JP5941175B2 - ガラスの溶解方法、及びガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスの溶解方法、及びガラス基板の製造方法に関する。

例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板を製造する場合、一般に、溶解槽に投入されたガラス原料を溶解させて溶融ガラスがつくられる。この溶融ガラスは、脱泡等により清澄されたのち、成形装置でシート状ガラスに成形される。このシート状ガラスが所定の長さで切断されることによりガラス基板が得られる。

ガラス原料を溶解して溶融ガラスをつくるとき、溶融ガラスの液面上に投入されたガラス原料は、バーナー等の火炎により溶解される。具体的には、ガラス原料は、バーナー等により加熱された炉壁の熱輻射や高温化した気相雰囲気により次第に溶解を始め、下方の溶融ガラスに溶けて行く。一方、溶融ガラスは、溶解槽に蓄えられ、溶融ガラスと接触する一対の電極を用いて通電される。この通電により、溶融ガラス自身はジュール熱を発し、このジュール熱が溶融ガラス自身を加熱する。

溶解槽に用いる電極に使用する材料として、白金や白金ロジウム合金、モリブデン、酸化錫等の耐熱性材料を使用することが知られている（特許文献１）。

特開２００３−２９２３２３号公報

しかしながら、酸化錫やモリブデンを用いた電極は、溶融ガラスと接触した先端の部分が浸食によって減耗し、経時的に短小化してしまう。浸食により電極の先端の位置が所定の位置よりも後退すると、溶解槽の壁により多くの電流が流れて、溶解槽の壁が浸食されるおそれがある。そのため、電極が浸食されてその先端の位置が所定の位置よりも後退したら、電極の先端が所定の位置になるように、電極を溶解槽の内側へ向けて押し込む必要がある。

電極は溶解槽の壁に設けられた貫通孔に配置されている。電極を溶解槽の内側へ向けて押し込む際に、電極と貫通孔との間の摩擦抵抗が大きいと、溶解槽の壁に力がかかり、溶解槽の壁に損傷を与えるおそれがある。

そこで、本発明は、溶解槽の貫通孔に電極を押し込む際の電極と貫通孔との間の摩擦抵抗を低減し、溶解槽を用いて長期間に亘り安定的にガラスを溶解することができるガラスの溶解方法、ガラス基板の製造方法及びガラスの溶解装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、少なくとも一対の貫通孔に酸化錫からなる電極を設けた溶解槽に収納したガラスを溶解する方法である。このガラス溶解方法は、短小化した電極を溶融ガラス方向に押圧部材によって押し出す際、前記貫通孔の中心軸に対する前記電極の後端面の傾きを測定する測定工程と；前記測定工程で得られた測定結果に基づいて、前記押圧部材の押圧方向を決定する決定工程と；前記決定工程で得られた押圧方向に基づいて、前記押圧部材によって前記電極の後端面を押圧する押圧工程と；を有する。
上記の態様では、前記決定工程において、前記後端面の傾きを低減させるように、前記押圧方向を決定することが好ましい。
また、上記の態様では、前記押圧工程において、前記溶解槽の外側に突出した前記電極の少なくとも一部を、前記貫通孔の中心軸に交差する方向から支持した状態で、前記電極の後端面を押圧することが好ましい。
本発明の別の一態様は、上記のガラス溶解方法を含むガラス基板の製造方法である。
また、本発明の別の一態様は、少なくとも一対の貫通孔に酸化錫からなる電極を設けた溶解槽と；短小化した前記電極を溶融ガラス方向に押し出す押圧部材と；前記貫通孔の中心軸に対する前記電極の後端面の傾きを測定する測定器と；を有するガラスの溶解装置である。

