特許 6788580 ガラスリボンの厚さウェッジを制御する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6788580

(24)【登録日】2020年11月4日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】ガラスリボンの厚さウェッジを制御する方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 17/06 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   C03B17/06

【請求項の数】10

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-515943(P2017-515943)

(86)(22)【出願日】2015年9月18日

(65)【公表番号】特表2017-534553(P2017-534553A)

(43)【公表日】2017年11月24日

(86)【国際出願番号】US2015050879

(87)【国際公開番号】WO2016048817

(87)【国際公開日】20160331

【審査請求日】2018年9月18日

(31)【優先権主張番号】14/492,580

(32)【優先日】2014年9月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 秀明

(72)【発明者】

【氏名】アーレンズ，ジェフリー ハワード

【審査官】 長谷川 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５２８３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／００３９８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１２３７０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ １７／００−１７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御する方法であって、
成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、
前記成形容器のルートから、ある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、
前記ガラスリボンの前記幅の少なくとも一部にわたって前記ウェッジ変動を測定する工程、
前記測定されたウェッジ変動のフーリエ変換でピークを識別することによって、前記ウェッジ変動の高頻度成分及び前記ウェッジ変動の低頻度成分を決定する工程、
前記ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器のチルトの変化を決定する工程、
前記ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて前記成形容器の堰の近くの温度変化を決定する工程、
及び
前記決定された成形容器のチルトの変化に基づいて前記成形容器のチルトを調整し、及び前記決定された成形容器の堰の近くの温度変化に基づいて前記成形容器の堰の近くの温度を調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程
を含む、方法。

【請求項2】

前記成形容器の前記チルトを調整する工程が、前記成形容器の第２端部に対する前記成形容器の第１端部の位置を調整する工程を含み、前記成形容器の前記第１端部及び前記第２端部が、前記成形容器の収束する側面に対して垂直であり、かつ、前記成形容器の長さによって分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

フュージョンドロー装置であって、
成形容器の長さを画定する第１端部及び第２端部を有する成形容器、及び前記成形容器の上面に配置されたトラフと、
前記成形容器の前記第２端部に対する前記成形容器の前記第１端部の位置を変化させるよう構成されるチルト機構と、
前記成形容器の堰の近くの領域を加熱するよう構成される少なくとも１つの加熱機構、及び
前記フュージョンドロー装置の底部に配置される厚さゲージ、およびプロセッサと、コンピュータ読取及び実行可能命令セットを記憶するメモリとを備えたコントローラを含む自動厚さ制御システムであって、前記コンピュータ読取及び実行可能命令セットが、前記プロセッサによって実行された場合に：
前記厚さゲージからウェッジ変動信号を受け取り、
低頻度とは第１の所定の時間よりも長い期間のことを指し、高頻度とは前記第１の所定の時間よりも短い第２の所定の時間よりも短い期間のことを指し、前記第１の所定の時間と前記第２の所定の時間との差は２時間以上であるとして、前記ウェッジ変動信号のフーリエ変換でピークを識別することにより、受け取った前記ウェッジ変動信号に基づいて、ウェッジ変動の高頻度成分及びウェッジ変動の低頻度成分を特定し、
前記ウェッジ変動の前記高頻度成分を低減するために、チルト設定値を計算し、
前記ウェッジ変動の前記低頻度成分を低減するために、温度設定値を計算し、
前記チルト機構に前記チルト設定値を供給し、かつ
前記少なくとも１つの加熱機構に前記温度設定値を供給する
自動厚さ制御システムと、
を備えた、フュージョンドロー装置。

【請求項4】

前記自動厚さ制御システムが、前記チルト設定値に基づいて前記成形容器のチルトの度合い、及び、前記温度設定値に基づいた前記堰の近くの前記領域に供給される熱の量のうち少なくとも一方を調整することを特徴とする、請求項３に記載のフュージョンドロー装置。

【請求項5】

前記堰の近くに配置された冷却機構をさらに備え、前記自動厚さ制御システムが、前記堰の近くの前記領域を、前記温度設定値に基づいて能動的に冷却させることを特徴とする、請求項３又は４に記載のフュージョンドロー装置。

【請求項6】

前記自動厚さ制御システムが、ウェッジ変動の前記低頻度成分とは無関係に前記チルト設定値を計算することを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載のフュージョンドロー装置。

【請求項7】

前記自動厚さ制御システムが、ウェッジ変動の前記高頻度成分とは無関係に前記温度設定値を計算することを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載のフュージョンドロー装置。

【請求項8】

ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を制御する方法であって、
成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、
前記成形容器のルートから、ある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、
前記ガラスリボンの前記幅の一部にわたって前記ウェッジ変動を測定する工程、
前記測定されたウェッジ変動のフーリエ変換でピークを識別することによって、前記ウェッジ変動の高頻度成分及び前記ウェッジ変動の低頻度成分を決定する工程、
前記ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器のチルトを調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程、
前記ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて前記成形容器の堰の近くの温度を調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程、及び
前記ガラスリボンの前記幅の前記一部にわたって、調整されたウェッジ変動を測定する工程を含む、方法。

【請求項9】

前記ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器のチルトを調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程は、前記チルトの度合いおよびウェッジ変動の量に基づいてチルト設定値を決定する工程を含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて前記成形容器の堰の近くの温度を調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程は、前記温度およびウェッジ変動の量に基づいて温度設定値を決定する工程を含むことを特徴とする、請求項８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、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１４年９月２２日出願の米国特許出願第１４／４９２５８０号の米国法典第３５編特許法第１２０条に基づく優先権の利益を主張する。

【技術分野】

【0002】

本明細書は、概略的には、ガラス板の製造に関し、より詳細には、ガラス板生産用のガラスリボンにおける厚さウェッジを制御する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

ガラス基板は多くの用途に用いられることから、ガラスのさまざまな特性を制御できることが、ますます重要になってきている。規格外の変動はガラス基板の嵌合及び／又は装置の最終的な全体寸法に影響を与えかねないことから、特に、ガラス板の所定の厚さ特性の維持は、多くの消費者機器用途にとって重要である。

【0004】

通常、ダウンドロー法は、個々のガラス板へと個片化可能なガラスリボンの製造に使用される。ガラスリボンを形成する溶融ガラスにおける流量及び温度の変動は、板厚や他の影響の変動などのガラス欠陥を生じうる。このように、ガラスの流量及び温度の制御は、ガラスリボンの厚さの変動を最小限に抑えるために利用することができる。しかしながら、ガラスリボンの厚さの長期的な変動を補償する従来の方法は、ガラスリボンの厚さの短期変動を増幅し、結果的に製造ロス及び生産コストを増大させかねない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、ガラスリボンから形成されるガラス板の厚みの変動を低減するために、厚さの長期変動及び短期変動の両方に対処する、ガラスリボンの厚さを制御する代替的な方法が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態によれば、ガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御する方法は、成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、成形容器のルートからガラスリボンを延伸する工程、ガラスリボンの幅の少なくとも一部にわたってウェッジ変動を測定する工程、測定されたウェッジ変動に基づいて成形容器のチルト及び成形容器の堰の近くの温度を調整し、ガラスリボンの幅にわたるウェッジ変動を低下させる工程、及び、ガラスリボンの幅の一部にわたってウェッジ変動を再測定する工程を含む。

【0007】

別の実施形態では、フュージョンドロー装置は、成形容器、チルト機構、少なくとも１つの加熱機構、及び自動厚さ制御システムを備えている。成形容器は、第１端部、第２端部、及びその上面に配置されたトラフを有する。チルト機構は、成形容器を傾動させて、成形容器の第２端部に対して成形容器の第１端部の位置を変化させる。加熱機構は、成形容器の堰の近くの領域に熱を供給する。自動厚さ制御システムは、プロセッサと、コンピュータ読取及び実行可能命令セットを記憶するメモリとを備えたコントローラを具備する。プロセッサによって命令セットが実行される場合、多変数制御システムは、延伸の底部において厚さゲージからウェッジ変動計算値を受け取り、受け取ったウェッジ変動計算値に基づいて、ウェッジ変動の高頻度成分及びウェッジ変動の低頻度成分を決定し、チルト設定値を計算してウェッジ変動の高頻度成分を低減し、温度設定値を計算してウェッジ変動の低頻度成分を低減し、チルト機構にチルト設定値を供給し、少なくとも１つの加熱機構に温度設定値を提供する。

