(57)【要約】例えばガラス基板などの基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御する。粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分にレーザビームを向け、それによりガラス基板のこの少なくとも１つの事前選択部分が所望の厚さを得ることができるほど、粘性状態にある基板のこの少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させる。レーザビームが生成された後に、このレーザビームを反射表面に向けてもよく、レーザビームはこの反射表面から、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分に反射される。基板は、例えばダウンドローガラス成形プロセスで製造されたガラスリボンを含み得、レーザビームはガラスリボンの複数の事前選択部分の方へ向けられ得る。
2015536895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御する方法において、
レーザビームを生成するステップ、および、
厚さが固定されていない、粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ前記レーザビームを向けるステップであって、該レーザビームが、粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させて該ガラス基板の該少なくとも１つの事前選択部分の前記厚さを十分に変化させる、適切なエネルギーを保有しているものであり、それにより前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分が既定の厚さを得る、ステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガラス基板が、ダウンドローガラス成形プロセスで製造されたガラスリボンを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ前記レーザビームを向けるステップが、粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分に前記レーザビームを反射する反射表面へと、前記レーザビームを向けるステップを含むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記レーザビームが、粘性状態にある前記ガラス基板の複数の事前選択部分の方へ向けられ、かつ粘性状態にある前記ガラス基板の前記複数の事前選択部分の夫々での該レーザビームの各滞留時間を選択的に制御することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス基板が少なくとも２つのガラス層を備え、該２つのガラス層のうちの少なくとも１つが、粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分を含むことを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ガラス基板が少なくとも２つのガラス層を備え、かつ粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分が前記少なくとも２つのガラス層のうちの少なくとも２つ夫々に存在し、さらに前記レーザビームの波長は、前記少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分で吸収される夫々のエネルギーの量が、前記少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分で温度を上昇させかつ粘度を低下させて前記少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分で夫々所望の厚さを十分に得るのに適切なものとなるような、波長であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御するように構成された制御装置において、
粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ向けられたときに粘性状態にある該ガラス基板の該少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させてそれにより該ガラス基板の該少なくとも１つの事前選択部分の前記厚さを変化させる適切なエネルギーを有するレーザビームを、生成および放射するように構成された、レーザ発生器、および、
反射表面を含む反射装置であって、前記反射表面が、前記レーザ発生器により生成および放射された前記レーザビームを、前記レーザ発生器から受けかつ粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射するように構成されている、反射装置、
