JPWO2016158974A1 - ガラス基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、ガラス基板の板厚偏差を低減することができるガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。ガラス基板の製造方法は、成形工程と、搬送工程と、取得工程と、制御工程とを備える。成形工程は、成形体の上面に形成された供給溝に熔融ガラスを供給し、供給溝から溢れ出した熔融ガラスを成形体の両側面に沿って流下させ、両側面を流下した熔融ガラスを成形体の下端で合流させてガラスリボンを成形する。搬送工程は、ガラスリボンを下方に搬送しながら徐冷する。取得工程は、成形体の形状に関する形状データを取得する。制御工程は、形状データに基づいて、ガラスリボンの幅方向の板圧偏差が小さくなるように、成形体の上方に設置される温度調整手段を用いて温度プロファイルを制御する。温度プロファイルは、成形体の上面と接触する熔融ガラスの温度の、成形体の供給溝の長手方向のプロファイルである。

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。
液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)に用いられるガラス基板は、表面に高い平坦度が要求される。通常、このようなガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法によって製造される。オーバーフローダウンドロー法では、特許文献1(米国特許第3,338,696号)に記載されているように、成形体の上面の溝に流し込まれて溝から溢れ出た熔融ガラスが、成形体の両側面を伝って流れ落ち、成形体の下端で合流してガラスリボンが成形される。成形されたガラスリボンは、下方に引っ張られながら徐冷される。冷却されたガラスリボンは、所定の寸法に切断されて、ガラス基板が得られる。
オーバーフローダウンドロー法において、成形体は、成形炉内の高温の雰囲気下に設置されている。また、成形体には、自重および熔融ガラスの重量による荷重がかかっている。そのため、ガラス基板製造装置の長年の稼動により、成形体は、成形体の材質の熱クリープ特性により徐々にクリープ変形する。特に、成形体の長手方向の中央部は、クリープ変形によって下方に垂れ下がって撓み易い。その結果、成形体の中央部から溢れ出る熔融ガラスの量が、成形体の両端部から溢れ出る熔融ガラスの量よりも多くなり、成形されるガラスリボンの幅方向中央部の厚みが増加し、最終製品であるガラス基板の板厚偏差が増加してしまう問題があった。
ガラス基板の板厚偏差が大きくなると、1枚のガラス基板内での厚みのバラつきが大きくなるだけではなく、複数のガラス基板の間においても厚みのバラつきが大きくなり、ガラス基板の品質が安定しなくなってしまう。ディスプレイ用パネルの製造工程では、1枚のガラス基板内での厚みのバラつきは、TFT配線等のパターン形状の補正により対応できることがある。しかし、複数のガラス基板の間における厚みのバラつきは、パターン形状の補正では対応が困難である。また、高精細ディスプレイ用のガラス基板には、従来よりも細線化および高密度化されたパターンが形成されるので、従来のディスプレイ用のガラス基板では問題視されていなかったレベルの板厚偏差を有していても、製品品質に問題が生じるおそれがある。
また、成形体のクリープ変形は、液相温度の高いガラス、および、歪点の高いガラスを用いるガラス基板の製造工程において、成形体の温度が高くなりやすいために特に問題となる。また、近年、ガラス基板の大型化が進み、成形体の長手方向の寸法が3000mmを超える程度まで長くなってきているので、クリープ変形による成形体の撓みがより顕著となる傾向にある。
そこで、本発明は、ガラス基板の板厚偏差を低減することができるガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係るガラス基板の製造方法は、成形工程と、搬送工程と、取得工程と、制御工程とを備える。成形工程は、成形体の上面に形成された供給溝に熔融ガラスを供給し、供給溝から溢れ出した熔融ガラスを成形体の両側面に沿って流下させ、両側面を流下した熔融ガラスを成形体の下端で合流させてガラスリボンを成形する。搬送工程は、成形工程で成形されたガラスリボンを下方に搬送しながら徐冷する。取得工程は、成形体の形状に関する形状データを取得する。制御工程は、取得工程で取得された形状データに基づいて、ガラスリボンの幅方向の板圧偏差が小さくなるように、成形体の上方に設置される温度調整手段を用いて温度プロファイルを制御する。温度プロファイルは、成形体の上面と接触する熔融ガラスの温度の、成形体の供給溝の長手方向のプロファイルである。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、取得工程は、成形体のクリープ変形に基づく形状データを取得することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、取得工程は、形状データとして、成形体の上面の鉛直方向の変位量を少なくとも取得することが好ましい。この場合、制御工程は、長手方向における変位量のプロファイルである形状プロファイルに基づいて、温度プロファイルを制御することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、制御工程は、形状プロファイルの変位量が大きいほど、対応する温度プロファイルの温度が高くなるように、温度プロファイルを制御することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、取得工程は、コンピュータシミュレーションによって形状の時間変化を求めることで、形状データを取得することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、取得工程は、搬送工程で下方に搬送されて徐冷されたガラス基板の厚みに基づいて形状データを取得することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、温度調整手段は、長手方向に沿って設置される複数の発熱体を有することが好ましい。
また、本発明に係るガラス基板の製造方法では、発熱体は、冷却用の流体が流れる空間を内部に有し、かつ、長手方向に直交する方向に延びる棒形状を有するセラミックスヒータであることが好ましい。
本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の板厚偏差を低減することができる。
実施形態に係るガラス基板の製造方法のフローチャートである。 ガラス基板の製造装置の模式図である。 成形装置の正面図である。 成形装置の側面図である。 成形装置の上部成形空間の近傍の正面図である。 成形装置の上部成形空間の近傍の側面図である。 制御装置のブロック図である。 取得部によって取得された成形体の形状データの一例である。 成形体の歪み速度の温度依存変化のグラフの一例である。 成形体の歪み速度の応力依存変化のグラフの一例である。
