(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスの成形に用いられるガラス成形装置であって、
回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロールと、
前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて配置され、前記上部側空間部に前記溶融ガラスの貯留部を形成する１対の溶融ガラス堰止め部材と、
前記１対の成形ロールの少なくとも内部に配置される温度調整手段と、
前記１対の成形ロールの表面温度を制御するように温度調整手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とするガラス成形装置。
【請求項２】
さらに、前記貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する溶融ガラス温度計測手段を有し、前記温度調整手段は、前記成形ロールの軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを備え、前記制御手段は、前記計測手段によって計測された前記溶融ガラスの温度分布データに基づき、前記温度調整手段を制御する請求項１記載のガラス成形装置。
【請求項３】
前記成形ロールにおいて、前記冷媒用流路は前記成形ロールの中心部に軸方向に沿って配設され、前記内部ヒーターは前記冷媒用流路の外側に同心状に複数本配設されるとともに、その少なくとも１本が軸方向に出力分布が異なる内部ヒータである請求項２記載のガラス成形装置。
【請求項４】
前記成形ロールは、その回転軸に直交する断面において、前記内部ヒータ中心部を、頂角を持つ頂点とする仮想的な二等辺三角形の他の２頂点が前記成形ロールの外周と接しかつ隣り合う前記二等辺三角形の成形ロール外周上の頂点が全て重なり合うように、軸方向に出力分布が異なる内部ヒータと軸方向に出力が均一な内部ヒータとを交互に配設した成形ロールであり、前記二等辺三角形の頂角が４０〜８０度の範囲にある請求項３記載のガラス成形装置。
【請求項５】
さらに、前記貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する溶融ガラス温度計測手段を有し、前記温度調整手段は前記成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および前記成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備え、前記制御手段は前記計測手段によって計測された前記溶融ガラスの温度分布データに基づき、前記温度調整手段を制御する請求項１記載のガラス成形装置。
【請求項６】
前記温度調整手段は、さらに、前記成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える請求項５記載のガラス成形装置。
【請求項７】
前記溶融ガラスの粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓである請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項８】
前記溶融ガラス堰止め部材は、前記成形ロールと摺接し、または前記成形ロールとの間から溶融ガラスが漏出しない程度の隙間をおいて配置される曲面部を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項９】
前記溶融ガラス堰止め部材の下端部は、前記１対の成形ロールの成形点との距離Ｌ１が０〜５ｍｍとなる位置まで設けられる請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１０】
前記溶融ガラス堰止め部材の上部は、前記１対の成形ロールのうち最上部の位置が低い方の成形ロールの中心から該成形ロールの半径の９／１０以上高い位置となるように設けられる請求項１〜９のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１１】
前記１対の溶融ガラス堰止め部材は、耐熱性繊維が複合化された複合材料またはセラミックス焼結体からなる請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１２】
前記溶融ガラスが、１本または複数本のノズルから前記貯留部に流下するように配置された請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１３】
前記溶融ガラスは、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスである請求項１〜１２のいずれか１項に記載ガラス成形装置。
【請求項１４】
前記１対の成形ロールは、成形時の周速度が３００〜２０００ｍｍ／分である請求項１〜１３のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１５】
前記１対の成形ロールは、成形時の表面温度が２５０〜７００℃である請求項１〜１４のいずれか１項に記載のガラス成形装置。
【請求項１６】
回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロール間に溶融ガラスを導入して成形を行うガラスの成形方法であって、
前記成形は、前記１対の成形ロールの表面温度を制御するとともに、前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて１対の溶融ガラス堰止め部材を配置し、前記溶融ガラス堰止め部材間に前記溶融ガラスを貯留させて行うことを特徴とするガラスの成形方法。
【請求項１７】
前記１対の成形ロールの表面温度の制御が、前記貯留された溶融ガラスの温度分布を計測し、前記計測により得られた前記溶融ガラスの温度分布データに基づき、前記温度分布を平均化することで行われる請求項１６に記載のガラスの成形方法。
【請求項１８】
前記溶融ガラスの粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓである請求項１６または１７記載のガラスの成形方法。
【請求項１９】
前記貯留は、前記溶融ガラスからなる貯留物の上面における前記成形面間の幅Ｗを２〜４０ｍｍとして行う請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のガラスの成形方法。
【請求項２０】
前記溶融ガラスが、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスである請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のガラスの成形方法。
【請求項２１】
前記１対の成形ロールの表面温度の制御を２５０〜７００℃の範囲で行う請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のガラスの成形方法。
【請求項２２】
前記１対の成形ロールの周速度を３００〜２０００ｍｍ／分として行う請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のガラスの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成形装置およびガラスの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フツリン酸ガラスやリン酸ガラスのような、温度と粘度の関係が急峻なガラス、すなわち、溶融状態から固化直前まで極めて低粘度である溶融ガラスを板状に成形する方法としては、キャスティング法とよばれる溶融したガラス素地を板状の固定テーブルまたはコンベアのような可動テーブルや鋳型上に流し出し、テーブルや鋳型による冷却によってガラスを固化させながら徐冷帯に押し出す方法が従来から行われている。この方法では、押し出す際に冷却や膜厚調整の目的で、圧延ロールを使用することも広く行われている。【０００３】
しかしながら、上記キャスティング法では、溶融ガラスの供給量や成形温度、時間等の成形条件の制御が困難であり、また、ガラス素地表面を広範囲に大気に曝しながら成形が行われることから、揮発性の高い成分からなるガラス組成の場合、成形途中でガラス素地表面から有効成分が揮発して成分の不均一が生じ、これらに起因する脈理や歪の発生が問題であった。【０００４】
そこで、これらの問題を解決するために技術開発が行われており、例えば、特許文献１には、溶融ガラスの成形温度を圧延ロールの表面温度により制御する技術が記載されている。また、特許文献２には、溶融ガラスの供給量の変化に合わせてコンベアの速度を制御する技術が、特許文献３には、溶融ガラスの供給量を制御する技術が、特許文献４には、溶融ガラスが供給される鋳型の温度制御に関する技術がそれぞれ記載されている。しかしながら、これらの方法ではいずれも、上記脈理や歪の発生を十分に抑えられていないのが現状である。【０００５】
さらに、上記キャスティング法では、板厚は表面張力により一義的に決まるため、薄板化することが難しく、スキージや圧延ロールのような部材を用いて薄板化を試みても、スキージ通過後に表面張力でまた厚みが戻ってしまうため、板厚が均一な薄板の成形が困難であった。したがって、得られる板ガラスについて、板厚の不均一部分や不具合の発生した部分を機械研磨によって除去する必要があり製品歩留まりの点でも改善が必要とされた。【０００６】
一方、ソーダライムガラス等からなる高粘度の溶融ガラスを板状に生産性よく成形する方法の一つとして、従来から、二本の近接平行配置されたロールの間に溶融ガラスを供給し、該ロール間のスリット状出口からのガラス素地を流下するロールアウト法（例えば、特許文献５、特許文献６、特許文献７を参照）が適用されている。【０００７】
このロールアウト法を、上記低粘度の溶融ガラスの板状成形における上記問題を改善するために利用することが考えられるが、上記高粘度の溶融ガラスにおける方法や装置を低粘度の溶融ガラスにそのまま適用しても、溶融ガラスのロールへの均一供給、ロールの適切な温度制御等が十分に行えず、得られる板ガラスはサイズや品質等が不均一なものになるため、現在のところ実用化にはいたっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１７１１２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９２３６１号公報
【特許文献３】特開２００６−１４３５６９号公報
【特許文献４】特開２００７−２６９５００号公報
【特許文献５】特開２０００−２０３８５３号公報
【特許文献６】特開平１０−２９７９２８号公報
【特許文献７】特開平１１−１３９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、溶融ガラス、特に低粘度の溶融ガラスを、ロールアウト法により、脈理や歪の発生が抑制されかつ板幅や板厚等のサイズや品質が均一な板ガラスに成形可能な、ガラス成形装置およびガラスの成形方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のガラス成形装置は、溶融ガラスの成形に用いられるガラス成形装置であって、回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロールと、前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて配置され、前記上部側空間部に前記溶融ガラスの貯留部を形成する１対の溶融ガラス堰止め部材と、前記１対の成形ロールの少なくとも内部に配置される温度調整手段と、前記１対の成形ロールの表面温度を制御するように温度調整手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。以下では、「溶融ガラス堰止め部材」を単に「堰」と表現する。【００１１】
本発明のガラスの成形方法は、回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロール間に溶融ガラスを導入して成形を行うガラスの成形方法であって、前記成形は、前記１対の成形ロールの表面温度を制御するとともに、前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて１対の堰を配置し、前記堰間に前記溶融ガラスを貯留させて行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、溶融ガラス、特には低粘度の溶融ガラスをロールアウト法により、脈理や歪の発生が抑制された、板幅や板厚等のサイズや品質が均一な板ガラスに成形可能なガラス成形装置およびガラスの成形方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のガラス成形装置の実施形態の一例を示す外観図である
【図２】図１に示す成形装置における成形ロールおよび堰を示す平面図である
【図３】図１に示す成形装置において貯留部の溶融ガラスが１対の成形ロール間を通過する状態を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態の成形装置において複数のノズルを設けた場合の成形ロール部分の外観図である
【図５Ａ】本発明のガラス成形装置に用いる成形ロールの一例を示す長手方向の断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す成形ロールのＹ−Ｙ線に沿う長手方向に直交する面での断面図である。
【図６】本発明のガラス成形装置に用いる引出ロールの一例の断面図である。
【図７】本発明のガラス成形装置の実施形態の別の一例の成形ロール部分の外観図である。
【図８】図７に示す成形装置の溶融ガラスの貯留部を上から見た平面図である。
【図９Ａ】図７に示す成形装置に用いる成形ロールの一例を示す長手方向の断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す成形ロールのＹ−Ｙ線に沿う長手方向に直交する面での断面図である。
【図１０Ａ】本発明の成形装置に用いる長さ方向に出力偏差を有するカートリッジヒータの例を示す概要図である。
【図１０Ｂ】本発明の成形装置に用いる長さ方向に出力均一なカートリッジヒータの例を示す概要図である。
【図１１】図９Ａに示す成形ロールにおける内部ヒータの配置を示す図である。
【図１２】本発明のガラス成形装置の実施形態のさらに別の一例の成形ロール部分の外観図である。
【図１３Ａ】図１２に示す成形装置に用いる成形ロールの一例を示す長手方向の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す成形ロールのＹ−Ｙ線に沿う長手方向に直交する面での断面図である。
【図１４Ａ】図１２に示す成形装置に用いる成形ロールの別の一例を示す長手方向の断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す成形ロールのＹ−Ｙ線に沿う長手方向に直交する面での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
［ガラス成形装置］
本発明のガラス成形装置（以下、「成形装置」という）は、成形時の粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスを成形するために好適に用いられる。この成形装置は、回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロールと、前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて配置され、前記上部側空間部に前記溶融ガラスの貯留部を形成する１対の堰と、前記１対の成形ロールの少なくとも内部に配置される温度調整手段と、前記１対の成形ロールの表面温度を制御するように温度調整手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。以下、成形ロールの軸方向を単に「軸方向」ということもある。
【００１５】
本発明の成形装置は、上記の通り、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの低粘度の溶融ガラスの成形に好適に用いられ、さらに粘度が０．１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの成形においてより高い効果が発揮される。また、特に、溶融ガラスにおける温度と粘度の関係が急峻で、溶融状態から固化直前まで極めて低粘度であるガラスの場合に好適に用いられる。このような溶融ガラスとしては、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラス、フツリン酸ガラス等が挙げられる。
