(57)【要約】  本明細書で開示されるのは、ガラス物品をイオン交換するためのシステム及び方法である。ガラス物品をイオン交換するための方法は：１つ以上のユーザ入力デバイスから処理命令を受信するステップ；上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、複数のガラス物品を内包するカセットを、１つ以上のイオン交換ステーションの溶融塩浴に自動的に装入するステップ；所定の時間後に、上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、上記カセットを上記溶融塩浴から自動的に取り出すステップ；及び上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記カセットから排出するステップを含む。
2020503227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス物品をイオン交換するための方法であって、
前記方法は：
１つ以上のユーザ入力デバイスから処理命令を受信するステップ；
前記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、複数のガラス物品を内包するカセットを、１つ以上のイオン交換ステーションの溶融塩浴に自動的に装入するステップ；
所定の時間後に、前記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、前記カセットを前記溶融塩浴から自動的に取り出すステップ；及び
前記ロボットリフト及び前記１つ以上のイオン交換ステーションのカバーのうちの一方に連結された、回転ツールを用いて、前記カセットを自動的に回転させて、前記溶融塩浴の流体を前記カセットから排出するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
前記カセットを自動的に回転させて、前記溶融塩浴の前記流体を前記カセットから排出する前記ステップは、前記カセットを軸の周りで回転させるステップと、回転を所定の位置で停止させるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記カセットを自動的に回転させて、前記溶融塩浴の前記流体を前記カセットから排出する前記ステップは：
前記ロボットリフトのアームに前記回転ツールを取り付けるステップ；
前記カセットを前記回転ツールに装入するステップ；及び
前記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、前記カセットを回転させるステップ
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記回転シーケンスは：
前記カセットを水平軸に対して１２５°回転させ、所定の期間にわたって、前記カセットを前記水平軸に対して１２５°に保持するステップ；及び
前記カセットを前記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、前記カセットを前記水平軸に対して２２５°に保持するステップ
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記カセットを自動的に回転させて、前記溶融塩浴の前記流体を前記カセットから排出する前記ステップは：
前記カセットを前記回転ツール上に装入するステップであって、前記回転ツールは、前記１つ以上のイオン交換ステーションの前記カバーに連結される、ステップ；並びに
前記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、前記カセットを回転させるステップであって、前記回転シーケンスは：
前記カセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、前記カセットを前記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
前記カセットを前記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、前記カセットを前記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、ステップ
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記溶融塩浴の前記流体は、前記カセットから排出されて前記溶融塩浴に戻る、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記カセットを予熱ステーションに、前記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
前記カセットを、前記予熱ステーションの予熱炉内で、所定の温度まで予熱するステップ
を更に含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記カセットを冷却ステーションに、前記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
前記カセットの温度を冷却するステップ
を更に含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記カセットをすすぎステーションに、前記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
前記カセットをすすいで、前記溶融塩浴からの残渣を実質的に除去するステップ
を更に含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１２０条の下で、２０１６年１１月３０日出願の米国仮特許出願第６２／４２８，０１６号「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」、及び２０１７年１１月２８日出願の米国仮特許出願第１５／８２４，５８２号「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｉｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願は全体として、参照により本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は一般に、ガラス物品をイオン交換するためのシステム及び方法に関し、より具体的には、被制御処理セル内でガラス物品をイオン交換するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、ガラスは、その気密性、光学的透明性、及び他の材料に対して優れた耐化学性を理由として、食料及び飲料の包装、医薬品の包装、キッチン及び研究室用のガラス器具、並びに窓又は他の建築用特徴部分を含む多くの用途に関して、好ましい材料として使用されてきた。
【０００４】
しかしながら、多くの用途に関するガラスの使用は、ガラスの機械的性能によって制限される。特にガラスの破損は、特に食料、飲料及び医薬品の包装において問題となる。破損は、食料、飲料及び医薬品包装産業において高コストを招く恐れがある。というのは、例えば充填ライン内での破損により、近隣の破損していないコンテナが、破損したコンテナからの断片を内包する場合があるため、それらのコンテナを廃棄する必要が生じ得るためである。また破損により、充填ラインの速度を落とすか若しくは停止させる必要が生じ得、これは生産収率を低下させる。更に、壊滅的でない破損（即ちガラスがひび割れているものの割れてはいない場合）により、ガラスパッケージ又はコンテナの内容物がその無菌性を失う場合があり、これは高コストの製品リコールにつながり得る。
【０００５】
ガラスの破損の１つの根本的な原因は、ガラスを加工する際の、及び／又はそれに続く充填中の、ガラスの表面の傷の導入である。これらの傷は、隣接するガラス器具間の接触、並びにガラスと、取り扱い及び／又は充填設備といった設備との間の接触を含む、多様な原因から、ガラスの表面に導入され得る。原因にかかわらず、これらの傷の存在が、最終的にガラスの破損につながる場合がある。
【０００６】
イオン交換処理は、ガラス物品の強化に使用されるプロセスである。イオン交換は、ガラス物品内の小さなイオンを、溶融塩浴に由来する大きなイオンで化学的に置換することにより、ガラス物品の表面に圧縮（即ち圧縮応力）を付加する。ガラス物品の表面上の圧縮により、割れが伝播するための機械的応力閾値が上昇し、これにより、ガラス物品の全体的な強度が改善される。傷からの十分な保護を達成するために、約６０〜７５μｍ程度の圧縮層深さが望ましい場合がある。表面圧縮及び層深さは、イオン交換処理時間及び温度に依存する。層深さを増大させるために時間を長く、温度を高くすると、構造緩和によって、表面圧縮は経時的に低下し、これはガラス物品の強度を低下させる。
【０００７】
更に、大量のガラス物品を処理する場合、複数のガラス物品を保持する、カセットとして知られる上位構造体を、イオン交換タンク内に浸漬し、このイオン交換タンクにおいて、ガラス物品は溶融塩浴と接触し、イオンを溶融塩浴と交換する。しかしながら、このような大型のカセット内のガラス物品のイオン交換は、欠点を有する。具体的には、容量が変動し、予測が困難である場合、又は異なる複数のタイプのガラス若しくは特定の複数の物品に関して異なるイオン交換サイクルが必要とされる場合、このような大型のカセットは極めて効率が悪いものとなり得る。更に、比較的大型の器具の使用により、対流熱伝達の効率の悪さを理由として、カセットの内側と外側とで異なる冷却が生じ得る。上述のように、ガラスが比較的長時間にわたって高温のままである場合、ガラスは、いわゆる構造緩和を受ける場合がある。構造緩和は、長期間にわたる高温への曝露による（例えばイオン交換プロセス及び冷却中の）ガラス物品の圧縮応力の低下を指し、強度の低下につながり得る。冷却中にカセットの縁部に位置するガラス物品に比べて、カセットの中央に位置するガラス物品ほど、強い構造緩和を受ける。これは即ち、圧縮応力特性に関するより大きな範囲及びより低い値につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、より高い効率及びより均一な処理結果を達成するために、ガラス物品をイオン交換するための代替方法及びシステムに対する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様では、ガラス物品をイオン交換するための方法は：
１つ以上のユーザ入力デバイスから処理命令を受信するステップ；
上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、複数のガラス物品を内包するカセットを、１つ以上のイオン交換ステーションの溶融塩浴に自動的に装入するステップ；
所定の時間後に、上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、上記カセットを上記溶融塩浴から自動的に取り出すステップ；及び
上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記カセットから排出するステップ
を含む。
【００１０】
第１の態様による第２の態様では、上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは、上記カセットを軸の周りで回転させるステップと、回転を所定の位置で停止させるステップとを含む。
【００１１】
第１の態様による第３の態様では、上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは：上記ロボットリフトのアームに回転ツールを取り付けるステップ；上記カセットを上記回転ツールに装入するステップ；及び上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させるステップを含む。
【００１２】
第３の態様による第４の態様では、上記回転シーケンスは：上記カセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び上記カセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップを含む。
【００１３】
第１の態様による第５の態様では、上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは：上記カセットを回転ツール上に装入するステップであって、上記回転ツールは、上記１つ以上のイオン交換ステーションのカバーに連結される、ステップ；及び上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させるステップを含み、上記回転シーケンスは：上記カセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び上記カセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップを含む。
【００１４】
第１の態様による第６の態様では、上記溶融塩浴の上記流体は、上記カセットから排出されて上記溶融塩浴に戻る。
【００１５】
第１の態様による第７の態様は：上記カセットを予熱ステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び上記カセットを、上記予熱ステーションの予熱炉内で、所定の温度まで予熱するステップを更に含む。
【００１６】
第１の態様による第８の態様は：上記カセットを冷却ステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び上記カセットの温度を冷却するステップを更に含む。
【００１７】
第１の態様による第９の態様は：上記カセットをすすぎステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び上記カセットをすすいで、上記溶融塩浴からの残渣を実質的に除去するステップを更に含む。
【００１８】
第１０の態様では、ガラス物品をイオン交換するためのシステムは：１つ以上のプロセッサ；上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結され、またカセットを操作するよう構成された、ロボットリフトであって、上記カセットは、複数のガラス物品を固定するよう構成される、ロボットリフト；及び上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された１つ以上のメモリモジュールを含む。上記１つ以上のメモリモジュールは、論理を記憶しており、上記論理は、上記１つ以上のプロセッサによって実行された場合に、上記１つ以上のプロセッサに：上記ロボットリフトを用いて上記カセットを溶融塩浴に自動的に装入させ；所定の時間後に、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記溶融塩浴から自動的に取り出させ；上記ロボットリフトを用いて上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記カセットから排出させる。
