(57)【要約】【課題】ガラスリボンおよびガラスシートの罫書きにおいて、機械的罫書きヘッドにより短い傷開始点を形成する際に、ヘッドが罫書き対象の表面に向かうおよび／またはこの表面から離れる運動を、減速された速度を用いて行う。【解決手段】ガラスリボン１３に傷開始点を形成する際に、（ａ）キャリッジ１４をガラスリボン１３に対して移動させ、この運動が第１の向き（例えば、図５のｙ軸の正の向き）の成分を含み、（ｂ）工程（ａ）の一部の間、機械的罫書きヘッド２０をキャリッジ１４に対して第１の向きと逆の向き（例えば、図５のｙ軸の負の向き）に移動させ、さらに、工程（ｂ）の少なくとも一部の間、機械的罫書きヘッド２０を、ガラスリボン１３に向かって、またはガラスリボン１３から離すように、あるいはガラス表面に向かいかつガラスリボン１３から離すように移動させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光ビームを使用して、正の向きおよび負の向きを画成する直線に沿ってガラス表面に罫書きする方法であって、
（ａ）前記ガラス表面の前記直線に沿った第１の位置に、前記ガラス表面と時間Ｔの間接触する機械的罫書きヘッドを使用して傷開始点を形成する工程、
（ｂ）前記直線の一部を通過するレーザ光ビームを放射する発光デバイスを、該発光デバイスの運動が、（ｉ）前記直線に平行、かつ（ｉｉ）固定基準座標系から見て前記正の向き、の成分を含むように移動させる工程、および、
（ｃ）前記直線の一部を通過する冷却流体を放出するノズルを、前記発光デバイスと縦に並べて移動させる工程、
を含み、前記時間Ｔの少なくとも一部の間、前記機械的罫書きヘッドの運動が、（ｉ）前記直線に平行、かつ（ｉｉ）前記発光デバイスとともに移動する基準座標系から見て前記負の向き、の成分を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
（ｉ）前記ガラス表面が、前記直線に垂直な向きに移動するガラスリボンの表面であり、さらに、
（ｉｉ）前記発光デバイス、前記ノズル、および前記機械的罫書きヘッドが、前記直線に垂直な向きに移動し、かつ前記ガラスリボンと同じ進行速度を保つことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記発光デバイス、前記ノズル、および前記機械的罫書きヘッドを、前記直線に平行でない軌道に沿って移動するキャリッジが運ぶことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記機械的罫書きヘッドが、前記発光デバイスとともに移動する基準座標系から見て固定されている軸の周りを旋回することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ガラス表面に傷開始点を形成する方法であって、
（ａ）キャリッジを前記ガラス表面に対して移動させ、該移動の運動が第１の向きの成分を含む工程、および、
（ｂ）工程（ａ）の一部の間、機械的罫書きヘッドを前記キャリッジに対して前記第１の向きと逆の向きに移動させる工程、
を含み、工程（ｂ）の少なくとも一部の間、前記機械的罫書きヘッドを、前記ガラス表面に向かって、または前記ガラス表面から離すように、あるいは前記ガラス表面に向かいかつ前記ガラス表面から離すように、移動させる工程、をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記ガラス表面が、移動しているガラスリボンの表面であり、かつ工程（ａ）および（ｂ）の間、前記キャリッジおよび前記機械的罫書きヘッドが、前記リボンの運動と同じ進行速度を保つことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
工程（ｂ）が、前記機械的罫書きヘッドを、前記キャリッジとともに移動する軸の周りに回転させる工程を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
ガラス表面に傷開始点を形成する装置であって、
（ａ）ｘｙｚ座標系と関連付けられる線形軌道であって、該座標系のｘｙ平面に設けられ、かつ該ｘ軸と非ゼロ角度で交差する、線形軌道、
（ｂ）前記線形軌道に可動に取り付けられたキャリッジであって、前記線形軌道に沿った該キャリッジの運動が、前記ｘｙｚ座標系の少なくともｙ軸に沿った成分を含むようなキャリッジ、および、
