(57)【要約】【課題】清澄槽に電流を供給して熔融ガラスの清澄を行う際に、清澄槽を流れる電流量の突発的な変化を抑制し、これに起因して熔融ガラスに気泡が発生することを抑制できるガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板の製造方法は、熔解工程と、清澄工程と、を備える。清澄槽は、気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有している。清澄槽には、気相空間と清澄槽の外部とを連通する通気管と、通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、が設けられている。清澄工程では、清澄槽に電流を流して清澄槽内の熔融ガラスを加熱し、内壁から揮発して通気管内で凝集した白金族金属を介して通気管と先端部とが電気的に接続した状態で、清澄槽に供給された電流のうち通気管から酸素濃度計に流れた電流を清澄槽に流す。【選択図】図４
2020011855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、
前記清澄槽には、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、が設けられ、
前記清澄工程では、前記清澄槽に電流を流して前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続した状態で、前記清澄槽に供給された電流のうち前記通気管から前記酸素濃度計に流れた電流を前記清澄槽に流す、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記清澄槽の周りに、前記清澄槽を囲むように断熱部材が配置され、
前記断熱部材は、金属製の枠部材により前記断熱部材の外側から支持され、
前記酸素濃度計は、前記枠部材に対して絶縁されている、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記酸素濃度計は、
前記取込口から取り込んだ気体の酸素濃度を測定する測定部と、
前記取込口から前記測定部に向かって延び、前記先端部を有する管状の取込部と、を有し、
前記酸素濃度計に流れた電流は、前記取込部から前記清澄槽に戻される、請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
ガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、
前記清澄槽には、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、が設けられ、
前記清澄工程では、前記清澄槽に電流を流して前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記製造方法は、
前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続する前に白金族金属の凝集物を除去するタイミングを判断する判断工程と、
前記判断工程で判断した前記タイミングに従って前記凝集物の除去を行う除去工程と、をさらに備える、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記判断工程では、前記酸素濃度計の測定結果に基づいて、前記凝集物を除去するタイミングを判断する、請求項４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
ガラス基板製造装置であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解装置と、
清澄槽を有し、前記清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄装置と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、電流が供給されることにより前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記清澄装置は、さらに、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
前記酸素濃度計と前記清澄槽とを接続する導電部材と、を有し、
前記清澄装置は、前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続した状態で、前記導電部材を用いて、前記清澄槽に供給された電流のうち前記通気管から前記酸素濃度計に流れた電流を前記清澄槽に流す、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
【請求項７】
ガラス基板製造装置であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