【００１９】
第１０の態様による第１１の態様では、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出するために、上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトのアームに回転ツールを自動的に取り付け、上記カセットを上記回転ツールに装入し、上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させるための、論理を実行する。
【００２０】
第１１の態様による第１２の態様では、上記回転シーケンスは：上記カセットを水平軸に対して約１２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップを含む。
【００２１】
第１０の態様による第１３の態様では、上記溶融塩浴の上記流体は、上記カセットから排出されて上記溶融塩浴に戻る。
【００２２】
第１０の態様による第１４の態様は、上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された予熱ステーションを更に含み、上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記予熱ステーションに自動的に装入し、上記カセットを、上記予熱ステーションの予熱炉内で、所定の温度まで予熱するための、論理を実行する。
【００２３】
第１０の態様による第１５の態様は、上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された冷却ステーションを更に含み、上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記冷却ステーションに自動的に装入し、上記カセットの温度を冷却するための、論理を実行する。
【００２４】
第１０の態様による第１６の態様では、上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトに、上記カセットをすすぎステーションに自動的に装入させ、上記溶融塩浴からの残渣を上記カセットからすすぐための、論理を実行する。
【００２５】
第１０の態様による第１７の態様では、上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトを用いて追加のカセットを上記溶融塩浴に装入するための論理を実行し、各上記カセットは、上記溶融塩浴内の他の上記カセットに対して再構成可能である。
【００２６】
第１８の態様では、ガラス物品をイオン交換するための方法は：複数のガラス物品を１つ以上のカセット内に装入するステップ；各上記１つ以上のカセットを溶融塩浴に個別に装入するステップであって、上記１つ以上のカセットは、互いに対して再構成可能である、ステップ；上記１つ以上のカセットそれぞれに関して、所定の時間後に、各上記１つ以上のカセットを上記溶融塩浴から個別に取り出すステップ；及び各上記１つ以上のカセットを個別に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記１つ以上のカセットから排出するステップを含む。
【００２７】
第１８の態様による第１９の態様では、各上記１つ以上のカセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の残留した上記流体を各上記１つ以上のカセットから実質的に排出する上記ステップは：ロボットリフトのアームに回転ツールを取り付けるステップ；各上記１つ以上のカセットを上記回転ツールに個別に装入するステップ；及び上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、各上記１つ以上のカセットを回転させるステップを含む。
【００２８】
第１８の態様による第２０の態様では、上記回転シーケンスは：各上記１つ以上のカセットを水平軸に対して約１２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップを含む。
【００２９】
第１８の態様による第２１の態様では、各上記１つ以上のカセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の残留した上記流体を各上記１つ以上のカセットから実質的に排出する上記ステップは：各上記１つ以上のカセットを回転ツール上に装入するステップであって、上記回転ツールは、上記１つ以上のイオン交換ステーションのカバーに連結される、ステップ；及び上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、各上記１つ以上のカセットを回転させるステップを含み、上記回転シーケンスは：各上記１つ以上のカセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップを含む。
【００３０】
第２２の態様では、ガラス物品をイオン交換する方法は：複数のガラス物品をマガジン内に装入するステップ；上記マガジンをカセット内に装入するステップであって、上記カセットは、横方向側部及び縦方向側部を備えるフレームを備え、上記横方向側部は、横方向において、上記縦方向側部の縦方向における長さより小さい長さを有する、ステップ；並びに上記カセット及び上記マガジンを溶融塩浴に装入するステップであって、上記カセットは、上記溶融塩浴中に位置決めされた他の上記カセットに対して再構成可能となるよう構成される、ステップを含む。
【００３１】
第２２の態様による第２３の態様は、所定の期間後に、上記カセットを上記溶融塩浴から取り出すステップを更に含み、上記カセットは、上記溶融塩浴中の他の上記カセットとは別個に、上記溶融塩浴から取り出されるよう構成される。
【００３２】
第２２の態様による第２４の態様では、複数のマガジンを上記カセット内で積層する。
【００３３】
第２２の態様による第２５の態様では、上記カセットは、単一のマガジン積層体を横方向に保持するよう構成される。
【００３４】
第２５の態様による第２６の態様では、上記カセットは、２つのマガジン積層体を縦方向に保持するよう構成される。
【００３５】
第２２の態様による第２７の態様では、上記カセットは、上記カセットの第１の部分と上記カセットの第２の部分とを分割する分割器を更に含み、上記分割器は、上記カセットの上記第１の部分と上記カセットの上記第２の部分との間に延在する冷却チャネルを画定する。
【００３６】
第２２の態様による第２８の態様では、上記カセットは、所定の温度まで冷却されるよう構成され、上記所定の温度は、上記複数のガラス物品内の構造緩和が約３０分未満で実質的に低減されるような温度である。
【００３７】
第２２の態様による第２９の態様では、上記カセットは更に、少なくとも２つのマガジンを互いから垂直方向に離間させることによって、これらの間に延在する水平チャネルを画定するよう構成された、水平クロス部材を含む。
【００３８】
本明細書に記載の実施形態によって提供される、これらの及び更なる特徴部分は、図面と併せて以下の「発明を実施するための形態」を参照すると、更に十分に理解されるだろう。
【００３９】
図面に記載された実施形態は、説明的及び例示的な性質のものであり、請求項によって定義される主題を限定することを意図したものではない。以下の例示的実施形態の詳細な説明は、以下の図面と併せて読んだ場合に理解でき、これらの図面では、同様の構造を同様の参照番号で示す。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、ガラス物品をイオン交換するためのシステムの概略図
【図２】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のシステムの処理セルの概略図
【図３Ａ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、コンベア上の図１のシステムのロボットリフト
【図３Ｂ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のシステムのロボットリフト、及び直線状処理セルの概略図
【図４Ａ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、ピックアップツールを備える図１のシステムのロボットリフト
【図４Ｂ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、回転ツールを備える図１のシステムのロボットリフト
【図５】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のシステムのツールステーション
【図６】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のシステムの  装入ステーション
【図７】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１のシステムのイオン交換ステーションの斜視図
【図８Ａ】イオン交換浴中の従来のカセット
【図８Ｂ】イオン交換浴から持ち上げられた、図８Ａの従来のカセット
【図９Ａ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、イオン交換ステーション内の複数のカセット
【図９Ｂ】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、イオン交換ステーションから持ち上げられた図９Ａのスライスカセット
【図１０】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、カセットの斜視図
【図１１】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、複数のマガジンが装入された図１０のカセットの斜視図
【図１２】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、カセット及びカセットから移動されたマガジンの斜視図
【図１３】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、分離された状態の図１１のマガジンの斜視図
【図１４】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、図１１のカセットの側面図
【図１５】図８Ａ及び８Ｂに示されているような従来のカセットの冷却プロファイル
【図１６】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、スライスカセットコンセプトに対応する３つのマガジンの積層体の冷却プロファイル
【図１７Ａ】典型的なイオン交換処理中の従来のカセットの圧縮応力、及び同一のイオン交換処理パラメータ下でのスライスカセットコンセプトの圧縮応力
【図１７Ｂ】典型的なイオン交換処理中の従来のカセットの圧縮応力、及び温度を高め、時間を短くしたイオン交換処理中のスライスカセットコンセプトの圧縮応力
【図１８】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、イオン交換方法
【図１９】本明細書に図示及び記載される１つ以上の実施形態による、カセットの回転
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図面を全体的に参照すると、本明細書で提供される、ガラス物品をイオン交換するためのシステム及び方法の実施形態は、より効率的でコスト効率が良い、ガラス物品のイオン交換を可能とする。上記システム及び方法は、ガラスが装入されたカセットを、ガラス物品に対するイオン交換作業のための複数の処理ステーション間で操作できる、ロボットリフトを利用してよい。上記ロボットリフトは：ガラス物品が装入された個々のカセットを、イオン交換ステーションのタンクに装入すること；及び上記カセットを上記イオン交換ステーションの上記タンクから取り出す間、又は取り出した後に、上記カセットを回転させることの両方を実行してよい。これらの処理ステーションは、ロボットリフトに便利なアクセスを提供できるように配設してよく、これにより、例えば特定のガラス物品のための特定のイオン交換作業に応じた、特定の処理ステーションの使用の変更及びカスタマイズを可能とすることもできる。
【００４２】
これより、ガラス物品をイオン交換するためのシステム及び方法の様々な実施形態を詳細に参照する。上記実施形態の例は、添付の図面に示されている。可能な限り、図面全体を通して、同一又は同様の部品を指すために同一の参照番号を使用する。これらの図は、本発明の特定の実施形態を説明することを目的としており、本発明を上記特定の実施形態に限定することを意図したものではないことが理解されるだろう。これらの図面は必ずしも縮尺が正確ではなく、分かりやすさ及び簡潔さのために、これらの図面の特定の特徴部分及び特定の視野を、縮尺に関して又は図式的に誇張する場合がある。
【００４３】
ここで図１を参照すると、図１は、１つ以上の実施形態による、ガラス物品をイオン交換するためのシステム１００の概略図を示す。システム１００は、通信経路１０４、制御ユニット１０３、及びロボットリフト１１０を含む。システム１００は更に、ユーザ入力デバイス１０７、１つ以上のカセットセンサ１８０、１つ以上のインジケータライト１８４、並びに装入ステーション１２０、予熱ステーション１３０、１つ以上のイオン交換ステーション１４０、冷却ステーション１６０、すすぎステーション１７０、及びツールステーション１９０を含むがこれらに限定されない、様々な処理ステーションを含んでよい。
【００４４】
概略図で示されているように、制御ユニット１０３は、いずれの例示的な計算デバイスを含んでよく、また、いずれの処理部品を含む１つ以上のプロセッサ１０５を備えてよく、上記処理部品は、情報を受信し、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、又は機械可読命令を記憶できるいずれのデバイスを含む１つ以上のメモリモジュール１０６からの機械可読命令を実行して、上記機械可読命令に１つ以上のプロセッサ１０５がアクセスできるようにするように構成される。１つ以上のプロセッサ１０５はそれぞれ、コントローラ、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ、又は他のいずれの計算デバイスであってよい。本明細書中で更に詳細に説明されるように、制御ユニット１０３は、処理命令のセットに基づいて、ロボットリフト１１０に、ガラス物品を保持するよう構成されたカセットを自動的に操作させ、上記カセットをある処理ステーションから別の処理ステーションへと移動させる。
