JP6714676B2 - ガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法、及びガラス基板製造装置に関する。

ダウンドロー法を用いてシートガラス（ガラス板）を製造する方法が知られている。ダウンドロー法により成形されるシートガラスは、板厚がほぼ一定の幅方向の中央領域と、中央領域の幅方向外側に位置し、中央領域より板厚が厚い端部（耳部）と、を有している。中央領域は、ガラス基板の製品となる製品領域を有している。ダウンドロー法では、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、シートガラスの中央領域と端部との間の境界領域を搬送ローラにより挟持し、下方向に搬送する（特許文献１）。

特開２０１３−２１２９８７号公報

シートガラスの端部の厚さは、中央領域の厚さよりも厚いため、境界領域では、中央領域の側から端部の側に向かって徐々に板厚が大きくなっており、幅方向の位置によってシートガラスの板厚が異なっている。このため、境界領域を搬送ローラで挟持したときに、シートガラスと搬送ローラとの接触面積が小さくなり、シートガラスが搬送ローラから受ける圧力が不均一になりやすい。搬送ローラによって局所的に高い圧力で挟持されると、シートガラスに傷が発生し、後の工程で切断するときに、傷が起点となってシートガラスが割れるおそれがある。

そこで、本発明は、ガラス板を搬送する際に、ガラス板の幅方向の両側の領域に傷が発生することを抑制することのできるガラス基板の製造方法及びガラス基板製造装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ガラス基板の製造方法であって、
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラス板を形成する成形工程と、
前記ガラス板の幅方向の両側の領域を、前記ガラス板の搬送方向に間隔をあけて配置された複数の対の搬送ローラで挟持しつつ、前記ガラス板を下方向に搬送する搬送工程と、を有し、
前記成形工程では、前記両側の領域に、前記ガラス板の厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう傾斜した傾斜領域が形成され、
前記搬送工程において前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整されており、
前記搬送ローラのうち、搬送方向の下流側に位置する搬送ローラであるほど、前記許容値は小さい値に設定されている、ことを特徴とする。

前記成形工程では、前記搬送ローラで前記ガラス板を挟持する前に、前記搬送ローラよりも搬送方向の上流側に配置された冷却ローラで前記ガラス板の前記両側の領域を挟持し、
前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記冷却ローラが挟持した前記ガラス板の位置から幅方向内側に所定以上の間隔をあけた位置に調整されていることが好ましい。

さらに、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を調整する制御工程を有し、
前記制御工程では、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整することが好ましい。

さらに、前記傾斜領域における前記ガラス板の厚さの傾斜を測定する測定工程を有し、
前記制御工程では、前記ガラス板の幅方向の中央領域の厚さ及び前記厚さの傾斜の測定結果に基づいて、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を調整することが好ましい。

前記制御工程では、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を、前記厚さの傾斜がさらに小さくなる領域内に調整することが好ましい。

前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記ガラス板の幅方向の両端から幅方向内側に所定以上の間隔をあけた位置に調整されていることが好ましい。

前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の部分の厚さが許容厚さ以下となる領域内に調整されていることが好ましい。

本発明の別の一態様は、ガラス基板製造装置であって、
溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラス板を形成する成形装置と、
前記ガラス板の幅方向の両側の領域を、前記ガラス板の搬送方向に間隔をあけて配置された複数の対の搬送ローラで挟持しつつ、前記ガラス板を下方向に搬送する搬送装置と、
前記成形装置は、前記両側の領域に、前記ガラス板の厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう傾斜した傾斜領域を形成し、
前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整されており、
前記搬送ローラのうち、搬送方向の下流側に位置する搬送ローラであるほど、前記許容値は小さい値に設定されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、ガラス板を搬送する際に、ガラス板の幅方向の両側の領域に傷が発生することを抑制しつつ、ガラス板を搬送することができる。

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。 ガラス板の製造方法で用いられるガラス板の製造装置を示す模式図である。 成形装置の概略の概略図（断面図）である。 成形装置の概略の概略図（側面図）である。 制御装置の制御ブロック図である。 搬送ローラの挟持位置を説明する図である。 中央領域の厚さと、挟持位置におけるガラス板の厚さとの関係を示す図である。

本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、例えばＴＦＴディスプレイ用のガラス基板を製造する。ガラス板は、オーバーフロー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。

