JP6283095B2 - ガラスリボンの搬送方法及び搬送装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１３年５月３日出願の米国仮特許出願第６１／８１９２２３号の優先権を主張するものであって、その記載内容に依拠し、参照により、全内容を本明細書に援用するものである。

本開示はガラスリボンを搬送する方法及び装置に関し、特には、接触させずにガラスリボンを搬送する搬送装置、及びガラスリボンと支持装置との間の接触を回避した、ガラスリボンを搬送する方法に関するものである。

一般に、ガラス製造装置を用いて、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオード・ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、あるいはその他の表示用途に用いられる板ガラスのような様々なガラス製品が形成される。形成ウェッジを越えて溶融ガラスを下方に流し、ガラスリボンの対向する部分に形成されたビードに係合させるエッジ・ローラーを用いて板ガラスが製造されることが知られている。一般に、水平経路に沿って移動する際、ガラスリボンが1つ以上の空気バーによって支持される。空気バーによって空気のクッションが生成され、それによって空気バーとの物理的接触を回避しながら、リボンの支持が容易となる。このように、空気バーによって、ガラスリボンに接触することなく理想的に支持されるため、ガラスリボンの初期の表面が保持される。空気バーを使用しても、非接触支持方法の一部の手順において、限定的な接触が頻繁に起きる可能性がある。例えば、リボン切断手順におけるクーラント噴射の結果、ガラスの表面に空気バーと物理的に接触する窪みが生じる可能性がある。このような物理的接触が生じたとき、物理的接触を制御することによって、ガラスリボンの局部的な損傷を回避若しくは最小限に抑制したいという要望がある。また、結果として生じたガラスの損傷にアクセス及び／又はプロセスを修正し、その後のガラスの損傷を回避する努力の一環として、接触事象を検出したいという要望がある。

コスト効率の良い方法で物理的接触事象の検出を容易にすることによって、ガラスリボンの品質を向上させる必要がある。

第１の実施態様は、支持装置であって、ガラスリボンをこの支持装置の上で支持する流体のクッションを有する支持装置の上にガラスリボンを搬送するステップ（Ｉ）を有するガラスリボンの搬送方法である。本方法は、ガラスリボンと支持装置との間の物理的接触事象を、その物理的接触事象に関連付けられた音響信号を検出することによって監視するステップ（ＩＩ）を更に有する。

第１の態様の１つの例において、本方法はガラスリボンを切断するステップを更に有し、ステップ（ＩＩ）における物理的接触事象が、ガラスリボンを切断するステップの間において、ガラスリボンが支持装置に物理的に接触するタッチ・ダウン事象である。例えば、ステップ（ＩＩ）の後に、本方法は、検出した音響信号のフィードバックを用いて、自らを修正するステップ（ＩＩＩ）を更に有することができる。例えば、ステップ（ＩＩＩ）により、ガラスリボンを切断する次のステップにおいて、より一貫性のあるタッチ・ダウン事象が生じるように自らを修正することができる。別の例において、ステップ（ＩＩＩ）により、ガラスリボンを切断する次のステップにおいて、より安定したタッチ・ダウン事象が生じるように自らを修正することができる。

第１の態様の別の例において、ステップ（ＩＩ）の後に、本方法は、検出された音響信号のフィードバックを用いて、自らを修正するステップ（ＩＩＩ）を更に有することができる。

第１の態様の更に別の例において、ステップ（ＩＩ）により、音響信号がガラスリボン内を伝搬する音響信号として検出される。

第１の態様の更に別の例において、ステップ（ＩＩ）により、音響信号が支持装置内を伝搬する音響信号として検出される。

第１の態様の別の例において、ステップ（Ｉ）において、支持装置が流体のクッションを生成する流体バーとして提供される。

第１の態様の別の例において、ステップ（Ｉ）において、流体のクッションが空気のクッションとして提供される。

第１の態様の更に別の例において、本方法は、物理的接触事象の発生時に関連した自らの処理特性を記憶するステップ（ＩＩＩ）を更に有する。１つの例において、本方法は、ステップ（ＩＩＩ）において記憶された処理特性に基づき、自らを制御するステップ（ＩＶ）を更に有する。

第１の態様の更に別の例において、本方法は、ステップ（ＩＩ）において検出された音響信号を分析することにより、物理的接触事象の特徴を明らかにするステップを更に有する。

上述した第１の実施態様は、単独又は第１の態様の任意の例若しくは例の組合せと組み合わせて実施することができる。

第２の実施態様は、流体のクッションを用いて、ガラスリボンをその上に支持するように構成された支持装置を備えたガラスリボンの搬送装置である。本装置はガラスリボンと支持装置との間の物理的接触事象を、その接触事象に関連付けられた音響信号を検出することによって監視するように構成された音響センサーも備えている。

第２の態様における１つの例において、本装置は、コントローラを更に備え、コントローラによって、音響センサーが検出した音響信号に基づき、自らの動作が修正される。

第２の態様における別の例において、本装置は、記憶装置を更に備え、物理的接触事象の発生時に関連した自らの処理特性が記憶装置に記憶される。例えば、本装置は、コントローラを更に備え、コントローラによって、記憶装置に記憶された処理特性に基づき、自らの動作を修正することができる。

