(57)【要約】  溶融ガラスを成形体から流下させてガラス板を成形する成形工程と、成形体の下方に配置される一対のローラによって、成形工程で成形されたガラス板を下方に搬送しながら、ガラス板の搬送方向に対して順次温度が下がるようガラス板の温度を制御するヒータによって、ガラス板を冷却する冷却工程と、を備える。冷却工程では、一対のローラは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながらガラス板を挟持し、ヒータは、一対のローラにより冷却されたガラス板の領域の温度を、ガラス板の幅方向で均一になるよう制御する。
2016104805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融ガラスを成形体から流下させてガラス板を成形する成形工程と、
前記成形体の下方に配置される一対のローラによって、前記成形工程で成形された前記ガラス板を下方に搬送しながら、前記ガラス板の搬送方向に対して順次温度が下がるよう前記ガラス板の温度を制御するヒータによって、前記ガラス板を冷却する冷却工程と、を備え、
前記冷却工程では、
前記一対のローラは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながら前記ガラス板を挟持し、
前記ヒータは、前記一対のローラにより冷却された前記ガラス板の領域の温度を、前記ガラス板の幅方向で均一になるよう制御する、ことを特徴とするガラス板の製造方法。
【請求項２】
前記成形工程では、前記ガラス板の幅方向の両端と、前記両端に挟まれた、前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域と、を有するガラス板が成形され、
前記冷却工程では、
前記一対のローラは、前記幅方向中央領域と前記端との間の領域を挟持し、
前記ヒータは、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記幅方向中央領域の温度が均一になり、かつ、前記ローラが挟持する挟持領域の温度が前記幅方向中央領域の温度より高くなるよう、前記ガラス板の温度を制御する、請求項１に記載のガラス板の製造方法。
【請求項３】
前記冷却工程では、前記ヒータは、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記挟持領域の温度分布が、前記両端に挟まれた、前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域及び前記端に向かって低くなるよう前記ガラス板の温度を制御する、請求項１または２に記載のガラス板の製造方法。
【請求項４】
前記ヒータは、前記幅方向に複数に分割された分割ヒータを含み、
前記分割ヒータは、前記ローラが挟持する挟持領域に対応する幅方向の位置に設けられた挟持領域対応ヒータを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項５】
前記分割ヒータは、前記挟持領域対応ヒータの他に、前記ガラス板の幅方向の両端に挟まれた、前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた中央領域対応ヒータを含み、
前記挟持領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離を、前記中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離に比べて遠くし、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記挟持領域の温度が前記幅方向中央領域の温度より高くなるように、前記挟持領域対応ヒータの出力を制御する、請求項４に記載のガラス板の製造方法。
【請求項６】
前記幅方向中央領域は、前記幅方向の中心を含む第１中央領域と、前記第１中央領域と前記挟持領域との間に位置する第２中央領域を有し、
前記中央領域対応ヒータは、前記第１中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた第１中央領域対応ヒータと、前記第２中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた第２中央領域対応ヒータと、を含み、
前記第２中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離を、前記第１中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離に比べて遠くし、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記第２中央領域の温度が前記第１中央領域の温度より部分的に高くなるように、前記第２中央領域対応ヒータの出力を制御する、請求項５に記載のガラス板の製造方法。
【請求項７】
前記挟持領域における前記温度分布の最高温度と前記幅方向中央領域の温度と間の温度差が、前記ガラス板の前記搬送方向の上流側から下流側に向かって徐々に小さくなる、請求項３に記載のガラス板の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス板と前記ヒータとの間には、前記ガラス板の表面と対向するように均熱板が配置され、
前記ヒータの前記幅方向の熱分布を前記均熱板によりなだらかにすることにより、前記ガラス板の温度分布を制御する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
【請求項９】
溶融ガラスを流下させてガラス板を成形する成形体と、
前記成形体の下方に配置され、前記ガラス板を下方に搬送する一対のローラと、
前記ガラス板の搬送方向に対して順次温度が下がるよう前記ガラス板の温度を制御するヒータと、を備え、
前記一対のローラは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながら前記ガラス板を挟持し、
前記ヒータは、前記一対のローラにより冷却された前記ガラス板の領域の温度を、前記ガラス板の幅方向で均一になるよう制御する、
