(57)【要約】金属プレート（１２６）は、金属プレートを延在する複数の開口部（１２７）を有し、湿式水素処理（１５７）を使用して洗浄される。次いで、ガラス窓（１０６）は開口部に置かれ、さらに各窓は、各窓がプレートの各側で外側に突出するような手法で加熱（２３１）によって金属プレートに融合される。次いで、各窓の両側は同時に研磨及び艶出しされる（２３２）。金属プレートの暴露された表面は、ニッケル及び金で電気めっきされる（２３６）。一つ以上のコーティング（４１、４６、４７）は、各窓の一つの側又は両側に適用される。次いで、数多のセクションはアセンブリから切断されて、各セクションは光学装置（１０）におけるリッド（１７）として役立つことができる。
2005512114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各窓が所定の波長を有する放射線の伝達に役立つ複数の窓の形成段階と、
プレートを通過する複数の開口部を備える前記プレートの組立段階と、
環状の密封が前記窓の周辺に沿って延在する前記窓の環状部分間に提供され、前記プレートの環状部分が前記開口部の周りに延在するような手法で前記プレートに前記窓の各々をしっかりと固定する段階と、
前記プレートに固定された前記各窓上のそれぞれの表面の同時処理段階と、
各セクションがそれぞれ一つの前記窓とそれぞれ一つのプレートの前記環状部分を含む複数のセクションの前記プレートからの切断段階と、
からなる方法。
【請求項２】
前記窓の形成段階は、前記窓の各々が前記プレートよりも厚いように実行され、
前記窓を前記プレートにしっかりと固定する段階は、前記窓の各々が前記プレートの各側上で前記プレートをわずかに越えた距離で外側に突出するように前記窓を位置づけする段階を含み、
前記窓を処理する段階は、前記各窓の一つの側上のそれぞれの表面の摩耗性の精製を同時に達成する段階を含み、さらに前記各窓の他の側上のそれぞれの表面の摩耗性の精製を同時に達成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磨耗性の精製を達成する段階は、前記各窓の両側の表面の摩耗性の精製を同時に達成することによって実行されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記磨耗性の精製を達成する段階は、ダブルディスクの研磨技術で実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記窓を前記プレートにしっかりと固定する段階は、前記各窓の周辺部分を前記プレートの物質に対して直接的に融合させる手法で前記プレート及び窓を加熱することによって実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記窓の処理段階後で前記切断段階前に不透明層を通過するアパーチャを有する前記不透明層を前記各窓の一つの表面に形成する段階を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記不透明層を形成する段階は、前記各窓上にクロムをスパッタリングすることによって実行され、次いで前記各窓上の前記クロムを通過する前記アパーチャをエッチングすることによって実行されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記磨耗性の精製の達成段階後で前記切断段階前に、前記各窓の少なくとも一つの側に耐反射層を適用する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記しっかりと固定する段階は、
前記窓の各々を第一部分の浅い窪みに支持する段階と、
前記プレートを通過する前記開口部に配置された前記窓で前記第一部分上の前記プレートを支持する段階と、
前記各開口部が前記窓のそれぞれの一つの上部端を受ける複数の開口部を有する第二部分を前記プレート上に支持する段階と、
前記窓のそれぞれに位置するそれぞれの釣り合いおもりを前記第二部分の前記各開口部内に提供する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
プレートを通過する複数の開口部を有する前記プレートと、
所定の波長を有する放射線の伝達に役立つ複数の窓とからなり、
前記窓の各々は環状の密封が前記窓の周辺に沿って延在する前記窓の環状部分間に提供され、前記プレートの環状部分が前記開口部の周りに延在するような手法で前記プレートに固定され、前記各窓は処理されるために必要な表面を有することを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記窓の各々は前記プレートよりも厚く、前記プレートの各側上で前記プレートをわずかに越えた距離で外側に突出するように前記プレートのそれぞれの開口部内に固定され、
前記各窓は、処理されるために必要な表面を前記窓の各側に有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記各窓は、前記プレートの物質に対して直接的に融合される周辺端を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記プレートは鉄鋼物質であり、前記各窓は硼珪酸ガラス物質であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プレートは複数の環状の溝を前記プレートの一つの側に有し、前記溝の各々は前記プレートを通過する前記開口部のそれぞれの一つの周りに延在することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
