JP6022790B2 - ガラスリボン加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ガラスリボンを加工する方法に関し、特に、ガラスリボンの少なくとも１つのエッジ部分をその中心部分から分離するステップを含む、ガラスリボン加工方法に関する。

ガラス製造装置は、一般に、ＬＣＤ用板ガラスなどの種々のガラス製品を成形するために使用されている。溶融ガラスを成形用ウェッジ上に流して流下させ、さらにエッジローラを、ガラスリボンの対向エッジ部分に形成されたビードと係合させるように使用して、板ガラスを製造するものが知られている。

以下は、詳細な説明の中で説明されるいくつかの態様例の基本的な理解を提供するために、その開示の簡単な概要を示したものである。

一例の態様において、ガラスリボンを加工する方法は、（Ｉ）一対の対向エッジ部分と、この対向エッジ部分間に横方向に広がる中心部分とを有するガラスリボンの、供給源を提供するステップを含む。この方法は、（ＩＩ）ガラスリボンを供給源に対して下向きに、下降ゾーンに通過させるステップ、および、（ＩＩＩ）ガラスリボンを下降ゾーンの下流の曲げゾーンにおいて屈曲させるステップであって、このガラスリボンが、曲げゾーンを通過している間、上方凹状表面を含んでいるステップ、をさらに含んでもよい。この方法は、（ＩＶ）ガラスリボンを曲げゾーンの下流の切断ゾーンへと通過させるステップ、および、（Ｖ）ガラスリボンを切断ゾーンにおいて屈曲させて、屈曲配置を有する屈曲ターゲットセグメントを切断ゾーン内で提供するステップ、をさらに含む。この方法は、（ＶＩ）切断ゾーン内において、エッジ部分の少なくとも一方を屈曲ターゲットセグメントの中心部分から分離させるステップをさらに含む。

本態様の一実施の形態によれば、この方法は、切断ゾーン内においてエッジ部分の少なくとも一方を屈曲ターゲットセグメントの中心部分から分離させる間に、湾曲したエアバーで屈曲ターゲットセグメントを支持するステップをさらに含む。

本態様の別の実施形態によれば、ステップ（Ｖ）の際、ターゲットセグメントの屈曲配置が上向き凸状表面を含むようにガラスリボンを屈曲させる。

本態様のさらに別の実施形態によれば、エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップは、屈曲ターゲットセグメントの上向き凸状表面の一部を、光送出装置を用いて加熱するステップを含む。

本態様のさらに別の実施形態例によれば、エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップは、上向き凸状表面の加熱された部分を、冷却剤流体を用いて冷却するステップをさらに含む。

本態様のさらに別の実施形態例によれば、上向き凸状表面の一部を加熱するステップは、光送出装置のレーザビームがこのレーザビームの細長い放射ゾーンで凸状表面の一部と接触するように、レーザビームを成形するステップを含む。

本態様の別の実施形態例によれば、この方法は、切断ゾーン内においてエッジ部分の少なくとも一方を屈曲ターゲットセグメントの中心部分から分離させる間に、エアバーの上向き凸状支持表面で屈曲ターゲットセグメントを支持するステップを含む。

本態様の別の実施形態によれば、ステップ（Ｖ）の際、ターゲットセグメントの屈曲配置が上向き凹状表面を含むようにガラスリボンを屈曲させる。

本態様のさらに別の実施の形態によれば、エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップは、ターゲットセグメントの上向き凹状表面の一部を、光送出装置を用いて加熱するステップを含む。

本態様のさらに別の実施形態によれば、エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップは、上向き凹状表面の加熱された部分を、冷却剤流体を用いて冷却するステップをさらに含む。

本態様のさらに別の実施形態例において、上向き凹状表面の一部を加熱するステップは、光送出装置からのレーザビームがこのレーザビームの細長い放射ゾーンで凹状表面の一部と接触するように、レーザビームを成形するステップを含む。

本態様のさらに別の実施の形態によれば、この方法は、切断ゾーン内においてエッジ部分の少なくとも一方を屈曲ターゲットセグメントの中心部分から分離させる間に、エアバーの上向き凹状支持表面で屈曲ターゲットセグメントを支持するステップを含んでもよい。

本態様のさらに別の実施形態によれば、供給源がコイル状ガラスリボンスプールを含み、かつこの方法が、ステップ（ＩＩ）の際にガラスリボンを下向きに通過させるために、コイル状ガラスリボンスプールからガラスリボンを解くステップをさらに含む。

本態様のさらに別の実施形態によれば、供給源がダウンドローガラス成形装置を含み、かつこの方法が、ステップ（ＩＩ）の際にガラスリボンを下向きに通過させるために、ダウンドローガラス成形装置からガラスリボンを下方へ融合延伸するステップをさらに含む。

本態様のさらに別の実施形態によれば、この方法は、ステップ（ＶＩ）の後に、ガラスリボンの中心部分をコイル状に巻いて保管用ロールとするステップをさらに含む。

別の例の態様によれば、ガラスリボンを加工する方法は、（Ｉ）一対の対向エッジ部分と、この対向エッジ部分間に横方向に広がる中心部分とを有するガラスリボンの、供給源を提供するステップを含む。この方法は、（ＩＩ）ガラスリボンを供給源に対して下向きに、下降ゾーンに通過させるステップをさらに含む。この方法は、（ＩＩＩ）ガラスリボンを下降ゾーンの下流の曲げゾーンにおいて屈曲させるステップであって、このガラスリボンが、曲げゾーンを通過している間、上方凹状表面を含んでいるステップ、および、（ＩＶ）曲げゾーン内において、エッジ部分の少なくとも一方をターゲットセグメントの中心部分から分離させるステップ、をさらに含む。