【0008】

さらに別の実施形態では、ガラスリボンの幅にわたるウェッジ変動を制御する方法は、成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、成形容器のルートからガラスリボンを延伸する工程、ガラスリボンの幅の一部にわたってウェッジ変動を測定する工程、ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて成形容器のチルトを調整し、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を低下させる工程、ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて成形容器の堰における温度を調整し、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を低下させる工程、及び、ガラスリボンの幅の一部にわたって、調整されたウェッジ変動を測定する工程を含む。

【0009】

さらなる特徴及び利点は、以下の詳細な説明において記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかになり、又は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付の図面を含めた、本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。

【0010】

前述の概要及び以下の詳細な説明はいずれも、さまざまな実施形態について説明しており、特許請求される主題の本質及び特徴を理解するための概観又は構成を提供することが意図されることが理解されよう。添付の図面は、さまざまな実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に取り込まれてその一部を構成する。図面は、本明細書に記載されるさまざまな実施形態を示しており、その説明と共に、特許請求される主題の原理及び実施を説明する役割を担う。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従ったフュージョンドロー法

【図1B】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従ったフュージョンドロー装置の斜視図

【図2】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従ったフュージョンドロー装置の側面図

【図3】本明細書に記載される１つ以上の実施形態に従った多変数制御システムによって実行されるウェッジ厚の制御方法のフロー図

【図4】時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジ厚データ（ｙ軸）のプロット

【図5】図４に示されるウェッジ厚データの頻度（ｘ軸）の関数としてのウェッジ厚データ（ｙ軸）のプロット

【図6】時間（ｘ軸）の関数としてのフュージョンドロー装置のチルト角の変化（ｙ軸）のプロット

【図7】図６に示されるチルト角変化に対応する時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジ厚の変化（ｙ軸）のプロット

【図8】上部温度における−０．３℃の変化に対する応答時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジ厚の変化（ｙ軸）のプロット

【図9】熱調整及びチルトのための従来の比例積分（ＰＩ）制御システムを使用する、ウェッジ変動についての頻度（ｘ軸）に対する利得応答（ｙ軸）のプロット

【図10】従来のＰＩ制御システムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られた温度移動（ｙ軸）のプロット

【図11】多変数制御アルゴリズムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られた温度移動（ｙ軸）のプロット

【図12】従来のＰＩ制御システムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られたチルト移動（ｙ軸）のプロット

【図13】多変数制御アルゴリズムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られたチルト移動（ｙ軸）のプロット

【図14】従来のＰＩ温度制御システムを使用する、時間（ｘ軸）の関数としての模擬的なウェッジ変動（ｙ軸）のプロット

【図15】従来のＰＩチルト制御システムを使用する、時間（ｘ軸）の関数としての模擬的なウェッジ変動（ｙ軸）のプロット

【図16】多変数制御システムを使用する、時間（ｘ軸）の関数としての模擬的なウェッジ変動（ｙ軸）を示すプロット

【図17】チルト制御下での時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジの量（ｙ軸）を示すプロット

【図18】従来の自動厚さ制御システム（ＡＴＣＳ）を使用する、熱制御下での時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジの量（ｙ軸）を示すプロット

【図19】従来のＡＴＣＳを使用してウェッジを制御する熱制御の結果と比較した、チルト制御結果のウェッジの量（ｙ軸）のボックスプロット

【図20】時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジについてのローリング標準偏差（ｙ軸）のプロット

【図21】ｙ軸に沿ってウェッジの量を測定する、多変数ウェッジ制御（ＭＷＣ）、従来のＡＴＣＳ、及びＰＩ制御システムを使用する、総合的なウェッジ制御、長期ウェッジ制御、及び短期ウェッジ制御の結果

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、添付の図面に示されている、ガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御するための方法及び装置のさまざまな実施形態が詳細に参照される。図面全体を通して、同一又は同様の部分についての言及には、可能な限り、同一の参照番号が用いられる。フュージョンドロー装置の一実施形態は、図１Ｂに示されており、概略的に全体を通して参照番号１００で表される。概して、フュージョンドロー装置は、成形容器、成形容器を傾動して成形容器の第２端部に対して成形容器の第１端部の位置を変化させるチルト機構、成形容器の堰又はその近くの領域に熱を供給する、フュージョンドロー装置の上部に配置された少なくとも１つの加熱機構、及び、自動厚さ制御システムを備えている。自動厚さ制御システムは、ウェッジ変動に基づいてチルト設定値及び温度設定値を決定し、ガラスリボンのウェッジ変動を低減する。特に、自動厚さ制御システムは、チルト機構にチルト設定値を供給してウェッジ変動の高頻度成分を低減し、かつ、加熱機構に温度設定値を提供してウェッジ変動の低頻度成分を低減する。ガラスリボンのウェッジ変動を制御するための方法及び装置のさまざまな実施形態が、特に添付の図面を参照して本明細書に説明される。

【0013】

図１Ａを参照すると、溶融ガラスからガラス基板を形成するための例となるガラス製造装置１００Ａが概略的に示され、フュージョンドロー装置は、溶融ガラスをガラス基板へと成形するのに用いられる。ガラス製造装置１００Ａは、溶融容器１、清澄容器３、混合容器４、供給容器８、及びフュージョンドロー装置１００を備えている。ガラスバッチ材料は、矢印２で示されるように、溶融容器１内に導入される。バッチ材料は溶融されて溶融ガラス６を形成する。清澄容器３は、溶融容器１から溶融ガラス６を受け取る高温処理領域を有し、ここで溶融ガラス６から泡が除去される。清澄容器３は、連結管５によって混合容器４と流体連絡されている。すなわち、清澄容器３から混合容器４へと流れる溶融ガラスは、連結管５を通って流れる。混合容器４は、次に、混合容器４から供給容器８へと流れる溶融ガラスが連結管７を通って流れるように、連結管７によって供給容器８と流体連絡されている。

【0014】

供給容器８は、下降管９を通じてフュージョンドロー装置１００内へと溶融ガラス６を供給する。フュージョンドロー装置１００は、入口１０、成形容器１１及び少なくとも１つの延伸アセンブリ５０が内部に配置された筐体２２を備える。図１Ａに示されるように、下降管９から来る溶融ガラス６は入口１０内へと流れ、成形容器１１に至る。成形容器１１には、溶融ガラス６を受け入れる開口１２が備わっており、この溶融ガラス６は、トラフ１３内へと流れ、次に溢れ出て、成形容器１１の２つの収束する側面１４ａ及び１４ｂを流れ落ちた後、以下ルート１１２と呼ばれる２つの側面が接合する成形容器１１の下縁部１１２で融着する。結果として生じるガラス基板は、次に、延伸アセンブリ５０によって、本明細書ではガラスリボンとも称される連続したガラス基板５２として、下向きの方向５１に延伸される。