清澄槽を有し、前記清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄装置と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、電流が供給されることにより前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記清澄装置は、さらに、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続する前に、白金族金属の凝集物を除去するタイミングを判断する判断装置と、
前記判断装置が判断した前記タイミングに従って前記凝集物の除去を行う除去装置と、を有している、ことを特徴とするガラス基板製造装置。
【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、及びガラス基板製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
清澄剤を用いて熔融ガラスを清澄するために、清澄槽の清澄管内の熔融ガラスを加熱し、熔融ガラスに含まれる清澄剤の脱泡作用を促進させることにより、熔融ガラス内で気泡を浮上させ、清澄管内の気相空間に気泡内のガスを放出させることが行われている。熔融ガラスの加熱は、例えば、清澄管に電流を供給し、清澄管を加熱することで行われる。気相空間は、清澄管の内壁と清澄管内の熔融ガラスの液面とで囲まれた空間である。清澄管の構成材料として、例えば、耐熱性に優れた白金族金属からなる材料が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
清澄管の内壁のうち気相空間に接する部分は、熔融ガラスに接する部分と比べ、温度が高くなりやすい。さらに、気相空間は酸素を含んでいるため、気相空間に接する清澄管の部分に含まれる白金族金属は、酸化されて、清澄管の内壁から揮発し、蒸気として気相空間内に分散しやすい。気相空間に接する清澄管の部分には、気相空間内の気体を清澄管の外に排出するために、通気管が設けられている場合がある。しかし、通気管は、清澄管の外に突出するように設けられているため、清澄管と比べ温度が低くなりやすく、通気管内を流れる白金族金属の揮発成分は、通気管内で過飽和状態となって凝集する場合がある。
【０００４】
ところで、気相空間内の酸素濃度が高くなると、清澄管の構成材料である白金族金属から発生する白金族金属の揮発成分が多くなり、白金異物が発生しやすい。このため、酸素濃度計を用いて酸素濃度を測定し、酸素濃度が高くなった場合に、アルゴン、窒素等の不活性ガスを気相空間内に導入して気相空間内の酸素濃度を下げることが行われる場合がある。酸素濃度計は、例えば、通気管内を流れる気体を取り込む取込口を備える管状の部分（取込部）を有し、取り込み部の先端部は通気管内に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５２２００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、通気管内で白金族金属の揮発成分が凝集し、時間の経過とともに成長すると、通気管と酸素濃度計とが白金族金属の凝集物により電気的に接続し、導通してしまう場合があることがわかった。通気管と酸素濃度計とが導通すると、清澄管を流れる電流の一部が酸素濃度計に流れるため、清澄管を流れる電流量が突発的に変化してしまう。そして、このような清澄管を流れる電流量の突発的な変化に起因して、清澄管内の熔融ガラス中に気泡が発生する場合があることが明らかにされた。熔融ガラス中にこのような気泡が発生すると、清澄管内で熔融ガラスから放出されずに残存し、ガラス基板内に残って品質欠陥を招くおそれがある。
【０００７】
本発明は、清澄槽に電流を供給して熔融ガラスの清澄を行う際に、清澄槽を流れる電流量の突発的な変化を抑制し、これに起因して熔融ガラスに気泡が発生することを抑制できるガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、
前記清澄槽には、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、が設けられ、
前記清澄工程では、前記清澄槽に電流を流して前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続した状態で、前記清澄槽に供給された電流のうち前記通気管から前記酸素濃度計に流れた電流を前記清澄槽に流す、ことを特徴とする。
【０００９】
前記清澄槽の周りに、前記清澄槽を囲むように断熱部材が配置され、
前記断熱部材は、金属製の枠部材により前記断熱部材の外側から支持され、
前記酸素濃度計は、前記枠部材に対して絶縁されていることが好ましい。
【００１０】
前記酸素濃度計は、
前記取込口から取り込んだ気体の酸素濃度を測定する測定部と、
前記取込口から前記測定部に向かって延び、前記先端部を有する管状の取込部と、を有し、
前記酸素濃度計に流れた電流は、前記取込部から前記清澄槽に戻されることが好ましい。
【００１１】
本発明の別の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解工程と、
清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄工程と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、
