JP2016501180A - ガラス板平坦化のための装置及びガラス板を平坦化する方法 - Google Patents

Abstract

ガラス板罫書き機は、罫書き装置、平坦化工具を含む平坦化装置及び、罫書き装置と平坦化装置を機能的に連結する、罫書きバーリンク機構を備える。平坦化工具は、罫書き装置がガラス板を罫書く前に、ガラス板の罫書かれるべき領域またはその近くにおいてガラス板に接触することができる。ガラス板からガラス板のビードを分離する方法は平坦化工具によるガラス板の平坦化及び罫書き装置によるガラス板の罫書きを含む。

Description

関連出願の説明

本出願は２０１２年１２月７日に出願された米国仮特許出願第６１／７３４６２３号の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記仮特許出願の明細書に内容に依存し、上記仮特許出願の明細書の内容はその全体が、以下に完全に述べられているかのように、参照として本明細書に含められる。

本明細書は全般にはガラス板を平坦化する方法及び装置に関し、さらに詳しくは罫書きヘッドアセンブリの近くで薄ガラス板を平坦化するための装置に関する。

連続ガラスリボンはフュージョンドロープロセスまたは他の同様のダウンドロープロセスのようなプロセスによって形成することができる。フュージョンドロープロセスは、他の方法で作成されたガラスリボンと比較すると、優れた平坦性及び平滑性を示す表面を有する連続ガラスリボンを産する。フュージョンドロープロセスで形成された連続ガラスリボンから切り分けられた個々のガラス板は、フラットパネルディスプレイ、タッチスクリーン、光起電力素子及びその他のエレクトロニクス用途を含む、様々なデバイスに用いることができる。

フュージョンドロープロセスで形成されているかまたは別の方法で形成されているかにかかわらず、連続ガラスリボンは、ガラス板ビードとガラス板の中央領域の間の温度勾配のような、ガラスが冷える間のガラスの温度勾配によって横方向に反るかまたは湾曲することが多い。ガラス板の歪はガラス板が、１ｍｍ以下のように、薄い場合、薄い中央領域はビード領域より急速に冷えることができるから、悪化し得る。ガラスリボンがドローされ、ガラス板がガラスリボンから切り分けられた後、ガラス板が罫書きされてビードが罫書き線に沿って分離される間、吸引装置を用いてガラス板を支持することによってガラス板からビードを切り取ることができる。吸引装置は、ガラス板の局所的変形による、「矢の的」のような、機械的応力場を形成し得る。この応力場は罫書き線の近くにあることができ、したがって、罫書き線を罫書きで形成されたメジアンクラック（縦ひび）から引き離し、よってガラス板破断を生じさせ得る。罫書き工具と湾曲ガラスの接触も、罫書き工具の上流に伝搬してガラス板に望ましくない応力及び反りを生じさせる、動揺をガラス板に導入する。ビード除去のためにガラス板を罫書く際の課題は、縦型ビード罫書き機引入口及び、吸引によるような、ガラス板が支持される位置のいずれにも同時に一様な縦溝を形成することである。平板では、罫書きホイールに安定な力を印加することでメジアンクラック深さを容易に制御することができる。しかし、変形しているガラスを罫書く場合、安定な力を用いて溝深さを制御することはできない。クランプは、ガラス板の長さ及びシートの運動に抗するに必要なクランプ前端の摩擦により、罫書き線の平坦化には限られた効果しか有していない。

したがって、ビード罫書き中にガラス板を安定化するための別の方法が必要とされている。

一実施形態にしたがえば、ガラス板罫書き機は、罫書き装置、平坦化工具を含む平坦化装置及び、罫書き装置と平坦化装置を機能的に連結する、罫書きバーリンク機構を備える。平坦化工具は、罫書き装置がガラス板を罫書く前に、罫書かれるべきガラス板の領域またはその近くにおいてガラス板に接触することができる。

別の実施形態において、ガラス板を罫書く方法が提供される。平坦化工具を含む平坦化装置及び罫書き装置をガラス板の一縁端またはその近くに配置することができる。次いで、平坦化工具がガラス板と可動態様で接触するように、平坦化工具をガラス板に向けて伸ばすことができる。平坦化装置をガラス板の長さに沿ってガラス板の反対側の縁端まで移動させることによってガラス板の一領域を平坦化することができ、罫書き装置をガラス板の長さに沿ってガラス板の反対側の縁端まで移動させることによってガラス板のその領域を罫書くことができる。移動の完了後、平坦化工具がもはやガラス板と接触していないように、平坦化工具を引き戻すことができる。次いで、平坦化装置及び罫書き装置をガラス板の一端またはその近くに再配置することができる。この方法の実施形態にしたがえば、平坦化装置は、ガラス板の一領域が罫書かれる前に、ガラス板のその領域を平坦化する。

さらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を含み、また添付図面も含む、本明細書に説明される実施形態を実施することで認められるであろう。