第２の態様における１つの例において、音響センサーが支持装置に取り付けられ、支持装置内を通過する音響信号が検出される。

第２の態様における別の例において、音響センサーがガラスリボンを監視するように構成され、ガラスリボン内を通過する音響信号が検出される。

第２の態様における更に別の例において、支持装置が流体のクッションを生成するように構成された流体バーを備えている。

上述した第２の実施態様は、単独又は第２の態様の任意の例若しくは例の組合せと組み合わせて実施することができる。

添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、これ等及びその他の態様がより良く理解できる。
ガラスリボンを製造する装置の一例を示す概略図。 図１の装置の２−２線断面図。 上に凸を向けた支持面を有する切断支持装置の一例を示す、図２の装置の３−３線断面図。 図３の装置の概略及びガラスリボン製造装置のガラスリボンの搬送装置を示す図。 ガラスリボンの搬送方法におけるステップの例を示すフローチャート。

以下、例示的な実施の形態を示す添付図面を参照しながら、例について詳細に説明する。図面全体を通し、同一若しくは同様の部品には可能な限り同一の参照符号を使用している。しかし、態様は多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に記載の実施の形態に限定されると解釈されるものではない。

ガラスリボンの搬送方法及び装置が提供される。このような方法は、後にガラス板に加工され、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）、有機発光ダイオード・ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、あるいはその他の用途に組み込むことができる、柔軟なガラスリボンを製造する装置に提供することができる。

図１は柔軟なガラスリボン１０３を製造する装置１０１を示す図である。広範囲のガラスリボン供給源によって、ガラスリボン１０３を供給することができる。図１はガラスリボン１０３の２つの例示的な供給源１０５を示しているが、別の例では別の供給源を用意することができる。例えば、図１に示すように、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を含むことができる。概略的に示すように、ダウン・ドロー・ガラス成形装置１０７は溝槽１１１の底部に形成ウェッジ１０９を有することができる。動作中、溶融ガラス１１３が溝槽１１１から溢れ出し、形成ウェッジ１０９の対向する側面１１５、１１７を流下することができる。その後、２つの溶融ガラス・シートは、形成ウェッジ１０９の根底部１１９から引き出される際に融合する。このように、ガラスリボン１０３を下方に融合牽引して、形成ウェッジ１０９の根底部１１９から下方１２１に移動させることができる。ガラスリボン供給源１０５の別のダウン・ドロー成形方法には、フュージョン、アップ・ドロー、フロート、ロール・プレス、スロット・ドロー、リドロー、あるいはその他の成形方法がある。供給源及び製造方法に関係なく、ガラスリボン１０３の厚さは、場合により、≦５００マイクロメートル、≦３００マイクロメートル、≦２００マイクロメートル、あるいは≦１００マイクロメートルとすることができる。ガラスリボン１０３の幅は、場合により、≧２０ｍｍ、≧５０ｍｍ、≧１００ｍｍ、≧５００ｍｍ、あるいは≧１０００ｍｍとすることができる。ガラスリボン１０３は、場合により、ソーダ石灰、ホウケイ酸、アルミノホウケイ酸、アルカリ含有、無アルカリを含みこれに限定されない様々な組成を有することができる。ガラスリボン１０３は、場合により、≦１５ｐｐｍ／℃、≦１０ｐｐｍ／℃、あるいは≦５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有することができる。ガラスリボン１０３は、進行方向１１２に沿って様々な速度で移動することができる。

図２の断面図に示すように、ガラスリボン１０３は一対の対向する縁部分２０１、２０３、および対向する縁部分２０１と２０３との間に広がる中央部分２０５を有することができる。ダウン・ドロー融合プロセスにより、ガラスリボンの縁部分２０１、２０３はそれぞれ対応する、ガラスリボン１０３の中央部２０５の対向する面１３９と１４１との間に画成される厚さ“Ｔ２”より大きい厚さ“Ｔ１”のビード２０７、２０９を有することができる。ガラスリボン１０３を処理することによって薄い中央部分２０５を例えば、厚さ“Ｔ２”のガラスリボンが約２０マイクロメートル〜約３００マイクロメートル、例えば、約５０マイクロメートル〜約３００マイクロメートル、例えば、約８５マイクロメートル〜約１５０マイクロメートルとなるよう装置１０１を設計することができるが、別の例においては別の厚さを有するガラスリボンを加工することができる。

図１に戻り、ガラスリボン１０３の別の例示的な供給源１０５がガラスリボン１０３の巻取りスプール１２４から成ることができる。例えば、ダウン・ドロー・ガラス成形装置１０７によって延伸された後、例えば、ガラスリボンを巻取りスプール１２４に巻設することができる。供給源１０５が巻取りスプール１２４の場合には、ガラスリボン１０３の巻取りスプール１２４からガラスリボン１０３を巻き戻して下方１２１に沿って移動させることができる。

装置１０１は、流体のクッションによってその上にガラスリボンを支持するよう構成された、任意としての屈曲支持装置１３５を更に含むことができる。例えば、ガラスリボンの下側部分１３７の高さが 切断区域１４７につながる支持部分を通過するガラスリボンの横走行の高さより低い例において、任意としての屈曲支持装置１３５を備えることができる。屈曲支持装置１３５を備えた場合、屈曲支持装置１３５に対するガラスリボン１０３の支持表面１４１の接触の抑止、例えば、回避が容易になるように設計することができる。

本装置は切断支持装置１４９を備えることができる切断区域１４７を更に含むことができる。図示のように、切断支持装置１４９は、任意として、切断区域１４７においてガラスリボン１０３を屈曲させて、屈曲の向きを切断区域１４７内とする、屈曲対象セグメント１５１を設けるように構成することができる。切断区域１４７内において対象セグメント１５１を屈曲させることが、切断中におけるガラスリボン１０３の安定化に役に立つ。このような安定化が、切断中における座屈又はガラスリボン１０３の少なくとも１つの対向する縁部分２０１、２０３における中央部分２０５からのガラスリボン・プロファイルの乱れを回避する上で役に立つ。一部の例において、切断区域１４７によって、≦５００ｍｍ、≦３００ｍｍ、≦２００ｍｍ、≦１００ｍｍ、あるいは≦５０ｍｍの半径で中央部分２０５を屈曲できる可能性があるエッジ品質をもたらすことができる。