【００１６】
このような低粘度の溶融ガラスを、ロールアウト法で、脈理や歪の発生を抑制しながら、板幅や板厚等のサイズや品質が均一となるように成形するためには、成形ロールの脱熱量に応じた所定量の溶融ガラスを成形ロールの軸方向に均一に供給する必要がある。しかしながら、例えば、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの低粘度の溶融ガラスについて、成形するガラス板の板幅に近い長さのスリット状の供給ノズルで上記所定量を吐出させると、表面張力の影響で不連続な液滴状、いわゆる滝縞状に吐出してしまい、各液滴の境界部が脈理源となってしまう。また、このようなスリット状の供給ノズルにおいて溶融ガラス吐出量を、溶融ガラスが連続的かつ均一に吐出される量に増やすと、成形ロールにその脱熱量の上限を超えて溶融ガラスが供給されることになり、固化が十分に行えず、脈理や歪の発生の要因となる。さらに、ロールアウト法で、脈理や歪の発生を抑制しながら板幅や板厚等のサイズや品質が均一となるように成形するためには、特に溶融ガラスにおける温度と粘度の関係が急峻な溶融ガラスでは、溶融ガラスの粘性を適切に管理するために、成形ロールの表面温度を適正に制御することが要求される。
【００１７】
本発明の成形装置によれば、１対の成形ロールの上部側空間部に溶融ガラスの貯留部を形成する１対の堰を設けてこの堰間の全域に溶融ガラスを貯留させることで、１対の成形ロールを通過する溶融ガラスが所定量でかつ成形ロールの軸方向において均一に供給できる。また、上記貯留により溶融ガラスと成形ロールとの接触時間を長くすることで、溶融ガラスの粘性を高くできる。さらに、成形ロールの少なくとも内部に温度調整手段を設けるとともにこれを制御する制御手段を設けることで、成形ロールの表面温度を所望の温度となるよう適正に制御でき、溶融ガラスの粘性を適切に管理できる。これらにより、成形開始時からその表面温度が最適成形温度に制御されたロールにより溶融ガラスの成形ができる。よって、成形開始直後から表面性状に優れて所望の幅を有し、かつ幅方向に連続した固化したガラスが得られる。
【００１８】
本発明の成形装置において、溶融ガラスを貯留部に供給する方法は限定されないが、連続的に溶融ガラスを供給するためには、スリット状の供給ノズルよりむしろ、例えばロール幅方向中央に設けた管状の供給ノズルから溶融ガラスを供給し、貯留部をガラスが流れて行くにしたがい均一にロールアウトされるような供給方法をとることが望ましい。その場合、貯留部の溶融ガラスの温度は成形ロールの軸方向に分布を有することがあり、それにより成形して得られる板ガラスの幅方向の板厚や品質の均一性が低下することがある。
【００１９】
したがって、得られる板ガラスの幅方向の板厚や品質の均一性をより向上させるために、本発明の成形装置は、さらに、前記貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する溶融ガラス温度計測手段を有し、この計測手段によって計測された前記溶融ガラスの温度分布データに基づいて、前記制御手段が前記温度調整手段を制御する構成が好ましい。この場合、前記温度調整手段は、前記成形ロールの軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを備えるか、前記成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および前記成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備える構成が好ましい。また、前記温度調整手段は、前記冷媒用流路およびリング状ヒータに加えて、前記成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える構成であってもよい。以下では、「溶融ガラス温度計測手段」を単に「温度計」と表現する。
【００２０】
本発明の成形装置においては、上記構成により、ロールアウト法で低粘度の溶融ガラスを脈理や歪の発生を抑制しながら板幅や板厚等のサイズや品質が均一となる成形を可能とした。また、ロールアウト法では、用いる溶融ガラスが揮発性の高い成分からなるガラス組成の場合には、大気に曝される時間が短くなり揮発性成分の損失による成分の不均一化を抑制することもできる。
以下、本発明の成形装置について具体的に説明する。図１は、本発明のガラス成形装置の実施の形態の一例を示す外観図である。
【００２１】
成形装置１は、１対の成形ロール２と、これら１対の成形ロール２の成形面により区画される上部側空間部に配置されて溶融ガラスＧｍの貯留部Ｐを形成する１対の堰３と、１対の成形ロールに内装された温度調整手段４と、これを制御することで1対の成形ロール２の表面温度を制御する制御手段（図示されず）とを有する。１対の堰３間上には、例えば、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍが流下するノズル５が設けられる。また、１対の成形ロール２の下部側には、例えば、徐冷手段６、引出ロール７、および切断手段８等がこの順に設けられる。
【００２２】
図２は、図１に示す成形装置における成形ロール２および堰３を示す平面図である。図３は、図１に示す成形装置において貯留部Ｐに貯留された溶融ガラスが１対の成形ロール間を通過し成形される状態を模式的に示す図である。
【００２３】
図１〜図３に示す本発明の実施形態の成形装置１においては、外径の等しい１対の成形ロール２が、互いの回転軸Ｘが平行となるように水平に配置されるとともに、所望の板厚のガラス板を得るために成形ロール２間に所定の幅の隙間Ｓを設けて配置されている。なお、隙間Ｓは１対の成形ロール２が互いに最接近する点をそれぞれ成形点Ｚとした場合の成形点Ｚ同士の距離をいう。すなわち、隙間Ｓは１対の成形ロール２の間の最小間隔である。１対の堰３は、図１〜図３に示すように１対の成形ロール２の成形面により区画される空間部のうち上部側空間部に配置され、かつ互いに成形ロール２の軸方向に間隔をおいて配置される。堰の対向する面の距離Ｌは、所望とするガラス板Ｇｓの幅に応じて適宜変更できる。
【００２４】
堰３は、例えば略逆三角形状であり、下部側の２辺に相当する部分にそれぞれ内側に窪んだ曲面部が設けられる。この曲面部は、各成形ロール２と摺接するか、または各成形ロールとの間から溶融ガラスＧｍが流出しない程度の僅かな隙間、例えば０．５ｍｍ以下の隙間を有するように形成され、成形ロール２の曲率半径と略同等の曲率半径とされる。ここで略とは肉眼で観察した際にそのように見える状態あるいはそのような概念に近い状態を指す。
【００２５】
通常、堰３は、上部に図示しない保持部材が接続され、この保持部材によって成形ロール２との間で摺接するか、または所定の隙間を有するように成形ロール２に対して位置が固定される。なお、堰３の形状は、溶融ガラスＧｍを有効に貯留できるものであればよく、例えば保持部材との接続部等を有してもよく、少なくとも一部に上記した略逆三角形状を有するものであればよい。ここで略逆三角形状とは下側に鋭角となっている形状で、両側の成形ロールの曲率に沿った円弧状の２辺をもつ形を指す。
【００２６】
堰３の下端部は、１対の成形ロール２の成形点Ｚとの最短距離である距離Ｌ１が、０〜５ｍｍとなる位置に設けられることが好ましく、０〜０．５ｍｍとなる位置がより好ましい。このような位置まで下端部を設けることで、下端部側からの溶融ガラスＧｍの外側への流出を抑制でき、有効に成形を行うことができる。堰３の下端部は上記位置よりも低い位置まで設けられてもよいが、通常は成形点Ｚまでとされる。同様の理由から、曲面部の下端部についても、上記した堰３の下端部の位置と同様の位置まで設けることが好ましい。
【００２７】
一方、堰３の上部は、１対の成形ロール２の成形点Ｚおよび１対の成形ロール２の中心を通る直線Ｈからの垂直方向の距離Ｌ２がＬ１以上で望ましくは成形ロール２の半径の９／１０以上となる位置に設けることが好ましい。なお、１対の成形ロール２の最上部の位置が異なる場合、堰３の上部は、最上部の位置が低い方の成形ロール２の中心から該成形ロール２の半径の９／１０以上高い位置にあることが好ましい。
【００２８】
堰３の上部を上記位置まで設けることで、成形に必要な溶融ガラスＧｍを十分に貯留でき、有効に成形を行うことができる。曲面部の上部についても、同様の理由から、上記位置まで設けることが好ましい。なお、堰３の上部には高低差があってもよく、この場合には最も高さの低い部分が上記位置まで設けられていればよい。なお、既に説明したように、堰３の上部には保持部材との接続部等が設けられてもよく、堰３の上部はこのような接続部等のために上記位置よりも高い位置まで設けられていてもよい。
【００２９】
堰３の厚さは、高温強度や耐久性および加工性や経済性の観点から１〜２０ｍｍが好ましい。このような厚さで、高温強度や耐久性および加工性や経済性を確保して溶融ガラスＧｍを有効に貯留できる。
【００３０】
堰３の構成材料は、耐熱性や離型性および加工性に優れたものであれば特に制限されず、公知の断熱ボード等を使用できる。例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱性繊維からなる補強材が複合化された複合材料、セラミックス焼結体が好適なものとして挙げられる。複合材料としては、例えばガラス繊維やアラミド繊維等の耐熱性繊維からなる補強材とセメントやケイ酸カルシウム等の無機質結合材とからなる無機系複合材料が好適なものとして挙げられる。無機系複合材料としては、市販品を使用でき、特に離型性の観点からロスナボード（日光化成株式会社製、商品名）が好適に用いられる。セラミックス焼結体としては、特に離型性の観点から窒化ホウ素焼結体が好適に用いられる。
【００３１】
また、堰３の構成材料は、溶融ガラスＧｍの急冷による部分的な固化を抑制する観点から、用いる溶融ガラスの成形温度において、熱伝導率が低い材料が好ましい。例えば、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスやフツリン酸ガラスであれば、成形温度は２５０〜７００℃が好ましく、該成形温度において、熱伝導率が低いもの、具体的には、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料が好ましく、１Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料がより好ましい。ここで、本明細書において溶融ガラスの成形温度とは、溶融ガラスを成形する際の温度領域をいい、具体的には溶融ガラスが成形装置に溶融状態で供給されてから固化する直前までの温度領域をいう。
【００３２】
図１に示す通り、溶融ガラスの成形に際して、上記貯留部Ｐに、溶融ガラスＧｍが成形装置１外部の溶融窯よりノズル５を介して連続的に供給され貯留される。ノズル５は、堰３間上に配置され、特に成形ロール２の軸方向に溶融ガラスＧｍを均等に広げて貯留させる観点から、堰３間の中央部上に配置されることが好ましい。継ぎ目のないガラス板Ｇｓを成形する場合、図１に示す成形装置１のように１つのノズル５のみを設けることが好ましい。
【００３３】
成形後にガラス板Ｇｓを小片に切断する場合等、ガラス板Ｇｓに継ぎ目があっても構わない場合は、例えば、図４に示すように、成形装置１の堰３間に均等な間隔を設けて複数のノズル５を設けても構わない。ノズル５の開口部の形状は、特に限定されず、例えば、円形状、楕円状、矩形状が好ましい。例えば、開口部が円形状の場合、その径は１〜１２ｍｍが好ましい。
【００３４】
例えば、ノズル５開口部がスリット状の形状であって、ノズル５から流下する溶融ガラスＧｍが滝縞状となる場合には、各液滴が合体して１対の成形ロール２間に貯留部を形成する際、各液滴の界面で脈理と呼ばれる光学欠陥が発生しやすい。そこで、脈理等の光学欠陥が生じないように板成形を行うためには、溶融ガラスＧｍの流下は連続的であることが好ましい。そのため、ノズル５の開口部の形状は円形状、楕円状、矩形状が好ましい。また、ノズル５は、１対の成形ロール２の軸方向の中央もしくは片端に１箇所、もしくは界面の作る光学欠陥が製品内に残らないように配置される場合は複数箇所配置されることが好ましい。このような形状および配置によれば、貯留部を利用して溶融ガラスＧｍを幅方向に広げる成形方法により、より高品質の板成形ができる。
【００３５】
貯留部Ｐに貯留される溶融ガラスＧｍの貯留量は、溶融ガラスの粘度、成形温度、その他成形条件により適宜選択される。通常、成形装置１が固定されれば、溶融ガラスＧｍの貯留量は、図３で示される貯留幅Ｗ、すなわち、溶融ガラスＧｍからなる貯留物の上面における成形面間の幅、言い換えれば、貯留された溶融ガラスＧｍの大気との界面が１対の成形ロール２に接する線の間隔で示すことができる。貯留部Ｐにおいて溶融ガラスＧｍが大気と接する表面積は、貯留部Ｐの幅Ｗと長さ、すなわち１対の堰３間の間隔Ｌ、との積で求められるが、貯留量に対する割合で比較すると従来のキャスティング法に比べて大気に接する面積が極めて小さく、揮発成分の損失が抑制される。
【００３６】
ノズル５から供給され貯留部Ｐに貯留された溶融ガラスＧｍは、１対の成形ロール２の回転に伴い成形ロール２間の隙間Ｓから下方に向かって、１対の堰３間の間隔Ｌ、すなわち貯留部の長さと同じ幅の板状に成形されたガラス板Ｇｓが連続的に押し出される。ノズル５からの貯留部Ｐへの溶融ガラスＧｍの流下量は、幅方向に不連続、例えば滝縞状とならない程度の流下量とすることが好ましく、具体的には、成形ロール２の周速度、堰３間の隙間Ｓ等の設定により決定する、成形して押し出されるガラスの量と同量となるように調整される。これにより、貯留部Ｐに貯留される溶融ガラスＧｍの量も一定となる。なお、貯留部Ｐに貯留される溶融ガラスＧｍの量を一定に保つには、例えば、図３において、1対の成形ロールの成形点Ｚと1対の成形ロールの中心を通る直線Ｈから溶融ガラスＧｍからなる貯留物の上面までの距離Ｋを一定に保てばよい。貯留部Ｐに供給された溶融ガラスＧｍは、表面温度が制御された成形ロール２に接触することで温度を降下させながら成形ロール２の回転により隙間Ｓに達し適正な成形温度で成形ロール２間を通過し成形ロール２外へ押し出される。
【００３７】
例えば、１対の成形ロール２の外径が１００ｍｍであり、成形ロール２間の隙間Ｓが１ｍｍであり、１対の堰３間の間隔Ｌが２００ｍｍであり、溶融ガラスＧｍの貯留量を貯留幅Ｗで示した際にＷが１０ｍｍである場合、成形ロール２の周速度を８００ｍｍ／分とすれば、溶融ガラスＧｍの成形ロール２との接触時間は１．６秒と算出される。また、同様に上記条件でＷが３０ｍｍである場合、成形ロール２の周速度を８００ｍｍ／分とすれば、溶融ガラスＧｍの成形ロール２との接触時間は２．９秒と算出される。この、接触時間において溶融ガラスＧｍは冷却され成形ロール２から押し出される際には固化してガラス板Ｇｓとなる。上記いずれの場合もガラス板Ｇｓは、８００ｍｍ／分で成形され、したがって、溶融ガラスＧｍの供給量は１６０ｍｌ／分と算出される。
【００３８】
このようにして、本発明の実施形態の成形装置１によれば、ノズル５から貯留部Ｐへ供給される溶融ガラスＧｍの流下量と、ロールアウトのガラス成形速度、言い換えれば成形ロール２外へ押し出されるガラス板Ｇｓの量との均衡を保つことが可能であり、これにより貯留部Ｐに貯留される溶融ガラスＧｍの量を一定とできる。その結果として、所望の板幅を有し、かつ幅方向に連続した板ガラスを成形できる。特に、溶融ガラスＧｍの粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの場合に、従来と比べて効果的に成形できる。
【００３９】
図１〜図３に示す成形装置１においては、１対の成形ロール２は互いに同じ大きさであるが、本発明の実施形態の成形装置における成形ロール２の外径は、１対の成形ロール２間で同一でも異なってもよい。また、このときの回転軸の鉛直方向の位置についても同一でも異なってもよい。なお、１対の成形ロール２の外径が異なる場合であっても、周速度は互いに等速とする。なお、本明細書において成形ロール２の外径とは、成形ロール２において上記溶融ガラスの貯留部が形成される部分の外径をいう。
【００４０】
成形ロール２は、外径を小さくするにつれてガラス板Ｇｓの板厚Ｔを薄くできるが、以下に説明する温度調整手段４を内部に設ける観点から、ある程度の外径を有することが好ましく、例えば３０〜２００ｍｍが好ましく、さらに、５０〜１００ｍｍがより好ましい。