湿潤な水素大気で金属部分を加熱する段階と、
その後、前記金属部分の表面を酸化する段階と、
その後、前記金属部分の前記表面と接触してガラス部分を配置する段階と、
その後、前記ガラス部分を前記金属部分に対して直接的に融合させるように前記金属部分及びガラス部分を加熱する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記金属部分は、鉄鋼物質であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属部分は、硼珪酸物質であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記湿潤な水素大気で金属部分を加熱する段階は、ほぼ１１乃至１５分間でピーク温度をほぼ９５０℃乃至１１００℃に前記金属部分を加熱する一方で、１５乃至３０ＰＰＭ／℃の前記大気の露点の設定を維持する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記酸化段階は、ピーク温度をほぼ６００℃乃至１０００℃に保つ一方で、プレートは、ほぼ９乃至１３分間において湿式窒素炉で前記金属部分を処理する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ガラス部分は、所定の波長を有する放射線の伝達に役立ち、
前記金属部分は、前記金属部分を通過する開口部を有し、
前記加熱段階は、前記ガラス部分の環状の周辺部分が前記開口部の周りを延在する前記金属部分の環状部分に対して直接的に密封して融合するような手法で、前記金属部分を通過する前記開口部内に配置された前記ガラス部分で実行されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、放射線の伝達に役立つ窓を支援するフレームを有するリッドに関し、より詳細には、そのようなリッドを組み立てるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の装置は、リッドによって閉じられる開口部を備えるハウジングを含む。リッドは、フレームと、フレーム内に配置され、密封して塞がれた、関心のある周波帯の放射線の伝達に役立つ窓を含む。装置は、人によって見ることができるように典型的には数種類のスクリーンに投影される、画像を形成するためのテレビ又はプロジェクタで使用できる。装置は、周知の型のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）をハウジング内に含む。リッドの窓によりハウジングに入る放射線ビームは、画像を表現する複数のサブビームを形成するためにデジタルマイクロミラーデバイスによって処理され、次いで、少なくとも数多のサブビームは、スクリーンに投影される画像の形成を容易にするために、窓からハウジングを出て行く。
【０００３】
この既存のリッドは、金属フレームを通過する開口部を有する金属フレームを形成することによって、フレームを通過する開口部に１つのガラスを配置することによって、次いで、ガラスの周辺の端が、フレームの開口部の端に融合されるようになるまでフレームとガラスを加熱することによって成される。次いで、ガラスの側面は磨かれて艶出しされて、一つ以上のコーティングがガラスの両側に適用される。既存のリッドとその製造工程は意図した目的に適切であるが、それらはすべての点において満足ではない。
【０００４】
この点に関して、異なる適用は様々な異なるサイズのリッド、及び／又は様々な異なるサイズのガラス窓を必要とする。個別の部分として各リッドを組み立てることは、各リッドにおいて必要とされる個別の取り扱いと処理により、さらに個別の型押しが個々の異なるフレームサイズのために必要であり、個別の型押しが比較的高価であるという事実により、時間を浪費し、高価である。この点に関して、各個別のフレームのガラス窓の反対側表面の磨き及び艶出しは、ダブルディスクの研磨装置内のサイズのフレームを適切に支援できる特別な支援部分を必要とし、そのような支援部分の各々はリッドの特定のサイズと一致するために形態化される。数多のリッドの形態は、大量流通の市場と関係しておらず、また、型押しの高いコストは、各個々のリッドの全体的な製造コストの重要な部分を表わすことができる。
【０００５】
異なる考察は、関連するフレームに対してガラスの各部分を融合させる場合、フレーム中の不純物がガスの形成を引き起こし得ることである。例えば、フレーム中の炭素の不純物は、炭素を基にしたガスの形成を導き得る。ガラスが融合するために使用される熱によって柔らかくされるために、ガスは代わりにガラス内に気泡を発生し得る。余剰の気泡は、リッドが不完全であると考えられ廃棄されるに違いない程度までガラス窓の光学特性を劣化し得る。これは、明らかに組立処理の効果的な収量を引き下げる。例えば、分離されたアンモニア環境においてフレームを処理することで不純物を除去することによって金属フレームを洗浄するために技術が発展してきた。しかしながら、それらの技術はあらゆる点において満足でない。特に、それらの技術は多数の不純物を除去することに役立ち、したがってガラス中の多数の気泡を除去し、それによって生産率を高める。