上記の態様によれば、溶解槽の貫通孔に電極を押し込む際の電極と貫通孔との間の摩擦抵抗を低減し、溶解槽を用いて長期間に亘り安定的にガラスを溶解することができる。

本実施形態のガラスの製造方法の工程を説明する工程図である。 図１に示す溶解工程から切断工程までを行う装置を模式的に示す図である。 図１に示す溶解工程を行う溶解槽を説明する図である。 図３に示すｘｙｚ直交座標系のｘｚ平面における電極体近傍の断面図である。 同直交座標系のｘｙ平面おける電極体近傍の断面図である。 同直交座標系のｘ方向から見た電極体近傍の正面拡大図である。 同直交座標系のｘｚ平面における電極体の傾きを示す断面図である。 同直交座標系のｘｙ平面における電極体の傾きを示す断面図である。

以下、本実施形態のガラスの製造方法について説明する。図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法の工程を説明する工程図である。
ガラス基板の製造方法は、溶解工程（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、徐冷工程（ＳＴ６）と、切断工程（ＳＴ７）と、を主に有する。この他に、研削工程、研磨工程、洗浄工程、検査工程、梱包工程等を有し、梱包工程で積層された複数のガラス板は、納入先の業者に搬送される。

図２は、溶解工程（ＳＴ１）から切断工程（ＳＴ７）まで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、主に溶解装置２００と、成形装置３００と、切断装置４００と、を有する。溶解装置２００は、溶解槽２０１と、清澄槽２０２と、攪拌槽２０３と、第１配管２０４と、第２配管２０５と、を主に有する。

溶解工程（ＳＴ１）では、溶解槽２０１内に供給されたガラス原料を、バーナー２０６（図３参照）から発する火焔で加熱して溶解することで、溶融ガラスＭＧが作られる。この後、電極体２０８（図３参照）を用いて溶融ガラスＭＧが通電加熱される。
清澄工程（ＳＴ２）は、清澄槽２０２において行われる。清澄槽２０２内の溶融ガラスＭＧが加熱されることにより、溶融ガラスＭＧ中に含まれるＯ_２等の気泡は、清澄剤の還元反応により生成される酸素を吸収して成長し、液面に浮上して放出される。あるいは、気泡中の酸素等のガス成分が、清澄剤の酸化反応のために溶融ガラス中に吸収されて、気泡が消滅する。
均質化工程（ＳＴ３）では、第１配管２０４を通って供給された攪拌槽２０３内の溶融ガラスＭＧがスターラを用いて攪拌されることにより、ガラス成分の均質化が行われる。
供給工程（ＳＴ４）では、第２配管２０５を通して溶融ガラスＭＧが成形装置３００に供給される。

成形装置３００では、成形工程（ＳＴ５）及び徐冷工程（ＳＴ６）が行われる。
成形工程（ＳＴ５）では、溶融ガラスＭＧがシート状ガラスに成形され、シート状ガラスの流れが作られる。本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いる。徐冷工程（ＳＴ６）では、成形されて流れるシート状ガラスが所望の厚さになり、内部歪が生じないように、さらに、熱収縮率が大きくならないように、冷却される。
切断工程（ＳＴ７）では、切断装置４００において、成形装置３００から供給されたシート状ガラスを所定の長さに切断することで、ガラス基板が得られる。切断されたガラス基板は、さらに所定のサイズに切断され、目標サイズのガラス基板が作られる。この後、ガラス基板は、端面の研削および研磨がされた後、洗浄が行われ、さらに気泡や脈理等の異常欠陥の有無が検査され、検査合格品のガラス基板が最終製品として梱包される。

図３は、溶解工程を行う溶解槽２０１を説明する図である。
溶解槽２０１は、耐火レンガである耐火物部材により構成された壁２１０を有する。溶解槽２０１は、壁２１０で囲まれた内部空間を有する。溶解槽２０１の内部空間は、上記空間に投入されたガラス原料が溶解してできた溶融ガラスＭＧを加熱しながら収容する液槽Ｂと、溶融ガラスＭＧの上層に形成され、ガラス原料が投入される、気相である上部空間Ａとを有する。
上部空間Ａの壁２１０には、燃料と酸素等を混合した燃焼ガスが燃焼して火炎を発するバーナー２０６が設けられる。バーナー２０６は火炎によって上部空間Ａの耐火物部材を加熱して壁２１０を高温にする。ガラス原料は、高温になった壁２１０の輻射熱により、また、高温となった気相の雰囲気により加熱されて溶解する。

