(57)【要約】【課題】装置内における意図しない温度変動の発生を抑制して、高品質のガラス基板を製造することが可能な製造装置を提供する。【解決手段】炉壁内に設けられ、熔融ガラスからシートガラスを形成する成形手段と、シートガラスを挟持する挟持部と該挟持部が接続されたローラ軸とを含み、シートガラスを搬送するローラ搬送手段対と、ローラ搬送手段対を回転駆動する駆動手段と、炉壁を貫通するように設けられた回転軸を介してローラ軸に回転駆動を伝える駆動伝達手段と、回転軸の位置を炉壁内において移動させずに回転軸を回転させることで、挟持部のうちの少なくとも１つをシートガラスと接触する位置とシートガラスから離間する位置の双方に移動させる挟持部移動手段とを備えるガラス基板製造装置である。【選択図】図７
2015105215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熔融ガラスからシートガラスを形成するガラス基板製造装置であって、
炉壁と、
前記炉壁内に設けられ、熔融ガラスからシートガラスを形成する成形手段と、
前記炉壁内に設けられ、前記シートガラスを挟持する挟持部と、該挟持部が接続されたローラ軸とを含み、前記シートガラスを前記挟持部において挟持することによって前記シートガラスを搬送するローラ搬送手段対と、
前記ローラ搬送手段対を回転駆動するための駆動手段と、
前記炉壁を貫通するように設けられた回転軸を介して前記ローラ軸に回転駆動を伝えるための駆動伝達手段と、
前記回転軸の位置を前記炉壁内において移動させずに前記回転軸を回転させることで、前記挟持部のうち少なくとも１つを、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動させる挟持部移動手段と、
を備えることを特徴とするガラス基板製造装置。
【請求項２】
炉壁内に設けられた成形手段によって熔融ガラスからシートガラスを形成し、前記シートガラスをローラ搬送手段対によって搬送するガラス基板の製造方法であって、
前記ローラ搬送手段対は、前記炉壁内に設けられ、前記シートガラスを挟持する挟持部と、該挟持部が接続されたローラ軸とを含み、駆動伝達手段によって回転駆動されることで前記シートガラスを搬送し、
前記ローラ軸は、駆動伝達手段から前記炉壁を貫通するように設けられた回転軸を介して回転駆動が伝えられ、
前記挟持部のうち少なくとも１つは、前記回転軸の位置を前記炉壁内において移動させずに前記回転軸を回転させることで、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動されることを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記挟持部のうち少なくとも１つは、前記回転軸にかかる荷重を変化させることにより前記回転軸を回転させることで、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動されることを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記成形手段では、オーバーフローダウンドロー法によってシートガラスが形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
板厚が０．４ｍｍ以下のガラス基板の製造方法であることを特徴とする請求項２乃至４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、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に用いるガラス基板を製造するガラス基板製造装置及び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」と呼ぶ。）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】
このような薄板で大きなサイズの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やフロート法が好適に用いられる。例えば、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。特許文献１には、成形体からオーバーフローされたシートガラスを挟持し、下方に引き下げる一対の搬送ローラ（引張りローラ）が開示されている。そして、この一対の搬送ローラは、前進位置と後退位置との間を水平方向に移動される。つまり、この搬送ローラを使用するときは前進挟持させ、使用しないときは後退開放させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１３２４２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、熔融ガラスから形成されたシートガラスは、反り、歪が一定の品質基準を満たすように冷却（徐冷）される。具体的には、反り及び歪が所定値以下になるように、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いる。すなわち、予め設計された温度プロファイルとなるように温度管理を実行することにより、予め想定した反り、歪値のガラス基板を製造することができる。これによって、顧客先の反りおよび歪の品質基準を満たすガラス基板を製造することができる。したがって、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。
【０００６】