前記清澄槽には、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、が設けられ、
前記清澄工程では、前記清澄槽に電流を流して前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記製造方法は、
前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続する前に白金族金属の凝集物を除去するタイミングを判断する判断工程と、
前記判断工程で判断した前記タイミングに従って前記凝集物の除去を行う除去工程と、をさらに備える、ことを特徴とする。
【００１２】
前記判断工程では、前記熔融ガラスの温度の変化量に基づいて、前記凝集物を除去するタイミングを判断することが好ましい。
【００１３】
本発明のさらに別の一態様は、ガラス基板製造装置であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解装置と、
清澄槽を有し、前記清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄装置と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、電流が供給されることにより前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記清澄装置は、さらに、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
前記酸素濃度計と前記清澄槽とを接続する導電部材と、を有し、
前記清澄装置は、前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続した状態で、前記導電部材を用いて、前記清澄槽に供給された電流のうち前記通気管から前記酸素濃度計に流れた電流を前記清澄槽に流す、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明のさらに別の一態様は、ガラス基板製造装置であって、
ガラス原料を熔解して熔融ガラスをつくる熔解槽と、
清澄槽を有し、前記清澄槽内で前記熔融ガラスの液面の上方に気相空間を形成し、前記熔融ガラスの清澄を行う清澄装置と、を備え、
前記清澄槽は、前記気相空間と接し、白金族金属を含む材料から構成された内壁を有し、電流が供給されることにより前記清澄槽内の前記熔融ガラスを加熱し、
前記清澄装置は、さらに、
前記気相空間と前記清澄槽の外部とを連通する通気管と、
前記通気管内を流れる気体の一部を取り込む取込口を有する先端部を前記通気管内に備え、取り込んだ気体の酸素濃度を測定する酸素濃度計と、
前記内壁から揮発して前記通気管内で凝集した白金族金属を介して前記通気管と前記先端部とが電気的に接続する前に、白金族金属の凝集物を除去するタイミングを判断する判断装置と、
前記判断装置が判断した前記タイミングに従って前記凝集物の除去を行う除去装置と、を有している、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、清澄槽に電流を供給して熔融ガラスの清澄を行う際に、清澄槽を流れる電流量の突発的な変化を抑制し、これに起因して熔融ガラスに気泡が発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の製造方法のフローを示す図である。
【図２】ガラス基板製造装置の概略図である。
【図３】清澄装置の概略図である。
【図４】清澄管の長手方向と直交する方向に沿った清澄装置の断面図である。
【図５】断熱部材及び枠部材を示す外観斜視図である。
【図６】通気管と酸素濃度計との導通を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置について説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、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。本実施形態には、後述する種々の実施形態が含まれる。ガラス基板の製造方法は、熔解工程（ＳＴ１）、清澄工程（ＳＴ２）、均質化工程（ＳＴ３）、供給工程（ＳＴ４）、成形工程（ＳＴ５）、徐冷工程（ＳＴ６）、および、切断工程（ＳＴ７）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、梱包工程等を有してもよい。製造されたガラス基板は、必要に応じて梱包工程で積層され、納入先の業者に搬送される。
【００１８】
熔解工程（ＳＴ１）では、ガラス原料を加熱することにより熔融ガラスを作る。
清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ2あるいはＳＯ2を含んだ泡が発生する。この泡が熔融ガラス中に含まれる清澄剤（酸化スズ等）の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して放出される。その後、清澄工程（ＳＴ２）では、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素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。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（ＳＴ２）は、熔融ガラスを清澄槽内に流しながら行われる。