を備え、前記レーザ発生器および前記反射装置が、前記反射表面によって反射された前記レーザビームが粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射されるように前記ガラス基板に対して配置されることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
前記ガラス基板を構成するガラスリボンを製造するように構成されたダウンドローガラス成形装置に作動的に関連付けられていることを特徴とする請求項７記載の制御装置。
【請求項９】
前記反射装置が、前記レーザビームの受信と粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の位置とに関連して該反射装置の前記反射表面の姿勢を調節するように構成された、調整機構を含み、それにより前記レーザビームは前記反射表面から粘性状態にある前記ガラス基板の前記少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射され得ることを特徴とする請求項７または８記載の制御装置。
【請求項１０】
前記調整機構が、前記反射装置の前記反射表面を、前記レーザビームの受信と前記反射装置の前記反射表面での前記レーザビームの反射とに関連して複数の様々な姿勢に事前選択期間の間、調節するように構成され、それにより前記レーザビームを粘性状態にある前記ガラス基板の複数の事前選択部分の方へ夫々の事前選択期間の間向けて、前記ガラス基板の前記複数の事前選択部分の夫々で前記ガラス基板の前記厚さを制御することができることを特徴とする請求項９記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容全体が参照することにより本書に組み込まれる、２０１２年１１月６日に出願された米国特許出願第１３／６６９，９９４号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、基板の厚さ制御に関連する方法および装置に関し、より具体的には、ガラス製造プロセスにおけるガラス基板の事前選択部分の厚さ制御に関連する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な用途にとって製造される基板の厚さの厳密な制御は、重大とは言わないまでも重要になり得る。例えば、ガラスリボンの厚さに変動をもたらすフュージョンダウンドロー法によって製造された液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ガラスに生じ得る厚さ変動を制御するために、多様な手順が実施および提案されてきた。熱機械的条件およびガラス流動条件は、ガラスリボンがフュージョンダウンドロー法で成形されているときガラスリボンの幅の全体またはいくつかの部分に亘って不均等になり得る。典型的には、ガラスリボンが成形されているときのガラスリボンの表面張力は、ガラスリボンの厚さに生じ得る変動を完全に取り除くには不十分である。この変動のサイズはほんの数μｍにすぎないかもしれないが、このような変動による影響は、例えばＬＣＤガラスに関しては重大になり得る。厚さの変動を制御するための１つの技術は、Steven R. Burdetteへの特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，１９６，４３１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様によれば、基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御する方法が提供される。この方法は、レーザビームを生成するステップ、および、厚さが固定されていない、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へレーザビームを向けるステップであって、このレーザビームは、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させて基板のこの少なくとも１つの事前選択部分の厚さを十分に変化させる適切なエネルギーを保有しているものであり、それにより基板の少なくとも１つの事前選択部分が所望の厚さを得る、ステップ、を含む。
【０００６】
第１の態様の第１の実施形態において、基板はガラス基板を含む。
【０００７】
第１の態様の第２の実施形態において、基板はダウンドローガラス成形プロセスで製造されたガラスリボンを含む。
【０００８】
