(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融ガラスを成形体からオーバーフローさせて連続したシートガラスを成形し、ローラにより、前記シートガラスを挟持して下方に搬送するガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板の反り及び歪を低減するために、前記成形体から流下した前記シートガラスを前記ローラにより下方に引張りながら徐冷する際に形成される前記シートガラスの幅方向の温度プロファイルを、流れ方向に沿って所定の設定に制御するとともに、
前記ローラを支持するローラ軸の真直度が維持され、且つシートガラスの温度プロファイルへの影響が抑えられるように前記ローラ軸を冷却し、
前記ローラが装着された側の前記ローラ軸先端面の温度が、軸支持部に近い側の炉内にある側面部よりも少なくとも低くならないように、前記ローラ軸の温度を制御し、
前記ローラ軸はローラを装着する側の先端部を塞いだ中空構造であり、その側面に複数の開口穴を有する前記ローラ軸の穴内径よりも小径のインナーパイプを前記ローラ軸中空部に挿入し、前記インナーパイプの後端部から冷却媒体を供給することで、複数の穴から噴き出した冷却媒体を壁面に直角方向から当てることにより前記ローラ軸を中空部内面から広範に渡って効率的に冷却し、該ローラ軸の温度を長手方向で任意の異なった温度分布に制御することを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記ローラ軸のローラ装着部より根元側の、前記ローラ軸が徐冷炉内で露出している部位を断熱材で覆う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】
前記シートガラスの幅方向に沿って設けられた熱源を用いて、前記シートガラスに、前記シートガラスの幅方向に沿って温度分布を与えて徐冷することを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記ローラが挟持する前記シートガラスの温度は、６００℃〜１１００℃であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項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、ガラス基板を製造する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には、厚さが例えば０．５〜０．７ｍｍと薄いガラス板が用いられている。このＦＰＤ用ガラス基板は、例えば第１世代では３００×４００ｍｍのサイズであるが、第１０世代では２８５０×３０５０ｍｍのサイズになっている。
【０００３】
このような大きなサイズのＦＰＤ用ガラス基板を製造するには、オーバーフローダウンドロー法がよく使用される。オーバーフローダウンドロー法は、成形炉において熔融ガラスを成形体の上部から溢れ（オーバーフロー）させることにより成形体の下方においてシートガラス（板状ガラス）を成形する工程と、シートガラスを徐冷炉において徐冷する冷却工程とを含む。徐冷炉は、対になったローラ間にシートガラスを引き込み下方に搬送することにより所望の厚さに引き伸ばした後、シートガラスを徐冷する。この後、シートガラスは、所定の寸法に切断されてガラス板とされて保管される。
【０００４】
このようなオーバーフローダウンドロー法を用いるガラス基板の製造方法が特許文献１に開示されている。図８は、この特許文献１に開示されているガラス板の製造装置の部分断面正面図である。成形炉１において熔融ガラス３を成形体２の上部からオーバーフローさせることにより成形体２の下方においてシートガラス８を成形し、成形したシートガラス８の各側縁部８ａ，８ｂ近傍にそれぞれ設けられた複数段のローラ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，・・・によってシートガラス８は下方に搬送されていき、この過程で徐冷が行われる。なお、上記各ローラ、例えばローラ５ａ，５ｂは、それぞれローラ軸９ａ，９ｂの一端（先端部）に固定され、各ローラ軸９ａ，９ｂは軸受１０ａ，１０ｂに片支持されている。そして、各ローラ軸９ａ，９ｂの他端（後端部）はモータ１２ａ，１２ｂに接続されている。