【0015】

さらに具体的には、図１Ｂに示されるように、フュージョンドロー装置１００は、第１端部１０４、第２端部１０６、及び上面に配されたトラフ１０８を有する成形容器１０２を備えている。第１端部１０４及び第２端部１０６は、成形容器１０２の収束する側面１４ａ及び１４ｂに対して垂直であり、成形容器１０２の長さＬによって分離されている。溶融ガラスは、成形容器１０２の第１端部１０４からトラフ１０８へと供給され、堰１１０を越えて成形容器１０２の外表面に沿ってルート１１２に到達するまで流れる。ルート１１２は、成形容器１０２の側面１４ａ及び１４ｂの収束によって形成される。ルート１１２において、成形容器１０２の両側を流れ落ちる溶融ガラスの２枚のシートは融着してガラスリボン１１４を形成する。ガラスリボン１１４は、複数のエッジローラ及びプルロールによって成形容器１０２のルート１１２から延伸される（図１Ａ）。ガラスリボン１１４は、トラフ１０８に対して平行に走る幅１１６、及び、ガラスリボン１１４の幅１１６に垂直な厚さ１１８を有する。厚さ１１８は、ガラスリボン１１４の幅１１６に沿って変動しうる。例えば、成形容器１０２の第１端部１０４の近くのガラスリボン１１４の厚さ１１８は、第２端部１０６の近くのガラスリボン１１４の厚さより大きくてもよく、ガラスリボン１１４の厚さ１１８は、ガラスリボン１１４がガラスリボン１１４の幅１１６に沿って「ウェッジ」形状を有するように、第２端部１０６から第１端部１０４へと直線的に増加しうる。したがって、本明細書で用いる場合、ガラスリボン１１４の幅１１６に沿った厚さ１１８の傾斜は「ウェッジ」と呼ばれる。さまざまな実施形態において、ウェッジは、以下に論じられるように、末端効果に供されないガラスリボン１１４の幅１１６の一部など、ガラスリボン１１４の幅１１６の一部に沿った厚さ１１８の傾斜を表しうる。

【0016】

幾つかの変数はウェッジに影響を及ぼしうる。具体的には、堰１１０の温度は、ガラスが成形容器を越えて流れるときにガラスの粘度に影響を与えることによって、ウェッジに影響を及ぼしうる。例えば、堰１１０の近くの温度の上昇は、ガラスが入口端部（すなわち、入口１０の近くの成形容器１０２の端部）から圧縮端部（すなわち、成形容器１０２の長さＬによって入口１０と分離されている成形容器１０２の端部）まで流れるように促すのに対し、温度の低下は、成形容器１０２にわたる溶融ガラスの流れを抑制する。溶融ガラスの温度に影響を与えるため、フュージョンドロー装置１００はまた、堰１１０に隣接して配置された少なくとも１つの加熱機構１２０も備える。実施形態において、加熱機構１２０は、抵抗加熱器、ガス燃焼ヒータ等でありうる。図１は、２つの加熱機構１２０を有するフュージョンドロー装置１００を示しているが、特定の実施形態に応じて、より多数又はより少数の加熱機構を使用して差し支えない。例えば、１つ以上の加熱機構１２０は、各堰１１０に隣接して配置されうる。加熱機構１２０は、成形容器１０２の堰１１０の領域に熱を供給する。加熱機構１２０は、成形容器１０２の堰１１０の領域を能動的に加熱するために、作動又は出力アップ（例えば、加熱機構の熱出力が増加）されうる。反対に、加熱機構１２０を、停止又は出力ダウン（例えば、加熱機構の熱出力が低下）させて、成形容器１０２の堰１１０の領域を受動的に冷却してもよい。

【0017】

一部の実施形態では、フュージョンドロー装置１００は、能動冷却機構を備えうる（図示せず）。能動冷却機構は、強制空気、水、又は別の冷却剤を使用して、成形容器１０２の堰１１０の近くの領域の温度を低下させることができる。したがって、成形容器１０２の堰１１０の近くの領域の温度は、成形容器１０２の堰１１０の近くの領域を、能動的に加熱すること、受動的に冷却すること、能動的に冷却すること、及び／又は、能動的加熱と能動的冷却の組合せによって制御することができる。

【0018】

成形容器１０２の堰１１０における溶融ガラスの温度に加えて、成形容器１０２のチルトの量もまた、成形容器１０２を用いて形成されたガラスリボンのウェッジに影響を及ぼす。例えば、チルト機構１２２（図１Ａに示される）を用いた成形容器１０２の下方への傾動（すなわち、成形容器１０２の第２端部１０６に対して成形容器１０２の第１端部１０４を高くする）は、溶融ガラスを第１端部１０４から第２端部１０６へと流れるように促す。反対に、チルト機構１２２を用いた成形容器１０２の上方傾動（すなわち、第２端部１０６に対して第１端部１０４を低くする）は、成形容器１０２にわたる溶融ガラスの流れを抑制する。したがって、さまざまな実施形態において、フュージョンドロー装置１００は、チルト機構１２２を利用して成形容器１０２を傾動し、成形容器１０２の第２端部１０６に対して成形容器１０２の第１端部１０４の位置を変化させ、それによって成形容器の堰１１０にわたる溶融ガラスの流れを増加又は低下させ、ひいては、成形容器１０２を用いて形成されたガラスリボンのウェッジに影響を及ぼす。

【0019】

さまざまな実施形態において、ウェッジ変動は、成形容器１０２の傾動、及び堰１１０の近くの温度の調整の組合せを通じて制御される。より具体的には、成形容器１０２は、ウェッジ変動の高頻度（例えば短期）成分を低下させるように傾動させることができると同時に、温度を、ウェッジ変動の低頻度（例えば長期）成分を低下させるように加熱機構１２０を介して調整することができる。本明細書で用いる場合、用語「高頻度」とは約３時間以下の期間のことを指し、用語「低頻度」とは約１０時間以上の期間のことを指す。しかしながら、ウェッジ変動の高頻度成分及び低頻度成分は、高頻度と低頻度との間にある程度の帯域分離が存在することを条件に、特定の実施形態に応じて変動しうる。高頻度成分と低頻度成分との間の帯域分離の所望のレベルは、変数の制御レベルに依存しうる。定められた高頻度範囲と低頻度範囲との間の頻度は、ウェッジの制御の目的では、計算において無視することができ、高頻度成分及び低頻度成分の制御に基づいて自然に調整される。例えば、熱調整はガラスの反応（すなわち、加熱又は冷却）に時間を要し、したがって、ガラスリボン１１４の幅１１６にわたる厚さ分布にさらにゆっくりと影響を及ぼすことから、堰１１０の温度調整は、数十時間又は数十日間などの長期間にわたってウェッジ変動を低下させるために使用されうる。しかしながら、温度調整は、短期におけるウェッジ変動の制御には効果がない。したがって、ウェッジ変動に迅速に対処し、かつ、ウェッジ変動の所定の範囲を超えるガラスリボン１１４の全体量を低減するため、成形容器１０２を傾動させてよく、この傾動は、ガラスリボンにわたる厚さ分布に対して、温度調整よりもはるかに迅速に影響を及ぼす。

【0020】

チルトのみの調整を利用して、低頻度変動及び高頻度変動の両方を補償しうる。しかしながら、低頻度変動に対処するために必要とされるチルト角の変化は比較的大きく、フュージョンドロー装置についてマイナスの結果を有しうる。例えば、チルト角の大きい変化は、顕著なリボン位置の変化を生じうるが、これは、ガラスリボンと、延伸においてより低くなるプルロールとの間の相互作用に起因して、リボンの形状に負の影響を与えかねず、最終的には、リボンから切り出された最終的なガラス板の形状に影響を与えうる。したがって、さまざまな実施形態において、チルトは、ウェッジの高頻度変動に対処するために用いられ、一方、堰の近くの温度はウェッジの低頻度変動を補償するために調整される。このことにより、より小さいチルト移動が使用可能となり、ウェッジ変動の比較的迅速な制御及び修正が可能となる。

【0021】

次に図２を参照すると、１つ以上の実施形態に従った、傾動させた成形容器１０２の側面図が示されている。例として、ガラスリボン１１４の幅にわたるウェッジ変動は、厚さゲージ２００を使用して決定されうる。厚さゲージは、フュージョンドロー装置の延伸の底部に配置されてもよい。厚さゲージ２００は、例えば、レーザ系厚さゲージでありうる。厚さゲージ２００は、ガラスリボン１１４の幅の少なくとも一部にわたってガラスリボン１１４の厚さを測定する。成形容器１０２のいずれかの端部において、いわゆる「末端効果」は流量密度を増加させ、結果的に、２つの鉛直境界においてガラスリボン１１４の厚さの増大を生じうる。増大した厚さは、各々が「ビード領域」と呼ばれる鉛直境界からガラスリボン１１４の中心の方向に延びる有限幅にわたって生じる。さまざまな実施形態において、ガラスリボン１１４の厚さは、例えばガラスリボンの中心線など、ガラスリボン１１４のビード領域を含まない、ガラスリボン１１４の幅の一部において測定される。さまざまな実施形態において、ウェッジは、ビード領域を含まないガラスリボン１１４の幅にわたって測定される。