溶解槽２０１の液槽Ｂの向かい合う壁２１０，２１０には、それぞれ３つの貫通孔２１０ａが設けられている。貫通孔２１０ａには、酸化錫あるいはモリブデン等の耐熱性を有する導電性材料で構成された３対の電極体２０８が配置されている。本実施形態においては、電極体２０８は酸化錫により構成されている。３対の電極体２０８はいずれも、貫通孔２１０ａを通して溶解槽２０１の外側から液槽Ｂの内壁面に向かって延びている。

３対の電極体２０８のそれぞれの対のうち、図中奥側の電極体は図示されていない。３対の電極体２０８の各対は、溶融ガラスＭＧを通してお互いに対向するように、貫通孔２１０ａに配置されている。各対の電極体２０８は、正電極、負電極となってこの電極間の溶融ガラスＭＧに電流を流す。この通電により溶融ガラスＭＧにジュール熱が発生し、溶融ガラスＭＧは自ら発するジュール熱により加熱される。溶解槽２０１では、溶融ガラスＭＧは例えば１５００℃以上に加熱される。加熱された溶融ガラスＭＧは、ガラス供給管を通して清澄槽２０２へ送られる。

本実施形態では、溶解槽２０１には３対の電極体２０８が設けられるが、１対、２対あるいは４対以上の電極体が設けられてもよい。すなわち、本実施形態では、少なくとも一対の貫通孔２１０ａ，２１０ａの各々に電極体２０８を設けた溶解槽２０１を用い、溶解槽２０１に収納したガラスを溶解する。

以下、鉛直方向をｚ軸とし、ｘｙ平面が水平面であるｘｙｚ直交座標系を用いて説明する。図３に示すように、溶解槽２０１の液槽Ｂの向かい合う壁２１０，２１０は、ｙｚ平面と平行に設けられている。
図４は、溶解槽２０１の電極体２０８及び貫通孔２１０ａ近傍のｘｚ平面に平行な断面図である。図５は、電極体２０８及び貫通孔２１０ａ近傍のｘｙ平面に平行な断面図である。図６は、電極体２０８及び貫通孔２１０ａ近傍をｘ方向から見た正面拡大図である。図４から図６では、電極体２０８に設けられるコネクタ等の図示は省略されている。

電極体２０８は、複数の長尺状の電極体要素２０８ａを一方向に延びるように束ねた複合体であり、電極体要素２０８ａの各々が溶融ガラスＭＧに通電する。電極体２０８の先端面２０８ｆ及び後端面２０８ｂは、電極体２０８の中心軸Ｃ１と垂直になるように構成されている。図４から図６では、縦方向に４段、横方向に４列、合計１６本の電極体要素２０８ａで構成されている。電極体要素２０８ａからなる複合体としての電極体２０８は、本実施形態のように、縦方向に４段、横方向に４列、合計１６本の電極体要素２０８ａで構成されることに限定されず、合計本数、縦方向の段数、横方向の列数は特に制限されない。例えば、電極体２０８は、１つの電極体要素２０８ａで構成されてもよい。

図４及び図５に示すように、溶解槽２０１の壁２１０は、耐火レンガである耐火物部材が積層されて構成されている。壁２１０には、貫通孔２１０ａが設けられている。貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１及び貫通孔２１０ａの壁面は、ｘ軸と平行に設けられている。すなわち、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１及び貫通孔２１０ａの壁面は、ｙｚ平面と平行な壁２１０と垂直に設けられている。

この貫通孔２１０ａに電極体２０８が挿入されて設置されている。すなわち、電極体２０８は、液槽Ｂの内壁面に向かって延びて、壁２１０を構成する電極体２０８周りの耐火物部材、具体的には、電極体２０８の図中の下方、上方、及び側方にある耐火物部材によって保持されている。図４及び図５において、電極体２０８の中心軸Ｃ２は、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１と一致している。