第１の態様の第２の実施形態の第１の例において、粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の方へレーザビームを向けるステップは、レーザビームを生成するレーザビーム発生器から、粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分にレーザビームを反射する反射表面へと、レーザビームを向けるステップを含む。この第１の例の１つの表現によれば、レーザビームを粘性状態にあるガラスリボンの複数の事前選択部分の方へ反射してもよく、かつガラスリボンの複数の事前選択部分はガラスリボンの実質的に全幅に亘って配置され得る。粘性状態にあるガラスリボンの複数の事前選択部分の方へレーザビームを向ける事例では、粘性状態にあるガラスリボンの複数の事前選択部分夫々でのレーザビームの各滞留時間を選択的に制御してもよい。
【０００９】
第１の態様の第２の実施形態の第２の例において、ガラス基板は少なくとも２つのガラス層を備え、この２つのガラス層のうちの少なくとも１つが、粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分を含む。この第２の例の１つの表現によれば、ガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分は、少なくとも２つのガラス層のうちの少なくとも２つ夫々に存在し得る。レーザビームの波長は、少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分で吸収される夫々のエネルギーの量が、少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にあるガラスリボンのこの少なくとも１つの事前選択部分で温度を上昇させかつ粘度を低下させて少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分で夫々所望の厚さを十分に得るのに適切なものとなるように、採用され得る。
【００１０】
第１の態様は、単独で、または上述した第１の態様の実施形態および例の、任意の１つまたは任意の組合せと組み合わせて提供され得る。
【００１１】
第２の態様によれば、制御装置が、基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御するように構成される。この制御装置はレーザ発生器を含み、このレーザ発生器は、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ向けられたときに粘性状態にある基板のこの少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させてそれにより基板のこの少なくとも１つの事前選択部分の厚さを変化させる適切なエネルギーを有するレーザビームを、生成および放射するように構成されている。この制御装置はさらに、反射表面を含む反射装置を備え、この反射表面は、レーザ発生器により生成および放射されたレーザビームを、レーザ発生器から受けかつ粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射するように構成されている。レーザ発生器および反射装置は、レーザ発生器により生成および放射されて反射装置の反射表面によって反射されたレーザビームが、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射されるように、基板に対して配置される。
【００１２】
第２の態様の第１の実施形態において、制御装置は、基板を構成するガラスリボンを製造するように構成された、ダウンドローガラス成形装置に作動的に関連付けられている。
【００１３】
第２の態様の第１の実施形態の第１の例において、反射装置は、レーザビームの受信と粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の位置とに関連して反射装置の反射表面の姿勢を調節するように構成された、調整機構を含み、それによりレーザビームは反射表面から粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射され得る。この第１の例の１つの表現によれば、調整機構はガルバノメータを含み得る。この第１の例の第２の表現によれば、調整機構は反射装置の反射表面を、レーザビームの受信と反射装置の反射表面でのレーザビームの反射とに関連して複数の様々な姿勢で事前選択期間の間、調節するように構成され得る。結果として、レーザビームを粘性状態にあるガラスリボンの複数の事前選択部分の方へ夫々の事前選択期間の間向けて、ガラスリボンの複数の事前選択部分の夫々でガラスリボンの厚さを制御することができる。
【００１４】
第２の態様の第１の実施形態の第２の例において、制御装置は、レーザビームを反射装置の反射表面から、ダウンドローガラス成形装置のガラス成形ウェッジの底部に隣接する、粘性状態にあるガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の方へ向けることができるように、ダウンドローガラス成形装置に対して位置付けられる。