(1)ガラス基板の製造装置の構成
本発明に係るガラス基板の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係るガラス基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図1に示されるように、本実施形態に係るガラス基板の製造方法は、主として、熔解工程S1と、清澄工程S2と、攪拌工程S3と、成形工程S4と、冷却工程S5と、切断工程S6とを含む。
熔解工程S1では、ガラス原料が加熱されて熔融ガラスが得られる。熔融ガラスは、熔解槽に貯留され、所望の温度を有するように通電加熱される。ガラス原料には、清澄剤が添加される。環境負荷低減の観点から、清澄剤として、SnO2が用いられる。
清澄工程S2では、熔解工程S1で得られた熔融ガラスが清澄管の内部を流れて熔融ガラスに含まれているガスが除去されることで、熔融ガラスが清澄される。最初に、清澄工程S2では、熔融ガラスの温度を上昇させる。熔融ガラスに添加されている清澄剤は、昇温により還元反応を起こして酸素を放出する。熔融ガラスに含まれるCO2、N2、SO2等のガス成分を含む泡は、清澄剤の還元反応によって生じた酸素を吸収する。酸素を吸収して成長した泡は、熔融ガラスの液面に浮上し、破泡して消滅する。消滅した泡に含まれていたガスは、清澄管の内部の気相空間に放出されて、外気に排出される。次に、清澄工程S2では、熔融ガラスの温度を低下させる。これにより、還元された清澄剤は、酸化反応を起こして、熔融ガラスに残存している酸素等のガス成分を吸収する。
攪拌工程S3では、清澄工程S2でガスが除去された熔融ガラスが攪拌されて、熔融ガラスの成分が均質化される。これにより、ガラス基板の脈理等の原因である熔融ガラスの組成のムラが低減される。
成形工程S4では、オーバーフローダウンドロー法を用いて、攪拌工程S3で均質化された熔融ガラスからガラスリボンが連続的に成形される。
冷却工程S5では、成形工程S4で成形されたガラスリボンが下方に搬送されながら冷却される。冷却工程S5では、ガラスリボンに歪みおよび反りが生じないように、ガラスリボンの温度を調節しながらガラスリボンが徐々に冷却される。
切断工程S6では、冷却工程S5で冷却されたガラスリボンが所定の寸法に切断されてガラス基板が得られる。その後、ガラス基板の端面の研削および研磨、並びに、ガラス基板の洗浄が行われる。その後、ガラス基板のキズ等の欠陥の有無が検査され、検査に合格したガラス基板が梱包されて製品として出荷される。
図2は、本実施形態に係るガラス基板製造装置1の一例を示す模式図である。ガラス基板製造装置1は、熔解槽10と、清澄管20と、攪拌装置30と、成形装置40と、移送管50a,50b,50cとを備える。移送管50aは、熔解槽10と清澄管20とを接続する。移送管50bは、清澄管20と攪拌装置30とを接続する。移送管50cは、攪拌装置30と成形装置40とを接続する。
熔解工程S1において熔解槽10で得られた熔融ガラス2は、移送管50aを通過して清澄管20に流入する。清澄工程S2において清澄管20で清澄された熔融ガラス2は、移送管50bを通過して攪拌装置30に流入する。攪拌工程S3において攪拌装置30で攪拌された熔融ガラス2は、移送管50cを通過して成形装置40に流入する。成形工程S4では、成形装置40によって熔融ガラス2からガラスリボン3が連続的に成形される。冷却工程S5では、ガラスリボン3が下方に搬送されながら冷却される。切断工程S6では、冷却されたガラスリボン3が所定の大きさに切断されてガラス基板が得られる。ガラス基板の幅は、例えば、500mm〜3500mmであり、長さは、例えば、500mm〜3500mmである。ガラス基板の厚みは、例えば、0.2mm〜0.8mmである。
ガラス基板製造装置1によって製造されるガラス基板は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ(FPD)用のガラス基板として特に適している。FPD用のガラス基板としては、無アルカリガラス、アルカリ微量含有ガラス、低温ポリシリコン(LTPS)用のガラス、または、酸化物半導体用のガラスが用いられる。高精細ディスプレイ用のガラス基板としては、高温時に高い粘性および高い歪点を有するガラスが用いられる。例えば、高精細ディスプレイ用のガラス基板の原料となるガラスは、1500℃において、102.5poiseの粘性を有する。
熔解槽10では、ガラス原料が熔解されて、熔融ガラス2が得られる。ガラス原料は、所望の組成を有するガラス基板を得ることができるように調製されている。ガラス基板の組成の一例として、FPD用のガラス基板として好適な無アルカリガラスは、SiO2:50質量%〜70質量%、Al23:10質量%〜25質量%、B23:1質量%〜18質量%、MgO:0質量%〜10質量%、CaO:0質量%〜20質量%、SrO:0質量%〜20質量%、BaO:0質量%〜10質量%を含有する。ここで、MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計は、5質量%〜30質量%である。
また、FPD用のガラス基板として、アルカリ金属を微量含むアルカリ微量含有ガラスが用いられてもよい。アルカリ微量含有ガラスは、0.1質量%〜0.5質量%のR’2Oを含み、好ましくは、0.2質量%〜0.5質量%のR’2Oを含む。ここで、R’は、Li、NaおよびKから選択される少なくとも1種である。R’2Oの含有量の合計は、0.1質量%未満であってもよい。
また、ガラス基板製造装置1によって製造されるガラス基板は、SnO2:0.01質量%〜1質量%(好ましくは、0.01質量%〜0.5質量%)、Fe23:0質量%〜0.2質量%(好ましくは、0.01質量%〜0.08質量%)をさらに含有してもよい。なお、ガラス基板製造装置1によって製造されるガラス基板は、環境負荷低減の観点から、As23、Sb23およびPbOを実質的に含有しない。
上記の組成を有するように調製されたガラス原料は、原料投入機(図示せず)を用いて熔解槽10に投入される。原料投入機は、スクリューフィーダを用いてガラス原料の投入を行ってもよく、バケットを用いてガラス原料の投入を行ってもよい。熔解槽10では、ガラス原料は、その組成等に応じた温度に加熱されて熔解される。熔解槽10では、例えば、1500℃〜1600℃の高温の熔融ガラス2が得られる。熔解槽10では、モリブデン、白金または酸化錫等で成形された少なくとも1対の電極間に電流を流すことで、電極間の熔融ガラス2が通電加熱されてもよく、また、通電加熱に加えてバーナーの火焔によってガラス原料が補助的に加熱されてもよい。
熔解槽10で得られた熔融ガラス2は、熔解槽10から移送管50aを通過して清澄管20に流入する。清澄管20および移送管50a,50b,50cは、白金製あるいは白金合金製の管である。清澄管20には、熔解槽10と同様に加熱手段が設けられている。清澄管20では、熔融ガラス2がさらに昇温させられて清澄される。例えば、清澄管20において、熔融ガラス2の温度は、1500℃〜1700℃に上昇させられる。
