特許 7251444 ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-27

(45)【発行日】2023-04-04

(54)【発明の名称】ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 18/06 20060101AFI20230328BHJP

【ＦＩ】

C03B18/06

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019192088

(22)【出願日】2019-10-21

(65)【公開番号】P2021066625

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-08-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000000044

【氏名又は名称】ＡＧＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】富田 成明

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 哲史

【審査官】須藤 英輝

(56)【参考文献】

【文献】特公昭５０－０１３２９１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－１３５７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０７３３５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６４９５４５１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６４１８００７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１９３７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９３２８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｂ １８／００－１８／２２

Ｃ０３Ｂ １７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミック製の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転軸と、前記回転軸の内部に形成される冷媒流路とを有し、前記回転部材の外周にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえ、前記ガラスリボンの長手方向に前記ガラスリボンを送り出すロールと、
前記回転部材の外周を加熱する加熱機構と、
を備え、
前記加熱機構は、レーザ光線を前記回転部材の外周に照射する照射器を含むことを特徴とする、ガラス板の製造装置。

【請求項2】

前記回転部材は、前記回転軸の回転中心線に対して線対称な円錐状のテーパ面を含み、
前記レーザ光線の前記テーパ面に対する入射角は、０°～１５°である、請求項１に記載のガラス板の製造装置。

【請求項3】

前記テーパ面は、前記ガラスリボンの幅方向外側に向けて先細り状である、請求項２に記載のガラス板の製造装置。

【請求項4】

セラミック製の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転軸と、前記回転軸の内部に形成される冷媒流路とを有し、前記回転部材の外周にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえ、前記ガラスリボンの長手方向に前記ガラスリボンを送り出すロールと、
前記回転部材の外周を加熱する加熱機構と、
を備え、
前記加熱機構は、前記回転部材の外周に対向配置される発熱体と、前記発熱体を支持する支持部材とを有することを特徴とする、ガラス板の製造装置。

【請求項5】

前記支持部材は、水平に配置される水平部を含み、
前記発熱体は、前記水平部に取り付けられる、請求項４に記載のガラス板の製造装置。

【請求項6】

前記支持部材は、前記回転軸を回転自在に支持する軸受部と、前記軸受部と前記水平部とを連結するアーム部とを含む、請求項５に記載のガラス板の製造装置。

【請求項7】

前記支持部材は、前記水平部と前記アーム部とを締結するボルトを更に含み、
前記ボルトは、前記アーム部の貫通穴を通り、前記水平部のねじ穴にねじ込まれる、請求項６に記載のガラス板の製造装置。

【請求項8】

前記支持部材の少なくとも一部は、炭素鋼又は合金鋼で形成される金属部材であり、
前記金属部材の表面には、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＳｉＣ又はＳｉ_３Ｎ_４の保護膜が形成される、請求項４～７のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。

【請求項9】

前記発熱体の材質は、ＳｉＣ又はＰｔである、請求項４～８のいずれか一項に記載のガラス板の製造装置。

【請求項10】

セラミック製の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転軸と、前記回転軸の内部に形成される冷媒流路とを有し、前記回転部材の外周にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえ、前記ガラスリボンの長手方向に前記ガラスリボンを送り出すロールと、
前記回転部材の外周を加熱する加熱機構と、
を備え、
前記加熱機構は、前記回転部材の表面に形成される発熱線を有することを特徴とする、ガラス板の製造装置。

【請求項11】

前記回転部材は、前記回転部材の回転中心線に対して垂直な平坦面を有し、
前記発熱線は、前記回転部材の前記平坦面に形成される、請求項１０に記載のガラス板の製造装置。

【請求項12】

前記回転部材は、前記回転部材の回転中心線に対して垂直な平坦面と、前記平坦面に形成される凹部とを有し、
前記発熱線は、前記回転部材の前記凹部に埋め込まれる、請求項１０に記載のガラス板の製造装置。

【請求項13】

前記平坦面は、前記ガラスリボンの幅方向内側に向けた面、及び前記ガラスリボンの幅方向外側に向けた面の少なくとも一方である、請求項１１又は１２に記載のガラス板の製造装置。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか一項に記載の製造装置を用い、ガラス板を製造するガラス板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ガラス板の製造装置、及びガラス板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス板の製造装置は、成形炉と、成形炉の内部にて帯板状のガラスリボンの幅方向の収縮を抑制するロールとを備える。ロールは、ガラスリボンの幅方向両側に複数対配置され、ガラスリボンに対し幅方向に張力を与える。ロールは、円盤状の回転部材と、回転部材を回転させる回転軸とを有する。