なお、清澄工程（ＳＴ２）では、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。減圧脱泡方式は、清澄剤を用いない点で有効である。しかし、減圧脱泡方式は装置が複雑化及び大型化する。このため、清澄剤を用い、熔融ガラス温度を上昇させる清澄方法を採用することが好ましい。
【００１９】
均質化工程（ＳＴ３）では、スターラを用いて熔融ガラスを撹拌することにより、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。均質化工程は、後述する撹拌槽において行われる。
供給工程（ＳＴ４）では、撹拌された熔融ガラスが成形装置に供給される。
【００２０】
成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）は、成形装置で行われる。
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。成形には、オーバーフローダウンドロー法が用いられる。
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。
切断工程（ＳＴ７）では、徐冷後のシートガラスを所定の長さに切断することで、板状のガラス基板を得る。切断されたガラス基板はさらに、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。
【００２１】
図２は、本実施形態における熔解工程（ＳＴ１）から切断工程（ＳＴ７）の各工程を行うガラス基板製造装置の概略図である。ガラス基板製造装置は、図２に示すように、主に熔融ガラス製造装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００と、を有する。熔融ガラス製造装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽の本体である清澄管１２０を有する清澄装置１０２と、撹拌槽１０３と、移送管１０４、１０５と、ガラス供給管１０６と、を有する。
熔解槽１０１は、熔解装置の本体である。熔解装置は、熔解槽１０１のほか、図示されないバーナー等の加熱手段を有している。熔解槽１０１には清澄剤が添加されたガラス原料が投入され、熔解工程（ＳＴ１）が行われる。熔解槽１０１で熔融した熔融ガラスは、高温（例えば１３００℃以上）に維持された状態で、移送管１０４を介して清澄管１２０に供給される。
清澄管１２０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の清澄工程（ＳＴ２）が行われる。具体的には、清澄管１２０内の熔融ガラスが昇温されることにより、熔融ガラス中に含まれる酸素、ＣＯ2あるいはＳＯ2を含んだ泡が、清澄剤の還元反応により生じた酸素を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上して気相空間に放出される。気相空間は、熔融ガラスの液面と、清澄管１２０の内壁との間に形成されるように熔融ガラスを清澄管１２０内に流すことで形成される。その後、熔融ガラスの温度を低下させることにより、清澄剤の還元反応により得られた還元物質が酸化反応をする。これにより、熔融ガラスに残存する泡中の酸素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。清澄後の熔融ガラスは、移送管１０５を介して撹拌槽１０３に供給される。
撹拌槽１０３では、撹拌子１０３ａによって熔融ガラスが撹拌されて均質化工程（ＳＴ３）が行われる。撹拌槽１０３で均質化された熔融ガラスは、ガラス供給管１０６を介して成形装置２００に供給される（供給工程ＳＴ４）。
成形装置２００では、オーバーフローダウンドロー法により、熔融ガラスからシートガラスＳＧが成形され（成形工程ＳＴ５）、徐冷される（徐冷工程ＳＴ６）。
切断装置３００では、シートガラスＳＧから切り出された板状のガラス基板が形成される（切断工程ＳＴ７）。
【００２２】
（清澄装置及び清澄工程）
次に、図３及び図４を参照して、清澄装置１０２について説明する。図３は、清澄装置１０２の概略斜視図であり、図４は、清澄管１２０の長手方向と直交する方向に沿った清澄装置１０２の断面図である。
清澄装置１０２は、清澄槽と、電源装置１２２と、制御装置１２３と、通気管１２７と、酸素濃度計１４０と、を有している。
【００２３】
清澄槽は、清澄槽の本体である清澄管１２０と、電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ（図２参照）と、温度計測装置１３０と、を有している。
清澄管１２０、電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ、及び通気管１２７は、白金族金属から構成されている。なお、本明細書において、「白金族金属」は、白金族元素からなる金属を意味し、単一の白金族元素からなる金属のみならず白金族元素の合金を含む用語として使用する。ここで、白金族元素とは、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の６元素を指す。白金族金属は高価ではあるが、融点が高く、熔融ガラスに対する耐食性にも優れている。