【００４５】
制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５及び１つ以上のメモリモジュール１０６は、通信経路１０４に連結される。本明細書中で使用される場合、用語「通信可能に連結される（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、連結された構成部品が互いにデータ信号を、例えば導電媒体を介して電気信号を、空気を介して電磁信号を、光導波路を介して光信号を、交換できることを意味している。従って通信経路１０４は、信号を伝送できるいずれの媒体、例えば導電性ワイヤ、導電性トレース、光導波路等から形成してよい。いくつかの実施形態では、通信経路１０４は、無線信号、例えばＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の伝送を促進できる。更に通信経路１０４は、信号を伝送できる複数の媒体の組み合わせから形成してもよい。
【００４６】
図２を参照すると、ロボットリフト１１０、装入ステーション１２０、予熱ステーション１３０、第１のイオン交換ステーション１４０Ａ及び第２のイオン交換ステーション１４０Ｂ、冷却ステーション１６０、並びにすすぎステーション１７０を含む、処理セル１０８が図示されている。なお、更なる実施形態では、例えば所望のイオン交換プロセスに応じて、含まれる処理ステーションの数はより少なくても、又はより多くてもよい。例えばいくつかの実施形態では、イオン交換ステーション１４０が１つだけ存在してもよい。
【００４７】
この実施形態における処理セル１０８は、概ね円形又は半円形の配置の様々な処理ステーションによって取り囲まれたロボットリフト１１０を示す。このような配置により、ロボットリフト１１０は、本明細書中で更に詳細に説明するように、カセット２００を異なる処理ステーションに迅速かつ効率的に輸送できる。なお、他の配置も許容され得る。図３Ａ及び３Ｂを簡単に参照すると、処理セル１０８は上述の配置の代わりに、直線状の構成を有してよく、ここでは上記様々な処理ステーションが直線状の配置で構成される。この直線状の構成では、ロボットリフト１１０は、様々な処理ステーションの間で、コンベア５００に沿って輸送可能とすることができる。
【００４８】
図１を再び参照すると、ロボットリフト１１０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結されている。ロボットリフト１１０は、６自由度を有することができ、処理セル１０８内において、様々な処理ステーションに対する、カセット２００の、プログラム可能な、高速かつ低振動の移動を提供できる。従って図２、４Ａ及び４Ｂを参照すると、ロボットリフト１１０は、ｚ軸の周りで３６０°回転するよう構成でき、また、カセット２００をピックアップする及び／又は回転させるよう構成されたアーム１１１を含んでよい。従ってアーム１１１は、カセット２００をピックアップ及び操作するための、関節式アーム、ガントリーシステム、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つであってよい。ロボットリフト１１０のアーム１１１には、カセット２００と相互作用してカセット２００を持ち上げるよう構成されたピックアップツール１１２、及び水平軸に関するカスタマイズされた回転シーケンスをカセット２００に提供するよう構成された回転ツール１１５を、選択的に取り付けてよい。制御ユニット１０３から受信した処理命令に基づいて、ロボットリフト１１０は、実施されている動作に応じて、ピックアップツール１１２及び回転ツール１１５を、ロボットリフト１１０の取り付けデバイス１１７に対して、選択的に連結及び連結解除してよい。例えば、ロボットリフト１１０が単に、カセット２００をある処理ステーションから別の処理ステーションへと移動させている場合、取り付けデバイス１１７によってピックアップツール１１２をアーム１１１に取り付けて使用できる。ロボットリフト１１０がカセット２００を回転させている動作においては、取り付けデバイス１１７によって回転ツール１１５をアーム１１１に取り付けて使用できる。いくつかの実施形態では、単一のツールを、カセット２００の持ち上げ及び回転の両方を実施するように構成してよい。例えば上記単一のツールが、以下に記載するように、ピックアップ及び回転の両方を含んでよい。
【００４９】
図４Ａは、ピックアップツール１１２が取り付けデバイス１１７によってアーム１１１に取り付けられた状態の、ロボットリフト１１０の非限定的な実施形態を示す。ピックアップツール１１２は、カセット２００をピックアップするよう構成されたいずれのツールであってよい。この例では、持ち上げツールは、１つ以上の持ち上げバー１１４を含み、これらの上にカセット２００のフック２４０、２５０を固定できる。他の実施形態では、ピックアップツール１１２はロボットグリップを含んでよく、これは、カセット２００のフック２４０、２５０上で上記ロボットグリップを開閉するために、制御ユニット１０３によって制御できる。いくつかの実施形態では、１つ以上のガラス物品を処理するために使用されているカセット２００のタイプに対応する、異なる複数のピックアップツール１１２を設けてよい。ピックアップツール１１２は便利なことに、カセット２００と相互作用して、ロボットリフト１１０に、カセット２００を上記カセットの上部から持ち上げさせることができる。従って、カセット２００がある処理ステーション（例えばイオン交換ステーション１４０）内に位置する場合、このカセット２００はそのフック２４０、２５０によって、同時に行われている他のカセット２００の処理を妨げることなく、上記処理ステーションの外へと持ち上げることができる。
【００５０】
図４Ｂは、回転ツール１１５が取り付けデバイス１１７によってアーム１１１に取り付けられた状態の、ロボットリフト１１０の非限定的な実施形態を示す。ピックアップツール１１２は便利なことに、カセット２００のフック２５０、２４０からカセット２００に係合できるが、回転ツール１１５は、カセット２００の側部からカセット２００を固定して、回転シーケンスを実施できる。従って回転ツール１１５は、カセット２００を水平軸（ｙ）の周りで回転させるよう構成されたいずれのツールであってよい。本明細書中で更に詳細に説明するように、１つ以上のイオン交換ステーション１４０での処理後、カセット２００を回転ツール１１５で回転させることにより、カセット２００を１つ以上のイオン交換ステーション１４０のうちの１つ以上から取り出した後、又は取り出している間に、カセット２００から流体を排出してよい。回転ツール１１５は、カセット２００を貫通する、又はその他の様式でカセット２００に係合するよう構成された、複数の突起部１１９を備えてよく、これにより、カセット２００が回転ツール１１５に固定されて、カセット２００を用いて回転シーケンスを実施できるようになる。例えば回転ツール１１５は、カセットの４つの位置においてカセットを貫通する、４つの突起部１１９を備えてよい。他の実施形態では、回転ツール１１５は、複数の突起部１１９の代わりに、又は複数の突起部１１９に加えて、カセット２００を着脱可能に把持するよう構成された１つ以上のロボットグリップを含んでよい。いくつかの実施形態では、回転ツール１１５はロボットリフト１１０に連結可能でなくてもよく、例えば１つ以上のイオン交換ステーション１４０に組み込まれていてよい。このような実施形態については、以下で更に詳細に説明する。
【００５１】
ここで図５を参照すると、ロボットリフト１１０がピックアップツール１１２及び回転ツール１１５を使用していないとき、ピックアップツール１１２及び回転ツール１１５は、ツールステーション１９０に位置してよい。ツールステーション１９０は、ピックアップツール１１２及び回転ツール１１５を（例えばロボットリフト１１０から）受承して、システム１００が必要とするまで保持できる、いずれの構造体であってよい。図５は、ツールステーション１９０の非限定的な実施形態を示す。ツールステーション１９０は、ツールステーション１９０の表面１９１から延在するツール受承用突起部１９２を備えてよい。ツール受承用突起部１９２は、ピックアップツール１１２及び回転ツール１１５を、これらのいずれかが使用されていない場合に、ピックアップツール１１２及び回転ツール１１５をアーム１１１の取り付けデバイス１１７に着脱可能に接続できるような様式で、保持するよう構成される。例えば、ロボットリフト１１０が単にカセット２００をあるプロセスから別のプロセスへと移送しているとき、ピックアップツール１１２は、ロボットリフト１１０に連結できる。しかしながら、制御ユニット１０３がロボットリフト１１０に、カセット２００を回転させるよう命令すると、ロボットリフト１１０はピックアップツール１１２を、ツールステーション１９０の１つ以上のツール受承用突起部１９２上に配置した後、回転ツール１１５をロボットリフト１１０のアーム１１１に連結することによって、ピックアップツール１１２と回転ツール１１５との間の切り替えを行うことができる。
【００５２】
ツールステーション１９０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結でき、また１つ以上のツールセンサ１９４を含んでよい。１つ以上のツールセンサ１９４は、ツールステーション１９０に配置されているツール（例えばピックアップツール１１２及び／又は回転ツール１１５）を示すツール信号を出力してよい。例えば限定するものではないが、１つ以上のツールセンサ１９４としては、表面１９１又はツール受承用突起部１９２等の連結された、重量センサ、光センサ等が挙げられる。いくつかの実施形態では、１つ以上のツールセンサ１９４は熱センサを含んでよい。このような実施形態では、システム１００は、ツールの温度に基づいて、様々な処理ステーションのうちの１つにおいて特定のツールがロボットリフト１１０によって最近使用されたことを決定できる。１つ以上のツールセンサ１９４が出力するツール信号に基づいて、制御ユニット１０３は、必要なときにピックアップツール１１２及び／又は回転ツール１１５を配置して、ロボットリフト１１０を上記ツールに向けることができる。いくつかの実施形態では、ツールステーション１９０は、あるツールがツールステーション１９０に装入される時を示すインジケータライト１８４（例えば緑色ライト）を有してよい。更なる実施形態では、ツールステーション１９０は、複数のツールのうちの少なくとも１つがツールステーション１９０に装入される時を示すインジケータライト１８４（例えば赤色ライト）を有してよい。いくつかの実施形態では、インジケータライト１８４、１つ以上のツールセンサ１９４、又はツールステーション１９０さえも、存在しなくてもよい。
【００５３】
図１を再び参照すると、上述のように、ユーザ入力デバイス１０７を制御ユニット１０３に通信可能に連結してよい。ユーザ入力デバイス１０７はシステム１００と通信するために、システム操作者に提供してよい。ユーザ入力デバイス１０７により、システム操作者は、処理命令をシステム１００に入力して、異なるパラメータを有する様々なイオン交換プロセスを実施できる。例えば限定するものではないが、ユーザ入力デバイス１０７に入力されるコマンドとしては、予熱パラメータ、イオン交換パラメータ、冷却パラメータ、及びすすぎパラメータが挙げられる。各パラメータは、本明細書中で更に詳細に説明されるように、１つ以上のカセット２００の個々の処理に関して調整できる。このようなパラメータとしては、限定するものではないが、処理時間、温度、及び回転シーケンスが挙げられる。ユーザ入力デバイス１０７は、いずれの適切な形態であってよい。例えばユーザ入力デバイス１０７は、キーボード、ボタン、スイッチ、タッチ感受性パッド、マイクロフォン等として構成できる。いくつかの実施形態では、ユーザ入力デバイス１０７は、スマートフォン又はタブレット等の携帯型計算デバイスによって提供できる。
【００５４】
１つ以上の処理ステーションはそれぞれ、１つ以上のカセットセンサ１８０を含んでよい。１つ以上のカセットセンサ１８０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結してよく、また処理ステーションのうちのいずれの１つにカセット２００が存在することを示す信号を出力してよい。従って１つ以上のカセットセンサ１８０は、装入ステーション１２０、予熱ステーション１３０、１つ以上のイオン交換ステーション１４０、冷却ステーション１６０、及びすすぎステーション１７０に統合できる。１つ以上のカセットセンサ１８０を様々な処理ステーションに連結することによって、システム１００は、１つ以上のカセットセンサ１８０のカセット信号に基づいて、システム１００内での所与のカセット２００の位置を決定できる。これにより、制御ユニット１０３は、処理セル１０８内にカセット２００を容易に配置でき、またカセット２００をロボットリフト１１０で容易に操作できる。１つ以上のカセットセンサ１８０としては、限定するものではないが、重量センサ、光センサ、ＲＦＩＤチップ、熱センサ等が挙げられる。いくつかの実施形態では、カセットセンサ１８０は存在しなくてもよい。
【００５５】
図６を参照すると、システム１００は、装入ステーション１２０を含んでよい。装入ステーション１２０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結してよい（図１）。装入ステーション１２０は、キャリッジ１２１及びレールシステム１２７を含んでよく、キャリッジ１２１はレールシステム１２７上で、処理セル１０８に向かって及び処理セル１０８から離れるように動く。いくつかの実施形態では、キャリッジ１２１にはモータが付いていてよい。従って、制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、１つ以上のメモリモジュール１０６に記憶された論理を実行することにより、又はユーザ入力デバイス１０７が受信した処理命令に応答することにより、キャリッジ１２１をレールシステム１２７に沿って処理セル１０８に向かって及び処理セル１０８から離れるように移動させてよく、これにより、キャリッジ１２１上に載置された１つ以上のカセット２００をロボットリフト１１０の到達範囲内とすることができる。
【００５６】