ことを特徴とするガラス板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板の製造方法、及び、ガラス板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダウンドロー法を用いてガラス板（シートガラス）を製造する方法が用いられている。ダウンドロー法により成形されるシートガラスは、板厚がほぼ一定の製品領域（幅方向中央領域）と、製品領域より板厚が厚い製品領域の幅方向の両端に位置する端部（耳部）とからなる。成形されたシートガラスを下方向に安定して搬送するために、シートガラスの製品領域と端部との境界領域を搬送ロールにより挟持している。【０００３】
ところで、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、反り及び歪が所定の値になるように、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、歪の値を有するガラス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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シートガラスを搬送しながら冷却するとき、シートガラスの搬送に用いる搬送ロールが熱により変形するのを抑制するために、搬送ロールの温度が一定以下になるよう冷却されている。搬送ロールが冷却されると、搬送ロールとシートガラスとの温度差が大きくなり、さらに、シートガラスが薄くなってシートガラスの保有熱が小さくなると、シートガラスは搬送ロールによる影響を受けやすくなり、搬送ロールがシートガラスを挟持する領域を所定の温度プロファイルに基づいて成形することが困難となる場合がある。【０００６】
そこで、本発明は、薄いガラス板であっても、搬送ロールがシートガラスを挟持する領域において、設計された温度プロファイルを再現しようとした場合に容易にこの温度プロファイルを実現することができ、ガラス板の平面度（反り量）を精度良く得ることが可能なガラス板の製造方法、及び、ガラス板の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】
【０００７】
本発明は以下の形態を含む。【０００８】
（形態１）
溶融ガラスを成形体から流下させてガラス板を成形する成形工程と、
前記成形体の下方に配置される一対のローラによって、前記成形工程で成形された前記ガラス板を下方に搬送しながら、前記ガラス板の搬送方向に対して順次温度が下がるよう前記ガラス板の温度を制御するヒータによって、前記ガラス板を冷却する冷却工程と、を備え、
前記冷却工程では、
前記一対のローラは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながら前記ガラス板を挟持し、
前記ヒータは、前記一対のローラにより冷却された前記ガラス板の領域の温度を、前記ガラス板の幅方向で均一になるよう制御する、ことを特徴とするガラス板の製造方法。【０００９】
（形態２）
形態１において、
前記成形工程では、前記ガラス板の幅方向の両端と、前記両端に挟まれた前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域と、を有するガラス板が成形され、
前記冷却工程では、
前記一対のローラは、前記幅方向中央領域と前記端との間の領域を挟持し、
前記ヒータは、前記ローラが挟持する前、前記幅方向中央領域の温度が均一になり、かつ、前記ローラが挟持する挟持領域の温度が前記幅方向中央領域の温度より高くなるよう、前記ガラス板の温度を制御する。【００１０】
（形態３）
形態１又は２において、前記冷却工程では、前記ヒータは、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記挟持領域の温度分布が、前記両端に挟まれた、前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域及び前記端に向かって低くなるよう前記ガラス板の温度を制御する。【００１１】
（形態４）
形態１〜３のいずれか１つの形態において、
前記ヒータは、前記幅方向に複数に分割された分割ヒータを含み、
前記分割ヒータは、前記ローラが挟持する挟持領域に対応する幅方向の位置に設けられた挟持領域対応ヒータを含む。【００１２】
（形態５）
形態４において、前記分割ヒータは、前記挟持領域対応ヒータの他に、前記ガラス板の幅方向の両端に挟まれた、前記両端における前記ガラス板の厚さより前記ガラス板の厚さが薄い幅方向中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた中央領域対応ヒータを含み、
前記挟持領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離を、前記中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離に比べて遠くし、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記挟持領域の温度が前記幅方向中央領域の温度より高くなるように、前記挟持領域対応ヒータの出力を制御する。【００１３】
（形態６）
形態５において、前記幅方向中央領域は、前記幅方向の中心を含む第１中央領域と、前記第１中央領域と前記挟持領域との間に位置する第２中央領域を有し、
前記中央領域対応ヒータは、前記第１中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた第１中央領域対応ヒータと、前記第２中央領域に対応する幅方向の位置に設けられた第２中央領域対応ヒータと、を含み、
前記第２中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離を、前記第１中央領域対応ヒータの前記ガラス板からの距離に比べて遠くし、前記ローラが前記ガラス板を挟持する前、前記第２中央領域の温度が前記第１中央領域の温度より部分的に高くなるように、前記第２中央領域対応ヒータの出力を制御する。【００１４】
（形態７）
形態３において、前記挟持領域における前記温度分布の最高温度と前記幅方向中央領域の温度と間の温度差が、前記ガラス板の前記搬送方向の上流側から下流側に向かって徐々に小さくなる。【００１５】
（形態８）
形態１〜７のいずれか１つの形態において、
前記ガラス板と前記ヒータとの間には、前記ガラス板の表面と対向するように均熱板が配置され、
前記ヒータの前記幅方向の熱分布を前記均熱板によりなだらかにすることにより、前記ガラス板の温度分布を制御する。【００１６】