【0022】

厚さゲージ２００によって計算されたウェッジ変動に基づいて、チルト機構１２２を使用して、成形容器１０２の第２端部１０６に対する成形容器１０２の第１端部１０４の位置を変化させうる。第１端部１０４が第２端部１０６より高い場合、より多くの溶融ガラスが第２端部１０６へと流れ、第２端部１０６の近くのガラスリボン１１４の厚みが増す。第１端部１０４と第２端部１０６との高低差を低減するのに有効な量だけ成形容器１０２の第１端部１０４を低くすることによって、第２端部１０６の近くに、より薄いガラスリボン１１４を生じうる。よって、成形容器１０２のチルトの変化は、ガラスリボン１１４の幅１１６にわたってウェッジ変動を調整する。

【0023】

次に図１Ａ〜２を参照すると、ガラスリボン１１４のウェッジ変動を制御するため、成形容器１０２の温度及びチルトは、フュージョンドロー装置１００の多変数制御システム２０２によって制御され（図１Ａに示される）、このシステムは、受け取った厚さ測定値に基づいて計算されたウェッジ変動に基づき、成形容器１０２の温度及びチルトを調整するように動作する。多変数制御システム２０２は、厚さゲージ２００及び加熱機構１２０に通信可能に連結され、概して、プロセッサと、コンピュータ読取及び実行可能命令セットを記憶するメモリとを有するコントローラを備えている。さまざまな実施形態において、温度及びチルトの調整は、経時におけるウェッジ変動の測定及び再測定に基づいた反復プロセスである。多変数制御システム２０２のプロセッサがコンピュータ読取及び実行可能命令セットを実行する場合、命令セットは、コントローラに、厚さゲージからウェッジ変動信号を受信させ、かつ、受信したウェッジ変動信号に基づいて、ウェッジ変動の高頻度成分及びウェッジ変動の低頻度成分を決定させる。ウェッジ変動の高頻度成分及び低頻度成分は、例えば、ウェッジ変動信号のフーリエ変換でピークを自動的に識別することによって、又は、「高頻度」及び「低頻度」に対応するユーザー定義ウィンドウ内で変動を決定することによって、決定されうる。命令セットはまた、コントローラに対し、チルト設定値を計算させてウェッジ変動の高頻度成分を低減し、かつ、温度設定値を計算させてウェッジ変動の高頻度成分を低減する。命令セットはまた、コントローラに対し、チルト設定値をチルト機構に供給させ、かつ、温度設定値を加熱機構に供給させる。多変数制御システムのプロセッサは、特定の実施形態に応じて、さまざまな方法でこれらの命令を実行することができる。例えば、一実施形態に従ったガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御する方法３００のブロック図が、図３に示されている。

【0024】

図３に示されるように、電流ウェッジ設定値３０２及びウェッジ３０４の測定量は、ウェッジ変動を決定するために、多変数コントローラのコンパレータ３０６において比較される。コンパレータ３０６は、決定されたウェッジ変動を示すウェッジ変動信号を出力し、このウェッジ変動信号を多変数コントローラのウェッジコントローラに入力し、受信したウェッジ変動信号に基づいてウェッジ変動の高頻度成分及びウェッジ変動の低頻度成分を特定する。ウェッジ変動の高頻度成分及び低頻度成分は、例えば、経時におけるウェッジデータの大きさ及び頻度を定量化することによって特定することができる。例えば、高頻度成分は、１〜３時間など、ユーザー定義の頻度の範囲内の最大の大きさとして識別することができ、低頻度成分は、１０時間超などの異なるユーザー定義の頻度範囲内の最大の大きさとして識別することができる。一部の実施形態では、ウェッジ変動の高頻度成分及び低頻度成分は、時間の関数としての、ウェッジ厚のプロットの頻度のフーリエ変換における最大ピークを識別することによって決定することができる。実施形態において、高頻度成分及び低頻度成分は、頻度成分間に明確に識別された帯域分離が存在することを条件に、それぞれ、１〜３時間又は１０時間超以外の期間に対応しうる。さまざまな実施形態において、頻度成分の期間の間には、少なくとも２時間の帯域分離が存在する。

【0025】

ステップ３０８において、多変数制御システムのコントローラは、温度設定値３１０を計算してウェッジ変動の低頻度成分を低下又は最小化し、かつ、チルト設定値３１２を計算してウェッジ変動の高頻度成分を低下又は最小化する。温度設定値３１０及びチルト設定値３１２は、特定の実施形態に応じて、さまざまな方法で計算することができる。例えば、チルト応答（すなわち、チルトの変化に起因したガラスリボンの厚みの変動）は、近似的なチルト設定値３１２を生成するために、成形容器の幾何学形状及び流体流の物理学に基づいてモデル化することができる。同様に、温度応答は、近似的な温度設定値３１０を生成するために、伝熱及び流体流の原理に基づいてモデル化することができる。チルト設定値３１２及び温度設定値３１０は、システムに対し、現在のチルト設定値及び温度設定値に置換又は更新するために用いられる。あるいは、チルト応答及び温度応答は、チルト又は温度のいずれかを段階的に変化させ、ウェッジの影響を測定する、プロセス実験を使用してモデル化することができる。チルト設定値及び温度設定値のさまざまな組合せについての測定されたウェッジ変化は、自動厚さ制御システムのメモリ内のルックアップテーブル（ＬＵＴ）に格納することができ、コントローラによって、ガラスリボンのウェッジの所望の変化を達成するために今後のチルト設定値及び温度設定値を決定するために利用されうる。

【0026】

さまざまな実施形態において、チルト応答及び温度応答のモデルを結合かつ調整して、多変数コントローラによる使用のための多変数制御アルゴリズムを生成することができる。多変数制御アルゴリズムによって、熱及びチルト処理の処理効果を、ウェッジに及ぼすそれらの影響に従って特徴付けできる。これらの処理効果は、ある特定の頻度で観察されるウェッジ変動に対処するためだけに重み付けされうる。例えば、さまざまな実施形態において、Ｈ無限大制御の取り組みが用いられうる。さまざまな実施形態において、Ｈ無限大制御の取り組みの使用には、ウェッジ変動の低頻度成分とは無関係にチルト設定値を計算し、かつ、ウェッジ変動の高頻度成分とは無関係に、温度設定値を計算することが含まれる。Ｈ無限大制御の取り組みは、参照することによって本明細書に援用される、Kemin ZhouのEssentials of Robust control（Prentice Hall, 1998）においてさらに十分に説明される。例えば、Ｈ無限大制御の取り組みの最適化目的関数における高頻度レジュームは、結果として生じる制御アルゴリズムが、温度のための低頻度調整のみを選択するように、温度調整についてペナルティを与え、Ｈ無限大制御の取り組みの最適化目的関数における低頻度レジュームは、結果として生じる制御アルゴリズムがチルトの高頻度調整のみを選択するように、チルト調整についてペナルティを与える。その結果、温度設定値及びチルト設定値を出力する制御アルゴリズムが得られる。

【0027】

さらに図３を参照すると、温度設定値３１０を示す温度設定値信号及び電流温度信号は、コンパレータ３１６に入力され、温度設定値信号を電流温度信号と比較されて、所望の効果を達成するために温度の変化が計算される。温度の変化は、温度コントローラ３１８に入力され、温度の変化を達成するために、温度の変化がヒータのための所望の電力レベルへと変換される。ヒータの電力が増加又は低下するにつれて、熱プロセス３２０は、成形容器の堰の近くの温度を調整された温度（新しい電流温度３１４）へと上昇又は低下させ、コンパレータ３１６へと送り戻される。温度の変化は、温度ウェッジプロセス３２２を通じてウェッジを変化させるのに役立つ。

