JP5649658B2 - ガラスシートを分離する装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願の説明

本出願は、２００９年１１月３０日に出願された米国特許出願第１２／６２７，３２６号の利益を主張するものである。本文献の内容、さらに本書において言及する刊行物、特許、および特許文献の全ての開示が参照することにより組み込まれる。

本発明は、個々のガラスシートを得るために、罫書き線の上方に配置したノージングアセンブリを利用して、移動しているガラスリボンを分離する方法に関する。ノージング装置がさらに開示される。

薄いガラスシートを成形する方法の１つに、溶融ガラスを入れた容器からガラスリボンを延伸する、延伸プロセスによるものがある。このプロセスは、例えば、リボンを容器から上方へと延伸するアップドロー法（例えば、フルコールまたはコルバーン）や、またはリボンを典型的には成形本体から下方に延伸するダウンドロー法（例えば、スロットまたはフュージョン）を用いて行うことができる。リボンが成形されると、このリボンから個々のガラスシートが切断される。

典型的なダウンドロー法において、ガラスリボンは粘性状態から弾性状態へと変化する。リボンがその中間の粘弾性状態を通過するとき、リボンに負荷され得る応力を解放させるのには次第により長い時間がかかることになるため、ある地点に達すると、負荷された応力（熱的または機械的のいずれか）を実際の時間内に解放させることができずに、この応力がリボン内で固定されてしまうことになる。この固定された応力は、リボンから切断されるガラスシートの形状に著しい影響を与えることがある。すなわち、この転移期間中に負荷される応力を最小に抑えることが重要である。

ガラスシート、そして特にディスプレイ用途に使用する予定のガラスシートに対するサイズ要件がより一層大型になるにつれ、こういった大型で薄いガラス部分を取り扱うために必要な能力はますます難しいものとなっている。これは、フュージョンプロセスなどのダウンドロープロセスに、そして特に成形装置から下降している移動中のガラスリボンから個々のガラスシートを分離する切断動作中に、特に当てはまる。切断工程または分離工程では、リボンが下降している間に罫書きや分離により引き起こされたリボンの振動または他の誘発された動きが、リボンの粘弾性領域内へと上方に伝播する可能性があり、そして望ましくない残留応力または形状としてリボン内に固定されることがある。このような乱れを防ぐため、ガラスの弾性領域におけるリボンの運動を最小にして粘弾性領域への伝播を抑えるために使用し得る、ノージングアセンブリを説明する。

一実施の形態においては、移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する方法が開示され、この方法は、第１主表面と第２主表面とを有しかつ粘性部分と弾性部分とを含む、移動しているガラスリボンを成形するステップを含む。このガラスは、重力と、そしてリボンと係合してこれを成形本体から下方に牽引する牽引ローラの効果とにより、実質的に鉛直方向に移動する。成形本体への溶融ガラスの連続供給が提供される限り、ガラスリボンが成形本体から延伸されることから、リボンは連続的に移動するガラスのリボンとなる。

この方法は、移動しているガラスリボンの弾性部分の第１面にアンビル接触部材で接触するステップであって、このアンビル接触部材が、移動しているガラスリボンの方向および速さと同じ方向および速さで移動するステップをさらに含む。アンビル接触部材がこのように、鉛直に移動しているガラスリボンが成形本体から下降するときの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動することにより、罫書き線をガラスリボンの幅を横切って横断する方向に、後に作製することができる。

本実施形態によれば、複数のノージング接触部材を、移動しているガラスリボンの第２面に対向する位置関係でアンビル接触部材の上流に位置付け、さらにアンビル接触部材に対向する位置で、ガラスリボンの幅を横切ってガラスリボンの第２面に罫書きし、第２面に罫書き線を形成する。その後、罫書き線を横切る引張応力を生成することにより、移動しているガラスリボンから個々のガラスシートを罫書き線で分離する。この引張応力は、例えば、ガラスリボンに曲げモーメントを加えることにより、あるいは罫書き線の下方でリボンに下方への力を加えることにより、生成することができる。

罫書き動作の前に、複数のノージング部材の各ノージング接触部材は移動しているガラスリボンから既定距離だけ離れて位置付けられるため、複数のノージング部材のいずれも、移動しているガラスリボンと罫書き中に接触しない。ただしこの位置付けは、アンビル接触部材と複数のノージング接触部材との間での、移動しているガラスリボンの横方向への変位を、分離中に既定の最大値に制限するようなものとなっている。ノージング部材とガラスリボンの第２面との間のこの既定の最大距離は、例えば約５ｍｍ以下でもよい。いくつかの事例では、ノージング部材と移動しているガラスリボンの第２面との間の既定の最大距離は、２ｍｍから５ｍｍの間でもよい。

この位置付けするステップは、例えば、複数のノージング接触部材のうちの少なくとも１つを、休止位置から、移動しているガラスリボンの第２面から既定距離だけ離れた既定位置まで移動させるステップを含んでもよい。すなわち、ノージング接触部材は、最初に休止位置すなわちドック位置にあり、その後移動しているガラスリボンの第２面から既定距離（例えば、５ｍｍ超や５ｍｍ以下）の範囲内へと前方に移動させる。

