(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスシートを曲げるための装置であって、
ａ）前記ガラスシートを、該ガラスシートのアニール温度と軟化温度との間の処理温度まで加熱するための、オーブン、
ｂ）前記ガラスシートを支持する上部支持面と、第１エッジと、該第１エッジとは反対側の第２エッジと、前記第１エッジの両端部に隣接して前記第１エッジに設けられた、前記第１エッジから外側に向いた第１基準面対と、を備えている、ステージ、
ｃ）各々が、（ｉ）前記オーブンの第１側面から該オーブン内へと延びている内側端部と、（ｉｉ）前記ステージ上の前記ガラスシートの第１エッジ部分を該ステージの前記第１エッジ上で下へと曲げるための、前記オーブン内部の前記内側端部に据え付けられている、第１曲げ機構と、（ｉｉｉ）前記第１基準面対に向かい合うように前記内側端部付近に提供された、内側に向いた第１止め面と、を備えている、第１アーム対、
ｄ）各々が、前記オーブンの第２側面から該オーブン内へと延びている内側端部と、前記ステージの前記第２エッジに向かい合うように前記オーブンの第２側面から該オーブン内へと延びている前記内側端部付近に提供された、内側に向いた第２止め面と、を備えている、第２アーム対、
ｅ）前記第１アーム対を、前記第１エッジに向かう内側および該第１エッジから離れる外側へと移動させるための、第１移動機構、
ｆ）前記第２アーム対を、前記第２エッジに向かう内側および該第２エッジから離れる外側へと移動させるための、第２移動機構、
を備え、
曲げられる前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が前記ステージの前記第１エッジを越えて延びている状態で、前記ステージの前記支持面上で支持されている曲げられる前記ガラスシートと共に前記ステージが前記オーブン内に位置付けられると、前記第１アーム対および前記第２アーム対が、前記第１止め面が前記第１基準面に接触しかつ前記第２止め面が前記ステージの前記第２エッジに接触するまで、前記ステージに向かって内側に移動され、それにより、前記ステージの前記第１エッジおよび前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が精密に前記第１曲げ機構に対して位置付けられかつ前記第１曲げ機構と位置合わせされた状態で、前記ステージが前記第１止め面と前記第２止め面との間で保持され、
前記第１アーム対と前記第２アーム対とのうちの少なくとも一方がバネ荷重のものであり、かつ、該バネ荷重のアーム対が圧縮されて前記ステージの前記バネ荷重のアーム対のある側のエッジに圧力を加えるまで、前記第１アーム対および前記第２アーム対が内側に移動され、
前記ステージが、
前記ステージの前記第１エッジと前記ステージの前記第２エッジとの間に延在する第３エッジ、
前記ステージの前記第３エッジに隣接して前記ステージの前記支持面から上方に延在している、第１位置決め部材、および、
前記ステージの前記第３エッジに隣接して前記ステージの前記支持面から上方に延在している、第２位置決め部材、
をさらに含み、
前記第１位置決め部材および前記第２位置決め部材が、前記ステージの前記第１エッジに対して所望の向きに配向された基準線を画成するように、前記ステージ上に位置付けられており、それにより、前記第１エッジから延びている前記ガラスシートの基準エッジが前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材との両方に接触している状態で、曲げられる前記第１エッジ部分を有する前記ガラスシートが前記支持面上に位置付けられると、前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が前記ステージの前記第１エッジに位置合わせされることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１アーム対および前記第２アーム対の夫々の前記内側端部に、前記第１止め面および前記第２止め面から内側に延在しているリフトアームをさらに含み、
前記第１アーム対を前記ステージに向かって内側に移動させかつ前記第２アーム対を前記ステージに向かって内側に移動させると、前記ステージが前記リフトアームの上に載りかつ前記ステージが該リフトアーム上で自由に平行移動および回転するように、前記リフトアームが前記ステージの下側に係合しかつ前記ステージを持ち上げ、それにより、前記第１止め面が前記第１基準面に接触しかつ前記第２止め面が前記ステージの前記第２エッジに接触すると、全ての前記第１止め面が前記第１基準面に接触しかつ全ての前記第２止め面が前記ステージの前記第２エッジに接触するまで、前記ステージが前記リフトアーム上で平行移動および回転し、それにより、前記ステージの前記第１エッジおよび前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が精密に前記第１曲げ機構に対して位置付けられかつ前記第１曲げ機構と位置合わせされることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第２エッジの両端部に隣接して前記第２エッジに設けられた、前記第２エッジから外側に向いた第２基準面対、および、
前記オーブン内部の前記第２アーム対の前記内側端部に据え付けられている、第２曲げ機構、
をさらに含み、
曲げられる前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が前記ステージの前記第１エッジを越えて延びかつ曲げられる前記ガラスシートの第２エッジ部分が前記ステージの前記第２エッジを越えて延びている状態で、前記ステージの前記支持面上で支持されている曲げられる前記ガラスシートと共に前記ステージが前記オーブン内に位置付けられると、前記第１アーム対および前記第２アーム対が、前記第１止め面が第１基準面に接触しかつ前記第２止め面が第２基準面に接触するまで、前記ステージに向かって内側に移動され、それにより、前記ステージの前記第１エッジおよび前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が精密に前記第１曲げ機構に対して位置付けられかつ前記第１曲げ機構と位置合わせされさらに前記ステージの前記第２エッジおよび前記ガラスシートの前記第２エッジ部分が精密に前記第２曲げ機構に対して位置付けられかつ前記第２曲げ機構と位置合わせされた状態で、前記ステージが前記第１止め面と前記第２止め面との間で保持されることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記ステージが、前記ステージの前記第３エッジに隣接して据え付けられた、２以上の分離した接触面から形成されている、クランプであって、前記ガラスシートを前記支持面上の所定位置にクランプするためのクランプ面を有している、クランプ、をさらに含み、
前記ガラスシートの前記基準エッジが前記第１位置決め部材と前記第２位置決め部材との両方に接触している状態で前記ガラスシートが前記支持面上に位置付けられ、かつ前記ガラスシートの基準点が前記ステージの所定位置に位置合わせされかつ前記クランプ面によってクランプされると、前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が前記ステージの前記第１エッジに位置合わせされかつ前記ガラスシートの前記第１エッジ部分が前記ステージの前記第１エッジから第１所望距離だけ越えて延びている状態で、前記ガラスシートが前記ステージ上の所定位置に精密に位置付けられかつ固定されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が引用されその全体が参照することにより本書に組みこまれる、２０１１年１１月２３日に出願された米国特許出願第１３／３０３，６８５号の優先権の利益を米国特許法第１２０条の下で主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明の分野は、大面積のガラスシートを、ガラスシートの高精度曲げのために、より具体的には、比較的高熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する大面積ガラスシートの反対のエッジ部分の局所的な高温の高精度曲げのために、支持しかつ正確に位置決定する装置である。