【００１５】
第２の態様は、単独で、または上述した第２の態様の実施形態および例の、任意の１つまたは任意の組合せと組み合わせて提供され得る。
【００１６】
前述および他の態様、実施形態、および例は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照して読むとより良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御するように構成された装置の概略斜視図
【図２】ガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御する方法および装置に適用される、装置の一態様を示したブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、態様、実施形態、および例を、いくつかの態様、実施形態、および例を示した添付の図面を参照して以下でより十分に説明する。可能な限り図面を通じて同じまたは同様の部分の参照に同じ参照番号を使用する。態様、実施形態、および例は多くの異なる形で表すことができ、本書に明記される特定の態様、実施形態、および例に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。
【００１９】
例えばプラスチックまたはガラス基板などの基板の製造では、製造される基板の厚さが不均一になる可能性がある。この不均一性は局所的であり得、この場合不均一性は基板の幅を横切って見たときに、基板のいくらか孤立した部分のみに存在することになる。一方、複数箇所に不均一性が存在することもあり、場合によっては基板の全幅に亘って存在することさえあり得る。
【００２０】
例えばプラスチックまたはガラス基板などの基板の製造において、基板の特定の厚さ不均一性は、修正されなかった場合、基板を製造し続けると通常発現し続ける。本発明の一態様によれば、続いて製造される基板の不均一性を本質的に排除することができるよう、注目するためにこれらの厚さ不均一性を識別および事前選択する。厚さ不均一性の修正は、基板が粘性状態にある間に、基板の不均一性が存在している部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させることによって成し遂げられる。その結果、基板の各不均一部分の夫々の厚さは、以下でより詳細に説明するように、続いて製造される基板において均一になる。
【００２１】
基板は、応力の印加に対する基板の反応が純粋液体と弾性個体との中間の挙動であるような粘度である限り、粘性状態にあるとみなされる。基板の反応が弾性固体の反応である場合はいつでも、基板の厚さが「固定」されたとみなされ、この用語は本書で使用および適用される。
【００２２】
本書に含まれる開示は、例えばプラスチックおよびガラス基板などの種々の基板に適用可能であり、これらの基板の厚さは、基板が粘性状態にあるときに基板に是正措置を適用することによって制御される。図面は、ガラス基板に対するこのような厚さ制御のために採用することができる、装置および方法の一態様を示している。図面の図１を参照すると、基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御するように構成された、概して１０で示した制御装置の実施形態が概略的に示されている。図１の態様において図示の制御装置１０は、ガラスリボン４４を製造するように構成された概して２０で示したダウンドローガラス成形装置の実施形態に、作動的に関連付けられている。ガラスリボン４４などのガラス基板を製造しかつダウンドローガラス成形装置２０などの設備を採用する、ダウンドローガラス成形プロセスは、フュージョンプロセス、オーバーフロープロセス、またはオーバーフローダウンドロープロセスと称されることもある。制御装置１０およびダウンドローガラス成形装置２０のこれらの概略図は、例えばガラスリボン４４などのガラス基板の厚さ制御に関係する方法および装置の以下の態様、実施形態、および例の説明に関連して本書で参照される。
【００２３】
図１に示したダウンドローガラス成形装置２０の実施形態は成形用ウェッジ２２を含み、成形用ウェッジ２２は、その長手方向側が壁２５および２６に囲まれている開口溝２４を含む。壁２５および２６は、その最上方で、長手方向に延在した対向するオーバーフロー堰２７および２８で夫々終端する。オーバーフロー堰２７および２８は一対の対向する実質的に鉛直の成形面３０に一体化され、成形面３０はさらに、一対の対向する下向きに傾斜した合流成形面３２に一体化されている。一対の下向きに傾斜した合流面３２は、成形用ウェッジ２２の底部３４を含む実質的に水平な下方先端で終端する。溶融ガラスは、開口溝２４に流体連通している送出通路３８を利用して開口溝２４内に送出される。開口溝２４の各端部に隣接して一対のダム４０がオーバーフロー堰２７および２８の上に提供され、溢れ出た溶融ガラスの自由表面４２をオーバーフロー堰２７および２８上に溶融ガラスの分離流として誘導する。開口溝２４の送出通路３８に隣接する端部に位置しているダム４０の対のみが図１に示されている。溶融ガラスの分離流は、対向する実質的に鉛直の成形面３０の対および対向する下向きに傾斜した合流成形面３２の対の表面を底部３４へと流れ落ち、底部３４で溶融ガラスの分離流は、図１に破線で示されているが、合流してガラスリボン４４を形成する。おおよそこの地点でガラスリボンは粘性状態にあり、ガラスリボン４４の厚さは固定されておらず、その結果本書で説明する態様に従ってガラスリボンの厚さを変化させることができる。