ここでキャリッジ１２１を具体的に参照すると、キャリッジ１２１は、１つ以上のカセット２００をその上に支持するための本体部分１２２を含む。本体部分１２２にはホイール１２４、１２５を連結してよく、これらはレールシステム１２７のレール１２８、１２９に接触する。ホイール１２４、１２５は、位置合わせ用ホイール１２４及び安定化用ホイール１２５を含んでよい。安定化用ホイール１２５は、レールシステム１２７のレール１２８のプロファイルに適合する運動学的形状を有してよい。レールシステム１２７のレール１２８は、安定化用ホイール１２５の運動学的形状に対して逆の運動学的形状を有してよく、従って、位置合わせ用ホイール１２４がレール１２８に沿って動くとき、レール１２８及び位置合わせ用ホイール１２４は相互に噛み合う。この噛み合った配置により、キャリッジ１２１がレールシステム１２７とずれるのを防止できる。安定化用ホイール１２５又はレール１２９は、このような噛み合った設計を有する必要はないが、その代わりに、互いに対して平坦面で接してよい。しかしながら、更なる実施形態では、キャリッジ１２１のホイール１２４、１２５はそれぞれが位置合わせ用ホイール１２４であってよく、またレールシステム１２７の両方のレール１２８、１２９は、ホイール１２４、１２５と噛み合う運動学的形状を有してよい。
【００５７】
キャリッジ１２１は更に、本体部分１２２に連結された１つ以上のカセット位置合わせ用ロッド１２６を含んでよい。１つ以上のカセット位置合わせ用ロッド１２６は、キャリッジ１２１の表面１２３全体又は一部分のみにわたって延在してよい。カセット位置合わせ用ロッド１２６は、キャリッジ１２１上への１つ以上のカセット２００の適切な位置合わせを支援できる。本明細書中で更に詳細に説明されるように、カセット２００は切り欠き部２１６を含んでよく、これは、カセット２００とカセット位置合わせ用ロッド１２６との間に、運動学的な、噛み合った関係を生成する。このような位置合わせにより、ロボットリフト１１０は処理のためのカセット２００をより簡単に見つけて、このカセット２００と相互作用できる。カセット位置合わせ用ロッド１２６は、以下で更に詳細に説明されるように、カセット２００の切り欠き部２１６をカセット位置合わせ用ロッド１２６と噛み合わせることができる、いずれの構成を有してよい。更にカセット位置合わせ用ロッド１２６は、装入ステーション１２０のキャリッジ１２１への組み込みに限定しなくてよい。更なる実施形態では、カセット位置合わせ用ロッド１２６は、予熱ステーション１３０、１つ以上のイオン交換ステーション１４０、冷却ステーション１６０、及びすすぎステーション１７０にも同様に組み込むことができる。
【００５８】
装入ステーション１２０もまた、本明細書に記載の１つ以上のカセットセンサ１８０を含んでよい。いくつかの実施形態では、装入ステーション１２０は、１つ以上のカセットセンサ１８０を含まなくてよい。しかしながら、装入ステーション１２０が１つ以上のカセットセンサ１８０を含む実施形態では、装入ステーション１２０は更に、１つ以上のカセット２００が装入ステーション１２０上に配置されたときを示す光信号を出力するための、１つ以上のインジケータライト１８４を含んでよい。例えば限定するものではないが、インジケータライト１８４は、カセット２００がロボットリフト１１０によってピックアップされる準備ができたときに緑色に発光してよく、またインジケータライト１８４は、カセット２００がロボットリフト１１０によってピックアップされる準備ができていない場合に、赤色に発光してよい。
【００５９】
更に、装入ステーション１２０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結されているものとして説明されているが、いくつかの実施形態では、装入ステーション１２０は制御ユニット１０３と通信しなくてもよく、その代わりに、図２に示されているような、処理セル１０８内へ及び処理セルから外へと手動で操作されるカートであってよい。
【００６０】
図１を再び参照すると、予熱ステーション１３０を、制御ユニット１０３に通信可能に連結してよい。ここで図２を参照すると、予熱ステーション１３０は予熱炉１３２を含んでよく、これはロボットリフト１１０からカセット２００を受承して、カセット２００を所定の温度まで加熱する。いくつかの実施形態では、カセット２００を、室温より高いもののイオン交換タンク１４４内の溶融塩浴１５５の温度以下である温度まで予熱してよい。例えば、カセット２００内に配置されたガラス物品３５０は、約３００℃〜５００℃の温度まで予熱してよい。しかしながら、カセット２００の予熱は任意であること、及びいくつかの実施形態は予熱ステーション１３０を含まなくてよいことを理解されたい。更に、予熱ステーション１３０は制御ユニット１０３に通信可能に連結できるため、制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、予熱炉１３２の予熱温度及び予熱時間を制御するための論理を実行してよい。他の実施形態では、制御ユニット１０３は、予熱炉１３２の予熱パラメータを制御しなくてよい。
【００６１】
本明細書に記載されるように、システム１００は更に、１つ以上のイオン交換ステーション１４０を含んでよい。イオン交換は、表面圧縮応力を上昇させることによってガラス物品を強化する方法である。特に、表面圧縮応力（本明細書では「ＣＳ」とも呼ぶ）、中央張力、及びＣＳ層の深さ（本明細書では「層厚さ」、又は「ＤＯＬ」とも呼ぶ）が、化学強化ガラスの性能に影響を及ぼす３つの因子である。ＣＳ及びＤＯＬは共に、通常の仕上げプロセスによって生成されるアーティファクトである微小な傷の伝播に対する保護に必要である。ＣＳは、鈍い又は鋭い衝突等の、損傷性の接触力に対する耐性を提供する。層深さが十分である場合、圧縮強度は、化学強化ガラスの強度及び衝突エネルギ耐性に正比例する。
【００６２】
図７を参照すると、イオン交換ステーション１４０が全体として図示されている。イオン交換ステーション１４０はタンク１４４を含む。タンク１４４は、溶融塩浴１５５を保持するよう構成される。溶融塩浴１５５は、所望量の溶出塩と、ガラス物品中で溶出物と交換されることになるイオンの塩とを足し合わせることによって調製される。一実施形態では、上記イオンは、アルカリ金属イオン、即ちＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃｓ＋、及びＲｂ＋である。浴中の大きなアルカリ金属イオンは、ガラス物品中の小さなアルカリ金属イオンを置換する。例えば、ガラス中のＬｉ＋イオンは、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃｓ＋、又はＲｂ＋イオンで置換され得、ガラス中のＮａ＋イオンは、Ｋ＋、Ｃｓ＋、又はＲｂ＋イオンで置換され得る。典型的には、ガラス中のアルカリ金属イオンは、上記アルカリ金属イオンより１段階大きいイオンと交換される。例えば、ガラス中のＮａ＋イオンは通常、浴中のＫ＋イオンと交換される。１つ以上の塩は、溶融され、所定の温度、典型的には約３８０℃〜約５７０℃まで加熱され、溶融塩浴１５５を所定の時間にわたって上記温度で保持して安定させる。従って、図示されていないが、タンク１４４には、溶融塩浴１５５をイオン交換に適した温度まで加熱するための１つ以上の加熱素子が連結される。他の温度を使用してもよいことは、当業者には理解されるだろう。タンク１４４は全体として長方形として図示されているが、他の形状も考えられる。
【００６３】
図１を再び参照すると、１つ以上のイオン交換ステーション１４０は、１つ以上のイオン交換ステーション１４０の異なる複数の動作パラメータを制御するために、制御ユニット１０３に通信可能に連結してよい。しかしながら、他の実施形態では、１つ以上のイオン交換ステーション１４０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結されていなくてもよい。１つ以上のイオン交換ステーション１４０が制御ユニット１０３に通信可能に連結された実施形態では、制御ユニット１０３は、１つ以上のイオン交換ステーション１４０の溶融塩浴１５５の温度、１つ以上のイオン交換ステーション１４０’の蓋１４７（図９Ａ及びＢに図示）の開閉、イオン交換ステーション１４０に組み込まれた回転ツール１１５の動作等を調整するための論理を実行してよい。
【００６４】
図７を再び参照すると、いくつかの実施形態では、イオン交換ステーション１４０は、タンク１４４内にフィットするよう成形された内張り１４６を含んでよい。内張り１４６は、溶融塩浴１５５の交換を容易にするために、着脱可能であってよい。塩はイオン交換の目的のために使い切られるため、溶融塩浴１５５は、ガラス物品と溶融塩浴１５５との間のイオンの交換による汚染にさらされる。汚染は、塩対イオン濃度（ガラス物品からのイオン）が、溶融塩浴１５５中でイオン交換されるガラス部品の体積又は個数に比例して増大すると、発生する。「新鮮な（ｆｒｅｓｈ）」塩（即ち浴に新たに導入された塩）は、化学強化ガラスにおいて最高のＣＳを提供する。しかしながら、後続の実行の度に、交換されてガラスから溶融塩浴１５５へと出る小さなイオンの濃度は上昇する。反対に、大きなイオンを提供するイオンの濃度は、溶融塩浴中で強化される各ガラス部品によって低下し、その結果、一定の温度及び時間でイオン交換を実施しているにもかかわらず、完成製品のＣＳは低下する。従って、大量生産においては、ガラス物品毎に有意なＣＳのばらつきが観察され得る。典型的には、溶融塩浴１５５の汚染によってガラス物品のＣＳが特定の値未満に低下したら、溶融塩浴１５５の塩を交換する。内張り１４６を組み込んだ実施形態では、内張り１４６を取り外し、頭上のガントリーを用いて、塩で満たされた新たな内張りと交換できる。このような実施形態では、内張り１４６は、古い溶融塩浴１５５を交換のために移動させることができるようにする、密閉可能な蓋を有してよい。他の実施形態では、タンク１４４は、その中に組み込まれたドレーンを有してよい。例えば大型のタンク、例えば約２ｍ３以上のタンクでは、着脱式の内張りは、サイズに関する制約から実現不可能である場合があり、従ってドレーンによってその代替案を提供できる。しかしながら、１つ以上のイオン交換ステーション１４０のタンク１４４は、いずれのサイズのものであってよいことに留意されたい。いくつかの実施形態では、イオン交換タンク１４４は約１．５ｍ３以下であってよく、他の実施形態では、イオン交換タンク１４４は約１ｍ３以下であってよい。比較的大型のタンクも使用できるものの、小型のタンクは、液体保持容積に対する被温度制御表面積の比が大幅に高く、これにより、より効率的な加熱及び冷却時間を実現できることに留意されたい。更に、熱制御が維持されている限り、イオン交換タンク１４４の深さは、イオン交換ステーション１４０のイオン交換性能に影響を及ぼし得ないことに留意されたい。
【００６５】
イオン交換ステーション１４０は更に、タンク１４４を覆うように延在するフード１４２を含んでよい。いくつかの実施形態では、回転ツール１１５は、本明細書に記載のロボットリフト１１０の代わりに、又はこれに加えて、フード１４２の壁部１４３に連結してよい。上述のように、回転ツール１１５は、カセット２００を回転させるためにカセット２００を貫通できる複数の突起部１１９を含んでよい。従って、動作時、制御ユニット１０３はロボットリフト１１０に、カセット２００を回転ツール１１５上に設置させることができる。回転ツール１１５にはモータが付いていてよく、これにより、制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、回転ツール１１５に回転シーケンスを実施させて、溶融塩浴１５５からの残留した流体をカセット２００から実質的に排出させるための、論理を実行できる。回転ツール１１５は、ロボットリフト１１０の、カセット２００を回収するために溶融塩浴１５５内へと到達する能力を妨害しないよう、溶融塩浴１５５からオフセットされていてよい。このような実施形態では、回転ツール１１５の下方において、イオン交換ステーション１４０は更に、溶融塩浴１５５に向かって傾斜した傾斜壁部１４７を含んでよい。従って、回転ツール１１５がカセット２００に対して実施する回転シーケンスによって排出されるいずれの流体を、再び溶融塩浴１５５へと配向できる。これはまた、後続のイオン交換作業で使用するために溶融塩浴１５５を維持するという追加の便益を有する。
【００６６】
図９Ａ及び９Ｂを簡単に参照すると、イオン交換ステーション１４０’の別の実施形態が概略図で示されている。この実施形態では、イオン交換ステーション１４０’は、溶融塩浴１５５を覆うように延在する蓋１４７を備える。蓋１４７は、選択的に、１つ以上のカセット２００を取り出すために開放でき、またカセット２００へのアクセスを防ぐために閉鎖できる。このような実施形態では、蓋１４７にはモータが付いていてよく、また蓋１４７は、カセット２００が溶融塩浴１５５から取り出されているときに、溶融塩浴１５５の一部分しか露出しないように、制御ユニット１０３によって制御可能であってよい。従って、蓋１４７の開口１５１は、あるカセット２００を取り出すために十分なサイズまでしか開放されなくてよく、これにより、他のカセット２００は略露出しないままとなる。これにより、カセット２００をタンク１４４から取り出す際に、タンク１４４内において熱をよりよく保持できる。
【００６７】
図２を再び参照すると、いくつかの実施形態では、１つ以上のイオン交換ステーション１４０は、第１のイオン交換ステーション１４０Ａ及び第２のイオン交換ステーション１４０Ｂを含んでよい。第２のイオン交換ステーション１４０Ｂにより、その中に配置された１つ以上のガラス物品に対して、第２のイオン交換プロセスを実装できる。他の実施形態では、第２のイオン交換ステーション１４０Ｂの溶融塩浴１５５は、第１のイオン交換ステーション１４０Ａとは異なる温度（例えばより低い温度）に維持されていてよい。例えば、第２のイオン交換ステーション１４０Ｂの溶融塩浴１５５は、塩の融点よりわずかに高い温度に維持されていてよく、これはイオン交換ステーション１４０Ａの塩浴１５５の温度より低いものとなり得る。よって、特定のイオン交換プロセスにおいて、ロボットリフト１１０は、カセット２００を第１のイオン交換ステーション１４０Ａから第２のイオン交換ステーション１４０Ｂへと移動させて、カセット２００を迅速に冷却できる。塩の中での冷却は、空気中での冷却に比べて、カセット２００のガラス物品からの熱伝達を約１０倍増大させることができる。このような迅速かつ均一な冷却により、処理されている複数のガラス物品にわたる製品の均一性（例えばＣＳ及びＤＯＬ）を改善できる。更に、このような実施形態では、カセット２００を上下逆にして第２のイオン交換ステーション１４０Ｂに挿入することにより、カセット２００を第２のイオン交換ステーション１４０Ｂから取り出す際に回転シーケンスを実施する必要を最小化できる。更なる実施形態では、３個以上のイオン交換ステーション１４０が存在することも考えられる。
【００６８】