【背景技術】
【０００３】
電子機器には、機器前面のディスプレイまたはタッチコントロール部分に対して耐衝撃性および耐引っ掻き性を与える、保護カバーガラスを含んだものが多い。携帯電話（および他の携帯機器）やＬＣＤフラットパネルテレビなどの電子機器、そして家庭用電化製品では、きれいで、光沢があり、継ぎ目がなく、および／または、フレームレスのデザインを提供する、エッジ・トゥ・エッジの透明な前面カバーが好まれる傾向にある。
【０００４】
本書で引用される任意の参照が従来技術を構成しているということは認められていない。出願者は、任意の引用される文献の正確さおよび関連性に反論する権利を明確に保有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施形態は、大型のガラスシートを室温で完全に周知の幾何学的基準で支持すると同時に、このガラスシートを高温のガラス再成形温度および曲げ温度（処理温度）まで加熱する、非変形性キャリアの設計を利用しかつこれを使用するものである。このキャリアは、２０〜７５０℃の範囲内で低熱膨張と本質的に非弾性の機械的支持とを提示し、これによりキャリアは非変形性の支え面を提供することができる。このキャリアは、ガラスシートをキャリアと精密に位置合わせさせるために、あらゆる再成形熱サイクルで周知のキャリア上の位置決め点の位置に、位置決め面をさらに含んでいる。キャリアは、曲げ機構の精密な局所的位置決めを実現するために、エッジ曲げ機構との連係も提示する。キャリアは、システムを搬送する曲げ装置に係合するための金属フレームと、ガラスシートを支持しかつ形作るための非変形性プレートまたは型とを含み得る。型は、２０℃から７５０℃の範囲内で低熱膨張および本質的に非弾性の、例えばガラスセラミックまたは炭化ケイ素などの種々の材料から作製することができる。
【０００６】
本開示の一実施の形態は、ガラスシートを精密に曲げるための装置に関する。この装置は、ガラスシートを、このガラスシートのアニール温度付近またはアニール温度を超える温度まで加熱するためのオーブン；ステージであって、ガラスシートを支持する上部支持面と、第１エッジと、反対側の第２エッジと、さらに、ステージの第１エッジの端部に隣接してステージの第１エッジに設けられた、外側に向いた第１基準面対とを備えている、ステージ；第１アーム対であって、オーブンの第１側面からオーブン内へと延びている内側端部と、ステージ上のガラスシートの第１エッジ部分をステージの第１エッジ上で下へと曲げるための、オーブン内部の第１アーム対の内側端部に据え付けられている、第１曲げ機構と、さらに、第１基準面対に向かい合うように第１アーム夫々の内側端部付近に提供された、内側に向いた第１止め面とを備えている、第１アーム対；第２アーム対であって、オーブンの第２側面からオーブン内へと延びている内側端部と、さらに、ステージの第２エッジに向かい合うように第２アーム夫々の内側端部付近に提供された、内側に向いた第２止め面とを備えている、第２アーム対；第１アーム対を、ステージの第１エッジに向かう内側および第１エッジから離れる外側へと移動させるための、第１移動機構；を含んでいる。曲げられるガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジを越えて延びている状態で、ステージの支持面上で支持されている曲げられるガラスシートと共にステージがオーブン内に位置付けられると、第１アームおよび第２アームが、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、ステージに向かって内側に移動され、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされた状態で、ステージは第１止め面と第２止め面との間で保持される。
【０００７】
本開示の他の実施形態は、第１アームおよび第２アームの夫々の内側端部に、第１止め面および第２止め面から内側に延在しているリフトアームを、さらに含んだ装置に関する。第１アームをステージに向かって内側に移動させかつ第２アームをステージに向かって内側に移動させると、ステージがリフトアームの上に載りかつステージがリフトアーム上で自由に平行移動および回転するように、リフトアームがステージの下側に係合しかつステージを持ち上げ、それにより、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触すると、全ての第１止め面が第１基準面に接触しかつ全ての第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、ステージがリフトアーム上で平行移動および回転し、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされる。
【０００８】
本開示の他の実施形態は、ステージの第２エッジの端部に隣接してステージの第２エッジに設けられた、外側に向いた第２基準面対、および、オーブン内部の第２アーム対の内側端部に据え付けられている、第２曲げ機構、をさらに含んだ装置に関する。曲げられるガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジを越えて延びかつ曲げられるガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジを越えて延びている状態で、ステージの支持面上で支持されている曲げられるガラスシートと共にステージがオーブン内に位置付けられると、第１アームおよび第２アームが、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面が第２基準面に接触するまで、ステージに向かって内側に移動され、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされさらにステージの第２エッジおよびガラスシートの第２エッジが精密に第２曲げ機構に対して位置付けられかつ第２曲げ機構と位置合わせされた状態で、ステージは第１止め面と第２止め面との間で保持される。
【０００９】
本開示の他の実施形態は、第１アーム対と第２アーム対とのうちの少なくとも一方がバネ荷重のものであり、かつ、バネ荷重アームが圧縮されてステージのエッジに圧力を加えるまで、第１アームおよび第２アームが内側に移動されることを特徴とする装置に関する。
【００１０】
本開示の他の実施形態は、ステージが、ステージの第１エッジとステージの第２エッジとの間に延在する第３エッジ、ステージの第３エッジに隣接してステージの支持面から上方に延在している、第１位置決め部材、および、ステージの第３エッジに隣接してステージの支持面から上方に延在している、第２位置決め部材、をさらに備えていることを特徴とする装置に関する。第１位置決め部材および第２位置決め部材は、ステージの第１エッジに対して所望の向きに配向された基準線を画成するように、ステージ上に位置付けられている。それにより、第１エッジから延びているガラスシートの基準エッジが第１位置決め部材と第２位置決め部材との両方に接触している状態で、曲げられる第１エッジ部分を有するガラスシートが支持面上に位置付けられると、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジに位置合わせされる。
【００１１】
本開示の他の実施形態は、ステージが、ステージの第３エッジに隣接して据え付けられた、ガラスシートを支持面上の所定位置にクランプするためのクランプ面を有する、クランプ、をさらに備えていることを特徴とする装置に関する。それにより、ガラスシートの基準エッジが第１位置決め部材と第２位置決め部材との両方に接触している状態でガラスシートが支持面上に位置付けられ、かつガラスシートの基準点がステージの所定位置に位置合わせされかつクランプ面によってクランプされると、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジに位置合わせされかつガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジから第１所望距離だけ越えて延びている状態で、ガラスシートはステージ上の所定位置に精密に位置付けられかつ固定される。
【００１２】
本開示の他の実施形態は、クランプ面が２以上の分離した接触面から形成されていることを特徴とする装置に関する。
【００１３】