電極体２０８は、設置時に、先端面２０８ｆの位置が液槽Ｂの内壁面（壁２１０の内表面）の位置Ｐ０に合せられている。すなわち、電極体２０８の先端面２０８ｆと溶解槽２０１の内壁面とは段差なく隣接している。すなわち、先端面２０８ｆは、液槽Ｂの内壁面と同一の平面上に配置することができる。なお、電極２０８の先端面２０８ｆは、ある程度、貫通孔２１０ａから液槽Ｂの内側に突出するように配置しても良いが、先端面２０８ｆの位置を液槽Ｂの内壁面の位置Ｐ０に合せることで、電極体２０８の浸食および溶解槽２０１の壁２１０を構成する耐火物部材の浸食を低減することができる。

電極体２０８は、溶融ガラスＭＧを通電加熱することで、溶融ガラスＭＧに接する先端部が溶融ガラスＭＧによって浸食されて磨耗し、図４及び図５に示すように、先端面２０８ｆの位置が液槽Ｂの内壁面の位置Ｐ０よりも溶解槽２０１の外側へ後退していく。このように、電極体２０８の先端面２０８ｆが液槽Ｂの内壁面から貫通孔２１０ａの内側に窪んだ状態になると、対向する電極体２０８，２０８間の電圧が上昇するだけでなく、電極体２０８の近傍の壁２１０が浸食されやすくなる。そのため、溶解槽２０１の外側には、電極体２０８を溶融ガラスＭＧ方向へ押し込むための押圧構造２２０が設けられている。

押圧構造（押圧部材）２２０は、電極体２０８の後端面２０８ｂに配置された水平治具２２１および垂直治具２２２と、垂直治具２２２に押圧力を作用させるウォームジャッキ２２３と、基準面設定装置２２４と、測定ゲージ２２５と、を備えている。
図６に示すように、水平治具２２１は、水平方向に隣接するすべての電極体要素２０８ａに掛け渡され、電極体要素２０８ａの最も上の段から最も下の段までの各段にそれぞれ設けられている。垂直治具２２２は、上下方向に隣接する水平治具２２１の各々に掛け渡されている。

図４及び図５に示すように、ウォームジャッキ２２３は、フランジ部２２３ａと、押圧軸２２３ｂと、駆動部２２３ｃとを備えている。フランジ部２２３ａは、溶解槽２０１の外側に設けられた不図示のフレーム状の構造体の任意の位置に固定できるように設けられ、ボルトなどにより電極体２０８に対向する面の傾きが調整できるようになっている。押圧軸２２３ｂは、フランジ部２２３ａに対して垂直に設けられ、外周面に台形ネジが形成されている。駆動部２２３ｃは、歯車を有するウォームギアを備えている。歯車は、内周部に台形ネジが形成されて押圧軸２２３ｂの台形ネジに螺合されている。駆動部２２３ｃに不図示のハンドルを取り付けて回転させるとウォームギアの歯車が回転し、押圧軸２２３ｂが台形ネジの作用によりフランジ部２２３ａと垂直な方向に前進及び後退する。ウォームジャッキ２２３は、押圧軸２２３ｂの先端を垂直治具２２２に当接させた状態で、押圧軸２２３ｂをｘ軸負方向に前進させることで、垂直治具２２２及び水平治具２２１を介して電極体２０８の後端面２０８ｂに押圧力を作用させる。本実施形態では、ウォームジャッキ２２３が１つ設置されているが、ウォームジャッキ２２３の設置数は２つ以上であっても良い。

図４に示すように、基準面設定装置２２４は、例えば市販のレーザー墨出し器あるいはレーザー水準器を用いることができる。基準面設定装置２２４は、本体２２４ａから鉛直面および水平面に沿ってレーザー光を照射することで、周囲の空間に基準面あるいは基準線を設定できるように構成されている。本実施形態では、図３に示すように、溶解槽２０１の壁２１０と平行で、壁２１０から所定の距離Ｄ０だけ離れた鉛直面を基準面Ｒとして設定する。すなわち、基準面Ｒはｙｚ平面と平行に設定されている。また、溶解槽２０１の壁２１０に設けられた貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１及び貫通孔２１０ａの壁面は、壁２１０と垂直に設けられている。そのため、基準面Ｒは、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１及び貫通孔２１０ａの壁面に対して垂直である。
測定ゲージ（測定器）２２５は、２点間の距離を測定可能なゲージであり、電極体２０８の後端面２０８ｂ上の任意の点と基準面Ｒとの距離を測定する。