上述の全般的説明及び以下の詳細な説明のいずれもが、様々な実施形態を説明しており、特許請求される主題の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は様々な実施形態のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本明細書に説明される様々な実施形態を示し、記述とともに、特許請求される主題の原理及び動作の説明に役立つ。

図１は、実施形態にしたがう、ガラス製造装置の略図である。 図２は、実施形態にしたがう、ドロープロセスによって形成されたガラスリボンの略図である。 図３は、実施形態にしたがう、縦型ビード罫書き機の簡略な側面図である。 図４は、実施形態にしたがう、平坦化装置の略図である。 図５は、実施形態にしたがう、後続平坦化ホイールを含む平坦化装置の略図である。 図６Ａは、実施形態にしたがう、平坦化ホイールの略図である。 図６Ｂは、実施形態にしたがう、平坦化ホイールの略図である。 図６Ｃは、実施形態にしたがう、平坦化ホイールの略図である。 図７は、実施形態にしたがう、ガラス板からガラス板のガラスビードを分離するための縦型ビード罫書き機を用いる、ガラス製造システムの略図である。

それらの例が添付図面に示されている実施形態を、ここで詳細に参照する。可能であれば必ず、同じ参照数字が全図面を通して同じかまたは同様の要素を指して用いられる。

図１は、キャビティ３９内に溶融ガラス（図示せず）を受け取る、形成構造体３７を用いる実施形態にしたがう、フュージョンプロセスを示す。形成構造体３７は、形成構造体の２つの収斂側面からの溶融ガラスが合一して連続ガラスリボン１５を形成する、ルート４１を有することができる。ただし、他の形成手法が用いられ得ることは当然である。ルートを離れた後、リボンは初めにエッジローラ２７を、次いでプルロール２９を過ぎる。リボンが下方に移動している間にガラスは、図１に参照数字３１で示される、ガラス転移温度領域（ＧＴＴＲ）を通過する。ＧＴＴＲより高い温度において、ガラスは基本的に粘性流体のように振る舞う。ＧＴＴＲより低い温度において、ガラスは基本的に弾性体のように振る舞う。ガラスが高温からＧＴＴＲを通って冷える間にガラスが粘性体から弾性体への急激な転移を示すことはない。代わりに、ガラスの粘度が徐々に高くなり、粘性応答及び弾性応答のいずれもが顕著な粘弾性領域を通り抜け、最終的に弾性体として振る舞う。

ＧＴＴＲは処理されているガラスの特定の組成にともなって変わり得るが、代表的な値として、ＧＴＴＲの上限は約８５０℃以下であり、ＧＴＴＲの下限は約６５０℃以上である。実施形態において、ＧＴＴＲの下限は約７００℃以上になり得る。

図１に示されるように、エッジローラ２７はＧＴＴＲより上方の位置において連続ガラスリボン１５に接触することができ、プルロール１９はＧＴＴＲ内に配置することができる。プルロールは、望ましければ、ＧＴＴＲより下方に配置することもできる。エッジローラの温度はガラスの温度より低いことがある。実施形態において、エッジローラは水冷するかまたは空冷することができる。この低温の結果、エッジローラはガラスの温度を局所的に下げることができる。この冷却はリボンの薄化を弱めることができる。プルロール２９は一般に、プルロール２９が接触するガラスより低温とすることもできるが、プルロール２９はドローのかなり下方に配置することができるから、温度の差はエッジローラ２７におけるより小さくなり得る。

図２は実施形態にしたがう連続ガラスリボン１５を示す。図２に示されるように、リボンは、外縁１９ａ，１９ｂ、中心線１７及び、外縁１９ａ，１９ｂから中心線に向けて広がり得る、ビード領域２１ａ，２１ｂを有することができる。ビード領域の最厚部が線２３ａ（線２３ｂ）に沿って存在することができ、中心線に沿うリボンの最終厚をｔ_centerとして、リボンの最終厚が初めて１.０５・ｔ_centerより大きくなる、ビード領域の内延を線２５ａ（線２５ｂ）に沿って存在するようにとることができる。１.０５・ｔ_centerの厚さは品質厚さまたは近品質厚さと見なすことができる。その後、ガラスが冷えるにともない、厚さはガラスの熱膨張係数（ＣＴＥ）に基づいて若干減少し得る。図２ではビード領域２１ａ及び２１ｂが対称であるように示されるが、実施形態においては、２つのビードに対して、それぞれは異なる幅を有することができ、それぞれの最厚部の位置は異なることができる。例えば、実施形態において、いずれの最厚部もビード領域の中心にある必要はない。

実施形態において、連続ガラスリボン１５の横断厚さプロファイルは一様ではなく、ガラスのビード領域は中心より厚くなり得る。実施形態において、ガラスのビード領域は中心部の２倍以上の厚さになり得る。これは、ビード領域に極大値を有する温度プロファイルの結果であり、リボン長のほとんどに対し、ビードは中心線に比較して高温になり得る。ビード領域における高温は、リボン及び最終ガラス製品のいずれにも、望ましくない応力及び望ましくない形状を生じさせ得る。そのような応力は、ビード除去中に用いられる罫書きプロセスに強い悪影響を与え得る歪みをリボン形状に生じさせ得る。以下に開示される装置及び方法はリボンから除去されるべきビード領域の罫書き時にビード領域の安定形状を提供する。