切断支持装置１４９を備えた場合、切断支持装置１４９に対するガラスリボン１０３の支持表面１４１の接触の抑止、例えば、回避が容易になるように設計することができる。更に、切断支持装置１４９は切断区域１４７内において屈曲対象セグメント１５１を設けることができると共に、切断区域１４７全体を通してガラスリボン１０３の硬さを増すことができる。切断区域１４７全体を通してガラスリボン１０３の硬さを増すことが、入って来るリボン１０３の自然な形状変化による向きの変化を抑制する上で役に立つ。また、切断区域１４７全体を通してガラスリボン１０３の硬さを増すことが機械的摂動や振動が切断プロセスに与える影響を抑制することもできる。

上述のように、屈曲の向きが切断区域１４７内となる屈曲対象セグメント１５１を設けることにより、切断中におけるガラスリボン１０３を容易に安定させることができる。このような安定化が、切断中における座屈又は少なくとも１つの対向する縁部分２０１、２０３におけるガラスリボン・プロファイルの乱れを回避する上で役に立つ。更に、屈曲対象セグメント１５１の屈曲の向きによって対象セグメントの硬さが増し、屈曲対象セグメント１５１の横方向の任意の微調整が可能になる。このように、ガラスリボン１０３の中央部分２０５から対向する縁部分２０１、２０３の少なくとも一方を切断する間、ガラスリボン１０３の中心部分２０５の対向する初期の表面１３９、１４１が接触することなく、比較的薄いガラスリボン１０３を効果的に安定させ適切に横方向に向けることができる。

ガラスリボン１０３の屈曲対象セグメント１５１の安定化及び強化は、対象セグメントを屈曲することにより、進行方向１１２を横切る軸２１７の方向に沿って上に凸の表面及び／又は上に凹の表面を含むようにすることによって達成される。例えば、図３に示すように、屈曲対象セグメント１５１は、上に凸を向けた表面３１３と同じ屈曲の向きをなしている。本開示の例は、切断支持装置１４９の上に凸を向けた支持面３１５によって屈曲対象セグメント１５１を支持することを含むことができる。更に図３に示すように、上に凸を向けた支持面３１５を有する切断支持装置１４９を備えることにより、切断区域１４７において、ガラスリボン１０３を同様に屈曲させて図示のような上に凸を向けた表面３１３と同じ屈曲の向きを得ることができる。

装置１０１は ガラスリボン１０３の中央部分２０５から縁部分２０１、２０３を切断するように構成された幅広い範囲の切断装置を更に備えることができる。１つの例において、図１に示すように、１つの例示的なガラス切断装置１５３が光を照射することによって屈曲対象セグメント１５１の上に向いた表面の一部を加熱する光送出装置１５５を備えることができる。１つの例において、光送出装置１５５は、例えば、図示のＣＯ_２レーザー１６１のような放射源を含むことができるが、別の例においては、別の種類のレーザー若しくは放射源を備えることができる。送出装置１５５は円偏光子１６３、ビーム拡大器１６５、及びビーム整形装置１６７を更に含むことができる。まず、断面（即ち、長手方向の軸に直角な断面）が実質的に円形を成すレーザー・ビーム１６９を発することができるようにレーザー１６１を構成することができる。光送出装置１５５は、ガラスリボン１０３に入射する際、レーザー・ビーム１６９の形状が著しく細長くなるように変換する機能を有している。図２に示すように、この細長い形状によって、図示の楕円形フット・プリントを含む細長い放射区域２２７をもたらすことができるが、別の例においては別の形状が可能である。楕円形のフット・プリントは、屈曲対象セグメント１５１の上に凸を向けた表面３１３若しくは上に凹を向けた表面（図示せず）に配置することができる。細長い放射区域２２７によってガラスリボン１０３の全厚さを通して加熱することができる。

更に図１に示すように、例示的なガラス切断装置１５３は、屈曲対象セグメント１５１の上向きの表面の加熱部分を冷却するように構成されたクーラント流体供給装置１５９を更に備えることができる。クーラント流体供給装置１５９はクーラント・ノズル１７７、クーラント源１７９、及びクーラントをクーラント・ノズルに搬送することができる関連コンジット１８１を含むことができる。図１に示すように、入射加熱が行われたガラスリボン１０３の面と同じ面１３９に対して強制流体冷却を行うことができる。

図３において、屈曲対象セグメント１５１の上に向いた表面３１３に対し、クーラント流体のクーラント噴射３１７が供給されるように、クーラント・ノズル１７７を構成することができる。クーラント・ノズル１７７は様々な内径を有することができ、所望の大きさの冷却区域３１９を形成することができる。細長い放射区域２２７と同様に、クーラント・ノズル１７７の直径及びそれに続くクーラント噴射３１７の直径は、特定の処理条件に応じて変更することができる。一部の実施の形態において、クーラント（冷却区域）が直接作用するガラスリボンの領域が放射区域２２７の短軸より短い直径を有することができる。しかし、別の特定の実施の形態においては、例えば、速度、ガラスの厚さ、レーザー出力などの処理条件に基づき、冷却区域の直径が放射区域２２７の短軸より大きいことがあり得る。事実、クーラント噴射の（断面）形状は円形以外であってよく、例えば、ガラスリボンの表面に円形スポットではなく線を形成する扇形の形状を有することができる。線形の冷却区域は、例えば、細長い放射区域２２７の長軸に垂直な方向に向けることができる。別の形状も有益であり得る。