図１及び２を参照すると、システム１００は更に、冷却ステーション１６０を含んでよい。制御ユニット１０３は、ロボットリフト１１０に、１つ以上のイオン交換ステーション１４０からカセット２００を取り出させ、このカセット２００を冷却ステーション１６０に挿入させることができる。冷却ステーション１６０は、カセット２００の温度を冷却するために、カセット２００全体にわたって空気を均一に配向するよう構成された、いずれのデバイスであってよい。例えば限定するものではないが、冷却ステーション１６０としては、カセット２００に向かって空気を吹き付け、カセット２００を通して空気を引き出す、ファン及びブロワーが挙げられる。いくつかの実施形態では、冷却ステーション１６０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結されていてよい。制御ユニット１０３は、本明細書に記載されているような１つ以上のカセット１８０から出力されるカセット信号に基づいて、カセット２００が冷却ステーション１６０内に配置されたときを決定することにより、カセット２００の温度を冷却するために冷却ステーション１６０を起動できる。他の実施形態では、冷却ステーション１６０を設けなくてもよい。
【００６９】
システム１００は更に、すすぎステーション１７０を含んでよい。いくつかの実施形態では、カセット２００及びその中に保管された複数のガラス物品から、結晶化した塩をすすぐ／溶解させるための、複数のすすぎステーション１７０が存在してよい。すすぎステーション１７０は、カセット２００をすすぐための、逆浸透水又は他のタイプの精製水を含んでよい。すすぎステーション１７０の水は、約８０℃の温度に維持されていてよいが、この水の温度は、他の実施形態ではより高温又は低温であってよい。すすぎステーション１７０は、制御ユニット１０３に通信可能に連結されていてよく、これにより制御ユニット１０３は、すすぎステーション１７０の様々な態様を制御するための論理を実行できる。例えば制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、すすぎステーション１７０の温度等を調整するための論理を実行してよい。
【００７０】
処理後、制御ユニット１０３は、処理セル１０８からの回収のために、ピックアップツール１１２を用いてカセット２００を保持ステーション１９８（図５に図示）へと移動させるための、論理を実行してよい。他の実施形態では、保持ステーション１９８は存在しなくてもよい。
【００７１】
本明細書に記載の実施形態によるカセット２００は一般に、スライスカセットコンセプトを具現化する。即ち、本開示によるカセット２００は、複数のカセット２００を１回で処理できるように構成されているものの、複数のカセット２００は異なる処理パラメータ（例えばイオン交換時間）を必要とする場合がある。しかしながら、実施形態は、以下で更に詳細に説明されるようなスライスカセットコンセプトを含むものの、上述の制御スキームは従来のカセットに対しても同様に実装できる。
【００７２】
図８Ａ及び８Ｂを参照すると、図８Ａ及び８Ｂは、イオン交換ステーション４０、従来のカセット１０、及び従来のカセット１０内に積層される複数のマガジン３０を概略図で示す。マガジン３０は典型的には積層されていてよく、従って従来のカセット１０は、その幅に沿って複数のマガジン積層体３５をフィットさせるように、サイズ設定される。例えば、図示されている従来のカセット１０は、６個のマガジン積層体３５を含み、これらの高さはそれぞれマガジン３０の１６個分である。図示されているように、従来のカセット１０は一般に、イオン交換タンク４４のサイズに一致するようにサイズ設定される。従って、従来のカセット１０の使用には、イオン交換ステーション４０に対するマガジン積層体３５の取り出し及び挿入を最大効率で一度に行うことが必要となる。イオン交換処理後、従来のカセット１０及びその中に内包される複数のガラス物品を冷却することにより、上記複数のガラス物品が構造緩和し続けるのを防止しなければならない。構造緩和は、イオン交換処理によって上記複数のガラス物品に付加された圧縮応力を漸減させる傾向である。しかしながら、従来のカセット１０のサイズが大きいため、従来のカセット１０の外側縁部に位置するガラス物品と、従来のカセット１０の中央に位置するガラス物品との間の冷却の均一性は低下し得る。よって、従来のカセット１０内の複数のガラス物品の圧縮応力の均一性については妥協される場合がある。更に、従来のカセット１０のサイズが大きいことにより、様々な処理ステーションに関して、比較的高コストの設備が必要となり得る。例えば、従来のカセット１０を取り扱うためには、処理設備はより堅牢（例えばより頑丈）でなければならない。更に、イオン交換ステーション４０のタンクには一度に１つの従来のカセット１０しか挿入できないため、スモールバッチのイオン交換手順は極めて非効率的となる。というのは、従来のカセット１０内にある複数のタイプのガラス物品に対して処理時間を調整できないためである。
【００７３】
ここで図９Ａ及び９Ｂを参照すると、本開示の少なくとも１つの実施形態に従って、スライスカセットコンセプトが概略図で図示されている。この実施形態では、単一の従来のカセット（図８Ａ〜８Ｂに図示）の代わりに、複数のカセット２００が、１つ以上のイオン交換ステーション１４０のタンク１４４内に、横並びの配置で互いに隣接して位置決めされ、その一方で、これらは個別に操作できるままであり、また上記タンク内に位置決めされた他のカセット２００に対して再構成可能なままである。この個別操作により、異なる複数のカセット２００は異なる処理時間を有することができる。というのは、個々のカセット２００を、残りのカセット２００のイオン交換を実質的に中断することなく、溶融塩浴１５５から取り出せるためである。更に、これら様々なカセット２００を互いから離間させることによって、溶融塩浴１５５は各カセット２００を完全に取り囲むことができる。
【００７４】
ここで図１０を参照すると、１つ以上の実施形態による空のカセット２００の斜視図が示されている。カセット２００は、フレーム２０１、１つ以上のロック用フック２５０、及び１つ以上の支持用フック２４０を含んでよい。上記カセットは、横方向ｘにおいて縦方向ｙより狭くてよい。カセット２００の高さは様々であってよく、機械的な取り扱いに関する制限、及び本明細書に記載の様々な処理ステーションの寸法に左右され得る。カセット２００は、ステンレス鋼３０４Ｌ、ステンレス鋼３１６Ｌ等を含むがこれらに限定されない多様な材料から作製してよい。カセット２００は、機械加工、溶接、鋳造等を含むいずれの好適なプロセスによって形成してよい。
【００７５】
フレーム２０１は、縦方向（ｙ）に延在する少なくとも２つの上部縦方向部材２１２及び横方向（ｘ）に延在する少なくとも２つの上部横方向部材２１４を備える上部フレーム２１０と、縦方向に延在する少なくとも２つの下部縦方向部材２２２及び横方向に延在する少なくとも２つの下部横方向部材２２４を備える下部フレーム２２０とを含んでよい。上部フレーム２１０及び下部フレーム２２０は、フレーム２０１の各隅部において垂直方向（ｚ）に延在する複数の垂直部材２０２によって、一体に連結されていてよい。
【００７６】
フレーム２０１は分割器２３０によって、第１の部分２３２及び第２の部分２３４に分割できる。これにより、（図１１に示されているような）マガジン３００は、第１の部分２３２及び第２の部分２３４の両方に積層できる。分割器２３０は、カセット２００の横方向側部２０３に対して略平行、かつカセット２００の縦方向側部２０５に対して略垂直であってよい。分割器２３０は、第１のフレーム部材２３１及び第２のフレーム部材２３３を含んでよく、これらはカセット２００の縦方向側部２０５の間に、互いに対して平行に垂直方向ｚに延在する。第１のフレーム部材２３１及び第２のフレーム部材２３３は、縦方向ｙにおいて互いから離間していてよく、これにより、これらの間に冷却チャネル２３６が提供される。冷却チャネル２３６により、カセット２００を冷却しながら、カセット２００を通して空気を流すことができる。スペーサー２３５を第１のフレーム部材２３１の一部分と第２のフレーム部材２３３との間に延在させてよく、これにより、第１のフレーム部材２３１と第２のフレーム部材２３３とを連結して、フレーム２０１に更なる剛性を付与する。第１のフレーム部材２３１及び第２のフレーム部材２３３はまた、冷却チャネル２３６と、フレーム２０１の第１の部分２３２及び第２の部分２３４とを接続する、通路２３７を画定してよい。この構成により、（図１１に示すような）カセット２００全体の内部から、冷却チャネル２３６を通して、熱を逃がすことができる。他の実施形態では、分割器２３０が存在しなくてもよい。
【００７７】
フレーム２０１は、上部フレーム２１０及び下部フレーム２２０の外周に沿って複数の切り欠き部２１６を含んでよい。上部フレーム２１０及び下部フレーム２２０の複数の切り欠き部２１６は、互いに対して略位置合わせされていてよい。複数の切り欠き部２１６は、本明細書に記載の様々な処理ステーションとの、カセット２００の運動学的位置合わせを支援できる。例えば、図６を参照すると、切り欠き部２１６は、装入ステーション１２０のキャリッジ１２１の表面１２３に取り付けられたカセット位置合わせ用ロッド１２６と噛み合うものとして図示されている。切り欠き部２１６は三角形の形状を有するものとして図示されているが、長方形、五角形等を含むがこれらに限定されない他の形状も考えられる。いくつかの実施形態では、複数の切り欠き部２１６は、上部フレーム２１０及び下部フレーム２２０の横方向側部２０３のみに配置されていてよい。いくつかの実施形態では、複数の切り欠き部２１６が存在しなくてもよい。
【００７８】
上部縦方向部材２１２及び下部縦方向部材２２２は、回転アパーチャ２１８を備えてよい。回転アパーチャ２１８は、本明細書に記載の回転ツール１１５の突起部１１９を受承するよう構成してよい。各上部縦方向部材２１２の回転アパーチャ２１８を互いに略位置合わせすることによって、回転ツール１１５の突起部１１９をこれらの回転アパーチャ２１８に通すことができる。同様に、下部縦方向部材２２２の回転アパーチャ２１８を互いに略位置合わせすることによって、回転ツール１１５の突起部１１９をこれらの回転アパーチャ２１８に通すことができる。上部縦方向部材２１２及び下部縦方向部材２２２の回転アパーチャ２１８は、互いに対して略平行であってよい。いくつかの実施形態では、回転アパーチャ２１８は上述の構成の代わりに、フレーム２０１の垂直部材２０２内に位置決めしてよく、これにより、回転ツール１１５は、図４Ｂに示されているように、フレーム２０１の横方向側部２０３に沿って、カセット２００のフレーム２０１を貫通する。
【００７９】
引き続き図１０を参照すると、上部フレーム２１０には、１つ以上の支持用フック２４０及び１つ以上のロック用フック２５０が連結される。本明細書に記載されているように、ピックアップツール１１２は、カセット２００のフック２５０、２４０と係合するための１つ以上の持ち上げバー１１４を備えてよい。ピックアップ中、支持用フック２４０は摺動して、ピックアップツール１１２の１つ以上の持ち上げバー１１４と係合してよい。ロック用フック２５０は、運動学的形状（例えば三角形）によって、カセット２００を１つ以上のバーに対して、適切な位置合わせで位置合わせしてよい。従って、ピックアップツール１１２上にカセット２００を輸送する間に、ピックアップツール１１２上においてカセット２００の位置がずれるのを防止できる。下部フレーム２２０もまた、１つ以上の支持用フック２４０及び１つ以上のロック用フック２５０を有してよい。これにより、カセット２００は、上部フレーム２１０と下部フレーム２２０との間で反転可能であってよい。上部フレーム２１０及び下部フレーム２２０はいずれも、４つのフック２５０、２４０を有するものとして図示されているが、これより多い又は少ないフック２５０、２４０を利用することも考えられる。いくつかの実施形態では、全てのフック２５０、２４０がロック用フック２５０であってよい。いくつかの実施形態では、フック２５０、２４０は、図示されている開ループフックではなく、閉ループフックであってよい。
【００８０】
ここで図１１を参照すると、カセット２００の第１の部分２３２及び第２の部分２３４に複数のマガジン３００が挿入された、カセット２００が示されている。よって、マガジン３００の積層体は、縦方向ｙにおいてマガジン３００が２個分の幅、及び横方向ｘにおいてマガジン３００が１個分の幅を有してよい（図１３も参照）。なお、マガジン３００は、第１の部分２３２及び第２の部分２３４に関して水平な配置で、互いの上に積層されているものとして示されているが、マガジン３００はその代わりに、カセット２００内で互いに垂直に位置合わせされていてもよい。本明細書に記載されているように、冷却中、カセット２００の中央からの熱は、冷却チャネル２３６を通って逃げることができる。このような冷却チャネル２３６を設けることにより、カセット２００全体を通した冷却の均一性を改善できる。
【００８１】
図１２は、カセット２００’の代替実施形態を示し、ここではマガジンの積層体３６０は、フレーム２０１’の第１の部分２３２’及び第２の部分２３４’からずらして示されている。この実施形態では、水平クロス部材２８０’が、フレームの縦方向側部２０５’に沿って、垂直部材２０２’の間に延在している。水平クロス部材２８０’は、マガジン３００の少なくとも一部分を、マガジン３００の第２の部分から離間させるように構成してよい。このようにして、第１の部分２３２’及び第２の部分２３４’内で積層されたマガジン３００の単一の積層体の代わりに、マガジン３００を、マガジン３００の２つの短い積層体３６０に分けることができる。いくつかの実施形態では、水平クロス部材２８０’は、水平クロス部材からカセット２００’の中央に向かって延在するフランジ２８２’を含んでよく、これにより、マガジン３００の積層体３６０を、フランジ２８２’上に載置できる。よって、マガジン３００の積層体は、チャネル２６１’によって互いから垂直方向に離間していてよい。多数のマガジン３００を互いの上に積層することによって、上に積層されたマガジン３００の重量による、積層体の底部のマガジン３００の変形が発生し得ることが分かっている。従って、マガジン３００の単一の積層体を、少なくとも２つの短い積層体３６０に分割することによって、積層体の底部のマガジン３００に印加される重量を軽減できる。図示されている実施形態は、マガジン３００の積層体３６０を、互いの上に積層された６個のマガジンを有するものとして図示しているが、他の実施形態では、より多数又は少数のマガジンを積層することも考えられる。いくつかの実施形態では、チャネル２６１’は更なる冷却チャネルを提供でき、この冷却チャネルを通して、カセット２００’の中央からの熱が逃げることができ、カセット２００’全体を通した冷却の均一性が更に改善される。また更なる実施形態では、マガジンの積層体を更に分割するために、更なる水平クロス部材２８０’を設けてよい。いくつかの実施形態では、横方向側部部材２８５’は、水平クロス部材２８０’の間に横方向ｘに延在してよい。このような横方向側部部材２８５’は、フレーム２０１’及び水平クロス部材２８０’に対して更なる支持及び剛性を提供できる。
【００８２】
マガジン３００の様々な積層体３６０の上には、リテーナ３６２があってよい。リテーナ３６２は、カセット２００’のフレーム２０１’とマガジン３００の積層体３６０との間の追加の空間を充填するよう構成された、いずれのデバイスであってよい。これによって、積層されたマガジン３００が、カセット２００’の回転中にカセット２００’内で垂直方向に滑るのを防止できる。