【0003】

回転部材は、その外周にて、ガラスリボンの幅方向端部を押さえ、ガラスリボンの長手方向にガラスリボンを送り出す。ガラスリボンは、成形炉の内部で、移動しながら、徐々に冷却される。回転部材は、通常、金属で形成され、外周に、ガラスリボンと接触する歯車状の凹凸を有する。金属は、耐熱性が低く、高温強度（例えば５００℃以上の強度）も充分ではないので、回転部材の内部には冷媒流路が形成される。冷媒は、回転部材の熱を外部に搬送し、回転部材の温度上昇を抑制する。

【0004】

成形炉内のガラスリボンは、下流方向に移動するにつれ温度が低くなるが、それとともにガラスリボンが硬化する。そうすると、回転部材のガラスリボンに対するグリップ力が充分に得られなくなる。

【0005】

そこで、特許文献１では、セラミック製の回転部材が提案されている。セラミックは金属に比べて耐熱性に優れるので、回転部材の内部には冷媒流路が形成されない。それゆえ、回転部材を介してガラスリボンが冷却されるのを防止でき、回転部材のガラスリボンに対するグリップ力の低下を抑制できる。なお、セラミック製の回転部材は、グリップ力を得るのに、外周に、歯車状の凹凸を有しなくてよい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１３／０７３３５２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、セラミック製の回転部材であっても、硬化したガラスリボンに対し、十分なグリップ力を得られないことがあった。

【0008】

本開示の一態様は、回転部材のガラスリボンに対するグリップ力を向上できる、技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示の一態様に係るガラス板の製造装置は、
セラミック製の回転部材と、前記回転部材を回転させる回転軸と、前記回転軸の内部に形成される冷媒流路とを有し、前記回転部材の外周にて帯板状のガラスリボンの幅方向端部を押さえ、前記ガラスリボンの長手方向に前記ガラスリボンを送り出すロールと、
前記回転部材の外周を加熱する加熱機構と、
を備え、
前記加熱機構は、レーザ光線を前記回転部材の外周に照射する照射器を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本開示の一態様によれば、回転部材のガラスリボンに対するグリップ力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、一実施形態に係るガラス板の製造装置のうちの成形装置を示す鉛直断面図である。

【図2】図２は、図１の成形装置の下部構造を示す平面断面図である。

【図3】図３は、図１の成形装置の一部を示す鉛直断面図である。

【図4】図４は、第１変形例に係る成形装置の一部を示す鉛直断面図である。

【図5】図５は、第２変形例に係る成形装置の一部を示す鉛直断面図である。

【図6】図６は、第３変形例に係る成形装置の一部を示す鉛直断面図である。

【図7A】図７Ａは、発熱線と電極の一例を示す斜視図である。

【図7B】図７Ｂは、発熱線と電極の別の一例を示す斜視図である。

【図7C】図７Ｃは、発熱線と電極の更に別の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。

【0013】

各図面において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向であって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。ガラスリボンの成形方法がフロート法である場合、Ｘ軸方向がガラスリボンの移動方向、Ｙ軸方向がガラスリボンの幅方向である。

【0014】

明細書中、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0015】

（一実施形態に係るガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法）
図１～３を参照して、一実施形態に係るガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法について説明する。

【0016】

図１及び図２に示すように、ガラス板の製造装置は、成形装置１を有する。成形装置１は、溶融ガラスを帯板状に成形し、ガラスリボンＧを得る。成形装置１は、例えば、フロート法でガラスリボンＧを得る。フロート法は、溶融スズ等の溶融金属Ｍの液面の上に溶融ガラスを連続的に供給し、供給した溶融ガラスを溶融金属Ｍの液面の上でＸ軸方向負側からＸ軸方向正側に流動させながら、帯板状に成形する。ガラスリボンＧは、成形装置１から取り出された後、徐冷装置で徐冷され、続いて、加工装置で切断される。徐冷装置及び加工装置は、一般的なものであるので、図示を省略する。加工後に、製品として、ガラス板が得られる。

【0017】

ガラス板は、例えば、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５０％～７５％、Ａｌ_２Ｏ_３：０．１％～２４％、Ｂ_２Ｏ_３：０％～１２％、ＭｇＯ：０％～１０％、ＣａＯ：０％～１４．５％、ＳｒＯ：０％～２４％、ＢａＯ：０％～１３．５％、Ｎａ_２Ｏ：０％～２０％、Ｋ_２Ｏ：０％～２０％、ＺｒＯ_２：０％～５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：５％～２９．５％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ：０％～２０％を含有する。