（形態９）
溶融ガラスを流下させてガラス板を成形する成形体と、
前記成形体の下方に配置され、前記ガラス板を下方に搬送する一対のローラと、
前記ガラス板の搬送方向に対して順次温度が下がるよう前記ガラス板の温度を制御するヒータと、を備え、
前記一対のローラは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながら前記ガラス板を挟持し、
前記ヒータは、前記一対のローラにより冷却された前記ガラス板の領域の温度を、前記ガラス板の幅方向で均一になるよう制御する、ことを特徴とするガラス板の製造装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、薄いガラス板であっても、搬送ロールがシートガラスを挟持する領域において、設計された温度プロファイルを再現しようとする場合に実現することができ、ガラス板の平面度（反り量）を精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るガラス板の製造方法のフローチャートである。
【図２】ガラス板の製造方法で用いられるガラス板の製造装置示す模式図である。
【図３】成形装置の概略の概略図（断面図）である。
【図４】成形装置の概略の概略図（側面図）である。
【図５】制御装置の制御ブロック図である。
【図６】冷却チャンバー内の雰囲気温度を制御するヒータを背面側から見た図である。
【図７】図６を上流側から見た図である。
【図８】冷却工程におけるシートガラスの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す図である。
【図９】冷却工程におけるシートガラスの所定の高さ位置におけるシートガラスの温度分布を示す図である。
【図１０】冷却工程におけるにおける分割ヒータの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態に係るガラス板（ガラス基板）の製造方法では、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）ディスプレイ用のガラス基板を製造する。ガラス板は、ダウンドロー法を用いて製造される。以下、図面を参照しながら、本実施形態に係るガラス基板の製造方法について説明する。
【００２０】
（１）ガラス板の製造方法の概要
まず、図１および図２を参照して、ガラス基板の製造方法に含まれる複数の工程および複数の工程に用いられるガラス基板の製造装置１００を説明する。ガラス基板の製造方法は、図１に示すように、主として、溶融工程Ｓ１と、清澄工程Ｓ２と、成形工程Ｓ３と、冷却工程Ｓ４と、切断工程Ｓ５とを含む。
【００２１】
溶融工程Ｓ１は、ガラスの原料が溶融される工程である。ガラスの原料は、所望の組成になるように調合された後、図２に示すように、上流に配置された溶融装置１１に投入される。ガラス原料は、例えば、ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ等の組成からなる。具体的には、歪点が６６０℃以上となるガラス原料を用いる。ガラスの原料は、溶融装置１１で溶融されて、溶融ガラスＦＧになる。溶融温度は、ガラスの種類に応じて調整される。本実施形態では、ガラス原料が１５００℃〜１６５０℃で溶融される。溶融ガラスＦＧは、上流パイプ２３を通って清澄装置１２に送られる。
【００２２】
清澄工程Ｓ２は、溶融ガラスＦＧ中の気泡の除去を行う工程である。清澄装置１２内で気泡が除去された溶融ガラスＦＧは、その後、下流パイプ２４を通って、成形装置４０へと送られる。
【００２３】
成形工程Ｓ３は、溶融ガラスＦＧをシート状のガラス（シートガラス）ＳＧに成形する工程である。具体的に、溶融ガラスＦＧは、成形装置４０に含まれる成形体４１に連続的に供給された後、成形体４１からオーバーフローする。オーバーフローした溶融ガラスＦＧは、成形体４１の表面に沿って流下する。溶融ガラスＦＧは、その後、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧへと成形される。シートガラスＳＧは、幅方向の端に位置する側部（耳部、端部）と、側部に挟まれた幅方向の中央領域とを有する。シートガラスＳＧの側部の板厚は、中央領域の板厚と比べて厚く成形される。シートガラスＳＧの中央領域は、一定の板厚からなるガラス基板の製品となる領域である。シートガラスＳＧの中央領域の板厚を０．４ｍｍ以下の薄板に成形しようとする場合、シートガラスＳＧの側部の板厚は従来より薄く成形される。
【００２４】
冷却工程Ｓ４は、シートガラスＳＧを冷却（徐冷）する工程である。シートガラスＳＧは、冷却工程Ｓ４を経て室温に近い温度へと冷却される。なお、冷却工程Ｓ４における、冷却の状態に応じて、ガラス基板の厚み（板厚）、ガラス基板の反り量、およびガラス基板の歪量が決まる。
【００２５】
切断工程Ｓ５は、室温に近い温度になったシートガラスＳＧを、所定の大きさに切断する工程である。
【００２６】
なお、所定の大きさに切断されたシートガラスＳＧ（ガラス板ＰＧ）は、その後、端面加工等の工程を経て、ガラス基板となる。
【００２７】
以下、図３〜図５を参照して、ガラス基板の製造装置１００に含まれる成形装置４０の構成を説明する。なお、本実施形態において、シートガラスＳＧの幅方向とは、シートガラスＳＧが流下する方向（流れ方向）に直交する方向、すなわち、水平方向を意味する。
【００２８】
（２）成形装置の構成
まず、図３および図４に、成形装置４０の概略構成を示す。図３は、成形装置４０の断面図である。図４は、成形装置４０の側面図である。
【００２９】
成形装置４０は、シートガラスＳＧが通過する通路と、通路を取り囲む空間とを有する。通路を取り囲む空間は、オーバーフローチャンバー２０、フォーミングチャンバー３０、および冷却チャンバー８０で構成されている。
【００３０】
オーバーフローチャンバー２０は、清澄装置１２から送られる溶融ガラスＦＧをシートガラスＳＧに成形する空間を構成する。
【００３１】
フォーミングチャンバー３０は、オーバーフローチャンバー２０の下方に配置され、シートガラスＳＧの厚みおよび反り量を調整するための空間を構成する。フォーミングチャンバー３０では、冷却工程の一部が実行される。シートガラスＳＧは、成形体４１の表面に沿って流下し、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧへと成形されるが、成形体４１の下端部４１ａより下流においては、シートガラスＳＧの温度が徐々に下がっていく。