（１）ガラス基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。この他に、ガラス基板の製造方法は、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基板は、納入先の業者に搬送される。

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、ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_３，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（図３及び図４参照）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。

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。

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（図３及び図４参照）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（図３及び図４参照）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（耳部あるいは端部ともいう）ＳＰ（図６参照）と、側部に挟まれた幅方向の中央領域ＣＡ（図６参照）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。成形工程Ｓ３では、シートガラスＳＧの幅方向の両側の領域Ｒ，Ｌ（図４参照）に、シートガラスＳＧの厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう傾斜した傾斜領域（境界領域）ＳＡ（図６参照）が形成される。すなわち、シートガラスＳＧは、中央領域と側部との間（境界となる領域）に、傾斜領域をさらに有する。傾斜とは、シートガラスＳＧの板厚が、シートガラスＳＧの幅方向に変化していること、すなわち、勾配を有していることを意味し、傾斜領域とは、シートガラスＳＧの板厚が幅方向に傾斜した領域を意味する。シートガラスＳＧの中央領域は、一定の板厚を有する、ガラス基板の製品となる領域である。シートガラスＳＧの中央領域の板厚は、例えば０．７ｍｍ以下、好ましくは０．４ｍｍ以下の薄板に成形される。なお、シートガラスＳＧの幅方向は、シートガラスＳＧが流下する方向（流れ方向あるいは搬送方向ともいう）及びシートガラスＳＧの厚み方向、と直交する方向である。

冷却工程Ｓ４は、シートガラスＳＧの幅方向の両側の領域を、シートガラスＳＧの搬送方向に設けられた、後述する引下げローラ（搬送ローラ）で挟持しつつ、シートガラスＳＧを下方向に搬送させて冷却（徐冷）する工程である。すなわち、冷却工程Ｓ４では、シートガラスＳＧを挟持しつつ下方向に搬送する搬送工程を行う。搬送工程に関して、後で詳細に説明する。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。

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。切断工程Ｓ５では、具体的に、徐冷後のシートガラスＳＧを切断して端部及び境界領域を中央領域から分離し、シートガラスＳＧの中央領域を所定の長さに切断することでガラス基板を得る。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。

次に、図３〜図５を参照して、ガラス基板製造装置１００に含まれる成形装置４０の構成を説明する。

（２）成形装置の構成
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。

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。

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に成形する空間である。溶融ガラスＦＧ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。

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である。フォーミングチャンバー３０では、冷却工程ＳＴ４の一部が実行される。シートガラスＳＧの温度は、成形体４１の下端部４１ａより下流において徐々に下げられる。

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である。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の内部は、シートガラスＳＧの搬送方向に間隔をあけて配置された複数の断熱部材８０ｂによって、複数の空間に区分けされている。

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、冷却ユニット６０と、引下げローラ８１ａ〜８１ｇと、ヒータ８２ａ〜８２ｇと、切断装置９０と、から構成されている。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。

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。

（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をシートガラスＳＧへと成形する。

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。

また、成形体４１は、長手方向（図４の左右方向）の第１端部に流入口４２（図４参照）を有する。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の長手方向に延びている。具体的には、溝４３は、第１端部から、シートガラスＳＧの幅方向のうち第１端部と反対側の第２端部に延びている。溝４３は、流入口４２近傍において最も深く、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に沿って流下する。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。

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２．５×１０^５ｐｏｉｓｅ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１．２×１０^５ｐｏｉｓｅ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）の粘度は１０^５．７Ｐｏｉｓｅ未満である。

（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。

（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、及び、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の幅方向両側の領域Ｒ，Ｌが、二対の冷却ローラ５１，５１，・・・によって挟み込まれる。

冷却ローラ５１は、内部に通された空冷管内を通る空気等の気体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、端部）と接触し、熱伝導によりシートガラスＳＧの側部（耳部、端部）を含む両側の領域を急冷する（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、１０^９．０ｐｏｉｓｅ）以上である。

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の両側の領域Ｒ，Ｌ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。