この方法は、分離するステップが完了した後、複数のノージング部材の少なくとも１つのノージング接触部材を、既定位置から休止位置すなわちドック位置まで移動させるステップをさらに含んでもよい。

いくつかの事例では、複数のノージング接触部材はフレームに連結されたものであり、そして位置付けるステップは、複数のノージング接触部材を同時に移動させるようにフレームを移動させるステップを含む。これは、各ノージング接触部材を個々に移動させるステップとともに行ってもよいし、あるいは複数のノージング部材の全ノージング接触部材ではなくいくつかのノージング接触部材を含むノージング部材の群を、移動させるステップとともに行なうことさえ可能である。

いくつかの実施形態では、複数のノージング接触部材は、移動しているガラスリボンの幅を横切って真っ直ぐな線状（直線状）に配列される。すなわち、複数のノージング接触部材の各ノージング接触部材は、他のノージング接触部材と同じ鉛直高さで位置付けられる。

他の実施形態において、複数のノージング接触部材は、複数のノージング接触部材のあるノージング部材が別のノージング部材から鉛直方向にずれているような状態で、移動しているガラスリボンの幅を横切って鉛直にずらして配列される。この構造においては、第１のノージング接触部材をある鉛直高さに位置するものとし、これに対して第２のノージング部材を、第１のノージング接触部材とは異なる第２の鉛直高さに位置するものとしてもよい。この位置ずれは、２つの隣接していないノージング接触部材間のものでもよいし、あるいは２つの隣接するノージング部材に関するものでもよい。

さらに別の実施形態において、移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する方法が説明され、この方法は、第１主表面と第２主表面とを有しかつ粘性部分と弾性部分とを含んでいる、移動しているガラスリボンを成形するステップ、移動しているガラスリボンの弾性部分の第１面にアンビル接触部材で接触するステップであって、アンビル接触部材が、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動するステップ、および、複数のノージング接触部材を、アンビル接触部材の上流で、移動しているガラスリボンの第２面に対向する位置関係で位置付けるステップ、を含む。

ノージング接触部材が位置付けられると、アンビル接触部材に対向する位置で、ガラスリボン幅を横切ってガラスリボンの第２面に罫書きすることで罫書き線を形成し、さらに、罫書き線を横切る引張応力を生成することにより、移動しているガラスリボンからガラスシートを罫書き線で分離する。この引張応力は、例えば、移動しているガラスリボンに曲げモーメントを加えることにより、あるいは罫書き線の下方で、移動しているガラスリボンに下方への牽引力を加えることにより、生成することができる。本実施形態によれば、複数のノージング接触部材のうち少なくとも１つのノージング接触部材が、移動しているガラスリボンと罫書き中に接触する。ただし、複数のノージング接触部材の全てのノージング接触部材が、移動しているガラスリボンと罫書き中に接触するわけではない。

例えば、複数のノージング接触部材のうち１以上のノージング接触部材を、移動しているガラスリボンと接触させて位置付け、さらにリボンが移動している方向および速さと同じ方向および速さで移動させてもよく、かつ、複数のノージング接触部材のうち１以上のノージング接触部材を、移動しているガラスリボンの第２面から既定距離だけ離して位置付け、そして移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動させる。すなわち、複数のノージング接触部材の一部は、罫書きおよび／または分離動作中にリボンに誘発された振動の上方への伝播を防ぐよう減衰部材として働き、一方移動しているガラスリボンの第２面から既定距離だけ離れて位置付けられたノージング接触部材は、分離動作後のリボンの揺動を制限するリミッターとして働く。

さらに別の実施形態において、移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する装置が開示され、この装置は、連続して移動しているガラスリボンを供給する成形本体であって、このガラスリボンが粘性状態から弾性状態へと転移するものである、成形本体、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動する、キャリッジアセンブリ、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動するよう構成された、アンビル接触部材、ガラスリボンの幅を横切って配列された、複数の個々のノージング接触部材であって、複数のノージング接触部材の各ノージング接触部材が、隣接するノージング接触部材から独立して、ガラスリボンに向かう方向に、またはガラスリボンから離れる方向に、移動するよう構成されたものである、複数のノージング接触部材、を備え、さらに各ノージング接触部材が、隣接するノージング接触面と連続したものでないことを特徴とする。

この装置は、複数のノージング部材に連結され、この複数のノージング部材を、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動させる、キャリッジアセンブリをさらに含んでもよい。

個々のノージング接触部材の動きはタイミングが別々であってもよく、そのため個々のノージング接触部材夫々は、異なる時に延長させたり、あるいは引き戻したりするよう作動させてもよいことに留意されたい。すなわち、個々のノージング接触部材が移動しているガラスリボンと接触することが意図されている場合には、必要に応じて異なる時にリボンに接触させたり、またはリボンから外したりするよう、コンピュータ制御などを介してノージング部材の運動を組み合わせることができる。

多少なりとも限定する意味を含まずに添付の図面を参照して与えられる以下の説明のための記述の中で、本発明はより容易に理解されるであろうし、他の目的、特徴、詳細および利点がより明確に明らかになるであろう。全てのこの追加されるシステム、方法、特徴、および利点は、本記述の中に含まれ、本発明の範囲内であり、かつ添付の請求項によって保護されると意図されている。