本開示の他の実施形態は、ステージの第２エッジの端部に隣接してステージの第２エッジに設けられた、外側に向いた第２基準面対、および、オーブン内部の第２アーム対の内側端部に据え付けられている、第２曲げ機構、をさらに含んだ装置に関する。それにより、ガラスシートの基準エッジが第１位置決め部材と第２位置決め部材との両方に接触している状態でガラスシートが支持面上に位置付けられ、かつガラスシートの基準点がステージの所定位置に位置合わせされかつクランプ面によってクランプされると、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジに位置合わせされかつガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジから第１所望距離だけ越えて延びさらにガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジに位置合わせされかつガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジから第２所望距離だけ越えて延びている状態で、ガラスシートはステージ上の所定位置に精密に位置付けられかつ固定される。さらにそれにより、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面が第２基準面に接触するまで、第１アームをステージに向かって内側に移動させかつ第２アームをステージに向かって内側に移動させると、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされさらにステージの第２エッジおよびガラスシートの第２エッジが精密に第２曲げ機構に対して位置付けられかつ第２曲げ機構と位置合わせされた状態で、ステージは第１止め面と第２止め面との間で保持される。
【００１４】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ステージの第１エッジとステージの第２エッジとのうちの対応する一方の上で下へと押して曲げるための、付勢装置を含んでいることを特徴とする装置に関する。
【００１５】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度などのガラスシートの軟化温度付近の温度まで加熱するための、局所加熱装置を含んでいることを特徴とする装置に関する。
【００１６】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度などのガラスシートの軟化温度付近の温度まで加熱するための、局所加熱装置を含んでいることを特徴とする装置に関する。
【００１７】
本開示の他の実施形態は、第１アームおよび第２アームの夫々の内側端部に、第１止め面および第２止め面から内側に延在しているリフトアームを、さらに含んだ装置に関する。第１アームをステージに向かって内側に移動させかつ第２アームをステージに向かって内側に移動させると、ステージがリフトアームの上に載りかつステージがリフトアーム上で自由に平行移動および回転するように、リフトアームがステージの下側に係合しかつステージを持ち上げ、それにより、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面が第２基準面に接触すると、全ての第１止め面が第１基準面に接触しかつ全ての第２止め面が第２基準面に接触するまで、ステージがリフトアーム上で平行移動および回転し、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされ、さらにステージの第２エッジおよびガラスシートの第２エッジが精密に第２曲げ機構に対して位置付けられかつ第２曲げ機構と位置合わせされる。
【００１８】
本開示の他の実施形態は、ガラスシートの少なくとも１つのエッジ部分を精密に曲げる方法に関し、間隔を空けて配置された外側に向いている第１基準面対を含む第１エッジと、反対側の第２エッジとを有するステージ、の支持面上に、ガラスシートを、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジを越えて延びている状態で位置付けるステップ、ステージ上のガラスシートの第１エッジ部分をステージの第１エッジ上で下へと曲げるために、第１基準面対に向かい合うように間隔を空けて配置された内側に向いている第１止め面対を含む、細長い第１曲げ機構を、オーブン内部に提供するステップ、ステージの第２エッジに向かい合うように、間隔を空けて配置された内側に向いている第２止め面対を提供するステップ、ステージを、ステージの上で支持しているガラスシートと共に曲げオーブン内に位置付け、かつガラスシートを、ガラスシートのアニール温度と軟化温度との間の温度まで加熱するステップ、および、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、第１曲げ機構および第２止め面をステージに向かって内側に移動させるステップ、を含み、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジ部分が精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされた状態で、ステージは第１止め面と第２止め面との間で保持される。
【００１９】
本開示の他の実施形態は、第１加熱機器から内側に延在している、間隔を空けて配置された第１リフトアーム対と、第２止め面から内側に延在している、間隔を空けて配置された第２リフトアーム対とを提供するステップ、および、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、第１曲げ機構および第２止め面をステージに向かって内側に移動させるステップ、をさらに含み、ステージがリフトアームの上に載りかつステージがリフトアーム上で自由に平行移動および回転するように、リフトアームがステージの下側に係合しかつステージを持ち上げ、それにより、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触すると、全ての第１止め面が第１基準面に接触しかつ全ての第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、ステージがリフトアーム上で平行移動および回転し、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされる、方法に関する。
【００２０】
本開示の他の実施形態は、間隔を空けて配置された外側に向いている第１基準面対を含む第１エッジと、間隔を空けて配置された外側に向いている第２基準面対を含む、第１エッジの反対側の第２エッジとを有するステージ、の支持面上に、ガラスシートを、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジを越えて延びかつガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジを越えて延びている状態で、位置付けるステップ、ステージ上のガラスシートの第２エッジ部分をステージの第２エッジ上で下へと曲げるために、第２止め面が位置付けられている細長い第２曲げ機構を、オーブン内部に提供するステップ、および、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面が第２基準面に接触するまで、第１曲げ機構および第２曲げ機構をステージに向かって内側に移動させるステップ、をさらに含み、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジ部分が精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされさらにステージの第２エッジおよびガラスシートの第２エッジ部分が精密に第２曲げ機構に対して位置付けられかつ第２曲げ機構と位置合わせされた状態で、ステージが第１止め面と第２止め面との間で保持される、方法に関する。
【００２１】
本開示の他の実施形態は、ステージが、ステージの第１エッジとステージの第２エッジとの間に延在する、第３エッジをさらに備えていることを特徴とする方法に関する。第１位置決め点および第２位置決め点を、ステージの第１エッジに対して所望の向きに配向された基準線をこの第１位置決め点および第２位置決め点が画成するように、ステージの第３エッジに隣接してステージ上に提供する。ガラスシートの基準エッジを第１位置決め点と第２位置決め点との両方に位置合わせした状態でガラスシートをステージ上に位置付け、それによりガラスシートの第１エッジ部分はステージの第１エッジに位置合わせされる。