【００４１】
また、１対の成形ロール２の長さは、外径と同様に１対の成形ロール２間で同一でも異なってもよい。１対の成形ロール２の長さは、少なくとも成形して得られるガラス板Ｇｓの幅に上記の１対の堰３の幅を加えた長さより長いことが必須である。効率よく温度制御するために、１対の成形ロール２の長さは、成形されるガラス板Ｇｓの幅より１〜２０ｍｍ長いことが好ましい。なお、本明細書において成形ロール２の長さとは、成形ロール２において上記外径を有する部分の長さをいう。ここで、成形ロールがフランジを有する場合はフランジを除く部分の長さをいう。本発明の実施形態の成形装置に用いる成形ロール２において、１対の成形ロール２の外径および長さは、その表面温度制御の観点から同一であることが好ましい。
【００４２】
１対の堰３は、溶融ガラスＧｍを堰止めるための堰止め部材であり、図２に示すように１対の成形ロール２の成形面により区画される空間部のうち上部側空間部に配置され、かつ互いに成形ロール２の軸方向に間隔をおいて配置される。この間隔、つまり１対の堰３の内面どうしの距離は、所望とするガラス板Ｇｓの幅Ｌに応じて適宜変更できるが、例えば５０〜３００ｍｍが好ましい。
【００４３】
１対の成形ロール２の周速度を互いに等速にする方法としては、各成形ロール２に駆動装置を接続して独立に制御する方法、１つの駆動装置のみを用いてギヤ比の調整によって各成形ロール２の周速度を調整する方法が挙げられる。駆動装置としては、例えば無段階変速機構を備えるものや、サーボモータ等の可変モータが挙げられる。駆動装置は、成形ロール２の中心を軸方向に貫通する直線が回転軸Ｘとなって成形ロール全体が回転するように成形ロール２に接続される。
【００４４】
なお、本発明の実施形態の成形装置を用いて板ガラスを成形する際の成形ロール２の周速度は、３００〜２０００ｍｍ／分が好ましい。周速度を２０００ｍｍ／分以下とすることで、溶融ガラスＧｍとの接触時間を長くし、十分に冷却させて固化させることができる。また、周速度を３００ｍｍ／分以上とすることで、生産性を向上させるとともに、ガラス板Ｇｓの板厚が過度に厚くなることを抑制できる。
【００４５】
成形ロール２は、少なくとも成形ロール２の内部に温度調整手段４を有するとともに、図示されないが温度調整手段４を制御する制御手段を有する。温度調整手段４を制御手段により制御することによって、成形ロール２の表面温度を適正な温度に制御できる。本発明の実施形態の成形装置は、上記１対の堰３と併せて、温度調整手段４とこれを制御する制御手段を有することで、溶融ガラスＧｍ、特には、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスやフツリン酸ガラス等からなる粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍを適切にガラス板Ｇｓへと成形できる。
【００４６】
本発明の実施形態の成形装置を用いて板ガラスを成形する際の成形ロール２の表面温度は、２５０〜７００℃が好ましく、２８０〜４８０℃がより好ましい。成形ロール２の表面温度を７００℃以下とすることで、溶融ガラスＧｍを冷却して固化させることができるとともに、表面への溶融ガラスＧｍの焼き付きを抑制できる。また、成形ロール２の表面温度を２５０℃以上とすることで、急激な冷却によって発生する表面のシワやクラックを抑制できる。なお、成形ロール２の表面温度は、１対の成形ロール２の軸方向の中間部であって、図２に示すように１対の成形ロール２が最接近する成形点Ｚに対して反対側となる表面部分で測定される。
【００４７】
温度調整手段４としては、例えば成形ロール２の内部、特に回転軸Ｘ付近に冷却水等の冷媒を循環させる冷媒用流路等の冷却手段が挙げられる。温度調整手段４として、このような冷媒用流路を用いる場合には、通常、成形ロール２の表面温度を制御するために冷却手段を制御する制御手段としては、主として冷媒の流量を調整する手段、例えば流量調整バルブ等が用いられる。
【００４８】
ここで、上記冷媒用流路と制御手段を組み合わせて用いた場合に、安定領域において冷却能力の流量依存度が低く、流量制御による温度調整幅が狭いことから、成形ロール２の表面温度の迅速な制御を求められる場合に対応できないことがある。具体的には、成形ロール２の表面温度が過度に低下した場合、適温に戻すのに時間を要する等が挙げられる。このため、温度調整手段４として、上記冷却手段に加えて、成形ロール２の表面付近の内部に、表面温度の調整幅の広いヒータ等からなる加熱手段を設けることが好ましい。加熱手段としてヒータを用いる場合、これを制御する制御手段としては、出力調整が可能な電源等が挙げられる。例えば、この電源において出力を０から最大出力値に変化させて加熱手段を制御することで、成形ロール２の表面温度を制御できる。
【００４９】
本発明の実施形態の成形装置１において、内部に温度調整手段４として、冷却水を循環させる冷媒用流路およびヒータを有する成形ロール２の一例を成形ロール２Ａとして、図５Ａ、図５Ｂに示す。図５Ａは成形ロール２Ａの長手方向の断面図であり、図５Ｂは図５Ａに示す成形ロール２ＡのＹ−Ｙ線に沿う長手方向に直交する面での断面図である。
【００５０】
成形ロール２Ａは、中心に軸方向に沿って配設された冷媒用流路２４を有する円筒状のロール本体２０を有し、冷媒用流路２４の外側のロール本体２０内部に同心状にかつ軸方向に沿って配設された複数本の内部ヒータ２５を有するとともに、ロール本体２０上に同心的に形成された周面がガラス成形面とされた被覆層２３を有する。さらに、成形ロール２Ａは、ロール本体２０の両端にロール本体２０と軸方向に直交する断面の中心が一致するように一体成形された管状部材２９を有する。管状部材２９は、通常、駆動装置（図示されず）に接続され、管状部材２９からロール本体２０の中心を軸方向に貫通する直線が回転軸Ｘとなり管状部材２９が回転することで成形ロール２Ａ全体が回転する機構である。
【００５１】
成形ロール２Ａにおいては、ロール本体２０の中心に軸方向に沿って、一方の端が一方の管状部材２９に接続するように開口し、他方の端が閉塞した円柱状の孔が形成され、その内側に両端が開口した内管２７をさらに有する構成とすることで、内管２７の外壁とロール本体２０の内壁からなる冷媒用流路２４と内管２７の内壁で形成される冷媒用流路２４が形成されている。また、内管２７は管状部材２９内まで連続して設けられている。
【００５２】
ここで、冷却水は、通常、管状部材２９内の内管２７の内側流路を通過して、成形ロール２Ａの円柱状の孔内に管状部材２９内から連続して設置された内管２７の内壁で形成される冷媒用流路２４に流入し、円柱状の孔の閉塞端に達したところで折り返して、内管２７の外壁とロール本体２０の内壁からなる冷媒用流路２４に入り、この冷媒用流路２４を通過して流入側と同じ端から内管２７の外壁と管状部材２９の内壁からなる流路に流出する。冷却水は成形ロール２Ａの外部で熱交換され、成形ロール２Ａに再度供給されるという循環を繰り返す。また、冷却水の流量制御は熱交換後の循環流路に流量調整バルブ等を設けて行えばよい。
なお、冷媒用流路２４は、必要に応じて一方の管状部材２９からロール本体２０を貫通して他方の管状部材２９に接続するかたちに形成されてもよい。また、冷媒としては水が好ましいが、水以外であっても冷媒として機能する化合物や組成物であれば特に制限なく使用可能である。
【００５３】
ロール本体２０が冷媒用流路２４を形成するために有する円柱状の孔の径は成形ロール２Ａの外径の１／１０〜６／１０程度であり、かつ２０ｍｍ以上が好ましい。また、閉塞端の位置は冷却水の供給、排出側と反対側の成形ロール２Ａの端部に近い堰３の配設位置より供給、排出側から遠い位置とすることが好ましい。さらに、内管２７のサイズとしては、内管２７の（外径−内径）／２で示される管厚が０．３〜１０ｍｍ程度であり、外径が円柱状の孔の径の１／５〜２／３程度であるのが好ましい。以下、管状部材の管厚、厚みは特に断りのない限り（外径−内径）／２で示される厚みをいう。
【００５４】
冷媒用流路２４の外側のロール本体２０内部に同心状にかつ軸方向に沿って配設される複数本の内部ヒータ２５としては、カートリッジヒータ、誘導加熱ヒータ等が挙げられる。内部ヒータ２５はヒータ本体がロール本体２０内に上記のように配設されるように、例えば、ロール本体２０の冷却水の供給、排出側と反対側の端部に取り付けられる。内部ヒータ２５は取り付け部から管状部材２９内を経由するように設けられた配線３３により成形ロール２Ａ外部の出力調整可能な電源と接続される。内部ヒータ２５の配置や本数について、より好ましい態様は後述の通りである。内部ヒータ２５の代わりに、例えば小型燃焼バーナー、熱媒体等を用いてもよい。
【００５５】
ロール本体２０の構成材料としては、剛性や靭性が高く、また表面硬度が高ければ必ずしも限定されない。例えば鉄系材料や銅系材料が好適に用いられる。上記の通り、本発明の成形装置を用いてガラスを成形する際の成形ロールの表面温度は、２５０〜７００℃が好ましい。この温度領域は、例えば、上記溶融ガラスとしてリン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスを用いた場合には、該ガラスの軟化点温度領域に相当する。ロール本体２０を構成する材料としては、この温度領域において、熱伝導率が高い材料、具体的には熱伝導率が１０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋである材料が好ましく、４０〜３８０Ｗ／ｍ・Ｋである材料がより好ましい。
【００５６】
ロール本体２０の構成材料として、熱伝導性が上記範囲にある材料を用いれば、成形ロール２Ａの貯留部の中央部分にノズル５から集中的に供給された溶融ガラスＧｍの持込潜熱を成形ロール２Ａの軸方向に効率よく分散させることができる。ロール本体２０の構成材料の熱伝導率が上記下限値より低い場合には、成形ロール２Ａの中央部の局部過熱により、中央部のみが高温化しガラス焼き付きを起こすことがある。
【００５７】
熱伝導性が、上記範囲にある高熱伝導性の材料としては、鉄（２５〜５５Ｗ／ｍ・Ｋ）もしくはそれに準じた低炭素鋼（２５〜４５Ｗ／ｍ・Ｋ）、高炭素鋳鉄（２０〜５５Ｗ／ｍ・Ｋ）、銅（３４０〜３８０Ｗ／ｍ・Ｋ）もしくは、クロム、ジルコニア、アルミナ等により強化された銅合金（２８０〜３２０Ｗ／ｍ・Ｋとなるように組成を調整した合金）、アルミニウム（２２０〜２４０Ｗ／ｍ・Ｋ）もしくは、銅、亜鉛、マグネシウム、ベリリウム等により強化されたアルミニウム合金（１００〜２００Ｗ／ｍ・Ｋとなるように組成を調整した合金）等が好ましい。これらの中でも、銅または、クロム、ジルコニア、アルミナ等により強化された銅合金がより好ましい。なお、各材料の後の括弧内に示す熱伝導率は、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスの軟化点温度領域２５０〜７００℃における熱伝導率である。
【００５８】
また、ロール本体２０の構成材料は、必ずしも軸方向に同一である必要はなく、例えば成形ロール２Ａの軸方向における溶融ガラスＧｍの温度分布を均一化する観点、特にノズル５の直下部分、すなわち溶融ガラスＧｍが流下される部分の熱を分散させる観点から、上記部分を高熱伝導率の材料、例えば熱伝導性が上記範囲にある材料とし、それ以外の部分を、この高熱伝導率の材料より熱伝導率の低い材料としてもよい。
【００５９】
ロール本体２０の（外径−内径）／２で示される厚みとしては、上記観点から、また内部ヒータ２５を内蔵する点から１０〜８０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
なお、ロール本体２０は後述の成形ロール２Ｂのように、例えば、必要に応じて、中心部材２１と中間層２２の２層で形成されていてもよい。また、ロール本体２０と被覆層２３の２層がその区別なく１層で形成されていてもよい。中心部材２１、中間層２２、被覆層２３で構成される場合に、さらに各層がそれぞれ複数の層で構成されていてもよい。また、必要に応じてフランジ２６を有していてもよい。
【００６０】
成形ロール２Ａは、ロール本体２０上に同心的に形成され周面がガラス成形面となる被覆層２３を有する。本発明の成形装置に用いる成形ロールにおいて、このような被覆層は、必須の構成要素ではないが、好ましく設けられる構成要素である。
被覆層２３は溶融ガラスＧｍとの離型性がよく、溶融ガラスＧｍの成分と反応しない材料で形成される。また、溶融ガラスＧｍと直接接触するため耐熱性が要求される。
【００６１】
被覆層２３は、例えば、メッキ処理、溶射処理、イオンプレーティング処理、窒化処理等の従来公知の方法により、ロール本体２０を表面処理することで、ロール本体２０上に設けられた層であってもよい。被覆層２３を構成する材料として、具体的には、各種耐熱性メッキ層、例えばＮｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層、ハードクロムメッキ層、溶射層、例えばＣｒ３Ｃ２溶射層、Ｙ−Ｚｒ溶射層、クロム・銅合金層、ＳＵＳ４２０Ｊ２層、純鉄層等が挙げられる。これらのなかでも、離型性の観点から、Ｎｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層、ハードクロムメッキ層、ＳＵＳ４２０Ｊ２層等が好ましく、さらに離型性、耐熱性、溶融ガラスＧｍと反応しない等の特性が良好なＮｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層がより好ましく用いられる。
【００６２】
なお、被覆層２３の表面は、離型性を得るためにサンドブラスト加工、エッチング加工等による表面粗さを調整する処理が施されていてもよい。被覆層２３の厚さとしては、上記機能を果たすことができれば特に制限されないが、０．００１〜１．０ｍｍが好ましく、０．０１〜０．０５ｍｍがより好ましい。
【００６３】
以上、成形ロール２Ａの構造について１個の単位で具体的に説明したが、１対を構成する一方についての説明が他方にも適用され１対で同じ構成が好ましい。
【００６４】
図１に示すように本発明の実施形態の成形装置１においては、上記成形ロール２から押し出されたガラス板Ｇｓは、徐冷手段６による徐冷域を経て引出ロール７を通過した後、切断手段８により切断される。
【００６５】
徐冷手段６は、ガラス板Ｇｓの急激な冷却によりクラックが発生することを抑制するために設けられ、例えばガラス板Ｇｓの両主面を覆うように、その進行方向に沿って設けられる。徐冷手段６は、成形ロール２の下端部から鉛直方向に０〜３００ｍｍの位置から下方に２００〜２００００ｍｍ程度の範囲で設けられることが好ましい。また、徐々に温度が低下するように設定されることが好ましく、入口側、すなわち成形ロール２側における温度は２００〜５００℃、また出口側における温度は２５〜４００℃が好ましい。このような範囲かつ温度勾配とすることで、クラック等の発生を効果的に抑制できる。
【００６６】
引出ロール７は、徐冷手段６の下部に配置され、徐冷手段６から排出されたガラス板Ｇｓを両主面側から挟持しつつ、下部方向に引っ張るように回転する。このような引出ロール７を設けることで、より平板状に近いガラス板Ｇｓを得ることができる。引出ロール７としては、ガラス板Ｇｓが滑らないようにかつ、傷つけないように確実に挟持できるものが好ましく、例えば、図６に示すように、ステンレス鋼等からなる芯材７１の表面を耐熱性繊維のフェルトからなる中間被覆層７２で被覆するとともに、この中間被覆層をシリカクロスからなる表面保護層７３で被覆したものが挙げられる。
【００６７】
中間被覆層７２としては、例えば、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、アラミド繊維等からなるフェルトが好適に用いられる。表面保護層７３としては、例えばシリカ繊維からなる織布を耐熱処理剤等でコーティングしたものが好適に用いられる。このようなものによれば、ガラス板Ｇｓの滑りを抑制して確実に挟持できるとともに、十分な耐久性とできる。引出ロール７の大きさは、必ずしも限定されないが、例えば芯材７１の直径は３０〜２００ｍｍ、中間被覆層７２の厚さは２〜２０ｍｍ、表面保護層７３の厚さは１〜１０ｍｍである。
【００６８】
切断手段８は、長尺なガラス板Ｇｓを切断して短尺なものとするために設けられる。切断手段８としては、例えば、冷却後にダイヤモンドカッターや超硬合金カッターやレーザーカッターを用いて切断するものが挙げられる。また、例えば、冷却途中、例えば４００℃程度でカッターにより表面に切り込みを入れた後、送風による冷却等により歪を発生させて切断してもよい。
【００６９】