しかし、不完全なものとして廃棄されるべき多数の部分はいまだに望ましくないほど多く、それは満足するリッドのためのコストを望ましくないほど高く引き上げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、放射線の伝達に役立つ窓を支援するフレームを有するリッドを生成するための方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の形態によると、各窓が所定の波長を有する放射線の伝達に役立つ複数の窓の形成と、プレートを通過する複数の開口部を備えるプレートの組立と、環状の密封が窓の周辺に沿って延在する窓の環状部分間に提供され、プレートの環状部分が開口部の周りに延在するような手法でプレートに各窓をしっかりと固定することと、プレートに固定された各窓上のそれぞれの表面の同時処理と、各々がそれぞれ一つの窓とそれぞれ一つのプレートの環状部分を含む複数のセクションをプレートから後に切断することを含む方法が提供される。
【０００８】
本発明の異なる形態によると、装置は、プレートを通過する複数の開口部を有するプレートと、各窓が所定の波長を有する放射線の伝達に役立つ複数の窓を含み、各窓は窓の周辺に沿って延在する窓の環状部分間に環状の密封を提供する手法でプレートに固定され、プレートの環状部分は開口部の周りで延在し、各窓はそこに処理されるために必要な表面を有する。
【０００９】
さらに、本発明の別の形態によると、方法は、湿った水素の大気で金属部分を加熱することと、その後の金属部分の表面の酸化と、金属部分の表面と接触するガラス部分をその後置くことと、ガラス部分を金属部分に直接的に融合させるように金属部分及びガラス部分のその後の加熱とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の良好な理解は、添付図を参照して下記の詳細な記載から認識されるだろう。
【００１１】
図１は、本発明の態様を具体化する装置１０を概略する側断面図である。装置１０は、ハウジングのチャンバー１２を有し、上壁を通過する垂直な開口部１３を備える上壁を有するハウジング１１を含む。周知の型のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１６は、ハウジング１１の底壁の上面の中心のチャンバー１２内に支持される。ＤＭＤ１６は、その上側に小型の反射鏡の二次元アレイを有する。それらの鏡は夫々、画像のそれぞれのピクセルに対応し、電気的な制御信号に応じてＤＭＤ１６によって独自で物理的に移動できる。
【００１２】
リッド１７は、ハウジング１１の内部と外部との間で気密な密封を達成する手法で開口部１３を閉じるように、ハウジング１２の上部に提供される。この点に関して、リッド１７の周辺端は周知の手法でハウジング１１の上面に溶接された継ぎ目である。ガスはチャンバー１２内の領域１８に提供され、このガスを保証するリッド１７はチャンバー１２の領域１８から逃げない。ガスは、鏡の移動を容易にし、比較的長い有効期限を有することを保証するために、ＤＭＤ１６上の二次元アレイの鏡を円滑にする役目をする。しかしながら、このガスはさらに多少腐食し、したがって、ハウジング１１及びリッド１７はガスからの腐食の損傷に対して耐性である。
【００１３】
図２はリッド１７を概略する分解斜視図である。図１及び２を参照するに、リッド１７は環状の金属フレーム２３と、フレーム内にしっかりと設置される窓２４を含む。開示された実施態様において、フレーム２３は鉄鋼物質からなり、例えば、ＡＳＴＭ−Ｆ１５のような多数の異なるベンダーから市販されており容易に入手可能なタイプである。フレーム２３は平行な上部と底部の表面を備えるプレート状の要素であり、フレーム２３の外部端はほぼ長方形である。開口部２７は、フレーム２３の中心を通過し垂直に延在する。開口部２７は、丸みを帯びた角を除くと、ほぼ長方形の形状を有する。フレーム２３は、その上面にほぼ長方形の断面の環状の溝又は窪み２９を有する。この窪み２９は、一般的に均一の幅及び厚さを有する環状のフランジを外側に突出するフレームの全体の周辺に沿って定義するために、フレームの周辺の端に沿って延在する。
【００１４】
窓２４は、平行な上部と底部の表面を有するプレート状の要素であり、フレーム２３とほぼ同じ厚さを有する。窓の外端は丸みを帯びた角を備える長方形の形状を有し、窓２４はフレーム２３を通過する開口部２７とほぼ同じサイズ及び形状を有することが事実である。窓２４の周辺端は、その全体の長さに沿ってフレーム２３の物質と直接的に融合され、それによって、窓２４の周りに完全に延在する窓とフレーム２３との間の環状の密封を定義する。これは、ハウジング１１のチャンバー１２の領域１８内で腐食ガスの維持を支援する、気密性の密封である。フレーム２３に対して窓２４の端を融合するために使用される技術は、下記において、より詳細に記載される。
【００１５】
窓２４は、バージニア州ダンビルのコーニングインコーポレイテッドの品番７０５６として入手可能である開示された実施態様の硼珪素のガラス物質の層３８を含む。この特定のガラス物質は、約５４５ｎｍの波長に集中し、ほぼ４２０ｎｍから約７００ｎｍまで延びる範囲の放射線を伝達する。さらに、この特定のガラス物質は、５４５ｎｍの中心波長の放射線においてほぼ１．４７乃至１．５０である屈折率を有する。しかしながら、異なる範囲の波長の放射線を伝達し、及び／又は関心のある範囲内の放射線における異なる屈折率を有する、異なるガラス物質を使用することが代替として可能である。