【００２２】
本開示の他の実施形態は、ステージに第３位置決め点を提供するステップ、ガラスシートの基準エッジを第１位置決め点と第２位置決め点との両方に位置合わせし、かつガラスの基準点をステージの第３位置決め点に位置合わせした状態で、ガラスシートをステージ上に位置付けるステップであって、ガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジに位置合わせされかつガラスシートの第１エッジ部分がステージの第１エッジから第１所望距離だけ越えて延びさらにガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジに位置合わせされかつガラスシートの第２エッジ部分がステージの第２エッジから第２所望距離だけ越えて延びている状態で、ガラスシートがステージ上の所定位置に精密に位置付けられかつ固定されるステップ、および、ガラスをステージに対して第３基準点でクランプするステップ、をさらに含む、方法に関する。
【００２３】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ステージの第１エッジとステージの第２エッジとのうちの対応する一方の上で下へと押して曲げるための、付勢装置を含んでいることを特徴とする方法に関する。
【００２４】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度などのガラスシートの軟化温度付近の温度まで加熱するための、局所加熱装置を含んでいることを特徴とする方法に関する。
【００２５】
本開示の他の実施形態は、第１曲げ機構および第２曲げ機構の夫々が、ガラスシートの対応する第１エッジ部分および第２エッジ部分を、ガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度などのガラスシートの軟化温度付近の温度まで加熱するための、局所加熱装置を含んでいることを特徴とする方法に関する。
【００２６】
本開示の他の実施形態は、第１加熱機器から内側に延在している、間隔を空けて配置された第１リフトアーム対と、第２加熱機器から内側に延在している、間隔を空けて配置された第２リフトアーム対とを提供するステップ、および、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、第１曲げ機構および第２止め面をステージに向かって内側に移動させるステップ、をさらに含み、ステージがリフトアームの上に載りかつステージがリフトアーム上で自由に平行移動および回転するように、リフトアームがステージの下側に係合しかつステージを持ち上げ、それにより、第１止め面が第１基準面に接触しかつ第２止め面がステージの第２エッジに接触すると、全ての第１止め面が第１基準面に接触しかつ全ての第２止め面がステージの第２エッジに接触するまで、ステージがリフトアーム上で平行移動および回転し、それにより、ステージの第１エッジおよびガラスシートの第１エッジが精密に第１曲げ機構に対して位置付けられかつ第１曲げ機構と位置合わせされ、さらにステージの第２エッジおよびガラスシートの第２エッジが精密に第２曲げ機構に対して位置付けられかつ第２曲げ機構と位置合わせされる、方法に関する。
【００２７】
他の実施形態は、曲げられるガラスシートが以下の基準、すなわち、ＣＴＥ×Ｄ×ΔＴ≧２×ＳＴを満たすような、ガラスシート曲げ方法またはシステムを含み、ここでＣＴＥはガラスシートの熱膨張係数、Ｄはガラスシートの最大寸法、ΔＴはガラスシートを曲げている間のガラスシートの温度変化、そしてＳＴは曲げられるガラスシートに対する特定の公差である。
【００２８】
さらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中に明記され、ある程度はその説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、あるいは書かれる説明およびその請求項の他、添付の図面において説明される実施形態を実施することにより認識されるであろう。
【００２９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単なる例示であり、請求項の本質および特徴を理解するための概要または構成を提供することを意図したものであることを理解されたい。
【００３０】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれかつその一部を構成する。図面は１以上の実施形態を示し、そしてその説明とともに、種々の実施形態の原理および動作を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一実施の形態による曲げられたガラスシートの概略側面図（縮尺通りに描かれていない）
【図２】一実施の形態によるコンベアおよび曲げオーブンの概略側面図
【図３】一実施の形態による位置決めキャリアの上面斜視図
【図４】図３の位置決めキャリアの説明のための概略平面図
【図５】曲げオーブンの曲げゾーン内における位置決めキャリアの説明のための概略側面図
【図６】曲げオーブンの曲げゾーン内における位置決めキャリアの説明のための概略平面図
【図７】図３の位置決めキャリアの底面斜視図
【図８】一実施の形態による運搬車および図３の位置決めキャリアの、部分分解斜視図
【図９】曲げオーブン内の位置決めキャリアの部分側面図であって、加熱および曲げ機器位置決定機構の実施形態の動作を示した図
【図１０】曲げオーブン内の位置決めキャリアの部分側面図であって、加熱および曲げ機器位置決定機構の実施形態の動作を示した図
【図１１】曲げオーブン内の位置決めキャリアの部分側面図であって、加熱および曲げ機器位置決定機構の実施形態の動作を示した図
【図１２】図７から１１に示したシステムへの熱膨張の影響を示した概略図
【図１３】図７から１１に示したように構成されていないシステムへの熱膨張の影響を示した概略図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、電子機器または建築部材のためのガラスのカバーまたは膜（facia）として使用することが可能な、形成すなわち成形されたガラス物品１の実施形態の概略図である（縮尺通りに描かれていない）。このようなガラスカバー（またはカバーガラス）１は、後方に延在する側面部分３および５と、概して平面的な中心前面パネル部分７とを有するように、鋳造、曲げ、またはサギングなどで成形することができる。このガラス膜の中心、側面、および内側の部分の形状は、実質的に平坦／平面的でもよいし、または若干湾曲した／弓なりに曲がったものでもよいし、あるいはそれ以外に成形されたものでもよい。
【００３３】
電子ディスプレイまたはタッチコントロールを含む機器用のガラスカバーは、耐破壊性および耐引っ掻き性が強化されかつ機器に対する光学性能および接触性能が強化された、薄型軽量のガラスカバーを提供するため、イオン交換プロセスを用いて化学強化された、例えばコーニング社のＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスなどの薄型ガラスから作られることがますます多くなっている。イオン交換可能なガラスは、典型的には、非イオン交換性プロセスよりも相対的に高いＣＴＥを有している。イオン交換可能なガラスは、例えば略７０×１０-7／℃から９０×１０-7／℃程度の高いＣＴＥを有し得る。薄型シートの厚さは、最大で約１．５ｍｍまで、最大で約１ｍｍまで、最大で約０．７ｍｍまで、あるいは、約０．５ｍｍから約１．５ｍｍまで、または約０．５ｍｍから約０．７ｍｍまでの範囲内でもよい。
【００３４】