【００２４】
牽引ロール４６が成形用ウェッジ２２の底部３４の下流に位置し、ガラスリボンに張力を印加するようガラスリボン４４の両側でサイドエッジ４８に係合する。牽引ロール４６は、ガラスリボン４４の厚さがその位置で本質的に固定される、底部３４の十分下方に位置決めされる。牽引ロール４６は、ガラスリボンが底部３４で形成されるときのその厚さを確立する規定の速度で、ガラスリボン４４を下向きに延伸する。
【００２５】
図１に示した態様において、制御装置１０は、レーザビーム１３を生成および放射するように構成されたレーザ発生器１２を含む。レーザビーム１３は、例えば粘性状態のガラスリボン４４などの粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ向けられたときに、この粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させてそれによりガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを変化させるのに適切なものである。図１の態様に示されているように、レーザビーム１３は、成形用ウェッジ２２の底部３４に隣接したガラスリボンが粘性状態にある位置で、ガラスリボン４４に向けられる。ただしレーザビーム１３を、ガラスリボンが粘性状態にある他の位置でガラスリボン４４に向けてもよい。
【００２６】
一態様ではガラス基板の特性次第で、粘性状態にあるガラス基板の粘度はおよそ１００，０００ポアズを超えるであろうが、基板の厚さが固定されることになるほど高くはない。およそ１００，０００ポアズを超えるものの厚さが固定されるときのガラス基板の粘度よりも低い粘度のガラス基板に熱を適用すると、熱が適用された地点でガラス基板の粘度が効果的に低下し、さらに基板の粘度がより低い場合に起こり得るようにガラス基板内で熱が消散することはない。
【００２７】
ガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させる目的のレーザビームの適性は、主に、粘性状態にあるガラスリボンの特性、レーザビームの波長とパワーレベル、および目的がガラス基板の限定数または多数の事前選択部分の厚さを変えることであるか否かの関数である。例えば一態様によれば、ガラス基板が単一層を含む場合、レーザビームの波長は、レーザビームがガラス基板に実質的に吸収されてガラス基板を容易に通過しないように選択される。別の態様によれば、例えば、ガラス基板の単一層の数ミリメートルの単一部分のみの厚さを制御するものでありかつレーザビームが粘性状態にあるガラス基板のこの単一部分に比較的安定して固定される場合には、レーザビームのパワーは、ガラス基板の複数の部分の厚さが制御される、レーザビームを連続的かつ迅速に複数の部分に亘って動かさなければならない場合に使用されるパワーよりも、低くてもよい。さらに、レーザのサイクル速度がおよそ５０Ｈｚ程度よりも大きい場合には、レーザはパルスでもよいし連続的なものでもよい。
【００２８】
一例としてレーザ発生器１２は、多くの商業的供給源から入手可能なタイプの炭酸ガス（ＣＯ2）レーザ発生器など、高強度の赤外レーザ発生器を含み得る。生成される光の波長およびＣＯ2レーザ発生器により生成されるパワーは、可変であり、かつ生成されるレーザビームがガラスリボン４４などの粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させてガラス基板に存在する厚さ変動を十分に修正するのに適切なものとなるように、選択され得る。例えば、約９．４μｍから約１０．６μｍの間の波長と数千ワットのパワー出力とを有するレーザビームは、ガラスリボン４４などの粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させるのに適し得る。しかしながら、様々なガラス基板が異なる波長のレーザビームを異なる程度まで吸収するため、約９．４μｍから約１０．６μｍの範囲外の波長を採用してもよい。
【００２９】