【００１６】
窓２４は、ガラスの層３８の下側に、開示されて実施態様はクロムである、不透明な物質の非常に薄い層４１を有する。明白にするために、クロム層４１の厚さは、他の部分とのサイズに関して添付図で誇張される。長方形のアパーチャ４２は、クロム総４１の中心を通過して提供される。クロム層４１は、オプションで窓２４から省略されてよい。
【００１７】
窓２４はさらに、耐反射（ＡＲ）物質の非常に薄いコーティングを窓の上部及び下部の両側に含む。明確さのために、耐反射コーティングは図１及び２で個別に示されていない。しかしながら、図３は窓２４のわずかな部分を概略する側断面図であり、ガラス層３８と、アパーチャ４２を備えるクロム層４１と、さらに耐反射コーティング４６及び４７を示す。明らかにするために、クロム層４１及び耐反射コーティング４６、４７の厚さは図３に誇張されている。耐反射コーティング４６及び４７の各々は、ほぼ４２０ｎｍ乃至約７００ｎｍの上述した範囲内の放射線の伝達に役立つ。開示された実施態様において、耐反射コーティング４６、４７の両者は、二酸化ケイ素からなる。しかしながら、それらは、代替として、フッ化マグネシウムなどの数多の他の適切な耐反射物質から成り得る。
【００１８】
図１を参照するに、装置１０は下記のように操作する。図１の２つの矢印５６によって概略されるインバウンドの放射線ビームは、窓２４を通過してＤＭＤ１６に移動する。ＤＭＤ１６の各鏡は、その鏡の現在の物理的位置によって決定されるそれぞれの方向にビームのそれぞれの部分を反射する。本来のビームの様々に独立して反射した部分の各々はここで、サブビームとして呼ばれる。次いで、異なるサブビームは様々な異なる方向にＤＭＤ１６から移動し、それらビームのうちの少なくとも幾つかは、図１に示される２つの矢印５７によって窓２４を通過して戻ってくるだろう。
【００１９】
簡素にするために、インバウンドの放射線５６及びアウトバウンドの放射線５７を表す矢印は図１の垂直な線として示されるが、典型的には、様々な異なるビーム及びサブビームが、様々な異なる方向で移動することが認識されるだろう。当然のこととして、窓２４をいずれの方向で通過するすべての放射線５６、５７がクロム層４１のアパーチャ４２を通過するべきである。
【００２０】
数多のリッド１７を同時に生成する方法が記載される。図４は、かかる方法の一部分を示す流れ図である。特に、図４は、それぞれのリッド１７の窓２４内で各ガラス層３８となる、複数のガラス要素を成すために実行される、一連の段階を示す。より詳細には、図４のブロック１０１は、原料のガラス物質がプレート状に形状化されることを示す。上記のように、開示された実施態様で使用される原料のガラス物質は、コーニングインコーポレイテッドの品番７０５６として市販されて入手可能な硼珪酸ガラス物質である。この原料としてのガラス物質の量は、約２５℃の周辺の室温度から約１０５０℃まで次第に高められてほぼ１６時間加熱される。次いで、この加熱されたガラス物質は、約０．１５５インチの均一な厚さを有するシートに押圧及び／又は形成される。次いで、このガラスシートは２５℃まで次第に冷却して戻される。
【００２１】
次に、ブロック１０２において、ガラスシートは複数の個別のガラス窓の要素に分割される。図５は、１０６のそれらガラス窓の要素の一つを概略して示す斜視図である。ガラス窓の要素１０６は、機械加工によって、又はプレスすることによって或いはレーザーの使用によって、ガラスシートから各々切断される。ガラス窓１０６の周辺端は、丸みを帯びたほぼ長方形であり、要素１０６はフレーム２３の一つの開口部２７（図２）のように効果的に同じサイズと形状を有する。この点において、ガラス窓１０６は、ガラス窓１０６の一部分が下記に記載するように粉砕し及び艶だしによって結果として除去されるので、図２及び３の３８で示されるガラス層よりも幾らか厚い。
【００２２】
図６は、図２のフレーム２３と各々対応する数多のセクションを有する金属プレートを作成するために実行される一連の段階を示す流れ図である。図６に示される流れは、開示された実施態様において、ＡＳＴＭ−Ｆ１５として市販されて入手可能なシート物質である原料金属のシートで開始する。図６のブロック２１で示されるように、この金属シートは、開示された実施態様において、かかる金属シートから７インチ四方のサイズを各々が有する一つ以上の正方形の金属プレートを生成するために、最上の打抜加工を受ける。最上の打抜加工処理は、各プレートを通過する二次元アレイの開口部を同時に生成し、ここで各開口部はほぼ長方形であるが、丸みを帯びた角を有する。これに関して、図７は、最上の打抜加工によって金属シートから分離された７インチ四方のプレートの一つである、正方形の金属プレート１２６を概略する底部図である。プレート１２６は、そこを通過して延在するほぼ長方形の２０個の開口部１２７を有する。
【００２３】
次に、図６のブロック１２２で示されるように、プレート１２６は、開示された実施態様において０．１１５インチである選択された均一な厚さをプレート１２６に与えるために、周知のタイプのダブルディスクの研磨を受ける。次いで、図６のブロック１３１を参照するに、２０個の環状の溝がプレート１２６の上層側に機械加工される。これに関して、図８は環状の溝１３６を示すプレート１２６の上面図である。図９は、図８の線９−９に沿って得られた部分を概略する断片的な側断面図である。各環状の溝１３６は、溝１３６が開口部１２７の全体の周辺に沿って開口部１２７からわずかな距離で外側に間隔が置かれるような手法で、それぞれの開口部１２７の一つの周りに延在することを注意する。