なお、本実施形態では、清澄管１２０が白金族金属から構成されている場合を具体例として説明するが、清澄管１２０の一部が、耐火物や他の金属などから構成されていてもよい。
【００２４】
電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは、図２に示す例において、清澄管１２０の長手方向（図３の左右方向）の両端、及びその間の位置、の清澄管１２０の外周側面に設けられている。なお、図３において、電極１２１ｂの図示は省略されている。
電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは、電源装置１２２に接続されている。電極１２１ａ，１２１ｂの間、及び電極１２１ｂ，１２１ｃの間のそれぞれに電圧が印加されることにより、電極１２１ａ，１２１ｂの間、及び電極１２１ｂ，１２１ｃの間の清澄管１２０の各部分に電流が流れて、清澄管１２０が通電加熱される。これにより、清澄管１２０内の熔融ガラスが加熱される。
例えば電極１２１ａ，１２１ｂの間では、脱泡処理が促進される温度に加熱される。具体的には、清澄管１２０の最高温度が例えば、１６００℃〜１７５０℃、より好ましくは１６３０℃〜１７５０℃となるように加熱され、移送管１０４から供給された熔融ガラスの最高温度は、脱泡に適した温度、例えば、１６００℃〜１７２０℃、より好ましくは１６２０℃〜１７２０℃に加熱される。
例えば電極１２１ｂ，１２１ｃの間では、吸収処理が促進される温度に加熱される。具体的には、清澄管１２０の最高温度が例えば、１５９０℃〜１６７０℃、より好ましくは１６２０℃〜１６７０℃となるよう加熱され、清澄管１２０内を流れる熔融ガラスの最高温度は、吸収に適した温度１５９０℃〜１６４０℃、より好ましくは１６１０℃〜１６４０℃に加熱される。
【００２５】
温度計測装置（熱電対等）１３０は、例えば、電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと清澄管１２０との接続部分に設けられている。なお、電極１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと清澄管１２０とは、例えば溶接により接続されている。温度計測装置１３０は、計測結果を、制御装置１２３に出力する。
制御装置１２３は、電源装置１２２と接続されている。制御装置１２３は、電源装置１２２が清澄管１２０に供給する電流量を制御し、清澄管１２０を通過する熔融ガラスの温度を制御する。制御装置１２３は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータである。また、制御装置１２３は、温度計測装置１３０、及び酸素濃度計１４０のそれぞれとも接続されている。
【００２６】
通気管１２７は、清澄管１２０内の気相空間１２０ａ（図４参照）と清澄管１２０の外部（大気）とを連通する。気相空間１２０ａと接する清澄管１２０の壁部の頂部には、壁部を貫通する図示されない孔が設けられている。通気管１２７は、壁部の孔の上方に配置され、例えば、鉛直方向上方に向かって直線状に延びる形状を有している。図３及び図４に示す例において、清澄管１２０と通気管１２７とは隙間をあけて配置されている。図３及び図４に示す例では、後述する断熱部材１５０が、清澄管１２０との間に隙間をあけて配置されることで囲み空間１２８が形成されている。通気管１２７の下端と、清澄管１２０の壁部の孔は、囲み空間１２８を介して接続されている。なお、通気管１２７の下端は、清澄管１２０の頂部に接続され、壁部の孔を介して清澄管１２０に対して開口していてもよい。通気管１２７は、清澄管１２０の長手方向に沿った、電極１２１ａと電極１２１ｂの間、あるいは、電極１２１ｂと電極１２１ｃの間の位置に設けられていることが好ましい。
【００２７】
酸素濃度計１４０は、図４に示すように、取込部１４１と、測定部１４５と、を有している。
取込部１４１は、通気管１２７から測定部１４５に向かって延びる管状の部分である。通気管１２７側に位置する取込部１４１の端部（先端部）１４２は、取込口１４２ａ（図６参照）を有し、通気管１２７の大気側の端（上端）から通気管１２７内を下方に延びるよう配置されている。先端部１４２は、通気管１２７の内壁から離間して、通気管１２７が延びる方向と略平行な方向に延びている。取込部１４１は、導電性を有する金属製の管から構成される。
測定部１４５は、取込口１４２ａから取り込まれた気体の酸素濃度を測定する。測定部１４５は、ジルコニア式のセンサを備え、気体中の酸素を検出する。測定部１４５は、酸素濃度の計測結果を、制御装置１２３に出力する。
【００２８】
（第１の実施形態）
次に、本実施形態の第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態において、清澄装置１０２は、さらに、図４に示すように、導電部材１７０を有している。導電部材１７０は、酸素濃度計１４０と清澄管１２０とを電気的に接続する部材であり、導電性材料からなる部材（例えば導線）である。導電性材料とは、２０℃での導電率が１×１０6Ｓ／ｍ以上である材質からなる材料をいう。導電部材１７０は、具体的に、酸素濃度計１４０の先端部１４２、及び清澄管１２０の外周側面のそれぞれと接続されている。