図１に示されている態様の制御装置１０は、概して１４で示した反射装置をさらに含んでもよく、この反射装置は、レーザ発生器１２によって生成および放射されたレーザビーム１３をレーザ発生器１２から受けて例えばガラスリボン４４などのガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射するように構成された、反射表面１５を含む。従って反射装置は、ビーム操縦および／または走査機器として機能し得る。図１では、以下でより詳細に説明するが、反射表面１５によるレーザビーム１３の受信と粘性状態にあるガラスリボン４４の事前選択部分の位置とに関連して反射表面１５の姿勢を漸進的に調節した結果として、レーザビーム１３を、粘性状態にあるガラスリボン４４の複数の事前選択部分に反射レーザビーム１７として進ませるように図示されている。しかしながら、ＬＣＤガラスとして使用するのに適したガラス基板などのガラス基板に対して起こり得る厚さ変動は、極小さいエリアのみに存在し得るものであり、従って局所的であることにここで留意されたい。ガラス基板に当たるレーザビームのスポットも非常に小さいため、ガラス基板のすぐ隣接する部分に影響を及ぼすことなく局所的な厚さ変動に対処することができる。従って、レーザビームは高空間分解能で局所的な加熱を提供することができる。
【００３０】
一例の反射表面１５は金コーティングミラーを含み得るが、他の例では他のタイプのミラーを使用してもよい。金コーティングミラーは、赤外レーザに対して優れた一貫性のある反射性を提供する目的の特定の用途で望ましいであろう。さらに、金コーティングミラーの反射性は事実上入射の角度と無関係であり、従って金コーティングミラーは、走査用ミラーまたはレーザビーム操縦用ミラーとして特に有用である。
【００３１】
図１に示した実施形態における反射装置１４は、反射装置１４の反射表面１５の姿勢を、レーザビーム１３の受信と例えばガラスリボン４４などの粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の位置とに関連して調節するように構成された、調整機構１６をさらに含む。それにより、レーザビーム１３を反射レーザビーム１７として、反射表面１５からガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射することができる。一例によれば調整機構１６は、反射表面１５に作動的に関連付けられたガルバノメータを、反射表面１５がこのガルバノメータによってガラスリボン４４に対して軸に沿って回転され得るように含み得る。例えば反射表面１５を、ガルバノメータのモータによって駆動されて両矢印１９で示したように軸１８ａに関して回転する、回転シャフト１８に据え付けてもよい。
【００３２】
図１の実施形態に示されているように、ガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分の厚さが固定される前に反射装置１４の反射表面１５から粘性状態にあるガラスリボン４４の少なくとも１つの事前選択部分の方へレーザビーム１３を向けることができるように、反射装置１４はダウンドローガラス成形装置２０に対して位置付けられる。図１の実施形態において反射レーザビーム１７は、ガラス基板の、成形用ウェッジ２２の底部３４に実質的に隣接した位置に向けられる。この位置で、溶融ガラスの分離流は合流して粘性状態のガラスリボン４４を形成したが、ガラスリボンの厚さはこの位置で未だ固定されていなかった。しかしながら反射レーザビーム１７は、必ずしもガラスリボン４４の底部３４に実質的に隣接した位置に向ける必要はなく、ガラスリボンが粘性状態にあるガラスリボンの任意の位置に向けてもよい。ガラス基板の事前選択部分が粘性状態にありかつその厚さが未だ固定されていない位置で、ガラス基板のこの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させることによって、ガラス基板の事前選択部分はガラス基板のこの事前選択部分に存在している例えば熱機械的力および他の力の影響で流動する傾向にあり、その結果ガラス基板の事前選択部分の厚さはガラス基板の事前選択部分で実質的に均一になる。
【００３３】
通常の当業者には理解されるであろうが、図１に示したダウンドローガラス成形装置２０は、ガラスリボン４４の熱環境を制御するために、図示されていないエンクロージャ内に典型的には収容される。さらにガラスリボンの熱環境を制御するために、牽引ロール４６の位置にも図示されていないエンクロージャが提供される。ただし制御装置１０は、ダウンドローガラス成形装置２０用エンクロージャのすぐ下であり、かつ牽引ロール４６用エンクロージャの上方の位置に位置付けられ得る。いずれにしてもレーザ発生器１２および反射装置１４は、レーザ発生器１２により生成および放射されかつ反射装置１４の反射表面１５で反射されたレーザビーム１３が、ガラスリボンが粘性状態にある位置でガラスリボン４４の少なくとも１つの事前選択部分の方へ反射されるように、基板またはガラスリボン４４に対して配置される。
【００３４】