（ｃ）前記キャリッジに可動に取り付けられた機械的罫書きヘッドであって、前記キャリッジに対する該機械的罫書きヘッドの運動が、（ｉ）少なくとも、前記ｘｙｚ座標系のｙ軸に沿った、前記キャリッジの運動の該ｙ軸に沿った成分の向きと逆向きの成分、および（ｉｉ）少なくとも、前記ｘｙｚ座標系のｚ軸の向きの成分、を含むような機械的罫書きヘッド、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項９】
（ｉ）前記機械的罫書きヘッドを運ぶアーム、および、
（ｉｉ）前記アームを、前記ｘｙｚ座標系のｘ軸に平行な軸の周りに回転させるためのモータ、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
（ａ）前記ｙ軸に平行なレール
（ｂ）前記レールに取り付けられた、前記機械的罫書きヘッドを運ぶプラットフォーム、および、
（ｃ）前記プラットフォームを前記レールに沿って移動させるためのモータ、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガラスリボンおよびガラスシートの罫書き方法および装置に関し、特に、ガラスリボンまたはシートに傷の開始点（initiation flaw）（「最初の傷（initial flaw）」、「亀裂開始点」、または「開始線（initiation line）」としても知られる）を機械的に形成する方法および装置に関する。
【０００２】
以下の記述では鉛直方向に移動するガラスリボンを参照しており、これは本書で開示される方法および装置の典型的な用途である。しかしながら、この方向は単に説明を容易にするために想定されたものであり、本開示を任意の手法に限定するものと解釈されるべきではない。同様に、本開示はガラスリボンの罫書きに限定されるものではなく、個別のガラスシートの罫書きを含む。
【背景技術】
【０００３】
ガラスの罫書きは従来、機械的な工具を用いて行われている。しかしながら、レーザ照射、例えば波長１０．６μｍのＣＯ2レーザ照射を用いてガラスを加熱し、温度勾配によって引張応力を生成する代替手段が存在している。ガラスの罫書きのためのレーザ使用については、同一出願人による「壊れやすい材料の分断方法および装置（Method and apparatus for breaking brittle materials）」と題する特許文献１および「レーザスコアリングにおける亀裂深さの制御（Control of median crack depth in laser scoring）」と題する特許文献２において論じられており、この両方の内容はその全体を参照することにより本書に組み込まれる。
【０００４】
図１に示すように、レーザ罫書き中、メディアンクラック（部分的な溝（partial vent）または単に溝としても知られる）がガラスシートまたはリボン１１２の主表面１１４に罫書き線１１５に沿って生成される。溝を生成するため、１つのエッジ近傍のガラス表面に小さな傷開始点１１１が形成され、足跡１１３を有しているレーザ光ビーム１２１を、その後に冷却ノズル１１９によって生成される冷却領域が続くようにガラス表面を横断して伝播させることによって、この傷開始点を溝に変形させる。レーザ光ビームを用いてガラスを加熱し、その後すぐに冷却剤を用いて急冷すると、温度勾配および対応する応力場が生じ、このため傷開始点を伝播させて溝を形成することができる。
【０００５】
その内容全体が本書に組み込まれる、同一出願人による特許文献３では、リボンの運動の向きを横切る直線に対して角度αで傾斜している線形軌道に沿って移動キャリッジが動く、移動しているガラスリボンのレーザ罫書きシステムについて説明されている。
【０００６】
本書の図２および３は、特許文献３のシステムを概略的に示したものである。図において、ガラスリボンを参照番号１３、移動キャリッジを番号１４、線形軌道を番号１５、軌道のための支持構造（支持フレーム）を番号１１、および、例えばフュージョンドロー装置などのリボンを製造する設備を番号９で識別する。特許文献３で論じられているように、固定基準座標系（例えば、図２のｘｙｚ基準座標系）から見て、ガラスリボンはベクトル１６の向きに速さＳglassで移動し、キャリッジはベクトル１７の向きに速さＳcarriageで移動し、Ｓglass、Ｓcarriage、および角度αは次式の関係を満たす。
【０００７】
Ｓcarriage = Ｓglass／sin α