【００２４】
隣接する溝１３６は互いからわずかな距離で間隔が置かれ、それによって、プレート１２６のような同じ垂直の厚さを夫々有し、続く処理中にプレート１２６の中央領域を強固にするために役立つ、垂直なリブ１４２及び１４３のグリッドを定義する。プレート１２６は、下記に示すさらに詳細な手法で、各々がフレーム２３（図１乃至２）に等価である、２０個のフレームを形成するために結局のところ切断されるだろう。
【００２５】
次に、図６のブロック１３１をさらに参照するに、様々なサイズ及び形状の数多の整列の穴が機械加工されるか、又はプレート１２６を通過して穴が空けられる。それら整列の穴の例は、図７乃至８の参照番号１３７乃至１３９によって示される。図６のブロック１４６において、プレート１２６は周知の技術を使用してバリを取られる。次いで、ブロック１４７において、プレート１２６及び数多の他の同様のプレートは適切なサポートラックにロードされて脱イオン（ＤＩ）水でリンスされる。
【００２６】
次いで、ブロック１４８を参照するに、その上のプレートを備えたサポートラックは、ほぼ５０℃乃至７５℃の温度を有する界面活性剤溶液（石鹸溶液）へおよそ５分間から１５分間の時間で浸される。次いで、ラックとプレートはこの溶液から取り出される。次に、ブロック１５１において、ラックとプレートは室温で脱イオン水によってリンスされる。
【００２７】
次いで、ブロック１５２において、プレートは、ラックとプレートを室温の塩化鉄溶液におよそ１分間乃至４分間の時間で浸すことによってエッチングされる。次いで、ラックとプレートはこの溶液から取り出され、流出される。次いで、ブロック１５３では、ラックとプレートは脱イオン水で室温において１５分間リンスされる。次いで、ブロック１５６では、ラックとプレートは１５０℃で２０分間乾燥される。
【００２８】
次に、プレート１２６はラックからセラミックのサポート要素に移動され、ピーク温度をほぼ９５０℃乃至１１００℃に保つ一方で、ほぼ１１乃至１５分間において１５乃至３０ＰＰＭ／℃の露点の設定の湿式水素炉で処理される。これは、ＣＨ４、ＣＯ２、及びＣＯ＋Ｎ２などの産物の形成により、他のトラップされた異物に沿ってプレートから炭素、酸素及び硫黄の不純物を除去することによって金属プレートの洗浄に役立つ。
【００２９】
ブロック１５７に関して上述した湿式水素処理に対する代替として、プレート及びセラミックのサポート要素は、温度をほぼ１０００℃乃至１２５０℃に保つ一方で、１０乃至３０分間のドウェル時間において２０乃至４０ＰＰＭ／℃の露点の設定で３：１に分離されたアンモニア大気を受ける。
【００３０】
ブロック１５７に関して記載された湿式水素処理後、方法は、プレートが異なるセラミックのサポート要素に移動されるブロック１５８に進む。次いで、ピーク温度をほぼ６００℃乃至１０００℃に保つ一方で、プレートは、ほぼ９乃至１３分間において湿式窒素炉にプレートとセラミックのサポート要素を置くことによって酸化される。この湿式窒素処理によってフレーム上に形成された酸化層は、ほぼ３Å乃至１０Åの範囲の厚さを有し、ガラスと金属との間に形成される結合の強度を高めることを支援する。過度の酸化又は酸化の不足は結合を弱めることに役立つ。
【００３１】
図１０は、１０６（図５）で示されるタイプの２０個のガラス窓を備えるプレート１２６（図７乃至９）をアセンブルするために、開示された実施態様で実行される一連の段階を示す流れ図である。ブロック２０１において、金属プレート１２６のサンプルのサブセットは検査のために選択されて、さらにガラス窓１０６のサンプルのサブセットは検査のために選択される。開示された実施態様において、表が特定の品質レベルを保証するために検査するのに必要な部品数を決定するために使用される、工業基準の技術である、１％の許容可能な品質レベル（ＡＱＬ）を得るために、フレーム及び窓の検査が実行される。アセンブリ手順の下記の説明は、検査手順をパスするプレート及び窓を説明する。
【００３２】
図１０のブロック２０２において、各ガラス窓１０６は、２０℃乃至４０℃で３０秒間乃至２分間において４９％のフッ化水素酸溶液でエッチングすることによって洗浄される。次いで、各ガラス窓１０６は、脱イオン水でリンスされる。その後、各ガラス窓１０６は、例えば、１５０℃で２０分間において、完全に乾燥するまで焼成される。
【００３３】
次に、図１０のブロック２０３を参照するに、プレート１２６と２０個の窓１０６は、互いに融合できるまで互いに関して適切な位置に保持する、融合の型押しの使用によりアセンブルされる。これに関して、図１１は、アセンブリのために提供された再利用可能な融合の型押しの部分である、底部の融合プレート２０７を概略する上面図である。図１２は、図１１の線１２−１２に沿って得られた低部の融合プレート２０７を概略する側断面図である。プレート２０７は、７インチ四方のサイズを有するグラファイト物質からなり、その上側に複数の浅い窪み２０８を有する。各窪み２０８は、窓要素１０６とほぼ同様のサイズと形状を有するように、丸みを帯びた角を備えるほぼ長方形である。
【００３４】