一態様によれば、例えばガラスリボン４４などの基板の少なくとも１つの事前選択部分の厚さを制御する方法が提供されることが、前述の説明に基づいて理解されるであろう。この方法は、レーザビームを生成するステップと、その厚さが固定されていない、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へレーザビームを向けるステップとを含み得る。このレーザビームは、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の温度を上昇させかつ粘度を低下させて、基板のこの少なくとも１つの事前選択部分の厚さを十分に変化させる適切なエネルギーを保有することになる。結果として、基板の少なくとも１つの事前選択部分が所望の厚さを得るようにすることができる。
【００３５】
別の態様によれば、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分の方へレーザビームを向けるステップは、レーザビームを生成するレーザビーム発生器から、粘性状態にある基板の少なくとも１つの事前選択部分にレーザビームを反射する反射表面へと、レーザビームを向けるステップを含む。これらの両方の態様では、粘性状態にある基板の複数の事前選択部分の方へレーザビームを向けてもよく、基板のこの複数の事前選択部分は、例えば図１においてガラスリボン４４に対して示されているように、基板の全幅に亘って配置され得る。さらに以下でより詳細に説明するように、ある実施形態例において、粘性状態にある基板の複数の事前選択部分夫々でのレーザビームの滞留時間は選択的に制御することができる。これら全ての態様の例において、基板は、ガラスリボン４４などのダウンドローガラス成形プロセスで製造されたガラスリボンを含み得る。
【００３６】
図２は、制御装置１０と協働して機能する運転装置の一態様を示したブロック図を含み、ここで矢印付きの実線はレーザビームを表し、また点線は電気制御信号を表す。レーザパワー制御ユニット５０は、レーザ発生器１２で生成されるレーザビーム１３の波長およびパワーが事前に選択された値を含むように、レーザ発生器１２の動作を制御する。さらにレーザパワー制御ユニット５０は、レーザ発生器１２がレーザビーム１３を生成する時間間隔を制御することができる。さらに、制御コンピュータ５２を提供してレーザパワー制御ユニット５０の動作を適切に制御し、それによりレーザパワー制御ユニット５０によってレーザ発生器１２は、事前に選択された波長およびパワー特性を有するレーザビーム１３を事前に選択された時間間隔の間に生成する。同時に制御コンピュータ５２は、調整機構１６の機能と、またガルバノメータが採用される特定の例ではガルバノメータのモータを制御するように、反射装置１４に作動的に関連付けられる。従って制御コンピュータ５２は、反射表面によるレーザビーム１３の受信と厚さが制御される粘性状態にあるガラス基板の事前選択部分の位置とに関連して、反射表面１５の姿勢および位置決めを調節することができる。
【００３７】
一実施形態例によれば、調整機構１６は反射装置１４の反射表面１５を、レーザビーム１３の受信と反射装置１４の反射表面１５でのレーザビームの反射とに関連して複数の様々な姿勢に事前選択期間の間、調節するように構成され得ることが、図１および図２を参照して上で説明した態様、実施形態、および例に基づいて理解されるであろう。結果としてレーザビーム１３を、例えば図１に反射レーザビーム１７で示されているように、粘性状態にあるガラスリボン４４の複数の事前選択部分の方へ、このガラス基板の幅に亘って夫々の事前選択期間の間向けて、それにより事前選択部分の夫々でガラス基板の厚さを制御することができる。より具体的には、図２に示した態様を参照すると、反射レーザビーム１７をガラスリボン４４の事前選択部分に事前選択期間の間向けるようなやり方で調整機構１６が反射表面１５の姿勢を制御するように、制御コンピュータ５２はプログラムされ得、この事前選択期間は、例えばこれが経験に基づいて決定されたものである場合、または他にガラスリボンの事前選択部分の厚さを様々な程度まで制御する必要がある場合に、変わり得る。
【００３８】
例えばガラスリボン４４などの基板の製造に関連して現れ得る厚さ不均一性は、種々の背景で生じ得る。例えば、不均一性は基板の単一の局所的部分に存在し得るが、その不均一性は、基板の隣接する複数の部分の厚さに関連して、あるいは基板の単一の局所的部分自体に関連して、存在し得る。いずれにしても、最終的に製造される基板において基板のこの単一の部分の厚さが所望の厚さを得るために、適切なエネルギーレベルおよび波長のレーザビーム１３を粘性状態にある基板のその単一の部分に連続的に反射する、反射装置１４を提供することが単に必要である。これは、調整機構１６に関連する反射表面１５の姿勢および位置決めを反射装置１４の調整機構１６が制御するように、またレーザ発生器１２によって生成されるレーザビーム１３のエネルギーレベルおよび波長をパワー制御ユニット５０が制御するように、コンピュータ５２をプログラムすることによって達成される。