（２−４）冷却ユニット
冷却ユニット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。冷却ユニット６０は、複数の冷却要素６１〜６５を有する。図４において、冷却ユニット６０はフォーミングチャンバー３０内にのみ示されている。複数の冷却要素６１〜６５は、シートガラスＳＧの幅方向及びシートガラスＳＧの流れ方向に沿って配置されている。具体的に、複数の冷却要素６１〜６５には、中央領域冷却要素６１〜６３と、側部冷却要素６４，６５とが含まれる。
中央領域冷却要素６１〜６３は、空冷され、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡを冷却する。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の両側の領域Ｒ，Ｌの間に位置する領域である。中央領域冷却要素６１〜６３は、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの表面と対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。中央領域冷却要素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、側部冷却要素６４，６５は、水冷され、シートガラスＳＧの両側の領域Ｒ，Ｌを冷却する。側部冷却要素６４，６５は、シートガラスＳＧの両側の領域Ｒ，Ｌの表面と対向する位置に、流れ方向に沿って配置される。側部冷却要素６４，６５に含まれる各ユニットは、独立して制御可能である。

（２−５）引下げローラ（搬送ローラ）
引下げローラ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、シートガラスＳＧの搬送を行う。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧを下方向に搬送する搬送装置を構成する。引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、冷却チャンバー８０の内部で、流れ方向に沿って間隔をあけて配置される。図３及び図４に示される例において、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、断熱部材８０ｂによって仕切られた空間ごとに配置されている。なお、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの温度が徐冷点以下となる、冷却チャンバー８０内の領域に配置されている。シートガラスＳＧの温度が徐冷点以下となる領域とは、シートガラスＳＧの中央領域の温度が徐冷点以下となる領域であり、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流れ方向に沿った冷却チャンバー８０内の領域をいう。徐冷点は、粘度が１０^１３ポワズとなるときの温度であり、ここでは、７１５．０℃である。図３及び図４に示す例において、シートガラスＳＧの温度が徐冷点となる位置は、搬送方向の最も上流側にある断熱部材８０ｂと、引下げローラ８１ａとの搬送方向の間にある。
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、それぞれ、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）に配置されている。これにより、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、シートガラスＳＧの幅方向の両側の領域の、シートガラスＳＧの厚み方向の両側の表面に接触しながらシートガラスＳＧを下方に引き下げる。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。

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、それぞれ、上流側の部分がシートガラスＳＧに対して近づく方向に回転する。引下げローラ８１ａ〜８１ｇの周速度は、下流側に位置する引下げローラ程、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。

なお、引下げローラ８１ａ〜８１ｇの各対は、搬送工程において、制御装置５００が、ローラ間の圧接力を計測する圧力センサ（図示せず）の計測結果に基づいて制御することにより、板厚方向に位置制御される。具体的に、引下げローラ８１ａ〜８１ｇの各対をなす一方のローラが他方のローラに対してシートガラスＳＧを挟んで一定の力で押圧するように、上記一方のローラの上記他方のローラに対する相対位置が制御される。

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、例えば、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を挟持した上記傾斜領域では、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０．７ｍｍ以下、好ましくは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が挟持した傾斜領域の粘度が上昇すると、傾斜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、シートガラスＳＧの温度が幅方向に均一になるような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が挟持した傾斜領域、及び、傾斜領域に隣接する領域において歪が発生するのを抑制する。
引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、引下げローラ８１ａ〜８１ｇがシートガラスＳＧを挟持する位置（挟持位置）を調整するために、幅方向に移動できるよう構成されている。引下げローラ８１ａ〜８１ｇの挟持位置は、ガラス基板の製造方法を行う前に予め調整されるが、後述するように、ガラス基板の製造方法において調整されてもよい。

（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。図３及び図４に示す例では、シートガラスＳＧの流れ方向に、７つのヒータ８２ａ〜８２ｇが間隔をあけて配置され、断熱部材８０ｂによって仕切られた空間ごとに配置されている。各空間に配置されたヒータは、例えば７つのヒータ要素（図示せず）がシートガラスの幅方向に並ぶよう配置されて構成される。７つのヒータ要素は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇが挟持する傾斜領域を含む、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡと、シートガラスＳＧの両側の領域Ｒ，Ｌ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、シートガラスＳＧの温度制御が行われる。これによって、シートガラスＳＧの温度が搬送方向に沿って順次下がるよう、シートガラスＳＧは冷却される。この温度制御により、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。冷却チャンバー８０では、ヒータ８２ａ〜８２ｇの制御により、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。