図４及び図５に示すように、電極体２０８は、先端部が溶解槽２０１の液槽Ｂの壁２１０に設けられた貫通孔２１０ａに挿入され、後端部が貫通孔２１０ａから溶解槽２０１の外側に突出した状態で配置される。電極体２０８の後端部の下方には、溶解槽２０１の外側に突出した電極体２０８の少なくとも一部を、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に交差するｚ方向から支持する電極支持台２３０が設けられている。

図４及び図６に示すように、電極支持台２３０は、台座部２３１と、昇降部２３２と、調節ネジ２３３と、絶縁部２３４と、電極支持部２３５と、により構成されている。台座部２３１は、調節ネジ２３３を介して昇降部２３２を支持している。昇降部２３２は、調節ネジ２３３により、鉛直方向（ｚ方向）に昇降するように構成されている。昇降部２３２上には、絶縁体からなる絶縁部２３４が配置されている。絶縁部２３４上には、耐火レンガからなる電極支持部２３５が配置されている。電極支持台２３０は、調節ネジ２３３により昇降部２３２を昇降させて、電極支持部２３５を適切な高さにすることで、電極体２０８の中心軸Ｃ２が水平になるように電極体２０８を支持している。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図１に示すガラス基板の製造方法の溶解工程（ＳＴ１）においては、溶解槽２０１の液槽Ｂの壁２１０の貫通孔２１０ａに電極体２０８を配置した後、溶解槽２０１内にガラス原料が供給される。ガラス原料は、バーナー２０６が発する火焔によって加熱されて溶解して、溶融ガラスＭＧが液槽Ｂに蓄えられる。その後、電極体２０８を用いて溶融ガラスＭＧが通電加熱される。溶融ガラスＭＧの通電加熱を長期間継続すると、電極体２０８の先端部が溶融ガラスＭＧによって浸食される。これにより、図４及び図５に示すように、電極体２０８の先端面２０８ｆの位置が、初期の位置Ｐ０から貫通孔２１０ａの内側へ後退する。

このように、少なくとも一対の貫通孔２１０ａに酸化錫からなる電極体２０８を設けた溶解槽２０１に収納したガラスを溶解する方法においては、短小化した電極体２０８を溶解槽２０１内の溶融ガラスＭＧ方向に押し出す工程が必要になる。以下、電極体２０８を溶解槽２０１内の溶融ガラスＭＧ方向に押し出す工程について説明する。

図７は、ｘｚ平面に平行な断面図であり、（ａ）は押し込み前の電極体２０８の周辺を示す断面図、（ｂ）は押し込み後の電極体２０８の周辺を示す断面図である。図８は、ｘｙ平面に平行な断面図であり、（ａ）は押し込み前の電極体２０８の周辺を示す断面図、（ｂ）は押し込み後の電極体２０８の周辺を示す断面図である。なお、図７において、電極支持台２３０の図示は省略している。
図７の（ａ）に示すように、電極体２０８は、鉛直面内において、その中心軸Ｃ２が、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾く場合がある。また、図８の（ａ）に示すように、電極体２０８は、水平面内において、その中心軸Ｃ２が、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾く場合がある。

本実施形態においては、ｘｚ平面（鉛直面）内における貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを上下の傾きとし、ｘｙ平面（水平面）内における貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを左右の傾きとする。なお、図７に示すｘｚ平面内において、電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが正の場合、電極体２０８の中心軸Ｃ２は貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して上に傾いているといい、電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが負の場合、電極体２０８の中心軸Ｃ２は貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して下に傾いているという。また、図８に示すｘｙ平面において、電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが正の場合、電極体２０８の中心軸Ｃ２は貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して右に傾いているといい、電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが負の場合、電極体２０８の中心軸Ｃ２は貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して左に傾いているという。