このようにキャリッジはリボンと同じ進行速度を保つ。すなわち、より正確には、リボンの運動の向きに平行な、キャリッジの速度成分の大きさはＳglassに等しい。その結果リボンから見ると、キャリッジは次式により与えられる速さＳscoreで単にベクトル１８の向きに移動する、すなわちリボンの運動の向きに垂直な直線７に沿って、リボンを単に横断する。
【０００８】
Ｓscore = Ｓcarriage cos α
特許文献３において説明されているように、レーザ光ビームを提供する発光デバイスと冷却流体流（例えば、水）を提供するノズルとがキャリッジに連結され、キャリッジが線形軌道に沿って移動しているときに、これらが共にリボンの幅を横断する溝を形成する。キャリッジにさらに連結されているのは、ガラスリボンに傷の開始点を形成する機械的罫書きヘッド（例えば、罫書きホイール）である。
【０００９】
図４は、特許文献３のこれらの態様を概略的に示したものであり、参照番号２１、２２、および２３は、（１）冷却流体の足跡、（２）レーザ光ビームの足跡、および（３）傷の開始点、の罫書きプロセス開始時点での位置を表し、そして参照番号３１および３２は、開始点が完成し機械的罫書きヘッドがもはやリボンと接触していない後の時点での、冷却流体の足跡およびレーザ光ビームの足跡の位置を表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，７７６，２２０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３２７，８７５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０２６４９９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３において論じられているように、生成される傷開始点が長くなるのを避けるため、機械的罫書きヘッドがガラスリボンと接触している時間は短いものである必要がある。これは、機械的罫書きヘッドをリボン表面に向かって移動させ、後にこの表面から離すように移動させるのを、高速で行わなければならないことを意味する。このような高速の運動は達成可能ではあるが、必要な設備は一般に複雑かつ高価である。本開示は、機械的罫書きヘッドで傷開始点を形成する際に、ヘッドが罫書き対象の表面に向かうおよび／またはこの表面から離れる運動を、減速された速度を用いて行う、装置および方法を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の態様によれば、レーザ光ビーム（１２１）を使用して、正の向き（例えば、図５のｙ軸の正の向き）および負の向き（例えば、図５のｙ軸の負の向き）を画成する直線（７）に沿ってガラス表面（１１４）に罫書きする方法が開示され、この方法は、
（ａ）ガラス表面（１１４）の直線（７）に沿った第１の位置（２３）に、ガラス表面（１１４）と時間Ｔの間接触する機械的罫書きヘッド（２０）を使用して傷開始点（１１１）を形成する工程、
（ｂ）直線（７）の一部を通過するレーザ光ビーム（１２１）を放射する発光デバイスを、この発光デバイスの運動が、
（ｉ）直線（７）に平行、かつ
（ｉｉ）固定基準座標系（例えば、図５のｘｙｚ座標系）から見て正の向き（例えば、図５のｙ軸の正の向き）、
の成分（１８）を含むように移動させる工程、および、
（ｃ）直線（７）の一部を通過する冷却流体を放出するノズル（１１９）を、発光デバイスと縦に並べて移動させる工程、
を含み、時間Ｔの少なくとも一部の間、機械的罫書きヘッド（２０）の運動が、
（ｉ）直線（７）に平行、かつ
（ｉｉ）発光デバイスとともに移動する基準座標系から見て負の向き（例えば、図５のｙ軸の負の向き）、
の成分（１９）を含むことを特徴とする。
【００１３】
第２の態様によれば、ガラス表面（１１４）に傷開始点（１１１）を形成する方法が開示され、これは、
（ａ）キャリッジ（１４）をガラス表面（１１４）に対して移動させ、この移動の運動が第１の向き（例えば、図５のｙ軸の正の向き）の成分（１８）を含む工程、および、
（ｂ）工程（ａ）の一部の間、機械的罫書きヘッド（２０）をキャリッジ（１４）に対して第１の向き（例えば、図５のｙ軸の正の向き）と逆の向き（例えば、図５のｙ軸の負の向き）に移動させる工程、
を含み、工程（ｂ）の少なくとも一部の間、機械的罫書きヘッド（２０）を、ガラス表面（１１４）に向かって、またはガラス表面（１１４）から離すように、あるいはガラス表面に向かいかつガラス表面（１１４）から離すように、移動させる工程、をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