【００３２】
冷却チャンバー８０は、オーバーフローチャンバー２０の下方に配置され、シートガラスＳＧの歪量を調整するための空間を構成する。具体的に、冷却チャンバー８０では、フォーミングチャンバー３０内を通過したシートガラスＳＧが、徐冷点、歪点を経て、室温近傍の温度まで冷却される。なお、冷却チャンバー８０は、断熱部材８０ａ，８０ｂによって複数に区分けされた空間を備える。
【００３３】
また、成形装置４０は、主として、成形体４１と、仕切り部材５０と、冷却ローラ５１と、温度調整ユニット６０と、引下げローラ８１ａ〜８１ｇと、ヒータ８２ａ〜８２ｇと、切断装置９０とを備えている。さらに、成形装置４０は、制御装置５００を備える（図５参照）。制御装置５００は、成形装置４０に含まれる各構成の駆動部を制御する。
【００３４】
以下、成形装置４０に含まれる各構成について詳細に説明する。
【００３５】
（２−１）成形体
成形体４１は、オーバーフローチャンバー２０内に設けられる。成形体４１は、溶融ガラスＦＧをオーバーフローさせることによって、溶融ガラスＦＧをシート状のガラス板へと成形する。このガラス板は、以降、シートガラスＳＧという。
【００３６】
図３に示すように、成形体４１は、断面形状で略５角形の形状（楔形に類似する形状）を有する。略５角形の先端は、成形体４１の下端部４１ａに相当する。
【００３７】
また、成形体４１は、第１端部に流入口４２を有する（図４参照）。流入口４２は、上述の下流パイプ２４と接続されており、清澄装置１２から流れ出た溶融ガラスＦＧは、流入口４２から成形体４１に流し込まれる。成形体４１には、溝４３が形成されている。溝４３は、成形体４１の長手方向に延びる。具体的には、溝４３は、第１端部から、第１端部の反対側の端部である第２端部に延びる。より具体的に、溝４３は、図４の左右方向に延びる。溝４３は、流入口４２近傍が最も深く、第２端部に近づくにつれて、徐々に浅くなるように形成されている。成形体４１に流し込まれた溶融ガラスＦＧは、成形体４１の一対の頂部４１ｂ，４１ｂからオーバーフローし、成形体４１の一対の側面（表面）４１ｃ，４１ｃを沿いながら流下する。その後、溶融ガラスＦＧは、成形体４１の下端部４１ａで合流してシートガラスＳＧになる。
【００３８】
このとき、成形体４１の下端部４１ａでのシートガラスＳＧの液相温度は１１００℃以上であり、液相粘度は２．５×１０５ｐｏｉｓｅ以上であり、より好ましくは、液相温度は１１６０℃以上であり、液相粘度は１．２×１０５ｐｏｉｓｅ以上である。また、成形体４１の下端部４１ａでのシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）の粘度を１０５．７Ｐｏｉｓｅ未満である。
【００３９】
（２−２）仕切り部材
仕切り部材５０は、オーバーフローチャンバー２０からフォーミングチャンバー３０への熱の移動を遮断する部材である。仕切り部材５０は、溶融ガラスＦＧの合流ポイントの近傍に配置されている。また、図３に示すように、仕切り部材５０は、合流ポイントで合流した溶融ガラスＦＧ（シートガラスＳＧ）の厚み方向両側に配置される。仕切り部材５０は、断熱材である。仕切り部材５０は、溶融ガラスＦＧの合流ポイントの上側雰囲気および下側雰囲気を仕切ることにより、仕切り部材５０の上側から下側への熱の移動を遮断する。
【００４０】
（２−３）冷却ローラ
冷却ローラ５１は、フォーミングチャンバー３０内に設けられる。より具体的に、冷却ローラ５１は、仕切り部材５０の直下に配置されている。また、冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの厚み方向両側、且つ、シートガラスＳＧの幅方向両側に配置される。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された冷却ローラ５１は対で動作する。すなわち、シートガラスＳＧの両側部（幅方向両端部）は、二対の冷却ローラ５１，５１，・・・によって挟み込まれる。
【００４１】
冷却ローラ５１は、内部に通された空冷管により空冷されている。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部（耳部）に接触し、熱伝導によりシートガラスＳＧの側部（耳部）を急冷する（急冷工程）。冷却ローラ５１に接触したシートガラスＳＧの側部の粘度は、所定値（具体的には、１０９．０ｐｏｉｓｅ）以上である。
【００４２】
冷却ローラ５１は、冷却ローラ駆動モータ３９０（図５を参照）により回転駆動される。冷却ローラ５１は、シートガラスＳＧの側部を冷却すると共に、シートガラスＳＧを下方に引き下げる機能も有する。
【００４３】
（２−４）温度調整ユニット
温度調整ユニット６０は、オーバーフローチャンバー２０内及びフォーミングチャンバー３０内に設けられ、シートガラスＳＧを徐冷点近傍まで冷却するユニットである。温度調整ユニット６０は、複数の冷却ユニット６１〜６５を有する。複数の冷却ユニット６１〜６５は、シートガラスＳＧの幅方向およびシートガラスＳＧの流れ方向に配置される。具体的に、複数の冷却ユニット６１〜６５には、中央領域冷却ユニット６１〜６３と、側部冷却ユニット６４，６５とが含まれる。中央領域冷却ユニット６１〜６３は、シートガラスＳＧの幅方向中央領域ＣＡを空冷する。幅方向中央領域ＣＡは以降、中央領域ＣＡという。ここで、シートガラスＳＧの中央領域とは、シートガラスＳＧの幅方向中央部分であって、シートガラスＳＧの有効幅およびその近傍を含む領域である。言い換えると、シートガラスＳＧの中央領域は、シートガラスＳＧの両側部に挟まれた部分である。シートガラスＳＧの両側部は、両耳部ともいう。中央領域冷却ユニット６１〜６３は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの表面に対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。中央領域冷却ユニット６１〜６３に含まれる各ユニットは、独立して制御可能である。また、側部冷却ユニット６４，６５は、シートガラスＳＧの側部を水冷する。側部冷却ユニット６４，６５は、シートガラスＳＧの側部の表面に対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。側部冷却ユニット６４，６５に含まれる各ユニットは、独立して制御可能である。
【００４４】
