JP2003212575A - 板状ガラスの成形装置及び成形方法 - Google Patents

板状ガラスの成形装置及び成形方法

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JP2003212575A
JP2003212575A JP2002018986A JP2002018986A JP2003212575A JP 2003212575 A JP2003212575 A JP 2003212575A JP 2002018986 A JP2002018986 A JP 2002018986A JP 2002018986 A JP2002018986 A JP 2002018986A JP 2003212575 A JP2003212575 A JP 2003212575A
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plate
glass
thickness
glass tube
roller
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JP2002018986A
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Naoki Tsuji
直樹 辻
Hideyuki Tomomitsu
英行 友光
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00Re-forming shaped glass
    • C03B23/04Re-forming tubes or rods
    • C03B23/055Re-forming tubes or rods by rolling

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】成形後の面の研削量は少なく、材料歩留が良い
板状ガラスの成形装置及び成形方法を提供するものであ
る。 【解決手段】軸方向にスリットが形成され加熱されたガ
ラス管が載置される敷板と、この敷板に沿ってガラス管
を板状化する方向に移動してガラス管を板状化する加圧
ローラと、この加圧ローラを押圧する押圧手段と、この
押圧手段が取付けられガラス管が板状化される方向に回
転ローラを移動するローラ移動手段と、加圧ローラによ
り板状化された板状ガラスの厚さを測定する厚さ測定手
段と、この厚さ測定手段により検出された板状ガラスの
厚さに基づき加圧ローラを進退させるローラ進退手段と
を有する板状ガラスの成形装置、また、板状ガラスの成
形方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は板状ガラスの成形装
置及び成形方法に係わり、特に成形後の板厚を制御で
き、大型のフォトマスク材に用いる石英板等の成形に適
する板状ガラスの成形装置及び成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ等の製造時、フォトリ
ソグラフィ工程で使用される合成石英ガラス大型マスク
は、大きな主表面全体の光透過性が重要であり、この光
透過性に大きな影響を与える泡、内容物、脈理等が重要
視されている。このような大型マスクは、その主なもの
で主表面が300〜800mm、厚さが5〜8mmのサ
イズを有する。また、液晶ディスプレイは大型化傾向に
あり、その製造に必要とされる合成石英ガラス大型マス
クは、主表面が1000mmを超えると予想されてい
る。
【0003】従来、一般に合成石英ガラス大型マスク材
は、火炎溶融法の合成石英ガラス大型インゴットを高温
で径方向に引伸ばすように成形し、これをスライスし
て、少なくとも主表面には脈理のない複数枚の板材を製
造し、さらに、これらの板を所定の寸法に研削後、研磨
して製造されている。
【0004】しかしながら、特に、大型マスクに対して
は、少なくとも所定一方向には脈理のないことが要求さ
れるため、溶接等によって大面積としたものは、接合部
分の光透過性能が劣るため使用できない。そのため、大
型マスクには、大型の均質なブロックが必須であり、ま
た、ブロックが大型化するほど、泡、内容物、脈理等の
小さな欠陥が浸入する確率が大きさに比例して高くな
り、超大型品の製造を困難にしている。さらに、大型マ
スクの寸法に合わせてブロックを成形する際には、大型
ほど高温での処理時間が長くなり、高純度カーボン型材
との反応や泡の混入等が発生しやすかった。
【0005】このため、上記のような従来の合成石英ガ
ラス大型マスク材の製造方法では、成形したガラス板の
板厚は成形前のパイプの肉厚の影響を大きく受け、火炎
による肉移動もあり、ガラス板の寸法精度をだすために
は、成形後に面の研削量が多く必要となり、材料歩留が
悪かった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、成形後の面の
研削量が少なく、材料歩留が良い板状ガラスの成形方法
及び成形装置が要望されていた。