【0018】

ガラス板のガラスの種類は、ガラス板の用途に応じて選択される。ガラス板の用途は、特に限定されないが、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）である。ガラス板の用途がＦＰＤである場合、ガラス板のガラスの種類は無アルカリガラスである。無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物（Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ等）を実質的に含有しないガラスである。無アルカリガラスは、アルカリ金属酸化物の含有量の合量が０．１質量％以下でよい。

【0019】

無アルカリガラスは、例えば、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５０％～７０％（好ましくは５０％～６６％）、Ａｌ_２Ｏ_３：１０．５％～２４％、Ｂ_２Ｏ_３：０％～１２％、ＭｇＯ：０％～１０％（好ましくは０％～８％）、ＣａＯ：０％～１４．５％、ＳｒＯ：０％～２４％、ＢａＯ：０％～１３．５％、ＺｒＯ_２：０％～５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８％～２９．５％（好ましくは９％～２９．５％）を含有する。

【0020】

無アルカリガラスは、高い歪点と高い溶解性とを両立する場合、好ましくは、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５８％～６６％、Ａｌ_２Ｏ_３：１５％～２２％、Ｂ_２Ｏ_３：５％～１２％、ＭｇＯ：０％～８％、ＣａＯ：０％～９％、ＳｒＯ：３％～１２．５％、ＢａＯ：０％～２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９％～１８％を含有する。

【0021】

無アルカリガラスは、特に高い歪点を得たい場合、好ましくは、酸化物基準の質量％表示で、ＳｉＯ_２：５４％～７３％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０．５％～２２．５％、Ｂ_２Ｏ_３：０％～５．５％、ＭｇＯ：０％～１０％、ＣａＯ：０％～９％、ＳｒＯ：０％～１６％、ＢａＯ：０％～２．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８％～２６％を含有する。

【0022】

ガラス板の厚みは、ガラス板の用途に応じて選択される。ガラス板の用途がＦＰＤである場合、ガラス板の厚みは好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以下、さらにより好ましくは０．２ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。

【0023】

成形装置１は、図１に示すように、成形炉２を備える。成形炉２は、溶融金属Ｍを収容する浴槽２０、浴槽２０の上方に設けられる天井２１、及び浴槽２０と天井２１との間の隙間を塞ぐ側壁２２を有する。天井２１にはガス供給穴２３が設けられる。ガス供給穴２３は、溶融金属Ｍの上方空間に還元性ガスを供給し、溶融金属Ｍの酸化を防止する。還元性ガスは、例えば、水素ガスを１体積％～１５体積％、窒素ガスを８５体積％～９９体積％含む。

【0024】

成形装置１は、成形炉２の内部にて、ガラスリボンＧを加熱するヒータ３を備える。ヒータ３は、例えば、天井２１のガス供給穴２３に挿し通され、溶融金属Ｍ及びガラスリボンＧの上方にて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に行列状に配置される。ヒータ３の出力は、Ｘ軸方向負側からＸ軸方向正側に向かうほど、ガラスリボンＧの温度が低くなるように制御される。また、ヒータ３の出力は、ガラスリボンＧの厚みがＹ軸方向に均一になるように制御される。

【0025】

成形装置１は、成形炉２の内部にて、帯板状のガラスリボンＧの幅方向端部を押さえ、ガラスリボンＧの長手方向にガラスリボンＧを送り出すロール５を備える。ガラスリボンＧは、Ｘ軸方向に移動しながら、徐々に冷却され、固くなる。ロール５は、ガラスリボンＧの幅方向両側に複数対設けられ、ガラスリボンＧの幅方向の収縮を抑制する。ガラスリボンＧの厚みを平衡厚みよりも薄くできる。

【0026】

ロール５は、図２に示すように、少なくとも成形域Ａ１にてガラスリボンＧの幅方向端部を押さえ、好ましくは成形域Ａ１と低温域の両方にてガラスリボンＧの幅方向端部を押さえる。成形域Ａ１は、ガラスリボンＧの粘度が１０^４．５ｄＰａ・ｓ～１０^７．５ｄＰａ・ｓの領域である。低温域は、成形域Ａ１よりも低温の領域であり、ガラスリボンＧの粘度が１０^７．５ｄＰａ・ｓ超～１０^７．６５ｄＰａ・ｓの粘度範囲の領域である。混合域は、成形域Ａ１の下流域と低温域の全てを含み、ガラスリボンＧの粘度が１０^６．７ｄＰａ・ｓ～１０^７．６５ｄＰａ・ｓの領域である。また、ロール５は、後述する加熱機構７によって回転部材５１の外周が加熱されるので、ガラスリボンＧの粘度が１０^７．６５ｄＰａ・ｓ超の領域である徐冷域Ａ２にてガラスリボンＧの幅方向端部を押さえる。これらの粘度は、ガラスリボンＧの幅方向中心にて測定する。