（２−５）引下げローラ（搬送ローラ）
引下げローラ（搬送ローラ）８１ａ〜８１ｇは、冷却チャンバー８０内に設けられ、フォーミングチャンバー３０内を通過したシートガラスＳＧを、シートガラスＳＧの流れ方向へ引き下げる。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、冷却チャンバー８０の内部で、流れ方向に沿って所定の間隔を空けて配置される。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの厚み方向両側（図３参照）、および、シートガラスＳＧの幅方向両側（図４参照）に複数配置される。すなわち、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの幅方向の両側部、かつ、シートガラスＳＧの厚み方向の両側に接触しながらシートガラスＳＧを下方に引き下げる。
【００４５】
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、引下げローラ駆動モータ３９１（図５参照）によって駆動される。また、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧに対して内側に回転する。引下げローラ８１ａ〜８１ｇの周速度は、下流側の引下げローラ程、大きい。すなわち、複数の引下げローラ８１ａ〜８１ｇのうち、引下げローラ８１ａの周速度が最も小さく、引下げローラ８１ｇの周速度が最も大きい。シートガラスＳＧの厚み方向両側に配置された引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、対で動作し、対の引下げローラ８１ａ，８１ａ，・・・が、シートガラスＳＧを下方向に引き下げる。
【００４６】
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは高温のシートガラスＳＧを挟持するため、熱による変形を防ぐために、引下げローラ８１ａ〜８１ｇの内部に通された空冷管により空冷されている。引下げローラ８１ａ〜８１ｇがシートガラスＳＧを挟持した挟持領域では、シートガラスＳＧの温度が低下（粘度が上昇）する。特に、シートガラスＳＧの中央領域の板厚を０．４ｍｍ以下の薄板に成形しようとする場合、シートガラスＳＧの保有熱は小さく、シートガラスＳＧの温度は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇの影響を受けやすい。引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持した挟持領域の粘度が上昇すると、挟持領域に隣接する他の領域との粘度差が生じ、歪等が発生する原因となる。このため、後述する温度プロファイルを実現することにより、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持した挟持領域、及び、挟持領域に隣接する領域において大きな歪が発生するのを抑制する。
【００４７】
（２−６）ヒータ
ヒータ８２（８２ａ〜８２ｇ）は、冷却チャンバー８０の内部に設けられ、冷却チャンバー８０の内部空間の温度を調整する。具体的に、ヒータ８２ａ〜８２ｇは、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に複数配置される。より具体的には、シートガラスＳＧの流れ方向には、７つのヒータが配置され、シートガラスの幅方向には７つのヒータが配置される。幅方向に配置される７つのヒータは、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡと、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持する挟持領域ＲＡを含む、シートガラスＳＧの側部（耳部）とをそれぞれ熱処理する。ヒータ８２ａ〜８２ｇは、後述する制御装置５００によって出力が制御される。これにより、冷却チャンバー８０内部を通過するシートガラスＳＧの近傍の雰囲気温度が制御される。ヒータ８２ａ〜８２ｇによって冷却チャンバー８０内の雰囲気温度が制御されることによって、シートガラスＳＧの温度制御が行われる。また、温度制御により、シートガラスＳＧは、粘性域から粘弾性域を経て弾性域へと推移する。このように、ヒータ８２ａ〜８２ｇの制御により、冷却チャンバー８０では、シートガラスＳＧの温度が、徐冷点近傍の温度から室温近傍の温度まで冷却される。ここで、徐冷点は、粘度が１０１３ｐｏｉｓｅとなるときの温度であり、例えば、７１５．０℃である。
【００４８】
シートガラスＳＧの幅方向に複数配置されるヒータについて説明する。図６は、冷却チャンバー８０内の雰囲気温度を制御するヒータ８２ａを背面側から見た図であり、図７は、図６を上流側から見た図である。ヒータ８２ａは、シートガラスＳＧの幅方向に複数配置される分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７からなる。各分割ヒータは、シートガラスＳＧの側部の最外端部領域Ｒ，Ｌに対応する幅方向の位置に設けられ、最外端部領域Ｒ，Ｌを加熱する分割ヒータ８２ａ１，８２ａ７、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持する内側端部領域に対応する幅方向の位置に設けられ、内側端部領域を加熱する分割ヒータ（挟持領域対応ヒータ）８２ａ２，８２ａ６、シートガラスＳＧの第１中央領域ＣＡ１に対応する幅方向の位置に設けられ、第１中央領域ＣＡ１を加熱する分割ヒータ（第１中央領域対応ヒータ）８２ａ４、シートガラスＳＧの第２中央領域ＣＡ２に対応する幅方向の位置に設けられ、第２中央領域ＣＡ２を加熱する分割ヒータ（第２中央領域対応ヒータ）８２ａ３、８２ａ５に分かれている。内側端部領域は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持する領域であるため、以降ではこの領域を挟持領域ＲＡという。
【００４９】
シートガラスＳＧの側部は、シートガラスＳＧの両側の端から、シートガラスＳＧの幅方向内側に向かって例えば１０〜５００ｍｍ、あるいは１０〜３００ｍｍまでの範囲の領域であり、引下げローラ８１ａ〜８１ｇがシートガラスＳＧを挟持する挟持領域ＲＡは、上記側部の領域のうち、両側の端からシートガラスＳＧの幅方向内側に向かって、例えば５０〜５００ｍｍあるいは５０〜３００ｍｍまでの範囲にあることが好ましい。最外端部領域Ｒ，Ｌは、挟持領域ＲＡに対してシートガラスＳＧの幅方向外側に位置する領域である。中央領域ＣＡは、挟持領域ＲＡに対してシートガラスＳＧの幅方向内側の領域である。