清澄管20において清澄された熔融ガラス2は、清澄管20から移送管50bを通過して攪拌装置30に流入する。熔融ガラス2は、移送管50bを通過する際に冷却される。攪拌装置30では、清澄管20を通過する熔融ガラス2の温度よりも低い温度で、熔融ガラス2が攪拌される。例えば、攪拌装置30において、熔融ガラス2の温度は、1250℃〜1450℃であり、熔融ガラス2の粘度は、500poise〜1300poiseである。熔融ガラス2は、攪拌装置30において攪拌されて均質化される。
攪拌装置30で均質化された熔融ガラス2は、攪拌装置30から移送管50cを通過して成形装置40に流入する。熔融ガラス2は、移送管50cを通過する際に、熔融ガラス2の成形に適した粘度を有するように冷却される。例えば、熔融ガラス2は、1200℃付近まで冷却される。
成形装置40では、オーバーフローダウンドロー法によって熔融ガラス2からガラスリボン3が成形される。次に、成形装置40の詳細な構成および動作について説明する。
(2)成形装置の構成
図3は、成形装置40の正面図である。図3は、成形装置40で成形されるガラスリボン3の表面に垂直な方向に沿って見た成形装置40を示す。図4は、成形装置40の側面図である。図4は、成形装置40で成形されるガラスリボン3の表面に平行な方向に沿って見た成形装置40を示す。
成形装置40は、耐火レンガ等の耐火物からなる炉壁42に囲まれた空間を有する。この空間は、熔融ガラス2からガラスリボン3が成形され、ガラスリボン3が冷却される空間である。この空間は、上部成形空間60、下部成形空間70および徐冷空間80の3つの空間から構成される。図5は、成形装置40の上部成形空間60の近傍の正面図である。図6は、成形装置40の上部成形空間60の近傍の側面図である。
成形工程S4は、上部成形空間60で行われる。冷却工程S5は、下部成形空間70および徐冷空間80で行われる。上部成形空間60は、攪拌装置30から移送管50cを介して成形装置40に供給された熔融ガラス2が、ガラスリボン3に成形される空間である。下部成形空間70は、上部成形空間60の下方の空間であり、ガラスリボン3が、ガラスの徐冷点の近傍まで急冷される空間である。徐冷空間80は、下部成形空間70の下方の空間であり、ガラスリボン3が徐々に冷却される空間である。
成形装置40は、主として、成形体62と、複数の発熱体48と、上部仕切り部材64と、冷却ロール72と、温度調節ユニット74と、下部仕切り部材76と、引下げロール82a〜82gと、ヒータ84a〜84gと、断熱部材86と、切断装置98と、制御装置91とから構成される。次に、成形装置40の各構成要素について説明する。
(2−1)成形体
成形体62は、上部成形空間60に設置される。成形体62は、熔融ガラス2をオーバーフローさせてガラスリボン3を成形するために用いられる。図4に示されるように、成形体62は、楔形に類似した五角形の断面形状を有する。成形体62の断面形状の尖端は、成形体62の下端62aに相当する。成形体62は、耐火レンガ製である。
成形体62の上面62cには、成形体62の長手方向に沿って、供給溝62bが形成されている。成形体62の長手方向の端部には、供給溝62bと連通している移送管50cが取り付けられている。供給溝62bは、移送管50cと連通している一方の端部から他方の端部に向かうに従って、徐々に浅くなるように形成されている。以下、図3に示されるように、成形体62の長手方向の一対の端部のうち、移送管50cと連通している側の端部を第1端部62d1と呼び、その反対側の端部を第2端部62d2と呼ぶ。なお、成形体62の第2端部62d2には、供給溝62bにおける熔融ガラス2の流れを遮るための白金製ガイド(図示せず)が設けられている。
攪拌装置30から成形装置40に送られてきた熔融ガラス2は、移送管50cを介して、成形体62の供給溝62bに流し込まれる。熔融ガラス2は、供給溝62bにおいて、第1端部62d1から第2端部62d2に向かって流れる。成形体62の供給溝62bからオーバーフローした熔融ガラス2は、成形体62の両側面を伝いながら流下し、成形体62の下端62aの近傍において合流する。合流した熔融ガラス2は、重力により鉛直方向に落下して板状に成形される。これにより、成形体62の下端62aの近傍において、ガラスリボン3が連続的に成形される。成形されたガラスリボン3は、上部成形空間60を流下した後、下部成形空間70および徐冷空間80において冷却されながら下方に搬送される。上部成形空間60で成形された直後のガラスリボン3の温度は1100℃以上であり、粘度は25000poise〜350000poiseである。例えば、高精細ディスプレイ用のガラス基板を製造する場合、成形体62によって成形されるガラスリボン3の歪点は、655℃〜750℃であり、好ましくは680℃〜730℃であり、成形体62の下端62aの近傍で融合する熔融ガラス2の粘度は、25000poise〜100000poiseであり、好ましくは32000poise〜80000poiseである。
(2−2)発熱体
図5および図6に示されるように、成形体62の上方には、天板44が設置されている。天板44は、炭化ケイ素から構成される板状の部材である。天板44は、炉壁42に固定されている。天板44は、天板44の上方の上部温度制御空間46と、天板44の下方の上部成形空間60とを区画する。上部温度制御空間46は、炉壁42および天板44に囲まれた空間である。図5に示されるように、上部温度制御空間46には、成形体62の長手方向に沿って複数の発熱体48が等間隔に配置されている。
発熱体48は、炭化ケイ素から構成される多孔質のセラミックスヒータである。発熱体48は、通電により発熱する棒状の部材である。図6に示されるように、発熱体48は、成形体62の長手方向に直交し、かつ、鉛直方向に直交する方向に沿って配置されている。各発熱体48は、個別の電源に接続され、各発熱体48の出力は、個別に制御可能である。発熱体48は、天板44を輻射により加熱する。発熱体48によって加熱された天板44は、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2を輻射により加熱する。
図5および図6に示されるように、発熱体48は、内部に冷却通路48aを有する。冷却通路48aは、発熱体48の長手方向に沿って形成されている。冷却通路48aは、発熱体48を冷却するための流体である冷却流体が流れる空間である。冷却流体は、例えば、空気である。各発熱体48の冷却通路48aは、個別の冷却流体供給装置に接続され、冷却通路48aにおける冷却流体の流量は、個別に制御可能である。冷却流体が空気の場合、冷却流体供給装置は、エアポンプである。なお、炉壁42、天板44および発熱体48等の酸化による劣化を抑制する観点からは、3年以上の長期に亘ってガラス基板製造装置1を稼働させる場合、冷却流体として、窒素等の不活性ガスを用いることが好ましい。