薄いガラスリボンを成形するための例示的なフュージョンダウンドロー装置の前面正面図であって、リボンからガラスシートを生成するための分離アセンブリの配置を示している図 ダウンドロープロセスから生成されたガラスリボンのエッジを示す側面図であって、アンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリの配置を示している図 例示的なアンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリを説明している、図１の分離アセンブリの一部の上面図 ガラスリボンに対するアンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリの配置を示したガラスリボンのエッジの側面図であって、さらにノージングアセンブリのノージング部材が鉛直方向に位置ずれしている実施形態を描いた図 移動しているガラスリボンの幅の少なくとも一部を横切る非直線状のノージング部材アレイを示した、移動しているガラスリボンの前面図であって、少なくとも１つのノージング部材（およびその関連するノージング接触部材）が、隣接するノージング部材から鉛直方向にずれていることを示す図 アンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリを作動させて、アンビルアセンブリがリボンに接触するように、罫書きアセンブリがリボンに罫書きするように、そしてノージングアセンブリがリボンの過度の運動を制限するように、移動しているガラスリボンの方へと動かし、またリボンから離れる方へと動かす、一連のステップを説明する図 アンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリを作動させて、アンビルアセンブリがリボンに接触するように、罫書きアセンブリがリボンに罫書きするように、そしてノージングアセンブリがリボンの過度の運動を制限するように、移動しているガラスリボンの方へと動かし、またリボンから離れる方へと動かす、一連のステップを説明する図 アンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリを作動させて、アンビルアセンブリがリボンに接触するように、罫書きアセンブリがリボンに罫書きするように、そしてノージングアセンブリがリボンの過度の運動を制限するように、移動しているガラスリボンの方へと動かし、またリボンから離れる方へと動かす、一連のステップを説明する図 アンビルアセンブリ、罫書きアセンブリ、およびノージングアセンブリを作動させて、アンビルアセンブリがリボンに接触するように、罫書きアセンブリがリボンに罫書きするように、そしてノージングアセンブリがリボンの過度の運動を制限するように、移動しているガラスリボンの方へと動かし、またリボンから離れる方へと動かす、一連のステップを説明する図 移動しているガラスリボンに係合しているアンビルアセンブリと、移動しているガラスリボンの幅を横切って配列されているノージング部材とを示している、アンビルアセンブリおよびノージングアセンブリの上面図であって、ノージング接触部材が、リボン幅を横切るリボンの曲率と相補的な形状を有するように位置付けられているものを示した図 ノージング接触部材と移動しているガラスリボンとの間の距離がノージング部材間で異なる、アンビルアセンブリおよびノージングアセンブリの上面図 移動しているガラスリボンが罫書きされるときに、全てではないが少なくとも１つのノージング接触部材が移動しているガラスリボンと接触する、アンビルアセンブリおよびノージングアセンブリの上面図 移動しているガラスリボンが罫書きされるときに、全てのノージング接触部材が移動しているガラスリボンと接触する、アンビルアセンブリおよびノージングアセンブリの上面図

以下の詳細な説明においては、限定ではなく説明のため、具体的詳細を開示する実施形態例を明記して本発明の完全な理解を提供する。しかしながら、本開示の利益を得たことのある通常の当業者には、本発明をここで開示される具体的詳細とは異なる他の実施形態で実施し得ることは明らかであろう。さらに、周知の装置、方法、および材料に関する説明は、本発明の説明を不明瞭にしないよう省略される可能性がある。最後に、適用できる限り、同じ参照番号は同様の要素を示す。

薄いリボン状の材料を延伸し、例えばテレビやコンピュータモニタなどの現代のディスプレイ用途に要求される厳しい平坦性基準に合わせて、約１ｍｍ未満の厚さを有するガラスシートを形成するには、製造工程の全局面において慎重な制御が必要となる。しかしながら、ガラスリボンが粘性状態から弾性状態に転移している間には、特定の注意を払わなければならない。延伸エリアにおける空気の流れあるいは作動中の設備からの振動により生じ得る、リボン上の小さな力変動でさえ、清浄で平坦であるべき表面に摂動として現れる可能性がある。

例示的なフュージョンタイプのダウンドロープロセスでは、本体上面で開口している溝をその上部に含む成形本体に、溶融ガラスが供給される。溶融ガラスは溝の壁から溢れ出し、そして成形本体の合流する外側表面を流れ落ちた後、さらに合流面が交わる線（すなわち「底部」）の位置で、この分離した流れが交わる。この位置で、分離した流れが結合すなわち融合し、成形本体から下方に流れる単一のガラスのリボンとなる。リボンのエッジ沿いに位置付けられた種々のローラ（または「ロール」）が、リボンを下方に延伸すなわち牽引する働きをし、および／または、リボンの幅を維持する助けとなる引張力をリボンに加える働きをする。すなわち、ローラのいくつかはモータで回転しているものでもよく、一方他のローラは惰性である。

リボンが成形本体から下降すると、溶融材料は成形本体下部での粘性状態から粘弾性状態に、そして最終的には弾性状態に転移する。リボンが弾性状態まで冷えると、リボン幅を横切って罫書きし、得られた罫書き線に沿ってリボンを分離して分離ガラスシートを生成する。