ところが、上記シートガラスの成形及び／又は徐冷が行われる装置内において、装置外からの空気流入などの影響で温度変動が生じてしまうと、シートガラス製造時の温度管理を精度良く行うことができず、製造されるガラス基板の品質が低下してしまうという問題が発生する。
近年のＦＰＤの高精細化に伴い、ＦＰＤ用ガラス基板に対する品質要求は益々厳しくなってきており、従来にも増してシートガラス製造時の厳密な温度制御が必要になってきている。
【０００７】
そこで、本発明は、ガラス基板を製造する装置内における、意図しない温度変動の発生を抑制して、シートガラス製造時の温度制御を精度良く行い、高品質のガラス基板を製造することが可能なガラス基板製造装置及び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】
【０００８】
本発明者の検討によると、従来技術において以下のような課題があることを見出した。
図８は、従来のガラス基板製造装置におけるシートガラスのローラ搬送手段の概略構成を示した図である。上述の成形工程及び／又は徐冷工程に設けられる搬送ローラ６００は、シートガラス製造時には、シートガラスＳＧを挟持して、シートガラスＳＧを下流に搬送している。ここで、装置外の駆動装置６２０に接続されたローラ軸６１０を回転させることで、搬送ローラ６００を所定の回転速度で回転させ、シートガラスＳＧを搬送している。
【０００９】
しかし、ガラス基板の製造開始時、あるいは装置のトラブル等が生じた際には、搬送ローラ６００を一旦シートガラスＳＧから離間させるということが行われる。つまり、この搬送ローラ６００を使用するときは前進挟持させ、使用しないときは後退開放させるので、搬送ローラ６００は、シートガラスＳＧに接触させる位置（前進位置）と離間させる位置（後退位置）に移動できるように構成されていることが必要である。図９の（ａ）は上記搬送ローラ６００をシートガラスＳＧに接触挟持させた状態、同図（ｂ）はシートガラスＳＧから後退離間させた状態をそれぞれ示している。
【００１０】
このように、搬送ローラ６００を、シートガラスＳＧに接触させる位置（前進位置）と離間させる位置（後退位置）に移動させる場合、従来は搬送ローラのローラ軸６１０の位置を水平方向にスライドさせていた。ローラ軸６１０は、製造装置外に設けられた駆動装置６２０と接続されて回転するため、製造装置の炉壁４００には、ローラ軸６１０を貫通させるための貫通孔４３０（図１０（ａ）参照）が設けられており、ローラ軸６１０はこの貫通孔４３０を貫通するように設けられている。そして、この炉壁４００に設けられた貫通孔４３０は、上記ローラ軸６１０の位置を水平方向にスライドさせることができるように、ローラ軸６１０の直径よりも大きな長孔形状に形成されている（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。
【００１１】
高品質のガラス基板を製造するためには、装置内での気流の発生などに起因する温度変動が生じないようにすることが重要であるが、上記のように、炉壁を貫通して設けられているローラ軸６１０と貫通孔４３０との間に大きな隙間が存在すると、装置内に装置外の空気が流入し、あるいは装置内の空気が装置外に流出することによって、装置内に例えば煙突効果による気流が生じてしまう。
【００１２】
このような問題を少しでも解決するため、ローラ軸６１０と貫通孔４３０との間の隙間４５０に例えば適当な断熱材を埋め込むことは可能であるが、上記のとおりローラ軸は貫通孔４３０に沿ってスライド移動を行うので、その際に新たに隙間が出来てしまい、ローラ軸６１０と貫通孔４３０との間の隙間を空気の流入出が生じないように断熱材等によって十分に塞ぐことは困難であった。
前にも説明したように、ＦＰＤ用ガラス基板に対する品質要求は益々厳しくなってきており、従来にも増してシートガラス製造時の厳密な温度管理が必要になってきている。
【００１３】
本発明者は、このような従来の課題が生じる原因を突き止めた上で、従来の課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成の発明を想到するに至ったものである。
【００１４】
（構成１の発明）
熔融ガラスからシートガラスを形成するガラス基板製造装置であって、炉壁と、前記炉壁内に設けられ、熔融ガラスからシートガラスを形成する成形手段と、前記炉壁内に設けられ、前記シートガラスを挟持する挟持部と、該挟持部が接続されたローラ軸とを含み、前記シートガラスを前記挟持部において挟持することによって前記シートガラスを搬送するローラ搬送手段対と、前記ローラ搬送手段対を回転駆動するための駆動手段と、前記炉壁を貫通するように設けられた回転軸を介して前記ローラ軸に回転駆動を伝えるための駆動伝達手段と、前記回転軸の位置を前記炉壁内において移動させずに前記回転軸を回転させることで、前記挟持部のうち少なくとも１つを、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動させる挟持部移動手段と、
を備えることを特徴とするガラス基板製造装置である。
【００１５】
（構成２の発明）
炉壁内に設けられた成形手段によって熔融ガラスからシートガラスを形成し、前記シートガラスをローラ搬送手段対によって搬送するガラス基板の製造方法であって、前記ローラ搬送手段対は、前記炉壁内に設けられ、前記シートガラスを挟持する挟持部と、該挟持部が接続されたローラ軸とを含み、駆動伝達手段によって回転駆動されることで前記シートガラスを搬送し、前記ローラ軸は、駆動伝達手段から前記炉壁を貫通するように設けられた回転軸を介して回転駆動が伝えられ、前記挟持部のうち少なくとも１つは、前記回転軸の位置を前記炉壁内において移動させずに前記回転軸を回転させることで、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動されることを特徴とするガラス基板の製造方法である。