制御装置91は、発熱体48の出力、および、発熱体48の冷却通路48aにおける冷却流体の流量を制御することで、発熱体48から輻射される熱量を制御することができる。制御装置91は、発熱体48の出力を高くするか、冷却通路48aにおける冷却流体の流量を下げることにより、発熱体48の輻射熱量を増加させて天板44の温度を調整することができる。また、制御装置91は、発熱体48の出力を低くするか、冷却通路48aにおける冷却流体の流量を上げることにより、発熱体48の輻射熱量を減少させて天板44の温度を調整することができる。また、発熱体48の出力を止めて、冷却通路48aにおける冷却流体の流量を上げることで、発熱体48の近傍の雰囲気温度を下げ、対流熱伝導により天板44の温度を調整することができる。制御装置91は、各発熱体48の輻射熱量を個別に制御すること、および、冷却通路48aにおける冷却流体の流量を個別に調整することで、天板44の温度プロファイルを管理し、天板44からの輻射熱を受ける成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルを制御する。温度プロファイルは、成形体62の長手方向の温度分布である。
(2−3)上部仕切り部材
上部仕切り部材64は、成形体62の下端62aの近傍に設置される一対の板状の断熱部材である。図4に示されるように、上部仕切り部材64は、ガラスリボン3の厚み方向の両側に配置される。上部仕切り部材64は、上部成形空間60と下部成形空間70とを仕切り、上部成形空間60から下部成形空間70への熱の移動を抑制する。
(2−4)冷却ロール
冷却ロール72は、下部成形空間70に設置される片持ちのロールである。冷却ロール72は、上部仕切り部材64の直下に設置される。図3に示されるように、冷却ロール72は、ガラスリボン3の幅方向の両側部に配置される。図4に示されるように、冷却ロール72は、ガラスリボン3の厚み方向の両側に配置される。ガラスリボン3は、その幅方向の両側部において、冷却ロール72によって挟持されている。冷却ロール72は、上部成形空間60から送られてきたガラスリボン3を冷却する。
下部成形空間70において、ガラスリボン3の幅方向の両側部は、それぞれ、2対の冷却ロール72によって挟まれている。ガラスリボン3の両側部の表面に向かって冷却ロール72が押し付けられることで、冷却ロール72とガラスリボン3との接触面積が大きくなり、冷却ロール72によるガラスリボン3の冷却が効率的に行われる。冷却ロール72は、後述する引下げロール82a〜82gがガラスリボン3を下方に引っ張る力に対抗する力を、ガラスリボン3に与える。なお、冷却ロール72の回転速度と、最も上方に配置される引下げロール82aの回転速度との差によって、ガラスリボン3の厚みが決定される。
冷却ロール72は、内部に空冷管を有している。冷却ロール72は、空冷管によって常に冷却されている。冷却ロール72は、ガラスリボン3の幅方向の両側部を挟むことでガラスリボン3と接触する。これにより、ガラスリボン3から冷却ロール72に熱が伝わるので、ガラスリボン3の幅方向の両側部が冷却される。冷却ロール72と接触して冷却されたガラスリボン3の幅方向の両側部の粘度は、例えば、109.0poise以上である。
冷却ロール72とガラスリボン3との間の接触荷重は、制御装置91によって制御可能である。接触荷重は、例えば、バネを用いて冷却ロール72の位置を調整することで制御される。接触荷重が大きいほど、冷却ロール72がガラスリボン3を押し付ける力が強くなる。
(2−5)温度調節ユニット
温度調節ユニット74は、下部成形空間70に設置される。温度調節ユニット74は、上部仕切り部材64の下方であって、下部仕切り部材76の上方に設置される。
下部成形空間70では、ガラスリボン3の幅方向の中心部の温度が徐冷点近傍に低下するまでガラスリボン3が冷却される。温度調節ユニット74は、下部成形空間70で冷却されるガラスリボン3の温度を調節する。温度調節ユニット74は、ガラスリボン3を加熱または冷却するユニットである。図3に示されるように、温度調節ユニット74は、中心部冷却ユニット74aおよび側部冷却ユニット74bから構成される。中心部冷却ユニット74aは、ガラスリボン3の幅方向の中心部の温度を調節する。側部冷却ユニット74bは、ガラスリボン3の幅方向の両側部の温度を調節する。ここで、ガラスリボン3の幅方向の中心部は、ガラスリボン3の幅方向の両側部に挟まれた領域を意味する。
下部成形空間70では、図3に示されるように、複数の中心部冷却ユニット74aおよび複数の側部冷却ユニット74bが、それぞれ、ガラスリボン3が流下する方向である鉛直方向に沿って配置されている。中心部冷却ユニット74aは、ガラスリボン3の幅方向の中心部の表面に対向するように配置されている。側部冷却ユニット74bは、ガラスリボン3の幅方向の両側部の表面に対向するように配置されている。
温度調節ユニット74は、制御装置91によって制御される。各中心部冷却ユニット74aおよび各側部冷却ユニット74bは、制御装置91によって独立して制御可能である。
(2−6)下部仕切り部材
下部仕切り部材76は、温度調節ユニット74の下方に設置される一対の板状の断熱部材である。図4に示されるように、下部仕切り部材76は、ガラスリボン3の厚み方向の両側に設置される。下部仕切り部材76は、下部成形空間70と徐冷空間80とを鉛直方向に仕切り、下部成形空間70から徐冷空間80への熱の移動を抑制する。
(2−7)引下げロール
引下げロール82a〜82gは、徐冷空間80に設置される片持ちのロールである。徐冷空間80では、引下げロール82a、引下げロール82b、・・・、引下げロール82fおよび引下げロール82gが、上方から下方に向かって間隔を空けて配置されている。引下げロール82aは、最も上方に配置され、引下げロール82gは、最も下方に配置される。
図3に示されるように、引下げロール82a〜82gは、それぞれ、ガラスリボン3の幅方向の両側部に配置される。図4に示されるように、引下げロール82a〜82gは、それぞれ、ガラスリボン3の厚み方向の両側に配置される。すなわち、ガラスリボン3の幅方向の両側部は、上方から下方に向かって、2対の引下げロール82a、2対の引下げロール82b、・・・、2対の引下げロール82fおよび2対の引下げロール82gによって挟まれている。
引下げロール82a〜82gは、下部成形空間70を通過したガラスリボン3の幅方向の両端部を挟みつつ回転することにより、ガラスリボン3を鉛直方向下方に引き下げる。すなわち、引下げロール82a〜82gは、ガラスリボン3を下方に搬送するためのロールである。
各引下げロール82a〜82gの角速度は、制御装置91によって独立して制御可能である。引下げロール82a〜82gの角速度が大きいほど、ガラスリボン3が下方に搬送される速度が大きくなる。
(2−8)ヒータ