【００２９】
第１の実施形態の清澄工程（ＳＴ２）では、清澄管１２０の内壁から揮発して通気管１２７内で凝集した白金族金属を介して通気管１２７と酸素濃度計１４０とが電気的に接続した状態で、清澄管１２０に供給された電流のうち通気管１２７から酸素濃度計１４０に流れた電流を清澄管１２０に流す。清澄装置１０２は、具体的に、白金族金属の凝集物を介して通気管１２７と酸素濃度計１４０とが導通したとき、導電部材１７０を用いて、酸素濃度計１４０に流れた電流を清澄管１２０に流す。
上述したように、通気管１２７は、清澄管１２０と比べ温度が低くなりやすく、気相空間１２０ａから通気管１２７内に流れた白金族金属の揮発成分は、通気管１２７内で過飽和状態となって凝集する場合がある。本発明者の検討によれば、図６に示すように、通気管１２７の内壁に析出した白金族金属の凝集物Ｐが、時間の経過とともに成長し、酸素濃度計１４０の先端部１４２に達することで、通気管１２７と酸素濃度計１４０とが導通する場合があることがわかった。図６は、通気管１２７と酸素濃度計１４０との導通を説明する図である。通気管１２７と酸素濃度計１４０とが導通すると、清澄管１２０を流れる電流の一部が、通気管１２７に流れ、図６に矢印で示した経路に沿って、さらに凝集物Ｐを通って酸素濃度計１４０に流れるため、清澄管１２０を流れる電流量が突発的に変化してしまう。清澄管１２０から通気管１２７には、例えば断熱部材１５０を通って電流が流れる。このような電流量の突発的な変化が起きると、制御装置１２３による電流量の制御が困難となり、清澄管１２０内の熔融ガラスの温度が大きく変動する。このことに起因して、清澄管内の熔融ガラス中に気泡が発生する場合があることが明らかにされた。熔融ガラス中にこのような気泡が発生すると、清澄管１２０内で熔融ガラスから放出されずに残存し、ガラス基板内に残って品質欠陥を招くおそれがある。
第１の実施形態によれば、通気管１２７と酸素濃度計１４０の先端部１４２とが導通すると、先端部１４２に流れた電流は導電部材１７０を通って清澄管１２０に戻るので、清澄管１２０を流れる電流が外部に漏れるのを抑えられる。このため、電流量の突発的な変化を抑えることができ、熔融ガラス中に気泡が発生することを抑制できる。
【００３０】
一実施形態によれば、清澄装置１０２は、図４及び図５に示す例のように、さらに、断熱部材１５０と、枠部材（フレーム）１６０と、を有している。図５は、断熱部材１５０及び枠部材１６０を示す外観斜視図である。
断熱部材１５０は、清澄管１２０の周りに、清澄管１２０を囲むように配置された部材である。断熱部材１５０は、複数の図示されない耐火レンガを有し、耐火レンガは、清澄管１２０を囲むよう積み上げられている。
枠部材１６０は、金属製の部材であり、導電性を有する。枠部材１６０は、断熱部材１５０を外側から支持し、清澄管１２０の周りに配置された耐火レンガが崩れないよう拘束する。図５に示す例の枠部材１６０は、耐火レンガを、清澄管１２０に向けて上下方向、及び左右方向（清澄管１２０の長手方向と直交する方向）に押し付けるように設けられている。枠部材１６０は、アースされている。
この実施形態において、酸素濃度計１４０の測定部１４５は、図４に示すように、断熱部材１５０及び枠部材１６０の外側に配置される。ここで、酸素濃度計１４０が枠部材１６０に支持されていると、通気管１２７と酸素濃度計１４０と導通して酸素濃度計１４０に流れた電流が、さらに枠部材１６０に流れてしまう。このため、酸素濃度計１４０は、枠部材１６０に対して絶縁されている。図４において、導電部材１７０は、枠部材１６０に対して紙面奥行方向に離間している。
導電部材１７０は、導電部材１７０を流れる電流が周辺の断熱部材１５０に漏れ出ないよう、樹脂等の絶縁性の高い材料で被覆されていることが好ましい。
【００３１】
一実施形態によれば、導電部材１７０は、酸素濃度計１４０の取込部１４１と接続されていることが好ましい。これにより、通気管１２７と導通して酸素濃度計１４０に流れた電流は、取込部１４１から清澄管１２０に戻されるので、酸素濃度計１４０の測定部１４５に電流が流れることを抑制できる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本実施形態の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態において、清澄装置１０２は、判断装置と、除去装置と、を有している。判断装置は、例えば、制御装置１２３が、白金族金属の凝集物Ｐを除去するタイミングを判断する判断を行うためのプログラムをメモリに読み出して実行することによって実現される。
【００３３】
判断装置は、清澄管１２０の内壁から揮発して通気管１２７内で凝集した白金族金属を介して通気管１２７と先端部１４２とが電気的に接続する前に白金族金属の凝集物Ｐを除去するタイミングを判断（決定）する判断工程を行う。