以上、図１に示す本発明の実施形態の成形装置１について説明した。ここで、本発明の成形装置に用いる成形ロールが少なくとも内部に有する温度調整手段としては、上に説明した冷却手段、または冷却手段と加熱手段との組合せからなるもの、例えば図５Ａ、図５Ｂに示す構成の冷却手段と加熱手段の組合せの代わりに、溶融金属、合成油、特に高温用の合成油等からなる熱媒体を循環させて冷却と加熱との双方を行う冷却加熱手段を用いてもよい。このような熱媒体を用いた冷却加熱手段によれば、熱媒体の冷却または加熱によって温度制御ができることから、冷却手段と加熱手段とを別々に設ける場合に比べて構造を簡素化できる。熱媒体となる溶融金属としては、例えばナトリウム、ガリウム、スズなどが挙げられ、合成油としては、例えばバーレルサーム４００（松村石油株式会社製、商品名）が挙げられる。
【００７０】
合成油を用いることで温度調整手段は簡略化できるが、何らかの理由で成形ロールの内部に合成油が滞留すると、この合成油が高温となって発火するおそれがある。このため、循環流路の一部に合成油を排出する排出弁を設けるとともに、圧縮空気等によって成形ロールの内部の合成油を排出弁に向けて押し出す強制排出手段を設けることが好ましい。また、これらに加えて、循環流路の一部に流量や温度を測定し、測定値が異常値となったときに異常信号を発する測定手段と、この異常信号を受けて上記緊急排出弁を開放するとともに、上記強制排出手段を駆動させる自動化手段とからなる緊急排出システムを設けることが好ましい。
【００７１】
ここで、ノズルの形状、本数等の溶融ガラスの供給方法にもよるが、通常、溶融ガラスの供給を貯留部Ｐ全体に亘って均等に行わない限りは、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍは貯留部の位置により温度差が発生する。例えば、図１に示すように１本のノズル５から貯留部Ｐの中央部に溶融ガラスＧｍを供給する場合には、成形ロール２の軸方向に大きな温度分布が生じることになる。具体的には、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度はその中央部において供給時の温度と同等に高く、堰３との界面に向かって徐々に低くなる傾向がある。
【００７２】
このような成形ロールの軸方向における溶融ガラスの温度分布を均一化する観点から、溶融ガラスの温度差に対応して成形ロールの表面温度を制御するために、少なくとも成形ロールの内部に設けられる温度調整手段は、特にノズルの直下部分、すなわち溶融ガラスＧｍが最初に流下される部分を効果的に冷却するものが好ましい。このようなものとしては、例えば、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａにおいて上記部分の冷媒用流路２４の径を大きくすることでロール本体２０の肉厚を薄くし、この部分の冷却能力を調整したもの等が挙げられる。また、例えば、後述のようにして成形ロール外部に設けられる温度調整手段を用いて上記部分を冷却したり、上記部分以外を加熱したりしてもよい。
【００７３】
このように、本発明の成形装置においては、得られる板ガラスの幅方向の板厚や品質の均一性をより向上させるために、貯留部の溶融ガラスの温度が成形ロールの軸方向に分布を有しないように、成形ロールの表面温度を貯留部の溶融ガラスの温度に応じて軸方向に分布するように制御することが好ましい。具体的には、本発明の成形装置は、上記構成に加えて、貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する温度計を有し、この温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、制御手段が温度調整手段を制御する構成の実施形態が好ましい。
【００７４】
この場合、温度調整手段は、成形ロールの軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを備えるか、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備える構成が好ましい。また、温度調整手段は、冷媒用流路およびリング状ヒータに加えて、成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える構成であってもよい。なお、本発明の成形装置においては、制御手段が温度調整手段を制御することで成形ロールの表面温度を制御できる。成形ロールの表面温度は、例えば、これにより溶融ガラスの温度分布が平均化されるように制御される。
【００７５】
以下、図７〜図１４Ｂにより、貯留部の溶融ガラスの温度分布を計測する温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、制御手段が温度調整手段を制御する本発明の成形装置の実施形態について説明する。
図７〜図１１は、温度調整手段として、成形ロールの軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを有する本発明の成形装置の実施形態の例を示す。図１２〜図１４Ｂは、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備える構成またはこれらに加えて成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える構成の本発明の成形装置の実施形態の例を示す。
【００７６】
図７に示す成形装置１は、１対の成形ロール２と、これら１対の成形ロール２の成形面により区画される上部側空間部に配置されて溶融ガラスＧｍの貯留部Ｐを形成する１対の堰３と、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度分布を計測する温度計９とを有する。また、１対の成形ロール２は温度調整手段として軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを有する。さらに、図７に示す成形装置１は、温度計９によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づき、上記冷媒用流路および内部ヒータを制御する制御手段（図示されず）を有する。堰３間上には、溶融ガラスＧｍが流下するノズル５が設けられる。また、図７には示されないが、１対の成形ロール２の下部側には、図１に示されるのと同様に、例えば、徐冷手段、引出ロール、および切断手段等がこの順に設けられる。
【００７７】
図７に示す成形装置１においては、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度計測を行う温度計９を有し、少なくとも成形ロール２の内部に有する温度調整手段を、成形ロールの軸方向に内装された、冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを備える構成とした以外は、図１に示す成形装置１と同様とできる。なお、図７に示す成形装置１の溶融ガラスＧｍの貯留部Ｐを上から見た平面図を図８に示す。
【００７８】
図７に示す成形装置１が有する温度計９としては、通常、成形過程における溶融ガラスの温度計測を行う際に用いられる手段が特に制限なく使用できる。具体的には、非接触で溶融ガラス温度を計測する手段、例えば放射温度計、サーモグラフィー等が好ましい。非接触式の温度計９を用いれば、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度を計測し得られる温度分布に対応して、これを平均化するように成形ロールの表面温度を制御しながら実際に溶融ガラスのロールアウト成形を行うことができる。
【００７９】
また、温度計９として、熱電対等の接触式の温度計測手段を使用できる。この場合には、溶融ガラスの温度計測と実際の溶融ガラスのロールアウト成形を同時に行うことができないため、予め実際の成形条件と同じ条件で貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度分布を計測する。次いで、この成形条件において、得られた計測結果を基に成形ロールの表面温度を制御しながら実際に溶融ガラスのロールアウト成形を行う。
【００８０】
なお、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度分布については、上記の通り、成形ロールの軸方向に生じることが一般的であり、品質等に与える影響も大きい。したがって、温度計９を用いて貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの成形ロール軸方向における温度分布を計測し、この計測された温度分布データを基に、１対の成形ロール２の表面温度を、溶融ガラスＧｍの成形ロール軸方向の温度分布が平均化されるように制御すれば、得られるガラス板の板幅や板厚等のサイズや品質の均一化を図ることができる。
【００８１】
貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布の計測は、例えば、図７に示す成形装置１を用いた場合、図８に示すように貯留部Ｐの略中央部ｍ２および１対の堰３のうちのいずれか一方の近傍、具体的には、一方の堰３の内壁面から０〜５ｍｍ内側であり貯留部の幅方向については中央の位置ｍ１の２点において貯留された溶融ガラスＧｍの表面温度を計測する。貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布は、通常上記中央の位置ｍ２を頂点に左右対称の山形の温度分布をとるため、上記ｍ２およびｍ１の２点の計測により軸方向における温度分布の全体が想定できる。
【００８２】
一方、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布を平均化するように表面温度の制御が行われる成形ロール２の表面温度は、１対の成形ロール２の軸方向の中間部であって、図２に示すように１対の成形ロール２が最接近する成形点Ｚに対して反対側となる表面部分で測定される。成形ロール２の表面温度の具体的な計測方法等については、以下の成形ロール２全体の説明において行う。
【００８３】
次に、図７に示す成形装置１に用いられる成形ロール２について具体的に説明する。図７に示す成形装置１が有する成形ロール２は、温度調整手段として、軸方向に沿って冷媒用流路を有するとともに軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを軸方向に沿って内装する、軸方向に偏差をもった温度制御が可能な成形ロールである。この冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータは、上記温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、通常成形ロールの外に設けられる制御手段により制御される。具体的には、成形ロールの表面温度が溶融ガラスの温度分布を平均化するように制御される。
【００８４】
このような軸方向に偏差を有する温度制御が可能な成形ロールとして具体的には、成形ロールの中心部に軸方向に沿って冷媒用流路を有するとともに、該冷媒用流路の外側に同心状に配設された複数の内部ヒータを有し、この内部ヒータの少なくとも１本が軸方向に出力分布が異なる内部ヒータである成形ロールが挙げられる。また、この場合、軸方向に出力分布が異なる内部ヒータと軸方向に出力が均一な内部ヒータを同じ本数準備し、これらを交互に配設した構成が好ましい。
【００８５】
図９Ａ、図９Ｂは、このような図７に示す本発明の実施形態の成形装置１の一例において好ましく用いられる、中心部に冷媒用流路を有し、その外側に同心状に軸方向に出力分布が異なる内部ヒータと軸方向に出力が均一な内部ヒータを交互に配設した成形ロール２の一例を成形ロール２Ｂとして示す断面図である。図９Ａは、成形ロール２Ｂの長手方向の断面図であり、図９Ｂは図９Ａに示す成形ロール２ＢのＹ−Ｙ線に沿う、長手方向に直交する面での断面図である。以下、軸方向に出力分布が異なる内部ヒータを「出力偏差ヒータ」、軸方向に出力が均一な内部ヒータを「出力均一ヒータ」という。
【００８６】
成形ロール２Ｂは、中心に軸方向に冷媒用流路２４を有する円柱状の中心部材２１と、中心部材２１上に同心的に形成された、内部に同心状にかつ軸方向に沿って出力偏差ヒータ２５Ａと出力均一ヒータ２５Ｂが交互に配設された中間層２２と、中間層２２上に同心的に形成された周面がガラス成形面とされた被覆層２３を有する。成形ロール２Ｂは、さらに上記中間層２２の端部を覆い中央部で前記中心部材２１と接する１対の円盤状のフランジ２６を有する。成形ロール２Ｂにおいては、中心部材２１と中間層２２、さらには、フランジ２６を加えた部分が、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａのロール本体２０に相当する。
【００８７】
なお、図９Ａ、図９Ｂに示す本発明に用いる成形ロールの１態様において、成形ロール２Ｂは周方向に中心部材２１、中間層２２、被覆層２３の３層の積層構造を有するが、図７に示す本発明の実施形態の成形装置１の一例において成形ロール２は、軸方向に沿って冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを内装する限りは、その他の構成については特に制限されない。例えば、必要に応じて、中心部材２１と中間層２２の２層がその区別なく１層で形成されていてもよく、中間層２２と被覆層２３の２層がその区別なく１層で形成されていてもよく、さらには、中心部材２１、中間層２２、被覆層２３の３層がその区別なく１層で形成されていてもよい。また、フランジ２６を特に有しない構成の成形ロール２であってもよい。また、中心部材２１、中間層２２、被覆層２３の各層がそれぞれ複数の層で構成されていてもよい。
【００８８】
ここで、図７に示す成形装置１においては、１対の成形ロール２は互いに同じ大きさであるが、成形ロール２の外径については、１対の成形ロール２間で同じであっても、大きさの差異があってもよい。なお、１対の成形ロール２の外径が異なる場合であっても、周速度は互いに等速とする。周速度を等速にする方法としては、上記図１に示す成形装置１と同様な駆動装置を用いる方法が適用できる。
【００８９】
成形ロール２Ｂにおいて、駆動装置は、通常、中心部材２１の端部に接続され、中心部材２１の中心を軸方向に貫通する直線が回転軸Ｘとなり中心部材２１が回転することで成形ロール全体が回転する。また、成形ロール２Ｂの外径に関しては、短い外径とすることで、ガラス成形体の板厚を薄くできるが、成形ロール２Ｂ内に内装される内部ヒータ２５Ａ、２５Ｂや冷媒用流路２４が狭くならないように、３０〜２００ｍｍの範囲が好ましく、さらに、５０〜１００ｍｍがより好ましい。
【００９０】
また、１対の成形ロール２Ｂの長さは、上記同様同じであっても異なってもよいが、少なくとも成形して得られるガラス板Ｇｓの幅に上記の１対の堰３の幅を加えた長さより長いことが必須である。効率よく温度制御するために、フランジ２６を除く部分の長さが、成形される板状ガラスの幅より１〜２０ｍｍ長いことが好ましい。図７に示す成形装置１に好ましく用いられる成形ロール２Ｂにおいて、１対の成形ロール２Ｂの外径および長さは、その表面温度制御の観点から同一であることが好ましい。
【００９１】
中心部材２１は、上記の通り外部の駆動装置と連結されている。中心部材２１が回転することで成形ロール全体が回転する機構を有することから、中心部材２１を構成する材料としては、剛性や靱性が高い材料が好ましく用いられる。具体的には、構成材料のヤング率が５０ＧＰａ以上であることが好ましく、２００ＧＰａ以上がより好ましい。
【００９２】
また、中心部材２１の材料の熱伝導性については、以下の中間層２２を構成する材料の熱伝導性と同等であり、さらには、中心部材２１と中間層２２を構成する材料は同一であって両者は一体とされてもよいが、好ましくは、用いる溶融ガラスの軟化点温度領域において、中心部材２１の材料の熱伝導性が、以下の中間層２２を構成する材料の熱伝導性よりも低く設定される。中心部材２１の材料は具体的には、用いる溶融ガラスの軟化点温度領域において、以下の中間層２２を構成する材料の熱伝導率が、この中心部材２１を構成する材料の熱伝導率の１倍を超え１８倍以下の値となるように選択することが好ましい。
【００９３】
なお、中間層２２を構成する材料の熱伝導性は、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａにおけるロール本体２０の熱伝導性と同等とでき、したがって、中心部材２１と中間層２２が一体化される場合、その材料の熱伝導性は、上記成形ロール２Ａにおけるロール本体２０の熱伝導性と同等とできる。
【００９４】