第３の態様によれば、ガラス表面（１１４）に傷開始点（１１１）を形成する装置が開示され、これは、
（ａ）ｘｙｚ座標系と関連付けられる線形軌道（１５）であって、座標系のｘｙ平面に設けられ、かつｘ軸と非ゼロ角度で交差する、線形軌道（１５）、
（ｂ）線形軌道（１５）に可動に取り付けられたキャリッジ（１４）であって、線形軌道（１５）に沿ったキャリッジ（１４）の運動が、ｘｙｚ座標系の少なくともｙ軸に沿った成分（１８）を含むようなキャリッジ、および、
（ｃ）キャリッジ（１４）に可動に取り付けられた機械的罫書きヘッド（２０）であって、キャリッジ（１４）に対する機械的罫書きヘッド（２０）の運動が、（ｉ）少なくとも、ｘｙｚ座標系のｙ軸に沿った、キャリッジの運動のｙ軸に沿った成分（１８）の向きと逆向きの成分（１９）、および（ｉｉ）少なくとも、ｘｙｚ座標系のｚ軸の向きの成分、を含むような機械的罫書きヘッド、
を含むことを特徴とする。
【００１５】
本開示の種々の態様に関する上記概要において使用した参照符号は、単に読者の便宜のためのものであり、本発明の範囲を限定するものと解釈されることを意図したものではなく、またそう解釈されるべきではない。より一般的には、上述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、単に本発明の例示であり、本発明の本質および特性を理解するための概要または構想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。
【００１６】
本発明のさらなる特徴および利点は以下の詳細な説明の中で明らかにされ、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、あるいは本書で説明されたように本発明を実施することにより認識されるであろう。添付の図面は本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、本書に組み込まれその一部を構成する。本書および本図面において開示された本発明の種々の特徴は、任意の組み合わせで、また全て組み合わせて、使用することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガラスシートのレーザ罫書きを示す概略図
【図２】特許文献３によるレーザ罫書きシステムを示す概略図
【図３】図２のキャリッジの運動をより詳細に示す概略図
【図４】罫書きプロセスの開始時点および後の時点での、冷却流体、レーザ光ビーム、および傷開始点の位置を示す概略図
【図５】本開示の一実施の形態による、ガラスリボン、キャリッジ、および機械的罫書きヘッドの運動を示す概略図
【図６】図５の機械的罫書ヘッドの運動をより詳細に示す概略図
【図７】機械的罫書ヘッドに逆行運動を生じさせる代表的な設備を示す斜視図
【図８】キャリッジに設けられた旋回軸の周りを罫書ヘッドが回転することにより達成される機械的罫書ヘッドの逆行運動を示す概略図
【図９】図８の逆行運動を達成するために旋回の手法を採用している代表的な設備を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記で示したように、代表的な実施形態において、本開示は移動しているガラスリボンに機械的罫書き装置を用いて傷開始点を生じさせる装置および方法に関する。機械的罫書き装置は、現在知られている、または今後開発される、種々の構造および構成を有したものとすることができる。ただし構成において、機械的罫書き装置は、ガラスリボンの表面と接触して傷開始点を形成する機械的罫書きヘッドを含む。代表的な構成では、炭化タングステンやダイヤモンドで作られた圧子や罫書きホイールを、ガラス表面の位置の変動に関係なく、すなわち例えばガラス表面の名目上の平面に対する垂直の向きへの変動に関係なく、ガラス表面上において実質的に一定の罫書き強度を維持するために、エアシリンダなどの機構に取り付け含んでもよい。
【００１９】