【0027】

無アルカリガラスの粘度と温度との関係は、例えば、下記の通りである。成形域Ａ１の粘度１０^４．５ｄＰａ・ｓ～１０^７．５ｄＰａ・ｓは、温度９４６℃～１２００℃に相当する。また、低温域の粘度１０^７．５超ｄＰａ・ｓ～１０^７．６５ｄＰａ・ｓは、温度９３７℃以上９４６℃未満に相当する。また、混合域の粘度１０^６．７ｄＰａ・ｓ～１０^７．６５ｄＰａ・ｓは、温度９３７℃～１０００℃に相当する。更に、徐冷域Ａ２の粘度１０^７．６５ｄＰａ・ｓ超は、温度９３７℃未満に相当する。これらの温度は、ガラスリボンＧの幅方向中心にて測定する。

【0028】

図３に示す構造のロール５は、混合域、低温域又は徐冷域Ａ２にて用いられる。例えば、回転部材が金属製であるロールは成形域Ａ１（混合域を除く）に、回転部材５１がセラミック製であるロール５は混合域及び徐冷域Ａ２にて用いられる。

【0029】

ロール５は、回転部材５１と、回転軸５２と、冷媒流路５３とを有する。回転部材５１は、例えば円盤状であって、その外周にて、ガラスリボンＧの幅方向端部を押さえ、ガラスリボンＧの長手方向にガラスリボンＧを送り出す。回転軸５２は、駆動装置６（図１参照）によって回転駆動され、回転部材５１を回転させる。回転軸５２は金属で形成され、金属の耐熱性は低いので、回転軸５２の内部に冷媒流路５３が形成される。

【0030】

回転部材５１は、セラミック製である。セラミックは、金属に比べて耐熱性に優れるので、回転部材５１の内部には冷媒流路が形成されない。それゆえ、冷媒が回転部材５１を介してガラスリボンＧを冷却するのを防止できる。混合域、特に低温域にて、グリップ力の低下を抑制できる。

【0031】

回転部材５１のセラミックの種類は、特に限定されないが、例えば、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）質セラミック等である。窒化ケイ素は、溶融金属Ｍの飛沫や溶融金属Ｍの蒸気に対する耐性が高く、溶融金属Ｍが付着しにくく、また、高温強度やクリープ特性に優れている。窒化ケイ素質セラミックは、無アルカリガラスとの反応性が低い点でも優れている。

【0032】

窒化ケイ素質セラミックは、窒化ケイ素の粉末と、焼結助剤の粉末とを含む混合粉末で作製した成形体を焼結した焼結体であってよい。焼結方法としては、常圧焼結法、加圧焼結法（ホットプレス焼結、ガス圧焼結を含む）等がある。焼結助剤としては、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）及びイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）から選ばれる少なくとも１種類が用いられる。

【0033】

窒化ケイ素質セラミックは、アルミニウム（Ａｌ）の含有量が０．１質量％以下、好ましくは０．１質量％未満、マグネシウム（Ｍｇ）の含有量が０．７質量％以下、好ましくは０．７質量％未満、チタン（Ｔｉ）の含有量が０．９質量％以下、好ましくは０．９質量％未満である。Ａｌ含有量、Ｍｇ含有量及びＴｉ含有量が上記の範囲であると、回転部材５１とガラスリボンＧとの反応性が低く、また、回転部材５１とガラスリボンＧとがくっつき難く、良好な耐久性が得られる。Ａｌ含有量、Ｍｇ含有量及びＴｉ含有量は、それぞれ、０質量％であってもよい。

【0034】

窒化ケイ素質セラミックは、ジルコニウム（Ｚｒ）の含有量が３．５質量％以下、好ましくは３．５質量％未満、イットリウム（Ｙ）の含有量が０．５質量％以上、好ましくは０．５質量％超、１０質量％以下、好ましくは１０質量％未満であってもよい。ＺｒやＹは、ＡｌやＭｇ、Ｔｉに比べて、ガラスリボンＧと相互拡散し難い成分であるので、上記の範囲で含有されてよい。上記の範囲で含有されることによって、窒化ケイ素粉末の焼結を促進することができる。Ｚｒは任意成分であって、Ｚｒ含有量は０質量％であってもよい。