リボンが流体、粘性状態にある時には、溶融材料に負荷された応力はすぐに開放される。しかしながらリボンが冷えて粘度が増加すると、誘発された応力はそれほど素早く解放されずに、誘発された応力または形状の変化（歪みなど）がガラスに保持され得る、弾性状態まで冷却された温度範囲に達してしまう。この粘弾性領域にある間、より具体的には、応力および形状がガラス内に固定され得るガラス転移温度範囲の間、ガラスリボンに加えられる力を最小限に抑えるべきである。

応力および／または形状変化の１つの原因は、動いているガラスリボンから個々のガラスシートを分離する工程中に生じ得る、ガラスリボンの運動である。典型的なダウンドロープロセスでは、最初にリボンに罫書きする際、リボンに接触する機械的罫書き装置を用いることが多い。罫書き線が形成されると、リボンに曲げモーメントを加えて罫書き線を横切る引張応力を生成し、そして罫書き線に沿ってリボンを分離する。このスコア・アンド・スナップ（score and snap）法は、リボンが分離するときに、リボンの横方向への運動を招き得るエネルギー放出を生じさせる。すなわち、リボンの２つの主表面すなわち両表面に実質的に直角な、揺動が生じ得る。この揺動や振動（破損または破砕の「音波（sound）」に関連した振動など）が、リボンに沿って上方にリボンの粘弾性領域へと平行移動して、残留応力に固定されることになったり、あるいは恒久的な形状変化として固定されたりする可能性がある。この横方向の揺動を制限する方法、およびそのための装置を提案する。

図１に示したのは例示的なフュージョンダウンドロー装置１０であり、この装置は、溝すなわちトラフ１４と合流成形表面１６とを含む成形本体１２を備えている。合流成形表面１６は底部１８で交わっている。トラフ１４には供給源（図示なし）から溶融ガラスが供給され、この溶融ガラスがトラフの壁から溢れ出て、成形本体の外面上を分離流として下降する。合流成形表面１６上を流れた溶融ガラスの分離流は底部１８で結合してガラスリボン２０を形成し、このリボンを矢印２２で示したように鉛直に下方に延伸する。すなわち、分離したガラスの流れの成形本体側面と接触した部分は、得られるリボンの内部部分となるため、リボンの外面は、清浄で、かつ成形表面上を流れることにより生じ得る特定のまたは他の欠陥を実質的に含まないものとなる。

ガラスリボン２０が最終的な厚さおよび粘度に達すると、分離アセンブリ２４を用いてリボンをその幅を横切って分離し、独立したガラスシートすなわちペイン２６を提供する。溶融ガラスの成形本体への供給を継続してさらにリボンが延びると、このリボンからさらにガラスシートを分離する。

図２は、罫書き用アンビルアセンブリ２８、罫書きアセンブリ３０、およびノージングアセンブリ３２を備えている、分離アセンブリ２４の一部の側面図を示したものである。ノージングアセンブリ３２は特に複数のノージング部材３４を含み、これらのノージング部材３４は、図３に最も良く示されているようにリボン幅の少なくとも一部を横切って一列に配列され、かつ互いに独立して動くよう構成されている。ノージングアセンブリ３２については以下でより詳細に説明する。罫書き用アンビルアセンブリ２８はガラスリボン２０の第１面３６に隣接して位置し、一方罫書きアセンブリ３０およびノージングアセンブリ３２はリボン２０の第２面３８に隣接して配置される。ノージングアセンブリ３２はさらに、罫書き用アンビルアセンブリ２８の上流に位置付けられる。他に指示されていなければ、本書において使用される上流および下流とは、移動しているガラスリボンの延伸方向に対するものである。したがって、ガラスリボンが鉛直に下方に牽引される、鉛直ダウンドローガラス製造プロセスのこの例における上流という用語に関し、罫書き用アンビルアセンブリの上流とは罫書き用アンビルアセンブリの上方を表す。

罫書き用アンビルアセンブリ２８はアンビル接触面すなわちアンビル接触部材４０を備えている。このアンビル接触部材４０は、リボン幅を実質的に横切って延在し、かつ休止位置すなわちドック位置（docked position）からリボンに向かって内側へと動いて、移動しているガラスリボンに接触するように構成されており、こうすることで罫書き装置がリボンの第２面上を通過しかつ第２面に罫書き線を形成するときに、移動しているガラスリボンに安定した支持を提供する。罫書き工程中、接触部材４０がリボン２０と接触しかつリボンが移動しているため、アンビル接触部材は、移動しているガラスリボンの方向（例えば、方向２２）および速さと実質的に同じ方向および速さで移動するよう構成される。例えば、ダウンドローガラス成形プロセスにおいてガラスリボンは、ガラス供給速度と、重力と、そして牽引ローラアセンブリ４２の延伸速度との作用に応じた速さで、鉛直下方に下降する。リボン２０が下降する速さは、最終的なガラスシートの所望厚さなどの要素に応じて変化し得る。罫書き用アンビルアセンブリの動く速さおよび方向とガラスリボンの動く速さおよび方向との間に差があると、ガラスリボンに望ましくない変化が生じる可能性があるため、リボンとアンビル接触部材の動きは共に移動するよう同期化される。