【0007】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、成形後の面の研削量が少なく、材料歩留が良い
ガラスの成形方法及び成形装置を提供することを目的と
する。
【0008】本発明者等は上記課題に鑑み、鋭意研究
し、比較的低温で大きな平板を造る方法として、パイプ
を開く方法に関して、脈理の発生状況を種々測定検討
し、その結果、火炎溶融法で製造された円筒状のインゴ
ットを開いた平板の主表面方向からは脈理が観察されな
いこと、また高温で円柱状インゴットの中央部にカーボ
ン棒を押し込んで得られた円筒を開いて製造される平板
の主表面にも脈理が観察されないとの知見を得た。この
知見に基づき、材料歩留が良い板状ガラスの成形装置及
び成形方法を実現し、上記問題を解決するに至った。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の1つの態様によれば、軸方向にスリットが
形成され加熱されたガラス管が載置される敷板と、この
敷板に沿って前記ガラス管を板状化する方向に移動して
ガラス管を板状化する加圧ローラと、この加圧ローラを
押圧する押圧手段と、この押圧手段が取付けられ前記ガ
ラス管が板状化される方向に前記回転ローラを移動する
ローラ移動手段と、前記加圧ローラにより板状化された
板状ガラスの厚さを測定する厚さ測定手段と、この厚さ
測定手段により検出された板状ガラスの厚さに基づき加
圧ローラを進退させるローラ進退手段とを有することを
特徴とする板状ガラスの成形装置が提供される。これに
より、成形後の面の研削量は少なく、材料歩留が良いガ
ラスの成形が可能となる。
【0010】上記目的を達成するため、本発明の他の態
様によれば、軸方向にスリットが形成され加熱されたガ
ラス管を敷板に載置し、加圧ローラをガラス管に押付け
ながら敷板に沿って移動させてガラス管を板状化する途
中の工程で、この板状ガラスの厚さを検出し、この結果
に基づき、加圧ローラの進退を制御して、板厚が一定に
なるようにすることを特徴とする板状ガラスの成形方法
が提供される。これにより、成形後の面の研削量は少な
く、材料歩留が良い板状ガラスの成形が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる板状ガラス
の成形装置の実施形態について添付図面を参照して説明
する。
【0012】図1は本発明に係わる板状ガラスの成形装
置の概念図である。
【0013】図1に示すように、本発明に係わる板状ガ
ラスの成形装置1は、軸方向にスリットが形成され加熱
されたガラス管Gが載置される敷板2と、この敷板2に
沿ってガラス管Gを板状化する方向に移動してガラス管
Gを板状にする加圧ローラ3と、この加圧ローラ3を押
圧する押圧手段4と、この押圧手段4が取付けられガラ
ス管Gが板状化される方向に回転ローラ3を移動するロ
ーラ移動手段5と、加圧ローラ3により板状化された板
状ガラス(部位)の厚さtを測定する厚さ測定手段6
と、この厚さ測定手段6により検出された板状ガラスの
厚さtに基づき加圧ローラ3を進退させるローラ進退手
段7とを有する。
【0014】上記敷板2は、基台11に載置された平板
であり、耐熱性がありガラスを汚染しないものが好まし
い。また、敷板2は後述する基台11の上面部を用いて
もよい。
【0015】加圧ローラ3は、ガラス管Gを平板化し、
かつ、一定の厚さに成形するものであり、ローラ支持部
材12に軸支され、また、このローラ支持部材12は進
退用ステッピングモータ13に取付けられている。この
進退用ステッピングモータ13は、板状ガラスの成形装
置1全体を制御する制御装置14によって制御されて、
また、進退用ステッピングモータ13は、加圧ローラ3
を押圧する押圧手段と加圧ローラを進退させるローラ進
退手段を実現している。
【0016】ローラ移動手段5は、進退用ステッピング
モータ13が取付けられるローラ移動部材15と、この
ローラ移動部材15を水平移動可能に支持する水平支持
部材16と、ローラ移動部材15に螺合しローラ移動部
材15を水平移動するボールねじ17と、このボールね
じ17を回動し、制御装置14に接続された送り用ステ
ッピングモータ18とで構成されており、制御装置14
により送り用ステッピングモータ18を制御して、加圧
ローラ3を敷板2に沿って移動できるようになってい
る。
【0017】厚さ測定手段6は、接触子19aを板状ガ
ラスに接触させてその厚さを測定する一般的な接触型の
厚み計19と、この厚み計19が取付けられ敷板2に沿
って移動させる厚み計取付部材20と、この厚み計取付
部材20が螺合するボールねじ21と、このボールねじ
21を回転させる厚み計用ステッピングモータ22より
なっている。なお、厚さ測定手段は接触型に限らず、基
準部材の上方から被測定部材の計測点に向けてレーザビ
ームを発するレーザ発光素子と、計測点から反射してく
るレーザビームを受光し、その受光位置の変化で被測定
部材の厚さを測定する非接触型の厚み計であってもよ
い。また、厚さ測定手段6は、制御装置14に接続さ
れ、測定した板状ガラスの厚さtに基づき、制御装置1