図３を次に参照すれば、平坦化装置３１０及び罫書き装置３２０を備える縦型ビード罫書き機（ＶＢＳ）３００が簡略な側面図で示される。平坦化装置３１０及び罫書き装置３２０を備えるＶＢＳ３００は、本明細書に示され、説明される、ガラス板のビード領域を分離する方法の１つ以上の実施形態とともに用いることができる。図３に示される実施形態において、ＶＢＳ３００は平坦化装置３１０と罫書き装置３２０を連結する罫書きバーリンク機構３３０も備える。ＶＢＳは、ガラス搬送路を形成し、罫書き中にガラスを支持するために配置された突当３４５も備える。例えば、突当３４５と平坦化装置３１０の間及び突当３４５と罫書き装置３２０の間に形成されるガラス搬送路３４６にガラス板３４０が挿入され得るように、突当を配置することができる。ガラス板がガラス搬送路にあるときに、罫書き装置３２０及び平坦化装置３１０は、ガラス板を平坦化装置と突当の間に挟み付け、よって平坦化プロセス及び／または罫書きプロセス中にガラス板を平坦化及び支持するように、ガラス板に力を印加することができる。実施形態において、ガラス搬送路３４６は垂直方向に向けられる。しかし、別の実施形態において、ＶＢＳ３００が図３に示される機構とは異なる罫書きリンク機構を用いて構成され得るか、あるいは、平坦化装置３１０と罫書き装置３２０が独立の装置である場合のように、罫書きリンク機構無しでも構成され得ることは当然である。

図３をまだ参照すれば、平坦化装置３１０は一般に、支持フレーム３１１，平坦化ホイール３１２，アクチュエータ３１３及びスライド機構３１４を有する。平坦化ホイール３１２の回転軸は、図３に示されるように、水平方向に配することができる。しかし、他の構成の平坦化装置が可能であることは当然である。

支持フレーム３１１はいずれか適する硬質または半硬質の材料で形成することができる。実施形態において、支持フレーム３１１は、鉄鋼またはアルミニウムのような、金属で作製することができる。別の実施形態において、支持フレーム３１１はプラスチックまたはポリマーで作製することができる。支持フレーム３１１はアクチュエータ３１３及び／またはスライド機構３１４の少なくとも１つを支持するブラケットとすることができる。図３に表される実施形態に示されるように、支持フレーム３１１は、例えば、ボルトまたはリベットによって、罫書きバーリンク機構３３０に取り付けることができ、支持フレーム３１１の罫書き装置３２０をともなう垂直方向（すなわち、±ｙ方向）での移動を可能にする。しかし、本開示の範囲を逸脱することなく、支持フレーム３１１及び罫書き装置３２０が別の機構によって垂直方向に同時に移動され得ることは当然である。

平坦化装置３１０は平坦化ホイール３１２を横方向（すなわち、±ｘ方向）で移動させるアクチュエータ３１３を有することができる。図３に示される実施形態はアクチュエータ３１３を低摩擦空気圧シリンダとして示す。しかし、実施形態において、アクチュエータには、油圧シリンダ、空気シリンダ、モーター駆動リニアアクチュエータ、または平坦化ホイール３１２を横方向で移動させるために用いられる同様のリニアアクチュエータを含めることができる。

図４に示される実施形態において、シャフト４３０に機械的に結合されたピストン４１０を有することができる低摩擦空気圧シリンダとしてアクチュエータ３１３が示される。シャフト４３０は、低摩擦空気シリンダ３１３に供給される空気または圧搾気体の量を制御することにより、伸び出させるかまたは引き戻すことができる。一実施形態において、アクチュエータ３１３は、 Airport Corporationによって製造された、ストローク長が１インチ（２５.４ｍｍ）で内腔径が１６ｍｍのＡｉｒｐｅｌ低摩擦シリンダである。しかし、ガラス板を能動的に平坦化するため、別の同様な低摩擦シリンダも用い得ることは当然である。ブラケット４２０が低摩擦空気シリンダ３１３を罫書きバーリンク機構３３０に連結することができる。低摩擦空気シリンダ３１３の第１の端は支持フレーム３１１の基部に固定取り付けすることができる。低摩擦空気シリンダ３１３の第２の端（例えば、シャフト端）は、支持フレーム３１１に可動態様で取り付けられる、平坦化ホイール３１２に取り付けることができる。実施形態において、平坦化ホイール機構は平坦化ホイール３１２を低摩擦空気シリンダ３１３に連結する支持構造体４５０を有することができる。支持構造体４５０はスライド機構３１４を有することができ、平坦化ホイール３１２を、罫書き装置３２０，突当３４５及びガラス搬送路３４６に対して、所望の位置に配するいずれかの構成をとることができる。図４に示されるように、スライド機構３１４は支持フレーム３１１に滑動可能な態様で取り付けることができ、平坦化ホイール３１２に連結することができる。実施形態において、スライド機構３１４は、アクチュエータ３１３が伸び出されるかまたは引き戻されるときに横方向（すなわち、図３の±ｘ方向）に移動し、よって平坦化ホイール３１２を（図３に示される）ガラス搬送路に対する位置に移動させる。例えば、支持フレーム３１１は凸部を有することができ、スライド機構３１４は支持フレーム３１１の凸部を受け入れるように構成された凹部を有することができる。スライド機構が横方向に移動するときに、スライド機構は支持フレームの凸部によって支持され、及び／または案内されることができる。