【0028】

ウェッジコントローラによって計算されるチルト設定値３１２を示すチルト設定値信号は、電流チルト角３２６を示す電流チルト角信号と共にコンパレータ３２４内に入力される。コンパレータ３２４において、所望の効果を達成するように、チルトの変化量が計算される。チルトの変化量を示す信号は、ガラスリボンのウェッジの所望の低下を達成するために、ステップ３２８においてチルト機構によって出力されるトルク量へと変換される。ステップ３３０において、トルクの計算量をチルト機構に適用する際に、成形容器のチルト角は、調整されたチルト角へと増大又は低下する。新しいチルト角３２６であり、かつチルト設定値信号で表されるチルト設定値３１２と等価である、調整されたチルト角は、コンパレータ３２４に送り戻される。調整されたチルト角は、チルトウェッジプロセス３３２を通じてウェッジを調整する。

【0029】

温度ウェッジプロセス３２２の効果とチルトウェッジプロセス３３２の効果は、加算点３３４において結合されて、ウェッジにおける制御された効果量を決定する。ウェッジにおける制御された効果量は、ウェッジの乱れ３３６の量と共に、結果として、ウェッジ３４０の全体的な測定量を与える。ウェッジの乱れ３３６は、成形容器上の不均一なガラスの流れ又は成形容器にわたる不均一な熱分布などのさまざまな因子によって生じうる。ウェッジ３４０の測定量は、ウェッジ３０４の測定量としてコンパレータ３０６に送り戻される。

【0030】

この測定、調整、及び再測定のプロセスは、システムが、短期変動を制御することによって生成した長期変動を連続的に補償することを可能にし、逆もまた同様であり、ウェッジ変動のより大きい全体的制御を結果的にもたらす。

【実施例】

【0031】

ガラスリボンのウェッジを制御する方法のさまざまな実施形態は、以下の実施例によってさらに明らかになるであろう。

【0032】

実施例１
２週間の期間、厚さゲージを使用して、ガラスリボンにおけるウェッジ変動を測定した。図４は、時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジ厚データ（ｙ軸）のプロットを示している。図４から得られたデータを、フーリエ変換を使用して変換し、図５を生成した。さらに具体的には、図５は、図４に示される信号の頻度成分のプロットである。図５のプロットは、ウェッジ変動の大きさ（ｙ軸）及び頻度（ｘ軸）を定量化している。高頻度及び低頻度変動は図５に見ることができる。図５に示されるように、ウェッジの乱れは、比較的低頻度（１０時間以上の周期）及び比較的高い頻度（例えば３時間以下の周期）の変動を有していた。特に、突出した周期（prominent cycle）は約２時間の周期で生じた。図５に示されるデータは、ウェッジ変動の高頻度成分及び低頻度成分の決定に使用されうる。

【0033】

例えば、図５に示されるように、大きいピークは、２時間周期、３〜１０時間周期、及び３０時間周期に対応する時点で現れる。これらのピーク及び帯域分離に基づいて、２時間周期に対応するピークを高頻度成分として識別するとともに、３０時間周期に対応するピークを低頻度成分として識別した。２時間周期に対応するピークと３〜１０時間周期に対応するピークとの間には明確に定められた帯域分離が存在しないことから、より高い頻度成分及びより低い頻度成分の制御の関数として制御する場合、頻度成分の識別の目的では、３〜１０時間周期は無視される。

【0034】

実施例２
ウェッジ変動におけるチルトの影響を決定するため、チルトの度合いを段階的に変化させ、ウェッジの影響（すなわち、ウェッジの変化）を観察した。これにより、チルト変動に対するシステムの応答を特徴化可能にした。さらに具体的には、チルト角を、０度の開始角度から０．３度だけ（０．３度の最終角度へと）上方に傾動させ（すなわち、第１端部１０４を第２端部１０６に対して下降させた）、ウェッジ応答をおよそ４０分間、監視した。図６及び７は、チルト角の０．３度の変化に対する観察されたウェッジ応答を示している。図６に示されるように、成形容器を上方に０．３度だけ傾動させた。結果として得られたウェッジ応答は、図７にグラフで示されている。図７において、増大（又はウェッジの変化）はｙ軸で表されており、時間（秒）はｘ軸で表されている。無駄時間を含む一次遅れ（First Order plus Dead Time）モデルを応答に当てはめ、図７に示されるように、モデルを処理データと相関させた（Ｒ^２＝０．９８）。Ｒ^２値は、チルトの段階的変化の結果として、一次遅れモデルが、観察された増大と非常に密接に相関していることを示唆している。応答に当てはめた無駄時間を含む一次遅れモデルは、多変数制御アルゴリズムを生成するために、以下の実施例３から得られるモデルと共に用いられる。

【0035】

図７はさらに、ウェッジ変動におけるチルトの影響が、ウェッジ変動の高頻度成分への対処に有効でありうることを示している。特に、５１８秒の時間の遅れは、チルト角が変化した時間とウェッジが応答を開始した時間との間の経過時間を表しており、影響が成形容器のチルト調整のおよそ１０分以内に観測可能であることを確認するものでる。加えて、モデルは、９１秒の時定数を生じ、これは、９１秒以内に、チルト角の影響がその最終的な値の約６３％に達したことを示唆している。

【0036】

実施例３
ウェッジ変動における温度の影響を決定するため、温度を０．３℃ごとに段階的に変化させ、ウェッジの影響（すなわち、ウェッジの変化）をおよそ９０分間、観察した。これにより、熱的変動に対するシステムの応答を特徴化可能にした。図８は、上部温度における−０．３℃の変化に対する観察されたウェッジ応答を示している。図８において、ｙ軸は増大（又はウェッジの変化）を表し、ｘ軸はサンプリング時間を表し、各サンプル１５秒である。無駄時間を含む一次（すなわち、線形）遅れモデルを応答に当てはめた。無駄時間を含む一次遅れモデルは処理データによく相関し（Ｒ^２＝０．９４）、モデルが良好に当てはまり、熱的変化に基づくウェッジ応答の推定に利用可能であることを示唆している。したがって、ひとたびウェッジが熱的変化に応答を開始すると、熱的変化は、観察されたウェッジ応答に対して直接的かつ直線的に関係する。温度の０．３℃ごとの低下は、結果的に、サンプルに１．１８（ウェッジ／℃）のウェッジの増大を生じたことが決定された。およそ１９２６秒の時定数及びおよそ７１４秒の時間の遅れが見られた。時定数は、その最終的な値のおよそ６３％に達する、熱的変化に要する時間を表している。時間の遅れは、上部温度設定値が変化する時間とウェッジが応答を開始する時間との間の経過時間を表している。図８のデータと図７のデータとの比較は、熱調整が、チルト調整と比較してウェッジに対する変化に遅延を生じさせることを実証している。応答に当てはめた無駄時間を含む一次遅れモデルは、上記実施例２から得られたモデルとともに、多変数制御アルゴリズムの生成に用いられる。

【0037】

実施例４
実施例１から得た観察されたウェッジ応答頻度情報、実施例２から得たチルトステップ応答、及び実施例３から得た温度ステップ応答の知見とともに、チルト及び温度の各々を使用する制御の推定限界を、コンピュータ模擬実験及び解析計算を使用して確認した。言い換えれば、図５に由来する推定された「高頻度」及び「低頻度」の範囲を、それらの頻度にわたる各制御に対するウェッジ衝撃応答を検査することによって確認した。