１つの例において、クーラント噴射３１７が水を含んでいるが、ガラスリボン１０３の屈曲対象セグメント１５１の上に向いた表面３１３を汚染若しくは損傷しない任意の適切な冷却流体（例えば、液体噴射、流体噴射、あるいはその組合せ）であってよい。クーラント噴射３１７をガラスリボン１０３の表面に供給することにより、冷却区域３１９を形成することができる。図示のように、冷却区域３１９は、細長い放射区域２２７の後に続き、以下に詳細に説明する本開示の側面によって形成される初期不良を知らせることができる。

レーザー装置１５５と冷却装置１５９による加熱と冷却の組合せによって、他の切断技術では形成される恐れがある、中央部分２０５の対向する端部２２４、２２６における望ましくない残留応力、微小亀裂、あるいはその他の異常を抑制若しくは排除しながら、縁部分２０１、２０３を中央部分２０５から効果的に切断することができる。更に、切断区域１４７内における屈曲対象セグメント１５１の屈曲の向きにより、切断処理の間ガラスリボン１０３を適切に安定配置することができるため、対向する端部２２４、２２６の正確な切断が容易となる。更に、上に凸を向けた支持面３１５の凸状の表面トポグラフィーにより、縁部分（例えば、図３の２０１参照）が中央部分２０５から離れる方向に直ちに移動できるため、その後、縁部分が初期の面１３９、１４１、及び／又は中央部分２０５の対向する高品質な端部２２４、２２６と係合（従って損傷）する可能性が低下する。

図１に戻り、装置１０１はガラスリボン１０３の切断された縁部分２０１、２０３及び／又は中央部分２０５を更に処理するように構成された構造体を切断区域１４７の下流に備えることができる。例えば、切り取られたセグメントを廃棄若しくは再利用するために、切り刻む、細断する、破壊する、あるいは圧縮するための１つ以上のガラスリボン・チョッパー１８３を備えることができる。

ガラスリボン１０３の中央部分２０５をガラス板に切断し、光学部品に組み込むために更に処理することができる。例えば、装置１０１は、ガラスリボン１０３の移動方向１１２を横断する軸２１７に沿ってガラスリボン１０３の中央部分２０５を切断するように構成された別の切断装置（図示せず）を備えることができる。別の方法として、図１に示すように、ガラスリボン１０３の中央部分２０５を巻取りスプール１８５に巻設して後で処理することができる。図示のように、縁部分２０１、２０３が除去されると、対応するビード２０７、２０９も除去される。ビードを除去することによって、最小曲げ半径が小さくなり、ガラスリボン１０３の中央部分２０５をより効率的に巻取りスプール１８５に巻設することができる。

更に図１に示すように、装置１０１は、切断区域１４７の下流に、ガラスリボン１０３の少なくとも中央部分２０５を案内するための任意としての１つ以上の切断後支持装置も備えることができる。そのような切断後支持装置を備えた場合、切断後支持装置に対するガラスリボン１０３の支持表面１４１の接触の抑止、例えば、回避が容易になるように設計することができる。例えば、図示のように、装置は最終処理のために中央部分２０５を案内する第１の切断後支持装置１８８及び第２の切断後支持装置１９０を備えることができる。２つの支持装置を示しているが、別の例においては、１つ若しくは２つを越える支持装置を備えることができる。更に図示するように、切断された縁部分をガラスリボン・チョッパーに案内することができる、任意としての縁部分支持装置１９１を更に備えることができる。縁部分支持装置を備えた場合、縁部分支持装置に対するガラスリボン１０３の支持表面１４１の接触の抑止、例えば、回避が容易になるように設計することができる。このように、任意としての縁部分支持装置１９１によって、縁部分がガラスリボン・チョッパー１８３に進む際の拘束及び／又は制限された動きを減らすことができる。

上述のように、装置１０１は、ガラスリボン１０３の支持表面１４１に対する接触の抑止、例えば、回避が容易になるように設計された１つ以上の支持装置を備えることができる。１つの例において、支持装置は、ガラスリボンの支持表面１４１の接触の抑止に役立つ流体クッション（例えば、空気クッション）を生成するように構成された流体バー（例えば、空気バー）を含むことができる。例えば、例示的な支持装置は、屈曲支持装置１３５、切断支持装置１４９、切断後支持装置１８８、１９０、縁部分支持装置１９１、あるいはガラスリボン１０３の支持表面１４１の接触を容易に抑止できるように構成されたその他の支持装置によって示されるように、１つ以上の空気バーを備えることができる。本開示の態様によるガラスリボンの搬送装置の一部として、装置１０１の任意の支持装置を組み込むことができる。更に、他のプロセスにおいて、各種のガラスリボンの搬送装置を使用し、流体のクッションによって、支持装置の上にガラスリボンを支持することができる。

一例として、切断支持装置１４９を組み込んだガラスリボンの搬送装置４０１ａを図３及び４に概略的に示す。追加若しくは代替として、図１に概略的に示すように、装置１０１はそれぞれ屈曲支持装置１３５、切断後支持装置１８８、１９０、及び縁部分支持装置１９１を同様に組み込んだ１つ以上のガラスリボンの搬送装置４０１ｂ〜ｅを更に含むことができる。