【００８３】
図１３は、分離された状態の単一のマガジン３００を示す。図示されているように、マガジン３００は複数のアパーチャ３１０を有し、これらは、複数のガラス物品３５０を固定するために使用できる。いくつかの実施形態では、マガジン３００は、約２００個のガラス物品３５０を固定するよう構成されていてよいが、他のサイズのマガジンも考えられる。一実施形態では、本明細書において適切であり得るマガジン３００の寸法は、長さ（Ｌ）約１４インチ（３５．５６ｃｍ）、幅（Ｗ）約７インチ（１７．７８ｃｍ）、及び高さ（Ｈ）約１．５インチ（３．８１ｃｍ）であるが、他のサイズのマガジンも考えられる。図１１に示されている実施形態では、マガジン３００の幅は、カセット２００の縦方向側部２０５に対して平行な方向に配向される。マガジン３００は、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された２０１５年７月２４日出願の米国特許出願第１４／８０８，７０２号明細書「Ｍａｇａｚｉｎｅ  Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｄｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」；Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された２０１５年７月２４日出願の米国特許出願第１４／８０８，７１０号明細書「Ｍａｇａｚｉｎｅ  Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｄｉｎｇ  Ｇｌａｓｓｗａｒｅ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」；Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された２０１５年７月２４日出願の米国特許出願第１４／８０８，７２８号明細書「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」；Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された２０１５年７月２４日出願の米国特許出願第１４／８０８，７３４号明細書「Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  Ｇｌａｓｓ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」；及びＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄに譲渡された２０１６年５月１０日出願の米国特許出願第１５／１５１，１６８号明細書「Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｄｉｎｇ，  Ｒｅｔａｉｎｉｎｇ，  ａｎｄ／ｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｇｌａｓｓｗａｒｅ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」に詳述されており、これらの文献はそれぞれ、その全体が参照により本出願に援用される。
【００８４】
なお、いくつかの実施形態では、１つ以上のマガジン３００に内包された複数のガラス物品３５０は、イオン交換による強化を受けることができるアルカリアルミノシリケートガラス組成物から形成してよい。このような組成物は一般に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、少なくとも１つのアルカリ土類酸化物、並びに１つ以上のアルカリ酸化物（例えばＮａ２Ｏ及び／又はＫ２Ｏ）の組み合わせを含む。これらの実施形態のうちのいくつかでは、上記ガラス組成物は、ホウ素及びホウ素を含有する化合物を含まなくてよい。他のいくつかの実施形態では、上記ガラス組成物は更に、微量の１つ以上の追加の酸化物、例えばＳｎＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ａｓ２Ｏ３等を含んでよい。これらの成分は、清澄剤として、及び／又はガラス組成物の耐化学性を更に増強するために、添加してよい。
【００８５】
ある特定の例示的実施形態では、複数のガラス物品３５０は、２０１２年１０月２５日出願の米国特許第８，９８０，７７７号明細書「Ｇｌａｓｓ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ」に記載されているイオン交換性ガラス組成物から形成してよく、上記文献はその全体が参照により本出願に援用される。
【００８６】
しかしながら、本開示の主題であるガラス物品３５０は、限定するものではないがイオン交換性ガラス組成物及び非イオン交換性ガラス組成物を含む、他のガラス組成物から形成してよいことを理解されたい。例えばいくつかの実施形態では、ガラス物品３５０は、例えばＳｃｈｏｔｔ  Ｔｙｐｅ  １Ｂアルミノシリケートガラスといった、Ｔｙｐｅ  １Ｂガラス組成物から形成してよい。
【００８７】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、ガラス物品３５０は、その加水分解耐性に基づいて、ＵＳＰ（米国薬局方）、ＥＰ（欧州薬局方）、及びＪＰ（日本薬局方）等の規制当局によって記載されている医薬品用ガラスの基準を満たすガラス組成物から形成してよい。ＵＳＰ６６０及びＥＰ７によれば、ボロシリケートガラスはＴｙｐｅ  Ｉの基準を満たし、非経口包装に日常的に使用される。ボロシリケートガラスの例としては、限定するものではないが、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｐｙｒｅｘ（登録商標）７７４０、７８００、並びにＷｈｅａｔｏｎ  １８０、２００及び４００、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｄｕｒａｎ、Ｓｃｈｏｔｔ  Ｆｉｏｌａｘ、ＫＩＭＡＸ（登録商標）Ｎ‐５１Ａ、Ｇｅｒｒｅｓｃｈｅｉｍｅｒ  ＧＸ‐５１  Ｆｌｉｎｔ等が挙げられる。ソーダライムガラスはＴｙｐｅ  ＩＩＩの基準を満たし、後で溶液又は緩衝液を作るために溶解される乾燥粉体の包装に適している。Ｔｙｐｅ  ＩＩＩガラスはまた、アルカリに対する感受性が低いことが分かっている液体製剤の包装にも好適である。Ｔｙｐｅ  ＩＩＩソーダライムガラスの例としては、Ｗｈｅａｔｏｎ  ８００及び９００が挙げられる。脱アルカリ化ソーダライムガラスは、より高いレベルの水酸化ナトリウム及びカルシウムを含み、Ｔｙｐｅ  ＩＩの基準を満たす。これらのガラスは、Ｔｙｐｅ  Ｉのガラスよりも溶出に対する耐性が低いが、Ｔｙｐｅ  ＩＩＩのガラスよりも溶出に対する耐性が高い。Ｔｙｐｅ  ＩＩガラスは、その貯蔵寿命にわたってｐＨ７未満のままである製品に使用できる。例としては、硫酸アンモニウム処理済みソーダライムガラスが挙げられる。これらの医薬品用ガラスは、様々な化学的組成を有し、２０〜８５×１０−７℃−１の線熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。
【００８８】
上記複数のガラス物品は、多様な異なる形状をとってよい。例えば、上記複数のガラス物品は、バイアル、アンプル、カートリッジ、シリンジ本体、及び／又は医薬組成物の貯蔵のための他のいずれのガラスコンテナを含む。
【００８９】
ここで図１３を参照すると、カセット２００の横方向側部２０３が図示されている。カセット２００の横方向側部２０３は、互いに略同一であってよい。保持構造体２６０は、カセット２００の横方向側部２０３に着脱可能に固定でき、また下部横方向部材２２４と上部横方向部材２１４との間に垂直に延在してよい。この実施形態では、保持構造体２６０は、カセット２００の垂直部材２０２間にフィットするようサイズ設定及び成形された位置合わせ部材２６４から延在する、２つの保持バー２６２を含む。２つの保持バー２６２は、位置合わせ部材２６４から延在し、また下部横方向部材２２４に連結されたポケット２６６に挿入される。このようにして、２つの保持バー２６２はマガジン３００をカセット２００内に固定する。いくつかの実施形態では、１つ以上の支持体２６８は、２つの保持バー２６２の間に延在してよい。１つ以上の支持体２６８は、保持構造体２６０に対して更なる剛性を提供できる。
【００９０】
様々な実験を実施して、上述のスライスカセットコンセプトを試験した。スライスカセットコンセプトを試験するために、図１２に示すような３つのマガジンを互いの上に積層し、スライスカセットコンセプトの評価のための代用物として使用した。
【００９１】
従来のカセットの冷却時間
図１５を参照すると、イオン交換プロセスに供された後の様々な冷却動作中の、図８Ａ及び８Ｂに示されているような３つの従来のカセット（Ａ、Ｂ及びＣ）の冷却プロファイルが示されている。従来のカセット（Ａ、Ｂ及びＣ）をそれぞれ、５時間にわたって、４００℃超（例えば約４５０℃〜約５１０℃）のイオン交換浴に供した。試験した従来のカセットは、１．５×１．５×１．５ｍの寸法を有していた。熱電対を、複数のガラス物品の表面のある範囲の場所に配線した。上記熱電対により、冷却中の温度の監視が可能となった。図示されているように、従来のカセットの外部の付近に位置するガラス物品から得られた外部温度を、従来のカセットの内部に配置されたガラス物品から得られた内部温度と比較する。各実験において、従来のカセットを、室温の空気を循環させる冷却ファンを有する、内包されるチャンバ内で冷却した。ファンの速度は、従来のカセットＡに対応する最大ファン速度の２０％、従来のカセットＢに対応する最大ファン速度の５０％に、及び従来のカセットＣに対応する最大ファン速度の８０％とした。結果を以下の表に示す。
【００９２】
【表１】
2020503227.tif 000003
【００９３】
上述の表１に示すように、各試験における従来のカセットの内部冷却時間は、１時間を超えており、その一方で、従来のカセットの外部冷却時間は、ファン速度に応じて２０分未満であった。これにより、従来のカセットの内部と、従来のカセットの外部とに位置するガラス物品の熱的経験に大きな不一致が生じる。従来のカセットの縁部において比較的迅速に冷却されるガラス物品と、従来のカセットの中央に位置するために比較的長い冷却期間にさらされるガラス物品との間の差を定量化するために、従来のカセットの中央におけるイオン交換済み物品の表面圧縮を、縁部のものと比較した。内部のガラス物品と外部のガラス物品との間には、約１３０ＭＰａ（例えば約１１５ＭＰａ〜約１４０ＭＰａ）の最大部分範囲（公称４００ＭＰａ）が観察された。従来のカセットの内部から外部までの表面圧縮の平均範囲は、７０ＭＰａ（例えば約６０ＭＰａ〜約８０ＭＰａ）であることが分かった。
【００９４】
スライスカセットコンセプトの冷却時間
ここで図１６を参照すると、従来のカセットと同一のイオン交換プロセスに供された後の冷却動作中の、スライスカセットコンセプトの冷却プロファイルが示されている。上述のように、スライスカセットコンセプトは、図１３に示すように、３つのマガジンを代用物として積層し、一体に締結することによってシミュレートした。代用物は、その最小寸法が、スライスカセットコンセプトにおけるマガジンの単一の積層体の最小寸法に相当し得るため、スライスカセットコンセプトを表すものである。代用物はいずれの能動的な冷却を受けなかった。即ち、代用物の冷却を補助するためにファンを使用しなかった。図１６に示すように、マガジンの周囲及びマガジン内での空気の温度の変化を、代用物内のガラス物品（この場合はバイアル）の温度の変化と共にプロットした。以下の表は、代用物の中央で経験される冷却時間と、代用物の縁部で経験される冷却時間との差を示す。
【００９５】
【表２】
2020503227.tif 000004
【００９６】
上の表２に示すように、代用物の中央に位置するガラス物品に関する内部冷却時間は、約１３分であり、その一方で、代用物の縁部に位置するガラス物品に関する外部冷却時間は、約３分未満であった。代用物の内部は、約１０℃／分（例えば約５℃／分〜約１５℃／分）の冷却速度を有し、また代用物の外部の冷却速度は、代用物の内部の冷却速度の約１６倍（例えば約１１５℃／分〜約１４０℃／分）であった。これは、従来のカセットに対する冷却時間の大幅な短縮を表す。代用物内のガラス物品のＣＳ範囲も比較した。代用物の内部から外部までのＣＳの最大範囲は、約４０ＭＰａ（例えば約３５ＭＰａ〜約４５ＭＰａ）であった。代用物の内部に位置するガラス物品と外部に位置するガラス物品との間のＣＳの差の平均は、約１０ＭＰａ（例えば約５ＭＰａ〜約１５ＭＰａ）であることが分かった。更に、能動的冷却を用いた実験では、冷却時間を約１分まで短縮できた。
【００９７】
上述のように、イオン交換によって達成できる圧縮応力は、溶融塩浴が複数のガラス物品からの交換済みイオンで汚染されるに従って低くなる。本明細書に記載のスライスカセットコンセプトを使用することにより、溶融塩浴の寿命を延長できる。図１７Ａを参照すると、同一のイオン交換処理に供された従来のカセット及びスライスカセットコンセプトの両方に関する、汚染許容誤差、及びイオン交換によって達成されるＣＳの範囲を示すチャートが図示されている。スライスカセットコンセプトに関するＣＳの境界は、従来のカセットに関するＣＳの境界よりも狭い許容誤差を提供するように思われる。許容可能なＣＳ範囲内においてＣＳの特性が狭いことにより、塩の寿命の延長が補助される。例えば、スライスカセットコンセプトは、従来のカセットが許容する汚染に関する約３０ＭＰａの範囲にわたる汚染に対して、更に約４０ＭＰａの範囲（例えば約３０ＭＰａ〜約５０ＭＰａ）の余裕を持つ。従って、下端において（例えばカセットの中央で）低減されたＣＳ範囲７．５ＭＰａ毎に、塩を交換する必要が生じる前に、更に１００万個の部品を処理できる。
【００９８】
ここで図１７Ｂを参照すると、スライスカセットコンセプトの改善されたＣＳ範囲を利用して、イオン交換処理のサイクル時間も削減できる。例えば溶融塩浴の温度を上昇させてよい。溶融塩浴の温度を上昇させると、イオン交換は指数関数的に迅速に発生する。しかしながら、構造緩和が発生し得、これは、より低い温度でのイオン交換に比べてＣＳの損失をもたらす。温度に対するＣＳの損失の割合は、一部のタイプのガラスに関して、約４５０℃〜５３０℃において約１．５ＭＰａ／℃〜１．６ＭＰａ／℃となり得る。従って、温度に対するＣＳ損失の控えめな見積もりの比率は、約１．６ＭＰａ／℃となり得る。この比率に、スライスカセットコンセプトの使用によって獲得された、汚染に関する追加のＭＰａ範囲を乗算すると、適切な温度上昇はおよそ２５℃であると決定できる。従って、従来のカセットは、４４５℃で１１．５時間処理することによって所望のＣＳを達成できるのに対して、スライスカセットコンセプトは、４７０℃で約６．５時間処理でき、依然として許容可能なＣＳの範囲内とすることができる。