【０００５】
このようなオーバーフローダウンドロー法を用いるガラス基板の製造方法においては、シートガラスを搬送する上記ローラ付近の温度が比較的高い状態（高いところでは６００℃以上）に保たれている。一般に、ローラ軸は金属製のため、温度上昇に伴い強度が低下するため変形リスクが高まり、もし軸が曲がれば軸の回転に伴い軸先端近くに装着されたロール面がガラス基板を送る速度に周期的な変動が起こり、縦（引張り）方向での厚み偏差や、反りを発生させる原因となる。特許文献１には、このようなローラ軸の変形を防止するため、例えば軸を中空にして、その中空空間内に冷却用のガスを流すことによりローラ軸を冷却することが開示されている。この場合、冷却ガスがシートガラス周囲に噴き出すことがないように、軸先端で穴は塞がれていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０９３０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されているローラ軸内に冷却用のガスを流してローラ軸を冷却する場合、例えば図９に示すように、外周でガラスを挟むローラ２０を、一端が塞がれた中空のローラ軸２１の塞がれた端部側に装着し、塞がれていない軸端側から両端が開口したインナーパイプ２２を挿入し、該インナーパイプ２２の後端部から冷却用のガスを流入させる。インナーパイプ２２の先端からローラ軸２１の中空部先端に向かって噴出したガスは、中空軸を塞いでいる内壁面に当たった後、インナーパイプ２２外側のローラ軸２１内部を通って後端近傍から外に排出されるようにする方法が一般的である。なお、図９の（ａ）は部分断面正面図、（ｂ）は側面図である。図９（ａ）中の破線矢印は、上述のガスの流れを示している。
【０００８】
しかしながら、片持ち支持のローラ軸では支持端側の根元近くに最も大きな応力がかかるので、高温になるローラ軸を冷却する際、最も冷却が必要な箇所もそこになるが、上記の従来構成によると、冷却用ガスは先ずローラ軸２１の先端部に供給され、そこから軸内壁との直接的な熱交換が開始されるので、ローラ軸２１の先端が最も効果的に冷却される構成である。この構成では、ローラ軸２１の根元を所定の温度以下に冷却するためにガスの流入量を調整した場合、ローラ軸２１の先端温度は炉内にある根元周辺部よりも下がることになってしまう。
【０００９】
ところで、成形体からオーバーフローされた熔融ガラスは、反り及び歪が必要以上に大きくならないように、すなわち顧客の品質要求を満たすように、上述の徐冷が行われる。具体的には、流れ方向に沿ってシートガラスの幅方向の温度プロファイルが予め設計されており、シートガラスが設計された温度プロファイルとなるように、冷却装置やヒータなどを用いて厳密な温度管理を行っている。ところが、徐冷工程において、上記のようにシートガラスを搬送するローラ２０のローラ軸２１の先端が過剰に冷却されると、ローラ軸２１の先端面が炉内に対し特に断熱されていないことで、その近傍にあるシートガラスが過剰に冷却されてしまったり、ある程度の断熱性能を持つとはいえ、ロール材を通じてロール面が接触するガラスの熱を低温のロール軸が必要以上に奪うことで、上記温度プロファイルのバランスが崩れて、予め設計された温度プロファイルを再現できなくなる。その結果、製造されたガラス基板の反り及び歪は大きくなりやすい。
【００１０】
そこで、本発明は、設計された温度プロファイルを精度良く再現でき、これによりガラス基板の平面度（反り量）及び歪の悪化を抑制することが可能なガラス基板の製造方法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】
【００１１】
本発明者は、徐冷工程において高温の炉内で長期間使用されてもローラ軸に必要とされる真直度を保ち、かつガラスに対し設計された温度プロファイルを精度良く再現できるように以下の構成の発明を想到するに至った。
【００１２】
（構成１の発明）