【0038】

図９は、熱調整及びチルトについての比例積分（ＰＩ）制御システムを使用するウェッジ変動の頻度（ｘ軸）に対する利得応答（ｙ軸）のプロットである。ＰＩ制御システムは、熱変数及びチルト変数の各々を制御することができ、各変数を互いに独立して制御することができる。加えて、ＰＩ制御システムは、多変数ウェッジコントローラに関して説明したように、高頻度ウェッジ成分を無視するとともに、低頻度ウェッジ成分の制御のために熱変数を特に使用しなくてもよく、低頻度ウェッジ成分を無視するとともに、高頻度ウェッジ成分の制御のためにチルト変数を使用しなくてもよい場合がある。図９において、高頻度成分とは、概して、グラフの右側のことを指し、一方、低頻度成分とは、概して、グラフの左側のことを指す。より具体的には、低頻度成分は、１０時間以上の周期を表す、１０^−１の頻度マークの左側に表されている。高頻度成分は、ｘ軸上の１０^−１の頻度マーキングと１０^０の頻度マークとの間に破線で表されている。上述のように、「高頻度」及び「低頻度」に対応する特定の時間周期は、特定の実施形態によって変化しうる。図９によって、実施例１における図５の検査によって決定された、高頻度成分及び低頻度成分に対応する周期の推定が、所望のレベルの制御の達成に許容可能であることが確認された。具体的には、図９によって、「高頻度」及び「低頻度」に応じて選択された時間周期が、対応する変数（例えば、それぞれ、チルト及び温度）によって制御可能な範囲内にあることが確認された。

【0039】

線９００は、温度の従来のＰＩ制御を使用する場合に期待されるウェッジの乱れの減衰を示している。線９００は、低頻度変動の期待される減衰（０．０８３時間^−１）が０．２倍（すなわち、８０％の低下）であることを示している。しかしながら、高頻度変動（０．５時間^−１）は、２．４倍増幅され、これは許容されないと見なされる。したがって、これは、温度制御は低頻度（周期は約１０時間以上である）におけるウェッジの乱れの修正に使用することができるが、高頻度におけるウェッジの乱れの修正には有効ではなく、ウェッジの乱れの影響の大きさは１より大きいことを示唆している。

【0040】

図９の線９０２は、チルト機構の従来のＰＩ制御が用いられる場合に期待されるウェッジの乱れの減衰を示している。線９０２は、低頻度変動（０．０８３時間^−１）が、９０％を超えて補償されうることを示している。高頻度変動（０．５時間^−１）の期待されるウェッジの乱れの減衰の増大は、温度の従来のＰＩ制御の使用における増大と比較して、およそ５０％の低下である、０．５６である。線９０２の大きさは、より高い頻度において１未満の値を維持し、これは、チルト制御が、より高い頻度におけるウェッジの乱れの制御に有効でありうることを示唆している。加えて、線９０２は、チルト制御が、高頻度及び低頻度におけるウェッジの乱れの制御に有効でありうることを示唆している。

【0041】

実施例５
１０時間以上の周期についてのウェッジ影響の制御に熱制御が用いられ、かつ、実施例４より短い周期についてのウェッジ影響の制御にチルト制御が用いられうるという理論の確認の後、多変数制御アルゴリズムを展開した。図１０〜１６は、ウェッジ変動の制御に使用するための実施例２及び３から得られたモデルを組み合わせた模擬的な結果を例証している。特に、実施例２及び３から結果的に得られたモデルを組み合わせ、Ｈ無限大制御の取り組みを使用して、温度調整を選択して低頻度変動に対処し、かつ、チルト調整を選択して高頻度変動に対処するアルゴリズムを生成した。さらに具体的には、実施例２及び３のデータに当てはめたモデルを組み合わせて、Ｈ無限大制御方法を使用して加工したアルゴリズムを形成した。

【0042】

Ｈ無限大制御方法では、温度変数を、高頻度変動を考慮せずに、低頻度変動を最小化するように操作すると同時に、チルト変数を、低頻度変動を考慮せずに、高頻度変動を最小化するように操作した。結果的に得られた多変数制御アルゴリズムを実施例１で収集したデータに適用し、図１０〜１６に提示される模擬的なデータを生成した。

【0043】

図１０は、従来のＰＩ制御システムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られた温度移動（ｙ軸）のプロットである。図１１は、多変数制御アルゴリズムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られた温度移動（ｙ軸）のプロットである。図１０及び１１に見られるように、模擬的なデータは、ＰＩ熱制御が、多変数制御アルゴリズムと比較して、より大きい短期的及び長期的変動を有する（例えば、温度は、より多くの回数、変化し、変化はより大きい規模を示す）ことを示唆している。

【0044】

図１２は、従来のＰＩ制御システムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られたチルト移動（ｙ軸）のプロットである。図１３は、多変数制御アルゴリズムに従った経時（ｘ軸）における結果的に得られたチルト移動（ｙ軸）のプロットである。図１３に示されるように、模擬的なデータは、多変数制御アルゴリズムが、従来のＰＩ制御システムと比較して非常に小さい長期的変動を有することを示唆している。チルト移動は、高頻度成分に対処するように同調される。これは、標準的なＰＩ制御と比較した場合にはるかに小さい振幅（およそ５倍）を有するチルト移動信号を結果的に生じる。

【0045】

図１４、１５、及び１６は、それぞれ、従来のＰＩ温度制御システム、従来のＰＩチルト制御システム、及び多変数制御システムを使用する模擬的なウェッジ変動を例証している。図１４〜１６の比較から分かるように、多変数制御システムは、チルトのみの使用に対して７０％の改善を有する、はるかに小さいウェッジ変動を達成する。したがって、組み合わせた取り組みは、チルト又は熱補償のいずれかを単独で使用するよりも大きい制御をもたらす。

【0046】

実施例６
熱制御のみの使用に対し、チルト制御を使用するウェッジ変動における制御の改善を評価した後、模擬実験の結果を確認するために実験を行った。実験には、実施例２に使用したものと同じパラメータを使用した。特に、実施例２から得られたモデルを使用して、観察されたウェッジに対処するために更新されたチルト設定値を決定した（結果を図１７に示す）。

【0047】

図１７及び１８はウェッジ変動のチルト制御の達成可能性を決定するための実験結果を示している。特に、図１７は、およそ２．５日間の期間にわたるチルト制御下での時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジの量（ｙ軸）を示すプロットである。図１８は、従来の自動厚さ制御システム（ＡＴＣＳ）を使用する熱制御下での時間（ｘ軸）の関数としてのウェッジの量（ｙ軸）を示すプロットである。従来のＡＴＣＳは、多変数ウェッジコントローラに関して説明したように、高頻度ウェッジ成分を無視するとともに、低頻度ウェッジ成分の制御に熱変数を特に使用しない。図１７及び１８の比較から分かるように、チルト制御を行っている間の電力の乱れにもかかわらず、従来のＡＴＣＳによってもたらされる熱制御を用いたウェッジ変動の制御と比較した場合に、チルト制御を使用してウェッジ変動の改善が達成された。とりわけ、チルト機構に対する角変化の最小量は実験の間に調整され、制御運動の粗さによって、達成可能な帯域幅及び高頻度変動に対処する能力が制限された。それにもかかわらず、実験は、少ない保存運動制御で改善されることが期待される、良好な結果を示した。

【0048】

図１９は、ウェッジの制御のためにＡＴＣＳを使用する熱制御の結果（図１８に示される）と比較したチルト制御結果（図１７に示される）のボックスプロットである。チルト制御は、四分位範囲（すなわち、ミッドスプレッド（midspread）又はミドルフィフティ（middle fifty））において２７％の改善を示した。四分位範囲は、データ点の分散の代表であり、四分位範囲における改善は、ばらつきの低下を示す。チルト運動制御システムの制限にもかかわらず、熱制御に対する短期的変動の改善を実現した。