4を介して進退用ステッピングモータ13を進退させ
て、板状ガラスの厚さtを制御するようになっている。
【0018】なお、符号23は基台11に立設された支
柱であり、この支柱23は水平支持部材16の両端を支
持し、ボールねじ17の両端を軸支している。
【0019】次に本発明に係わる板状ガラスの成形方法
について、図2に示すその製造工程図を参照して説明す
る。
【0020】図1に示すように、軸方向にスリットが形
成され均一に加熱されたガラス管Gを敷板に載置する。
このとき、成形しやすいように、流動温度(粘性率10
Pa・s)以上に加熱するのが好ましい。
【0021】その後、図2(a)に示すように、加圧ロ
ーラ3をガラス管Gに挿入する。
【0022】加圧ローラ3挿入後、制御装置14の指令
により、進退用ステッピングモータ13を制御してガラ
ス管Gが所定の厚さの板状になるように加圧ローラ3を
押圧しながら移動させ、また、送り用ステッピングモー
タ18を制御して、図2(b)に示す位置まで移動させ
て、ガラス管Gの片側を板状にする。しかる後、加圧ロ
ーラ3を短距離戻すように移動させ、移動後の板状ガラ
スに厚み計19の接触子19aを接触させて板厚を測定
する。この測定結果に基づき、前工程で板状化された平
板ガラス(部位)の厚さを修正する。このように加圧と
測定を繰返しながら、加圧ローラ3を図2(c)に示す
位置まで移動させる。
【0023】図2(c)に示す位置まで移動された加圧
ローラ3は、さらに、平板化を継続させ、図2(d)に
示すように、ガラス管Gの半円弧状の残りの片側を板状
にする。
【0024】この平板化工程においても、制御装置1
4、厚み計用ステッピングモータ22を介してボールね
じ22を回動させて、厚み計19を常に加圧ローラ3と
所定距離離間して追従させ、厚み計19により板厚tは
測定され、測定された板厚データは制御装置14を介し
て進退用ステッピングモータ13にフィードバックさ
れ、加圧ローラ3と敷板2との距離、加圧ローラ3から
ガラス管Gに加わる力が制御される。これにより、一定
の厚さのガラス板を製造することができる。
【0025】後工程において、上記のようにして製造さ
れた板状ガラスを所定の寸法に研削後、研磨した大形石
英ガラスのマスク材を製造することができる。
【0026】本発明に係わる板状ガラスの成形装置及び
これを用いた製造方法により製造された板状ガラスは、
成形後の板厚を正確に制御できるため、面の研削量が少
なくて済み、材料歩留が向上する。
【0027】なお、上記製造方法において、炉内で製造
を行い、あるいは、保温した敷板及び加圧ローラを用い
ることで、ガラスの硬化時間を延ばすことができる。
【0028】
【発明の効果】本発明に係わる板状ガラスの成形装置及
び成形方法によれば、成形後の面の研削量が少なく、材
料歩留が良い板状ガラスの成形装置及び成形方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる板状ガラスの成形装置の概念
図。
【図2】本発明に係わる板状ガラスの成形方法の製造工
程図。
【符号の説明】
1 板状ガラスの成形装置 2 敷板 3 加圧ローラ 4 押圧手段 5 ローラ移動手段 6 厚さ測定手段 7 ローラ進退手段 11 基台 12 ローラ支持部材 13 進退用ステッピングモータ 14 制御装置 15 ローラ移動部材 16 水平支持部材 17 ボールねじ 18 送り用ステッピングモータ 19 厚み計 19a 接触子 20 厚み計取付部材 21 ボールねじ 22 厚み計用ステッピングモータ 23 支柱 G ガラス管 t 板状ガラス(部位)の厚さ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向にスリットが形成され加熱された
    ガラス管が載置される敷板と、この敷板に沿って前記ガ
    ラス管を板状化する方向に移動してガラス管を板状化す
    る加圧ローラと、この加圧ローラを押圧する押圧手段
    と、この押圧手段が取付けられ前記ガラス管が板状化さ
    れる方向に前記回転ローラを移動するローラ移動手段
    と、前記加圧ローラにより板状化された板状ガラスの厚
    さを測定する厚さ測定手段と、この厚さ測定手段により
    検出された板状ガラスの厚さに基づき加圧ローラを進退
    させるローラ進退手段とを有することを特徴とする板状
    ガラスの成形装置。
  2. 【請求項2】 軸方向にスリットが形成され加熱された
    ガラス管を敷板に載置し、加圧ローラをガラス管に押付
    けながら敷板に沿って移動させてガラス管を板状化する
    途中の工程で、この板状ガラスの厚さを検出し、この結
    果に基づき、加圧ローラの進退を制御して、板厚が一定
    になるようにすることを特徴とする板状ガラスの成形方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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