成形ロール２Ｂにおいては、上記のようにして中心部（中心部材２１）を外周部（中間層２２）より低熱伝導性・高断熱性の材料で構成することで、脱熱量を抑えることができる。これにより、中心部材２１の内側に配置される冷媒用流路２４の径を小さく、ロール断面積を大きくでき、ロール剛性の向上と温度調整手段としての内部ヒータの内装空間を担保できる。また、溶融ガラス、例えば、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスおよびフツリン酸ガラスからなる溶融ガラスのロールアウト時の脱熱量を最適な表面温度付近に維持できるため、内部ヒータが負担することになるエネルギー付与量を最小にでき、成形ロール２Ｂにおける表面温度の温度制御性能を高めることが可能となる。
【００９５】
例えば、上記溶融ガラスとしてリン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスを用いた場合には、該ガラスの成形温度は２５０〜７００℃であり、中心部材２１を構成するための材料としては、この温度領域において熱伝導率が１０〜１００Ｗ／ｍ・Ｋである材料が好ましく、１５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋである材料がより好ましい。
【００９６】
熱伝導率が上記範囲にある材料として、ステンレス鋼のような鉄系の鋼種や、ニッケルを主成分とする合金、具体的には、鉄、クロム、コバルト、ニオブ、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属から選ばれる金属とニッケルとの合金等の耐熱耐食金属が好適である。また、ステンレス鋼として、具体的には、ＳＵＳ３１０Ｓ（１５〜２５Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＳＵＳ３０４（１５〜２５Ｗ／ｍ・Ｋ）等が、ニッケルを主成分とする合金として、具体的には、インコネル６００（１５〜２５Ｗ／ｍ・Ｋ）等が挙げられる。なお、各材料の後の括弧内に示す熱伝導率は、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスの軟化点温度領域２５０〜７００℃における熱伝導率である。
中心部材２１を中間層２２より低熱伝導性の材料で構成する場合には、中心部材２１を構成する材料として、上に例示した材料から中間層２２を構成する材料より熱伝導率が低い材料を適宜選択すればよい。
【００９７】
中心部材２１の外径としては、成形ロール２Ｂの外径の１／１０〜６／１０のサイズであることが好ましく、２／１０〜５／１０がより好ましい。中心部材２１は、以下に説明する冷媒用流路２４を設けるために外径は２０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００９８】
冷媒用流路２４は中心部材２１を貫通するように形成されてもよいが、図９Ａに示すように一方の端が開口し他方の端が閉塞した円筒状に成形された中心部材２１の内側に両端が開口した内管２７をさらに有する構成とすることで、以下のような冷媒用流路２４を形成して冷媒を流通させてもよい。
【００９９】
すなわち、内管２７の内壁で形成される冷媒用流路２４に、中心部材２１の開口端側の内管２７開口端から冷媒を供給し、中心部材２１の閉塞端側の内管２７開口端に達した冷媒が中心部材２１の閉塞端で折り返して、内管２７の外壁と中心部材２１の内壁からなる冷媒用流路２４を通過して供給側と同じ端から外部に排出される構造としてもよい。排出された冷媒は成形ロール２Ｂの外部で熱交換され、成形ロール２Ｂに再度供給されるという循環を繰り返す。この場合、中心部材２１の閉塞端の位置は、開口端と反対側の成形ロール２Ｂの端部に近い堰３の配設位置より開口端から遠い位置とすることが好ましい。
【０１００】
冷媒の種類としては、合成油や水等が挙げられるが、安全性や耐環境性の観点から水が好ましい。冷媒の流量は、成形ロール２Ｂの大きさ、設定される表面温度等により調整される。冷媒用流路２４は、冷媒流量の可変範囲が広く取れる設計が好ましい。ここで、成形ロール２Ｂにおいては、冷媒用流路２４は、温度計９によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づく制御手段の設定にしたがって、冷媒の温度、流量等を制御することで、成形ロール２Ｂの表面温度を全体に平均的に制御する機能を有する。図９Ａ、図９Ｂに示す本発明に用いる成形ロール２Ｂの表面温度の制御は、冷媒用流路２４と軸方向に出力分布が可変な内部ヒータの組合せで行われることから、成形ロール２Ｂの表面温度について軸方向に偏差をもたせる機構は後述の内部ヒータの作用による。なお、冷媒用流路２４は設計によっては軸方向に温度変化可能に構成することもできるが、効率や可変性の点で内部ヒータの方が優れていることから、通常は、軸方向に温度偏差をもたせる機構は、主として内部ヒータを軸方向に出力分布が可変なように設計することで行う。
【０１０１】
また、中心部材２１は上記冷媒用流路２４を有することで中空状の構成となるが、強度保持の観点から、中心部材２１の壁厚は２ｍｍ以上となる設計が好ましい。
【０１０２】
成形ロール２Ｂが有する中心部材２１上に同心的に形成された中間層２２は、上記の通り中心部材２１と同一の材料からなり、必要に応じて一体とされてもよいが、好ましくは、中間層２２の材料は、用いる溶融ガラスの軟化点温度領域における熱伝導性が、中心部材２１の材料の温度領域における熱伝導性よりも高く設定される。具体的には、用いる溶融ガラスの軟化点温度領域において、この中間層２２を構成する材料の熱伝導率が、上記中心部材２１を構成する材料の熱伝導率の１倍を超え１８倍以下の値となるように選択することが好ましい。
【０１０３】
例えば、上記溶融ガラスとしてリン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスを用いた場合には、該ガラスの軟化点温度領域は、ガラス成形中のロール表面温度２５０〜７００℃に相当し、中間層２２を構成する材料としては、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａのロール本体２０の構成材料と同様に、この温度領域において、熱伝導率が１０〜４００Ｗ／ｍ・Ｋである材料が好ましく、４０〜３８０Ｗ／ｍ・Ｋである材料がより好ましい。
【０１０４】
成形ロール２Ｂの貯留部の中央部分にノズル５から集中的に供給された溶融ガラスＧｍの持込潜熱を成形ロール２Ｂの軸方向に分散させることが要求されているために、中間層２２には、このような高い熱伝導性の材料が好ましく使用される。中間層２２の構成材料としての高熱伝導性の材料としては、上述した図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａのロール本体２０と同様の材料が挙げられる。
中間層２２を中心部材２１より高熱伝導性の材料で構成する場合には、中間層２２を構成する材料として、このような材料から中心部材２１を構成する材料より熱伝導率が高い材料、好ましくは、上記中心部材２１を構成する材料の熱伝導率の１倍を超え１８倍以下の材料を適宜選択すればよい。
【０１０５】
中間層２２の層厚、すなわち中間層２２の（外径−内径）／２は、上記観点から、また以下の内部ヒータを内蔵する点から１０〜８０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
【０１０６】
図９Ａ、図９Ｂに示す成形ロール２Ｂに用いられる、中間層２２内に中心部材２１を中心として同心状にかつ軸方向に沿って交互に配設される出力偏差ヒータ２５Ａと出力均一ヒータ２５Ｂについては、例えばカートリッジヒータ、誘導加熱ヒータ等が挙げられる。これらのうちでも、軸方向に出力偏差を有する設計がし易く、電気絶縁性に優れ、取扱いが容易なカートリッジヒータが好ましい。
【０１０７】
出力偏差ヒータ２５Ａとしては、例えば、図１０Ａに概要図を示すように、中央部が低出力、両端部側が高出力となるように軸方向に出力を異ならせたカートリッジヒータが挙げられる。また、出力均一ヒータ２５Ｂとしては、例えば、図１０Ｂに概要図を示すように、全長を通じて均一な出力としたカートリッジヒータが挙げられる。
【０１０８】
カートリッジヒータは一般的には、図１０Ｂに示されるように棒状の絶縁材料からなるコア３４に一定の間隔で発熱線３２が巻き付けられた部材が外筒３１に挿入され、さらに、発熱線３２の両端がコアに内装され外部電源に通じる一対の導線３３ａ、３３ｂに接続された構成を有する。また、発熱線３２と外筒３１の隙間は絶縁性材料で充填されている。このような構成のカートリッジヒータにおいては、カートリッジヒータの長さ方向、すなわち成形ロールの軸方向の出力分布は発熱線３２の巻き線密度により調整できる。
【０１０９】
例えば、図１０Ｂに示されるカートリッジヒータ２５Ｂにおいては、発熱線３２の巻き線密度は、全長を通じて均一であり、したがって長さ方向の出力も均一となる。一方、図１０Ａに示されるカートリッジヒータ２５Ａにおいては、発熱線３２の巻き線密度は、図１０Ｂに示されるカートリッジヒータ２５Ｂの発熱線３２の巻き線密度を１００％とした場合に、中央部の１／３が巻き線密度１００％、両端部の１／３ずつが巻き線密度１５０％の高出力となるように調整したものである。
なお、図１０Ａに示されるカートリッジヒータ２５Ａに示す発熱線の巻き線密度の長さ方向における疎密のパターンは例示であって、これに限定されるものではなく、必要に応じて、適宜変更できる。
【０１１０】
ここで、図７に示す成形装置１のように１本のノズル５から貯留部Ｐの中央部に溶融ガラスＧｍを供給する場合には、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布は、溶融ガラスＧｍがノズル５から集中的に供給される中央の位置を頂点に左右対称の山形の温度分布をとる。したがって、図９Ａ、図９Ｂに示す成形ロール２Ｂにおいては、これを平均化するために、成形ロール２Ｂに内装される出力偏差ヒータとして、中央部が低出力、両端部側が高出力となるように軸方向に発熱線の巻き線密度を調整したカートリッジヒータを用いて、成形ロール２Ｂの表面温度を軸方向において中央の位置を底部にした左右対称の谷形の温度分布をとるようにしている。
【０１１１】
また、例えば、図７に示す成形装置１において、ノズルの形状や本数、設置位置等を変更することで、溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布が上記と異なる場合についても、各場合毎に温度計９により計測される貯留部Ｐの溶融ガラスの温度分布に基づいてこれを平均化するような温度分布パターンに成形ロールの表面温度を制御するように、上記同様にして用いるカートリッジヒータの長さ方向の発熱線の巻き線密度を調整すればよい。
【０１１２】
成形ロール２Ｂにおいて、出力偏差カートリッジヒータ２５Ａおよび出力均一カートリッジヒータ２５Ｂは中間層２２内に、同心状にかつ軸方向に沿って交互に配設されるように、フランジ２６にその端部が固定され、導線３３ａ、３３ｂにより成形ロール２Ｂ外部の出力調整が可能な電源と接続される。出力偏差カートリッジヒータ２５Ａおよび出力均一カートリッジヒータ２５Ｂの長さは、これらが取り付けられた側の成形ロール２Ｂの端部の反対側の端部に近い堰３の配設位置より、取り付けられた側の端部から遠い位置まで達する長さが好ましい。
【０１１３】
この出力偏差カートリッジヒータ２５Ａおよび出力均一カートリッジヒータ２５Ｂの同心状の交互配置の好ましい配置を図１１に示す。成形ロール２Ｂにおける内部ヒータの配置は、図１１に示すように、中間層２２内にカートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂの中心部を、頂角となる頂点とした仮想的な二等辺三角形を他の２頂点が成形ロールの外周と接するように描いたとき、隣の二等辺三角形との間に隙間ができないように、言い換えると、隣り合う二等辺三角形の成形ロール外周上の頂点が全て重なり合うように配置することが好ましい。このような配置で、カートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂの局所加熱の影響が、成形ロール２Ｂの表面の温度分布を防ぐことができる。
上記二等辺三角形の形状としては、頂角が４０〜８０度となる範囲の形状が好ましく、５０〜７０度がより好ましい。さらに、頂角が６０度となる場合、すなわち二等辺三角形が正三角形となる場合が最も好ましい。
【０１１４】
なお、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａにおいて内部ヒータ２５を配置する場合の配置についても、上記同様に各内部ヒータ２５の中心部を頂角となる頂点とした仮想的な二等辺三角を、他の２頂点が成形ロールの外周と接するように描いたとき、隣の二等辺三角形との間に隙間ができないように配置することが好ましい。さらに、成形ロール２Ａに用いる内部ヒータ２５として、上記出力偏差カートリッジヒータ２５Ａまたは出力均一カートリッジヒータ２５Ｂを用いてもよく、さらにこれらを組合せて用いて、上記成形ロール２Ｂと同様に同心状の交互配置としてもよい。
【０１１５】
成形ロール２Ｂの外部で各カートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂと接続する電源は、温度計９によって計測された貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度分布データに基づいて、冷媒用流路２４および内部ヒータとしてのカートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂを制御する制御手段の制御を受ける。具体的には、制御手段は温度計９により計測された成形ロールの軸方向の表面温度分布データと貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布データを参照しながら、上記各カートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂと接続する電源において出力を０から最大出力値に変化させることで、成形ロール２Ｂの表面温度の温度分布が、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度分布を平均化する形になるように制御する。
【０１１６】
成形ロール２Ｂの軸方向における表面温度分布の計測は、例えば、図９Ａに示されるように長さの異なる熱電対２８ａおよび熱電対２８ｂを成形ロール２Ｂの表面付近、具体的には、成形面からの距離で０．５〜１０ｍｍの位置に軸方向に沿って配設し、熱電対２８ａにより軸方向の中央部における成形ロール２Ｂの表面温度を計測し、熱電対２８ｂにより堰３の内壁面から０〜２０ｍｍ内側の成形ロール２Ｂの表面温度を計測して行われる。この成形ロール２Ｂの軸方向における表面温度分布のための温度計測位置は、上記貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布を計測するために選択したｍ２およびｍ１にそれぞれ対応する位置であり、この２点の温度計測により軸方向の温度分布が計測できる。
【０１１７】
図９Ａ、図９Ｂに示す成形ロール２Ｂが有する中間層２２上に同心的に形成され周面がガラス成形面となる被覆層２３は、上記図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａの被覆層２３と好ましい態様も含めて同様とできる。
【０１１８】
成形ロール２Ｂが有する中間層２２の端部を覆い中央部で上記中心部材２１と接する１対の円盤状のフランジ２６については、その構成材料として好ましくは、ヤング率が５０ＧＰａ以上の熱伝導性の低い材料が用いられる。具体的には、フランジ２６の構成材料に求められる特性は、中心部材２１の材質と同様である。すなわち、フランジ２６には断熱性があり、剛性や靱性が高い材料が好ましく用いられる。フランジ２６がこのような材質で構成されることで、成形ロール２における表面温度の温度制御性能が高められるとともに、成形ロール２の機械的強度も十分なものとなる。なお、フランジ２６の構成材料として、具体的には、上記中心部材２１の構成材料として例示した材料が、好ましい態様を含めて全てそのまま適用できる。フランジ２６の厚さは、成形ロール２の大きさにもよるが、２〜３０ｍｍが好ましく、５〜２０ｍｍがより好ましい。
【０１１９】