【００９９】
ここで図１８を参照すると、本明細書で開示されるコンセプトによる、１つ以上のガラス物品を処理するための方法４００が図示されている。図１も参照すると、初めに、制御ユニット１０３は、本明細書中で議論されているように、１つ以上のメモリモジュール１０６から、又はユーザ入力デバイス１０７から、処理命令を受信する（ブロック４０２）。上記処理命令は、処理ステップ（例えば予熱、イオン交換、冷却、すすぎ等）、各処理ステップに関する処理時間、並びに温度を調整できるステップ（例えば予熱及びイオン交換）に関する温度といった情報を含んでよい。処理命令の受信後、システム１００は、カセット２００が処理のために準備された状態であるかどうかを決定してよい。例えば限定するものではないが、システム１００は、１つ以上のカセットセンサ１８０が出力したカセット信号に基づいて、図６に示すようにカセット２００が装入ステーション１２０においてキャリッジ１２１上で待機していることを判定してよい。本明細書に記載されているようにモータが付けられたキャリッジ１２１を備える実施形態では、制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、図２に示すようにキャリッジ１２１をレール１２８、１２９に沿って処理セル１０８まで移動させるために、１つ以上のメモリモジュール１０６に記憶された論理を実行してよい。カセット２００は、図１１に示すように、複数のガラス物品を保持する複数のマガジン３００が挿入されている場合に、処理のための準備ができた状態であるものとみなすことができる。
【０１００】
カセット２００が処理のための準備ができた状態であると判定されると、制御ユニット１０３は、１つ以上のプロセッサ１０５によって実行される論理によって、ピックアップツール１１２が取り付けられたロボットリフト１１０に、カセット２００を装入ステーション１２０から持ち上げさせることができる。ロボットリフト１１０に回転ツール１１５が取り付けられたいくつかの実施形態では、カセット２００を持ち上げるための命令を受信すると、制御ユニット１０３は、ロボットリフト１１０に、図５に示すようにツールステーション１９０において回転ツール１１５を落下させて、ピックアップツール１１２をロボットリフト１１０のアーム１１１に取り付けさせることができる。
【０１０１】
ロボットリフト１１０がカセット２００と係合すると、ロボットリフト１１０はカセット２００を、処理ステーションのうちの１つに移送してよい。例えば、処理命令が予熱ステップを要求する場合、ロボットリフト１１０は、本明細書に記載の予熱のための予熱ステーション１３０の予熱炉１３２内に、カセット２００を自動的に装入してよい（ブロック４０６）。いくつかの実施形態では、予熱ステップが存在しなくてもよい。
【０１０２】
予熱ステップ（ブロック４０６）の完了後、又は予熱ステップが存在しない実施形態において、制御ユニット１０３は、ロボットリフト１１０に、カセット２００を持ち上げさせ、１つ以上のイオン交換ステーション１４０のうちの１つの溶融塩浴１５５内にカセット２００を自動的に装入させてよい（ブロック４０８）。カセット２００は、所定の期間にわたって、イオン交換ステーション１４０の溶融塩浴１５５内に留まってよい。上記所定の期間は、所望のＤＯＬに基づくものであってよい。例えば適切なＤＯＬは、約６０μｍ〜約７５μｍである。いくつかの実施形態では、適切なＤＯＬは、約６５μｍ〜約７０μｍであってよい。上記所定の期間の後、制御ユニット１０３はロボットリフト１１０に、カセット２００をイオン交換ステーション１４０から自動的に取り出させてよい（ブロック４１０）。なお、カセット２００が本明細書に記載のスライスカセットコンセプトに従ったものである場合、１つ以上のカセット２００を所与の時点で処理できる。更に、１つ以上のイオン交換ステーション１４０内の１つ以上のカセット２００はそれぞれ、ロボットリフト１１０によって個別に操作できる。従って、図９Ａ及び９Ｂを参照すると、１つ以上のカセット２００はそれぞれ、溶融塩浴１５５に対して個別に装入及び取り出しが可能であり、また互いに対して再構成可能であってよく、これにより、様々なカセット２００の処理を同時に実施できる。従って、１つ以上のカセット２００はそれぞれ、１つ以上のカセット２００それぞれに対して適切な所定の期間の後に、溶融塩浴１５５から個別に取り出すことができる。
【０１０３】
また、図１８を参照すると、カセット２００を溶融塩浴１５５から持ち上げた後、制御ユニット１０３はロボットリフト１１０に、回転シーケンスを自動的に実施させてよい（ブロック４１２）。上記回転シーケンスは、カセットを所定の軸の周りで回転させるステップを含んでよい。いくつかの実施形態では、上記カセットを複数の軸の周りで回転させてよい。いくつかの実施形態では、上記回転シーケンスは、所定の位置で停止して、カセット２００から流体を排出できる。回転ツール１１５をロボットリフト１１０のアーム１１１に取り付けることができる実施形態では、制御ユニット１０３はロボットリフト１１０に、ツールステーション１９０においてそのピックアップツール１１２を自動的に解放させ、回転ツール１１５をロボットリフト１１０のアームに取り付けさせてよい。カセット２００を回転ツール１１５上に装入するために、回転ツール１１５の突起部１１９がカセット２００の回転アパーチャ２１８を貫通することによって、カセット２００を回転ツール１１５に固定してよい。次に回転ツール１１５は、カセット２００を自動的に回転させて、溶融塩浴１５５からのいずれの残留した流体を、カセット２００から実質的に排出してよい。いくつかの実施形態では、ロボットリフト１１０は、回転シーケンスを実施して、カセット２００を水平軸（ｙ）の周りで３６０°回転させることによって、カセット２００からの排出を溶融塩浴１５５の上で行ってよい。上記回転シーケンスは：カセット２００を第１の所定の角度α１まで回転させるステップ；及びカセット２００をその位置に所定の時間にわたって保持した後、カセット２００を第２の所定の角度α２まで回転させるステップを含んでよい。例えば、第１の所定の角度α１は、水平軸（ｙ）の周りにおいて約１２５°であってよく、また第２の所定の角度α２は、水平軸（ｙ）の周りにおいて約２２５°であってよい。カセット２００が所定の角度に保持される上記所定の時間は、カセット２００から流体を排出するために十分ないずれの時間、例えば約５分未満、約３分未満、約１分未満等であってよい。いくつかの実施形態では、カセット２００から流体を実質的に排出するために十分な時間は、カセット２００のサイズ、及びその中に内包されるガラス物品のタイプに依存し得る。例えば、深さが浅いガラス物品は、より深いガラス物品に比べて、排出のための時間が短くなり得る。
【０１０４】
図７に図示され、かつ本明細書に記載されているように、回転ツール１１５は、１つ以上のイオン交換ステーション１４０のフード１４２の側壁１４３に組み込むことができる。このような実施形態では、同様の回転シーケンスを、回転ツール１１５の軸の周りで行ってよい。この実施形態では、ロボットリフト１１０は、本明細書に記載されているように、ピックアップツール１１２を用いてカセット２００を持ち上げ、カセット２００の回転アパーチャ２１８を、回転ツール１１５の突起部１１９と位置合わせし、カセット２００を回転ツール１１５の突起部１１９上に配置して、カセット２００を回転させてよい。上述のように、回転ツール１１５は溶融塩浴１５５からオフセットされているため、ロボットリフト１１０は、溶融塩浴１５５からカセット２００を自由に取り出すことができ、又は他のカセット２００を溶融塩浴１５５に追加できる。このような実施形態では、各カセット２００は、残りのカセット２００の処理を自由に続行できる状態のまま、排出のために回転ツール１１５上に個別に装入できる。カセット２００からの排出の後、ロボットリフト１１０は処理命令に従って、カセット２００を、１つ以上のイオン交換ステーション１４０のうちの追加のイオン交換ステーション１４０内に配置してよい。同様の回転シーケンスを、後続のイオン交換ステーション１４０それぞれに関して実施してよい。他の実施形態では、後続のイオン交換ステーション１４０において、カセット２００を上下逆にして挿入してよく（即ちガラス物品３５０が上下逆になる）、これにより、カセット２００から流体を排出する必要が最小化される。
【０１０５】
１つ以上のイオン交換ステーション１４０での処理が終了すると、カセット２００を冷却してよい（ブロック４１４）。従って、制御ユニット１０３の１つ以上のプロセッサ１０５は、ピックアップツール１１２を用いてカセット２００を１つ以上のイオン交換ステーション１４０から自動的に輸送し、カセット２００を図２に示すような冷却ステーション１６０に装入するための、論理を実行してよい。次に冷却ステーション１６０は、カセット２００を所定の温度まで冷却してよい。所定の温度は、構造緩和が無視できる程度である温度以下のいずれの温度、例えば約３５０℃であってよい。カセットの温度は、約３０分未満、約１０分未満、及び約５分未満で、約２００℃未満の温度まで冷却してよい。本明細書に記載されているように、カセット２００は、縦方向側部２０５及び幅がより狭い横方向側部２０３、並びに空気流及び自然対流を改善して上述のような冷却時間をもたらすための冷却チャネル２３６を有してよい。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、冷却後、又は冷却ステップ（４１４）の前に、カセットを１つ以上のすすぎステーション１７０ですすいでよい。例えば制御ユニット１０３は、ロボットリフト１１０に、カセット２００を自動的にすすぎステーションに装入させることができ、ここでカセット２００をすすいで、溶融塩浴１５５からの残留した残渣を実質的に除去できる。
【０１０７】
ここで、本開示によるシステム及び方法は、制御ユニットを用いてロボットリフトを制御し、処理セルの周りのカセットを様々な処理ステーションへと迅速に移動させることができることが理解されるだろう。この高速ロボットリフトにより、従来技術において通常行われるような、輸送のための、能動的に加熱されたチャンバに対するカセットの挿入、取り出し及び回転を実施する必要を排除できる。更に、本明細書で議論されているスライスカセットコンセプトは、塩の寿命を延長でき、また複数のイオン交換プロセスを同時に実施できるようにすることができる。例えば、溶融塩浴のより効率的な使用のために、それぞれ異なる処理要件（例えば時間）を有する複数のカセットを、単一の溶融塩浴中で一度に処理してよい。単一の溶融塩浴中のカセットの個数を増やすことによって、様々な処理ステーションを通る流れをより一定にすることができる。例えば、本明細書で開示されている実施形態によるカセットは、丁度１時間処理してよく、ここで大型のカセットは４時間を必要としてよい。更に、本明細書に記載のカセットは、塩浴によって部品の包装効率を向上させることができ、また表面積を最小化することによって、塩のドラッグアウトを低減できる。更に、本明細書に記載の冷却チャネルを設けることにより、カセットを通る空気流、及び自然対流を改善できる。スライスカセットコンセプトは更に、冷却、予熱及び洗浄を含むがこれらに限定されないプロセスに関する、サイズ、資本コスト及びプロセス時間を削減できる。スライスカセットコンセプトはまた、ロボットリフトが作業を行うのに必要な負荷（例えばコスト／サイズ）も削減する。
【０１０８】
なお、用語「略／実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」は、本明細書において、いずれの量的比較、値、測定値又は他の表現に起因し得る本来的な不確実性の程度を表すために使用できる。これらの用語はまた、本明細書において、ある量的表現が、問題となっている主題の基本的機能の変化を引き起こすことなく、記載されている値から変動できる程度を表すために使用できる。
【０１０９】
本明細書では、特定の実施形態を図示及び説明したが、請求対象の主題の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な他の変更及び修正を行ってよいことを理解されたい。更に、本明細書では、請求対象の主題の様々な態様を説明したが、これらの態様は組み合わせて使用する必要はない。従って、添付の請求項は、請求対象の主題の範囲内である全てのこのような変更及び修正を包含することが意図されている。
【０１１０】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１１１】
実施形態１
ガラス物品をイオン交換するための方法であって、
上記方法は：
１つ以上のユーザ入力デバイスから処理命令を受信するステップ；
上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、複数のガラス物品を内包するカセットを、１つ以上のイオン交換ステーションの溶融塩浴に自動的に装入するステップ；
所定の時間後に、上記処理命令に基づいて、ロボットリフトを用いて、上記カセットを上記溶融塩浴から自動的に取り出すステップ；及び
上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記カセットから排出するステップ
を含む、方法。
【０１１２】
実施形態２
上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは、上記カセットを軸の周りで回転させるステップと、回転を所定の位置で停止させるステップとを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１３】
実施形態３
上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは：
上記ロボットリフトのアームに回転ツールを取り付けるステップ；
上記カセットを上記回転ツールに装入するステップ；及び
上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させるステップ
を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１４】
実施形態４
上記回転シーケンスは：
上記カセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
上記カセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、実施形態３に記載の方法。
【０１１５】
実施形態５
上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出する上記ステップは：
上記カセットを回転ツール上に装入するステップであって、上記回転ツールは、上記１つ以上のイオン交換ステーションのカバーに連結される、ステップ；並びに