例えば、罫書き用アンビルアセンブリ２８のアンビル接触部材４０は、接触面を支持および位置付けする支持部材４６を介して、キャリッジアセンブリ４４に連結してもよい。キャリッジアセンブリ４４は、リボン２０から分離するガラスシート２６の長さに応じて既定の距離だけ下方に移動し、また罫書き動作中には移動しているガラスリボン２０と同期化して移動し、さらにその後、次サイクルの準備のために開始位置に戻るように構成される。アンビル接触部材４０は、高温（場合によっては少なくとも摂氏数百度）への長時間の露出に耐えることが可能であり、また接触によるリボンへの損傷を最小にするよう、軟質材料から形成することが好ましい。いくつかの実施形態においてアンビル接触部材４０は、アクチュエータ支持材４６を介してキャリッジアセンブリ４４に連結された、図３に示したようなフレキシブル梁を含んでもよく、このアクチュエータ支持材４６は、例えば、アンビル接触部材４０を内側へと移動させてリボンに係合させ、さらにその後アンビル接触部材４０をリボンから離してリボンと接触しない開始位置へと引き戻すよう構成された、空気圧式または油圧式のアクチュエータなどでもよい。さらに他の実施形態において、フレキシブル梁は直線形状以外の形状を取るよう構成されたものでもよい。例えば、図３に描かれているフレキシブル梁は、移動しているガラスリボン２０の曲率に従うよう湾曲している。あるいは、アンビル接触部材の曲率にリボンを実質的に従わせるように、アンビル接触部材を使用してもよい。支持部材４６はこの例を通じてアクチュエータであると想定されているが、支持部材４６はアンビル接触部材をキャリッジ４４に対して堅く固定する、トラス構造とすることもできることを理解されたい。

罫書きアセンブリ３０は、例えば、ガラスリボン２０と接触して第２面３８上にリボン幅の少なくとも一部を横切るベントクラックを形成する、罫書き部材４８（例えば、カーバイドスチール製のホイールまたはチップ）を含んでもよい。こういった罫書き装置は周知であるため、ここでは詳細には説明しない。ただし、アンビルアセンブリに対して説明した条件が、同じく罫書きアセンブリにも当てはまることに留意されたい。すなわち、リボンのエッジに垂直な罫書きを得るために、罫書きアセンブリは、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動するよう構成される。この動きは、ガラスリボンに罫書きして罫書き線５０を形成するための罫書き装置の（ガラスリボン幅の少なくとも一部を横切る）横断方向への動きに追加される。移動しているガラスリボンがリボンの幅を横切る曲率を有している事例では、罫書きアセンブリ３０がガラスリボンの湾曲表面を通過するときに罫書き部材の位置付けを変化させるよう、罫書きアセンブリ３０を構成してもよいことにも留意されたい。すなわち、いくつかの実施形態では、湾曲したリボンの相対位置に適応するため、罫書き部材がガラスリボンの幅を通過するときに、罫書き部材を延ばしたりあるいは縮めたりしてもよい。

いくつかの実施形態では、罫書き装置はレーザ（図示なし）を含んでもよく、そのビームはガラスと物理的に接触することなく罫書き線を形成する。このような非接触式の罫書き装置では、罫書きホイールや罫書きチップで接触したときに生じ得る、リボンの振動や横方向への動きは排除される。ただし、リボンのエッジに垂直な罫書き線を得るために、レーザベースの罫書き装置を接触型の罫書き装置の動きと同様に、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで動かしてもよい。

ノージングアセンブリ３２は、複数の個々のノージング部材３４を含む。各ノージング部材３４は、ノージング部材を他のノージング部材から独立して動かすよう構成された、空気圧式または油圧式のシリンダなどのノージングアクチュエータ５４を含んでもよい。各ノージング部材３４はノージング接触部材５６をさらに含んでもよく、このノージング接触部材５６は、高温への長時間の露出に耐えるよう設計され、かつノージング接触面がガラスリボンと接触したときにリボンを損傷しない程度に柔軟である。複数のノージング部材３４は、移動しているガラスリボンの移動方向を横断する方向に（リボン幅の少なくとも一部を横切って）一列に配列してもよい。ただし、いくつかの実施形態では、個々のノージング部材（およびその関連するノージング接触部材）を一列に配列しなくてもよく、代わりに、いくつかのノージング部材をそのリボン幅を横切る位置や必要に応じて、隣接するノージング部材よりも鉛直方向に高くまたは低くなるようにずらして配列してもよい。例えば図４は、鉛直方向に距離δだけずれている２つのノージング部材３４を、（ガラスリボンに対し）エッジ方向から見て示したものである、一方図５は、鉛直方向にずらして（非直線状の）アレイ状に配列された、ノージング部材のアレイの側面図を描いたものである。

各ノージングアクチュエータ５４は、複数のノージング部材のおおよその位置付けを実現するよう移動可能な、フレーム５８にさらに連結させてもよい。例えば、複数のノージング接触部材が、移動しているガラスリボンにおおよそ近接するよう、フレーム５８を最初に位置付けてもよい。フレーム５８を、キャリッジ４４と同様に、複数のノージング接触部材を鉛直方向に同期化させて動かすようさらに構成してもよい。この事例においてフレーム５８は、下降しているリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで、複数のノージング部材３４を下方に移動させる。一旦ガラスシート２６の分離が行われると、フレーム５８は次のサイクルの準備のために、複数のノージング部材を上方のドック位置へと移動させる。フレーム５８は、例えば、機械的なアセンブリで位置付けてもよいし、あるいは１以上の遠隔駆動された、空気圧式または油圧式シリンダなどのアクチュエータを用いて位置付けてもよい。