本態様の一実施の形態によれば、供給源がコイル状ガラスリボンスプールを含み、かつこの方法が、ステップ（ＩＩ）の際にガラスリボンを下向きに通過させるために、コイル状ガラスリボンスプールからガラスリボンを解くステップをさらに含む。

本態様の別の実施形態によれば、供給源がダウンドローガラス成形装置を含み、かつこの方法が、ステップ（ＩＩ）の際にガラスリボンを下向きに通過させるために、ダウンドローガラス成形装置からガラスリボンを下方へ融合延伸するステップをさらに含む。

本態様の一実施の形態によれば、この方法は、ステップ（ＩＶ）の後に、ガラスリボンの中心部分をコイル状に巻いてコイル状ガラスリボンスプールとするステップをさらに含む。

これらおよび他の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むと、よりよく理解される。

ガラスリボンを加工する装置の一例を示す概略図 図１の線２−２に沿った装置断面図 図２の線３−３に沿った装置断面図であって、上向き凸状支持表面を有する一例の切断支持部材を示す図 図３に類似の装置断面図であるが、上向き凹状支持表面を有する別の例の切断支持部材を示す図 ガラスリボンに初期クラックを形成する、一例のスクライバを示す図 図５の初期クラックをガラスリボンの厚さの一部に亘って延在する細長いクラック部分へと伝播させる、レーザビームの細長い放射ゾーンを示す図 対応する端部をガラスリボンの中心部分から分離させるために、図６の細長いクラック部分をガラスリボンの厚さを完全に貫通するよう伝播させる、冷却剤ジェットを示す図 ガラスリボンを加工する装置の別の例を示す概略図

ここで、実施形態例を示した添付の図面を参照し、例について以下でより詳細に説明する。可能な限り、図面を通じて、同じまたは同様の部品の参照に同じ参照数字を使用する。ただし、態様は多くの異なる形で具現化し得、本書に明記される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。

図１は、ガラスリボン１０３を加工するための装置１０１を示したものである。ガラスリボン１０３は様々なガラスリボン供給源から提供することができる。図１ではガラスリボン１０３の供給源１０５の２つの例を示しているが、さらなる例では他の供給源を提供してもよい。図１に示したように、例えば、ガラスリボン１０３の供給源１０５はダウンドローガラス成形装置１０７を含んでもよい。概略的に図示したが、ダウンドローガラス成形装置１０７は、トラフ１１１の下部に成形用ウェッジ１０９を含むものとすることができる。動作中、溶融ガラス１１３がトラフ１１１から溢れ出し、成形用ウェッジ１０９の相対する面１１５、１１７を下方に流れ得る。続いて、溶融ガラスの２つのシートが、成形用ウェッジ１０９の底部１１９から延伸されるときに融合する。したがって、ガラスリボン１０３が下方へ融合延伸されると、このガラスリボン１０３は成形用ウェッジ１０９の底部１１９から離れ、直接、ダウンドローガラス成形装置１０７の下流に位置する下降ゾーン１２３へと下向き１２１に通過し得る。

図２に断面で示されているように、ガラスリボン１０３は、一対の対向エッジ部分２０１、２０３と、この対向エッジ部分２０１、２０３の間に広がる中心部分２０５とを含み得る。ガラスリボンのエッジ部分２０１、２０３は、ダウンドローフュージョンプロセスに起因して、ガラスリボン１０３の中心部分２０５の厚さ「Ｔ₂」より厚い厚さ「Ｔ₁」を有する、対応するビード２０７、２０９を含む可能性がある。装置１０１は、薄い中心部分２０５を有するガラスリボン１０３を処理するよう設計され得るものであり、例えばそのガラスリボンの厚さ「Ｔ₂」は約２０μｍから約３００μｍの範囲、例えば約５０μｍから約３００μｍの範囲、例えば約８５μｍから約１５０μｍの範囲などとし得るが、さらなる例において他の厚さを有するガラスリボンを処理することもできる。

図１に戻るが、ガラスリボン１０３の供給源１０５の別の例を、ガラスリボン１０３のコイル状スプール１２４を含むものとすることができる。例えば、ダウンドローガラス成形装置１０７などを用いてガラスリボンを延伸した後、このガラスリボン１０３をコイル状スプール１２４へと巻回してもよい。エッジ部分２０１、２０３の厚さが厚くなると、ガラスリボンの亀裂または破損を防ぐために、最小曲げ半径は大きくなるであろう。したがって、ガラスリボン１０３をコイル状に巻く場合には比較的大きい曲げ半径となり得、その結果、ガラスリボン１０３の所与の長さが要するコイル状スプール１２４の直径「Ｄ₁」は、比較的大きいものとなるであろう。すなわち、供給源１０５がコイル状スプール１２４を含む場合、ガラスリボン１０３を下向き１２１に下降ゾーン１２３へと通過させるために、ガラスリボン１０３のコイル状スプール１２４からガラスリボン１０３を解くようにしてもよい。

この装置は、下降ゾーン１２３の下流にさらに曲げゾーン１２５を含んでもよい。曲げゾーン１２５においては、ガラスリボン１０３の上表面１２７が曲げゾーン１２５内で半径「Ｒ」で曲がっている上方凹状表面を含むように、装置１０１をガラスリボン１０３が湾曲経路を通って移動できるよう設計されたものとしてもよい。半径「Ｒ」は、ガラスリボン１０３内の応力集中を避けるよう、ガラスリボン１０３の最小曲げ半径よりも大きいものとしてもよい。ガラスリボン１０３は、曲げゾーン１２５へと進入していくガラスリボン１０３の曲げ前の部分１３１がガラスリボン１０３の曲げ後の部分１３３に対して種々の角度で延在し得るような、曲げゾーン１２５の範囲内で種々の弓形を通って延在するものとしてもよい。例えば、図１に示すように、曲げ前の部分１３１と曲げ後の部分１３３との間の角度「Ａ」は鋭角を有するものとすることができるが、さらなる例においては、上方凹状表面１２７を提供した状態のまま、９０°以上の角度を実現することもできる。