上述したように、通気管１２７と酸素濃度計１４０とが導通すると、清澄管１２０を流れる電流の一部が、通気管１２７に流れ、さらに凝集物Ｐを通って酸素濃度計１４０に流れる。このことに起因して、熔融ガラスＭＧに気泡が発生する場合がある。第２の実施形態では、上述したように、白金族金属の凝集物Ｐを除去するタイミングが判断されるので、判断されたタイミングに従って凝集物Ｐの除去を行うことができ、通気管１２７と酸素濃度計１４０との導通を防ぐことができる。これにより、電流量の突発的な変化を抑えることができ、熔融ガラス中に気泡が発生することを抑制できる。
【００３４】
判断工程では、酸素濃度計１４０の測定結果に基づいて、凝集物Ｐを除去するタイミングを判断することが好ましい。気相空間内の気体の酸素濃度が高いと、通気管１２７内で白金族金属の揮発成分の凝集が起きやすいため、通気管１２７の内壁に析出した凝集物Ｐの成長が早く、通気管１２７と酸素濃度計１４０との導通が起きやすい。このため、上述したように、酸素濃度計１４０の測定結果に基づいて上記判断を行うことで、通気管１２７と酸素濃度計１４０との導通を防ぐことができる。具体的には、酸素濃度計１４０が測定した酸素濃度が許容濃度を超えたこと、あるいは、さらに許容濃度を超えた累積時間が許容時間を超えたこと、をもって凝集物Ｐを除去するタイミングであると判断する。酸素濃度の許容濃度は、例えば、５％以下、好ましくは１％以下である。許容濃度を超えた累積時間は、ガラス基板の製造方法を開始してから、あるいは、直近に行った凝集物Ｐの除去からの、酸素濃度が許容濃度を超えた時間の合計であり、例えば、８〜４８時間である。酸素濃度計１４０の測定結果として、例えば、酸素濃度が１％を超えた時間の合計が、４８時間以上となった場合、凝集物Ｐを除去するタイミングになったと判断して、凝集物Ｐの除去を行う。
また、判断工程では、凝集物Ｐを除去するタイミングとして将来のある時点を判断（決定）することを行ってもよい。例えば清澄工程（ＳＴ２）の条件が一定である場合は、通常、気相空間内の気体の酸素濃度の変化量は少ない。このため、凝集物Ｐを除去するタイミングとして将来のある時点を判断することが可能である。この場合、酸素濃度計１４０の測定時点での酸素濃度、あるいは、直近の所定期間の間の酸素濃度の推移に基づいて、凝集物Ｐを除去するタイミングを判断することができる。
【００３５】
除去装置は、判断工程で判断したタイミングに従って凝集物Ｐの除去を行う除去工程を行う。除去装置は、例えば、通気管１２７の大気側の端から凝集物Ｐの除去を吸い取る吸引装置（図示せず）である。吸引装置は、制御装置１２３に接続されており、制御装置１２３は、上述したように判断された凝集物Ｐを除去するタイミングに従って吸引装置を稼働し、凝集物Ｐの除去を行う。吸引を行いながら、器具を用いて、通気管１２７の内壁に析出した凝集物Ｐを削り取ることを行ってもよい。
【００３６】
第２の実施形態は、上記説明した第１の実施形態と組み合わせて、清澄装置１０２を構成し、あるいは、ガラス基板の製造方法を行うことができる。
【００３７】
（ガラス基板）
本実施形態において製造されるガラス基板の大きさは、特に制限されないが、例えば縦寸法及び横寸法のそれぞれが、５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１５００ｍｍ〜３５００ｍｍ、１８００〜３５００ｍｍ、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましい。
ガラス基板の厚さは、例えば、０．１〜１．１ｍｍであり、より好ましくは０．７５ｍｍ以下の極めて薄い矩形形状の板であり、例えば、０．５５ｍｍ以下、さらには０．４５ｍｍ以下の厚さがより好ましい。ガラス基板の厚さの下限値は、０．１５ｍｍが好ましく、０．２５ｍｍがより好ましい。
【００３８】
＜ガラス組成＞
このようなガラス基板として、以下のガラス組成のガラス基板が例示される。つまり、以下のガラス組成のガラス基板が製造されるように、熔融ガラスの原料が調合される。
ＳｉＯ2  ５５〜８０モル％、
Ａｌ2Ｏ3  ８〜２０モル％、
Ｂ2Ｏ3  ０〜１２モル％、
ＲＯ  ０〜１７モル％（ＲＯはＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量)。
【００３９】
ＳｉＯ2は６０〜７５モル％、さらには、６３〜７２モル％であることが、熱収縮率を小さくするという観点から好ましい。
ＲＯのうち、ＭｇＯが０〜１０モル％、ＣａＯが０〜１５モル％、ＳｒＯが０〜１０％、ＢａＯが０〜１０％であることが好ましい。
【００４０】
また、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、及びＲＯを少なくとも含み、モル比（（２×ＳｉＯ2）＋Ａｌ2Ｏ3）／（（２×Ｂ2Ｏ3）＋ＲＯ）は４．５以上であるガラスであってもよい。また、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯの少なくともいずれか含み、モル比（ＢａＯ＋ＳｒＯ）／ＲＯは０．１以上であることが好ましい。
【００４１】
また、モル％表示のＢ2Ｏ3の含有率の２倍とモル％表示のＲＯの含有率の合計は、３０モル％以下、好ましくは１０〜３０モル％であることが好ましい。
また、上記ガラス組成のガラス基板におけるアルカリ金属酸化物の含有率は、０モル％以上０．４モル％以下であってもよい。