他のガラスリボンの搬送装置（例えば、４０１ｂ〜ｅ）も同一若しくは同様の態様を成すことができることを理解した上で、１つの例示的なガラスリボンの搬送装置４０１ａの態様について以下に説明する。本開示の支持装置の態様は、流体のクッションによって支持装置の上にガラスリボンを支持するように構成されている。例えば、図３は流体のクッションによって、ガラスリボン１０３をその上に支持するように構成された切断支持装置１４９を示している。例えば、気体、液体、あるいは蒸気のような広範囲の流体を使用することができる。図示のように、切断支持装置１４９は、例えば、空気若しくはその他のガスのような気体クッション３０７によって、支持装置１４９の上にガラスリボン１０３を支持することができる。図示していなが、ガラスリボン１０３の初期の表面の維持に役立つように気体をろ過することができる。例えば、図示していないが、ガラスリボンの搬送装置４０１ａはＨＥＰＡフィルター若しくはその他のろ過装置を含むことができる。

本開示の支持装置は、例えば、実質的に平面、凹面、凸面、あるいはその他の表面形状のような広範囲の支持面を有することができる。例えば、図３に示すように、切断支持装置１４９は、任意として、流体のクッション３０７によって、切断支持装置１４９の上に屈曲対象セグメント１５１を支持するように構成された、図示の上に凸を向けた支持面３１５有することができる。

本開示の支持装置は、軸２１７の方向におけるガラスリボン１０３の全幅に沿って延びるよう設計することができる。別の方法として、図２に示すように、複数の切断支持装置１４９をガラスリボン１０３の幅に沿って一列に並べることができる。複数の切断支持装置１４９を備えることにより、ガラスリボン１０３の幅に沿って、各々の切断支持装置１４９を個々に制御することができ、所望の横方向流体クッション支持プロファイルに合わせることが容易となり、ガラスリボン１０３の幅に沿った異なる支持要件に対応することができる。

図３において、切断支持装置１４９は、そこを通して屈曲対象セグメント１５１に向けて流体流３０５（例えば、空気流）を強制することにより、屈曲対象セグメント１５１を非接触支持及び／又は制御された物理的接触事象を伴う支持を行う流体クッション３０７を生成できる正圧ポート３０３を提供するように構成された複数の通路３０１を備えることができる。任意として、複数の通路３０１は、流体流３１１（例えば、空気流）を屈曲対象セグメント１５１から引き離して、正圧ポート３０３の力に部分的に対抗する吸引力を生成できる負圧ポート３０９を含むことができる。正負の圧力ポートを組み合わせることによって、切断処理全体を通した屈曲対象セグメント１５１の安定化に役立つ。事実、正圧ポート３０３は、ガラスリボン１０３の中央部分２０５と切断支持装置１４９との間における、流体クッション３０７の所望の高さを維持する上で役に立つ。同時に、負圧ポート３０９は、切断支持装置１４９に向けてガラスリボンを引っ張ることにより、ガラスリボン１０３の波打ちの防止及び／又は屈曲対象セグメント１５１の一部が進行方向１１２に向けて切断支持装置１１９を横切る際の遊離を防止する上で役に立つ。

本開示のガラスリボンの搬送装置は、物理的接触事象に関連付けられた音響信号を検出することにより、ガラスリボンと支持装置との間の物理的接触事象を監視するように構成された１つ以上の音響センサーを更に含んでいる。例えば、図４は切断支持装置１４９に取り付けられ、切断支持装置１４９内を通過する音響信号４１５を検出することができる第１の音響センサー“Ｓ１”を示している。第１の音響センサー“Ｓ１”は様々な位置に取り付けることができる。一部の例において、物理的な接触の回避若しくは制御を目的として、音響センサーを戦略的に配置することができる。例えば、物理的な接触事象が発生する代表的な位置、例えば、クーラント噴射３１７に関連した窪みの近傍に音響センサーを取り付けることができる。別の例において、例えば、ガラスの供給、搬送、及びスプール処理の近傍、あるいはその他の場所など、物理的接触事象がプロセスの安定化にとって重大である場所に取り付けることができる。

図示の例に示すように、第１の端部４０３ａに第１の音響センサー“Ｓ１”を取り付けることができるが、第２の端部４０３ｂや切断支持装置１４９の上部、下部、あるいはその他任意の場所に取り付けることができる。更に、第１の音響センサー“Ｓ１”を単独で備えることも別のセンサーと組み合わせて備えることもできる。例えば、図示の例に示すように、リボン搬送装置４０１ａは、切断支持装置１４９に取り付けることにより、切断支持装置１４９内を通過する音響信号を同様に検出することができる任意としての第２のセンサー“Ｓ２”を更に含むことができる。例えば、第１及び第２の音響センサーを互いに対向する位置に取り付けることができる。例えば、図４に示すように、第１の音響センサー“Ｓ１”を第１の端部４０３ａに取り付け、第２の音響センサー“Ｓ２”を第１の端部４０３ａの反対側に位置する第２の端部４０３ｂに取り付けることができる。複数のセンサーを備えることにより、センサーの１つが別のセンサーより物理的接触事象の近くに位置することができるため、弱い物理的接触事象を検出する機会を容易に増やすことができる。追加若しくは代替として、多数の音響センサーを備えることにより、対応する音響センサーによって受信される相対信号強度に応じて、物理的接触事象のおおよその位置を求めるが容易になる。

更に図３及び４に示すように、音響センサー“Ｓ１”、“Ｓ２”に追加若しくはその代替として、リボン搬送装置４０１ａは、ガラスリボン１０３を監視し、ガラスリボン１０３を通過する音響信号４１７を検出するように構成された音響センサー“Ｓ３”を更に含むことができる。例えば、音響センサー“Ｓ３”は、ガラスリボン１０３そのものから直接音響波４１７の擾乱を検出する光学レーザー振動計若しくは干渉計を含むことができる。