図３を再び参照すれば、平坦化ホイール３１２は、アクチュエータ３１３のシャフト４３０を＋ｘ方向に伸ばすことによって突当３４５に向かう方向に（すなわち、図３に示される座標軸上の＋ｘ方向に）、移動させることができる。平坦化ホイール３１２は同様に、アクチュエータ３１３を−ｘ方向に移動させることによって、−ｘ方向に移動させることができる。

図３に示されるように、罫書き装置３２０は罫書きヘッド３２１を有することができる。罫書きホイールタレット３２２は罫書きヘッド３２１の末端に配置することができ、ガラス搬送路３４６に配置することができてガラス板３４０のビード領域に隣接する位置においてガラス板を罫書くことができる罫書きホイール３２３を有する。罫書きホイール３２３の回転軸は、図３に示されるように、水平方向に配される。罫書きホイールタレット３２２は複数の（図３には５つが示されている）罫書きホイールを、罫書きホイールタレット３２３がその周りで回転する旋回軸３２４とともに、有することができる。罫書きホイールタレット３２２は、旋回軸３２４の周りの罫書きホイールタレット３２２のあらかじめ定められた回転がガラス搬送路３４６での異なる罫書きホイール３２３の配置を可能にする。しかし、他の実施形態では、罫書き装置がただ１つの罫書きホイールを有する場合のように、罫書きホイールタレット３２２を有する必要はない。したがって、罫書き装置の別の構成が可能であり、考えられることは当然である。

図３に示される実施形態において、罫書き装置３２０は、罫書きホイールまたは罫書きポイントのような、機械的罫書き工具を有する。あるいは、罫書き装置３２０は、レーザ罫書き装置を備えてもよい。罫書き装置３２０は、罫書き装置３２０を±ｙ方向に移動させるために動作することができる、アクチュエータ（図示せず）に結合することができる。罫書き装置は、罫書き装置３２０が±ｙ方向に移動されている間の罫書き装置を±ｘ方向での位置決めを容易にする、アクチュエータ（図示せず）に結合することもできる。罫書き装置３２０は、図３に示されるように、罫書き装置、特に罫書きホイール３２３が突当３４５に正面から対向してガラス搬送路３４６内に配置されるように、ｘ方向で位置決めすることができる。したがって、罫書き装置３２０が、ガラス板３４０が突当３４５上に支持されている間にガラス板を罫書き、よって突当とは逆の側のガラス板の表面に罫書き線を入れるために用いられ得ることは当然である。

平坦化ホイールは、ガラス板３４０のシートの罫書きに先立ってガラス板３４０のシートの領域を平坦化するに適する、いかなる形状寸法も有することができる。実施形態において、平坦化ホイール３１２は円筒形とすることができ、約０.５０インチ（１２.７ｍｍ）から約１.５０インチ（３８.１ｍｍ）の直径を有することができる。いくつかの実施形態において、平坦化ホイール３１２の直径は約０.７５インチ（１９.０５ｍｍ）から約１.２５インチ（３１.７５ｍｍ）とすることができ、１.００インチ（２５.４ｍｍ）にさえすることができる。平坦化ホイール３１２は約０.２５インチ（６.３５ｍｍ）から約１.００インチ（２５．４ｍｍ）の幅を有することができる。別の実施形態において、平坦化ホイールは約０.３３インチ（８.３８ｍｍ）から約０.７５インチ（１９.０５ｍｍ）の幅を有することができ、幅は０.５０インチ（１２.７ｍｍ）にさえすることができる。いくつかの実施形態において、平坦化ホイールは９０のショアーＡ硬度を有することができる。しかし、別のショアーＡ硬度をもつ平坦化ホイールも用いられ得ることは当然である。一般に、ホイールの硬度はガラス板の厚さに基づいて変えることができる。