ヒータ要素は、制御装置５００によって出力が独立して制御され、シートガラスＳＧにおいて、予め設計された温度プロファイルが実現されるよう、シートガラスＳＧ近傍の雰囲気温度を調整する。

各ヒータ８２ａ〜８２ｇの近傍には、雰囲気温度を検出する手段として、例えば、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の幅方向に間隔をあけて配置されている。熱電対３８０は、シートガラスＳＧの中心部Ｃの温度と、シートガラスＳＧの両側の領域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。

（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を切断する。切断装置９０は、具体的に、シートガラスＳＧに形成されたスクライブ線に沿って切断して端部及び境界領域を分離し、シートガラスＳＧの中央領域を所定長さに切断し、さらに、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。

（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、ガラス基板製造装置１００の各部の制御を行う。図５は、一実施形態における制御装置５００の構成の一例を示すブロック図である。

具体的には、図５に示すように、制御装置５００は、ガラス基板製造装置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、冷却ユニット６０、ヒータ８２ａ〜８２ｇ、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。

（搬送工程）
図６は、搬送工程における引下げローラの挟持位置を説明する図である。図６には、シートガラスＳＧの幅方向の一方の側の領域Ｒの断面が示されている。以降の説明では、引下げローラ８１ａ〜８１ｇのうち、代表して引下げローラ８１ａに注目して説明するが、引下げローラ８１ｂ〜８１ｇも引下げローラ８１ａと同様に挟持位置が調整される。なお、図６には、冷却ローラ５１の挟持位置も合わせて示されている。

成形工程では、上述したように、中央領域ＣＡと端部ＳＰとの境界に位置する傾斜領域ＳＡが形成される。傾斜領域ＳＡ及び端部ＳＰを含む領域は、図示されるように、断面視した形状が球根状になっており、厚さの傾斜（勾配）の程度が幅方向に変化している。具体的には、中央領域ＣＡの側から幅方向外側に進むに連れて、厚さの傾斜が大きくなった後、小さくなっている。傾斜領域ＳＡの傾斜が０になった位置より幅方向外側の領域が、端部ＳＰである。

傾斜領域ＳＡは、シートガラスＳＧの厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう、厚さが傾斜した領域であり、幅方向に沿った厚さの勾配を有している。このような傾斜領域ＳＡでは、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの位置（幅方向領域）に厚み差（偏差）が生じており、引下げローラ８１ａの幅方向の両端と対向するシートガラスＳＧの位置Ａ、Ｂの間には厚み差が存在している。このため、傾斜領域ＳＡでは、引下げローラ８１ａとシートガラスＳＧとの接触面積が小さく、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力が不均一になりやすい。この結果、シートガラスＳＧは、引下げローラ８１ａから局所的に大きい圧接力で挟持される。シートガラスＳＧは、冷却チャンバー８０内では徐冷点近傍以下の温度まで冷却され、固くなっているため、引下げローラ８１ａの挟持位置によっては、傷が発生するおそれがある。このような傷がシートガラスＳＧにあると、下流側の工程で切断されたときに、傷が進展してシートガラスＳＧが割れるおそれがある。
本実施形態では、傾斜領域ＳＡのうち、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値より小さくなる領域内に調整された挟持位置において、引下げローラ８１ａはシートガラスＳＧを挟持する。上記した、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域では、シートガラスＳＧの厚さの傾斜が小さいため、引下げローラ８１ａとシートガラスＳＧとの接触面積は、挟持位置が許容値以上となる領域にある場合と比べ大きく、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さは緩和されたものとなる。このため、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａによって局所的に大きい圧接力で挟持されることが抑制され、シートガラスＳＧに傷が発生することが抑制される。なお、厚さの傾斜は、後述するように、例えば、引下げローラと対向するシートガラスＳＧの部分の厚み差で表される。また、引下げローラの挟持位置は、その少なくとも一部が傾斜領域内にあればよい。そのような態様には、引下げローラの幅方向外側の端が傾斜領域の幅方向内側の端に位置する態様も含まれる。