上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させるステップであって、上記回転シーケンスは：
上記カセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
上記カセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、ステップ
を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１６】
実施形態６
上記溶融塩浴の上記流体は、上記カセットから排出されて上記溶融塩浴に戻る、実施形態１に記載の方法。
【０１１７】
実施形態７
上記カセットを予熱ステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
上記カセットを、上記予熱ステーションの予熱炉内で、所定の温度まで予熱するステップ
を更に含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１８】
実施形態８
上記カセットを冷却ステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
上記カセットの温度を冷却するステップ
を更に含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１９】
実施形態９
上記カセットをすすぎステーションに、上記ロボットリフトを用いて自動的に装入するステップ；及び
上記カセットをすすいで、上記溶融塩浴からの残渣を実質的に除去するステップ
を更に含む、実施形態１に記載の方法。
【０１２０】
実施形態１０
ガラス物品をイオン交換するためのシステムであって、
上記システムは：
１つ以上のプロセッサ；
上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結され、またカセットを操作するよう構成された、ロボットリフトであって、上記カセットは、複数のガラス物品を固定するよう構成される、ロボットリフト；並びに
上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された１つ以上のメモリモジュールであって、上記１つ以上のメモリモジュールは、論理を記憶しており、上記論理は、上記１つ以上のプロセッサによって実行された場合に、上記１つ以上のプロセッサに：
上記ロボットリフトを用いて上記カセットを溶融塩浴に自動的に装入させ；
所定の時間後に、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記溶融塩浴から自動的に取り出させ；
処理命令に基づいて、上記ロボットリフトを用いて上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記カセットから排出させる、メモリモジュール
を備える、システム。
【０１２１】
実施形態１１
上記ロボットリフトを用いて上記カセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の上記流体を上記カセットから排出するために、上記１つ以上のプロセッサは：
上記ロボットリフトのアームに回転ツールを自動的に取り付け；
上記カセットを上記回転ツールに装入し；
上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、上記カセットを回転させる
ための、論理を実行する、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２２】
実施形態１２
上記回転シーケンスは：
上記カセットを水平軸に対して約１２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、上記カセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、実施形態１１に記載のシステム。
【０１２３】
実施形態１３
上記溶融塩浴の上記流体は、上記カセットから排出されて上記溶融塩浴に戻る、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２４】
実施形態１４
上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された予熱ステーションを更に備え、
上記１つ以上のプロセッサは：
上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記予熱ステーションに自動的に装入し；
上記カセットを、上記予熱ステーションの予熱炉内で、所定の温度まで予熱する
ための、論理を実行する、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２５】
実施形態１５
上記１つ以上のプロセッサに通信可能に連結された冷却ステーションを更に備え、
上記１つ以上のプロセッサは：
上記ロボットリフトを用いて上記カセットを上記冷却ステーションに自動的に装入し；
上記カセットの温度を冷却する
ための、論理を実行する、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２６】
実施形態１６
上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトに、上記カセットをすすぎステーションに自動的に装入させ、上記溶融塩浴からの残渣を上記カセットからすすぐための、論理を実行する、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２７】
実施形態１７
上記１つ以上のプロセッサは、上記ロボットリフトを用いて追加のカセットを上記溶融塩浴に装入するための論理を実行し、
各上記カセットは、上記溶融塩浴内の他の上記カセットに対して再構成可能である、実施形態１０に記載のシステム。
【０１２８】
実施形態１８
ガラス物品をイオン交換するための方法であって、
上記方法は：
複数のガラス物品を１つ以上のカセット内に装入するステップ；
各上記１つ以上のカセットを溶融塩浴に個別に装入するステップであって、上記１つ以上のカセットは、互いに対して再構成可能である、ステップ；
上記１つ以上のカセットそれぞれに関して、所定の時間後に、各上記１つ以上のカセットを上記溶融塩浴から個別に取り出すステップ；及び
各上記１つ以上のカセットを個別に回転させて、上記溶融塩浴の流体を上記１つ以上のカセットから排出するステップ
を含む、方法。
【０１２９】
実施形態１９
各上記１つ以上のカセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の残留した上記流体を各上記１つ以上のカセットから実質的に排出する上記ステップは：
ロボットリフトのアームに回転ツールを取り付けるステップ；
各上記１つ以上のカセットを上記回転ツールに個別に装入するステップ；及び
上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、各上記１つ以上のカセットを回転させるステップ
を含む、実施形態１８に記載の方法。
【０１３０】
実施形態２０
上記回転シーケンスは：
各上記１つ以上のカセットを水平軸に対して約１２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°まで回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、実施形態１８に記載の方法。
【０１３１】
実施形態２１
各上記１つ以上のカセットを自動的に回転させて、上記溶融塩浴の残留した上記流体を各上記１つ以上のカセットから実質的に排出する上記ステップは：
各上記１つ以上のカセットを回転ツール上に装入するステップであって、上記回転ツールは、上記１つ以上のイオン交換ステーションのカバーに連結される、ステップ；並びに
上記回転ツールを用いて回転シーケンスを開始させ、各上記１つ以上のカセットを回転させるステップであって、上記回転シーケンスは：
各上記１つ以上のカセットを水平軸に対して約１２５°回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約１２５°に保持するステップ；及び
各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して２２５°回転させ、所定の期間にわたって、各上記１つ以上のカセットを上記水平軸に対して約２２５°に保持するステップ
を含む、ステップ
を含む、実施形態１８に記載の方法。
【０１３２】
実施形態２２
ガラス物品をイオン交換する方法であって、
上記方法は：
複数のガラス物品をマガジン内に装入するステップ；
上記マガジンをカセット内に装入するステップであって、上記カセットは、横方向側部及び縦方向側部を備えるフレームを備え、上記横方向側部は、横方向において、上記縦方向側部の縦方向における長さより小さい長さを有する、ステップ；並びに
上記カセット及び上記マガジンを溶融塩浴に装入するステップであって、上記カセットは、上記溶融塩浴中に位置決めされた他の上記カセットに対して再構成可能となるよう構成される、ステップ
を含む、方法。
【０１３３】
実施形態２３
所定の期間後に、上記カセットを上記溶融塩浴から取り出すステップを更に含み、
上記カセットは、上記溶融塩浴中の他の上記カセットとは別個に、上記溶融塩浴から取り出されるよう構成される、実施形態２２に記載の方法。
【０１３４】
実施形態２４
複数のマガジンが上記カセット内で積層される、実施形態２２に記載の方法。
【０１３５】
実施形態２５
上記カセットは、単一のマガジン積層体を横方向に保持するよう構成される、実施形態２２に記載の方法。
【０１３６】
実施形態２６
上記カセットは、２つの上記マガジン積層体を縦方向に保持するよう構成される、実施形態２５に記載の方法。
【０１３７】
実施形態２７
上記カセットは、上記カセットの第１の部分と上記カセットの第２の部分とを分割する分割器を更に備え、
上記分割器は、上記カセットの上記第１の部分と上記カセットの上記第２の部分との間に延在する冷却チャネルを画定する、実施形態２２に記載の方法。
【０１３８】
実施形態２８
上記カセットは、所定の温度まで冷却されるよう構成され、
上記所定の温度は、上記複数のガラス物品内の構造緩和が約３０分未満で実質的に低減されるような温度である、実施形態２２に記載の方法。
【０１３９】
実施形態２９
上記カセットは更に、少なくとも２つの上記マガジンを互いから垂直方向に離間させることによって、上記マガジンの間に延在する水平チャネルを画定するよう構成された、水平クロス部材を備える、実施形態２２に記載の方法。
【符号の説明】
【０１４０】
１０        カセット
３０        マガジン
３５        マガジン積層体
４０        イオン交換ステーション
４４        イオン交換タンク
１００      システム
１０３      制御ユニット
１０４      通信経路
１０５      プロセッサ
１０６      メモリモジュール
１０７      ユーザ入力デバイス
１０８      処理セル
１１０      ロボットリフト
１１１      アーム
１１２      ピックアップツール
１１４      持ち上げバー
１１５      回転ツール
１１７      取り付けデバイス
１１９      突起部
１２０      装入ステーション
１２１      キャリッジ
１２２      本体部分
１２３      キャリッジ１２１の表面
１２４      ホイール、位置合わせ用ホイール
１２５      ホイール、安定化用ホイール
１２６      カセット位置合わせ用ロッド
１２７      レールシステム
１２８      レール
１２９      レール
１３０      予熱ステーション
１３２      予熱炉
１４０      イオン交換ステーション
１４０’    イオン交換ステーション
１４０Ａ    第１のイオン交換ステーション
１４０Ｂ    第２のイオン交換ステーション
１４２      フード
１４３      壁部、側壁
１４４      イオン交換タンク、タンク
１４６      内張り
１４７      蓋、傾斜壁部
１５１      開口
１５５      溶融塩浴
１６０      冷却ステーション
１７０      すすぎステーション
１８０      カセットセンサ
１８４      インジケータライト
１９０      ツールステーション
１９１      ツールステーション１９０の表面
１９２      ツール受承用突起部
１９４      ツールセンサ
１９８      保持ステーション
２００      カセット
２００’    カセット
２０１      フレーム
２０１’    フレーム
２０２      垂直部材
２０２’    垂直部材
２０３      横方向側部
２０５      縦方向側部
２０５’    縦方向側部
２１０      上部フレーム
２１２      上部縦方向部材
２１４      上部横方向部材
２１６      切り欠き部
２２０      下部フレーム
２２２      下部縦方向部材
２２４      下部横方向部材
２３０      分割器
２３１      第１のフレーム部材
２３２      第１の部分
２３２’    第１の部分
２３３      第２のフレーム部材
２３４      第２の部分
２３４’    第２の部分
２３７      通路
２４０      フック、支持用フック
２５０      フック、ロック用フック
２６０      保持構造体
２６１’    チャネル
２６２      保持バー
２６４      位置合わせ部材
２６６      ポケット
２６８      支持体
２８０’    水平クロス部材
２８２’    フランジ
３００      マガジン
３１０      アパーチャ
３５０      ガラス物品
３６０      マガジンの積層体
３６２      リテーナ
５００      コンベア
【図１】
2020503227.tif 000005
【図２】
2020503227.tif 000006
【図３Ａ】
2020503227.tif 000007
【図３Ｂ】
2020503227.tif 000008
【図４Ａ】
2020503227.tif 000009
【図４Ｂ】
2020503227.tif 000010
【図５】
2020503227.tif 000011
【図６】
2020503227.tif 000012
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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