一旦ノージング接触部材が、移動しているガラスリボン２０におおよそ近接して位置付けられると、各アクチュエータ５４を駆動させて、下方に移動しているガラスリボンの表面から既定距離だけ離れた位置まで、その関連するノージング接触部材５６を移動させてもよい。さらに、移動しているガラスリボンと各ノージング接触部材５６との間の許容範囲すなわち間隔は個々に調節可能であり、したがって位置合わせ、許容範囲、およびシート運動における誤差に対する補償は容易に得られる。

ノージング部材３４は、罫書き線５０の（ガラスリボンの移動方向に対して）下流に位置付けてもよいし、あるいは罫書き線の上流に位置付けてもよい。しかしながら、特にノージング部材がガラスリボンと接触する場合、リボンの運度や小さい振動がガラスリボンの粘弾性領域へと上方に伝播しないようにするためには、上流への設置がより良い助けとなり得る。この点で、ノージング部材３４を、分離工程での所望の影響にしたがって上方または下方へと鉛直方向に（フレーム５８などを用いて）動かしてもよい。例えば、より低い位置に設定すると、より効果的な曲げ分離の制御が可能となり、一方より高い位置（罫書き線に対して）への設定では、シートを抑制することが可能になり、かつリボンを横断する動きが成形プロセス制御に与える負の相互作用を低減させることができる。

図６Ａ〜６Ｄを参照し、一実施の形態において、アンビル接触面４０、罫書き装置３０、およびノージング部材３４が、この３つのアセンブリのいずれも移動しているガラスリボンと接触しないように位置付けられている（図６Ａ）。図６Ｂでは、ガラスリボン２０が牽引ローラアセンブリ４２により成形本体１２から下方に延伸されているときに、アンビル接触部材４０を内側に動かしてガラスリボン２０と接触させる。フレーム５８は、ノージング接触部材５６をガラスリボンと接触させない状態で、第１のドック位置から、リボンにより近接させた第２の位置まで同様に内側へ移動する。ノージング部材３４のノージング接触部材５６を、延長するアクチュエータ５４で、ガラスリボンの表面から既定距離の位置にその後個々に位置付けてもよいし、あるいはフレーム５８が休止すなわちドック位置から第２のより近接した位置まで移動する前に、ノージング接触部材を事前に位置付けてもよい。例えば、図６Ａに示したように最初に位置６０に位置しているノージング接触部材を、図６Ｂに示されているように、リボン２０の第２面３８から既定距離の最終位置６２まで、移動しているガラスリボン２０に向けてリボン２０と接触させることなく延長させてもよい。さらに、図６Ｂに示されているように、罫書き部材４８をガラスリボン２０の第２面３８と接触させ、かつリボン２０の幅の少なくとも一部を横切って移動させる。上述したように、アンビル接触部材と複数のノージング部材との両方を、延伸されているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動させる。

図６Ｃを参照し、一旦個々のノージング接触部材が、移動しているガラスリボンから既定距離だけ離して罫書き装置の上方で位置付けられると、罫書き装置をガラスリボンの第２面３８と罫書き部材４８で接触するように係合させ、さらにリボン幅を横切って罫書き部材４８を移動させて罫書き線５０を形成する。罫書き装置の係合は、機械的罫書き装置の場合など、罫書き部材４８と移動しているガラスリボンとの間での接触を含むものでもよい。あるいは、レーザベースの罫書き装置の場合には、この係合は、罫書きアセンブリを適切な位置に単に位置付け、そしてレーザベースの罫書きアセンブリが位置付けられた後で、レーザにより生成されたレーザビームをガラスリボン幅の少なくとも一部を横切って通過させるものを含んでもよい。いずれの場合でも、罫書き線５０はリボンの第２面３８に形成される。アンビルアセンブリ２８および複数のノージング部材３４の場合と同様に、リボン幅を横切って罫書き装置が同時に移動するとき、移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで罫書きアセンブリ３０は移動する。

罫書き線を横切る引張応力を加えて、移動しているガラスリボン２０から個々のガラスシート２６を取り去るために、マニピュレータ６４を用いてガラスリボンに曲げモーメントを加えてもよい。この曲げにより、罫書き線を横切る引張応力を生成し、すなわち罫書きにより生成されたクラックをリボンの厚さを通じて延長させ、そしてシートを分離させる。あるいは、罫書き線の下方で、下方に牽引する力をリボンに加えてもよい。マニピュレータ６４は柔軟な吸着カップ６６を含んでもよく、この吸引カップをガラスシート表面に固定し、かつこの吸引カップに与えられる真空を介して、ガラスシート表面への損傷を最小限に抑えながらガラスシートを保持する。マニピュレータ６４は、例えば、コントローラまたはコンピュータと通信してコンピュータまたはコントローラにプログラムされた指示にしたがって機能を果たす、ロボットでもよい。一旦シート２６がリボン２０から分離されると、次いでマニピュレータ６４がシートを所望のように処理することができる。例えば、マニピュレータ６４は、ガラスシートを他の処理設備（例えば、エッジ仕上げ）に輸送するために、容器（図示なし）にガラスシートを積み重ねることができる。