図１３は、再利用可能な融合の型押しのさらなる部分である、上部の融合プレート２１１を概略する上面図である。図１４は、図１３の線１４−１４に沿って得られた融合プレート２１１を概略する側断面図である。融合プレート２１１は７インチ四方のサイズを有するグラファイト物質からなり、プレートを通過して延在する複数の開口部２１２を有する。各開口部２１２は丸みを帯びた角を備えるほぼ長方形を有し、開口部２１２のサイズ及び形状は窓要素１０６のサイズ及び形状と一致する。
【００３５】
図１５は、再利用可能な融合の型押しのさらなる構成部分である、釣り合いおもり２１６を概略する斜視図である。釣り合いおもり２１６は、平行な上下表面を有するプレート状の要素であり、丸みを帯びた角を備えるほぼ長方形の形状となる周辺端を有する。釣り合いおもりはグラファイト物質からなり、釣り合いおもり２１６の長さ及び幅は、各ガラス窓１０６の長さ及び幅よりもわずかに短い。
【００３６】
図１６は、低部の融合プレート２０７と、上部の融合プレート２１１と、金属プレート１２６と、２０個のガラス窓１０６と、２０個の釣り合いおもりとを含むアセンブリを概略する側断面図である。さらに詳細には、２０個のガラス窓１０６は、窓の低部の部分が浅い窪み２０８のそれぞれの一つに配置されるように、低部の融合プレート２０７上にそれぞれ置かれる。次いで、金属プレート１２６は、低部の融合プレート２０７の上部に置かれるまで下方に移動することによって加えられる。２０個のガラス窓１０６の各々は、金属プレート１２６のそれぞれの開口部１２７内で受ける。ガラス窓１０６の各々は、金属プレート１２６の厚さよりも幾分厚い初期の厚さを有する。浅い窪み２０８の各々は、ガラス窓１０６の厚さと金属プレート１２６の厚さとの差のおよそ半分である深さを有する。結果として、図１６から明白なように、各窓要素１０６がプレート１２６の各側とほぼ同じ量によって外側に突出するように、窪み２０８は窓要素１０６を位置づける。
【００３７】
次に、上部の融合プレート２１１は、金属プレート１２６の上部に位置するまで下方に移動することによって、アセンブリに加えられる。各ガラス窓１０６の上部分は、上部の融合プレート２１１によりそれぞれの開口部２１２の低部分内で受ける。次いで、釣り合いおもり２１６のそれぞれの一つは、各ガラス窓１０６の上部に位置される。ガラスが下記に記載のような手法で発生する金属プレート１２６に融合される一方で、釣り合いおもり２１６は、適所でガラス窓１０６を保持する役割をする。融合処理の間に加熱された場合、ガラス窓１０６の物質が流れて変形する、多大の力を働かせることなしで適所にガラス窓１０６を保持する十分な重量を有するように、釣り合いおもり２１６はサイズにされる。
【００３８】
次いで、図１０のブロック２３１を参照するに、アセンブリ２２１は炉に置かれ、９００℃乃至１０５０℃の温度の不活性な大気で焼かれる。アセンブリ２２１は、１時間４５分乃至２時間１５分間炉にあり、およそ２０分間のピーク温度である。この温度でガラス窓１０６の物質は柔らかくなり、各ガラス窓１０６の周辺端は、その周辺のすべてに沿って、金属プレート１２６を通過する関連した開口部１２７のエッジに直接的に融合できる。特定の期間の最後で、アセンブリ２２１を室温に冷却して戻させ、ガラス窓１０６は再度硬化し、金属プレート１２６にしっかりと結合する。これは、各ガラス窓１０６の周辺端の全体に沿って金属窓１０６と金属プレート１２６との間の気密性の密封を生成する。
【００３９】
金属プレート１２６が上述した（図６のブロック１５７）湿式水素処理の使用により洗浄される事実により、金属の炭素及び他の不純物は実質的に除去され、代わって、融合処理の間にこれらの不純物が様々なガスを生じるかもしれない範囲を減少し、代わってそのようなガスがガラス窓１０６の物質内の望ましくない泡を作成する範囲を本質的に減少する。
【００４０】
融合処理が完了した場合、固定された金属プレート１２６とガラス窓１０６は、釣り合いおもり２１６と、上部及び底部の融合プレート２０７及び２１１を含む、融合の型押しから分離される。融合プレート２０７、２１１と釣り合い重り２１６がグラファイト物質からなる事実により、ガラス物質１０６は融合処理中にそれらを融合する傾向にならず、したがって、融合の型押しから金属プレート１２６及びガラス窓１０６を分離することは困難でない。
【００４１】
窓１０６のガラス物質が溶解温度に達し融合処理中に柔軟になる事実により、各ガラス窓１０６の反対の表面は、一般的に融合処理によって影響される光学特性を有する。したがって、図１０のブロック２３２を参照するに、各ガラス窓１０６の反対の側面は研磨及び艶出しを受ける。“研磨”及び“艶出し”の両方の用語を使用する産業において慣習的なので、個別の用語、“研磨”及び“艶出し”は両方ともここに使用される。しかし、研磨”及び“艶出し”の両方は窓１０６の表面の磨耗性の精製を含み、基本的に、利用される摩耗性の媒体の粗さに関してのみ異なる。
【００４２】
開示された実施態様において、全ての２０個のガラス窓の両側は同時に研磨されて艶出しされる。これは、周知のタイプの例証されていないダブルディスクの研磨配置の使用により実行される。このダブルディスクの研磨配置において、約２４インチの直径を有する２つの摩耗性で共軸のディスクは互いに関して回転し、そこに固定されたガラス窓１０６を有する金属プレート１２６はディスクの２つの面する表面間に配置され、その結果、各ガラス窓１０６の各反対側は、それぞれのディスク上のそれぞれの表面と嵌合する。次いで、各ガラス窓１０６の両側面は、各側面が金属プレート１２６の上面又は底面のいずれかでほぼフラッシュ（ｆｌｕｓｈ）されるまで同時に研磨されて艶出しされる。