【0035】

なお、本実施形態の窒化ケイ素質セラミックは、常圧焼結法又は加圧焼結法により得られる焼結体であるが、反応焼結法により得られる焼結体であってもよい。反応焼結法は、金属ケイ素（Ｓｉ）の粉末で成形された成形体を窒素雰囲気中で加熱する方法である。反応焼結法は、焼結助剤を使用しないので、高純度の焼結体が得られ、焼結体のガラスリボンＧに対する耐久性を向上できる。

【0036】

回転部材５１の外周は、図３に示すように、全周にわたって断面形状が径方向外方に凸の湾曲状であってもよい。前記凸の湾曲状の曲率半径は、例えば、１ｍｍ～１００ｍｍである。

【0037】

回転軸５２は、図１に示すように、側壁２２の開口を貫通し、成形炉２の外の駆動装置６と接続される。駆動装置６は、例えばモータと減速機とを含み、回転軸５２を回転させる。回転軸５２は、回転部材５１の中央部の貫通孔に挿通される。

【0038】

回転軸５２は、金属で形成される。金属の耐熱性は低いので、回転軸５２の内部には冷媒流路５３が形成される。冷媒流路５３を流れる冷媒は、水等であり、回転軸５２の熱を外部に搬送し、回転軸５２の温度上昇を抑制する。

【0039】

図３に示すように、回転軸５２の途中には、フランジ５４が形成される。フランジ５４は、回転軸５２と一体に形成され、金属で形成される。それゆえ、フランジ５４の内部には、回転軸５２の内部から冷媒が供給される。フランジ５４には、回転軸５２に対して平行な同期軸５５が設けられる。同期軸５５は、回転部材５１の貫通穴に挿し通され、回転部材５１を回転軸５２と同期して回転させる。

【0040】

回転軸５２は、先端にねじ軸を有する。そのねじ軸には、第１ナット５６が取り付けられる。第１ナット５６は、回転部材５１をフランジ５４とは反対側から押さえる。また、同期軸５５は、先端にねじ軸を有する。そのねじ軸には、第２ナット５７が取り付けられる。第２ナット５７は、回転部材５１をフランジ５４とは反対側から押さえる。

【0041】

回転軸５２及びフランジ５４の金属は、例えば炭素鋼又は合金鋼で形成される。炭素鋼は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ４０５１－２０１６）に記載のＳ１０Ｃ、Ｓ１５Ｃ、Ｓ２０Ｃ又はＳ２５Ｃ等である。合金鋼は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ４０５３－２０１６）に記載のＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４１５等である。

【0042】

金属の表面には、保護膜が形成されてもよい。保護膜は、例えば、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＳｉＣ又はＳｉ_３Ｎ_４で形成され、金属の腐食を抑制する。Ｃｒ膜は、例えばメッキ法で形成される。一方、ＣｒＮ膜、ＳｉＣ膜及びＳｉ_３Ｎ_４膜は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成される。

【0043】

なお、回転軸５２及びフランジ５４は、溶接部分を含んだ構成としてもよい。この場合、溶接部分の耐熱性は特に低いので、冷媒により充分に冷却する必要がある。

【0044】

図１に示すように、成形装置１は、回転部材５１の外周を加熱する加熱機構７を更に備える。回転部材５１は、その外周にて、ガラスリボンＧの幅方向端部を押さえ、ガラスリボンＧの長手方向にガラスリボンＧを送り出す。加熱機構７が回転部材５１の外周を加熱するので、回転部材５１がガラスリボンＧに対して食い込み易く、グリップ力が向上する。

【0045】

加熱機構７は、光源で発振されたレーザ光線Ｌを、回転部材５１の外周に照射する照射器７１を含む。照射器７１は、レンズ又はミラー等の光学部品を含む。照射器７１は、成形炉２の側壁２２等に取り付けられる。照射器７１は、溶融金属Ｍの真上に配置されないので、溶融金属Ｍの蒸気にほとんど曝されない。従って、照射器７１の劣化を抑制できる。なお、照射器７１は、側壁２２の外部に設けられてもよい。

【0046】

レーザ光線Ｌは、回転部材５１の外周にて吸収され、熱に変換され、回転部材５１の外周を加熱する。回転部材５１の材質が窒化ケイ素質であると、窒化ケイ素の熱伝導率は低いので、回転部材５１の径方向への熱移動を抑制できる。従って、回転部材５１の外周の加熱効率と、回転軸５２の冷却効率とが良い。

【0047】

レーザ光線Ｌにより、回転部材５１の外周が加熱されると、回転部材５１がガラスリボンＧと接触する部分の温度が上昇し、ガラスリボンＧに対するグリップ力が向上する。従って、硬化したガラスリボンＧに対し幅方向に張力を与え、ガラスリボンＧの幅方向の収縮を抑制することができる。これにより、収縮による変形が低減されるため、ガラスリボンＧの平坦度が向上する。