ヒータ84a〜84gは、徐冷空間80に設置される。図4に示されるように、徐冷空間80では、ヒータ84a、ヒータ84b、・・・、ヒータ84fおよびヒータ84gが、上方から下方に向かって間隔を空けて配置されている。ヒータ84a〜84gは、それぞれ、ガラスリボン3の厚み方向の両側に配置されている。引下げロール82a〜82gは、それぞれ、ヒータ84a〜84gとガラスリボン3との間に配置されている。
ヒータ84a〜84gは、ガラスリボン3の表面に向かって熱を輻射してガラスリボン3を加熱する。ヒータ84a〜84gを用いることで、徐冷空間80において下方に搬送されるガラスリボン3の温度を調節することができる。これにより、ヒータ84a〜84gは、ガラスリボン3の搬送方向において、所定の温度分布をガラスリボン3に形成することができる。
各ヒータ84a〜84gの出力は、制御装置91によって独立して制御可能である。また、ヒータ84a〜84gは、ガラスリボン3の幅方向に沿って複数のヒータサブユニット(図示せず)に分割され、各ヒータサブユニットの出力が制御装置91によって独立して制御可能であってもよい。この場合、各ヒータ84a〜84gは、ガラスリボン3の幅方向の位置に応じて発熱量を変化させることで、ガラスリボン3の幅方向に所定の温度分布を形成することができる。
なお、各ヒータ84a〜84gの近傍には、徐冷空間80の雰囲気の温度を測定する熱電対(図示せず)が設置されている。熱電対は、例えば、ガラスリボン3の幅方向の中心部近傍の雰囲気温度と、両側部近傍の雰囲気温度とを測定する。ヒータ84a〜84gは、熱電対によって測定される徐冷空間80の雰囲気の温度に基づいて制御されてもよい。
(2−9)断熱部材
断熱部材86は、徐冷空間80に設置される。断熱部材86は、ガラスリボン3の搬送方向に沿って隣り合う2つの引下げロール82a〜82gの間の高さ位置に設置される。図4に示されるように、断熱部材86は、ガラスリボン3の厚み方向の両側において、水平に配置される一対の断熱板である。断熱部材86は、徐冷空間80を鉛直方向に仕切り、徐冷空間80における鉛直方向の熱の移動を抑制する。
断熱部材86は、下方に搬送されるガラスリボン3と接触しないように設置されている。また、断熱部材86は、ガラスリボン3の表面までの距離が調整可能であるように設置されている。これにより、断熱部材86は、断熱部材86の上方の空間と断熱部材86の下方の空間との間の熱の移動を抑制する。
(2−10)切断装置
切断装置98は、徐冷空間80の下方の空間に設置されている。切断装置98は、徐冷空間80を通過したガラスリボン3を、所定の寸法ごとに、ガラスリボン3の幅方向に沿って切断する。徐冷空間80を通過したガラスリボン3は、室温近傍まで冷却されている平坦なガラスリボン3である。
切断装置98は、所定の時間間隔でガラスリボン3を切断する。これにより、ガラスリボン3の搬送速度が一定である場合、最終製品に近い寸法を有するガラス基板が量産される。
(2−11)制御装置
制御装置91は、主として、CPU、RAM、ROMおよびハードディスク等から構成されるコンピュータである。図7は、制御装置91のブロック図である。図7に示されるように、制御装置91は、冷却ロール駆動モータ172、温度調節ユニット74、引下げロール駆動モータ182、ヒータ84a〜84g、発熱体48および切断装置駆動モータ198と接続されている。冷却ロール駆動モータ172は、冷却ロール72の位置および回転速度等を制御するためのモータである。引下げロール駆動モータ182は、各引下げロール82a〜82gの位置および回転速度等を独立して制御するためのモータである。切断装置駆動モータ198は、切断装置98がガラスリボン3を切断する時間間隔等を制御するためのモータである。制御装置91は、各構成要素の状態を取得し、かつ、各構成要素を制御するためのプログラムを記憶している。
制御装置91は、冷却ロール駆動モータ172を制御して、ガラスリボン3の幅方向の側部を挟む一対の冷却ロール72とガラスリボン3との間の接触荷重を取得および調節することができる。制御装置91は、引下げロール駆動モータ182を制御して、回転している各引下げロール82a〜82gのトルクを取得し、各引下げロール82a〜82gの角速度を調節することができる。制御装置91は、温度調節ユニット74の出力、および、各ヒータ84a〜84gの出力を取得および調節することができる。制御装置91は、各発熱体48の輻射熱量を個別に制御する。制御装置91は、切断装置駆動モータ198を制御して、切断装置98がガラスリボン3を切断する時間間隔等を取得および調節することができる。
(3)成形装置の動作
上部成形空間60において、攪拌装置30から移送管50cを介して成形装置40に送られてきた熔融ガラス2は、成形体62の上面62cに形成される供給溝62bに供給される。成形体62の供給溝62bからオーバーフローした熔融ガラス2は、成形体62の両側面を伝って流下して、成形体62の下端62aの近傍で合流する。成形体62の下端62aの近傍において、合流した熔融ガラス2からガラスリボン3が連続的に成形される。成形されたガラスリボン3は、下部成形空間70に送られる。
下部成形空間70において、ガラスリボン3の幅方向の両側部は、冷却ロール72と接触して急冷される。また、温度調節ユニット74によって、ガラスリボン3の幅方向中心部の温度が徐冷点に低下するまで、ガラスリボン3の温度が調節される。冷却ロール72によって下方に搬送されながら冷却されたガラスリボン3は、徐冷空間80に送られる。
徐冷空間80において、ガラスリボン3は、引下げロール82a〜82gによって引き下げられながら徐々に冷却される。ガラスリボン3の温度は、ガラスリボン3の幅方向に沿って所定の温度分布が形成されるように、ヒータ84a〜84gによって制御される。徐冷空間80において、ガラスリボン3の温度は、徐冷点近傍から、歪点より200℃低い温度よりも低い温度まで徐々に低下する。
徐冷空間80を通過したガラスリボン3は、さらに室温近傍まで冷却され、切断装置98によって所定の寸法に切断されてガラス基板が得られる。その後、ガラス基板の端面の研磨および洗浄等が行われる。その後、所定の検査に合格したガラス基板が梱包されて製品として出荷される。
(4)制御装置の動作
制御装置91は、搬送部、取得部および制御部からなる3つのプログラムを少なくとも記憶して実行する。
搬送部は、成形体62の下方に設置されている引下げロール82a〜82gを用いて、成形体62によって成形されたガラスリボン3を、徐冷空間80において所定の搬送速度で下方に搬送する。搬送部は、引下げロール駆動モータ182を制御して、各引下げロール82a〜82gの回転速度を調節することで、ガラスリボン3の搬送速度を調節する。
取得部は、コンピュータシミュレーションによって成形体62の形状の時間変化を求めることで、成形体62の現在の形状に関する形状データを取得する。取得部は、例えば、有限要素法を用いて、成形体62の形状の時間変化をシミュレーションにより求めて、形状データを取得する。図8は、取得部によって取得された成形体62の形状データの一例である。図8は、成形体62によって成形されたガラスリボン3の表面に垂直な方向に沿って見た成形体62を示す。図8では、成形体62のクリープ変形が実際よりも強調して示されている。図8では、未使用の成形体62の形状、すなわち、クリープ変形する前の成形体62の形状が点線で示され、かつ、クリープ変形した後の成形体62の現在の形状が実線で示されている。