図４に示すように、リボン搬送装置４０１ａは、コントローラ４０５も備え、コントローラ４０５によって、音響センサーが検出した音響信号に基づき、自らの動作を修正することができる。コントローラ４０５は、それぞれの通信線“Ｌ１”、“Ｌ２”、“Ｌ３”を介して通信する、１つ以上のセンサー“Ｓ１”、“Ｓ２”、“Ｓ３”を備えることができるが、別の実施の形態においては無線通信が可能である。このように、コントローラ４０５は、（例えば、通信線を介して）センサーから情報を受信して、物理的接触事象の判定及び／又は音響信号の分析により物理的接触事象の特徴を判定することができる。コントローラ４０５を装置１０１の別の装置と更に通信させることにより、自らの動作を修正することができる。例えば、ガラスリボン１０３の供給速度、クーラント噴射３１７の加圧、あるいは装置のその他の側面を修正するようにコントローラ４０５を設計することができる。図４に示すように、コントローラ４０５を、流体の正圧源４１１ａと流体連通させることができる管路４０９ａ内の流体流を制御するように設計できる流体マニホールド４０７と通信させることができる。一部の例において、任意としての負圧源４１１ｂと流体連通させることができる、任意としての第２の管路４０９ｂ内の流体を制御するように流体マニホールド４０７を設計することもできる。このように、流体マニホールドによって、切断支持装置１４９内を通過する正の流体流３０５及び／又は負の流体流３１１を制御することができる。一部の例において、コントローラ４０５によって、圧力ポート３０３、３０９を通して流体マニホールド４０７を操作することにより（例えば、弁を個別に制御することにより）、流体流を個別に制御し所望の圧力プロファイルを得ることができる。

更に、リボン搬送装置４０１ａは、記憶装置４１３も備え、例えば、物理的接触事象の発生時に関連した自らの特性のような、装置１０１の処理特性を記憶装置４１３に記憶することができる。例えば、記憶装置４１３は、正圧源４１１ａ内の空気圧、空気クッション３０７の高さ、クーラント噴射３１７の圧力、ガラスリボンの供給速度、あるいはその他の処理特性を記憶することができる。一部の例において、記憶装置４１３に記憶された処理特性に基づき、コントローラ４０５によって、自らの動作を修正することができる。例えば、コントローラ４０５が、記憶装置４１３に記憶された情報をマニホールド４０７の制御アルゴリズムによって処理することにより、空気クッション３０７の所望の圧力プロファイルを得ることができる。

以下、装置１０１を使用してガラスリボンを製造する方法について説明する。図１に示すように、本方法は、供給源１０５に対しガラスリボン１０３を下方１２１に移動させるステップを含むことができる。図示のように、ガラスリボン１０３は下方１２１に実質的に垂直に移動することができるが、別の例においては下方１２１に角度を付けることがで、ガラスリボン１０３が下方に対し傾斜して移動することができる。図示していないが、ガラスリボン１０３がスプール、例えば、１２４に巻設して供給される場合には、下方に少し移動若しくは全く移動せずに、切断装置に対しスプールから実質的に水平方向に移動することができる。

図５に移り、本方法は開始点５０１で開始することができ、上にガラスリボンを支持する、例えば、空気のクッションのような流体のクッションを有する支持装置の上にガラスリボン１０３を搬送するステップ５０３を備えている。上述のように、支持装置は流体のクッションを生成するように構成された流体バーを備えることができる。一部の例において、流体バーは空気クッションを生成するように構成された空気バーを含むことができる。本方法は、例えば、屈曲支持装置１３５、切断支持装置１４９、切断後支持装置１８８、１９０、縁部分支持装置１９１、及びその他の支持装置を含むことができる各種の流体バー（例えば、空気バー）の上など、１つ以上の支持装置の上にガラスリボン１０３を搬送することができる。

本方法はガラスリボン１０３と支持装置との間の物理的接触事象に関連付けられた音響信号を検出することにより、ガラスリボン１０３と支持装置との間の物理的接触事象を監視するステップ５０５を更に備えることができる。図４に示すように、１つの例において、本方法は、音響信号を、支持装置内を伝搬する音響信号４１５として検出することができる。事実、図４に示すように、接触事象によって、切断支持装置１４９内を伝搬し、センサー“Ｓ１”及び／又は“Ｓ２”によって検出可能な音響信号４１５が発生する可能性がある。接触事象が第１の音響センサー“Ｓ１”に近いため、このセンサーによって検出される信号の方が第２の音響センサー“Ｓ２”によって検出される信号より強い可能性がある。このように、第１センサーと第２センサーとの信号比に基づき、物理的接触事象の位置を判定することができる。この情報は、例えば、その後の調査のために、ガラスリボンの特定の領域の位置を特定することが望まれている場合に有益である。

更に図４に示すように、別の例において、本方法は、音響信号を、ガラスリボンを伝搬する音響信号４１７として検出することができる。事実、図４に示すように、接触事象によって、ガラスリボン１０３内を伝搬し、センサー“Ｓ３”によって直接検出可能な音響信号４１７が発生する可能性がある。