中央領域ＣＡは、さらに、挟持領域ＲＡと隣接せず、シートガラスＳＧの幅方向の中心を含む第１中央領域ＣＡ１と、挟持領域ＲＡと隣接する第２中央領域ＣＡ２とに分かれている。第２中央領域ＣＡ２は、挟持領域ＲＡに対してシートガラスＳＧの幅方向内側に位置する領域であり、挟持領域ＲＡからシートガラスＳＧの幅方向内側に向かって、中央領域ＣＡの２０〜８０％の幅を有する領域である。第１中央領域ＣＡ１は、第２中央領域ＣＡ２からシートガラスＳＧの幅方向内側の領域である。
【００５０】
各分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７は、制御装置５００によって出力が独立して制御され、冷却チャンバー８０内部を通過するシートガラスＳＧの近傍の雰囲気温度が制御されて、シートガラスＳＧの温度制御が行われる。分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７それぞれが独立して制御されて、最外端部領域Ｒ，Ｌ、挟持領域ＲＡ、第１中央領域ＣＡ１，第２中央領域ＣＡ２の温度プロファイルが実現される。
なお、ヒータ８２ｂ〜８２ｇにおけるシートガラスの幅方向に配置されるヒータは、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００５１】
なお、各ヒータ８２ａ〜８２ｇの近傍には、雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段である熱電対３８０が設けられている。具体的には、複数の熱電対３８０が、シートガラスＳＧの流れ方向およびシートガラスＳＧの幅方向に配置されている。熱電対３８０は、シートガラスＳＧの第１中央領域ＣＡ１の幅方向の中心位置の温度と、シートガラスＳＧの最外端部領域Ｒ，Ｌの温度とをそれぞれ検出する。ヒータ８２ａ〜８２ｇの出力は、熱電対３８０によって検出される雰囲気温度に基づいて制御される。
【００５２】
ヒータ８２ａ〜８２ｇとシートガラスＳＧとの間の空間に、シートガラスＳＧの表面と対向するように均熱板８３が設置される。均熱板８３は、ヒータ８２ａ〜８２ｇから輻射される熱を受け、均熱板８３の表面全体に、受けた熱を拡散させる。均熱板８３は、その対向面から、シートガラスＳＧの表面に向かって熱を輻射する。均熱板８３は、一枚の金属板、または、複数枚の金属板から構成される。ヒータ８２ａ〜８２ｇのそれぞれは、対応する均熱板８３に向かって熱を輻射する。例えば、ヒータ８２ａに対応する均熱板８３は、ヒータ８２ａから輻射される熱を受け、均熱板８３と対向するシートガラスＳＧの表面に向かって、受けた熱を輻射する。本実施形態において、引下げローラ８１ａ〜８１ｇに挟持されたシートガラスＳＧにおける領域は、温度が局所的に低下する領域である。均熱板８３は、ヒータ８２ａ〜８２ｇから受けた熱を均熱板８３の表面全体に拡散させて、シートガラスＳＧの表面に向かって輻射することで、ガラス板３の表面の温度の局所的な低下を抑制する。すなわち、本実施形態では、均熱板８３を用いることにより、ヒータ８２ａ〜８２ｇのシートガラスＳＧの幅方向の熱分布をなだらかにすることにより、シートガラスＳＧの温度分布を制御する。
【００５３】
均熱板８３は、例えば、高温下で使用することができ、かつ、熱伝導率が高いニッケルの金属板が好ましい。シートガラスＳＧの幅方向に沿って滑らかな温度分布を形成する観点からは、均熱板８３の熱伝導率は、１０Ｗ/（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。また、均熱板８３は、その表面からの熱の輻射率を向上させるために、セラミック塗料を塗布してセラミック層が形成されてもよく、表面に酸化被膜が形成されてもよい。シートガラスＳＧの表面に塵等の異物が付着することを抑制する観点からは、膜厚１μｍ程度の不動態被膜（スーパーブラック処理膜）が均熱板８３の表面に形成されることが好ましい。
【００５４】
（２−７）切断装置
切断装置９０は、冷却チャンバー８０内で室温近傍の温度まで冷却されたシートガラスＳＧを、所定のサイズに切断する。切断装置９０は、所定の時間間隔でシートガラスＳＧを切断する。これにより、シートガラスＳＧは、複数のガラス板ＰＧになる。切断装置９０は、切断装置駆動モータ３９２（図５を参照）によって駆動される。
【００５５】
（２−８）制御装置
制御装置５００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびハードディスク等から構成されており、ガラス板の製造装置１００に含まれる種々の機器の制御を行う。
【００５６】
具体的には、図５に示すように、制御装置５００は、ガラス基板の製造装置１００に含まれる各種のセンサ（例えば、熱電対３８０）やスイッチ（例えば、主電源スイッチ３８１）等による信号を受けて、温度調整ユニット６０、ヒータ８２ａ〜８２ｇ、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７、冷却ローラ駆動モータ３９０、引下げローラ駆動モータ３９１、切断装置駆動モータ３９２等の制御を行う。
【００５７】
（３）温度管理
本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、冷却工程Ｓ４において、シートガラスＳＧの流れ方向および幅方向の温度管理を行っている。温度管理は、温度プロファイルＴＰ１に基づいて行われる。温度プロファイルＴＰ１とは、シートガラスＳＧ近傍の雰囲気温度についての、シートガラスＳＧの幅方向に沿った温度分布である。言い換えると、温度プロファイルＴＰ１は、目標の温度分布である。すなわち、温度管理は、温度プロファイルＴＰ１を実現させるように行われる。温度管理は、上述した、引下げローラ８１ａ〜８１ｇ、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７を備えるヒータ８２ａ〜８２ｇを用いて行われる。
【００５８】
シートガラスＳＧの温度は、シートガラスＳＧの雰囲気温度を制御することにより、管理される。ここで、シートガラスＳＧの温度と引下げローラ８１ａ〜８１ｇ及び分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７を備えるヒータ８２ａ〜８２ｇによって制御される雰囲気温度とは、基本的に同様の値である。