図６Ａ〜６Ｃの実施形態に示されるように、平坦化ホイールは１つ以上のＯリング６１０を有することができる。平坦化ホイール３１２に含まれるＯリングの数に実際上制限はなく、実施形態において平坦化ホイールは、図６Ａに示されるように１つのＯリング６１０を、図６Ｂに示されるように２つのＯリング６１０を、あるいは図６Ｃに示されるように３つのＯリング６１０を、有することができる。Ｏリングが１つの平坦化ホイールは、Ｏリングを罫書き線の位置にかけて配置することで、ガラス板の罫書き線を平坦化することができる。Ｏリングが２つの平坦化ホイールは、２つのＯリングの間に罫書き線を配置することで、罫書き線の両側の領域を平坦化することができる。Ｏリングが３つの平坦化ホイールは、３つのＯリングの内の中間のＯリングに罫書き線を配置することで罫書き線及び罫書き線の両側の領域を平坦化することができる。Ｏリングはいずれか適する形状寸法を有することができる。例えば、様々な実施形態においてＯリングは円形または正方形とすることができる。円形Ｏリングはガラス板３４０との最小の接触、したがって最小の摩擦を提供することができる。正方形Ｏリングはガラス板３４０との最大の接触、したがって最大の摩擦を提供することができる。したがって、Ｏリングの形状寸法は平坦化ホイール３１２とガラス板３４０の間の所望の摩擦によって選択することができる。平坦化ホイールに関して上述したように、Ｏリングの硬度はＯリングが接触するガラス板の厚さに基づいて選択することができる。

図３に示されるＶＢＳ３００は、以下でさらに詳細に説明されるガラス板からガラス板のビードを分離する方法とともに用いるに適するＶＢＳの一実施形態である。しかし、ＶＢＳの他の実施形態も用いられ得ることは当然である。例えば、図５に示されるような、２つの平坦化ホイールを有するＶＢＳを用いることができる。

図５に示されるように、平坦化装置は後続平坦化ホイール５１０を有することができる。後続平坦化ホイールは罫書きホイール３２３及び平坦化ホイール３１２と一直線上に配置することができる。支持ビーム５１１が後続平坦化ホイール５１０と平坦化ホイール３１２を連結することができる。後続平坦化ホイール５１０と平坦化ホイール３１２の間隔は約１０ｍｍ以上とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、後続平坦化ホイール５１０と平坦化ホイール３１２の間隔は約１０ｍｍ以上で約１００ｍｍ以下とすることができる。後続平坦化ホイール５１０と平坦化ホイール３１２の間隔は、作業されているガラス板の厚さに基づいて調節することができる。後続平坦化ホイール５１０はｘ方向及びｙ方向のいずれにも平坦化ホイール３１２と一致して移動することができる。後続平坦化ホイール５１０は平坦化装置３１０からみて罫書き装置３２０の後に配置される。したがって、後続平坦化ホイール５１０は、ガラス板３４０が罫書かれた後の、ガラス板の平坦性を維持する。後続平坦化ホイールの構成は、以下でさらに論じられるガラス板からビードを分離するための曲げモーメントの印加前に罫書き線に表面張力がかかることを防止するため、変更することができる。例えば、後続平坦化ホイールは、罫書きによって発現したメジアンクラックにかかる局所張力を生成するため、罫書き線の両側または一方の側に配置することができる。しかし、他のローラ構成の選択が可能であることは当然である。例えば、非常に薄いガラスの場合、制御されないクラック伝搬を抑えるかまたは止めるため、平坦化ホイール及び後続平坦化ホイールを用いて圧縮応力をガラス表面に形成することができる。いずれの場合にも、ガラス表面に与えられた張力または圧縮応力は平坦化ホイールによって、また、平坦化ホイールと後続平坦化ホールの間の裏打ち突当材料の形状寸法及び硬度との相互作用によっても、制御される。

ガラス板からガラスビードを分離する曲げモーメントはいずれか適する機構を用いて印加することができる。実施形態において、クランプバー（図示せず）をＶＢＳの一部として装着することができる。図２に戻って参照すれば、ガラス板の薄い中央領域に接触させずに、ガラスビードのいずれかの点、例えば、１９ａと２５ａの間及び１９ｂと２５ｂの間でガラス板に接触するようにクランプバーを配置することができる。クランプバーはガラス板の全長に、またはそのいずれの部分にも、かかることができる。クランプバーがガラス板上に配置されると、ガラス板からガラスビードを分離する曲げモーメントを印加するためにクランプバーを動かすことができる。いくつかの実施形態において、例えば、０.３ｔガラス板のような、薄ガラス板にクランプバーを用いることができる。クランプバーは、ガラス板の表面が単一平面にあるように、上から下までガラス板の縁端全体をクランプする。反りが大きいガラス板にクランプバーが用いられる場合、非一様性（すなわち、反りまたは歪み）のポケットが非一様な領域に局所的罫書き問題を生じさせたままであることができ、これは破断を生じさせ得る。平坦化ローラの使用はこの問題を抑える。