【0048】

加熱後の回転部材５１の外周の温度は、成形炉２内の雰囲気の温度よりも、例えば、１℃～２００℃高い。この温度差は、好ましくは１℃～１００℃、より好ましくは５℃～７０℃、さらに好ましくは１０℃～５０℃である。また、加熱後の回転部材５１の外周の温度は、例えば、６００℃～１０００℃の範囲、好ましくは６５０℃～８５０℃の範囲に設定することができる。

【0049】

レーザ光線Ｌの波長は、例えば１０ｎｍ～１０６００ｎｍである。レーザ光線Ｌの本数は、図１及び図３では１本であるが、複数本であってもよい。複数本のレーザ光線Ｌが同時に照射されてもよい。レーザ光線Ｌの発振方式は、連続発振でもよいし、パルス発振でもよい。

【0050】

レーザ光線Ｌの光源は、例えばＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザ又はＹＶＯ_４レーザである。ＣＯ_２レーザの波長は、１０６００ｎｍである。ＹＡＧレーザの波長は、２６６ｎｍ、３５５ｎｍ又は１０６４ｎｍである。エキシマレーザの波長は、１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３０８ｎｍ又は３５１ｎｍである。ＹＶＯ_４レーザの波長は、９１４ｎｍ、１０６４ｎｍ又は１３４２ｎｍである。

【0051】

図３に示すように、回転部材５１は、円錐状のテーパ面５８を含む。テーパ面５８は、回転軸５２の回転中心線Ｒに対して線対称である。従って、回転軸５２の回転中に、レーザ光線Ｌのテーパ面５８に対する入射角θを一定に維持できる。

【0052】

入射角θは、例えば０°～１５°、好ましくは０°～１０°である。レーザ光線Ｌが常にテーパ面５８に対して略垂直に入射するので、単位面積当たりのエネルギー密度が高く、加熱効率が良い。また、テーパ面５８での乱反射を防止でき、特定の方向に反射光を誘導できる。

【0053】

テーパ面５８は、レーザ光線Ｌの反射率を低減すべく、仕上げの際の研磨度を落とすこと、ブラスト加工等によって粗面化されてよい。テーパ面５８の算術平均粗さＲａは、例えば０．１ｎｍ～５０μｍ、好ましくは５００ｎｍ～３０μｍである。算術平均粗さＲａは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１－２０１３）に準拠して測定する。

【0054】

テーパ面５８は、ガラスリボンＧの幅方向外側（図３ではＹ軸方向正側）に向けて先細り状である。Ｙ軸方向に間隔をおいて配置される一対の側壁２２のうち、近い方の側壁２２からレーザ光線Ｌを照射できる。照射器７１と回転部材５１との距離が近いので、回転部材５１に対するレーザ光線Ｌの照射が容易である。なお、テーパ面５８は、例えば研削により形成することができる。

【0055】

（第１変形例に係る成形装置）
次に、図４を参照して、第１変形例に係る成形装置について説明する。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。

【0056】

本変形例の加熱機構７は、回転部材５１の外周に対向配置される発熱体７２と、発熱体７２を支持する支持部材７３とを有する。発熱体７２は、電力の供給によって発熱する。電力は、直流と交流のいずれでもよい。発熱体７２の材質は、カンタル（ｋａｎｔｈａｌ）又はニクロム（ｎｉｃｈｒｏｍｅ）でもよいが、耐久性の観点から、好ましくはＳｉＣ又はＰｔである。支持部材７３は、発熱体７２と回転部材５１の間隔を一定に保つ。

【0057】

本変形例の発熱体７２は、回転部材５１の外周に対向配置され、回転部材５１に接触しない。発熱体７２は回転部材５１と共に回転しないので、発熱体７２への給電が容易である。発熱体７２は回転部材５１に接触しないので、発熱体７２の熱は熱輻射によって回転部材５１の外周に伝わる。回転部材５１の外周がガラスリボンＧに対して食い込み易く、グリップ力が向上する。回転部材５１の材質が窒化ケイ素質であると、窒化ケイ素の熱伝導率は低いので、回転部材５１の径方向への熱移動を抑制できる。従って、回転部材５１の外周の加熱効率と、回転軸５２の冷却効率とが良い。

【0058】

支持部材７３は、水平に配置される水平部７４を含む。発熱体７２は、水平部７４の一端に取り付けられる。水平部７４の材質は、特に限定されないが、例えば窒化ケイ素質であってよい。窒化ケイ素の熱伝導率は低いので、熱伝導による放熱を防止できる。