このように電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾く要因としては、例えば、溶解槽２０１の温度上昇による壁２１０の熱膨張、電極体２０８の後端部の自重、ウォームジャッキ２２３のフランジ部２２３ａの固定不良、ウォームジャッキ２２３のフランジ部２２３ａが固定されている不図示の構造体の反りなどがある。
電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾いた状態で、電極体２０８の押圧方向を適切に決定せずに、電極体２０８を溶融ガラスＭＧ方向に押し出すと、電極体２０８と貫通孔２１０ａとの間に大きな摩擦力が発生し、電極体２０８の押し込みに大きな力が必要になる。このような状態で電極２０８を貫通孔２１０ａに押し込むと、溶解槽２０１の液槽Ｂの壁２１０が大きな力を受けて損傷するおそれがある。

そこで、本実施形態においては、短小化した電極体２０８を押圧構造２２０によって溶解槽２０１内の溶融ガラスＭＧ方向へ押し出す際、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きを測定する測定工程を実施する。

具体的には、図７の（ａ）に示すように、基準面Ｒと電極体２０８の後端面２０８ｂとの間のｘ方向の距離を、ｚ方向の複数の個所で測定する。本実施形態では、測定ゲージ２２５の先端を電極体２０８の後端面２０８ｂに当接させ、水平器や基準面設定装置２２４を用いて測定ゲージ２２５をｘ軸と平行に保つ。この状態で、基準面設定装置２２４から基準面Ｒを示すレーザー光が照射された測定ゲージ２２５の目盛りを読むことで、電極体２０８の後端面２０８ｂと基準面Ｒとの間のｘ方向の距離を測定する。これをｚ方向の複数の箇所で行って、電極体２０８の後端面２０８ｂと基準面Ｒとの間のｘ方向の距離Ｄ１，Ｄ２を測定することにより、電極体２０８の後端面２０８ｂのｘｚ面内における傾きが求められる。なお、電極体２０８の後端面２０８ｂと基準面Ｒとの間のｘ方向の距離の測定は、３箇所以上で行うことが好ましい。
ここで、電極体２０８の後端面２０８ｂは、電極体２０８の中心軸Ｃ２と垂直に設けられている。また、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１は、ｘ軸と平行である。したがって、ｘｚ平面内における電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きから、ｘｚ平面内における電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが求められ、さらにｘｚ平面内における貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが求められる。

同様に、図８（ａ）に示すように、基準面Ｒと電極体２０８の後端面２０８ｂとの間のｘ方向の距離を、ｙ方向の複数の点で測定する。本実施形態では、例えば、測定ゲージ２２５の先端を電極体２０８の後端面２０８ｂの左端と右端に当接させて、電極体２０８の後端面２０８ｂと基準面Ｒとの間のｘ方向の距離Ｄ３，Ｄ４を測定する。これにより、ｘｙ平面内における電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きが求められ、さらにｘｙ平面内における貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きが求められる。

このようにして、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の傾きを測定した後、測定工程で得られた測定結果に基づいて押圧構造（押圧部材）２２０による電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向を決定する決定工程を実施する。決定工程においては、好ましくは、電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きを低減させるように、押圧方向を決定する。また、決定工程においては、好ましくは、後端面２０８ｂの押圧方向とともに、後端面２０８ｂの押圧位置を決定する。

具体的には、図７の（ａ）に示すように、押圧構造２２０による電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向を決定する。本実施形態においては、電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きを測定する場合と同様に、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、ウォームジャッキ２２３のフランジ部２２３ａと基準面Ｒとの間の距離ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４を、測定ゲージ２２５によりｚ方向及びｙ方向の複数の箇所で測定して、フランジ部２２３ａの基準面Ｒに対する傾きを求める。なお、フランジ部２２３ａと基準面Ｒとの間の距離の測定は、３箇所以上で行うことが好ましい。
次に、フランジ部２２３ａが基準面Ｒと平行になるように、不図示の調節ネジによりフランジ部２２３ａの傾きを調整する。これにより、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向が、ｘ軸と平行になるようにしている。すなわち、電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向は、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１と平行である。