図７を次に参照すれば、一例のガラス製造システム７００の一実施形態が簡略に示されている。ガラス製造システムは図３に示されるようなＶＢＳ３００を用いる。ガラス製造システム３００は、溶融槽７１０，清澄化槽７１５，混合槽７２０，給送槽７２５，フュージョンドロー機（ＦＤＭ）７４１，ガラス板分割装置７６１及びＶＢＳ３００を備える。矢印７１２で示されるように、ガラスバッチ材料が溶融槽７１０に投入される。バッチ材料は溶融されて溶融ガラス７２６になる。清澄化槽７１５は、溶融槽７１０から溶融ガラス７２６を受け取り、内部で溶融ガラス７２６から気泡が除去される、高温処理領域を有する。清澄化槽７１５は流通態様で連結管７２２を介して混合槽７２０に結合される。混合槽７２０は、続いて、流通態様で連結管７２７を介して給送槽７２５に結合される。

給送槽７２５は下降管７３０を介してＦＤＭ７４１に溶融ガラス７２６を供給する。ＦＤＭ７４１は、入口７３２，形成槽７３５及びプルロールアセンブリ７４０を有する。図７に示されるように、下降管７３０からの溶融ガラス７２６は形成槽７３５に続く入口７３２に流入する。形成槽７３５は溶融ガラス７２６を受け取る開口７３６を有し、溶融ガラス７２６はトラフ７３７に流入し、次いで溢流して２つの側面７３８ａ及び７３８ｂを流れ下ってからルート７３９において融合する。ルート７３９は２つの側面７３８ａ及び７３８ｂが合一し、連続ガラスリボン１５を形成するためにプルロールアセンブリ７４０によって下方に引かれる前に、溶融ガラス７２６の２つの溢流壁が再び合する（例えば、再融合する）場所である。

連続ガラスリボン１５がプルロールアセンブリ７４０を出てくるにつれて、溶融ガラスは固化する。連続ガラスリボン１５の縁端部及び中央部における溶融ガラスの厚さの差により、連続ガラスリボンの中央部は連続ガラスリボンの縁端部より急速に冷えて固化し、連続ガラスリボン１５の縁端部から中央部に温度勾配を生じさせる。溶融ガラスが冷えるにつれて温度勾配はガラス内に応力を発現させ、応力は続いてガラスを横方向に（すなわち、ガラスの一方の縁端から他方の縁端に向かう方法に）反らせるかまたは湾曲させる。したがって、連続ガラスリボン１５が横方向に曲率半径を有することは当然である。

図７に簡略に示されるガラス製造装置７００を次に参照すれば、プルロールアセンブリ７４０は（製造プロセスのこの時点では湾曲／反り形状を有する）ドローされた連続ガラスリボン１５をガラス板分割装置７６１に給送する。連続ガラスリボン１５は、ガラスリボンからガラス板を分割する、ガラス板分割装置７６１に給送される。ガラス板分割装置の構成は特に限定されない。ガラス板分割装置の一例が米国特許第８１４６３８５号明細書に開示されている。この特許明細書はその全体が本明細書に参照として含められる。

次いで、ガラス板からガラスビードを除去するため、キャリッジがガラス板をＶＢＳに移送する。実施形態において、ガラス板からガラスビードを除去するため、図３に示されるようなＶＢＳを用いることができる。ＶＢＳに入るガラスは、温度低下過程にあることができ、室温から約４５０℃の温度、さらには約１００℃から４００℃の温度を有することができる。いくつかの実施形態において、ガラス板はＶＢＳに入るときに、約１５０℃から約３５０℃の温度、さらには２００℃から３００℃の温度を有することができる。次に、ガラス板３４０からガラス板のビードを分離するためにＶＢＳ３００を用いる方法が図３を参照してさらに詳細に説明される。

ガラス板３４０は、例えば、プルロール（図示せず）または上部クランプコンベア（図示せず）のような、適切ないずれかの機構により、ＶＢＳ３００を通して引っ張ることができる。ＶＢＳ３００に入ると、ガラス板３４０の罫書き装置３２０及び平坦化装置３１０から離れる方向を向いている表面（すなわち、ｂ−表面）を突当３４５によって支持することができる。図３に示されるように、平坦化ホイール３１２は初めにｙ方向でガラス板３４０の最上部またはその近くに配置することができる。平坦化ホイール３１２が初めはガラス板に接触しないように、低摩擦空気シリンダ３１２及び低摩擦スライド機構３１４を引き戻しておくことができる。罫書き装置３２０は、図３に示されるように、ｙ方向でガラス板３４０の最上部の上方に配置することができる。ガラス板がＶＢＳ３００内に配置された後、平坦化装置のシャフトが伸び出され、よってスライド機構３１４を＋ｘ方向に移動させる。例えば、アクチュエータ３１３が低摩擦空気シリンダ３１３である実施形態においては、低摩擦空気シリンダに空気圧を供給することによってシャフトが伸び出される。低摩擦空気シリンダはそのストロークのほぼ中間まで延び出させることができる。低摩擦空気シリンダの伸び出しは、平坦化ホイール３１２を可動態様でガラス板３４０と係合させる。平坦化ホイール３１２によってガラス板３４０に印加される圧力は、ガラスの組成及び厚さ、取り除かれるべき湾曲または歪みの大きさ、ホイールの形状寸法、ホイール硬度、ガラス板の剛性、及び所望の罫書き方式（すなわち、張力または圧縮）に依存して変わり得る。実施形態において、平坦化ホイールによって印加される圧力は、約１０ｐｓｉ（６.８９×１０^４Ｐａ）から約３０ｐｓｉ（２.０７×１０^５Ｐａ）、さらには約１５ｐｓｉ（１.０３×１０^５Ｐａ）から約２５ｐｓｉ（１.７２×１０^５Ｐａ）とすることができる。いくつかの実施形態において、平坦化ホイール３１２によってガラス板３４０に印加される圧力は約２０ｐｓｉ（１.３８×１０^５Ｐａ）である。

