿った温度分布を均一化させながら、前記熔融ガラスを前記流出口から前記後工程に流す。
（２）（１）のガラス基板の製造方法において、前記下層における前記温度分布を均一化させるために、前記熔解槽の前記第１の方向に平行な内側側壁のうち、前記下層に対応する前記深さ方向の部分に、前記液面に平行な方向に電流を流して前記下層に位置する熔融ガラスを通電加熱する複数対の電極が設けられる。前記複数対の電極のそれぞれの対は、前記第１の方向に直交する方向に向いてお互いに対向している。
（３）（２）のガラス基板の製造方法において、前記複数対の電極に供給する電力は、前記第１の方向の前記熔解槽の前記第１の方向の中央部に位置する電極に比べて、前記第１の方向の前記熔解槽の両側に位置する電極の方が高い。
（４）（１）〜（３）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記熔解槽の前記熔融ガラスと接する内側側壁は、ジルコニアを成分に含む耐火物によって構成されている。
（５）（１）〜（３）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記熔融ガラスの１０２．５ｐｏｉｓｅにおける温度は、１３００℃以上である。
（６）（１）〜（３）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記製造されるガラス基板は、アルミノシリケートガラスで構成され、ＳｉＯ２を５０質量％以上含む。
（７）（６）のガラス基板の製造方法において、前記製造されるガラス基板は、アルミノシリケートガラスで構成され、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とを合計で６０質量％以上含む。
（８）（１）〜（７）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記製造されるガラス基板は、無アルカリガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスで構成される。
（９）（１）〜（８）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記熔融ガラスの１５００℃における比抵抗は、１８０Ω・ｃｍ以上である。
（１０）（１）〜（９）のいずれかのガラス基板の製造方法において、前記ガラス原料には、酸化錫が清澄剤として添加されている。
（１１）（２）のガラス基板の製造方法において、前記熔解槽の外側側壁には、前記複数対の電極が設けられる部分の周りに保温部材が設けられる。
【符号の説明】
【０１０５】１００  熔解装置
１０１  熔解槽
１０１ａ  液槽
１０１ｂ  上部空間
１０１ｃ  液面
１０１ｄ  バケット
１０１ｆ  原料投入窓
１０２  清澄槽
１０３  攪拌槽
１０３ａ  スターラ
１０４，１０５，１０６  ガラス供給管
１１０  内壁
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ  内壁
１１０ｅ  底面
１１２  バーナー
１１４  電極
１１６  制御ユニット
１１８  コンピュータ
１２０  異質素地
２００  成形装置
２１０  成形体
３００  切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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