このように、フランジ２６と中心部材２１を同一の材料で構成できることから、設計によっては上記１対のフランジ２６の片方また両方が中心部材２１と一体成形されていてもよい。図９Ａに示す成形ロール２Ｂにおいては、フランジ２６の片方が中心部材２１と一体成形されたものを用いている。成形ロール２Ｂでは、中心部材２１における冷媒用流路２４が閉塞した側がフランジ２６と一体成形されており、さらにフランジ２６にカートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂが取り付けられている。この一体成形により、成形ロール２Ｂの機械的強度を高めることができる。
【０１２０】
ここで、この一体成形されたフランジ２６付き中心部材２１を成形ロール２Ｂから着脱可能に設計することもでき、これにより中心部材２１と中間層２２の組合せの変更が容易となる。さらに、出力偏差カートリッジヒータ２５Ａ、出力均一カートリッジヒータ２５Ｂの出力変更やヒータの種類を変更することも容易となる。なお、フランジ２６と中心部材２１を一体成形しない場合であっても、中心部材２１を着脱可能に設計することもでき、その場合にも上記同様の効果が得られる。
以上、成形ロール２Ｂの構造について１個の単位で具体的に説明したが、１対を構成する一方についての説明が他方にも適用され１対で同じ構成が好ましい。
【０１２１】
図７に示す成形装置１においては、図１に示す成形装置１と同様に、上記成形ロール２から押し出されたガラス板Ｇｓは、徐冷手段による徐冷域を経て引出ロールを通過した後、切断手段により切断される。徐冷手段、引出ロール、切断手段については好ましい態様を含めて図１に示す成形装置１と同様とできる。
【０１２２】
本発明の成形装置において成形ロールの適正な表面温度の範囲は、用いるガラスの種類、成形ロールの大きさ、成形ロール間の間隔、溶融ガラスの貯留量、成形ロールの周速度等により適宜設定される。本発明の成形装置においては、図７に示す成形装置のように、貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する温度計を有し、この温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて制御手段が、温度調整手段、具体的には、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および軸方向に出力分布が可変な内部ヒータを備える温度調整手段を制御する構成とすることで、設定される表面温度の範囲内で成形ロールの表面温度を、溶融ガラスの成形温度が軸方向に温度分布を有しないように、良好に制御できる。
【０１２３】
次に、本発明の成形装置において、貯留部の溶融ガラスの温度分布を計測する温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、制御手段が温度調整手段を制御するものであって、温度調整手段として、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備える構成またはこれらに加えて成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える構成の本発明の成形装置の実施形態の例を図１２〜図１４Ｂを参照しながら説明する。
【０１２４】
図１２に示す成形装置１は、１対の成形ロール２と、これら１対の成形ロール２の成形面により区画される上部側空間部に配置されて溶融ガラスＧｍの貯留部Ｐを形成する１対の堰３と、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度分布を計測する温度計９とを有する。また、１対の成形ロール２は温度調整手段として、成形ロール２の軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロール２の端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータ３０を有する。さらに、図１２に示す成形装置１は、温度計９によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づき、上記冷媒用流路およびリング状ヒータ３０を制御する制御手段（図示されず）を有する。堰３間上には、溶融ガラスＧｍが流下するノズル５が設けられる。また、図１２には示されないが、１対の成形ロール２の下部側には、図１に示されるのと同様に、例えば、徐冷手段、引出ロール、および切断手段等がこの順に設けられる。
【０１２５】
図１２に示す成形装置１においては、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度計測を行う温度計９を有し、温度調整手段が成形ロール２の軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロール２の端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータ３０を備える構成である以外は、図１に示す成形装置１と同様とできる。また、温度計９は、図７に示す成形装置１が有する温度計９と同様とでき、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度計測も上記で説明したのと同様とできる。
【０１２６】
図１２に示す成形装置１が有する成形ロール２は、温度調整手段として、成形ロール２の軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロール２の端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータ３０を有する軸方向に偏差をもった温度制御が可能な成形ロールである。この冷媒用流路およびリング状ヒータは、上記温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、通常成形ロールの外に設けられる制御手段により制御される。具体的には、成形ロールの表面温度が溶融ガラスの温度分布を平均化するように制御される。
【０１２７】
このような軸方向に偏差を有する温度制御が可能な成形ロールとして具体的には、成形ロールの中心部に軸方向に沿って冷媒用流路を有するとともに、リング状ヒータ３０が、１対の成形ロール２のそれぞれ両端において端部近傍の外周面上に、外周面と接するように配設された構成が好ましい。リング状ヒータ３０はリング状ヒータ３０が接する成形ロール２の外周面を含む該外周面から内側の所定の位置までの成形ロール２の表面温度を制御するように制御手段により制御される。図１２に示す成形装置１においては、このようなリング状ヒータ３０を有することで成形ロール２の表面温度について軸方向に偏差をもった、すなわち成形ロール２の端部が高温であり中央に向かって低くなる温度勾配のある温度制御が可能となる。
【０１２８】
具体的は、図１２に示す成形装置１のように１本のノズル５から貯留部Ｐの中央部に溶融ガラスＧｍを供給する場合には、貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向における温度分布は、溶融ガラスＧｍがノズル５から集中的に供給される中央の位置を頂点に左右対称の山形の温度分布をとる。したがって、これを平均化するために、１対の成形ロール２のそれぞれ両端において端部近傍の外周面上にリング状ヒータ３０を配設すれば、両端部が加熱され高温となり中央部はその影響を最も受けずに低温となって、成形ロール２の表面温度を軸方向において中央の位置を底部にした左右対称の谷形の温度分布をとることができる。
【０１２９】
ここで、図１２に示す成形装置１において、リング状ヒータ３０は、リング状ヒータ３０の内側の端面が堰３の内側の面と外側の面の間に位置し、外側の端面が成形ロール２の端面と略一致するように配設され、かつ、成形ロール２におけるリング状ヒータ３０の配設位置の外径を、リング状ヒータ３０の厚みの合計分（厚み×２）だけ短くして、リング状ヒータ３０の配設された部分と、配設されていない部分の表面すなわち外周面に段差がない成形ロール２としている。
【０１３０】
成形ロール２の端部近傍の外周面上にリング状ヒータを設ける場合の、リング状ヒータが配設される位置は、上記位置が好ましいが上記位置に限定されない。リング状ヒータの大きさや表面状態にもよるが、成形ロール２の表面温度を軸方向に偏差をもって制御するように調整できるのであれば、必要に応じて、リング状ヒータの内側の端面が堰３の内側の面よりも内側に位置してもよく、堰３の外側の面のより外側に位置していてもよい。また、同様に外側の端面が成形ロール２の端面より内側または外側に位置していてもよい。なお、本明細書において、成形ロール２の端部近傍とは、成形ロールの端部から内側に成形ロールの長さの１／４の位置までをいう。さらに端部近傍に設けるとは、必ずしも端部まで設けることを意味しない。必要に応じて成形ロールの端部から内側に成形ロールの長さの１／４の位置までの領域内に、全幅が収まるように設けることをいう。
【０１３１】
また、成形ロール２がその端部近傍の外周上にリング状ヒータを有する場合、リング状ヒータの配設された部分と配設されていない部分に段差があってもよいが、堰３の配設や、１対の成形ロール２間の所定の間隔の保持に支障のない範囲とする。
【０１３２】
なお、リング状ヒータ３０の厚みは、成形ロール２の外径や、成形ロール２に内装される冷媒用流路２４のサイズや配置、あるいはリング状ヒータ３０自身の構成により適宜適正な範囲に設計される。また、リング状ヒータ３０の内側の端面から外側の端面までの距離で示される、リング状ヒータ３０の幅は、成形ロール２の長さや堰３の配設位置等を勘案して適宜適正な範囲に設計される。
【０１３３】
ここで、図１２に示す成形装置１においては、１対の成形ロール２は互いに同じ大きさであるが、成形ロール２の外径については、１対の成形ロール２間で同じであっても、大きさの差異があってもよい。なお、１対の成形ロール２の外径が異なる場合であっても、周速度は互いに等速とする。周速度を等速にする方法としては、上記図１に示す成形装置１と同様な駆動装置を用いる方法が適用できる。また、成形ロール２の外径に関しては、短い外径とすることで、ガラス成形体の板厚を薄くできるが、成形ロール２内に内装される冷媒用流路２４が狭くならないように、３０〜２００ｍｍの範囲が好ましく、さらに、５０〜１００ｍｍがより好ましい。
【０１３４】
また、１対の成形ロール２の長さは、上記同様同じであっても異なってもよいが、少なくとも成形して得られるガラス板Ｇｓの幅に上記の１対の堰３の幅を加えた長さより長いことが必須である。効率よく温度制御するために、１対の成形ロール２の長さは、成形される板状ガラスの幅より１〜２０ｍｍ長いことが好ましい。１対の成形ロール２の外径および長さは、その表面温度制御の観点から同一であることが好ましい。
【０１３５】
図１２に示す成形装置１が有する成形ロール２のうちでも、成形ロール２の中心部に軸方向に沿って冷媒用流路を有し、上記好ましい位置にリング状ヒータ３０を有する成形ロール２を成形ロール２Ｃとして、その断面図を図１３Ａおよび図１３Ｂに示す。図１３Ａは、成形ロール２Ｃの長手方向の断面図であり、図１３Ｂは図１３Ａに示す成形ロール２ＣのＹ−Ｙ線に沿う、長手方向に直交する面での断面図である。
【０１３６】
成形ロール２Ｃは、中心に軸方向に沿って配設された冷媒用流路２４を有し、両端部近傍の外径が中央部に比べて短い略円筒状のロール本体２０を有する。成形ロール２Ｃは、ロール本体２０の両端部近傍の外径が中央部に比べて短い部分の外周面上にこの外周面に接するようにリング状ヒータ３０を有する。ロール本体２０は、リング状ヒータ３０を有しない部分の外周面上に同心的に形成された周面がガラス成形面とされた被覆層２３を有する。リング状ヒータ３０はヒータ本体３０ａとヒータ本体３０ａの外周面上に同心的に形成されたヒータ被覆層３０ｂからなり、リング状ヒータ３０を有しない部分のロール本体２０とヒータ本体３０ａの外周面は略一致し、さらに被覆層２３とヒータ被覆層３０ｂは互いに凹凸とならないように位置している。ロール本体２０とヒータ本体３０ａの外周面は直径方向の段差がないのが望ましいが、±０．１ｍｍの段差の範囲であれば実用上、段差がないといえる。
【０１３７】
さらに、成形ロール２Ｃは、ロール本体２０の両端にロール本体２０と軸方向に直交する断面の中心が一致するように一体成形された管状部材２９を有する。管状部材２９は、通常、駆動装置（図示されず）に接続され、管状部材２９からロール本体２０の中心を軸方向に貫通する直線が回転軸Ｘとなり管状部材２９が回転することで成形ロール２Ｃ全体が回転する機構である。
【０１３８】
成形ロール２Ｃにおいては、ロール本体２０の中心に軸方向に沿って、一方の端が一方の管状部材２９に接続するように開口し、他方の端が閉塞した円柱状の孔が形成され、その内側に両端が開口した内管２７をさらに有する構成とすることで、内管２７の外壁とロール本体２０の内壁からなる冷媒用流路２４と内管２７の内壁で形成される冷媒用流路２４が形成されている。また、内管２７は管状部材２９内まで連続して設けられている。ロール本体２０が冷媒用流路２４の形成のために有する円柱状の孔の径や長さ、内管２７の管厚等については成形ロール２Ａと同様とできる。
【０１３９】
ここで、冷媒用流路２４を流通する冷媒の流れは、図５Ａに示す成形ロール２Ａにおける冷却水の流れと同様である。なお、冷媒は成形ロール２Ｃの外部で熱交換され、成形ロール２Ｃに再度供給されるという循環を繰り返す。また、冷媒の流量制御は熱交換後の循環流路に流量調整バルブ等を設けて行えばよい。なお、冷媒用流路２４は、必要に応じて一方の管状部材２９からロール本体２０を貫通して他方の管状部材２９に接続するかたちに形成されてもよい。
【０１４０】
冷媒の種類としては、合成油や水等が挙げられるが、安全性や耐環境性の観点から水が好ましい。冷媒の流量は、成形ロール２Ｃの大きさ、設定される表面温度等により調整される。冷媒用流路２４は、冷媒流量の可変範囲が広く取れる設計が好ましい。ここで、成形ロール２Ｃにおいては、冷媒用流路２４は、温度計９によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づく制御手段の設定にしたがって、冷媒の温度、流量等を制御することで、成形ロール２Ｃの表面温度を全体に平均的に制御する機能を有する。
【０１４１】
図１３Ａ、図１３Ｂに示す本発明に用いる成形ロール２Ｃの表面温度の制御は、冷媒用流路２４と成形ロール２Ｃの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータ３０の組合せで行われることから、成形ロール２Ｃの表面温度について軸方向に偏差をもたせる機構はリング状ヒータ３０の作用による。なお、冷媒用流路２４は設計によっては軸方向に温度変化可能に構成することもできるが、効率や可変性の点でリング状ヒータ３０の方が優れていることから、通常は、軸方向に温度偏差をもたせる機構は、主としてリング状ヒータ３０の出力や配設位置を調整することで行う。
【０１４２】
成形ロール２Ｃにおいて、リング状ヒータ３０は導線３３Ａにより成形ロール２Ｃ外部の出力調整が可能な電源と接続される。成形ロール２Ｃの外部で各リング状ヒータ３０と接続する電源は、温度計９によって計測された貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの温度分布データに基づいて、冷媒用流路２４およびリング状ヒータ３０を制御する制御手段の制御を受ける。具体的には、制御手段は温度計９により計測された成形ロールの軸方向の表面温度分布データと貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布データを参照しながら、上記各リング状ヒータ３０と接続する電源において出力を０から最大出力値に変化させることで、成形ロール２Ｃの表面温度の温度分布が、貯留部Ｐにおける溶融ガラスの温度分布を平均化する形になるように制御する。
成形ロール２Ｃの軸方向における表面温度分布の計測方法は、図９Ａに示す成形ロール２Ｂの場合と同様とできる。
【０１４３】
成形ロール２Ｃにおいて、リング状ヒータ３０は、ヒータ本体３０ａとヒータ被覆層３０ｂで形成される。ヒータ被覆層３０ｂは、図５Ａに示す成形ロール２Ａにおける被覆層２３と好ましい態様を含めて同様とできる。ヒータ本体３０ａは、例えば、外周面に沿って発熱線が巻き付けられた内側リング部材と、内側リング部材の外周面の全面を発熱線ごと覆う形に同心的に配設された外側リング部材で構成される。この構成において発熱線の両端は外部電源に通じる導線３３Ａに接続される。リング状ヒータ３０の出力は、ヒータ本体３０ａにおける発熱線の巻き線密度により調整でき、リング状ヒータ３０の幅方向、すなわち成形ロールの軸方向に出力分布を設けたい場合には、発熱線の巻き線密度を幅方向に調整すればよい。
【０１４４】