熔融ガラスを成形体からオーバーフローさせて連続したシートガラスを成形し、ローラにより、前記シートガラスを挟持して下方に搬送するするガラス基板の製造方法であって、前記ガラス基板の反り及び歪を低減するために、前記成形体から流下した前記シートガラスを前記ローラにより下方に引張りながら徐冷する際に形成される前記シートガラスの幅方向の温度プロファイルを、流れ方向に沿って所定の設定に制御するとともに、前記ローラを支持するローラ軸の真直度が維持され、且つシートガラスの温度プロファイルへの影響が抑えられるように前記ローラ軸を冷却することを特徴とするガラス基板の製造方法である。ここで、「ローラ軸の真直度が維持され」とは、真直度が所定の規格値内にあることをいう。
【００１３】
（構成２の発明）
前記ローラが装着された側の前記ローラ軸先端面の温度が、軸支持部に近い側の炉内にある側面部よりも少なくとも低くならないように、前記ローラ軸の温度を制御することを特徴とする構成１に記載のガラス基板の製造方法である。
【００１４】
（構成３の発明）。
前記ローラ軸はローラを装着する側の先端部を塞いだ中空構造であり、その側面に複数の開口穴を有する前記ローラ軸の穴内径よりも小径のインナーパイプを前記ローラ軸中空部に挿入し、前記インナーパイプの後端部から冷却媒体を供給することで、複数の穴から噴き出した冷却媒体を壁面に直角方向から当てることにより前記ローラ軸を中空部内面から広範に渡って効率的に冷却し、該ローラ軸の温度を長手方向で異なった任意の温度分布に制御することを特徴とする構成２に記載のガラス基板の製造方法である。
【００１５】
（構成４の発明）
前記ローラ軸のローラ装着部より根元側の、前記ローラ軸が徐冷炉内で露出している部位を断熱材で覆うことを特徴とする構成３に記載のガラス基板の製造方法である。
（構成５の発明）
前記シートガラスの幅方向に沿って設けられた熱源を用いて、前記シートガラスに、前記シートガラスの幅方向に沿って温度分布を与えて徐冷することを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法である。
【００１６】
（構成６の発明）
前記ローラが挟持する前記シートガラスの温度は、６００℃〜１１００℃であることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、徐冷工程において、シートガラスを搬送するローラを支持するローラ軸の真直度が、長期間必要な水準に維持されるように冷却するとともに、シートガラスの幅方向における温度プロファイルに影響を与えないようにローラ軸の温度を制御することにより、予め意図した（設計された）温度プロファイルを精度良く再現でき、ガラス基板の平面度（反り量）及び歪の悪化を抑制することが可能なガラス基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
【図２】本発明における熔解工程乃至切断工程を行う装置の一例を模式的に示す図である。
【図３】図２に示す成形装置の概略の側面図である。
【図４】本発明における温度プロファイルの制御に用いるヒータユニットを説明する図である。
【図５】本発明における複数の温度プロファイルを説明する図である。
【図６】本発明におけるローラ軸の冷却方法の第１の実施の形態を示す部分断面正面図である。
【図７】本発明におけるローラ軸の冷却方法の第２の実施の形態を示す部分断面正面図である。
【図８】特許文献１に開示されているガラス板の製造装置の部分断面正面図である。
【図９】（ａ）は従来のローラ軸の冷却方法を示す部分断面正面図、（ｂ）はその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（ガラス基板の製造方法の全体概要）
図１は、本発明の実施形態であるガラス基板の製造方法のフローを示す図である。
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、冷却工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。また、ガラス基板の製造方法は、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等の他の工程を有する。梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者（顧客）に搬送される。