上述したように、傾斜領域ＳＡは、通常、中央領域ＣＡの側から幅方向外側に進むに連れて、厚さの傾斜の程度が大きくなっている。言い換えると、傾斜領域ＳＡでは、中央領域ＣＡに近づくに連れて、シートガラスＳＧの厚さの傾斜の程度は小さくなっている。このため、傾斜領域ＳＡのうち、幅方向内側の位置に挟持位置が位置しているほど、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さが大きく緩和され、傷の発生を抑制する効果が高くなる。このような領域内で引下げローラ８１ａがシートガラスＳＧを挟持するように、許容値は設定されている。
なお、傾斜領域ＳＡには、引下げローラ８１ａの幅方向内側の端と対向する位置ＡでのシートガラスＳＧの厚さが、中央領域ＣＡの厚さよりも大きい領域だけでなく、中央領域ＣＡの厚さと等しく、かつ、引下げローラ８１ａの幅方向外側の端と対向する位置ＢでのシートガラスＳＧの厚さが中央領域ＣＡの厚さより大きい領域も含まれる。

許容値は、具体的に、シートガラスＳＧの位置Ａと位置Ｂとの厚み差（偏差）が所定値以下となるよう、中央領域ＣＡの厚みに応じて定められた値であり、例えば、引下げローラ８１ａの幅方向長さの範囲における上記厚み差の値で表される。中央領域ＣＡの厚みに応じた値である理由は、傾斜領域ＳＡにおける厚み差の大きさは、中央領域ＣＡの厚さに大きく依存し、互いに異なるシートガラスＳＧの同じ幅方向位置であっても、中央領域ＣＡの厚さによって大きく変化するためである。なお、許容される位置Ａ、Ｂの厚み差の大きさは、引下げローラ８１ａの幅（幅方向に沿った長さ）に依存するため、許容値は、上記厚み差の値の代わりに、厚み差を引下げローラ８１ａの幅で割り算した値が所定値以下となるよう、定められたものであってもよい。

ここで、図７には、一例として、中央領域ＣＡの厚さと、位置Ａ、ＢにおけるシートガラスＳＧの厚さとの関係をそれぞれ表すグラフが示されている。図７において、丸いプロットを通るグラフは、位置Ａにおいて望ましいシートガラスＳＧの厚さの上限値を表し、四角いプロットのグラフは、位置Ｂにおいて望ましいシートガラスＳＧの厚さの上限値を表す。上限値は、中央領域ＣＡの主表面を基準とした位置Ａ，Ｂの板厚方向の高さを意味する。
このような関係を用いて、例えば、中央領域ＣＡの厚さが０．７ｍｍのシートガラスＳＧを製造する場合には、位置Ａにおいて望ましい厚さの上限値３０μｍと、位置Ｂにおいて望ましい厚さの上限値１００μｍとの差７０μｍが、厚み差の許容値として設定される。すなわち、引下げローラ８１ａの挟持位置は、傾斜領域ＳＡのうち、厚み差が７０μｍ以下となる位置、図６に示す例において、許容値を表す線ＰＬより幅方向内側に位置するよう調整される。このように挟持位置が調整されることで、線ＰＬより幅方向外側においてシートガラスＳＧを挟持する場合と比べ、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さが緩和され、シートガラスＳＧに傷が発生することが抑制される。引下げローラ８１ａの挟持位置は、少なくとも、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整されていれば、当該部分の厚さが、上記した位置Ａ及び位置Ｂの望ましい厚さの上限値（後述する許容厚さ）以下となる領域内に調整される必要はないが、後述するように、引下げローラ８１ａの挟持位置は、さらに、当該部分の厚さが、位置Ａ及び位置Ｂの望ましい厚さの上限値以下となる領域内に調整されることが好ましい。
なお、位置Ａ及び位置Ｂの望ましい厚さの上限値はそれぞれ、例えば、中央領域ＣＡの厚さが０．６ｍｍの場合、１５μｍ、８０μｍであり、中央領域ＣＡの厚さが０．５ｍｍの場合、５μｍ、６０μｍであり、中央領域ＣＡの厚さが０．４ｍｍの場合、１μｍ、４０μｍであり、中央領域ＣＡの厚さが０．３ｍｍの場合、１μｍ未満、３０μｍであり、中央領域ＣＡの厚さが０．２ｍｍの場合、１μｍ未満、２０μｍであり、中央領域ＣＡの厚さが０．１ｍｍの場合、１μｍ未満、１５μｍである。
図７に示すような、中央領域ＣＡの厚さと、位置Ａ、ＢにおけるシートガラスＳＧの厚さとの関係は、実際に引下げローラで挟持して作製したシートガラスＳＧの傾斜領域ＳＡを観察したときの傷の状況に基づいて、傾斜領域ＳＡに傷が発生しない厚みを見出し、作成される。位置Ａ、Ｂは、引下げローラ８１ａの幅方向長さによって定まる。引下げローラ８１ａの幅方向長さを例示すると、例えば、３０〜１５０ｍｍである。