例えばディスプレイ用途の基板の製造に用いられるガラスリボンの厚さは０．７ｍｍ以下になることがあるように、ガラスリボンは非常に薄くまた柔軟なものであり得るため、ガラスリボンに対して働く罫書きヘッドの止め具となるよう、アンビル（ノージングとしても知られる）は通常機械的罫書きヘッドと反対側のガラスリボン側面に位置付けられる。アンビルはそれ自体の線形軌道に取り付けてもよく、この線形軌道は、図５の軌道１５のように傾斜したものでもよいし、あるいはリボンの運動の向きに平行なものでもよい。リボン全幅に亘る機械的罫書きをレーザ罫書きのバックアップシステムとして用いる場合など、いくつかの用途ではリボンの幅全体に亘って延在するアンビルが所望されることもあるが、傷の開始点はリボン幅のごくわずかな部分を占めるのみであるため（以下を参照）、使用されるアンビルは短いものでもよい。
【００２０】
一般的に、傷開始点の長さは約３ｍｍから約５ｍｍの範囲であるが、ただし所望であればより長い傷やより短い傷を用いてもよい。典型的には、傷はガラスリボンの１つのエッジから約６０ｍｍ内側寄りに設けられるが、この場合も所望であれば異なる間隔を用いてもよい。罫書きの速度は、当然用途によるが、その代表的な値としてはおよそ７５０ｍｍ／ｓである。この罫書き速度に対して５ｍｍの傷は、罫書きヘッドとリボン表面間の７ｍｓの接触に相当する。特許文献３の考察に関連して上述したように、このような短い接触時間は達成可能であるが、機械的罫書きヘッドをすばやく移動させてガラスリボンの表面と接触させさらにその接触を絶つためには、一般的に複雑かつ高価な設備の使用が必要となる。
【００２１】
図５および６は、罫書きヘッドが罫書き対象の表面に向かいさらにこの表面から離れる運動の速さを減速させることを許容する、ガラスリボン、キャリッジ、および機械的罫書きヘッドの運動の組合せを概略的に示したものである。図２および３と同様、図５および６の参照番号１６および１７は、固定基準座標系（例えば、フレーム１１に関連するとみなすことができる、図５のｘｙｚ基準座標系）から見たガラスリボンとキャリッジの運動を表し、参照番号１８は移動しているリボンから見たキャリッジの運動を表している。
【００２２】
図５および６の参照番号１９は、移動しているキャリッジから見た機械的罫書きヘッド２０の追加の運動を表している（以下、「逆行」または「調整」運動と称する）。この追加の運動１９はキャリッジの運動と逆の向きであり、具体的には、ガラスリボンから見たキャリッジの運動と逆の向きであり、すなわち（移動しているキャリッジから見た）運動１９は（ガラスリボンから見た）運動１８の逆の向きを指す。結果として、ガラスリボンから見ると（キャリッジ全体ではないが）機械的罫書きヘッドはより遅い速度でリボンを横断して移動し、すなわち運動１８と１９の大きさの差に等しい速度で移動する。反対に、水平に移動している機械的罫書きヘッドから見ると、リボンはよりゆっくりと水平にヘッドを通過する。このようなより遅い動きは、傷開始点を生成するために機械的罫書きヘッドをリボンと接触させさらにその接触を絶つよう移動させるための時間が、所望のようにより長いものとなることを意味する。
【００２３】
逆行運動１９は機械的罫書きヘッドがガラスリボンの表面と接触している全ての時間に亘って行われる必要はないことに留意されたい。むしろ、逆行運動が行われるのは、その時間の一部の間のみでもよい。また、逆行運動の大きさは経時的に一定である必要はなく、機械的罫書きヘッドが傷開始点を形成している間に、例えば増加しても、安定していても、そして減少してもよい。さらに、逆行運動は、機械的罫書きヘッドがガラス表面と接触する前に開始されてもよいし、および／または、ヘッドが表面との接触を絶った後も継続されてもよい。ガラス表面に罫書きヘッドで接触することに関するこういった方策の組合せや変形もまた、罫書きヘッドが傷の開始点を形成している時間Ｔの少なくとも一部の間にヘッドの運動が、例えば図５における直線７の負の向きを指す成分、すなわち（ｉ）罫書き線に平行であり、かつ（ｉｉ）キャリッジとともに移動する基準座標系から見て、レーザにより形成される罫書き線の向きと逆の向きである、成分、を含むことを条件として、所望の通りに採用することができる。
【００２４】
逆行運動１９の効果は、移動している電車から、静止している看板上に（細長い線とは対照的な）点を描くという課題を考えてみると理解できる。もし描いている人が電車で後向きに歩くと、この描き手と看板との間の相対速度は減少する。実際に、もしその描き手が、電車が前方に移動しているのと同じ速度で後方に歩けば、看板は静止し、点を描くのを容易にする。同様に、移動しているキャリッジからガラスリボンに傷開始点を形成するのは、その傷が作られるときに、キャリッジのリボンを横断する運動に対して機械的罫書きヘッドが後方に移動していればより容易である。
【００２５】