装置１０１は、曲げゾーン１２５内のガラスリボンの下方部分１３７の高度が、切断ゾーン１４７に繋がる支持部分を通過しているガラスリボンの横方向移動高度よりも低い例において、随意的な曲げ支持部材１３５をさらに含んでもよい。曲げ支持部材１３５を提供する場合には、この曲げ支持部材１３５を、ガラスリボン１０３の中心部分２０５の対向面１３９、１４１に触れることなくガラスリボン１０３を支持するよう設計された、非接触式支持部材１３５を含むものとしてもよい。例えば、曲げ支持部材１３５は、ガラスリボンを曲げ支持部材１３５と接触させないように空気のクッションを提供するよう構成された、１以上の湾曲エアバーを含んでもよい。

装置１０１の例は、ガラスリボン１０３の移動方向２１３に対してガラスリボン１０３を正しい横方向位置に配置するのを助けるために、横方向ガイド１４３、１４５を含み得る。例えば図２に概略的に示すように、横方向ガイドは夫々、対向エッジ部分２０１、２０３のうちの対応する一方に係合するよう構成されたローラ２１１を含み得る。横方向ガイド１４３、１４５が夫々エッジ部分２０１、２０３に加える対応する力２１３、２１５により、ガラスリボン１０３の移動方向２１３を横切る軸２１７の方向に沿って、適切な横方向の配置に、ガラスリボン１０３を適切にシフトかつ位置合わせするのを助けることができる。

さらに図示したように、横方向ガイド１４３、１４５は、ガラスリボン１０３の中心部分２０５と係合することなくエッジ部分２０１、２０３と係合するように設計することができる。したがって、ガラスリボン１０３の中心部分２０５の対向面１３９、１４１は、横方向ガイド１４３、１４５がガラスリボン１０３の中心部分２０５の対向面１３９、１４１のいずれかと係合した場合に生じる可能性のある望ましくない引っかき傷やその他の表面汚染を回避し、清浄な表面を維持することができる。さらに、横方向ガイド１４３、１４５を、ガラスリボン１０３がガラスリボン１０３の移動方向２１３を横切る軸２１７周りに屈曲しているときに、ガラスリボン１０３と係合させてもよい。ガラスリボン１０３を曲げ支持部材１３５上で屈曲させると、その屈曲部分に亘ってガラスリボン１０３の剛性を増加させることができる。したがって、横方向ガイド１４３、１４５を、ガラスリボン１０３が曲げ支持部材１３５上を通過しているときに、屈曲状態のガラスリボン１０３と係合させてもよい。こうすることで、曲げ支持部材１３５上を通過しているガラスリボン１０３を横方向に位置合わせするときに、横方向ガイド１４３、１４５が加える力２１３、２１５によって、ガラスリボンの形が曲がったり、あるいはガラスリボンの形の安定性が乱れたりする可能性が低くなる。

この装置は、曲げゾーン１２５の下流に切断ゾーン１４７をさらに含んでもよい。一例において、装置１０１は、切断ゾーン１４７においてガラスリボン１０３を屈曲させて、屈曲配置を有する屈曲ターゲットセグメント１５１を切断ゾーン１４７内で提供するよう構成された、切断支持部材１４９を含んでもよい。ターゲットセグメント１５１を切断ゾーン１４７内で屈曲させると、切断処理中にガラスリボン１０３を安定させる助けとなり得る。このように安定させることで、対向エッジ部分２０１、２０３の少なくとも一方をガラスリボン１０３の中心部分２０５から分離させる処理の間に、ガラスリボンの形を曲げたりあるいは乱したりすることを防ぐ助けとなり得る。

切断支持部材１４９を提供する場合には、この切断支持部材１４９を、ガラスリボン１０３の対向面１３９、１４１に触れることなくガラスリボン１０３を支持するよう設計された、非接触式切断支持部材１４９を含むものとしてもよい。例えば、図３を参照するが、非接触式切断支持部材１４９は、ガラスリボン１０３と切断支持部材１４９との間に間隔を空けさせてガラスリボン１０３の中心部分２０５が切断支持部材１４９と接触しないように空気のクッションを提供するよう構成された、１以上の湾曲エアバーを含んでもよい。

図３を参照すると、正圧ポート３０３を提供するよう構成された複数の通路３０１を切断支持部材１４９に設け、空気流３０５を正圧ポート３０３から屈曲ターゲットセグメント１５１へと強制的に通し、屈曲ターゲットセグメント１５１を非接触で支持するエアクッション３０７を生成するようにしてもよい。随意的に、複数の通路３０１は負圧ポート３０９を含んでもよく、この負圧ポート３０９は、正圧ポート３０３が生成したエアクッションからの力を部分的に弱めるための吸引力を生成するよう、空気流３１１を屈曲ターゲットセグメント１５１から引き込むことができるようなものである。正圧ポートと負圧ポートとを組み合わせることで、切断処理中の間、屈曲ターゲットセグメント１５１を安定させるのを助けることができる。実際に、正圧ポート３０３は、ガラスリボン１０３の中心部分２０５と切断支持部材１４９との間のエアクッション３０７の高さを所望の高さで維持するのを助けることができる。同時に、負圧ポート３０９は、ガラスリボン１０３が切断支持部材１４９上を移動方向２１３に通過しているときに、ガラスリボン１０３が波打ったり、あるいはガラスリボン１０３の屈曲ターゲットセグメント１５１のいくつかの部分がそのターゲットセグメントの他の部分から離れて浮いてしまったりすることのないように、ガラスリボンを切断支持部材１４９の方へと引っ張るのを助けることができる。