また、ガラス中で価数変動する金属の酸化物（酸化スズ、酸化鉄）を合計で０．０５〜１．５モル％含み、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３及びＰｂＯを実質的に含まないということは必須ではなく任意である。
【００４２】
また、本実施形態によって製造されるガラス基板には、無アルカリのボロアルミノシリケートガラスあるいはアルカリ微量含有ガラスが用いられることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板は、例えば以下の組成を含む無アルカリガラスからなることが好ましい。
本実施形態によって製造されるガラス基板のガラス組成として、例えば、次が挙げられる（質量％表示）。
ＳｉＯ２：５０〜７０％（好ましくは、５７〜６４％）、Ａｌ２Ｏ３：５〜２５％（好ましくは、１２〜１８％）、Ｂ２Ｏ３：０〜１５％（好ましくは、６〜１３％）を含み、さらに、次に示す組成を任意に含んでもよい。任意で含む成分として、ＭｇＯ：０〜１０％（好ましくは、０．５〜４％）、ＣａＯ：０〜２０％（好ましくは、３〜７％）、ＳｒＯ：０〜２０％（好ましくは、０．５〜８％、より好ましくは３〜７％）、ＢａＯ：０〜１０％（好ましくは、０〜３％、より好ましくは０〜１％）、ＺｒＯ２：０〜１０％（好ましくは、０〜４％，より好ましくは０〜１％）が挙げられる。さらに、Ｒ’２Ｏ:０．１０％を超え２．０％以下（ただし、Ｒ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）を含むことがより好ましい。
【００４３】
或いは、ＳｉＯ２：５０〜７０％（好ましくは、５５〜６５％）、Ｂ２Ｏ３：０〜１０％（好ましくは、０〜５％、１．３〜５％）、Ａｌ２Ｏ３：１０〜２５％（好ましくは、１６〜２２％）、ＭｇＯ：０〜１０％（好ましくは、０．５〜４％）、ＣａＯ：０〜２０％（好ましくは、２〜１０％、２〜６％）、ＳｒＯ：０〜２０％（好ましくは、０〜４％、０．４〜３％）、ＢａＯ：０〜１５％（好ましくは、４〜１１％）、ＲＯ:５〜２０％（好ましくは、８〜２０％、１４〜１９％）,を含有することが好ましい（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種である）。さらに、Ｒ’２Ｏが０．１０％を超え２．０％以下（ただし、Ｒ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）を含むことがより好ましい。
【００４４】
＜ヤング率＞
本実施形態によって製造されるガラス基板のヤング率として、例えば、７２ＧＰａ以上が好ましく、７５ＧＰａ以上がより好ましく、７７ＧＰａ以上がより更に好ましい。
【００４５】
＜歪点＞
本実施形態によって製造されるガラス基板の歪率として、例えば、６５０℃以上が好ましく、６８０℃以上がより好ましく、７００℃以上、７２０℃以上が更により好ましい。
【００４６】
＜熱収縮率＞
本実施形態によって製造されるガラス基板の熱収縮率は、例えば、５０ｐｐｍ以下であり、好ましくは４０ｐｐｍ以下、より好ましくは３０ｐｐｍ以下、更により好ましくは２０ｐｐｍ以下である。熱収縮率を低減する前のガラス基板の熱収縮率の範囲としては、１０ｐｐｍ〜４０ｐｐｍが好ましい。
【００４７】
本実施形態で製造されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、カーブドパネルディスプレイ用ガラス基板を含むディスプレイ用ガラス基板として好適であり、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いられる、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素）等の酸化物半導体を使用した酸化物半導体ディスプレイ用ガラス基板、及びＬＴＰＳ（低温度ポリシリコン）半導体を使用したＬＴＰＳディスプレイ用ガラス基板に好適である。
また、本実施形態で製造されるガラス基板は、カバーガラス、磁気ディスク用ガラス、太陽電池用ガラス基板などにも適用することが可能である。
【００４８】
以上、本発明のガラス基板製造装置およびガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４９】
１００  熔融ガラス製造装置
１０１  熔解槽
１０２  清澄装置
１０３  撹拌槽
１０３ａ  撹拌子
１０４，１０５  移送管
１０６  ガラス供給管
１２０  清澄管（清澄槽の本体）
１２０ａ  気相空間
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ  電極
１２２  電源装置
１２３  制御装置
１２７  通気管
１２８  囲み空間
１３０  温度測定装置
１４０  酸素濃度計
１５０  断熱部材
１６０  枠部材
１７０  導通部材
２００  成形装置
３００  切断装置
ＭＧ  熔融ガラス
ＳＧ  シートガラス
【図１】
2020011855.tif 000003
【図２】
2020011855.tif 000004
【図３】
2020011855.tif 000005
【図４】
2020011855.tif 000006
【図５】
2020011855.tif 000007
【図６】
2020011855.tif 000008