取得部は、成形体62のクリープ変形に基づく形状データから、成形体62の上面62cの鉛直方向の変位量である上面変位量を少なくとも取得する。図8において、上面変位量は、クリープ変形前の上面62cとクリープ変形後の上面62cとの間の鉛直方向の寸法である。なお、図8には、成形体62の長手方向における上面変位量の最大値である最大上面変位量Lが示されている。
また、取得部は、ガラス基板形状測定装置(図示せず)によって測定されたガラス基板の厚みデータを取得する。厚みデータは、例えば、ガラス基板製造装置1によって製造されたガラス基板の厚みの幅方向のプロファイルである。
制御部は、取得部によって取得された成形体62の形状データに基づいて、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が小さくなるように、各発熱体48の輻射熱量、および、各発熱体48の冷却通路48aにおける冷却流体の流量を個別に制御して、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルを制御する。成形体62の形状データは、例えば、成形体62の長手方向における上面変位量のプロファイルである形状プロファイルである。制御部は、形状プロファイルから求められる上面62cの変位量が大きいほど、温度プロファイルの第1端部62d1の温度がより低い値となり、かつ、温度プロファイルの中央部の温度がより高い値となるように、発熱体48を制御する。形状プロファイルから求められる上面62cの変位量としては、例えば、最大上面変位量Lが用いられる。
熔融ガラス2の温度プロファイルの第1端部62d1の温度が低くなると、第1端部62d1における供給溝62bの熔融ガラス2の温度が低下するので、第1端部62d1における供給溝62bの熔融ガラス2の粘度が上昇する。供給溝62bから溢れ出す熔融ガラス2の粘度が上昇すると、成形体62の両側面を流下する熔融ガラス2の厚みが大きくなるので、成形体62の下端62aで成形されるガラスリボン3の厚みも大きくなる。そのため、発熱体48の輻射熱量を制御して、熔融ガラス2の温度プロファイルの第1端部62d1の温度を低くすると、ガラスリボン3の第1端部62d1側の厚みが大きくなる。
また、熔融ガラス2の温度プロファイルの中央部の温度が高くなると、幅方向中央部における供給溝62bの熔融ガラス2の温度が上昇するので、幅方向中央部における供給溝62bの熔融ガラス2の粘度が低下する。これにより、供給溝62bの幅方向中央部を通過する熔融ガラス2の粘度が低下するため、供給溝62bにおいて熔融ガラス2は幅方向中央部から第2端部62d2に向かって流れやすくなる。その結果、第2端部62d2に向かって流れる熔融ガラス2の量が増加して、供給溝62bの第2端部62d2から溢れ出す熔融ガラス2の量が増加するので、ガラスリボン3の第2端部62d2側の厚みが大きくなる。また、幅方向中央部における供給溝62bの熔融ガラス2の粘度が低下することにより、ガラスリボン3の幅方向中央部の厚みが小さくなる。
従って、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルを上記のように制御することで、ガラスリボン3の幅方向中央部の厚みを小さくし、ガラスリボン3の幅方向両端部の厚みを大きくすることができる。
制御装置91は、搬送部、取得部および制御部によって、次に説明するように、徐冷空間80において下方に搬送されるガラスリボン3の幅方向の板厚偏差を小さくすることができる。
(5)特徴
本実施形態において、成形体62は、上部成形空間60の高温の雰囲気下に設置されている。ガラスリボン3の成形工程において、成形体62には、成形体62の重量、および、供給溝62bに供給される熔融ガラス2の重量による荷重がかかっている。そのため、ガラス基板製造装置1の長年の稼動により、成形体62は、図8に示されるように、成形体62の材質の熱クリープ特性により徐々にクリープ変形する。特に、成形体62の長手方向の中央部は、クリープ変形によって下方に垂れ下がって撓み易い。図8において、最大上面変位量Lは、成形体62の長手方向の中央部における上面変位量である。
成形体62が図8に示されるようにクリープ変形すると、成形体62の長手方向の中央部から溢れ出る熔融ガラス2の量が、成形体62の長手方向の両端部から溢れ出る熔融ガラス2の量よりも多くなる。この場合、成形体62によって成形されるガラスリボン3の幅方向中央部の厚みが、幅方向両端部の厚みよりも大きくなる。その結果、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が大きくなり、最終製品であるガラス基板の板厚偏差が増加してしまうおそれがある。特に、最大上面変位量Lが大きいほど、成形体62のクリープ変形の程度が大きいので、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差も大きくなる。
本実施形態のガラス基板製造装置1は、成形体62の形状データ、および、ガラス基板の厚みデータに基づいて、ガラス基板の幅方向の板厚偏差を小さくするために好ましい温度プロファイルを算出する。温度プロファイルは、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルである。そして、ガラス基板製造装置1は、算出された温度プロファイルに基づいて、各発熱体48の輻射熱量、および、各発熱体48の冷却通路48aにおける冷却流体の流量を個別に制御して、算出された温度プロファイルを実現することで、成形体62のクリープ変形に起因するガラスリボン3の幅方向の板厚偏差を低減することができる。また、ガラス基板製造装置1は、算出された温度プロファイルを実現した後に、ガラス基板の厚みデータを再度取得して、取得した厚みデータに基づいて、ガラス基板の幅方向の板厚偏差を小さくするために好ましい温度プロファイルをさらに算出してもよい。
次に、熔融ガラス2の温度プロファイルの制御によりガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が低減する理由について説明する。最初に、ガラス基板製造装置1の制御装置91の取得部は、図8に示されるクリープ変形している成形体62の現在の形状に関する形状データの一種である形状プロファイルを取得する。また、取得部は、ガラス基板の厚みデータを取得する。次に、制御装置91の制御部は、形状プロファイルから求められる上面62cの変位量(最大上面変位量L)、および、ガラス基板の厚みデータに基づいて、徐冷空間80において下方に搬送されるガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が最小となるような、熔融ガラス2の温度プロファイルを決定する。具体的には、制御部は、最大上面変位量Lが大きいほど、温度プロファイルの第1端部62d1の温度がより低い値となり、かつ、温度プロファイルの中央部の温度がより高い値となるように、温度プロファイルを決定する。