切断ゾーン１４７において屈曲ターゲットセグメント１５１を提供することで、切断ゾーン１４７に亘ってガラスリボン１０３の剛性を高めることも可能となる。したがって、図２に示すように、ガラスリボン１０３が切断ゾーン１４７内で切断支持部材１４９上を通過するとき、随意的な横方向ガイド２１９、２２１を屈曲状態のガラスリボン１０３と係合させてもよい。こうすることで、切断支持部材１４９上を通過しているガラスリボン１０３を横方向に位置合わせするときに、横方向ガイド２１９、２２１が加える力２２３、２２５によって、ガラスリボンの形が曲がったり、あるいはガラスリボンの形の安定性が乱れたりする可能性が低くなる。そのため、ガラスリボン１０３の移動方向２１３を横切る軸２１７の方向に沿って屈曲ターゲットセグメント１５１を適切な横方向の配置に微調整するために、随意的な横方向ガイド２１９、２２１を提供してもよい。

上で明記したように、屈曲配置の屈曲ターゲットセグメント１５１を切断ゾーン１４７内で提供することが、切断処理中にガラスリボン１０３を安定させる助けとなり得る。この安定化が、対向エッジ部分２０１、２０３のうちの少なくとも一方を分離する処理の間に、ガラスリボンの形を曲げたりあるいは乱したりするのを防ぐ助けとなり得る。さらに、屈曲ターゲットセグメント１５１の屈曲配置がターゲットセグメントの剛性を増加させ、屈曲ターゲットセグメント１５１の横方向の配置の随意的な微調整を可能にし得る。したがって、ガラスリボン１０３の中心部分２０５から対向エッジ部分２０１、２０３のうちの少なくとも一方を分離する処理の際に、ガラスリボン１０３の中心部分２０５の清浄な対向面１３９、１４１に接触することなく、比較的薄いガラスリボン１０３を効果的に安定させかつ適切に横方向に配置することができる。

ガラスリボン１０３の屈曲ターゲットセグメント１５１の安定化および剛性は、移動方向２１３を横切る軸２１７の方向に沿って上方凸状表面および／または上方凹状表面を含むように、ターゲットセグメントを屈曲させることにより高めることができる。例えば、図３に示すように、屈曲ターゲットセグメント１５１は上向き凸状表面３１３を有する屈曲配置を含む。本開示のいくつかの例は、図示のエアバーのような切断支持部材１４９の上向き凸状支持表面３１５で、屈曲ターゲットセグメント１５１を支持するものを含むものとすることができる。図３に示したように、上向き凸状支持表面３１５を有する切断支持部材１４９を提供することで、説明したような上向き凸状表面３１３を有する屈曲配置を達成するようにガラスリボン１０３を切断ゾーン１４７内で同様に屈曲させることができる。

別の例においては、図４に示したように、図３で説明した切断支持部材１４９に類似の別の切断支持部材４０１を提供してもよい。ただし、図４に示したように、切断支持部材４０１は上向き凹状表面４０５を有する屈曲配置の屈曲ターゲットセグメント４０３を支持するように提供され得る。そのため、本開示のさらなる例は、図示のエアバーのような切断支持部材４０１の上向き凹状支持表面４０７で、屈曲ターゲットセグメント４０３を支持するものを含ものとすることができる。図４に示したように、上向き凹状支持表面４０７を有する切断支持部材４０１を提供することで、説明したような上向き凹状表面４０５を有する屈曲配置を達成するようにガラスリボン１０３を切断ゾーン１４７内で同様に屈曲させることができる。

装置１０１は、ガラスリボン１０３のエッジ部分２０１、２０３を中心部分２０５から分離するよう構成された、さまざまな切断機器をさらに含むことができる。一例においては図１に示すように、一例のガラス切断機器１５３が、屈曲ターゲットセグメント１５１の上向き表面の一部を照射しかつ加熱する光送出装置１５５を含み得る。一例では光送出装置１５５を、図示のレーザ１６１のような放射源を含むものとすることができるが、さらなる例では他の放射源を提供してもよい。光送出装置１５５は、円偏光子１６３、ビーム拡大器１６５、およびビーム成形装置１６７をさらに含んでもよい。

光送出装置１５５は、放射源（例えば、レーザ１６１）からの放射ビーム（例えば、レーザビーム１６９）の向きを変えるための、例えばミラー１７１、１７３、および１７５などの光学素子をさらに含んでもよい。放射源は、ガラスリボン１０３に入射する位置でガラスリボン１０３を加熱するのに適した波長及び出力を有するレーザビームを放出するよう構成された、図示のレーザ１６１を含むものとすることができる。一実施の形態において、レーザ１６１はＣＯ₂レーザを含み得るが、さらなる例においては他の種類のレーザを使用することもできる。

レーザ１６１は、断面（すなわち、レーザビームの長手軸に直角なレーザビーム断面）が実質的に円形のレーザビーム１６９を最初に放出するよう構成されたものでもよい。光送出装置１５５は、ビームがガラスリボン１０３に入射するときに著しく細長い形状を有するようにレーザビーム１６９を変形させるよう動作可能なものである。図２に示したように、この細長い形状が細長い放射ゾーン２２７を生成し得る。細長い放射ゾーン２２７は図示のような楕円形のフットプリントを含み得るが、さらなる例においては他の形状を提供してもよい。楕円形フットプリントは、屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の、上向き凸状表面３１３または上向き凹状表面４０５上に位置付けられ得る。