【００４３】
これは、特定の光学基準を達成するように研磨及び艶出しが実行される。開示された実施態様において、光学基準は、各ガラス窓１０６の上部及び底部の表面が、４つの縞の球面力及び２つの縞の不規則の平らまで艶出しされることである。ガラス窓１０６のすべての両側の同時の研磨及び艶出しは、研磨及び艶出しが単一の金属フレームに取り付けられる単一のガラス窓上で実行される、既存技術における相当なコストの減少を提供する。
【００４４】
図１０のブロック２３３を参照するに、特定の光学基準と一致するように研磨及び艶出しが完全にされる場合、窓１０６を備える金属プレート１２６を含むアセンブリは、金属プレート１２６の暴露された表面を洗浄する処理を受ける。特に、金属プレート１２６及びガラス窓１０６を含むアセンブリは、酸のデスケル槽、アルカリ洗浄槽、及び塩酸の槽に連続して浸される。これらの槽は、図６のブロック１５８の金属上に形成された酸化の除去を含むめっきのための調製で金属プレート１２６の暴露された表面を洗浄するために役立つ。これに関して、酸化の目的は、金属プレート１２６とガラス窓１０６との間に結合を固定し得る金属プレート１２６上に表面を提供することであった。ガラスによって嵌合されない金属の他の表面部分に関して、表面がめっきできるようにそれらの表面から酸化を除去することが適切である。
【００４５】
次に、ブロック２３６で、金属プレート１２６の暴露された表面は、少なくとも２００マイクロインチの厚さを有するニッケル層で電気めっきされる。次いで、金の層は金の層上に電気めっきされて、金の層は少なくとも５０マイクロインチの厚さを有する。金及びニッケルの層は、ハウジング１１のチャンバー１２（図１）内に配置された潤滑性ガスの腐食特性などの環境的な要因による損傷から金属プレート１２６のＡＳＴＭ−Ｆ１５の鉄鋼物質を保護することを支援する。
【００４６】
次いで、図１０のブロック２３７を参照するに、ニッケル及び金の層の厚さは、当業者に周知の技術を使用することでＸ線蛍光（ＸＲＦ）測定によって確認される。開示された実施態様において、このＸＲＦ測定はアセンブリのサブセットで実行され、各アセンブリはそこに固定される窓１０６を備える金属プレート１２６を含む。次いで、ブロック２３８では、各ガラス窓１０６は両側で洗浄される。開示された実施態様において、これはリントなしの布及びイソプロピルアルコールを使用して手動で実行される。
【００４７】
図１乃至３に関して上記で記載したように、アパーチャ４２を備えるクロム層４１がオプションである。結果として、ブロック２４１で、決定は、クロム層が現在組立のアセンブリで提供されることになっているかどうかに関して下される。そうでない場合、２つの続くブロック２４２及び２４３はスキップされる。そうでなければ、処理はブロック２４２に進む。
【００４８】
ブロック２４２において、マスクは、各ガラス窓１０６の低部側にクロム層を適用するために使用される。マスクは、マスクが金属から成り、プレート２１１よりも相当に薄いことを除けば、図１３乃至１４の２１１に示されるプレートと同様である。マスクは、金属プレート１２６の底部にわたって位置され、その結果、金属プレート１２６はカバーされて、ガラス窓１０６の底部表面だけが露出される。次いで、クロム層は、７００Åないし４０００Åの範囲の厚さで、各ガラス窓１０６の底部表面上にスパッタされる。次いで、マスクが除去される。次に、ブロック２４３では、耐光層が金属プレート１２６の底面及びガラス窓１０６にわたって適用される。このフォトレジストは周知の技術を使用してパターン化され、次いで、クロム層は、図１乃至２のクロム層４１の４２で示されるアパーチャに対応する長方形のアパーチャのそれぞれのガラス窓１０６のクロム層で生成するようにエッチングされる。次いで、フォトレジストが除去される。
【００４９】
次に、図１０のブロック２４６では、マスクは各ガラス窓１０６の両側に対して耐反射コーティングを適用するために使用される。ブロック１４６で使用されるマスクは、ブロック２４２に関して上記の記載の金属マスクと物理的に等価である薄い金属マスクである。マスクの使用により、耐反射コーティングは各窓１０６の各側の表面に適用されるが、金属プレート１２６の金めっきされた表面には適用されない。
【００５０】
図１７は組立処理のかかる点で表れるようなアセンブリを概略する上面図である。図１７のアセンブリは金属プレート１２６を含み、プレート１２６の開口部１２７に固定された窓１０６を含む。参照番号２５１は、透明な窓１０６の一つにより可視可能で提供されるクロム層を表し、参照番号２５２はクロム層２５１による長方形のアパーチャを示す。耐反射コーティングが存在するが、図１７では分離して描写されない。
【００５１】
次に、図１０のブロック２５６では、プラスチック物質の例示されていないシートは、例えば、静的で粘着のプラスチック物質のシートの形態で図１７に示されるアセンブリの各側に一時的に適用される。このプラスチック物質の目的は、部品がプレート１２６から切断される間にガラス窓１０６を保護することである。特に、参照番号２５８は、２０個の長方形の破線のうちの一つを示し、各々は金属プレート１２６のそれぞれの溝１３６の底壁により成される切断に沿った経路を表す。図１７の長方形の破線２５８の各々は、ガラス窓のそれぞれの周りと金属プレート１２６の関連する部分の周りで延在する。
【００５２】