逆行運動Ｓretrogradeの大きさは、Ｓscoreの値、傷開始点の長さ、および傷開始点を形成するために所望とされる時間に依存する。上で計算されたように、７５０ｍｍ／ｓの罫書き速さおよび５ｍｍ長の傷開始点の場合、傷開始点を形成するために使用可能な時間は逆行運動なしでおよそ７ｍｓである。例えば、Ｓretrogradeを５００ｍｍ／ｓと設定すると、この使用可能時間は２０ｍｓに延長され、Ｓretrogradeを７２５ｍｍ／ｓとすると、その時間は２００ｍｓとなる。
【００２６】
キャリッジ１４は、機械的罫書きヘッドの逆行運動およびその関連する成分に適応するのに十分な長さである必要がある。例えば、５ｍｍの傷に対し、Ｓretrogradeが５００ｍｍ／ｓであれば、その逆行運動はキャリッジの１０ｍｍの距離を占め、Ｓretrogradeが７２５ｍｍ／ｓであれば、その運動は１４５ｍｍを占める。傷開始点が形成されている間に費やされる距離に加え、キャリッジに沿った追加の長さが、機械的罫書きヘッドのＳretrogradeへの加速および減速に消費される。従って、Ｓretrogradeのために選択される具体的価値は、１）キャリッジに必須の長さ、２）機械的罫書きヘッドをＳretrogradeまで加速および減速するために必要な設備のコストおよび複雑度、および３）逆行運動を使用することによって提供される使用可能な時間の間に機械的罫書きヘッドをガラスリボンに向かっておよびガラスリボンから離すように移動させるために必要な設備のコストおよび複雑度、の間のトレードオフとなる。
【００２７】
機械的罫書きヘッドの逆行運動は種々の方法で達成することができる。図７は、プラットフォーム４０によって機械的罫書きヘッド２０を運ぶ一実施の形態を示したものであり、このプラットフォームは、傷開始点を形成するために罫書きヘッドをガラスリボンの表面に向かっておよびこの表面から離すように移動させることを可能とするレール４２を含む。プラットフォーム４０はレール４４上に可動に取り付けられ、またキャリッジ１４はサーボモータなどのモータ４６を含み、このモータが、プラットフォーム４０の伸長部分５０と係合するホイール４８を駆動する。ホイール４８は例えば歯車面を有し、この歯車面は、部分５０の対応する歯車が付された細長部（geared strip）と係合するものでもよい。モータ４６を駆動させると、可動プラットフォーム４０すなわち罫書きヘッド２０は、キャリッジ１４に対して逆行／調整運動を行う。すなわちモータ４６を駆動させると、プラットフォーム４０は、キャリッジ１４が左に移動しているときに図７の右に移動する（図７の矢印１８および１９参照）。図７では２つのレール４４が採用されているが、所望であれば、プラットフォーム４０の線形逆行運動は１つのレールを用いて達成することもできる。
【００２８】
図８は、機械的罫書きヘッドの逆行運動を達成する別の実施形態を概略的に示したものである。この事例においては、キャリッジに対して固定されている軸６２の周りに回転（旋回）するアーム６０によって罫書きヘッド２０を運ぶ。図８において、この回転は矢印６４で示される。
【００２９】
軸６２周りをアーム６０が回転すると、移動しているキャリッジから見て、罫書きヘッド２０の運動がガラスリボンから見たキャリッジの運動の向きと逆の成分（所望の逆行成分）を含むものとなるように、軸６２はガラスリボン１３の運動の向きと平行である。すなわち図８において、回転６４による罫書きヘッド２０の運動は、キャリッジから見ると、移動しているリボンから見たキャリッジの運動を表すベクトル１８と逆の成分を含む。
【００３０】
アームが軸６２の周りを回転するとき、罫書きヘッドの運動はガラスリボンの表面に垂直な向きの成分をさらに含む。罫書きヘッドがリボン表面と係合するときに、この運動に適応するため、そして実質的に一定の罫書き強度を与えるため、罫書きヘッドのリボンとの接触に基づいてアームの有効長を変化させることができるエアシリンダ６６または同様の定荷重装置をアーム６０に設けてもよい。図８のシステムによって生成される傷開始点の長さは、（１）罫書きヘッドとリボンとの間の最初および最終の接触角を共に画成する、アーム６０の完全に伸長した長さ、および、軸６２とリボン表面の間の距離、（２）罫書きヘッドがリボン表面と接触している間に罫書きヘッドがリボン表面に沿ってどのくらい移動するかを共に決定する、軸６２周りのアームの回転速度、および、リボンに対するキャリッジの水平運動の速度、に依存する。
【００３１】