さらなる例として、厚さ不均一性が存在する２以上の別個の部分が基板に存在することがある。この事例では、反射装置１４の調整機構１６が、不均一性が存在している基板の２以上の部分に反射ビーム１７を連続的に接触させるよう反射表面１５の姿勢および位置決めを制御するように、コンピュータ５２はプログラムされ得る。さらに、これらの２以上の部分で厚さを変化させることによって最終的に製造される基板において夫々の所望の厚さが得られるように、レーザ発生器１２により生成されるレーザビーム１３のエネルギーレベルおよび波長をパワー制御ユニット５０が制御するよう、コンピュータはプログラムされる。さらに、調整機構１６の動作を通じて反射ビーム１７を基板の２以上の不均一部分の夫々の位置に必要な期間の間存在させて、これらの各部分の粘度を適切に低下させ、その結果不均一部分の厚さを適切に変化させることができるようコンピュータ５２をプログラムしてもよい。また例として、基板に存在する厚さ不均一性は、ガラスリボン４４のサイドエッジ４８に存在する任意のビードを含め、基板全体に亘って分布し得る。重ねて、レーザ発生器１２がパワー制御ユニット５０の制御を通じて適切な強度および波長のレーザビーム１３を提供するように、また、レーザビーム１３が反射装置１４の手段を通じて基板を横切って前後に連続的に素早く動かされる際、厚さの修正が施される基板のこれらの部分に、基板製造時に基板のこれらの部分で夫々所望の厚さが得られるレベルまで基板のこれらの部分で粘度を低下させるのに必要な期間の間、レーザビーム１３を存在させるように、コンピュータ５２は適切にプログラムされ得る。
【００３９】
コンピュータ５２を適切にプログラムするのに必要な情報およびデータの開発は、種々の手法で成し遂げることができる。例えば、基板に存在している厚さ不均一性を識別する目的で作り出された厚さの計測追跡を基板で実行してもよい。次いでコンピュータ５２を、この計測追跡に基づいて適切にプログラムすることができる。また例として、基板が製造されるときに基板の厚さプロファイルをリアルタイムで監視してもよく、さらに厚さ不均一性を呈している基板の部分が所望の厚さを得るようコンピュータが適切な閉ループ制御アルゴリズムに従って反射装置１４およびレーザパワー制御ユニット５０を調節することができるように、この監視によって開発された情報をコンピュータ５２にフィードバックしてもよい。
【００４０】
さらなる態様によれば、ガラスリボン４４などのガラス基板は少なくとも２つのガラス層を備えてもよく、これらのガラス層のうちの少なくとも１つが、粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分を含む。この少なくとも２つのガラス層のうち少なくとも２つ夫々に少なくとも１つの事前選択部分が存在している場合には、採用されるレーザビームの波長は、少なくとも２つのガラス層夫々に存在している粘性状態にあるガラス基板の少なくとも１つの事前選択部分で吸収される夫々のエネルギーの量が、これらの少なくとも２つのガラス層夫々に存在しているガラス基板のこの少なくとも１つの事前選択部分で温度を上昇させかつ粘度を低下させて少なくとも２つのガラス層夫々に存在しているガラスリボンの少なくとも１つの事前選択部分で夫々所望の厚さを十分に得るのに適切なものとなるような波長である。レーザビームがガラス層の夫々で吸収および透過される程度、およびその結果として粘性状態にあるガラス基板の事前選択部分が加熱されてその粘度が低下する程度は、ガラス層の特性だけではなくレーザビームの波長にも依存する。従って、厚さを変化させる２以上のガラス層の全ての事前選択部分にレーザビームを到達させることができるレーザビームの波長が、ガラス層の特性次第で選択され得る。その結果、基板のこれらの事前選択部分を必要に応じて差別的に加熱して、ガラス基板のこれらの事前選択部分の粘度を低下させて事前選択部分の厚さを十分に変化させ、それにより所望の厚さを得る。
【００４１】
以下に明記する請求項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。例えば本書で説明される種々の態様、実施形態、および例は、例えばスロットドロー、アップドロー、およびフロートプロセスなどの他のガラス成形プロセスにより製造されるガラス基板に適用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０    制御装置
１２    レーザ発生器
１３    レーザビーム
１４    反射装置
１５    反射表面
１６    調整機構
１７    反射レーザビーム
２０    ダウンドローガラス成形装置
４４    ガラスリボン
【図１】
2015536895.tif 000003
【図２】
2015536895.tif 000004
【国際調査報告】
2015536895.tif 000005
2015536895.tif 000006