電子機器または他の機器に対して、所望の品質の外観、手触り、嵌め合い、仕上げを提供するために、略±０．５ｍｍ程度以下の組立公差が要求されることが多い。この公差は、比較的高ＣＴＥの、または１ｍを超える寸法を有するシートなど比較的大型の、イオン交換可能なガラスのガラスシートで、高温の局所的な高精度曲げを実行するときには達成が困難である。比較的大型のまたは高ＣＴＥのガラスシートを、所望の形状に曲げる、すなわち形成することができる程度にガラスを軟化させる温度まで加熱すると、ガラスのシートは１以上の方向に１０ｍｍ程度膨張し得る。このガラスの膨張で、ガラスシートを加熱して曲げる際の高精度の公差の維持に課題が生じる。曲げられた／形成されたガラスに対する、サイズと、ＣＴＥと、高精度公差との間の関係は、ガラスシートのＣＴＥ、ガラスシートの最大寸法Ｄ、およびガラスシートの曲げ／形成時の温度変化ΔＴを掛け合わせたもの（ＣＴＥ×Ｄ×ΔＴ）で表現することができる。ＣＴＥ×Ｄ×ΔＴが、曲げられた／形成されたガラスシートに対する特定の公差ＳＴの２倍以上、あるいは４倍以上よりも大きいとき（ＣＴＥ×Ｄ×ΔＴ≧２×ＳＴ）、こういったガラスシートを本書で説明する機器またはプロセスなしで精密成形するのは難題であろう。イオン交換可能なガラスを正しい形状に曲げた後、ガラスをイオン交換して、ガラスシートの所望の化学強化または焼戻しを実現する。
【００３５】
本開示は、大型のガラスシート、特に比較的高いＣＴＥのガラスの比較的大型のシート、さらに具体的には比較的薄型で比較的高いＣＴＥのシートを、局所的な高温曲げプロセスを用いて精密成形するための解決策を提供する。ただし、本書で説明されるような精密なキャリアおよび位置決定機器を、ガラスシート全体を実質的に均一な曲げるための温度まで加熱する、単一ゾーン加熱ガラス曲げプロセスや、ガラスシートの曲げる部分のみをガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度などのガラス軟化温度付近の温度まで加熱する、局所加熱ガラス曲げプロセスで、採用し得ることは明らかであろう。
【００３６】
「後方」または「下方」などの用語は、本説明および添付の請求項の中での説明の便宜上使用されるものであり、ガラスシート、他の部材、またはガラスの曲げ方向の、特定の向きを要求するものであると解釈されるべきではない。
【００３７】
本説明および添付の請求項の中でガラスシートに関連して使用される「比較的大型」または「大型」という用語は、少なくとも１方向で１ｍ以上の寸法を有するガラスシートを意味する。
【００３８】
本説明および添付の請求項の中でガラスまたはガラスシートに関連して使用される「比較的高ＣＴＥ」または「高ＣＴＥ」という用語は、少なくとも７０×１０-7／℃のＣＴＥを有するガラスまたはガラスシートを意味する。
【００３９】
本説明および添付の請求項の中でガラスシートに関連して使用される「比較的薄型」または「薄型」という用語は、ガラスシートの厚さが、最大で約１ｍｍまで、最大で約０．７ｍｍまで、あるいは、約０．５ｍｍから約１ｍｍまで、または約０．５ｍｍから約０．７ｍｍまでの範囲内であることを意味する。
【００４０】
平坦なガラスシートを所望の形状に局所的に曲げる、すなわち形成するために、ガラスシートは典型的にはフレームまたは型の上で支持される。ガラスシートと型とを次いで曲げ炉の中に置き、炉をガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度まで加熱する。その後、ガラスシートをそれ自体の重量によって型の形状に合わせて撓ませる、例えば変形させることができるし、あるいはガラスシートに力を加えてガラスシートの変形を助けてもよい。次いでガラスシートを冷却して炉から取り出し、ガラスシートを型から取り外す。
【００４１】
図２に概略的に示されているように、複数のガラスシート１を連続した形で形成するために、連続的に移動するコンベア１１の上に複数の型１０を置き、この型の上に置かれた複数のガラスシート１を連続した形で細長い曲げ炉２１に通して搬送してもよい。ガラスシートは、炉の上流の室温で型の上に装着される。炉は、複数の異なる温度のゾーンを有し得る。このうち第１のゾーンは、ガラスのアニール温度に近い温度までガラスシートを加熱する、予熱ゾーン２３である。予熱ゾーンは、ガラスシートをゆっくり加熱するために、温度が増加していく複数の予熱ゾーン２３ａ、２３ｂなどから成るものでもよい。次のゾーンは曲げゾーン２５であり、ここでガラスシートを、ガラスのアニール温度と軟化温度との間の温度、例えば約６００°などの処理温度または曲げ温度に至らせる。曲げゾーン２５は、ガラスシートがフレームの形状を帯びるまで徐々に重力で曲がるのに十分な時間を、ガラスシートに与えることができるくらい長いものである。あるいは、より迅速にガラスシート１を曲げるために、ガラスシートのエッジ部分に力を加えてもよい。ガラスシートはその後、冷却ゾーン２７で室温まで冷却され、トンネル炉の出力端部から出て行く。ガラスシートを代わりに空気中で冷却することで、曲げオーブン内の冷却ゾーンを不要にすることもできる。形成されかつ冷却されたガラスシート１を、その後オーブンの下流で型１０から取り外す。
【００４２】
ガラスシート１の曲げられた部分３および５を高い公差で精密に形成するためには、ガラスシート１を型１０の上で精密に位置決定しなければならないし、さらに予熱および曲げプロセス全体を通じて精密に位置決定されたままとしなければならない。前述したように、比較的大型または比較的高ＣＴＥのガラスのシートを、例えば少なくとも６００℃の曲げ温度または処理温度まで加熱すると、シートは１以上の方向に１０ｍｍ程度膨張し得る。ガラスシートが加熱中に膨張すると、シートは恐らく何らかの形で型１０の上でシフトするはずである。このシフトの結果、ガラスシート１は型１０の上でもはや精密に位置決定された状態ではなくなり得、例えば図１に示されている精密に対称的に曲げられたガラスのシートのような、所望の形状に精密には成形されないであろう。
【００４３】
図３は、ガラスシート１の反対の側面エッジ部分３および５を対称的に曲げると同時に、ガラスシートの中心部分７を平坦なままとするための、一実施の形態による位置決めキャリア１００の上の、平坦で平面的なガラスシート１を示している。位置決めキャリア１００は、ガラスシート１をキャリア上で正確に位置決め／位置付けし、かつガラスシートをガラス曲げプロセスを通じてキャリア１００上のこの位置で保持するように設計される。位置決めキャリアは、曲げ／処理温度で安定した熱的および機械的性質を有する鋼、例えば耐火性鋼種ＡＳＩ３１０から作製されたベースすなわちフレーム１０８の上に据え付けられた、型すなわちステージ１０７を含み得る。ガラスシート１は、ガラスシートの側面エッジ部分３および５が剛性のステージ１０７の反対のエッジ１０３および１０５を同じ距離だけ越えて延びた状態で、ステージ１０７の上に精密に置かれる（位置決めされる）。
【００４４】
ステージは、ガラスの加熱および曲げプロセス全体を通じてガラスシートの平坦で平面的な中心部分７を支持するための、精密に形成または機械加工された剛性の実質的に非変形性で非弾性の平坦／平面的な上部支持面を有する。しかしながらステージは、あるいは、ガラスシートの中心部分またはガラスシートの側面部分を湾曲または弓なりにさせるような、湾曲したまたは弓なりに曲がったものでもよいことは明らかであろう。従って、本書および添付の請求項において使用される「実質的に平面的」という用語は、平面的なものの他、若干湾曲したまたは弓なりに曲がったもの、例えば１００ｃｍまでの半径を有する１以上の方向への凸状または凹状の湾曲を意味すると意図されている。ステージのエッジ１０３および１０５は、ガラスシートのエッジ部分３および５の所望の湾曲または曲げに適合するよう、精密に機械加工され得る。同様に、ガラスシートのエッジ部分３および５を所望の形状にするために、ステージ上部表面のエッジ領域を、例えば傾斜または湾曲しているエッジ部分を用いて、起伏させたりまたは傾斜させたりしてもよい。ステージは、プロセス全体を通じて完全に周知の幾何学的基準でガラスシートに安定した非変形性の支持面を与えるために、低熱膨張係数（ＣＴＥ）の剛性材料から形成され得る。例えばステージを、１０×１０-6／Ｋ以下または６×１０-6／Ｋ以下のＣＴＥを有する材料から形成してもよい。ステージは、ステージに恒久的な変形が発現するのを防ぐために、２０℃から７５０℃の範囲内で実質的に弾性の、種々の低熱膨張材料から作製することもできる。こういった変形は、ステンレス鋼などの材料を使用した場合に、ステージを繰返し加熱したり冷却したりしたときの温度勾配の累積に起因して生じ得る。例えばステージは、セラミック、ガラスセラミック、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、または他の剛性で非変形性のものなど、耐火性非金属材料から形成してもよい。ステージは、ガラスとステージとの間の熱移動を最小限に抑えるため、断熱材料から形成してもよい。ステージは、さらにステージの熱慣性を最小限に抑え、また処理中のステージのガラスシートへの熱衝撃を最小限に抑えるために、１ｃｍ以下の厚さで形成してもよい。