ビーム強度がそのピーク値の１／ｅ²に減少した点を、楕円形フットプリントの境界と判定することができる。レーザビーム１６９は円偏光子１６３を通過し、そしてその後ビーム拡大器１６５を通過して拡大される。拡大したレーザビームは次いでビーム成形装置１６７を通過して、屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の表面上に楕円形フットプリントを生成するビームを形成する。ビーム成形装置１６７は、例えば、１以上のシリンドリカルレンズを含んでもよい。ただし、レーザ１６１が放出したビームを成形して屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３上に楕円形フットプリントを生成することが可能な任意の光学素子を使用し得ることを理解されたい。

楕円形フットプリントは、実質的に短軸より長い主軸を含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、主軸は短軸の少なくとも約１０倍長い。しかしながら、細長い放射ゾーンの長さおよび幅は、所望の分離速さ、所望の初期クラックサイズ、ガラスリボンの厚さ、レーザ出力などに依存し、さらに必要に応じて放射ゾーンの長さおよび幅を変化させてもよい。

図１にさらに示したように、この例のガラス切断機器１５３は、屈曲ターゲットセグメント１５１の上向き表面の加熱部分を冷却するよう構成された、冷却剤流体送出装置１５９をさらに含んでもよい。冷却剤流体送出装置１５９は、冷却剤ノズル１７７、冷却剤供給源１７９、および、冷却剤ノズル１７７に冷却剤を運ぶことの可能な関連する導管１８１を含むものとすることができる。

図３を参照すると、冷却剤ノズル１７７は、冷却剤流体の冷却剤ジェット３１７を屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の上向き表面３１３、４０５に送出するように構成することができる。冷却剤ノズル１７７は、所望サイズの冷却ゾーン３１９を形成するよう、種々の内径を有するものとすることができる。細長い放射ゾーン２２７と同様、冷却剤ノズル１７７の直径、そしてそれに続く冷却剤ジェット３１７の直径は、必要に応じて個々の処理条件に対し変化させてもよい。いくつかの実施形態において、ガラスリボンの冷却剤が直接当たる部分（冷却ゾーン）の直径を、放射ゾーン２２７の短軸より短いものとしてもよい。しかしながら、特定の他の実施形態においては、速さ、ガラス厚、レーザ出力などの処理条件に基づき、冷却ゾーンの直径を細長い放射ゾーン２２７の短軸より長いものとしてもよい。実際に、冷却剤ジェットの（断面）形状は円形以外のものでもよく、さらに例えば、冷却ゾーンがガラスリボンの表面上に円形のスポットではなく直線を形成するよう、冷却剤ジェットを扇形としてもよい。直線状の冷却ゾーンを、例えば細長い放射ゾーン２２７の主軸と垂直に配向してもよい。他の形状が有益なこともあり得る。

一例において、冷却剤ジェット３１７は水を含むが、冷却剤ジェット３１７を、ガラスリボン１０３の屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の上向き表面３１３、４０５を染色または損傷することのない任意の適切な冷却用流体（例えば、液体ジェット、気体ジェット、またはその組合せ）としてもよい。冷却剤ジェット３１７をガラスリボン１０３の表面に送出することで、冷却ゾーン３１９を形成することができる。図示のように、冷却ゾーン３１９を細長い放射ゾーン２２７の後に追跡させることで、以下でより詳細に説明する本開示の態様によって形成される初期クラックを伝播させることができる。

レーザ装置１５５および冷却装置１５９を用いて加熱および冷却を組み合わせることにより、他の分離技術で形成され得るような中心部分２０５の対向エッジ２２３、２２５における望ましくない残留応力、微小クラック、または他の凹凸を、最小限に抑えたあるいは排除した状態で、中心部分２０５からエッジ部分２０１、２０３を効果的に分離することができる。さらに、切断ゾーン１４７内における屈曲ターゲットセグメント１５１の屈曲配置により、ガラスリボン１０３を適切に位置付けかつ安定化させて、分離処理中の対向エッジ２２３、２２５の正確な分離を助けることができる。さらに、上向き凸状支持表面３１５の凸状表面トポグラフィにより、エッジ部分（例えば、図３の破線の符号２０１参照）は中心部分２０５からすぐに離れて移動し得るため、エッジ部分が続いて中心部分２０５の清浄な面１３９、１４１および／または高品質な対向エッジ２２３、２２５と係合する（そしてそれにより損傷させる）可能性が低減する。

図１に戻ると、装置１０１は切断ゾーン１４７の下流に、分離したエッジ部分２０１、２０３および／またはガラスリボン１０３の中心部分２０５を、さらに処理するよう構成された構造体を含んでもよい。例えば、１以上のガラスリボンチョッパ１８３を提供し、セグメントを廃棄または再利用するために叩き切ったり、切り裂いたり、割ったり、あるいはそれ以外の方法で圧縮したりしてもよい。