引下げローラ８１ａの挟持位置の調整は、例えば、検査工程等で、傾斜領域ＳＡにおける厚さの分布を測定により求めるとともに、求めた厚さの分布において、上記要領で設定した許容値を満たす領域内に挟持位置を定め、すなわち、シートガラスＳＧの厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内の位置を定め、定めた位置に引下げローラ８１ａを移動することにより行うことができる。厚さの分布の測定については、後述する。

引下げローラ８１ａの挟持位置は、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内でも、厚さの傾斜がより小さくなる位置であることが好ましく、厚さの傾斜が最も小さくなる位置であることが好ましい。図６に示す例において、厚さの傾斜がより小さくなる位置は、線ＰＬから幅方向内側に遠ざかる側にあり、位置Ｂが傾斜領域ＳＡの幅方向内側の端に位置する場合に、厚さの傾斜が最も小さくなる。

また、引下げローラ８１ａの挟持位置は、上記した、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内の位置であることに加え、位置Ａ及び位置Ｂの少なくとも一方が、許容厚さ（上記した望ましい厚さの上限値）以下となる位置であることが好ましい。厚さが大きい領域では、例えばシートガラスＳＧが冷却ローラ５１に挟持されて変形したことに起因して、傾斜の程度が変動している場合があり、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力が変動する場合があるためである。例えば、上記した、中央領域ＣＡの厚さが０．７ｍｍのシートガラスＳＧを製造する例において、位置Ａでの厚さが３０μｍ以下となる引下げローラ８１ａの幅方向内側の端の位置、及び、位置Ｂでの厚さが１００μｍ以下となる引下げローラ８１ａの幅方向外側の端の位置、の少なくとも一方を満たす位置に、引下げローラ８１ａの挟持位置が調整されることが好ましい。また、引下げローラ８１ａの挟持位置は、上記した圧接力の変動を避けるために、冷却ローラ５１の挟持位置よりも幅方向内側にあることが好ましい。

一方で、引下げローラ８１ａの挟持位置は、位置Ｂが、傾斜領域ＳＡの幅方向内側の端、もしくは、この端より幅方向外側に位置するように設定される。位置Ｂが傾斜領域ＳＡの幅方向内側の端を超えて幅方向内側に位置していると、シートガラスＳＧに対して幅方向外側への力をかけることができないため、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａとの間で滑り、シートガラスＳＧが撓む可能性があり、シートガラスＳＧに形状不良が発生する。また、位置Ｂが、上記端を過度に超えて幅方向内側に位置していると、切断工程における切断位置（スクライブ線Ｓが形成される位置）を位置Ａよりも幅方向内側に設定する必要があることから、製品領域が小さくなってしまう。なお、スクライブ線Ｓは、図６に示す例のように、通常、中央領域ＣＡと傾斜領域ＳＡの境界よりやや幅方向内側に設定される。

引下げローラ８１ａの挟持位置は、冷却ローラ５１が挟持したシートガラスＳＧの位置のうち幅方向内側の端の位置Ｑから、幅方向内側に所定以上の間隔Ｌ１をあけた位置に調整されていることが好ましい。
冷却ローラ５１で挟持されたシートガラスＳＧの表面には、冷却ローラ５１に圧接されることで凹凸が形成されている場合があるため、挟持位置が位置Ｑに近いと、シートガラスＳＧの厚さの傾斜の程度が大きく変化していることで、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力が安定しないおそれがある。
また、上述したように、傾斜領域ＳＡは、通常、中央領域ＣＡから幅方向外側に進むに連れ、厚さの傾斜が大きくなった後、小さくなる領域を有しているため、挟持位置が位置Ｑに近いと、シートガラスＳＧに対して幅方向外側への力を十分に作用させることができず、搬送中に、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａに対して滑るおそれがある。
このような理由から、間隔Ｌ１は、冷却ローラ５１と、傾斜領域ＳＡと中央領域ＣＡとの境界との距離の５０％以上の長さであることが好ましく、例えば２０ｍｍ以上である。
同様の理由から、引下げローラ８１ａの挟持位置は、シートガラスＳＧの幅方向の端から、幅方向内側に所定以上の間隔Ｌ２をあけた位置に調整されていることが好ましい。間隔Ｌ２は、傾斜領域ＳＡ及び端部ＳＰの長さの８０％以上の長さであることが好ましく、例えば、３０ｍｍ以上である。
なお、図３及び図４において、冷却ローラ５１、引下げローラ８１ａ〜８１ｇは、図６に示す大きさと比べて大きく示されている。また、図３において、冷却ローラ５１と引き下げローラ８１ａ〜８１ｇのシートガラスＳＧの挟持位置は、図６と異なって示されている。