【0059】

支持部材７３は、回転軸５２を回転自在に支持する軸受部７５と、軸受部７５と水平部７４とを連結するアーム部７６とを更に含む。軸受部７５は、例えばすべり軸受であり、回転軸５２が挿し通される貫通穴を有する。軸受部７５は、回転軸５２と共に回転しない。アーム部７６は、斜め上に延びてもよいが、図４に示すように真上に延びてよい。

【0060】

本変形例によれば、回転軸５２と発熱体７２とが支持部材７３によって連結される。それゆえ、回転部材５１の配置を修正すべく、回転軸５２を移動させると、回転軸５２に追従して発熱体７２も移動する。従って、回転軸５２を移動させる度に回転部材５１に対する発熱体７２の位置を修正する手間を省ける。

【0061】

支持部材７３は、軸受部７５及びアーム部７６の回転を防止する回転防止部７７を更に含む。回転防止部７７の一端は、軸受部７５に取り付けられてもよいが、図４に示すようにアーム部７６に取り付けられてよい。回転防止部７７の他端は、成形炉２の側壁２２（図１参照）に取り付けられる。なお、回転防止部７７の他端は、回転軸５２の周囲に設けられるハウジング（不図示）に取り付けられてよい。回転防止部７７の材質は、セラミック及び金属のいずれでもよい。回転防止部７７の内部には、導電線用の穴が形成されてもよい。導電線は、発熱体７２に対して電力を供給するものである。

【0062】

支持部材７３は、水平部７４とアーム部７６とを締結するボルト７８を更に含む。ボルト７８は、アーム部７６の貫通穴を通り、水平部７４のねじ穴にねじ込まれる。水平部７４とアーム部７６とが分割されるので、メンテナンス性が良く、また、コストが安い。

【0063】

支持部材７３の全てがセラミックであってもよいが、支持部材７３の少なくとも一部が金属部材であってもよい。具体的には、水平部７４、軸受部７５、アーム部７６及び回転防止部７７のうちの少なくとも一つが、金属部材であってよい。

【0064】

金属部材は、例えば炭素鋼又は合金鋼で形成される。炭素鋼は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ４０５１－２０１６）に記載のＳ１０Ｃ、Ｓ１５Ｃ、Ｓ２０Ｃ又はＳ２５Ｃ等である。合金鋼は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｇ４０５３－２０１６）に記載のＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４１５等である。

【0065】

ところで、金属は、セラミックに比べて、加工性に優れる反面、耐食性に劣る。成形炉２の内部では、溶融金属Ｍの蒸気が天井２１（図１参照）で凝縮し、凝縮した液滴が金属部材に落下し得る。その結果、金属部材が腐食し得る。そこで、金属部材の表面には、保護膜７９（図４では回転防止部７７の保護膜）が形成されてもよい。保護膜７９は、例えば、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＳｉＣ又はＳｉ_３Ｎ_４で形成され、金属部材の腐食を抑制する。Ｃｒ膜は、例えばメッキ法で形成される。一方、ＣｒＮ膜、ＳｉＣ膜及びＳｉ_３Ｎ_４膜は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成される。

【0066】

また、金属は、セラミックに比べて、耐熱性に劣る。そこで、金属部材の内部には、冷媒流路が形成されてよい。冷媒は、金属部材の熱を外部に搬送し、金属部材の温度上昇を抑制する。

【0067】

なお、図４の支持部材７３は、水平部７４の代わりに傾斜部を有してもよい。傾斜部は、アーム部７６から水平方向に対して斜め上又は斜め下に延びる態様であってもよい。

【0068】

また、図４の回転部材５１は、上記実施形態と同様に、円錐状のテーパ面５８（図３参照）を含んでもよい。この場合、回転部材５１の外周の加熱効率を高めるため、発熱体７２はテーパ面に対向配置されることが好ましい。

【0069】

（第２変形例に係る成形装置）
次に、図５を参照して、第２変形例に係る成形装置について説明する。以下、本変形例と上記第１変形例との相違点について主に説明する。

【0070】

本変形例の支持部材７３は、水平に配置される水平部７４のみを含む。発熱体７２は、水平部７４の一端に取り付けられる。水平部７４の他端は、成形炉２の側壁２２（図１参照）に取り付けられる。

【0071】

本変形例の支持部材７３は、上記第１変形例の支持部材７３とは異なり、回転軸５２と発熱体７２とを連結しない。それゆえ、ロール５と加熱機構７のうちの片方のみを、成形炉２の外部に取り出し、メンテナンスすることが可能である。