正確な切断は、周知のタイプの最上の打抜加工処理を使用して、各破線２５８に沿って成される。代替として、破線２５８に沿った切断は、周知のタイプの例示されていないダイアモンドホイールソーを使用して成され得る。各破線２５８に沿って切断が成された後、２０セクションのアセンブリは金属プレート１２６から切断され、それらセクションの各々は図１乃至２の１７で示されるリッドと同一なリッドとなるであろう。
【００５３】
次に、図１０のブロック２６１を参照するに、静的で粘着のプラスチックのシートは、金属プレート１２６から切断された各２０個のリッドの両側から除去される。次いで、それら各リッドの各窓の両側はリントなしの布及びイソプロピルアルコールで洗浄される。稀に、イソプロピルアルコールによる除去に抵抗するどんな残留物もあり、アセトンは、残留物を除去するためにリントなしの布と共に自由に使用されてよい。洗浄後、各リッドは図１の１０に示されるタイプの装置に対して容易に設置される。
【００５４】
本発明は多数の技術的利点を提供する。一つのそのような技術的利点は、単一アセンブリの複数の光学窓が同時に処理されるように多数の段階の各々が組立処理中に実行されるので、結果となるリッどの全体のコストは２５％以上によって相当に削減できることである。
【００５５】
この一つの態様は、アセンブリが処理される正確な数の窓に関係なく、７インチ四方などの基準的なサイズを有することができる。これに関して、７インチ四方のアセンブリは、窓が比較的小型である場合に多数の窓を含むことができるか、又は窓が比較的大型である場合に少数の窓を含むことができる。結果として、数多の特異的な型押しはアセンブリの各形態のために必要とされてよいが、ある他の型押しは標準化でき、さらに、いずれの特定のアセンブリの窓の数に関わりなく、標準サイズを有するそのような全てのアセンブリにおいて使用される。例えば、ダブルディスクの研磨技術を使用する窓の研磨及び艶出しの場合、７インチ四方のアセンブリサイズと互換性のある標準的な型押しの単一セットが発達でき、次いで、各アセンブリの特定数の窓に関わりなく、そのようなアセンブリのすべてにおいて使用される。特定の型押しの相当なコストなどの要因により、型押しの標準化は、結果となるリッドの全コストの相当な削減を支援できる。
【００５６】
さらなる利点は、ほとんど全ての処理段階が完了した後まで、個別のリッドが各アセンブリから切断されないことであり、さらに相当なコストの削減をもたらすように支援する。これは、ガラス窓の研磨及び艶出し、オプションのクロム層の適用及びエッチング、次いで、耐反射コーティングの適用の段階に関して特に真実である。
【００５７】
さらに他の利点は、金属フレームが酸化され、次いでガラス窓に融合される以前にフレームの表面から不純物を除去するために、金属フレームが湿式水素処理を受ける際に認識される。湿式水素処理は、既存技術よりも不純物の除去において相当により効果的である。湿式水素処理が不純物の除去で特に効果的であるという事実により、ガスの発生の相当の削減、したがってガラス窓内の泡の形成の相当の削減となる。これは代わって、欠陥品として廃棄されるべき多数の部品の相当の削減に効果的であり、組立工程の効果的な収益の相当の増加を表し、したがって各部品のコストの削減を表す。
【００５８】
ある実施態様が詳細に例示されて記載されたが、請求項によって定義されるように本発明の趣旨及び範囲を逸脱しない限り、様々な変更及び修正が可能であることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の態様を具体化するリッドによって閉じられた開口部を備えるハウジングを含む装置を概略する側断面図である。
【図２】図１のリッドを概略する分解斜視図である。
【図３】図１のリッドの一部分を概略する側断面図である。
【図４】本発明の態様を具体化する方法のガラス窓を作成するために実行される一連の段階を示す流れ図である。
【図５】図４の方法によって生成されたガラス窓を概略する斜視図である。
【図６】本発明の態様を具体化する方法の金属プレートを作成するために実行される一連の段階を示す流れ図である。
【図７】図４の方法によって生成された金属プレートを概略する底面図である。
【図８】図７の金属プレートを概略する上面図である。
【図９】図８の線９−９に沿って得られた部分を概略する断片的な側断面図である。
【図１０】本発明の態様を具体化する方法の様々な部分をアセンブルするために実行される一連の段階を示す流れ図である。
【図１１】図１０の方法において使用される数多の型押しの部分である低部の融合プレートを概略する上面図である。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿って得られた部分を概略する側断面図である。
【図１３】図１０の方法において使用される型押しの部分である上部の融合プレートを概略する上面図である。
【図１４】図１３の線１４−１４に沿って得られた部分を概略する側断面図である。
【図１５】図１０の方法において使用される型押しの部分である釣り合いおもりを概略する斜視図である。
【図１６】図１０の方法の中間段階に存在するアセンブリを概略する側断面図である。
【図１７】図１０の方法の中間段階に存在するさらなるアセンブリを概略する上面図である。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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