【００２０】
図２は、熔解工程（ＳＴ１）〜切断工程（ＳＴ７）を行う装置を模式的に示す図である。当該装置は、図２に示すように、熔解装置１００と、成形装置２００と、切断装置３００とを主に有する。熔解装置１００は、熔解槽１０１と、清澄槽１０２と、攪拌槽１０３と、第１配管１０４と、第２配管１０５と、第３配管１０６とを有する。成形装置２００については後述する。
【００２１】
熔解工程（ＳＴ１）では、熔解槽１０１内に供給されたガラス原料を、図示されない火焔及び電気ヒータで加熱して熔解することで熔融ガラスＭＧを得る。清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽１０２において行われ、熔解槽１０１から第１配管１０４を通って供給された清澄槽１０２内の熔融ガラスＭＧを加熱することにより、熔融ガラスＭＧ中に含まれる酸素やＳＯ2の気泡が、清澄剤の酸化還元反応により成長し液面に浮上して放出される、あるいは、気泡中のガス成分が熔融ガラスＭＧ中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程（ＳＴ３）では、清澄槽１０２から第２配管１０５を通って供給された攪拌槽１０３内の熔融ガラスＭＧを、スターラ１０３ａ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。
供給工程（ＳＴ４）では、熔融ガラスＭＧが、攪拌槽１０３から第３配管１０６を通って成形装置２００に供給される。
【００２２】
成形装置２００では、成形工程（ＳＴ５）及び冷却工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、熔融ガラスＭＧをシートガラスＳＧ（図３参照）に成形し、シートガラスＳＧの流れを作る。本実施形態では、後述する成形体２１０を用いたオーバーフローダウンドロー法を用いている。この場合、シートガラスＳＧの流れ方向（図中Ｚ方向）は、鉛直下方となる。冷却工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシートガラスＳＧが所望の厚さになり、冷却に起因する反り及び歪が生じないように冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置３００において、成形装置２００から供給されたシートガラスＳＧが所定の長さに切断されることで、板状のガラス基板Ｇを得る。
この後、ガラス基板Ｇの端面の研削・研磨が行われた後、ガラス基板Ｇ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基板Ｇが最終製品として梱包される。
【００２３】
本実施形態において製造されるガラス基板Ｇは、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板、有機ＥＬディスプレイ用ガラス基板、カバーガラスに好適に用いられる。また、このガラス基板は、その他、携帯端末機器などのディスプレイや筐体用のカバーガラス、タッチパネル板、太陽電池のガラス基板やカバーガラスとしても用いることができる。特に、ポリシリコンＴＦＴを用いた液晶ディスプレイ用ガラス基板に好適である。
【００２４】
また、ガラス基板Ｇの厚さは、例えば０．１ｍｍ〜１．５ｍｍである。好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．３〜１．０ｍｍ、さらにより好ましくは０．３〜０．８ｍｍ、特に好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。
さらに、ガラス基板Ｇの幅方向の長さは、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。一方、ガラス基板Ｇの縦方向の長さも、例えば５００ｍｍ〜３５００ｍｍであり、１０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることが好ましく、２０００ｍｍ〜３５００ｍｍであることがより好ましい。