【００１６】
（構成３の発明）
前記挟持部のうち少なくとも１つは、前記回転軸にかかる荷重を変化させることにより前記回転軸を回転させることで、前記シートガラスと接触する第１の位置と、前記シートガラスから離間する第２の位置との双方に移動され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。
【００１７】
（構成４の発明）
前記成形手段では、オーバーフローダウンドロー法によってシートガラスが形成されることを特徴とする構成２又は３に記載のガラス基板の製造方法である。
（構成５の発明）
板厚が０．４ｍｍ以下のガラス基板の製造方法であることを特徴とする構成２乃至４のいずれかに記載のガラス基板の製造方法である。
【００１８】
（構成６の発明）
前記シートガラスは、シートガラスの徐冷点温度に１５０℃を足した温度から、シートガラスの歪点温度から２００℃引いた温度までの温度領域において、シートガラスの幅方向の中央部の冷却速度がシートガラスの両端部の冷却速度よりも速くなるように温度制御されていることを特徴とする構成２乃至５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法である。このとき、シートガラスの幅方向の中央部の温度がシートガラスの両端部よりも高い状態から、前記中央部の温度が前記両端部よりも低い状態へシートガラスを変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上記構成により、ガラス基板を製造する装置内における、装置外との空気の流入出等に起因する意図しない温度変動の発生を抑制でき、シートガラス製造時の温度制御を精度良く行うことができるので、高品質のガラス基板を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態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】本実施形態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】本実施形態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】本実施形態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】本実施形態におけるローラ搬送手段を含む構成を示す一部破断平面図である。
【図７】本実施形態におけるローラ位置を示す要部側面図であり、（ａ）は搬送ローラをシートガラスに接触挟持させた状態、（ｂ）はシートガラスから後退離間させた状態をそれぞれ示す。
【図８】従来のガラス基板製造装置におけるシートガラスのローラ搬送手段の概略構成を示した図である。
【図９】（ａ）は従来のガラス基板製造装置における搬送ローラをシートガラスに接触挟持させた状態、（ｂ）はシートガラスから後退離間させた状態をそれぞれ示す概略側面図である。
【図１０】従来のガラス基板製造装置における搬送ローラのローラ軸が装置炉壁の貫通孔内をスライド移動する構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本実施形態の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。
【００２２】
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について詳細は後述する。
【００２３】
熔解工程（ＳＴ１）では、熔解槽１０１内に供給されたガラス原料を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、清澄剤を用いて熔融ガラスＭＧの清澄を行う。
均質化工程（ＳＴ３）では、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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
また、ガラス基板Ｇの幅方向及び縦方向の長さは、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。
【００２７】
（ガラス基板の組成）
ガラス基板Ｇのガラス組成は例えば以下のものを好ましく挙げることができる。なお、以下に示す組成の含有率表示は、モル％である。
ＳｉＯ2  ５５〜７５％、Ａｌ2Ｏ3  ５〜２０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜１５％、ＲＯ  ５〜２０％（ただし、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａのうち、ガラス基板に含まれる全元素)、Ｒ'2Ｏ  ０〜０．４％ (ただし、Ｒ'はＬｉ、Ｎａ及びＫのうち、ガラス基板に含まれる全元素)。
本発明で用いる熔融ガラスの歪点は、６５０℃以上であってもよく、６８０℃以上であることがより好ましい。
【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冷却ユニットおよび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、搬送ローラ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