図５に戻り、物理的接触事象が検出されない場合には、処理は経路５０７に沿って物理的接触事象を監視するステップ５０５にループ・バックすることができる。反対に、接触事象が検出された場合には、パス５０９ａ、５０９ｂ、５０９ｃで示すように、本方法は各種の例示的なステップに進むことができる。例えば、本方法は、パス５０９ａに沿って、ステップ５０５において検出された音響信号を分析することによって、物理的接触事象の特徴を明らかにするステップ５１１に進むことができる。例えば、信号の位置、信号の強度若しくはプロファイルを分析することができる。１つの例において、センサーから得た情報の分析に基づき、接触期間、接触強度、接触力の一貫性、あるいはその他の特徴を明らかにすることができる。パス５１３で示すように、本方法は次に終点５１５に進むことができる。

別の例において、本方法は、ステップ５１１からパス５１７に沿って、又はパス５０９ｂに沿って直接、物理的接触事象発生時に関連付けられたガラスリボン搬送方法の処理特性を記憶するステップ５１９に進むことができる。例えば、取得した情報に基づき、記憶装置４１３の処理特性データベース５２１に処理特性を追加して、プロセスを改善するための今後の参考とすることができる。例えば、処理特性は、ステップ５１１において明らかにされた物理的接触事象の特性とすることができる。別の例において、処理特性は、ガラスリボンの搬送若しくは製造方法の動作条件を含むことができる。例えば、処理特性はガラスリボン１０３の供給速度、クーラント噴射３１７の加圧力、クッション３０７に関連した、例えば、流体圧力、クッションの高さ、あるいはその他の特性を含むことができる。

次に、本方法はプロセスの終点５１５又はステップ５１９において記憶された処理特性に基づき、ガラスリボン搬送方法を制御するステップ５２３に進むことができる。例えば、コントローラ４０５は、本装置の各種装置に送り、ガラスリボンの搬送方法を制御することができるコマンドを決定するための各種のアルゴリズム５２５に記憶装置４１３に記憶されたデータベース５２１からの情報を入力することができる。例えば、ステップ５２３において、マニホールド４０７を制御し、流体のクッション３０７の特性を修正することによって、その後の接触事象を修正することができる。

従って、本開示の方法は、検出された音響信号からのフィードバックを用いてガラスリボンの搬送方法を修正することができる。１つの例において、本方法はガラスリボンを切断するステップを含むことができる。図３に示すように、クーラント噴射３１７の力が屈曲支持装置１３５によるバイアスに対抗するのに十分であって、図示のように、ガラスリボン１０３の突起３２５が屈曲支持装置１３５に物理的に接触する物理的な接触界面３２１において物理的接触事象が発生する可能性がある局部的な変形が生じる場合がある。図示のように、局部的な変形により、ガラスリボン１０３の外向きの表面１３９に窪み３２３生じ、対応する対向突起３２５がガラスリボン１０３の下向きの表面１４１に生じる可能性がある。このように、ステップ５０５において検出される物理的接触事象には、ガラスリボンの切断ステップの間において、支持装置に対しガラスリボンが物理的に接触するタッチ・ダウン事象が含まれている。次に、本方法はステップ５１１及び５１９の１つ若しくはそれ以上のステップを経て、検出された音響信号のフィードバックを用いてガラスリボンの搬送方法を修正するステップ５２３に進むことができる。１つの例において、ステップ５２３により、ガラスリボンを切断する次のステップにおいて、より一貫性のあるタッチ・ダウン事象が生じるようにガラスリボンの搬送方法が修正される。例えば、接触事象が容認できる場合には、接触事象中に加えられる力の一貫性を制御することによって、例えば、ガラスの接触力の過度の変動を避けることができる。更に、ステップ５２３により、ガラスリボンを切断する次のステップにおいて、より安定したタッチ・ダウン事象が生じるようにガラスリボンの搬送方法を修正することができる。１つの例において、ステップ５２３によって、突起が切断支持装置１４９上を飛び跳ねるのを容易に回避することができる。このように、突起の飛び跳ねを抑止して、より一貫性のある安定したタッチ・ダウン事象をもたらすことによって、衝撃による損傷を回避することができる。

更に、本方法はフィードバックを得て、その後の接触事象を回避するように設計することができる。例えば、ステップ５２３によって接触を回避することができる。事実、接触事象の間に取得された情報に基づき、本装置のそれぞれの装置を調整することにより、その後の接触事象を回避することができる。

前記のように、本開示は各々が音響センサーを含む搬送装置及び各々がガラスリボンと支持装置との間の物理的な接触に関連付けられた音響信号の検出を含む方法を提供するものである。音響センサー及び音響信号を検出する方法によって、支持装置上における流体のクッション上に支持されたガラスリボンのタッチ・ダウンの検出、位置の特定、及び評価を低コストかつ効果的な方法で提供することができる。ガラス製造プロセスにおける、ガラスの供給、切断、搬送、及び巻取りの間において、このような物理的接触事象を監視することができる。物理的接触事象は、例えば、レーザーによる熱変形、窪みを形成するノズルの圧力、形成中における残留応力や歪のような多数の要因によって発生する可能性がある。物理的接触事象は連続的であったり断続的であったりする場合があり、位置を特定し評価することがプロセスの調整に役立つ。例えば、物理的接触事象の位置を特定することができる。別の例において、物理的接触の強さを測定することができる。その後、供給速度及び／又はガラス厚に関するプロセス・パラメータを調整することにより、タッチ・ダウン事象を回避することができる。更に、タッチ・ダウン事象を検出してプロセスを修正することによって、修正しなければガラスリボンを損傷する恐れがある、その後のタッチ・ダウン事象を回避することができる。その後の接触事象を回避することが、供給速度の増加、薄厚のガラス処理、ガラスリボンの巻取り若しくは切断時のプロセスの安定化等にとって特に重要である。