また、上記のように押圧方向の決定とともに、押圧位置を決定してもよい。あるいは、押圧方向の決定を行わず、押圧位置の決定を行うこともできる。押圧位置の決定は、以下のように行うことができる。電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して下に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３を移動させて、押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置が、中心軸Ｃ２よりも上になるようにする。逆に、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して上に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３を移動させて、押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置が中心軸Ｃ２よりも下になるようにする。また、図８の（ａ）に示すように、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して右に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３を移動させて、押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置が中心軸Ｃ２よりも左になるようにする。逆に、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して左に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３を移動させて、押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置が中心軸Ｃ２よりも右になるようにする。
すなわち、押圧構造２２０による電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置は、電極体２０８の中心軸Ｃ２を基準として、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾いている方向と反対側に決定する。

上記のように、電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧位置及び／または押圧方向を決定した後、押圧部材２２０によって電極体２０８の後端面２０８ｂを押圧する押圧工程を実施する。具体的には、水平治具２２１及び垂直治具２２２を介して、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂにより、電極体２０８の後端面２０８ｂを押圧する。

このとき、図７の（ａ）および図８の（ａ）に示すように、本実施形態では、電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向は、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１と平行である。そのため、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾いている場合であっても、電極体２０８を貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に沿って押し込むことで、電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを低減することができる。したがって、電極体２０８を貫通孔２１０ａに押し込む際の電極体２０８と貫通孔２１０ａとの間の摩擦抵抗を低減させることができる。

また、本実施形態では、押圧部材２２０の押圧位置は、電極体２０８の中心軸Ｃ２を基準として、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾いている方向と、反対側に決定されている。そのため、電極体２０８を押圧構造２２０により押圧すると、電極体２０８には、電極体２０８の貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを低減させるような回転力が作用する。したがって、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して傾いている場合であっても、電極体２０８を溶融ガラスＭＧ方向に押し出すに従って、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ１の傾きが低減される。これにより、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、電極体２０８の先端面２０８ｆが目的の位置Ｐ０に達するまで、電極体２０８を溶融ガラスＭＧ方向に押し出す際に、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１と電極体２０８の中心軸Ｃ２とが一致するように、電極体２０８を貫通孔２１０ａに押し込むことができる。よって、電極体２０８と貫通孔２１０ａとの間の摩擦抵抗が低減され、溶解槽２０１の液槽Ｂの壁２１０が電極体２０８の押し込みによって損傷することが防止され、溶解槽２０１を用いて長期間に亘り安定的にガラスを溶解することができる。

また、本実施形態においては、押圧構造２２０によって電極体２０８の後端面を押圧する際に、溶解槽２０１の外側に突出した電極体２０８の少なくとも一部を、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に交差する方向から支持する電極支持台２３０が設けられている。そのため、電極体２０８を溶融ガラスＭＧ方向に押し出す際に、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して下に傾くことが防止される。また、電極支持台２３０の高さが調節可能に設けられているので、電極支持台２３０の高さを適切に設定することで、電極体２０８が自重によって傾くことがより効果的に防止される。