上記内側リング部材の内径は、ヒータ本体３０ａの内径と一致し、外側リング部材の外径はヒータ本体３０ａの外径と一致する。また、外側リング部材および内側リング部材の厚みは、ヒータ本体３０ａの厚みの範囲で、例えば発熱線の太さや巻き線密度等に応じて適宜調整される。このようなヒータ本体３０ａにおいて、内側リング部材および外側リング部材は、例えば、熱膨張係数の違いから発生する歪み低減の観点からロール本体２０を構成する材料と同様な材料で構成することが好ましい。
【０１４５】
成形ロール２Ｃにおけるロール本体２０およびその表面（外周面）を被覆する被覆層２３については、形状を上記の様にする以外は、図５Ａに示す成形ロール２Ａにおけるロール本体２０および被覆層２３と好ましい態様を含めて同様とできる。ロール本体２０の（外径−内径）／２で示される厚みとしては、上記観点から、１０〜８０ｍｍであることが好ましく、２０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
【０１４６】
成形ロール２Ｃにおいては、ロール本体２０は、図９Ａに示される成形ロール２Ｂのように、例えば、必要に応じて、中心部材２１と中間層２２の２層で形成されていてもよい。また、ロール本体２０と被覆層２３の２層がその区別なく１層で形成されていてもよい。中心部材２１、中間層２２、被覆層２３で構成される場合に、さらに各層がそれぞれ複数の層で構成されていてもよい。また、必要に応じてフランジ２６を有していてもよい。
以上、成形ロール２Ｃの構造について１個の単位で具体的に説明したが、１対を構成する一方についての説明が他方にも適用され１対で同じ構成が好ましい。
【０１４７】
次に、図１２に示す成形装置１が有する成形ロール２のうちでも、成形ロール２の中心部に軸方向に沿って冷媒用流路を有し、上記好ましい位置にリング状ヒータ３０を有し、さらに成形ロール２の軸方向に内装された内部ヒータを備える成形ロール２を成形ロール２Ｄとして、その断面図を図１４Ａおよび図１４Ｂに示す。図１４Ａは、成形ロール２Ｄの長手方向の断面図であり、図１４Ｂは図１４Ａに示す成形ロール２ＤのＹ−Ｙ線に沿う、長手方向に直交する面での断面図である。
【０１４８】
成形ロール２Ｄは、図５Ａ、図５Ｂに示す成形ロール２Ａの両端近傍に、図１３Ａ、図１３Ｂにより示される成形ロール２Ｃと同様のリング状ヒータ３０を設けた構成である。各構成要素については、成形ロール２Ａまたは成形ロール２Ｃで説明したのと好ましい態様を含めて同様にできる。このように、温度調整手段を複数組み合わせることで、成形ロール２Ｄの表面温度はより所望の温度に制御し易くなる。
【０１４９】
ここで、図１２に示す成形装置１においては、図１に示す成形装置１と同様に、上記成形ロール２から押し出されたガラス板Ｇｓは、徐冷手段による徐冷域を経て引出ロールを通過した後、切断手段により切断される。徐冷手段、引出ロール、切断手段については好ましい態様を含めて図１に示す成形装置１と同様とできる。
【０１５０】
本発明の成形装置において成形ロールの適正な表面温度の範囲は、用いるガラスの種類、成形ロールの大きさ、成形ロール間の間隔、溶融ガラスの貯留量、成形ロールの周速度等により適宜設定される。本発明の成形装置においては、図１２に示す成形装置のように、貯留部における溶融ガラスの温度分布を計測する温度計を有し、この温度計によって計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて制御手段が、温度調整手段、具体的には、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路および成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータを備える、またはこれらに加えて成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータを備える温度調整手段を、制御する構成とすることで、設定される表面温度の範囲内で成形ロールの表面温度を、溶融ガラスの成形温度が軸方向に温度分布を有しないように、良好に制御できる。
【０１５１】
本発明の成形装置においては、上記に説明した温度調整手段に、追加的に、成形ロールの外部から作用する温度調整手段を設けてもよい。このようなものとしては、例えば成形ロールの外部からその表面に冷風または温風を送風する送風手段、または熱媒体を直接または間接的に接触させる熱媒体接触手段等が挙げられる。また、赤外線加熱手段やガス燃焼加熱手段、誘導加熱手段などの加熱手段であってもよい。このような外部温度調整手段によって追加的に表面温度を制御することで、より適切に成形ロールの表面温度を制御できる。
【０１５２】
成形ロールの表面を外部から冷却または加熱する温度調整手段を有する成形装置の例として、具体的には、上記図５Ａに示す成形ロール２Ａや図９Ａに示す成形ロール２Ｂ等の成形ロールの両端近傍の外周面を加熱できる位置にブンゼンバーナー、ラインバーナー等のガス燃焼加熱手段を温度調整手段として配設したものが挙げられる。この場合、ガス燃焼加熱手段の配設位置は、例えば、図２に示す１対の成形ロール２が最接近する成形点Ｚに対して反対側となる成形ロール２の端部近傍の表面部分を加熱できる位置が好ましい。ここで、成形ロールの端部近傍としては、概ね上記においてリング状ヒータが設けられる領域と同様の領域が好ましい。なお、温度調整手段としてガス燃焼加熱手段を用いる場合、ガス燃焼加熱手段の制御はガス供給量調整バルブ等で行うか、ガス燃焼加熱手段と成形ロールとの距離を調整することで行われる。
また、必要に応じて端部近傍に出力の大きいガス燃焼加熱手段を設置し中央付近に出力の小さいガス燃焼加熱手段を設置する等の配置により、より微細な温度制御が期待できる。
【０１５３】
［ガラス成形方法］
本発明のガラスの成形方法は、回転軸が所定の間隔をおいて互いに平行に配置される１対の成形ロール間に溶融ガラス、好適には、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスを導入して成形を行うガラスの成形方法であって、前記成形は、前記１対の成形ロールの表面温度を制御するとともに、前記１対の成形ロールの成形面により区画される上部側空間部に前記成形ロールの軸方向に間隔をおいて１対の溶融ガラス堰止め部材を配置し、前記溶融ガラス堰止め部材間に前記溶融ガラスを貯留させて行うことを特徴とする。
【０１５４】
本発明のガラスの成形方法においては、前記１対の成形ロールの表面温度の制御は、前記貯留された溶融ガラスの温度分布を計測し、前記計測により得られた前記溶融ガラスの温度分布データに基づき、前記温度分布を平均化することで行われることが好ましい。
【０１５５】
本発明のガラスの成形方法は、上記の通り、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの低粘度の溶融ガラスの成形に好適に用いられ、特に、溶融ガラスにおける温度と粘度の関係が急峻で、溶融状態から固化直前まで極めて低粘度であるガラスの場合に好適に用いられる。本発明のガラスの成形方法においては、例えば、上記成形装置１を用いて、成形ロール間を通過する際に溶融ガラスが成形ロールの軸方向に均一となるように溶融ガラスを供給するとともに、供給される溶融ガラスの温度に対応して、好ましくは温度計により測定された溶融ガラスの温度分布に基づいて、成形ロールの表面温度を適正に制御する、具体的には、溶融ガラスの温度分布を平均化するように制御することにより、ロールアウト法において、上記低粘度の溶融ガラスを脈理や歪の発生を抑制しながら、板幅や板厚等のサイズや品質が均一となる成形を可能とした。
【０１５６】
以下、本発明のガラスの成形方法について、図１に示す成形装置１を用いた実施形態を説明する。なお、本発明のガラスの成形方法は以下の実施の形態に限定されるものではない。
ガラスとしては、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスやフツリン酸ガラスが好適に用いられ、これらは９００℃程度に加熱して、溶融ガラスＧｍとする。溶融ガラスＧｍの粘度は、０．０１〜１００ｄＰａ・ｓが好ましく、０．１〜１００ｄＰａ・ｓがより好ましい。この溶融ガラスＧｍをノズル５から堰３間に流下する。以下、ガラスとして、リン酸ガラス、ホウ酸塩ガラスまたはフツリン酸ガラスを用いた場合を例に、具体的な成形方法を説明する。
【０１５７】
溶融ガラスＧｍは、図３に示すように溶融ガラスＧｍからなる貯留物の上面における成形ロール２の表面間の幅、すなわち貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍ上面の貯留幅Ｗが２〜４０ｍｍとなる位置まで貯留させることが好ましい。貯留幅Ｗはより好ましくは５〜１５ｍｍである。このような位置まで溶融ガラスＧｍを貯留させることで、成形ロール２との接触時間を長くし、十分に冷却して固化させることができる。溶融ガラスＧｍは、上記位置よりも高い位置まで貯留させてもよいが、通常、１対の成形ロール２のいずれかの上端部の位置までとされる。なお、溶融ガラスＧｍの貯留量は成形中に変動してもよいが、少なくとも上記位置を保持することが好ましい。溶融ガラスＧｍの貯留量は、ノズル５からの溶融ガラスＧｍの流下量と成形速度を変更することで調整できるが、少なくとも連続して成形を行っている間には変動しないことが好ましい。また、１対の堰３間の間隔Ｌ、すなわち貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの貯留長は１００〜３００ｍｍが好ましい。
【０１５８】
堰３間に供給された溶融ガラスＧｍは、成形ロール２の軸方向に広がって堰３間の全域に貯留されるとともに、成形ロール２の表面で徐々に冷却されて、最終的に１対の成形ロール２を通過してガラス板Ｇｓへと成形される。
【０１５９】
成形ロール２は、外径を小さくするにつれてガラス板Ｇｓの板厚を薄くできるが、冷媒用流路や内部ヒータを内装する観点から、ある程度の外径を有することが好ましく、例えば３０〜２００ｍｍが好ましい。また、成形ロール２間の隙間Ｓは、求められるガラス板Ｇｓの板厚Ｔによるが０〜２ｍｍが好ましい。
【０１６０】
なお、成形ロール２間の隙間Ｓの調整はエアーシリンダー等で行うため、ガラス板Ｇｓの板厚Ｔは、必ずしも成形ロール２間の隙間Ｓのと同じ厚さにはならない。成形ロール２の回転速度が遅ければ、ガラス板Ｇｓの板厚Ｔは隙間Ｓよりも厚くなり、回転速度が速ければガラス板Ｇｓの板厚Ｔは隙間Ｓと同じ厚さとなる。好ましい回転速度は、ガラス板Ｇｓの板厚Ｔと隙間Ｓが同じ厚さになる回転速度である。このような観点から、１対の成形ロール２の周速度は３００〜２０００ｍｍ／分が好ましく、８００〜１５００ｍｍ／分がより好ましい。また、成形ロールの表面温度は２５０〜７００℃の範囲、好ましくは２８０〜４８０℃の範囲で制御される。
【０１６１】
１対の成形ロール２から排出されたガラス板Ｇｓは、徐冷手段６を通して、１対の引出ロール７により引っ張られるように下部側に移動する。このように引出ロール７により引っ張りつつ徐冷手段６を通すことで、徐々に冷却を行ってクラックの発生を抑制できるとともに、より平板状に近いものができる。引出ロール７の周速度は、成形ロール速度の３〜２０％増しが好ましい。引出ロール７を通過したガラス板Ｇｓは、切断手段８によって切断されて短尺なガラス板Ｇｓとされる。その後、必要に応じて表面研磨等が行われて、最終製品とされる。
【０１６２】
本発明のガラスの成形方法において、１対の成形ロールの表面温度の制御を、貯留された溶融ガラスの温度分布を計測し、計測により得られた溶融ガラスの温度分布データに基づいて、この温度分布を平均化することで行う場合について、図７または図１２に示す成形装置１を用いた実施形態を例に説明する。
【０１６３】
図７または図１２に示す成形装置１を用いた場合、貯留部に貯留された溶融ガラスの温度分布を温度計９によって計測し、その計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、この温度分布を平均化するように１対の成形ロールの表面温度を制御する。
【０１６４】
成形ロール２の表面温度の制御は、具体的には、温度調整手段として設けられた成形ロール２に軸方向に沿って内装された冷媒用流路２４と軸方向に出力分布が可変な内部ヒータ２５を、制御するために設けられた制御手段によって行われる。
また、上記冷媒用流路２４と軸方向に出力分布が可変な内部ヒータ２５に変えて、温度調整手段として、成形ロールの軸方向に内装された冷媒用流路２４および成形ロールの端部近傍の外周面上に配設されたリング状ヒータ３０を備える場合やこれらに加えて成形ロールの軸方向に内装された内部ヒータ２５を備える場合においても、成形ロール２の表面温度の制御は、これらの温度調整手段を制御するために設けられた制御手段によって行われる。
【０１６５】
さらには、温度調整手段として、上記温度調整手段に追加的に、成形ロールの外部から作用する温度調整手段、例えば、成形ロールの外部からその表面に冷風または温風を送風する送風手段、または熱媒体を直接または間接的に接触させる熱媒体接触手段、赤外線加熱手段やガス燃焼加熱手段、誘導加熱手段などの加熱手段等を用いてもよい。このような成形ロール外部からの温度調整手段によって追加的に表面温度を制御することで、より適切に成形ロールの表面温度を制御できる。
【０１６６】
本発明の好ましい成形方法において、制御手段は、上記で計測された溶融ガラスの温度分布データに基づいて、上記各温度調整手段をそれぞれ制御することで、上記溶融ガラスの温度分布が平均化されるように成形ロール２の表面温度を制御する。
【０１６７】
本発明は以上説明した実施形態の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更や修正を加えることができることはいうまでもない。
【実施例】
【０１６８】
以下、実施例を参照して具体的に説明する。
（実施例１）
成形装置１として、図１に示すものを用意した。１対の成形ロール２は、それぞれクロム銅製、外径１００ｍｍ、幅２００ｍｍ、また内部に冷却水を循環させる冷媒用流路２４と内部ヒータ２５とからなる温度調整手段４を設けて表面温度を２８０℃に調整した。冷媒用流路２４と内部ヒータ２５の設計、配設は、以下の実施例５と同様にした。また、１対の成形ロール２は、成形面の間隔が１ｍｍとなるように互いに平行に配置し、周速はいずれも１０００ｍｍ／分とした。【０１６９】
１対の堰３は、成形ロール２の軸方向に１８０ｍｍの間隔をおいて配置した。各堰３は、断熱ボード（ニチアス株式会社製、商品名ＭＤ１６）を図２に示すような略逆三角形状に加工して製造した。ここで、各堰３は、厚さ１０ｍｍ、下端部の位置（距離Ｌ１）５ｍｍ、上部の位置（距離Ｌ２）４５ｍｍとした。また、曲面部は、堰３の下端部の位置から上部の位置までとし、成形ロール２の表面から少なくとも０．５ｍｍ以内となるようにした。【０１７０】
徐冷装置６は、成形ロール２の下端部から鉛直方向に１００ｍｍの位置から５００ｍｍの位置まで設け、入口側温度を４００℃、出口側温度を２５０℃とした。引出ロール７は、ステンレス鋼等からなる芯材７１の表面に、ＰＢＯ繊維のフェルトからなる厚さ１０ｍｍの中間被覆層７２、およびシリカクロスからなる厚さ１ｍｍの表面保護層７３を被覆した。【０１７１】
そして、粘度が０．０１〜１００ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍとして９００℃程度に加熱したフツリン酸ガラスを内径が５ｍｍの円形状のノズル５から３０ｋｇ／時間の割合で流下させた。その結果、溶融ガラスＧｍは、成形ロール２の軸方向に広がって堰３間の全域に貯留されるとともに、１対の成形ロール２を通過してガラス板Ｇｓへと成形された。成形されたガラス板Ｇｓは、幅方向に連続するとともに、揮発損失に起因する脈理や歪の発生も抑制されることが認められた。なお、成形時の貯留部における溶融ガラスＧｍの上面の幅Ｗは１０ｍｍ程度であり、得られたガラス板Ｇｓの幅は１８０ｍｍ、板厚は１ｍｍ、板厚偏差は０．１ｍｍであった。【０１７２】
（実施例２）
堰３の構成材料を変更する以外は実施例１と同様の成形装置１を用いて成形を行い、堰３の離型性および割れを評価した。ここで、堰３の構成材料は、ロール半径曲率と同一で正確な凹形状を有する必要があることから機械加工可能なマシナブルセラミックス及び無機系成形体を選択した。具体的には窒化アルミニウム、窒化ホウ素、チタン酸アルミニウムのセラミックス（焼結体）、ガラス繊維積層板ロスナボード（日光化成株式会社製、商品名）、無機系粉末成形体ニコセラム、サーモバリア８００、サーモバリア１０００（日光化成株式会社製、商品名）、無機系ファイバー成形体ＭＤ１６（ニチアス株式会社製、商品名）とした。【０１７３】