雰囲気仕切り部材２２０の下方には空冷式の搬送ローラ（冷却ローラとしての機能を備える）２３０が設けられている。搬送ローラ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。つまり、この１段の搬送ローラは、４つの搬送ローラ２３０を備えており、個々の搬送ローラ２３０に挟持部を有しているので全部で４つの挟持部があり、シートガラスＳＧの両端を対となって夫々挟持している。要するに、ローラ搬送手段対を構成している。なお、搬送ローラ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。
【００３５】
雰囲気仕切り部材２２０の下方には上記搬送ローラ２３０を備えた冷却ユニット２４０が設けられている。冷却ユニット２４０は、複数の冷却装置２４２から構成されている。
【００３６】
雰囲気仕切り部材２２０の下方の天板２０２ａと天板２０２ｂに挟まれた領域には、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。この１段の搬送ローラについても、４つの搬送ローラ２５０ａを備えており、個々の搬送ローラ２５０ａに挟持部を有しているので全部で４つの挟持部があり、シートガラスＳＧの両端を対となって夫々挟持している。このように、ローラ搬送手段対を構成している。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、シートガラスＳＧの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。
【００３７】
天板２０２ｂと、当該天板２０２ｂの下方に隣接する天板（図示されず）とに挟まれた領域には、さらに、別の搬送ローラ２５０ｂ〜２５０ｃを含む複数の搬送ローラと、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。この搬送ローラ２５０ｂについても、４つの搬送ローラ２５０ｂを備えており、個々の搬送ローラ２５０ｂに挟持部を有しているので全部で４つの挟持部があり、シートガラスＳＧの両端を対となって夫々挟持している。こうしてローラ搬送手段対を構成している。上記搬送ローラ２５０ｃについても同様のローラ搬送手段対を構成している。
なお、上記成形装置２００において、成形体２１０の直下に配置されている搬送ローラ２３０と、徐冷炉内に配置されている複数段の搬送ローラ２５０ａ〜２５０ｃの各々はいずれもローラ搬送手段である。
【００３８】
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等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。
【００３９】
上記搬送ローラ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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、反り及び歪が生じないように、上述の冷却（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、反りが生じないように、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Ｐ１〜Ｐ４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、この冷却工程において、上記のように設計された温度プロファイルとなるように厳密に温度管理を行おうとしても、その他の要因、例えば、装置外からの空気流入などの影響で温度変動が生じてしまうと、結果的にシートガラス製造時の温度管理を精度良く行うことができず、製造されるガラス基板の品質が低下してしまい、高品質のガラス基板を得ることができない。
【００４３】
そこで、本発明では、前述の構成１とすることで、ガラス基板を製造する装置内における、装置外との空気の流入出等に起因する意図しない温度変動の発生を抑制して、シートガラス製造時の温度制御を精度良く行うことができ、近年のＦＰＤ用ガラス基板に対する品質要求を満たすような高品質のガラス基板を製造することが可能となる。
以下、図６および図７に示す実施の形態に基づき説明する。
【００４４】
図６は、本実施形態におけるローラ搬送手段を含む構成を示す一部破断平面図である。また、図７は、本実施形態におけるローラ位置を示す要部側面図であり、（ａ）は搬送ローラをシートガラスに接触挟持させた状態、（ｂ）はシートガラスから後退離間させた状態をそれぞれ示す。本実施形態では、ローラ搬送手段として、徐冷炉の上方位置に配置されている搬送ローラ２５０ａの場合を例として説明する。
【００４５】
図６において、シートガラスＳＧと接触状態にある搬送ローラ２５０ａは、シートガラスＳＧを挟持する挟持部５００と、当該挟持部５００が接続されたローラ軸５０１とからなる。なお上記したように、この１段の搬送ローラは４つの搬送ローラ２５０ａを備えており、個々の搬送ローラ２５０ａに挟持部５００を有し全部で４つの挟持部５００があり、シートガラスＳＧの両端を対となって夫々挟持している。このように、ローラ搬送手段対を構成している。