【００２５】
（ガラス基板の組成）
ガラス基板Ｇに用いるガラスは、例えば、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルカリシリケートガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリアルミノゲルマネイトガラスなどを適用することができる。なお、本発明に適用できるガラスは上記に限定されるものではない。
【００２６】
ガラス基板Ｇのガラス組成は例えば以下のものを挙げることができる。以下示す組成の含有率表示は、質量％である。
ＳｉＯ2：５０〜７０％、 
Ａｌ2Ｏ3：０〜２５％、 
Ｂ2Ｏ3：1〜１５％、 
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が、好ましい。
【００２７】
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Ｇ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Ｇが含有するものである)含むことが好ましい。勿論、Ｒ’2Ｏの合計が０．１０％未満であってもよい。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％（好ましくは０．０１〜０．０８％）であることがさらに好ましい。また、清澄剤として添加される酸化錫の含有量が０．０１〜１％（好ましくは０．０１〜０．５％）であることがさらに好ましい。
【００２８】
（成形装置の説明）
図３は、ガラス基板Ｇの成形装置２００の構成を示す側面図である。
成形装置２００は、成形工程（ＳＴ５）を行う成形炉２０１と、冷却工程（ＳＴ６）を行う徐冷炉２０２とを含む。
【００２９】
本実施形態で行う冷却工程（ＳＴ６）では、ガラス基板Ｇの反りおよび歪を低減するために、成形工程（ＳＴ５）で成形されたシートガラスＳＧの幅方向（図２に示す成形装置２００における水平方向）に沿って設けられたヒータユニットを用いて、シートガラスＳＧに、シートガラスＳＧの幅方向に沿って温度分布を与えながら冷却する徐冷処理を行う。
【００３０】
成形炉２０１及び徐冷炉２０２は、耐火レンガ、耐火断熱レンガ、あるいはファイバー系断熱材等の耐火物で構成された炉壁に囲まれて構成されている。成形炉２０１は、徐冷炉２０２に対して鉛直上方に設けられている。成形炉２０１及び徐冷炉２０２の炉壁で囲まれた炉内部空間には、成形体２１０と、雰囲気仕切り部材２２０と、冷却ローラ２３０と、冷却ユニット２４０と、搬送ローラ２５０ａ〜２５０ｃを含む複数の搬送ローラと、複数の温度調整装置とが設けられている。
【００３１】
成形体２１０は、図２に示すように、第３配管１０６を通して熔解装置１００から流れてくる熔融ガラスＭＧを、シートガラスＳＧに成形する。これにより、成形装置２００内で、鉛直下方のシートガラスＳＧの流れが作られる。成形体２１０は、耐火レンガ等によって構成された細長い構造体であり、図３に示すように断面が楔形状を成している。成形体２１０の上部には、熔融ガラスＭＧを導く流路となる溝２１２が設けられている。溝２１２は、成形体２１０に設けられた供給口において第３配管１０６と接続され、第３配管１０６を通して流れてくる熔融ガラスＭＧは、溝２１２を伝って流れる。溝２１２の深さは、熔融ガラスＭＧの流れの下流ほど浅くなっており、溝２１２から熔融ガラスＭＧが鉛直下方に向かって溢れ出るようになっている。
溝２１２から溢れ出た熔融ガラスＭＧは、成形体２１０の両側の側壁を伝わって流下する。側壁を流れた熔融ガラスＭＧは、成形体２１０の下方端部２１３（図３に示す）で合流し、１つのシートガラスＳＧが成形される。シートガラスＳＧは、図３に示すシートガラスＳＧの流下方向であるＺ方向に流れる。なお、成形体２１０の下方端部２１３の直下におけるシートガラスＳＧの温度は、１０5.7〜１０7.5ｐｏｉｓｅの粘度に相当する温度（例えば１０００〜１１３０℃）である。
【００３２】