【００５９】
以下、図８を参照して、冷却工程Ｓ４におけるシートガラスＳＧの温度管理について詳細に説明する。図８は、シートガラスＳＧの所定の高さ位置における温度プロファイルを示す。また、図９は、シートガラスＳＧの所定の高さ位置におけるシートガラスＳＧの温度分布を示す図である。
【００６０】
（３−１）冷却工程
冷却工程Ｓ４は、成形工程Ｓ３を経て、冷却チャンバー８０に搬送されたシートガラスＳＧを冷却する工程である。冷却工程Ｓ４では、温度プロファイルＴＰ１に基づいて、シートガラスＳＧの温度管理が行われる。シートガラスＳＧは、従来の製造方法では、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによって冷却されるため、図９に示すように、挟持領域ＲＡの温度がシートガラスＳＧの第１中央領域ＣＡ１の温度より低くなっている。シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの板厚が０．４ｍｍ以下となるような薄いシートガラスＳＧでは、その温度は引下げローラ８１ａ〜８１ｇによる影響を受けやすく、シートガラスＳＧの挟持領域ＲＡの温度は低下しやすい。挟持領域ＲＡと挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２との間で温度差が生じると、反り、歪の原因となる。このため、シートガラスＳＧの挟持領域ＲＡの温度低下が抑制されるように、冷却チャンバー８０内において目標とする温度分布になるように、温度分布を制御する必要がある。以下、冷却工程Ｓ４で実行される温度プロファイルＴＰ１を詳細に説明する。
【００６１】
（３−１−１）温度プロファイル
温度プロファイルＴＰ１は、冷却チャンバー８０内において分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７によって実現される、シートガラスＳＧの近傍の雰囲気温度の温度分布である。この温度分布が、引下げローラ８１ａ〜８１ｇに挟持される直前のシートガラスＳＧの温度分布に反映されるので、温度プロファイルＴＰ１は引下げローラ８１ａ〜８１ｇに挟持される直前のシートガラスＳＧの温度分布でもある。温度プロファイルＴＰ１は、第１中央領域ＣＡ１の温度が均一であり、最外端部領域Ｒ，Ｌの末端の温度は、第１中央領域ＣＡ１の温度よりも低い。また、温度プロファイルＴＰ２は、第１中央領域ＣＡ１，第２中央領域ＣＡ２及び挟持領域ＲＡの温度が均一となる理想の温度プロファイルである。ここで、第１中央領域ＣＡ１の温度が均一であるとは、第１中央領域ＣＡ１の温度が、基準温度に対して所定の温度域に含まれることをいう。所定の温度域とは、基準温度±２０℃の範囲である。基準温度は、第１中央領域ＣＡ１の幅方向の平均温度である。また、温度プロファイルＴＰ１は、挟持領域ＲＡの温度が、第１中央領域ＣＡ１の温度よりも高い。挟持領域ＲＡの温度の最高温度と第１中央領域ＣＡ１の温度との温度差ＴＤは、例えば、３０℃〜１５０℃である。挟持領域ＲＡの温度は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが接触することにより、温度が低下してしまう。このため、挟持領域ＲＡの最高温度を第１中央領域ＣＡ１の温度より、３０℃〜１５０℃高くすることにより、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによる冷却を緩和して、温度プロファイルＴＰ２に示すように、シートガラスＳＧにおける第１中央領域ＣＡ１，第２中央領域ＣＡ２及び挟持領域ＲＡの温度を均一にすることができる。すなわち、一対の引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、熱による変形が抑制されるよう冷却されながらシートガラスＳＧを挟持し、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇにより冷却されたシートガラスＳＧの挟持領域ＲＡの温度を、シートガラスＳＧの幅方向で均一になるよう制御する。挟持領域ＲＡの温度は、分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６から受けた熱を均熱板８３が表面全体に拡散させるため、山なり状の緩やかな曲線を示す。挟持領域ＲＡの温度を、第１中央領域ＣＡ１の温度より高くするのに伴って、挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２及び最外端部領域Ｒ，Ｌの温度も高くする。これは、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによる冷却の影響は、挟持領域ＲＡだけでなく、挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２及び最外端部領域Ｒ，Ｌにも及ぶためである。挟持領域ＲＡだけでなく、挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２及び最外端部領域Ｒ，Ｌの一部を、第１中央領域ＣＡ１の温度より高くすることにより、挟持領域ＲＡを含めた隣接領域についても、反り、歪を抑制することができる。
このように、一対の引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、第１中央領域ＣＡ１と最外端部領域Ｒ，Ｌとの間の領域を挟持し、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７は、第１中央領域ＣＡ１の温度が均一になり、かつ、挟持領域ＲＡの温度が第１中央領域ＣＡ１の温度より高くなるよう、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持する前のシートガラスＳＧの温度を制御する。
【００６２】
挟持領域ＲＡの温度の最高温度と第１中央領域ＣＡ１の温度との温度差ＴＤは、上流側、つまり、ヒータ８２ａによって加熱される空間が一番大きく、下流側に向かうにしたがって徐々に小さくなり、ヒータ８２ｇによって加熱される空間が一番小さくなる。例えば、ヒータ８２ａ〜８２ｇのそれぞれによって加熱される空間における温度差ＴＤは、１５０℃、１３０℃、１１０℃、９０℃、７０℃、５０℃、３０℃と、徐々に小さくなる。これは、シートガラスＳＧの温度が高い上流側ほど、引下げローラ８１による冷却の影響を受けやすいため、温度差ＴＤを大きくして、引下げローラ８１による冷却を緩和するためである。