上述の引張動作（例えば、曲げ）では、引張張力により、移動しているガラスリボンにエネルギーが蓄積される。ガラスが急に分離すると、このエネルギーが放出され、リボンの横方向の動きや振動を引き起こす。すなわち、ガラスリボン２０は、リボンの第１主表面３６および第２主表面３８に実質的に垂直な方向に動き得る。つまり、リボン２０は揺動することがある（揺動はより正確には弓状の運動を誘発するが、短い距離でのこの弧を描く揺動は、横方向への平行移動として扱うことができる）。上で説明したように、この運動は、弱まらなければ、移動しているガラスリボンの粘弾性領域内に伝わり、リボンが粘弾性状態から弾性状態に転移するときに固定される応力変化がリボンにかかる虞が生じ得る。

図６Ｄに示されているように、ガラスシート２６は移動しているガラスリボン２０から分離され、そしてアンビルアセンブリ２８、罫書きアセンブリ３０、およびノージングアセンブリ３２は、別のサイクルを始めるために開始位置へと引き戻される。

罫書き動作中、複数のノージング接触部材５６はガラスリボン２０と接触させず、代わりにリボンの表面から既定距離だけ離して位置付けることが好ましい。各ノージング接触部材と移動しているガラスリボンの第２面との間のこの既定距離は、各ノージング接触部材で異なっていてもよい。例えば、ガラスリボンの切り離し地点（罫書き線５０）は、平坦ではなく、代わりにリボン幅の少なくとも一部を横切って湾曲を呈する可能性がある。いくつかの例においては、リボンを横切る方向の湾曲の他、リボンが縦方向（リボンが下方に移動する方向）の湾曲を呈することがある。ノージング接触部材は、図７に示すように（リボンのリボンを横切る方向の形状に似せた）相補的な形で位置付けてもよいし、あるいは必要に応じて、図８に示したような相補的ではない形で位置付けてもよい。ガラスシートを分離した後のガラスリボンの横方向への動きが十分に大きい場合、ガラスリボンが夫々の位置に応じて１以上のノージング接触部材に接触し、横方向への動きの大きさが制限され得る。

図７はさらに、ノージングアセンブリ３２の個々のノージング部材３４に対する制御機構を示し、この制御機構には、作業流体供給６８から延び、かつアクチュエータバルブ７２を含んだライン７０で表されている、作業流体ライン（例えば、ガスまたは油圧式流体）が含まれる。アクチュエータバルブ７２は、例えば、制御ライン７６で表されている制御ラインを通じてコントローラ（またはコンピュータ）７４で遠隔制御してもよい。これにより、各ノージング部材を他のノージング部材から独立させて作動させることができる。これはさらに、ノージングアセンブリ３２の設計をモジュール式にすることを可能にする。すなわち、前述の構造により、例えば異なる幅のリボンに適応させるための個々のノージング部材の追加または除去が、比較的容易な作業となる。個々のノージング部材（およびノージング接触部材）の数は少なくとも２つであるが、移動しているガラスリボンの幅、その延伸方向を横断する方向におけるリボンの形状、そして形状制御または横方向の運動制限の所望のレベルに応じて、３、４、５、６、７、８、または１０以上とすることも可能である。

移動しているガラスリボン２０からガラスシート２６が取り除かれ、かつガラスリボン２０の横方向への動きが停止すると、ノージング接触部材５６を引き戻し、さらに続く個々のガラスシートの分離に備えて罫書きアセンブリ３０の上流に位置付けてもよい。ノージング接触部材が、第１の移動フレーム５８などを用いて、リボンから離して外側に、かつ罫書き装置上方のドック位置へと上方に再配置されると、その夫々のノージング接触部材５６がリボンと接触することなくリボンに隣接しかつサイクルが再び開始されるような定位置へと、ノージング部材を移動させる。

いくつかの実施形態では、１以上のノージング接触部材５６を、移動しているガラスリボン２０の第２面３８と係合させてもよい。すなわち、１以上のノージング接触部材は、移動しているガラスリボンと罫書き動作中に接触してもよい。罫書き作業中にノージング接触部材がリボンと接触することにより、罫書きがリボンに誘発させた振動を抑制することができる。ノージング接触部材は、例えば、リボンの幅を横切る方向の湾曲と相補的な形状を示すようにリボンに対して位置付けてもよい。この湾曲は、単純なもの（弓状など）である可能性もあるし、あるいはより複雑な「Ｓ」字状などの可能性もある。したがって、図９に示すように、いくつかのノージング接触部材は罫書き動作中にガラスリボン２０の第２面３８と接触するように位置付けてもよく、一方で他のノージング接触部材は、罫書き動作中にリボンから既定距離だけ離して位置付けられる。例えば、端部位置（ガラスリボンの外側縦エッジ位置）に位置しているノージング部材は、その夫々のノージング接触部材５６が罫書き中にリボンと接触して堅さを提供するように作動させてもよいが、ガラスリボンの中心付近のノージング部材は、その夫々のノージング接触部材をリボンから既定距離だけ離して位置付け、エネルギーダンパーとして役立ち、かつ分離中の摂動を減少させるよう作動させてもよい。