【0049】

図２０は、図１７及び１８に示されるデータについてのウェッジの時間（ｘ軸）の関数としてのローリング標準偏差（「ＳＴＤ」）（ｙ軸）のプロットを示している。６時間のウィンドウを使用し、全体のデータセット（およそ４５時間）に対して１０秒間の階段状とした。チルト下でのウェッジの結果は線２０００によって示されており、従来のＡＴＣＳを使用する熱制御下でのウェッジの結果は線２００２によって示されている。チルト制御の６時間のローリングＳＴＤデータセットについての平均変動値は線２００４で示されており、従来のＡＴＣＳ熱制御の６時間のローリングＳＴＤデータセットについての平均変動値は線２００６によって示されている。データは、チルトウェッジ制御システムが、ＡＴＣＳ熱制御と比較して、平均しておよそ１５％低い短期的変動（０．０８２５に対して０．０７）を有していたことを示した。この場合もやはり、チルト制御実験の間の温度揺動にもかかわらず、上記改善が観察された。したがって、図１９及び２０は、チルトを用いたウェッジの制御が、熱制御のみを使用するウェッジの制御と比較して、より大きい制御とより少ない変動を生じうることを実証している。

【0050】

実施例７
チルト制御を用いたウェッジの制御の達成可能性を確認した後、生成した多変数制御アルゴリズムを試験して、熱制御のみを使用する従来のウェッジ制御方法に対する利益をもたらすか否かを判定した。特に、多変数制御アルゴリズムが熱変数に関して予期された通りに機能したか否かを判定するために、実験の間にチルトの移動はさせなかった。したがって、多変数ウェッジ制御、従来のＡＴＣＳ、及び従来のＰＩ制御システムの指示通りに熱制御を通じてウェッジを制御したシステムについて、数日間にわたってウェッジを測定した。さらに具体的には、従来のＰＩ制御システムについて７日間にわたって、及び、多変数ウェッジ制御システムについては１８日間にわたってウェッジを測定した。総合的なウェッジ、短期頻度（１〜３時間）、及び長期（１０時間を超える）のウェッジ変動を観察し、比較した。

【0051】

具体的には、図２１は、多変数ウェッジ制御（ＭＷＣ）、従来のＡＴＣＳ、及び従来のＰＩ制御システムを使用するウェッジ制御の結果を例証している。表１は、追加の比較データを提供している。

【0052】

【表1】

【0053】

図２１の左のボックスプロットは総合的なウェッジ変動を比較している。ＭＷＣは、従来のＡＴＣＳ及びＰＩ制御システムと比較して、より小さい中央値及びより狭い変動範囲を有していたことが分かる。中央のプロットは、ウェッジについての低頻度変動（長期周期）を示している。図２１の右のボックスプロットは、高頻度におけるウェッジ変動を示している。ここでは、ＭＷＣを使用して観察された変動は、従来のＡＴＣＳを使用した場合に観察される変動と同様であり（４％の悪化）、従来のＰＩ制御システムを使用した場合に見られる変動より良好であった（２１％の改善）。したがって、ＭＷＣは、従来のＡＴＣＳと比較して高頻度変動を補償するようには見えなかったが、アルゴリズム設計から期待されるように、従来のＰＩ制御システムのようには高頻度変動を増幅しなかった。

【0054】

前記内容に基づき、ガラスリボンの厚さウェッジを制御する方法のさまざまな態様が本明細書に開示されることが理解されよう。第１の態様によれば、ガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御する方法は、成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、成形容器のルートから、ある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、ガラスリボンの幅の少なくとも一部にわたってウェッジ変動を測定する工程、及び、測定されたウェッジ変動に基づいて成形容器のチルト及び成形容器の堰の近くの温度を調整し、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を低下させる工程を含む。

【0055】

第２の態様において、フュージョンドロー装置は、成形容器の長さを画定する第１端部及び第２端部、並びにその上面に配置されたトラフを有する成形容器と、成形容器を傾動させて、成形容器の第２端部に対する成形容器の第１端部の位置を変化させるチルト機構と、成形容器の堰の近くの領域に熱を供給する少なくとも１つの加熱機構と、プロセッサとコンピュータ読取及び実行可能命令セットを記憶するメモリとを備えたコントローラを含む自動厚さ制御システムとを備えている。コンピュータ読取及び実行可能命令セットは、プロセッサによって実行された場合に、延伸の底部において厚さゲージからウェッジ変動計算値を受け取り、受け取ったウェッジ変動計算値に基づいて、ウェッジ変動の高頻度成分及びウェッジ変動の低頻度成分を決定し、チルト設定値を計算してウェッジ変動の高頻度成分を低減し、温度設定値を計算してウェッジ変動の低頻度成分を低減し、チルト機構にチルト設定値を供給し、かつ、 少なくとも１つの加熱機構に温度設定値を供給する。

【0056】

第３の態様において、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を制御する方法は、成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、成形容器のルートからある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、ガラスリボンの幅の一部にわたってウェッジ変動を測定する工程、ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて成形容器のチルトを調整し、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を低下させる工程、ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて成形容器の堰の温度を調整し、ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を低下させる工程、及び、ガラスリボンの幅の一部にわたって調整されたウェッジ変動を測定する工程を含む。

【0057】

第４の態様は、ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて成形容器のチルトの変化を特定する工程をさらに含む、第１〜第３の態様のいずれかを含む。

【0058】

第５の態様は、成形容器のチルトを調整する工程が、成形容器の第２端部に対する成形容器の第１端部の位置を調整する工程を含み、成形容器の第１端部及び第２端部が、成形容器の収束する側面に対して垂直であり、かつ、成形容器の長さによって分離されていることを特徴とする、第１〜第４の態様のいずれかを含む。

【0059】

第６の態様は、ウェッジ変動の低頻度成分に従って、堰の温度変化を特定する工程をさらに含む、第１〜第５の態様のいずれかを含む。

【0060】

第７の態様は、堰の温度を調整する工程が、成形容器の上部の近くに配置された少なくとも１つの加熱機構のパワー出力を調整する工程を含む、第１から第６の態様のいずれかを含む。

【0061】

第８の態様は、堰の温度を調整する工程が、成形容器の周りに配置された冷却機構のパワー出力を調整する工程を含む、第１〜第７の態様のいずれかを含む。

【0062】

第９の態様は、堰の温度を調整する工程が、少なくとも１つの加熱機構のパワー出力を調整する工程、及び、成形容器の周りに配置された冷却機構のパワー出力を調整する工程を含む、第１〜第８の態様のいずれかを含む。

【0063】

第１０の態様は、自動厚さ制御システムが、チルト設定値に基づいて、成形容器のチルトの度合いを調整することを特徴とする、第１〜第９の態様のいずれかを含む。

【0064】

第１１の態様は、自動厚さ制御システムが、温度設定値に基づいて、成形容器の堰の領域に供給される熱の量を調整することを特徴とする、第１〜第１０の態様のいずれかを含む。

【0065】

第１２の態様は、堰の近くに配置された冷却機構をさらに含み、自動厚さ制御システムが、温度設定値に基づいて、成形容器の堰の領域を能動的に冷却させることを特徴とする、第１〜第１１の態様のいずれかを含む。

【0066】

第１３の態様は、自動厚さ制御システムが、チルト設定値を計算してウェッジ変動の高頻度成分を最小化することを特徴とする、第１〜第１２の態様のいずれかを含む。

【0067】

第１４の態様は、自動厚さ制御システムが、温度設定値を計算してウェッジ変動の低頻度成分を最小化することを特徴とする、第１〜第１３の態様のいずれかを含む。

【0068】

第１５の態様は、自動厚さ制御システムが、ウェッジ変動の低頻度成分とは無関係にチルト設定値を計算することを特徴とする、第１〜第１４の態様のいずれかを含む。

【0069】

第１６の態様は、自動厚さ制御システムが、ウェッジ変動の高頻度成分とは無関係に温度設定値を計算することを特徴とする、第１〜第１５の態様のいずれかを含む。

【0070】

第１７の態様は、ガラスリボンの幅の一部が、ガラスリボンのビード領域を含まないことを特徴とする、第１〜第１６の態様のいずれかを含み。

【0071】

第１８の態様は、成形容器のチルトを調整する工程が、チルトの度合い及びウェッジ変化の量に基づいて、チルト設定値を決定する工程を含む、第１〜第１７の態様のいずれかを含む。