音響検出に基づく本開示の方法及び装置は、容易に拡張して、例えば、ガラスの供給から、レーザーによる切断、搬送、及び巻取りに至るガラスリボンを製造するプロセス全体における各種手順をカバーすることができる、低コスト、小型、信頼性が高く、かつ堅牢な解決方法を提供する。本方法は移動するガラスリボンとその下部にある支持装置との物理的接触事象の滑り摩擦を検出することができる。この音響検出技術は、両方が音響導波路として機能することができる支持装置及びガラスリボン内を音響波が長い距離伝搬することができるという点において、音響導波路効果を利用したものである。その結果、１つの音響センサーが比較的広い領域をカバーしてタッチ・ダウンを検出することができる。また、各々の処理装置に対し多数の小型の音響センサーを容易に取り付けることができ、製造装置全体若しくは大部分をカバーする検知ネットワークの構築及び／又は、例えば、三角測量技術によるタッチ・ダウン事象の正確な位置の特定のような、位置の特定に役立つ。

更に、本開示の音響監視により、例えば、プロセスの診断及び調整のために、ガラス厚、シート速度、空気ベアリング及び空気ノズルの圧力、ガラスの振動、レーザー出力と共に物理的接触事象を同時に監視及び記録することができる。

特許請求した本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、様々な改良及び変更が可能であることは当業者にとって明らかであると思われる。

１０１ ガラスリボンの製造装置
１０３ ガラスリボン
１３５ 屈曲支持装置
１４７ 切断区域
１４９ 切断支持装置
１５１ 屈曲対象セグメント
１５５ 光送出装置
１５９ クーラント流体供給装置
１７７ クーラント・ノズル
１８８、１９０ 切断後支持装置
３０１ 通路
３０３ 正圧ポート
３０７ 流体（空気）クッション
３０９ 負圧ポート
Ｓ１〜Ｓ３ センサー
４０１ａ〜ｅ ガラスリボンの搬送装置
４０５ コントローラ
４０７ マニホールド
４１３ 記憶装置
４１５、４１７ 音響信号

Claims (16)

1. ガラスリボンの搬送方法において、
   （Ｉ）流体のクッションを有する支持装置であって、該支持装置の該流体のクッションの上にガラスリボンを支持して、該ガラスリボンを搬送するステップ、
   （ＩＩ）前記ガラスリボンと前記支持装置との間の物理的接触事象であるタッチ・ダウン事象中に、前記ガラスリボンを切断するステップ、および、
   （ＩＩＩ）前記ガラスリボンと前記支持装置との間の前記タッチ・ダウン事象を、前記タッチ・ダウン事象に関連付けられた音響信号を検出することによって監視するステップと、
   を有してなることを特徴とするガラスリボンの搬送方法。
2. 前記ガラスリボンを切断するステップが、前記タッチ・ダウン事象が生じるように、クーラント噴射により前記ガラスリボンの変形を生じさせるステップを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記監視するステップ（ＩＩＩ）の後に、前記検出された音響信号からのフィードバックを用いて、自らを修正するステップ（ＩＶ）を更に有することを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 前記修正するステップ（ＩＶ）が、前記ガラスリボンを切断する次のステップの間において、より一貫性のあるタッチ・ダウン事象が生じるように自らを修正することを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記修正するステップ（ＩＶ）が、前記ガラスリボンを切断する次のステップの間において、より安定したタッチ・ダウン事象が生じるように自らを修正することを特徴とする請求項３記載の方法。
6. 前記監視するステップ（ＩＩＩ）が、前記音響信号を、前記ガラスリボン若しくは前記支持装置内を伝搬する音響信号として検出することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
7. 前記タッチ・ダウン事象の発生時に関連した、自らの処理特性を記憶するステップ（Ｖ）を更に有することを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の方法。
8. 前記自らの処理特性を記憶するステップ（Ｖ）において、記憶された処理特性に基づき、自らを制御するステップ（ＶＩ）を更に有することを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記監視するステップ（ＩＩＩ）において検出された音響信号を分析することにより、前記タッチ・ダウン事象の特徴を明らかにするステップを更に有することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の方法。
10. 前記支持装置が、複数の切断支持装置を含み、該複数の切断支持装置が、前記ガラスリボンの幅に沿って一列に並べられ、前記複数の切断支持装置の各々が個々に制御可能であることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項記載の方法。
11. 流体のクッションを用いて、ガラスリボンをその上で支持するように構成された支持装置と、
    前記ガラスリボンを切断する際の、前記ガラスリボンが前記支持装置に物理的に接触する、タッチ・ダウン事象を、該タッチ・ダウン事象に関連付けられた音響信号を検出することによって監視するように構成された音響センサーと、
    を備えたことを特徴とするガラスリボンの搬送装置。
12. 記憶装置を更に備え、前記タッチ・ダウン事象の発生時に関連した自らの処理特性が、前記記憶装置に記憶されることを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. コントローラを更に備え、該コントローラによって、前記記憶装置に記憶された処理特性若しくは前記音響センサーが検出した音響信号に基づき、自らの動作が修正されることを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 前記音響センサーが、前記支持装置に取り付けられ、該支持装置若しくは前記ガラスリボン内を通過する音響信号を検出することを特徴とする請求項１１〜１３いずれか１項記載の装置。
15. 前記タッチ・ダウン事象が、クーラント噴射により生成された前記ガラスリボンの変形により生じることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか１項記載の装置。
16. 前記支持装置が、複数の切断支持装置を含み、該複数の切断支持装置が、前記ガラスリボンの幅に沿って一列に並べられ、前記複数の切断支持装置の各々が個々に制御可能であることを特徴とする請求項１１〜１５いずれか１項記載の装置。

Images