低摩擦空気シリンダ３１３が伸び出され、平坦化ホイールが可動態様でガラス板に係合した後、ガラス板３４０を罫書きホイール３２３で罫書く前に、ＶＢＳを−ｙ方向に移動させ、よって平坦化ホイール３１２をガラス板３４０の一部に係合させることができる。上述したように、実施形態において、罫書き装置３２０と平坦化装置３１０は罫書きバーリンク機構３３０で連結することができる。したがって、罫書き装置３２０及び平坦化装置３１０は同じ速度及び一定の相対位置でガラス板に沿って移動する。ガラス板の平坦化は罫書きホイール３２３の接面の前におこり、罫書きホイール３２３がガラス板から離されるまで罫書き動作期間を通して動作状態にあり、よって罫書き動作期間を通してガラス板の平坦化領域を提供する。罫書きホイール３２３に先行する平坦化ホイール３１２のガラス板との接触を可能にすることで、ガラスビードまたはその近くのガラス板のいかなる湾曲も平坦にすることができ、よって罫書きホイールがガラス板内に一様な溝を維持することが可能になる。これには限定されないが、溝は、ガラス板の表面に形成される、その表面をある深さまで開ける窪みの線として定めることができる。実施形態において、溝線は、表面圧縮層の深さに等しいが、ガラス板の破砕を生じさせるであろう深さよりは浅い、溝深さまでガラス板の表面に延び込むことができる。実施形態において、溝はガラス板の一方の縁端からガラス板の他方の縁端まで垂直方向に延びることができる。

平坦化ホイール３１２及び罫書きホイール３２３がガラス板の全高にかけて移動した（すなわち、ｙ方向においてガラス板の下端に到達した）後、低摩擦空気シリンダ３１３が引き戻され、よってスライド機構３１４及び平坦化ホイール３１２を、平坦化ホイール３１２がもはやガラス板３４０に接触していないように、−ｘ方向に移動させる。同様に、罫書きホイール３２３を、もはやガラス板に接触していないように、引き戻すことができる。次いで罫書き装置３２０及び平坦化装置３１０を、ガラス板に接触させずに、ガラス板３４０の上端またはその近くの元の位置まで＋ｙ方向に移動させることができる。ガラス板は次いでＶＢＳから取り出され、新しいガラス板がＶＢＳに入ることができる。

ＶＢＳ３００は適するいずれかの機構によってｙ方向に移動させることができる。実施形態において、平坦化装置３１０及び罫書き装置３２０は、電気機械アクチュエータ、空気圧シリンダ、油圧シリンダまたは電気モーターによってｙ方向に移動させることができる、あるいは、ＶＢＳ３００は、ロボットアームのような、ロボット装置を用いて配置することができる。実施形態において、平坦化装置３１０及び罫書き装置３２０のｙ方向の移動並びに低摩擦空気シリンダの伸び出し及び引き戻しは、ＶＢＳ及びガラス分離装置が共通のコントローラまたは互いに同期させた別々のコントローラによって制御される場合のように、連続ガラスリボンからの個々のガラス板の分離と同期させることができることは当然である。

ガラス板からガラス板のビードを分離する方法は、約１.００ｍｍより薄いか、さらには約０.７５ｍｍよりも薄い、厚さを有するガラス板とともに用いることができる。いくつかの実施形態において、ガラス板の厚さは約０.５０ｍｍより薄く、さらには約０.３０ｍｍよりも薄く、することができる。実施形態に説明されるＶＢＳ３００及び方法はいかなる厚さのガラス板にも用いることができるが、薄ガラス板へのＶＢＳ及び方法の使用により高い歩留（すなわち、低いガラス破砕発生率）を得ることができる。例えば、０.３ｔガラスのような薄ガラス板を用いた場合の一般的な歩留は約３０％であろう。本明細書に説明されるＶＢＳ及び方法を用いた場合の歩留では、約８０％以上、さらには９０％までの、歩留が得られる。しかし、本明細書に説明される手法が１.００ｍｍより大きい厚さを有するガラスシートとともに用いるにも適し得ることも当然である。