次に、制御装置91の制御部は、決定した温度プロファイルが実現されるように、発熱体48の輻射熱量を制御する。以上の工程により、制御装置91は、クリープ変形している成形体62の形状データに基づいて、発熱体48を制御して、熔融ガラス2の温度プロファイルを制御する。
次に、クリープ変形している成形体62の最大上面変位量Lが大きいほど、制御部によって決定される温度プロファイルの第1端部62d1の温度がより低い値に変更され、かつ、温度プロファイルの中央部の温度がより高い値に変更される理由について説明する。上述したように、最大上面変位量Lが大きいほど、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が大きく、ガラスリボン3の幅方向中央部の厚みが幅方向両端部の厚みよりも大きくなる。この場合、各発熱体48の輻射熱量を個別に調節して、熔融ガラス2の温度プロファイルの第1端部62d1の温度を低くすると、上述した理由により、ガラスリボン3の第1端部62d1側の厚みが大きくなる。また、各発熱体48の輻射熱量を個別に調節して、熔融ガラス2の温度プロファイルの中央部の温度を高くすると、上述した理由により、ガラスリボン3の第2端部62d2側の厚みが大きくなり、かつ、ガラスリボン3の幅方向中央部の厚みが小さくなる。その結果、ガラスリボン3の幅方向中央部の厚みと幅方向両端部の厚みとの差が小さくなり、ガラスリボン3の厚みが幅方向において均一になる。すなわち、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が低減される。
また、成形体62の上面62cからオーバーフローする熔融ガラス2の温度(粘度)が、第1端部62d1から第2端部62d2まで均一になるように制御することで、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差が低減される。しかし、成形体62がクリープ変形することにより、成形されるガラスリボン3の幅方向の中央部が厚くなる。ガラスリボン3の幅方向の中央部の厚みを低減するためには、供給溝62bの第1端部62d1と第2端部62d2との間の中央部に流れる熔融ガラス2の粘度を下げる必要がある。このため、第1端部62d1と第2端部62d2との間の中央部より、上流側に位置する第1端部62d1を流れる熔融ガラス2の粘性を上げることにより、ガラスリボン3の幅方向の中央部が薄くなり、ガラスリボン3の第1端部62d1側がやや薄くなる。また、第2端部62d2より、上流側に位置する中央部を流れる熔融ガラス2の粘性を下げることにより、ガラスリボン3の第1端部62d1側が厚くなり、ガラスリボン3の幅方向の中央部がやや厚くなる。ガラスリボン3の幅方向の中央部の厚みは、第1端部62d1側と、第1端部62d1側より下流の中央部との温度プロファイルによって変化する。クリープ変形が生じる前の当初の温度プロファイルと比べて、供給溝62bの位置口近傍の温度を上げ、第1端部62d1側の温度を下げ、第1端部62d1と第2端部62d2との間の中央部の温度を上げ、第2端部62d2側の温度を上げることにより、成形体62のクリープ変形が生じた後におけるガラスリボン3の幅方向の板厚偏差を抑制することができる。
従って、ガラス基板製造装置1は、成形体62のクリープ変形により成形体62の長手方向の中央部が下方に垂れ下がって撓んだ場合でも、発熱体48を用いて、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルを制御することで、ガラスリボン3の幅方向の板厚偏差を低減することができる。その結果、ガラス基板製造装置1は、最終製品であるガラス基板の板厚偏差を低減することができる。
また、液相温度の高いガラス、および、歪点の高いガラスを用いるガラス基板の製造工程において、成形体62のクリープ変形は、成形体62の温度が高くなりやすいために特に問題となりやすい。また、近年、ガラス基板の大型化が進み、成形体の長手方向の寸法が長くなってきているので、クリープ変形による成形体62の撓みがより顕著となる傾向にある。本実施形態のガラス基板製造装置1は、成形体62の上方に設置される複数の発熱体48の輻射熱量を調節して、成形体62の上面62cと接触する熔融ガラス2の温度プロファイルを制御することで、成形体62のクリープ変形に起因するガラスリボン3の幅方向の板厚偏差を効果的に低減することができる。
(6)変形例
(6−1)変形例A
実施形態では、ガラス基板製造装置1の制御装置91の取得部は、コンピュータシミュレーションによって成形体62の形状の時間変化を求めることで、成形体62の現在の形状に関する形状データを取得する。しかし、取得部は、他の方法によって、成形体62の現在の形状に関する形状データを取得してもよい。
例えば、取得部は、成形体62の形状の実測値に基づいて、形状データを取得してもよい。この場合、成形体62の形状の実測値に関するデータ、および、成形体62の使用条件に関するデータを予め収集して分析する必要がある。成形体62の使用条件は、ガラス基板製造装置1の稼働時間、熔融ガラス2の温度、熔融ガラス2の粘度、および、上部成形空間60の温度等の、成形体62に関連する種種のパラメータである。取得部は、成形体62の形状の実測値に関するデータと、成形体62の使用条件に関するデータとの相関関係に基づいて、現在使用している成形体62の形状データを予測して取得する。
また、取得部は、成形体62によって成形されたガラスリボン3の板厚の実測値に基づいて、形状データを取得してもよい。この場合、取得部は、ガラスリボン3の幅方向の板厚の実測値に関するデータをガラス基板製造装置1の操業開始時から取得し、経時的な板厚の変化量および操業条件から得られた分析結果に基づいて、現在使用している成形体62の形状データを予測して取得する。
(6−2)変形例B
実施形態では、ガラス基板製造装置1の制御装置91の取得部は、コンピュータシミュレーションによって成形体62の形状の時間変化を求めることで、成形体62の現在の形状に関する形状データを取得する。しかし、取得部は、他の方法によって、成形体62の現在の形状に関する形状データを取得してもよい。
例えば、取得部は、クリープ特性パラメータに基づいて形状データを取得してもよい。クリープ特性パラメータは、成形体62に加えられる応力、成形体62の温度、および、クリープ変形による成形体62の歪み速度の間の関係を再現するためのパラメータである。ここで、成形体62に加えられる応力は、成形体62の長手方向に沿って成形体62を圧縮する力である。また、成形体62の歪み速度は、時間に依らず一定であると仮定する。次に、クリープ特性パラメータの決定方法について説明する。