成形体２１０の下方端部２１３の下方近傍には、雰囲気仕切り部材２２０が設けられている。雰囲気仕切り部材２２０は、一対の板状の断熱部材であって、シートガラスＳＧを厚さ方向（図中Ｘ方向）の両側から挟むように、シートガラスＳＧの厚さ方向の両側に設けられている。シートガラスＳＧと雰囲気仕切り部材２２０との間には、雰囲気仕切り部材２２０がシートガラスＳＧに接触しない程度に隙間が設けられている。雰囲気仕切り部材２２０は、成形炉２０１の内部空間を仕切ることにより、雰囲気仕切り部材２２０の上方の炉内部空間と下方の炉内部空間との間の熱の移動を遮断する。
【００３３】
雰囲気仕切り部材２２０の下方には空冷式の冷却ローラ２３０が設けられている。冷却ローラ２３０は、図３に示すように、シートガラスＳＧを厚さ方向の両側から挟むように、シートガラスＳＧの厚さ方向の両側に設けられている。なお、冷却ローラ２３０は、シートガラスＳＧの幅方向両端部の温度が約１０9・0ｐｏｉｓｅ以上の粘度に相当する温度（例えば９００℃以下）に低下するまで、冷却することが好ましい。
【００３４】
雰囲気仕切り部材２２０の下方に冷却ユニット２４０が設けられている。冷却ユニット２４０は、複数の冷却装置から構成されている。
【００３５】
天板２０２ａの下方の天板２０２ａと天板２０２ｂに挟まれた領域には、温度調整装置が設けられている。この領域には搬送ローラ２５０ａがシートガラスＳＧの厚さ方向の両側のそれぞれに設けられている。さらに、この領域には、熱源であるヒータユニット２７０が、温度調整装置としてシートガラスＳＧの厚さ方向の両側のそれぞれに設けられている。ヒータユニット２７０は、幅方向の温度プロファイルを制御するように、シートガラスの幅方向に沿って複数設けられたヒータを有する。ヒータはそれぞれ、加熱量が調整可能である。
【００３６】
天板２０ｂの下方に隣接する天板（図示されず）と天板２０２ｂに挟まれた領域には、さらに、別のヒータユニット２７０を用いた温度調整装置が設けられている。
【００３７】
図４は、上記ヒータユニット２７０を説明する図である。なお、図４では、搬送ローラ２５０ａの図示は省略されている。
ヒータユニット２７０は、シートガラスＳＧの幅方向に沿って５つのヒータ２７０ａ〜２７０ｅに分かれており、それぞれのヒータ２７０ａ〜２７０ｅがそれぞれ熱を発する。ヒータ２７０ａ〜２７０ｅは、例えば、クロム系発熱線等の熱源を備える。５つのヒータ２７０ａ〜２７０ｅのそれぞれの加熱量は個別に調整可能に構成されている。
【００３８】
上記冷却ローラ２３０、冷却ユニット２４０およびヒータユニット２７０により、例えば、以下のように、シートガラスＳＧが、予め設計された温度プロファイルに対応した温度分布を持つように、冷却する。図５は、本発明における複数の温度プロファイルを説明する図である。
粘性領域では、例えば、第１温度プロファイルＰ１が設計されている。粘弾性領域では、例えば、第２温度プロファイルＰ２、第３温度プロファイルＰ３および第４温度プロファイルＰ４が設計されている。
第１温度プロファイルＰ１は、シートガラスの幅方向の端部が端部に挟まれた中央領域の温度より低く、且つ、中央領域の温度が均一になるような温度プロファイルである。第１温度プロファイルＰ１により、幅方向の収縮を抑えつつ、シートガラスの板厚を均一にすることができる。
【００３９】
第２温度プロファイルＰ２は、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって漸減するような温度プロファイルである。第３温度プロファイルＰ３は、第２温度プロファイルＰ２と同様、シートガラスの幅方向の温度が中央部から端部に向かって漸減するような温度プロファイルであるが、温度勾配が第２温度プロファイルＰ２より低減されている。第４温度プロファイルＰ４は、ガラス歪点の近傍の温度領域において、シートガラスの幅方向の端部と中央部との温度勾配がさらに低減し、略均一になるような温度プロファイルである。第２温度プロファイルＰ２、第３温度プロファイルＰ３および第４温度プロファイルＰ４により、反り及び歪（残留応力）を低減できる。なお、シートガラスの中央領域は、板厚を均一にする対象の部分を含む領域であり、シートガラスの端部は、製造後に切断される対象の部分を含む領域である。
【００４０】