【００６３】
図１０は、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７の配置例を示す図である。分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７の出力を変化させずに、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７をシートガラスＳＧ側、均熱板８３側に近づけると、シートガラスＳＧの温度は高くなる。分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７の熱は、均熱板８３の表面において拡散されるが、分割ヒータ８２ａ１〜８２ａ７を均熱板８３に近づけすぎると、均熱板８３によって熱が拡散されない場合がある。このため、温度を高くしたい挟持領域ＲＡに対向する位置にある分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６を均熱板８３から離し、分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６の出力を高めることにより、挟持領域ＲＡの局部的な加熱が抑制され、挟持領域ＲＡの温度分布を滑らかにすることができる。分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６の位置を、分割ヒータ８２ａ４の位置より距離Ｄ１だけ背面側にずらした場合、放射による伝熱量は物体からの距離の２乗に反比例して減衰するため、離れた距離Ｄ１に応じて分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６の出力を高める。すなわち、分割ヒータ（挟持領域対応ヒータ）８２ａ２，８２ａ６のシートガラスＳＧからの距離を、分割ヒータ（第１中央領域対応ヒータ）８２ａ４のシートガラスＳＧからの距離に比べて遠くし、引下げローラ８１ａ〜８１ｇがシートガラスＳＧを挟持する前、挟持領域ＲＡの温度が第１中央領域ＣＡ１の温度より高くなるように、分割ヒータ（挟持領域対応ヒータ）８２ａ２，８２ａ６の出力を制御することが好ましい。
また、挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２に対向する分割ヒータ８２ａ３，８２ａ５の位置を、分割ヒータ８２ａ４の位置より距離Ｄ２だけ背面側にずらし、分割ヒータ８２ａ３，８２ａ５の出力を高める。距離Ｄ２は、距離Ｄ１よりも小さい。挟持領域ＲＡに隣接する第２中央領域ＣＡ２においても、引下げローラ８１による冷却の影響を受けるため、第２中央領域ＣＡ２の温度を高める。第２中央領域ＣＡ２は挟持領域ＲＡより引下げローラ８１による冷却の影響が小さいため、第２中央領域ＣＡ２の温度分布を挟持領域ＲＡの温度分布よりなだらかな曲線にする必要がある。このため、分割ヒータ８２ａ４の位置より、距離Ｄ２だけ背面側にずらし、分割ヒータ８２ａ３，８２ａ５の出力を高めることによって実現できる。すなわち、分割ヒータ（第２中央領域対応ヒータ）８２ａ３，８２ａ５のシートガラスＳＧからの距離を、分割ヒータ（第１中央領域対応ヒータ）８２ａ４のシートガラスＳＧからの距離に比べて遠くし、引き下げローラ８１ａ〜８１ｇがシートガラスＳＧを挟持する前、図８に示す温度プロファイルＴＰ１のように、第２中央領域ＣＡ２の温度が第１中央領域ＣＡ１の温度より部分的に高くなるように、分割ヒータ（第２中央領域対応ヒータ）８２ａ３，８２ａ５の出力を制御することが好ましい。
距離Ｄ１，Ｄ２が大きくなるほど、温度分布はなだらかな曲線になるため、距離Ｄ１＜距離Ｄ２、分割ヒータ８２ａ２，８２ａ６の出力＜分割ヒータ８２ａ３，８２ａ５の出力、とすることもできる。温度分布の幅方向の急激な変化を抑制し、挟持領域ＲＡと第２中央領域ＣＡ２の反り、歪を制御することができる。
【００６４】
本実施形態では、引下げローラ８１ａ〜８１ｇに挟持される前のシートガラスＳＧにおいて、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによって冷却される挟持領域ＲＡの温度を第１中央領域ＣＡ１の温度より高めることにより、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによる冷却を緩和でき、挟持領域ＲＡに発生する反り、歪を抑制することができる。また、引下げローラ８１ａ〜８１ｇに挟持される前のシートガラスＳＧにおいて、最外端部領域Ｒ，Ｌ及び、第２中央領域ＣＡ２、すなわち挟持領域ＲＡに隣接する領域の温度を、第１中央領域ＣＡ１の温度より高めることにより、最外端部領域Ｒ，Ｌ、及び、第２中央領域ＣＡ２に発生する反り、歪を抑制することができる。特に、シートガラスＳＧの板厚が０．４ｍｍ以下の場合には、引下げローラ８１ａ〜８１ｇによるシートガラスＳＧの冷却を緩和できるため、板厚が０．０５ｍｍから０．４ｍｍの範囲のシートガラスＳＧにおいて、大きな歪を抑制することができる。
【００６５】
以上、本実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１１  溶解装置
１２  清澄装置
４０  成形装置
４１  成形体
５１  冷却ローラ
６０  温度調整ユニット
８１ａ〜８１ｇ  引下げローラ
８２ａ〜８２ｇ  ヒータ
８２ａ１〜８２ａ７  分割ヒータ
９０  切断装置
１００  ガラス基板の製造装置
５００  制御装置
【図１】
2016104805.tif 000003
【図２】
2016104805.tif 000004
【図３】
2016104805.tif 000005
【図４】
2016104805.tif 000006
【図５】
2016104805.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016104805.tif 000009
【図８】
2016104805.tif 000010
【図９】
2016104805.tif 000011
【図１０】
2016104805.tif 000012
【国際調査報告】
2016104805.tif 000013
2016104805.tif 000014
2016104805.tif 000015
2016104805.tif 000016