【0072】

第１９の態様は、堰の近くの温度を調整する工程が、温度及びウェッジ変化の量に基づいて、温度設定値を決定する工程を含む、第１から第１８の態様のいずれかを含む。

【0073】

第２０の態様は、調整されたウェッジ変動の高頻度成分に基づいて、成形容器のチルトを調整する工程、及び 、調整されたウェッジ変動の低頻度成分に基づいて、成形容器の堰の温度を調整する工程をさらに含む、第１から第１９の態様のいずれかを含む。

【0074】

特許請求される主題の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態には、さまざまな修正及び変更がなされうることは、当業者にとって明白であろう。よって、本明細書は、このような修正及び変更が添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内に入ることを条件に、本明細書に記載のさまざまな実施形態の修正及び変更にも及ぶことが意図されている。

【0075】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0076】

実施形態１
ガラスリボンにおけるウェッジ変動を制御する方法であって、
成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、
前記成形容器のルートからある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、
前記ガラスリボンの幅の少なくとも一部にわたって前記ウェッジ変動を測定する工程、及び
前記測定されたウェッジ変動に基づいて前記成形容器のチルト及び前記成形容器の堰の近くの温度を調整し、前記ガラスリボンの幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程
を含む方法。

【0077】

実施形態２
前記ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器の前記チルトの変化を特定する工程をさらに含む、実施形態１に記載の方法。

【0078】

実施形態３
前記成形容器の前記チルトを調整する工程が、前記成形容器の第２端部に対して前記成形容器の第１端部の位置を調整する工程を含み、前記成形容器の前記第１端部及び前記第２端部が、前記成形容器の収束する側面に対して垂直であり、前記成形容器の長さによって分離されていることを特徴とする、実施形態１又は２に記載の方法。

【0079】

実施形態４
前記ウェッジ変動の低頻度成分に従った前記堰における前記温度の変化を特定する工程をさらに含む、実施形態１又は２に記載の方法。

【0080】

実施形態５
前記堰における前記温度を調整する工程が、前記成形容器の上部に配置された少なくとも１つの加熱機構のパワー出力を調整する工程を含む、実施形態４に記載の方法。

【0081】

実施形態６
前記堰における前記温度を調整する工程が、前記成形容器の周りに配置された冷却機構のパワー出力を調整する工程を含む、実施形態４に記載の方法。

【0082】

実施形態７
前記堰における前記温度を調整する工程が、少なくとも１つの加熱機構のパワー出力を調整する工程、及び、前記成形容器の周りに配置された冷却機構のパワー出力を調整する工程を含む、実施形態４に記載の方法。

【0083】

実施形態８
フュージョンドロー装置であって、
成形容器の長さを画定する第１端部及び第２端部を有する成形容器、及びその上面に配置されたトラフと、
前記成形容器を傾動させて、前記成形容器の前記第２端部に対する前記成形容器の前記第１端部の位置を変化させるチルト機構と、
前記成形容器の堰の近くの領域に熱を供給する少なくとも１つの加熱機構、及び
プロセッサと、コンピュータ読取及び実行可能命令セットを記憶するメモリとを備えたコントローラを含む自動厚さ制御システムであって、前記プロセッサによって実行された場合に：
延伸の底部において厚さゲージからウェッジ変動計算値を受け取り、
受け取った前記ウェッジ変動計算値に基づいて、前記ウェッジ変動の高頻度成分及び前記ウェッジ変動の低頻度成分を特定し、
チルト設定値を計算して前記ウェッジ変動の前記高頻度成分を低減し、
温度設定値を計算して前記ウェッジ変動の前記低頻度成分を低減し、
前記チルト機構に前記チルト設定値を供給し、
前記少なくとも１つの加熱機構に前記温度設定値を供給する、
自動厚さ制御システムと
を備えた、フュージョンドロー装置。

【0084】

実施形態９
前記自動厚さ制御システムが、前記チルト設定値に基づいて前記成形容器のチルトの度合いを調整することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0085】

実施形態１０
前記自動厚さ制御システムが、前記温度設定値に基づいて前記成形容器の前記堰の前記領域に供給される熱の量を調整することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0086】

実施形態１１
前記堰の近くに配置された冷却機構をさらに備え、前記自動厚さ制御システムが、前記成形容器の前記堰の前記領域を前記温度設定値に基づいて能動的に冷却させることを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0087】

実施形態１２
前記自動厚さ制御システムが、前記チルト設定値を計算して、前記ウェッジ変動の前記高頻度成分を最小化することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0088】

実施形態１３
前記自動厚さ制御システムが、前記温度設定値を計算して、前記ウェッジ変動の前記低頻度成分を最小化することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0089】

実施形態１４
前記自動厚さ制御システムが、前記ウェッジ変動の前記低頻度成分とは無関係に前記チルト設定値を計算することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0090】

実施形態１５
前記自動厚さ制御システムが、前記ウェッジ変動の前記高頻度成分とは無関係に前記温度設定値を計算することを特徴とする、実施形態８に記載のフュージョンドロー装置。

【0091】

実施形態１６
ガラスリボンの幅にわたってウェッジ変動を制御する方法であって、
成形容器の収束する側面上に溶融ガラスを流す工程、
前記成形容器のルートから、ある幅を有するガラスリボンを延伸する工程、
前記ガラスリボンの前記幅の一部にわたって前記ウェッジ変動を測定する工程、
前記ウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器のチルトを調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程、
前記ウェッジ変動の低頻度成分に基づいて前記成形容器の堰の温度を調整し、前記ガラスリボンの前記幅にわたる前記ウェッジ変動を低下させる工程、及び
前記ガラスリボンの前記幅の前記一部にわたって、調整されたウェッジ変動を測定する工程
を含む、方法。

【0092】

実施形態１７
前記ガラスリボンの前記幅の前記一部が、前記ガラスリボンのビード領域を含まないことを特徴とする、実施形態１６に記載の方法。

【0093】

実施形態１８
前記成形容器の前記チルトを調整する工程が、前記チルトの度合い及び前記ウェッジ変化の量に基づいてチルト設定値を特定する工程を含むことを特徴とする、実施形態１６に記載の方法。

【0094】

実施形態１９
前記堰の近くの前記温度を調整する工程が、前記温度及び前記ウェッジ変化の量に基づいて温度設定値を特定する工程を含むことを特徴とする、実施形態１６に記載の方法。

【0095】

実施形態２０
前記調整されたウェッジ変動の高頻度成分に基づいて前記成形容器の前記チルトを調整する工程、及び
前記調整されたウェッジ変動の低頻度成分に基づいて前記成形容器の前記堰における前記温度を調整する工程
をさらに含む、実施形態１６に記載の方法。

【符号の説明】

【0096】

１ 溶融容器
３ 清澄容器
４ 混合容器
５ 連結管
６ 溶融ガラス
７ 連結管
８ 供給容器
９ 下降管
１０ 入口
１１ 成形容器
１２ 開口
１３ トラフ
１４ａ，１４ｂ 収束する側面
２２ 筐体
５０ 延伸アセンブリ
５２ ガラス基板
１００ フュージョンドロー装置
１００Ａ ガラス製造装置
１０２ 成形容器
１０４ 第１端部
１０６ 第２端部
１０８ トラフ
１１０ 堰
１１２ ルート、下縁部
１１４ ガラスリボン
１１６ 幅
１１８ 厚さ
１２０ 加熱機構
１２２ チルト機構
２００ 厚さゲージ
２０２ 多変数制御システム
３００ ウェッジ変動を制御する方法
３０２ 電流ウェッジ設定値
３０４ ウェッジ
３０６ コンパレータ
３０８ ステップ
３１０ 温度設定値
３１２ チルト設定値
３１４ 電流温度
３１６ コンパレータ
３１８ 温度コントローラ
３２０ 熱プロセス
３２２ 温度ウェッジプロセス
３２４ コンパレータ
３２６ 電流チルト角
３２８，３３０ ステップ
３３２ チルトウェッジプロセス
３３４ 加算点
３３６ ウェッジの乱れ
３４０ ウェッジ

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】