ガラスリボン１０３の中心部分２０５を、光学部品に組み込むためのガラスシートへと切断することでさらに処理してもよい。例えば、装置１０１は、ガラスリボン１０３の移動方向２１３を横切る軸２１７に沿ってガラスリボン１０３の中心部分２０５を分離するよう構成された、別の分離用機器（図示なし）を含んでもよい。あるいは、図１に示したように、ガラスリボン１０３の中心部分２０５をコイル状に巻いて、後の処理のためにコイル状スプール１８５としてもよい。図示のようにエッジ部分２０１、２０３を除去すると、結果として対応するビード２０７、２０９が除去される。ビードが除去されると最小曲げ半径が小さくなり、ガラスリボン１０３の中心部分２０５はより効率的にコイル状スプール１８５へと巻回することができる。図１に概略的に表したように、コイル状スプール１８５の無駄な中心コア部１８７は、コイル状スプール１２４の無駄な中心コア部１８９と比較して著しく縮小される。したがって、中心部分２０５のコイル状スプール１８５の直径「Ｄ₂」は、同じ長さの処理前のガラスリボンをコイル状スプール１２４の状態で保管するのに必要な直径「Ｄ₁」よりも著しく小さくなる。

図１にさらに示されているが、装置１０１は、ガラスリボン１０３の少なくとも中心部分２０５を切断ゾーン１４７から下流に案内するためのさらなる非接触式支持部材をさらに含んでもよい。例えば図示のように、ガラスリボンの中心部分２０５をその表面に接触することなく最終処理へと案内するために、この装置は第１エアバー１８８および第２エアバー１９０を含んでもよい。２つの支持部材が図示されているが、さらなる例においては、単一の支持部材または３以上の支持部材を提供してもよい。さらに図示のように、エッジ部分をガラスリボンチョッパへと案内するのを可能とするように、随意的な支持部材１９１を設けてもよい。エッジ部分がガラスリボンチョッパ１８３へと進むときの動きが拘束および／または制限されるのを低減するために、随意的な支持部材１９１は随意的にエアバーまたは低摩擦表面を含んでもよい。

ここで、装置１０１を用いてガラスリボンを加工する方法について説明する。図１に示したように、この方法は、ガラスリボン１０３を供給源１０５に対して下向き１２１に下降ゾーン１２３に通過させるステップを含んでもよい。図示のように、ガラスリボン１０３は実質的に鉛直に下向き１２１に移動し得るが、さらなる例においては、その下向きの方向を傾いたものとしてもよく、このときガラスリボン１０３は傾斜した配置で下向きに移動することができる。

この方法は、下降ゾーン１２３の下流の曲げゾーン１２５においてガラスリボン１０３を屈曲させるステップをさらに含んでもよく、このときガラスリボン１０３は、曲げゾーン１２５を通過している間、上方凹状表面１２７を含む。図示のように、下方部分１３７は切断ゾーン１４７内の屈曲ターゲットセグメント１５１よりも著しく低い位置となり得るが、さらなる例においては下方部分１３７を屈曲ターゲットセグメントと実質的に同じ高度または屈曲ターゲットセグメントよりも高い高度にさえすることも可能である。著しく低い位置に下方部分１３７を設定すると、図示のように、装置１０１の支持部材（例えば、支持部材１３５）と係合する前にガラスリボンが既定量だけ溜まった状態を生じさせることができる。したがって、下方部分１３７より上流の振動や他の乱れを、曲げゾーン内に溜められたガラスリボンで吸収することができる。さらに、供給源１０５がガラスリボン１０３を下降ゾーン１２３にどれほど速く送り込んでいたとしても、これとは無関係に、ガラスリボン１０３を切断ゾーン１４７に通過させる際には実質的に一定速度または所望の既定速度でガラスリボン１０３を引き込むことができる。したがって、曲げゾーン１２５内に溜め部分を設けることで、切断ゾーン１４７内でのガラスリボン１０３のさらなる安定化を可能にすると同時に、ガラスリボン１０３を切断ゾーン１４７に実質的に一定のまたは既定の速度で通過させることもできる。

溜め部分が提供される場合には、種々の技術を用いて曲げゾーン１２５内のガラスリボン１０３の所望の溜め部分を維持するのを助けることができる。例えば、近接センサ１２９または他の機器を使用して溜まったリボンの位置を感知し、供給源１０５が下降ゾーン１２３に送り込むガラスリボンの速度を調整して、ガラスリボン１０３の溜め部分を適切なものとすることができるであろう。

さらなる例において、この方法は、ガラスリボンの向きを変えさせて移動方向２１３に移動させるように、曲げゾーン１２５の下流でガラスリボン１０３を屈曲させるステップをさらに含んでもよい。図示のように、曲げ支持部材１３５が、ガラスリボン１０３の中心部分２０５に接触することなく所望の方向転換をもたらすよう設計された屈曲エアバーを含んでもよい。さらに、この方法は、ガラスリボン１０３をガラスリボン１０３の移動方向２１３に対して正しい横方向位置に配置するのを助けるために、曲げ支持部材によって屈曲されているガラスリボン１０３を横方向ガイド１４３、１４５を用いて配置するステップをさらに随意的に含んでもよい。

この方法は、ガラスリボン１０３を曲げゾーン１２５の下流の切断ゾーン１４７へと通過させ、かつこのときに、ガラスリボン１０３を切断ゾーン１４７において屈曲させて、屈曲配置を有する屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３を切断ゾーン１４７内で提供するステップ、をさらに含んでもよい。

図１に示したように、ターゲットセグメント１５１の屈曲配置が上向き凸状表面３１３を含むようにガラスリボン１０３を屈曲させてもよい。一例において、この方法は、説明した湾曲エアバーを備えた切断支持部材１４９で屈曲ターゲットセグメント１５１を支持するステップを含んでもよい。図示のように切断支持部材１４９は、ターゲットセグメント１５１を屈曲させて上向き凸状表面３１３を得るように構成された、上向き凸状支持表面３１５を含んでもよい。