以上説明したとおり、成形体からオーバーフローされた熔融ガラスは、反り及び歪が許容値を超えないように、上述の徐冷工程が実施される。この徐冷工程においては、上述したように、反り及び歪が許容値を超えないように、流れ方向に沿ってシートガラスの幅方向の温度プロファイルが予め設計されており、シートガラスが設計された温度プロファイルとなるように、冷却装置やヒータなどを用いて厳密な温度管理を行っている。ところが、徐冷工程において、前述のシートガラスを搬送するローラの先端が過剰に冷却されると、その近傍にあるシートガラスがその冷却の影響によって予め設計された温度プロファイルを再現できなくなる。その結果、製造されたガラス基板に許容値を超える反り及び歪が生じてしまう。
【００４１】
そこで、本発明では、ローラを支持するローラ軸の真直度が、長期間必要な水準に維持されるようにローラ軸を冷却するとともに、設計された温度プロファイルに及ぼす影響ができるだけ小さくなるように、ローラ軸の温度を制御することを特徴としている。以下、実施の形態に基づき説明する。
【００４２】
［第１の実施の形態］
図６は、本発明におけるローラ軸の冷却方法の第１の実施の形態を示す部分断面正面図である。
ここで示すローラ３０は、前述の図３に示す成形装置２００における搬送ローラ２５０ａ〜２５０ｃに相当するものであり、本実施の形態ではローラ３０は片持ち支持されている。従って、ローラ３０は、成形装置の徐冷炉内において、ローラ３０は、上方から流れてくるシートガラス面と接触し、シートガラスを下方に搬送する。
【００４３】
上記ローラ３０を支持するローラ軸３１は中空構造に形成されており、その先端部に上記ローラ３０が固定されている。通常、ローラ３０の材質は無機繊維を固めたものであり、ローラ軸３１の材質としては耐熱性に優れ硬度も高い例えばマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられたりする。本実施形態においても同様の材質のものが使用される。また、上記ローラ軸３１の穴内径よりも小径の、先端部が閉口し、後端部が開口し、側面に複数の開口部（小さい穴）３２ａ１、３２ａ２、３２ｂ１、３２ｂ２、・・・、３２ｆ１、３２ｆ２を有するインナーパイプ３２を上記ローラ軸３１中空部に挿入している。そして、該インナーパイプ３２の後端部から冷却媒体を供給することにより、インナーパイプ３２側面の上記開口部からローラ軸３１内部に向かって冷却媒体が噴き出される。この場合の冷却媒体としては、ガスでも液体でもよい。が、液体は熱容量が大きいため過剰に熱量を奪い、軸温度を下げ過ぎるので、ガスがより好ましい。なお、図６中の破線矢印は、上述の冷却媒体の流れを示している。
【００４４】
本実施の形態によれば、上記インナーパイプ３２の先端は閉口しており、インナーパイプ３２内に流入した冷却媒体は、専らインナーパイプ３２の側面に設けた上記複数の穴からローラ軸３１内部に噴き出させるため、冷却媒体がローラ軸３１の先端面及びその周囲はあまり冷却しないようにしながら、本来冷却するする必要があるローラ軸３１の内面を炉内部全長に渡って、かつ穴位置と穴径を任意に変更することで、場所により冷却程度を変えて冷却することが可能となる。ローラ先端に近接するガラスへの影響が抑制されると、設計された温度プロファイルを精度良く再現することが可能になり、ガラス基板の平面度および歪の悪化を抑制することができる。つまり、本実施の形態によれば、ローラ３０を支持するローラ軸３２が雰囲気中の熱によりクリープ変形することで、真直度が所定の規格値を超えないように、且つシートガラスの温度プロファイルに及ぼす影響が最小限になるようにローラ軸３１を効果的に冷却することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、インナーパイプ３２の側面に設ける開口部に関し、その大きさ、位置、数等は図６に示す態様に限定されるものではない。ローラ軸３１をその長手方向にかかる曲げモーメントの大きさに応じて最小限の風量で効果的に冷却する観点から、上記開口部の大きさ、位置、数等は任意に設定することができる。
【００４６】
［第２の実施の形態］
図７は、本発明におけるローラ軸の冷却方法の第２の実施の形態を示す部分断面正面図である。
図７に示すとおり、本実施の形態は、上述の第１の実施の形態（図６）において、露出している前記ローラ軸３１の露出部を断熱材３３で覆うことを特徴とするものである。