【００４５】
ここで、図３の位置決めキャリア１００を説明するための概略平面図である図４を参照して、位置決めキャリア１００の動作を説明する。ステージ１０７上の精密な位置でのガラスシート１の位置決めは、ステージの３つの基準点Ａ、Ｂ、およびＣを用いて達成される。基準点Ａは、ステージの両側面エッジ１０３および１０５から等しい距離の位置など、側面エッジ１０３および１０５の間の中ほどに精密に位置付けられた固定基準点である。固定とは、一旦ガラスシートがステージ１０７上で精密に位置決めされると、ステージのエッジ１０３および１０５間の中ほどに精密に位置付けられた対応するガラスシートの基準点ＡＧが、位置決めキャリアの基準点Ａと位置決めされかつこれに対して固定され、ガラスの加熱および曲げプロセスの間中ステージ１０７に対して動かないことを意味する。基準点ＢおよびＣは固定でない、すなわち移動基準点であり、これはガラスシート１の対応する点ＢＧおよびＣＧが、加熱および曲げプロセス中にガラスシートが膨張するにつれて、位置決めキャリアの基準点ＢおよびＣに対して移動し、かつステージ１０７に対して移動することを意味する。
【００４６】
基準点ＢおよびＣは、ステージの支持面から上方に延在する位置決め面すなわち位置決め部材１０９Ａおよび１０９Ｂによって画成される。位置決め部材１０９Ａおよび１０９Ｂは、ケイ酸アルミン酸塩、または適切な機械的性質および機械性能を有する他の適切な材料から形成された、位置決めローラまたは位置決め柱で形成され得る。位置決めローラまたは柱は、ステージの第１エッジおよび第２エッジ間に延在するステージの第３エッジに隣接してステージに形成された、精密に位置決定されたステージ１０７の孔に据え付けられる。ローラまたは柱は、ステージのエッジ１０３および１０５に垂直な固定基準線Ｌを精密に画成するように、支持面上で精密に位置決定される。基準点Ａは、クランプ１１３の接触面１１１によって画成される。接触面１１１をステージ１０７のエッジ１０３および１０５間の中ほどの基準点Ａで精密に位置決定するために、クランプ１１３は、ステージ１０７またはフレーム１０８に対して精密に位置決定されかつこれに固定される。柱またはローラ１０９Ａおよび１０９Ｂ、クランプ１１３、および接触面１１１は、耐火鋼（例えば、種類ＡＳＩ３１０）、または他の適切な材料から形成してもよい。ステージ１０７は図示の長方形以外の形状を成すものでもよく、また基準線Ｌはステージのエッジに対し直角以外の角度に配向されたものでもよいことは、明らかであろう。さらに基準点Ａ、ＡＧ（およびクランプ）は、ステージの各エッジ１０３、１０５から等距離の中心に置かなくてもよい。
【００４７】
ガラスシート１を位置決めキャリア１００上に精密に位置付けるために、まずガラスシートのエッジ９を位置決めキャリアの基準線Ｌに精密に位置決めして、ガラスシート１を位置決めキャリアのステージ１０７上に位置付ける。次に、ガラスの基準点ＡＧを位置決めキャリアの基準点Ａに精密に位置決めする。ガラスシートのエッジ９を基準線Ｌに位置決めするために、最初にガラスシート１の中心部分７を位置決めキャリア１００の剛性のステージ１０７上に平坦に置き、このときガラスシートのエッジ部分３および５はステージ１０７のエッジ１０３および１０５を越えて延びた状態とする。その後ガラスシート１を、ガラスシート１のエッジ９をローラ１０９Ａおよび１０９Ｂの周囲表面に押し付けかつ接触させるように、ステージ上でローラ１０９Ａおよび１０９Ｂに向けて押す／平行移動させる。ここで、ガラスシート１のエッジ９は、ローラ１０９Ａおよび１０９Ｂで画成される基準線Ｌに精密に位置決めされる。次に、ガラスシートのエッジ９をローラ１０９Ａおよび１０９Ｂに接触した状態で保持したまま、ガラスシートの基準点ＡＧが位置決めキャリアの基準点Ａに精密に位置決めされるまで、図３および４で見てステージの左または右へとガラスシートを平行移動させる。ガラスシートのエッジ９をローラ（または柱）に接触した状態で保持すると、ガラスシート１をステージ１０７上で移動させたときにガラスシートのエッジを確実に、基準線Ｌに精密に位置決めされたままにすることができる。ガラスシート上の点ＡＧが基準点Ａに精密に位置決めされると、クランプ１１３の接触面１１１が下がってガラスシートの上部表面を押し、接触面１１１とステージ１０７との間でガラスシートをしっかり締め付けるようクランプ１１３が閉じられる。すなわちガラスシートの基準点ＡＧを、基準点Ａに対して、そしてステージ１０７に対して、クランプでしっかりと固定する。こうしてローラ１０９Ａおよび１０９Ｂとクランプ１１３とを用いて、ガラスシートは位置決めキャリア１００のステージ１０７上の所定位置に精密に位置付けられかつ固定される。ガラスシートのエッジ９をローラ９ａおよび９Ｂに押し付け、かつガラスシートのエッジ９を基準線Ｌに位置決めして確実にローラと接触したままにするのを助けるために、随意的に付勢力（矢印Ｆ）をガラスシート１の反対側のエッジ８に加えてもよい。
【００４８】
ガラスシート１の外観、光学的品質、および構造的な完全性／強度を維持するために、ガラスシートの表面にクランプ１１３の接触面１１１で傷をつけないようにすることが重要であろう。図３に示されているように、接触面を二股に分けて２つの分かれた間隔の空いた接触面１１１とするように、クランプを分岐させる、すなわち二股に分けてもよい。接触面１１１を２つの部分へと二股に分けることによって、いくつかの目的が達成される。第１に、接触面を二股に分けて２つの間隔の空いた接触面にすると、クランプによって加えられる接触力がガラスシート表面のより大きいエリアに分散され、クランプによって加えられる力でもたらされるガラスシートの表面変形が最小限に抑えられる。第２に、単一の大きい接触面を用いるのではなく、２つの間隔の空いた比較的小さい接触面を用いて接触力を分散させると、クランプが接触するガラスシートの表面積が最小限に抑えられる。
【００４９】
ガラスシートの表面はクランプの接触面が接触すると損なわれるはずであるため、クランプが接触するガラスシートの面積を最小限に抑えることが重要であり、任意のこのようなガラス表面の傷も同様に最小限に抑えられる。クランプとガラスシートとの間の接触面積を最小限に抑えると、クランプがガラスシートに与える熱衝撃も同じく最小限に抑えられる。この熱衝撃で、接触エリア付近の熱応力に起因して、ガラスが波状になったり、あるいは曲がったりすることがある。接触面１１１の総表面積は、ガラスシートの表面の恒久的な跡や変形を防ぐよう、総接触力に関連して十分に大きいものとするべきである。クランプによって加えられる圧力は、ガラスに傷をつけることのないよう処理温度でのガラスの粘度に応じて、１０ｇ／ｃｍ2ほどの低いものとされ得る。クランプで加えられている接触力に対する、接触面の適切な表面積の一例は、２から５Ｎの接触力に対し、クランプの合計表面積は２０から５０ｃｍ2である。クランプ力は、固定死荷重（クランプの重量またはクランプに加えられた重量など）によって、または設定されたバネ力を有するバネまたは空気圧でクランプを閉じることによって、あるいは圧力制御を含む何らかの他の機械的手段によって、提供することができる。接触面１１１は、あるいは、図示の２つの接触面１１１ではなく、単一の接触面から形成されたものでもよいし、または３以上の接触面で形成されたものでもよい。複数の接触面は、単一の点すなわち基準点Ａを近似するために、例えば約５０ｍｍよりも離れないよう十分に近づけるべきである。
【００５０】
ガラスシート１を室温付近からガラスシートの曲げ温度まで加熱すると、ガラスシートはその長さ方向と幅方向の寸法において最大で１０ｍｍ膨張する。図４の実線８、９、１３、および１５は、本書において前述したようにガラスシートを最初に位置決めキャリア１００上で精密に位置付けたときの、ガラスシートの最初のサイズを示している。実線９および点線８ａ、１３ａ、１５ａは、シートが曲げオーブン内でその曲げ温度まで加熱された後のガラスシート１の膨張したサイズを示している。クランプ１１３およびローラ１０９Ａおよび１０９Ｂが、ガラスシートの基準点ＡＧとガラスシートのエッジ９とを、夫々ステージ１０７上で基準点Ａおよび基準線Ｌに位置決めして保持した。その結果、ガラスシートが加熱されて膨張すると、ガラスシートの長さは基準点Ａ、ＡＧの両側で等しく増加し（例えば、１３および１５から１３ａおよび１５ａまでなど）、ガラスシートはステージ１０７上で精密に対称的に位置決定されたまま、エッジ部分３ａおよび５ａはステージ１０７のエッジを等しい距離だけ越えて延びる。ガラスシートが曲げ後に対称ではないように、あるいはガラスシートの単一のエッジのみが曲がり得るように、ガラスシートの部分３、３ａ、および５、５ａがステージ１０７のエッジを異なる距離だけ越えて延びたものでもよいことは明らかであろう。いずれにしても、曲げ温度でのガラスシートのステージ上での位置（破線で表されている）は、精密に分かりかつ本書で説明したように位置決めキャリアで再現可能とし得る。