あるいは、図４に示すように、ターゲットセグメント４０３の屈曲配置が上向き凹状表面４０５を含むようにガラスリボン１０３を屈曲させてもよい。一例において、この方法は、説明した湾曲エアバーを備えた切断支持部材４０１で屈曲ターゲットセグメント４０３を支持するステップを含んでもよい。図示のように切断支持部材４０１は、ターゲットセグメント４０３を屈曲させて上向き凹状表面４０５を得るように構成された、上向き凹状支持表面４０７を含んでもよい。

図１に示したように、この方法は、切断ゾーン１４７内において、少なくとも一方のエッジ部分２０１、２０３を屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の中心部分２０５から分離するステップをさらに含んでもよい。図２に示すように、本開示の例は両方のエッジ部分２０１、２０３を中心部分２０５から分離するものを含み得るが、さらなる例においては単一のエッジ部分を中心部分から分離させてもよい。さらに、図２に示すように、両方のエッジ部分２０１、２０３は中心部分２０５から同時に分離されるが、さらなる例においては、一方のエッジ部分を他方のエッジ部分の前に分離してもよい。

分離するステップはさまざまな技術を取り入れることができる。例えば、説明した光送出装置１５５と冷却剤流体送出装置１５９とを含み得るガラス切断機器１５３によって、エッジ部分２０１、２０３を中心部分２０５から分離することができる。

分離処理開始の一例について図５〜７で説明する。制御された表面傷をガラスリボンの分離位置に生成するため、図５に示すように、スクライバ５０３または他の機械的機器がスクライブ用の針で初期クラック５０１を生成してもよい。図示のようにスクライバ５０３は先端部を含むが、さらなる例ではエッジブレードや他のスクライブ技術を使用してもよい。さらに、初期クラック５０１または他の表面欠陥を、エッチング、レーザ衝撃、または他の技術によって形成してもよい。

さらに図５に示したように、初期クラック５０１または表面欠陥は、最初に、移動方向２１３に通過しているガラスリボン１０３の先端エッジ５０５に隣接させて形成してもよい。図６に示すように、細長い放射ゾーン２２７を上向き凸状表面３１３または上向き凹状表面４０５上に形成してもよい。細長い放射ゾーン２２７が移動方向２１３に引き伸ばされると、初期クラック５０が伝播し、ガラスリボン１０３の厚さ「Ｔ₂」の一部に亘って延在する細長いクラック部分６０１となる。図７に示すように、冷却剤ジェット３１７がその後冷却ゾーン３１９に接触して細長いクラック部分６０１をガラスリボン１０３の厚さ「Ｔ₂」に完全に貫通させてさらに伝播させ、図７に参照数字７０１で示すように対応するエッジ部分２０１、２０３を中心部分２０５から分離する。

図３に示すように、中心部分２０５に、内部応力プロファイルが減少し、クラックあるいは他の欠陥が減少した高品質な対向エッジ２２９、２３１を持たせたまま、分離された対向エッジ部分２０１、２０３を効果的に除去することができる。したがって、中心部分２０５は屈曲させることが可能であり、例えばエッジの品質が悪い場合に生じ得る亀裂を生じさせることなくコイル状スプール１８５に巻回などすることができる。さらに、エッジの品質が低いと、コイル状に巻く際にガラスの破片や他の欠陥を含むエッジ部分で中心部分２０５に傷を生じさせる可能性もあるが、高品質のエッジではこのような傷を回避できる。

この方法は、切断支持部材１４９、４０１の上向き凸状表面３１５または上向き凹状表面４０７で、屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３を支持するステップをさらに含んでもよい。例えば、切断ゾーン１４７内でエッジ部分２０１、２０３を屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３の中心部分２０５から分離する際に、説明したエアバーの凸状表面３１５または凹状表面４０７で屈曲ターゲットセグメント１５１、４０３を支持してもよい。

この方法はさらに、分離するステップの後に、ガラスリボン１０３の中心部分２０５をコイル状に巻いてコイル状スプール１８５とするステップをさらに含んでもよい。したがって、続く発送処理あるいはガラスシートにする処理のために、ガラスリボンの高品質な中心部分２０５を効率的にコイル状に巻いてコイル状スプール１８５とすることができる。

図８は、ガラスリボン１０３の中心部分２０５から対向エッジ部分２０１、２０３の少なくとも一方を分離するよう構成された、別の装置８０１を示したものである。図示のように、ガラスリボン１０３は曲げゾーン１２５内で切断することが可能であり、さらに中心部分２０５をその後、例えば支持部材８０３、８０７によって案内してもよい。図示のように、支持部材８０３、８０７はガラスリボンの中心部分２０５の清浄な光学表面に接触することなくこの中心部分２０５を支持するよう構成された、説明したエアバーなどのような非接触式支持部材を備えたものでもよい。ガラスリボン１０３の中心部分２０５を、その後コイル状スプール１８５へと巻くように案内してもよい。随意的な横方向ガイド８０５を提供してガラスリボンの中心部分２０５の横方向の配置を助け、ガラスリボン１０３が、対応する支持部材８０３、８０７の支持表面から浮かび上がるのを防ぐことができる。

図８に示した装置８０１を用いてガラスリボンを加工する方法については説明しない。この方法は、ガラスリボン１０３を供給源１０５に対して下向き１２１に、下降ゾーン１２３に通過させるステップを含み得る。この方法は、下降ゾーン１２３の下流の曲げゾーン１２５においてガラスリボンを屈曲させるステップをさらに含んでもよい。屈曲されると、ガラスリボン１０３は曲げゾーン１２５を通過している間、上方凹状表面１２７を含む。この方法は、エッジ部分２０１、２０３の少なくとも一方をターゲットセグメント８０９の中心部分２０５から、曲げゾーン１２５内において分離するステップをさらに含む。