【0072】

本変形例の水平部７４は、セラミック製の第１分割部７４１と、金属製の第２分割部７４２とに分割される。発熱体７２は、セラミック製の第１分割部７４１に取り付けられる。第１分割部７４１の材質は、特に限定されないが、例えば窒化ケイ素質であってよい。窒化ケイ素の熱伝導率は低いので、熱伝導による放熱を防止できる。第２分割部７４２は金属製であるので、内部に冷媒流路が形成される。

【0073】

なお、上記第１変形例においても、図４の水平部７４がセラミック製の第１分割部と、金属製の第２分割部とに分割されてもよい。第２分割部は、ボルト７８等でアーム部７６に取り付けられる。

【0074】

また、図５の支持部材７３は、水平部７４の代わりに傾斜部を有してもよい。傾斜部は、成形炉２の側壁２２（図１参照）から水平方向に対して斜め上又は斜め下に延びる態様であってもよい。

【0075】

また、図５の回転部材５１は、上記実施形態と同様に、円錐状のテーパ面５８（図３参照）を含んでもよい。この場合、回転部材５１の外周の加熱効率を高めるため、発熱体７２はテーパ面に対向配置されることが好ましい。

【0076】

（第３変形例に係る成形装置）
次に、図６、図７Ａ～７Ｃを参照して、第３変形例に係る成形装置について説明する。以下、本変形例と上記実施形態との相違点について主に説明する。

【0077】

加熱機構７は、回転部材５１の表面に形成される発熱線８１を有する。発熱線８１は、電力の供給によって発熱する。電力は、直流と交流のいずれでもよい。発熱線８１の材質は、カンタル（ｋａｎｔｈａｌ）又はニクロム（ｎｉｃｈｒｏｍｅ）でもよいが、耐久性の観点から、好ましくはＳｉＣ又はＰｔである。

【0078】

本変形例の発熱線８１は回転部材５１の表面に接触するので、発熱線８１の熱は熱伝導によって回転部材５１の外周に伝わる。回転部材５１の外周がガラスリボンＧに対して食い込み易く、グリップ力が向上する。発熱線８１と回転部材５１との間に隙間がないので、伝熱効率が気流の乱れで変動し難く、温度制御性が良い。

【0079】

回転部材５１は、回転部材５１の回転中心線Ｒに対して垂直な２つの平坦面５１１、５１２を有する。１つの平坦面５１１は、ガラスリボンＧの幅方向内側に向けた面である。平坦面５１１には凹部５１３が形成される。残り１つの平坦面５１２は、ガラスリボンＧの幅方向外側に向けた面である。

【0080】

発熱線８１は、平坦面５１１の凹部５１３に埋め込まれる。また、発熱線８１は、平坦面５１２に形成される。なお、凹部５１３は、２つの平坦面５１１、５１２のどちらに形成されてもよく、また、どちらにも形成されなくてもよい。発熱線８１は、図６では回転部材５１の両側に形成されるが、片側にのみ形成されてもよい。

【0081】

ところで、本変形例の発熱線８１は、回転部材５１の表面に形成されるので、回転部材５１と共に回転する。そこで、加熱機構７は、発熱線８１に電力を供給する電極として、図７Ａ及び図７Ｃに示すブラシ電極８２、又は図７Ｂに示すローラ電極８３を有する。発熱線８１は、回転部材５１の回転中に常に電力を受給すべく、回転軸５２の回転中心線Ｒを中心とする円環状に形成される。

【0082】

以上、本開示に係るガラス板の製造装置及びガラス板の製造方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

【0083】

例えば、上記実施形態及び上記変形例の成形装置１は、フロート法でガラスリボンＧを得るが、フュージョン法でガラスリボンを得てもよい。フュージョン法は、樋の溝に溶融ガラスを連続的に供給し、樋の左右両側にあふれ出た溶融ガラスを、樋の左右両側面に沿って流下させ、樋の下縁で合流させ、帯板状に成形する。フュージョン法のロールは、鉛直方向にガラスリボンを送り出す。

【符号の説明】

【0084】

１ 成形装置
２ 成形炉
２０ 浴槽
２１ 天井
２２ 側壁
３ ヒータ
５ ロール
５１ 回転部材
５２ 回転軸
５３ 冷媒流路
５８ テーパ面
７ 加熱機構
７１ 照射器
７２ 発熱体
７３ 支持部材
７４ 水平部
７５ 軸受部
７６ アーム部
７８ ボルト
７９ 保護膜
８１ 発熱線
８２ ブラシ電極
８３ ローラ電極
Ｇ ガラスリボン
Ｍ 溶融金属

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】