【００５１】
本書で前述したように、ガラスシート１全体を、単一の加熱ゾーンプロセスの曲げゾーン２５内で、ガラスシートのアニール温度と軟化温度との間の曲げ温度まで加熱してもよい。あるいは、予熱ゾーン２３および曲げゾーン２５は、曲げゾーン内のガラスシートを、曲げ温度付近ではあるがこれを下回る温度に、例えばガラスのアニール温度を下回る温度に加熱するような、温度で維持してもよい。曲げゾーン２５内の局所加熱機器が、その後ガラスシートの曲げられるエッジ部分３および５のみを、最大で曲げ温度まで加熱してもよい。あるいは、ステージのエッジ１０３、１０５上のガラスシートの部分だけを曲げ温度まで加熱し、ガラスシートの最も外側のエッジ部分３、５をガラスの曲げ温度未満のままとしてもよい。ガラスシートの最も外側のエッジ部分３、５と中心部分７とを曲げ温度未満で保つと、ガラスシートのこれらの部分は平坦／平面的なままであって、ガラスシートの曲げられる部分のみが加熱されかつ曲げられることが保証される。いずれにしても、ガラスシートの曲げられる部分３ａおよび５ａは、曲げ温度まで加熱され、図２に概略的に示したようにステージ１０７のエッジ１０３および１０５の形状に従うまで下方に曲がる。ガラスシートのエッジ部分３ａおよび５ａは、重力のみの力で下方に曲げることができる。しかしながら、比較的薄型のシートを曲げるときに重力のみに頼ってエッジ部分を下方に曲げると、ガラスシートが軽量であるために満足できないほど遅くかつ信頼性がないものとなり得る。曲げゾーン内での曲げプロセスの速さおよび信頼性を向上させるために、比較的薄型のガラスシートのエッジ部分３ａおよび５ａに力を加えると有利になり得る。
【００５２】
ガラスシートを曲げるために曲げ機構を採用して、局所加熱および／または外力を加える場合、ガラスシートを所望の高精度公差で曲げるためには、この曲げ機構をガラスシートのエッジ部分に対して確実に正確に位置決定する位置付け機構すなわち位置決め機構を設けることが必要になり得る。曲げ機構は、局所ヒーターおよび／または力印加装置を含み得る。局所ヒーターは、ガラスシートの的確な部分を曲げ温度まで上昇させるために、ガラスシート１のエッジ部分３ａおよび５ａに対して的確な位置および距離に、さらにエッジ部分３ａおよび５ａに平行に、正確に位置付けなければならない。ガラスシートの的確な位置を曲げ温度まで加熱できなかった場合、ガラスシートを最終的に精密かつ均等なものとすることができなかったり、ガラスを曲げるのに重力だけが採用されている場合にはガラスが曲がらなかったりまたは破砕させたり、あるいは力印加装置（または曲げ機器）が採用されている場合にはガラスを破損させたりする可能性がある。同様に力印加装置は、ガラスシートの精密な曲げを確実にするために、ガラスシートのエッジ部分３ａおよび５ａから的確な距離に、さらにエッジ部分３ａおよび５ａに平行に、正確に位置決定されなければならない
図５および６は、局所加熱機器および／または曲げ力印加装置を、曲げオーブンの曲げゾーン２５内でガラスシート１の各エッジ部分３ａおよび５ａに対して精密に位置付けるための、機構２００の実施形態を概略的に示している。４つのアーム２１０、２１１および２２０、２２１が、曲げオーブンの外部から曲げオーブンの曲げゾーン内に延びている。位置決めキャリア１００の片側のアーム２２０および２２１は、例えばバネ２６５および２６７を備えたバネ荷重のものでもよいし、あるいは他の空気圧または油圧による衝撃吸収、付勢機器でもよい。例えば、高精度ステッピングモータ、油圧シリンダ、または空気圧シリンダなどの任意の適切な移動機構２１５、２１７が、アームを位置決めキャリア１００に向かって、またこれから離れるように移動させるために、曲げオーブンの外部に位置付けられている。移動機構は、曲げゾーン２５内部の高温の曲げ温度から保護された室温の位置になるよう、曲げゾーンの外部に位置付けられている。局所ヒーター２１２および２２２と、力を印加する／力印加装置２１４および２２４などの、成形ツールを、曲げオーブンの曲げゾーン２５内部の移動アームの内側端部に位置付けてもよい。ヒーター２１２、２２２は、放射ヒーターなどの任意の適切な局所加熱機器でもよい。力印加装置は、機械的プッシャまたはエアノズルなどの任意の適切な局所力印加装置でもよい。ヒーターおよび力印加装置は、ガラスシートのエッジ部分３ａおよび５ａの全長に作用する、細長い機器でもよい。細長いヒーター２１２、２２２および力印加装置２１４、２２４は、ステージのエッジ１０３および１０５に平行に、アームの内側端部に精密に据え付けられる。アーム２１０および２１１は、ステージ１０７に向かったりまたステージ１０７から離れたりする同期された運動のために、共に接続され得る。同様にアーム２２０および２２１は、ステージ１０７に向かったりまたステージ１０７から離れたりする同期された運動のために、共に接続され得る。アーム２２０および２２１の動きは、さらにアーム２１０および２１１の動きと同期され得る。この構造では、アーム上のヒーターおよび力印加装置をステージに向かったりまたステージ１０７から離れたりするように移動させるとき、ヒーターおよび力印加装置はステージのエッジに実質的に平行に維持される。
【００５３】
図２では、ガラスシートのエッジ部分３および５はコンベア上のガラスシートの先端エッジおよび後端エッジとして示されているが、ガラスシートのエッジ８および９がコンベア上でガラスシートの先端エッジおよび後端エッジとなるように、図２に比較して位置決めキャリア１００を９０°回転させると有利になり得ることは明らかであろう。このように、アーム２１０、２１１、２２０、および２２１と移動手段２１５および２１７とをコンベアの両側に位置付けてもよい。
【００５４】
ここで図７を参照すると、この図は一実施の形態による位置決めキャリア１００のフレーム１０８の構造を示した、位置決めキャリア１００の底面図である。フレーム１０８は、横断レール２２９で接続されたサイドレール２２５および２２６を含む。サイドレールの端部の下方表面をテーパすなわち傾斜させ、サイドレールの端部に斜面２２７および２２８を形成する。フレーム１０８の下側には接続ロッド２３０が据え付けられている。接続ロッドの両端部に、支柱２３１および２３７が据え付けられている。図８に示されているように、運搬車２４０が、上方に開口している分岐２４１、２４３が据え付けられているフレームを含んでいる。運搬車はコンベア１１上に据え付けられ、かつ位置決めキャリアはコンベアと共に運動するよう運搬車上で支持される。位置決めキャリア１００が運搬車上に位置付けられると、位置決めキャリアのフレーム１０８下側の支柱２３１および２３７を運搬車フレームの分岐２４１、２４３が解除可能に受け入れ、位置決めキャリアフレーム１０８は運搬車フレームの上に載る。こうして位置決めキャリアは、曲げオーブンを通過する輸送のために運搬車の上に据え付けられる。
【００５５】
ここで図９から１１（これらの図では、明瞭にするため、ヒーター２１２および力印加装置２１４は省略されている）を参照すると、図９から１１では１つのみ示されているアーム２１０、２１１、２２０、２２１の内側端部は夫々、リフトホイール２５３を備えたリフトアーム２５１を含み、リフトホイールはリフトアームの端部に回転するように据え付けられている。精密な止め面２５５が、各リフトアーム２５１に形成され、または設けられている。金属キャップ２６１が、剛性のステージの角を衝撃から保護するためにステージ１０７の各角に据え付けられている。キャップ２６１夫々は、その対応する移動アーム２１０、２１１、２２０、２２１に面しているキャップ側面に、精密に形成された基準面２６３を含んでいる。
【００５６】