【００４７】
露出している前記ローラ軸３１の露出部を断熱材３３で覆うことにより、ローラ軸３１が受ける雰囲気の高温状態（６００℃以上）の影響が低減されるため、ローラ軸３１の冷却をより効果的に行うことができ、冷却媒体の供給量を大幅に減らすことができる。
上記断熱材３３で覆う方法としては、例えば内側に断熱材を充填した円筒状の断熱カバーを露出しているローラ軸３１に被せて断熱する方法などが挙げられる。なお、上記断熱材３３は、当然その温度での耐熱性も備えている必要がある。
【００４８】
本実施の形態によればローラ軸を必要な低温に保つために必要な風量が少なくできるため、従来の構成以上にローラ先端に近接するガラスが選択的に（過剰に）冷却されにくく、かつ低温の金属製ローラ軸が炉内に露出しないため、シートガラスの温度プロファイルにより影響を及ぼしにくくなるので、ガラス基板の平面度および歪の悪化を防止することができる。つまり、本実施の形態によれば、ローラ３０を支持するローラ軸３２が雰囲気中の熱によりクリープ変形し真直度が所定の規格値を超えないよう、且つシートガラスの温度プロファイルに及ぼす影響が更に抑制されるようにローラ軸３１を冷却することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
本発明のガラス基板の製造方法を実施するための本実施形態の製造装置を用いて、ガラス基板を製造した。なお、前述の搬送ローラのローラ軸は、前述の図６に示す方法によって冷却した。また、ガラス原料は、以下の組成となるように調合した。
ＳｉＯ2  ６１％，
Ａｌ2Ｏ3  １７％，
Ｂ2Ｏ3  １１％，
ＣａＯ  ６％，
ＳｒＯ  ３％，
ＢａＯ  １％
【００５０】
製造したガラス基板のそれぞれについて、各１週間に渡って３時間毎に１枚（８枚／日）づつサンプリングし、各５６枚のサンプルにつき平面度（反り量）と歪みを測定し、それぞれの平均値を算出した。
その結果、本実施形態のガラス基板の製造装置により製造されたガラス基板の平面度は、搬送ローラのローラ軸を前述の図９に示す方法によって冷却する従来のガラス基板の製造装置により製造されたガラス基板の平面度より５％低減した。また、本実施形態のガラス基板の製造装置により製造されたガラス基板の歪量は、従来のガラス基板の製造装置により製造されたガラス基板の歪量より５％低減した。
なお、平面度については、レーザ変位計を用いて測定した。また、歪量は、ユニオプト製の複屈折率測定器ＡＢＲ−１０Ａを使用して、予め定められた複数の測定位置について複屈折量を測定し、測定した複屈折量のうち最大値を歪量として採用した。
これより、本発明によるガラス基板の製造方法の効果は明確である。
【００５１】
本実施形態では、熱源としてヒータを複数備えるヒータユニットを用いたが、熱源は、熱を放射する発熱源であるヒータに限られず、熱風をシートガラスＳＧに向けて提供する高温エアー吹き付け装置をシートガラスＳＧの幅方向に複数設けたものであってもよい。
【００５２】
以上、本発明の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】
【００５３】
３０  ローラ
３１  ローラ軸
３２  インナーパイプ
３２ａ１、３２ａ２、・・・、３２ｆ１、３２ｆ２  開口部
３３  断熱材
１００  熔解装置
１０１  熔解槽
１０２  清澄槽
１０３  攪拌槽
１０４  第１配管
１０５  第２配管
１０６  第３配管
２００  成形装置
２０１  成形炉
２０２  徐冷炉
２０２ａ，２０２ｂ  天板
２１０  成形体
２１２  溝
２１３  下方端部
２２０  雰囲気仕切り部材
２３０  冷却ローラ
２４０  冷却ユニット
２４２  中央部冷却ユニット
２４２  冷却量調整ユニット
２４４  端部冷却ユニット
２５０ａ〜２５０ｃ  搬送ローラ
２７０  ヒータユニット
２７０ａ〜２７０ｅ  ヒータ
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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