このローラ軸５０１の先端は、内側レバー５０３の一端と、軸受５０６を介して、回転可能に軸支されている。上記内側レバー５０３の他端は、該内側レバー５０３とは直交する方向に配置された中空軸５０９の一端と固定されている。また、この中空軸５０９の他端は、該中空軸５０９とは直交する方向であって、且つ該中空軸５０９に対して上記内側レバー５０３とは反対方向に延びる外側レバー５１０の一端と固定されている。この外側レバー５１０の先端には荷重５３０が掛けられている。なお、上記中空軸５０９は、前記成形装置２００の炉壁４００の所定位置に設けられた貫通孔４２０を貫通するように配置されている。
【００４６】
一方、上記搬送ローラ２５０ａを回転駆動するための駆動手段である、例えばモータ５２０が接続されたモータ軸５０４は、上記中空軸５０９内に、軸受５０７および軸受５０８を介して、回転可能に貫挿されている。そして、このモータ軸５０４の他端には歯車５０５が取り付けられており、この歯車５０５は、上記ローラ軸５０１に取り付けられた歯車５０２と歯合している。従って、モータ５２０の回転駆動は、モータ軸５０４→歯車５０５→歯車５０２→ローラ軸５０１→挟持部５００の系統で上記搬送ローラ２５０ａへ伝達される。
【００４７】
図６は、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧに接触挟持させた状態であり、図７の（ａ）と対応している。
次に、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧから離間させた状態へ移動させる場合、上記荷重５３０が取り付けられた外側レバー５１０の先端部を上方に押し上げる。上記中空軸５０９を介して取り付けられた外側レバー５１０と内側レバー５０３は、中空軸５０９を支点として、上記搬送ローラ２５０ａがシートガラスＳＧから離間する方向へ、一体的に回動する。すなわち、図７の（ｂ）の状態となる。なお、上記外側レバー５１０の先端の荷重５３０を減らす、あるいは荷重５３０を支点側（中空軸５０９側）へ寄せることによって、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧから離間させた状態を維持させることができる。
【００４８】
また、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧに接触挟持させた状態に戻す場合には、上記荷重５３０が取り付けられた外側レバー５１０の先端部を下方に押し下げる。上記中空軸５０９を介して取り付けられた外側レバー５１０と内側レバー５０３は、中空軸５０９を支点として、上記搬送ローラ２５０ａがシートガラスＳＧに接触する方向へ、一体的に回動する。すなわち、図７の（ａ）の状態に戻る。
【００４９】
本発明においては、上記実施の形態に示されるように、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧに接触挟持させた状態と、シートガラスＳＧから後退離間させた状態との間で双方に移動させる場合、炉壁４００の貫通孔４２０内を上記中空軸５０９が回転するだけであり、従来技術のようなスライド移動することはない。つまり、上記中空軸５０９（云わば回転軸）の位置を炉壁４００内において移動させずに回転させることで、上記搬送ローラ２５０ａ（ないしは上記挟持部５００）を、シートガラスＳＧと接触する第１の位置と、シートガラスＳＧから離間する第２の位置との双方に移動させることができる。このように、上記中空軸５０９が炉壁４００の貫通孔４２０内を回転するだけであるから、貫通孔４２０の孔の大きさは、中空軸５０９が回転するのに支障がない程度の大きさとすればよいので、貫通孔４２０と中空軸５０９との間の隙間４１０（図６参照）を非常に小さくできる。なお、上記隙間４１０に断熱材等を埋め込むことにより密閉性をより高めることが可能である。断熱材等を埋め込んでも、貫通孔４２０内を上記中空軸５０９が回転するだけであるから、断熱材等がずれて新たに隙間が発生する不都合も生じない。
なお、前記のように、上記搬送ローラ２５０ａは、ローラ搬送手段対を構成しており、本発明の作用効果が得られるためには、上記対となった挟持部５００の少なくとも片方が第１の位置と第２の位置との双方に移動すればよい。
【００５０】
以上のように、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧに接触挟持させた状態と、シートガラスＳＧから後退離間させた状態との間で双方に移動させる場合、炉壁４００の貫通孔４２０内を上記中空軸５０９が回転するだけであり、従来技術のようなスライド移動することはなく、貫通孔４２０と中空軸５０９との間の隙間４１０を非常に小さくできるので、ガラス基板を製造する装置内における、装置外との空気の流入出等による気流の発生に起因する意図しない温度変動の発生を抑制することができる。これによって、シートガラス製造時の温度制御を精度良く行うことができるので、近年のＦＰＤ用ガラス基板に対する品質要求を満たすような高品質のガラス基板を製造することが可能となる。
【００５１】
また、上記のように、上記外側レバー５１０の先端には荷重（重り（分銅））５３０が取り付けられており、この荷重５３０により、搬送ローラの挟持部５００に対してシートガラスＳＧ側に向けて所定の力が付与されている。荷重を加える手段は重り（分銅）に限らず、たとえばばねやエアーシリンダー、サーボモータなどでも荷重を加えることができる。本発明の構成によれば、上記搬送ローラ２５０ａをシートガラスＳＧから離間させた状態から接触挟持させた状態に戻す場合、上述のシートガラスＳＧに対する所定の力が付与されるように、上記搬送ローラ２５０ａの位置決めを精度良く行うことができる。なお、シートガラスに対して一対のローラの両方で接触荷重するだけでなく、片方のローラを望ましい位置で固定しておいて、もう片方のローラだけで接触荷重を得ることもできる。