以上説明したように、本実施形態のガラスの溶解方法、ガラス基板の製造方法及びガラスの溶解装置によれば、溶解槽２０１の貫通孔２０８ａに電極体２０８を押し込む際の電極体２０８と貫通孔２０８ａとの間の摩擦抵抗を低減し、溶解槽２０１を用いて長期間に亘り安定的にガラスを溶解することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよい。
例えば、電極体２０８の押し込みは、複数回に分け、後端面２０８ｂの傾きを測定する工程と押圧構造２２０の押圧位置または押圧方向を決定する工程とを繰り返して行うことができる。これにより、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ１の傾きを測定しつつ、押圧構造２２０による押圧位置および押圧方向を微調整することができる。
また、電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きの程度によっては、上記のように押圧位置を適切に決定した後、押圧方向を変更せず、そのまま電極体２０８を押圧構造２２０によって貫通孔２１０ａに押し込んでも良い。
また、押圧位置を変更せず、押圧方向のみを最適な方向に決定することもできる。この場合、押圧方向は、ｘｚ平面およびｘｙ平面における貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対して電極体２０８の中心軸Ｃ２が傾いている方向と逆の方向を向くように設定する。これにより、電極体２０８に、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを低減する回転力を作用させ、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に対する電極体２０８の中心軸Ｃ２の傾きを低減することができる。
電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向は、電極体２０８の後端面２０８ｂの傾きを低減することができる方向であれば、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１と平行でなくてもよい。例えば、図７の（ａ）に示すように、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して下に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向が、斜め上方を向くように押圧方向を決定してもよい。逆に、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して上に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向が、斜め下方を向くように押圧方向を決定してもよい。また、図８の（ａ）に示すように、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して右に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向が、斜め左方を向くように押圧方向を決定してもよい。逆に、電極体２０８の中心軸Ｃ２が貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１あるいはｘ軸に対して左に傾いている場合、ウォームジャッキ２２３の押圧軸２２３ｂによる電極体２０８の後端面２０８ｂの押圧方向が、斜め右方を向くように押圧方向を決定してもよい。このように、電極体２０８が傾いている方向と逆の方向に押圧方向を決定することで、電極体２０８に傾きを低減する回転力を作用させ、電極体２０８の傾きを低減することができる。
また、上述の実施形態では、押圧構造２２０は、水平治具２２１及び垂直治具２２２を介して電極体２０８の後端面２０８ｂを押圧する構成としたが、例えば格子状の治具や板状の一体的に形成された治具を用いて電極体２０８の後端面２０８ｂを押圧しても良い。
また、上述の実施形態では、測定器として測定ゲージ２２５を用いる例を説明したが、基準面Ｒと電極体の後端面２０８ｂとの間の距離を複数の点で測定可能なものであれば、測定器として光学式など、非接触式の距離センサーを用いても良い。また、水平治具２２１の後端面に加速度センサーを設けて、この加速度センサーを用いて重力加速度を測定することにより、電極の後端面の傾きを求めても良い。
また、上述の実施形態では、電極支持台２３０は、電極体２０８を下方から支持する構成とした。しかし、電極体２０８を指示する方向は、溶解槽２０１の外側に突出した電極体２０８の少なくとも一部を、貫通孔２１０ａの中心軸Ｃ１に交差する方向から支持する構成であれば、特に限定されない。例えば、電極体２０８の後端部を上方から吊り下げて支持したり、斜め方向から支持したりしてもよい。

本発明の方法は、溶融ガラスを成形することによるガラス基板の製造において、特にガラスの溶解工程を有利に行うことを可能とする。

２０１ 溶解槽
２０８ 電極体（電極）
２０８ｂ 後端面
２１０ａ 貫通孔
２２０ 押圧構造（押圧部材）
２２５ 測定器
Ｃ１，Ｃ２ 中心軸
ＭＧ 溶融ガラス

Claims (4)

1. 少なくとも一対の貫通孔に酸化錫からなる電極を設けた溶解槽に収納したガラスを溶解する方法において、
   短小化した前記電極を前記溶解槽内の溶融ガラス方向に押圧部材によって押し出す際、前記貫通孔と前記電極との間の摩擦抵抗が低減するよう前記電極の後端面の傾きを低減させるように、前記押圧部材によって前記電極の後端面を押圧する、
   ガラスの溶解方法。
2. 前記溶解槽の外側に突出した前記電極の少なくとも一部を、前記貫通孔の中心軸に交差する方向から支持した状態で、前記電極の後端面を押圧する、
   請求項１に記載のガラスの溶解方法。
3. 前記電極は、複数の電極を束ねた複合体からなる、
   請求項１または２に記載のガラスの溶解方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のガラスの溶解方法を含むことを特徴とする、ガラス基板の製造方法。

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