本明細書に説明される方法は、フュージョンドロープロセスまたは同様のダウンドロープロセスで作製されたガラス板のような、ガラス板からガラス板のビードを分離するために用いることができる。罫書き中のガラス板の応力、変形及びおこり得る破壊が、本明細書に説明されるように、ガラス板を罫書くに先立って平坦化ホイールをガラス板に係合させることにより実質的に軽減または排除され得ることは当然である。したがって、本明細書に説明される方法が、ガラス板破壊発生率の低減、よって、廃品の低減及びガラス製造システムの処理能力（スループット）の向上に利用され得ることは当然である。本明細書に説明される実施形態に、特許請求される主題の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に説明される様々な実施形態の改変及び変形が添付される特許請求項またはその等価形態の範囲内に入れば、本明細書はそのような改変及び変形を包含するとされる。

１５ 連続ガラスリボン
３００ 縦型ビード罫書き機（ＶＢＳ）
３１０ 平坦化装置
３１１ 支持フレーム
３１２ 平坦化ホイール
３１３ アクチュエータ
３１４ スライド機構
３２０ 罫書き装置
３２１ 罫書きヘッド
３２２ 罫書きホイールタレット
３２３ 罫書きホイール
３２４ 旋回軸
３３０ 罫書きバーリンク機構
３４０ ガラス板
３４５ 突当
３４６ ガラス搬送路
４１０ ピストン
４２０ ブラケット
４３０ シャフト
４５０ 支持構造体
５１０ 後続平坦化ホイール
５１１ 支持ビーム
６１０ Ｏリング
７００ ガラス製造システム
７１０ 溶融槽
７１５ 清澄化槽
７２０ 混合槽
７２２，７２７ 連結管
７２５ 給送槽
７２６ 溶融ガラス
７３０ 下降管
７３２ 入口
７３５ 形成槽
７３６ 開口
７３７ トラフ
７３８ａ，７３８ｂ 形成槽側面
７３９ ルート
７４０ プルロールアセンブリ
７４１ フュージョンドロー機（ＦＤＭ）
７６１ ガラス板分割装置

Claims (10)

1. ガラス板罫書き機において、
   ガラス板を罫書くための罫書き装置、
   平坦化工具を含む平坦化装置、
   前記罫書き装置と前記平坦化装置を連結する罫書きバーリンク機構、及び
   支持突当、
   を備え、
   前記支持突当が、前記罫書き装置及び前記平坦化装置に対向し、前記ガラス罫書き機を通るガラス搬送路によって前記罫書き装置及び前記平坦化装置から隔てられて、配置される、
   ことを特徴とするガラス板罫書き機。
2. 前記平坦化工具と前記罫書き装置が垂直方向で一直線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガラス板罫書き機。
3. 前記平坦化工具と前記罫書き装置の間隔が約１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のガラス板罫書き機。
4. 前記平坦化装置が前記平坦化工具に可動態様で結合されたアクチュエータを有し、
   前記アクチュエータが引き戻し位置にあるときは、前記平坦化工具が前記ガラス搬送路になく、
   前記アクチュエータが伸び出し位置にあるときは、前記平坦化工具が前記ガラス搬送路にある、
   ことを特徴とする請求項１に記載のガラス板罫書き機。
5. 前記アクチュエータが低摩擦空気シリンダであることを特徴とする請求項４に記載のガラス板罫書き機。
6. ガラス板からビードを除去する方法において、
   前記ガラス板が罫書き装置に配置される場合、前記ガラスシートを、前記ガラス板の一方の縁端またはその近くにおいて、平坦化工具を含む平坦化装置及び前記罫書き装置に配置する工程、
   前記平坦化工具が前記ガラス板と可動態様で接触していて、前記ガラス板が前記平坦化工具と支持突当の間に挟み付けられるように、前記平坦化工具を前記ガラス板に向けて伸び出させる工程、
   前記平坦化装置を前記ガラス板の長さに沿って前記ガラス板の反対側の縁端まで移動させることで前記ガラス板の一部分を平坦化する工程、および
   前記罫書き装置を前記ガラス板の長さに沿って前記ガラス板の前記反対側の縁端まで移動させることで前記ガラス板の前記部分を罫書く工程、
   を有してなり、
   前記ガラス板の前記部分が罫書かれる前に、前記平坦化工具が前記ガラス板の前記部分を平坦化する、
   ことを特徴とする方法。
7. 前記平坦化工具がもはや前記ガラス板と接触していないように、前記平坦化工具を引き戻す工程、及び
   前記平坦化装置及び前記罫書き装置を前記ガラス板の前記一方の縁端またはその近くに再配置する工程、
   をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記平坦化工具を前記ガラス板の表面に向けて移動させる低摩擦空気シリンダを作動させることで前記平坦化装置が伸び出されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記伸び出させる工程、前記平坦化する工程、前記罫書く工程、前記引き戻す工程及び前記再配置する工程が、タイミングシーケンスロジックによって制御されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 前記平坦化工具が伸び出されているときに、前記平坦化工具によって前記ガラス板に約１０ｐｓｉ（６.８９×１０^４Ｐａ）から約３０ｐｓｉ（２.０７×１０^５Ｐａ）の圧力が印加されることを特徴とする請求項６に記載の方法。

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