ガラス基板の製造方法は、さらに、引下げローラ８１ａの挟持位置を調整する制御工程を有していることが好ましい。制御工程では、引下げローラ８１ａの挟持位置を、傾斜領域ＳＡのうち、上記した、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整する。制御工程では、具体的に、引下げローラ８１ａの挟持位置が調整されるよう、引下げローラ８１ａを幅方向に移動させる駆動装置（図示せず）を、制御装置５００が制御する。
制御工程では、引下げローラ８１ａの挟持位置が、上記厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内にあるか否かを、例えば、一定の時間間隔で判定し、挟持位置が、上記した、厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内にあると判定した場合は、引下げローラ８１ａの挟持位置を変更せず、操業を継続するとともに、上記した、厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内にないと判定した場合は、制御装置５００が駆動装置を制御して、上記した、厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に挟持位置が位置するよう、引下げローラ８１ａの幅方向位置を調整する。
このガラス基板の製造方法によれば、操業中にシートガラスＳＧの厚さの傾斜が変化し、引下げローラ８１ａの挟持位置が、厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域外にある場合に、挟持位置をフィードバック調整し、引下げローラ８１ａの挟持位置を、厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整することで、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さを緩和し、シートガラスＳＧに傷が発生することを抑制することができる。

ガラス基板の製造方法は、上記制御工程を有している場合に、さらに、傾斜領域ＳＡにおけるシートガラスＳＧの厚さの傾斜を測定する測定工程を有していることが好ましい。シートガラスＳＧの厚さの傾斜は、具体的に、傾斜領域ＳＡ内の幅方向に沿った複数箇所で測定したシートガラスＳＧの厚さと、各厚さと幅方向位置とを対応付けることで得ることができる。各幅方向位置でのシートガラスＳＧの厚さは、例えば、レーザ変位計などの測定装置（図示せず）を用いて測定される。測定装置は、制御装置５００に接続され、一定の時間間隔で測定した厚さと幅方向位置の情報を、制御装置５００に向けて出力するよう構成される。制御装置５００は、測定装置から送られた情報のうち、厚さと幅方向位置の情報から、厚さの傾斜を取得し、取得した厚さの傾斜と、シートガラスＳＧの中央領域ＣＡの厚さとを用いて、上記した判定を行う。制御装置５００は、中央領域ＣＡの厚さとして、操業前に予め設定された厚さを用いてもよく、操業中に、上記測定装置と同様の測定手段によって測定した中央領域ＣＡの厚さを用いてもよい。なお、制御装置５００は、中央領域ＣＡの厚さに応じた許容値に関する情報を保持している。
このガラス基板の製造方法では、中央領域ＣＡの厚さに基づいて、挟持位置のフィードバック調整を行うことで、特に、中央領域ＣＡの厚さに起因して厚さの傾斜が変化した場合に、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さを精度良く緩和することができる。

厚さの傾斜の許容値は、引下げローラ８１ａ〜８１ｇごとに設定されていることが好ましい。この場合、さらに、下流側に位置する引下げローラであるほど、許容値は小さい値に設定されていることが好ましい。シートガラスＳＧは、下流側に位置する部分であるほど、温度が低く硬いため、上流側に位置する部分と比べ、傷が付きやすく、割れが発生しやすい。しかし、上記したように、下流側に位置する引下げローラであるほど、厚さの傾斜の許容値が小さくなるよう設定されていると、下流側に位置する引下げローラであるほど、板厚の傾斜が小さいシートガラスＳＧの部分に挟持位置が調整されるため、シートガラスＳＧにかかる圧接力の不均一さが大きく緩和される。このように、引下げローラ８１ａ〜８１ｇごとに許容値を設定し、その大きさを規定することで、搬送方向の全体にわたって、シートガラスＳＧの両側の領域に傷が発生することを抑制できる。なお、上流側に位置するシートガラスＳＧの部分であるほど、温度が高く柔らかいので、引下げローラの挟持位置が、板厚の傾斜が大きいシートガラスＳＧの部分に位置していても、下流側に位置するシートガラスＳＧの部分と比べ、傷はつき難い。