結果を表１に示す。なお、離型性は、成形後の堰３の表面を目視により観察し、溶融ガラスＧｍとの接面に固着がほとんどなかったものを「◎」、固着が僅かにあったものを「○」、固着が接面の半分程度にあったものを「△」、固着が接面のほぼ全体にあったものを「×」で示した。また、強度劣化による損傷を割れと定義して、成形後の堰３を目視により観察し、大きな割れがなかったものを「○」、全体が半分に割れるような大きな割れがあったものを「×」で示した。【０１７４】
【表１】
0005900496.tif 000002
【０１７５】
いずれの構成材料からなるものについても成形を行うことができたが、離型性が良好であり、また割れが発生しにくいことから、構成材料としては特に無機系粉末成形体ロスナボード（日光化成株式会社製、商品名）または窒化ホウ素のセラミックス焼結体が好ましいことがわかる。【０１７６】
（実施例３、４）
温度調整手段４を高温用の合成油からなる熱媒体を循環させて冷却と加熱との双方を行う冷却加熱手段に変更する以外は実施例１と同様の成形装置１を用意する（実施例３）。また、上記冷却加熱手段に加えて、その循環路に排出弁、強制排出手段（圧縮空気によるもの）を設けるとともに、熱媒体の温度を測定する測定手段とこの測定手段からの異常信号により上記排出弁および強制排出手段を自動駆動する自動化手段とからなる緊急排出システムを設ける以外は実施例３と同様の成形装置１を用意する（実施例４）。なお、合成油としては、バーレルサーム４００（松村石油株式会社製、商品名）を用いる。【０１７７】
これらの成形装置１を用いて実施例１と同様の条件で成形を行い、その途中で熱媒体の循環を３０秒間停止させて状態を観察する。その結果、実施例３の成形装置１では、成形ロール２内の熱媒体が高温となり、この熱媒体の分解により多量の白煙が発生する。一方、実施例４の成形装置１では、測定手段からの異常信号により自動化手段が機能し、強制排出手段によって成形ロール２内の熱媒体が排出弁から排出されるために、成形ロール２からの白煙の発生を抑制できる。【０１７８】
（比較例１）
図１に示す成形装置１において、成形ロール内の内部ヒータ２５を使用せず、その他は実施例１と同じ条件下にて成形を行った。その結果、成形開始時は表面温度が常温で、成形されたガラス板ＧＳは表面にチルリップルと呼ばれる数ミリ単位の凸凹が発生した。その後、表面温度は２００℃にまで昇温し、表面には冷えクラックと呼ばれるロール幅方向と平行な細かいクラックが発生するようになった。さらに、表面温度が２８０℃になった時点で、ガラス板ＧＳの表面は平坦化され、良好なサンプルを取得できるようになったが、その時点までには大量の不良品が発生してしまった。さらに成形継続につれ表面温度は上昇し続け、製品取得可能な時間は続いたが、表面温度４８０℃を超えるあたりから成形ロールとガラス板ＧＳが部分的に固着し始め、ついには全面固着により成形継続が不可能になった。この間、ロール冷却水の量を調整しても熱交換量を大きく可変できなかったため、表面温度を最適化することはできなかった。【０１７９】
（比較例２）
図１に示す成形装置１において、成形ロールの軸方向に堰３を設けず、その他は実施例１と同じ条件下にて成形を行った。その結果、単管状のノズルから流下したフツリン酸ガラスは成形ロールの軸方向に広がったが、その広がり方は成形ロールの表面へのガラス素地の濡れ性や流下素地の時間変動により不安定となり、その結果として成形されたガラス板の板幅は２００ｍｍ以上で板厚も安定的に均一化できないばかりでなく周期的にも変動したため、一定板幅の製品取得に至らなかった。【０１８０】
（比較例３）
実施例３，４において熱媒体を循環させて冷却と加熱との双方を行う冷却加熱循環路を一時的に停止した場合、ガラスＧＳからの入熱によってロール温度が上昇し、ロール内に滞留した熱媒体の温度が熱分解温度付近まで昇温してしまい安全上好ましくないことが確認された。【０１８１】
（実施例５）
成形装置１として、図７に示すものを用意した。なお、成形ロールは図９Ａ、９Ｂに示すもので構成した。また、成形ロールに内装したカートリッジヒータは、図１０Ａ、図１０Ｂに示す２種類のカートリッジヒータであった。
１対の成形ロール２は、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍであり、ヤング率２１０ＧＰａのＳＵＳ３０４（以下の成形ロール表面温度２８０℃における熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・Ｋ）製、中心部材２１の内径は１８ｍｍ、外径は４０ｍｍ、ヤング率８０ＧＰａのクロム銅（以下の成形ロール表面温度２８０℃における熱伝導率が２８０Ｗ／ｍ・Ｋ）製の中間層２２の層厚は３０ｍｍ、被覆層２３としてのＮｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層の層厚が０．０１５ｍｍであった。【０１８２】
中心部材２１の一方の端は閉塞、他方の端は開口しており、開口した端から中心部材２１の内部中央部に内径６ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ６００ｍｍ（うち２００ｍｍがフランジを含むロール胴体部）の内管２７が配設され、冷媒として水が流通する冷媒用流路２４が形成されている。また、中間層２２の端部を覆い中央部で上記中心部材２１と接する１対の円盤状の厚さ２０ｍｍのフランジ２６が配設されているが、中心部材２１の閉塞した側のフランジ２６は、中心部材２１と一体成形されている。なお、フランジ２６の材質は、上記中心部材２１と同様の材質とした。【０１８３】
なお、以下のガラス成形時においては、冷却用の水を入口部水温２０℃で８Ｌ／分の流速で循環させた。また、中間層２２は、内部に中心部材２１を中心として同心状にかつ軸方向に沿って出力７００Ｗ／２００ｍｍの出力均一なカートリッジヒータ２５Ｂと出力７００Ｗ／２００ｍｍ〜１４００Ｗ／２００ｍｍの出力偏差を有するカートリッジヒータ２５Ａの各６本をフランジ２６に交互に取り付けることで計１２本のカートリッジヒータを配設した。【０１８４】
ここで、カートリッジヒータ２５Ａの発熱線３２の巻き線密度は、カートリッジヒータ２５Ｂの発熱線３２の巻き線密度を１００％とした場合に、中央部の１／３が巻き線密度１００％、両端部の１／３ずつが巻き線密度１５０％となるように調整した。
また、この際、カートリッジヒータ２５Ａ、２５Ｂは、その中心部を頂角となる頂点とした仮想的な二等辺三角形を描いたとき、隣の二等辺三角形との間に隙間ができないように配置した。この時の頂角は６０度であり、二等辺三角形は正三角形であった。また、カートリッジヒータ２５の成形ロール２の表面からの距離は１０ｍｍであった。
これにより、成形ロール２の表面温度を２８０℃に調整した。また、１対の成形ロール２は、１ｍｍの間隔を設けて平行に配置し、周速度は１０００ｍｍ／分とした。【０１８５】
１対の堰３は、成形ロール２の幅方向に１８０ｍｍの間隔を設けて配置し、図２に示すような略逆三角形状のものとした。各堰３は、ファイバー系断熱ボードＭＤ１６（ニチアス株式会社製、商品名）を加工して製造した。各堰３の形状は、より具体的には、厚さを１０ｍｍ、逆三角形状の底辺から頂点までの高さを４０ｍｍとし、上記1対の成形ロール２と摺接するような形状とした。【０１８６】
徐冷手段６は、成形ロール２の下端部から鉛直方向に１００ｍｍから８００ｍｍまで設け、入口側温度を５００℃、出口側温度を２００℃とした。引出ロール７は、ステンレス鋼等からなる直径８０ｍｍの芯材の表面に、ＰＢＯ繊維のフェルトからなる厚さ１０ｍｍの中間被覆層、およびシリカクロスからなる厚さ２ｍｍの表面保護層を被覆した。引出ロール７の周速度は、１１００ｍｍ／分であった。【０１８７】
そして、粘度が１０ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍとして９００℃程度に加熱したフツリン酸ガラスを内径が５ｍｍの単管状のノズル５から３０ｋｇ／時間の割合で流下させた。その結果、溶融ガラスＧｍは、幅方向に広がって１対の堰３間に貯留されるとともに、１対の成形ロール２を通過して成形された。成形されたガラス板Ｇｓは、幅方向に連続するとともに、揮発損失に起因する脈理や歪の発生も抑制されることが認められた。【０１８８】
なお、図８に示す成形時の貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向中央部における温度ｍ２と堰３付近における温度ｍ１の差を平均化するように、カートリッジヒータ２５Ａ群とカートリッジヒータ２５Ｂ群の出力を０から最大出力値まで変えながら成形ロール２の表面温度の調整を行ったところ、溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布を平均化する関係が得られ、上記のように軸方向に成形変動の少ない状況での成形が可能となった。【０１８９】
（実施例６）
成形装置１として、図１２に示すものを用意した。なお、成形ロールは図１４Ａ、４Ｂに示すもので構成した。また、成形ロールに内装したカートリッジヒータは、図１０Ｂに示すカートリッジヒータ２５Ｂであり、実施例５に用いたカートリッジヒータ２５Ｂと同様のものとした。
１対の成形ロール２は、外径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍであり、ヤング率８０ＧＰａのクロム銅（以下の成形ロール表面温度２８０℃における熱伝導率が２８０Ｗ／ｍ・Ｋ）製のロール本体２０の層厚は３０ｍｍ、被覆層２３としてのＮｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層の層厚が０．０１５ｍｍであった。【０１９０】
１対の成形ロール２において、ロール本体２０は両端近傍の外周面上に、幅３０ｍｍ、厚み１０ｍｍのリング状ヒータ３０を有するものであり、１対のロール本体２０は両端から内側にリング状ヒータ３０の幅の分かつ厚み分だけ小さい形状であった。リング状ヒータ３０はその外側の端面がロール本体２０の端面に一致して配設され、成形ロール２の外周面には段差がなかった。【０１９１】
リング状ヒータ３０はヒータ被覆層３０ｂとヒータ本体３０ａからなりヒータ被覆層３０ｂは層厚が０．０１５ｍｍのＮｉ−Ｂ−Ｗ合金メッキ層であった。ヒータ本体３０ａは、外周面に沿って発熱線３２が巻き付けられ、発熱線３２の両端は導線を介して出力調整可能な電源に接続された。【０１９２】
ロール本体２０には中心軸方向に一方の端が閉塞し他方の端が開口した円柱状の孔（径２０ｍｍ、長さ１９０ｍｍが形成され、ロール本体２０の両端に一体成形された管状部材２９の一方に開口端が接続されている。管状部材２９の内側を通り開口した端から円柱状の孔の内部中央部に内径６ｍｍ、外径１０ｍｍ、長さ６００ｍｍ（うち１８０ｍｍがロール胴体部）の内管２７が配設され、冷媒として水が流通する冷媒用流路２４を形成した。【０１９３】
また、カートリッジヒータ２５Ｂの１２本は、上記実施例５においてカートリッジヒータ２５Ｂ、２５Ａが交互に配置されたのと同様の位置に配置され、リング状ヒータと同様に発熱線３２の両端が導線を介して出力調整可能な電源に接続された。以下のガラス成形時においては、冷却用の水を入口部水温２０℃で８Ｌ／分の流速で循環させた。カートリッジヒータ２５Ｂおよびリング状ヒータ３０の出力を調整して、成形ロール２の表面温度を２８０℃に調整した。また、１対の成形ロール２は、１ｍｍの間隔を設けて平行に配置し、周速度は１０００ｍｍ／分とした。【０１９４】
１対の堰３、徐冷手段６、引出ロール７は実施例５と同様とした。この成形装置１に、粘度が１０ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍとして９００℃程度に加熱したフツリン酸ガラスを内径が５ｍｍの単管状のノズル５から３０ｋｇ／時間の割合で流下させた。その結果、溶融ガラスＧｍは、幅方向に広がって１対の堰３間に貯留されるとともに、１対の成形ロール２を通過して成形された。成形されたガラス板Ｇｓは、幅方向に連続するとともに、揮発損失に起因する脈理や歪の発生も抑制されることが認められた。【０１９５】
なお、図８に示す成形時の貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向中央部における温度ｍ２と堰３付近における温度ｍ１の差を平均化するように、カートリッジヒータ２５Ｂおよびリング状ヒータ３０の出力を０から最大出力値まで変えながら成形ロール２の表面温度の調整を行ったところ、溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布を平均化する関係が得られ、上記のように軸方向に成形変動の少ない状況での成形が可能となった。【０１９６】
（実施例７）
実施例６で用いた成形装置において、成形ロールとして実施例１で用いたのと同様の成形ロールを用い、成形ロールの両端近傍の外周面を加熱できる位置にブンゼンバーナーを配設したものを用いて、フツリン酸ガラスの成形を行った。
ブンゼンバーナーとしては、タカミツ工業製の７．７ｋＷのブンゼンバーナーを用いた。ブンゼンバーナーの配設位置は、図２に示す１対の成形ロール２が最接近する成形点Ｚに対して反対側となる成形ロール２の端部近傍の表面部分を加熱できる位置とした。なお、ブンゼンバーナーによる加熱範囲は、成形ロールの端部から、その内側３０ｍｍまでの範囲であった。ブンゼンバーナーは１個の成形ロールに付き両端部近傍に各２本準備した。【０１９７】
この成形装置に、粘度が１０ｄＰａ・ｓの溶融ガラスＧｍとして９００℃程度に加熱したフツリン酸ガラスを内径が５ｍｍの単管状のノズル５から３０ｋｇ／時間の割合で流下させた。その結果、溶融ガラスＧｍは、幅方向に広がって１対の堰３間に貯留されるとともに、１対の成形ロール２を通過して成形された。成形されたガラス板Ｇｓは、幅方向に連続するとともに、揮発損失に起因する脈理や歪の発生も抑制されることが認められた。【０１９８】
なお、図８に示す成形時の貯留部Ｐにおける溶融ガラスＧｍの軸方向中央部における温度ｍ２と堰３付近における温度ｍ１の差を平均化するように、カートリッジヒータ２５Ｂおよびブンゼンバーナーの出力を０から最大出力値まで変えながら成形ロール２の表面温度の調整を行ったところ、溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布を平均化する関係が得られ、上記のように軸方向に成形変動の少ない状況での成形が可能となった。また、ブンゼンバーナーの設置位置をより内側の任意の位置まで適宜移動させながら成形ロール２の表面温度の調整を行ったところ、溶融ガラスＧｍの軸方向の温度分布を平均化する関係が得られ、上記のように軸方向に成形変動の少ない状況での成形が可能となった。
【産業上の利用可能性】
【０１９９】
本発明のガラス成形装置は、溶融ガラス、特に低粘度の溶融ガラス、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子における被写体光の高空間周波数成分を制限して疑似信号の発生に伴う被写体による光とは異なる色光成分を除去する光学的ローパスフィルタ用のガラス板の製造に好適に用いられる。また、ビデオカメラやデジタルカメラのカラーフィルター、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）における接合用基板ガラスの製造に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０２００】
１…成形装置、２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ…成形ロール、３…溶融ガラス堰止め部材（堰）、４…温度調整手段、５…ノズル、６…徐冷手段、７…引出ロール、８…切断手段、９…溶融ガラス温度計測手段（温度計）
２０…ロール本体、２１…中心部材、２２…中間層、２３…被覆層、２４…冷媒用流路、２５…内部ヒータ、２５Ａ…出力偏差ヒータ、２５Ｂ…出力均一ヒータ、２６…フランジ、２７…内管、２９…管状部材、３０…リング状ヒータ、３０ａ…ヒータ本体、３０ｂ…ヒータ被覆層
３１…外筒、３２…発熱線、３３、３３Ａ，３３ａ、３３ｂ…導線、３４…コア
Ｇｍ…溶融ガラス、Ｇｓ…ガラス板、Ｘ…回転軸、Ｚ…成形点、Ｓ…成形ロール間の隙間、Ｔ…ガラス板厚
Ｐ…溶融ガラス貯留部、Ｌ…溶融ガラス堰止め部材の間隔（貯留部の長さ）、Ｌ１…成形点と堰の下端部との距離、Ｌ２…成形ロールの成形点と中心を通る直線と堰の上部との垂直方向の距離、Ｗ…貯留物の上面の幅。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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