最初に、成形体62に加えられる応力が一定である条件下における、成形体62の歪み速度の、成形体62の温度依存変化を測定する。図9は、成形体62の歪み速度の温度依存変化のグラフの一例である。図9では、成形体62に加えられる応力の大きさは、2.0MPaである。成形体62の歪み速度は、例えば、成形体62の4点曲げ試験による成形体62の形状の変化量を測定することで算出される。図9では、成形体62の歪み速度の測定値は、黒丸で示されている。
次に、成形体62の温度が一定である条件下における、成形体62の歪み速度の、成形体62に加えられる応力依存変化を測定する。図10は、成形体62の歪み速度の応力依存変化のグラフの一例である。図10では、成形体62の温度は、1250℃である。成形体62の歪み速度は、例えば、レーザー測定によって成形体62の形状の変化量を測定することで算出される。図10では、成形体62の歪み速度の測定値は、黒丸で示されている。
次に、以下の式(1)に基づいて、成形体62の歪み速度の温度依存変化および応力依存変化の測定値が再現できるクリープ特性パラメータA,B,nを決定する。
Figure 2016158974
(1)
式(1)において、Rは8.314[J/mol・K]であり、ΔHは4.500×105[J/mol]であり、ε´は成形体62の歪み速度[/hour]であり、σは成形体62に加えられる応力[Pa]であり、Tは成形体62の温度[K]である。クリープ特性パラメータA[/hour]、B[/Pa]およびnは、式(1)により求められる歪み速度が、歪み速度の測定値にフィッティングするように決定される。図9および図10では、決定されたクリープ特性パラメータに基づいて式(1)から算出された成形体62の歪み速度は、白抜きの四角で示されている。なお、図9および図10で用いられたクリープ特性パラメータA,B,nは、それぞれ、8.648×1012[/hour]、4.491×10-9[/Pa]、9.987×10-1である。
なお、取得部は、クリープ特性パラメータを決定した後、クリープ特性パラメータを検証してもよい。クリープ特性パラメータの検証は、例えば、成形体62の歪み速度の測定系をモデル化して、決定されたクリープ特性パラメータに基づく歪み速度が得られているか否かをコンピュータシミュレーションにより確認することにより行われる。
そして、取得部は、コンピュータシミュレーションにより、決定されたクリープ特性パラメータを用いて所定の温度および応力下における成形体62の歪み速度を算出して成形体62の形状の時間変化を求めることで、成形体62の形状データを取得する。
(6−3)変形例C
実施形態では、ガラス基板製造装置1の制御装置91の制御部は、成形体62の形状データとして図8に示される最大上面変位量Lを用い、最大上面変位量Lに基づいて、熔融ガラス2の温度プロファイルを決定する。しかし、制御部は、成形体62の形状データに関する他のパラメータを用いて、熔融ガラス2の温度プロファイルを決定してもよい。
例えば、制御部は、成形体62の形状データに関するパラメータとして、ガラスリボン3の表面に垂直な方向に沿って見た場合における、成形体62の上面62cまたは下端62aの曲率に基づいて、熔融ガラス2の温度プロファイルを決定してもよい。例えば、制御部は、成形体62の上面62cまたは下端62aの曲率が大きいほど、クリープ変形による成形体62の撓み量が大きいので、熔融ガラス2の温度プロファイルの第1端部62d1の温度がより低い値になり、かつ、温度プロファイルの中央部の温度がより高い値となるように、温度プロファイルを決定してもよい。
2 熔融ガラス
3 ガラスリボン
48 発熱体
62 成形体
62a 下端
62b 供給溝
62c 上面
米国特許第3,338,696号
本発明に係るガラス基板の製造方法は、成形工程と、搬送工程と、取得工程と、制御工程とを備える。成形工程は、成形体の上面に形成された供給溝に熔融ガラスを供給し、供給溝から溢れ出した熔融ガラスを成形体の両側面に沿って流下させ、両側面を流下した熔融ガラスを成形体の下端で合流させてガラスリボンを成形する。搬送工程は、成形工程で成形されたガラスリボンを下方に搬送しながら徐冷する。取得工程は、成形体の形状に関する形状データを取得する。制御工程は、取得工程で取得された形状データに基づいて、ガラスリボンの幅方向の板厚偏差が小さくなるように、成形体の上方に設置される温度調整手段を用いて温度プロファイルを制御する。温度プロファイルは、成形体の上面と接触する熔融ガラスの温度の、成形体の供給溝の長手方向のプロファイルである。

Claims (8)

  1. 成形体の上面に形成された供給溝に熔融ガラスを供給し、前記供給溝から溢れ出した前記熔融ガラスを前記成形体の両側面に沿って流下させ、前記両側面を流下した前記熔融ガラスを前記成形体の下端で合流させてガラスリボンを成形する成形工程と、
    前記成形工程で成形された前記ガラスリボンを下方に搬送しながら徐冷する搬送工程と、
    前記成形体の形状に関する形状データを取得する取得工程と、
    前記取得工程で取得された前記形状データに基づいて、前記ガラスリボンの幅方向の板圧偏差が小さくなるように、前記成形体の上方に設置される温度調整手段を用いて温度プロファイルを制御する制御工程と、
    を備え、
    前記温度プロファイルは、前記上面と接触する前記熔融ガラスの温度の、前記供給溝の長手方向のプロファイルである、
    ガラス基板の製造方法。
  2. 前記取得工程は、前記成形体のクリープ変形に基づく前記形状データを取得する、
    請求項1に記載のガラス基板の製造方法。
  3. 前記取得工程は、前記形状データとして、前記成形体の前記上面の鉛直方向の変位量を少なくとも取得し、
    前記制御工程は、前記長手方向における前記変位量のプロファイルである形状プロファイルに基づいて、前記温度プロファイルを制御する、
    請求項2に記載のガラス基板の製造方法。
  4. 前記制御工程は、前記形状プロファイルの前記変位量が大きいほど、対応する前記温度プロファイルの前記温度が高くなるように、前記温度プロファイルを制御する、
    請求項3に記載のガラス基板の製造方法。
  5. 前記取得工程は、コンピュータシミュレーションによって前記形状の時間変化を求めることで、前記形状データを取得する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  6. 前記取得工程は、前記搬送工程で下方に搬送されて徐冷された前記ガラス基板の厚みに基づいて前記形状データを取得する、
    請求項1に記載のガラス基板の製造方法。
  7. 前記温度調整手段は、前記長手方向に沿って設置される複数の発熱体を有する、
    請求項1から6のいずれか1項に記載のガラス基板の製造方法。
  8. 前記発熱体は、冷却用の流体が流れる空間を内部に有し、かつ、前記長手方向に直交する方向に延びる棒形状を有するセラミックスヒータである、
    請求項7に記載のガラス基板の製造方法。
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