本実施形態によれば、引下げローラ８１ａと対向するシートガラスＳＧの部分の厚さの傾斜が、許容値より小さくなる領域内に調整された挟持位置で、引下げローラ８１ａがシートガラスＳＧを挟持することで、許容値より小さくなる領域の外に挟持位置が位置する場合と比べ、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａから受ける圧接力の不均一さは緩和されたものとなる。このため、シートガラスＳＧが引下げローラ８１ａによって局所的に大きい圧接力で挟持されることが抑制され、シートガラスＳＧに傷が発生することが抑制される。

以上、本発明のガラス基板の製造方法およびガラス基板製造装置について詳細に説明したが、本発明の具体的な構成は、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。

１１ 溶融装置
１２ 清澄装置
４０ 成形装置
４１ 成形体
５１ 冷却ローラ
６０ 冷却ユニット
８１ａ〜８１ｇ 引下げローラ
８２ａ〜８２ｇ ヒータ
９０ 切断装置
１００ ガラス基板製造装置
５００ 制御装置

Claims (8)

1. 溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラス板を形成する成形工程と、
   前記ガラス板の幅方向の両側の領域を、前記ガラス板の搬送方向に間隔をあけて配置された複数の対の搬送ローラで挟持しつつ、前記ガラス板を下方向に搬送する搬送工程と、を有し、
   前記成形工程では、前記両側の領域に、前記ガラス板の厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう、前記ガラス板の厚さが幅方向に傾斜した傾斜領域が形成され、
   前記搬送工程において前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整されており、
   前記搬送ローラのうち、搬送方向の下流側に位置する搬送ローラであるほど、前記許容値は小さい値に設定されている、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
2. 前記成形工程では、前記搬送ローラで前記ガラス板を挟持する前に、前記搬送ローラよりも搬送方向の上流側に配置された冷却ローラで前記ガラス板の前記両側の領域を挟持し、
   前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記冷却ローラが挟持した前記ガラス板の位置から幅方向内側に所定以上の間隔をあけた位置に調整されている、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
3. さらに、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を調整する制御工程を有し、
   前記制御工程では、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整する、請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
4. さらに、前記傾斜領域における前記ガラス板の前記部分の厚さの傾斜を測定する測定工程を有し、
   前記制御工程では、前記ガラス板の幅方向の中央領域の厚さ及び前記厚さの傾斜の測定結果に基づいて、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を調整する、請求項３に記載のガラス基板の製造方法。
5. 前記制御工程では、前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置を、前記厚さの傾斜がさらに小さくなる領域内に調整する、請求項３又は４に記載のガラス基板の製造方法。
6. 前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記ガラス板の幅方向の両端から幅方向内側に所定以上の間隔をあけた位置に調整されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
7. 前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の部分の厚さが許容厚さ以下となる領域内に調整されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
8. 溶融ガラスを、オーバーフローダウンドロー法を用いて成形し、ガラス板を形成する成形装置と、
   前記ガラス板の幅方向の両側の領域を、前記ガラス板の搬送方向に間隔をあけて配置された複数の対の搬送ローラで挟持しつつ、前記ガラス板を下方向に搬送する搬送装置と、を有し、
   前記成形装置は、前記両側の領域に、前記ガラス板の厚さが幅方向外側に向かって厚くなるよう、前記ガラス板の厚さが幅方向に傾斜した傾斜領域を形成し、
   前記搬送ローラが前記ガラス板を挟持する位置は、前記傾斜領域のうち、前記搬送ローラと対向する前記ガラス板の部分の厚さの傾斜が許容値よりも小さくなる領域内に調整されており、
   前記搬送ローラのうち、搬送方向の下流側に位置する搬送ローラであるほど、前記許容値は小さい値に設定されている、ことを特徴とするガラス基板製造装置。

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