図９から１１に順に示されているように、ガラスシートを運んでいる位置決めキャリアが曲げオーブンの曲げゾーン２５内に移動したとき、アーム２１０、２１１および２２０、２２１は格納されている。位置決めキャリア上のキャップ２６１とアーム２１０、２１１および２２０、２２１とが位置合わせされた時点で、コンベアを停止させる。次いでアーム２１０、２１１および２２０、２２１を、位置決めキャリアに向かって移動させる。アームが内側に移動すると、アームのリフトローラ２５３がキャリアフレーム１０８のサイドレール２２５、２２６の斜面２２７、２２８に接触し、図１０に示されているように位置決めキャリアフレーム１０８を運搬車２４０のフレームから上に持ち上げる。リフトローラ２５３およびレール２２５、２２６は、リフトアームの端部に対するステージ１０７の高さを精密に制御するよう精密に形成されている。リフトローラがレール２２５および２２６の下方表面に接触することで、キャリアの各角はリフトアームの端部から精密な距離だけ精密に持ち上げられる。ローラ２５３を随意的になくして、アーム端部の傾斜した接触面すなわちリフト面で置き換え得ることは明らかであろう。
【００５７】
アーム２１０、２１１および２２０、２２１が内側に移動し続けると、アームの止め面（または単なる止め具）２５５が図１１に示されているように、ステージのキャップの基準面２６３に接触する。止め面がキャリアを、反対側のアームの止め面に接触するまで静かに押す。対向しているアーム２１０−２２０および２１１−２２１の両方の止め具２５５が、対応するキャップ２６１の基準面２６３に接触すると、アーム２２０および２２１のバネ２６５および２６７が圧縮される。アーム２１０−２２０および２１１−２２１の各対は、バネが既定の保持力、例えば５〜２０Ｎの力で圧縮されるまで、互いに向かって内側に移動し続ける。一旦この保持力に達すると、アームは停止し、曲げプロセス中に位置決めキャリアをアームの各対の止め面２６３間でしっかり締め付けて保持する。ガラスは、ステージ１０７、位置決めローラ１０９Ａおよび１０９Ｂ、およびクランプ１１３、以外のものとは決して接触しない。アームの止め面は、単にセラミック製ステージ１０７の角を保護するキャップ２６１に接触する。このためガラスシートの表面は、その清浄な表面を維持している。基準面を、ステージの保護キャップではなく、代わりにキャリアフレーム１０８のサイドレール２２５、２２６に位置付けてもよいことは明らかであろう。
【００５８】
その後ヒーター２２２を作動させて、ガラスシートの曲げられる部分を曲げ温度まで加熱する。ガラスシートの曲げられる部分が曲げ温度まで加熱されると、力印加装置２２４を作動させてガラスシートのエッジ部分３ａおよび５ａに下方への力を加え、ステージ１０７のエッジ１０３および１０５のエリアでのガラスシートの曲げを助ける。曲げの後、ヒーターと力印加装置の動作を停止させ、かつアーム２１０、２１１および２２０、２２１を位置決めキャリア１００から離して格納する。リフトアーム２５１が格納されるとき、リフトローラ２５３が位置決めキャリアの下から出てきて位置決めキャリアが下に落ちて戻り、支柱２３１および２３７が分岐２４１および２４３に係合して位置決めキャリアは運搬車フレームと係合する。ガラスシートの冷却および収縮の間にガラスシートから接触面１１１を取り外してガラスシートを傷つけることのないように、形成されたガラスシートを曲げ温度から冷却する前にクランプ１１３を開いてもよい。その後コンベアは、位置決めキャリアと形成された／曲げられたガラスシート１とを曲げゾーンから冷却ゾーン２７内へと移動させ、さらに曲げオーブンから出すように移動させる。成形されかつ冷却されたガラスシートを、その後ステージから取り除く。次いで、空になったステージ上に新たな平坦なガラスシートを装着し、このプロセスを繰り返す。
【００５９】
前述の構造では、アーム２１０−２２０および２１１−２２１の内側端部、さらにこれによる、アームの内側端部で運ばれるヒーター２２２および随意的な力印加装置２２４は、単に各アームの止め面２５５をステージ１０７の各キャップ２６１の基準面２６３に接触させて押し付けることで、ステージ１０７のエッジ１０３および１０５に対して精密に位置付けられかつこれに位置合わせされる。位置決めキャリアがリフトローラ２５３の上で「浮く」または回る／滑動するように位置決めキャリアをコンベアから離して持ち上げることで、止め面２５５を基準面２６３に押し付けたときに位置決めキャリアおよびステージがアーム端部と「それ自体で位置合わせ」するように、位置決めキャリアはリフトローラ上で自由に平行移動しかつ回転する。ガラスシートはステージ上に精密に据え付けられるため、ヒーターおよび力印加装置も同様にガラスシートに対して精密に位置付けられ、かつ位置合わせされる。
【００６０】
アームの止め面２５５とキャップの基準面２６３との間のこの接触は、アームからキャップに加えられるバネ荷重圧力（例えば、５から２０Ｎ）によって維持される。この構造により、アームのヒーターおよび力印加装置に対するステージ１０７およびガラス１の、単純かつ自動的な鉛直の、横の、および角度的な、位置決定が可能になる。ヒーターおよび力印加装置を位置決めキャリアのガラスシートと精密に位置合わせさせるための、高価でプログラムが困難なコントローラ、ステッピングモータ、またはポジションセンサは必要ない。
【００６１】
アームの止め面２５５をアームのヒーターおよび力印加装置の近くに隣接させて位置付けると、アームの熱膨張がヒーターおよび力印加装置の位置に与える影響が最小限に抑えられる。図１２に概略的に示されているように、アームの止め面と、ヒーターおよび力印加装置の動作部分、例えば図１２に矢印Ｈ１で示されている部分との間の機械的部材のみの熱膨張が、ステージおよびガラスシート１に対するヒーターおよび力印加装置の位置に影響を与える。アーム２１０の任意の他の部分、コンベア、曲げオーブン２１、または床が熱的に膨張するはずであるが、これらはステージ１０７に対するヒーターおよび力印加装置の位置に影響を及ぼさない。ステージおよびガラスシートに対するヒーターおよび力印加装置の位置が、曲げオーブン２１の外部に位置付けられた移動機構２１５、２１７によって制御される配置では、図１３に矢印Ｈ２で示されているように、曲げオーブン２１、床、移動機構２１５、２１７、およびアーム２１０、２２０の事実上全長の熱膨張が、ヒーター１１２、２２２および力印加装置２１４、２２４の位置に影響を及ぼす。従って、熱膨張がステージ上のガラスシートに対するヒーターおよび力印加装置の位置決定に与える影響を最小限に抑えるために、ヒーターおよび力印加装置はアームの止め面にできるだけ近づけてアームに据え付けるべきである。
【００６２】
本書で説明したシステムおよび構造は、比較的高ＣＴＥのガラスの比較的大型のシートや、比較的高ＣＴＥのガラスの比較的薄型で比較的大型のシートの、信頼できる精密な曲げを可能にする。この構造では、ヒーターおよび力印加装置をステージおよびガラスシートに対して、１０分の１ミリメートル以内の確度、例えば±０．０３ｍｍで、精密に位置付けることができる。
【００６３】
さらなる実施形態によれば、本書で説明しかつ請求されるシステムおよびプロセスを採用して、キャリア上の２以上のガラスシートを同時に曲げることができる。例えば、２〜４枚のガラスシート夫々の１つまたは２つのエッジを曲げオーブン内で実質的に同時に精密に曲げるために、ステージ上に２〜４枚のガラスシートを精密に位置付けかつ固定するよう、ステージに２〜４対の位置決め部材１０９Ａおよび１０９Ｂと、２〜４個のクランプ１１３とを備えつけてもよい。本書で説明したような追加のアームおよび曲げ機構の対を、２〜４枚のガラスシートを曲げるために必要に応じてオーブン内に提供してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１    ガラスシート
３、５    エッジ部分
２１    曲げオーブン
２５    曲げゾーン
１００    位置決めキャリア
１０３、１０５    エッジ
１０７    ステージ
１０９Ａ、１０９Ｂ    位置決め部材
１１１    接触面
１１３    クランプ
２１０、２１１、２２０、２２１    アーム
２１２、２２２    局所ヒーター
２１４、２２４    力印加装置
２１５、２１７    移動機構
２５１    リフトアーム
２５５    止め面
２６３    基準面
２６５    バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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