さらに別の実施形態においては、罫書き部材をガラスリボン２０の第２面３８上にリボン幅を横切って通過させる罫書き動作中に、図１０に示すように、複数のノージング接触部材のうちの全てのノージング接触部材を、移動しているガラスリボン２０に接触させるようにしてもよい。

上記の説明は、例示的なフュージョンガラス製造プロセスに関するものであるが、本書において開示される実施形態がスロットドロープロセスなどの他のガラス製造プロセスに適用可能であることは、当業者には理解されるであろう。

上述した本発明の実施形態、特に任意の「好ましい」実施形態は、単に実施可能な例であって、本発明の原理を明確に理解するための単なる説明であることを強調したい。本発明の精神および種々の原理から実質的に逸脱することなく、上述の本発明の実施形態に対して多くの変形および改変を作製することができる。例えば、本書において説明したような独立したキャリッジやフレームではなく、アンビルアセンブリと、罫書きアセンブリと、そしてノージングアセンブリとを備えた部品を単一のキャリッジまたは枠組み上に全てマウントし、移動しているガラスリボンが成形本体から下降するときに動く方向および速さでこれを移動させることも可能であろう。すなわち、前述のアセンブリの夫々、そしてその関連する部品が、移動しているガラスリボンと調和しかつ共時的に、移動することを確実にすることができる。全てのこのような改変および変形は、本書において本開示および本発明の範囲内に含まれ、かつ以下の請求項によって保護されると意図されている。

１２ 成形本体
２０ ガラスリボン
２６ ガラスシート
２８ 罫書き用アンビルアセンブリ
３０ 罫書きアセンブリ
３２ ノージングアセンブリ
３４ ノージング部材
４０ アンビル接触部材
４４ キャリッジアセンブリ
４８ 罫書き部材
５４ ノージングアクチュエータ
５６ ノージング接触部材
５８ フレーム

Claims (10)

1. 移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する方法において、
   第１面と第２面とを有し、粘性部分と弾性部分とを含んでいる、移動しているガラスリボンを、ダウンドロープロセスで形成するステップ、
   前記移動しているガラスリボンの前記弾性部分の前記第１面に、前記移動しているガラスリボンの方向および速さと同じ方向および速さで移動するアンビル接触部材を接触させるステップ、
   前記移動しているガラスリボンの幅を横切って延在する配列に配置された複数のノージング接触部材を、前記アンビル接触部材の上流で、前記移動しているガラスリボンの前記第２面に隣接させて位置付けるステップ、
   前記アンビル接触部材に対向する位置で、前記移動しているガラスリボンの幅を横切って該移動しているガラスリボンの前記第２面に罫書きして、該移動しているガラスリボンの該第２面に罫書き線を形成するステップ、
   前記罫書き線を横切る引張応力を生成することにより、前記移動しているガラスリボンからガラスシートを前記罫書き線で分離するステップ、
   を含み、
   前記罫書き中に該複数のノージング接触部材のいずれも前記移動しているガラスリボンと接触しないが、前記アンビル接触部材と前記複数のノージング接触部材との間での該移動しているガラスリボンの横方向への変位が前記分離中に既定の最大値に制限されるように、前記複数のノージング接触部材の各ノージング接触部材が、前記移動しているガラスリボンから既定距離だけ離れて位置付けられる、
   移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する方法。
2. 前記複数のノージング接触部材が、前記移動しているガラスリボンの方向および速さと同じ方向および速さで移動することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記罫書き線を横切る引張応力の生成が、前記移動しているガラスリボンに曲げ応力を加えるステップを含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記各ノージング接触部材が、別のノージング接触部材から独立して位置付けられることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記複数のノージング接触部材がフレームに連結され、さらに前記位置付けるステップが、前記複数のノージング接触部材を同時に移動させるように該フレームを移動させるステップを含むことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. 前記複数のノージング接触部材が、前記移動しているガラスリボンの幅を横切って直線状に配列されることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 前記複数のノージング接触部材のあるノージング接触部材を隣接するノージング接触部材から鉛直方向にずらすようにして、前記複数のノージング接触部材を配列させることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 移動しているガラスリボンからガラスシートを分離する装置において、
   長さに亘って粘性状態から弾性状態へと転移する、移動しているガラスリボンを供給する成形本体、
   前記移動しているガラスリボンの方向および速さと実質的に同じ方向および速さで移動するよう構成された、アンビル接触部材、
   前記ガラスリボンの幅を横切って延在する配列に配置された複数のノージング接触部材であって、該複数のノージング接触部材の各ノージング接触部材が、該複数のノージング接触部材の隣接するノージング接触部材から独立して、前記移動しているガラスリボンに向かう方向に、または該ガラスリボンから離れる方向に、移動するよう構成されたものである、複数のノージング接触部材、
   を備えてなる装置。
9. 前記複数のノージング接触部材に連結され、前記複数のノージング接触部材を前記移動しているガラスリボンの方向および速さと同じ方向および速さで移動させる、キャリッジアセンブリをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 前記複数のノージング接触部材が、前記移動しているガラスリボンの幅を横切って延在する非直線状の配列に配置されたものであることを特徴とする請求項８または９記載の装置。

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