図示のように、曲げゾーン１２５内での分離は、ターゲットセグメント８０９を支持構造で必ずしも支持することなく行うことができる。むしろ重力の働きにより、エッジ部分２０１、２０３は中心部分２０５から離れるように引っ張られる。このため、エッジ部分２０１、２０３は一旦分離されると、重力の影響を受けて中心部分２０５から自然に離れ得る。したがって、分離されたエッジ部分２０１、２０３と中心部分２０５の清浄な表面とが偶発的に接触する可能性は低減される。

図示のように、図８に示した分離するステップはガラス切断機器１５３を用いて実行され得るが、さらなる例においては他の切断機器を取り入れることもできる。図８にさらに示されているように、一旦分離が完了すると、この方法は、中心部分２０５を例えば支持部材８０３、８０７で案内しかつこの中心部分２０５をコイル状に巻いてコイル状スプール１８５とする、随意的なステップをさらに含んでもよい。

請求される発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の改変および変形が作製可能であることは当業者には明らかであろう。

１０３ ガラスリボン
１０５ 供給源
１２３ 下降ゾーン
１２５ 曲げゾーン
１４７ 切断ゾーン
１４９ 切断支持部材
１５１，４０３ 屈曲ターゲットセグメント
１５３ ガラス切断機器
１５５ 光送出装置
１５９ 冷却剤流体送出装置
１８５ コイル状スプール
２０１，２０３ エッジ部分
２０５ 中心部分

Claims (16)

1. ガラスリボンを加工する方法であって、
   （Ｉ）一対の対向エッジ部分と該対向エッジ部分間に横方向に広がる中心部分とを有するガラスリボンの供給源を提供するステップ、
   （ＩＩ）前記ガラスリボンを前記供給源に対して下向きに、下降ゾーンに通過させるステップ、
   （ＩＩＩ）前記ガラスリボンを前記下降ゾーンの下流の曲げゾーンにおいて屈曲させるステップであって、前記ガラスリボンが、該曲げゾーンを通過している間、上方凹状表面を含んでいる、ステップ、
   （ＩＶ）前記ガラスリボンを前記曲げゾーンの下流の切断ゾーンへと通過させるステップ、
   （Ｖ）前記ガラスリボンを前記切断ゾーンにおいて屈曲させて、屈曲配置を有する屈曲ターゲットセグメントを前記切断ゾーン内で提供するステップ、および、
   （ＶＩ）前記切断ゾーン内において、前記エッジ部分の少なくとも一方を前記屈曲配置を有する前記屈曲ターゲットセグメントの前記中心部分から分離させるステップ、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記切断ゾーン内において前記エッジ部分の少なくとも一方を前記屈曲ターゲットセグメントの前記中心部分から分離させる間に、湾曲したエアバーで前記屈曲ターゲットセグメントを支持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ステップ（Ｖ）の際、前記ターゲットセグメントの前記屈曲配置が上向き凸状表面を含むように、前記ガラスリボンを屈曲させることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップが、前記屈曲ターゲットセグメントの前記上向き凸状表面の一部を、光送出装置を用いて加熱するステップを含むものであることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップが、前記上向き凸状表面の前記加熱された部分を、冷却剤流体を用いて冷却するステップをさらに含むものであることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記上向き凸状表面の一部を加熱するステップが、前記光送出装置のレーザビームが該レーザビームの細長い放射ゾーンで前記凸状表面の前記一部と接触するように、該レーザビームを成形するステップを含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 前記切断ゾーン内において前記エッジ部分の少なくとも一方を前記屈曲ターゲットセグメントの前記中心部分から分離させる間に、エアバーの上向き凸状支持表面で前記屈曲ターゲットセグメントを支持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
8. ステップ（Ｖ）の際、前記ターゲットセグメントの前記屈曲配置が上向き凹状表面を含むように、前記ガラスリボンを屈曲させることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
9. 前記エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップが、前記ターゲットセグメントの前記上向き凹状表面の一部を、光送出装置を用いて加熱するステップを含むものであることを特徴とする請求項８記載の方法。
10. 前記エッジ部分の少なくとも一方を分離させるステップが、前記上向き凹状表面の前記加熱された部分を、冷却剤流体を用いて冷却するステップをさらに含むものであることを特徴とする請求項９記載の方法。
11. 前記上向き凹状表面の一部を加熱するステップが、前記光送出装置からのレーザビームが該レーザビームの細長い放射ゾーンで前記凹状表面の前記一部と接触するように、該レーザビームを成形するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
12. 前記切断ゾーン内において前記エッジ部分の少なくとも一方を前記屈曲ターゲットセグメントの前記中心部分から分離させる間に、エアバーの上向き凹状支持表面で前記屈曲ターゲットセグメントを支持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８記載の方法。
13. 前記供給源がコイル状ガラスリボンスプールを含み、かつ、ステップ（ＩＩ）の際に前記ガラスリボンを下向きに通過させるために、前記コイル状ガラスリボンスプールから前記ガラスリボンを解くステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
14. 前記供給源がダウンドローガラス成形装置を含み、かつ、ステップ（ＩＩ）の際に前記ガラスリボンを下向きに通過させるために、前記ダウンドローガラス成形装置から前記ガラスリボンを下方へ融合延伸するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
15. ステップ（ＶＩ）の後に、前記ガラスリボンの前記中心部分をコイル状に巻いて保管用ロールとするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
16. 前記曲げゾーン内の前記ガラスリボンに溜め部分を設けるよう、前記曲げゾーン内の前記ガラスリボンの下方部分を前記切断ゾーン内の前記屈曲ターゲットセグメントより低い位置にすることを特徴とする請求項１から１５いずれか１項記載の方法。

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