また、上記搬送ローラ２５０ａの位置の移動に際しての外側レバー５１０及び内側レバー５０３の操作は、作業者が手動で行ってもよいし、あるいは上記のレバーを自動的に移動させる構成としてもよい。
【００５２】
また、上記の実施の形態では、徐冷炉内の上方位置に設けられている上記搬送ローラ２５０ａの場合を一例として説明したが、前述の図３に示す成形装置２００における搬送ローラ２５０ａ〜２５０ｃに相当する複数段のローラ搬送手段対は、成形装置の徐冷炉内において、上方から流れてくるシートガラスを挟持し、シートガラスを引き出しながら下方に搬送する。特に、徐冷炉内での温度変動があると、製造されるシートガラスの最大歪値および熱収縮に悪影響を及ぼすので、徐冷炉内の上記搬送ローラ２５０ａ〜２５０ｃに相当する複数段のローラ搬送手段対において、本発明による構成を適用することが好適である。
【００５３】
また、図３に示す成形装置２００における成形体２１０の直下に設けられている搬送ローラ２３０においては、たとえば前述の第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しているため、この空間内において温度変動があると、シートガラスの板厚に悪影響を及ぼすので、上記搬送ローラ２３０により構成されるローラ搬送手段対においても、本発明による構成を適用することが好適である。
【００５４】
ガラス基板Ｇの厚さは、例えば０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍである。また、本発明は、特に板厚が０．４ｍｍ以下（例えば、０．０１〜０．４ｍｍ）の薄板のガラス基板の製造に好適である。
ガラス基板は薄いほど成形乃至冷却時の保有熱が小さくなり、装置内の温度変動の影響を受けやすくなる。例えば、シートガラスに沿った上昇気流が生じた場合、この上昇気流と接したガラス温度は、１ｍｍ厚のガラスであれば１℃しか下がらない場合であっても、０．２ｍｍ厚のガラスであれば５℃以上下がってしまう可能性がある。したがって、このような薄板のガラス基板の製造には、装置内の温度変動を抑制できる本発明の効果が顕著となる。特に好ましくは、板厚が０．３ｍｍ以下のガラス基板の製造に好適であり、更に好ましくは、板厚が０．１ｍｍ以下のガラス基板の製造に好適である。
【００５５】
また、本発明は、上記実施の形態で説明したようなオーバーフローダウンドロー法によるガラス基板の製造に好適である。
オーバーフローダウンドロー法では、シートガラスの両端部以外、つまりシートガラスの中央部の製品となる領域は部材と非接触で成形及び徐冷されるため、部材間の隙間が大きくなり、シートガラスに沿った気流が発生しやすい。また、図３に示すように、成形装置が高さ方向に高い（縦長）ため、装置外との空気の流出入による所謂煙突効果が生じやすく、炉壁に隙間がある場合の悪影響が大きくなる。したがって、このようなオーバーダウンドロー法によるガラス基板の製造には、装置内の温度変動を抑制できる本発明の効果が顕著となる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明する。
上述した図２〜図７に示される実施形態の製造装置を用いて、ガラス基板を製造した。
また、ガラス原料は、ガラス基板が以下の組成となるように調合した。
ＳｉＯ2  ７０．５モル％、Ａｌ2Ｏ3  １０．９モル％、Ｂ2Ｏ3  ７．４モル％、ＲＯ（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ及びＢａＯの合量）  １０．９モル％。
このとき製造したガラス基板の歪点は７０９℃であった。
【００５７】
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）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１０％改善し、良好な結果が得られた。また、ガラス割れの発生の頻度も低減した。
なお、平面度については、レーザ変位計を用いて測定した。
これより、本発明によるガラス基板製造装置およびガラス基板の製造方法の効果は明確である。
【００５８】
以上、本発明の一実施の形態および具体的な一実施例について説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、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】
【００５９】
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  搬送ローラ
２４０  冷却ユニット
２４２  冷却装置
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
４００  炉壁
４１０  断熱材
４２０  貫通孔
５００  挟持部
５０１  ローラ軸
５０２，５０５  歯車
５０３  内側レバー
５０４  モータ軸
５０６，５０７，５０８  軸受
５０９  中空軸
５１０  外側レバー
５２０  駆動手段（モータ）
５３０  荷重
【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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【図１０】
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