図９は、図８の回転システムの代表的な実施形態を示し、ここでは対応する構成要素を識別するために同じ参照番号を使用した。この実施形態は、アーム６０を回転させるモータ６８と、このシステムをキャリッジに取り付けるための取付け構造７０を含む。この実施形態においては、より低い慣性モーメントを有するより安定した構造を提供するよう、アーム６０は軸６２を越えて延在する。
【００３２】
前述したことから分かるように、本開示は、傷開始点を形成するために機械的罫書きヘッドをガラス表面と接触させるよう、および／またはその接触を絶つよう移動させるのに使用可能な時間を延長させる装置および方法を提供する。この開示はすなわち、清浄で強固なエッジが得られること、ガラスの組成および厚さに鈍感であること、およびリボンの運動に対する妨害が最小限であること、という利益を実現できるレーザ罫書きに役立つ。また、軌道の角度αを増加させることにより、罫書きの溝を深くしたり、本体を完全に切断したりすることを可能とする、減速された罫書き速度でのレーザ罫書きを行うことができる。さらに、キャリッジに取り付けられた機械的罫書きヘッドによって傷開始点を形成するため、罫書きヘッドがキャリッジ上流の離れた位置に設けられた場合とは対照的に、このシステムは罫書き線全長に対して機械的な罫書きを施す能力を提供し、この能力はレーザ罫書きのバックアップとして、すなわちしっかりとした切断プロセスを提供するものとしての役割を果たすことができる。
【００３３】
本開示の範囲および精神から逸脱することのない種々の改変が、通常の当業者には明らかであろう。例えば、これまでの論考は主に移動しているガラスリボンの罫書きに関するものであったが、本書において開示される装置および方法は個別のガラスシートの罫書きと関連付けて採用することもでき、シートに対して移動しかつ発光デバイス、ノズル、および機械的罫書きヘッドを運ぶキャリッジを使用することができる。この事例において、個別のシートが静止している場合には、より正確には罫書き線と直交する方向に静止している場合には、図５の角度αはゼロと等しい。同様に、リボンおよび個別のシート両実施形態に対し、一方向のみに罫書きを行ってその後次の罫書きを再設定する代わりに、例えば図５では左から右へ移動させた後に右から左へ移動させるなど、両移動方向に罫書きを行うことができるようにシステムを構成することもできる。以下の請求項は、これらおよび他の種類の、本書で明らかにされた実施形態の改変、変形、および同等物を含むと意図されている。
【００３４】
図面で使用した参照番号は以下のように対応する。
【符号の説明】
【００３５】
７    罫書きが施される直線
９    ガラスリボンを製造する設備
１１    線形軌道の支持フレーム
１３    ガラスリボン
１４    キャリッジ
１５    線形軌道
１６    リボンの運動とキャリッジの運動の鉛直成分とを表すベクトル
１７    キャリッジの運動を表すベクトル
１８    キャリッジの運動の水平成分を表すベクトル
１９    機械的罫書きヘッドの逆行運動を表すベクトル
２０    機械的罫書きヘッド
２１    罫書きプロセス開始時点での冷却流体の足跡の位置
２２    罫書きプロセス開始時点でのレーザ光ビームの足跡の位置
２３    罫書きプロセス開始時点での傷開始点の位置
３１    罫書きプロセスの後の時点での冷却流体の足跡の位置
３２    罫書きプロセスの後の時点でのレーザ光ビームの足跡の位置
４０    プラットフォーム
４２    レール
４４    レール
４６    モータ
４８    ホイール
５０    プラットフォーム４０の伸長部分
６０    アーム
６２    アーム用旋回軸
６４    アームの回転を示す矢印
６６    エアシリンダなどの定荷重装置
１１１    傷開始点
１１２    ガラスシートまたはガラスリボン
１１３    レーザ光ビームの足跡
１１４    ガラスシートまたはガラスリボンの主表面
１１５    罫書き線
１１９    冷却ノズル
１２１    レーザ光ビーム
【図１】
2011026193.tif 000003
【図２】
2011026193.tif 000004
【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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【外国語明細書】
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